《矿山运输与提升》第3版电子教案考试重点图文并茂Word文档格式.docx
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车辆悬吊于巷道上方工字型单轨上,以摩擦轮绞车为动力装置,通过钢丝绳牵引运输货载。
⑥架空索道——架设在空中的钢丝绳作为货车的承载索,而货车则由钢丝绳牵引运输货物。
适用于个别山区的矿山地面运输设备。
3.辅助运输设备
①给煤机——用来将煤仓的煤均匀而定量地装到输送机或其他设备上。
②闸门——用来开启或关闭煤仓或漏斗,也可起调节给煤量的作用。
③翻车机——用来翻转矿车或列车,卸除其中所载物料。
④推车机——在矿车运输中,为了完成矿车的装载、提升和卸载等工序,常常需要在较短距离内使用推车机来向装车站、罐笼、翻车机、溜煤眼下部推送矿车(推进重矿车、顶出空矿车)。
a)链式推车机——无极链牵引推爪,推爪推动矿车底挡使矿车前进,位于翻车机前。
输送能力大,但结构复杂小型矿山很少采用。
b)钢绳推车机——结构简单、制造容易、基建费用低,行程可大可小;
但钢丝绳磨损快、维修工作量大。
c)风动(气动)推车机——装在靠近井筒轨道的中间,略低于轨道平面。
具有结构简单、造价低、效率高、维护方便等特点。
但对矿车的冲击力大,由于气缸行程有限,故推车距离有一定限制。
⑤爬车机——在矿车自溜系统中,用于恢复矿车因自溜所降落的高度差,又称“高差补偿器”。
称为“爬坡机”较为确切。
结构与推车机基本相同,也分为三种:
a)链式爬车机——倾角取10°
~15°
,其下部以R≥24m的曲线与下部线路联接,上部则用R≥5m的曲线与一上部线路联接。
为防止矿车偶然掉落,或跑车,斜坡部分设有“捞车器”。
运转速度=0.3~0.4m/s。
b)钢绳爬车机——与链式相比,结构简单、制造容易、维护简便,但由于是往复运转,一次只能爬一辆矿车,故生产效率低。
。
c)风动(气动)顶车器——垂直方向作用的推车机,可使矿车进行垂直方向的位移,补偿其在自溜运行中的高差损失。
具有结构简单、重量轻和使用可靠等优点。
适用于调车场要求紧凑布置的场合。
⑥调度绞车——用作调度矿车之用,也可做运送物料等一些辅助运输工作。
⑦阻车器——在矿车自溜轨道上阻(停)止矿车运行的设备。
分单式(一对阻爪)和复式(两对阻爪)两种,复式的又叫“限数阻车器”——它能限制开启一次通过的矿车数量,以便向翻车机或罐笼供给一定数量的矿车。
阻车器按结构分为:
阻车轮的、阻车轴的、阻车下附设底挡的、阻缓冲器的等各种类型。
其与翻车机、爬车机、罐笼等设备配合时,可使矿井的运输达到机械化和自动化的目的。
⑧限速器——在矿车自溜轨道上调节、限制矿车的滑行速度的设备。
按照输送矿车的工艺要求,被限速器作用后的矿车可以低速继续运行,也可立即停止。
⑨转载机——机械化采煤采区内,煤炭运输系统普遍采用的一种中间转载输送设备。
是一种可以纵向整体移动的、特殊的、重型刮板输送机。
三、国内外矿井运、提设备发展概况
1.刮板输送机——应用广,国产种类多(达30余种),系列化生产。
可弯曲型能拐弯90°
运行。
综采机械化的必备配套设备,大大提高工作效率。
2.带式输送机——向长距离(单机15.5km、机组达169km)、大运量(带宽6.4m达37500t/h)、高速度(达15m/s)、大功率(单机最大驱动功率达6×
