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任務(wù)書(shū)
畢業(yè)生
姓名
專(zhuān)業(yè)
指導(dǎo)教師
姓名
類(lèi)別
學(xué)號(hào)
班級(jí)
職稱(chēng)
外聘、√本校
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目
礦井提升及運(yùn)輸設(shè)備的選型設(shè)計(jì)及MRB——120/47型乳化液泵的設(shè)計(jì)
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)提供的原始數(shù)據(jù)資料
1、運(yùn)輸選型原始資料
井型
120
煤層數(shù)
2
采區(qū)
2
工作面數(shù)
2
煤層傾角
14
工作面長(zhǎng)
180 m
上山長(zhǎng)（M）
350
出矸率（％）
10
順槽長(zhǎng)
680 m
裝車(chē)站距
（KM）
運(yùn)量（t/班）
L1 ，Q1
2.1 650
實(shí)體質(zhì)量
1.33
L2 ，Q2
2.5 500
散煤質(zhì)量
1.18
L3 ，Q3
安息角
25°
L4 ，Q4
2、副井罐籠提升選型設(shè)計(jì)資料
該礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為120萬(wàn)噸/年，矸石散松容重為1.64噸/米3，提升工作制度為年工作日數(shù)300天，每日工作10小時(shí)，井筒深度350米，卷筒中心與井口水平的高差CO=1.2米，每班下放材料設(shè)備次數(shù)21次，炸藥2次，保健車(chē)2次，最大班下井人數(shù)760人。
3、MRB-120/47型乳化液泵的設(shè)計(jì)資料
（1）產(chǎn)品服務(wù)對(duì)象為BC520-25/47型液壓支架
（2）工作面條件：
（1）有瓦斯、煤塵、潮濕
（2）配套設(shè)備型號(hào)：AM500型采煤機(jī)
（3）工作面長(zhǎng)度：150M
（3）工作介質(zhì)：5%-O/W型乳化液
（4）供液方式：?jiǎn)为?dú)供液
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成主要內(nèi)容：
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)：
完成井下運(yùn)輸系統(tǒng)的確定，進(jìn)行運(yùn)輸、提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì)以及MRB—120/47型乳化液泵的設(shè)計(jì)主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙：
（1）帶式輸送機(jī)總裝圖——A0一張
（2）提升機(jī)房布置圖——A0一張
（3）乳化液泵站圖——A1一張
（4）乳化液泵——A0一張
（5）油箱裝配圖——A1一張
（6）零件圖
四、畢業(yè)生應(yīng)提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料要求
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)：
（1）在選型中應(yīng)貫徹《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，選型中應(yīng)有方案比較和充分的說(shuō)明。
（２）用計(jì)算方法按設(shè)計(jì)程序進(jìn)行各部分的計(jì)算。
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙：
繪圖要規(guī)范，按機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定畫(huà)圖，圖面質(zhì)量要高，其中至少有兩張圖紙手繪。
認(rèn)真、獨(dú)立、按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
五、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排（從第二周起）
序號(hào)
時(shí)間
周次
設(shè)計(jì)任務(wù)完成的內(nèi)容及質(zhì)量要求
1
3月4日~3月11日
第2周
收集整理資料，確定設(shè)計(jì)方案
2
3月12日~3月18日
第3周
運(yùn)輸部分計(jì)算
3
3月19日~3月25日
第4周
提升部分計(jì)算
4
3月26日~4月1日
第5周
乳化液泵主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核
5
4月2日~4月8日
第6周
檢查設(shè)計(jì)，進(jìn)行整理
6
4月9日~4月15日
第7周
畫(huà)運(yùn)輸部分的圖
7
4月16日~4月22日
第8周
畫(huà)設(shè)計(jì)部分的圖
8
4月23日~4月29日
第9周
指導(dǎo)教師審定
9
4月30日~5月6日
第10周
定稿打印說(shuō)明書(shū)及圖紙
10
5月7日~5月12日
第11周
打印和裝訂
六、主要參考文獻(xiàn)資料
1、工具書(shū)：
《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》
2、參考資料：
《 礦山運(yùn)輸機(jī)械》 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社
《礦山提升設(shè)備 》 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社
七、簽字欄
簽 字 欄
畢業(yè)生
姓名
專(zhuān)業(yè)
班級(jí)
要求設(shè)計(jì)工作起止日期
20xx年03月10日~~~20xx年05月11日
教師審核
指導(dǎo)教師（簽字）
日期
20xx年 月 日
教研室主任審查（簽字）
日期
20xx年 月 日
系主任批準(zhǔn)（簽字）
日期
20xx年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
畢業(yè)生姓名
：
專(zhuān)業(yè)
：
學(xué)號(hào)
：
指導(dǎo)教師
所屬系（部）
：
二〇xx年五月
成 績(jī) 評(píng) 定
指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)
答辯組評(píng)定成績(jī)
綜合成績(jī)
注：評(píng)定成績(jī)?yōu)?00分制，指導(dǎo)教師為30%，答辯組為70%。
專(zhuān)業(yè)答辯組組長(zhǎng)： ?。ê灻?
200 年 月 日
答辯記錄卡
系 專(zhuān)業(yè) 姓名
答 辯 內(nèi) 容
問(wèn) 題 摘 要
評(píng) 議 情 況
記錄員： （簽名）
摘 要
本次設(shè)計(jì)題目是礦井提升及運(yùn)輸設(shè)備的選型設(shè)計(jì)及MRB—120/47型乳化液泵的設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)任務(wù)有三大部分。第一部分,運(yùn)輸機(jī)械的選型設(shè)計(jì)包括（刮板輸送機(jī)的選型、順槽膠帶輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)、上下山膠帶輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)、礦用架線式電機(jī)車(chē)的選型設(shè)計(jì)、輔助運(yùn)輸設(shè)備的選型）第二部分,副井罐籠提升型設(shè)計(jì)包括（提升容器的選擇、提升鋼絲繩的選擇、提升機(jī)和天輪的選擇、提升機(jī)與井筒想對(duì)位置的確定、預(yù)選電動(dòng)機(jī)、提升系統(tǒng)總變?yōu)橘|(zhì)量、提升運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算、提升動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算、電機(jī)容量的校核、提升電耗和提升效率的計(jì)算）第三部分,第一,乳化液泵主要參數(shù)的確定。第二,泵的只要技術(shù)特征。第三,乳化液泵結(jié)構(gòu)方案的確定。第四，乳化液泵主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核包括（齒輪的計(jì)算與校核、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、柱塞強(qiáng)度和穩(wěn)定性的計(jì)算、軸承的校核計(jì)算、泵頭強(qiáng)度計(jì)算、吸排液閥的計(jì)算）等。
通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在大學(xué)三年里所學(xué)的知識(shí)有了更進(jìn)一步的鞏固與提高，同時(shí)，也增強(qiáng)了自己分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，更增強(qiáng)了集體協(xié)作的能力，提高了集體主義觀念。從而為今后更好地工作與學(xué)習(xí)打下了更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞: 選型；設(shè)計(jì)；乳化液泵；計(jì)算；校核
