机电一体化设计.doc

第一章 支护设备与采型设计
已知：矿井年产量80万吨； 煤层厚度：3..3M ； 截割阻抗：365牛顿/毫米； 顶板条件Ⅱ级 2类 ； 工作面长度：125M ； 煤层倾角；8°。
第一节 机械化采煤工作面类型的确定与论证
根据已知条件，煤层厚度3.3M，符合目前我国综采工作面采高大于2米的规定；年产量80万吨；顶板条件是老顶Ⅱ级周期来压明显、直接顶2类中等稳定顶板。故采用综合机械化采煤工作面。主要设备为：双滚筒采煤机、刮板输送机、液压支架。
第二节 液压支架的选型
一、影响液压支架选型的因素：
1、煤层厚度
厚度超过2.5m、顶板有水平推力，厚度在2.5m-2.8m以上时支架应带护帮。
2、煤层倾角
当倾角大于10°-15°时，带有防滑装置的支架；当倾角大于18°时，应选用同时带有防滑、防倒和调架装置的支架。由已知条件此工作面无需以上装置。
3、底板稳定性
应使支架底座对底板的比压小于底板的许用比压。
4、顶板稳定性
顶板稳定性直接影响支架的 架型支护强度 。此工作面顶板条件是Ⅱ级 2类可选支撑掩护式。
5、地质构造
对于断层十分发育、煤层厚度变化过大、顶板的允许暴露面积小于5-8㎡、允许暴露时间20min以下的工作面，暂不宜使用液压支架。此工作面不符合上述条件应选用适合液压支架。
6、煤层瓦斯含量
对瓦斯涌出量大的工作面，若顶板条件允许，应优先选用断面大的支撑式或支撑掩护式支架。
7、在顶板条件允许的调件下，应优先选用价格便宜的支架。
二、煤层顶板及顶板分类：
根据已知条件及《设计指导》表2—2及表2—3得：直接顶为中等稳定顶板，强度指数D＞70，直接顶初次跨落步距L1＞18M；老顶Ⅱ级周期来压明显。
三、 液压支架的选型
1、 架型选择
根据已知条件、综合以上影响液压支架选型的因素结合表2—4及支架的受力分析选用支撑掩护式液压支架。其特点是：顶梁长、立柱较多、且垂直或倾角较小倾斜支撑、工作阻力大、切顶能力强、具有掩护梁架间密闭,挡矸掩护性能好。适用于稳定以下各类顶板。
2、 液压支架结构参数的确定
最大结构高度 Hhmax+a 米
最小结构高度 H2-米
式中：—煤层最大和最小厚度；米
a— 考虑伪顶，煤皮冒落后，支架仍有可靠初撑力所需要的支撑高度的补偿量；中厚煤层取0.2米.，厚煤层取0.3米.。薄煤层适当减小，本次设计取0.3米
S2—顶板最大下沉量，一般取0.1-0.2米，本次设计取0.15米。

—支架卸载前移时，立柱伸缩量，煤层厚度大于1.2米时取0.08-0.1米；煤层厚度小于1.2米时，取0.03-0.05米，本次设计取0.1米。
C—支架顶梁上存留的浮煤和碎矸厚度，一般取0.05-0.1米。本次设计取0.05米。
所以H=3.3+0.3=3.6米
H=2.05-0.15-0.1-0.05=1.75米
3、 支架支护强度的确定：
(1)按经验公式估算： =K*H*R
式中：K—作用于支架顶板岩石厚度系数，一般取5；
H—最大采高 ，米；
R—岩石容重，取2.5吨/米3。
所以=3.3*2.5*5=41.25吨/米3。
（2）直接查表选取：
根据顶板条件和煤层厚度，直接由表2—4中查取，查表得为1.3*35=45.5吨/米3。
选取最大值=45.5吨/米3。
4、 选择液压支架型号：
根据上面计算的支架最大和最小结构高度和支架强度的数值，查液压支架产品目录附表6，选择的支架为型号：ZY35 其技术特征如下：架型：四柱支掩式 初撑力：3141.6千牛
工作阻力：4000千牛 支架高度：1.7~3.5米
支架中心距：1.5米 支护面积：5.45平方米
外型尺寸：1.598*3.5 泵站压力：20兆帕
对地比压1.73兆帕 质 量：10.5吨
适应坡度<30°
推移千斤顶：推力：145.7KN 侧(护) 推千斤顶：推力：75 KN
拉力：231KN 拉力：51.5 KN
行程：700 行程：170
第三节 滚筒式采煤机的选择
一、 采煤机性能参数的计算与决定
1、 滚筒直径的选择：滚筒直径大些对装煤有力 ，但不宜过大，并应满足采高的要求。双滚筒采煤机滚筒直径应大于采高的一半 一般按下式计算。
取系数=0.55 则D=0.55*3.6=1.98米。
2、 截深的选择： 滚筒截深是采煤机截入煤壁的深度，是影响采煤机装机功率及生产率的主要因素。为管理顶板方便，截深应等于液压支架的推移步距 。 对于中厚煤层可取0.6—0.8米，国内采煤机一般0.6米。
3、 滚筒转速及截割速度

