中單鏈刮板輸送機傳動裝置設計【含CAD圖紙、說明書】

I摘 要刮板輸送機是一種有撓性牽引機構(gòu)的連續(xù)運輸機械，在煤礦井下綜采工作面中主要承擔著將采煤機采下的原煤連續(xù)不斷地運往轉(zhuǎn)載機，確保綜采工作面的原煤連續(xù)運出的任務，是整套綜采設備的“中堅 ”，其性能、可靠程度和壽命是綜采工作面正常生產(chǎn)和取得良好技術經(jīng)濟效果的重要保證。介紹了刮板輸送機的發(fā)展概況、發(fā)展趨勢以及刮板輸送機的結(jié)構(gòu)組成和特點，根據(jù)給定參數(shù)，對刮板輸送機的運行阻力、牽引力、刮板鏈張力等進行了計算和校核，重點對整個傳動裝置進行了設計，包括選型設計：電動機，減速器，液力耦合器，中部槽。結(jié)構(gòu)設計：鏈輪組件，刮板鏈等。通過以上的設計計算，完成對刮板輸送機的整體設計，圖紙的繪制等工作。關鍵詞：刮板輸送機；傳動裝置；鏈輪組件IIAbstractScraper 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 IAbstract.II1.1 概述 11.2 國內(nèi)外發(fā)展情況 11.2.1 我國刮板輸送機的發(fā)展現(xiàn)狀 .11.2.2 國外刮板輸送機的發(fā)展現(xiàn)狀 .21.2.3 國內(nèi)與國外刮板輸送機存在的差距 .31.3 未來刮板輸送機的發(fā)展趨勢 .41.3.1 設備重型化 .41.3.2 設備自動化 .51.3.3 設備智能化 .51.3.4 開發(fā)薄煤層開采設備 .5第 2 章 設計方案確定 72.1 方案對比 72.1.1 中單鏈型刮板輸送機 .72.1.2 邊雙鏈型刮板輸送機 .72.1.3 中雙鏈型刮板輸送機 .72.1.4 準邊雙鏈型刮板輸送機 .82.2 最終方案確定 8第 3 章 刮板輸送機的整體設計 93.1 刮板輸送機的分類 93.1.1 按刮板鏈的形式分類 .93.1.2 按卸載方式分類 103.1.3 按中部槽的結(jié)構(gòu)分類 113.1.4 按采煤機牽引方式分類 123.2 刮板輸送機的組成 .123.2.1 機頭傳動部 133.2.2 中部槽及附屬部件 153.2.3 刮板鏈 163.2.4 緊鏈裝置 173.2.5 推移裝置 183.2.6 錨固裝置 183.3 刮板輸送機的安裝 .183.3.1 安裝運轉(zhuǎn)中應注意的主要問題 183.3.2 提高刮板輸送機的輸送量 19第 4 章 刮板輸送機傳動裝置設計 .204.1 刮板運輸機的阻力計算 .204.2 牽引力的計算 .214.3 電動機的選取 .244.4 液力耦合器的選取 .244.5 減速器的選取 .254.6 鏈輪組件的設計計算 .254.6.1 鏈輪幾何尺寸計算 254.6.2 鏈輪軸的結(jié)構(gòu)設計計算 274.6.3 軸承的選擇 314.6.4 刮板鏈的選擇 31結(jié) 論 .33致 謝 .34參考文獻 .35CONTENTSAbstract.IChapter 1 Introduction 11.1 Overview.11.2 Domestic development situation.11.2.1 Chinas development present situation of scraper coveyor11.2.2 Foreign scraper conveyor development present situation21.2.3 Domestic and foreign scraper conveyor gap31.3 The future development trend of scraper conveyor 41.3.1 ChongXingHua equipment 41.3.2 Automation equipment 51.3.3 Intelligent equipment .51.3.4 Development in thin coal seam mining equipment .5Chapter 2 Design scheme .72.1 Scheme contrast 72.1.1 In single type of scraper coveyor.72.1.2 Edge double-chain scraper conveyor.72.1.3 In double-chain scraper conveyor72.1.4 Accurate boundary double-chain scraper conveyor.82.2 Eventually plan .8Chapter 3 The overall design of scraper coveyor 93.1 The classification of scraper conveyor .93.1.1 According to the classification of scraper chain form .93.1.2 According to the classification of unloading way .103.1.3 According to the central trough structural