130万吨矿井运输设备选型计算设计.doc

1、摘 要在矿井的生产中，矿井运输占有重要的地位。其中，矿用的采煤机，刮板运输机，胶带输送机，矿用电机车是井下运输中的核心设备，这些集机械、电子、液压于一体的器械的有机组合，大大增加的煤矿的运输、生产效率。本次设计的主要目的是根据自己具体所选的煤矿，选择合适的矿井运输设备（主要有刮板运输机、胶带输送机、矿用电机车），其中对刮板机运输机和胶带输送机的空重段承载量的计算，各点张力的计算，对与链与拖锟、滚筒刚度的校核组成了本次设计的核心内容。此次设计是对自己机械方面综合知识的测试与考验。关键词：刮板机；胶带机；电机车；校核；使用与维护； III目 录前 言i摘 要1 绪论1.1 矿山运输设备在现代矿井生

2、产中的作用1.2 矿井运输设备的类型1.3 国内外矿井运输设备发展状况2 刮板输送机2.1 概述2.2 刮板输送机的结构特点及功能分析2.3 刮板输送机的选型计算2.4 工作面刮板机的使用维护与问题诊断3 顺槽转载机3.1 概述3.2 顺槽桥式转载机的结构特点及功能分析3.3 顺槽转载机的选择3.4 顺槽转载机的使用与维护4 可伸缩带式输送机4.1 概述4.2 带式输送机结构特点及功能分析4.3 可伸缩胶带输送机选型计算4.4 可伸缩胶带输送机的使用与维护5 矿用电机车5.1 概述5.2 矿用电机车的构造及其原理5.3 电机车运输选型计算5.4 矿用电机车的操作与维护结 束 语参考文献致 谢.

3、ii前 言毕业设计是高校教学中最后一个环节，它是在学生学习了一系列专业基础课程和专业课程，并且在实习、实践基础上，利用自己所学知识，结合生产实际，在老师指导、帮助下，自行设计与解决实际问题的过程。它是学生三年大学课程的一次全面总结和综合利用，通过毕业设计不仅可以巩固所学的专业知识，而且可接触实际，发现不足，开拓视野，在实践中检验和丰富所学知识，增强分析和解决问题能力，因此它是非常重要的一个环节。随着社会主义建设与改革开放的深入，与在当前市场经济条件下激烈的竞争，一切企业必须进行深刻改革与创新，更对我们工程技术人员提出了严峻要求，我们不仅要有专业技术方面的能力，更要有经济头脑，我们所设计与提供的

4、产品，将是更为轻巧、灵便、美观、经济的，所以我们在设计中要大胆革新，换新见解、新方案，紧密联系所学知识，向最优秀化靠近。 由于设计者水平、时间、资料有限，设计中错误在所难免，恳请各位老师指导。ii1 绪论1.1 矿山运输设备在现代矿井生产中的作用煤炭是我国主要的能源和重要的化工原料，自建国以来，为促进国民经济的发展，煤炭行业已经取得了举世瞩目的伟大成就，我国煤炭储量居世界前列，原煤产量从1949年的0.32亿吨，到2003年突破13亿吨，成为世界第一产煤大国，目前煤炭在今后相当长的时期内仍将是第一位的主要能源。矿山运输是煤炭生产中非常重要的环节，从井下采煤工作面采出的煤炭，只有通过矿井运输和提

5、升将其运到地面，才能够加以利用。矿井运输和提升在矿井生产中担负着以下任务：1.将工作面产出的煤炭运送到地面装车站；2.将掘进出来的矸石运往地面矸石场或矸石综合加工厂；3.将井下生产所必需的材料、设备运往工作面或其他工作场所；4.运送井下工作人员。可以说矿井运输是矿井生产的“动脉”和“咽喉”，其设备在工作中一旦发生故障，将直接影响生产，甚至造成人身伤害。此外矿井运输的耗电量很大，一般占矿井生产总耗电量的50%以上。因此，合理选择维护使用这些设备，使之安全可靠，经济高效的运行，对保证矿井安全高效的生产，提高煤炭企业经济效益，具有重要的闲适意义。由于矿井运输设备是在井下巷道内工作，空间受到限制，故要

