刮板输送机毕业设计论文

中国矿业大学 2011 届毕业设计11 概述刮板输送机是一种具有挠性牵引机构的连续运输机械, 是为采煤工作面和采区巷道运煤的机械.煤矿井下运输机械工作任务繁重，工作条件恶劣。特别是采掘工作面的运输机械，要求其主要运动部件和工作机构（牵引机构及承载机构）强度高、刚度大、韧性好、耐磨损、抗腐蚀。刮板输送机在采煤工作面运煤，目前还没有更好的机械可代替它。只能从结构上、强度上和制造工艺上不断研究改进，使它更加完善、耐用。刮板输送机是一种重要的矿山运输机械。由于它结构简单、使用寿命长，运转可靠性高、节能高效、输送距离长、密封性能好且维修方便。这次我们进行刮板输送机的选型设计，概括起来有以下几方面：1.了解了刮板输送机的发展概况，生产目的、生产程序及产品供求情况。2.了解了刮板输送机的生产方法和技术路线的选择，工艺条件的确定以及流程的编制原则。3.了解了刮板输送机的质量标准、技术规格、包装和使用要求。4.在指导老师的帮助下独立的进行刮板输送机的简单的设计.1.1 刮板输送机的发展及趋势1.1.1 我国刮板输送机发展现状我国综采机械化的应用始于 20 世纪 70 年代末，经过 20 多年的发展，目前我国中、小功率刮板输送机已具备成型技术，并有成熟的制造能力，完全能够满足国内市场的需求。大功率刮板输送机通过成套引进国外的装备和技术，成功地进行了国产化研制中国矿业大学 2011 届毕业设计2工作，并相继推出了一些产品。从总体水平上看，我国刮板输送机发展现状与国外相比还存在一些差距，主要表现在：基础研究薄弱，缺少强有力的理论支持，计算少，靠经验取值多，缺乏专门的开发分析软件；受基础工业水平的制约，国产输送机制造质量不稳定，元部件的可靠性还有待提高；大功率刮板输送机的关键部件仍需进口，有待进一步研发并国产化；安全性和可靠性的不稳定，直接制约了煤矿的生产效率，从而不能从根本上降低使用成本；煤矿管理水平落后，资金不足，矿工不按操作规程操作等，也间接增加了输送机发生故障的机会，从而不能最大限度地发挥设备的设计能力 1。在上个世纪 90 年代后，在新技术革命的带动下，煤矿开采技术与设备迅速发展，为适应市场需要，国内煤机制造厂家、煤矿生产企业和科研院所积极合作，通过借鉴和吸收国外先进的产品结构和工艺手段，应用机电一体化和自动化技术，开发新材料、新产品，研制、开发了高生产能力、高性能的工作面刮板输送机逐渐形成了多系列、多结构类型的刮板输送机产品。实现了矿井高产高效和集约化生产。20 世纪 50 年代广泛使用 SGD-11、SGB-11 型刮板输送机，因不能横向弯曲自移，工作面推进后要大拆大卸重新安装，占用时间长，劳动强度大，再加上强度不足，功率小，即使沿工作面分段放炮，仍不断发生超载事故。在逐步换用 SGD-20 型和 SGD-30 型刮板输送机后，工作面的生产能力虽然有所提高，但仍不能弯曲自移，凭人力搬运十分笨重，而且输送机与煤壁距离较远，要人力攉煤 8。到了 70 年代，随着采煤机的大量应用，出现了SGW-40、SGW-44 型可弯曲刮板输送机，实现了不解体和不停运分段自移，运输能力提高到 200 t/h。80 年代以来，工作面运输设备发展很快，由于各种新型采煤机的出现，刮板输送机已大为改观。因采煤机要在输送机上行走，不仅要求输送机强度大，保证采煤机工作稳定，且要与采煤机生产能力相匹配，促使刮板输送机不断向重型化发展。代表机型有 SGW-150 和中国矿业大学 2011 届毕业设计3SGW-250 型。