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文檔簡介
1、<p><b> 1 緒言</b></p><p> 煤炭是我國最主要的能源。目前在我國的一次能源(水電、石油、天然氣、煤炭)的構(gòu)成比例中,煤炭仍占70%左右,隨著我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展,要求供給更多的煤炭。因此,在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi),煤炭作為最主要能源的地位不會改變??茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,為了適應(yīng)迅速發(fā)展煤炭生產(chǎn)建設(shè)的需要,對特定的礦井選擇一套合理可行的提升
2、、排水、通風(fēng)壓氣設(shè)備十分重要。</p><p> 本部分要求在礦山固定機(jī)械設(shè)備選型計算中做到選型合理、計算簡便、方案可行。經(jīng)濟(jì)運行,借以提高自己的選型設(shè)計能力,加深自己對礦山設(shè)備有關(guān)知識的了解。為此,在本部分選型設(shè)計計算中將力圖遵循以下設(shè)計原則:</p><p><b> 系統(tǒng)運行安全可靠。</b></p><p> 技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)上合
3、理。</p><p> 盡可能采用先進(jìn)技術(shù),選擇新型設(shè)備。</p><p> 符合《煤礦安全規(guī)范》、《煤礦設(shè)計規(guī)范》的各項要求和規(guī)定。</p><p> 遵守國家有關(guān)的現(xiàn)行技術(shù)政策。</p><p> 礦井設(shè)計原始基本數(shù)據(jù)如下:</p><p> 2 通風(fēng)設(shè)備的選擇計算</p><p>
4、;<b> 2.1概 述</b></p><p> 為了沖淡和排出井下的有害氣體,保證井下工作人員有足夠數(shù)量、符合要求的空氣供呼吸,在煤礦生產(chǎn)中必須不間斷地向井下供給大量的新鮮空氣。通風(fēng)設(shè)備就是向井下輸送空氣的設(shè)備。通風(fēng)設(shè)備的好壞,不僅關(guān)系著電力消耗、生產(chǎn)成本,而且關(guān)系著煤礦的生產(chǎn)安全,因此它是礦井的關(guān)鍵設(shè)備,所以在通風(fēng)設(shè)備的選擇設(shè)計中,對于技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性,必須予以充分考慮。如果通風(fēng)機(jī)停
5、止運轉(zhuǎn)到一定時間,井下人員就要撤出,生產(chǎn)就要停頓,所以在通風(fēng)設(shè)備的選擇計算時,對其可靠性必須予以足夠的重視。</p><p><b> 2.2主扇的計算</b></p><p> 2.2.1主扇的計算條件</p><p> 2.2.2主扇選型方案</p><p> 礦井通風(fēng)選型設(shè)計的主要任務(wù)是合理選擇通風(fēng)機(jī)的型式
6、、型號(葉輪直徑),確定電動機(jī)的容量、型號及傳動方式,確定通風(fēng)機(jī)的運轉(zhuǎn)工況點。礦井通風(fēng)設(shè)備能否連續(xù)正常運轉(zhuǎn),關(guān)系著煤礦的安全生產(chǎn)方式,運轉(zhuǎn)效率的高低影響著礦井的電力消耗及生產(chǎn)成本。因此礦井通風(fēng)機(jī)選擇設(shè)計中的基本原則就是:保證通風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)的可靠性及技術(shù)合理性。</p><p> 根據(jù)主扇選型條件,大型礦井條件以及有關(guān)通風(fēng)機(jī)的技術(shù)資料,擬采用兩種選擇方案即:</p><p> (1)、2K5
7、8型軸流式通風(fēng)機(jī)</p><p> (2)、2K60型軸流式通風(fēng)機(jī)</p><p> (1)2K58型軸流式通風(fēng)機(jī)</p><p> 1.確定通風(fēng)機(jī)必須的風(fēng)量Q(m3/s)</p><p><b> Q=KLQK</b></p><p> 式中:KL——設(shè)備漏風(fēng)系數(shù),依據(jù)《規(guī)范》第2-1
8、33條,當(dāng)風(fēng)井不作提升作用時,KL=1.1~1.15,這里取KL=1.15;</p><p> QK——礦井所需要的風(fēng)量,從原始數(shù)據(jù)中查得QK=70 m3/s</p><p> ∴Q=KLQK=70×1.15=80.5 m3/s</p><p> 2.確定通風(fēng)機(jī)所需得靜壓Hst(mmH2O)</p><p> H′st=Hm
9、in+△h (Pa)</p><p> H″st=Hmax+△h (Pa)</p><p> 式中:H′st—通風(fēng)容易時期必須產(chǎn)生的靜壓。(Pa)</p><p> H″st—通風(fēng)困難時期必須產(chǎn)生的靜壓。(Pa)</p><p> Hmin、Hmax—通風(fēng)困難時期和容易時期的礦井負(fù)壓。(Pa)</p>&
10、lt;p> △h—通風(fēng)設(shè)備阻力,即除風(fēng)機(jī)以外的風(fēng)道和輔助裝置中的風(fēng)壓損失,一般取100~200Pa;若設(shè)有消聲器,應(yīng)將風(fēng)壓值增加50~80Pa。</p><p> ∴ △h=250Pa</p><p> ∴H′st=1450+250=1700Pa=173.5 mmH2O</p><p> H″st=2670+250=2920Pa=298.0 mmH2O
11、</p><p><b> 3.預(yù)選通風(fēng)機(jī)</b></p><p> 根據(jù)通風(fēng)機(jī)必須產(chǎn)生的風(fēng)量和風(fēng)壓,分析2K58型軸流式風(fēng)機(jī)的特性曲線圖,依據(jù)2K58系列產(chǎn)品初步選型圖,從s≧80%為標(biāo)準(zhǔn),最后可以確選2K58No.24型軸流式風(fēng)機(jī)較為合適,同步轉(zhuǎn)速為750r/min。</p><p><b> 4.工況點的確定</b&
