人造煤壁.pdf

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1、S MJ-I O 0 采煤机截割人造煤壁试验与分析 山 东煤 研 所倪 廷 伦 S MJ l 0 O 型采煤 机是一种适用于0 6 1 0 m的极薄煤层双滚筒无链牵引 爬 底 板采煤机。第一台样 机于l 9 8 7 年1 1 月在西 安煤矿机 械厂 顺利通过 出厂 试验后，于 同 年 l 2 月运 刘上 海，在 国家采煤 机测试 中心 成功地进行了截割人造煤壁试验。煤炭部 于 1 9 8 7 年 1 2 月2 6 2 7 B在上 海 召开了评议 会，对该采煤机的设计、制造质量给予较 好 的评价。过去 由于受 试验条 件的 限制 国内很 少对新研制的采煤机进行截割人造煤壁试 验，S M J I

2、O O 型采煤机是 在上 海国 家采 煤 机测试 中心进 行截割人 造煤壁的第 三种 机 型。这 次试验不 仅对于SM J-：1 O 0 望采 煤 机的整 机性 能参 数进 行 了定量分 析，而 且也 为今 后研 制新型采煤 机确定主 电 机 功率、牵引力、最佳牵引速度和截割参数提 供了有参考价 值试验数据，现将 该采煤机 截割人造煤壁试验情况筒要介绍分析。一、试验 条件 人 造煤 壁建 造在 上海国家采煤 机铡试 中心整 机试 验室大厅 的东半部，长3 5 m，宽4 2 n l，高0 9 1 2 n l，人 造煤 壁 由 煤 和 水泥混 合而 成，由于条件所 限，面法 模拟 煤 层的层哩 和

3、 节理，胃按含煤量 多少建 造成两 种不 同硬度的 煤壁，比较教 的一段，其抗压强度 为I 1 MP a,较硬的一段，其抗 压 强度 为2 0 4 Mp a o 醇l S MJ l o 0 型采煤机地面整机试跬亟塑墨 垦 位工程台帐 且钕到技术管理与计划统计 要 统一，_ 并做 好工程技术 材料档鬃 的建立 与 管理工作 8 矿 建工程受诸 多不 可见 客观 因素 的 影响，工程设计 变更较多。因此竣 工 图较施 工 图变化 较大，移交时，竣 工图可根据 变 2 4 化太小，采取三种形式：原设计施工 的工程，可在施 工图上 加 印单位工程竣工 图章，小部分变 更的工程，在施工 图上 作 出相应

4、修改后，标 出设 计变更 文件编 号，加 印竣工 图章，范 围较大 的变更，应另 出单位工程竣 工图。维普资讯 http:/ 采煤 机的滚筒截深0 8 m，直径0 7 m，转速 为1 2 3 r mf n o 采煤机地面整 机试 验平 面布置见图 l。=、鼍试系缝 主要 对采煤主 电机功率、牵 引力、牵 引速度和词高调斜油缸压力等参数进行随 机测试，其铡试 系统 见图2 o 图2 S M J l 0 O 型采煤机截 割人 造 蝶 壁 测试 系统 三、试验 结果分 折 这次试验是按照煤炭部部颁标准 MT 8 l 一8 4 滚筒采煤机型式试验规范 第2 章的要 求进 行 的 由于试验 内容较 多，

5、重 点对整机截割人造煤壁试验测录 进 行 分 析。(一)整 机空载牵 引试验 主要 是牵 引速 度与主 电动 机动率和 牵 引力 的关 系。其测录 的数据见 裹 1，其速度 一功率曲线和速度牵引力曲线分剐见图 3 的曲线和曲线。从表 1 和图3 的 曲线 可见，采煤 机空筑 牵 引时，随着牵 引速 度的增 加，电机功率 和牵 引力均略有增加，变化不大。当牵 引 表1 测试项目 单位 数 据 j 、一 一 T一1一 I I l 牵 I 逮度 m mj n 0 6 2 4 I 2 3 3 4 4 1 5 8 l I j I 电机功率J k W Il 7 1 7 I 1 8 4 2 l 2 1 8

6、6 牵 0：力 k N i2 6 l2 9 l 3 3 i i I I 速度达蓟采煤机的最大设计值对(4 m mi n，电机功率 为2 i 8 6 w，造 部 分 功率主要是 用于 克服一个截割酃4 级 传 动 的摩 擦阻力(园空载 牵 g I 时有一个 滚筒空 转)，其次用 于克 服牵 引阻力，当牵 引速 度 达到最大设计值 对，牵 引力 为 3 3 k N，这一结果说明该采煤机的空载牵引阻力只 有3 3 k N 左右，而设计牵 引力 最 大 为1 9 6 k N。这就是说，当采煤机截煤时，还有 1 0 3 k N的 牵 引力 用于克 服截割阻 力 及 卣 截割 阻力产 生的其 它附加阻力。

7、(二)整机 截割“敬 煤壁”试验 人造 煤壁前半 部分(约2 4 m宽)，其抗 压强度 为1 I M P a，共截 割三刀，测录 数 据见 表2。速 度一 功率、速度 一牵 g I 力 和速度一 比能耗变化曲线分别见图 3的曲 线、曲线和曲线。从表2 和图3 的曲线 可见，采媒机在截 割 软煤壁 时，随着牵引速度的增加，电机功率和牵 引力也 相应 增加，其 中功率 增加的幅度较大。牵引速度在2 m mi n 左 右电机功率发挥正常，牵 引 速 度 达到 8 m mi n 以后电机过负荷，当迭到 额 定 牵引速度4 m mi n 时电机超载4 o 以上，邀说 明该采媒 机在 截割软煤 1 1 M

