裴沟矿42采区矿井主要机电设备选型计算-毕业设计.docx

裴沟矿42采区矿井主要机电设备选型计算摘要：裴沟煤矿42采区为34采区接替采区，共布置有六个炮采工作面，最长工作面走向长度达到1800多米。42采区运输巷设计铺设皮带长度为1650m，为马鞍形（且下部存在转弯），最大坡度为180，计划在此巷道内安装2台钢架落地式DSJ80/2×160带式输送机和1套RJHY45型可摘挂吊椅式架空乘人装置，同时在该巷道内作为42采区辅助运输线设计安装4台JD-55型调度绞车作为辅助备用。关键字：绞车 传动功率 选型1 概述42采区轨道巷设计长度为1610m，为马鞍形（且下部存在转弯），最大坡度为180，计划在此巷道内安装3台JD-55型调度绞车作为42采区主要运料和运矸线路。轨道选用24kg/m的钢轨，轨距为600mm窄轨运输线路。2 42轨道巷绞车选型方案由于42采区为炮采工作面，且工作面均安装有 整体顶梁悬移支架，相对需要的支护材料较少，同时人员的运送均从42运输巷内的RJHY45型可摘挂吊椅式架空乘人装置进行输送，因此轨道巷内只考虑运送物料的需要。而由于现在42轨道巷上平台处，决定42轨道巷采用3台JD-55调度绞车进行物料和矸石运输，能满足正常运送物料需要。2.1 设计依据42采区轨道巷设计长度为1610m，为马鞍形（且下部存在转弯），最大坡度为180，计划在此巷道内安装3台JD-55型调度绞车作为42采区主要运料和运矸线路。轨道选用24kg/m的钢轨，轨距为600mm窄轨运输线路。绞车基础采用水泥基础浇灌，三条轨道下山跑车防护装置配备情况均采用常闭式跑车防护装置，该装置能够与绞车进行可靠连锁，实现防跑车装置的自动化、智能化和常闭化；钢丝绳型号选用为6×19S×22；单钩一次提升两辆矿车（重量5t）。 2.2 绞车主要技术参数最大静拉力：54KN 绳速最大：1.48m/s最小静拉力：34KN 绳速最小：0.95m/s静拉力平均：44KN 绳速平均：1.22m/s钢丝绳直径：21.5mm 容绳量：不小于650m 配置电力液压安全制动器 BYT1-180/12电机型号：YB280M-6-55Kw 3 绞车选型验算3.1 一次提升矿车数量验算3.1.1 根据车钩强度计算矿车数矿车沿倾角为a的轨道向上提升时，串车产生的总阻力由矿车钩头承担。为保证钩头强度，所拉矿车数就受到限制。车钩强度一般为60000N，则一次提升矿车数为：=7.6（辆）3.1.2 按照制动力矩验算按照现在使用经验，确保JD-55型调度绞车制动力矩可靠，采用每次拉运2辆矿车。根据以上验算得知：该巷道一次提升2辆矿车满足要求。3.2 绞车最大静拉力Fjmax验算=15637+408 =16045N=16.045KN<34KN根据以上验算得知：该巷道一次提升2辆矿车绞车的最大静拉力满足绞车要求。3.3 绞车钢丝绳安全系数验算=13.646.5式中： a巷道倾角 L钢丝绳的最大长度，m 1矿车运行阻力，取0.010.0152钢丝绳运行时与地滚之间的阻力系数，若钢丝绳全部支承在在托辊上，其值为0.150.20；若钢丝绳局部支承在托辊上，其值为0.250.40；若钢丝绳全部在底板上运行，其值为0.400.60根据以上验算得知：该绞车采用6×19×22型号的钢丝绳，满足单绳缠绕式提升装置专为升降物料时钢丝绳安全系数的最低值为6.5的要求。3.4 所需电动机功率验算=23.87Kw根据以上验算得知：该绞车采用YB280M-6-55Kw型号的电动机，满足绞车电机功率的需要。4 42轨道巷车房和车场要求按使用JD-55型调度绞车，平台上应设置车场，在巷道内安装绞车，而下部转弯处需要施工绞车房和铺设双码的轨道车场以满足车辆在此周转和安全运输的。 