12、gt;</p><p><b> 后期工況點</b></p><p> 通風(fēng)機(jī)網(wǎng)路阻力系數(shù):</p><p> R″= H″st/Q2=2920/80.52=0.451(N·S2/m8)</p><p><b> 通風(fēng)網(wǎng)路曲線方程:</b></p><p>
13、 Hzst=R″Q2=0.451 Q2</p><p> 計算數(shù)據(jù)如下表所示:</p><p><b> 表2-1</b></p><p><b> 2) 前期工況點</b></p><p> 通風(fēng)機(jī)網(wǎng)路阻力系數(shù):</p><p> R′= H′st/Q2=170
14、0/80.52=0.262(N·S2/m8)</p><p><b> 通風(fēng)網(wǎng)路曲線方程:</b></p><p> Hzst=R′Q2=0.262Q2</p><p> 計算數(shù)據(jù)如下表所示:</p><p><b> 表2-2</b></p><p>
15、圖2-1 2K58No.24礦井軸流通風(fēng)機(jī)性能曲線</p><p> 根據(jù)上面兩表格中相關(guān)計算數(shù)據(jù),在2K58No.24,同步轉(zhuǎn)速為750r/min的風(fēng)機(jī)特性曲線上分別做出前后期的通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線,如2K58風(fēng)機(jī)裝置特性曲線圖上所示,K′、K″即為礦井通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線與通風(fēng)機(jī)性能曲線的交點,即為通風(fēng)機(jī)前后期運行工況點。</p><p> 前期K′ Q ′=80.5 m3/s H
16、′st=1720Pa</p><p> 葉片安裝角 a′=32.5°η′=81.34%</p><p> 后期K″ Q ″=80.5 m3/s H′st=2905Pa</p><p> 葉片安裝角a″=37.5°η″=80%</p><p> 5.電動機(jī)功率計算及選型</p><p>
17、; 電動機(jī)軸功率N 單位KW</p><p> N=QHs/(102ηηc)</p><p> 式中:Hs取Hsmax的值時,N稱為“N′”,取Hsmin值時N 稱為“N″”;</p><p> ηc——傳遞系數(shù)ηc=0.95~0.98 這里取ηc=0.98</p><p> N′==173.60KW</p>&l
18、t;p> N″==298.10KW</p><p> 2)前后期所需功率比</p><p> Nmin/Nmax=173.60/298.10=0.58﹤0.6</p><p> 所以在整個服務(wù)年限范圍內(nèi)礦井負(fù)壓在前期和后期變化較大,因而要分期選擇兩臺不同功率的電動機(jī),且每臺電機(jī)使用年限一般不小于10年。</p><p> 前期
19、功率=(1.1~1.2)</p><p> =(1.1~1.2)</p><p> =250.24~272.98KW</p><p> 后期功率=(1.1~1.2)N′</p><p> =(1.1~1.2)×298.10</p><p> =327.91~357.72KW</p>&
20、lt;p><b> 3)選擇電動機(jī)</b></p><p> 考慮到主扇所用電壓等級為6KV,所以據(jù)上已知條件,前期可選用JR1410-8型電動機(jī)兩臺,(額定功率280KW,同步轉(zhuǎn)速n=740rpm)。后期可選用JR158-8型電動機(jī)兩臺(額定功率360KW,轉(zhuǎn)速735rpm),前者效率90.0%,后者效率91.5%。每臺主扇各配一臺電動機(jī)。</p><p>
21、;<b> 4)計算年電耗</b></p><p><b> Wa=</b></p><p> 式中:η1=81.34% ηc=0.98 η2=80% </p><p> ηa1=90.0% ηa2=91.5% ηas=0.95</p><p><b>
22、 則有:前期年電耗:</b></p><p> Wa′=1.78×106(kwh)</p><p><b> 后期年電耗:</b></p><p> Wa″=3.00×106(kwh)</p><p> 5)計算百萬立方米·帕電耗</p><p>
23、; W=(Wa×1000000)/(365×24×3600×Q×Hzst)</p><p> =(80.5×2905×365×24/9.81)/102×24×3600×Q×Hzst</p><p> =3.00×106(kwh)</p>&l
24、t;p> 查有關(guān)國家政策規(guī)定,易知軸流式通風(fēng)機(jī)百萬立方米·帕電耗值應(yīng)小于0.44kwh/106m3Pa,則有:</p><p> 前期:W′=(Wa′×1000000)/(365×24×3600×Q×H′zst)</p><p> =(1.78×1000000)/(365×24×3600&
25、#215;80.5×1720)</p><p> = 0.408﹤0.44(kwh/106m3Pa)</p><p> 前期:W″=(Wa″×1000000)/(365×24×3600×Q×H″zst)</p><p> =(3.00×106×1000000)/(365×
26、24×3600×80.5×2905)</p><p> =0.407﹤0.44(kwh/106m3Pa)</p><p> (2)2K60型軸流式通風(fēng)機(jī)</p><p> 1.確定通風(fēng)機(jī)必須的風(fēng)量Q(m3/s) (同2K58)</p><p> Q=KLQK=1.15×70=80.5(m3/s)
27、</p><p> 2.確定通風(fēng)機(jī)所需的靜壓Hzst單位(Pa)</p><p> H′st=Hmin+△h </p><p> =1450+250=1700Pa=173.5 mmH2O</p><p> H″st=Hmax+△h </p><p> ?。?670+250=2920Pa=298.0 m
28、mH2O</p><p><b> 3.預(yù)選通風(fēng)機(jī)</b></p><p> 根據(jù)通風(fēng)機(jī)必須產(chǎn)生的風(fēng)量Q和風(fēng)壓H′st、H″st,分析2K60型軸流式通風(fēng)機(jī)特性曲線圖,依據(jù)2K60系列產(chǎn)品初步選型圖,以s≧80%為標(biāo)準(zhǔn),最后可以確定選用2K60No28型軸流式風(fēng)機(jī)較為合適,同步轉(zhuǎn)速=600rpm。</p><p><b> 4.
