中單鏈刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,中單鏈刮板,輸送,設(shè)計(jì),cad,圖紙,說明書,仿單 I 摘 要 刮板輸送機(jī)是一種有撓性牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，在煤礦井下綜采工作 面中主要承擔(dān)著將采煤機(jī)采下的原煤連續(xù)不斷地運(yùn)往轉(zhuǎn)載機(jī)，確保綜采工作面 的原煤連續(xù)運(yùn)出的任務(wù)，是整套綜采設(shè)備的“中堅(jiān) ”，其性能、可靠程度和壽命 是綜采工作面正常生產(chǎn)和取得良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的重要保證。 介紹了刮板輸送機(jī)的發(fā)展概況、發(fā)展趨勢(shì)以及刮板輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和特 點(diǎn)，根據(jù)給定參數(shù)，對(duì)刮板輸送機(jī)的運(yùn)行阻力、牽引力、刮板鏈張力等進(jìn)行了 計(jì)算和校核，重點(diǎn)對(duì)整個(gè)傳動(dòng)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括選型設(shè)計(jì)：電動(dòng)機(jī)，減速 器，液力耦合器，中部槽。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：鏈輪組件，刮板鏈等。通過以上的設(shè)計(jì) 計(jì)算，完成對(duì)刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)，圖紙的繪制等工作。 關(guān)鍵詞：刮板輸送機(jī)；傳動(dòng)裝置；鏈輪組件 II Abstract Scraper conveyor is a flexible traction for transportation machinery, the agency in underground mines in fully-mechanized coal mining machine main bearing the coal mining under continuous to reprint machine, ensure raw scores for fully mechanized working face of tasks, is the elite mining equipment, its performance, reliability and lifes normal production and the fully-mechanized face good technical and economic effect. Introduces the development situation of scraper coveyor and development trend of scraper coveyor and the structure and features, according to the given parameter, the operation of scraper conveyor resistance, traction, scraper chain tension is calculated and checked etc, focusing on the transmission device design, including the selection of design: motor, gear, hydraulic coupler, central trough. Structure design, scraper chain sprocket components, etc. Through the design calculation, complete the whole of scraper conveyor design, drawing the drawings. Keywords： scraper conveyor；Transmission device ；Sprocket components 目 錄 摘 要 .I Abstract.II 1.1 概述 .1 1.2 國內(nèi)外發(fā)展情況 .1 1.2.1 我國刮板輸送機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 .1 1.2.2 國外刮板輸送機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 .2 1.2.3 國內(nèi)與國外刮板輸送機(jī)存在的差距 .3 1.3 未來刮板輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) .4 1.3.1 設(shè)備重型化 .4 1.3.2 設(shè)備自動(dòng)化 .5 1.3.3 設(shè)備智能化 .5 1.3.4 開發(fā)薄煤層開采設(shè)備 .5 第 2 章 設(shè)計(jì)方案確定 .7 2.1 方案對(duì)比 .7 2.1.1 中單鏈型刮板輸送機(jī) .7 2.1.2 邊雙鏈型刮板輸送機(jī) .7 2.1.3 中雙鏈型刮板輸送機(jī) .7 2.1.4 準(zhǔn)邊雙鏈型刮板輸送機(jī) .8 2.2 最終方案確定 .8 第 3 章 刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì) .9 3.1 刮板輸送機(jī)的分類 .9 3.1.1 按刮板鏈的形式分類 .9 3.1.2 按卸載方式分類 .10 3.1.3 按中部槽的結(jié)構(gòu)分類 .11 3.1.4 按采煤機(jī)牽引方式分類 .12 3.2 刮板輸送機(jī)的組成 .12 3.2.1 機(jī)頭傳動(dòng)部 .13 3.2.2 中部槽及附屬部件 .15 3.2.3 刮板鏈 .16 3.2.4 緊鏈裝置 .17 3.2.5 推移裝置 .18 3.2.6 錨固裝置 .18 3.3 刮板輸送機(jī)的安裝 .18 3.3.1 安裝運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)注意的主要問題 .18 3.3.2 提高刮板輸送機(jī)的輸送量 .19 第 4 章 刮板輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) .20 4.1 刮板運(yùn)輸機(jī)的阻力計(jì)算 .20 4.2 牽引力的計(jì)算 .21 4.3 電動(dòng)機(jī)的選取 .24 4.4 液力耦合器的選取 .24 4.5 減速器的選取 .25 4.6 鏈輪組件的設(shè)計(jì)計(jì)算 .25 4.6.1 鏈輪幾何尺寸計(jì)算 .25 4.6.2 鏈輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 .27 4.6.3 軸承的選擇 .31 4.6.4 刮板鏈的選擇 .31 結(jié) 論 .33 致 謝 .34 參考文獻(xiàn) .35 CONTENTS Abstract.I Chapter 1 Introduction .1 1.1 Overview.1 1.2 Domestic development situation.1 1.2.1 Chinas development present situation of scraper coveyor.1 1.2.2 Foreign scraper conveyor development present situation.2 1.2.3 Domestic and foreign scraper conveyor gap.3 1.3 The future development trend of scraper conveyor .4 1.3.1 ChongXingHua equipment .4 1.3.2 Automation equipment .5 1.3.3 Intelligent equipment .5 1.3.4 Development in thin coal seam mining equipment .5 Chapter 2 Design scheme .7 2.1 Scheme contrast .7 2.1.1 In single type of scraper coveyor.7 2.1.2 Edge double-chain scraper conveyor.7 2.1.3 In double-chain