式中：—截齿最大切屑厚度 V—牵引速度 —滚筒上的截齿数，一般取=2
—滚筒转速，一般取=40转/分

=3.14*1.98*40/60
=4.14米/秒
4、 采煤机最小设计生产率

式中：W—采煤工作面的日平均产量，吨/日
W=800000/300≈2666.7吨/日
0.2—小时开动率
则：
=26666.7/24*0.2≈555.56吨/时
5、 采煤机截割时的牵引速度及生产率
（1） 根据采煤机最小设计生产率决定牵引速度V1
V1=
式中：—采煤机最小设计生产率，555.56吨/时
H—采煤机平均采高2.5米
B—采煤机的截深0.6米
—煤的容重，取1.35吨/米3
则： V1=
=555.56/60*2.5*0.6*1.35=4.57米/秒
(2)按截齿最大切屑厚度决定的牵引速度V2
V2=
式中：—截齿在齿座上伸出长度的70%，大约44~55毫米，取=50毫米
=2 =40转/分
则： V2=2*40*50/1000=4米/秒
（3）按液压支架推移速度决定牵引V3
截割时的牵引速度V,其最大值应等于或大于V1并于V3相协调,取V= V1=4.57米/秒
则采煤机的生产率Q为
Q=60BHV
=60*0.6*2.5*4.57*1.35=555.26吨/时
6、 采煤机所需电功率
采用比能耗值，根据《设计指导》表2—5查得 ， 根据已知条件A=365牛/毫米 。
由
式中：—被截割煤层的截割阻抗，按表2—6确定
则：
=360*0.42/365=0.41
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,前滚筒已截出第二个自由面,若以表示前滚筒截割比能耗,后滚筒的截割比能耗为： *K3
式中：K3—后滚筒工作条件系数，可由表2—8选取：得K3=0.8
则： *K3=0.41*0.8=0.328
滚筒直径按最大采高60%选取,双滚筒采煤机所需电机功率为
1
式中：K 1—功率利用系数取1
K2——功率水平系数取0.95
所以：1
=555.26*（0.6*0.41+0.4*0.328）/1*0.95
=220.47(KW)
7、 牵引力
采煤机的牵引力主要取决于煤质、采高、煤层倾角、机器质量、导向装置结构及摩擦力等，按表2—9选取。采煤机电机功率按300kw计算，则采煤机牵引力N=250—300千牛
二、 初选采煤机及其配套设备
根据采高、截深、生产率、电机功率、牵引力及牵引速度等初选采煤机（课本P126国产采煤机的技术特征）
采煤机的主要参数列于下表：
采煤机型号
MXA—300/3.5
生产能力
708吨/时
采高
2—3.5米
倾角
0—40度
硬度
=2—4
滚筒直径
1.8米
截深
0.625米
筒速
3.5 3.12米/秒
主油泵
ZB2—125
油马达
ZM2—125
电动机
DMB—300S
灭尘方式
内外喷雾
质量
400.3吨
生产厂
西安煤机厂
三、 初选采煤机主要技术参数的校核
1、 最大采高的校核