2000kw)、低能耗方向发展。
3.电机车运输——向大型化、高速化、能爬大坡度、自动化方向发展。
工业发达国家已开始研制和使用自动装卸载、无人驾驶的全自动化电力机车。
4.提升设备——国内外均已按型谱制造大型提升机,广泛应用单绳缠绕式和多绳摩擦式提升机。
特深井采用了双滚筒缠绕式(布雷尔式)提升机。
20世纪90年代,世界上又出现了一种全新的、高度机电一体化的提升机——“内装式多绳摩擦提升机”,使提升机的制造、使用水平推入了新的领域。
第一章刮板输送机
第一节概述
一、主要组成部分、工作原理、适用范围
1.主要组成部分
①机头部——包括机头架、电动机、液力耦合器、减速器、链轮组件等;
②机尾部——包括机尾架、电动机、液力耦合器、减速器、链轮组件等;
③中间部——包括中间溜槽、联接溜槽、调节溜槽、刮板链等;
④附属装置——包括紧链器、铲煤板、挡媒板、防滑锚固装置等;
⑤移溜装置
2.工作原理由绕过机头链轮和机尾链轮(或滚筒)的无极循环的刮板链作为牵引机构,以溜槽作为承载机构,电动机经液力耦合器、减速器带动链轮转动,从而带动刮板链连续运转,将装在溜槽中的货载从机尾部运到机头处卸载转运。
上部溜槽是输送机的重载工作槽,下部溜槽是刮板链的回空槽。
3.适用范围刮板输送机是一种挠性牵引机构的连续输送设备,是采煤工作面唯一的运输设备,还常用于采区巷道和掘进工作面。
可水平布置,也可倾斜安装,沿工作面和巷道布置时运输倾角≤25°
,对于兼作采煤机轨道与机组配合适用时煤层倾角要≤16°
4.优缺点机身低,便于装载;
结构强度高,运输能力大,适应恶劣工作环境,并可作为采煤机的运行轨道;
可弯曲,移置容易机身伸缩方便,运力不受块度和湿度的影响;
铲煤板可自动清扫机道浮煤;
挡媒板后设有安放电缆、水管和乳化液管的槽架,对三者起保护作用,推移输送机时,电缆、水管、乳化液管随同移动。
不足之处是:
工作阻力大,耗电量多,溜槽磨损严重,运输距离受一定限制。
二、主要类型和系列
1.主要类型
①按牵引链的结构分:
片式套筒链刮板输送机、可拆模锻链刮板输送机、焊接圆环链刮板输送机
②按链条数目分:
中单链、中双链、边双链、三链(极少用)。
③.按功率大小分:
配套单电动机额定功率≤40kw为轻型、40kw<中型≤90kw、重型>90kw。
④按溜槽的布置方式和结构分:
并列式、重叠式、敞底溜槽式和封底溜槽式四种。
⑤按传动方式分:
电力传动、液压传动两种输送机。
2.基本参数系列
我国自20世纪80年代开始已按以下标准:
MT15-82《工作面用刮板输送机系列型谱》、MT105-1993《刮板输送机通用技术条件》、和MT15-1991《矿用刮板输送机型式与参数》标准化、系列化和通用化制造。
运输量为150~900t/h、机身长度有120、150、160、180、200m等、电动机功率40~320kw。
目前我国制造的最大者:
运输能力900t/h、水平输送距离150m、装机总功率320kw、整机重量204t、一条牵引链的破断负荷为85t。
(详见课本P9/B1-1《刮板输送机基本参数系列》)
3.型号标记:
SG※—□/◇
S——输送机;
G——刮板式;
※——型式代号:
D—中单链型、B—边双链型、Z—中双链型、W—可弯曲型;
□——中部槽宽度,mm;
◇——配用电动机总功率,kw。
三、新型刮板输送机
1.侧卸式刮板输送机
2.直角转弯式刮板输送机