scraper conveyor.7 2.1.4 Accurate boundary double-chain scraper conveyor.8 2.2 Eventually plan .8 Chapter 3 The overall design of scraper coveyor .9 3.1 The classification of scraper conveyor .9 3.1.1 According to the classification of scraper chain form .9 3.1.2 According to the classification of unloading way .10 3.1.3 According to the central trough structural classification .11 3.1.4 According to the classification of haulage way .12 3.2 Scraper conveyor .12 3.2.1 Helicopter transmission .12 3.2.2 The central trough and accessory parts.15 3.2.3 Scraper chain.16 3.2.4 Tight chain device.17 3.2.5 Passage device .18 3.2.6 Anchorage device .18 3.3 Scraper conveyor installation and maintenance.18 3.3.1 Installation of the main problems should be paid attention to.18 3.3.2 To improve throughput of scraper conveyor .19 Chapter 4 Scraper conveyor transmission device design.20 4.1 Scraper transporters resistance calculation .20 4.2 Traction calculation .21 4.3 The motor.24 4.4 Hydraulic coupler .24 4.5 Selection of gear reducer .25 4.6 Sprocket components design calculation.25 4.6.1 Sprocket geometry size calculation .25 4.6.2 The structure design and calculation sprocket axis .27 4.6.3 Bearing.30 4.6.4 Scraper chain of choice.31 Conclusions.33 Thanks.34 References.35 1 第 1 章 緒論 1.1 概述 刮板輸送機(jī)是一種用刮板鏈牽引，在槽內(nèi)運(yùn)送散料的輸送機(jī)。 在當(dāng)前采煤工作面內(nèi)，刮板輸送機(jī)的作用不僅是運(yùn)送煤和物料，而且還是 采煤機(jī)的運(yùn)行軌道，因此它成為現(xiàn)代化采煤工藝中不可缺少的主要設(shè)備。刮板 輸送機(jī)能保持連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)就能正常進(jìn)行。否則，整個(gè)采煤工作面就會(huì)呈現(xiàn) 停產(chǎn)狀態(tài)，使整個(gè)生產(chǎn)中斷。 刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)：各種類型的刮板輸送機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和組成的部件基本是 相同的，它由機(jī)頭、中間部和機(jī)尾部等三個(gè)部分組成。此外，還有供推移輸送 機(jī)用的液壓千斤頂裝置和緊鏈時(shí)用的緊鏈器等附屬部件。機(jī)頭部由機(jī)頭架、電 動(dòng)機(jī)、液力偶合器、減速器及鏈輪等件組成。中部由過渡槽、中部槽、鏈條和 刮板等件組成 【1】 。機(jī)尾部是供刮板鏈返回的裝置。重型刮板輸送機(jī)的機(jī)尾與 機(jī)頭一樣，也設(shè)有動(dòng)力傳動(dòng)裝置，從安設(shè)的位置來區(qū)分叫上機(jī)頭與下機(jī)頭。 刮板輸送機(jī)工作原理：將敞開的溜槽作為煤炭、矸石或物料等的承受件， 將刮板固定在鏈條上（組成刮板鏈），作為牽引構(gòu)件。當(dāng)機(jī)頭傳動(dòng)部啟動(dòng)后， 帶動(dòng)機(jī)頭軸上的鏈輪旋轉(zhuǎn)，使刮板鏈循環(huán)運(yùn)行帶動(dòng)物料沿著溜槽移動(dòng)，直至到 機(jī)頭部卸載。刮板鏈繞過鏈輪作無級(jí)閉合循環(huán)運(yùn)行，完成物料的輸送 【2】 。 1.2 國內(nèi)外發(fā)展情況 1.2.1 我國刮板輸送機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國的綜采工作面刮板輸送機(jī)，自上世紀(jì) 70 年代中期開發(fā)以來，已經(jīng)取 得了長足進(jìn)步。尤其是上個(gè)世紀(jì)九十年代后，在新技術(shù)革命的帶動(dòng)下，煤礦開 采技術(shù)與設(shè)備迅速發(fā)展，為適應(yīng)市場(chǎng)需要，國內(nèi)煤機(jī)制造廠家、煤礦生產(chǎn)企業(yè) 和科研院所積極合作，通過借鑒和吸收國外先進(jìn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝手段，應(yīng)用 機(jī)電一體化和自動(dòng)化技術(shù)，開發(fā)新材料、新產(chǎn)品，研制、開發(fā)了高生產(chǎn)能力， 2 高性能的工作面刮板輸送設(shè)備并逐漸形成了多系列，多結(jié)構(gòu)類型的刮板輸送機(jī) 產(chǎn)品 【3】 。實(shí)現(xiàn)了礦井高產(chǎn)高效和集約化生產(chǎn)。為綜采機(jī)械化水平的提高和經(jīng) 濟(jì)效益的增長發(fā)揮了很大的作用。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化 20 多年來，經(jīng)過制造廠家和使用單位的不斷探索、研制的刮板輸送機(jī)中 部槽結(jié)構(gòu)由原來單一的擋、鏟板結(jié)構(gòu)逐步形成了框架結(jié)構(gòu)、整體焊接結(jié)構(gòu)、C 型槽結(jié)構(gòu)、鑄焊結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)形式并存的局面，基本滿足了各種地質(zhì)條件下 工作面開采的要求。 產(chǎn)品系列多樣化 目前，國內(nèi)刮板輸送機(jī)系列品種多種多樣。綜采機(jī)械化刮板輸送機(jī)從槽寬 區(qū)分有 630、730、764、800、830、960、1000、1200 系列，裝機(jī)功率從 90kW 到 2855kW，運(yùn)輸能力從 400t/h 到 2500t/h，鏈條規(guī)格有 22、26、30、34、38、42、48，減速器功率從 90 kW 到 1000kW，最 高日產(chǎn)量可達(dá) 2Mt，年產(chǎn)量可達(dá) 600Mt，可以滿足大、中、小煤礦的要求。 產(chǎn)品配置多樣化 近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，一些新的技術(shù)也不斷應(yīng)用于刮板輸送 液力偶合器、限矩摩擦離合器、調(diào)速偶合器等軟啟動(dòng)技術(shù)用于設(shè)備的過載保護(hù)。 液壓緊鏈器、自動(dòng)伸縮機(jī)尾等機(jī)電一體化技術(shù)用于設(shè)備的自動(dòng)化控制，以盡可 能的減輕煤炭開采的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高煤礦生產(chǎn)效率。而且，一些速度、溫度等 工礦監(jiān)測(cè)、監(jiān)控裝置也正在不斷的應(yīng)用于刮板輸送機(jī)。 1.2.2 國外刮板輸送機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 自世界上第一臺(tái)刮板輸送機(jī)誕生以來，經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的不斷研究、試 驗(yàn)、改進(jìn)，刮板輸送機(jī)已成為煤礦運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。