classification .113.1.4 According to the classification of haulage way .123.2 Scraper conveyor 123.2.1 Helicopter transmission .123.2.2 The central trough and accessory parts153.2.3 Scraper chain163.2.4 Tight chain device173.2.5 Passage device .183.2.6 Anchorage device 183.3 Scraper conveyor installation and maintenance183.3.1 Installation of the main problems should be paid attention to.183.3.2 To improve throughput of scraper conveyor .19Chapter 4 Scraper conveyor transmission device design204.1 Scraper transporters resistance calculation .204.2 Traction calculation 214.3 The motor244.4 Hydraulic coupler .244.5 Selection of gear reducer 254.6 Sprocket components design calculation254.6.1 Sprocket geometry size calculation .254.6.2 The structure design and calculation sprocket axis .274.6.3 Bearing.304.6.4 Scraper chain of choice31Conclusions.33Thanks.34References.351第 1 章 緒論1.1 概述刮板輸送機是一種用刮板鏈牽引，在槽內(nèi)運送散料的輸送機。 在當前采煤工作面內(nèi)，刮板輸送機的作用不僅是運送煤和物料，而且還是采煤機的運行軌道，因此它成為現(xiàn)代化采煤工藝中不可缺少的主要設備。刮板輸送機能保持連續(xù)運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)就能正常進行。否則，整個采煤工作面就會呈現(xiàn)停產(chǎn)狀態(tài)，使整個生產(chǎn)中斷。 刮板輸送機結(jié)構(gòu)：各種類型的刮板輸送機的主要結(jié)構(gòu)和組成的部件基本是相同的，它由機頭、中間部和機尾部等三個部分組成。此外，還有供推移輸送機用的液壓千斤頂裝置和緊鏈時用的緊鏈器等附屬部件。機頭部由機頭架、電動機、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】 。機尾部是供刮板鏈返回的裝置。重型刮板輸送機的機尾與機頭一樣，也設有動力傳動裝置，從安設的位置來區(qū)分叫上機頭與下機頭。 刮板輸送機工作原理：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。當機頭傳動部啟動后，帶動機頭軸上的鏈輪旋轉(zhuǎn)，使刮板鏈循環(huán)運行帶動物料沿著溜槽移動，直至到機頭部卸載。刮板鏈繞過鏈輪作無級閉合循環(huán)運行，完成物料的輸送 【2】 。 1.2 國內(nèi)外發(fā)展情況1.2.1 我國刮板輸送機的發(fā)展現(xiàn)狀我國的綜采工作面刮板輸送機，自上世紀 70 年代中期開發(fā)以來，已經(jīng)取得了長足進步。尤其是上個世紀九十年代后，在新技術革命的帶動下，煤礦開采技術與設備迅速發(fā)展，為適應市場需要，國內(nèi)煤機制造廠家、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的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝手段，應用機電一體化和自動化技術，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備并逐漸形成了多系列，多結(jié)構(gòu)類型的刮板輸送機產(chǎn)品 【3】 。實現(xiàn)了礦井高產(chǎn)高效和集約化生產(chǎn)。為綜采機械化水平的提高和經(jīng)濟效益的增長發(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)刮板輸送機系列品種多種多樣。綜采機械化刮板輸送機從槽寬區(qū)分有 630、730、764、800、830、960、1000、1200 系列，裝機功率從90kW 到 2855kW，運輸能力從 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 2Mt，年產(chǎn)量可達 600Mt，可以滿足大、中、小煤礦的要求。產(chǎn)品配置多樣化近年來，隨著科學技術的不斷進步，一些新的技術也不斷應用于刮板輸送液力偶合器、限矩摩擦離合器、調(diào)速偶合器等軟啟動技術用于設備的過載保護。