6、求它们结构紧凑，外部尺寸尽量小；同时因工作地点经常变化，又要求其中的许多设备应便于移置；另外，由于井下有瓦斯、煤尘、淋水、潮湿等特殊环境，还要求设备防爆耐腐蚀等。1.2 矿井运输设备的类型矿井运输设备的类型按其动作方式不同可分为连续动作式运输设备和周期动作式运输设备两大类：按用途不同可分为主要运输设备和辅助运输设备。一、连续动作方式运输设备连续动作式运输设备是当设备启动后，能连续不断地运输货载。常见类型如下：1）输送机 如刮板输送机、带式输送机、杓斗提升机等；2）无极绳运输设备 这种运输方式是将货载装在矿车中用无极连续运转的钢丝绳牵引矿车在轨道上运行，矿车与钢丝绳之间通过连接装置挂钩或摘钩。这

7、种方式可用于井下或地面水平运输及倾角小于15的斜巷运输；3）风力或水力运输设备 主要设备为空压机，高压水泵及运输管道或运输槽，这种方式可分为利用压缩空气或高压水在管道内运送货载的有压运输和利用自然坡度在铁槽内运送货载的无压水力运输两种。水力运输适用于水力采煤或旱采水运矿井；4）自重运输 即在坡度较大的情况下，利用货载本身的自重分力，使货载沿斜坡向下连续自溜运输。二、周期动作式运输设备周期动作式运输设备以一定的循环方式周期的运送货载，在输送中经常控制其运行方向。1）机车运输设备 用机车牵引一组矿车在轨道上往返周期的运送货载，是我国目前水平巷道长距离运输的主要方式之一；2）有极绳运输设备 用有极往

8、复运行的钢丝绳牵引单个或一组矿车子轨道上往复运行。多用作小型矿井的主斜井提升或一般矿井的采区上下山辅助运输等；3）矿井提升设备 利用提升滚筒传动的钢丝绳牵引提升容器在井筒内往返运行，完成提升或下放人员及货载任务。3、辅助运输设备一般指除了运煤以外的运输设备，主要类型有：（1）卡轨车；（2）单轨吊车；（3）架空索道；（4）推车机或爬车机；（5）无轨车。1.3 国内外矿井运输设备发展状况建国以来，我国矿山运输设备在技术上有了很大的发展。各种运输设备均能批量生产并投入使用。刮板运输机运用极广，种类有很多，有单链、双链、三链之分。目前国外工作面刮板输送机的最大工作长度达到450m，最大输送能力达到50

9、00t/h，最大功率达到2000kw。我国最新研制装机容量和生产能力最大的刮板输送机装机功率也超过500kw，链速达到1.21m/s，输送长度达到200m以上，工作能力达到1000t/h。在带式输送机方面，近年来国内外带式输送机向着长距离，高带速，大运量，大功率，长寿命，低能耗智能化方向发展。这是高产高效节约化矿井生产的需要。目前国外在矿井下使用的带式输送机已经达到主要技术指标见下表1.1：表1-1 国外带式输送机的主要技术指标主要参数国外300500万吨/年高产高效矿井采区平巷可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机运距/m200030003000带速/m3.5445 最大8输送量/t

10、2500300030004000驱动总功率/kw1200200015003000最大10100我国生产的带式输送机技术水平也有很大的提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。我国对带式输送机的关键技术及其主要部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软启动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。目前，我国煤矿井下用带式输送机的技术指标如下表1.2：表12 国内带式输送机的主要指标主要参数可伸缩带式输送机大巷与斜井固定强力带式输送机运距（m）1000200010004000带速（m/s）23.52.