目前世界上生產(chǎn)刮板輸送 機(jī)的國家主要有德國、美國、英國、澳大利亞、日本等，機(jī)型從輕型、中型到 重型、超重型，裝機(jī)功率已發(fā)展到 3700kW。保護(hù)形式有：彈性聯(lián)軸器、限 矩型液力耦合器、雙速電機(jī)、調(diào)速型液力耦合器、軟啟動(dòng)(CST 可控傳動(dòng)裝置、 閥控調(diào)速型液力耦合器、交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)三種軟啟動(dòng)裝置)等等 【4】 。 上個(gè)世紀(jì) 90 年代后期，國外工作面刮板輸送機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到 3700kW 或 3855kW，現(xiàn)在已達(dá)到 31250kW，溜槽內(nèi)寬也由 1000mm 擴(kuò)大到 1250mm，鏈條直徑 48 52，中板厚度 50mm 以上，運(yùn)輸能力達(dá)到 4500t/h 3 以上。 目前，國外工作面輸送機(jī)的運(yùn)輸能力最大可達(dá) 2500t/h，水平運(yùn)距可超過 300m，鏈子直徑達(dá)到 34mm，而且出現(xiàn)了比同直徑圓環(huán)鏈強(qiáng)度高的橢圓截面 刮板鏈和采用新工藝生產(chǎn)的緊湊鏈等新型鏈子。使用電機(jī)單臺(tái)功率超過 400kW，整機(jī)功率超過 1000kW，減速箱、中部槽等部件采用了新的材料和制 造工藝，因而使用壽命大大提高，減速箱整體大修壽命達(dá) 3 年以上，溜槽過煤 量可超過 200 萬噸 【5】 。英國于 1986 年安裝了 9 臺(tái)雙中鏈側(cè)卸式刮板輸送機(jī)， 溜槽制造工藝和材料都有一些突破，使用壽命大大提高。為解決液力聯(lián)軸器在 過載或輸送機(jī)被卡死的情況下噴出高溫油而引起火災(zāi)、瓦斯爆炸等事故問題， 人們也研制成功了防火液力聯(lián)軸器。用水代替液壓油做媒介的新型液力聯(lián)軸器 的研究工作亦有所進(jìn)展。 1.2.3 國內(nèi)與國外刮板輸送機(jī)存在的差距 多年來，經(jīng)過煤礦生產(chǎn)、制造企業(yè)的不斷努力，我國的刮板輸送機(jī)形成了 多結(jié)構(gòu)、多系列的產(chǎn)品規(guī)模，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和系列方面基本與國外輸送機(jī)相同， 但與國外先進(jìn)水平相比，仍存在著很大的差距。近十年來，國外制造廠家，為 適應(yīng)國際市場(chǎng)需要，不斷加大輸送機(jī)的功率、采用新結(jié)構(gòu)、新工藝，開發(fā)高強(qiáng) 度、高耐磨性能的新材料，使產(chǎn)品不斷更新，技術(shù)性能日趨完善，可靠性不斷 提高，壽命大幅度增加 【6】 。而我國生產(chǎn)的工作面刮板輸送機(jī)整機(jī)性能相對(duì)比 較差，一些關(guān)鍵零部件的壽命、可靠性相對(duì)較低，監(jiān)測(cè)、控制方面相對(duì)比較弱。 具體有以下方面： 1. 力方面的差距 上個(gè)世紀(jì) 90 年代后期，國外工作面刮板輸送機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到 3700kW 或 3855kW， 現(xiàn)在已達(dá)到 31250kW，溜槽內(nèi)寬也由 1000mm 擴(kuò)大到 1250mm，鏈條直徑 48 52，中板厚度 50mm 以上，運(yùn)輸能力達(dá)到 4500t/h 以上。 目前國內(nèi)使用的重型刮板輸送機(jī)裝機(jī)功率多為 2525kW 或 2700kW，個(gè) 別的使用 2855kW，溜槽內(nèi)寬 1000mm 或 1200mm，運(yùn)輸能力達(dá)到 2500t/h 或 3000t/h，鏈條多采用 3848 ，中板厚度為 45mm。 4 2. 關(guān)鍵零部件壽命差距 我國生產(chǎn)的刮板輸送機(jī)的主要零部件壽命大都低于國外先進(jìn)水平，其中關(guān) 鍵零部件，如圓環(huán)鏈和中部槽。有資料表明：國外大于 34 的圓環(huán)鏈過煤量 在 200Mt，國內(nèi)同規(guī)格的圓環(huán)鏈過煤量 100Mt 左右。而且國外規(guī)格為 42 圓 環(huán)鏈過煤量可達(dá) 400500Mt，國外重型刮板輸送機(jī)中部槽過煤量保證值為 600Mt，最高壽命可達(dá) 1200Mt，而國產(chǎn)中部槽過煤量只有 400500Mt。 造成這種壽命差距的主要原因是國內(nèi)沒有研制、開發(fā)出生產(chǎn)這些關(guān)鍵零部 件的材料，國內(nèi)重型刮板輸送機(jī)中部槽用的中板、鏈條等關(guān)鍵材料都是依靠進(jìn) 口，這樣造成國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品總是滯后于國外產(chǎn)品。 3. 技術(shù)性能差距 20 世紀(jì)末期以來，美、澳、英、德等先進(jìn)采煤國家積極應(yīng)用機(jī)電一體化 技術(shù)，研制、開發(fā)新型自動(dòng)化運(yùn)輸設(shè)備，這些設(shè)備采用計(jì)算機(jī)工況監(jiān)測(cè)監(jiān)控， 在增加傳動(dòng)功率，提高生產(chǎn)能力的同時(shí)，使設(shè)備的功能內(nèi)涵發(fā)生了重大突破。 經(jīng)過十多年的努力，已經(jīng)研制出限矩摩擦離合器作為輸送機(jī)啟動(dòng)或運(yùn)行時(shí)的過 載保護(hù)，利用調(diào)速偶合器實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的軟啟動(dòng)和過載保護(hù)，通過鏈條張力自動(dòng) 調(diào)節(jié)裝置來實(shí)現(xiàn)刮板鏈隨運(yùn)行工況的變化以調(diào)節(jié)鏈條的張緊力。通過工況監(jiān)測(cè) 和故障診斷系統(tǒng)，及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行的工況，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。 國內(nèi)的輕型、中型刮板輸送機(jī)多采用液力偶合器或雙速電機(jī)來改善輸送機(jī) 的啟動(dòng)性能，重型刮板輸送機(jī)采用限矩摩擦離合器保護(hù)電機(jī)，雖然在個(gè)別輸送 機(jī)上使用了調(diào)速偶合器和自動(dòng)伸縮機(jī)尾，可是由于不能準(zhǔn)確的對(duì)輸送機(jī)運(yùn)行過 程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，這些設(shè)備還不能達(dá)到自動(dòng)控制的要求。 1.3未來刮板輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 1.3.1 設(shè)備重型化 設(shè)備重型化是煤炭集約化生產(chǎn)、高強(qiáng)度開采、單機(jī)單產(chǎn)不斷提高的要求， 也是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約投資、降低生產(chǎn)成本的重要途徑。重型化集中表現(xiàn) 為生產(chǎn)能力大，裝機(jī)功率不斷增大，重量大，電壓高 【7】 。未來幾年，國內(nèi)“一 礦一面、一個(gè)采區(qū)、一條生產(chǎn)線”的礦區(qū)將逐漸增多，工作面長度 300m 左右。 5 這些工作面可將實(shí)現(xiàn)日產(chǎn) 23 萬 t，年產(chǎn) 510Mt，這樣就需要刮板輸送機(jī)裝 機(jī)功率 20003000kW ，輸送能力高達(dá) 4000t/h。 1.3.2 設(shè)備自動(dòng)化 設(shè)備自動(dòng)化是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保障安全的重要手段。