液壓緊鏈器、自動伸縮機尾等機電一體化技術用于設備的自動化控制，以盡可能的減輕煤炭開采的勞動強度，提高煤礦生產(chǎn)效率。而且，一些速度、溫度等工礦監(jiān)測、監(jiān)控裝置也正在不斷的應用于刮板輸送機。1.2.2 國外刮板輸送機的發(fā)展現(xiàn)狀自世界上第一臺刮板輸送機誕生以來，經(jīng)歷了半個多世紀的不斷研究、試驗、改進，刮板輸送機已成為煤礦運輸?shù)闹饕O備。目前世界上生產(chǎn)刮板輸送機的國家主要有德國、美國、英國、澳大利亞、日本等，機型從輕型、中型到重型、超重型，裝機功率已發(fā)展到 3700kW。保護形式有：彈性聯(lián)軸器、限矩型液力耦合器、雙速電機、調(diào)速型液力耦合器、軟啟動(CST 可控傳動裝置、閥控調(diào)速型液力耦合器、交流電機變頻調(diào)速技術三種軟啟動裝置)等等 【4】 。上個世紀 90 年代后期，國外工作面刮板輸送機裝機功率達到 3700kW或 3855kW，現(xiàn)在已達到 31250kW，溜槽內(nèi)寬也由 1000mm 擴大到1250mm，鏈條直徑 48 52，中板厚度 50mm 以上，運輸能力達到 4500t/h3以上。目前，國外工作面輸送機的運輸能力最大可達 2500t/h，水平運距可超過300m，鏈子直徑達到 34mm，而且出現(xiàn)了比同直徑圓環(huán)鏈強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。使用電機單臺功率超過400kW，整機功率超過 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 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 臺雙中鏈側(cè)卸式刮板輸送機，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被卡死的情況下噴出高溫油而引起火災、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展。1.2.3 國內(nèi)與國外刮板輸送機存在的差距多年來，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相同，但與國外先進水平相比，仍存在著很大的差距。近十年來，國外制造廠家，為適應國際市場需要，不斷加大輸送機的功率、采用新結(jié)構(gòu)、新工藝，開發(fā)高強度、高耐磨性能的新材料，使產(chǎn)品不斷更新，技術性能日趨完善，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整機性能相對比較差，一些關鍵零部件的壽命、可靠性相對較低，監(jiān)測、控制方面相對比較弱。具體有以下方面：1. 力方面的差距 上個世紀 90 年代后期，國外工作面刮板輸送機裝機功率達到 3700kW或 3855kW， 現(xiàn)在已達到 31250kW，溜槽內(nèi)寬也由 1000mm 擴大到1250mm，鏈條直徑 48 52，中板厚度 50mm 以上，運輸能力達到 4500t/h以上。目前國內(nèi)使用的重型刮板輸送機裝機功率多為 2525kW 或 2700kW，個別的使用 2855kW，溜槽內(nèi)寬 1000mm 或 1200mm，運輸能力達到 2500t/h 或3000t/h，鏈條多采用 3848 ，中板厚度為 45mm。42. 關鍵零部件壽命差距我國生產(chǎn)的刮板輸送機的主要零部件壽命大都低于國外先進水平，其中關鍵零部件，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 400500Mt，國外重型刮板輸送機中部槽過煤量保證值為600Mt，最高壽命可達 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)這些關鍵零部件的材料，國內(nèi)重型刮板輸送機中部槽用的中板、鏈條等關鍵材料都是依靠進口，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. 技術性能差距20 世紀末期以來，美、澳、英、德等先進采煤國家積極應用機電一體化技術，研制、開發(fā)新型自動化運輸設備，這些設備采用計算機工況監(jiān)測監(jiān)控，在增加傳動功率，提高生產(chǎn)能力的同時，使設備的功能內(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啟動或運行時的過載保護，利用調(diào)速偶合器實現(xiàn)輸送機的軟啟動和過載保護，通過鏈條張力自動調(diào)節(jié)裝置來實現(xiàn)刮板鏈隨運行工況的變化以調(diào)節(jié)鏈條的張緊力。通過工況監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)，及時了解設備運行的工況，保證設備的安全運行。