11、54驱动总功率（kw）2507507501500输送量（t/h）8001800100020002 刮板输送机2.1 概述一、 概述：矿井运输工作的任务，是将工作面采下的煤经井下巷道运至地面装车站或选煤厂；将掘进工作面的矸石运到矸石场，；同时又以相反的方向把井下生产所需要的器材，设备等运送到工作地点。运输工作是矿井生产的重要环节。井下运输某一环节中断，会使回采工作面或掘进工作面陷于停顿状态，若主要干线运输工作发生故障，则会导致全矿井的停产。因此，为确保矿井的正常生产，必须重视矿井运输工作。采煤工作面的运输，是煤矿生产的重要环节。我国采煤工作面使用的主要运输机械是刮板输送机。刮板输送机运转正常，采

12、煤工作面的煤就能及时运出，生产就能正常进行。如果发生故障，整个工作面就要停产。刮板输送机是目前长壁式采煤工作面唯一的运输设备。虽然其类型和组成部件的形式多种多样，但基本组成与工作原理相同。刮板输送机的主要组成部分有：机头部（包括机头架、驱动装置、链轮组件等）、中间部（包括溜槽、刮板链等）、机尾部（包括机尾架、驱动装置、链轮组件等）和附属装置（铲煤板、挡煤板、紧链器等）及供移动输送机用的推移装置。刮板输送机向上运输最大倾角不得大于25，向下运输不得超过20.兼作采煤机轨道的刮板输送机，当工作面倾角超过20时，为防止采煤机机身及煤的重力分力以及振动冲击引起的刮板输送机机身下滑，应采取防滑措施。轻型

13、刮板输送机适用于炮采工作面，少数轻型适用于小型机采工作面；中型主要用于普采工作面；重型主要用于综采工作面，此外在平巷和联络眼、采区平巷、上下山也可使用刮板输送机运二、 刮板输送机的工作原理： 一条元极的刮板链2被主动链轮1带动做循环运动。刮板链在上、下溜槽3中移动，将装在溜槽中的煤炭运走。机尾链轮4可以是主动轮也可以是导向轮。为了保证刮板链与链轮正常啮合，必须将链子用拉紧装置5拉紧。 刮板链在溜槽中的运动中，链子运动速度不均匀，周期性的忽快忽慢。这是因为链轮齿数有限，链子绕链轮转动时实际上是按多边形运动而不是按圆形运动。由于链子运动的周期变化，因而在链子中产生周期性动负荷，这是所有以链子为牵引

14、机构的输送机的特征。因此刮板输送机的牵引链上不仅作用有静张力，而且还有动张力。图2-1刮板输送机原理图1-主动链轮 2-刮板连 3-上、下溜槽 4-机尾链轮 5-拉紧装置刮板输送机的运行阻力有很多种：货载及刮板链在溜槽中运行时的移动阻力（直线部分），该阻力与运行方向相反。倾斜运输时，货载及刮板链的自重分力。向上运输时与运行方向相反，增大运输阻力；向下运输时与运行方向相同，成为动力，减少运行阻力。刮板链绕过两端链轮时链条弯曲阻力及轴承阻力。传动装置的阻力（包括链轮组件轴承、减速器齿轮、轴承阻力及液力耦合器效率）。可弯曲刮板输送机水平弯曲时刮板链与溜槽侧帮之间的附加摩擦力。其他附加运行阻力，如刮板链与压链块的附加摩擦力等。三、 工作面用的刮板输送机，按工作需要，对其结构有如下要求： 能用于左或右工作面；各部件便于在井下拆装和运输；同一型号的部件安装尺寸和连接尺寸应保证相同，同类部件应保证通用互换；刮板链安装后，在正，反方向都能顺利运行；有紧链装置，具有操作方便，安全可靠。能不拆卸用机械推移，为此，应有便于安装推移装置的链接点；要有足够的强度刚度和耐磨性；从端部卸载的刮板输送机，机头架应有足够的拆卸高度，防止空鼓刮板链返程带回煤；一般应有上链器