2757 刮板輸送機設(shè)計

2757 刮板輸送機設(shè)計,輸送,設(shè)計 摘 要刮板輸送機是綜合機械化采煤工作面的主要運輸設(shè)備。它的作用一是把采煤機破碎下來的煤運到順槽轉(zhuǎn)載機；二是作為采煤機行走的軌道以及液壓支架前移的支點。刮板輸送機是一種撓性牽引的連續(xù)輸送機械，是為采煤工作面和采區(qū)巷道運煤布置的機械。它的牽引機構(gòu)是刮板鏈，承載裝置是中部槽，刮板鏈安裝在中部槽的槽面。中部槽沿運輸路線全線鋪設(shè)，刮板鏈繞經(jīng)機頭、機尾的鏈輪接成封閉形置于中部槽中，與滾筒采煤機和輸送機推移裝置配套，實現(xiàn)落煤、裝煤、運煤及推移輸送機械化。沿輸送機全長都可向溜槽中裝煤，裝入中部槽中的煤被刮板鏈拖拉，在中部槽內(nèi)滑行到卸載端卸下。一般的刮板輸送機能在 25°以下的條件使用。刮板輸送機在使用中要受拉、壓、彎曲、沖擊摩擦和腐蝕等多種作用，因此，必須有足夠的強度、剛度、耐磨和耐腐蝕性。由于它的運輸方式是物料和刮板鏈都在槽內(nèi)滑行，因此運行阻力和磨損都很大。但是，在采煤工作面運煤，目前還沒有更好的機械可代替，只能從結(jié)構(gòu)上、強度上和制造工藝上不斷研究，使它更加完善、耐用。本說明書主要介紹了輸送機的選型和傳動部的設(shè)計計算。本設(shè)計以 SGZ764/264 型輸送機參考，不依賴于 764 系列輸送機， 本設(shè)計采用較低轉(zhuǎn)速的防爆電動機，旨在降低高速軸的轉(zhuǎn)速，減少單位時間內(nèi)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；傳動部主要是由兩個電動機、減速箱和液力偶合器組成，該輸送機內(nèi)橫向布置，電動機輸出的動力經(jīng)由三級齒輪的傳動，最后驅(qū)動鏈輪轉(zhuǎn)動。關(guān)鍵詞：刮板輸送機 減速器 機頭部 中部槽 AbstractScraper conveyor is a reprint of fully coal face ancillary equipment in the transport system an important part of the roadway in the face of the accepted face scraper conveyor unloading of coal flow, not halt the transfer to the retractable belt Conveyor boost. Bridge reversed loader with the face-scraper conveyor machine synchronous over his head, face Shearer guarantee for coal mining, and fully mechanized coal face of high yield and high efficiency operations.Scraper conveyor is a reprint of a special structure of the scraper conveyor, powertrain and drive and scraper conveyor similar to a ramp of its fuselage and a section of the arch bridge structure and belt conveyors in the tail Paragraph above lap. In the back-alley in the coal face when the machine goes to reprint its arch bridge and all of the aircraft ended the lap belt conveyor stack of position limits, a retractable belt conveyor shortened ride Next length of the belt conveyor for the development of the shift to home-unloading nose reproduced below, can be reproduced with the face of the advance goes forward.Calculate in design which cuts the cutting department of main introduction scraper conveyor of this drive line. It is made up of a gearbox and moderate breeze gear wheel transmission that the type scraper conveyor cuts the cutting department, cut the electrical machinery of cutting department and put to fix up horizontally in the rocker arm, the power that the motor outputs leans on a round of transmission of department of gear wheel and planet round via the tertiary straight tooth, urge the cylinder to rotate finally. Cut the cutting department and adopt the floating structure of four planetary forms, have reduced the physical dimension, adopt the large angle to curve the rocker arm to design, have strengthened the space of coal, have improved the coal result of putting.In addition，returning use for SGZ764/264 scraper conveyor and maintenance proves,In order to be able to good full play performance of person who should mine, reach the best working