四、今后研发重点:
大功率、大运力、大倾角刮板输送机,适应于倾角≥36°
的中厚煤层和大倾角采煤机配套的需要;
极薄煤层外牵引输送机;
发展双速电机,解决输送机重载启动问题,并可取消液力耦合器。
第二节刮板输送机结构特点及功能分析
一、机头部
1.减速机
①类型:
与输送机并列(平行)布置、三级传动的圆锥-圆柱齿轮减速机,以缩小占据空间,适应井下作业需要。
圆锥齿轮采用圆弧齿形,圆柱齿轮采用人字齿形,以增大承载能力、传动平稳性和降低噪声。
②使用条件:
齿轮圆周速度≤18m/s、安装倾角1°
~25°
、高速轴转速≤1500r/min;
环境温度为-20~+35℃、适用于正、反两向运转。
③应符合《刮板输送机减速器》标准,同型号间可互换,输入轴端有圆头平键槽和渐开线外花键两种联接形式,输出轴端有矩形、渐开线内花键和渐开线外花键三种联接形式。
④为适应左、右两种采掘工作面和机头机尾通用,其箱体应上下对称。
⑤为便于改变链速,应能通过更换第二对齿轮的办法,在一定范围内改变传动比。
2.联轴器
①分弹性联轴器和液力耦合器两种。
中、重型刮板输送机必须采用液力耦合器。
②液力耦合器的结构(祥见P20~21/T1-13~15)。
③液力耦合器的优点:
使电动机轻载启动、有过载保护功能、减缓传动系统的冲击和振动、多电机驱动时能使各电机的负荷均匀、如果与电动机的特性匹配得当,还能增大驱动装置的启动力矩。
④液力耦合器的工作原理(祥见P22/T1-16~17))。
3.机头架
机头部的支撑骨架,应有足够的强度和刚度,由厚钢板组焊而成。
要求:
①两侧对称,两侧壁上都能安装减速机,以适应左、右采煤工作面的需要;
②链轮由减速机的轴伸和盲轴支承和联接,便于在井下拆装;
③拨链器和护轴板是易损部件,应便于拆装和更换;
④易损部位采取耐磨措施,如加焊高锰钢堆焊层或局部采用耐磨材料的可更换零件。
4.链轮组件
①链轮是一个组件,由链轮和联接筒组成。
它是传力部件,也是易损件,运转中不仅受静载荷,还受脉动和冲击载荷。
②链轮结构和安装要点(按P24/T1-18向学生讲解)
③链轮制造:
用优质碳素合金钢铸造或锻造成毛坯,机加工后调质处理,链窝和齿形表面须经淬火处理。
MT/Z9-80《矿用圆环链链轮技术条件》规定了各项技术指标。
④链轮使用寿命:
MT105-1993《刮板输送机通用技术条件》规定,轻型机不低于一年,中、重型机不低于一年半。
5.盲轴组件
是位于机头架不装减速机一侧、支承链轮的一个组件,其轴承座装在机头架侧板的座孔内,用螺栓联接件固定。
(祥见P25/T1-19))。
6.电动机
①刮板输送机不用液力耦合器时,采用双鼠笼转子并具有高启动转矩的隔爆型电动机;
采用液力耦合器时,对电动机启动转矩无高要求,只要求最大转矩要高。
②为解决刮板输送机重载启动困难的问题,有的机型采用双速电动机(其定子上有低速绕组和高速绕组各一套)。
以低速绕组启动时能给出3倍以上的额定转矩的启动转矩,输出功率约为高速时的1/2,启动电流比高速时低得多。
故在生产中以低速绕组启动,达到一定转速时,换接到高速绕组运转工作,用专用的控制开关换速。
③目前我国生产的、用于矿井配套的双速电动机产品有:
YDB和KBY两个系列。
二、机尾部
分:
有驱动装置——只有机尾架与机头架不同,其余部件与机头部相同,可互换使用。