國內(nèi)的輕型、中型刮板輸送機多采用液力偶合器或雙速電機來改善輸送機的啟動性能，重型刮板輸送機采用限矩摩擦離合器保護電機，雖然在個別輸送機上使用了調(diào)速偶合器和自動伸縮機尾，可是由于不能準確的對輸送機運行過程中的數(shù)據(jù)進行采集、分析，這些設備還不能達到自動控制的要求。1.3 未來刮板輸送機的發(fā)展趨勢1.3.1 設備重型化設備重型化是煤炭集約化生產(chǎn)、高強度開采、單機單產(chǎn)不斷提高的要求，也是提高勞動生產(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這些工作面可將實現(xiàn)日產(chǎn) 23 萬 t，年產(chǎn) 510Mt，這樣就需要刮板輸送機裝機功率 20003000kW ，輸送能力高達 4000t/h。1.3.2 設備自動化設備自動化是提高勞動生產(chǎn)率、減輕勞動強度、保障安全的重要手段。刮板輸送機的自動化主要是根據(jù)刮板輸送機啟動、運行中的負載狀況、各關鍵零部件運行是溫度狀況、采煤機的截割速度、采煤機的位置等隨時調(diào)整輸送機的運行參數(shù)，實現(xiàn)自我控制，保證設備的安全、可靠運行，以更好的發(fā)揮設備的效率。當自動控制發(fā)展相對成熟后，最終會實現(xiàn)采煤機、液壓支架、刮板輸送機的聯(lián)動作業(yè)，從而實現(xiàn)工作面自動化。1.3.3 設備智能化設備智能化是通過一些監(jiān)測和監(jiān)控裝置，對刮板輸送機運行過程監(jiān)控，實現(xiàn)工況檢測和故障診斷 【8】 。例如，通過對輸送機電機電壓、電流、功率及溫升等監(jiān)測以監(jiān)視多電機驅(qū)動時電動功率分配及供電系統(tǒng)的工況。通過對減速器油質(zhì)、油位、溫升、鏈輪軸組、刮板鏈的運行等進行過程控制，并對運行狀況進行預測，使設備維修可以從事前進行計劃，提出故障維修方法和處理方案，使排除故障的時間盡可能的減少。1.3.4 開發(fā)薄煤層開采設備統(tǒng)計資料表明，國內(nèi)薄和較薄煤層產(chǎn)量在整個煤炭產(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。通過對國內(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)濟驅(qū)使采厚丟薄現(xiàn)象十分普遍，受此影響，薄煤層綜采設備的發(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。造成這種狀況的原因除經(jīng)濟利益外，同時也由于現(xiàn)有的國產(chǎn)技術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，實現(xiàn)資源均衡開采，設計出結(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設備將越來越成為各礦局迫切的需求。而傳統(tǒng)的刮6板輸送機多采用鑄焊結(jié)構(gòu)的中部槽，在應用到極薄煤層工作面時，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）與采煤機配套結(jié)構(gòu)及定位方式的限制，使得采煤機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采煤機滾筒又相對較小，造成滾筒裝煤效果不理想。所以，未來刮板輸送機，在向重型化、自動化、智能化發(fā)展的同時，必將發(fā)展出能夠滿足極薄煤層工作面機械化綜采工藝的極薄煤層刮板輸送機，以徹底解決長期以來國內(nèi)極薄煤層開采裝備落后、機械化程度低、工作面效率低、經(jīng)濟效益差的局面。7第 2 章 設計方案確定2.1 方案對比2.1.1 中單鏈型刮板輸送機刮板上的鏈條位于刮板中心，刮板在中部槽內(nèi)起導向作用。這種刮板鏈的重要優(yōu)點是：1.結(jié)構(gòu)簡單，便于維護，彎曲性能好，沒有雙鏈那種兩條鏈受力不均的缺點，斷鏈事故少。2.能采用長鏈段圓環(huán)鏈，以減少鏈接頭，可靠性高。3.刮板變形不會引起鏈子在鏈輪上跳動。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，減少運行阻力，在同樣的輸送能力下節(jié)省功率。中單鏈的缺點是：1.在底板不平的工作面使用時刮板容易出槽。2.與雙鏈相比，需要的鏈輪尺寸大，從而增加了機頭和機尾的高度。3.對煤質(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)起導向作用，這種刮板鏈的主要優(yōu)點是：預緊力小，功率消耗少，適用的煤層傾角較大，煤層較薄以及運送大塊硬煤的效果較好，缺點是兩鏈受力不均，不能使用較大的圓環(huán)鏈，強度受到一定的限制。2.1.3 中雙鏈型刮板輸送機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導向作用，這種刮板鏈的主要有點是：具有中單鏈的基本優(yōu)點，克服了它的部分缺點，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，缺點是單位長度重量增加。