随着大功率采煤机的出现，一些刮板输送机的功率已达800900 kW，运输能力达 20002500t/h，能适应工作面单产 300400万 t/a 的生产规模要求 3。90 年代刮板输送机的运输能力以达到3500t/h，槽宽也相应的从 730760mm 增大到 9801100mm，链速从 1m/s左右增大到 1.57m/s，刮板输送机的功率已达 1600kW。1.1.2 国外刮板输送机发展概况自世界上第一台刮板输送机诞生以来，经历了半个多世纪的不断研究、试验、改进，刮板输送机已成为煤矿运输的主要设备。目前世界上生产刮板输送机的国家主要有德国、美国、英国、澳大利亚、日本等，机型从轻型、中型到重型、超重型，装机功率已发展到 3700kW。保护形式有：弹性联轴器、限矩型液力耦合器、双速电机、调速型液力耦合器、软启动(CST 可控传动装置、阀控调速型液力耦合器、交流电机变频调速技术三种软启动装置)等等 4。上个世纪 90 年代后期，国外工作面刮板输送机装机功率达到 3700kW或 3855kW，现在已达到 31250kW，溜槽内宽也由 1000mm 扩大到1250mm，链条直径 4852，中板厚度 50mm 以上，运输能力达到4500t/h 以上 1。目前，国外工作面输送机的运输能力最大可达 2500t/h，水平运距可超过 300m，链子直径达到 34mm，而且出现了比同直径圆环链强度高的椭圆截面刮板链和采用新工艺生产的紧凑链等新型链子。使用电机单台功率超过400kW，整机功率超过 1000kW，减速箱、中部槽等部件采用了新的材料和制造工艺，因而使用寿命大大提高，减速箱整体大修寿命达 3 年以上，溜槽过煤量可超过 200 万吨 5。英国于 1986 年安装了 9 台双中链侧卸式刮板输送机，溜槽制造工艺和材料都有一些突破，使用寿命大大提高。为解决液力联轴器在过载或输送机被卡死的情况下喷出高温油而引起火灾、瓦斯爆炸等事故问题，人们也研制成功了防火液力联轴器。用水代替液压油做媒中国矿业大学 2011 届毕业设计4介的新型液力联轴器的研究工作亦有所进展。随着综合机械化采煤生产能力的不断提高，刮板输送机主要的发展趋势是：1）大输送量。世界上已出现日产 12000 吨的综合工作面，刮板输送机的生产能力已达到每小时 2000 吨。2）长输送距离，为了加长采区阶段开采，刮板输送机的长度已打 300 米。3）大直径圆环链。为了增加刮板链的强度，已制出 38*137mm 的圆环链，其破断强度达 1820KN。4）大中部槽，边双链中部槽高度为 268mm，中单链和中双链中部槽高度为255mm，槽宽达 9301030mm，中板厚度达 30mm，槽间联结强度达3000KN。长使用寿命：大运量（600 吨/时） 。中部槽的过煤量在 200 万吨以上，中运量（300600）吨/时中部槽的过煤量为 150 万吨左右，减速器设计寿命 10000 小时，整机大修寿命 3 年以上（采用封底）和可更换中板及上链道的中部槽.随着我国煤炭工业的迅速发展，煤矿机械化程度也不断提高。我国缓倾斜煤层工作面较多，刮板输送机的应用极广、数量颇大；又由于我国煤炭资源丰富、分布宽广，地质条件多变，为适应不同条件，需要多种型号的刮板输送机。历年来，我国使用、仿制及自行设计的刮板输送机，据不完全统计，品种多达 30 余种。这些产品均不外乎上述三个发展阶段的类型，如 SGB-13 型、SGD-20 型等刮板输送机，即属于第一阶段的产品类型；SGW-44 型和 SGW-80 型可弯曲刮板输送机属于第二阶段的产品类型而 SGW-150 型和 SGW-250 型可弯曲刮板输送机则属于第三阶段的产品类型。