刮板输送机的设计【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 摘 要 刮板输送机是一种挠性牵引的连续输送机械，是为了采煤工作面和采区巷道运煤布置的机械。它的牵引构件是刮板链，承载装置是中部槽，刮板链安置在中部槽的槽面。中部槽沿运输线路全线铺设，刮板链绕经机头，机尾的链轮接成封闭形置于中部槽中，与滚筒采煤机和输送机推移装置配套，实现落煤、装煤、运煤以及推移输送机械化。沿输送机全长都可向溜槽中装煤，装入中部槽中的煤被刮板链拖拉，在中部槽内滑行到卸载端卸下。 用刮板输送机运送散碎物料的方式 20 世纪初出现于工业发达的英国。早期的刮板输送机结构简单轻便，仅用作运煤，需人工装 煤，运输能力低，每小时最多只能运几十吨；输送机长度只有几十米；功率小，牵引链的强度也不高。经过多年的改进和发展，目前综采矿用的刮板输送机除了运煤之外，还有四种功能：给采煤机作运行轨道；为拉移液压支架作伸缩油缸的固定点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆、水管、乳化液管等。 本说明书主要介绍了输送机传动部的设计计算。 20 型输送机传动部主要是由一个电动机、减速箱和液力偶合器组成，该输送机内横向布置，电动机输出的动力经由三级传动的圆锥圆柱齿轮减速速器传动。在设计过程中，对传动部的轴、传动齿轮、轴承和联接用 的花键等部件进行了设计计算、强度校核和选用。本说明书主要针对主要部件的设计计算和强度校核进行了叙述和介绍。 关键词 ： 连续运输； 刮板链； 减速器； 设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is a of is to of of It is a in in of by a to of to is in to in 0th in as of of of a is of of of in to of up on 20 is by a of of In of of at 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 1 概述 . 1 板输送机的机构与作用 . 1 板输送机的工作原理 . 1 送机的发展概况 . 1 内外刮板输送机的技术特点及趋势 . 1 进产煤国家刮板输送机的技术发展 . 1 国刮板输送机的技术改进方向 . 2 2 主要部件的结构和设计要求 . 3 头部 . 4 头架 . 4 轮 . 5 速 器 . 5 轴 . 6 轴器 . 6 动机 . 7 尾部 . 7 部槽及附属部件 . 8 板链 . 9 链装置 . 10 移装置 . 11 固装置 . 11 3 传动部的设计及计 算 . 12 要技术参数 . 12 动机的选择 . 12 输能力计算 . 13 算减速器的输出转速 . 13 传动比及传动比的分配 . 14 传动比的确定 . 14 动比的分配 . 14 动部传动计算 . 14 轴转速计算 . 14 轴功率计算 . 15 轴扭矩计算 . 15 一级圆锥齿轮传动的计算 . 16 二级圆柱齿轮传动的计算 . 20 三级圆柱齿轮传动的计算 . 24 的结构设计与校核 . 29 轴的结构设计及校核 . 30 的结构设计及校核 . 33 的结构设计及校核 . 36 的结构设计及校核 . 39 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 的设计与强度校核 . 43 通平键 . 43 键 . 44 速器轴承的校核 . 47 算轴轴承寿命 . 47 算轴轴承寿命 . 48 算轴轴承寿命 . 48 算输出轴轴承寿命 . 49 4 刮板输送机的使用和维护 . 50 滑及注油 . 50 型刮板输送机的安 装、运行与维护 . 50 型刮板输送机的安装与试运转 . 50 板输送机的运行注意事项 . 52 见故障及处理方法 . 52 板输送机的常规保养及维护 . 53 板输送机上使用 的新型传动系统 . 55 结 论 . 56 参考文献 . 57 翻译部份 . 58 英文原文 . 58 中文译文 . 64 致 谢 . 