result.Key words：scraper conveyor； reducer； machine head； hydraulic coupler目錄前 言 ................................................................................................................................1第 1 章 概述 ..................................................................................................................21.1 課題的目的和意義 .............................................................................................21.2 刮板輸送機的機構(gòu)與作用 ............................................................................21.3 輸送機的技術(shù)現(xiàn)狀 ..............................................................................................21.4 刮板輸送機的發(fā)展趨勢 ......................................................................................31.5 國內(nèi)外刮板輸送機的技術(shù)特點及趨勢 ..............................................................41.5.1 先進產(chǎn)煤國家刮板輸送機的技術(shù)發(fā)展 ...................................................41.5.2 我國刮板輸送機的技術(shù)改進方向 ...........................................................61.6 刮板輸送機類型及組成 ......................................................................................71.7 刮板輸送機工作原理和使用范圍 ......................................................................8第 2 章 主要部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求 ............................................................................102.1 礦用刮板輸送機的要求： ................................................................................102.2 機頭部 ................................................................................................................112.2.1 機頭架 .....................................................................................................122.2.2 鏈輪組件 .................................................................................................132.2.3 減速器 .....................................................................................................132.2.4 盲軸 .........................................................................................................152.2.5 聯(lián)軸器 .....................................................................................................152.2.6 電動機 .....................................................................................................172.3 機尾部 ...............................................................................................................182.4 中部槽及附屬部件 ............................................................................................182.5 刮板鏈 ................................................................................................................212.6 推移裝置 ............................................................................................................232.7 錨固裝置 ............................................................................................................24第 3 章 刮板輸送機的設(shè)計 ............................................................................................263.1 總體設(shè)計要求 ....................................................................................................263.1.1 根據(jù)刮板輸送機輸送能力的公式 .........................................................263.1.2 運行阻力的計算 .....................................................................................283.1.3 平直刮板輸送機運行阻力計算 .............................................................303.1.4 電機功率的確定與選擇 .........................................................................333.2 刮板鏈強度的驗算 ............................................................................................343.3 刮板輸送機驅(qū)動鏈輪設(shè)計 ................................................................................34第 4 章 減速器的設(shè)計 ....................................................................................................384.1 傳動系統(tǒng)的確定 ................................................................................................384.2 傳動比的分配 ....................................................................................................384.3.1 各軸轉(zhuǎn)速計算 .................................................................................................394.3.2 各軸功率計算 .................................................................................................394.3.3 各軸扭矩計算 .................................................................................................404.4 齒輪的計算 ........................................................................................................404.4.1 直齒圓錐齒輪計算 .................................................................................404.4.2 第一對直齒圓柱齒輪計算 .....................................................................454.4.3 第二對直齒圓柱齒輪計算 .....................................................................514.5 軸的設(shè)計 ............................................................................................................564.5.1 高速軸Ⅰ軸的設(shè)計 ................................................................................564.5.2 Ⅱ軸的設(shè)計 .............................................................................................584.5.3 Ⅲ軸的設(shè)計 .............................................................................................594.5.4 輸出軸的設(shè)計 .........................................................................................61第 5 章 減速器軸、鍵、軸承的校核 ............................................................................635.1 減速器鍵的校核 ................................................................................................635.2 減速器軸承壽命計算 .......................................................................................635.3 減速器軸的校核 ................................................................................................65總 結(jié) ................................................................................................................................68致 謝 ..............................................................................................................................70參考文獻 ..........................................................................................................................71前 言四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，我們這些面臨畢業(yè)的大學(xué)生進行為期兩個月的畢業(yè)設(shè)計，我感受頗深。