式中：A—采煤机高度（机身上平面至底板之距离），米。
查表2—10 A=1.605米
H—采煤机截割部减速箱高度，一般等于电机高度。
查表2—10 H=0.6米
L—摇臂长度（摇臂摆动中心距离）。
查表2—10 L=1.6米
D—滚筒直径。1.8米
—摇臂向上摆动最大角度
则：
=1.605-0.6/2+1.6*+1.8/2=3.6245米＞3.3米
根据以上计算不符合最大采高要求,所以必须得改变摆角最大为
2、 卧底量的校核
最大卧底量
=1.605-0.6/2-0.3007-1.8/2
=0.104米
按所选采煤机配套图卧底量为0.194米,则最大向下摆角应调整为
3、 采煤机最大截割速度的校核
运输机、采煤机、液压支架在结构性能之间有相应的配套要求。运输机的生产能力一般应略大于采煤机的生产率，以便把煤及时运走，不出现堆积现象，根据此原则，可把运输机的运输能力看成是采煤机的最大生产率，此时采煤机截割时的最大牵引速度为
=
式中：—运输机的运输能力，吨/时
—平均采高，2.5米
—采煤机截深,0.6米
—煤的容重,1.35吨/米3
==555.26/60*2.5*0.6*1.35=4.57米/秒
4、 牵引阻力的估算
采煤机移动时必须克服的牵引阻力T为
吨力
式中：—摩擦系数取决于采煤机导向机构表面状况和湿度及采煤机运动速度等，取0.18
—经验系数,取0.6—0.8
—估算系数，取0—0.2
—侧面导向反力对牵引阻力影响系数,取0.15
则： 吨力
=0.1*10.5+1.8*0.18(0.829-0.1+2*0.15)+10.5*0.5592
=5.87(吨力)
第四节 综合采煤机械化成套设备综合技术特征表：
项
目
设
备
名
称
类
别
ZC8-ZY35型成套设备为：

规格型号
设备容量
KW
单
位
数
量
单重
(公斤)
工
作
面
支架
ZY35

架
74
10500
采煤机
MXA-300/3.5
300
台
1
40300
刮板输送机
SGZ-764/264w
2*160
台
1
166000
单体支柱
DZ

根
20
140

顺槽转载机
SZZ-764/132
132
台
1
41000
带式输送机
DSP1080/1000
160
台
1
93500
破碎机
LSP-1000

台
1
12000
乳化液泵
XRB2B-80/200
55
台
1
947
乳化液泵箱
XRXTA

台
1
500
端
头
端头液压支架
D1ZY35
z
2
25000
单体液压支柱
DZ
根
40

电
气
设
备
移动变电站
KSGZY-630/0.692
台
1
2750
移动变电站
KSGZY-630/1.2
台
1
3840
410
移动变电站
KSGZY-630/1.2
台
1
高压电缆连接器
AGKB30-200/6000
台
8
50
馈电开关
DWKB30-400/1140
台
2
185
馈电开关
DWKB30-400/660
台
1
185
磁力起动器
QCKB30-30/1140
台
1
110
磁力起动器
QCKB30-60/1140
台
0
125

