雙刮板鏈?zhǔn)浇o料機(jī)設(shè)計(jì)
雙刮板鏈?zhǔn)浇o料機(jī)設(shè)計(jì),雙刮板鏈?zhǔn)浇o料機(jī)設(shè)計(jì),雙刮板,鏈?zhǔn)?設(shè)計(jì)
摘要
刮板輸送機(jī)是礦山運(yùn)輸機(jī)械的重要組成部分，作為具有撓性牽引力的連續(xù)輸送機(jī)械，它被廣泛用作采煤工作面和煤巷的運(yùn)輸工具。在此設(shè)計(jì)中，對(duì)組成刮板輸送機(jī)的部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和計(jì)算，并著重設(shè)計(jì)了減速器等部件的結(jié)構(gòu)。刮板輸送機(jī)的動(dòng)力裝置采用防爆異步電動(dòng)機(jī)，減速器使用自行設(shè)計(jì)的三級(jí)錐齒輪減速器。機(jī)頭鏈輪是由電動(dòng)機(jī)通過(guò)液力耦合器與減速器連接傳動(dòng)到的，從動(dòng)力部分開(kāi)始傳動(dòng)，從而帶動(dòng)下一級(jí)的傳動(dòng)，一級(jí)帶著一級(jí)，在這段工作的時(shí)間內(nèi)刮板運(yùn)動(dòng)是重復(fù)的，從而物料循環(huán)的完成任務(wù)。刮板輸送機(jī)在礦井下相當(dāng)于領(lǐng)導(dǎo)者地位，它可以代替工人在礦井下工作。這樣不僅可以保證了工人的安全，還大大提高了相比較人工而言緩慢的工作效率，效率一提高帶給公司的就是很直接的利益。因此，對(duì)刮板輸送機(jī)進(jìn)行更深層次的研究和改進(jìn)對(duì)煤炭工業(yè)的發(fā)展是非常有必要的，對(duì)時(shí)代文明的快速進(jìn)步有非凡意義。
關(guān)鍵詞 刮板鏈；中部槽；減速器
I
Abstract
The scraper conveyor is an important part of the mine transportation machinery. As a continuous conveying machine with flexible traction force, it is widely used as a transportation tool for coal mining face and coal roadway. In this design, the component structure of scraper conveyor is analyzed and calculated, and the structure of reducer and other components is emphatically designed. The power unit of scraper conveyor adopts explosion-proof asynchronous motor, and the reducer uses a self designed three stage bevel gear reducer. The head sprocket is driven by the motor through the hydraulic coupler and the reducer, starting from the power part, thus driving the next level, and the first level with the first level. In this period, the scraper movement is repeated, thus the material circulation is completed. The scraper conveyor is equal to the leader position under the mine, it can replace the worker to work under the mine. This can not only guarantee the safety of the workers, but also greatly improve the efficiency of the slow work in comparison with the manual, and the efficiency is directly beneficial to the company. Therefore, the further research and improvement of the scraper conveyor is very necessary for the development of the coal industry, and it is of great significance to the rapid progress of the times civilization.
Keywords scraper chain middle slot reduce
II
目 錄
摘要 I
ABSTRACT II
1 緒論 1
1.1 刮板輸送機(jī)的研究目的及意義 1
1.2 刮板輸送機(jī)的總體走向 1
1.2.1 國(guó)內(nèi)的發(fā)展走向 1
1.2.2 國(guó)外的發(fā)展走向 1
1.3 刮板輸送機(jī)的概述 1
1.3.1 刮板輸送機(jī)的部件構(gòu)成 1
1.3.2 刮板輸送機(jī)的工作原理 2
1.3.3 刮板輸送機(jī)的適用場(chǎng)合 2
1.4刮板輸送機(jī)的種類(lèi) 2
2 刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 2