目 錄
第一篇 運(yùn)輸、提升的選型設(shè)計(jì) 1
第一章 運(yùn)輸機(jī)械的選型設(shè)計(jì) 1
第一節(jié) 原始數(shù)據(jù) 1
一、本礦井采用的運(yùn)輸系統(tǒng) 1
二、原始數(shù)據(jù) 1
第二節(jié) 刮板輸送機(jī)的選型 1
一、刮板輸送機(jī)的選擇 2
二、生產(chǎn)率的確定 2
三、電動(dòng)機(jī)功率的校核 3
四、鏈條強(qiáng)度的校核 4
第三節(jié) 順槽膠帶輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì) 6
一、概述 6
二、膠帶運(yùn)輸機(jī)的選型 6
三、膠帶寬度的校核 7
四、電動(dòng)機(jī)功率的校核 7
五、膠帶張力的計(jì)算及強(qiáng)度校核 10
第四節(jié) 上下膠帶輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì) 11
一、膠帶輸送機(jī)的選型 11
二、膠帶寬度的膠校核 11
三、電動(dòng)機(jī)功率的校核 12
四、膠帶張力的計(jì)算 13
五、膠帶最大允許懸垂度的校核 15
六、校核 15
第五節(jié) 礦用架線式電機(jī)車(chē)的選型設(shè)計(jì) 15
一、電機(jī)車(chē)及礦車(chē)的初選 16
二、車(chē)組重量的初步計(jì)算 16
三、車(chē)組重量驗(yàn)算 19
四、電機(jī)臺(tái)數(shù)的確定 20
五、礦井總礦車(chē)數(shù)目的確定 21
第五節(jié) 輔助運(yùn)輸設(shè)備的選型 22
第二章 副井罐籠提升選型設(shè)計(jì) 24
第一節(jié) 原始數(shù)據(jù) 24
第二節(jié) 提升容器的選擇 24
一、罐籠的選擇 24
二、編制最大班凈化作業(yè)時(shí)間表 26
第二節(jié) 提升鋼絲繩的選擇 27
一、鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度HCm 27
二、一次提升量Q的計(jì)算 28
三、計(jì)算鋼絲繩每米重力 29
四、驗(yàn)算安全系數(shù) 29
第三節(jié) 提升機(jī)和天輪的選擇 30
一、提升機(jī)的選擇計(jì)算 30
二、天輪的選擇計(jì)算 31
第四節(jié) 提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的確定 31
一、確定井架高度Hj 31
二、計(jì)算卷筒中心至井筒提升中心線的距離 31
三、計(jì)算鋼絲繩弦長(zhǎng) 32
四、鋼絲繩最大外偏角 32
五、鋼絲繩最大內(nèi)偏角 32
六、鋼絲繩下出繩角 32
第五節(jié) 預(yù)選電動(dòng)機(jī) 33
一、確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)ne 33
二、實(shí)際最大提升速度 33
三、電動(dòng)機(jī)作用于卷筒圓周上的額定力Fe 33
第六節(jié) 提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量的計(jì)算 34
一、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量 34
二、提升機(jī)變位質(zhì)量(包括減速器) 34
三、天輪變位質(zhì)量 34
四、鋼絲繩變位質(zhì)量 34
五、容器變位質(zhì)量 34
六、有益載重變位質(zhì)量 34
第七節(jié) 提升運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算 35
一、確定主加速度 35
二、確定減速度 35
三、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算 35
四、小時(shí)提升量計(jì)算 36
第八節(jié) 提升動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算 37
第九節(jié) 電機(jī)容量的校核 38
一、計(jì)算等效時(shí)間Td 38
二、計(jì)算 38
三、計(jì)算等效力 39
四、電動(dòng)機(jī)等效功率 39
五、正常過(guò)負(fù)荷驗(yàn)算 40
六、調(diào)繩長(zhǎng)時(shí)特殊過(guò)負(fù)荷驗(yàn)算 40
第十節(jié) 提升電耗和提升效率的計(jì)算 41
一、計(jì)算 41
二、一次提升電耗w 41
三、噸煤電耗 41
四、一次提升有益電耗 41
五、提升效率 41
第二篇 MRB-120/47型乳化液泵的設(shè)計(jì) 42
第一章 原始數(shù)據(jù)及要求及乳化液泵主要參數(shù)的確定 42
第一節(jié) 原始數(shù)據(jù) 42
一、設(shè)計(jì)題目 42
二、設(shè)計(jì)已知條件及要求 42
三、幾種國(guó)內(nèi)外乳化液泵的主要技術(shù)參數(shù) 42
第二節(jié) 設(shè)計(jì)要求 42
第三節(jié) 乳化液泵主要參數(shù)的確定 44
一、額定壓力和額定流量 44
二、驅(qū)動(dòng)功率 44
三、曲軸轉(zhuǎn)速 44
四、柱塞數(shù)目、直徑、行程的確定 44
五、柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的平均速度 45
六、柱塞行程直徑比 45
七、曲柄半徑 45
八、連桿系數(shù) 45
第二章 泵的主要技術(shù)特征及機(jī)構(gòu)方案的確定 46
第一節(jié) 泵的主要技術(shù)特征 46
第二節(jié) 乳化液泵機(jī)構(gòu)方案的確定 47
一、整體結(jié)構(gòu) 47
二、傳動(dòng)箱 47
三、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)個(gè)部分 47
四、閥體結(jié)構(gòu) 48
五、鋼套結(jié)構(gòu) 49
六、柱塞密封潤(rùn)滑 50
七、泵閥 50
八、泵的潤(rùn)滑 50
第三章 乳化液泵主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和膠合 51
第一節(jié) 齒輪的計(jì)算與校核 51
一、齒輪傳遞的扭矩 51
二、齒輪的材料選擇 51
三、齒輪接觸強(qiáng)度的校核 51
四、齒根彎曲強(qiáng)度校核 52
五、齒輪軸的強(qiáng)度計(jì)算 54
第二節(jié) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 56
一、曲軸設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 56
二、連桿的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 67
三、滑塊銷(xiāo)的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 75
第三節(jié) 柱塞強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算 77
一、正應(yīng)力校核 77
二、穩(wěn)定性校驗(yàn) 77
第四節(jié) 軸承的校核計(jì)算 78
一、主軸承承受曲軸自柱塞傳遞的力 78
二、小齒輪軸承的校核 79
三、連桿軸瓦的校核 80
第五節(jié) 泵頭強(qiáng)度計(jì)算 81
一、閥口通流面積 81
二、閥芯 82
三、閥的最大開(kāi)口量（最大開(kāi)啟高度） 82
四、吸排液彈簧 83
五、閥座比壓的驗(yàn)算 85
六、吸排液閥彈簧的自振頻率驗(yàn)算 85
七、泵缸及閥的性能驗(yàn)算 86
結(jié)束語(yǔ) 89
參考文獻(xiàn) 90
致 謝 91
第一篇 運(yùn)輸、提升的選型設(shè)計(jì)
第一章 運(yùn)輸機(jī)械的選型設(shè)計(jì)
第一節(jié) 原始數(shù)據(jù)
一、本礦井采用的運(yùn)輸系統(tǒng)
本礦井有倆層煤可采，現(xiàn)在采用綜合機(jī)械化采煤設(shè)備。只要開(kāi)采第二層煤就可以滿(mǎn)足生產(chǎn)任務(wù)的要求，所以在此不考慮第一層煤。對(duì)于開(kāi)采第二層煤，運(yùn)輸系統(tǒng)是這樣的；煤由工作面采出，經(jīng)順槽到運(yùn)輸上山，在由運(yùn)輸上山到采區(qū)煤倉(cāng)，接著由電機(jī)車(chē)由采區(qū)煤倉(cāng)運(yùn)到井底煤倉(cāng)，運(yùn)輸設(shè)備是在這樣的：工作面用刮板輸送機(jī)，順槽采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸上山也采用帶式輸送機(jī)。
