浅谈采煤机工作机构的驱动方式.pdf

生箜 塑 煤 矿 机 械 5 文章编号 1 0 0 3 ． o 7 9 4 2 c x 2 o 9 ． 0 0 0 5 ． 0 2 浅 谈 采 煤 相 工 作 相 构 的 驱 动 方 式 刘伟忠 ，贾颖斌 。高福礼0 1 ． 鸡 西煤 矿 机械 有 限公 司 ，黑 龙江 鸡西 1 5 8 1 0 0 ；2 ． 铁 法 矿务 局 大 明二矿 ，辽 宁 铁法 1 1 2 0 0 0 3． 鸡西 发 电厂 多经 公 司 ，黑 龙 江 鸡 西 1 5 8 1 0 0 摘要 分析 了采煤机 工作 机构 的 3种驱动方 式 ， 并对 它们 的优 缺点进行分析 比较 。 关键词 采煤机 ；工作机构 ；驱动方 式 中图号 T D 4 2 文献标识 码 A 1 问题 提出 采煤机可 能达到的生产率是 技术水平高低 的主 要指标 ， 它取决 于有效驱动 功率 、 工作 机构的完善程 度 、 传动减速器 的效 率和 除工 作 机构 以外 其他 部 分 消耗的功率等 。因此 ， 选 择采 煤 机工 作 机构 的驱 动 方式是 一个非常关键 的问题 。 2问题 探 讨 采 煤 机工作 机构 的驱 动方 式有 几种 ， 每 种驱 动 方式各有 其优缺点 ， 现讨论如 下。 1 两 台电动机分 别驱动 这种驱动方式通 常用在工作机构 复杂的采煤机 上 ， 每 台电动机 驱 动一 个或 一组 工作 机 构。从设 计 的角度看 ， 这是 最好 的一种 驱 动方式 。 因为采煤 机 的传 动零 件和承载零 件只要根据一 台电动机的最大 静扭矩 ～ 和 由电 动机 转子 的 飞 轮转 矩 决定 的动 扭矩 d 进行设计 。这时 ， 计算扭矩 Mj l 一 d 1 但是 ， 从有效 利用装机功率 的角度看 ， 这是 最差 的一种驱动方式 。 因为 ， 驱动 各组 工作 机构 的 电动 机 ， 负载很不平衡 ， 而负载最重的 电动机是 限制载荷 提高的元件 。 通过理 论 研究和 实践证 明 。 在正 常的工作 条件 下 ， 双 螺旋 滚 筒 采 煤 机 中 ， 驱 动 超 前 滚 筒 的 电动 机 的 负载 要 比驱 动 后 随 滚 筒 的 电 动 机 的 负 载 大 得 多 。这 是 因 为超 前 滚 筒 的 工 作 条 件 较 为 不 利 ， 且 后 随 滚 筒 往往 只 回采 剩 余 的小 部 分 煤 。装 煤 工 作 主 要 由后 随 滚筒承担 ， 但 装 煤 消 耗 的能 量 少 ， 不 需 消耗 很 多 功 率 。在 这种 情况下 ， 提 高牵 引速 度会使 负载 重 的 电 机崩溃 ， 而另一 台 电动机 常 常还远 没有满 载 。两台 电动机的负载可 能 相差 悬殊 达 l 5 ， 这 就 降低 了有 效驱 动功率。有效驱动功率 N 2 K N 2 式 中 考虑有用 功率 的系数。 计算 和生 产条件 下测 量功率 的结果 表 明 ， 采 用 两 台电动机分别驱动的方式 时 ， K0 ． 6一1 ． 0， 即有 效驱动功率 只有装机功率 的 6 0 ％ 1 0 0 ％ ，平 均 为 备运行状 况和工艺过程 。同时本系统还 实现了选煤 厂和井下带式输送 机运输线 监控系统实 时信息 的网 上共享 ， 在矿 或局 集 团公 司 I n t r a n e t 上 可 以实时 监 视选煤 厂生 产状况和井下带 式输送机运输线 的运行 情况和工艺参 数。本 系统 已在大 隆煤矿得到很好 地 应用 ． 并取得满意 的效 果。 参 考文 献 [ 1 ] 阳宪惠． 现场总线 技术 及其应用 [ M] ． 北京 清华大学 出版 社， 1 9 9 2． [ 2 ] 孟凡芹． 井下胶带输送机运输线网络监控系统及关键技术研究 [ D ] ． 中国矿业大学博士论文． [ 3 ] 孙宏桥， 谢剑英． 现场总线模型及其标准化问题 [ J ] ． 世界仪表与 自动 化 ， 1 9 9 8． 1 2 35． 作者简 介 瞢云峰 1 9 7 9一 ． 安 徽淮北人 ， 现 在 中国 矿业 大学 信 电学 院攻读 硕士学 位 ， 专业 为通信 与信息 系统 。 收 稿 日期 2 0 0 2 ． 