29、工況點的確定</b></p><p> 后期:Hzst=R″Q2=0.451 Q2</p><p><b> 表2-3</b></p><p> 前期:Hzst=R′Q2=0.262Q2</p><p><b> 表2-4</b></p><p> 圖2
30、-2 2K60No.28性能曲線圖</p><p> 根據(jù)上面兩表格中相關(guān)計算數(shù)據(jù),在2K60No.28特性曲線上分別做出前后期的通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線,如2K60No.28風(fēng)機(jī)裝置特性曲線圖上所示,K′、K″即為礦井通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線與通風(fēng)機(jī)性能曲線的交點,即為通風(fēng)機(jī)前后期運行工況點。</p><p> 前期K′ Q ′=80.5 m3/s H′st=1700Pa</p>
31、<p> 葉片安裝角 a′=15°η′=77.8%</p><p> 后期K″ Q ″=80.5 m3/s H′st=2910Pa</p><p> 葉片安裝角 a″=22.5°η″=79.8%</p><p> 5.電動機(jī)功率計算及選型</p><p> 1)電動機(jī)軸功率N 單位KW&
32、lt;/p><p> N=QHs/102ηηc</p><p> N′==179.38KW</p><p> N″==299.36KW</p><p> 2)前后期所需功率比:</p><p> Nmin/Nmax=179.38/299.36=0.599<0.6</p><p> 所以在
33、整個服務(wù)年限范圍內(nèi)礦井負(fù)壓在前期和后期變化較大,因而要分期選擇兩臺不同功率的電動機(jī),且每臺電機(jī)使用年限一般不小于10年,以適應(yīng)前后期負(fù)壓的變化。</p><p> ∴前期功率=(1.1~1.2)</p><p> =254.90~278.08KW</p><p> 后期功率=(1.1~1.2)N′</p><p> =(1.1~1.2
34、)×298.10</p><p> =329.30~359.23KW</p><p><b> 3)選擇電動機(jī)</b></p><p> 考慮到主扇所用電壓等級為6KV,所以據(jù)上已知條件,前期可選用JR157-10型電動機(jī)兩臺,(額定功率260KW,同步轉(zhuǎn)速n=590rpm,ηa=89.5%)。后期可選用JR1510-10型電動
35、機(jī)兩臺(額定功率400KW,轉(zhuǎn)速590rpm,ηd=90.5%)。每臺主扇在前后期各配一臺合適電動機(jī)。</p><p><b> 4)計算年電耗</b></p><p><b> 則有:前期年電耗:</b></p><p> Wa′=1.85×106(kwh)</p><p><
36、;b> 后期年電耗:</b></p><p> Wa″=3.05×106(kwh)</p><p> 5)計算百萬立方米·帕電耗</p><p> 前期:W′=(Wa′×1000000)/(365×24×3600×Q′×H′zst)</p><p>
37、; ?。剑?.85×1000000)/(365×24×3600×80.5×1700)</p><p> ?。?.429﹤0.44(kwh/106m3Pa)</p><p> 前期:W″=(Wa″×1000000)/(365×24×3600×Q″×H″zst)</p><
38、p> ?。剑?.05×106×1000000)/(365×24×3600×80.5×2910)</p><p> ?。?.413﹤0.44(kwh/106m3Pa)</p><p><b> (3)方案比較</b></p><p> 因無主扇價格等具體資料,故以下僅以電耗及有
39、關(guān)技術(shù)性能方面進(jìn)行比較。</p><p> 1.由以上計算易知,方案一中采用的2K58No.24型軸流式通風(fēng)機(jī)年電耗稍低于方案二中采用的2K60No.28型軸流式通風(fēng)機(jī),以地區(qū)電量單價0.3元/度計算,兩者比較如下,前期內(nèi):方案二每年要多支付電費(1.85-1.78)×106×0.3=2.1萬元,后期內(nèi):方案二每年要多支付電費(3.05-3)×106×0.3=1.5萬元。
40、</p><p> 2.方案比較表格如下:</p><p><b> 表2-5</b></p><p><b> 3.比較結(jié)果</b></p><p> 經(jīng)方案比較分析可以看出,采用2K58No.24型軸流式通風(fēng)機(jī)較好于使用2K60No.28型軸流風(fēng)機(jī),它們都需要在前后期選用不同的電機(jī),但是
41、2K58No.24的同步轉(zhuǎn)速較高,因而電動機(jī)的價格相比之下便宜一些,且在風(fēng)量和靜壓都能滿足要求的情況下,2K58No.24風(fēng)機(jī)在效率、年電耗(年電費)以及百萬立方米.帕電耗方面均優(yōu)于2K60No.28型軸流風(fēng)機(jī)。故最后確定本礦主扇采用6K58No.24型軸流式風(fēng)機(jī),同步轉(zhuǎn)速為750r/min。</p><p><b> 3室壓機(jī)的選型設(shè)計</b></p><p>&
42、lt;b> 3.1概述</b></p><p> 現(xiàn)代工礦企業(yè)中,使用壓縮氣體的機(jī)器越來越多,許多工業(yè)中無不廣泛使用各種各類的氣體壓縮機(jī)。因此,氣體壓縮集是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的通用機(jī)器。</p><p> 壓縮空氣一直是礦山所采用的原動之一,用以帶動鑿巖機(jī),風(fēng)鎬及其他風(fēng)動機(jī)械,在煤礦的特殊條件下,使用壓縮空氣的風(fēng)動機(jī)械,雖然效率較低,但與電動機(jī)械想比較,主要存在
43、的以下幾個優(yōu)點。</p><p> 1、安全性好,減少了因電火花錦旗瓦斯或煤塵爆炸事故的隱患,特別使用于高深部開采的礦井。</p><p> 2、緩沖性能好,減少鉆鑿堅硬巖石和煤層是的沖擊震動。</p><p> 3、氣動工具構(gòu)造簡單,容易操作,重量輕,耐潮濕,適用井下工作。</p><p> 4、廢氣可降溫和改善井下通風(fēng)。</
44、p><p> 產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)器叫做空氣壓縮機(jī),即空壓機(jī),他的任務(wù)就是安全,經(jīng)濟(jì),可靠地產(chǎn)生足夠數(shù)量的空氣。由于空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,運轉(zhuǎn)效率低,而且消耗電量大,故本設(shè)計本著礦山壓縮空氣設(shè)備必須保證能在整個礦井服務(wù)期間內(nèi),在用風(fēng)量最多,輸氣距離最遠(yuǎn)的情況下,供給足夠數(shù)量和壓力的壓縮空氣的原則進(jìn)行合計的。同時,設(shè)計中充分考慮了設(shè)備使用的效能,為設(shè)備運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性打下了有利的基礎(chǔ)。</p><p>&
