SGW-250刮板输送机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 页 ， 共 53 页 摘 要 随着我国经济的迅速发展，对能源的需求量将日益增加。而作为我国传统的煤炭是推动我国经济持续健康发展的重要能源保障。煤炭在世界范围内的使用仅次于石油，属于世界第二大使用能源。是我国的主要能源，在一次能源生产和消费中占主导地位。我国正处在全面建设小康社会的现代化进程中，经济的发展对煤炭的需求快速增长。 进入 21 世纪，科学技术有着飞速的发展，伴随着科学技术的发展机械制造技术也有了较大的发展。 刮板运输机作为采煤工作面和采区巷道的运煤机械是煤矿使用量最大、消耗量最多的重要设备，是煤炭装运的第一个环节，很大程度 上决定了采煤工作面的生产能力和效率。 在工程中得到了广泛的应用。它由 它由机头、中间部和机尾部等三个部分组成。刮板输送机的工作原理是，将敞开的溜槽，作为煤炭、矸石或物料等的承受件，将刮板固定在链条上（组成刮板链），作为牵引构件。当机头传动部启动后，带动机头轴上的链轮旋转，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。 但由于 刮板输送机还存在着许多缺点，需要进一步的改进，来进一步提高采煤的效率。它的设计制造涵盖了运动转换，动力传输，变速机构 ，铸锻件的设计的机械设计及工艺内容。 我设计了边双链型刮板输送机，本文首先综合比较了各种类型输送机的特点，根据实际情况选用了 边双链型刮板输送机。而后，经过半年的思考钻研对 边双链型刮板输送机进行了总体结构设计。对机头传动装置、过渡槽、中部槽、刮板链、刮板、链轮、机尾等主要部件进行了技术分析和结构设计，完成了刮板输送机的整体设计。此次设计的刮板输送机 的特点是过煤空间大，消耗能量小， 具有很强的适应性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 页 ， 共 53 页 s s is to s of in to s Is in in a in of is in of in 1st of of of of is is is in in in It it by of as or is on of as a on to of 250 to of It of of of I of of of to to to of on to of of of is of is is a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 页 ， 共 53 页 目录 列 3 1齿轮减速器的优化设计 2 机械传动装置的传动方案的设计 3 计算传动装置的运动、动力参数 4 锥齿轮的设计、校核及绘制 5 斜齿轮的设计、校核及绘制 6 输入轴的结构设计，校核 刮板输送机结构的基本要求 机头部 机头架 减速器 盲轴 电动机与减速器的联接 电动机 机尾部 中部槽及附属部件 运输能力 圆环链的选择计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 页 ， 共 53 页 圆环链链环的结构和规格 圆环链接链环的结构型式 圆环链链轮的齿形参数和几何计算 圆环链链轮的齿形参数 圆环链链轮的齿型设计 圆环链和链轮的啮合特性 圆环链和链轮的啮合分析 圆环链和链轮的入点啮合特性 圆环链和链轮的出点啮合特性 实现入点啮合的设计要求 圆环链链轮的技术条件 圆环链链轮的材料和热处理 圆环链链轮的工艺技术要求 刮板 构型式的确定 外形尺寸的确定 刮板输送机地面安装与调试 刮板 输送机井下安装与调试 刮板输送机的日常维护 月检 中修 大修 刮板输送机断链 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 5 页 ， 共 53 页 刮板链跳牙 刮板弯曲与折断 考文献 辞 刮板输送机是一种以挠性体为牵引机构的连续输送机械，是为采煤工作面和采区巷道运煤布置机械，是 目前长壁式采煤工作面唯一的运输设备。 可用于水平运输 ， 亦可用于倾斜运输。沿倾斜向上运输时，煤层倾角不得超过 25 ，向下运输时，倾角不得超过 20 ，当煤层倾角较大时，应安装防滑装置。 可弯曲刮板输送机 允许在水平和垂直方向作 2 4 的弯曲。 刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械。溜槽是煤炭的承载机构，其牵引推运机构是绕过机头链轮和机尾链轮（或滚筒）而进行循环运动的无极闭合的刮板链。