2.1設(shè)計(jì)參數(shù)的總需求 2
2.2 總體方案的設(shè)計(jì) 3
2.2.1 輸送能力的計(jì)算 3
2.2.2 運(yùn)行阻力的計(jì)算 3
2.2.3 電動(dòng)機(jī)功率的確定與選型 4
2.2.4 刮板鏈強(qiáng)度的驗(yàn)算 4
2.3 刮板輸送機(jī)機(jī)頭部及傳動(dòng)裝置 4
2.3.1 機(jī)頭架 4
2.3.2 減速器 5
2.3.3 液力耦合器 5
2.3.4 鏈輪組件 6
2.3.5 盲軸組件 6
2.4 溜槽及附件 6
2.4.1 溜槽 6
2.4.2 附件 7
2.5 刮板鏈 7
2.5.1 刮板鏈的特性 7
2.5.2 刮板鏈的選型與技術(shù)要求 7
2.6 緊鏈裝置 8
2.7 推移裝置 8
3 減速器的設(shè)計(jì) 8
3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 8
3.1.1 總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配 8
3.1.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 9
3.2 齒輪的設(shè)計(jì) 10
3.2.1 弧齒圓錐齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 10
3.2.2 斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 12
3.2.3 直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 15
3.3 減速器的軸的設(shè)計(jì)與校核 18
3.3.1 高速軸（1軸）的設(shè)計(jì) 18
3.3.2 軸2的設(shè)計(jì)與校核 22
3.3.3 軸3的設(shè)計(jì)與校核 25
3.4 軸承壽命的校核計(jì)算 29
3.4.1 軸1處軸承壽命的校核 29
3.5 鍵的強(qiáng)度校核 30
3.5.1 軸2上的鍵強(qiáng)度校核 30
4 刮板輸送機(jī)的安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù) 31
4.1 刮板輸送機(jī)的安裝 31
4.2 刮板輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn) 31
4.3 刮板輸送機(jī)的維護(hù) 31
結(jié)論 32
致謝 33
參考文獻(xiàn) 34
IV
1. 緒論
1.1 刮板輸送機(jī)的研究目的及意義
中國(guó)每年煤炭的出口貿(mào)易量占到世界總量的12%，是當(dāng)之無(wú)愧的世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。隨著近幾年來(lái)我國(guó)的快速發(fā)展，高產(chǎn)高效集約化礦山的生產(chǎn)模式正在一步步的逐漸形成，這正是為了努力實(shí)現(xiàn)高度一體化的一礦一井一面生產(chǎn)模式。在過(guò)去半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展過(guò)程中，科技的進(jìn)步是又一歷史性飛躍，刮板輸送機(jī)現(xiàn)已成為礦井下作業(yè)時(shí)不可或缺的產(chǎn)品之一。一個(gè)產(chǎn)品能否占領(lǐng)市場(chǎng)主要看產(chǎn)品在投入市場(chǎng)使用后的反饋程度。哪一個(gè)產(chǎn)品的適用范圍能最廣，帶給生廠商的利益能最大化，那么它就更容易被大眾接受。因此，研究改造或創(chuàng)新可以說(shuō)是迫在眉睫，提高工作面的高產(chǎn)量和高效率來(lái)實(shí)現(xiàn)促進(jìn)煤炭工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
1.2 刮板輸送機(jī)的總體走向
1.2.1 國(guó)內(nèi)的發(fā)展走向
在上個(gè)世紀(jì)的70年代左右，綜采機(jī)械化開(kāi)始慢慢的在中國(guó)部分地區(qū)投入使用。經(jīng)過(guò)那么多年的發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)可以自主研究制造中小型功率的刮板輸送機(jī)，而發(fā)展并沒(méi)有那么迅速的大功率型的刮板輸送機(jī)還需通過(guò)引進(jìn)國(guó)外設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。由于先期缺乏理論實(shí)踐的支持，并且工業(yè)水平受限，所以在我國(guó)目前存在的顯著問(wèn)題主要體現(xiàn)在安全性和可靠性。市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)和產(chǎn)品更迭，技術(shù)不能止步不前，刮板輸送機(jī)必須改進(jìn)才能保證不被市場(chǎng)淘汰。所以輸送機(jī)的近期目標(biāo)是朝著輸送量要多、傳遞的功率要大、技術(shù)要先進(jìn)、性能要可靠、設(shè)備要安全、機(jī)電一體化的總體方向走的。我國(guó)未來(lái)規(guī)劃的大方向是保持原有節(jié)奏的基礎(chǔ)上的同時(shí)盡可能快的追趕上發(fā)達(dá)國(guó)家的研究水平，早日成為一個(gè)不可小覷的大國(guó)。