45、lt;b> 3.2設(shè)計依據(jù)</b></p><p><b> 1、原始資料</b></p><p><b> 礦井井型:豎井;</b></p><p> 年產(chǎn)量:120萬噸;</p><p> 工業(yè)廣場標(biāo)高:+45m;</p><p> 開采水平
46、:第一水平標(biāo)高-450m;</p><p> 空氣壓縮機(jī)站地點:空氣壓縮機(jī)站設(shè)在地面工業(yè)廣場,集中供風(fēng);</p><p> 空氣壓縮機(jī)每年工作天數(shù):300天;</p><p> 空氣壓縮機(jī)晝夜工作時數(shù);21小時;</p><p> 礦井服務(wù)年限內(nèi)輸氣管道布置圖見圖3-2-1所示。</p><p><b&g
47、t; 2、礦井用風(fēng)情況</b></p><p> 1)采區(qū)用風(fēng)量:根據(jù)采區(qū)機(jī)械配備圖,考慮同時工作的風(fēng)動工具的臺數(shù)和耗電量,采區(qū)風(fēng)量見表3-1</p><p><b> 表3-1</b></p><p><b> 2)井底用風(fēng)量</b></p><p> 3.3 m3/min&
48、lt;/p><p><b> 3)地面用風(fēng)量</b></p><p> 10.9 m3/min</p><p> 3.3壓氣設(shè)備的選型計算</p><p> 1、全礦總的用風(fēng)量的計算:</p><p> Q=α1α2 y∑nigiki m3/min</p><p>
49、 式中: α1—沿管路全長的漏氣系數(shù) 取α1=1.2</p><p> α2—風(fēng)動機(jī)具磨損后耗電氣量增加的系數(shù) 取α2=1.15</p><p> y—海拔高度休整系數(shù) 取y=1</p><p> ni—在一個工作班內(nèi),同型號風(fēng)動機(jī)具的臺數(shù)</p><p> gi—一臺風(fēng)動機(jī)具的耗氣量 m3/min</p><p&
50、gt; ki—同型號風(fēng)動機(jī)具有的同時工作系數(shù)</p><p> 所以:Q=82.39 m3/min</p><p> 2、估算室壓機(jī)必須的出口壓力。</p><p> 空氣壓縮機(jī)壓機(jī)的出口壓力,除了應(yīng)保證工作地點的壓力應(yīng)比風(fēng)動工具額定壓力大一個大氣壓外,尚需設(shè)計及管路系統(tǒng)中的壓力損失</p><p> P=ρhg+∑ΔP+1+ΔPH
51、</p><p> 式中:ρhg—風(fēng)動機(jī)具的額定工作壓力×0.1Mpa</p><p> ΔPH—考慮壓縮空氣站與風(fēng)動工具所在地的位置時,使管內(nèi)形成空氣柱的靜壓力。因管內(nèi)他所空氣平均密度ρm很微小,故取ΔPH=0。</p><p> ∑ΔP—輸氣管路各部分壓力損失之和,包括直線管段的摩擦損失和各種管件的局部損失。設(shè)計時按每公里長度取λ=30~40&l
52、t;/p><p> Kpa/km的系數(shù)來估算,即:</p><p> ∑ΔP=λL=3Q×6.70=201 Kpa</p><p> 式中:L—指壓縮空氣站出口至最員的風(fēng)動工具地點的管道全長km</p><p><b> 所以:</b></p><p> P=5×0.1+
53、1×0.1+0.201=0.801 Mpa</p><p> 3、選擇空氣壓縮機(jī)機(jī)型及臺數(shù)量</p><p> 根據(jù)以上計算的Q和P值,從室壓機(jī)產(chǎn)品樣本中(見《礦山固定機(jī)械手冊》表4-2-4)選擇合適的空氣壓縮機(jī)。目前國產(chǎn)動力用活塞式空壓機(jī)的排氣壓力一般為0.7~0.8Mpa,而排氣量有不同的規(guī)格可供參考與選擇。因此根據(jù)Q值可組成多種方案。具體選用何種型號及其相應(yīng)臺數(shù)的室壓機(jī)
54、,需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較后方能確定。同時,在選擇室壓機(jī)是應(yīng)考慮以下幾點:</p><p> 1)壓縮空氣站內(nèi)室壓機(jī)的型號,一般采用一種型號,安設(shè)臺數(shù)不能超過五臺。其中備用臺數(shù)一臺。</p><p> 2)室壓機(jī)的臺數(shù)及客量應(yīng)與壓縮空氣站計算供氣量適應(yīng)。同時要有一定的備用量。一般備用量為壓縮空氣站計算供氣量的20~50%。</p><p> 所以根據(jù)以上原則,本設(shè)
55、計可能有兩種方案進(jìn)行選擇,案案具體內(nèi)容見表</p><p><b> 表3-2</b></p><p> 查《礦山固定機(jī)械手冊》表4-2-4可知,兩種型號的空氣壓縮機(jī)二級</p><p> 表壓力均為gkgf/cm2,其技術(shù)規(guī)格如表3-3所示。</p><p><b> 表3-3</b>&l
56、t;/p><p> 4、室壓機(jī)的軸功率和氣電耗的確定。</p><p> 根據(jù)表壓力和排氣量的值查《礦山固定機(jī)械手冊》表4-3-8即可得</p><p> 二級空氣壓縮機(jī)理論功率NT(km)。</p><p> 5L-40/8型空氣壓縮機(jī):NT=168.8 kw</p><p> L8-60/8型空氣壓縮機(jī):NT
57、2=253.2 kw</p><p> 軸功率 N=NT/ηiηm</p><p> 式中:ηi—空氣壓縮機(jī)理論效率取為0.85</p><p> ηm—空氣壓縮機(jī)機(jī)械效率取為0.9</p><p> 所以:5L-40/8型空氣壓縮機(jī) N1=168.8/0.85×0.9=220.65 kw</p><p&
58、gt; L8-60/8型空氣壓縮機(jī) N2=253.2/0.85×0.9=330.98 kw</p><p><b> 5、計算電耗</b></p><p> 1臺空氣壓縮機(jī)年電耗量為</p><p> Ey=(Nbt/η1η2η3)(0.8k1+0.2)</p><p> 式中:k1—壓縮空氣站負(fù)載系
59、數(shù),等于所需壓氣量與室壓機(jī)最大排氣量之比。</p><p> 所以:5L-40/8型k11=82.39/3×40=0.687</p><p> L8-60/8型k12=82.39/2×60=0.687</p><p> b—每天工作天數(shù) 取b=300天</p><p> t—每天工作小時數(shù)取t=21小時</p
60、><p> η1—電動機(jī)效率 取0.92</p><p> η2—傳網(wǎng)效率 取0.95</p><p> η3—電動機(jī)效率 取0.97</p><p> 所以:5L-40/8型空氣壓縮機(jī)</p><p> Ey==1229110.4 kw·h/年</p><p> 壓縮空氣站全
61、年電耗量為:</p><p> E=Z*Ey=3×1229110.4=3687331.2 kw·h/年</p><p> 式中:Z—空氣壓縮機(jī)同時工作臺數(shù)</p><p> L8-60/8型空氣壓縮機(jī)</p><p> Ey==1843693.4 kw·h/年</p><p>
62、壓縮空氣站全年電耗量為:</p><p> E=Z*Ey=2×3687386.8 kw·h/年</p><p><b> 6、選擇各管道直徑</b></p><p> 依據(jù)風(fēng)動機(jī)具配置圖,可求得通過各管段的空氣量及確定各管段“選擇計算管長”,然后查表,即可選出標(biāo)準(zhǔn)鋼管直徑,結(jié)果列于表。</p><p