這次設(shè)計是對大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識和基礎(chǔ)知識的一個系統(tǒng)性的總結(jié)與運用，同時也是一次培養(yǎng)我們分析問題和解決問題的很好的機會。通過畢業(yè)設(shè)計的訓(xùn)練，提高了以下能力：通過設(shè)計加強對刮板輸送機的認識;通過此次的設(shè)計來檢查自己大學(xué)四年所學(xué)過的知識，培養(yǎng)綜合運用所學(xué)知識和技能的能力，獨立分析和解決設(shè)計問題的能力；熟練運用基本技能，包括 CAD 繪圖、工作軟件應(yīng)用、復(fù)雜計算，翻譯、查閱文獻等等的能力；撰寫科技論文和技術(shù)報告的能力，正確運用國家標準和技術(shù)語言闡述理論和實際問題的能力；收集加工各種信息的能力，查閱相關(guān)資料的能力，通過各種渠道獲取知識的能力；創(chuàng)新意識和嚴肅認真的科學(xué)作風(fēng)。本次設(shè)計的課題是刮板輸送機的總體及傳動設(shè)計。刮板輸送機是通過刮板在中部槽的移動來刮動散碎物料進行運輸?shù)?，是煤礦不可或缺的運輸機械。本論文共分 5 章，第 1 章主要介紹了刮板運輸機的概況、分類及發(fā)展趨勢等；第 2 章主要介紹了刮板輸送機的主要部件和設(shè)計要求；第 3章內(nèi)容為刮板輸送機的選型計算，內(nèi)容涉及圓環(huán)鏈、中部槽的選擇，運輸阻力的計算，傳動所需電機功率的確定以及圓環(huán)鏈強度驗算和鏈輪的設(shè)計等；第 4 章主要介紹了減速器的設(shè)計;第 5 章主要介紹了減速器中的軸與鍵的校核以及軸承壽命的計算，只選取了輸入軸進行校核。本次做的設(shè)計題目是刮板輸送機設(shè)計，自己也是第一次接觸設(shè)計刮板輸送機。不足之處很多，希望老師提出寶貴意見。第 1 章 概述 1.1 課題的目的和意義近年來，隨著高產(chǎn)高效集約化礦井的迅速發(fā)展，煤礦都在爭取實現(xiàn)一礦一井一面的高度集約化生產(chǎn)模式。采區(qū)運輸是礦井生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。由于礦井地質(zhì)條件和開采方法等因素的影響，采區(qū)運輸機械具有多種不同的類型，但使用最多的是刮板輸送機。作為長臂工作面的主要運輸設(shè)備，刮板輸送機的輸送能力主要由高產(chǎn)高效礦井的生產(chǎn)能力來決定，同時也決定了刮板輸送機的發(fā)展趨勢。1.2 刮板輸送機的機構(gòu)與作用刮板輸送機是一種有撓性牽引機構(gòu)的連續(xù)輸送機械。它的牽引構(gòu)件是刮板鏈，承載裝置是溜槽。在綜采工作面，為了與采煤機、液壓支架配合使用，在溜槽的采空區(qū)側(cè)設(shè)有擋煤板及擋煤板座、導(dǎo)向管（鏈牽引采煤機用） 、齒條、銷軌或埋鏈（無鏈牽引采煤機用） 。刮板輸送機在綜采工作面中起著承載、運煤和采煤機導(dǎo)向以及液壓支架推移支承等作用，是整套綜采設(shè)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(shù)經(jīng)濟效果的重要保證。1.3 輸送機的技術(shù)現(xiàn)狀20 世紀 80 年代以來，國內(nèi)外刮板輸送機都在向大運量、長運距、大功率、高強度、長壽命與高可靠性方向發(fā)展。目前，國外綜采最大的工作面刮板輸送機，量已達 6000t/h，裝機功率 4×800kW，運距450m。國內(nèi)自主研發(fā)的刮板輸送機運量已達 3500t/h，裝機功率3×700kW，運距 300m。隨著神東等大型煤炭基地 400m 工作面的出現(xiàn)，國產(chǎn)刮板輸送機將朝著更大型的方向發(fā)展。但是運量、運距和功率的增大受到諸多因素的限制。首先，中部槽的高度不宜太高，否則會影響裝煤效果。其次，輸送機的長度也不宜太長，會降低推進速度。然后最主要的影響因素還在于關(guān)鍵元部件的技術(shù)性能和壽命。所以，在刮板輸送機向大型化發(fā)展的同時，高性能元部件的研發(fā)將成為今后刮板輸送機的發(fā)展重點，軟啟動技術(shù)、工況檢測、運行狀態(tài)控制等機電一體化技術(shù)的運用將成為今后刮板輸送機發(fā)展的重要標志。1.4 刮板輸送機的發(fā)展趨勢刮板輸送機是一種撓性牽引的連續(xù)輸送機械，是為采煤工作面和采區(qū)巷道運煤布置的機械。它的牽引機構(gòu)是刮板鏈，承載裝置是中部槽，刮板鏈安裝在中部槽的槽面。中部槽沿運輸路線全線鋪設(shè)，刮板鏈繞經(jīng)機頭、機尾的鏈輪接成封閉行置于中部槽中，與滾筒采煤機和輸送機推移裝置配套，實現(xiàn)落煤、裝煤、運煤及推移輸送機械化。煙輸送機全長都可向溜槽中裝煤，裝入中部槽中的煤被刮板鏈拖拉，在中部槽內(nèi)滑行到卸載端卸下。一般的刮板輸送機能在 25°以下的條件使用。刮板輸送機在使用只能感要受拉、壓、彎曲、沖擊摩擦和腐蝕等多種作用，因此，必須有足夠的強度、剛度、耐磨和耐腐蝕性。由于它的運輸方式是物料和刮板鏈都在槽內(nèi)滑行，因此運行阻力和磨損都很大。但是，在采煤工作面運煤，目前還沒有更好的機械可代替，只能從結(jié)構(gòu)上、強度上和制造工藝上不斷研究，使它更加完善、耐用。用刮板輸送機運輸散碎物料的方式 20 世紀初出現(xiàn)于工業(yè)發(fā)達的英國。早期的刮板輸送機長度只有幾十米；功率小，牽引鏈的強度也不高。經(jīng)過多年的改進和發(fā)展，目前綜合采礦用的刮板輸送機除了運煤之外，還有四種功能：給采煤機做運行軌道；為拉移液壓支架作升縮油缸的固定點；清理工作面的浮煤；懸掛電纜、水管、乳化液管等。