刮板輸送機設計.doc

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設計任務書 設計題目：刮板輸送機的設計 設計主要內(nèi)容和要求： 刮板輸送機的總體結(jié)構圖及傳動裝置的設計，刮板輸送機的機頭采用交叉?zhèn)刃妒剑瑱C尾采用伸縮機尾，減速器采用三級傳動結(jié)構，即錐齒輪——圓柱齒輪——行星齒輪傳動結(jié)構。 已知的設計參數(shù)是生產(chǎn)能力3000t/h；設計長度300m；刮板鏈的速度1.5m/s。通過這些參數(shù)以及查閱相關的資料，選擇符合條件得電動機以及設計刮板輸送機采用的結(jié)構。最后圖紙必須包括輸送機總體設計、傳動裝置設計、零件圖設計。 摘 要 刮板輸送機是一種具有撓性牽引機構的連續(xù)運輸機械，主要供采煤工作面使用。在煤礦井下綜采工作面中主要承擔的任務是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。它要求機身高度小，便于裝載；運輸能力滿足使用地點的生產(chǎn)需要；結(jié)構堅固，能抵抗壓、砸和碰撞；變更運輸距離時，加長和縮短方便；能夠不拆卸用機械移置。 根據(jù)所給設計參數(shù)和工作環(huán)境的要求，通過對刮板輸送機的發(fā)展情況、發(fā)展趨勢、結(jié)構組成、工作原理、種類及作用進行分析，對刮板輸送機輸送能力的計算、水平彎曲段幾何參數(shù)的計算、運行阻力的計算、鏈條張力和牽引力的計算、電機功率的計算、溜槽推移阻力的計算、鏈條預張力和緊鏈力的計算及鏈條強度的計算等，完成刮板輸送機結(jié)構改進，繪制了刮板輸送機總圖、機頭傳動裝置等結(jié)構設計。完成了有關刮板輸送機英文論文的翻譯。 關鍵詞： 刮板輸送機； 結(jié)構設計； 理論計算 ABSTRACT Scraper conveyor is a kind of flexible traction for the transport machinery, Primarily for the use of coal face. Fully mechanized coal mine in the coal face of the main tasks is to undertake the mining of coal Shearer continuously reproduced to the machine, Ensure that the fully mechanized coal face of the coal for export. It requires a high degree of the fuselage of small, easy loading; The use of transport capacity to meet the needs of production sites; Solid structure, can resist pressure, smashing and collision; Change the distance, the lengthening and shortening the convenience; can not demolished by mechanical removal. According to the design parameters and environmental requirements, the scraper conveyor through the development of the situation, the trend of development, structure, working principle, types and roles of the scraper conveyor transport capability of calculation , The level of the bending of the geometric parameters, the operation of the resistance, the chain tension and the traction, electrical power, the resistance to passage of the chute, the chain of pre-tension and tight links of the chain of calculation and the calculation of strength, to complete scratch Board conveyor structure improvement, drawn-scraper