刮 板輸送機(jī)的自動(dòng)化主要是根據(jù)刮板輸送機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行中的負(fù)載狀況、各關(guān)鍵零 部件運(yùn)行是溫度狀況、采煤機(jī)的截割速度、采煤機(jī)的位置等隨時(shí)調(diào)整輸送機(jī)的 運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自我控制，保證設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行，以更好的發(fā)揮設(shè)備的 效率。當(dāng)自動(dòng)控制發(fā)展相對(duì)成熟后，最終會(huì)實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送 機(jī)的聯(lián)動(dòng)作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)工作面自動(dòng)化。 1.3.3 設(shè)備智能化 設(shè)備智能化是通過一些監(jiān)測(cè)和監(jiān)控裝置，對(duì)刮板輸送機(jī)運(yùn)行過程監(jiān)控，實(shí) 現(xiàn)工況檢測(cè)和故障診斷 【8】 。例如，通過對(duì)輸送機(jī)電機(jī)電壓、電流、功率及溫 升等監(jiān)測(cè)以監(jiān)視多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)電動(dòng)功率分配及供電系統(tǒng)的工況。通過對(duì)減速器 油質(zhì)、油位、溫升、鏈輪軸組、刮板鏈的運(yùn)行等進(jìn)行過程控制，并對(duì)運(yùn)行狀況 進(jìn)行預(yù)測(cè)，使設(shè)備維修可以從事前進(jìn)行計(jì)劃，提出故障維修方法和處理方案， 使排除故障的時(shí)間盡可能的減少。 1.3.4 開發(fā)薄煤層開采設(shè)備 統(tǒng)計(jì)資料表明，國內(nèi)薄和較薄煤層產(chǎn)量在整個(gè)煤炭產(chǎn)量中所占比重始終偏 低，特別是近年來薄及較薄煤層的產(chǎn)量更是呈逐年下降的趨勢(shì)。通過對(duì)國內(nèi)煤 炭生產(chǎn)企業(yè)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)絕大多數(shù)礦區(qū)受經(jīng)濟(jì)驅(qū)使采厚丟薄現(xiàn)象十分普遍， 受此影響，薄煤層綜采設(shè)備的發(fā)展緩慢。特別是厚度底于 1.3 米的極薄煤層， 大多數(shù)都被丟棄。造成煤炭資源的極大浪費(fèi)。造成這種狀況的原因除經(jīng)濟(jì)利益 外，同時(shí)也由于現(xiàn)有的國產(chǎn)技術(shù)裝備無法滿足極薄煤層高效開采需要。而目前 國內(nèi)特別是老礦區(qū)的薄與極薄煤層所占的比例越來越多。因此，為避免資源浪 費(fèi)，實(shí)現(xiàn)資源均衡開采，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)滿足極薄煤層采煤工藝要求的高產(chǎn)高效高 可靠性的工作面刮板輸送機(jī)設(shè)備將越來越成為各礦局迫切的需求。而傳統(tǒng)的刮 6 板輸送機(jī)多采用鑄焊結(jié)構(gòu)的中部槽，在應(yīng)用到極薄煤層工作面時(shí)，結(jié)構(gòu)型式都 存在著以下不足： 第一，中部槽高，占用空間大； 第二，齒軌（銷排）與采煤機(jī)配套結(jié)構(gòu)及定位方式的限制，使得采煤機(jī)整 體高度難于滿足極薄煤層工作面的需要； 第三，滾筒裝煤效果不理想。由于普通中部槽高，用于極薄煤層工作面時(shí) 采煤機(jī)滾筒又相對(duì)較小，造成滾筒裝煤效果不理想。 所以，未來刮板輸送機(jī)，在向重型化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展的同時(shí)，必將 發(fā)展出能夠滿足極薄煤層工作面機(jī)械化綜采工藝的極薄煤層刮板輸送機(jī)，以徹 底解決長期以來國內(nèi)極薄煤層開采裝備落后、機(jī)械化程度低、工作面效率低、 經(jīng)濟(jì)效益差的局面。 7 第 2 章 設(shè)計(jì)方案確定 2.1 方案對(duì)比 2.1.1 中單鏈型刮板輸送機(jī) 刮板上的鏈條位于刮板中心，刮板在中部槽內(nèi)起導(dǎo)向作用。這種刮板鏈的 重要優(yōu)點(diǎn)是： 1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)，彎曲性能好，沒有雙鏈那種兩條鏈?zhǔn)芰Σ痪娜?點(diǎn)，斷鏈?zhǔn)鹿噬佟?2.能采用長鏈段圓環(huán)鏈，以減少鏈接頭，可靠性高。 3.刮板變形不會(huì)引起鏈子在鏈輪上跳動(dòng)。 4.鏈子不在槽幫的凹槽內(nèi)，而采用兩端形狀與槽幫鋼相配的刮板，清刮煤 粉的效果好，減少運(yùn)行阻力，在同樣的輸送能力下節(jié)省功率。 中單鏈的缺點(diǎn)是： 1.在底板不平的工作面使用時(shí)刮板容易出槽。 2.與雙鏈相比，需要的鏈輪尺寸大，從而增加了機(jī)頭和機(jī)尾的高度。 3.對(duì)煤質(zhì)較硬、塊度較大的煤，輸送效果較差。 4.使用的煤層傾角小。 2.1.2 邊雙鏈型刮板輸送機(jī) 刮板上的鏈條位于刮板兩端，鏈條和連接環(huán)在中部槽內(nèi)起導(dǎo)向作用，這種 刮板鏈的主要優(yōu)點(diǎn)是：預(yù)緊力小，功率消耗少，適用的煤層傾角較大，煤層較 薄以及運(yùn)送大塊硬煤的效果較好，缺點(diǎn)是兩鏈?zhǔn)芰Σ痪?，不能使用較大的圓環(huán) 鏈，強(qiáng)度受到一定的限制。 2.1.3 中雙鏈型刮板輸送機(jī) 刮板上的兩股鏈條中心距不大于中部槽寬度的 20%，刮板在中部槽內(nèi)起 8 導(dǎo)向作用，這種刮板鏈的主要有點(diǎn)是：具有中單鏈的基本優(yōu)點(diǎn)，克服了它的部 分缺點(diǎn)，與邊雙鏈相比，兩條鏈子受力的不均性要小，適用于重型刮板輸送機(jī)， 缺點(diǎn)是單位長度重量增加。 2.1.4 準(zhǔn)邊雙鏈型刮板輸送機(jī) 刮板上的兩股鏈條中心距不大于中部槽寬度的 50%，刮板在中部槽內(nèi)起 導(dǎo)向作用，它具有邊雙鏈與中雙鏈的優(yōu)點(diǎn)，適用于較寬的中部槽。 2.2 最終方案確定 綜上所述，中單鏈刮板輸送機(jī)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,受力均勻,運(yùn)行平穩(wěn),摩 擦阻力小,溜槽利用率高和彎曲性能好,在輸送機(jī)上不易出現(xiàn)堵塞。缺點(diǎn)是預(yù)張 力較大。中單鏈可彎曲刮板輸送機(jī)系列適用于厚度在 0.8 米以上，傾角在 15之間的緩傾斜工作面，也可用于順槽及煤巷掘進(jìn)面。主要適用于緩傾斜中 厚煤層長壁式經(jīng)濟(jì)綜采或高檔普采的回采工作面，在放頂煤回采工作面應(yīng)用也 越來越多，可與采煤機(jī)、液壓支架等設(shè)備配套，以實(shí)現(xiàn)回采工作面的落煤、裝 煤、運(yùn)煤、支護(hù)和工作面的連續(xù)作業(yè)等。所給的技術(shù)參數(shù)：輸送量 450t/h ， 長度 150 m,鏈速 1.08 (m/s), 適應(yīng)的工作面走向傾角9。 根據(jù)以上幾個(gè)方面的綜合比較，結(jié)合工程實(shí)踐，故得出結(jié)論：本設(shè)計(jì)采用 的是中單鏈刮板輸送機(jī)。 9 第 3 章 刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì) 3.1 刮板輸送機(jī)的分類 3.1.1 按刮板鏈的形式分類 1. 中雙鏈型刮板輸送機(jī) 中雙鏈型刮板輸送機(jī)的兩條圓環(huán)鏈在刮板中部用 E 型螺栓固定在刮板上， 鏈條的中心距不大于中部槽寬的 20%。由于鏈條不在槽幫鋼內(nèi)運(yùn)行，鏈環(huán)直 徑不受限制，從而可以增加鏈條的強(qiáng)度，因此，可以適用于重型和超重型刮板 輸送機(jī)。有鏈子受力較均勻，彎曲性能較好等優(yōu)點(diǎn)，使用效果較好。缺點(diǎn)是運(yùn) 行阻力較高，并且在煤質(zhì)較硬，煤的塊度大的情況下，運(yùn)輸效果不佳，不宜采 用 【9】 。 中雙鏈鏈條采用長鏈段，兩條鏈子必須配對(duì)出廠和使用，以保證其長度有 較小的偏差，減少受力不均現(xiàn)象。 2. 邊雙鏈型刮板輸送機(jī) 邊雙鏈型刮板輸送機(jī)的兩條圓環(huán)鏈在刮板兩端用連接環(huán)與刮板連接，每節(jié) 鏈條的長度就是刮板的間距，因此，鏈條都是短節(jié)。