EBJ-75型掘进机行走功率的合理确定

 

1　行走机构在各种工作状态下最大行走阻力和最大行走功率的确定
1.1　行走阻力的确定
1.1.1　掘进机在平巷行走时的行走阻力R

R=G^.f

式中　G—掘进机总重量，G=250 000 N
　　f—滚动阻力系数
　　对煤底板为0.08～0.10
　　对铺有碎石子的地面为0.06～0.07
　　取f=0.1
　　代入参数得
　　R=250 000×0.1
　　=25 000 N
1.1.2　掘进机在爬坡时行走阻力R_θ
　　EBJ-75型掘进机设计适应坡度为±16°，在这取其爬16°坡时的行走阻力R_θ
　　R_θ=G^.f^.cos?G^.sinθ
　　代入参数得
　　R_θ=250 000×0.1×cos16°+250 000×sin16°
　　=92 941 N
1.1.3　掘进机在平巷时的转向阻力F
　　由已知在确定EBJ-75型掘进机重心位置时，假设没有横向偏心，而且又假设截割臂是置于中间位置，两履带载荷是相同的。
　　由于掘进机两侧两条履带是单独驱动的，因此 掘进机转向有两种方式：一种是一侧履带驱动而另一侧履带制动；另一种是两侧履带同时驱动，但驱动方向相反。若采用前一种方式转向，由于制动的一侧履带对底板的摩擦阻力太大，等于用履带板去刮削底板，造成另一侧履带过大超载。因此通常采用后一种方式转向，形成原地转，其转向力矩Mr将在两侧履带形成同样的牵引力F_r，其牵引力F_r大小相等，方向相反，而反映在行走电机或马达所需的总容量上将为F_r的二倍。

              
中　M_r—转向力矩
　　　B—两履带中心距，B=118 cm
　　　L—履带接地长度，L=250 cm
　　　n—掘进机重心纵向偏心距，n=0.3 cm
　　　μ—转向阻力系数
　　对褐煤底板为0.6
　　对有石子的地面为0.8～0.9
　　对砂、页岩底板为0.96
　　取μ=0.85
　　代入参数得

           
1.1.4　掘进机在爬16°坡转向阻力F_rθ
　　F_rθ=112 551×cos16°
　　=108 191 N
1.1.5　掘进机采用后一种转向时，反映在求功率的力
　　掘进机在平巷行走和转向时合成阻力F₁
　　F₁=R+2F_r
　　代入参数得
　　F₁=25 000+2×112 551
　　=250 102 N
　　掘进机在爬16°坡转向时合成阻力F₂
　　F₂=G^.f^.cosθ+2F_rθ
　　代入参数得
　　F₂=250 000×0.1×cos16°+2×108 191
　　=240 414 N
　　掘进机在任何作业情况下，都不可能既转向、掉头同时又钻进进给，就是说掘进机转向，行走阻力F_r(或F_rθ)与截割头钻进时的工作阻力F_e不能同时发生，计算功率时应取其最大值。
　　(1)掘进机在爬16°坡截割头钻进时行走阻力F₃
　　　　　F₃=R_θ+F_e
式中　F_e—截割头钻进时的工作阻力，
　　　F_e=100 000 N
　　　F₃=92 941+100 000
　　=192 941 N
　　(2)掘进机在水平巷截割头钻进时行走阻力F₄
　　F₄=R+F_e
　　=25 000+100 000
　　=125 000 N
1.2　行走功率的确定

                
式中　F　—行走机构最大阻力，N
　　　V—行走机构工作速度，V=3.8 m/min
　　　η₁—行走减速箱的效率，η₁=0.95
　　　η₂—履带传动效率，η₂=0.85
　　行走机构最大阻力F的确定：
　　经过前面讨论掘进机在各种工作状态下的最大行走阻力，经过比较得知F₁为最大，因此掘进机最大行走功率也由此力来确定：
　　F=F₁=250 102 N
　　代入参数得

          
2　结论
　　EBJ-75型掘进机行走机构的驱动功率应按上述计算结果19.62 kW来选配电动机或马达^［1］。
　　由于该厂是生产掘进机的主要厂家，品种比较多，为使新产品遵循“三化”的原则，EBJ-75型掘进机行走机构的驱动，选为与S100型掘进机行走机构驱动相同的斜盘式液压马达来驱动，其功率为2×17 kW。
　　通过该掘进机截割“人工假煤壁”及掘进机在井下工业性试验证明，掘进机行走机构功率的选择是合理的。

作者简介：徐成富(1950-)，男，黑龙江佳木斯人，工程师，现在佳木斯煤机厂工艺处从事技术工作。

作者单位:徐成富　刘兆权　佳木斯煤矿机械厂 工艺处，黑龙江 佳木斯 154002； 李树奎　黑龙江省煤炭工业学校，黑龙江 哈尔滨 150036

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