磁力起动器
QCKB30-200/1140
台
3

电

气

设

备
煤电钻变压器综合装置
BZ80-2.5
KSGZ-4/0.66
台
台
1
1
9
108
矿用照明灯具
矿用照明灯具

KBY-62.2×6W
KBY-15.15W

套

50
50
8
4.9
电

气

设

备
通讯信号
控制系统
ZK-1(CK-1,CK-2)
套
50
8
矿用接线盒
EDKB30-100/3
个
6
20
8

EDKB30-25/6
个
10
电缆
UGSP-6000
3×35+1×10

米
180

UCPQ-1140
3×35+1×10+3×6

米
220

UPQ-1140
3×35+1×10
米
10

UPQ-1140
3×50+1×16(毫米2)
UPQ-1140
3×35+1×16（毫米2）
UPQ×1140
米

米

米
1200

310

40

3×25+1×16（毫米2）
UPQ-1140
3×10+1×10（毫米2）
YC-50
3×4+1×4（毫米2）
YC-50
3×10+1×6（毫米2）

米

米

米

50

250

1000

第二章 矿山运输机械选型设计
第一节 回采工作面运输机械的选型设计
在回采工作面，使用刮板输送机。在综采工作面，选择刮板输送机时，应注意其与采煤机和液压支架的配套要求。其要求是：
1、 刮板输送机的输送能力必须与采煤机的运输能力相匹配即应使刮板输送机的运输能力等于或大于采煤机的运输能力。
2、刮板输送机的结构形式与附件必须能密切与采煤机结构相配套。
刮板输送机与液压支架的配套要求是：
1、 刮板输送机的型号及溜槽结构要与液压支架的架型相匹配。
2、 刮板输送机的溜槽长度要与液压支架的宽度相匹配。
3、 刮板输送机溜槽与液压支架的推移千斤顶连接装置的间距和配套结构相匹配。
一、已知： 1、回采工作面生产能力
2、刮板输送机的铺设长度L=125米
3、刮板输送机的铺设倾角β =8°
4、物料的散碎密度
二、回采工作面的生产能力

式中： —采掘高度为3.3米
—滚筒截深为0.6米
—原煤密度为1.35吨/米3
—采煤机牵引速度4.57米/秒
所以：
=60*3.3*0.6*4.57*1.35=732.9吨/小时
刮板输送机的初选型号是:SGZ764/264
输送能力：900吨/时；
链速：0.95米/秒 ； 电动机功率：2*132；
链条形式：中双链 ；
刮板链质量：57公斤 。
中部槽（长*宽*高）：1500*764*222
一、 刮板输送机验算
1、 验算运输能力
刮板输送机的运输能力为：

式中——运行物料的断面积，
—物料的1350
—装满系数，按表1—1选择，由于是向上运输所以取0.8
—刮板链速度,取=0.95
运行物料的面积按图1—1计算，即阴影部分

溜槽尺寸由表1—2查得：B=764 H=222 A=80 C=190 D=710

=0. 0848

=1/2*(0.764+0.19-0.08)*(0.71-0.222)-1/2*(0.08+0.19)2*
=0.1922

=0.0848+0.1922=0.2770
则有刮板输送机的运输能力

=3.6*0.277*1350*0.8*(0.95-4.57/60) =941.27吨/小时〉732.9吨/小时
故所选刮板输送机运输能力符合要求
2、 运行阻力计算
(1) 重段直线段的总阻力

式中：—中部槽单位长度货载质量
=732.9/（3.6*4.57）=44.54
—刮板链单位长度质量，由SGZ764/264型刮板输送机技术参数查得 ： =57 ；
l 输送机的铺设长度 m =125
β 输送机的铺设的倾角 β=8°
Sin8°=0.139
cos8°=0.99
、——载货、双链刮板链在溜槽中的运行阻力系数
<<矿山机械>>表2-5-5查得=0.7 =0.4
故：
=(44.54*0.7+57*0.4）*125*10.cos8°-(44.54+57)*125*10* Sin8°=-8263.9n
(2) 空段直线段的总阻力：

=57*125*10*(0.4*.cos8°+ Sin8°）
=57*125*10*1.0456= 74499N
(3)总运行阻力：
=1.2(-8263.9+74499)=79482.1N
3、刮板链张力的计算：
（1）判断最小张力点的位置，对双机头驱动，最小张力点的位置用下面方法判断：若＜0，则3点为最小张力点,如图

（2） 用逐点推算法求各点张力
从最小张力点开始计算，以上图为例，已判定刮板输送机的最小张力点在1点。取最小张力为 ： S3=5000
=124499

=1.06*124499=131968.94
=131968.94+8263.8915= 140232.8N
4、 牵引力及电机功率的计算
机采工作面刮板输送机的等效功率：
*k
=1.2*79482.1*0.95/1000*0.85
=106kW
式中：K—电动机的备用系数 取K=1.2
V—刮板链运行速度 取V=0.95
—传动装置的总效率 取0.85
—刮板输送机牵引力
n=1.1*2*0*l cos8°v/1000
=1.1*2*57*0.7*125*0.99*0.95*/1000*0.85
=12.1（KW）
0-刮板链单位长度质量 57
——载货、双链刮板链在溜槽中的运行阻力系数 0.7
cos8°=0.99
则：==40KW
实际配用电机功率为：N=1.15*40=46KW
5、刮板链的预紧力和紧链力计算
（1）预紧力(出张力)
T0=1/4（S1+S2+S3+S4）=1/4=397355.2N
式中：S2、S3—分别为刮板链在主动链轮相遇点和分离点的张力
S4、S1—分别为刮板链在从动链轮相遇点和分离点的张力N
（3） 紧链力