5 42运输巷运输设备选型方案比较及确定42运输巷主要担负42采区原煤外运至32二部强力皮带（以后等32轨下改造为强力皮带巷后，再转运至32轨下强力胶带上），设计42运输巷一部皮带带宽B=800mm，带速v=2.0m/s，输送能力m=500t/h，电机功率2×160kw，胶带型号为ST1250S，人员的输送采用RJHY45型可摘挂吊椅式架空乘人装置，在42运输巷皮带机头、上平台、下部转弯处、机尾配重处等地点设置人员静止上下车装置，实现人员的零速度上下车，架空人车运行速度v=1.12m/s，输送能力m=300人/h，电机功率45kw，作为42采区辅助运输线路，设计安装1台JD-40型调度绞车和3台JD-55型调度绞车作为42采区辅助运输线路。轨道选用24kg/m的钢轨，轨距为600mm窄轨运输线路。6 架空人车验算 6.1设计依据 裴沟煤矿设计42运输巷设计长度为1650米，为马鞍形（且下部存在转弯），最大坡度按130，高度差为最大达167米，6.2 架空乘人装置设备选型方案根据现裴沟煤矿四二采区设计平面图知：42运输巷在下部设计有一个转弯装置，而在转弯处可能会有皮带运输机的搭接设计，故根据原设计采用现在的架空人车需要增加转弯装置就可以。6.3.验算 a2A B C D E各段阻力计算：平衡方程：代入相关数据计算得：F1=35845NF2=15931NF3=2489N牵引力：F= F1- F2 =19914N设定速度为1.2m/s，则驱动功率N=35.8Kw考虑乘座间距的不均匀性，负荷可能超过设计值，故取电机功率为45Kw。7 胶带运输机选型验算裴沟煤矿42采区为34采区接替采区，共布置有六个炮采工作面，最长工作面走向长度达到1800多米。 42采区皮带巷设计长度为1468m，为马鞍形，最大坡度130。7.1 胶带运输机设备选型方案与比较根据现裴沟煤矿四二采区设计平面图知：42 运输巷在下部设计有一个转弯弯道，故此处可以考虑以下两种胶带运输机设计方案：（1）采用现在的一部胶带运输机直接延伸，然后增加转弯装置；（2）采用两部胶带输送机进行联合运输。当采用方案（1）时，优点是：不需要在下部转弯处施工第二部胶带输送机电机硐室，一台胶带输送机就可以满足原煤运输需要，节能效果明显，原煤经一部皮带直接外运至32二部强力胶带，安全迅速；缺点是：安装维护复杂，需要增加胶带运输机转弯装置，以满足原煤运输需要。当采用方案（2）时，优点是：安装操作维护方便，对皮带原煤运输破碎性较小；缺点是：需要在下部转弯处施工第二部皮带电机硐室，需要增加一台胶带运输机以满足原煤运输需要，需要考虑皮带搭接问题；综上分析：本方案采用方案（2）进行设计考虑。42皮带巷皮带机为42采区原煤外运到32二部强力皮带（以后等32轨下改造为强力皮带巷后，再转运至32轨下强力胶带外运），设计42运输巷一部皮带带宽B=800mm，带速v=2.0m/s，输送能力m=500t/h，电机功率2×160kw，放撕裂钢丝绳芯阻燃带，型号为ST1250MT668。7.2 原始参数及特性：运输长度L=1468 其中:下平巷30m 上平巷305m 下运巷490m 最大坡度a=13º 上运巷635m 最大坡度a=11º 以一个炮采面，一个条带面，两个掘进头计算生产能力为Q=100万t/年。输送机运输量应满足Q>100万t/年。7.3 初定设计参数：带宽为B=800mm，传动滚筒直径1000mm,带速V=2m/s，上托辊间距a0=1.2m，下托辊间距au=3m，上托辊槽角=300，上下托辊辊径108mm，放撕裂钢丝绳芯阻燃带，型号为ST1250MT668。7.4 由带宽、带速验算输送能力：Im=S v k 得 Q=3.6Sv kS输送带上原煤最大横截面积，以最大坡度130取S=0.0763m2V带速， V=2m/sK倾角系数，最大坡度130时取K=0.92煤炭的松散密度，=850kg/m3代入公式得：Q=3.6S v k=3.6×0.0763×0.92×2×850=429.6t/h如果按照每年生产300天，每天生产18小时计算，该强带满足运输能力要求。