63、><b> 表3-4</b></p><p> 說明:1)表中第四柱通過空氣量是按Q=a1a2 ∑nigi計算</p><p> 其中a1=1.15 a2=1.2 ni表示該管段后面的風(fēng)動機(jī)及具同時工作臺數(shù)量,ki是對應(yīng)ni的同時工作系數(shù).</p><p> 2)根據(jù)煤礦設(shè)計手冊說明:利用附錄表選干管管徑是,應(yīng)以礦井服務(wù)年限內(nèi)最遠(yuǎn)
64、采壓工作面到室壓機(jī)站的距離老考慮。而選支管時可按達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量是該采區(qū)最遠(yuǎn)工作面到室壓機(jī)站的距離來考慮</p><p> 8、校驗室壓機(jī)的排氣壓力</p><p> 1)計算各管段的壓力損失ΔP</p><p> ΔP=1.2×10-6Li/di5×Qi1.85 Pa</p><p> 式中:Li—表示某段管道考慮局
65、部損失后的參考計算長度,即Li =1.15 Li′m</p><p> Li′—表示某段管道的實際長度</p><p> di—第i段管道的實際內(nèi)徑m</p><p> 現(xiàn)將各段管道的長度,通過的空氣量和選頂?shù)膬?nèi)徑分別帶入。這樣得到的各段管段的壓力損失值列于表3-3-3</p><p> 2)室壓機(jī)的出口壓力</p>&
66、lt;p> 從上表可查出自室壓機(jī)站至N工作面這一段管道的空氣壓力損失最大見表3-4其值為:</p><p> ∑ΔPmax=5.95+7.42+24.73+12.37+17.73+4.67</p><p> =72.87Kpa=0.07287Mpa</p><p> 室壓機(jī)的最小出口壓力為:</p><p> Pmin=Phg
67、+∑ΔPmax+0.1</p><p> =0.5+0.07287+0.1=0.67287Mpa</p><p> 式中:Phg—風(fēng)動工具的額定工作壓力×0.1Mpa</p><p> 由此可知:選額定壓力為0.8Mpa的室壓機(jī)滿足要求,如果N1點推進(jìn)到末期,即5-N1管長為2250m,則該管管段壓力損失為42kpa,則管段最大壓力損失為:</
68、p><p> ∑ΔPmax′=5.95+7.42+24.73+12.37+17.73+42</p><p> =110.2Kpa=0.1102Mpa</p><p> 室壓機(jī)的最小出口壓力</p><p> Pmin′=0.5+0.1102+0.1=0.7102Mpa<0.8Mpa</p><p> 故后期該段管
69、徑不變?nèi)阅軡M足要求。</p><p> 3.4壓氣設(shè)備選型方案比較與結(jié)論</p><p> 1、壓氣設(shè)備的選型方案比較列表如下:</p><p><b> 表3-5</b></p><p><b> 2、結(jié)論:</b></p><p> 從表3-5可以看出,選用L8
70、-60/8型空氣壓縮機(jī)和5L-40/8型空氣壓縮機(jī),從經(jīng)濟(jì)上考慮,雖運行費用二者相差無機(jī),但選用目前在投資上小,而且設(shè)備臺數(shù)少,可減少維護(hù)費用。技術(shù)上兩型號空氣壓縮機(jī)的大致相近。綜上所述即確定選用方案二:3臺L8-60/8型空氣壓縮機(jī),其中2臺工作,1臺備用。</p><p> 說明:表中“初期投資”是依據(jù)同一時期特價按實際需要進(jìn)行估算的。</p><p> 4 礦井排水設(shè)備的選擇&l
71、t;/p><p><b> 4.1概述</b></p><p> 在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中,隨時都有各種來源的水涌入礦井。只有極少數(shù)例外的礦井是干燥的。將涌入礦井的水排出,只是和礦水斗爭的一方面,另一方面是采取有效措施,減少涌入礦井的水量。特別是防止突然涌水的襲擊,對保證礦井生產(chǎn)有重要意義。</p><p> 礦井排水設(shè)備不僅要排除各時期涌入礦
72、井的礦水,而且在遭到突然涌水的襲擊有可能淹沒礦井的情況下,還要搶險排水。在恢復(fù)被淹沒的礦井時,首要的工作就是排水。排水設(shè)備始終伴隨著礦井建設(shè)和生產(chǎn)而工作,直至礦井壽命截止才完成它的使命。因此排水設(shè)備是煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中不可缺少的,它對保證礦井正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。</p><p> 為了使排水設(shè)備能在安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的狀況下工作,必須做好確定排水方案,選擇排水設(shè)備,進(jìn)行布置設(shè)計,施工試運轉(zhuǎn)。直到正常運行各環(huán)
73、節(jié)的工作。在本章內(nèi)容中將遵循國家有關(guān)技術(shù)政策,設(shè)計規(guī)范以及這些環(huán)節(jié)的理論和實踐經(jīng)驗,對礦井排水設(shè)備進(jìn)行正確的選擇,以達(dá)到預(yù)期的目的。</p><p> 4.2排水設(shè)備的選型計算</p><p> 4.2.1排水設(shè)備選型計算條件</p><p> 單水平開采,井深585米。</p><p> 正常涌水量qz=580m3/h,正常涌水期r
74、z=295天。</p><p> 最大涌水量qmax=1200m3/h,最大涌水期rz=70天</p><p> 礦井呈中性,密度ρ=1040kg/m3</p><p> 礦井電壓:6000v</p><p> 礦井主排水設(shè)備泵房設(shè)在井底車場附近。</p><p><b> 本礦屬低沼氣礦井。<
75、;/b></p><p> 礦井年產(chǎn)量180萬噸。</p><p> 4.2.2工作水泵必須的排水能力</p><p> 根據(jù)有關(guān)規(guī)定,要求投入工作的水泵的排水能力能在20小時內(nèi)排完24小時的正常涌水量,即:QB=(24/20)×qz=696 m3/h,工作水泵與備用水泵的總能力,能在20小時內(nèi)排完24小時最大涌水量,即:</p>
76、<p> Qmax=(24/20)×qmax=1440 m3/h,</p><p> 式中:QB指工作水泵必須的排水能力(m3/h),Qmax指工作與備用水泵必須的排水總能力(m3/h)。</p><p><b> 工作水泵必須的揚程</b></p><p> HB = HC[1+(0.1~0.12)/sinα]&
77、lt;/p><p> = 590*[1+(0.10.1~0.12)/sin90○]</p><p> = 649~660.8(m)</p><p> 其中:Hc=(井深)+(井底車場與最低吸水面標(biāo)高差)+(排水管出口高出井口的高度)=585+4+1=590(m)</p><p> 因為是豎井,所以α=90○</p><
