往復式給煤機設計

往復式給煤機設計,往復,設計 長春理工大學光電信息學院畢業(yè)設計 編號 20141051333 本科生畢業(yè)設計 往復式給煤機設計 The design of reciprocating coal feeder 學 生 姓 名鄧增濤專 業(yè)機械設計制造及其自動化學 號1051333指 導 教 師吳翠紅分 院機電工程分院2014年 6 月 長春理工大學光電信息學院畢業(yè)設計 摘 要給煤設備是煤礦生產系統(tǒng)的主要設備之一,給煤設備的可靠性,特別是關鍵咽喉部位給煤設備的可靠性,直接影響整個生產系統(tǒng)的正常運行。隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展,煤礦井型不斷地擴大,現有型往復給煤機生產能力小,不能滿足大型礦井的要求，因此,改進和擴大現有型往復給煤機是完全必要的。本說明書設計主要是：先通過設計計算給煤機的主要運動部件即給煤槽的運行速度和所受的運行阻力來求得電動機功率，然后在設計出減速器、曲柄連桿機構，給煤槽，托輥組件等主要運行部件。最后設計給煤機箱體，傳動平臺等輔助部件。在本次往復式給煤機的設計過程中，著重對減速器、給煤槽、曲柄連桿機構、托輥進行了分析和設計。對重要的部件進行了受力分析、強度的校核，根據其常見失效形式、影響因素及基本設計要求，給出了重要部件的受力分析、強度和剛度的設計方法。關鍵詞：往復式給煤機 減速器 曲柄連桿機構 ABSTRACT Coal mine production equipment is one of the main equipment for coal equipment，the reliability of it, in particular parts of the throat is the key to the reliability of such equipment, will directly affect the normal operation of production systems. Practice has proved that the existing reciprocating Feeder small production, installation and dismantling inconvenient, and the disadvantages of implants uniform. With the development of coal industry and coal-wells continues to expand, the existing K-type reciprocating coal production capacity of the small plane, unable to meet the requirements of large-scale mine, therefore, improve and expand existing K-type reciprocating to the coal machine is totally necessary. The design specification is: first through the design calculations for coal is the main moving parts to the coal shafts running speed and suffered the motor running resistance to achieve power. And then design the main component parts operation，such as the speed reducer, crank-connecting rod mechanism for coal chutes, roller trailers. Final design the Auxiliary parts , for example, body chassis of the Reciprocating coal feeder, transmission platforms. Reciprocating in the coal feeder of the design process, the emphasis on the analysis and design for the speed reducer, Coal chute, crank linkage, idler. Important components of the stress analysis, strength check, in accordance with its common failure mode, Factors and basic design requirements, is an important component of the stress analysis, strength and stiffness of the design method. Keywords: Reciprocating coal feeder Reducer Crank-connecting rod mechanism 目 錄緒 論1第一章 往復式給煤機概述21.1 往復式給煤機的用途21.2 K型往復式給煤機的組成及工作原理21.2.1 K型往復式給煤機的組成21.2.2 K型往復式給煤機工作原理簡述21.3往復式給煤機特點31.4給煤機常見的幾種類型及比較41.4.1 給煤機常見的幾種類型41.4.2往復式給煤機與振動式給煤機的比較71.5設計本給煤機的目的、基本要求及基本參數71.5.1 設計本給煤機的目的71.5.2 往復式給煤機滿足大型礦井生產能力的要求71.5.3 基本參數81.6 本次設計所做的基本工作81.7 K-4型往復式給煤機的技術參數9第二章 往復式給煤機的總體設計102.1往復式給煤機的參數102.2給煤機的總體外型設計102.3.1 往復式給煤機的運行阻力122.3.2 產生運行阻力的因素及力的計算12第三章 給煤機的傳動系統(tǒng)設計153.1 電機選型153.2 減速器設計153.2.1. 減速器153.2.2 計算傳動裝置的運動和動力參數163.3 齒輪的設計及校核計算173.3.1 第一對齒輪的設計173.3.2 第二對齒輪的設計233.4 軸的設計及校核計算293.4.1 中間軸的設計及校核293.4.2 輸入軸的設計及校核343.4.3 輸出軸的設計及校核383.5 軸承的選擇與校核計算423.5.1 輸入軸上的軸承選擇與校核423.5.2 中間軸上的軸承選擇與校核423.5.3 輸出軸的軸承選擇與校核433.6 鍵的選擇與校核計算443.6.1 中間軸上鍵的選擇與校核443.6.2 輸出軸上鍵的選擇與校核443.7 軸系部件的結構設計453.7.1 軸承蓋的結構設計45I3.8 軸外伸處的密封設計473.9 減速器箱體的設計473.10 油面位置及箱座高度的確定493.11 油溝的結構形式及尺寸493.12 檢查孔與檢查孔蓋的設計503.13 通氣器的結構及尺寸503.14 放油孔、螺塞和封油圈513.15 油標指示器523.16 起吊裝置533.17 定位銷543.18 啟蓋螺釘543.19 套筒的設計55第四章 給煤機其余部件設計564.1曲柄連桿的設計564.1.1 曲柄輪轂鍵的設計及校核564.1.2 曲柄連桿其余零件的選取574.2給煤槽的設計574.3拖輥組件的設計及校核594.3.1輥輪軸的設計計算594.3.2輥輪軸強度的校核624.4閘門的設計64第五章 給煤機的使用注意事項665.1 K型往復式給煤機安裝及使用665.2 K型往復式給煤機日常檢修與維護66結 論67致 謝68參考文獻69II緒 論 往復式給煤機在我國煤礦、選煤廠及其它行業(yè)應用已有幾十年。給煤設備是煤礦生產系統(tǒng)的主要設備之一,給煤設備的可靠性,特別是關鍵咽喉部位給煤設備的可靠性,直接影響整個生產系統(tǒng)的正常運行。生產實踐證明,該設備對煤的品種、粒度、外在水份等適應能力強,與其他給煤設備相比,具有運行可靠、性能穩(wěn)定、噪音低、完全可靠、維護工作量小等優(yōu)點。 往復式給煤機的主要缺點是能耗較高。 隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展,煤礦井型不斷地擴大,現有型往復式給煤機生產能力小,不能滿足大型礦井的要求。因此,改進和擴大現有型往復給煤機是完全有必要的。 第一章 往復式給煤機概述 1.1 往復式給煤機的用途 最通用的往復式給煤機為K型，一般用于煤或其他磨琢性小、黏性小的松散粒狀物料的給煤，將儲料倉或料坑里的物料連續(xù)均勻地卸運到運輸設備或其他篩選設備中。 1.2 K型往復式給煤機的組成及工作原理1.2.1 K型往復式給煤機的組成 K型給煤機由機架、 底拖板（給煤槽）、電動機、減速器、聯軸器、傳動平臺、漏斗、閘門、托輥等組成。本機可根據需要設有帶漏斗、不帶漏斗兩種形式。給煤機設有兩種結構形式：1、帶調節(jié)閘門 2、不帶調節(jié)閘門，其給煤能力由底板行程來達到。 