矿山机械课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,矿山机械,山西煤炭职业技术学院,1,第一篇液压传动技术基础,第一章 流体力学基础,流体：液体、气体,流体力学：研究流体,静止和运动,的力学规,律；,研究流体,和固体间相互作用,的力,学规律。,应用领域：矿井,通风、排水、液压传动,和,气,动,2,第一节 流体的主要物理性质,流体：,可以,流动、与容器形状保持一致，,不能,抗拉抗剪，,能够,承受较大的压力,一、密度与重度,1)密度：,单位体积,的流体所具有的,质量,。(惯性物理量),m质量，kg,V体积，m,3,2)重度：,单位体积,的流体所具有的,重力,。(重力特性物理量),G重力，N,V体积，m,3,二、压缩性和膨胀性,定义：流体,受压,，体积,缩小,，密度,增大,的性质称为流体的压缩性；流体,受热,，体积,增大,，密度,减小,的性质称为流体的膨胀性。,3,第一节 流体的主要物理性质,1、,液体,的压缩性和膨胀性,很小,，当,压力和温度变化不大,时，,可以认为,液体的体积,不发生变化,。,2、,气体,的压缩性和膨胀性，在温度压力变化时体积的变化是,很大,的。,通风系统中,可以,忽略,气体的压缩性和膨胀性,空气压缩机中,气体的压缩性和膨胀性,不能忽略,。,三、黏性及黏度,1、黏性的定义,液体,内摩擦力,，液体流动时液层间,相互牵引力,（黏性力），把流体流动时呈现的,这种性质,称为,黏性,。,内摩擦力的计算,4,第一节 流体的主要物理性质,2、流体黏度的表示方法,黏性的大小用黏度来表示：动力黏度、运动黏度、相对黏度。,（1）动力黏度：又称为动力黏滞因数或绝对黏度,Pas,（2）运动黏度：在相同温度下，液体的动力黏度和密度的比值,m,2,/s,（3）相对黏度恩氏黏度：被试液体放在恩氏黏度计中，加热到t，通过2.8mm小孔的200ml被试液体所用时间t,1,和同体积20的蒸馏水通过小孔所用时间t,2,的比值。,恩氏粘度是一个无量纲数，它与运动粘度的换算关系为：,m,2,/s,5,第二节流体静力学基础,流体静力学：,研究流体,静止状态,和,相对静止状态,下的,平衡规律,及其在工程上的,应用,的科学。,静止状态及相对静止状态(平衡状态或相对平衡状态)：,流体质点与质点间没有相对运动，流体黏性不起作用。,流体静力学研究：,流体,平衡,时，内部的,压力分布规律；与其它物体间的相互作用力。,一、流体静压力及其特征,1、流体静压力,流体静止时,单位面积,上所受的,法向作用力,。Pa,2、流体静压力的特征,第一特征 流体静压力,垂直指向作用面,(内法线方向)。,这一特征可以用反证法来证明。,第二特征：静止流体中,任意一点各方向的静压力均相等,，与作用方向无关。,二、流体静力学基本方程,6,7,流体静力学方程式的另一种形式,如图为一水箱，,水面压力为,p,o,，,水,中任意两点1、2到某,基准面00的,高度为,z,l,、z,2,，,压力为,p,1，,p,2,，将水,中的深度改为高度差后得,式子两端同除以,两式联立整理得,即,8,总结：静止液体中任一点的静压力与其深度成正,比，即水越深压力越高,单位重量液体具有的位能,单位重量液体具有的压能,单位重量液体具有的势能,说明：静止液体中各点的测压总管高度相等，即静止液体中任意一点的单位重量液体所具有的总能量(势能)相等,9,第二节流体静力学基础,三、流体静压力的度量,1、压力的测量基准,1）绝对压力,p,j,:以,绝对真空,为基准测得的压力。,2）相对压力,p,:以,大气压力,为基准测得的压力。,3）真空度,p,z,:绝对压力,小于,大气压时，大气压与绝对压力的,差值,（负压绝对值）,10,11,第二节流体静力学基础,2、压力的度量单位,(1)应力单位,用单位面积上的力表示。单位为P,a,(N/m,2,)或kP,a,。,(2)液柱高度,常用水柱(mH,2,O)和水银高度(mmHg)表示压力的大小。