起动电动机，经液力联轴器、减速器传动链轮而驱动刮板链连续运转，将装在溜槽中的煤炭推运到机头处卸 载转运。 刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械。溜槽是煤炭的承载机构，其牵引推运机构是绕过机头链轮和机尾链轮（或滚筒）而进行循环运动的无极闭合的刮板链。起动电动机，经液力联轴器、减速器传动链轮而驱动刮板链连续运转，将装在溜槽中的煤炭推运到机头处卸载转运。 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。 列 刮板输送机适用于煤层倾角不超过 25 度的采煤工作面，但对于间作采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。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 6 页 ， 共 53 页 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 0t/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 中型（大于于等于 重型（大于 板输送机。 刮板输送机的发展大致经历了三个阶段， 第一阶段：二十世纪初叶，在英国常壁式采煤工作面首先使用单链刮板输送机，由于适应工作面的运输条件而得到很大的发展和广泛的使用。 第二阶段：四十年代初，德国制造了可弯曲刮板输送机与刨煤机或深截式采煤机配合工作，使工作面实现了机械落煤、装煤和运煤，进入了机械化采煤的新阶段。可弯曲刮板输送机可作为采煤机的运行轨 道，能沿垂直和水平方向有小角度（ 2弯曲。随着采煤机的工作和移动，刮板输送机及时推移到紧靠煤壁处，为采煤机下一循环截落煤准备好机道，并缩短控顶距，有利于顶板管理。 第三阶段：五十年代初，由于机械化采煤工作面运输量大大增加，要求提高刮板输送机牵引链强度和电动机功率，出现了双链牵引和多电动机传动；也相应的使用了适应多电动机传动的液力耦合器，中部槽也有了较大的改进。 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*137圆环链，其破断强度达1820 4） 大中部槽，边双链中部槽高度为 268单链和中双链中部槽高度为 255宽达9301030板厚度达 30间联结强度达 3000 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（ 300 600）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 、 等刮板输送机，即属于第一阶段的产品类型； 和 型而 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 7 页 ， 共 53 页 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。 2、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。 按刮板输送机溜槽的布置方式和结构，可分为并列式及重叠式两种，按链条数目及布置方式，可分为单链、双边链、双中心链和三链 4种。 刮板输送机主要优点： （ 1） 、结构坚实。能经受住煤炭、矸石或其他物料的冲、撞、砸、压等外力作用。 （ 2） 、 能适应采煤工作面底板不平、弯曲推移的需要，可以承受垂直或水平方向的弯曲。 （ 3） 、机身矮，便于安装。 （ 4） 、能兼作采煤机运行的轨道。 （ 5） 、可反向运行， 便于处理底链事故。 （ 6） 、能作液夜支架前段的支点。 我们选择 边双链刮板输送机的特点是过煤空间大 ,消耗能量小，运行平稳。缺点 是水平弯曲时链条受力不均匀，溜槽磨损较大。 目前，刮板输送机的机头、机尾部采 多都 用螺栓连接，而连接螺栓 连接存在一些不足，例如： 强度不足，容易断裂，可靠性不高 等等。因此 ，本次设计机头、机尾部采用焊接板式，这样 不但 可以减少螺栓连接可以提高可靠性，而且可以减少孔和螺纹的加工而减少 加工过程中的 工序， 从而达到 降低成本 的目的 。另外，考虑设计的输送机 在运输过程中突然断电， 电动机和减速器用液力联轴器连 接就 不必担心在工作时候断电重新启动的问题。 3 1齿轮减速器的优化设计 减速器的设计是 刮板输送机的 机械传动设计中的一 个重要 部分。 