1.曲柄 2.減速器 3.電動機 4.連桿 5.斜板 6.托輥 7.底板 圖1.1 給煤機的基本結構 1.2.2 K型往復式給煤機工作原理簡述 往復式給煤機是由槽形機體和帶有曲柄連桿裝置的活動地板組成的曲柄滑塊機構，地板是工作機構。傳動原理：當電動機開動后，經彈性聯軸器、減速器、曲柄連桿機構拖動傾斜的底板在托輥上作直線往復運動，當底板正行時,將煤倉和槽形機體內的煤帶到機體前端;底板逆行時,槽形機體內的煤被機體后部的斜板擋住,底板與煤之間產生相對滑動,機體前端的煤自行落下。將煤均勻地卸到運輸機械或其它篩選設備上。 圖1.2 總體簡圖 1.3往復式給煤機特點工作可靠、壽命長；重量輕、體積小、維護保養(yǎng)方便；結構簡單，運行可靠，調節(jié)安裝方便；封閉式框架結構，大大提高了機架的剛度；裝有限矩形液力偶合器，能滿載啟動，過載保護；給煤量大是目前國內最大的給煤設備；采用了先進的平面二次包絡環(huán)面螺桿減速器設計，承載能力大，傳動效率高；側襯板與地板之間留縫可調，能較準確地控制留縫大小，大大減少了漏料；驅動裝置對稱布置，并采用雙推桿，使整機受力均衡，傳動平穩(wěn)，消除了底版往復時的扭擺現象；地板有立向筋板，并用三道通長拖輥支撐，保證了地板本身剛度，消除了現有機械的缺點。結構簡單,維修量小在往復式給煤機中,電動機采用標準件,其余大部分是焊接件,損壞部件少,用在煤礦惡劣條件下,其適用性深受使用單位的好評。性能穩(wěn)定往復式給煤機對煤的牌號,粒度組成,水分、物理性質等要求不嚴,當來料不均勻,水分不穩(wěn)定且夾有大塊煤、橡膠帶、木頭及鋼絲等時,仍能正常工作。噪音低 的噪音都很低。尤其在井下或煤倉等封閉型場所,噪音無法擴散,這一點是電動給料機所無法達到的。安裝方便、高度小往復式給煤機一般安裝在煤倉倉口,不需另外配制倉口閘門溜槽及電動機支座,安裝可一步到位,調整工作量小,而電動給煤機由于不能直接承受倉壓,需要另外安放倉口過渡溜槽,相比之下,往復式給煤機占有高度小,節(jié)省了建筑面積和投資。正是由于往復式給煤機具有上述的特點,故而,在煤礦井下和地面生產系統(tǒng)的咽喉環(huán)節(jié),及在其他需要控制噪音的環(huán)節(jié),應首選往復式給煤機。 1.4給煤機常見的幾種類型及比較 1.4.1 給煤機常見的幾種類型給煤機一般可分為往復式給煤機、鏈式給煤機、振動式給煤機等。往復式給煤機采用懸掛式安裝方式，在地坑基礎完工后，往復式給煤機可以直接通過料斗固定在地坑基礎上。往復式給煤機一般用于煤或其他磨琢性小、黏性小的松散粒狀物料的給煤，將儲料倉或料坑里的物料連續(xù)均勻地卸運到運輸設備或其他篩選設備中。往復式給煤機具有對煤的品種、粒度、外在水分適應性強，以及具有較高的可靠性，噪音低、維護工作量小等優(yōu)點。給煤機底板在往復運行過程中需承受物料很大的摩擦力，所以需要較大的驅動功率，能耗大。圖1.3 K型往復式給煤機示意圖 配料作業(yè)。給料連續(xù)均衡、穩(wěn)定;操作簡單，運行均衡，無振動，無噪聲，維護量小，耗電量少;給料量的大小可以隨欲調節(jié);便于實現給料自動控制。在運行過程中,給煤機的四條刮煤鏈在從動軸處,因無鏈輪定位,易游移發(fā)生咬鏈而斷鏈,影響生產。 圖1.4鏈式給煤機簡易工作原理圖 1.主動軸2.鏈輪3.料斗4.襯板5.刮煤鏈6.從動軸振動給料機用于把物料從貯料倉或其它貯料設備中均勻或定量的供給到受料設備中,是實行流水作業(yè)自動化的必備設備，分敞開型和封閉型兩種.可根據要求生產電磁振動給料機、給料斗、輸送機。振動給料機結構簡單，操作方便，不需潤滑，耗電量?。豢梢跃鶆虻卣{節(jié)給礦量；因此已得到廣泛應用。一般用于松散物料。根據設備性能要求，配置設計時應盡量減少物料對槽體的壓力，按制造廠要求，倉料的有效排口不得大于槽寬的四分之一，物料的流動速度控制在6-18m/min.對給料量較大的物料，料倉底部排料處 應設置足夠高度的攔礦板； 為不影響給料機的性能，攔礦板不得固定在槽體上。為使料倉能順利排出，料倉后壁傾角最好設計為55-65度。振動給料機可把塊狀、顆粒狀物料從料倉中均勻、連續(xù)地喂料到受料裝置中。在砂石生產線中可為破碎機連續(xù)均勻地喂料避免破碎機受料口的堵塞。振動給料機用途：廣泛用于礦山、碎石場、冶金、建材、化工、選礦、煤礦等行業(yè)的破碎、篩分生產線中。振動給料機工作原理：該機是利用振動器中的偏心塊旋轉產生離心力，使篩廂、振動器等可動部分作強制的連續(xù)的圓或近似圓的運動。物料則隨篩廂在傾斜的篩面上作連續(xù)的拋擲運動，并連續(xù)均勻地將物料送至受料口內。振動給料機性能特點：該機結構簡單，振動平穩(wěn)，喂料均勻，連續(xù)性能好，激振力可調；隨時改變和控制流量，操作方便；偏心塊為激振源，噪音低，耗電少，調節(jié)性能好，無沖料現象；若采用封閉式機身可防止粉塵污染。 圖1.5 各機械分布圖 連續(xù)式給煤機在運行過程中，系統(tǒng)主要負荷均由滾動軸承支撐， 因此運行阻力小，性能穩(wěn)定，運行可靠性高，磨損小，維修量??；它一改間斷式給料方式為連續(xù)式給料方式，大大的提高了工作效率；給料量可自由調節(jié)，最大流量可達到2 500 t/h；應用廣泛，尤其在礦山這種惡劣的環(huán)境下優(yōu)勢更加明顯，例如它非常適合濕煤的運輸；運行平穩(wěn)，噪音小，保護環(huán)境；節(jié)約能源省電，流量為1 500 t/h運行功率僅在6.5 kW左右；采用根據專利研制的高分子復合整芯輸送皮帶，使用壽命長；運用新型結構設計，確保皮帶無跑偏打滑現象，沒有煤渣灑落 圖1.6 連續(xù)式給煤機示意圖1.4.2往復式給煤機與振動式給煤機的比較 往復式與振動式給煤機兩種給煤方式不同點是給煤頻率和幅值以及運動軌跡不同。在使用過程中，由于振動式給煤機給煤頻率高，噪聲也大；由于它是靠高頻振動給煤，其振動和頻率受物料密度及比重影響較大，所以，給煤量不穩(wěn)定，給煤量的調整也比較困難；由于是靠振動給煤，給煤機必須起振并穩(wěn)定在一定的頻率和振幅下，但振動參數對底板受力狀態(tài)很敏感，故底板不能承受較大的倉壓，需增加倉下給煤槽的長度，結果是增加了料倉的整體高度，使工程投資加大；由于給煤高度加大，無法用于替換，目前大量使用的是往復式給煤機。 1.5設計本給煤機的目的、基本要求及基本參數 1.5.1 設計本給煤機的目的 鑒于給煤機用于將儲料倉或料坑里的物料連續(xù)均勻地卸運到運輸設備或其他篩選設備中的作用以及目前給煤機所存在的一些問題，從節(jié)約材料方面進行一定的改進而進行本次設計，希望對給煤機的發(fā)展起到一定作用。 1.5.2 往復式給煤機滿足大型礦井生產能力的要求隨著我國煤礦井型的不斷擴大,小時生產能力也在增加,例如:井型為240萬t/a,300萬t/a,400萬t/a的礦井,小時生產能力分別為742t/h, 928t/h,1238t/h。礦井小時生產能力的增加,要求提高給煤機的生產能力。目前,礦井井下原煤運輸越來越多地采用膠帶輸送機,也就是說,井下使用給煤機的環(huán)節(jié)增加了。雖然可以采用多臺小型號給煤機聯合布置來滿足大生產能力的要求,但布置多臺給煤機需要擴大硐室,增加工程投資。況且多臺布置,系統(tǒng)可靠性降低,噪音增大,出問題的機率也相對增多,給維修帶來一定的麻煩。在使用膠帶輸送機的裝車系統(tǒng),是地面生產系統(tǒng)中使用給煤機最多的地方,而且要求給煤能力比較大。裝車系統(tǒng)若采用電振給料機,不但增加了裝車的高度而且噪音很大。安裝大型往復式給煤機,不僅使小時生產能力增大,而且也為裝車系統(tǒng)設備的選型提供了更大的可選范圍。主井井底裝載帶式(板式)定量輸送機式井底裝載設備的發(fā)展趨勢,被列為煤炭重點科研項目,定量輸送機慢速裝載時要求給煤設備的能力在800t/h以上,現有的K系列給煤機達不到這一要求。雖然也可采用給料閘門入料,但給料閘門的給料量易受原煤的水份、粒度影響,使給料不均勻。而大型往復式給煤機可滿足這一要求。 1.5.3 基本參數 根據給煤機需滿足大型礦井生產能力要求，其設計參數定為給煤量： 1.6 本次設計所做的基本工作 在安裝時，因為考慮到曲柄連桿需繞過聯軸器，以避免與其相碰的問題，將連桿制成彎的，其詳情結構見曲柄連桿圖7。 這樣不僅浪費材料，安裝不方便，還需考慮曲拐要繞過聯軸器所需的弧度，而且造成加工的不便。通過考慮安裝問題，可以將電動機位置調換，使減速器與之相配合，以致避免連桿與聯軸器相碰的問題，可將連桿制成直的。其詳情結構見圖8。 1、電動機 2、減速器 3、曲柄 4、軸承 5、曲拐 圖1.7 改造前給煤機傳動部分簡圖 圖1.8 改造后給煤機傳動部分簡圖 1.7 K-4型往復式給煤機的技術參數表1.1 K-4型往復式給煤機技術參數型號規(guī)格K-4給煤能力/（t/h）底板行程曲柄位置無煙煤煙煤200459053015034403951002295268501148132曲柄轉速/（）62電動機型號YB200L-8(Y200 L-6)功率/18.5轉速/（）970減速器型號JZQ-500速比15.75最大允許粒度/含量10 %以下700含量10 %以上550設備重量/ 帶料斗2337不帶料斗2505 第二章 往復式給煤機的總體設計 在確定往復式給煤機整體結構尺寸之前，首先考慮給煤機的容積利用系數。