69 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 概述 刮板输送机是一种有挠性牵引机构 的牵引构件是刮板链，承载装置是溜槽。在溜槽的采空区侧设有挡煤板及挡煤板座、导向管（链牵引采煤机用）、齿条、销轨或埋链（无链牵引采煤机用）。 刮板输送机在综采工作面中起着承载、运煤和采煤机导向以及液压支架推移支承等作用，是整套综采设备的“中坚”，其性能、可靠程度和寿命是综采 工作面正常生产和取得良好技术经济效果的重要保证。刮板输送机的输送能力主要由高产高效矿井的生产能力来决定，同时也决定了刮板输送机的发展趋势。 板输送机的发展历史 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 (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。 我国综采机械化的应用始于 20世纪 70年代末，用刮板输送机运输散碎物料的方式 20 世纪初出现于工业发达的英国。早期的刮板输送机长度只有几十米；功率小，牵引链的强度也不高。经过多年的改进和发展，目前综合采矿用的刮板输送机除了运煤之外，还有四种功能：给采煤机做运行轨道，为拉移液压支架作升缩油缸的固定点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆、水管、乳化液管等。刮板输送机在综合采煤工作面与采煤机和液压支架配套工作。 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。 刮板输送机是综采工作面中工况条件恶劣、负载状况复杂的关键运输设备。由于难起动，负载变化剧烈， 多机驱动中各电机负载分配失衡和负载振荡等问题，造成刮板输送机传动系统和链条组件中应力过大，受冲击厉害使溜槽磨损严重甚买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 至电机烧毁损坏，直接影响刮板输送机的可靠性及寿命。驱动装置是刮板输送机的心脏，其性能的好坏和功能的完善程度与刮板输送机整机的运行品质、可靠性和寿命密切相关。我国综采工作面刮板输送机自 70 年代中期开发以来，取得了长足的进步，其驱动装置从性能和可靠性等各方面都有了大幅度的提高。 80 年代后期，我国成功地开发研制了双速电机驱动装置，有效地解决了刮板输送机难起动的问题，降低了链条、链轮及溜槽的磨损，延长 了刮板输送机的使用寿命。但是，与国外先进水平相比，还存在着很大差距。近十年来，国外各先进的采煤国家，为适应国际市场的需要，不断加大刮板输送机的功率，改进驱动技术，完善了双速电机驱动装置，并开始采用可控软起动技术，使刮板输送机的输送能力不断增加，技术性能日趋完善，可靠性及寿命大幅度提高。鉴于国产刮板输送机驱动装置技术性能还比较落后，功能还不够完善，严重制约着我国刮板输送机整机性能的提高。因此。结合我国国情和需要，找出差距，充分吸收、借鉴国外先进技术，尽快完善现有技机研究开发中的重要任务。 内外刮板输送 机的技术特点与发展趋势 进产煤国家刮板输送机的技术发展 一、先进产煤国家刮输送机的技术发展 （一）发展重点与代表机型 在不断提高工作面单产和效率的总要求下， 80 年代初期，主要是对工作面刮板输送机的结构进行改进。如采用双中心链、侧卸机头、封底溜槽和双速电动机，增大溜槽、牵引链条等组件的强度及传动功率等都有效地提高了刮板输送机的运输能力和可靠性。 80 年代后期以来，工作面刮板输送机技术发展可概括为“三大（大运量、大运距、大功率）、二重（重型溜槽、重型链条）、一新（自动监测等新技术）”。以德国 司制造的 42 3 1000 型软起动刮板输送机为例，其装机容量为 3 750中心链 2 42 /46槽为轧焊结构，溜槽能力可达 4500t/h，在美国科罗拉多州塞浦露斯 20 英里矿与朗艾道公司制造的 1997 年 6月创造月产 990361t 洁净的世界纪录。 其它如美国的朗艾道公司、久益公司、德国的哈尔巴赫布朗公司和 在 80年代至 90年代推出了新型强力工作面刮板输送机。 (二 )已达到的主要技术指标 进入 80年代以后，代表工作面刮板输送机技术发 展水平的主要指标为： 70 年代末期，一般工作面刮板输送机长度不超过 200有德国在 1979年平均长度达到 223m）； 80 年代逐步增长到 250m 长的采煤工作面刮板输送机平均长度为 、德均已有超过 300m 长的采煤工作面和刮板输送机，最长的工作面直径从 26 30大到 34 42前已出现 46 52买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 链子。国外专家研究分析认为，从设备投资、运营成本、掘进通风、维修搬家等因素综合考虑，工作面及刮输送机长度在 250 左右时，技术经济指标最为合理。 70 年代 末，工作面刮板输送机运量能力一般小于 1000t/h， 80 年代中期达2000t/h， 80年代末 90年代初达到 2500 3500t/h，目前已出现运量达到 4000 t/应的溜槽宽度从 730 76480 1100上，链上 1m/高链速已达 s 。 刮板输送机驱动电动机单台功率 200大装机功率为 2 20080年代初期为（ 2 3）（ 250 315） 前实际运行的刮板输送机单台电动机最 大功率已达到或超过 700速器传动比 i=1： 40。相应地，对于功率大于250 300动机的供电电压也从 1000V 左右升高到 2300V、 3300V、 4160V 或5000V。 70 年代，工作面刮板输送机过煤量约为 100 万 t， 80 年代初期为 200 万吨。目前重型刮板输送机整机（大修周期）过煤量已达到 400 600万 t（相当于运行 34年）；组件工作寿命， 3000 300万 t（相当于运行 1 2年），链轮为 100 150 万 t（约运行 1 年左右），减速器设计寿命为 12500 15000h，接链环的疲劳寿命达到 70000次以上。 1技术先进性。 随着科学技术的进步和市场的发展，输送机的国际竞争将越来越激烈，对输送机的设计水平和生产能力要求也越来越高，不仅要求造型科学、配套合理，在技术上不断创新、完善，去适应不断变化着的使用条件，而且关键部件 (如刮板链、减速器、保护装置等 )的设计或选用，要求与国际接轨，实现标准化。 2性能可靠性。 设备的可靠性是进行高效作业的根本保证。井下受场地、灯光等条件的限制，维修条件较差有些高瓦斯矿井基本不具 备现场维修的条件，一旦出现故障就会严重影响安全生产。因此，输送机各部分的结构型式、传动方式、使用材料等，不仅要求设计合理，还要建立在实践验证的基础上。 3设备安全性。 安全性是至关重要的环节。是所有设备必须具备的性能，同样也贯穿在输送机的设计、制造、使用过程中。目前国家高度重视煤矿安全生产，引起煤矿井下事故的除了瓦斯爆炸、透水、冒顶等之外设备事故也会引起人员伤亡和财产损失。因此，输送机各部件的防护装置应设计合理、安装完备，在易发生事故的部位尤其要加强防护防止因断链、飞溅、高温等引发人员伤亡事故。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 机电液一体化趋势明显。 随着实用型新技术的发展，大功率输送机控制系统与保护装置的机电液一体化趋势越来越明显。主要表现为：机头部与机尾部功率分配、顺序启动，电机保护除过流保护、过热保护外增加过压保护，阀控充液型液力耦合器的推广使用。链条张力监控及工况检测和故障诊断等。虽然还有部分技术的实现与应用尚需时日，但输送机机电液一体化的发展趋势不会变。随着当今世界综采技术的发展和设计思路的不断创新、高产高效工作面的相继投产，大功率刮板输送机的研制与开发已势在必行，要加强计算机辅助设计、模拟工况、仿真等技术的应用。对此 ，应该抓紧机遇一方面提高现有机型的可靠性、安全性，降低事故发生率；另一方面要研制开发国产大功率刮板输送机尽快投入市场，提高与国外同类产品的竞争力，以适应我国煤炭工业迅猛发展的需要。 板输送机的工作情况 刮板输送机是为采煤工作面和采区巷道运煤布置的机械。它的牵引机构是刮板链，承载装置是中部槽，刮板链安装在中部槽的槽面。中部槽沿运输路线全线铺设，刮板链绕经机头、机尾的链轮接成封闭行置于中部槽中，与滚筒采煤机和输送机推移装置配套，实现落煤、装煤、运煤及推移输送机。