鏈條和連接環(huán)在槽幫鋼的 槽內(nèi)運(yùn)行，刮板的空間較大，能運(yùn)輸較大的煤塊，這種鏈子的預(yù)張力較小，運(yùn) 行阻力小，適應(yīng)性強(qiáng)，因此，得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)是兩條鏈子受力不均，刮板 易歪斜；刮板中間受力大，易彎曲；由于鏈環(huán)與連接環(huán)在槽幫內(nèi)運(yùn)行，空間受 到限制，不能使用較大的圓環(huán)鏈，強(qiáng)度受到限制。 3. 準(zhǔn)邊雙鏈型刮板輸送機(jī) 準(zhǔn)邊雙鏈型刮板輸送機(jī)的兩條圓環(huán)鏈在刮板中部連接，鏈條的中心距不小 于中部槽寬的 50%。它具有邊雙鏈和中雙鏈的優(yōu)點(diǎn)，適用于超重型刮板輸送 機(jī)。缺點(diǎn)是運(yùn)行阻力高。 準(zhǔn)邊雙鏈鏈條也采用長鏈段，其要求同中雙鏈。 10 4. 中單鏈型刮板輸送機(jī) 中單鏈型刮板輸送機(jī)的圓環(huán)鏈在刮板中間用 U 型螺栓連接，刮板兩端在 槽幫內(nèi)運(yùn)行，這種鏈子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整體彎曲性能好，與邊雙鏈相比鏈子無受力 不均現(xiàn)象。與中雙鏈相比結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，不存在鏈子受力不均現(xiàn)象，且彎曲性能 更好些。缺點(diǎn)是一股鏈子強(qiáng)度受到限制，不適用于功率較大的輸送機(jī)，且刮板 兩端磨損后，稍有歪斜就易出槽。運(yùn)行阻力比邊雙鏈稍高。 3.1.2 按卸載方式分類 1. 端卸式刮板輸送機(jī) 刮板輸送機(jī)呈直線形，貨載從輸送機(jī)一端卸載，與輸送機(jī)呈一直線，這種 型式的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，當(dāng)前大部分綜采工作面使用這種型式的刮板輸送 機(jī)；它的缺點(diǎn)是空鏈易帶回煤，增加功率消耗，卸載有一定的高度，易產(chǎn)生煤 塵。 2. 側(cè)卸式刮板輸送機(jī) 刮板輸送機(jī)呈直線形，機(jī)頭部搭在工作面運(yùn)輸巷轉(zhuǎn)載機(jī)上，借助圓弧犁形 卸煤板將煤從機(jī)頭架主卸載斜板呈 90卸到轉(zhuǎn)載機(jī)上，這是煤的主流，約占輸 煤量的 70% 75%；約有 15%20% 的煤從副卸載斜板卸到轉(zhuǎn)載機(jī)上，這是副 流；最后約有 5%15% 的粉煤繞過鏈輪通過底部卸入轉(zhuǎn)載機(jī)。 這種輸送機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是側(cè)卸式輸送機(jī)卸載前由于弧形板的作用，煤平穩(wěn)地 滑入轉(zhuǎn)載機(jī)中，避免了端卸式時(shí)的堵塞堆積和煤塵的產(chǎn)生，改善了勞動(dòng)環(huán)境； 由于弧形板的作用將帶有動(dòng)量的大快煤扭轉(zhuǎn) 90，使其與轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)行方向相同 后再卸入轉(zhuǎn)載機(jī)內(nèi)連續(xù)運(yùn)行，避免了端卸時(shí)煤流要停頓后再起動(dòng)的能量損失和 對(duì)輕載機(jī)的沖擊，從而降低了轉(zhuǎn)載機(jī)的功率消耗，提高了傳動(dòng)件的可靠性和轉(zhuǎn) 載機(jī)的使用壽命；從弧形板下被刮板鏈帶走的粉煤經(jīng)機(jī)頭鏈輪卸到回煤罩內(nèi)， 由返回刮板鏈拉到轉(zhuǎn)載機(jī)上方，從機(jī)頭底槽的開口卸到轉(zhuǎn)載機(jī)內(nèi)，因此，減少 了刮板輸送機(jī)的回煤阻力；由于煤流不在端頭卸載，不需要卸載高度，因而機(jī) 頭高度可以降下，且伸到工作面運(yùn)輸巷中，采煤機(jī)可以行走到接近機(jī)頭，便于 自開切口 【10】 。 11 3. 直彎式刮板輸送機(jī) 把工作面刮板輸送機(jī)與工作面運(yùn)輸巷轉(zhuǎn)載機(jī)連成一體，把工作面的煤直接 卸到工作面運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)上，取消了轉(zhuǎn)載機(jī)。 4. 交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C(jī) 交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C(jī)的機(jī)頭與轉(zhuǎn)載機(jī)的機(jī)尾做成一個(gè)整體。兩個(gè)輸送機(jī) 的上、下鏈相互交叉穿過，從上向下的順序是輸送機(jī)上鏈、轉(zhuǎn)載機(jī)上鏈、輸送 機(jī)下鏈、轉(zhuǎn)載機(jī)下鏈。輸送機(jī)機(jī)頭上槽的煤通過弧形板轉(zhuǎn)卸入轉(zhuǎn)載機(jī)上槽，輸 送機(jī)下鏈帶回的煤落入轉(zhuǎn)載機(jī)下槽，由轉(zhuǎn)載機(jī)下鏈帶到機(jī)尾輪后翻到上槽運(yùn)走。 由于輸送機(jī)的機(jī)頭與轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾是一個(gè)整體，所以，推移輸送機(jī)機(jī)頭時(shí)， 轉(zhuǎn)載機(jī)也必須隨之移動(dòng)。 交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C(jī)的特點(diǎn)是機(jī)頭架高度比普通側(cè)卸式低，一般可降低 200300mm。由于機(jī)頭高度的降低，為采煤機(jī)自開切口創(chuàng)造更有利的條件。 3.1.3 按中部槽的結(jié)構(gòu)分類 1. 開底式刮板輸送機(jī) 開底式刮板輸送機(jī)就是中部槽的下槽為敞開式，目前使用較為普遍。這種 中部槽的重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，下槽發(fā)生故障便于處理；缺點(diǎn)是剛度小，易磨損 變形，阻力大，壽命短，不適合松軟地板使用。 2. 封底式刮板輸送機(jī) 封底式刮板輸送機(jī)就是中部槽的下槽為封閉式。這種中部槽剛度大，刮板 鏈在下槽運(yùn)行阻力??；由于封底與工作面底板接觸面積大，適合松軟底板使用。 為了便于下鏈的檢查修理，在每隔數(shù)節(jié)中部槽安裝一節(jié)帶檢窗口的中部槽，窗 口開在溜槽中部，尺寸以能修換鏈段和連接鏈環(huán)為度，窗口用活動(dòng)蓋板蓋嚴(yán)。 3. 分體中部槽刮板輸送機(jī) 分體中部槽刮板輸送機(jī)就是把易磨損的上中部槽體做成活的，用螺栓與下 槽體固定，下槽體把鏟煤板、擋煤板、封底板焊成一體，提高了整機(jī)的剛性與 12 強(qiáng)度，且具有封底面槽的優(yōu)點(diǎn)。 4. 整體焊接中部槽刮板輸送機(jī) 整體焊接中部槽刮板輸送機(jī)就是把溜槽兩側(cè)槽幫分別與鏟煤板、擋煤板座 焊接在一起，取消溜槽與其附件的連接螺栓，從而減少了輸送機(jī)的維修工作量。 5. 框架式中部槽刮板輸送機(jī) 框架式中部槽刮板輸送機(jī)就是把普通中部槽置于一個(gè)鏟煤板、擋煤板座、 封底板焊在一起的框架中，用銷子固定，整機(jī)具有較強(qiáng)的剛性與強(qiáng)度，提高了 中部槽的可靠性；缺點(diǎn)是中部槽的重量增加幅度較大。 6. 鑄造式中部槽刮板輸送機(jī) 鑄造式中部槽刮板輸送機(jī)就是把中部槽槽幫鋼與鏟煤板、擋煤板鑄造在一 起，再焊上中板與底板，從而實(shí)現(xiàn)中部槽無螺栓連接，這種刮板輸送機(jī)具有框 架式中部槽刮板輸送機(jī)的各種優(yōu)點(diǎn)，且減少了大量鋼材的切割與焊接，降低了 制造成本 【11】 。 3.1.4 按采煤機(jī)牽引方式分類 1. 有鏈牽引采煤機(jī)用刮板輸送機(jī) 在輸送機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾部裝有采煤機(jī)牽引鏈的固定及張緊裝置，沿輸送機(jī)縱 向中部槽的擋煤板側(cè)裝有采煤機(jī)導(dǎo)向管。 2. 無鏈牽引采煤機(jī)用刮板輸送機(jī) 在輸送機(jī)靠擋煤板側(cè)裝有齒條或銷軌，采煤機(jī)的行走齒輪與其嚙合而實(shí)現(xiàn) 牽引。 3.2 刮板輸送機(jī)的組成 13 3.2.1 機(jī)頭傳動(dòng)部 機(jī)頭部由機(jī)頭架、鏈輪、減速器、盲軸和電動(dòng)機(jī)等組成，是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng) 力傳遞給刮板鏈的裝置，本次設(shè)計(jì)采用雙機(jī)頭結(jié)構(gòu)，能適用于左右工作面不同 的的需求 【12】 。