我们 首先 应该根据原买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 8 页 ， 共 53 页 始参数选择合 适的电动机 并且来 分配各级传动比 ，再对 传动装置运动参数 进行 计算， 从而 求得减速器各轴的输入 和输出 功率，转矩及转速，考虑 他们的 装配关系和润滑 条件 ， 最 后 对 传动部件 滚动轴承，箱体尺寸， 轴 ， 齿轮， 联轴器 ， 等 进行 设计计算。 减速器的主要组成部 包括齿轮，轴和轴承， 箱体 等。对减速器的优化，实际上是对齿轮 进行 优化。 考虑到 第一级弧齿伞齿 轮改变加工工艺 过程 较复杂， 为了节约时间和减少工作量， 因此 我们 只 进行 第二和第三级圆柱斜齿轮的几何参数 的优化设计。 进行 优化的 意义 ：在 使 齿轮强度及总传动比 都 不变的 前提 下， 我们 对两对斜齿轮进行优化 设计 ，使 他们的 中心距 保持 最大。 在刮板输送机的设计中三级齿轮减速器的优化设计是一个主要的部分 原因是 减速器是刮板输送机的主要传动部件之一。根据电动机的转速，链速和齿轮的合理传动比， 一般 采用三级齿轮传动，箱体 一部分 采用对称结构，驱动装置多为平行布置形式。根据刮板输送机减速器标准（ 适应不同的需要，三级齿 轮传动的减速器 存在 三种装配形式，一型的 装配形式 第二轴装有紧链机构，第四轴或第一轴装有断销过载保护装置。这 一种形式适 用于 低于 30减速器。二型的 减速器在 第二轴装有紧链机构，液力耦合 联轴器用来过载保护 ，单机功率为 4075减速器多采用这种形式。三形适用于单机功率 90上的减速器，紧链机构装在第一轴上过载保护由液力耦合器来实现。 刮板输送机的减速器的齿轮分配为：第一对齿轮为收缩尺圆弧锥齿轮，圆弧锥齿轮具有传动平稳，承载能力大噪音小，能改变传动轴方向而且传动比较大等优点，特别适合于高速 重载传动。第二对和第三对齿轮均为斜尺圆柱齿轮。根据需要更换第二对齿轮，可使刮板链获得两种不同的链速。为了改善减速器的工作条件，在下箱体内设有循环水冷却装置，在上箱体设有润滑一轴轴承的柱塞试油泵。该油泵由二轴上的偏心套驱动。减速器连续运转，环境温度为 20左右时，在水冷装置流量 /分的冷却条件下。减速器外壳温度不得超过 90 ，减速器内油温不超过 100 。 减速器的轴端形式，按配套需要选用，输入轴有渐开线花键和圆头平键三种。减速器的适用条件为：齿轮圆周速度不大于 10m/s;安装角度为 0+入轴的转 速不大于1500r/作环境温度为 35。能用于正反向运转，由于传动装置采用并列式布置，所以必须有一级锥齿轮传动。有因刮板输送机的载荷比较大，故采用圆弧锥齿轮。圆弧锥齿轮具有承载能力大，传动平稳，噪音小的优点。适用于重载高速传动，因此作为第一级传动。第二，三级采用斜齿轮或直齿圆柱齿轮，通过更换第二级齿轮，可得到不同的传动比。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 9 页 ， 共 53 页 3 2 机械传动装置的传动方案的设计 合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单，制造方便，成本低廉，传动效率高和使用维护方便。还应根据各种传动机构的特点 ，选择一个合理的传动机构。 本次课题的选题来自煤矿运输机械 刮板输送机的机头减速器。当前现场使用的250 （ 1） 承载能力，使用寿命，传动效率较差。 （ 2） 运行精度和质量不高。 （ 3） 生产成本较高，市场竞争力不大。 （ 4） 体积大，且笨重。 （ 5） 结构设计不够合理。 考虑，煤矿机械的市场竞争必须以质优价廉取胜，非常需要改进设计新的减速器。改型减速器要减小体积和重量，必须使结构设计更加合理，精选材料，强化工艺，在技术参数选择和加工工艺上达到更高的水平，使改型减速器的应用更上一个新台阶。 点如下： （ 1） 齿轮，齿轮轴采用铸件，经渗碳，淬火，磨齿处理，零件的机械性能和耐磨性能高。 （ 2） 体积减小，重量减轻。 （ 3） 提高了运行的精度和质量，降低生产成本，提高了市场竞争力。 （ 4） 结构设计合理，拆装方便，易于维修。 因此，本次设计改为锥齿轮，斜齿轮传动，锥齿轮加工困难，宜置于高速级，以减小其直径和模数。斜齿轮传动较直齿轮平稳，应用于中，低速级。为了能传递较大的力，选齿轮材料为 20时为了增强轴的承载能力，其材料也为 20的结构为阶梯轴。采用三级传动。