=397355.2+125*57*10*0.4*0.99=425570.2N
5、 刮板链的强度
双链刮板输送机刮板链的安全系数为：
=2*0.9*850000/1.2*70510.5
=18.08﹥3.5
式中:
经以上计算得知，所选刮板输送机在给定条件下能适用。
第二节 采区顺槽运输机械的选择设计
对综采工作面的顺槽运输，一般采用转载机、可伸缩带式输送机和绳架吊挂式带式输送机。
一、转载机的选择：
选择转载机时，要注意与工作面刮板输送机配套要求，即：
（1）转载机的运输能力要稍大于工作面刮板输送机的运输能力。
（2）顺槽转载机的机尾与工作面输送机的连接处要配套。
（3）顺槽转载机的零部件与工作面刮板输送机的零部件应尽可能通用。
由以上要求可选：SZZ—764/132式转载机 其技术数据如下：
刮板链型式： 单链 铺设长度；35 米
搭接长度： 14米 水平长度： 12. 7米
链速： 1.3米/秒 输送能力：1100吨/小时
电动机型号：KBY550—132 电机功率；132KW
电机转速： 1470转/分 减速器速比；23.47
液力偶合器型号：YL500X 圆环链规格：26*92毫米
圆环链破断拉力：850千牛 刮板间距： 920毫米
溜槽尺寸：764*222*1500 质量： 33吨
二、顺槽胶带机的选型计算
已知：原煤最大块度为=300毫米 、顺槽长度L=800—1400米，取L=1000米、输送带的铺设倾角、顺槽运输生产率Q=692吨/小时、物料的散碎系数、物料堆积角
根据以上参数选取可伸缩带式输送机为：DSP1080/1000，其技术规格如下：
输送能力：800吨/小时 输送机长度：1000米
倾角： 00 储带长度：100米
主电机：YSB—160 电压：660/1140V
转速：1475转/分 输送带：耐燃整芯塑料带为1000*8
径向扯断强度=1000千牛/米， 输送带运行速度：2.5米/秒
减速比：19.867 滚筒直径：630毫米
滚筒数：2 总围包角：4550
托辊直径：108毫米 张紧方式：电绞车
张紧装置牵引力：8.82千牛 与转载机搭接轨距：1362毫米
有效搭接长度：12米 配套转载机：SZZ764/132
1、验算带式输送机的运输能力和带宽
（1）由验算运输能力
式中：B—输送带宽度1000毫米（已知）
K—物料断面系数，由《设计指导》表2—7查得为458
V—输送带运行速度2.5米/秒(已知)
C—倾角系数，由《设计指导》表2—8查得C=1
则：=458*12*2.5*1*1=1145＞
(2)带宽 B≥
所选胶带宽度B=1000=1(米),故带度满足要求
2、计算输送带运输阻力的计算
（1）重段直线段的运行阻力：

式中:—重段运行阻力N
—单位长度输送带上货物量 =Qc/3.6v=692/3.6*2.5=76
—输送带单位长度重量 =15
—单位长度上分布的托辊旋转部件
=17/1.5=11.3
—输送带沿重段运行的阻力系数 =0.03
—输送机铺设长度 取 l=100米
—输送机铺设倾角
则：
=（76+11.3+15）*100*0.03*10*=30690N
（2）空段运行阻力的计算：

式中：—空段单位长度上分布的托辊旋转部件的质量=
式中 、由《设计指导》表2—9查得
—空段阻力系数，由课本P332表2—6—12选取=0.025
则:
=(15+5)*1000*10*0.025*=5000N
（3）输送带各种附加阻力：
=3369N
3、输送带张力的计算
（1）绘制计算示意图，按运行方向从主动滚筒分离点开始编号。如图

