采掘机械与支护设备复习考试

《采掘机械与支护设备》作业题1、叙述综合机械化采煤工作面设备的组成、各自完成的工序（任务）及如何配套使用？★答：（1）采煤机：主要完成的工序是落煤和装煤（2）液压支架：主要完成的工序是支护顶板，保障作用空间的安全（3）刮板运输机:主要完成的工序是将采煤机落下的煤运出工作面配套问题：①生产能力配套：工作面输送机的生产能力必须略大于采煤机的理论生产率；顺槽转载机和带式输送机的生产率又应大于工作面输送机的生产率。否则工作面割下的煤有可能运不出去②移架速度和牵引速度配套：支架沿工作面长度的追机速度（移架速度）应能跟上采煤机的工作牵引速度。否则采煤机后面的空顶面积将增大，易造成梁端顶板的冒落③相关尺寸配套：采煤机依靠工作面输送机导向并在其上移动，而工作面输送机与液压支架又互为支点移架和推溜，故此三者的相关尺寸应能协调配套2、目前采煤机械最常用什么样的落煤方式，对其主要技术要求表现那些方面?对采煤机械的技术要求：1．功能要求适应一定的地质条件，具有碎落和装运煤岩的功能，截割机构能够横向切入煤壁功能，具有自动调高、调斜和调速的功能等。2．生产率要求具有较高的生产率和较低的采煤比能耗，以利增加工作面产量，降低生产成本。且采煤机械的生产率应与矿井运输系统的运输能力相适应。3．劳动保护要求装备防止过载及下滑的装置和灭尘装置等，电气设备防爆或为本质安全型4．可靠性要求3、概述纵轴式与横轴式采煤机在总体布置方面各自的特点。★答：横轴式采煤机特点：(1)截割部结构简化，取消圆锥齿轮、离合齿轮或离合器，制造、装配和维修简单，可靠性高；(2)多电动机分别驱动，各传动系统互相独立，无过轴、无分流齿轮等，各部件独立封闭，结构简单；(3)摇臂与机身铰接，不传递功率，摇臂支承结构简单、可靠；(4)组装、拆卸和维修方便。纵轴式特点：合理利用空间，结构紧凑。通常把截割传动部件布置在靠煤壁侧，行走传动部件布置在采空区侧，分别驱动摇臂减速箱和行走齿轨轮或链轮→传动路线合理，结构简单，连接环节少，机身长度缩短，传动效率高。4、叙述采煤机、掘进机，其机械传动中传动构件；齿轮★、轴、轴承及箱体的材料、热处理★、结构等方面的设计、选择特点。5、叙述采煤机截割部传动在使用中的失效形式和主要原因。6、液压系统回答★A．如下图所示该液压系统属何液压系统？有什么特点？答：开式液压传动系统特点：优点：系统简单、油液散热条件好缺点：所需油箱容积较大，油液与空气长期接触空气和杂质容易混入B．下图中各职能符号表示什么液压元件？在系统中各起什么作用？过滤器的作用是保证油液的清洁，使系统稳定可靠地工作液压泵的作用是向系统提供高压的液体，供执行机构工作溢流阀的作用是保护系统的安全两位四通换向阀的作用是保证工作机构的换向C．如果液压泵的转速为n1=1950r/min，进出口压力差△P=12MPa，液压泵的最大排量q1=100mL/r，求所需电动机理论功率N是多少？解：所需电动机的理论功率即为泵的理论功率即为液压泵的输出压力P与流量q的乘积661131950121010010396010NpqPnqKWD、液压马达进出口压力差△P=12MPa，马达的理论排量q2=2800mL/r，求此马达的理论输出转矩是多大？在和图2液压泵组成的该系统中其最大理论转速是多少解：马达的理论输出转矩为2MMMmMpVT式中Mp为马达的进出油口压力差mM为马达的机械效率，此时取为1MV为马达的排量6-61210280010==5347.6()223.14MMMmMpVTNM则马达的输出转速为21280028/min100MVMMMqqnrVq由此可知该马达为低转速大转矩的液压马达7、采煤机问答、计算★下图所示为某型采煤机截割部传动系统示意图。已知Z1=14，Z2=24，Z3=14，Z4=25，Z5=25，Z6=25，Z7=40，Z8=21，Z9=14，Z10=70。A、说明Z8、Z9、Z10组成的传动是什么传动？