1.2 刮板输送机的使用范围和主要类型刮板输送机适用于煤层倾角不超过 25的采煤工作面，但对于间作采中国矿业大学 2011 届毕业设计5煤机轨道与机组配合工作的刮板输送机，适用的煤层角度一般不超过 10 度。煤层倾角大时，要采用防滑措施。此外，在采煤工作面下顺槽和联络眼都可以使用刮板输送机运送煤炭。目前，采煤工作面多使用可弯曲刮板输送机，以适应机械化、综合机械化采煤的需要，与相应的采煤机、金属支架或自移式液压支架配套使用。刮板输送机的电动机功率从 7.5KW-1000KW 输送能力从 30t/h-3000t/h之间，常用的分类方式有以下几种：（1）按牵引的条数和布置方式，可分为单中链、边双联和中双链及三链型刮板输送机。 、（）按溜槽的布置方式，可分为重叠式和并列式溜槽刮板输送机。（）按溜槽的结构，可分为开底式和封底式溜槽刮板输送机。（）按卸载方式，可分为端卸式和侧卸式刮板输送机。（）按功率大小，可分为轻型（单电动机额定功率小于或等于KW） 、中型（大于KW,小于等于KW）和重型（大于KW）刮板输送机。1.3 刮板输送机的主要特点：刮板输送机的主要特点：1、优点由于它机身低矮，可以弯曲，运输能力大，结构强度高，能适应采煤工作面较恶劣的工作条件，并可作为采煤机运行轨道，有时还作为移置液压支架的支点：在推移刮板输送机时，铲煤板可自动清扫机道浮煤；挡煤板后面有安全电缆、水管的槽架，并对电缆、水管起保护作用，推移输送机时，电缆、水管随着同时移动。所以刮板输送机现在仍是缓倾斜长臂式采煤工作面唯一的煤炭运输设备。中国矿业大学 2011 届毕业设计62、缺点运行阻力大，耗电量高，溜槽磨损严重；使用维护不当时易出现掉链、漂链、卡链、甚至断链等事故，影响正常运行。1.4 刮板输送机的工作原理和基本结构组成刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械。敞开的溜槽，作为煤炭、矸石或物料等的承受件,进入溜槽的物料受到刮板链条的牵引作用.当机头传动部启动后，带动机头轴上的链轮旋转，链条转动时会带动固定刮板运动，从而使刮板链循环运行带动物料沿着溜槽移动，直至到机头部卸载。刮板链绕过链轮作无级闭合循环运行，完成物料的输送。各种类型的刮板输送机的组成部件的型式和布置方式不完全相同，但主要结构和基本组成部件是相同的。刮板输送机一般是由机头部、 ；机身部和机尾部三部分组成。 （在部件组成内容中加作用与功能的内容简介）刮板输送机的组成部件：1、机头部：由机头架和安装其上的链轮组件、联轴器、减速箱和电动机组成。2、机尾部：机尾架、链轮组件、联轴器、减速箱、电动机。3、机身部：中部槽、刮板链、铲煤板、挡煤板。4、辅助装置：主要包括紧链装置、推移装置、和锚固定装置。2 刮板输送机的选型设计计算在矿井设计时或在生产现场，工作面运输设备的选择，一般是根据刮板输送机产品系列及制造厂产品说明书介绍的技术特征及其适用条件来选择型号，并决定其台数。但产品说明书中所列铺设长度一般均为水平长度或一定倾角煤层（如 10倾角）向下运煤时的，实际上铺设长度和工作面长中国矿业大学 2011 届毕业设计7度和煤层倾角，煤层厚度等条件各不相同，所以需要验算所选刮板输送机的运输能力、电动机功率和刮板链强度，并确定应铺设几台刮板输送机，每台刮板输送机应安装几台电动机。我国刮板输送机的型号较多，无论是炮采，机采或综合机械化采煤，都有适应的刮板送机，基本上能满足各种条件下的使用。