二、原始數(shù)據(jù)
表1-1-1 原始數(shù)據(jù)
井型
120
煤層數(shù)
2
采區(qū)
2
工作面數(shù)
2
煤層傾角
14
工作面長(zhǎng)
180 m
上山長(zhǎng)（M）
350
出矸率（％）
10
順槽長(zhǎng)
680 m
裝車(chē)站距
（KM）
運(yùn)量（t/班）
L1 ，Q1
2.1 650
實(shí)體質(zhì)量
1.33
L2 ，Q2
2.5 500
散煤質(zhì)量
1.18
L3 ，Q3
安息角
25°
L4 ，Q4
根據(jù)已知條件，分別進(jìn)行刮板輸送機(jī)，帶式輸送機(jī)和礦用電機(jī)車(chē)的選型設(shè)計(jì)和計(jì)算。
第二節(jié) 刮板輸送機(jī)的選型
由于刮板輸送機(jī)機(jī)身低矮，可以彎曲，運(yùn)輸能力大，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，能力適應(yīng)采煤工作面較惡劣工作物件；并可作為采煤機(jī)的運(yùn)行軌道。有時(shí)還作為移置液壓支架的支點(diǎn)。在推移刮板輸送機(jī)時(shí)，鏟煤板可自動(dòng)清掃機(jī)道浮煤，所以，刮板輸送機(jī)現(xiàn)在仍然是緩傾斜長(zhǎng)壁采煤工作面唯一的煤炭運(yùn)輸設(shè)備。
一、刮板輸送機(jī)的選擇
據(jù)第一章中所選的液壓支架可知與之相配套的刮板輸送機(jī)為SGZ730—320型，各主要參數(shù)見(jiàn)下表。
二、生產(chǎn)率的確定
因?yàn)楣ぷ髅媸怯貌擅簷C(jī)割化，煤是連續(xù)而均勻地裝到輸送機(jī)上的，因此運(yùn)輸生產(chǎn)率可按采煤機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算：
(噸/時(shí))
式中：b——采煤機(jī)的一次截深（米）b=0.6(米)
h——一次采高（米）h=3.4(米)
r——煤的實(shí)體容量（噸/）r=1.33(噸/)
——采煤機(jī)的最大牽引速度（米/分）=4（米/分）
代入式中得：
(噸/時(shí))
表1-1-2 SGZ730—320型刮板輸送機(jī)參數(shù)
輸送機(jī)型號(hào)
規(guī)格與性能
SGZ——730/320
出廠長(zhǎng)度（m）
鋪設(shè)長(zhǎng)度（m）
輸送量（t/h）
刮板鏈速（m/s）
減速器速比
100
150
700
0.92
39.737
形式
規(guī)格(mm)
鏈環(huán)破斷拉力(t)
鏈中心距(mm)
刮板間距(mm)
中雙鏈
2692
100
1104
電動(dòng)機(jī)
型號(hào)
功率(kw)
電壓(v)
轉(zhuǎn)速(r/min)
YSB——160
1602
660/1140
1480
每米重量（kg）
緊鏈方式
機(jī)器總重(t)
參考價(jià)格(萬(wàn)元)
57.1
摩擦制動(dòng)
140
92.4
液力聯(lián)軸器
型號(hào)
額定功率(kw)
工作液體
注油量(l)
TV562
160
22號(hào)汽輪機(jī)油
19
生產(chǎn)廠家
西北煤機(jī)廠
中部曹
長(zhǎng)寬高(mm)
水平彎曲(度)
垂直彎曲(度)
1500730220
2
4
三、電動(dòng)機(jī)功率的校核
1.運(yùn)行阻力的計(jì)算
刮板輸送機(jī)得運(yùn)行阻力分值線段阻力和彎曲段主力。
直線段阻力：
重段：
空段：
式中：——刮板鏈每米長(zhǎng)度得重量（kg/m） 由表中查得=57.1（kg/m）
——貨載每米長(zhǎng)度重量（kg.m）
其中：Q——運(yùn)輸生產(chǎn)率651.17（t/h）
V——鏈條運(yùn)行速度由表中查得：0.92（m/s）
則： （kg/m）
L——刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)長(zhǎng)度。由表中查得：180（m）
W0——刮板鏈在溜槽中的運(yùn)行阻力系數(shù)。0.6~0.8
W——貨載在六朝中的運(yùn)行阻力系數(shù)。0.2~0.35
取 W0=0.8
W=0.35
“+”、“—”號(hào)的確定原則：刮板鏈向上運(yùn)行時(shí)取“+”號(hào)，刮板鏈向下運(yùn)行時(shí)取“—”號(hào)，根據(jù)給定的煤層傾角140選向下運(yùn)行。
帶入公式中得：
刮板鏈在鏈輪處的彎曲阻力。以及可彎曲刮板輸送機(jī)的機(jī)身彎曲阻力。分別使其重段阻力和空段阻力增加10%。則運(yùn)輸機(jī)的總運(yùn)行阻力即電機(jī)的牽引力為：
2.電動(dòng)機(jī)功率的校核
輸送機(jī)的載裝長(zhǎng)度是隨著采煤機(jī)的移動(dòng)而不斷變化的，因此，電動(dòng)機(jī)功率也是變化的，當(dāng)采煤機(jī)位于工作面下端采煤時(shí)。負(fù)荷最小，此時(shí)電動(dòng)機(jī)功率為空載功率當(dāng)采煤機(jī)到達(dá)上部終點(diǎn)時(shí)，輸送機(jī)是滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。此時(shí)功率最大
因此電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)按等效功率計(jì)算：
式中：
式中：
則：
帶入式中得：
刮板輸送機(jī)所需的功率：
取刮板輸送機(jī)所需的功率小于刮板輸送機(jī)的額定功率。故滿(mǎn)足要求。
四、鏈條強(qiáng)度的校核
根據(jù)確定的刮板輸送機(jī)的功率可知，刮板輸送機(jī)選用兩臺(tái)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)。所以安雙端傳動(dòng)的方式布置。
圖1-1-1 刮板輸送機(jī)張力計(jì)算圖
對(duì)于圖1-1-1中的布置方式可知，由1，3點(diǎn)為分離點(diǎn)，所以可能是最小張力點(diǎn)。
由逐點(diǎn)計(jì)算法可得：
所以點(diǎn)為最小張力點(diǎn)。
取=3000（N），其余個(gè)點(diǎn)的張力為：
式中：K——安全系數(shù)一般3.5
——刮板連的破斷力差參數(shù)表得：
——雙鏈?zhǔn)芰Σ痪鶆蛳禂?shù)取0.83（圓環(huán)鏈）
1.2——考慮20%的動(dòng)張力
代入公式得：
滿(mǎn)足要求。
第三節(jié) 順槽膠帶輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)
一、概述
膠帶輸送機(jī)可以用于水平及傾斜運(yùn)輸，再一般情況下傾斜向上運(yùn)輸不超過(guò)。向下運(yùn)輸不超過(guò)。
膠帶輸送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長(zhǎng)適應(yīng)性強(qiáng)，工作平穩(wěn)可靠，運(yùn)行阻力小，耗電量低。運(yùn)輸過(guò)程中拋散煤炭少。破碎性也小，因此它在煤礦中應(yīng)用非常廣泛。
二、膠帶運(yùn)輸機(jī)的選型
由第一章采煤機(jī)的配套關(guān)系可知所選用的膠帶輸送機(jī)的型號(hào)為DSP1063/1000.
其主要特征見(jiàn)下表：
表1-1-3 膠帶輸送機(jī)DSP1063/1000主要特征
機(jī)身形式
落地
輸送量(t/h)
630
輸送長(zhǎng)度(m)
680
帶速(m/s)
2
貯帶長(zhǎng)度(m)
60
傳動(dòng)滾筒直徑(mm)
630
托輥直徑(mm)
108
輸
送
帶
寬度(mm)
1000
厚度(mm)
8
強(qiáng)度(kg/cm)
680
與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接
軌距(mm)
1362
最大長(zhǎng)度(m)
12
主
電
動(dòng)
機(jī)
型號(hào)
JDSB——125
功率(kw)
125
電壓(v)
660/1140
轉(zhuǎn)速(r/min)
1480
液力聯(lián)軸器型號(hào)
YL——500
機(jī)頭外形尺寸寬高(mm)
25391665
機(jī)器總重(t)
95
參考價(jià)格(萬(wàn)元)
58
生產(chǎn)廠家
西北煤礦機(jī)械總廠
三、膠帶寬度的校核
式中：Q——輸送機(jī)的必要輸送量（t/h）651.17（t/h）
V——膠帶運(yùn)行速度(m/s)由表1-1-3查得：2(m/s)
R——煤的散集容量（t/）由表1-1-1查得1.18（t/）
K——貨載面系數(shù)由表2—4查得487
C——輸送機(jī)傾角系數(shù)由表2—5查得C=1
表1-1-4 貨載面系數(shù)
B（mm）
800
1000
1200
C
安息角
250
493
487
480
300
538
530
523
表1-1-5 輸送機(jī)傾角系數(shù)
0——100
10——150
150——200
C
1
0.95
0.9
將數(shù)值代入得：
滿(mǎn)足要求。
另外帶寬還必須安物料的塊度進(jìn)行校核。
對(duì)于未過(guò)篩的松散貨載（原煤）
式中：——貨載最大塊度的橫向尺寸。一般取200（mm）
則：
滿(mǎn)足要求。
四、電動(dòng)機(jī)功率的校核
1.膠帶機(jī)工作阻力的計(jì)算：