输送机全长溜槽都可装煤，装入中部槽中的 煤被刮板链拖拉，在中部槽内滑行到卸载端卸下。 一般的刮板输送机能在 25以下的条件使用。刮板输送机在使用只能感要受拉、压、弯曲、冲击摩擦和腐蚀等多种作用，因此，必须有足够的强度、刚度、耐磨和耐腐蚀性。由于它的运输方式是物料和刮板链都在槽内滑行，因此运行阻力和磨损都很大。但是，在采煤工作面运煤，目前还没有更好的机械可代替，只能从结构上、强度上和制造工艺上不断研究，使它更加完善、耐用。 刮板输送机是综采工作面中工况条件恶劣、负载状况复杂的关键运输设备。由于难起动，负载变化剧烈，多机驱动中各电机负载分配失衡和负载 振荡等问题，造成刮板输送机传动系统和链条组件中应力过大，受冲击厉害使溜槽磨损严重甚至电机烧毁损坏，直接影响刮板输送机的可靠性及寿命。驱动装置是刮板输送机的心脏，其性能的好坏和功能的完善程度与刮板输送机整机的运行品质、可靠性和寿命密切相关。 案选定 刮板输送机链条在溜槽内的布置方式，常用的有中单链、中双链和边双链三种。其特点分别是： a. 中单链型刮板输送机。刮板上的链条位于刮板中心，刮板在中部槽内起导向作用。其特点是结构简单，便于维护，弯曲性能好，链条受力均匀，溜槽磨损小，断链事故少。其缺点是过煤空 间小，机头尺寸较大，能量消耗较大。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 b. 边双链型刮板输送机。刮板上的链条位于刮板两端，链条和连接环在中部槽内起导向作用。其特点是过煤空间大，预紧力小，功率消耗少，适用的煤层倾角较大。其缺点是两链受力不均，不能使用较大的圆环链，强度受到一定的限制，溜槽磨损较大。 c. 中双链型刮板输送机。刮板上的两股链条中心距不大于中部槽宽度的20%，刮板在中部槽内起导向作用。其特点是链条受力均匀，溜槽磨损小，水平弯曲性能好，机头尺寸较小，单股链条断时处理方便，适用于重型刮板输送机。缺点是过煤空间小，能量消耗大，运行阻力较 高。 综上所述，中双链刮板输送机的特点是结构简单 ,事故少 ,受力均匀 ,运行平稳 ,磨擦阻力小 ,中部槽利用率高和弯曲性能好 ,在输送机上不易出现堵塞。缺点是能量消耗大。中双链刮板输送机 800系列适用于缓倾斜煤层、中厚煤层，长壁式回采工作面输送煤炭。具有输送量大、适用性强、高强度、长寿命等优点，是高产、高效工作面极为理想的综采输送设备。本机与滚筒采煤机、液压支架、转载机、破碎机、工作面运输巷可伸缩带式输送机及电控装置相配套，实现综合机械化采煤。考虑到所设计的刮板输送机的运输功率比较大和上述各种链型的特点，本次设计选用 中双链刮板输送机进行设计。 目前，刮板输送机的机头、机尾部采用螺栓连接，而连接螺栓强度不足，容易断裂，可靠性不高，为此，本次设计机头、机尾部采用焊接板式，这样可以减少螺栓连接，不但可以提高可靠性，而且还可以减少孔和螺纹的加工而减少工序，降低成本。另外，考虑设计的输送机功率比较大，因此，采用双速电动机驱动，取消了液力耦合器，不存在液力耦合器的滑差，不需经常检查和补充工作液体，没有过载喷油之患，链速也有所提高。 刮板链的强度问题一直是困扰国产刮板输送机的大问题。由于磨损、疲劳、自身质量差、锈蚀等原因 ,使新链条在 使用 3 个月后断链事故明显增多。为此，链条将采用圆环链，既有利于降低机身高度 ,增大装煤量 ,又有足够强度。 国产刮板输送机的联接螺栓可靠性普遍较差 ,机头、机尾推移部上的联接螺栓经常出现拉断现象 ,造成推移困难，铲煤板和刮板上的螺栓经常出现松动、脱落 ,造成零件丢失 ,影响铲煤和运煤效果，使中部头强度不足。因此，中部槽采用整体铸造和轧制 ,尽量减少螺栓联接，为了减少空载功率消耗 ,中部槽采用封底结构，由于铲煤板、挡煤板座铸在一起，从而实现中部槽无螺栓连接 ,增加了中部槽的刚性、强度和可靠性，另一方面减少了许多机械加工量和拆装 维修工作量，不必为螺栓防松采取许多技术措施和日常维修作业，可以显著降低制造和运营成本。 刮板输送机常用的传动方式有以下几种： （ 1）输入输出轴垂直布置三级圆锥圆柱齿轮减速器，该减速器的第一级传动齿轮为圆弧锥齿轮；第二级传动齿轮为直齿圆柱齿轮；第三级传动齿轮为直齿圆柱齿轮，也可采用斜齿圆柱齿轮。