刮板输送机选型得当是刮板输送机安全使用的第一步。1炮采工作面选型的要求。炮采工作面要根据煤层的厚薄选用轻型刮板输送机。顶板较好的工作面，可选用轻型可弯曲的刮板输送机，以便整体移设，缩短回采作面的非生产时间。顶板较差的工作面，应选用中部槽较窄，可分解移设的刮板输送机，以适应工作面的顶板管理，确保安全生产.2 采煤机械化对刮板输送机的要求采煤机械化特别是综合机械化，已经使刮板输送机，采煤机，及液压支架构成了不可分割的整体。无论在结构上或运转上都是相互关联又相互制约的。为实现机械化，要求刮板输送机除了要完成运煤，清理机道浮煤外，还要作为采煤机或刨煤机运行的轨道，以及液压支架向前移动的支点。此外，还要求能在输送机上设置存放电缆，水管和通讯系统的装置；采用无链牵引采煤机时，刮板输送机上还应设有采煤机行走用的齿条，链滚和链环等装置。3 刮板输送机与采煤机的配合原则。1）刮板输送机的输送能力必须与采煤机或刨煤机的生产能力相匹配，应该输送机的能力等于或大于采煤机或刨煤机的能力。2）刮板输送机的结构形式及附件必须能密切与采煤机机构相配套，如采煤机的牵引机构，行政及导向机构，底托架及滑靴机构，电缆及水管的移动方法，是否要求自开切口，是否往更多采煤以及是否连锁控制等。4 刮板输送机与液压支架的配合原则中国矿业大学 2011 届毕业设计81）刮板输送机中部槽的结构要与支架的架型相匹配。 2）中部槽的长短要与支架宽度相适应。3）中部槽挡煤板座要与支架推溜千斤顶连接装置相配套。根据这四项基本原则和实地考察，并综合老师及工厂师傅的建议，我们选择了 SGW-150C 型刮板输送机的设计计算。2.1 设计原始参数和要求原始参数是机械设计的依据，不论是结构形式的选择，还是理论分析计算，它都起着决定性的作用。对于刮板输送机的设计，其主要原始参数如下：1、设计生产率和运输距离 这是刮板输送机运输能力和铺设长度的设计依据。2、输送对象的物理性质 主要是指物料的动堆积角、松散容量、阻力系数等。3、工作环境及生产工艺 刮板输送机的使用场地不同而结构要求不同。在采煤工作面，炮采和机采的工艺不同，其结构也不同。因此必须了解工作环境、生产工艺、铺设倾角、运输方向、和底版等情况。4、与配套设备相关的技术条件 工作面和刮板输送机主要与采煤设备和支护设备配套，而采煤设备有滚筒采煤机、刨煤机等。支护设备有液压支架等。无论何种设计，都要求技术上，经济上的合理性是相对性的。而比较的条件就是工作需要，即对所设计的设备的技术要求。刮板输送机一般是应用在采煤工作面，根据采煤工作面的基本条件和工艺要求，其结构有如下基本要求：1、左右工作面能通用，能正反方向运行。2、便于井下拆装、运输和稳定，且操作方便简单。3、同类型零部件能通用互换。并有足够的刚度、强度和耐磨性。中国矿业大学 2011 届毕业设计94、具有适合配套设备工作要求的附属装置及相应的结构形式。5、能适合采煤面的生产条件。刮板输送机主要用于缓倾斜工作面的运煤。有时，也用作采区顺槽及上、下山的运煤设备。在地面生产系统和选煤厂中，固定式的刮板输送机可用来向各个煤仓配煤。技术特征表见表 2.12.2 运输生产能力计算表 2.1 技术特征项 目 单 位 数 值设 计 长 度 m 100 出 厂 长 度 m 80输 送 量 th 80刮板链速度 ms 0.88电 动 机 型 号 - JDSB-30额 定 功 率 KW 30额定转速 rmin 1470额定电压 (Y)V 6601140减 速 器 速 比 - 1：22.24刮 板 链 型 式 - 边 双 链