conveyor the map, the nose gear, such as structural design. a paper scraper conveyor English translation was Completed. Keywords：Scraper conveyor; Structural Design; heoretical calculations 目 錄 第一章 概述 1 1.1選題意義 1 1.2刮板輸送機的簡介 1 1.3刮板輸送機的分類 1 1.31按刮板鏈的形式 1 1.32按卸載方式分類 2 1.33按中部槽結(jié)構分類 3 1.34按采煤機牽引方式分類 3 1.4目前刮板輸送機存在的問題 4 1.5刮板輸送機的改進及發(fā)展方向 4 第二章 刮板輸送機的結(jié)構及工作原理 5 2.1機頭部 5 2.11機頭架 5 2.12鏈輪組件 6 2.13減速器 6 2.14聯(lián)軸器 6 2.2機尾部 7 2.3溜槽及附件 7 2.31中部槽 8 2.32擋煤板和鏟煤板 8 2.4刮板鏈 9 2.5緊鏈裝置 10 2.6推移裝置 10 2.7錨固裝置 10 第三章 刮板輸送機的的設計計算 11 3.1總體設計要求 11 3.2主要計算內(nèi)容 11 3.3總體方案設計 11 3.31運輸能力計算 11 3.32溜槽上物料斷面積A的驗算 12 3.33運行阻力和牽引力的計算 12 3.34電動機功率的計算與選型 14 3.4刮板鏈強度驗算 14 3.5刮板輸送機水平彎曲段幾何參數(shù)的計算 16 3.51彎曲段曲率半徑R的計算 16 3.52彎曲段長度Lw的計算 17 3.53彎曲段對應的中心角α0的計算 17 3.54彎曲段的溜槽數(shù)N的計算 17 第四章 刮板輸送機的選型 18 4.1 整機型式的確定 18 4.2 溜槽及聯(lián)接件的選型 18 4.3擋板、電纜槽、采煤機牽引裝置的確定 18 4.31檔板和電纜槽的型式與尺寸的確定 18 4.32采煤機牽引裝置的確定 18 4.4鏟煤板的型式與結(jié)構的確定 19 4.41鏟煤板的型式確定 19 4.42鏟煤板的外形尺寸確定 19 4.5聯(lián)軸器的選用 19 4.6鏈輪組件的確定 19 4.61鏈輪組件型式和規(guī)格的確定 19 4.62鏈輪的外形尺寸確定 19 4.63滾簡及鏈輪軸的確定 20 4.64浮動密封的確定 20 4.7機頭架、機尾架、過渡槽及犁煤板的選型設計 20 4.71機頭架、機尾架的型式確定 20 4.8推移和錨固裝盤的確定 20 第五章 減速器的設計 21 5.1傳動系統(tǒng)的確定 21 5.2總傳動比及傳動比分配 21 5.21總傳動比 21 5.22傳動比分配 21 5.3傳動裝置運動參數(shù)的計算 21 5.31各軸轉(zhuǎn)速計算 22 5.32各軸功率計算 22 5.33各軸扭矩計算 23 5.34將以上計算數(shù)據(jù)列表5-1。 23 5.4 齒輪設計 24 5.41弧齒圓錐齒輪的傳動設計計算 24 5.42直齒圓柱齒輪傳動設計 29 5.43行星齒輪傳動設計 32 5.5軸的設計 37 5.51輸入軸的設計 37 5.52中間軸的設計 42 5.52低速軸的設計 46 5.6軸承壽命的校核計算 48 5.61軸1處軸承壽命的校核 48 5.62軸2處軸承壽命的校核 49 5.7鍵的強度校核 51 5.71軸1上的鍵強度校核 51 5.72軸2上的鍵強度校核 51 5.73軸3上的鍵強度校核 52 5.8潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇 53 5.9箱體及其附件的結(jié)構設計 53 5.91減速器箱體的結(jié)構設計 53 5.92、減速器附件的結(jié)構設計 55 第六章 限矩型液力耦合器 56 6.1限矩型液力耦合器的選型 56 6.11發(fā)熱與散熱計算 56 第七章 刮板輸送機的運轉(zhuǎn) 58 7.1刮板輸送機負載試運轉(zhuǎn) 58 7.2刮板輸送機的負載運轉(zhuǎn) 58 7.3刮板輸送機運轉(zhuǎn) 58 第八章 刮板輸送機的維護 59 總 結(jié) 61 參考文獻 62 英文翻譯 63 中文翻譯 68 致 謝 71 第一章 概述 1.1選題意義 刮板輸送機作為煤礦工作面運輸設備，不但擔負著運煤的作用，還是采煤機的運行軌道以及液壓支架的推移支點。在設備使用過程中還要懸掛工作面設備的電纜、水管等。所以，刮板輸送機的可靠、穩(wěn)定、高效運行將直接影響著礦井的生產(chǎn)能力和煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。 