重段阻力：
空段阻力：
式中：——輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角在順槽重=
L——輸送機(jī)長(zhǎng)度（mm）由表2—3查得L=680(mm)
——分別為槽型，平行托輥的阻力系數(shù)由表2—6查得=0.03=0.025
表1-1-6 平行托輥的阻力系數(shù)
工作條件
(槽型)
（平行）
滾動(dòng)軸承
含油軸承
滾動(dòng)軸承
含油軸承
清潔，干燥
0.02
0.04
0.018
0.034
少量塵埃，正常濕度
0.03
0.05
0.025
0.040
大量塵埃，濕度大
0.04
0.06
0.035
0.056
q——每米長(zhǎng)膠帶上的貨載重量（kg/m）
由下式可求得：
分別為折算到每米長(zhǎng)度上的上，下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量（kg/m）
其中：——分別為上下托輥重量（kg）按表1-1-7查得：
=22（kg）=17(kg)
表1-1-7 托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量
帶寬B（mm）
托輥形式
500
650
800
1000
1200
1400
(kg)
槽形
鑄鐵座
11
12
14
22
25
27
沖壓座
8
9
11
17
20
22
平行
鑄鐵座
8
10
12
17
20
23
沖壓座
7
9
11
15
18
21
——分別為上下托輥的間距（m）
一般取=1.5(m)=3(m)
——輸送帶單位長(zhǎng)的質(zhì)量（kg/m）
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程規(guī)定》，再煤礦井下，一律使用阻力然帶。因此根據(jù)表1-1-3中的輸送帶整體縱向拉斷強(qiáng)度680N/mm。選擇阻燃帶680S型。根據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械手冊(cè)》查得：
=15kg/m
代入公式得：
2.電動(dòng)機(jī)功率的校核
考慮到膠帶再滾筒處的彎曲阻力。膠帶機(jī)所需的總牽引力應(yīng)為：
膠帶機(jī)所需的總功率為
式中：K——電動(dòng)機(jī)容量備用系數(shù)取1.15—1.2
——減速器的總傳動(dòng)效率取0.85
——液力聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率取0.94
代入公式得：
即小于所選膠帶輸送機(jī)的額定功率。故滿(mǎn)足要求。
五、膠帶張力的計(jì)算及強(qiáng)度校核
1.膠帶張力的計(jì)算
圖1-1-2膠帶機(jī)張力計(jì)算圖
由上圖1-1-2可得：
式中：n——摩擦力備用系數(shù)取n=1.15—1.2
d——膠帶再滾筒上的圍包角（弧度）由圖中可知=3.14
——膠帶和滾筒之間的摩擦系數(shù)
由《礦山運(yùn)輸機(jī)械》頁(yè)表4—11查得=0.35
代入公式：=+31123.16
=2.67
=18636.62（N）
=49759.78(N)
由逐點(diǎn)法計(jì)算得：
2.膠帶強(qiáng)度的校核
一般K10
式中：——阻燃帶的整體縱向拉斷強(qiáng)度由2—3查得
=680N/mm
B——阻燃帶寬度B=1000（mm）
Smax——輸送帶運(yùn)行時(shí)所受到的最大靜張力
Smax=49759.78（N）
帶入公式得: 滿(mǎn)足要求。
六、膠帶最大允許懸垂膠合
要求小于逐點(diǎn)計(jì)算法得出的重段最小張力點(diǎn)的張力值 因<故滿(mǎn)足要求
第四節(jié) 上下膠帶輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)
一、膠帶輸送機(jī)的選型
設(shè)膠帶的運(yùn)行速度為2.5m/s,帶寬為1000mm,根據(jù)上下山運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，查《運(yùn)輸機(jī)械手冊(cè)》表6—1—1，初選膠帶輸送機(jī)，型號(hào)為
二、膠帶寬度的膠校核
式中：Q——輸送機(jī)的必要輸送量（t/h）
K——貨載斷面系數(shù)由表2—4查得487
V——膠帶運(yùn)行速度2.5m/s
r——煤的散集容量由表2—1查得r=1.18(t/)a
c——輸送機(jī)傾角系數(shù)由表2—5查得c=0.95
帶入公式得：
滿(mǎn)足要求
帶寬按物料的塊度進(jìn)行校核（對(duì)于未過(guò)篩的松散貨載）
滿(mǎn)足要求
三、電動(dòng)機(jī)功率的校核
1．膠帶機(jī)工作阻力的計(jì)算
重段阻力：
空段阻力：
式中：——輸送機(jī)的鋪設(shè)長(zhǎng)度在上山中=
L——輸送機(jī)長(zhǎng)度（mm）查表2—1=350（mm）
——分別為槽形，平行托輥的阻力系數(shù)=0.03
查表1-1-6得=0.03
q——每米長(zhǎng)膠帶上的貨載重量（kg/m）
由下式求得：
分別為折算到每米長(zhǎng)度上的上下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量（kg/m）
其中：——分別為上下托輥重量（kg）
查表1-1-7得：
——分別為上下托輥的間距（m）
一般
——輸送帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量（kg/m）
查《運(yùn)輸機(jī)械手冊(cè)》=38.70（kg/m）
帶入公式得：
2.電動(dòng)機(jī)功率的校核
考慮到膠帶在滾筒處的彎曲阻力，膠帶所需的總牽引力應(yīng)為：
膠帶所需的總功率為
式中：——減速器的總傳動(dòng)效率取0.85
——液力聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率取0.95
——電機(jī)超過(guò)同步轉(zhuǎn)速時(shí)，膠帶的運(yùn)行速度（m/s）
一般取=1.05v
帶入公式得：
根據(jù)帶寬B=1000(mm)和膠帶運(yùn)行速度v=2.5(m/s),查《運(yùn)輸機(jī)械手冊(cè)》，因?yàn)槟z帶機(jī)事業(yè)、所需的總功率N=206.69（kw）確定上山運(yùn)輸用雙機(jī)驅(qū)動(dòng)。
四、膠帶張力的計(jì)算
圖1-1-3 張力計(jì)算圖
如圖所示，雙滾筒包角取功率按1：1分配
因此
則
由圖中布置情況可得：
式中：——兩滾筒的圍包角取=2700
——膠帶和滾筒之間的摩擦系數(shù)
由《礦山運(yùn)輸機(jī)械》P106頁(yè)表4—11查得=0.35
n——摩擦力備用系數(shù)取1.2
帶入公式得：
所以
2．膠帶強(qiáng)度的校核
一般K10
式中：——鋼蕊帶的整體縱向拉段強(qiáng)度
根據(jù)所選膠帶的型號(hào)可知=1600（kg/cm）
B——鋼蕊帶的寬度B=1000(mm)
——輸送帶運(yùn)行時(shí)所受的最大靜張力
代如公式得：
滿(mǎn)足要求
五、膠帶最大允許懸垂度的校核
即大于計(jì)算出的重段最小張力點(diǎn)的張力值
因此將作為重段的最小張力，即
則其余各點(diǎn)的張力值為：
六、校核
1．膠帶強(qiáng)度的校核
一般K，滿(mǎn)足要求。
2．膠帶許用最大張力的驗(yàn)算
根據(jù)初選的膠帶輸送機(jī)DX4——GX1600查得膠帶許用最大張力值為1600
而計(jì)算出的膠帶最大張力值為13851.88(kg)，小于1600（kg）。因此初選的膠帶輸送機(jī)滿(mǎn)足要求。
第五節(jié) 礦用架線式電機(jī)車(chē)的選型設(shè)計(jì)
機(jī)車(chē)運(yùn)輸是礦井運(yùn)輸極為重要的部分，是礦井水平巷道長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)闹饕绞健C(jī)車(chē)按其動(dòng)力不同，分為柴油機(jī)車(chē)，壓力機(jī)車(chē)和電機(jī)車(chē)。電機(jī)車(chē)具有更好的性能。它的運(yùn)行速度快，效率高，維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)輸可靠，外形尺寸小，成本低。當(dāng)?shù)V井產(chǎn)量和運(yùn)距發(fā)生變化時(shí)，只需增加機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)即可滿(mǎn)足新的要求，適應(yīng)于彎道和支線較多的運(yùn)輸巷道，可以作多種運(yùn)輸工作。
電機(jī)車(chē)按其供電方式不同，可分為架線式機(jī)車(chē)和蓄電池機(jī)車(chē)，兩者比較，架線式機(jī)車(chē)更為便利，成本低，效率高。因此，得到了廣泛的應(yīng)用。而蓄電池機(jī)車(chē)知識(shí)在礦井瓦斯，煤塵比較嚴(yán)重的情況下，不能使用架線式機(jī)車(chē)時(shí)才使用。因此在選者電機(jī)車(chē)時(shí)，首先考慮選用架線式電機(jī)車(chē)。
一、電機(jī)車(chē)及礦車(chē)的初選