1.2.2 國(guó)外的發(fā)展走向
第一臺(tái)刮板輸送機(jī)在世界上的問(wèn)世讓人們以不斷創(chuàng)新改革建設(shè)礦井運(yùn)輸?shù)闹袠袨槟繕?biāo)，發(fā)達(dá)國(guó)家在于這方面的研究成果不僅僅只體現(xiàn)在輸送機(jī)的生產(chǎn)能力和功率上，更多則展現(xiàn)了輸送機(jī)設(shè)備的先進(jìn)化上。正是秉著科技是第一生產(chǎn)力，永遠(yuǎn)需要?jiǎng)?chuàng)新的宗旨，時(shí)代才能如此發(fā)展快速。盡管發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)在自身?yè)碛械臋C(jī)械制造工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是為了滿(mǎn)足更多人們的需求，還是在不斷的創(chuàng)新著。隨著測(cè)量技術(shù)的微電子技術(shù)發(fā)展，科研人員的研究方向瞄準(zhǔn)了現(xiàn)代智能化，控制電路數(shù)字化、智能化即將成為未來(lái)的發(fā)展走向。
1.3 刮板輸送機(jī)的概述
1.3.1 刮板輸送機(jī)的部件構(gòu)成
現(xiàn)如今市面上的輸送機(jī)類(lèi)型型號(hào)的種類(lèi)繁多，每一種類(lèi)都有專(zhuān)屬于自己的獨(dú)特特色。雖然每一個(gè)輸送機(jī)部件的形式和布置方式都盡不相同，但是基本組成結(jié)構(gòu)是相同的，即一般構(gòu)件為機(jī)頭部、機(jī)尾部、中間槽等。輸送機(jī)的外形見(jiàn)圖1-1。
圖1-1 刮板輸送機(jī)
1.3.2 刮板輸送機(jī)的工作原理
電機(jī)經(jīng)液力耦合器和減速器相連，減速器與鏈輪相連，刮板固定在鏈條上組成刮板鏈，帶動(dòng)機(jī)頭軸的鏈輪旋轉(zhuǎn)。從而帶動(dòng)下一級(jí)的傳動(dòng)，一級(jí)帶著一級(jí)，在這段工作的時(shí)間內(nèi)刮板運(yùn)動(dòng)是重復(fù)的。然后當(dāng)物料運(yùn)送到機(jī)器末端時(shí)就停止輸送然后將物料拆卸下來(lái)。從而完成刮板的一系列完整的運(yùn)動(dòng)。
1.3.3 刮板輸送機(jī)的適用場(chǎng)合
刮板輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，機(jī)身矮，可彎曲，能適應(yīng)非常惡劣的工作條件，比如礦井，冶金，化工等場(chǎng)合。當(dāng)刮板輸送機(jī)移動(dòng)時(shí)，鏟煤板能夠自動(dòng)清理機(jī)道中的浮煤。由于礦井下的不安全性，刮板輸送機(jī)可以顯著改善工人的工作環(huán)境，所以刮板輸送機(jī)現(xiàn)在仍是緩傾斜長(zhǎng)壁式采煤工作面唯一的煤炭運(yùn)輸設(shè)備。
1.4 刮板輸送機(jī)的種類(lèi)
輸送機(jī)可以按照溜槽的布置方式的不同可以分為兩種形式：并列式、重疊式；輸送機(jī)可以按照鏈條數(shù)目和排列方式的不同分為四種形式：?jiǎn)捂湣⒅须p鏈、邊雙鏈、三鏈；輸送機(jī)可以按照傳遞功率的大小分為三種形式：輕型、中型、重型。
2 刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的總需求
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是雙刮板鏈?zhǔn)浇o料機(jī)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)參數(shù)：生產(chǎn)能力：900～1200t/h，刮板速度可調(diào)（參考）：0.8m/s，中部槽寬度：850～1000mm，給料層調(diào)節(jié)范圍：420～580mm，參考總體長(zhǎng)度：3800～4100mm，外寬：1380～1525mm。
2.2 總體方案的設(shè)計(jì)
2.2.1 輸送能力的計(jì)算
作為具有撓性牽引力的連續(xù)輸送機(jī)械，刮板輸送機(jī)的輸送能力見(jiàn)(2-1)。
（2-1）
2.2.2 運(yùn)行阻力的計(jì)算
重段直線段運(yùn)行的阻力為見(jiàn)（2-2）。
（2-2）
空段直線段的運(yùn)行阻力為見(jiàn)（2-3）。
（2-3）
已知中雙鏈
由于在過(guò)程中存在著另外增加的阻力，刮板輸送機(jī)的總的運(yùn)行阻力見(jiàn)（2-4）。
（2-4）
將數(shù)據(jù)代入（2-4）計(jì)算,得,
2.2.3 電動(dòng)機(jī)功率的確定與選型
電動(dòng)機(jī)的功率見(jiàn)（2-5）。
（2-5）
式中 ——刮板輸送機(jī)總運(yùn)行阻力，N
——刮板鏈運(yùn)行速度，m/s
——傳送裝置效率
將已知數(shù)據(jù)代入（2-5）,得,
因?yàn)榈V井的深度可以達(dá)到很深，所以輸送機(jī)的電機(jī)在礦井下很難安全有效的制動(dòng)。為了保證在一些惡劣的環(huán)境條件下能夠作業(yè)安全，所以我們對(duì)電機(jī)的要求是防爆和防電火花。所以選定的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型為YB2-160M-4，其主要參數(shù)數(shù)據(jù)如下：
額定功率：11kw