中雙連刮板輸送機的特點是將兩條相同直徑的鏈條并列布置在溜槽中心，與雙邊鏈相比，這種結(jié)構形式的鏈子受力均勻 , 彎曲性能好，使用性能較好，是目前國內(nèi)外大中型煤礦中普遍采用的設備，所以通過本次設計，完成中雙鏈刮板輸送機的結(jié)構設計具有很大的實用意義。 1.2刮板輸送機的簡介 刮板輸送機是一種有撓性牽引機構的連續(xù)運輸機械，是為采煤工作面和采區(qū)巷道運煤的機械。它的牽引構件是刮板鏈，溜槽是它的承載裝置，刮板鏈在溜槽的底部。適用于緩傾斜中厚煤層高檔普采工作面，與滾筒采煤機和輸送機推移裝置配套，實現(xiàn)落煤、裝煤、運煤及推移輸送機機械化。沿輸送機全長都可向溜槽中裝煤，裝入溜槽中的煤，被刮板鏈拖拉，在溜槽內(nèi)滑行到卸載端卸下。 1.3刮板輸送機的分類 1.31按刮板鏈的形式 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。 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。 4.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。 1.32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，貨物從輸送機一端卸載，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。 3.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200～300mm。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。 1.33按中部槽結(jié)構分類 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?。挥捎诜獾着c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。 1.34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。 1.4目前刮板輸送機存在的問題 國外幾家著名公司現(xiàn)在生產(chǎn)的重型刮板輸送機一般都可以整機無故障過煤600萬t以上，有些可達1200萬t。而國產(chǎn)刮板輸送機的過煤量是很低的。故提高國產(chǎn)設備的可靠度，是刮板輸送機發(fā)展的主要問題。 刮板鏈的強度問題是國產(chǎn)刮板輸送機的大問題。由于磨損、疲勞、自身質(zhì)量差、銹蝕等原因，使新鏈條在使用3個月后斷鏈事故明顯增多。國產(chǎn)刮板輸送機的聯(lián)接螺栓可靠性普遍較差，機頭、機尾推移部上的聯(lián)接螺栓經(jīng)常出現(xiàn)拉斷現(xiàn)象，造成推移困難;鏟煤板和刮板上的螺栓經(jīng)常出現(xiàn)松動、脫落，造成零件丟失，影響鏟煤和運煤效果。影響中部槽的可靠性和壽命的主要原因是中板的磨損和聯(lián)接頭強度不足。 1.5刮板輸送機的改進及發(fā)展方向 （1）技術先進性。 隨著科學技術的進步和市場的發(fā)展 ，輸送機的國際競爭將越來越激烈，對輸送機的設計水平和生產(chǎn)能力要求也越來越高 ，不僅要求造型科學、 配套合理 ，在技術上不斷創(chuàng)新、完善，去適應不斷變化著的使用條件 ，而且關鍵部件（如刮板鏈、減速器、保護裝置等 ）的設計或選用，要求與國際接軌 ，實現(xiàn)標準化。 （2） 性能可靠性。 設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)構型式、傳動方式、使用材料等 ， 不僅要求設計合理 ，還要建立在實踐驗證的基礎上。 （3） 設備安全性。 安全性是至關重要的環(huán)節(jié) ，是所有設備必須具備的性能 ，同樣也貫穿在輸送機的設計、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?，設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設計合理、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。雖然還有部分技術的實現(xiàn)與應用尚需時日，但輸送機機電液一體化的發(fā)展趨勢不會變。 第二章 刮板輸送機的結(jié)構及工作原理 不同類型的刮板輸送機，盡管組成部分的形式和布置方式不盡相同，但基本結(jié)構是相同的。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等組成。 