0 6 - 1 0 The i nt e r c 0 n ne c t i 0 n b e t we e n da t a n e t wo r k s a nd c o n t r o l n e t wo r ks ba s e d o n fie l d bu s CAO Yu n - f e n g ，W ANG Ya o - c a i ，M ENG F a n q i n，W ANG J u n - we i f C o m m, m i e a t i o n E l e c t r o n i c E n g i n e e ri n g C o l l e g e o f C h i n a U n i v e r s i t y o f Mi mn g a n d T e c h n o l o g y ，X u z h o u 2 2 1 0 0 8 C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r t a l k s a b o u t e n t e r p r i s e c o n t r o l n e t w o r k s mo d e l b a u s e i O i l fi e l d b u s a n d i mp e lme n t o f i n t e r c o n n e e t i o n t e c h n o l o g y be t we e n e n t e rp r i s e c o n t r o l ne tw o r k s a n d d a t a n e tw o r ks ， a n d i mp l e me nt s t h e i n t e r c o n n e c t i o n b e t wee n c o a l g r o u p d a ta ne t wo r k s a n d p r o d u ct i o n mo n i t o rin g an d c o n t r o l i n g s y s t e m f o r c o a l p r e p a r i n g pl an t ，t h e n e tw o r k s y s t e m o f mo ni t o rin g c o s l mi l l e c o nv e y -be l t t r a n s p o r t l i n e． Ke y wo r d fi e l d b U S ；c o n t r o l n e two r k mo d e l ；i n t e r c o r me c t i o n 维普资讯 鱼 煤 矿 机 械 2 0 0 2年第 9期 8 0 ％。确定采煤 机功率时应 考虑这 一情况 。 2 2台电动机联 合驱动 两台 电动机联合 驱动时 ， 可 以进行功率 再分配。 在 这种情况下 ， 系数 仅 取决于 2台 电动机扭 矩特 性 的差 异 ， 这 种 差 异 可 达 2 0 ％ 。 在 这 种 极 端 不 利 情 况 下 ， 一 台 电 动 机 满 载 时 ， 另 一 台 电 动 机 至 少 负 载 8 O ％ ， 因而 K0． 9～1 ． O 。 联 合驱 动的 优点是 当一台 电动机 发生故 障 时 ， 采煤机 尚可利 用另一 台电动 机 工作 ， 而 当采 煤载 荷 较轻时也可只装 一 台 电动机 ， 以减 小采 煤机 的长 度 和重量 ， 大大提高工 作的灵 活性 。 这种驱动方式 的缺点是 作用在采煤机零 件上的 扭矩要加大一倍 迂2 d 3 与 用相 同功率 的 电动机 分别驱 动 的方式 比较 ， 在其余 条件相 同时 ， 联合 驱 动作 用在 采煤 机零 件 上 的载荷加大一倍 。 采用 限制扭 矩的传动 件 联轴器 可 以大大减小 载荷。应该根据 2台电动机负载 的不平衡 程度确定 限制扭矩的大 小 ， 当负载 比为 l 5时 ， 限制扭矩 M 4 M ／ 5 4 式 中 电动 机 的 额 定 扭 矩 。 这时 ， 设计 传动件强度 的计算扭矩 M迂M d 5 对采煤 机 而言 ， 电动机一 般取 最大 扭矩 与额定 扭 矩 的 比例 为 ～ M 2 ， 则 计 算 扭 矩 边7 ／ 5 d 6 也就是说 ， 有效 驱动功率保持 不变时 ， 和刚性联接的 情况相 比 ， 采 用限制 扭矩 的 传动 件可 减小 最大静 扭 矩 3 0 ％ ， 减小 动 扭 矩 5 0 ％。这 就 使 得 设 计 较 为 容 易 。 这样 ， 2台电动机的驱 动功率 就要 减小 ， 而使 采 煤机 的生 产率有 所 降低 。此外 ， 限制扭 矩传 动 件是 相 当复杂的元件 ， 使用和维护 要特别注意 。 3 用功率相 当的一台 电动 机驱动 这种驱动方式 可以最充分地利 用功率。因为有 效驱 动功率等 于装 机 功率 K1 。但是 制 造 功率 超过 2 0 0 k W 的 电动机 ， 并要在 6 6 0 V煤 矿 电网条件 下保 证 正 常 供 电是 很 困 难 的。