无驱动装置——尾架上只有供刮板链改(换)向的尾部轴部件,尾部轴上的链轮也可用滚筒代替。
三、中间部
1.溜槽
①中部槽(标准槽)
a)组成刮板机的机身,每节长度1.5m,由槽帮和中板组焊而成,上槽是装运物料的承载槽,下槽底部敞开供刮板链返程用(底部敞开是为了减少摩擦和积留杂物)。
b)与采煤机配套的中部槽,除了运煤外,还兼作采煤机的轨道,它除了承受采煤机的骑行负荷(采煤机重压和切割煤层时的冲击)外,还受到推、拉液压支架的侧向力和纵向力,以及大块煤岩的撑挤,工作条件恶劣。
因此,应有足够的强度、刚度和耐磨性,其质量应符合MT102—85《刮板输送机中部槽试验规范》。
C)中部槽的井下使用寿命,按“过煤量”来衡量:
中部槽的过煤量单位:
万吨
槽宽类型
280
Mm
320
mm
420
520
(620)
630
730
830
轻型
≥6
≥8
≥12
≥20
≥30
≥40
中型
≥60
重型
≥120
≥180
②调节槽短的中部槽,是为了适应输送机的铺设长度(适应工作面长度变化)的需要,设有长度有0.5M和1M的两种调节槽。
③机头过渡槽是机头与机身过渡联接的特殊槽,每节长度为0.5m,它的一端与中部槽联接,另一端与机头架联接。
④机尾过渡槽是机尾与机身过度联接的特殊槽,每节长度也是0.5m,它的一端与中部槽联接,另一端与机尾架联接,在其下缘装有上链器。
⑤联接装置是将单个中部槽联接成机身的组件,它既能使两槽间对正,又能允许两槽在平、竖两个平面内折曲一定的角度。
分:
插销式、哑铃式、插入圆柱销式等。
它是中部槽的薄弱环节。
2.刮板链
①组成与功能由链条和刮板组成,链条是刮板输送机的牵引机构,刮板的作用是刮推溜槽内的物料前进。
②分类目前使用的有中单链、中双链、边双链三种。
③链条a.圆环链,在运行中不仅承受很大的静负荷和动负荷,还要承受巨大的滑动摩擦,以及矿水的浸蚀。
b.优质碳素钢焊接而成,并经热处理和预拉伸处理,使之具有强度高、韧性(刚度)大、耐磨和耐腐蚀等特性。
c.按GB/T12718-1991《矿用高强度圆环链》制造,分B、C、D三个等级,见P29/B2-3。
d.规格及标注规格有七种,以链环棒料直径(mm)×
链节距(mm)标注:
10×
40、14×
50、18×
64、22×
86、24×
86、26×
92、30×
108。
不同规格不同强度等级的破断负荷见P30/B2-4。
四、附属装置
1.铲煤板固定在中部槽的侧面支座上,安装后上缘低于槽帮,下缘要超出槽低,宽度方向与采煤机滚筒应有一定间隔。
其刀刃应有足够的强度,在推移中部槽时用来清除工作面的浮煤。
2.挡煤板是一个多功能组件,其作用是:
a)防止煤向采空区塌落;
b)为采煤机导向;
c)放置电缆、水管乳化液管;
d)为推移液压千斤顶提供联接点等。
应有足够的强度和刚度,因它的变形和损坏会直接影响采煤机的运行。
3.拉紧(紧链)装置给刮板链施加张紧力的装置。
刮板链安装时要给予一定的预紧力,使其运行在张力最小点而不发生链条松弛或堆积,保证输送机正常工作。
①螺旋丝杠式拉紧装置(按P28/T1-22a讲解)
②钢丝绳卷筒式拉紧装置(按P28/T1-22b讲解)
③棘轮紧链器(按P29/T1-23讲解)
④摩擦轮紧链器(按P30/T1-24讲解)
⑤液压紧链器(按P31/T1-25讲解)
4.推移装置
①功能——在采掘工作面内,随着采掘工作的进展,将刮板输送机向煤(岩)壁推移。