2.1機頭部 機頭部主要由機頭架、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，有驅(qū)動、卸載、連接與支撐機頭錨固裝置和推移裝置、固定采煤機械牽引鏈的功能。圖2-1所示是一種輕型中單鏈式刮板輸送機機頭部。 圖2-1 中單鏈刮板輸送機機頭部 1—墊塊；2—減速器；3—盲軸；4—鏈輪；5—撥鏈器；6—護軸板；7—墊塊； 8—緊鏈裝置；9—聯(lián)軸器；10—連接筒；11—電動機；12—機頭架 2.11機頭架 機頭架是支承和裝配機頭傳動裝置（包括電動機、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件。它是由厚鋼板焊接而成的，具有較高的強度和剛度。對機頭架的基本結(jié)構要求是，兩側(cè)結(jié)構必須相同，便于左右工作面的交替使用和雙側(cè)傳動。 2.12鏈輪組件 鏈輪組件是傳遞減速器輸出的運動和動力，使刮板鏈條進行無端封閉循環(huán)運動的構件，由鏈輪、滾筒、鏈輪軸、〔盲軸)、軸承及密封、潤滑系統(tǒng)等件組成。根據(jù)刮板鏈條型式不同，有中單鏈型、中雙鏈型、準邊雙鏈型和邊雙鏈型4種型式。圖2-2所示為內(nèi)置式中雙鏈型。 2.13減速器 減速器是刮板輸送機傳遞電機運動和動力，使刮板鏈條運動的關鍵傳動裝置。有圓錐－圓柱齒輪傳動、圓錐―行星齒輪傳動和行星齒輪傳動三種結(jié)構型式，根據(jù)輸入軸與頭架的位置，分為平行布置式和垂直布置式兩種型式。近年來，出現(xiàn)了可控軟驅(qū)動的多功能傳動裝置，改善了刮板輸送機的啟動、過載、功率均衡及緊鏈性能，目前處于試驗和試用階段。 2.14聯(lián)軸器 聯(lián)軸器位于電機和減速器之間，是傳遞扭矩的聯(lián)接裝置。有柱銷聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器和液力偶合器三種類型。近幾年，還成功研制限矩聯(lián)軸器，且得到了迅速推廣和使用。 液力耦合器的主要特點為： 液力耦合器可以改善電動機的起動性能。輸送機在起動時，由于液力耦合器的作用，可使電動機輕載或空載起動，然后負載再逐漸增加，這樣，電動機的起動時間縮短了，起動電流也降低了。在多電動機同時驅(qū)動的設備中，采用液力耦合器，可使各電動機的輸出功率趨于平衡。由于泵輪和透平輪之間為“液體連接”，故作用在輸入、輸出軸上的沖擊載荷可以大大降低，延長了電動機和工作機構的使用壽命，這對處于惡劣工作條件下的煤碳機械尤為重要。 液力耦合器具有過載保護作用。當外負載增加時，輸出軸轉(zhuǎn)速下降，泵輪和透平輪的轉(zhuǎn)速差增大。當外負荷繼續(xù)增大時，工作液將被擠向泵輪輪壁，經(jīng)溢流孔進入輔助室。此時，工作腔內(nèi)液體減少，再加上泵輪和透平輪的轉(zhuǎn)速差繼續(xù)增大，則工作液的溫度迅速升高。當工作液的溫度升至額定值時，易熔合金塞熔化，液體噴出，電動機帶著泵輪及外殼空轉(zhuǎn)，保護了電動機。 液力耦合器的主要缺點有兩點：一是較其他聯(lián)軸器的結(jié)構復雜、成本高、效率低、使用與維護要求高；二是過去多采用油質(zhì)工作液，噴液后容易燒傷人員和發(fā)生火災。為了避免事故的發(fā)生，近些年除了少量早期生產(chǎn)的液力耦合器使用油質(zhì)工作液外，大部分采用難燃工作液和水質(zhì)工作液。 中型和重型刮板輸送機都采用液力耦合器。 2.2機尾部 機尾是使刮板鏈條返回運行組件的總成，有普通機尾和輔助驅(qū)動機尾兩種型式。輔助驅(qū)動機尾有普通驅(qū)動機尾式、轉(zhuǎn)接式和可伸縮式三種形式。 可伸縮式機尾的尾架分為活動部分和固定部分，活動部分通過油缸的伸縮可沿底板上的導軌移動，使尾架伸縮達到調(diào)整刮板鏈條松緊的目的。其余結(jié)構與普通驅(qū)動式機尾相同。可解決重型刮板輸送機停機緊鏈和不安全的突出問題。適用于高產(chǎn)高效工作面重型刮板輸送機采用，使鏈條具有合理預張力，提高刮板鏈條運行的可靠性。其結(jié)構如圖2-3所示。 2.3溜槽及附件 溜槽是刮板輸送機的主體，用于承載和作為采煤機的軌道。溜槽有中部槽、調(diào)節(jié)槽、連接槽（或過渡槽）等類型。工作面刮板輸送機溜槽靠采空側(cè)安裝擋煤板，以提高裝載力；靠煤壁側(cè)安裝擋煤板，以清掃機道，便于輸送機推向煤壁。擋煤板和采煤板屬于附件。 2.31中部槽 中部槽由槽幫鋼、中板、端頭、支座焊接而成。中部槽外側(cè)焊有支座，用以固定檔板和產(chǎn)煤板，槽幫兩端焊有高錳鋼制成的凸端頭和凹端頭，在中板上堆焊耐磨合金粉塊。這兩項措施用以增加中部槽的聯(lián)接強度和耐磨性。如圖2-4所示： 圖2-4中部槽 2.32擋煤板和鏟煤板 擋煤板裝在溜槽靠采空區(qū)一側(cè)的槽幫鋼上。