容積利用系數是給煤機槽體內煤的體積與槽體容積的比值。在給煤機槽體容積一定的情況下,容積利用系數取值的高低,決定設計給煤能力的值就越大,則設計生產能力大,反之就小?，F有型往復給煤機容積利用系數取值為0.62。為了提高給煤機的綜合性能,通過對K型往復給煤機的使用情況進行大量調查和性能測試,給煤機實際生產能力比設計生產能力偏大約1020%。這說明原設計容積利用系數取值偏低。在該往復給煤機設計中,我們將容積利用系數提高到0.7-0.8,這就意味著,與原設計比較,在相同設計生產能力條件下,給煤機槽體容積可以縮小13%。給煤機的實際生產能力與煤的粒度、水份有較大關系。同樣一臺給煤機,煤的流動性好,則實際生產能力大;煤的流動性差,則實際生產能力就小。現有型往復式給煤機之所以適應范圍廣,除其它性能以外,就在于設計時余量較大,即容積利用系數取值較低。我認為,容積利用系數不宜取值過大,以保證往復給煤機對各種煤的適應性。 2.1往復式給煤機的參數根據已知參數，給煤量：880t/h；最大給料粒度500mm；初步設定曲柄的轉數為；往復行程為250mm。 2.2給煤機的總體外型設計 參考 K-4型往復式給煤機取料倉寬度為=1250，底托板材料選用Q235鋼長度為L=2000 。由此可推出每轉推出煤的容積為： 式中：曲柄每轉推出為 查表得散煤的容重由式得 V=abh=0.25h=推出煤的最低高度：h=0.85m初步設定曲柄的轉數為，箱體的有效高度和寬度，高度為，寬度為。給煤量可表示為 式中給煤機給煤量，；給煤機箱體高度，；給煤機箱體寬度，；a 給煤機行程，；煤的密度，；曲柄轉速，；工況系數，。因此，由式可求出給煤量vr=naBHQ60880由上式結果可得出，箱體尺寸滿足給煤要求。K 型給煤機外形尺寸圖如下1、減速機 2、電動機 3、傳動平臺 4、聯軸器 5、H形架6、連桿 7、給煤槽 8、閘門 9、機架 10、漏斗 11、托輥 曲柄連桿尺寸及底板速度的確定：已知行程，設偏距e為125 mm，傾斜角度為在有三角形關系式和理論力學中最小角定理，當可求得速度a=125mm連桿長l=740mm 圖2.1K型往復式給煤機曲柄連桿運動簡圖 2.3給煤機的受力分析 2.3.1 往復式給煤機的運行阻力 往復式給煤機運行時，電動機功率主要消耗在克服下列阻力上。正行時：底板在托滾上的運動阻力和煤與固定側板的摩擦阻力。逆行時：底板在托滾上的運動阻力和煤與底板的摩擦阻力。此外，還有消耗在克服煤與側板之間黏著力和在克服底板加速運動時的運行阻力上。 2.3.2 產生運行阻力的因素及力的計算往復式給煤機的運行阻力有以下公式計算： 式中 給煤機槽體內煤的質量，；給煤機運動部件的質量，； 重力加速度，； 煤倉出口處壓力，；給煤機底板水平投影長度，；煤倉出口對底板有效壓力區(qū)長度，；給煤機槽體凈寬度，；底板在托滾輪上的運動阻力系數，；煤對側板的側壓系數； 煤的松散容重， ；底板上煤的厚度， ，。正行阻力： 逆行阻力： 運行阻力按正行阻力和逆行阻力的均方值計算，即 式中、括號內的第一項表示給煤機槽體內煤的重量和活動件的重量；表示給煤機槽體內煤的重量； 表示煤的重量對給煤機固定側板產生的側壓力。號內的第二項表示煤倉出口處壓力； 表示煤倉出口處壓力對給煤機固定側板產生的側壓力。由于底板在托滾輪上的運動阻力較小(運動阻力系數值較小),給煤機運行阻力主要是煤與固定側板的摩擦阻力和煤與底板的摩擦阻力。因此可知,產生運行阻力的主要因素是給煤機槽體內的煤的重量和煤倉出口處的壓力以及煤與側板或底板的摩擦系數。從以上分析可知,我們只能從減少煤倉出口處壓力對底板的作用,以及減小煤與固定側板和底板的摩擦力來考慮往復式給煤機的節(jié)能措施。采用傾斜式倉口漏斗，由于煤倉出口處壓力的作用,使底板產生了運行阻力,如果采用斜倉口漏斗,使煤倉出口壓力對底板作用減小或不作用在底板上,底板的運行阻力就可以減小。往復式給煤機的運行阻力由以下簡化公式計算： 給煤機槽體內煤的質量： =1.2520.85950 底托板選用的材料為，其密度，底托板長、寬、厚度分別為2000、1250、16。則底托板質量為：則 正行阻力： 正行阻力： 運行阻力： 減少煤與底板的摩擦系數是有限的。這是因為正行時，給煤機槽體內的煤是在其與底板之間的摩擦力的作用下，移到給煤機前端。煤與底板的摩擦力要大于煤在加速時的動阻力和煤與固定側板的摩擦力，才能保證在正行時，煤與底板間不產生相對滑動。 第三章 給煤機的傳動系統(tǒng)設計 3.1 電機選型因設備是在井下工作，電機選為隔爆異步電動機。1. 給煤機所需功率： 2. 給煤機的傳動效率(1) 曲柄連桿的傳動效率：0.960.85(2) 減速器的傳動效率：減速器用三對軸承，選用深溝球軸承查得其效率為，故：(3)聯軸器的傳動效率：0.99所以，給煤機的總傳動效率為 3. 電動機的功率確定電動機的實際功率為 一般來說，選擇電動機容量時應保證電動機的額定功率等于或稍大于工作機所需的電動機功率，即，所以，選擇電機額定功率為15，選擇電機型號如表3-1所示表3.1往復式給煤機電機選型型號額定功率額定轉速同步轉速功率因數YB180L-61597010000.895 3.2 減速器設計 3.2.1. 減速器現在已使用的K系列往復式給煤機常用的減速器型號如表3-2所示。表3.2 K系列往復式給煤機常用的減速器型號型號規(guī)格K-0K-1K-2K-3K-4減速機型號JZQ0-350JZQ0-350JZQ0-350JZQ-400JZQ-500速比12.6412.6412.6415.7515.75ZQ、ZQH（JZQ、PM）型減速器具有機械性能好、工作可靠、維修方便、過載能力強、耐沖擊、慣性力矩小等特點。適用于起重、運輸、冶金、礦山、建筑、化工、紡織等行業(yè)。 其適用條件如下：減速器齒輪圓周速度不大于12m/s；高速軸的轉速不大于1500r/min；可用于正反兩向運轉；工作環(huán)境溫度為-40+40。減速器有九種傳動比、九種裝配形式和三種低速軸軸端型式。1) 計算速比(總傳動比) 減速器速比為2）分配傳動裝置各級傳動比參考文獻3表2-1，取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比對于展開式二級圓柱齒輪減速器，在兩極齒輪配對材料、性能及齒寬系數大致相同的情況下，即齒面接觸強度大致相等時，兩極齒輪的傳動比可按下式分配： 即 代入式得 3.2.2 計算傳動裝置的運動和動力參數各軸的轉速根據電動機的滿載轉速及傳動比進行計算;傳動裝置各部分的功率和轉矩。計算各軸時將傳動裝置中各軸從高速軸到低速軸依次編號，定0軸（電動機軸），1軸，2軸，3軸；相鄰兩軸間的傳動比表示為，；各軸的輸出功率為，；各軸的輸出轉矩為，。各軸的輸出功率0軸（電動機軸）1軸（高速軸）2軸（中間軸）3軸（低速軸）各軸的輸出轉速0軸（電動機軸）1軸（高速軸）2軸（中間軸）3軸（低速軸）各軸的輸出轉矩0軸（電動機軸）1軸（高速軸）2軸（中間軸）3軸（低速軸） 3.3 齒輪的設計及校核計算 3.3.1 第一對齒輪的設計(1) 選擇齒輪材料參考文獻4查表8-17 小齒輪選用調質并表面淬火 大齒輪選用調質并表面淬火 許用接觸應力參考文獻機械設計，由式（66）得 (3 .5)疲勞極限應力、參考文獻機械設計，查圖64參考文獻機械設計，應力循環(huán)次數N 由式(6.7)預設給煤機每天工作20小時，每年工作300天，預期壽命為10年 (3.6)則參考文獻機械設計，查圖6-5得接觸強度的壽命系數 、（不允許有點蝕） 接觸強度安全系數參考文獻機械設計，按一般可靠度查 取則 (2) 按齒面接觸疲勞強度設計計算確定齒輪傳動精度等級，按估取圓周速度; 參考文獻機械設計表6.7，表6.8選取 公差組8級小輪分度圓直徑d，參考文獻4，由式求得 (3.7)齒寬系數參考文獻機械設計，查表6.9， 按齒輪相對軸承為非對稱布置，取 小齒輪齒數,在推薦值20-40中選 大齒輪齒數 ，圓整取齒數比 傳動比誤差 誤差在范圍內。合適小齒輪轉矩參考文獻4，由式（8-53）求得 載荷系數K (3.8)使用系數參考文獻機械設計，查表6.3 動載荷系數參考文獻機械設計，由推薦值 1.051.4選 齒向載荷分布系數參考文獻機械設計，由推薦值 1.01.2選 齒間載荷分配系數參考文獻4，由式（8-55）及得 (3.9) 參考文獻4，查表并查值則載荷系數的初值 材料彈性系數參考文獻機械設計，查表6.4得 (3.10)節(jié)點區(qū)域系數參考文獻機械設計，查圖6-3得重合度系數由推薦值0.850.92得故的設計初值為 (3.11) 齒輪模數 參考文獻機械設計，查表6.6取 小輪分度圓直徑的參數圓整值圓周速度 與估計取有差距不大，對取值影響不大，不需修正小輪分度圓直徑 大輪分度圓直徑 中心距齒寬 ，取小輪齒寬大輪齒寬 (3) 齒根彎曲疲勞強度校核計算 齒形系數參考文獻4，查圖8-67 小輪 大輪 應力修正系數參考文獻4，查圖8-68 小輪 大輪 重合度系數參考文獻4，由式（8-67） 許用彎曲應力參考文獻4，由式（8-71）彎曲疲勞極限參考文獻4，查圖8-72 彎曲壽命系數參考文獻4，查圖8-73 尺寸系數 參考文獻4，查圖8-74 安全系數參考文獻4，查表8-27 則 故齒根彎曲強度足夠。