根據(jù)礦井第二水平的年產(chǎn)量為120萬(wàn)噸，出矸率為10%，選MDC33—6型底卸式礦車(chē)（自身質(zhì)量1.7t,載重3t），ZK10—6/550型架線式電機(jī)車(chē)。根據(jù)《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表6—1可知，所選電機(jī)車(chē)的軌距為600毫米，軌道平均坡度為3%。礦井生產(chǎn)采區(qū)為二個(gè)，礦井年工作天數(shù)為300天，兩班生產(chǎn)，一班整修。
二、車(chē)組重量的初步計(jì)算
1.按機(jī)車(chē)粘著重量計(jì)算車(chē)組重量
（以機(jī)車(chē)沿上破牽引重載列車(chē)在啟動(dòng)時(shí)車(chē)輪不打滑為計(jì)算依據(jù)）
（t）
式中：——電機(jī)車(chē)粘著質(zhì)量（t）
由《礦山運(yùn)輸機(jī)械手冊(cè)》表6—1查得=10(t)
——機(jī)車(chē)粘著系數(shù)，按表1-1-8中選=0.24
——重列車(chē)起動(dòng)時(shí)的阻比，按表1-1-9中選=10.5(kg/t)
——軌道線路平均坡度（%0）一般為3%0～2%0
a——列車(chē)起動(dòng)和加速度一般取a=0.04m/s2
p——機(jī)車(chē)重量（t）查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表6—1P=10(t)
代入公式得：
表1-1-8 機(jī)車(chē)粘著系數(shù)
工作狀態(tài)
值
起動(dòng)（拋砂）
0.24
起動(dòng)（不拋砂）
0.20
制動(dòng)
0.17
運(yùn)行
0.12
表1-1-9重列車(chē)起動(dòng)時(shí)的阻比
礦車(chē)載重
（t）
單個(gè)礦車(chē)
列車(chē)
列車(chē)起動(dòng)
重車(chē)
空車(chē)
重車(chē)
空車(chē)
重車(chē)
空車(chē)
1
7.5
9.5
9.0
11.0
13.5
16.5
2
6.5
8.5
8.0
10.0
12.5
15.0
3
5.5
7.5
7.0
9.0
10.5
12.5
4
6.0
8.0
9.5
12.0
2.按機(jī)車(chē)牽引電機(jī)允許溫升條件計(jì)算：
礦用電機(jī)車(chē)均采用支流串激電動(dòng)機(jī)，在正常運(yùn)行時(shí)，牽引力和電流成正比，按直線變化，只有在低負(fù)荷時(shí)才呈現(xiàn)拋物線。因此，在計(jì)算中可以將等值牽引力代替等效電流進(jìn)行計(jì)算，使等值牽引力不超過(guò)長(zhǎng)時(shí)牽引力，這和等效電流不超過(guò)長(zhǎng)時(shí)電流的計(jì)算是一樣的。
式中：——機(jī)車(chē)長(zhǎng)時(shí)牽引力（kg）
查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表6—1=4330（kg）
——考慮機(jī)車(chē)在調(diào)車(chē)時(shí)的電能消耗系數(shù)，按運(yùn)距選取加權(quán)平均距離LQ按下式求得：
其中：——裝車(chē)站的運(yùn)距有表2—1得：
=2.1（km）=2.5(km)
——裝車(chē)站的運(yùn)量有表2—1得：
根據(jù)，=1.15
——重列車(chē)運(yùn)行阻比（kg/T）查表2—9得=7.0（kg/T）
——等阻力坡度一般取2~3%，這里取2%
T——相對(duì)運(yùn)行時(shí)間（min）
其中：L——加權(quán)平均距離L=2.38（km）
Vp——機(jī)車(chē)平均運(yùn)行速度（m/s）
其中：Vch——機(jī)車(chē)長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行速度
查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表6—1Vch=16km/h
Q——調(diào)車(chē)修止時(shí)間去20min
P——機(jī)車(chē)重量（t）查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》P=10（t）
代入公式得：
3．按列車(chē)制動(dòng)條件計(jì)算車(chē)組重量
根據(jù)〈煤礦安全規(guī)程〉規(guī)定，運(yùn)貨列車(chē)的制動(dòng)距離不得超過(guò)40mm，運(yùn)人不超過(guò)20米，當(dāng)重載列車(chē)沿下坡運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)時(shí)的減速度為：
式中：Lzh——制動(dòng)距離一般取40m
式中——機(jī)車(chē)黏著系數(shù)，查表2—8得=0.17
因?yàn)榱熊?chē)雜規(guī)定距離內(nèi)制動(dòng)，要同時(shí)滿(mǎn)足上述三個(gè)條件，所以Q取最小值，即Q=66.68（t）
4.礦車(chē)數(shù)目的確定：
其中G——礦車(chē)載重G=3（t）
G0——礦車(chē)自重G0=1.7（t）
均由《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表5—2查得
為滿(mǎn)足牽引礦車(chē)的電機(jī)功率的要求，礦車(chē)數(shù)目Z=14
三、車(chē)組重量驗(yàn)算
1.驗(yàn)算電機(jī)實(shí)際溫升
在初步確定車(chē)組重量時(shí)，由于采用了等阻坡度，加權(quán)平均距離，實(shí)際上都是近似計(jì)算，實(shí)際上有可能電機(jī)車(chē)在最大距離上連續(xù)運(yùn)行，故應(yīng)檢驗(yàn)機(jī)車(chē)在運(yùn)行中的實(shí)際溫升，即檢驗(yàn)機(jī)車(chē)在最大運(yùn)距上運(yùn)行是其等效電流是否超過(guò)長(zhǎng)期電流。
a.列車(chē)運(yùn)行時(shí)的牽引力
重車(chē)下坡
空車(chē)上破
將以知數(shù)值代入得：
b.每臺(tái)機(jī)車(chē)實(shí)際牽引力
因?yàn)樗x的礦用機(jī)車(chē)的黏著重量10噸，大于7噸，所以采用兩臺(tái)牽引電機(jī)，則每臺(tái)牽引電機(jī)的牽引力為
c.根據(jù)，查得ZQ—24電動(dòng)機(jī)特性曲線圖，確定實(shí)際的運(yùn)行速度
d.計(jì)算重空列車(chē)的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間
其中：0.75——考慮加減速度和在線路上的運(yùn)行中的速度變化
——列車(chē)調(diào)車(chē)休止時(shí)間取=20min
要求小于長(zhǎng)時(shí)電流值，故滿(mǎn)足要求
2.制動(dòng)距離的驗(yàn)算：
根據(jù)黏著條件確定最大制動(dòng)減速度（重列車(chē)下坡穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)計(jì)算）
列車(chē)運(yùn)行方程
以最大制動(dòng)力代入上式，得最大制動(dòng)減速度
則
滿(mǎn)足要求
四、電機(jī)臺(tái)數(shù)的確定
1.機(jī)車(chē)往返一次所需的時(shí)間
2.一臺(tái)機(jī)車(chē)在一個(gè)班內(nèi)可能往返的次數(shù)
其中：tp——機(jī)車(chē)每班工作小時(shí)數(shù)，運(yùn)送人員取7.5小時(shí)
3.每班貨運(yùn)所需列數(shù)
其中：——各產(chǎn)區(qū)班產(chǎn)量之和550+500=1050（t/班）
K1——運(yùn)輸生產(chǎn)不均勻系數(shù)取1.25
K2——矸石系數(shù)（考慮每班矸石外運(yùn)量）取1.1
取35次/班
4.每班運(yùn)人所需列車(chē)數(shù)
水平距離大于1.5km，上下班要用車(chē)輛運(yùn)送人員，礦井為兩翼開(kāi)采，每翼每班運(yùn)送人員按一次考慮，共計(jì)兩次，nr=2次/班。
5.每班機(jī)車(chē)運(yùn)輸臺(tái)數(shù)
6.確定工作電機(jī)臺(tái)數(shù)
取。
7.礦井（水平）所需機(jī)車(chē)的總臺(tái)數(shù)
式中：——備用和維修電機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)=25%Ng=1.25臺(tái)
取=2臺(tái)
五、礦井總礦車(chē)數(shù)目的確定
根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》第2—90條，用擺布法來(lái)確定礦井礦車(chē)數(shù)目。
備用和修理的礦車(chē)數(shù)量為使用數(shù)量的20％，材料車(chē)一般為礦車(chē)總數(shù)（包括備用和檢修）的10％左右，平板車(chē)數(shù)一般不超過(guò)10量，有綜合機(jī)械化采煤的礦井一般不超過(guò)30輛。
所以礦井礦車(chē)總數(shù)為：
?。ㄝv）
表1-1-10 礦井礦車(chē)數(shù)目
主井井底車(chē)場(chǎng)
2列車(chē)
副井井地車(chē)場(chǎng)
1列車(chē)
清理車(chē)場(chǎng)
4輛礦車(chē)
工作機(jī)車(chē)