2.1.4 準邊雙鏈型刮板輸送機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)起導向作用，它具有邊雙鏈與中雙鏈的優(yōu)點，適用于較寬的中部槽。2.2 最終方案確定綜上所述，中單鏈刮板輸送機的特點是：結(jié)構(gòu)簡單,受力均勻,運行平穩(wěn),摩擦阻力小,溜槽利用率高和彎曲性能好,在輸送機上不易出現(xiàn)堵塞。缺點是預張力較大。中單鏈可彎曲刮板輸送機系列適用于厚度在 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面。主要適用于緩傾斜中厚煤層長壁式經(jīng)濟綜采或高檔普采的回采工作面，在放頂煤回采工作面應用也越來越多，可與采煤機、液壓支架等設備配套，以實現(xiàn)回采工作面的落煤、裝煤、運煤、支護和工作面的連續(xù)作業(yè)等。所給的技術參數(shù)：輸送量 450t/h ，長度 150 m,鏈速 1.08 (m/s), 適應的工作面走向傾角9。根據(jù)以上幾個方面的綜合比較，結(jié)合工程實踐，故得出結(jié)論：本設計采用的是中單鏈刮板輸送機。9第 3 章 刮板輸送機的整體設計3.1 刮板輸送機的分類3.1.1 按刮板鏈的形式分類1. 中雙鏈型刮板輸送機中雙鏈型刮板輸送機的兩條圓環(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)運行，鏈環(huán)直徑不受限制，從而可以增加鏈條的強度，因此，可以適用于重型和超重型刮板輸送機。有鏈子受力較均勻，彎曲性能較好等優(yōu)點，使用效果較好。缺點是運行阻力較高，并且在煤質(zhì)較硬，煤的塊度大的情況下，運輸效果不佳，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邊雙鏈型刮板輸送機的兩條圓環(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)運行，刮板的空間較大，能運輸較大的煤塊，這種鏈子的預張力較小，運行阻力小，適應性強，因此，得到廣泛應用。缺點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)運行，空間受到限制，不能使用較大的圓環(huán)鏈，強度受到限制。3. 準邊雙鏈型刮板輸送機準邊雙鏈型刮板輸送機的兩條圓環(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，適用于超重型刮板輸送機。缺點是運行阻力高。準邊雙鏈鏈條也采用長鏈段，其要求同中雙鏈。104. 中單鏈型刮板輸送機中單鏈型刮板輸送機的圓環(huán)鏈在刮板中間用 U 型螺栓連接，刮板兩端在槽幫內(nèi)運行，這種鏈子結(jié)構(gòu)簡單，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)更簡單，不存在鏈子受力不均現(xiàn)象，且彎曲性能更好些。缺點是一股鏈子強度受到限制，不適用于功率較大的輸送機，且刮板兩端磨損后，稍有歪斜就易出槽。運行阻力比邊雙鏈稍高。3.1.2 按卸載方式分類1. 端卸式刮板輸送機刮板輸送機呈直線形，貨載從輸送機一端卸載，與輸送機呈一直線，這種型式的輸送機結(jié)構(gòu)比較簡單，當前大部分綜采工作面使用這種型式的刮板輸送機；它的缺點是空鏈易帶回煤，增加功率消耗，卸載有一定的高度，易產(chǎn)生煤塵。2. 側(cè)卸式刮板輸送機刮板輸送機呈直線形，機頭部搭在工作面運輸巷轉(zhuǎn)載機上，借助圓弧犁形卸煤板將煤從機頭架主卸載斜板呈 90卸到轉(zhuǎn)載機上，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。這種輸送機主要優(yōu)點是側(cè)卸式輸送機卸載前由于弧形板的作用，煤平穩(wěn)地滑入轉(zhuǎn)載機中，避免了端卸式時的堵塞堆積和煤塵的產(chǎn)生，改善了勞動環(huán)境；由于弧形板的作用將帶有動量的大快煤扭轉(zhuǎn) 90，使其與轉(zhuǎn)載機運行方向相同后再卸入轉(zhuǎn)載機內(nèi)連續(xù)運行，避免了端卸時煤流要停頓后再起動的能量損失和對輕載機的沖擊，從而降低了轉(zhuǎn)載機的功率消耗，提高了傳動件的可靠性和轉(zhuǎn)載機的使用壽命；從弧形板下被刮板鏈帶走的粉煤經(jīng)機頭鏈輪卸到回煤罩內(nèi)，由返回刮板鏈拉到轉(zhuǎn)載機上方，從機頭底槽的開口卸到轉(zhuǎn)載機內(nèi)，因此，減少了刮板輸送機的回煤阻力；由于煤流不在端頭卸載，不需要卸載高度，因而機頭高度可以降下，且伸到工作面運輸巷中，采煤機可以行走到接近機頭，便于自開切口 【10】 。113. 直彎式刮板輸送機把工作面刮板輸送機與工作面運輸巷轉(zhuǎn)載機連成一體，把工作面的煤直接卸到工作面運輸巷帶式輸送機上，取消了轉(zhuǎn)載機。4. 交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C的機頭與轉(zhuǎn)載機的機尾做成一個整體。