(4) 齒輪其他尺寸計算與結構設計(參考文獻4表8-4)1) 小齒輪的相關尺寸分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 齒距 齒厚 齒槽寬 基圓齒距 法向齒距 頂隙 2) 大齒輪的相關尺寸分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓 基圓直徑 齒距 齒厚 齒槽寬 基圓齒距 法向齒距 頂隙 中心距 傳動比 參考文獻4表8-31得知，當 ，選用腹板式的結構 取應大于，為齒全高=217.5 3.3.2 第二對齒輪的設計(1) 選擇齒輪材料參考文獻4查表8-17 小齒輪選用調質并表面淬火 大齒輪選用調質并表面淬火 許用接觸應力參考文獻4，由式（869）得 (3.13)接觸疲勞極限應力、參考文獻4，查圖869參考文獻4，應力循環(huán)次數由式(870)預設給煤機每天工作20小時，每年工作300天，預期壽命為10年則參考文獻4，查圖8-70得接觸強度的壽命系數 、（不允許有點蝕） 硬化系數參考文獻4，查圖8-71及說明接觸強度安全系數參考文獻4，查圖8-27，按一般可靠度查 取 (2) 按齒面接觸疲勞強度設計計算確定齒輪傳動精度等級，按估取圓周速度; 參考文獻機械設計表6.7，表6.8選取 公差組8級小輪分度圓直徑d，參考文獻機械設計，由式求得 (3.14)齒寬系數參考文獻4，查表823 按齒輪相對軸承為非對稱布置，取 小齒輪齒數,在推薦值20-40中選 大齒輪齒數 齒數比 傳動比誤差 誤差在范圍內。合適小齒輪轉矩參考文獻4，由式（8-53）求得 載荷系數K參考文獻4，由式（8-54）得使用系數參考文獻4，查表8-20 動載荷系數參考文獻4，查圖8-57得初值 齒向載荷分布系數參考文獻4，查圖8-60 齒間載荷分配系數參考文獻4，由式（8-55）及得 參考文獻4，查表并查值則載荷系數的初值 彈性系數參考文獻4，查表8-22得節(jié)點影響系數參考文獻4，查圖8-64得重合度系數參考文獻4，查圖865得故的設計初值為 (3.15) 齒輪模數 參考文獻機械設計，查表6.6取 小輪分度圓直徑的參數圓整值圓周速度 與估計取有差距不大，對取值影響不大，不需修正小輪分度圓直徑 大輪分度圓直徑 中心距齒寬 ，取小輪齒寬大輪齒寬 (3) 齒根彎曲疲勞強度校核計算 (3.16)齒形系數參考文獻4，查圖8-67 小輪 大輪 應力修正系數參考文獻4，查圖8-68 小輪 大輪 重合度系數參考文獻4，由式（8-67） 許用彎曲應力參考文獻4，由式（8-71） (3.17)彎曲疲勞極限參考文獻4，查圖8-72 彎曲壽命系數參考文獻4，查圖8-73 尺寸系數 參考文獻4，查圖8-74 安全系數參考文獻4，查表8-27 則 故齒根彎曲強度足夠。(4) 齒輪其他尺寸計算與結構設計(參考文獻4表8-4)1) 小齒輪的相關尺寸分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 根圓直徑基圓直徑 齒距 齒厚 齒槽寬 基圓齒距 法向齒距 頂隙 2) 大齒輪的相關尺寸分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓基圓直徑 中心距 傳動比 參考文獻4表8-31得知，當 ，選用腹板式的結構 取應大于，為齒全高=301 (3.18)n=0.5m=0.53=1.5mm 3.4 軸的設計及校核計算 3.4.1 中間軸的設計及校核(1) 求中間軸上的轉矩 (3.19)(2) 求作用在齒輪上的力 中間軸上大齒輪的分度圓直徑為（由以上齒輪計算得知）圓周力、徑向力和軸向力的大小如下，方向如圖3-1所示。圓周力 徑向力 軸向力 中間軸上小齒輪的分度圓直徑為（由以上齒輪計算得知）圓周力、徑向力和軸向力的大小如下，方向如圖3-1所示。圓周力 徑向力 軸向力 (3) 確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調質處理，按式初估軸的最小直徑，參考文獻4表4-2，取，可得 (3.20)(4) 軸的結構設計 1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖3.1所示 圖3.1 中間軸的結構簡圖 2）按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 軸段 該段安裝滾動軸承，考慮到軸承只受徑向力，所以選擇深溝球軸承。取軸段直徑。參考文獻4 表11-1，選用6309型圓柱滾子軸承，尺寸為。取齒輪距軸承的距離，考慮到齒輪和軸承之間用套筒定位，則齒輪與軸段之間有s=4mm的差距，所以軸段 該段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸環(huán)定位，軸段直徑。已知齒輪輪轂的寬度為30mm,為了使套筒斷面可靠的壓緊齒輪，軸段長度應略短于輪轂孔寬度，取。軸段 取齒輪右端軸肩高度，則軸環(huán)直徑，。軸段 該軸段安裝齒輪，用套筒定位，取直徑，。軸段 該軸段安裝軸承，與軸段相同取直徑。3）軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位采用A型普通平鍵聯接，按，參考文獻4 表10-26，查得平鍵截面尺寸，根據輪轂寬度，由鍵長系列中選取鍵長，為保證齒輪與軸具有良好的對中性，取齒輪與軸的配合為。4）確定軸端倒角取。5）軸的強度校核 求軸的載荷 首先根據軸的結構圖作出軸的結構簡圖（見圖3-1），在確定軸承的支點位置時，參考文獻6表24.2-15可得知a值，對于6309型深溝球軸承，取,因此軸的支撐跨距為。 根據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖，扭矩圖和當量彎矩圖。從軸的結構圖和當量彎矩圖中可以看出，B截面的當量彎矩最大，是軸的危險截面。B截面處的及的數值如下。支反力 H水平面， V垂直面，彎矩和水平面 垂直面 合成彎矩 (3.21) (3.22)扭矩 當量彎矩 如圖3.2 中間軸的計算簡圖校核軸的強度軸的材料為鋼，調質處理，由參考文獻4表4-1查得，則，即，取，軸的計算應力為 (3.23)滿足強度要求。 3.4.2 輸入軸的設計及校核(1) 求輸入軸上的轉矩 (3.24)(2) 求作用在齒輪上的力 輸入軸上齒輪的分度圓直徑為（由以上齒輪計算得知）圓周力、徑向力和軸向力的大小如下，方向如圖3-3所示。 (3.25)(3) 確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調質處理，按式初估軸的最小直徑，參考文獻4查表4-2，取，可得 (3.26)(4)軸的結構設計1) 擬定軸上零件的裝配方案 裝配方案如圖3-3所示圖3.3 輸入軸的結構圖2) 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段 該段用于安裝聯軸器，其直徑應該與聯軸器的孔徑相配合，因此要先選用聯軸器。聯軸器的計算轉矩，根據工作情況選取，則。參考文獻4 表13-5，根據工作要求選用彈性柱銷聯軸器，型號為，許用轉矩。與輸出軸聯接的半聯軸器孔徑，因此取軸段的直徑。半聯軸器輪轂總長度（J型軸孔），與軸配合的轂孔長度。軸段 為了半聯軸器的軸向定位，軸段左端制出定位軸肩，所以軸段的直徑為。根據減速器與軸承端蓋的結構和端蓋的拆卸要求，取端蓋外端面與半聯軸器右端面之間的距離為20mm，因此取。軸段 該段安裝滾動軸承，考慮到軸承只受徑向力，所以選擇深溝球軸承。取軸段直徑，選用6310型深溝球軸承，參考文獻4 表11-1可知，尺寸為。取。軸段該軸段用于軸承的定位，它的軸肩，所以軸段的直徑為。根據安裝要求，取軸段的長度。軸段 該軸段為齒輪軸，齒輪寬度，分度圓直徑。軸段的直徑和長度各取，。軸段用于安裝軸承，選用6308型深溝球軸Equipment of the coal mine production system is one of the main equipment, the reliability of it, in particular parts of the throat is the key to the reliability of such equipment, will directly affect the normal operation of production systems. At present, Chinas coal mines to the coal used primarily is reciprocating coal feeder and coal to power vibration machine, In recent years, the electric machine vibration to the development of coal faster serialization and standardization has been formed; and reciprocating coal feeder 60 from the 20th centurys stereotypes, the series of improvement