7.5 驱动力及所需传动功率验算： 7.5.1圆周驱动力，分段计算：335m/0° 490m/-130，635m/+110平巷段335 m 坡度00Fu1=CfLgqR0+qRu+（2qB+qG）+ qGHg+Fs2C系数，在全长1468 m 取1.06f模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平选f=0.023L输送长度，L=335mg重力加速度，g=9.81m/s2qR0承载分支托辊每米长旋转部分质量，（8.83Kg/m）上托辊108mm，L=315mm，轴承选用4G205，查表得单个上托辊旋转部分质量qR0=3.53kg计算qR0=8.83kg/mqRu回程分支托辊每米长旋转部分质量，（2.91Kg/m）下托辊108mm，L=950mm，轴承为4G205，查表得单个下托辊转动部分质量qRu=8.74kg计算qRu=2.91g/mqB每米长输送带的质量19.76Kg/m由胶带初选ST1250MT，查表得，输送带重量qB=24.7kg/m2qG每米长输送物料的质量（59.67Kg/m）计算qG 由qG=59.67kg/mFs2特种附加阻力，即滤煤器、卸料器及翻转回程分支输送带的阻力计算特种附加阻力Fs2， 取滤煤器为5套，Fs2=Ap式中：A-滤煤器接触面积 A=0.02×1.2=0.024m2P输送带清扫器和输送带间的压力，取6×104N-输送带清扫器和输送带间的摩擦系数，取0.6F¹s2=Ap =0.024×6×104×0.6 =864 N/m3Fs2=5×F¹s2=5×864=4320 N/m3将以上数值代入得：Fu1=CfLgqR0+qRu+（2qB+qG）+Fs2=1.06×0.023×335×9.81×8.83+2.91+（2×19.76+59.67）+4320=13207.84N计算：下运490m 最大坡度-130 垂高H：100m f=0.016Fu2=CfLgqR0+qRu+（2qB+qG）+ qGHg =1.06×0.016×490×9.81×8.83+2.91+（2×19.76+59.67）+59.67×（-100）×9.81=-49492.7 N计算：上运635m 最大坡度110 垂高H：100m f=0.023Fu3=CfLgqR0+qRu+（2qB+qG）+ qGHg =1.06×0.023×635×9.81×8.83+2.91+（2×19.76+59.67）+59.67×100×9.81=75383.375N计算：下运回程带490m /130 垂高H：100m f=0.023Fu4=CfLg（qB+qG）+ qGHg =1.06×0.023×490×9.81×（2.91+19.76）+19.76×100×9.81 =22041.31N计算Fu总 不考虑Fu2Fu= Fu1 + Fu3+ Fu4 =13207.84+75383.375+22041.31 =110632.525 N7.5.2传动功率计算：PA ：传动滚筒轴所需功率 KWPA= Fu×V=110632.52×2=221265.05 W=221.27KW输送机所需正功率（PM KW） ：效率取0.88PM=251.44 KW选电机功率为160KW×2台，电机型号Y315M2-4 7.6 输送带张力验算：7.6.1按照输送带允许最大下垂度计算最小张力承载分支Fmina0-上托辊间距， a0=1.2mqB每米长输送带的质量19.76KgqG每米长输送物料的质量59.67Kg取=0.01 代入上式得Fmin=11688.12N回程分支Fminau-下托辊间距，au=3m取式中=0.01 代入上式得Fmin=7269.21N 7.6.2输送带工作时不打滑需保持最小张力F2，min Fumax：满载输送机启动或制动时出现的最大圆周驱动力 Fumax=FuKA KA起动系数，取KA=1.5Fu，max=FuKA=110632.525×1.5=165948.79N摩擦系数取0.30，围包角取2250，查表得，e=3.25 则F2min=165948.79×=73755.02N 7.6.3由输送带不打滑时的最小张力F2min=73755.02N，计算输送机各点张力，忽略附加阻力，求F大。