刮板輸送機在綜合采煤工作面與采煤機和液壓支架配套工作。為使刮板輸送機的生產(chǎn)達到標準化、系列化和通用化，提高產(chǎn)品的制造質(zhì)量，我國于 1991 年制定并發(fā)布了《礦用刮板輸送機型式與參數(shù)》(MT15-1991),1993 年制定并發(fā)布了《刮板輸送機通用技術(shù)條件》（MT105-1993） 。 《礦用刮板輸送機型式與參數(shù)》是產(chǎn)品系列的規(guī)劃，是今后一個時期設(shè)計制造產(chǎn)品的依據(jù)。 《刮板輸送機通用技術(shù)條件》規(guī)定了刮板輸送機的主要質(zhì)量標準和技術(shù)要求，以提高產(chǎn)品質(zhì)量。礦用刮板輸送機按刮板鏈是形式分三種：中單鏈型、中雙鏈型、邊雙鏈型。系列型譜中的刮板輸送機都采用以礦用高其強度圓環(huán)鏈制成的刮板鏈。 刮板輸送機按功率大小分為輕、中、重型。刮板輸送機配套單電動機設(shè)計額定功率為 40KW 及以下的為輕型；大于40kW，小于等于 90kW 的為中型；大于 90kW 的重型。1.5 國內(nèi)外刮板輸送機的技術(shù)特點及趨勢1.5.1 先進產(chǎn)煤國家刮板輸送機的技術(shù)發(fā)展一、先進產(chǎn)煤國家刮輸送機的技術(shù)發(fā)展（一）發(fā)展重點與代表機型在不斷提高工作面單產(chǎn)和效率的總要求下，80 年代初期，主要是對工作面刮板輸送機的結(jié)構(gòu)進行改進。如采用雙中心鏈、側(cè)卸機頭、封底溜槽和雙速電動機，增大溜槽、牽引鏈條等組件的強度及傳動功率等都有效地提高了刮板輸送機的運輸能力和可靠性。80 年代后期以來，工作面刮板輸送機技術(shù)發(fā)展可概括為“三大（大運量、大運距、大功率） 、二重（重型溜槽、重型鏈條） 、一新（自動監(jiān)測等新技術(shù)） ”。以德國 DBT 公司制造的 MTA—42—3×1000 型軟起動刮板輸送機為例，其裝機容量為 3×750KW，雙中心鏈 2×φ42 /146mm，溜槽為軋焊結(jié)構(gòu)，溜槽能力可達 4500t/h，在美國科羅拉多州塞浦露斯 20 英里礦與朗艾道公司制造的 EL3000 型安德森電牽引采煤機配合，于 1997 年 6 月創(chuàng)造月產(chǎn) 990361t 潔凈的世界紀錄。其它如美國的朗艾道公司、久益公司、德國的哈爾巴赫布朗公司和 DBT 公司等，都在 80 年代至 90 年代推出了新型強力工作面刮板輸送機。(二)已達到的主要技術(shù)指標進入 80 年代以后，代表工作面刮板輸送機技術(shù)發(fā)展水平的主要指標為：1.大運量70 年代末，工作面刮板輸送機運量能力一般小于 1000t/h，80 年代中期達 2000t/h，80 年代末 90 年代初達到 2500～3500t/h，目前已出現(xiàn)運量達到 4000 t/h 以上的重型刮板輸送機。相應(yīng)的溜槽寬度從730～764mm 增大 980～1100mm 以上，鏈上 1m/s 左右提高到1.3～1.4m/s 以上，最高鏈速已達 1.78m/s 。2.長運距70 年代末期，一般工作面刮板輸送機長度不超過 200m（只有德國在 1979 年平均長度達到 223m） ；80 年代逐步增長到 250m 長的采煤工作面刮板輸送機平均長度為 244m.目前美、英、德均已有超過 300m 長的采煤工作面和刮板輸送機，最長的工作面直徑從 φ26～30mm 增大到φ34～42mm，目前已出現(xiàn) φ46～52mm 的鏈子。國外專家研究分析認為，從設(shè)備投資、運營成本、掘進通風(fēng)、維修搬家等因素綜合考慮，工作面及刮輸送機長度在 250m 左右時，技術(shù)經(jīng)濟指標最為合理。3.大功率70 年代末期，刮板輸送機驅(qū)動電動機單臺功率 Nd≤200KW，最大裝機功率為 2×200KW，80 年代初期為（2～3）×（250～315）KW。目前實際運行的刮板輸送機單臺電動機最大功率已達到或超過 700KW，減速器傳動比 i=1：40。相應(yīng)地，對于功率大于 250~300KW 電動機的供電電壓也從 1000V 左右升高到 2300V、3300V、4160V 或 5000V。4.長壽命與高可靠性70 年代，工作面刮板輸送機過煤量約為 100 萬 t，80 年代初期為200 萬噸。目前重型刮板輸送機整機（大修周期）過煤量已達到400～600 萬 t（相當于運行 3～4 年） ；組件工作壽命，φ30mm 以上鏈條為 200～300 萬 t（相當于運行 1～2 年） ，鏈輪為 100～150 萬 t（約運行 1 年左右） ，減速器設(shè)計壽命為 12500～15000h，接鏈環(huán)的疲勞壽命達到 70000 次以上。1.5.2 我國刮板輸送機的技術(shù)改進方向1．技術(shù)先進性隨著科學(xué)技術(shù)的進步和市場的發(fā)展，輸送機的國際競爭將越來越激烈，對輸送機的設(shè)計水平和生產(chǎn)能力要求也越來越高，不僅要求造型科學(xué)、配套合理，在技術(shù)上不斷創(chuàng)新、完善，去適應(yīng)不斷變化著的使用條件，而且關(guān)鍵部件(如刮板鏈、減速器、保護裝置等)的設(shè)計或選用，要求與國際接軌，實現(xiàn)標準化。2．性能可靠性設(shè)備的可靠性是進行高效作業(yè)的根本保證。井下受場地、燈光等條件的限制，維修條件較差．有些高瓦斯礦井基本不具備現(xiàn)場維修的條件，一旦出現(xiàn)故障就會嚴重影響安全生產(chǎn)。因此，輸送機各部分的結(jié)構(gòu)型式、傳動方式、使用材料等，不僅要求設(shè)計合理，還要建立在實踐驗證的基礎(chǔ)上。3．設(shè)備安全性安全性是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。是所有設(shè)備必須具備的性能，同樣也貫穿在輸送機的設(shè)計、制造、使用過程中。目前國家高度重視煤礦安全生產(chǎn)，引起煤礦井下事故的除了瓦斯爆炸、透水、冒頂?shù)戎猓O(shè)備事故也會引起人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，輸送機各部件的防護裝置應(yīng)設(shè)計合理、安裝完備，在易發(fā)生事故的部位尤其要加強防護．防止因斷鏈、飛濺、高溫等引發(fā)人員傷亡事故。4．機電液一體化趨勢明顯。隨著實用型新技術(shù)的發(fā)展，大功率輸送機控制系統(tǒng)與保護裝置的機電液一體化趨勢越來越明顯。