78、p><b> 排水設(shè)備的選擇</b></p><p> 根據(jù)上述條件及相關(guān)計算值,查有關(guān)產(chǎn)品目錄,經(jīng)分析,擬選用DS450-100型多級分段式離心泵;現(xiàn)將這種放案進(jìn)行選型計算,以驗證是否合適。</p><p> 選用DS450-100型多級分段式離心泵</p><p> 4.2.3泵的型式(級數(shù))和泵臺數(shù)的確定</p>
79、<p> 查產(chǎn)品說明書可得DS450-100型離心泵的額定流量為Qe=450m3/h,單級額定揚程Hei=100m,該泵的單級平均特點如圖4-1所示:</p><p> 圖4-1 DS450-100型離心泵</p><p><b> 1)水泵級數(shù)的確定</b></p><p> 由水泵特性曲線可查Q=1/2*696 m3/
80、h=96.7 l/s 時揚程Hi=110m.則所需泵的級數(shù)i=HB/Hi=649~660.8/110=5.9~6.01</p><p><b> 所以i取b級。</b></p><p><b> 2)水泵臺數(shù)的確定</b></p><p> 比較QB、Qmax Qe可知,在正常涌水期內(nèi)需要投入工作的臺數(shù)n1+n2 =
81、Qmax /Qe=1440/450=3.2,所以備用水泵臺數(shù)n2=2臺;除此之外,還需檢修水泵的臺數(shù)n3。n3≥0.25n ,所以此時n3取1臺;因此,總計需水泵的臺數(shù)n=n1+n2+n3=2+2+1=5臺。</p><p><b> 3)校驗泵的穩(wěn)定性</b></p><p> 自上面水泵特性曲線上查得Q=0時,單級泵的揚程為125m.所以總揚程H0=125*6
82、=750m,又因為750*0.9=675m 大于Hc=590m.因此滿足穩(wěn)定條件0.9H0>Hc的要求。</p><p> 4.2.4管路及管路布置</p><p> 《規(guī)程》第242條規(guī)定:主要排水設(shè)備必須有工作和備用的水管;其中工作水管的能力能配合工作水泵在20小時內(nèi)排出24小時的礦井正常涌水量;工作和備用水管的總能應(yīng)配合工作和備用水泵在20小時內(nèi),排出礦井24小時的最大涌水
83、量。</p><p> 根據(jù)各涌水期投入工作的水泵臺數(shù),可選用二條管路。兩臺泵工作時可用任一水管排水,最大涌水期中,四臺水泵同時工作,兩條水泵用一趟管路排水,五臺泵中有一臺輪換作為檢修水泵。</p><p> 1.計算管徑和選擇管材</p><p> 取經(jīng)濟(jì)速度VP=2m/s,則排水管內(nèi)徑</p><p> 自標(biāo)準(zhǔn)YB231-70查得
84、外徑DP=377mm的無縫鋼管厚有9,9.5,10,11,12,13,14,15等;取壁厚δ=15mm試算。此時DP=377-15*2=347 </p><p><b> 則有所需壁厚:</b></p><p> 式中 dP——標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑,dP =34.7cm</p><p> σZ——許用應(yīng)力,無縫鋼管σZ=80MPa</p&g
85、t;<p> P ——管內(nèi)液體壓強(qiáng),作為估算P=0.011Hc(MPa)</p><p> 0.12——附加厚度。 HC=排水高度</p><p><b> 所以</b></p><p> 經(jīng)驗算易知計算值δ=1.410cm小于所選標(biāo)準(zhǔn)厚度1.50cm,故所選管壁厚度合適。</p><p>
86、 考慮到礦井較長,可采用壁厚不等的管道分段安裝。即分別采用YB231-70 φ377*15,φ377*14,φ377*13和φ377*12的無縫鋼管作排水管。</p><p> 2.吸水管直徑及管材的確定</p><p> 吸水管直徑通常應(yīng)比排水管直徑大25mm,以降低礦水流速減小損失,取得較大的吸水高度則有:Dx=Dp+25=377+25=402mm</p><
87、p> 自標(biāo)準(zhǔn)YB231-70中同理可查得,對于吸水管選用φ402*9的無縫鋼管。</p><p><b> 管路系統(tǒng):</b></p><p> 圖4-2 管路系統(tǒng)圖</p><p> 管路系統(tǒng)具體如圖所示,其中只給出一臺泵的管路布置,其余四臺泵的管路布置類同。</p><p><b> 估算排
88、水管路長度:</b></p><p> 排水管長度可估算為:lp=Hc+(40~50)=590+(40~50)=630~640(m)</p><p> 取排水管長度lp=640m</p><p> 吸水管長度通??扇椋簂x=8m</p><p><b> 3.計算管路特性</b></p>
89、<p> 1)計算沿程阻力系數(shù):由舍維列夫公式可得:</p><p> 排水管:λp=0.021/dp0.3=0.021/0.3470.3=0.0288</p><p> 吸水管:λx=0.021/dx0.3=0.021/0.3840.3=0.0280</p><p> 2)計算局部阻力損失系數(shù)</p><p> 對于
90、吸、排水管的局部管件分別為:</p><p><b> 表4-1</b></p><p> 由上表可知:∑ξp=1.236+0.206+0.138+1.5+0.52+0.5+1.7=5.80</p><p><b> 表4-2</b></p><p> 由上表可知:∑ξx=3+0.206+0
91、.1=3.306</p><p> ∴排水管局部損失的當(dāng)量長度</p><p> ldp=(∑ξp+1)/λp*dp=(5.80+1)/0.0288*0.347=82(m)</p><p> 吸水管局部損失的當(dāng)量管長</p><p> ldx=(∑ξx/λx)*dx=(3.306/0.0280)*0.384=45(m)</p&g
92、t;<p> 3)計算管路阻力損失系數(shù):</p><p> 利用文獻(xiàn)[3]中公式2-57計算阻力系數(shù):</p><p> RT =8/π2g[λx(lx+ldx)/dx5+λp(lp+ldp)/dp5]</p><p> =8/π2*9.807[0.0280*(8+45)/(0.384)5+0.0288(540+82)/(1.347)5]<
93、;/p><p> =356(s2/m5)</p><p> 4)管路特性方程式(新管)</p><p> H=HB+RTQ2=590+356*10-6Q2 其中:流量Q單位以(l/s)計。</p><p> 參照水泵的流量范圍,選取九個流量值,分別計算出和與六級泵相應(yīng)的六分之一揚程值,如下表所示。利用
94、得出數(shù)據(jù)可繪出特性曲線。</p><p><b> 表4-3</b></p><p> 4.2.5確定水泵運轉(zhuǎn)工況點</p><p> 分析本管路系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)在正常涌水期和最大涌水期內(nèi),水泵的工況點均相同,即為單臺泵與一條管路特性的交點。如上面圖線所示,可得相應(yīng)的工況點及工況參數(shù)。</p><p> 新管工況點為
95、K’,其相應(yīng)的工況參數(shù)有(單臺泵)</p><p> 流量:Qk’=128 l/s =128*3.6 =460.8m3/h</p><p> 揚程:Hk’=100.0*6=600(m)</p><p> 效率:ηk’=0.72=7.2%</p><p> 4.2.6排水設(shè)備驗算</p><p> 1)計算允許