and expansion of the work has been carried out. With the rapid development of the coal industry, coal type is also growing well, the existing reciprocating coal feeder Coal is no longer able to meet the selection requirements of production systems. It is precisely for this reason that，We are on the basis of the coal feeder for the use of a large number of studies，development of the large-scale reciprocating coal feeder, include 800t / h, 1000t / h, 1500t / h, 2000t / h, Reciprocating the earliest development of coal feeder 60 in the early 20th century, 70 years, based on the NGW, the replacement of the drive into K series, and are still in use. Reciprocating coal feeder of K series has a total of five models: K-0, K-1, K-2, K-3, K-4, K-4 is the largest production capacity, but still only 590t / h. The development of Reciprocating coal feeder has no different between abroad and national, it doesnt have a higher technological content, but the price is 4 to 5 times in similar products.1、The own structure superiority of reciprocating coal feeder1) Structure simple, the service quantity is small .In the reciprocating coal feeder, the electric motor and Reduce use the standard letter, other majorities are the Welding parts, the vulnerable part are few, Under bad conditions in the coal mine, its serviceability deeply Praised by the use of units.2) The performance is stable The reciprocation type stoker to the coal trademark, the size composition, request and so on moisture content, physical property is lax, when comes to expect the non-uniformity, the moisture content does not stabilize also clamps has the big lump coal, Rubber Belt, the wood and the steel wire, and so on ,still could the normal work.3) The noise is low the reciprocation type stoker right and wrong Vibration has the source for material equipment. its noise only to have the electric motor and the reduction gear, but these two noises very are all low .Especially in the mine shaft or Bunker and so on the enclosed place，the noise is unable to proliferate, this point is electrically operated is unable for the material machine to achieve.4) Installs conveniently, is highly small The reciprocation type stoker generally installs in Bunker the warehouse mouth, does not need other configuration warehouse mouth strobe distill trough and the support of motor, the installment may reach ones goal instantly, the adjustment work load is small, but electrically operated stoker because cannot directly withstand the warehouse pressure, needs moreover to place the warehouse mouth transition Chute under, compares, the reciprocation type stoker hold highly slightly, has saved the floor space and the investment.2、Large-scale reciprocation types deceive the coal machine structural style characteristic .We through carry on the analysis to the former stoker investigation, has carried on the thorough computation to the structure pattern, to the essential stress spot like tank, the double connecting rod, the base held the roller and so on to carry on the stress analysis, carried on the examination computation using the finite element principle. Altogether has following five characteristics.1) Entire machine uses the frame Themselves to be possible to unload the type Because considered the mine shaft transportation the convenience and the mine shaft industry and mining limit, entire machine uses a minute writing style, moreover considered the mineshaft welding inconvenient, uses the bolt vice- joint, the side bar to consider the external drum the possibility and the wear the need, lays down in the flank Reinforced inside Lining, strengthened the whole rigidity and the intensity.2) Increases Dao ban the guidance and the blocking In makes the reciprocal motion under Dao ban to additionally build several groups of requests rollers wheel, on the one hand changes Dao ban the sliding friction for to roll the friction, reduced the attrition, on the other hand also causes Dao ban the rigidity enhancement. Moreover, for prevented Dao ban is transporting Moves in the process to have runs the leaning phenomenon, in Dao ban two sides installments guidance wheel. 