,(3)大气压力,标准大气压(atm)是在北纬45海平面上、温度为15时测定的大气压数值,大气压力与前两种单位的关系是：,1标准大气压(atm)=101337 P,a,=10.33mH,2,O=760mmHg,1工程大气压(at)=98100 Pa=10mH,2,O=735mmHg,1mH,2,O=9.81kP 1mmHg=133.3Pa,12,第二节流体静力学基础,3、液柱式测压计,等压面：静止液体中,压力相等,的各,点,组成 的,面,。,等压面的条件：,静止、同种、连续,。,(1)管式测压计,“U”型管测压计管：管径不小于5mm的玻璃管。,13,管式测压计,测压管：直径不小于5mm，减少毛细管现象,举例 被测压力较小时,或,注意：计算时要先找等压面12,14,U形管测压计,15,举例 被测流体压力较大时，可采用U形管并在管中装入,水银作等压在面1,2，则,管内液体的绝对压力,管内液体的相对压力,被测流体为气体时，忽略空气重度，则有,管内的真空度为,16,U,形,管,压,差,计,17,举例 如果U形管的另一端与另一个对象相接，就能在U形,管上显示出被测对象的压力差，则,18,第二节流体静力学基础,(2)微压计,当测量微小的流体压力时，如仍用前面所讲的压差计，则误差,较大，一般,可采用倾斜,微压计，构,造如图2所,示。,另一种测量微小压差的微压计如图3所示。,19,2)微压计,当测量微小的流体压力时，可采用倾斜微压计，以减少误差。如图为其构造。,S,1,：圆形玻璃容器断面积,S,2,：细管断面积。,指示液体为酒精,被测对象为气体 则有,绝对压力,相对压力,由 得,由于 故可忽略，则有,20,第二节流体静力学基础,图3 图4,金属测压计与真空测压计图4所示,21,4、流体静压力的传递,连通器内流体是静止的，压力处处相等，则有：,力的放大作用,22,第三节流体动力学基础,流体动力学：研究流体运动规律及其在工程上的应用。,引入概念：,1、理想流体：,不考虑,粘性、压缩性的流体。,2、实际流体：,考虑,粘性、压缩性的流体。,23,第三节流体动力学基础,一、基本概念,1、稳定流动与非稳定流动,(1),稳定流动,：流体任一点的,流速,、,压力,等流动要素,不随时间,发生,变化,的流动。,(2),非稳定流动,：流体任一点的,流速,、,压力,等流动要素,随时间,发生,变化,的流动。,2过流断面、流量和平均流速,过流断面,：,垂直,于液体,流动方向,的,断面,，A，m,2,流量,：,单位时间,内,流过,过流,断面,的液体,体积,，Q，m,3/,s,平均流速,：,流量,和过流,断面,的,比值,，m/s,24,稳定流、非稳定流示意图,稳定流 非稳定流,25,26,第三节 流体动力学基础,二、连续性方程,如图所示在单位时间内流过两个端面的液体体积相等，即：,或,例1-1：已知变径管，,求v,2,等于多少,27,第三节 流体动力学基础,三、流体的能量方程（伯努利方程）,1.理想流体的伯努利方程,2实际流体的伯努利方程,28,第三节 流体动力学基础,3、气流的伯努利方程式,4、有能量输入输出的伯努利方程式,例题,29,5、能量方程的意义,单位重力流体所具有的位置势能，简称单位位能。,单位重力流体所具有的压力势能，简称单位压能。,单位重力流体的位置势能与压力势能之和，简称单,位势能。,单位重力流体所具有的动能，简称单位动能。,单位重力流体从一断面流至另一断面，因克服各种阻力,所引起的能量损失，简称单位能量损失。,单位重力流体所具有的总能量。,说明流体从能量大的断面流向能量小的断面。,30,6、能量方程的应用条件及注意事项,应用条件,流体必须是稳定流,流体不可压缩，,符合连续性方程，,两断面间没有能量输入输出,两断面必须为缓变流,注意事项,基准面选在下游断面,压力可以是绝对、相对，两边应一致,有能量输入或输入时应,能量损失 应加在末端断面,31,32,33,34,35,第四节 流动阻力与能量损失,一、能量损失有两种形式：沿程损失,局部损失,沿程损失：流体在等直径管内流动时因为黏性摩擦而产生的能量损失。,称为沿程阻力系数，它与流动状态、管壁情况和管径等因素有关。