支护强度:0.337~0.849Mpa 煤层倾角:15°
质量:18.5t 四、滚筒采煤机的选择
(一) 采煤机性能参数的计算与决定 1. 滚筒直径的选择
双滚筒采煤机滚筒直径应大于最大采高的一半,一般可按D=(0.52~0.6)hmax选取,采高大时取小值,采高小时取大值,即
D=0.56×3.3=1.848m 2. 截深的选择
滚筒截深是采煤机工作机构截入煤壁的深度,是影响采煤机装机功率及生产率的主要因素;国内生产的采煤机,为了制造方便,大部分截深都在0.6m左右。我选取0.60m. 3. 滚筒转速及截割速度
滚筒转速对截煤比能耗、装载效果、粉尘大小都有很大影响。由截齿最大切屑厚度hmax公式:
hmax = 1000v/(m·n)= 1000·4/(3×50)= 26.7mm
式中
m — 滚筒每条截线上的截齿数;一般取2~4; n — 滚筒转速,一般认为在30~50转/分较为适宜; v — 截割速度,一般控制在4m/s左右较好。
4. 采煤机最小设计生产率
采煤机在采煤过程中,由于处理故障,检查和更换刀具,日常维修,等候支护,处理片邦等,经常出现停顿,采煤机实际生产率比设计的理论生产率小的多,为了表明这些因素的影响,可用有效开动率表示。
有效开动率是指采煤机在一天或一班内有效工作时间与一天或一班占有时间的比值,一般可取0.50。
当采煤工作面的生产能力已定,其每小时的平均产量就是所需采煤机的最小实际生产率,考虑到有效开动率,则采煤机按工作面生产能力要求的最小设计生产率Qmin为:
W1050000 Q???417t/hmin24?0.5300?24?0.5式中:W—采煤工作面的日平均产量,吨/日; 上式中有效开动率取0.5. 5. 采煤机截割时的牵引速度及生产率
采煤机截割时牵引速度的高低,直接决定采煤机的生产率及
所需电机功率,采煤机牵引速度在零到某个值范围内变化,选择截割时的牵引速度,要根据下几方面因素综合考虑。 a. 根据采煤机最小设计生产率决定的牵引速度V1
V1?Qmin60?BR
=417/(60×3.1×0.6×1.35) =27.6m/min
式中Qmin — 采煤机最小设计生产率,t/h;
H — 采煤机平均采高; B — 采煤机的截深,取0.60m R — 煤的容重,取1.35t/m3
b. 按截齿最大切屑厚度决定的牵引速度V2
采煤机截割过程是滚筒以一定的转速n,同时又以一定的牵
引速度V沿工作面移动,切屑厚度呈月牙规律变化,如果滚筒在一条截线上安装的截齿数为m,则截齿最大的切屑厚度已在上面求出。
一般要求截齿的最大切屑厚度应小于截齿伸出齿座长度的70%,
所以采煤机的牵引速度
V2 = m·n·hmax ′/1000=3×50×52÷1000=7.8m/min
式中
hmax ′— 截齿在齿座上伸出长度的70%(毫米),国产径向截
齿。大约为44~55毫米;切向截齿大约为41~52
毫米。煤坚硬度f及截阻抗大时取小值。
m — 滚筒每条截线上的截齿数;一般取2~4; n — 滚筒转速,一般认为在30~50转/分较为适宜。 c. 按液压支架推移速度决定牵引V3
一般讲支架的推移速度应大于采煤机的牵引速度较好,这
样可保证采煤机安全生产。
截割时牵引速度V,应根据上述三方面情况综合分析后确
定其最大值应等于或大于V1,但应小于V2,并与V3相协调,使采煤机既能满足工作面生产能力的要求,又可避免齿座或叶片参与截割,并能保证采煤机安全生产。
决定采煤机截割速度V=3m/min,因此采煤机的生产率:
Q = 60HBVR=60×3.1×0.60×3×1.35=451.98t/h 6. 采煤机所需电机功率
常采用比能耗法来估算电机功率,是根据采煤机生产率和比能耗(截割单位体积煤所消耗的功率)实验资料来确定,如果比能耗值确定适当,计算值就比较合理。
取截割阻抗A=385N/mm的煤为基准煤,当采煤机以不同的牵引速度截割时,包括牵引部及辅助液压系统在内其比能耗的估算值可参看《毕业设计指导书》P.29,表2-5:
当牵引速度是2m/min时,螺旋滚筒采煤机比能耗接近HwB=0.44kw·h/t,如果截割的为层,其截割阻抗不同上述值,可用下式计算比能耗值: Hwx=AX/A×0.44=0.539
式中:AX — 被截割煤层的截割阻抗参考《毕业设计指导书》P.29,
表2-6决定;
A — 基准煤的截割阻抗,180~200N/mm; HwB — 基准煤的比能耗已查取。
双滚筒采煤机,前滚筒与后滚筒截割条件不同,前滚筒截割时,煤层只有面向采空区一个自由面,后滚筒截割时,前滚
筒已截割出第二个自由面,若以HwX表示前滚筒截割比能耗,后滚筒截割比能耗HwX′为
HwX′= K3HwX= 0.8×0.46=0.4312
式中:K3—后滚筒工作条件系数,可由《毕业设计指导书》P.30,表2-8选取。
如果滚筒直径按最大采高60%选取时,双滚筒采煤机所需电机功率为:
???Q.6??0.4??0wxwx???N?KK12=451.98(0.6×0.539+0.4×
0.4312)/0.95=217kw
式中: Q — 采煤机生产率;
K1 — 功率利用系数,用一台电机驱动时取1,两台电
机分别驱动时取0.8;
K2 — 功率水平系数,与牵引速度调节方式,电机超载
能力等因素有关,可按《毕业设计指导书》P.30,表2-7选取,超载能力是指最大转矩Mmax与额定转矩MH比值。
7. 牵引力
采煤机的牵引力大小主要取决于煤质软硬、采高、牵引速度、煤质倾角、机器质量,导向装置结构及摩擦力等到因素。采煤机工作条件比较恶劣,应有足够大的牵引力。目前使用的链牵引采煤机的牵引力P与装机功率N之关系为: P=(1~1.3)N= (1~1.3)×217=217~282KN 8. 装机功率
由《采煤机械与液压传动》P.191页表2-8-1查得,当采高为3~4.5m时,双滚筒采煤机装机功率为300~450KW。 9. 采煤机的质量
采煤机的质量,会影响机器工作的稳定性,太大又要增大牵引力。常用采煤机的质量与电机功率之间有如下关系
M=(0.07~0.1)N
(二)、初选采煤机及其配套设备
根据采高、滚筒直径、截深、生产率、电机功率、牵引力
及牵引速度等初选采煤机:选自《液压传动与采掘机械》 型号:MXA—300/4.5WG 采高:4500mm
卧底量:185mm 倾角:12?
空顶距:2342 滚筒直径:2300mm 截深:0.60
摇壁长度:2228mm 牵引力:400KN 牵引速度:3m/s 总功率:300kw 机面高度:2205mm
?~17? ?30?30摆角:62电机高度:0.6m
配套的刮板输送机型号:SGZ-730/320 设计长度:200m
输送能力:700t/h 电动机型号:KBY-160 功率:2×160
(三)、初选采煤机主要技术参数的校核 1.最大采高hmax的校核
?Dh?A??Lsin??maxmax
220.62.3?2.205??2.228sin62.5??
22= 4.45>3.3 满足最大采高