擋煤板有三個作用：一是增加溜槽上的貨載斷面積，提高輸送機的輸送能力；二是防止采煤機裝煤時，將煤拋撒到采空區(qū)；三是它上面可以安裝電纜槽和水管等。 為了將刮板輸送機推移到緊靠煤壁和防止輸送機橫向傾斜，在溜槽靠煤壁側(cè)的槽幫鋼上裝有鏟煤板，以便在推移輸送機時先清除機道上的浮煤。鏟煤板安裝后，上緣應低于槽幫，下緣要超出槽底，寬度方向應與采煤機滾筒有一定間隔。鏟煤板的刃口應有足夠的強度。 鏟煤板固定在中部槽支座上，用于推移中部槽時清理工作面浮煤。如圖2-5所示為中部槽及其附件的連接。 圖2-5 中部槽及其附件的連接 1—電纜槽；2—擋煤板；3—無鏈牽引齒條；4—導向裝置； 5—千斤頂聯(lián)接孔；6—定位架；7—中部槽；8—鏟煤板；9—采煤機導軌 2.4刮板鏈 刮板鏈條由刮板、礦用圓環(huán)鏈(少數(shù)為套筒滾子鏈或可拆模鍛鏈)、接鏈環(huán)及螺栓等組成，是刮板輸送機連續(xù)輸送物料的牽引構件和承載構件。根據(jù)鏈條的數(shù)量和與刮板的相互位置不同，有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈和準邊雙鏈四種型式，如圖2-6所示。 圖2-6刮板鏈條的型式 (a)中單鏈;(b)中雙鏈;(c)邊雙鏈;(d)準邊雙鏈。 2.5緊鏈裝置 緊鏈裝置是拉緊鏈條，使鏈條具有一定預緊力，以便刮板鏈條正常運行的裝置，有閘帶式、閘盤式和液壓馬達式三種緊鏈裝置。 液壓馬達緊鏈裝置由液壓馬達提供動力，通過主、輔減速器和鏈輪慢速反向旋轉(zhuǎn)，張緊鏈條。 液壓馬達緊鏈裝置一般都由液壓傳動部分、機械傳動部分、電氣和機械閉鎖保護裝置組成。優(yōu)點有:緊鏈可靠、安全，緊鏈力和預張力數(shù)值準確，且可通過輔助電機低速運轉(zhuǎn)是重型刮板輸送機優(yōu)選的新型緊鏈器。 2.6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液壓推溜器。液壓推移裝置主要由設在順槽中的泵站和沿工作面布置的油管及液壓千斤頂組成。千斤頂是推移刮板輸送機的，裝在輸送機靠采空區(qū)一側(cè)，在輸送機機頭、機尾處分別安裝2~3個，中間溜槽每隔6米布置1個，每個千斤頂均由單獨的操縱閥控制?？刂撇倏v閥的位置，可使用泵站通過油管來送來的高壓油進入千斤頂液壓缸的前部或者后部使千斤頂?shù)幕钊斐龌蚩s回，從而推動輸送機向前移動。對于綜合機械化采煤工作面，推移刮板輸送機和移動液壓支架是緊密聯(lián)系在一起的。操縱控制閥也在一起，一般把輸送機的液壓千斤頂推移裝置包括在液壓支架中。 2.7錨固裝置 錨固裝置由單體液壓支柱和錨固架組成，錨固架與機頭架、機尾架連接。它是刮板輸送機在傾角較大的工作面工作而有可能下滑時，用以固定，防止其下滑的裝置。 第三章 刮板輸送機的的設計計算 3.1總體設計要求 本次畢業(yè)設計要求設計包括三個方面：輸送機總體設計，傳動裝置設計，零件圖設計。設計參數(shù)如下： 生產(chǎn)能力3000t/h； 設計長度300m； 刮板鏈速度1.5m/s。 3.2主要計算內(nèi)容 刮板輸送機計算內(nèi)容包括：運輸能力、中部槽尺寸選擇、運行阻力、電動機功率、刮板鏈強度驗算、水平彎曲段幾何參數(shù)的計算。 3.3總體方案設計 3.31運輸能力計算 刮板輸送機輸送能力按下式計算： Ｑ=3.6ψAρυ （3-3-1） 式中 Ｑ——刮板物送機輸送量(t/h)； ——裝滿系數(shù)，水平及向下運輸時Ψ=0.9～1；傾斜向上運輸時Ψ=0.6～0.9，在本次設計中Ψ=0.95； A——溜槽上物料裝載斷面(m); ——刮板鏈條速度( m/s), υ=1.5m/s; ——物料堆積密度(kg/m3)。對于煤ρ=830～1000kg/m3，在本次設計中ρ=900kg/m3。 已知Ｑ=3000t/h，υ=1.5m/s。代入式3-3-2計算 A=Ｑ3.6ψρυ=30003.69001.50.95=0.65m2 （3-3-2） 3.32溜槽上物料斷面積A的驗算 圖3-1 溜槽中貨載最大斷面積 溜槽上物料斷面積A： （3-3-3） 式中 A1、A2——單側(cè)擋板溜槽上物料斷面各部分的面積（m2）； A3——采煤機五連牽引導軌斷面（m2）；A3=0.040.128= 5.1210-3m B——溜槽寬度（m）； h0——溜槽槽口高度（m）； b0——溜槽槽口寬度（m）； h1——刮板輸送機工作時檔煤凈高（m）； α——物料的動堆積角，取α=30?； b1——溜槽上框架寬度（m）； b2——溜槽距擋板的距離（m）； Ce——裝載系數(shù)。采煤機單向割煤時Ce =1，雙向割煤 Ce =0.9。 