主要表現(xiàn)為：機頭部與機尾部功率分配、順序啟動，電機保護除過流保護、過熱保護外．增加過壓保護，閥控充液型液力耦合器的推廣使用。鏈條張力監(jiān)控及工況檢測和故障診斷等。雖然還有部分技術(shù)的實現(xiàn)與應(yīng)用尚需時日，但輸送機機電液一體化的發(fā)展趨勢不會變。隨著當今世界綜采技術(shù)的發(fā)展和設(shè)計思路的不斷創(chuàng)新、高產(chǎn)高效工作面的相繼投產(chǎn)，大功率刮板輸送機的研制與開發(fā)已勢在必行，要加強計算機輔助設(shè)計、模擬工況、仿真等技術(shù)的應(yīng)用。對此，應(yīng)該抓緊機遇．一方面提高現(xiàn)有機型的可靠性、安全性，降低事故發(fā)生率；另一方面要研制開發(fā)國產(chǎn)大功率刮板輸送機．盡快投入市場，提高與國外同類產(chǎn)品的競爭力，以適應(yīng)我國煤炭工業(yè)迅猛發(fā)展的需要。1.6 刮板輸送機類型及組成刮板輸送機的類型很多，可按刮板鏈型式、卸載方式、中部槽結(jié)構(gòu)、采煤機牽引方式、電動機類型、承載重類型、整機適用條件分類。按刮板鏈型式分為中單鏈型刮板輸送機、邊雙鏈型刮板輸送機、中雙鏈型刮板輸送機、準邊雙鏈型刮板輸送機。按卸載方式分為端卸式刮板輸送機、側(cè)卸式刮板輸送機、直彎式刮板輸送機、交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C，現(xiàn)在重型、超重型刮板輸送機多用于交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C。按中部槽結(jié)構(gòu)分為開底式刮板輸送機、封底式刮板輸送機、分體中部槽刮板輸送機、整體焊接中部槽刮板輸送機、框架式中部槽刮板輸送機、鑄造式中部槽刮板輸送機。按采煤機牽引方式分為有鏈牽引采煤機用的刮板輸送機和無鏈牽引采煤機用的刮板輸送機。按電動機類型分為單速電動機刮板輸送機和雙速電動機刮板輸送機。按承重類型分為輕型刮板輸送機、中型刮板輸送機、重型刮板輸送機、超重型刮板輸送機。按整機適用條件分為緩傾斜中厚煤層刮板輸送機、緩傾斜薄煤層刮板輸送機、緩傾斜厚煤層大采高刮板輸送機、緩傾斜三軟煤層刮板輸送機、中厚煤層大傾角刮板輸送機、急傾斜厚煤層水平分段放頂煤及“三下”綜采刮板輸送機。1.7 刮板輸送機工作原理和使用范圍刮板輸送機是一種有擾性牽引機構(gòu)的連續(xù)運送機械。牽引機構(gòu)是刮板鏈，溜槽是它的承載裝置，不同類型的刮板輸送機，其各個組成部分的形式和布置方式是不盡相同的，但其主要結(jié)構(gòu)和基本組成部件是相同的。主要構(gòu)成：機頭部（包括機頭架，傳動裝置、鏈輪組件等） ；溜槽（分為中間標準溜槽、調(diào)節(jié)溜槽和連接槽） ；刮板鏈；機尾部分（包括機尾架、傳動裝置、鏈輪組件等） 。此外，對于各安裝在采煤工作面的刮板輸送機還在溜槽側(cè)板上安裝有擋煤板和鏟煤板；機頭、機尾各設(shè)有防滑瞄固裝置；還有供移動輸送機用的液壓推移裝置（與液壓支架連在一起）和安裝緊鏈時用的液壓緊鏈器等附屬裝置。 刮板輸送機的傳動系統(tǒng)示意圖如圖 1-1 所示。驅(qū)動電動機經(jīng)液力偶合器、減速器而驅(qū)動圖 1-1 刮板輸送機1—電動機；2—液力耦合器；3—減速器4—鏈輪組件；5—盲軸；6—刮板鏈繞過機頭鏈輪與機尾鏈輪進行無極閉合循環(huán)運行的刮板鏈，將作為承載機構(gòu)的溜槽中的煤炭推移到機頭處的卸載點。其上部溜槽是重載工作溜槽，下部溜槽作為回空槽。刮板輸送機在工作中要克服溜槽與刮板鏈及煤炭之間的滑動摩擦阻力，與相同運量和運距的帶式輸送機相比，刮板輸送機的電機容量和電耗要大得多。但是它具有帶式輸送機沒有的優(yōu)點，如它的結(jié)構(gòu)強度高，機身低矮，可以彎曲，能適應(yīng)采煤機較惡劣的工作條件，并可作為采煤機的運行軌道，有時還作為移置液壓支架的支點；在推移刮板輸送機時，鏟煤板可自動清掃機道浮煤；擋煤板后面有安裝電纜、水管的槽架，并對電纜、水管起保護作用，推移輸送機，電纜、水管同時移動。所以，刮板輸送機現(xiàn)在仍是緩傾斜長壁式采煤工作面唯一的煤炭運輸設(shè)備。第 2 章 主要部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求2.1 礦用刮板輸送機的要求：⑴能用于左或右工作面；⑵各部件便于在井下拆裝和運輸⑶同一型號的部件安裝尺寸和連接尺寸應(yīng)保證相同，同類部件應(yīng)保證通用互換；⑷刮板鏈安裝后，在正、反方向都能順利運行；⑸有緊鏈裝置，且操作方便，安全可靠；⑹能不拆卸用機械推移，為此，應(yīng)有便于安裝推移裝置的連接點；⑺要有足夠的強度、剛度、耐磨性；⑻從端部卸載的 刮板輸送機，機頭架應(yīng)有足夠的卸載高度，防止空段刮板鏈返程帶回煤；⑼一般應(yīng)有上鏈器，上鏈器是供刮板鏈在下槽脫出時通過它返回槽內(nèi)的裝置；⑽用于機械采煤的工作面刮板輸送機，機頭架的外廓尺寸和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于采煤機自切開口；⑾用于采煤機的工作面刮板輸送機，應(yīng)結(jié)合技術(shù)上的需要，能裝設(shè)下列部分或全部附屬部件：①采煤機的導(dǎo)向裝置；②鏟煤板；③擋煤板；④無鏈牽引采煤機的齒軌；⑤放置電纜、水管、乳化液管路的槽或支架；⑥在機頭部和機尾部能安裝采煤機外牽引的傳動部裝置，牽引鏈的固定裝置或刨煤機機構(gòu)傳動裝置和控制保護裝置；⑿用于綜采工作面的刮板輸送機，相關(guān)的外廓尺寸應(yīng)與采煤機和液壓支架相配；⒀刮板輸送機沿傾斜面鋪設(shè)，在工作中有下滑可能時，應(yīng)有防滑錨固裝置；刮板輸送機由機頭部、機尾部、中部槽及附屬部件、刮板鏈、緊鏈裝置、推移裝置和錨固裝置組成。下面分述其結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。2.2 機頭部隨著綜采工作面生產(chǎn)能力的迅速提高，刮板輸送機端卸載已經(jīng)難以滿足要求，國內(nèi)外大運量重型刮板輸送機均采用交叉?zhèn)刃遁d機構(gòu)，該機構(gòu)經(jīng)過幾代改進，在卸載能力、效率、壽命等方面都有了很大的提高。同時，卸載高度的降低也為綜采配套帶來了便利。機頭部由機頭架、鏈輪、減速器、盲軸、聯(lián)軸器和電動機組成，是將電動機的動力傳遞給刮板鏈的裝置。