《矿山机械》课程设计

矿山机械课程设计
河南理工大学采矿工程10级 周玉 制作
课程设计
规划某矿山矿石年产量40万吨∕年，井深100米，矿石松散容重30.2m T ，废石松散容重34.1m T ，设计三个装车站，装车站每班出矿量各为kN A 21351=,kN A 12812=,kN A 8543=,装车站到卸矿点距离各为m L 20001=，m L 25002=，m L 30003=，每班运输废石人员材料设备等所需循环次数次41=m ，线路平均坡度oo o 3，装卸及调车等时间为25分
钟，列车办工作时间为6小时
Ⅰ【主井提升】
一、井地车场布局
井底车场布局见图1-1
二、井底电机车及矿车数的选型计算
根据机车质量与阶段运输量的关系确定电机车及矿车型号
故查表选择电机车及矿车型号如下：
电机车型号：ZK10-6∕250型 电动机2台型号ZQ-21 额定电压250V 机车质量10T 机车粘着重量98千牛
矿车型号：YCC2-6型 车箱容积3
2m 矿车质量1830kg 最大装载量5000kg 轨距600mm 外形尺寸长3000mm 宽1250mm 高1300mm 轴距1000mm 车轮直径400mm 卸载倾角42°
㈠电机车牵引的矿车数
⒈电机车班运输量及加权平均运输距离 KN 427085412812135321=++=++=A A A A b
M 23504270
30008542500128120002135A A A L A L A L A L 321332211=⨯+⨯+⨯=++++= ⒉按起动及制动条件确定电机车牵引重量
① 按起动条件计算
N 109712298000009
.0003.004.011.02.0981000i 0.11a p =-++⨯⨯⨯=-++≤p W P Q zh n zh ϕ ② 按制动条件计算 N 59128498000006
.0003.0247.011.017.0981000W a 11.0zh z =--+⨯⨯⨯=-'-+≤P i P Q p n zh ϕ 式中：222247.040
236001000162S M z ch z l v a =⨯⎪⎭⎫ ⎝
⎛⨯== ③ 以较小的牵引重量计算电机车牵引的矿车数
台矿车故取1111.1135280
1793459128401≈+=+=G G Q Z zh ④ 列车有效载重
N 388083528111=⨯==G Z Q
⒊按牵引电动机温升条件对上述结果进行校核
① 电机车牵引力
()[]()()[]()N 2050003.0006.028.35934.171198100001=-++=-'++='p zh zh
i W G G Z P F ()()()()N 2953003.0007.0934.1711981000F 01h
=+⨯+=+'+='p k i W G Z P ② 每台电动机牵引力
N 1025220502F zh =='=zh F N 14762
29532F h =='=h F ③ 由电动机特性曲线表查得
A 20I zh ≈ S M 95.6≈zh V A ≈28I k S M h V 5≈
④ 等值电流
min 9.223.136.9575.060300095.675.060300075.06075.0601=+=⨯⨯+⨯⨯=⨯+⨯=
+=h m zh m h zh V L V L t t T A ≈+⨯+⨯=++=85.1925
9.223.13286.92015.122122θT t I t I a I h h zh zh d 牵引电动机长时电流A =34ch I
因为ch d I I <A =85.19 所以电动机温升正常；
证明ZK10-6∕250型电机车牵引11辆YCC2-6型侧卸式矿车技术上可行
㈡电机车总台数
① 按加权平均运输距离和电机车厂是速度计算一次循环时间
min 47.482545
.475.0602350275.0602=+⨯⨯⨯=+⨯=θch V L T ② 每台电机车每班可完成循环次数
次847
.48660601≈⨯==T t n b ③ 完成每班出矿量需要的循环次数
次1328
.351142702.11≈⨯⨯==G Z CA m b ④ 需要的电机车工作台数
台28
413m N 111≈+=+=n m 因为设计3个出矿点故取台3N 1= ⑤ 电机车总数
台41311=+=+=N N N
㈢电机车总数
19.471133.11.1K K Z 1121=⨯⨯⨯==Z N 故取48辆
三、提升容器的选择
㈠罐笼的选择
① 小时提升量