,局部损失：流体流动过程中，流动方向或过流断面的改变，发生漩涡、撞击，在漩涡区的内摩擦力做功和质点交换，在局部造成损失，称为局部损失。,其计算公式为,总能量损失：,36,第四节 流动阻力与能量损失,二、流体流动的两种状态 层流,紊流,雷诺数：流体的流动状态和流体的速度、管道直径以及运动黏度等因素有关，即：,流体从一种状态变化到另一种状态的雷诺数叫临界雷诺数，；当 时，为紊流，当 为层流。,37,38,39,40,第二篇 采掘工作面机械第八章 采煤机械,第一节 概述,一、机械化采煤的主要设备,1、采煤机械,单滚筒采煤机,滚筒式采煤机,(1)采煤机械的分类 双滚筒采煤机,刨煤机,(2)采煤机械的组成及工作原理,41,42,43,44,45,46,47,2、机械化采煤工作面,普通机械化采煤工作面,:采煤机、可弯曲刮板输送机、金属磨擦支柱、铰接顶梁。,高档机械化采煤工作面,:采煤机、可弯曲刮板输送机、单体液压支柱、铰接顶梁。,综合机械化采煤工作面,:采煤机、可弯曲刮板输送机、自移式液压支架。,刨煤机综合机械化采煤工作面,:刨煤机、可弯曲刮板输送机、自移式液压支架。,普通机械化、高档机械化工作面：落、装、运机械化，,支,仍为人工作业。,综合机械化工作面：落、装、运、支,全部,实现机械化,48,49,50,二、滚筒式采煤机的总体结构,1、工作机构,工作机构,螺旋滚筒,组成：截齿、齿座、螺旋叶片、轮毂、端盘,51,52,名词解释：,截深：滚筒的宽度。,截齿排列：截齿在螺旋叶片和端盘上的排布方式。,截线：截齿的截割线路。,截距：相邻两条截线之间的距离(等截距、变截距)。,截齿的安装角：截齿平面与滚筒轴线垂直面间的夹角(正、负、零)。,53,54,滚筒的旋向和转向：,旋向和转向必须一致,。,单滚筒采煤机：滚筒向,内,回转。,左,工作面配,右,螺旋滚筒，,右,工作面配,左,螺旋滚筒。,双滚筒采煤机：两滚筒相,背,向,外,旋转。,左,侧配,左,螺旋滚筒，,右,侧配,右,螺旋滚筒。,截齿的类型：扁形(径向)截齿，鎬形(切向)截齿。,55,56,截齿的安装方式：,57,58,2、牵引机构,链牵引机构,牵引机构类型：,无链牵引机构,(1)链牵引机构,59,60,为了解决牵引链因受力过大而损坏，在牵引链两端设紧链装置，以补偿紧边链转移到松边后的弹性伸长，减小松边链张力，进而减少紧边链张力。,如图所示为液压紧链装置的工作原理,61,（2）无链牵引机构,62,63,64,65,3、传动机构,（1）截割部传动机构（都采用机械传动方式）,主要特点：,电动机转速为1460r/min1475r/min，滚筒转速为20r/min50r/min，故采用,35级,齿轮,传动,。,在,高速级,设置一对,圆锥齿轮,以,改变,传动,方向,，并,减小模数,。,在,高速级,设置,离合器,，以调动或检修采煤机时将,滚筒与电动机脱离传动,。,摇臂内装若干,惰轮,，以,扩大调高范围,。,设置,变速齿轮,或,换速齿轮,，以,改变,滚筒,转速,。,末级采用,行星轮传动,，以,减少,传动,级数,大功率机,加装破碎滚筒,，以,破碎大块煤,66,67,（2）链牵部传动装置,机械牵引只能实现分级调速，操作、控制、保护功能依赖于液压系统使结构复杂，现在很少使用。,液压牵引易于实现无极调速、操纵控制、过载保护，可根据负载变化自动调速，现在仍在使用。,电牵引直接由电动机自身调速传动。,直流电动机调速,交流电动机调速,直流电动机调速：计算机控制电枢电压,交流电晶闸管整流器直流电机调速,激磁电流,交流电动机调速：交交变频器,通过变频实现调速,交直交变频器,交交变频器：电网交流电电压和频率可调交流电电动机调速,交直交变频器：电网交流电整流幅值可变的直流电压逆变器频率可变的交流电电动机调速,68,69,第二节 单滚筒采煤机,DY150型单滚筒采煤机,70,71,72,液压系统,1、主回路,2、补油热交换回路,3、调速回零系统,4、保护回路,（1）压力过载保护,（2）背压失压保护,（3）“反链敲缸”保护,（4）功率超载保护,（5）初次起动保护,（6）水压保护,73,