传动方案如图 较改进前后减速器的总 体大小如表 图 动方案 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 10 页 ， 共 53 页 表 进前后减速器的总体大小比较 总长 总宽 总高 箱体外侧与二轴中心的距离 二轴，三轴之间的中心距 三轴，四轴之间的中心距 改进前 105000004035进后 5006050502016过比较，体积明显减小，减小约 40%，进而所占用的空间减小，使用方 便。 3 3 计算传动装置的运动、动力参数 传动装置的已知数据 已知电动机直接将功率0步转速 n 为 1500r/载转速440r/入到高速轴（一轴）。总传动比为总i=轴的传动比分别为：一级 1i =二级 2i =3 三级3i=算各轴的转速 一轴转速 1n =440r/二轴转速 2n =1n /1i =1440/3=480r/轴转速 3n= 2n /2i =480/轴转速 4n =3n/3i=算各轴的功率 查表得：一对锥齿轮传动的效率为 1 =对斜齿轮传动的效率为2 =对滚动轴承的效率 r =轴器效率 c = 一轴功率 1P = c=30 2P = 1P 1 r =纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 11 页 ， 共 53 页 三轴功率 2P 2 r =P =3P 2 r=一轴转矩 1T =955011550N 二轴转矩 2T =955022550N 三轴转矩 3T=955033550N 四轴转矩 4T =955044550N 3 4 锥齿轮的设计、校核及绘制 已知数据 一级采用锥齿轮传动，大小齿轮材料均 采用 20热处理方法为渗碳后淬火。强度极限为 B =1100屈服极限为s=850齿芯强度为 300齿面硬度 5662 按齿面接触疲劳强度设计主要尺寸 简化设计公式 2212 RR （式 （ 1） 小锥齿轮转矩 1T =N （ 2） 齿数比 u =1i = 齿宽系数取 （ 3） 载荷系数取 8.1k （ 4） 许用应力 查表得 500因为 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 12 页 ， 共 53 页 而取以 M p i nl i （式 将以上代入（式 算 222 12503) R = R=64 5） 选齿数 小齿轮 1Z =17 大齿轮 2Z =u 1Z =17=28 实际齿数比 u =12i （ 6） 按经验公式选择模数。锥齿轮以大端模数为标准值 m =122 式 取 m = 7） 计算主要参数 分度圆直径 1d =m 1Z =17=式 2d =m 2Z =28=126分锥角 1 = 2817a r c t a na r c t a （式 2 =90 - 1 =90 = （式 锥矩 R = 22212 = 齿宽 b = =0. 3 取 b =21买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 13 页 ， 共 53 页 当量齿数 s 111 2s 22 Z =面重合度 o o o sc o =（式 co （式 )t a n( t a n)t a n( t a 2211 Z = （式 齿宽中心点圆周速度 10060 1(100060 )11 =s（式 平均分度圆直径 1()1 m 120126)22 m 中心分度圆模数 齿顶高 411 （式 12 齿根高 (1 （式 齿顶角 r c t a n ()/a r c t a n (21 Rh 式 r c t a n ()/a r c t a n ( 12 Rh 齿根角 a r c t a n (11 Rh a r c t a n (22 Rh 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 14 页 ， 共 53 页 顶锥角 （式 根锥角 （式 齿顶圆直径 111 （式 4co 222 齿根 圆直径 o o 222 8c o o 111 （式 分度圆弧齿厚 （式 校核齿面接触疲劳强度 （ 1） 齿面接触疲劳许用应力 查得 寿命系数 1 大小齿轮均为硬齿面 取 1 许用应力 M 2 5 021 （ 2） 齿面接触疲劳应力圆周力 1 0 02 0 0 011 查表得 齿间载荷分布系数 1纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 15 页 ， 共 53 页 使用系数 K 动载系数 Z 弹性系数 Z 锥齿轮系数，因齿根未修缘 1M p 强度校核 因为 所以满足齿面接触疲劳强度要求。 校核齿根弯曲疲劳强度 （ 1） 齿根弯曲疲劳许用应力 查表得 齿根圆角敏感系数 11 1 最小安全系数 应力修正系数