h kN s r n S t t CA A 85418
306108.9402.14
=⨯⨯⨯⨯== ② 一次提升量
()()
kN H k A Q s 10.26181007.3180085418001=+=+='θ 根据一次提升量结合所选YCC-2-6型矿车规格查表选择标准单层罐笼型号YJGS-3.3a-1 最大装载量4.8T 罐笼质量4.3T 钢丝绳终端悬挂质量89.24T 乘人数25
③ 平衡锤的选择
kN G Q Q Q r c 73.682
9.1728.358.93.420=++⨯=++= 选择标准平衡锤7.5T 平衡锤 外形尺寸长1800mm 宽320mm 高4490mm 罐道间距1100mm 平衡锤质量7556kg 图号矿92型 断面尺寸1500×500mm
㈡钢丝绳的选择
① 每米钢丝绳重量
()m N r
r
H m Q Q P 25.351155
.616660011.017934421403528011.00=-⨯++=-+='δ 选择标准钢丝绳6×19同右型 d=34mm P=40.11m N 牛721280=d Q
② 验算安全系数
5.62.7115
11.406007435280721280m 0>=+++=++=
'PH Q Q Q r d 符合技术要求 四、提升机及天轮的选择
① 卷筒直径
mm d D 2720348080=⨯== 选择标准D=3.0m
② 每个卷筒宽度
()()mm e d D L H B s 34.5823343314.3201003=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+=+⎪⎭
⎫ ⎝⎛++=π 选择标准B=1.5m 根据选择D 、B 值选择标准提升机2JK-3∕20型 最大静拉力127400N 最大静拉力差78400N D=3.0m B=1.5m s m V 5.4max =
③ 检验最大静拉力和最大静拉力差
N PH Q Q T r i 1274009936510011.40179344214035280max <=⨯+++=++= N PH Q T i 784003929110011.4035280<=⨯+=+=∆ 符合技术要求
④ 天轮直径
m D D 0.31==
五、提升机与井筒相对位置
① 井架高度
m D h h h t gi r ja 75.1334
16741=⨯++=++= 取m h ja 15= ② 卷筒中心至井筒提升中心线间水平距离
m D h b ja 5.1535.3156.05.36.0min =++⨯=++≥ 取b=30m
③ 钢丝绳弦长 ()()m D b C h L t ja 32.31233021522
222=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-= ④钢丝绳偏角
ⅰ 外偏角 ()()031111208.0tan 32
.31003.0034.032128.06.15.1tan 32tan 111
1'<'==+⨯---=+---
=---o o L d a s B a εⅱ 内偏角 ()()()031020058.0tan 32
.31003.0034.03314.3201005.12128.06.1tan 32tan 111
2'
<'=-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+---=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛++---=---o s L d D L H B a s a επ⑤钢丝绳仰角
491.02
3302152tan 1=--=--=D b c h ja β 095.032.312332tan 2=⨯+=+=L D D t β o o 305331095.0tan 491.0tan 1121>'=+=+=--βββ
Ⅱ【副井提升】
①电机车型号与主井同为ZK10-6∕250型 电动机2台型号ZQ-21 额定电压250V 机车质量10T 机车粘着重量98千牛
②矿车型号YGC0.7-6 车箱容积0.73m 矿车质量500kg 最大载重1750kg 轨距600mm 外形尺寸长1500mm 宽850mm 高1050mm
③罐笼型号YJGS-1.8a-1 断面尺寸1800×1150 最大载重16.66千牛 自重14.7千牛 乘人数10 钢丝绳终端荷重31.36千牛
④平衡锤规格1000×300断面尺寸 重量25.48千牛。