有什么传动特点？答：Z8、Z9、Z10组成的传动是行星齿轮的传动，其特点是能实现大的传动比、实现变速与换向，在较小的空间内实现大功率传动，实现分路传动，实现运动的合成与分解，以及实现复杂的运动轨迹B、用公式表示该采煤机截割部总传动比i=?解;12311172310391iiiiZiZZiZZiZ其中C、已知电动机的转速为1460r/min，根据总传动比计算滚筒转速为多少?解：71021231392440701121.224141421ZZZiiiiZZZ故滚筒转速为146068.79/min21.224nrD、如果要改变滚筒的转速最好用的办法是改变哪两个齿轮的齿数比？答：如果要改变滚筒的转速最好用的办法是改变1和2两个齿轮的齿数E、此种采煤机截割部传动系统主要用于哪类采煤机上？8、画出液压支架的工作特性曲线，简要说明其工作过程。★答：（1）初撑阶段：在升架过程中，从顶梁接触顶板，至立柱下腔液体压力逐渐上升到泵站的工作压力止，为初撑阶段。初撑阶段终了时，支架对顶板产生的支撑力称为初撑力，其大小取决于泵站的工作压力、立柱缸径和立柱数量。较大的初撑力能防止直接顶过早地因下沉而离层，减缓顶板的下沉速度，增加其稳定性。通常用提高泵站工作压力的办法提高初撑力，以免立柱缸径过大。（2）增阻阶段：初撑结束后，操纵阀移到中间阀位，液控单向阀关闭，立柱下腔的液体被封闭。随着顶板的下沉，立柱下腔的液体压力逐渐升高，支架的支撑力增大，呈现承载增阻状态，这就是支架的增阻阶段。（3）恒阻阶段：当立柱下腔的液体压力随顶板压力的增大而升高到安全阀的调定压力时，安全阀开始溢流，立柱下缩，立柱下腔的液体压力也随之降低。当压力降低到安全阀的调定值时，安全阀有关闭。支架承载时，随着顶板的继续下沉，安全阀重复着这一过程。由于安全阀调定压力的限制，支架的支撑力维持在某一恒定数值上，即呈恒阻特性，这就是支架的恒阻阶段。此时，支架对顶板的支撑力称为工作阻力，它是由支架安全阀的调定压力决定的。9、对照下图叙述单体液压支柱用三用阀的结构组成及升柱、承载、卸载过程。★答：单向阀由钢球、小弹簧、尼龙阀座和阀体组成安全阀为平面密封式，由阀针、阀垫、法座弹簧组成卸载阀由阀垫和卸载弹簧组成升柱：将注液管插入三用阀注液阀体上，挂好锁紧套，扳动手把，通过顶杆顶开单向阀的阀芯，此时，由泵站来的高压液体便通过单向阀和注液管注入支柱，式支柱升起。承载：当支柱接顶后，松开手把，顶杆在高压液和弹簧的作用下复位，阀芯压向阀座，切断供液管的高压液体，完成承载过程。降柱：将专用把手插入左端孔，并扳动手柄，通过安全阀套的右移，压缩卸载弹簧，使卸载阀垫与右阀套内的台阶分离，于是活柱下腔液体便从该分离口处排出。完成支柱下降。10、支撑式支架、掩护式支架、支撑式掩护支架在结构和性能上各有何特点？其适用于什么样的地质条件？★支撑式支架结构特点：顶梁较长，长度4m左右；立柱多，4～6根，且垂直支撑；支架后部设复位装置和挡矸装置，以平衡水平推力和防止矸石窜入工作空间内。适应于缓倾斜、顶板稳定的薄与中厚煤层。掩护式支架结构特点：掩护梁较宽以挡住采空区的矸石进入作业空间，掩护梁上端与顶梁铰接，下端通过前后连杆与底座连接。双纽线机构以保持稳定的梁端距和承受水平推力。立柱支撑力间接作用于顶梁或直接作用于顶梁上。掩护式支架立柱较少，且倾斜布置，以增加支架调高范围，支架两侧有活动侧护板把密封架间。顶梁较短，一般在3.0m左右。用于直接顶中等稳定以下，顶板周期来压不强烈的采煤工作面。支撑式掩护支架：在支撑式和掩护式架型基础上发展，兼有这两种架型的主要技术特征适用于直接顶中等稳定、稳定和坚硬，周期压力强烈，底板软硬均可，煤层倾角一般不大于25o，煤层厚度1～4.5m，沼气涌出量适中的采煤工作面11、绘制掩护式支架、支撑式掩护支架的机构简图，说明各构件的结构特点。