兩個輸送機的上、下鏈相互交叉穿過，從上向下的順序是輸送機上鏈、轉(zhuǎn)載機上鏈、輸送機下鏈、轉(zhuǎn)載機下鏈。輸送機機頭上槽的煤通過弧形板轉(zhuǎn)卸入轉(zhuǎn)載機上槽，輸送機下鏈帶回的煤落入轉(zhuǎn)載機下槽，由轉(zhuǎn)載機下鏈帶到機尾輪后翻到上槽運走。由于輸送機的機頭與轉(zhuǎn)載機機尾是一個整體，所以，推移輸送機機頭時，轉(zhuǎn)載機也必須隨之移動。交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C的特點是機頭架高度比普通側(cè)卸式低，一般可降低200300mm。由于機頭高度的降低，為采煤機自開切口創(chuàng)造更有利的條件。3.1.3 按中部槽的結(jié)構(gòu)分類 1. 開底式刮板輸送機開底式刮板輸送機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)簡單，下槽發(fā)生故障便于處理；缺點是剛度小，易磨損變形，阻力大，壽命短，不適合松軟地板使用。2. 封底式刮板輸送機封底式刮板輸送機就是中部槽的下槽為封閉式。這種中部槽剛度大，刮板鏈在下槽運行阻力小；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，窗口用活動蓋板蓋嚴。3. 分體中部槽刮板輸送機分體中部槽刮板輸送機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，提高了整機的剛性與12強度，且具有封底面槽的優(yōu)點。4. 整體焊接中部槽刮板輸送機整體焊接中部槽刮板輸送機就是把溜槽兩側(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，從而減少了輸送機的維修工作量。5. 框架式中部槽刮板輸送機框架式中部槽刮板輸送機就是把普通中部槽置于一個鏟煤板、擋煤板座、封底板焊在一起的框架中，用銷子固定，整機具有較強的剛性與強度，提高了中部槽的可靠性；缺點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鑄造式中部槽刮板輸送機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，從而實現(xiàn)中部槽無螺栓連接，這種刮板輸送機具有框架式中部槽刮板輸送機的各種優(yōu)點，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 按采煤機牽引方式分類1. 有鏈牽引采煤機用刮板輸送機在輸送機機頭和機尾部裝有采煤機牽引鏈的固定及張緊裝置，沿輸送機縱向中部槽的擋煤板側(cè)裝有采煤機導向管。2. 無鏈牽引采煤機用刮板輸送機在輸送機靠擋煤板側(cè)裝有齒條或銷軌，采煤機的行走齒輪與其嚙合而實現(xiàn)牽引。3.2 刮板輸送機的組成133.2.1 機頭傳動部機頭部由機頭架、鏈輪、減速器、盲軸和電動機等組成，是將電動機的動力傳遞給刮板鏈的裝置，本次設計采用雙機頭結(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的機頭部。1-機頭架 2-減速器 3-聯(lián)軸器 4-電動機 5-鏈輪組件圖 3-1 中單鏈刮板輸送機機頭部1. 機頭架機頭架是機頭部的骨架，應有足夠的強度和剛度，由厚鋼板焊接制成，是支承和裝配傳動裝置、鏈輪組件、及其它附屬裝置的構(gòu)件。機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，各型機頭部的共同點如下：兩側(cè)對稱，兩側(cè)壁上都能安裝減速器，以適應左，右采煤工作面的需求拔鏈器和舌板固定在機頭架的前橫梁上，它的作用是，防止刮板鏈在與鏈輪的分離點處，被輪齒帶動卷入鏈輪 【13】 。護軸板是易損部位，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，運轉(zhuǎn)中除受靜載荷外，還受有脈動和沖擊載荷。鏈輪是刮板輸送機傳遞扭矩最大的部件之一。對鏈輪的基本要求是：強度高，耐磨，能承受脈動載荷、沖擊載荷，并具有一定的韌性；齒形尺寸參數(shù)設計準確、加工精密高，保證與鏈條進行良好的嚙合；無論那種結(jié)構(gòu)的鏈輪，都要具備易于拆裝的特點。若鏈輪的齒數(shù)過多，會增加鏈輪的整體尺寸；鏈輪的齒數(shù)太少，會增加刮板鏈在運行中的動負荷。目前鏈輪的齒數(shù)以 68 個居多。本設計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】 。為了增加其強度和延長使用壽命，采用淬火處理，加強其強度。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)的刮板輸送機減速器多為平行布置式，三級傳動的圓錐圓柱齒輪減速器。其適應的條件為：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減速器尺寸系列標準。為適應左右采煤工作面和在機頭部，機尾部都能通用，刮板輸送機減速器的箱體應上下對稱。