圖 3-1 是中單鏈刮板輸送機(jī)的機(jī)頭部。 1-機(jī)頭架 2-減速器 3-聯(lián)軸器 4-電動(dòng)機(jī) 5-鏈輪組件 圖 3-1 中單鏈刮板輸送機(jī)機(jī)頭部 1. 機(jī)頭架 機(jī)頭架是機(jī)頭部的骨架，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，由厚鋼板焊接制成，是 支承和裝配傳動(dòng)裝置、鏈輪組件、及其它附屬裝置的構(gòu)件。機(jī)頭架的易磨損部 位采取耐磨措施，局部采用耐磨材料可更換零件，各型機(jī)頭部的共同點(diǎn)如下： 兩側(cè)對(duì)稱，兩側(cè)壁上都能安裝減速器，以適應(yīng)左，右采煤工作面的需求 拔鏈器和舌板固定在機(jī)頭架的前橫梁上，它的作用是，防止刮板鏈在與鏈 輪的分離點(diǎn)處，被輪齒帶動(dòng)卷入鏈輪 【13】 。護(hù)軸板是易損部位，用可拆換的活 板，既便于鏈輪和拔鏈器的拆裝，又可更換。 機(jī)頭架是易損部位采取耐磨措施，例如加焊高錳鋼堆焊層或局部采用耐磨 材料的可更換零件。 2. 鏈輪組件 刮板輸送機(jī)的鏈輪組件由鏈輪和鏈接軸組成。鏈輪是傳力部件，也是易損 14 件，運(yùn)轉(zhuǎn)中除受靜載荷外，還受有脈動(dòng)和沖擊載荷。 鏈輪是刮板輸送機(jī)傳遞扭矩最大的部件之一。對(duì)鏈輪的基本要求是：強(qiáng)度 高，耐磨，能承受脈動(dòng)載荷、沖擊載荷，并具有一定的韌性；齒形尺寸參數(shù)設(shè) 計(jì)準(zhǔn)確、加工精密高，保證與鏈條進(jìn)行良好的嚙合；無論那種結(jié)構(gòu)的鏈輪，都 要具備易于拆裝的特點(diǎn)。若鏈輪的齒數(shù)過多，會(huì)增加鏈輪的整體尺寸；鏈輪的 齒數(shù)太少，會(huì)增加刮板鏈在運(yùn)行中的動(dòng)負(fù)荷。目前鏈輪的齒數(shù)以 68 個(gè)居多。 本設(shè)計(jì)的鏈輪組件為中單鏈鏈輪輪組件如圖 3-2 所示，該組件右端鍵和減 速器的外花鍵直接相連，里面用平鍵連接，而沒有盲軸作為支撐 【14】 。為了增 加其強(qiáng)度和延長使用壽命，采用淬火處理，加強(qiáng)其強(qiáng)度。 1-鏈輪 2-鏈輪軸 圖 3-2 鏈輪組件 3. 減速器 我國目前生產(chǎn)的刮板輸送機(jī)減速器多為平行布置式，三級(jí)傳動(dòng)的圓錐圓柱 齒輪減速器。其適應(yīng)的條件為：輪圓周速度不大于 18m/s；安裝角度為 0-25； 高速軸的轉(zhuǎn)速不大于 1500r/min；減速器工作的環(huán)境溫度為-2035；適用于 正反兩向運(yùn)轉(zhuǎn)。減速器的端軸形式，按配套需要選用。輸入軸端有圓頭平鍵和 漸開線外花鍵兩種。輸出軸有矩形花鍵，漸開線內(nèi)花鍵和漸開線外花鍵三種。 為使用同一型號(hào)減速器的安裝尺寸和連接尺寸能通用互換，我國制訂并頒 布了刮板輸送機(jī)減速器尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)。為適應(yīng)左右采煤工作面和在機(jī)頭部， 機(jī)尾部都能通用，刮板輸送機(jī)減速器的箱體應(yīng)上下對(duì)稱。箱體的結(jié)構(gòu)還應(yīng)使刮 15 板輸送機(jī)在大傾角條件下工作時(shí)，各齒輪和軸承都能得到充分的潤滑。為便于 改變鏈速，減速器應(yīng)能用更換第二對(duì)齒輪的方法，在一定范圍內(nèi)改變傳動(dòng)比。 減速器上、下箱殼體為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)左、右工作面和在機(jī)頭、機(jī)尾使 用。但冷卻水管和泵組必須根據(jù)其工作位置事先安排好。箱體側(cè)幫上有四個(gè)孔， 用方頭螺栓將減速器固定到機(jī)頭架側(cè)板上。減速器靠輸入軸一端箱體上有法蘭 盤，用螺栓連接液力耦合器的連接罩。在連接罩的另一端，用螺栓連接電動(dòng)機(jī)， 使整個(gè)傳動(dòng)裝置形成一個(gè)整體，懸掛在機(jī)頭架側(cè)面。 4. 聯(lián)軸器 電動(dòng)機(jī)與減速器的連接有彈性聯(lián)軸器和液力偶合器兩種。用液力偶合器有 以下優(yōu)點(diǎn)：使電動(dòng)機(jī)輕載起動(dòng)；有過載保護(hù)功能；減緩傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊和振動(dòng)； 多電機(jī)驅(qū)動(dòng)能使各電機(jī)的負(fù)荷較均勻；如果與電動(dòng)機(jī)的特性匹配得當(dāng)，能增大 驅(qū)動(dòng)裝置的啟動(dòng)力矩。中，重型刮板輸送機(jī)都采用液力偶合器。因此本設(shè)計(jì)中 采用液力耦合器。 5. 電動(dòng)機(jī) 不用液力偶合器時(shí)，都采用有雙鼠籠轉(zhuǎn)子的隔爆型電動(dòng)機(jī)；采用液力偶合 器時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)距無高要求，只要求最大轉(zhuǎn)距要高。因?yàn)橛靡毫ε己?器時(shí)，電動(dòng)機(jī)是輕載起動(dòng)，如果液力偶合器的輸入特性與電動(dòng)機(jī)特性匹配得當(dāng)， 則對(duì)負(fù)載的起動(dòng)轉(zhuǎn)距，可達(dá)到接近電動(dòng)機(jī)的最大力矩。 3.2.2 中部槽及附屬部件 中部槽是刮板輸送機(jī)的機(jī)身，由槽幫鋼、中板等組成，上槽是裝運(yùn)煤炭的 承載槽，下槽供刮板鏈返程用。為減少刮板鏈返程的阻力，或在底板松軟的情 況下使用時(shí)防止槽體下陷，在槽幫鋼下加焊底板構(gòu)成封底槽。使用封底槽安裝 下股刮板鏈和處理下股鏈?zhǔn)鹿瘦^困難，可以用間隔幾節(jié)封底槽裝一節(jié)有可拆中 板的封底槽的辦法，以減少困難。為了便于安裝和搬運(yùn)，故設(shè)計(jì)成一節(jié)一節(jié)的， 本設(shè)計(jì)中部槽的長度取為 1500mm，如圖 3-3 所示。 16 12 1-上槽體 2-鏟煤板 圖 3-3中部槽 中部槽的連接裝置是將單個(gè)中部槽連接成刮板輸送機(jī)機(jī)身，它既要保證對(duì) 中性，使兩槽之間上、下、左、右的錯(cuò)口量不能超過規(guī)定，又要允許相鄰兩槽 在水平、豎直兩個(gè)平面內(nèi)能折曲一定的角度，使機(jī)身有良好的彎曲性能，還要 求同一型號(hào)中部槽的安裝、連接尺寸相同，能通用互換。 鏟煤板在推移中部槽時(shí)用來清洗工作面的浮煤，它固定在中部槽的支座上， 安裝后上緣應(yīng)低于槽幫，下緣要超出槽底，寬度方向與采煤機(jī)滾筒應(yīng)有一間隔， 鏟煤板的刃口應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。 3.2.3 刮板鏈 刮板鏈由鏈條和刮板組成，如圖 3-4 所示。是刮板輸送機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)。刮 板的作用是刮推槽內(nèi)的物料 【15】 。目前使用的有中單鏈，中雙鏈和邊雙鏈三種。 本設(shè)計(jì)中采用的是 2692-c 級(jí)刮板鏈。 17 1-刮板鏈 2-刮板 圖 3-4 刮板鏈 刮板是刮板鏈的重要組成部分，它除應(yīng)具有合理的幾何形狀外，還必須強(qiáng) 度高，剛度大。否則，在使用中由于受突加載荷而容易被拉彎。此外，刮板的 結(jié)構(gòu)應(yīng)使拆裝方便，與圓環(huán)鏈固定可靠，便于調(diào)節(jié)刮板間距。 3.2.4 緊鏈裝置 刮板鏈安裝時(shí)，要給予一定的予緊力，使它運(yùn)行時(shí)在張力最小點(diǎn)不發(fā)生鏈 條松弛或堆積。給刮板鏈?zhǔn)┘訌埦o力的裝置叫緊鏈裝置。 目前應(yīng)用的緊鏈方式主要有三種：第一種是將刮板鏈一端固定在機(jī)頭架上， 另一端繞經(jīng)機(jī)頭鏈輪，用機(jī)頭部的電動(dòng)機(jī)使鏈輪反轉(zhuǎn)，將鏈條拉緊，電動(dòng)機(jī)停 止反轉(zhuǎn)時(shí)，立即用一種制動(dòng)裝置將鏈輪閘住，防止鏈條回松；另一種方式與前 一種基本相同，只是不用電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)緊鏈，而用專設(shè)的液壓馬達(dá)緊鏈；第三種 方式是采用專用的液壓缸緊鏈。 