★掩护式支架支撑掩护式支架1、(1)一般型支架2、V型支架：3、(3)X型支架：4、(4)单摆杆型支架：5、短尾型支架：12、通常为获得较大的移架力在移架机构的设计处理方面采取什么样的措施移架：降柱卸载→操纵阀使高压液体进入推移千斤顶活塞杆腔，活塞腔回液，以输送机为支点，缸体前移，把支架拉向煤壁。为在软底板条件下支架能正常行走，在支架设计上尽可能减少底板比压，同时支架也采取一些特殊设计，如抬底装置。压推移杆式提底座装置在刚性过桥前面或后面设置一提底千斤顶3(设计成固定式或摆动式)固定式提底千斤顶在工作期间一直通过推杆压住底板将底座前端抬起拉架，千斤顶在工作期间，承受一侧向力。13、液压支架各构件常见的故障现象有哪些？其产生的原因是什么？14、某4立柱支撑式液压支架的支护强度为0.7MPa，支架支护面积6m2，支架安全阀的调定压力p为42MPa，支撑效率为100％，计算支架立柱的缸径。15、简述气动凿岩机的破岩过程及主要组成部分。★气动凿岩机实现活塞往复运动以冲击钎尾的机构。配气机构作用：将由操纵阀输入的压气依次输送到气缸的后腔和前腔，推动活塞往复运动——获得活塞对钎尾的连续冲击动作。常用配气机构有被动阀配气机构、控制阀配气机构和无阀配气机构。气动凿岩机组成：冲击配气机构、转钎机构、排屑机构和润滑机构等16、叙述掘进机所采用的刮板式、扒爪式、圆盘星轮式装载机构的各自特点。17、叙述部分断面掘进机截割部的布置形式及机械传动结构特点。★纵轴式掘进机的截割头轴线和悬臂轴线相重合，外廓呈截锥体截割运动：截割头旋转和悬臂摆动的合成运动，截齿齿尖运动轨迹近似为平面摆线。纵轴式掘进机多采用截锥体截割头，结构简单，容易实现内喷雾，较易切出光滑轮廓的巷道，便于用截割头开水沟和挖柱窝。纵轴式截割头破碎的煤岩向两侧堆积，需用截割头在工作面下部进行辅助装载作业，影响装载效果。横轴式：截割头轴线与悬臂轴线相垂直。横轴式截割头形状近似为半椭圆球体，不易切出光滑轮廓巷道，也不能利用截割头开水沟和挖柱窝。横轴式截割头多安装镐形截齿，齿尖运动方向和煤体下落方向相同，易将切下的煤岩推到铲装板上及时装载运走，装载效率较高。18、简述矿山掘进、装载等机械，采用轮轨、轮胎、履带行走的整机特点。采掘机械与支护设备复习思考题一、填空*1．双滚筒采煤机主要由电动机、截割部、行走部和附属装置等组成。*2．对采煤机械的技术要求：1)功能要求2)生产率要求3)劳动保护要求4)可靠性要求*3．按滚筒数目分单滚筒和双滚筒采煤机。按行走机构形式分有钢丝绳牵引、链牵引和无链牵引。按行走驱动装置的调速传动方式分机械调速、液压调速和电气调速滚筒采煤机(通常简称机械牵引、液压牵引和电牵引采煤机)。按行走部布置位置分有内牵引和外牵引滚筒采煤机。按机身与工作面输送机的配合导向方式分骑槽式和爬底板滚筒采煤机。按总体结构布置方式分为截割电动机纵向布置和横向布置滚筒采煤机。*4．拖缆装置主要功能：①使电缆芯线不受拉力和过度的折弯，以免折断；②使采煤机引入口处的电缆不致承受异常拉力而拔脱，或发生拔脱时会自动切断电源，防止失爆事故；③避免因受大块矸石和煤块砸碰及机械损伤而引起电缆芯线折断或破坏外层橡胶而失去防爆性。*5．煤层厚度分为极薄煤层、薄煤层、中厚煤层、厚煤层四类。*6．煤层按倾角分为近水平煤层(8°)，缓倾斜煤层(8°～25°)、中斜煤层(25°～45°)和急斜煤层(45°)。*7．采掘机械应用于截割煤岩的刀具，称为截齿。截齿由齿体和硬质合金头两部分组成。按截齿齿头几何形状分扁形截齿和锥形截齿两种，按截齿安装方式分径向截齿和切向截齿两种。径向截齿齿体轴线基本通过掘进机截割头横截面的中心或沿采煤机滚筒径向安装；切向截齿以齿体轴线与采煤机滚筒或掘进机截割头横截面的圆周切线成锐角安装。*8．螺旋滚筒由螺旋叶片、端盘、齿座、喷嘴、筒毂及截齿等部分组成。9．筒毂是滚筒与截割部机械传动装置出轴连接的构件，藉以带动滚筒旋转。其连接方式有方轴、锥轴、锥盘和其他连接方式四种。10．齿座为安装和固定截齿的座体。按夹持截