箱體的結(jié)構(gòu)還應使刮15板輸送機在大傾角條件下工作時，各齒輪和軸承都能得到充分的潤滑。為便于改變鏈速，減速器應能用更換第二對齒輪的方法，在一定范圍內(nèi)改變傳動比。減速器上、下箱殼體為對稱結(jié)構(gòu)，以適應左、右工作面和在機頭、機尾使用。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)幫上有四個孔，用方頭螺栓將減速器固定到機頭架側(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，用螺栓連接電動機，使整個傳動裝置形成一個整體，懸掛在機頭架側(cè)面。4. 聯(lián)軸器電動機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：使電動機輕載起動；有過載保護功能；減緩傳動系統(tǒng)的沖擊和振動；多電機驅(qū)動能使各電機的負荷較均勻；如果與電動機的特性匹配得當，能增大驅(qū)動裝置的啟動力矩。中，重型刮板輸送機都采用液力偶合器。因此本設計中采用液力耦合器。5. 電動機不用液力偶合器時，都采用有雙鼠籠轉(zhuǎn)子的隔爆型電動機；采用液力偶合器時，對電動機的起動轉(zhuǎn)距無高要求，只要求最大轉(zhuǎn)距要高。因為用液力偶合器時，電動機是輕載起動，如果液力偶合器的輸入特性與電動機特性匹配得當，則對負載的起動轉(zhuǎn)距，可達到接近電動機的最大力矩。3.2.2 中部槽及附屬部件中部槽是刮板輸送機的機身，由槽幫鋼、中板等組成，上槽是裝運煤炭的承載槽，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事故較困難，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，故設計成一節(jié)一節(jié)的，本設計中部槽的長度取為 1500mm，如圖 3-3 所示。16121-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中部槽連接成刮板輸送機機身，它既要保證對中性，使兩槽之間上、下、左、右的錯口量不能超過規(guī)定，又要允許相鄰兩槽在水平、豎直兩個平面內(nèi)能折曲一定的角度，使機身有良好的彎曲性能，還要求同一型號中部槽的安裝、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，安裝后上緣應低于槽幫，下緣要超出槽底，寬度方向與采煤機滾筒應有一間隔，鏟煤板的刃口應有足夠的強度。3.2.3 刮板鏈 刮板鏈由鏈條和刮板組成，如圖 3-4 所示。是刮板輸送機的牽引機構(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。本設計中采用的是 2692-c 級刮板鏈。171-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，它除應具有合理的幾何形狀外，還必須強度高，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，要給予一定的予緊力，使它運行時在張力最小點不發(fā)生鏈條松弛或堆積。給刮板鏈施加張緊力的裝置叫緊鏈裝置。目前應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頭架上，另一端繞經(jīng)機頭鏈輪，用機頭部的電動機使鏈輪反轉(zhuǎn)，將鏈條拉緊，電動機停止反轉(zhuǎn)時，立即用一種制動裝置將鏈輪閘住，防止鏈條回松；另一種方式與前一種基本相同，只是不用電動機反轉(zhuǎn)緊鏈，而用專設的液壓馬達緊鏈；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，緊鏈時需要將它抬到緊鏈位置使用。183.2.5 推移裝置推移裝置是在采煤工作面內(nèi)將刮板輸送機向煤壁推移的機械。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液壓推溜器。3.2.6 錨固裝置錨固裝置是刮板輸送機在傾角較大的工作面工作有下滑可能時，用以固定，防滑之用。它由單體液壓支架和錨固架組成，錨固架與機頭架，機尾架連接。使用液壓支架的泵站。3.3 刮板輸送機的安裝3.3.1 安裝運轉(zhuǎn)中應注意的主要問題1. 輸送機的鋪設工作面要保持成直線，輸送機的鋪設要保持平直，綜采工作面要求達到“三直一平”即液壓支架、輸送機和工作面成三條平行直線，輸送機要鋪平。其中輸送機的平直是基礎，是關鍵。因為采煤機是以輸送機為導軌，只有輸送機平直才能保證采煤機割出的工作面平直。2. 推移輸送機時要保持正確彎曲長度 綜采輸送機要隨著采煤機的移動而向前推移，因此輸送機是逐段成蛇形彎曲。要嚴格防止拐“ 急彎”溜槽的彎曲應當控制在溜槽接頭允許的水平彎曲角度的范圍內(nèi)。總之，對刮板運輸機的安裝和運轉(zhuǎn)要求可以概括為“平、直、彎、鏈” 四個字。這是保證刮板輸送機正常運轉(zhuǎn)的關鍵。平輸送機鋪得要平；直輸送機、液壓支架與工作面均呈直線；彎推移輸送機時要緩慢彎曲，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，達到一定的預緊力，并在運轉(zhuǎn)一段時間后再適當調(diào)節(jié)。