8、 p a以 下 时，牵引速度控制在2 m mi n 左右 是 合 理的 至于牵g I 速度超过3 m mi n后 电 机过负荷的原因，主要是受滚筒装煤能力 的 限制。根据 计算结果 表明：该采煤 机的 维普资讯 http:/ 表2 测 试 项 目 单 位 数 据 牵 引速度 m ml n 0 8 3 1 I 1 j 2 0 2 3 3 0 4 0 0 电机功率 k W 6 4 2 6 6 8 I 5 8 2 8 5 1 l 0 2 2 l 4 2 8 6 牵引力 k N 5 0 5 3 5 8 6 l 6 9 比 能 耗：k W h t 1 6 4 1 3 0 0 8 7 0 7 2 0 7

9、4 试验 滚筒直径只有0 7 m，因受装煤 能 力 的制约，牵引速度只能限制在3 m iT i n 以下。比能 耗的变化 却随着 牵 引速度 的增 加 而趋于减小，呈近似双曲线的关系。当牵 引速度超过2 mml n 后，曲线趋于平缓，牵引速度选到4 mmi n A后呈增加趋势。也就是说，牵引速度在2 4 m iT i n 之间 比能耗 最低。圉3 采煤机不 同工况下 牵 引连度 与功 率、牵 引力、比 能耗的关 系曲线 图3 中：线，空载时牵引速度与电机功率的关系 人造煤壁抗压强度为l 1 MP a 时，牵 曲 线，空载 时牵 引速度与 牵 引力 的关 系 曲 26 引速度与 电机功率 的关

10、系曲线，人造煤壁抗压 强度 为1 1 MP a 时，牵 维普资讯 http:/ 引速度 与牵 引力的关 系 曲线 J 人造煤壁抗压强度为l 1 MP a 时，牵 引速度与 比能 耗的关系 曲线 人造煤 壁抗压 强度 为2 0 4 MPa 时，牵 引速 度与 电 机功率 的 关系 喵线，人造煤壁抗压强度为2 0 4 IV l P a 时，牵引速度与牵引力的关系 衄钱 人造煤壁抗压 强度 为2 0 4 M P a 刚，牵引速度与 比能耗的关系 曲线(三)整机截割。硬煤壁 试 验 人 造煤壁 的后半部 分(约1 8 1 1 1 宽)，其 抗压强度 为2 0 4 MP a，共 截割 两 刀，弱 录数据

11、见表3。速度一功率、速度 一 牵 引 力和速度一 比能耗 变化 衄线分别见 图 3的 衄线、曲线和曲线。襄3、测 试 项目 f 单 位f 数 据 牵 引 速 度 m m i n 1 0 7 0 j i o 8 2 o 0 I 3 1 完 4 o 4 三 j：4：。4 j s85：6。7 j s0：70。5。；1-：-：vkN 81 J1 9 1 2：i 牵 引 力!l 84 I 84：90 l i 2。0虮 9o 从表3 和图3 的 略线 可清楚 地看到：采 媒机在截割 硬煤壁”时，随着牵引速度 的增加，其 电动机功率、牵 引力和 比能耗 的 变化规律 与采 煤机截割 软煤壁”时基 本一致。只

12、是电机超负荷的幅度大一点，因而采煤机的牵 引速度应控制在 2 m m i n 以下才 比较台理。总之，通 过对 以上 试验数据 的整理分 析，可得出 以下几点结 沧：1 该采煤机主电机功率为l O O k W，功 率偷低。在截割软煤时(1 1 MP a 以下)，其牵 引速度应控 制在3 mmi n 以下为宜，在截 割中硬煤时(2 0 MP a 以下)，其牵引速度应 控制在2 m rai n 左右，从现场管理和实 际 操 作的角度看，能够满足需要，只是达到设 计 牵 引速度值存在 超负荷 问题。分 析表明：该 采煤机在设计 中采 用在 主 电机 定于绕 阻中埋设 过敏 电阻和 在液压 系统中采用

13、电液担功率 自动调速系统，对 主电机实 现超 载保 护是必要的。2 该 采煤 机的最 大牵 引力设 计 为1 9 6 k N，在截割人造煤壁的条件 下 仍 有 9 8 k N以上 的裕度。分析表明：空载牵引阻力只 有 8 3 k N 左右I在截割 软煤壁”1 1 MP a 以下的条 件下，有效截 割阻力 只有3 9 k N左 右 在 截割 硬煤壁 2 0 MP a 以下的条件下，有 效截割 阻力只有 5 8 k N左 右。3 比能 耗的 变化规律 表明：牵引速度 越 低，比能耗 越高。比能 耗趋于平缓是 从 2 m mi n 开始的，当牵 I 速度达 到 4 m rai n以后，比能耗有上 升的趋势。该采煤 机的最佳牵引速度在2 4 m mi n 之间，设计 中规 定工作 牵 引速度 为0 4 I T I rai n 是 台理的。，2 维普资讯 http:/