將數(shù)據(jù)代入式（3-3-3）得 A=10.119+0.50.91.1+0.21-0.050.727-5.1210-3 =0.652m2＞0.65 符合要求 中部槽選用規(guī)格為15001000355mm。 3.33運行阻力和牽引力的計算 刮板輸送機運行阻力按直線段和曲線段分別計算。 傾斜運行的刮板輸送機的重段直線段，運行時除了要克服煤的阻力和刮板鏈重力引起的阻力外，還需要克服煤和刮板鏈重力引起的下滑力，通常將它們一起計為總運行阻力。 在重段直線段運行的阻力為: （3-3-4） 刮板鏈在空段直線段的運行阻力為: （3-3-5） 式中 、——貨載、刮板鏈在溜槽中的運行阻力系數(shù)； ——每米長度貨載質(zhì)量，kg/m； ——輸送機的鋪設長度，m； ——輸送機的鋪設傾角； ——重力加速度，m/s； ——刮板鏈單位長度的重量，kg/m。 已知 kg/m ；kg/m ；m ； ；；；=0.3 ； 將以上數(shù)據(jù)代入式（3-3-4）計算，得 N 將數(shù)據(jù)代入式（3-3-5）計算，得 N 考慮曲線段阻力及彎曲段的附加阻力，則總牽引力 （3-3-6） 式中 ——附加阻力系數(shù)； 已知　；Ｎ；Ｎ； 將以上數(shù)據(jù)代入式（3-3-6）計算，得 　 　 N 3.34電動機功率的計算與選型 （1）電動機功率的計算 根據(jù)上述方法算出了刮板輸送機的運行阻力和主動鏈輪的牽引力，可以計算出電動機功率為 kW （3-3-7） 式中 Ｗ0——刮板輸送機總牽引力，Ｎ; ——刮板鏈條速度( m/s), =1.5m/s； ——傳動裝置的總效率，取 將以上數(shù)據(jù)代入式（3-3-7）得 kW （2）電動機的選型 根據(jù)以上求得的電動機功率，選用2臺YB-630M1-4型防爆電動機。 電動機的具體參數(shù)如下： 額定轉(zhuǎn)速 1470r/min 額定功率 1000kW 額定電流 434.2A 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 2.1 堵轉(zhuǎn)電流/額定電流 7.0 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 2.4 效率（%） 95.5 功率因數(shù) 0.90 噪聲 101dB 3.4刮板鏈強度驗算 驗算刮板鏈強度，需先算出鏈條最大張力點的張力值，此張力值的確定按逐點張力法進行計算。 得到刮板鏈的最大靜張力后，為了保證刮板鏈工作的可靠性，必須以鏈條的工作中所承受的最大張力驗算強度。刮板鏈的抗拉強度以安全系數(shù)表示。 對于雙鏈刮板輸送機，應滿足 （3-4-1） 式中 ——刮板鏈抗拉強度安全系數(shù)； ——單條刮板鏈子的破斷拉力； ——雙鏈負荷不均勻系數(shù)，對于圓環(huán)鏈，取 。 對于兩端驅(qū)動的刮板輸送機，其刮板鏈上最小張力點位置，要根據(jù)不同情況進行分析，如圖（3-2）所示，當重段阻力 為正值時，每一傳動裝置主動鏈輪相遇點的張力均大于其他分離點的張力。因此，最小張力點是主動輪的分離點3 ，由“逐點張力法”得 圖（3-2）刮板鏈運行阻力計算示意圖 對于雙鏈刮板輸送機，取最小張力點張力 N 取 N 則 N N N 因此 N 已知 ，kN 代入式（3-4-1）計算，得 鏈子強度系數(shù) 因而，鏈子強度足夠。 3.5刮板輸送機水平彎曲段幾何參數(shù)的計算 工作面刮板輸送機，隨著采煤機的移動，需要整體逐段向煤壁推移，使工作面刮板輸送機呈蛇形彎曲狀態(tài)。如圖3-3所示。 圖3-3 刮板輸送機水平彎曲段示意圖 3.51彎曲段曲率半徑R的計算 彎曲段曲率半徑R： （3-5-1） 式中 R——彎曲段曲率半徑（m）； α——相鄰溜槽間的偏轉(zhuǎn)角度（?）； l0——每節(jié)溜槽長度（m）。 (m) 3.52彎曲段長度Lw的計算 彎曲段長度Lw： （3-5-2） 式中 Lw——彎曲段長度（m）； A——刮板輸送機一次推移步距（m）。一般～0.8m 已知ｍ；。 將以上數(shù)據(jù)代入式（3-5-2）計算，得 實用中要確保刮板輸送機彎曲段長度不小于Lw=8.93m的計算值。 3.53彎曲段對應的中心角α0的計算 彎曲段對應的中心角： (3-5-3) 式中 —彎曲段對應的中心角，一般用弧度表示（rad）。 （rad） 3.54彎曲段的溜槽數(shù)N的計算 彎曲段的溜槽數(shù)N： (3-5-4) 式中 N——彎曲段所需溜槽數(shù)量，輸送機整體推移時； a0——彎曲段對應的中心角（rad）。 第四章 刮板輸送機的選型 4.1 整機型式的確定 本課題的設計的刮板輸送機采用了中雙鏈型，緊鏈采用液壓馬達及伸縮機尾輔助緊鏈形式，卸載方式為交叉?zhèn)刃妒剑胁坎鄄捎谜w鑄焊封底式中部槽，槽幫采用鑄造Σ型，電動機采用單速異步電動機，兩端驅(qū)動。 