5列車(chē)
采區(qū)下部裝車(chē)站
2列車(chē)
運(yùn)輸大巷掘進(jìn)組
1列車(chē)
采取下部運(yùn)矸石材料車(chē)場(chǎng)
1列車(chē)
采區(qū)順槽掘進(jìn)組
8輛礦車(chē)
地面矸石系統(tǒng)
1列車(chē)
副井井口車(chē)場(chǎng)
1列車(chē)
其他
0.5列車(chē)
材料車(chē)25810%=25.8取26輛車(chē)平板車(chē)25輛
第五節(jié) 輔助運(yùn)輸設(shè)備的選型
輔助運(yùn)輸設(shè)備的選型見(jiàn)表1-1-11
表1-1-11 輔助運(yùn)輸設(shè)備
名稱(chēng)
型號(hào)
數(shù)量
應(yīng)用地點(diǎn)
特性
調(diào)度絞車(chē)
JD—3
2
井地車(chē)場(chǎng)
表2—12
阻車(chē)器
ZXFQ—6
2
井地車(chē)場(chǎng)
表2—13
無(wú)極繩牽引卡軌車(chē)
KCY—9/600
1
軌道上山，順槽
表2—14
防暴柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)單軌電車(chē)
FND40Y
1
石門(mén)
表1-1-12 調(diào)度絞車(chē)特性
JD—3
牽引力(kg)
容繩量(m)
繩徑9mm)
卷筒直徑寬度(mm)
500
100
7.7
200270
繩速(m/min)
重量(kg)
電動(dòng)機(jī)
外形尺寸長(zhǎng)寬高(mm)
27—31
220
JO232—4T2
920540450
表1-1-13 阻車(chē)器特性
FND40Y
動(dòng)力
牽引速度
上行坡度
牽引力
40馬力
0.510.792.4m/s
180
3t
水平拐彎半徑
垂直拐彎半徑
自動(dòng)最大限速
4m
8m
3.0m/s
表1-1-14無(wú)極繩牽引卡軌車(chē)
KCY9/600
軌距
快速
牽引力牽引速度
慢速
牽引力牽引速度
600mm
45t0—2m/s
9t0—1m/s
上行坡度
水平垂直拐彎半徑
安全制動(dòng)
制動(dòng)力最大限速
200
4m12m
12t25m/s
第二章 副井罐籠提升選型設(shè)計(jì)
第一節(jié) 原始數(shù)據(jù)
1.礦井年產(chǎn)量120萬(wàn)噸，含矸率10%
2.最大班下井人數(shù)760人
3.井筒深度350米
4.矸石散松容量重為1.64噸/米3
5.每班下放材料設(shè)備次數(shù)21次，炸藥2次，保健車(chē)2次
6.卷筒中心線與井口水平的高差C0=1.2米
7.提升工作制度為年工作日數(shù)300天，每日工作10小時(shí)
第二節(jié) 提升容器的選擇
根據(jù)我國(guó)目前的實(shí)際情況，對(duì)于年產(chǎn)量為120萬(wàn)噸的中型礦井，而且井深又不太大時(shí)，可采用單繩纏繞式提升。本礦井有兩個(gè)開(kāi)采水平，這里只考慮先開(kāi)采一個(gè)水平（待井筒延伸至第二水平時(shí)再另外更換），所選用雙罐籠提升系統(tǒng)。
一、罐籠的選擇
根據(jù)《礦井提升機(jī)械設(shè)備》表1—4，初選罐籠GLSY—1.52/2參數(shù)如表1-2-1。
表1-2-1 罐籠GLSY—1.52/2參數(shù)
GLSY—1.52/2
罐籠斷面尺寸(mm)
30001200
罐籠總高（近似）(mm)
～7250
型號(hào)
MG1.7——6A
名義裝載量(t)
1.5
車(chē)數(shù)
2
允許乘人數(shù)
34
罐籠總裝載量(t)
4.610
罐籠自重（估計(jì)）(t)
4.390
1.計(jì)算提升高度H
H=Hs+Hx+Hzm
式中：Hs——井筒深度350m
Hx——卸載高度罐籠提升Hx=0
Hz——裝載高度罐籠提升Hz=0
代入式中：H=350m
2.計(jì)算最大提升速度
3.估算一次寄生循環(huán)時(shí)間
s
式中：a1——初定加速度m/s2取a1=0.7m/s2
U——爬行時(shí)間s取u=5s
——裝載時(shí)間休止時(shí)間s
根據(jù)《礦井提升機(jī)械設(shè)備》P30頁(yè)對(duì)于副井罐籠選擇的規(guī)定=34s
代入公式得：
4.驗(yàn)算罐籠的層數(shù)
最大班下放工人時(shí)間Tr，已知最大班下井工人760人，每次下放34人，則下放人員的次數(shù)nr=760/34=22.35（次）
運(yùn)送下井工人所需的時(shí)間：
滿(mǎn)足規(guī)程規(guī)定的最大班井下工人夏季國(guó)內(nèi)時(shí)間不超過(guò)40分鐘的規(guī)定。
5.小時(shí)提升量的確定
式中：C——提升不均衡系數(shù)C=1.25
Cf——提升能力富裕系數(shù)Cf=1.2
An——礦井提升矸石量t
代入公式得：
二、編制最大班凈化作業(yè)時(shí)間表
1.下井工人所需的時(shí)間
即一次寄生循環(huán)時(shí)間96.46S，計(jì)35.93min
2.升降人員時(shí)間
升降工人時(shí)間按工人下井時(shí)間的1.5倍計(jì)算
升降其它工作人員升降工人時(shí)間的20%計(jì)
3.提升矸石的時(shí)間
根據(jù)《礦井提升機(jī)械設(shè)備》表5—2查得提升矸石的休止時(shí)間為32s
則提升矸石的循環(huán)時(shí)間：
提升矸石的一次提升重量為：
礦井日提升矸石量：
每班次數(shù)為：
每班作業(yè)時(shí)間：
4.下放材料及設(shè)備的時(shí)間
休止時(shí)間為50s
一次提升循環(huán)時(shí)間：
下放材料及設(shè)備的次數(shù)：21次
時(shí)間：
5.下保健車(chē)的時(shí)間
每班按2次計(jì)算，休止時(shí)間去15s
循環(huán)時(shí)間：
時(shí)間：
6.運(yùn)送炸藥時(shí)間
每班按2次計(jì)算，休止時(shí)間為4min
循環(huán)時(shí)間：
時(shí)間：
凈作業(yè)時(shí)間合計(jì)：
滿(mǎn)足要求，而且罐籠帶一輛礦車(chē)即可完成提升矸石任務(wù)
最大班作業(yè)時(shí)間表見(jiàn)表1-2-2。
第二節(jié) 提升鋼絲繩的選擇
一、鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度HCm
式中：——井架高度初步設(shè)井架高度為=22m
——礦井深度Hs=350m
——容器裝載高度=0
——尾繩環(huán)高度m
其中：——過(guò)卷高度m
根據(jù)我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，對(duì)于罐籠提升，最大提升速度大于3m/s時(shí)，>6m,取=7m
S——兩容器中心距m
查《礦井提升運(yùn)輸選型設(shè)計(jì)》附表2s=1.92m
則：
=+1.5s=7+1.51.92=9.88m
=22+350+9.88=381.88(m)
表1-2-2 最大班作業(yè)時(shí)間表
順序
作業(yè)名稱(chēng)
數(shù)量
單位
每班次數(shù)
每次時(shí)間
每班作業(yè)時(shí)間
1
升降工人
380
人
23
2.34
53.89
2
上下其它人員
23
0.47
10.78
3
提升矸石
150
噸
53.8
1.57
84.7
4
下放材料設(shè)備
21
1.85
39.36
5
下井工人
760
人
23
1.56
35.93
6
下保健車(chē)
2
1.29
2.58
7
運(yùn)送炸藥
2
5.04
10.08
8
其它作業(yè)時(shí)間
分
40
9
作業(yè)時(shí)間合計(jì)
277.32
二、一次提升量Q的計(jì)算
根據(jù)《礦井提升運(yùn)輸選型設(shè)計(jì)》拊表42查得礦車(chē)各主要技術(shù)參數(shù)如下：
型式固定車(chē)箱式1.5噸礦車(chē)
型號(hào)MG1.7——6A
容積1.7m3
自重720kg
名義載重1500kg最大載重量2700kg
所以提矸時(shí)一次提升重量為：
Q=1.71.46=2.788（t）>2.7(t)
則提矸時(shí)的一次提升量Q取2.7t
每人重量按75kg計(jì)算，則提人時(shí)一次提升量：
Qr=3475=2500kg
因?yàn)樘犴窌r(shí)的一次提升量大于提人是的一次提升量，所以一次提升量按Q=2.7t
三、計(jì)算鋼絲繩每米重力
N/m
式中： Q——一次提升量2.7y=27000N
Qz——容器自重N由表3—1查得Qz=43900N
——鋼絲礦拉強(qiáng)度取=170000N/cm2
——礦車(chē)自重N=7200N
——鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度m由計(jì)算得Hc=381.88m
——主繩允許的最小安全系數(shù)
提料時(shí)：
=7.2-0.0005Hc=7.2-0.0005381.88=7.01
提人是：
=92-0.0005Hc=92-0.0005381.88=9.01
代入公式得：
根據(jù)《礦井提升機(jī)械設(shè)備》表2—2（2），選用619——1700——34一特一鍍鋅——右同向捻，起技術(shù)規(guī)格為：
鋼絲繩直徑d=34mm,繩中最粗鋼絲直徑=2.2mm,鋼絲繩所有鋼絲斷裂之和Qd=736000N，每米重p=40.93N/m.