3) Uses the hyperbolic trough drive type The stoker drive uses the hard tooth face reduction gear，ordinary plug shaft coupling (but non- fluid strength coupler), double output shaft form, like this, not only reduced the cost moreover to cause the unilateral Axis radial direction load only is the bottom surface thrust force one half, is carried the condition big improvement, moreover, further enhanced the stability which Dao ban moved.4)Carries on the optimization to the Dao ban structure Formerly K series stoker plate strobe, the material had many problems in shipping, for estimated could not enhance the key also lay in this. Therefore, we have carried on the optimization to Dao ban designs for the steps and ladders, Not only caused the material process load to enlarge, more over the Dao ban itself intensity also obtained further enhances.5) Changes the fan strobe for the manual plate strobe Controls expects how many the key to be decided by the strobe，the strobe always uses the fan structure in the former K series, but discovered from the field use, the fan strobe and the warehouse wall frequently bump, the scene often when installs the strobe can not but knock the warehouse wall a part, causes the warehouse wall the intensity to weaken, based on, we uses the manual plate strobe，matches the guidance wheel under the damper plate, simultaneously has the positioning device on the axis.3. Reciprocating the transformation of coal feeder3.1 、The transformation of Link（1）Transformation of the former coal feeder K4 transmission parts .As shown in Figure 1, The drive for: The Reducer driven by a motor ,and Crank driven by the reducer, Qu Shui driven the floor of reciprocating coal feeder do a straight line reciprocating motion.1、Motor 2、Reducer 3、Crank 4、Bearing 5、Qu Shui Fig1 Transformation of the former coal feeder transmission parts diagramAs a result of the use of coal , it more easily fit into the bearing impurities, the poor maintenance will damage bearings, the damaged bearings would be detect serious mechanical, electrical accident if failed to timely detection,either Qu Shui is to pull off or motor is burning. If shortage of the motor and spare parts and components, it will occur on a longer time, so transformation is necessary （for this transformation）.（2） Transmission parts of K4 reciprocating coal feeder after improvedTransmission principle has not changed, Figure 2, Changed the eccentric into crank, The circumference of the eccentric into a tank at the top of open, Linked with a good off-type tungsten deposit matching tile sets, tile sets and through the connecting shaft connected to the coal feeder floor, Is actually an eccentric crank into the sliding bearings, When the motor drive reducer and eccentric wheel rotation, the eccentric wheel with the tile sets with connections on the drive shaft to the coal feeder and do a straight line reciprocating motion plate, reaching to the purpose of coal.1、motor 2、Reducer 3、Eccentric 4、Sets of gold-watt tungsten5、Connecting shaft 6、Oil CupFig2 Modified coal feeder transmission parts diagram3.2 Structural Analysis and Improvement(1) Improve diskK series reciprocating coal feeder plate stroke adjustment is achieved through the disc, Structural diagram of its components as shown in Figure 3, According to long-term use found that the parts have the following shortcomings: D hole and journals connected with the use of the transition, the actual connection is not reliable in use, the journal often off; the pins connected with hole O1 often break, it can not guarantee that the needs of the trip back and forth movement. In view of the above shortcomings, we improved the disc as follows in actual use: D-hole match with the journal use space , and to expand the Chamfer