電機(jī)轉(zhuǎn)速：1460r/min
額定電壓：380v
滿(mǎn)載效率：0.914
滿(mǎn)載功率因數(shù)：0.85
冷卻方式：外殼水冷
2.2.4 刮板鏈強(qiáng)度的驗(yàn)算
刮板鏈強(qiáng)度需要滿(mǎn)足見(jiàn)（2-6）。
（2-6）
將數(shù)據(jù)代入式（2-6）,得,
所以該圓環(huán)鏈滿(mǎn)足強(qiáng)度的條件。
2.3 刮板輸送機(jī)機(jī)頭部及傳動(dòng)裝置
2.3.1 機(jī)頭架
機(jī)頭架是支承和裝配機(jī)頭傳動(dòng)裝置（包括電動(dòng)機(jī)、液力耦合器、減速器等）、鏈輪組件、盲軸以及其他附屬裝置的構(gòu)件。它是由厚鋼板焊接而成的，具有較高的強(qiáng)度和剛度對(duì)機(jī)頭架的基本結(jié)構(gòu)要求是，兩側(cè)結(jié)構(gòu)必須相同，便于左右工作面的交替使用和雙側(cè)傳動(dòng)。
為了便于井下的安裝與拆卸，在分離點(diǎn)的時(shí)候刮板鏈很容易卷進(jìn)去，所以鏈輪的兩端分別使用減速器和盲軸來(lái)穩(wěn)固。機(jī)頭架的前面有兩個(gè)東西固定著它。護(hù)軸板是易損部位，代替使用可拆卸的活板，不僅方便拆裝，還方便更換，這樣兩全其美。
2.3.2 減速器
減速器是常常被用在電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置之間的減速傳動(dòng)裝置。本次使用的自行設(shè)計(jì)的三級(jí)圓錐—圓柱齒輪減速器，節(jié)省井下作業(yè)空間采用垂直方式，其次三級(jí)展開(kāi)來(lái)說(shuō)就是一級(jí)是弧齒錐齒輪在高速級(jí)，二級(jí)是斜齒圓柱齒輪，三級(jí)是直齒圓柱齒輪。盡管三級(jí)減速器的成本相對(duì)于其他減速器而言較高，但是其突出的優(yōu)勢(shì)還是受到了使用者們廣泛的喜愛(ài)。它的結(jié)構(gòu)尺寸較小，便于拆裝，減速效果在最大程度上減少了力矩，使產(chǎn)品的使用壽命到了延長(zhǎng)。第三章內(nèi)容就是主要講解減速器，三級(jí)減速器傳動(dòng)的方案見(jiàn)圖2-1。
圖2-1傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2.3.3 液力耦合器
液力耦合器作為聯(lián)軸器的一種，主要由泵輪、渦輪組成，有過(guò)載保護(hù)功能，減少傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊和振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-2。
圖2-2 液力耦合器的結(jié)構(gòu)圖
通過(guò)比較聯(lián)軸器的型號(hào)初步選定的是限矩型液力耦合器，型號(hào)為YOX206—D，其主要參數(shù)數(shù)據(jù)如下所示：
輸入轉(zhuǎn)速n=1500r/min
，
，
重量9.5kg
2.3.4 鏈輪組件
因?yàn)殒溳喗M件的形式有很多，通常都裝配在機(jī)構(gòu)的首末兩端。所以要求有足夠的強(qiáng)剛度和韌性。在工作的鏈輪不但有自身的重力，還要受到外界部件給它帶來(lái)拉力以及壓力，還有在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊。所以我們要求鏈輪這個(gè)部件不但能夠便于工作人員的安裝也能快速準(zhǔn)確的拆下來(lái)，這樣既能節(jié)省時(shí)間也能節(jié)省人力物力。整體式鏈輪組件見(jiàn)圖2-3。
圖2-3整體式鏈輪組件
2.3.5 盲軸組件
盲軸由花鍵軸、花鍵套、箱體等組成，主要作用是支承鏈輪，使用前應(yīng)檢查注油孔是否堵塞。
2.4 溜槽及附件
2.4.1 溜槽
溜槽作為刮板輸送機(jī)的主要部件之一，刮板輸送機(jī)的工作效率離不開(kāi)槽的長(zhǎng)度和寬度，這占有了很大的原因。中部槽裝配時(shí)需要注意平、直、穩(wěn)。過(guò)渡槽和調(diào)節(jié)槽的基本結(jié)構(gòu)是差不多的，只是后者一個(gè)根據(jù)工作面長(zhǎng)度變化而變化。
2.4.2 附件
附件其實(shí)有很多，但是通常所談?wù)摰亩际恰皟砂逡徊邸?。兩個(gè)板都是裝在側(cè)面空的一個(gè)地方，主要也是幫助刮板輸送機(jī)提高工作效率，不出現(xiàn)一些重大事故。因此需要它有足夠的強(qiáng)剛度來(lái)保證作業(yè)安全。
2.5 刮板鏈
2.5.1 刮板鏈的特性
刮板固定在鏈條上組成了刮板鏈，鑒于刮板鏈的工作特點(diǎn)，要求其具有以下特征：圓環(huán)鏈抗拉強(qiáng)度要高，耐磨性要好，耐疲勞性能要好，抗腐蝕性要強(qiáng)。圓環(huán)鏈的優(yōu)點(diǎn)就比較明顯，尤其中雙鏈更是佼佼者。它的均勻受力、較高的抗磨損和抗拉強(qiáng)度更是為其優(yōu)勢(shì)增添了幾份色彩。
2.5.2 刮板鏈的選型與技術(shù)要求
根據(jù)《礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈》GB/T12178-2001標(biāo)準(zhǔn)選取鏈條，本刮板輸送機(jī)鏈條的形式是中雙鏈，它的類(lèi)型尺寸結(jié)構(gòu)是Ф34×126-D，由于形狀限制要求了熱處理工藝方式，只是為了能夠更好的呈現(xiàn)和合理制造，見(jiàn)圖2-4。
圖2-4中雙鏈?zhǔn)焦伟彐?