第一種緊鏈方式使用的金蓮器有三種：棘輪緊鏈器、摩擦輪緊鏈器、閘盤 緊鏈器。 第二種緊鏈方式使用的液壓馬達(dá)安在連接筒上，減速箱一軸上裝緊鏈齒輪。 第三種緊鏈方式是使用單獨(dú)的液壓缸緊鏈器。這種緊鏈器是一種帶增壓缸 的液壓千斤頂裝置，由泵站供給壓力液，緊鏈時(shí)需要將它抬到緊鏈位置使用。 18 3.2.5 推移裝置 推移裝置是在采煤工作面內(nèi)將刮板輸送機(jī)向煤壁推移的機(jī)械。綜采工作面， 使用液壓支架上的推移千斤頂；非綜采工作面用單體液壓推溜器或手動(dòng)液壓推 溜器。 3.2.6 錨固裝置 錨固裝置是刮板輸送機(jī)在傾角較大的工作面工作有下滑可能時(shí)，用以固定， 防滑之用。它由單體液壓支架和錨固架組成，錨固架與機(jī)頭架，機(jī)尾架連接。 使用液壓支架的泵站。 3.3 刮板輸送機(jī)的安裝 3.3.1 安裝運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)注意的主要問題 1. 輸送機(jī)的鋪設(shè) 工作面要保持成直線，輸送機(jī)的鋪設(shè)要保持平直，綜采工作面要求達(dá)到 “三直一平”即液壓支架、輸送機(jī)和工作面成三條平行直線，輸送機(jī)要鋪平。其 中輸送機(jī)的平直是基礎(chǔ)，是關(guān)鍵。因?yàn)椴擅簷C(jī)是以輸送機(jī)為導(dǎo)軌，只有輸送機(jī) 平直才能保證采煤機(jī)割出的工作面平直。 2. 推移輸送機(jī)時(shí)要保持正確彎曲長度 綜采輸送機(jī)要隨著采煤機(jī)的移動(dòng)而向前推移，因此輸送機(jī)是逐段成蛇形彎 曲。要嚴(yán)格防止拐“ 急彎”溜槽的彎曲應(yīng)當(dāng)控制在溜槽接頭允許的水平彎曲角度 的范圍內(nèi)。 總之，對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)的安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)要求可以概括為“平、直、彎、鏈” 四個(gè) 字。這是保證刮板輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。平輸送機(jī)鋪得要平；直輸送機(jī)、 液壓支架與工作面均呈直線；彎推移輸送機(jī)時(shí)要緩慢彎曲，避免拐“急彎” ； 鏈刮板鏈裝配要正確，松緊合適。要使鏈子松緊程度合適，就必須按緊鏈要 19 求，達(dá)到一定的預(yù)緊力，并在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后再適當(dāng)調(diào)節(jié)。 為了保證輸送機(jī)的安全運(yùn)行，發(fā)揮其最佳性能，必須按要求定期維修輸送 機(jī)的各零部件，需對(duì)各潤滑部位進(jìn)行定期潤滑，調(diào)整各零部件和擰緊緊固件。 3.3.2 提高刮板輸送機(jī)的輸送量 刮板輸送機(jī)使用中遇到的問題之一是非滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。要想解決問題，首先 必須精確測(cè)出輸送機(jī)的輸送量 【16】 。它的輸送量由被傳送物料的橫截面積和鏈 條速度決定。如果刮板輸送機(jī)達(dá)不到額定輸送量，可以從以下幾個(gè)方面來尋找 原因，從而找到解決問題的辦法。 1. 檢查刮板輸送機(jī)的速度 在安裝和維護(hù)時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置上的滑槽可能安裝不正確，或者驅(qū)動(dòng)裝置上的 皮帶松弛而打滑，使輸送機(jī)在低于額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。 2. 檢查刮板輸送機(jī)內(nèi)的物料厚度 物料厚度不合理有幾個(gè)原因：一是輸送機(jī)安裝的傾斜角度不合理，而通常 輸送機(jī)只能在某個(gè)傾斜角度內(nèi)運(yùn)行才最佳。另一個(gè)原因是由于輸送機(jī)進(jìn)料不順 暢或不充足。例如，進(jìn)料設(shè)備不匹配,進(jìn)料門不正常，進(jìn)料口有障礙物等。針 對(duì)不同問題采取相應(yīng)的措施，增加物料的厚度和進(jìn)料均勻度。 20 第 4 章 刮板輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 4.1 刮板運(yùn)輸機(jī)的阻力計(jì)算 根據(jù)所給的技術(shù)參數(shù)，初選圓環(huán)鏈 2692-C 級(jí)，運(yùn)行時(shí)除了要克服煤和 刮板鏈的運(yùn)行阻力，還要克服煤和刮板鏈的自身重力，通常將它們一起計(jì)為總 運(yùn)行的總阻力 【17】 。（已知下運(yùn)）如圖 4-1 在重段直線段運(yùn)行的總阻力為： 1 1()cosinsizhqLgqLgWwbb=+- 在空斷直線段運(yùn)行的總阻力為： 1zh+ 圖 4-1 運(yùn)行阻力分析圖 式中 重段直線段的總阻力， ；zhWN 空段運(yùn)行阻力， ； k 中部槽單位長度裝煤量， ；qkg/m ；10.1309.105.3kg/F 刮板鏈單位長度質(zhì)量， 查資料可知：圓環(huán)鏈形式和尺寸預(yù)選1 / 21 刮板鏈 2692-C 查質(zhì)量為 31.23 ；kg 煤在槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù)；w 刮板鏈在槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù)。1 表 4-1 阻力系數(shù) 阻力 系數(shù) 鏈子種類 1 單 鏈 0.40.6 0.30.4 雙 鏈 0.60.8 0.30.4 取 0.5w=10.3 g 重力加速度 取 9.8 ；2m/s 鋪設(shè)傾角 取 。b91 1()cosinsi zhqLgqLgWw (105.30.5+31.230.3)1509.80.99- 105.31509.80.1631.231509.80.16 58144.39=N11cosinzhgqq 31.230.31509.80.9931.231509.80.16 20980 附加阻力 0.1()8612.4lllzhkWWN 102847.83zhkl總 阻 力 輕 = 4.2 牽引力的計(jì)算 22 按彎曲段的幾何關(guān)系，求算中部槽彎曲段的中心角 0a 2sinRl1.52sin.8.65m440.6.27.aLw202rcsinarcsin0.6898. 由 810.6()kzhsW5=+ 051.4zhk- 判斷刮板鏈最小張力在“1” 點(diǎn) 對(duì)于單鏈的初張力可取 20003000 ，初張力 取 2000 ，按彎曲段距N1sN 工作面上端 5m，用逐點(diǎn)計(jì)算法求刮板鏈在各點(diǎn)的張力為： 圖 4-2 刮板輸送機(jī)計(jì)算圖120Ns=2cosin)(Lgqw03.59.849 6702323faesW-=+ 23 8.290412365.7508.27Ne434sW-=+8(8.27)61.5561.740.zhks-.(5390)38N656s-=+17.2091(8.27)5 027667faesW-1.39815.259N87s-=+2036. 由牽引力計(jì)算公式 ()yllylPsks=-+ 式中 牽引力 N； 刮板鏈與驅(qū)動(dòng)鏈輪相遇點(diǎn)的張力 N；y 刮板鏈與驅(qū)動(dòng)鏈輪分離點(diǎn)的張力 N；ls 刮板鏈輪繞經(jīng)驅(qū)動(dòng)鏈輪的阻力系數(shù) =0.030.045 取 0.04。k lk8181()lssP=-+上3602.043620555()lsks-下81.7-.（ .7.） 24 N=50284.6 4.3 電動(dòng)機(jī)的選取 電動(dòng)機(jī)功率： 10P 傳動(dòng)系效率 取 0.85 上端驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率： 10356.8.54.2 kwPN上上 下端驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 24.10.63.89下下 將上述功率計(jì)算值各加 20%的備用量上端電動(dòng)機(jī)功率為 54.29kw，下端電 動(dòng)機(jī)功率為 76.67kw，因此配備 2 kw 電動(dòng)機(jī)雙頭驅(qū)動(dòng)能滿足需求。因?yàn)樗? 