这种传动装置与刮板输送机机身平行，在工作面内占用空间小，因此被广泛的应用在各种刮板输送机上。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 2）输入输出轴平行布置圆柱齿轮传动减速器，该减速器的各级齿轮均为圆柱（斜齿或直齿）齿轮，因此输入与输出轴平行。这种传动装置 与刮板输送机机身垂直，占用空间大，除了一些超重型刮板输送机使用外，其它各型刮板输送机较少采用。 （ 3）输入输出轴垂直布置行星齿轮传动减速器，该减速器第一级传动齿轮为圆弧锥齿轮，第二级传动齿轮为斜齿圆柱齿轮，第三级传动齿轮为行星齿轮。 （ 4）输入输出轴平行布置行星齿轮传动减速器，该减速器第一、二级传动齿轮均为行星齿轮， 综上所述，本次设计的减速器采用输入输出轴垂直布置三级圆锥圆柱齿轮减速器。 2 主要部件的结构和技术要求 矿用的刮板输送机，按工作需要，对其结构有如下要求： （ 1）能用于左或右工作面； （ 2）各部件便于在井下拆装和运输； （ 3）同一型号的部件安装尺寸和连接尺寸应保证相同，同类部件应保证通用互换； （ 4）刮板链安装后，在正、反方向都能顺利运行； （ 5）有紧链装置，且操作方便，安全可靠； （ 6）能不拆卸用机械推移，为此，应有便于安装推移装置的连接点； （ 7）要有足够的强度、刚度、耐磨性； （ 8）从端部卸载的 刮板输送机，机头架应有足够的卸载高度 ，防止空段刮板链返程带回煤； （ 9）一般应有上链器，上链器是供刮板链在下槽脱出时通过它返回槽内的装置； （ 10）用于机械采煤的工作面刮板输送机，机头架的外廓尺寸和结构形式应便于采煤机自切开口； （ 11）用于采煤机的工作面刮板输送机，应结合技术上的需要，能装设下列部分或全部附属部件： 采煤机的导向装置； 铲煤板； 挡煤板； 无链牵引采煤机的齿轨； 放置电缆、水管、乳化液管路的槽或支架； 在机头部和机尾部能安装采煤机外牵引的传动部装置，牵引链的固定装置或刨煤机机构传动装置和控制保护装置； （ 12）用 于综采工作面的刮板输送机，相关的外廓尺寸应与采煤机和液压支架相配； （ 13）刮板输送机沿倾斜面铺设，在工作中有下滑可能时，应有防滑锚固装买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 置； 刮板输送机由机头部、机尾部、中部槽及附属部件、刮板链、紧链装置、推移装置和锚固装置组成。下面分述其结构和技术要求。 头部 随着综采工作面生产能力的迅速提高，刮板输送机端卸载已经难以满足要求，国内外大运量重型刮板输送机均采用交叉侧卸载机构，该机构经过几代改进，在卸载能力、效率、寿命等方面都有了很大的提高。同时，卸载高度的降低也为综采配套带来了便利。 机头部由机头 架、链轮、减速器、盲轴、联轴器和电动机组成，是将电动机的动力传递给刮板链的装置。 机头架是机头部的骨架，应有足够的强度和刚度，由厚钢板焊接制成，各型机头部的共同点如下： （ 1）两侧对称，两侧壁上都能安装减速器，以适应左、右采煤工作面的需要； （ 2）链轮由减速器伸出和盲轴支承连接，这种连接方式，便于在井下拆装； （ 3）拨链器和护轴板固定在机头架前梁上，它的作用防止刮板链在与链轮的分离点处被轮齿带动卷入链轮，护轴板是易损部位，用可拆换的活板，既便于链轮和拨链器的拆装，有可更换； （ 4）机头架的 易磨损部位采取耐磨措施，例如加焊高锰钢堆焊层或局部采用耐磨材料的可更换零件。 链轮组件安装于机头架上，链轮组件采用从机头架一侧穿入的安装方法。链轮组件为双伸结构，两侧均通过齿轮联轴器和传动装置联接。链轮组件采用远程注油方式，润滑油为 1995 工业闭式齿轮油 L 等品 460，油箱注满为止，每季更换润滑油一次。拆卸链轮组件可在不拆传动装置的情况下进行。 七齿链轮与渐开线内花键孔滚筒焊接，构成链轮轴。链轮由优质合金钢锻造而成，齿形部分经电解加工成型，链窝及齿形表面经淬火处理。滚筒 上的内花键用来与减速器输出轴联接。 链轮轴上的轴承、轴承座、套及密封装置为对称布置。在传动部一侧安装右透盖、右端盖和一组浮封环，在另一侧安装左透盖和左端盖。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 1