2.6 緊鏈裝置
刮板鏈在運(yùn)行時(shí)需要存在不同程度的張力，為了給輸送機(jī)這個(gè)力是需要給它增加一個(gè)緊鏈裝置。為使刮板輸送機(jī)安全運(yùn)行，新安裝或正在運(yùn)行中的刮板輸送機(jī)都是需要緊鏈。
2.7 推移裝置
推移裝置是在采煤工作面內(nèi)將刮板輸送機(jī)向煤壁推移的裝置。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。
8
3 減速器的設(shè)計(jì)
3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的確定
傳動(dòng)系統(tǒng)是在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)研究，根據(jù)任務(wù)書(shū)上的參數(shù)要求，然后再通過(guò)老師的指導(dǎo)來(lái)確定系統(tǒng)。
3.1.1 總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配
（1）總傳動(dòng)比
由圖2-1可知輸入轉(zhuǎn)速等于電機(jī)轉(zhuǎn)速，即
選擇的圓環(huán)鏈的型號(hào)是Ф34×126，根據(jù)《綜采技術(shù)手冊(cè)》見(jiàn)（3-1）。
（3-1）
將已知數(shù)據(jù)代入（3-1），得，
=585.09mm≈586mm
鏈輪的轉(zhuǎn)速見(jiàn)（3-2），
（3-2）
式中 v ——刮板鏈的速度
將已知數(shù)據(jù)代入（3-2），得，
因此總傳動(dòng)比為
（2）傳動(dòng)比分配
一級(jí)弧齒圓錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》得減速器的傳動(dòng)比分配為。
3.1.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算
從減速器的高速軸出來(lái)的第一個(gè)軸為1軸，第二根軸為2軸，第三根軸為3軸，第四根軸為4軸。
（1）轉(zhuǎn)速的計(jì)算
（2）功率的計(jì)算
（3）轉(zhuǎn)矩的計(jì)算
3.2 齒輪的設(shè)計(jì)
3.2.1 弧齒圓錐齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
1.初步選定基本參數(shù)
（1）選用7級(jí)精度
（2）小圓錐齒輪材料是40Cr，大圓錐齒輪材料是45
（3）初步選定的兩輪的齒數(shù)分別是
2.根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
（1）小齒輪分度圓直徑的試驗(yàn)計(jì)算，見(jiàn)（3-3）。
（3-3）
①初步選定
②傳遞的小輪轉(zhuǎn)矩
③選定齒寬系數(shù)，材料的彈性影響系數(shù)
④主從動(dòng)輪上的齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力分別是
⑤，，見(jiàn)（3-4）。
（3-4）
將已知數(shù)據(jù)代入（3-4），得，
，S=1
所以在這里選定的相比較來(lái)說(shuō)比較小的值
2），代入（3-3）得，
試著調(diào)整得v和。
2） 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)
①
②
③，
④則接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)
3） 改定后的分度圓直徑為
3.根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
（1）模數(shù)
（3-5）
①主從動(dòng)輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限分別為，
②彎曲疲勞壽命系數(shù)
③齒形系數(shù)
④
由于彎曲疲勞會(huì)產(chǎn)生一定程度上的失效，在這里取S=1.4
在比較大小齒輪值后選擇大一點(diǎn)數(shù)值的值。
2） 試算
3） 改定齒輪模數(shù)
（2）計(jì)算
（3）根據(jù)實(shí)際載荷系數(shù)計(jì)算出來(lái)的齒輪模數(shù)相應(yīng)的選擇齒數(shù)
所以在這里選定,，所以
1.幾何尺寸
（1）分度圓
（2）分錐角
（3）齒輪寬度
3.2.2 斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
1. 初步選定基本參數(shù)
（1）選定7級(jí)精度
（2）小齒輪的材料是40Cr,大齒輪的材料是45
（3）初步選定的兩輪齒數(shù)分別為，
（4）初步選定，
2.根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
（1）初步選小齒輪分度圓直徑，見(jiàn)（3-6）。
（3-6）
1）確定公式中的各個(gè)參數(shù)的值
①初步選定選載荷系數(shù)
②傳遞的小齒輪轉(zhuǎn)矩
③
④
⑤主從動(dòng)輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限分別為，
⑥計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
式中：—小圓柱齒輪的轉(zhuǎn)速，=486.67r/min
—齒輪每轉(zhuǎn)一周時(shí)同一齒面的嚙合數(shù)，
，
，將已知數(shù)據(jù)代入（3-6），得
2） v
3） b
4） mt和h
5） 計(jì)算
①使用系數(shù)
②動(dòng)載系數(shù)，
③齒間載荷分配系數(shù)，
6） 改定后所得的分度圓直徑
7） 計(jì)算模數(shù)m
3.根據(jù)設(shè)計(jì)
（1）試算載荷系數(shù)
（2），
在比較大小齒輪值后選擇大一點(diǎn)數(shù)值的值。
（5），代入（3-7）得，
（3-7）
1）圓周速度
2）齒寬
3）齒高h(yuǎn)及齒高比b/h
4)根據(jù)算得的齒輪模數(shù)
4.幾何尺寸
（1）中心距
（2）螺旋角β
（3）分度圓直徑d
(4） 根圓直徑
（5） 頂圓直徑
（6）齒輪寬度b