H=100m Fr=Fs2=5400N f=0.028F大=F2- qBHg+Fr+ fCg（qR0+ qB）=73755.02-19.76×100×9.81+4320+0.028×1.06×9.81×（8.83+19.76）=58698.764 N 7.7.验算强带的安全系数m ：验算强带的安全系数m 最大栽荷时，一般可取10-12。m=17.18>12输送带最大载荷时满足安全运行需要。7.8 42皮带巷皮带机设计运输能力结论 ：7.8.1由带宽、带速验算输送能力满足生产需要。 7.8.2根据驱动力及所需传动功率验算，选型2×160kw电机满足生产需要。7.8.3由输送带张力验算，最大张力不大于驱动力满足安全生产需要。7.8.4验算强带的安全系数输送带最大载荷时满足安全运行需要。42皮带巷皮带机设计运输能力满足42采区原煤外运需求。8 绞车选型方案 参照42轨道巷绞车选型验算，设计在42运输巷内安装1台JD-40型调度绞车和3台JD-55型调度绞车作为42采区辅助运输绞车，完全满足需要。但仍需在下部转弯处施工车房和车场，车房长度为5m，车场长度30m，宽度和高度随巷道即可。毕业论文研究方法汇总调查法调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的知识。调查法中最常用的是问卷调查法，它是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法，即调查者就调查项目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。观察法观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研究中，观察法具有如下几个方面的作用：扩大人们的感性认识。启发人们的思维。导致新的发现。实验法实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。其主要特点是：第一、主动变革性。观察与调查都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件，人为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。第二、控制性。科学实验要求根据研究的需要，借助各种方法技术，减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰，在简化、纯化的状态下认识研究对象。第三，因果性。实验以发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和必要途径。文献研究法文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。其作用有：能了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。能形成关于研究对象的一般印象，有助于观察和访问。能得到现实资料的比较资料。有助于了解事物的全貌。实证研究法实证研究法是科学实践研究的一种特殊形式。其依据现有的科学理论和实践的需要，提出设计，利用科学仪器和设备，在自然条件下，通过有目的有步骤地操纵，根据观察、记录、测定与此相伴随的现象的变化来确定条件与现象之间的因果关系的活动。主要目的在于说明各种自变量与某一个因变量的关系。定量分析法在科学研究中，通过定量分析法可以使人们对研究对象的认识进一步精确化，以便更加科学地揭示规律，把握本质，理清关系，预测事物的发展趋势。定性分析法定性分析法就是对研究对象进行“质”的方面的分析。具体地说是运用归纳和演绎、分析与综合以及抽象与概括等方法，对获得的各种材料进行思维加工，从而能去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里，达到认识事物本质、揭示内在规律。