of D hole, welding the disk with the journal. In this way, not only increase the reliability of the connection, but also facilitate the replacement of damaged parts. According to crank structure, in diameter position with o1, additional o2, o3, o4 3 months Hole, As shown in Figure 2. after location the hole and 5, when the hole o1 and 1, o1 and 2, o1 and 3, o1 and 4 through the fastening pin, the respective o4 and 4, o3 and 4, o2 and 4, o4 center coincide with the 1 . Thus the connection about Crank with the disc can be achieved three pin fastening, an increase of the reliability of connection.Fig3Diagram of disk(2) Improvement of the disc crankBy the above analysis, if the crank in Figure 4 into a 60 hole 1,2,3,4 are cloth, the holes in the disk o1, o2, o3, o4 also as 60 are cloth, can be multi-pin fastening (analysis omitted). Another way is change crank disk body into a flange-type connection, as shown in Figure 5. O with the crank journal hole distance o1 is eccentricity, eccentricity is calculated asR2=R21+R22-2R1R2icos360/nFormula in REccentricity, That is, half the trip back and forthR1Crank eccentricityR2Journal of the hole disk eccentricitynThe number of bolt holesThe range of i from 1,2, ., n, In this way, can be flange-type crank drive mechanism of the series size, travel back and forth in a certain range can be selected arbitrarily.Fig4Diagram of crank and disk1 5Hole6Crank7DiscFig5Crank and disk mechanism after improved(3) Improvement of gate fan-shapedK series fan gate of the coal feeder is adjustment inconvenience, high failure rate, after card in prison by the debris was not easy to restore, we will change the flat fan-shaped gate into flatboard gate in the actual use. Welding angle iron on the side board, as a channel with the flat gate, their number can be change in order to achieve adjustment to the amount of coal, then achieve the purpose of removal of large pieces of debris.(4) Anti-wear lining side increaseK Series medial side to the coal machine wear, and replacement costs and time-consuming work, and to the security threats brought about by the construction personnel. We increase Anti-wear to improve the life of the reciprocating coal feeder, the connection of lining and side panels use welding, in addition to peripheral welding, the intermediate slotted plug with the solder side.4、 Power consumption analysis and energy-saving measures of Reciprocating coal feederPower consumption analysis and energy-saving measures of Reciprocating coal feeder used ultra High Molecular Weight Polyethylene material for lining, Friction coefficient of coal and fixed side decreased, the running resistance decreased 7%, corresponding, 7% reduction in power consumption motor.It is limited to reduce the friction coefficient of Bottom of reciprocating coal feeder and coal, this is because when Masayuki, coal in the feeder chute body of reciprocating coal feeder is between the friction in its dealings and the floor under the front-end , then move to the coal feeder. The friction of Bottom of reciprocating coal feeder and coal is greater than the dynamic resistance when coal accelerated and the Friction of side board friction, in order to ensure that coal and bottom line is no relative sliding when moving forward. Therefore, the friction coefficient of coal and floor should not be between the lower coefficient of friction. I funnel tilted position using the modified reciprocating coal feeder, coal bunker to avoid the exit of the pressure acting on the activities of floor, floor to reduce the activities of running resistance, reciprocating coal feeder is an effective energy-saving measures. I used chute tilt position, I need to increase the coal bunker to the high floor space, increasing the volume of civil works. However, to increase coal bunker limited height (K-4 type reciprocating coal feeder to improve 0.6m), and significantly reduce operating costs, an integrated energy-saving benefits are