3.2.3 直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
1. 初步選定基本參數(shù)
（1）選用7級(jí)精度
（2）小齒輪材料是20CrMnTi ，大齒輪材料是45
（3）初步選定兩輪齒數(shù)分別為，
（4）初步選定
2. 根據(jù)
，見(jiàn)（3-8）。
（3-8）
1） 確定公式中的各參數(shù)值
①初步選定
②傳遞的小齒輪的轉(zhuǎn)矩
③齒寬系數(shù)
④區(qū)域系數(shù)
⑤彈性影響系數(shù)
⑥主從動(dòng)輪上齒數(shù)的接觸疲勞強(qiáng)度極限分別是，，，。
在比較之后選擇小一點(diǎn)的數(shù)值的值=
2），代入（3-8）得，
（1） 改定
①v
②b
1）計(jì)算
①使用系數(shù)
②動(dòng)載系數(shù)
③齒間載荷系數(shù),
2） 改定后的
3. 根據(jù)
（1）試算，見(jiàn)(3-9)。
（3-9）
1） 初步選定
2） 齒形系數(shù)
3）
4） 主從動(dòng)輪上的分別為，
5）
所以大小齒輪值比較后選擇大一點(diǎn)的數(shù)值的值。
（2）改定
①v
②b
③b/h
3） 計(jì)算
①動(dòng)載系數(shù)
②齒間載荷分配系數(shù)
③，
（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)選定主從動(dòng)輪上的齒數(shù)分別為
4. 幾何尺寸計(jì)算
（1）計(jì)算分度圓直徑
（2）計(jì)算中心距
（3）計(jì)算根圓直徑
（4）計(jì)算頂圓直徑
（5）計(jì)算齒輪寬度b
考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪略微加寬（5-10）mm,即
即取，而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬，即
5. 圓整中心距后的強(qiáng)度校核，齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度都滿(mǎn)足要求。
3.3 減速器的軸的設(shè)計(jì)與校核
3.3.1 高速軸（1軸）的設(shè)計(jì)
（1）
（2）錐齒輪受力分析
圓周力
徑向力
軸向力
（3）確定軸的最小直徑
材料選擇是20CrMnTi，熱處理方式是滲碳淬火，計(jì)算時(shí)由于其他零部件產(chǎn)生的影響作用，在原來(lái)的計(jì)算基礎(chǔ)上需要增加3%的誤差。最后取105計(jì)算，得，
（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸段1：這一段軸的直徑是連接在液力耦合器一起的，所以需要根據(jù)液力耦合器的孔徑來(lái)取，。
軸段2：這一段的左邊因?yàn)橐c位于軸段1的右端的定位軸肩相互影響，，所以取。因?yàn)槲挥谳S段左邊的減速器配合使用軸承端蓋，所以軸承端蓋長(zhǎng)度為。因?yàn)榘惭b與拆卸的要求，所以端蓋外部與液力耦合器右端距離為30mm，。
軸段3：這一段上面裝有軸承，由于軸承即受徑向力也受軸向力，且為了裝拆軸承內(nèi)圈，類(lèi)型選定圓錐滾子軸承，其類(lèi)型30212，所以，。
軸段4：取右端定位軸肩高度，，。
軸段5：因?yàn)辇X輪比較小的原因，所以這個(gè)部分是一個(gè)齒輪軸，。
（5）確定軸承點(diǎn)和軸承位置的軸承點(diǎn)尺寸
先確定軸承支點(diǎn)位置，查30212軸承，其支點(diǎn)尺寸，因此兩軸承支點(diǎn)之間的距離
右端軸承的支承點(diǎn)到齒輪載荷作用點(diǎn)距離
左端軸承的支承點(diǎn)到軸段1的支承點(diǎn)的距離
圖3-1軸1的設(shè)計(jì)圖
（6）
1）求軸承反力
水平面H
，
垂直面V
，
2）
水平面H
，
垂直面V
合成M
，
扭距T
（7）按合成強(qiáng)度檢驗(yàn)軸的強(qiáng)度
取折合系數(shù)
則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎距
由于材料為20CrMnTi鋼的，。則軸的應(yīng)力在計(jì)算時(shí)需要滿(mǎn)足條件，
經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)顯示可以得知該軸滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。
（8）軸1計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)3-2。
圖3-2軸1計(jì)算簡(jiǎn)圖
3.3.2 軸2的設(shè)計(jì)與校核
（1）
（2）弧齒輪上所受的力
（3）斜齒輪上所受的力
（4）確定軸的最小直徑
材料選擇是20CrMnTi，熱處理方式是滲碳淬火，計(jì)算時(shí)由于其他零部件產(chǎn)生的影響作用，在原來(lái)的計(jì)算基礎(chǔ)上需要增加3%的誤差。最后取105計(jì)算，得，
（5）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖3-3軸2的設(shè)計(jì)
軸段1：這一段上面裝的圓錐滾子軸承，符合軸承內(nèi)徑，所以它的型號(hào)是32909，，，。所以取，。
軸段2：這一段上面的長(zhǎng)度應(yīng)該取 。
軸段3：這一段上面裝的是斜齒輪，所以，。
軸段4：取齒輪左端定位軸肩高度，，。
軸段5：因?yàn)辇X輪相對(duì)比較小的原因，所以把它用作齒輪軸，，。
軸段6：這一段上面的軸肩應(yīng)該是要與右邊軸肩一樣大小，故，。
軸段7：這一段是用來(lái)安裝軸承，所以取，。根據(jù)直徑75mm，軸承類(lèi)型是圓錐滾子軸承，類(lèi)型為32917，它的參數(shù)：，，。
根據(jù)數(shù)值查閱圖書(shū)在這里給軸承選擇的油脂潤(rùn)滑
（5）確定軸承及齒輪作用力的距離位置
圖3-4軸2的計(jì)算簡(jiǎn)圖
1） 求軸承反力
水平面H
，
垂直面V
，
2） 求
水平面H
垂直面V
合成M
，
（7）檢驗(yàn)軸的強(qiáng)度
由于材料為20CrMnTi，，則軸的應(yīng)力在計(jì)算時(shí)需要滿(mǎn)足條件，