②布置形式——综采工作面使用液压支架上的推移千斤顶,普采工作面使用推溜器或手动液压推溜器,均装在靠采空区一侧。
机头、机尾处分别安装2~3个;
中间槽每隔6m布置一个;
每个千斤顶均由单独的操纵阀控制。
5.锚固装置
①功能——刮板输送机在倾角较大的工作面上工作有下滑的可能时,用以固定和防滑之用。
②组成——由液压支架和锚固架组成。
锚固架与机头架、机尾架相联接,使用液压支架的泵站供液。
五、刮板输送机的传动系统(简图)
第三节刮板输送机的选型计算(略)
第四节桥式转载机
一、功用
是国内外机械化采煤系统中普遍采用的一种中间转载输送设备,实际上是一种可以纵向整体移动的重型刮板输送机。
它工作于采掘面的下顺槽(平巷)中,将工作面刮板输送机运出的煤(岩)转载到下顺槽(平巷)中的可伸缩带式输送机上运出。
二、结构
1.特殊的短刮板输送机——传动系统和驱动装置与刮板输送机相同,也分中单链、中双链、边双链三种,零部件可与相同规格的刮板输送机互换。
不同点是:
机身有一段悬桥结构,以便使之与带式输送机有一段搭接长度。
2.机头部下装有行走小车,搭接在带式输送机机尾架导轨上移动。
机尾底部有滑橇可沿底板滑行。
3.机身==底板水平段+悬桥爬坡段+悬桥水平段。
若使用破碎机,加装在底板水平段上。
4.按配套电动机额定功率大小也分为轻、中、重型三种,划分标准与输送机相同。
其井下使用寿命也按其中部槽的“过煤量”衡量:
平巷桥式转载机中部槽的过煤量单位:
640
≥80
≥100
≥150
三、转载机的型号标记:
SZ※—□/◇
Z——转载机;
D—中单链型、B—边双链型、Z—中双链型;
□——溜槽宽度,mm;
四、国产转载机主要规格参数详见课本P42/B1-6。
第五节刮板输送机的安装、运转与维护
一、安装、运转注意事项
1.工作面要力求保持直线,过多的弯曲会导致断链等事故,加快链子与溜槽的磨损,甚至会引起采煤机掉道。
2.输送机铺设要平,搭接处无台阶。
工作面整平,杂物应清除。
3.推移输送机时,弯曲段的长度应≥8节槽长度,以免引起断链或掉链事故。
4.严格按出厂时配对链条组装,不得有“拧麻花”现象,安装位置均应符合设计图纸要求。
5.组装后应进行全面检查,空转2h,检查传动装置及刮板链是否正常。
发现异常,应立即停车查明原因,排除故障后方能投入正式运转。
6.投入正常运转两周后,要再次调整链子的松紧程度。
经常检查、及时紧链,发现问题及时处理,以保证刮板链在合适的张力下运行。
二、使用寿命及损坏原因
1.刮板链的断裂情况分析
①强力断链——冲击力>许用破断载荷,断口在弯曲部中间或质量缺陷处、呈凹凸状,直线部分拉长。
②疲劳断裂——受力<静态破断载荷,但由于长时间承受脉动载荷,发生疲劳破坏,以及链环表面缺陷,使其截面不断削弱,导致最后受冲击突然断裂。
断口在弯曲部与直线部分连接处,分:
灰白色月牙形平台部分——疲劳破坏所致;
凹凸不平部分——突然断裂所致。
2.刮板链断裂的主要原因
①动载荷的长时间反复作用——疲劳破坏的主要原因;
②矿井下水的腐蚀,使其断面削弱、强度降低;
③长时间的磨损;
④链条制造质量差;
⑤工作面使用条件的影响(铺设质量差、推移方式不当等)。
三、刮板输送机的维护
1.日检内容
①减速器工作是否正常(振动、发热、油位情况);
②减速器和液力耦合器是否漏油;