為了保證輸送機的安全運行，發(fā)揮其最佳性能，必須按要求定期維修輸送機的各零部件，需對各潤滑部位進行定期潤滑，調(diào)整各零部件和擰緊緊固件。3.3.2 提高刮板輸送機的輸送量刮板輸送機使用中遇到的問題之一是非滿負荷運轉(zhuǎn)。要想解決問題，首先必須精確測出輸送機的輸送量 【16】 。它的輸送量由被傳送物料的橫截面積和鏈條速度決定。如果刮板輸送機達不到額定輸送量，可以從以下幾個方面來尋找原因，從而找到解決問題的辦法。1. 檢查刮板輸送機的速度在安裝和維護時，驅(qū)動裝置上的滑槽可能安裝不正確，或者驅(qū)動裝置上的皮帶松弛而打滑，使輸送機在低于額定轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。2. 檢查刮板輸送機內(nèi)的物料厚度物料厚度不合理有幾個原因：一是輸送機安裝的傾斜角度不合理，而通常輸送機只能在某個傾斜角度內(nèi)運行才最佳。另一個原因是由于輸送機進料不順暢或不充足。例如，進料設備不匹配,進料門不正常，進料口有障礙物等。針對不同問題采取相應的措施，增加物料的厚度和進料均勻度。20第 4 章 刮板輸送機傳動裝置設計4.1 刮板運輸機的阻力計算根據(jù)所給的技術參數(shù)，初選圓環(huán)鏈 2692-C 級，運行時除了要克服煤和刮板鏈的運行阻力，還要克服煤和刮板鏈的自身重力，通常將它們一起計為總運行的總阻力 【17】 。（已知下運）如圖 4-1在重段直線段運行的總阻力為： 1 1()cosinsizhqLgqLgWwbb=+-在空斷直線段運行的總阻力為： 1zh+圖 4-1 運行阻力分析圖式中 重段直線段的總阻力， ；zhWN空段運行阻力， ； 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)鏈形式和尺寸預選1 /21刮板鏈 2692-C 查質(zhì)量為 31.23 ；kg煤在槽內(nèi)運行的阻力系數(shù)；w刮板鏈在槽內(nèi)運行的阻力系數(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=10.3g 重力加速度 取 9.8 ；2m/s鋪設傾角 取 。b91 1()cosinsi zhqLgqLgWw(105.30.5+31.230.3)1509.80.99-105.31509.80.1631.231509.80.1658144.39=N11cosinzhgqq31.230.31509.80.9931.231509.80.1620980附加阻力 0.1()8612.4lllzhkWWN102847.83zhkl總 阻 力 輕 =4.2 牽引力的計算22按彎曲段的幾何關系，求算中部槽彎曲段的中心角 0a2sinRl1.52sin.8.65m440.6.27.aLw202rcsinarcsin0.6898.由 810.6()kzhsW5=+0514zhk-判斷刮板鏈最小張力在“1” 點對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，用逐點計算法求刮板鏈在各點的張力為：圖 4-2 刮板輸送機計算圖120Ns=2cosin)(Lgqw03.59.8496702323faesW-=+238.290412365.7508.27Ne434sW-=+8(8.27)61.5561.740.zhks-.(5390)38N656s-=+17.2091(8.27)5027667faesW-1.39815.259N87s-=+2036.由牽引力計算公式 ()yllylPsks=-+式中 牽引力 N；刮板鏈與驅(qū)動鏈輪相遇點的張力 N；y刮板鏈與驅(qū)動鏈輪分離點的張力 N；ls刮板鏈輪繞經(jīng)驅(qū)動鏈輪的阻力系數(shù) =0.030.045 取 0.04。k lk8181()lssP=-+上3602.043620555()lsks-下81.7-.（ .7.）24N=50284.64.3 電動機的選取電動機功率：10P傳動系效率 取 0.85上端驅(qū)動電動機功率： 10356.8.54.2 kwPN上上下端驅(qū)動電動機功率 24.10.63.89下下將上述功率計算值各加 20%的備用量上端電動機功率為 54.29kw，下端電動機功率為 76.67kw，因此配備 2 kw 電動機雙頭驅(qū)動能滿足需求。因為所9選電動機用于井下作業(yè)，所以必須選擇隔爆類型的電動機 【18】 。根據(jù)所需功率，故選取電動機為：YB280-M4。4.4 液力耦合器的選取根據(jù)相關參數(shù)具體化，根據(jù)所選電動機功率 90kW，選取液力耦合器型號，本設計選擇型號為：YOXD450（水介質(zhì)）。其技術參數(shù)如下：1.主要匹配電動機參數(shù)：（1）型號 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.傳動介質(zhì)：水；3.充液量：12.2L；4.啟動扭矩：1320Nm；5. ；26.額 定 轉(zhuǎn) 矩啟 動 轉(zhuǎn) 矩