四、驗(yàn)算安全系數(shù)
1.提矸時(shí)
滿(mǎn)足要求
2.提人時(shí)
滿(mǎn)足要求
即主繩的實(shí)際安全系數(shù)均大于允許最小值，所選鋼絲繩可用。
第三節(jié) 提升機(jī)和天輪的選擇
一、提升機(jī)的選擇計(jì)算
1.計(jì)算提升機(jī)的選擇計(jì)算
對(duì)于纏繞式提升機(jī)安裝于地面
根據(jù)《礦井提升機(jī)械設(shè)備》表3—1選用2JK——3.5/11.5提升機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)為：
卷筒直徑D=3.5m,卷筒寬度B=1.7m,允許最大靜拉力=170KN,允許最大靜壓力差=115KN,變量重量=235KN,減速器最大輸出扭距=300KNm,兩卷筒中心距S=1840mm.
2.計(jì)算實(shí)際需要卷筒容繩寬度
式中：30——試驗(yàn)鋼絲繩長(zhǎng)度m
3——摩擦圈數(shù)（為了減少鋼絲繩在卷筒上固定處的拉力）
——相鄰兩繩間的間隙一般取=3mm
H——提升高度=350m
D——卷筒直徑=3.5m
d——鋼絲繩直徑d=34mm
代入公式得：
故滿(mǎn)足單層纏繞
3.驗(yàn)算鋼絲繩實(shí)際最大靜張力
滿(mǎn)足要求
4.驗(yàn)算實(shí)際鋼絲繩最大靜拉力差
故所選提升機(jī)滿(mǎn)足要求
二、天輪的選擇計(jì)算
1.天輪繩槽半徑R的計(jì)算
2.天輪直徑Dt計(jì)算
根據(jù)《礦井提升機(jī)械設(shè)備》表3—5，選井上固定天輪，其技術(shù)數(shù)據(jù)為：天輪直徑=3m，變位重量7810N。
第四節(jié) 提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的確定
一、確定井架高度Hj
Hj=Hx+Hr+Hg+0.75Rt
式中：Hx——卸載距離（由井口水平到卸載位置的容器底座間的距離。Hx=0
Hr——容器全高查表3—1Hr=7.25m
Hg——過(guò)卷高度Hg=7m
Rt——天輪半徑Rt=1.5m
則： Hj=Hx+Hr+Hg+0.75Rt=7.25+7+0.751.5=15.37（m）
二、計(jì)算卷筒中心至井筒提升中心線的距離
（m）
取Ls=26m
三、計(jì)算鋼絲繩弦長(zhǎng)
故=29m
故不會(huì)引起繩弦強(qiáng)烈正動(dòng)，滿(mǎn)足要求
四、鋼絲繩最大外偏角
式中：S——兩天輪間距m查《礦井提升運(yùn)輸選型設(shè)計(jì)》附表2
S=1920m
A——兩卷筒內(nèi)之輪間距ma=S-B=1840-1700=140mm
A=0.14m
則：
滿(mǎn)足要求
五、鋼絲繩最大內(nèi)偏角
由《礦井提升機(jī)械設(shè)備》P78頁(yè)圖4—4，根據(jù)已知的D=3.5m.=3m時(shí)，查得不咬繩的允許值約為，故內(nèi)偏角滿(mǎn)足不咬繩現(xiàn)象。
六、鋼絲繩下出繩角
滿(mǎn)足要求
第五節(jié) 預(yù)選電動(dòng)機(jī)
一、確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)ne
故選同步轉(zhuǎn)數(shù)ut=500r/min,額定轉(zhuǎn)數(shù)ne=492r/min
二、實(shí)際最大提升速度
kw
式中：——?jiǎng)恿ο禂?shù)（考慮加減速度及鋼絲繩重力等影響的系數(shù)）
取=1.4
K——礦井阻力系數(shù)取K=1.2
——減速器的傳動(dòng)效率取=0.85
則：
根據(jù)《礦井提升運(yùn)輸選型設(shè)計(jì)》附表39選電動(dòng)機(jī)YR—500—12/1180繞線型異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)為：
額定功率Pe=500kw，額定轉(zhuǎn)數(shù)ne=492r/min,電機(jī)效率過(guò)載能力，飛輪力矩GD2=6620Nm2
三、電動(dòng)機(jī)作用于卷筒圓周上的額定力Fe
第六節(jié) 提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量的計(jì)算
一、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量
kg
二、提升機(jī)變位質(zhì)量(包括減速器)
kg
三、天輪變位質(zhì)量
kg
其中：n——天輪個(gè)數(shù)，對(duì)于纏繞式提升機(jī)n=2
四、鋼絲繩變位質(zhì)量
式中：n1——提升鋼絲繩數(shù)對(duì)纏繞式提升機(jī)n1=2
P——主繩每根每米重p=40.93N/m
Hc——鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度Hc=381.88m
Lx——鋼絲繩弦長(zhǎng)Lx=29m
——錯(cuò)繩圈數(shù)=4
則：
五、容器變位質(zhì)量
kg
六、有益載重變位質(zhì)量
kg
提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量
第七節(jié) 提升運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算
一、確定主加速度
減速器最大輸出扭距允許的最大加速度a1
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，立井升降人員的加速度（減速度）不得大于0.75m/s2,而且考慮到本礦井年產(chǎn)量不大，取a1=0.7m/s2.
二、確定減速度
由于副井罐籠負(fù)擔(dān)下放人員和設(shè)備的任務(wù)，因此為了確保安全可靠，采用電器制動(dòng)減速的方式，a3取0.7m/s2.