4.2 溜槽及聯(lián)接件的選型 根據(jù)刮板輸送機的整機型式、工作載荷（重型）及使用環(huán)境等選用Σ型，整體鑄焊封底式（Ⅱ型）溜槽。參考文獻1及有關標準溜槽的尺寸寬度為1200mm。 4.3擋板、電纜槽、采煤機牽引裝置的確定 4.31檔板和電纜槽的型式與尺寸的確定 (1) 刮板輸送機整機型式確定之后，溜槽和擋板的型式也隨之確定了，即簡易擋板、轉(zhuǎn)載機檔板或工作面刮板輸送機擋板。 (2) 根據(jù)溜槽規(guī)格和用式(3-3-2)計算求得貨載斷面,確定擋板的凈高度尺寸。 (3) 不同型式的擋板外形尺寸有所不同。簡易擋板及轉(zhuǎn)載機擋板，長度與溜槽相同，高度為溜槽高度與擋板凈高度之和，寬度隨結(jié)構厚度而定;工作面刮板輸送機擋板外形尺寸隨配套采煤機及液壓支架的要求確定，一般長度比中部槽(或其他專用摘)短10-40mm,以便溜槽活動.高度為底擋板和擋板聯(lián)接后的總高度尺寸.擋板上寬為底擋板聯(lián)接板寬度與電纜槽寬度之和，下寬為推溜千斤頂聯(lián)接耳處的寬度最大寬度。 (4) 電纜槽由U型電纜槽及固定電纜架構成，電纜槽的外形尺寸棍據(jù)文獻1和采煤機配套要求確定。 (5) 底擋板中部聯(lián)接液壓支架推溜千斤頂?shù)穆?lián)接根據(jù)配套要求確定。 4.32采煤機牽引裝置的確定 (1) 根據(jù)配套采煤機牽引型式確定刮板輸送機上采煤饑牽引裝置的型式，本機選用銷軌牽引。 (2) 牽引導軌的外形和基本尺寸，見表4-1。 表4-1 無鏈牽引導軌基本尺寸（mm） 導軌型式 銷軸數(shù) 節(jié)距 寬度 高度 銷徑 銷軌 6 125 70 45 55 (3) 牽引軌座是焊接在底擋板上、安裝牽引導軌的構件，其型式和規(guī)格尺寸均由配套要求給定。 4.4鏟煤板的型式與結(jié)構的確定 4.41鏟煤板的型式確定 需支撐和導向采煤機滑靴的鏟煤板，均選L型鏟煤板，其余選三角式鏟煤板的型式。L型鏟煤板兩端用套環(huán)聯(lián)接。本機選用L型鏟煤板。 4.42鏟煤板的外形尺寸確定 鏟煤板的斷面尺寸由配套工作面的頂板控頂距和采煤機要求確定，一般長度與擋板相同。高比溜槽上平面低5~25mm，底部根據(jù)底板硬度不同。有0~24mm的延伸量；寬度與采煤機、液壓支架要求相適應。鏟煤板側(cè)面連接孔與溜槽側(cè)聯(lián)接孔位置相同。 4.5聯(lián)軸器的選用 當電機額定功率大于22 kW ,且為單速電機時，按功率大小分為輕、中、重型三檔，分別確定液力偶合器為靜壓泄液式、動壓泄液式、閥控延充式。輕型功率為22~40 kW，中型功率為55~110 kW,重型功率為132 kW以上。 根據(jù)傳動功率，可進一步確定液壓偶合器的具體剛號和連接尺寸。選用TVA866型液力偶合器。 4.6鏈輪組件的確定 4.61鏈輪組件型式和規(guī)格的確定 鏈輪組件的型式和規(guī)格，與刮板鏈條的型式和規(guī)格相同，本機采用外 置式布置軸承的型式和浮動密封的型式。機頭機尾的鏈輪組件型式和結(jié)構相同，呵以互換使用。 4.62鏈輪的外形尺寸確定 根據(jù)給定鏈輪齒數(shù)L和鏈輪規(guī)格，查標準可確定單個鏈輪的外形尺寸。并將鏈輪外徑改為采用節(jié)圓直徑與棒料直徑d之和的數(shù)值，利于防止“卷鏈”。 根據(jù)鏈輪組件的型式，查表鏈條中心距A可確定雙鏈型鏈輪的鏈距〔鏈條中心距離)，從而可確定雙鏈鏈輪的外形尺寸。 4.63滾簡及鏈輪軸的確定 根據(jù)鏈輪組件軸承的密封形式，確定滾筒型式:如采用浮動機械封密時，選用整體式或分段套筒式。滾筒外形尺寸根據(jù)機頭機尾架內(nèi)寬、鏈輪厚度和立環(huán)槽直徑配套設計確定。滾筒靠軸承端內(nèi)圈設計浮封座尺寸。滾筒內(nèi)腔設計要保證足夠的油腔空間， 鏈輪軸根據(jù)傳遞扭矩大小設計。通過漸開線花鍵與鏈輪聯(lián)接，軸伸端用漸開線花鍵與齒輪聯(lián)軸器聯(lián)接。鏈輪軸中心設計有長中心孔，便于潤滑油流通。 4.64浮動密封的確定 鏈輪組件的型式和結(jié)構確定后，根據(jù)軸、軸承和滾筒的結(jié)構尺寸，查MT/T784－1998可確定浮封環(huán),O型圈和浮封座的結(jié)構尺寸。 4.7機頭架、機尾架、過渡槽及犁煤板的選型設計 為保證刮板鏈條運行鏈道的連續(xù)性和光滑性，保證采煤機端頭作業(yè)的切通性和臥底量，保證液壓支架推移配套和布架合理，并具有足夠的剛性、穩(wěn)定性和可靠性.工作面刮板輸送機的機頭架、機尾架和過渡槽的選型設計，包括側(cè)卸機頭部的犁煤板設計，要整體進行設計。撥鏈器及固定架、機頭機尾底座的設計按整休設計的要求進行。 