圖 2-1中雙鏈式刮板輸送機的機頭部2.2.1 機頭架機頭架是機頭部的骨架，應(yīng)有足夠的強度和剛度，由厚鋼板焊接制成，各型機頭部的共同點如下：⑴兩側(cè)對稱，兩側(cè)壁上都能安裝減速器，以適應(yīng)左、右采煤工作面的需要；⑵鏈輪由減速器伸出和盲軸支承連接，這種連接方式，便于在井下拆裝；⑶撥鏈器和護軸板固定在機頭架前梁上，它的作用防止刮板鏈在與鏈輪的分離點處被輪齒帶動卷入鏈輪，護軸板是易損部位，用可拆換的活板，既便于鏈輪和撥鏈器的拆裝，有可更換；⑷機頭架的易磨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。2.2.2 鏈輪組件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(shè)計準確、加工精度高，保證與鏈條進行良好的嚙合；無論哪種結(jié)構(gòu)的鏈輪，都要具備易于拆裝的特點。鏈輪的材料選用優(yōu)質(zhì)鋼材，經(jīng)鑄造或鍛造后，進行調(diào)質(zhì)處理。練窩和齒形表面需經(jīng)表面淬火處理。滾筒的內(nèi)孔為內(nèi)花鍵孔，一端與減速器輸出軸相聯(lián)接，另一端與盲軸聯(lián)接，安裝鏈輪時，應(yīng)將花鍵表面擦洗干凈并涂上黃油。如圖所示： A12A-圖 2-2 整體式鏈輪組件1——滾筒；2——鏈輪2.2.3 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。其適用條件為：齒輪圓周速度不大于 18m/s；安裝角度為 1°~ 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-20°C ~ +35°C；適用于正反兩向運轉(zhuǎn)。為適應(yīng)不同需要，三級傳動的圓錐圓柱齒輪減速器有三種裝配形式：I 型減速器的第二軸裝配緊鏈裝置，第四軸（或第一軸）裝斷銷過載保護，這用形式用于 30kW 以下的減速器；II 型減速器的第二軸端裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實現(xiàn)過載保護，單機功率為 40～75kW 的減速器多采用這用形式；III 型減速器的第一軸裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實現(xiàn)過載保護，單機功率 90kW 以上的減速器采用這種形式。采用雙速電動機時，不能用液力耦合器，因為液力耦合器不能在低速下工作。用雙速電機驅(qū)動，應(yīng)采用適當?shù)臋C械或電氣過載保護裝置。減速器的軸端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；輸出軸端有矩形花鍵、漸開線內(nèi)花鍵和漸開線外花鍵三種。為使同一型號減速器的安裝尺寸和連接尺寸能通用互換，我國制定并發(fā)布了《刮板輸送機減速器》標準。為使其在左右兩種采煤工作面和機頭部、機尾部都能通用，刮板輸送機減速器的箱體應(yīng)上下對稱。箱體的結(jié)構(gòu)還應(yīng)使刮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(yīng)能用更換第二對齒輪的辦法，在一定范圍內(nèi)改變傳動比。設(shè)計的重型刮板輸送機的減速器都采用直齒錐齒輪。直齒錐齒輪的承載能力大，傳動平穩(wěn)，噪音低。檢修更換齒輪時，必須注意齒輪的齒制相同，并應(yīng)成對更換?！豆伟遢斔蜋C通用技術(shù)條件》對減速器的技術(shù)性能規(guī)定有具體指標。 圖 2.3圖 2.3 所示的減速器，第一對齒輪為直齒錐齒輪，第二對為直齒圓柱齒輪，第三對為直齒圓柱齒輪。箱體用球墨鑄鐵制造，以保證強度。在傾斜狀態(tài)下，第一軸上球軸承也能得到良好的潤滑，用油潤滑，為防止工作時油過熱，箱底部裝有冷卻水管。 2.2.4 盲軸盲軸是裝在機頭架的不裝減速器一側(cè)、支承鏈輪的一個組件。盲軸組件是用于與圓錐圓柱齒輪減速器的鏈輪連接組件相配的盲軸組件，其軸承座裝在機頭架側(cè)板的座孔內(nèi)，用螺栓固定。2.2.5 聯(lián)軸器電動機與減速器的連接有彈性聯(lián)軸器和液力耦合器兩種。用液力耦合器有以下有點：使電動機輕載保護功能；減緩傳動系統(tǒng)的沖擊和震動；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。中型和重型刮板輸送機都采用液力耦合器。液力耦合器是一種液力傳動器件，其主要組成部分由：1 泵輪、2外殼、3 易熔塞、4 渦輪、5 工作液。泵輪 1 和外殼 2 把渦輪 4 封在其中，并用螺栓緊密連接構(gòu)成密封的工作腔。泵輪的出軸與電動機連接，渦輪的出軸與減速器連接。泵輪與渦輪上都有許多徑向直葉片，兩輪上的葉片數(shù)目不等。在工作腔內(nèi)灌注一定量的工作液體，電動機驅(qū)動泵輪旋轉(zhuǎn)時，泵輪中的工作液體被葉片夾持著同泵輪一起旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生流向外緣的離心力就必定大于渦輪使工作液體產(chǎn)生的離心力壓力。因此，泵輪內(nèi)的液體沿徑向葉片之間的通道向外流動，并在泵輪外緣流入渦輪；同時，由于連續(xù)性的緣故，在靠近聯(lián)軸器軸線的泵輪內(nèi)緣，工作液體又從渦輪流回泵輪，形成環(huán)流。于是，工作液體除了繞聯(lián)軸器軸線進行旋轉(zhuǎn)運動（牽連運動）之外，還要繞泵輪和透平輪所組成的循環(huán)圓的中心進行環(huán)流運動（相對運動） ，因此，工作液體的絕對運動的螺管狀的復(fù)合運動。進入螺管運動的液體質(zhì)點在泵輪被加速增壓，泵輪的機械能轉(zhuǎn)換成液體的動能，液體進入渦輪后，推動渦輪旋轉(zhuǎn)，液體被減速降壓，液體的動能轉(zhuǎn)換成渦輪的機械能而輸出做功。由此可見，液力耦合器是依靠液體環(huán)流運動傳遞能量的，而產(chǎn)生環(huán)流的先決條件是泵輪轉(zhuǎn)速大于渦輪轉(zhuǎn)速，即二者之間存在轉(zhuǎn)速差。當二者轉(zhuǎn)速相等時，液體的環(huán)流運動消失，能量傳遞也停止了。根據(jù)液力轉(zhuǎn)動的理論，液力耦合器所能傳遞的力矩 M 用下式計算：52DnM????式中 ——轉(zhuǎn)矩系數(shù)；? ——工作液體的重度， ；?2N/m——泵輪的轉(zhuǎn)速，r/min；nD——泵輪的有效直徑，m 。液力耦合器的工作液可用礦物油、水或難燃液。在礦井中采用礦物油作工作液，有引起火災(zāi)的危險，為防止油溫過高，安全型液力耦合器的工作腔裝有易溶塞。