96、吸水高度</p><p> Hx’=Hs-(10-Pa/9.8×103)+(0.24-Pn’/9.8×103)</p><p> -8/π2g[λx×lx/dx5+(∑ξx+1)/dx4]Q2</p><p> 式中:Hx’——實際條件下預(yù)計允許吸水高度;</p><p> Pa ——泵房大氣壓;<
97、/p><p> Hs ——預(yù)計工況時的允許吸上真空度;</p><p> Pn’——礦水溫度下的飽和蒸氣壓;</p><p> Dx,lx——吸水管內(nèi)徑和長度;</p><p> 其余符號意義見上面。Q為工況流量Q=0.128m3/s</p><p> 經(jīng)分析可?。篜a=9.8×104Pa Pn’=
98、0.235×104Pa 又自泵特性上查得Hs=5m,則相應(yīng)實際條件下的允許吸水高度。</p><p> Hx’=5-[10-(9.8×104/9.8×103)]+(0.24-0.235×104/9.8×103)-8/×9.807×[0.0280×8/(0.384)5+(3.306+1)/(0.384)4] ×(0.128)
99、2</p><p> =5-0+0-0.3=4.7m</p><p> 此值一般可以滿足要求。</p><p> 驗算排水時間(有舊管時按舊管計算):</p><p> 正常涌水期每天必須排水時間:</p><p> Tz=24×qz/n1×Qk=24×580/2×46
100、0.8=15.10(小時)</p><p> 最大涌水期每天必須排水時間:</p><p> Tmax=24×qmax/(n1+n2)×Qk=2×1200/4×460.8=15.63(小時)</p><p> 經(jīng)計算可知,無論正常涌水期和最大涌水期,每晝夜排水時間均不超過20小時,符合《規(guī)程》規(guī)定。</p>
101、<p><b> 驗算電機(jī)容量</b></p><p> 根據(jù)對應(yīng)的工況參數(shù)可計算出電機(jī)必須的容量為:</p><p> Nd=K×(gQkHk/1000×3600×k×c)</p><p> ?。?.1×(1040×9.807×460.8×600
102、/1000×3600×0.72×0.98)</p><p><b> =1221(kw)</b></p><p> 式中:K——富裕系數(shù),當(dāng)Qk﹥300m3/h時K=1.1</p><p> ——礦水密度,=1040Kg/ m3</p><p> c——傳動效率,c=0.98<
103、/p><p> 由上可知,泵配套電動機(jī)型號可選為JKZ-1250(6KV)</p><p> 專題部分:電機(jī)車的氣制動設(shè)計與計算</p><p><b> 1 概述</b></p><p> 1.1電機(jī)車在井下運輸?shù)膬?yōu)點</p><p> 礦用電機(jī)車在井下巷道運輸中得到廣泛應(yīng)用,它有下列一些
104、優(yōu)點:</p><p> 1、牽引力大。機(jī)車采用直流串激牽引電動機(jī),該電機(jī)特性能使機(jī)車獲得較大的牽引力。</p><p> 2、維護(hù)費用小。電機(jī)車運行速度較高,最高可達(dá)26km/h.而且只用司機(jī)一人操作就可以,所需輔助人員少,維護(hù)簡單,動力消耗不大。</p><p> 3、可改善勞動條件。電機(jī)車運行不受氣候的影響,由于采用電力拖動,不會產(chǎn)生廢氣,避免了空氣污染
105、,大大改善了勞動條件,保證了井下工人的安全。</p><p> 1.2電機(jī)車在實際使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題及改裝的必要性</p><p> 我礦于2002-2004年先后購進(jìn)6臺常州電機(jī)車廠生產(chǎn)的ZK7-6/550電機(jī)車。該種型號的電機(jī)車由于沒有氣動裝置,在井下實際運行情況不盡如人意。首先,井下潮濕使軌道上結(jié)滿了露水,也使得電機(jī)車的砂箱中的砂石潮濕,電機(jī)車的手動撒砂裝置經(jīng)常失效,原因就是潮
106、濕的砂石在撒砂裝置底部結(jié)塊堵塞了撒砂口。從而為了使電機(jī)車啟動運行必須采取人工撒砂,加大了工人的勞動強(qiáng)度,也給安全生產(chǎn)帶來了隱患。其次,就是電機(jī)車的制動.該型號的電機(jī)車配備有電氣和機(jī)械制動裝置,電氣制動只能把電機(jī)車的速度降下來,并不能完全把機(jī)車停下來,只有依靠機(jī)械制動。而機(jī)械制動是手動的,是靠轉(zhuǎn)動手輪來實現(xiàn)制動的,從而在緊急事件發(fā)生時留下了安全隱患。在全礦的標(biāo)準(zhǔn)化工作中,該種型號電機(jī)車已經(jīng)不能達(dá)標(biāo),擺在眼前只有兩條路,一就是將車報廢,購買
107、新車,但對剛剛投入生產(chǎn)沒幾年的電機(jī)車實施報廢,對企業(yè)來講這可是不小的損失.二就是對電機(jī)車實施改進(jìn),加裝氣動裝置來,減小司機(jī)的勞動強(qiáng)度,制動靈敏準(zhǔn)確;減少操作空行程距離、增強(qiáng)制動的安全可靠性。使該種型號的電機(jī)車符合標(biāo)準(zhǔn)化的要求。</p><p> 1.3電機(jī)車的基本結(jié)構(gòu)</p><p> 架線式電機(jī)車的基本結(jié)構(gòu)是由機(jī)械部分和電氣部分組成。其機(jī)械部分包括:車架、輪對、軸承與軸承箱、彈簧托架
108、、齒輪傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、撤砂裝置、緩沖連接裝置等。電氣部分包括:牽引電動機(jī)、控制器、集電弓、電阻箱、照明裝置等。</p><p> 圖1-1 架線式電機(jī)車的基本結(jié)構(gòu)</p><p> 1、車架;2、軸承箱;3、輪對;4、制動手輪;5、砂箱;6、牽引電動機(jī);7、控制器;8、自動開關(guān);9、啟動電阻器;10、集電弓;11、車燈;12、緩沖器及聯(lián)接器</p><p>
109、 1.4空氣系統(tǒng)概述及工作原理</p><p> 1.4.1空氣系統(tǒng)概述</p><p> 空氣系統(tǒng)供機(jī)車運行中施行空氣制動及撒砂鳴笛時使用。壓縮空氣的工作壓力調(diào)整為0.5~0.65MPa。本系統(tǒng)由下列部件組成:空氣壓縮機(jī),風(fēng)缸,氣壓調(diào)節(jié)器,安全閥,止回閥,制動閥,制動氣缸,油水分離器,截斷塞門。</p><p> 1)空氣壓縮機(jī),由一臺串激式電動機(jī)通過聯(lián)軸
110、節(jié)直接帶動,給空氣系統(tǒng)提供壓縮空氣。</p><p> 2)風(fēng)缸,再機(jī)車中部裝有一只儲存壓力空氣用的風(fēng)缸,風(fēng)缸底部備有排污閥。</p><p> 3)氣壓調(diào)節(jié)器,系統(tǒng)中采用氣壓調(diào)節(jié)器,當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力小于0.5MPa時,它可自動閉合空壓機(jī)電機(jī),使空氣壓縮機(jī)開始工作;當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)空氣壓力為0.65MPa時,氣壓調(diào)節(jié)器便自動斷開空壓機(jī)電機(jī),使空氣壓縮機(jī)停止工作。</p><p&