跨学科研究法运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行综合研究的方法，也称“交叉研究法”。科学发展运动的规律表明，科学在高度分化中又高度综合，形成一个统一的整体。据有关专家统计，现在世界上有2000多种学科，而学科分化的趋势还在加剧，但同时各学科间的联系愈来愈紧密，在语言、方法和某些概念方面，有日益统一化的趋势。个案研究法个案研究法是认定研究对象中的某一特定对象，加以调查分析，弄清其特点及其形成过程的一种研究方法。个案研究有三种基本类型：(1)个人调查，即对组织中的某一个人进行调查研究；(2)团体调查，即对某个组织或团体进行调查研究；(3)问题调查，即对某个现象或问题进行调查研究。功能分析法功能分析法是社会科学用来分析社会现象的一种方法，是社会调查常用的分析方法之一。它通过说明社会现象怎样满足一个社会系统的需要（即具有怎样的功能）来解释社会现象。数量研究法数量研究法也称“统计分析法”和“定量分析法”，指通过对研究对象的规模、速度、范围、程度等数量关系的分析研究，认识和揭示事物间的相互关系、变化规律和发展趋势，借以达到对事物的正确解释和预测的一种研究方法。模拟法（模型方法）模拟法是先依照原型的主要特征，创设一个相似的模型，然后通过模型来间接研究原型的一种形容方法。根据模型和原型之间的相似关系，模拟法可分为物理模拟和数学模拟两种。探索性研究法探索性研究法是高层次的科学研究活动。它是用已知的信息，探索、创造新知识，产生出新颖而独特的成果或产品。信息研究方法信息研究方法是利用信息来研究系统功能的一种科学研究方法。美国数学、通讯工程师、生理学家维纳认为，客观世界有一种普遍的联系，即信息联系。当前，正处在“信息革命”的新时代，有大量的信息资源，可以开发利用。信息方法就是根据信息论、系统论、控制论的原理，通过对信息的收集、传递、加工和整理获得知识，并应用于实践，以实现新的目标。信息方法是一种新的科研方法，它以信息来研究系统功能，揭示事物的更深一层次的规律，帮助人们提高和掌握运用规律的能力。经验总结法经验总结法是通过对实践活动中的具体情况，进行归纳与分析，使之系统化、理论化，上升为经验的一种方法。总结推广先进经验是人类历史上长期运用的较为行之有效的领导方法之一。描述性研究法描述性研究法是一种简单的研究方法，它将已有的现象、规律和理论通过自己的理解和验证，给予叙述并解释出来。它是对各种理论的一般叙述，更多的是解释别人的论证，但在科学研究中是必不可少的。它能定向地提出问题，揭示弊端，描述现象，介绍经验，它有利于普及工作，它的实例很多，有带揭示性的多种情况的调查；有对实际问题的说明；也有对某些现状的看法等。数学方法数学方法就是在撇开研究对象的其他一切特性的情况下，用数学工具对研究对象进行一系列量的处理，从而作出正确的说明和判断，得到以数字形式表述的成果。科学研究的对象是质和量的统一体，它们的质和量是紧密联系,质变和量变是互相制约的。要达到真正的科学认识，不仅要研究质的规定性，还必须重视对它们的量进行考察和分析，以便更准确地认识研究对象的本质特性。数学方法主要有统计处理和模糊数学分析方法。思维方法思维方法是人们正确进行思维和准确表达思想的重要工具，在科学研究中最常用的科学思维方法包括归纳演绎、类比推理、抽象概括、思辩想象、分析综合等，它对于一切科学研究都具有普遍的指导意义。系统科学方法20世纪，系统论、控制论、信息论等横向科学的迅猛发展，为发展综合思维方式提供了有力的手段，使科学研究方法不断地完善。而以系统论方法、控制论方法和信息论方法为代表的系统科学方法，又为人类的科学认识提供了强有力的主观手段。它不仅突破了传统方法的局限性，而且深刻地改变了科学方法论的体系。这些新的方法，既可以作为经验方法，作为获得感性材料的方法来使用，也可以作为理论方法，作为分析感性材料上升到理性认识的方法来使用，而且作为后者的作用比前者更加明显。它们适用于科学认识的各个阶段，因此，我们称其为系统科学方法。14