易溶塞上有通孔，用專門配置的易熔合金封死。當過載時間較長，油溫超過限定的溫度時易熔合金被融化，腔內(nèi)有野噴出，泵輪與渦輪失掉液力連接從而保護了電機不會長時間過載，鏈子不被拉斷，也不致因油溫過高而造成事故。2.2.6 電動機刮板輸送機電動機不用液力耦合器時，采用雙鼠籠轉(zhuǎn)子并具有高啟動轉(zhuǎn)矩的隔離防爆型電動機。采用液力耦合器時，對電動機的啟動轉(zhuǎn)矩?zé)o高要求，只是要求最大轉(zhuǎn)矩要高。因為用液力耦合器時，電動機是輕載啟動，如果液力耦合器的輸入特性與電動機的特性匹配得當，則對負載的啟動轉(zhuǎn)矩可接近電動機的最大力矩。為解決刮板輸送機的重載啟動困難，德國和英國使用雙速電動機。雙速電動機是兩種額定轉(zhuǎn)速的鼠籠式感應(yīng)電動機，它的定子上裝有兩套繞組，一套低轉(zhuǎn)速繞組，一套高轉(zhuǎn)速繞組。以低轉(zhuǎn)速繞組運轉(zhuǎn)時，能給出 3 倍以上額定轉(zhuǎn)矩的啟動轉(zhuǎn)矩。低速運行時的輸出功率約為高速時的 1/2，啟動電流比用高速繞組的電流低得多，電壓降低。使用雙速電動機時，以低速繞組啟動，達到一定轉(zhuǎn)速時，換接高速繞組常態(tài)運轉(zhuǎn)。采用雙速電動機需要專門的控制開關(guān)，以低速啟動運轉(zhuǎn)到給定的時間，斷開低速繞組，間隔約 150ms 接通高速繞組運行。在環(huán)節(jié)的斷電間隔中，電動機的轉(zhuǎn)速因負載不同約下降 50~250r/min，即使時你、滿載啟動，高速繞組也不是從靜止啟動的，因而高速啟動的電流也不高。雙速電機的運轉(zhuǎn)特性使刮板輸送機在重載下能平穩(wěn)啟動。采用雙速電動機與適用液力耦合器相比，因沒有液力耦合器的滑差，不需經(jīng)常檢查和補充工作液體，沒有過載噴油之患。但是，也沒有液力耦合器的幾種有益功能。雙速電動機專用的控制開關(guān)中，必須要有完善可靠的電器保護裝置。2.3 機尾部機尾部分為有驅(qū)動裝置和無驅(qū)動裝置兩種。有驅(qū)動裝置的機尾部，因尾部不需要卸載高度，除了尾部架與機頭架有所不同外，其他部件與機頭部相同。無驅(qū)動裝置的機尾部，尾部上只有供刮板鏈改向用的尾部軸部件。2.4 中部槽及附屬部件中部槽的刮板輸送機的機身，有槽幫鋼和中板焊接而成。上槽是裝運物料的承載槽，下槽底部敞開供刮板鏈返程用。為減小刮板鏈返程的阻力，或在底板松軟的條件下使用時防止槽體下陷，在槽幫鋼下加焊接底板構(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比較困難，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。用于機械采煤工作面的中部槽，除了運煤外，還有承載采煤機騎在上面運行的負荷，即垂直方向受采煤機的重壓和滾筒切割煤層時的沖擊。推、拉液壓支架的側(cè)向力和縱向里，使中板拱曲受彎，連接件受拉、壓和彎曲。大塊煤巖卡死在槽中時，中板受壓。中部槽的惡劣工作條件，造成它的損失外還有槽體變形和連接件損壞。因此，中部槽應(yīng)有足夠的強度、剛度和耐磨性。為檢測中部槽的質(zhì)量，我國制定了《刮板輸送機中部槽試驗規(guī)范》 （MT102-85） 。此規(guī)范對試驗項目、試驗方法和強度指標都有具體規(guī)定。中部槽的形式列入標準的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈型三種。中部槽除了標準長度以外，為適應(yīng)采煤工作面長度變化的需要，設(shè)有 500mm 和 1000mm 長的調(diào)節(jié)槽。機頭過度槽和機尾過度槽是機頭架與機尾架連接的特殊槽，它的一端與中部槽連接，另一端與機頭架或機尾架連接。為了使從下槽脫出的刮板鏈在運行種回到槽內(nèi)，可在尾部過度槽的下翼緣裝設(shè)上鏈器。中部槽受煤和刮板鏈的劇烈摩擦，是使用量和消耗量最大的部件。中部槽的井下使用壽命，目前是按過煤量衡量。 《刮板輸送機通用技術(shù)條件》種規(guī)定的過煤量列于表 2-1 中。表 2-1 中部槽過煤量槽寬/mm280 320 420 520 (620) 630 730764830輕型 ≥6 ≥8 ≥12 ≥20 ≥30 ≥40中型 ≥60重型 ≥120 ≥180為提高中部槽的使用壽命，目前采用的方法有多種。如：將兩端進行淬火處理，或加焊高錳鋼鑄造端頭，中板兩端鏈道處于等離子噴焊耐磨合金；易磨損處堆焊硬質(zhì)合金鋼；加大中板厚度；改進槽幫鋼的斷面以增加強度和剛度。 制造中部槽的槽幫鋼有規(guī)定標準，規(guī)定的形式有 D 型、E 型和 M型三種。D 型為中單鏈刮板輸送機用熱軋槽幫鋼， E 型為中單鏈和中雙鏈用，邊雙鏈也可以使用，M 型為邊雙鏈用的熱軋槽幫鋼。 E 型與 M型相比不僅中板寬度減小從而增大了剛度，而且還增大了中板與槽幫鋼的焊接強度，便于焊接，鏈子不磨焊縫。中部槽的擦幫剛中腰上的連接座供安裝鏟煤板、擋煤板和無鏈牽引齒條用。在綜合工作面使用中，液壓支架上的推移千斤頂連接在擋煤板下部的長孔上，由于推移輸送機特別是拉移液壓支架的阻力很大，致使支座的負荷特別大，如果焊接不牢會拉壞支座。因此提高支座的可靠性是一個重要問題。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的組件，它既要保證對中性，使兩槽之間上下、左右的錯口量不超過規(guī)定，又要允許相鄰兩槽在平、豎兩個面內(nèi)能折曲一定角度，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。目前應(yīng)用的有插銷式、啞鈴式、插入圓柱銷式等。連接裝置是中部槽的薄弱環(huán)節(jié)，目前還在不斷改進。鏟煤板在推移中部槽時用來清理工作面的浮煤，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，寬度方向與采煤機滾筒應(yīng)有一間隔。鏟煤板的刃口應(yīng)有足夠的強度。機采礦用的擋煤板是一個有多種功能的組合件，其作用是防止煤向采空區(qū)灑落，以及為采煤機導(dǎo)向、放置電纜和水管、為千斤頂提供連接點等。擋煤板必須具有足夠的強度和剛度，因為它的變形和損壞會影響采煤機的運行。中部槽在彎曲狀態(tài)下，擋煤板之間不僅不能互相干涉，還應(yīng)使采煤機能正常運行。平巷中使用刮板輸送機時，擋煤板僅作增加裝煤量和防止撒沒之用。圖 2-4 中部槽及其附件的連接1-電纜槽；2-擋煤板，3-無鏈牽引齒軌；4-導(dǎo)向裝置；5-液壓缸聯(lián)接孔；6-定位架