經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)顯示可以得知軸滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。
3.3.3 軸3的設(shè)計(jì)與校核
（1）
（2）
（3）
（4）確定軸的最小直徑
材料選擇是20CrMnTi，熱處理方式是滲碳淬火，計(jì)算時(shí)由于其他零部件產(chǎn)生的影響作用，在原來(lái)的計(jì)算基礎(chǔ)上需要增加3%的誤差。最后取105計(jì)算，得，
（5）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖3-5軸3的設(shè)計(jì)圖
軸段1：滾動(dòng)軸承按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該安裝在這一段上，因?yàn)榭紤]軸承不僅會(huì)受到徑向力同時(shí)也會(huì)受到軸向力,再加上還需要顧慮軸的最小直徑的問(wèn)題，所以選定的類(lèi)型是圓錐滾子軸承。這里取軸段的直徑為，類(lèi)型32911,，所以，
軸段2：因?yàn)檩S段1的右端具有軸肩，用于定位。軸肩的高度是h=20mm,所以軸段2直徑取。最后根據(jù)整體的裝配尺寸取，，。
軸段3：由于齒輪較小，在此把齒輪與軸作為一體，所以,。
軸段4：因?yàn)檫@一段為軸肩，考慮到大圓柱齒輪的定位以及加工方便，所以直徑取,根據(jù)最后整體安裝尺寸取。
軸段5：該軸段安裝齒輪，齒輪右邊采用套筒定位，左端采用軸肩定位，取軸段直徑。已知輪轂寬度為，為了是套筒端面可靠的壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短與齒輪輪轂孔的寬度，因此長(zhǎng)度取。
軸段6：這一段軸的直徑與軸段1的直徑應(yīng)該取, 在這里選用圓錐滾子軸承，軸承型號(hào)為32911， ，所以，。
（5）
合成M
，
圖3-6軸3的計(jì)算圖
（6）校核軸的強(qiáng)度
由于材料為20CrMnTi鋼，，則軸的應(yīng)力在計(jì)算時(shí)需要滿(mǎn)足條件，
經(jīng)過(guò)計(jì)算軸的應(yīng)力可以看出軸滿(mǎn)足強(qiáng)度要求條件。軸4的檢驗(yàn)與軸3的原理相同，就不再逐一檢驗(yàn)。
3.4 軸承壽命的校核計(jì)算
一般軸承的使用壽命在國(guó)際上的標(biāo)準(zhǔn)大約要在10000h～30000h。在較為正常的作業(yè)環(huán)境下是可以滿(mǎn)足要求，但是由于采煤機(jī)相對(duì)于其他機(jī)械比較不同，工作的環(huán)境極其惡劣，在工作過(guò)程中還要時(shí)不時(shí)的遭受到附加載荷，這樣長(zhǎng)此以往會(huì)對(duì)采煤機(jī)上的各個(gè)部件造成一定成熟上的損壞。為了能夠讓軸承有一定的使用時(shí)間，使用時(shí)比較安全可靠，可以選取小一點(diǎn)的軸承使用壽命，在這里選取＝11000h。
軸承的壽命計(jì)算見(jiàn)（3-10）。
（3-10 ）
3.4.1 軸1處軸承壽命的校核
依據(jù)前面設(shè)計(jì)時(shí)采用的軸承類(lèi)型來(lái)校核軸承的壽命。因?yàn)槭菆A錐滾子球軸承，它不僅僅要承受來(lái)自徑向上的載荷，還有承受來(lái)自軸向上的載荷。要看軸上的軸承壽命，需要計(jì)算當(dāng)量載荷，見(jiàn)（3-11）。
（3-11）
①支反力
，
，
②軸向力
③軸向載荷
④當(dāng)量動(dòng)載荷
,
將已知數(shù)據(jù)代入（3-11），得，
,
將已知數(shù)據(jù)代入式（3-11），得，
⑤軸承壽命
因?yàn)樯厦娴臄?shù)據(jù)顯示的是是大于的，所以計(jì)算的話按照的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算，經(jīng)過(guò)查閱圖書(shū)可以知道，=1.00, =1.1。
將以上數(shù)據(jù)一起代入式（3-10），得
通過(guò)上述的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)顯示可以知道，上面選擇的軸承壽命是大于設(shè)計(jì)時(shí)壽命，因此軸承的類(lèi)型應(yīng)該在這里確定。其他軸承的檢查方法應(yīng)該和上面的步驟一樣，就不逐一再次檢驗(yàn)。
3.5 鍵的強(qiáng)度校核
3.5.1 軸2上的鍵強(qiáng)度校核
擠壓公式見(jiàn)（3-12）。
（3-12）
首先在鍵的類(lèi)型選定普通平鍵，它的尺寸為32×100。其次要對(duì)鍵的擠壓強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，，其條件見(jiàn)式（3-12）
根據(jù)第三章的計(jì)算可以得出數(shù)據(jù)結(jié)果是軸2的轉(zhuǎn)距是181.91N.mm，d=120mm，b=32mm，h=18mm，l=100mm，把以上數(shù)據(jù)代入（3-12），得，
所以選擇的普通平鍵滿(mǎn)足擠壓強(qiáng)度要求，軸3和軸4鍵強(qiáng)度校核方法同上，就不再次一一檢驗(yàn)。
34
4 刮板輸送機(jī)的安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù)
4.1 刮板輸送機(jī)的安裝
對(duì)于刮板輸送機(jī)的總要求是：三平、三直、一穩(wěn)、二齊全、一不漏，兩不得的標(biāo)準(zhǔn)。
4.2 刮板輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)
（1） 試運(yùn)轉(zhuǎn)
①地面試運(yùn)轉(zhuǎn)
②井下試運(yùn)轉(zhuǎn)
（2） 運(yùn)轉(zhuǎn)注意事項(xiàng)
①啟動(dòng)順序
②機(jī)道浮煤量
③推移溜槽
④工作開(kāi)始和結(jié)束前的空轉(zhuǎn)運(yùn)行
4.3 刮板輸送機(jī)的維護(hù)
為了可以讓日常的安全運(yùn)行操作，必須定期檢查維護(hù)設(shè)備，實(shí)行以下檢查制度
（1） 每班檢查
（2） 每日檢查
（3） 每周檢查與維修
（4） 每月檢查維修與保養(yǎng)
結(jié)論