obvious. Fixed side of coal and reduce the friction coefficient, but also a certain degree of energy saving effect. Coal between the floor and activities should not reduce the coefficient of friction.Develops the large-scale reciprocation type stoker, met our country coal need to develop, Expanded in the coal mine production system design to give the coal equipment the shaping scope. In particular in Ji Ning two mine pits success uses, for me The country provided has been new large-scale for the coal equipment, should give the vigorously promoted use. The transformation and Apply of reciprocating coal feeder played a role in the Development of reciprocating coal feeder.給煤設備是煤礦生產系統(tǒng)的主要設備之一,給煤設備的可靠性,特別是關鍵咽喉部位給煤設備的可靠性,直接影響整個生產系統(tǒng)的正常運行。目前,我國煤礦使用的給煤設備主要是往復式給煤機和電振給煤機,近年來,電振式給煤機發(fā)展較快,已形成系列化和標準化;而往復式給煤機自20世紀60年代定型后,系列的改進和擴大工作一直沒有進行。隨著煤炭工業(yè)的迅猛發(fā)展,煤礦井型也在不斷擴大,現有的往復式給煤機已不再能滿足煤礦生產系統(tǒng)的選型要求。正是基于這個原因,我們在對給煤機使用情況大量調研的基礎上,研制了800t/h、1000t/h、1500t/h、2000t/h的大型往復式給煤機,往復式給煤機最早研制于20世紀60年代初,70年代,在NGW基礎上,更換了驅動裝置,改為K系列,并一直沿用至今。K系列給煤機共有五種型號:K-0、K-1、K-2、K-3、K-4,其中K-4生產能力最大,但也只有590t/h。國外給煤機發(fā)展狀況也與國內大相徑庭,并沒有更高的技術含量,但價格卻是國內同類產品的4-5倍。1、往復式給煤機其自身結構的優(yōu)越性1) 結構簡單，維修量小在往復式給煤機中，電動機和減速器均采用標準件，其余大部分是焊接件，易損壞部件少，用在煤礦惡劣條件下，其適用性深受使用單位的好評。2) 性能穩(wěn)定往復式給煤機對煤的牌號，粒度組成，水分、物理性質等要求不嚴，當來料不均勻，水分不穩(wěn)定且夾有大塊煤、橡膠帶、木頭及鋼絲等時，仍能正常工作。3) 噪音低往復式給煤機是非振動式給料設備其噪音發(fā)生源只有電動機和減速器，而這兩個的噪音都很低。尤其在井下或煤倉等封閉型場所，噪音無法擴散，這一點是電動給料機所無法達到的。4) 安裝方便、高度小往復式給煤機一般安裝在煤倉倉口，不需另外配制倉口閘門餾槽及電動機支座，安裝可一步到位，調整工作量小，而電動給煤機由于不能直接承受倉壓，需要另外安放倉口過渡溜槽，相比之下，往復式給煤機占有高度小，節(jié)省了建筑面積和投資。2、大型往復式紿煤機的結構形式特點我們通過對以往給煤機的調查進行分析，對結構型式進行了周密的計算，對關鍵受力部位如槽箱、雙連桿、底部托輥等進行了受力分析，利用有限元原理進行校核計算。共有以下五個特點。1)整機采用框袈可卸式由于考慮到井下運輸的方便和井下工礦的限制，整機采用分體式，而且考慮到井下焊接的不便，盡 用螺栓副聯接，側板考慮到外鼓的可能與內壁磨損的需要，在外側加筋內側鋪設襯板，加強了整體的剛度和強度。2) 增加導板的導向與支撐裝置在做往復運動的導板下增設幾組托輥輪，一方面變導板的滑動摩擦為滾動磨擦，減少了磨損，另一方面也使導板的剛度提高。另外，為防止導板在運動過程中有跑偏現象，在導板兩側安裝導向輪。3) 對導板結構進行優(yōu)化以往K系列給煤機的平板閘門，物料在運送中存在不少問題，給料量一直不能提高的關鍵也在于此。為此，我們對導板進行了優(yōu)化，設計為階梯型，不但使物料處理量加大了，而且導板本身的強度也得到進一步地提高。4) 變扇型閘門為手動平板閘門控制來料多少的關鍵取決于閘門，閘門在以往的K系列中一直采用扇型結構，但從現場使用中發(fā)現，扇型閘門與倉壁經常相碰，現場往往在安裝閘門時不得不把倉壁敲去一部分，使倉壁的強度削弱，基于次，我們采用手動平板閘門，在閘板下配導向輪，同時在軸上配有定位裝置。3往復式給煤機的改造3.1連桿的改造1)改造前K4給煤機傳動部分如圖1所示,該傳動方式為:由電動機帶動減速機再帶動曲柄、曲拐使給煤機底板作往復直線運動。1、電動機 2、減速器 3、曲柄 4、軸承 5、曲拐 圖1 改造前給煤機傳動部分簡圖由于使用環(huán)境煤粉多,軸承內極易進入雜質,維護不好會使軸承損壞,軸承損壞后不及時發(fā)現就會發(fā)生嚴重的機械、電氣事故,不是將曲拐拉斷就是將電機燒毀。如果電機及零部件備用不足,發(fā)生事故影響時間較長,為此改造非常必要。2)改造后K4給煤機傳動部分如圖2, ,傳動原理沒有變,只是將曲柄改成偏心輪,把偏心輪的圓周頂部開成油槽,與一個對開式掛好鎢金的瓦套相配合,瓦套通過連接軸與給煤機底板相連,實際上就是將曲柄改成了一個偏心的滑動軸承,當電機帶動減速機及偏心輪轉動時,同偏心輪配合的瓦套就帶動連接軸與給煤機底板做直線往復運動,達到給煤的目的。1、電動機 2、減速器 3、偏心輪4、鎢金瓦套5、連接軸6、注油杯圖2 改造后給煤機傳動部分簡圖3.2結構分析與改進(1)圓盤改進K系列給煤機往復板的行程調節(jié)主要是通過圓盤來實現的,其零件結構簡圖如圖3所示,根據長期使用發(fā)現該零件有如下缺點:D孔與軸頸采用過渡配合連接,實際使用中連接不牢靠,軸頸經常脫離;與孔o1聯接的定位銷經常折斷,不能保證往復運動需要的行程。針對以上缺點,我們在實際使用中對圓盤進行了如下改進:D孔與軸頸改用間隙配合,并擴大D孔的倒角、將圓盤與軸頸焊接。這樣,既增加了聯接的可靠性,又便于零件損壞時更換。根據曲柄結構,在與o1 等徑位置處增加o2、o3、o4 3個孔,如圖4所示。在孔o5與5定位后,當孔o1與1、o1與2、o1與3、o1與4通過銷緊固時,分別有o4與4、o3與4、o2與4、o4與1圓心重合。因而曲柄與圓盤的聯接可實現三銷緊固,增加了聯接的可靠性。圖3圓盤簡圖 (2)曲柄圓盤的改進按上述分析,若將圖2曲柄中孔1、2、3、4成60均布,圓盤中的孔o1、o2、o3、o4也成60均布,則可實現多銷緊固(分析略)。另一種方式是將曲柄圓盤機構改為法蘭式聯接,如圖5所示。軸頸孔o與曲柄o1的距離即為偏心距,偏心距計算公式為：R2=R21+R22-2R1R2icos360/n式中R偏心距,即往復行程的一半TR1曲柄偏心距R2圓盤的軸頸孔偏心距n螺栓孔數量i 的取值范圍為1,2,n,這樣,可得到法蘭式曲柄傳動機構的系列化尺寸,復行程在一定范圍內可任意選定。圖4曲柄及圓盤簡圖1 5孔6曲柄7圓盤圖5改進后的曲柄圓盤機構(3)扇形閘門的改進K系列給煤機扇形閘門調節(jié)不便,損壞率高,被雜物卡牢后不易恢復,我們在實際使用中將扇形閘門改成了平板閘門。在側板上焊角鋼,用槽鋼作為平板閘門,其數量可根據需要增減,從而實現調節(jié)給煤量,清除大塊雜物的目的。 (4)側板增加抗磨襯板K系列給煤機側板內側磨損量大,更換費工費時,且給施工人員帶來安全威脅。我們通過對側板加抗磨襯板來提高給煤機壽命,襯板與側板的聯接采用焊接,除周邊焊接外,中間開縫與側板塞焊。4、往復式給煤機的能耗分析與節(jié)能措施往復式給煤機的能耗分析與節(jié)能措施采用超高分子量聚乙烯材料作襯板,煤與固定側板的摩擦系數下降了,運行阻力減少7% A,相應地電動機功耗減少7%。減少煤與底板的摩擦系數是有限的,這是因為正行時,給煤機槽體內的煤是在其與底板之間的摩擦力作用下移到給煤機前端。煤與底板的摩擦力要大于煤在加速時的動阻力和煤與固定側板的摩擦力,才能保證在正行時煤與底板間不產生相對滑動。因此,煤與底板間的摩擦系數不宜降低。采用傾斜倉口漏斗的改進型往復式給煤機,可避免煤倉出口處壓力作用于活動底板,減少活動底板運行阻力,是往復式給煤機有效的節(jié)能措施。采用傾斜倉口溜槽,需要提高煤倉口至地坪的空間高度,增加土建工程量。但煤倉口高度提高有限(K-4型往復式給煤機提高0.6m),而運營費用大大降低,綜合節(jié)能效益是明顯的。降低煤與固定側板的摩擦系數,也有一定的節(jié)能效果。煤與活動底板間的摩擦系數不宜降低。研制大型往復式給煤機，適應了我國煤炭發(fā)展的需要，擴大了煤礦生產系統(tǒng)設計中給煤設備的選型范圍。尤其是在濟寧二號礦井的成功使用，為我國提供了新的大型給煤設備，應予大力推廣使用。往復式給煤機的改造以及應用對給煤機的發(fā)展起到了一定的作用。