則由：
m/s2
確定電器制動(dòng)的制動(dòng)力FZ=16124.66N
三、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算
1.對(duì)于罐籠提升，因無(wú)曲軌，所以不需要初速度
2.主加速階段
主加速階段時(shí)間：
主加速度階段行程：
3.爬行階段
爬行時(shí)間：
其中：h4——爬行距離取h4=2.3m
V4——速度查《礦井提升機(jī)械設(shè)備》表5—3
V4=0.4m/s
4.主減速階段
主減速時(shí)間：
主減速行程：
5.等速階段
等速階段行程：
等速階段運(yùn)行時(shí)間：
一次提升循環(huán)時(shí)間Tx：
則能保證完成礦井產(chǎn)量
四、小時(shí)提升量計(jì)算
即實(shí)際小時(shí)提升量大于估算的小時(shí)提升量，故能完成任務(wù)。
第八節(jié) 提升動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算
提升開(kāi)始：
加速終了：
等速開(kāi)始：
等速終了：
減速開(kāi)始：
減速終了：
爬行開(kāi)始：
爬行終了：
第九節(jié) 電機(jī)容量的校核
一、計(jì)算等效時(shí)間Td
式中：——低速爬行時(shí)間散熱不良系數(shù)取
——停機(jī)時(shí)間散熱不良系數(shù)取
則：
二、計(jì)算
圖1-2-1 提升速度圖和力圖
三、計(jì)算等效力
四、電動(dòng)機(jī)等效功率
五、正常過(guò)負(fù)荷驗(yàn)算
式中：——提升過(guò)程最大拖動(dòng)力=8095977N
則：
六、調(diào)繩長(zhǎng)時(shí)特殊過(guò)負(fù)荷驗(yàn)算
式中：——調(diào)繩長(zhǎng)時(shí)特殊提升能力N
其中：——考慮動(dòng)力的系數(shù)=1.1
則：
由以上驗(yàn)算可以得出結(jié)論，予選電動(dòng)機(jī)可用
88
第十節(jié) 提升電耗和提升效率的計(jì)算
一、計(jì)算
二、一次提升電耗w
式中：1.02——考慮附屬設(shè)備如油泵，磁力站，動(dòng)力制動(dòng)電源等電耗的系數(shù)
三、噸煤電耗
四、一次提升有益電耗
五、提升效率
第二篇 MRB-120/47型乳化液泵的設(shè)計(jì)
第一章 原始數(shù)據(jù)及要求及乳化液泵主要參數(shù)的確定
第一節(jié) 原始數(shù)據(jù)
一、設(shè)計(jì)題目
MRB——120/47型乳化液泵
二、設(shè)計(jì)已知條件及要求
1、產(chǎn)品服務(wù)對(duì)象：BC520——25/47型液壓支架
2、工作面條件：
（1）有瓦斯、煤塵、潮濕
（2）配套設(shè)備型號(hào)：AM500型采煤機(jī)
（3）工作面長(zhǎng)度：150m
3、工作介質(zhì)：型乳化液
4、供液方式：?jiǎn)为?dú)供液
三、幾種國(guó)內(nèi)外乳化液泵的主要技術(shù)參數(shù)
見(jiàn)表2-1-1
第二節(jié) 設(shè)計(jì)要求
1、機(jī)構(gòu)緊湊，外形美觀大方
2、隔離腔長(zhǎng)度要增加到適當(dāng)位置，以便于裝拆
3、卸載閥裝在泵頭上，蓄能器裝在底托架上，以減小高壓管路的損壞
4、減小齒輪箱的局部溫升
5、改進(jìn)曲軸的裝配工藝，選擇合理的曲軸組建結(jié)構(gòu)
表2-1-1 幾種國(guó)內(nèi)外乳化液泵的主要技術(shù)參數(shù)表
型號(hào)
（國(guó)產(chǎn)無(wú)錫）
T—50（英）
HA—60/200（捷克）
EHP—3K（70）（西德）
MEPP43—3000GR（日）
WOMA—1052（西德）
額定壓力P
Kg/cm
200.350
210
200
320
300
320
額定流量Q
1/min
80
71.4
78.4
110（理論）
100
100
電機(jī)功率N
55.75
37
30
75
75
55
傳動(dòng)裝置
一級(jí)圓柱齒輪外傳動(dòng)
蝸桿傳動(dòng)
一級(jí)圓柱齒輪中間雙邊傳動(dòng)
一級(jí)圓柱齒輪外傳動(dòng)
一級(jí)圓柱齒輪外傳動(dòng)
一級(jí)圓柱齒輪（斜齒輪）中間雙邊傳動(dòng)
傳動(dòng)比i
（2.842）
(3.923)
(2.217)
（4.714）
（3.696）
曲軸轉(zhuǎn)速
517
284
362
660
310.8
400
柱塞直徑d
32
44.5
32
40
43
35
柱塞行程s
70
57.1
90
45
90
95
行程直徑比s/d
2.25
1.28
2.81
1.125
2.21
2.71
柱塞平均速度
1.206
0.54
1.086
0.99
0.93
1.266
曲柄偏心距R
35
28.55
45
22.5
45
47.5
連桿系數(shù)
0.197
0.093
0.196
0.125
0.143
0.215
曲軸重合度C
50
50.8
30
67.5
82.5
22.5
第三節(jié) 乳化液泵主要參數(shù)的確定
一、額定壓力和額定流量
由已知型號(hào)MRB——120/47型乳化液泵可知P=47（MPa），Q=120（l/min）
二、驅(qū)動(dòng)功率
N==kw
式中：——總效率
——容積效率取=0.94
——機(jī)械效率取=0.94
代入得：
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中冊(cè)p1125頁(yè)，根據(jù)計(jì)算所得的驅(qū)動(dòng)功率值，選YB系列防暴異步電動(dòng)機(jī)，比較各技術(shù)參數(shù)，選同步轉(zhuǎn)數(shù)為1500轉(zhuǎn)/分的，其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表
表2-1-2 YB防爆異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)
機(jī)
座
號(hào)
額定
啟動(dòng)
電流
額定
電流
啟動(dòng)
轉(zhuǎn)矩
額定
轉(zhuǎn)矩
最大
轉(zhuǎn)矩
額定轉(zhuǎn)矩
重量
公
斤
參考
價(jià)格
（元）
功率
（kw）
效率
（）
功率因數(shù)
cos
電流
380
（V）
660
（V）
93
110
94.5
0.89
112.6
65
7.0
2.1
2.4
900
4000
三、曲軸轉(zhuǎn)速
設(shè)主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為z=19，z=54。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n=1470r/min，則曲軸轉(zhuǎn)速為：
n=r/min
四、柱塞數(shù)目、直徑、行程的確定
1、柱塞數(shù)目
一般取奇數(shù)，因?yàn)榕紨?shù)產(chǎn)生壓力和流量脈沖大，又考慮到要使結(jié)構(gòu)緊湊，曲軸跨度小等因素，確定用3個(gè)柱塞。
2、柱塞直徑和柱塞行程
先設(shè)柱塞行程s=80mm
則柱塞直徑為
取d=35
五、柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的平均速度
V（m/s）
六、柱塞行程直徑比
七、曲柄半徑
R=（mm）
八、連桿系數(shù)
一般取則
L=（mm）
第2章 泵的主要技術(shù)特征及機(jī)構(gòu)方案的確定
第一節(jié) 泵的主要技術(shù)特征
表2-2-1 泵的主要技術(shù)特征見(jiàn)表
額定壓力
P
47
Mpa
額定流量
Q
120
l/min
電機(jī)功率
P
110
Km
容積效率
0.94
總效率
0.88
柱塞直徑
d
35
mm
柱塞行程
S
80
Mm
曲軸轉(zhuǎn)速
n
517
r/min
柱塞行程直徑比
s/d
2.28
柱塞往返平均速度
V
1.37
m/s
曲柄半徑
R
40
mm
連桿長(zhǎng)度
L
200
mm
連桿系數(shù)
0.2
傳動(dòng)裝置
一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)
傳動(dòng)比
i
2.84
曲軸偏心距
R
40
mm
第二節(jié) 乳化液泵機(jī)構(gòu)方案的確定
一、整體結(jié)構(gòu)
乳化液泵作為井下液壓支架的動(dòng)力源,它的傳動(dòng)形式有一下兩種:
1.一級(jí)圓柱齒輪(直齒斜齒或人字齒輪)傳動(dòng)
2.蝸桿傳動(dòng)
比較這兩種傳動(dòng)形式,雖然蝸輪蝸桿傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，但傳動(dòng)比較大,傳動(dòng)效率低,易發(fā)熱,材料貴,成本高.而齒輪傳動(dòng)盡管沒(méi)有蝸輪蝸桿傳動(dòng)平穩(wěn)，但傳動(dòng)效率較高，不易發(fā)熱，加工制造容易，材料比蝸輪蝸桿經(jīng)濟(jì)，拆檢維護(hù)方便。又因?yàn)橹饼X輪比人字齒輪，斜齒輪好制造，容易安裝對(duì)正，所以確定一級(jí)圓柱直齒齒輪外傳動(dòng)。采用這種傳動(dòng)方式，齒輪箱從曲軸箱中分出來(lái)成為獨(dú)立組件，對(duì)于齒輪的修理和更換都較方便，曲軸箱的寬度也可以縮小見(jiàn)圖
圖2-2-1 乳化液泵的傳動(dòng)形式
二、傳動(dòng)箱
箱體是安裝曲軸，減速齒輪箱，齒輪軸，連桿，滑塊及泵頭的基架，又是承受運(yùn)動(dòng)過(guò)程中