根據(jù)市場(chǎng)需求，確定本次設(shè)計(jì)的中雙鏈刮板輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：
（1） 生產(chǎn)能力：1000t/h
（2） 刮板速度可調(diào)（參考）：0.8m/s，
（3） 中部槽寬度：960mm
（4） 參考總體長(zhǎng)度：4000mm
（5） 鏈條規(guī)格：圓環(huán)鏈
（6） 卸載方式：端卸式
（7） 中部槽形式：E型槽
（8） 減速器：圓錐-圓柱齒輪的三級(jí)減速器
（9） 電動(dòng)機(jī)：防爆異步電動(dòng)機(jī)YB2-160M-4
（10） 液力耦合器：限矩形液力耦合器YOX206—D
考慮所選配置的安裝尺寸及其內(nèi)部的一些配置要求，校核軸的強(qiáng)度、軸承壽命、鍵的強(qiáng)度使其滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的使用要求。
由于個(gè)人實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，能力有限，通過(guò)對(duì)原有資料文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上添加了自己的想法所以在此次設(shè)計(jì)中仍存在一些不足。如三級(jí)減速器的設(shè)計(jì)方面還需要進(jìn)一步的完善和改進(jìn)。隨著煤礦冶金行業(yè)的需求越來(lái)越多，刮板輸送機(jī)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛，在以后的設(shè)計(jì)中還需要更深次的研究。
致謝
在畢業(yè)設(shè)計(jì)快要結(jié)束的時(shí)候，我懷著感恩的心對(duì)丁明老師所帶給我的無(wú)私幫助表示由衷的感謝。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中老師通過(guò)聽(tīng)取我們每周開(kāi)會(huì)上臺(tái)演講的方式來(lái)匯報(bào)自己每周完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的情況后，指出我自身方向上存在的錯(cuò)誤的觀點(diǎn)方向，然后提出正確的方向來(lái)指導(dǎo)我一步一步完成后續(xù)的相關(guān)工作。我在我做這份設(shè)計(jì)的過(guò)程中體會(huì)到了老師深怕我們的知識(shí)不牢固，在我們的身上花費(fèi)了很大的耐心。不斷地糾正很小的錯(cuò)誤，哪怕是一個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的問(wèn)題，感覺(jué)到了老師希望他帶過(guò)的每一位學(xué)生都能順利完成學(xué)業(yè)。最后，想在這里對(duì)老師表達(dá)跟隨他五個(gè)多月時(shí)間以來(lái)的感謝之情，能作為他的畢業(yè)指導(dǎo)學(xué)生的我感到非常榮幸，非常幸福。
參考文獻(xiàn)
[1]洪曉華.礦井運(yùn)輸提升[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2005.
[2]程志紅.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].南京:東南大學(xué)出版社.2006.6.
[3]吳宗澤.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[4]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2004
[5]段嗣福.弧齒錐齒輪[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,1988.
[6]王洪欣.機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.
[7]劉鴻文.簡(jiǎn)明材料力學(xué)[M].高等教育出版社,1997.
[8]卜炎.機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1999.
[9]吳宗澤.羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].高等教育出版社,2006.
[10]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2003.
[11]王騰,夏護(hù)國(guó).重型刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)方式比較分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2013,41(09):154-158+162.
[12]何柏巖,孫陽(yáng)輝,聶銳,李國(guó)平.礦用刮板輸送機(jī)圓環(huán)鏈傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為研究[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2012,48(17):50-5.
[13]黃學(xué)群,唐敬麟,欒桂鵬.運(yùn)輸機(jī)械選型設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2012.
[14]Guo?Sheng,Liu?Jian,Li?ZhiRen,et?al.Experimental?research?on?air?film?formation?behavior?of?air?cushion?belt?conveyor?with?stable?load[J].Science?China,2013,56(6):1424-1434.
[15]Yongcun?Guo.Optimization?and?experimental?study?of?transport?section?lateral?pressure?of?pipe?belt?conveyor[J].Advanced?Powder?Technology,2016,27(4):1318-1324.
35
收藏