煤 矿 电 压 提 高 到 l 1 4 0 V， 就可 以制 造功率达 3 0 0～3 5 0 k W 的电动机 ， 并 保证 正 常 供 电 。 但 是 ， 如 果 电 动 机 的 长 度 保 持 不 变 ， 功率加大 l 倍 ， 就 要 把高度 加大 3 0 ％ ～4 o ％， 转 子的飞轮转矩就要增 大 l ～2倍 ； 因而采煤 机零 件的 动载荷要增大很多 。在 减速器外形尺寸有 限制 的条 件下 ， 采煤机零 件很难 承受这样大的动 载荷。 电动机功率加大一倍后 的计 算扭矩 Mi 3 2 M 2～3 Md 7 研究证 明 ， 采煤机 工作时产生的扭矩很 大 ， 有时 超过 电动机的最大静扭矩几倍 。 动 扭 矩 的一 般 式 I d J ／ d t 8 式 中 d ／ d 转动质量 的角加 速度 ； ．， 转 动 质 量 的 当量 惯 性 矩 。 转动 质量 的惯性 矩转 换到 电动机 轴上 ， 可 以认 为约等于转 子惯性 矩的 1 ． 1 倍 。电动机技 术特 征中 通 常 要 注 明 飞轮 转 矩 的 大 小 。 转 子 惯 性 矩 与 转 子 飞 轮 转 矩 的 关 系 J G D ／ 4 g 9 转 动 质 量 的 总惯 性 矩 J1 ． 1 G D ／ 4 g 1 O 转动质 量的 角加 速度是变 量 ， 它与煤 的机 械性 质 、 煤层 中有无 硬夹层 及其 坚 硬度 、 传 动件 刚度 、 工 作 机构型式及截割参数等有关 。每个转动零件 的角 加 速度与工作机构角加速度 的差异也越大。而工作 机 构 的 角 加 速 度 也只 能 在 具 体 条 件 下 通 过 测 量 确 定 。 确定 动 扭 矩 的 精 确 值理 论 上是 很 困 难 的 。 3结 语 研究 表明 ， 现 代联合 采煤机工作时 ， 其传动件的 扭 矩 有 时 要 超 过 最 大 驱 动 扭 矩 1 ． 5～2 ． O倍 。 因而 ， 工作 机构突然制动时 ， 要 产生动扭矩 。可认 为 d 一 1 ． 5～2 ． O 。各 种 方 式 均 有 其 优 缺 点 。 因 此 ， 在选择驱动方式时 ， 要根据实 际而定 。 参 考文 献 [ 1 ] 陶驰 东． 联合采煤机设计与计算 [ M] ． 北京 煤 炭工业出版社． 1 9 8 5 作者 简介 刘伟 忠 1 9 7 2一 。 辽 宁辽 阳人 ． 工程 师 。 1 9 9 6年 毕业 于 黑龙 江矿业 学 院 。 现 从事采 煤机 设计工 作 。 收稿 日期 2 0 0 2 ． 0 5 ． 1 8 Ta l k i n g a b o ut dr i v e r’ S wa y O f s h e a r e r’ S wo r k o r g a n i z a t i o n L I UWe i - z h o 。 J I A Y i n g - b i n 2 。 G A O F u - i i ， 1 ． J i x j C o a l Mi n e Ma c h i n e r y L i mi t e d C o mp a n y ， J i x i 1 5 8 1 0 0 ， C l fi n a ； 2． T I 1 e T w i c e Da rni n g C o a l Mi n e o f T i e f a C o a l M i n e B u r e a u ， e f a l 1 2 0 0 0 ， C l fi n a ； 3 ． Va r i o u s Ma n a g e m e n t C o mp a n y o f J i x i P o w e r P I a n t ， J i x i 1 5 81 0 0， C l fi n a J Ab s t r a c t 1 1 1 i s pa p e r s y n o p s i s a n a l y z e s t hr e e ki n d s o f d r i v e r ’ S wa y o f s h e a r e r ’ S wo r k o r g a ni z a t i o n I an d c o mbi n e s t o t h e i r a d v an t a g e an d we a k n es s pr o c e e s an a l y s i s e o mp a ns o n Ke y wo r ds s h P_A I ／ e r ； wo r k o r g an i z a t i o n； d r i v e r S wa y 维普资讯