EBJ-75型掘進機行走功率的合理確定

 

1　行走機構在各種工作狀態下最大行走阻力和最大行走功率的確定
1.1　行走阻力的確定
1.1.1　掘進機在平巷行走時的行走阻力R

R=G^.f

式中　G—掘進機總重量，G=250 000 N
　　f—滾動阻力系數
　　對煤底板為0.08～0.10
　　對鋪有碎石子的地面為0.06～0.07
　　取f=0.1
　　代入參數得
　　R=250 000×0.1
　　=25 000 N
1.1.2　掘進機在爬坡時行走阻力R_θ
　　EBJ-75型掘進機設計適應坡度為±16°，在這取其爬16°坡時的行走阻力R_θ
　　R_θ=G^.f^.cos?G^.sinθ
　　代入參數得
　　R_θ=250 000×0.1×cos16°+250 000×sin16°
　　=92 941 N
1.1.3　掘進機在平巷時的轉向阻力F
　　由已知在確定EBJ-75型掘進機重心位置時，假設沒有橫向偏心，而且又假設截割臂是置于中間位置，兩履帶載荷是相同的。
　　由于掘進機兩側兩條履帶是單獨驅動的，因此 掘進機轉向有兩種方式：一種是一側履帶驅動而另一側履帶制動；另一種是兩側履帶同時驅動，但驅動方向相反。若采用前一種方式轉向，由于制動的一側履帶對底板的摩擦阻力太大，等于用履帶板去刮削底板，造成另一側履帶過大超載。因此通常采用后一種方式轉向，形成原地轉，其轉向力矩Mr將在兩側履帶形成同樣的牽引力F_r，其牽引力F_r大小相等，方向相反，而反映在行走電機或馬達所需的總容量上將為F_r的二倍。

              
中　M_r—轉向力矩
　　　B—兩履帶中心距，B=118 cm
　　　L—履帶接地長度，L=250 cm
　　　n—掘進機重心縱向偏心距，n=0.3 cm
　　　μ—轉向阻力系數
　　對褐煤底板為0.6
　　對有石子的地面為0.8～0.9
　　對砂、頁巖底板為0.96
　　取μ=0.85
　　代入參數得

           
1.1.4　掘進機在爬16°坡轉向阻力F_rθ
　　F_rθ=112 551×cos16°
　　=108 191 N
1.1.5　掘進機采用后一種轉向時，反映在求功率的力
　　掘進機在平巷行走和轉向時合成阻力F₁
　　F₁=R+2F_r
　　代入參數得
　　F₁=25 000+2×112 551
　　=250 102 N
　　掘進機在爬16°坡轉向時合成阻力F₂
　　F₂=G^.f^.cosθ+2F_rθ
　　代入參數得
　　F₂=250 000×0.1×cos16°+2×108 191
　　=240 414 N
　　掘進機在任何作業情況下，都不可能既轉向、掉頭同時又鉆進進給，就是說掘進機轉向，行走阻力F_r(或F_rθ)與截割頭鉆進時的工作阻力F_e不能同時發生，計算功率時應取其最大值。
　　(1)掘進機在爬16°坡截割頭鉆進時行走阻力F₃
　　　　　F₃=R_θ+F_e
式中　F_e—截割頭鉆進時的工作阻力，
　　　F_e=100 000 N
　　　F₃=92 941+100 000
　　=192 941 N
　　(2)掘進機在水平巷截割頭鉆進時行走阻力F₄
　　F₄=R+F_e
　　=25 000+100 000
　　=125 000 N
1.2　行走功率的確定

                
式中　F　—行走機構最大阻力，N
　　　V—行走機構工作速度，V=3.8 m/min
　　　η₁—行走減速箱的效率，η₁=0.95
　　　η₂—履帶傳動效率，η₂=0.85
　　行走機構最大阻力F的確定：
　　經過前面討論掘進機在各種工作狀態下的最大行走阻力，經過比較得知F₁為最大，因此掘進機最大行走功率也由此力來確定：
　　F=F₁=250 102 N
　　代入參數得

          
2　結論
　　EBJ-75型掘進機行走機構的驅動功率應按上述計算結果19.62 kW來選配電動機或馬達^［1］。
　　由于該廠是生產掘進機的主要廠家，品種比較多，為使新產品遵循“三化”的原則，EBJ-75型掘進機行走機構的驅動，選為與S100型掘進機行走機構驅動相同的斜盤式液壓馬達來驅動，其功率為2×17 kW。
　　通過該掘進機截割“人工假煤壁”及掘進機在井下工業性試驗證明，掘進機行走機構功率的選擇是合理的。

作者簡介：徐成富(1950-)，男，黑龍江佳木斯人，工程師，現在佳木斯煤機廠工藝處從事技術工作。

作者單位:徐成富　劉兆權　佳木斯煤礦機械廠 工藝處，黑龍江 佳木斯 154002； 李樹奎　黑龍江省煤炭工業學校，黑龍江 哈爾濱 150036

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