③链条张紧度是否合适、有无“拧麻花”现象,链条和刮板有无损坏;
④溜槽的磨损、变形和联接情况,尤其是联接槽;
⑤挡媒板有无损坏、变形。
2,周检内容
①机头架、机尾架有无歪斜、损坏情况;
②液力耦合器启动是否平稳,各电动机负荷分配是否均衡;
③减速器与机头架、液力耦合器与保护罩等处的联接螺栓紧固情况;
④拨链器、压链块的磨损情况;
⑤铲煤板的磨损情况及联接螺栓的可靠性;
⑥测量电动机的绝缘情况,检查开关触头及防爆面情况,检查减速器的轴承、齿轮的润滑及齿轮啮合情况。
3.季检和半年检内容
每季应对胶带联轴节、液力耦合器、过渡槽、链轮、拨链器检修一次,拨链器可视磨损情况而定。
每半年应对电动机和减速器进行一次全面的检修。
4.大修内容
当采完一个工作面后,应将设备升井进行全面检修。
第二章带式输送机
第一节概述
O、发展史
1880年最早出现在德国,已有100多年的历史。
目前带式输送机的最大输送距离单机可达15km(机组可达169km),带速已达15m/s,最大带宽6.4m,最大输送能力37500t/h,最大单机功率=2*2000kw,寿命可达20年。
应用非常广泛,新技术仍在不断发展中。
一、工作原理、适用条件、优缺点
1.工作原理(参见P45/T2-1)
以输送带兼作牵引机构和承载机构的一种连续动作式运输设备。
输送带绕经机头主动滚筒与机尾换向滚筒,形成一个无极的环形带,借助主动滚筒与输送带之间的摩擦力来带动输送带及物料连续运转。
物料到达机尾端部后,由于输送带的换向而卸载。
它是平行带传动的一种特殊情况:
输送带本身既是传动件又是承载件。
可运送矿石、煤炭等散装物料和包装好的成品物件。
2.适用条件
用于水平或倾斜巷道的运输:
向上运输时,倾角≤18°
;
向下运输时≤15°
运输附着性和粘性大的物料时倾角可大一些。
不易运输有棱角的货物。
带式输送机输送(上运)各种物料所允许的最大倾角详见P53/B2-5。
3.优缺点
①优点:
运力大、运输阻力小、耗电量低(约为刮板输送机的1/3~1/5)、投资小运费少、运行平稳、对物料损伤小,应用广泛。
所以,煤矿生产中凡是能用带式输送机的地方,尽量选用。
②缺点:
机身高,不便装载;
不宜运送有棱角的物品;
无法弯曲铺设。
二、普通带式输送机的类型
1.通用型(通用固定式)——托辊安装在固定机架上,机架固定在底板或基础上,广泛应用在运输距离不长、永久使用地点。
2.可拆卸式——组合式机身,可拆卸、移置安装,由于运输距离不长但经常移动的场合。
3.可伸缩式——机身可伸缩,节约辅助(拆装、移置)时间,比普通机型多一套储带卷带装置,带仓可存一卷胶带(约50~100m)。
(参见P49/T2-4)
三、特种带式输送机
1.绳架吊挂式——与通用型基本相同,区别仅在于机身部分为吊挂的钢丝绳机架支承托辊和输送带,其余组成部分与普通带式输送机相同。
机身吊挂在巷道支架上(节省巷道下部空间也便于清扫巷道底板),或架设在底板上,其高度可以调节,适用于底板不稳定的巷道。
(参见P48/T2-3)
2.钢丝绳牵引式——一种强力带式输送机,其特点是:
钢丝绳作为牵引机构;
胶带只起承载作用,不受牵引力,使牵引结构和承载结构分开,从而解决了运输距离长、运输量大、输送带强度不够的
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