111、gt; 4)安全閥,裝置安全閥是為了進(jìn)一步保證空氣系統(tǒng)的安全,其排放壓力調(diào)整為0.8MPa。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力超過此值時,壓縮空氣可通過安全閥排入大氣。</p><p> 5)止回閥,止回閥安裝于空壓機(jī)出口處,用于防止風(fēng)缸內(nèi)的壓力空氣向空氣壓縮機(jī)內(nèi)反饋。</p><p> 6)制動閥,用于控制壓縮空氣進(jìn)入制動風(fēng)缸的風(fēng)量,司機(jī)用腳來操縱此閥。當(dāng)司機(jī)用腳踩下踏板時,制動閥動作,使壓縮空氣進(jìn)入
112、制動缸,對機(jī)車施行制動,當(dāng)腳松開踏板后,則制動自動緩解。</p><p> 7)制動閘缸,制動閘缸由缸體、缸蓋、活塞、脾丸、勾貝桿、緩解彈簧等主要零件組成。當(dāng)壓力空氣進(jìn)入閘缸后,即可產(chǎn)生足夠的制動原力。制動閥緩解后,閘缸內(nèi)的緩解彈簧推動活塞回到初始位置,閘瓦與輪緣脫離接觸,則制動緩解。</p><p> 8)油水分離器,空氣壓縮機(jī)在工作過程中會產(chǎn)生油微粒,經(jīng)過油水分離器可將其過濾掉。經(jīng)
113、常旋開其下部塞子,即可排放積聚的油和水。</p><p> 9)截斷塞門,截斷塞門用作連通或截斷氣路,以方便維修。</p><p><b> 1.4.2工作原理</b></p><p> 氣壓縮機(jī),使空氣從過濾器吸入壓縮機(jī),經(jīng)加壓后通過逆止閥進(jìn)入主風(fēng)包。當(dāng)主風(fēng)包內(nèi)壓氣的壓力達(dá)到規(guī)定的最大工作值時,壓力控制就自動切斷壓縮機(jī)電動機(jī)電源;當(dāng)主風(fēng)
114、包壓力降到一定值時,壓力控制器就會重新接通電動機(jī)的電源,使主風(fēng)包的壓力又上升到最大工作值又切斷電源,如此反復(fù)進(jìn)行,使機(jī)車壓縮空氣系統(tǒng)始終保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。主風(fēng)包裝有安全閥,當(dāng)壓力超限時會自動排放氣體。壓縮空氣從主風(fēng)包通過管道達(dá)到司機(jī)室的控制閥。實施制動時,司機(jī)將控制閥(或腳踏板)推向制動位置,使壓縮空氣從排氣管瀉往大氣。這一動作特使主風(fēng)管和分支管路內(nèi)的氣壓下降,于是三通閥便將制動缸與輔助風(fēng)包連通,使來自輔助風(fēng)包的空氣進(jìn)入制動缸,從而推
115、動制動間瓦對輪對實施制動。</p><p> 制動缸內(nèi)的壓力以及施加于制動閘瓦的壓力,均取決于將控制閥手柄(或腳踏板)保持公制動位置的時間。如在緊急情況下立即制動時,司機(jī)可將制動閥手柄(或踏板)推向打開位置,以使壓縮空氣立即從主風(fēng)管排往大氣。三通閥對主風(fēng)管中的氣壓驟然降低會立即作出反應(yīng),使壓縮空氣迅速進(jìn)入制動缸,推動制動閘瓦對輪對制動,使電機(jī)車迅速停止運行。</p><p> 需要緩解
116、時,司機(jī)將控制閥拉到緩解位置,壓縮空氣便從左風(fēng)包流經(jīng)主風(fēng)管,到達(dá)制動系統(tǒng)所有的分支管路,便自動觸通=通閥,使輔助風(fēng)能從三通閥充氣,三通閥在此位置上可斷開制動缸和壓力風(fēng)管的連接,制動間瓦在制動缸無壓力的情況下,由彈簧作用使其恢復(fù)原來的位置,此時制動緩解,機(jī)車便可以開動。</p><p> 為了增加電機(jī)車的車輪與鋼軌之間的粘著系數(shù),提高機(jī)車的牽引力和制動力,需要往軌面上撤砂。</p><p>
117、; 1.4.3壓縮空氣電機(jī)回路</p><p> 如圖:當(dāng)合上該回路總開關(guān)ZK時,電網(wǎng)經(jīng)ZK、R、壓力繼電器QJ、D到地,電機(jī)M回路接通,電機(jī)開始啟動空氣壓縮機(jī),產(chǎn)生壓縮空氣。當(dāng)氣壓達(dá)到某一定值時,QJ動作,使觸點斷開,電機(jī)D停止工作。</p><p> 2 空氣制動的設(shè)計與計算</p><p> 2.1計算電機(jī)車整車的閘瓦最大總壓力Nmax</p&g
118、t;<p><b> 撒砂時:</b></p><p> Nmax≤1000Pzgψ/φ</p><p> ≤1000×7×9.8×0.17÷0.2</p><p><b> ≤58310N</b></p><p> 式中:Pz—為整臺
119、電機(jī)車的制動質(zhì)量,t;</p><p> g—為重力加速度,取9.8m/s2;</p><p> ψ—為制動狀態(tài)的粘著系數(shù),查表得知,制動(撒砂)取0.17,制動(不撒砂)取0.09;</p><p> φ—為制動閘瓦與輪緣間的滑動摩擦因數(shù),對于鑄鐵閘瓦。一般可取為0.18~0.20,這里取0.20。</p><p> 如果閘瓦的壓力
120、繼續(xù)增加,即把車輪抱死,則制動車輪輪緣將沿軌面向前滑動。這時,制動力約減少一半,制動減速度大大降低,制動距離卻增大了。</p><p> 2.2制動氣缸的工作推力</p><p> 設(shè)計氣缸行程為160mm,制動氣缸的個數(shù)為2個,各帶動2只閘瓦,閘瓦的工作壓力等于兩個閘瓦的壓力,應(yīng)小于等于29155N。</p><p><b> N2=</b&
121、gt;</p><p><b> N2=</b></p><p> N2=3101.6N</p><p> 式中:N1—閘瓦上的壓力,N;</p><p> N2—制動缸上的推力,N;</p><p> B—為制動機(jī)構(gòu)的制動倍率(由電機(jī)車說明書查得,為9.4)</p>&l
122、t;p> 所以制動缸上的推力應(yīng)小于等于3101.6N</p><p> 2.3計算及選擇氣缸直徑</p><p> 設(shè)計選用單作用氣缸,安裝方式為固定軸向耳座式,設(shè)計氣缸的工作壓力為0.5~0.65MPa,氣缸行程為160mm, 活塞的平均速度為0.2m/s,彈簧的預(yù)壓縮量為160mm,最大工作負(fù)荷為3101.6N,</p><p> 查《機(jī)械設(shè)計手冊
123、》:</p><p> 1)計算工作極限負(fù)荷,最小工作負(fù)荷,彈簧剛度</p><p> 工作極限負(fù)荷由《機(jī)械設(shè)計手冊》中查得</p><p><b> Pl=1.25Pn</b></p><p> 得Pl=1.25×3101.6=3877N</p><p> 最小工作負(fù)荷,由《
124、機(jī)械設(shè)計手冊》中查得</p><p><b> 根據(jù)P1=()Pl</b></p><p><b> 得 P1= Pl</b></p><p> P1=×3877=1292N</p><p> 彈簧剛度由《機(jī)械設(shè)計手冊》中查得</p><p><b&g
125、t; C=</b></p><p><b> 得C=</b></p><p> = 11310N/m</p><p> 式中:C—彈簧剛度,N/m</p><p> Pn—最大工作負(fù)荷,N;</p><p> P1—最小工作負(fù)荷,N;</p><p>
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