摘要：通过现场对机械式挖掘机工作环境的粉尘浓度、进出口的温度等主要数据的采集，运用除尘原理和流体力学理论、热力学知识;进行散热风量和正压的计算并分析影响正压形成的原因及措施，对除尘净化系统设计有指导意义。
关键词：除尘净化系统;挖掘机;设计
1.概述
矿用机械挖掘机的除尘通风系统主要功能和作用是：①将室外含尘空气过滤除尘后送入机棚内;②将机棚内电机、电气柜、减速机及其他运动件产生的热量通过室内空气的流动带走，以降低室内及其运动件的工作温度;③通过通风机向机棚内不断补充洁净空气使机棚内保持一定正压，防止粉尘从机棚敞口处进入室内。生产实践表明：大多情况下的机械式挖掘机故障停机，是由于电器故障引起的，而电器故障90%是由于电器柜或元件的发热或粉尘造成的，致使电器控制柜的开关跳闸、打火花、接触不良，使机器停止运行，严重影响机器正常运行和生产效率。挖掘机的机棚和电器间的通风除尘质量是直接影响设备正常开工率的关键因素。
本文根据目前露天矿山工作环境和矿物条件分析研究了几种适合除尘方式，依据机棚内运动设备和电器元件的发热量、进出口的温度等主要因素，确定系统总风量，分析了机棚内正压形成的影响因素，对减少电气故障、保证电器控制元件和电器设备正常开工率，提高运行效率有积极意义。
2.挖掘机除尘系统的研究
2.1 设备工作环境
挖掘机主要工作于大型露天煤矿、露天铁矿及有色金属矿山，工作环境气候条件有南方多雨潮湿气候，也有北方干热多风气候。挖掘机除尘系统主要是针对现场工作时产生的二次扬尘以及北方大风气候条件下的粉尘。露天矿山粉尘浓度一般约为100mg/m³以下，多数情况下为10～30mg/m³，粉尘中的大部分粒径为30μm以下，粒径大于30μm的粉尘极少见。所以露天矿粉尘环境污染的特点是粉尘浓度较低，粉尘粒径较细。这是大型矿用挖掘机除尘净化系统设计时需要考虑的粉尘的特点。
2.2 除尘方式的选择
目前，挖掘机除尘通风系统通常采用的除尘方式主要有以下几种方式：1）采用旋流子除尘方式，该除尘原理为当含尘气体经过除尘器时，气流将由直线运动变为圆周运动，含尘气体在旋转过程中产生离心力，将相对密度大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去径向惯性力而靠向下的动量和向下的重力沿壁面下落，进入排灰管。该方式结构简单，成本低，除尘效率低，一般在75-85%左右，适用于处理大于5μm 以上的粉尘;2）采用百叶窗式惯性除尘方式，它是利用气流突然转变方向，使尘粒与气体分离的一种装置，可捕集到10μm 以上的粉尘，该方式结构简单，成本低，除尘效率在一般在75%左右;3）采用滤筒式除尘方式，滤筒式除尘具有体积小、过滤精度高、安装维修简便等特点，可捕集到0.5μm以上的粉尘;随着挖掘机智能化水平的提高，电控系统对工作环境粉尘的控制提出了愈来愈高的要求，因此，滤筒式除尘方式成为挖掘机除尘通风系统的发展方向。
2.3 除尘通风装置的设计原则
挖掘机除尘通风系统是挖掘机正常运行必须的重要装置，该装置运行质量的好坏直接决定着设备运行的可靠性，主要满足以下几点：1）电器控制系统对粉尘的最低要求;2）为确保电气系统正常工作而需要的最低通风散热条件要求;3）为确保机器间内电机及机械传动系统正常工作所需要的最低的散热条件要求;4）为阻止室外粉尘进入机器间，需在机器间内形成一定的空气正压的要求。
2.4 机棚内发热量的计算
机棚内设备发热量主要由提升电动机、回转电动机、电器柜、提升和回转机械传动系统工作时的发热量组成。
（1）电器柜发热量的确定
同时参与工作的电气柜的功率为
，电器元件的效率
，令=0.98，则转变为热量的功率为
（1）
（2）电机设备发热量的确定
电机设备发热量的确定主要有提升电机额定功率NS1，回转电机额定功率NS2，推压电机额定功率NS3。
（2）
式中，
：电机效率，=0.95;