（2）用逐点计算法列出各点张力间的关系：

(3)按摩擦传动条件列出相遇点和分离点的张力关系

式中：—摩擦力备用系数，取=1.2
—输送带与滚筒间的摩擦系数，取=0.2
—围包角，由已知条件=
(4)解方程

得： =12654（N）
=12654+5000=17654（N）
=18536（N）
=18536+30690=49226（N）
(5)验算重空段张力是否满足要求
重段最小张力 ：=6096（N）
重段最小张力点在3点，由=18536（N）≥6096得，最小张力满足要求。
空段最小张力：
空段最小张力点在1点，由=12654（N）≥846N得 ，最小张力满足要求。
4、验算输送带强度
（1）对煤矿用阻燃带有：
式中：—阻燃带的纵向拉断强度，1000已知
B—阻燃带宽度，B=1000
—输送带运行时所受最大静张力，
==49226
则：=1000*1000/9226=20.3＞18
因,可选机械连接。
5、牵引力及功率计算
带式输送机等速运行时，驱动滚筒上所需的牵引力为：

=49226-12654+0.04*（49226+12654）=39047.2(N)
电机功率为：
式中：K—功率备用系数，取K=1.2
V—输送带运行速度，V=3.15已知
—传动系统效率，=0.85
则：
=1.2*39047.2*2.5/1000*0.85=137.8KW
取电机功率160KW
6、拉紧力的计算
拉紧装置的拉紧力为：
=17654+18536=36190（N）
7、制动力矩的计算
（1）计算制动时货载下滑功率：

（2）输送带阻力所消耗功率：

=39047.2*2.5/1000=97.7KW
（3）实际所需制动功率：
（4）计算所需制动力矩：
式中：K—制动安全系数，取K=1.3
—驱动滚筒的角速度，=2*V/D=2*2.5/0.63=7.94

=1.3*1000*97.7/7.94=15996
（5）电动机轴上的制动力矩

式中：—传动效率，取=0.9
—减速器传动比，=19.867
则：
=15996*0.9/19.867=724
（6）带式输送机选型设计计算程序框图

第三节 采区下山运输及辅助运输
1、采区下山胶带机选型计算：
已知：β=8° L=800m 运输能力Q=692T/h
根据上述条件查《指导书》选SD-600X绳架吊挂式胶带输送机。其技术规范为：运输能力：800 T/h ,带宽：1000 配用功率300*2 带速：2.5m/s ,电压 660v .用于有煤尘和瓦斯爆炸危险的煤矿井下采区集中运输巷道作向上（下）运输　　
1)、验算带式输送机的运输能力和带宽
Q=KB V ｒC
K－物料断面系数 按表 2—7选 K=458
B—胶带宽度 1000mm
V—输送带运行速度 2.5m/s
R—物料散碎密度 1.350F/m
C—倾角系数 0.9
Q＝458×1×2.5×1.350×0.9≈1391＞Qc
2)、带宽：
选用B＝1000mm qd＝15kg/m
2、计算输送带的运行阻力
1)、重段直线的运行阻力

式中：q－单位长度输送带上物料量

—胶带每米重量，取

则：
=-201614

＝(15+5)×800×10×0.025cos18°+15×800×10×sin18°
＝40886N
3、输送带张力 因W0＜0则按悬垂度条件确定各点张力.
′
=5(76+15)×1.5×10×cos18°=4690N

＝5×15×3×10×cos18°＝2139N
皮带运行如图

取=4690N
=45576N

取按摩擦条件校核摩擦力备用系数

206304＝45576(1+)
＝1.8﹥1.2安全
4、输送带强度
＝3.3 安全
5、功率
滚筒牵引力

反馈功率

空载功率

=20.72KW
计入功率备用系数1.2
则电动机的功率为358*1.2=429kw
6、拉紧力
7、制动力矩：计算制动力矩是供选择制动器提供依据。制动力矩包括静力矩和动力矩。即

式中：—输送机各运动部件变位到驱动滚筒周边上的总变位质量
α—制动减速度
D—驱动滚筒直径
设选用的带式输送机有三个类型的8个滚筒，各类型滚筒变位到圆周上的变为质量分别为：ｍ1=270ｋｇ，ｍ2=190ｋｇ，ｍ3=180ｋｇ，减速器折算到高速轴上的［GD
］=49.4N.ｍ