4.71機頭架、機尾架的型式確定 由刮板輸送機的整機型式、機頭的電機功率、機頭驅(qū)動裝置的布置型式、有無齒輪聯(lián)軸器和配套設備的要求，可確定機頭架的型式。本機采用交叉?zhèn)刃妒綑C頭架。機尾采用可伸縮式機尾。 4.8推移和錨固裝盤的確定 綜采工作面的推移和錨固裝置，為工作面液壓支架和端頭液壓支架，屬綜采工作面綜采配套設備。根據(jù)上作面地質(zhì)條件、頂板壓力、底板強度、配套設備等要求，確定工作面液壓支架和端頭液壓支架的型式。其推移千斤頂?shù)拈L度按刮板輸送機推移步即設計。當工作面傾角大于12時，加設中間錨固千斤頂和進行端頭錨固設計，錨固力要大于下滑力。 第五章 減速器的設計 5.1傳動系統(tǒng)的確定 這里主要是根據(jù)查閱的相關書籍和資料，借鑒以往刮板輸送機傳動系統(tǒng)的設計經(jīng)驗，初步確定傳動系統(tǒng)：傳動裝置為并列式布置（電動機軸與傳動鏈輪軸垂直），故采用三級圓錐—圓柱-行星齒輪減速器。高速級為弧齒錐齒輪，中速級為直齒圓柱齒輪，低速級為行星齒輪。 5.2總傳動比及傳動比分配 5.21總傳動比 傳動比的計算公式如下： i=2PZn60ν （5-2-1） 式中 P－礦用圓環(huán)鏈節(jié)距（m）； Z－鏈輪齒數(shù)； ｎ－電動機額定轉(zhuǎn)速（r/min）； ν－刮板鏈條速度（m/s）。 故總傳動比為 i=20.13781470601.5=35.8 5.22傳動比分配 總傳動比等于各級傳動比的連乘積，即 （5-2--2） 為保證減速器的尺寸最小。各傳動比分配如下 ，， 5.3傳動裝置運動參數(shù)的計算 從減速器的高速軸開始各軸命名為1軸、2軸、3軸、4軸。 5.31各軸轉(zhuǎn)速計算 第1軸轉(zhuǎn)速 r/min 第2軸轉(zhuǎn)速 r/min 第3軸轉(zhuǎn)速 r/min 輸出軸轉(zhuǎn)速 r/min 5.32各軸功率計算 第1軸功率 kW 第2軸功率 kW 第3軸功率 kW 輸出軸功率 kW 以上式中 P —電動機功率，kW —液力耦合器的傳動效率， —軸承的效率， —圓錐齒輪傳動的效率， —圓柱齒輪傳動的效率， 5.33各軸扭矩計算 第1軸扭矩 Nm 第２軸扭矩　　　　　　　　　　 Nm 第３軸扭矩　　　　　　　　　　 Nm 輸出軸扭矩　　　　　　　　　 Nm 5.34將以上計算數(shù)據(jù)列表5-1。 表5-1 計算數(shù)據(jù)列表 軸號 轉(zhuǎn)速n（r/min） 輸出功率P/kW 輸出扭距T/N﹒m 電動機軸 1470 871.5 軸1 1470 854 5548 軸2 557 820 14059 軸3 204 787.5 36866 輸出軸 41 733.6 170875 5.4 齒輪設計 5.41弧齒圓錐齒輪的傳動設計計算 已知Nm ；；r/min ；kW。 1）、選擇齒輪的材料 由文獻[2]表6.2選 小齒輪20CrMnTi 滲碳淬火 HRC=58~62 大齒輪20CrMnTi 滲碳淬火 HRC=58~62 許用接觸應力 由文獻[2]式6-6得 [σH]= [σHlim]Ζ/SHmin 查文獻[2]圖6-4得 齒輪接觸應力=800N/mm2大齒輪的為=650N/mm2 計算應力循環(huán)次數(shù)： 查文獻[2]圖6-5,得 接觸強度最小安全系數(shù)（1~1.5） [σH1]= [σHlim]Ζ/SHmin =8001/1 =800 N/mm2 [σH2]= [σHlim]Ζ/SHmin =6501/1 =650 N/mm2 許用彎曲應力[σF] σF=σFlimSFminYNYX 彎曲疲勞極限 σFlim，查圖文獻[2]6-7得 σFlim1=700 N/mm2 σFlim1=600N/mm2 彎曲強度壽命系數(shù)YN，查文獻[2]圖6-8得 YN1=YN2=1 彎曲強度尺寸系數(shù)YX，查文獻[2]圖6-9得 YX1=YX2=0.95 彎曲最小安全系數(shù)SFmin=1.4 則 σF1=70010.951.4=475N/mm2 σF2=6000.9511.4=407N/mm2 2)、按齒面接觸強度計算。 確定齒輪傳動精度等級V1=(0.013~0.022)n13p/n1 估取V1=15.6m/s參考文獻[2]表6-7，表6-8選取 Ⅱ公差組7級 小齒輪分度圓直徑 d1≥(1+ψdμ2+1)3ZEZHσH22KT1φd μ2+1μ 確定公式中的各計算數(shù)值 a.因為齒輪分布非對稱，齒寬系數(shù)φd查文獻[2]表6.9 φd=0.4 b. 取小齒輪=33，則=，=332.64=87.12，取=87并初步選定μ=87/33=2.636 傳動比誤差?μμ=2.64-2.6342.64=310-4<0.05 c.載荷系數(shù)K=KAKVKαKβ KA—使用系數(shù)，查表6.3