選電動(dòng)機(jī)用于井下作業(yè)，所以必須選擇隔爆類型的電動(dòng)機(jī) 【18】 。根據(jù)所需功率， 故選取電動(dòng)機(jī)為：YB280-M4。 4.4 液力耦合器的選取 根據(jù)相關(guān)參數(shù)具體化，根據(jù)所選電動(dòng)機(jī)功率 90kW，選取液力耦合器型號(hào)， 本設(shè)計(jì)選擇型號(hào)為：YOXD450（水介質(zhì)）。其技術(shù)參數(shù)如下： 1.主要匹配電動(dòng)機(jī)參數(shù)： （1）型號(hào) DSB-90； （2）功率 90kW； （3）轉(zhuǎn)速 1475r/min； （4）最大扭矩/額定扭矩=2.5； （5）額定扭矩 583Nm； （6）最大扭矩 1450Nm； 2.傳動(dòng)介質(zhì)：水； 3.充液量：12.2L； 4.啟動(dòng)扭矩：1320Nm； 5. ；26.額 定 轉(zhuǎn) 矩啟 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 25 6.額定工況傳動(dòng)比：96.8% 7.重量：102.4kg； 8.重要說明：每次更換水時(shí)應(yīng)按 0.3%濃度加入“一號(hào)添加藥劑 ”，對(duì)于 YOXD450S 型應(yīng)加 40g。如果情況緊急，來不及添加藥劑，可 5 天后補(bǔ)加 【19】 。 4.5 減速器的選取 已知所選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 YB280-M4，可知其功率為 90kw 同步轉(zhuǎn)速為 1500 【20】 。滿載轉(zhuǎn)速 1480 .r/minr/min 則電動(dòng)機(jī)的角速度為： 電 動(dòng) 機(jī) 2603.1480615.3rad/s 由于刮板鏈速： v 1.08/s 所以 鏈輪角速度： 21.08.45.2b鏈 輪 rad/s 可以算出減速器所需的減速比： （ 取 0.965）.7ii電 動(dòng) 機(jī) 鏈 輪 液 i液 滿足要求。 經(jīng)查參考文獻(xiàn) ，選取的減速器型號(hào)為：DCY250-28.75-型。3 4.6 鏈輪組件的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.6.1 鏈輪幾何尺寸計(jì)算 初選圓環(huán)鏈 2692-C 級(jí)，選定該鏈輪齒數(shù)為 7N= 1. 鏈輪節(jié)距角 236025. 26 2. 鏈輪節(jié)圓直徑 414mm220sindcos9090pNND = 3. 鏈輪外徑 mm02e=+41264 4. 鏈輪立環(huán)槽直徑 tgN990ipdtgbD 因?yàn)槌踹x圓環(huán)鏈規(guī)格為 2692-C 級(jí) 2 = 301mmt0i t 5. 鏈輪立環(huán)立槽寬度 ld 已知圓環(huán)鏈規(guī)格為 2692-C 級(jí) 10 mm263=+ 6. 齒根圓弧半徑 20.5.1mdR 7. 鏈窩長度 1.7.792650Lp 8. 鏈窩平面圓弧半徑 值等于接鏈環(huán)圓弧部分的最大外圓半徑，圓心在接鏈環(huán)中心線上，此3R 中心線平行鏈窩平面，距鏈輪中心的距離為 0.5Hd+34mR= 9. 鏈輪中心至鏈窩底平面的距離 27 0.5N0.5199Hptgdtgmm9= 10. 短齒厚度 (2)sin()cos()180180WdANd84m 11. 鏈窩中心距離 取 125mm1.075.759264.9Ap 12. 齒形圓弧半徑 1.1.53mdR 13. 立環(huán)槽圓弧半徑 40.5.26 14. 短齒根部圓弧半徑 5.13dR 15. 鏈窩間隙 限的最大值，能保證圓環(huán)鏈在鏈窩中得到足夠的支承，也能保證接鏈環(huán) 和刮板在鏈窩中有足夠的間隙 【21】 。但在某些重載情況下，平鏈環(huán)在支承面積 有必要增加時(shí)，用戶和廠方商定，可以規(guī)定尺寸，而調(diào)整值 【 22】 。 4.6.2 鏈輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 軸的材料 初選軸的材料為 35CrMo，調(diào)質(zhì)，硬度為 207269。其主要參數(shù)如下： =685 =490b2Nms2Nm =314 =1801 1 28 2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 初步估計(jì)軸徑： 3APnd 查參考文獻(xiàn) 2 取 A=105 d =119.21310576.21m 考慮到軸端部有漸開線花鍵槽，中部有雙鍵槽，軸徑應(yīng)該增大 10% ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 取 d=19015%m 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 圖 4-3 鏈輪軸 受力分析： 29 圖 4-4 鏈輪軸受力圖 轉(zhuǎn)矩： T=9550 Pn95076.321978Nm 圓周力： 0Ft28460TD 徑向力： 67rt 水平面內(nèi)的支撐反力： 2380NAxBtRFxM37801573460mCxDxA 軸垂直面內(nèi)的支撐反力： 2NAYBrRF 支撐反力： 2237803471AB 30 281653NmDCXCYM 圖 4-5 軸的彎矩、轉(zhuǎn)矩圖 強(qiáng)度校核：從截面圖可知 c 處載荷最大可能是危險(xiǎn)截面，故 d =170.68mm22310865319780.6 按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度： MPa.4252WTcLa 60.2Mpa 符合要求 31 根據(jù)以上的計(jì)算，所以選擇帶平鍵軸的直徑為 200mm，軸兩端的直徑為 190mm。 4.6.3 軸承的選擇 根據(jù)軸的直徑，查參考文獻(xiàn) 2 可選軸承的型號(hào)為 23038ck/w33 型調(diào)心滾子 軸承 【23】 。 4.6.4 刮板鏈的選擇 圖 4-6 預(yù)緊力張力變化圖 預(yù)緊力計(jì)算 【24】 由預(yù)緊力的公式： N013424ssT（ ） 1(205861.73.051)2690 一條 26 92 圓環(huán)鏈的剛度：29.6.()EA7.9 取 0.8mlje 緊鏈力的計(jì)算： 01 2TLgEAljeqw 32 72569013.2980.312150.68N 刮板鏈的安全系數(shù): 安全系數(shù)是鏈系破壞斷拉力與最大張力之比，動(dòng)張力按最大端張力的 20%考 慮則刮板鏈的安區(qū)系數(shù)查得 26 92-C 級(jí)圓環(huán)鏈的破斷拉力為 850kN 3.5max21.dns2.03 式中 鏈系的安全系數(shù) 一般取 3.5；n 一條鏈系的破斷拉力，由參考文獻(xiàn)可知圓環(huán)鏈系破斷負(fù)荷查 2692 ds C 級(jí) ；850kN=maxs 刮板鏈的最大靜張力 max45861.7Ns 33 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)主要對(duì)刮板輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過查閱資料對(duì)刮板輸 送機(jī)的定義、工作原理、國內(nèi)外發(fā)展情況、發(fā)展趨勢(shì)、結(jié)構(gòu)組成以及安裝、使 用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，對(duì) SGD630/222 型刮板輸送機(jī)進(jìn)行理論計(jì)算，結(jié)構(gòu)分析。 初步完成了對(duì)刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，通過這些分析我們可以預(yù)測(cè)刮板輸送機(jī) 一定會(huì)向重型化、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，同時(shí)必將發(fā)展出能夠滿足極薄 煤層工作面機(jī)械化綜采工藝的極薄煤層刮板輸送機(jī)，以徹底解決長期以來國內(nèi) 極薄煤層開采裝備落后、機(jī)械化程度低、工作面效率低、經(jīng)濟(jì)效益差的局面。 通過對(duì)刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力的計(jì)算、鏈條張力和牽引力的計(jì)算、電機(jī)功率