制动联轴器的［GD
］=563Nｍ，电动机转子的［GD
］=100N.ｍ，减速器的减速比ｉ=31，驱动轮轴直径D=630ｍｍ
则

换算到减速器高速轴上的力矩

二、辅助运输的选择
使用综采的采区，在运输顺槽带式输送机旁辅助轨道，用2.5吨防爆型蓄电池电机车运输材料和设备。
回风巷道一般铺设轨道，用人力推送矿车、材料车和平板车。
用1台 JDM-10 牵引力10000公斤 绳径φ28ｍｍ
绳速22米/分 功率22ｋｗ
采区上下山输助运输可用有极绳运输选用：
JDM-10型绞车 、 牵引力10000Kｇ、 绳径φ28ｍｍ、
绳速22米/分 、 电机功率22KW
第四节 大巷电机车运输选型计算
一、原始材料
1、已知：采区年产量80万吨≤120万吨，则按东西两翼进行选型计算，东西两翼采区距井底车场的距离L=1200～2000ｍ 取L=1500ｍ
2、加权平均运输距离 LＱ=1500ｍ
3、线路平均坡度 ｉｐ=3‰
二、选择电机车的粘着质量
按《指导书》表4—1选该机车的粘着质量是ＺK-6/250 粘着质量为10T 配套矿车3T
三、列车组成计算
1、按粘着条件计算

式中：ｐ—机车质量10T
G—矿车质量1.315T
G0—矿车载量3T
—列车中的矿车数
φ—粘着系数取φ=0.24
Wｚｈ—重列车起的阻力系数 查表4 —2得 Ｗｚｈ=0.007
ｉｐ=轨道的平均坡度 取0.003
ａ—列车起动的加速度 取0.05ｍ/ｓ
则：
= =33.5
取ｎ=34
2、按牵引力电动机温升计算

式中：Fｃｈ——牵引电机的长时牵引力 3.24KN
ａ——调车系数 按运距取 ａ=1.25
τ—相对运行时间 由τ=Ｔ/Ｔ+θ
Ｔ—列车往返一次的运行时间

取=80L/Ｖｃｈ
式中 L=1500ｍ Ｖｃｈ=16.9Kｍ/ｈ
Q——调车及休止时间 取20ｍｉｎ Ｗｚｈ=0.007
ｉａｚ——等阻坡度 取ｉａｚ=0.002

则有：T==14.2ｍｉｎ
τ=
故:
=
=16.3
3、按制动条件计算

式中：φ—制动状态的粘着系数 φ=0.17
ｉｐ—轨道平均坡度 ｉｐ=0.003
ｂ—制动减速度
ｂ=
ＶＳ—制动开始时的运行速度 ＶＳ=4.7ｍ/Ｓ
——实际制动距离ｍ

——规定制动距离 取40ｍ
即： =40-4.7 *2 =30.6
ｂ==
则：
= =8.7
4、列车组成的验算：
1、验算实际电动机温升
按在平均坡度 ｉｐ 上及最大运输距离Lｍａｘ来验算
(1)计算列车运行时的牵引力
重列车下坡运行时的牵引力
Fｚｈ=1OOO［ｐ+ｈ(G+G0)］(Ｗzh-ｉｐ)ｇ
=1000［1O+34*4.315］（0.007-0.003）×10=6268.4Ｎ
空车上坡运行时的牵引力
=1OOO(1O+34*1.315)(0.OO9+O.OO3)*1O=6565.2
(2)、每台电动机牵引力
Fｚｈ＇=Fｚｈ/2=6268.4/2=3134.2N Fｋ＇=Fｋ/2=6565.2=3282.6N
(3)、确定电机车的实际运行速度由图4-3 ZQ-21型牵引电动力特性曲线查得
=52A Zk=55A Vzh=13.8 Vk=13.5
(4)、计算重空车在最大运输距离上的运行时间
Tzh=80*1.5/13.8=8.6min tk=80*1.5/13.5=8.8min
(5)、计算等效电流

==41.3>Ich
电机的温升将超过允许值，需减少矿车数 现选取ｎ=15辆
则：Fzh=1000［p+n(G+G0)］(0.007-0.003)*10
=1000［10+15*4.315］*0.004*10=2989N
Fk=1000(p+nG0)(Wk+ip)
=10