机械毕业设计（论文）-SGZ764320型刮板输送机设计【全套图纸】 .doc

中国矿业大学应用技术学院2012届毕业设计 摘要 摘 要刮板输送机是一种具有挠性牵引机构的连续运输机械，主要供采煤工作面使用。在煤矿井下综采工作面中主要承担的任务是将采煤机采下的原煤连续不断地运往转载机，确保综采工作面的原煤连续运出。它要求机身高度小，便于装载；运输能力满足使用地点的生产需要；结构坚固，能抵抗压、砸和碰撞；变更运输距离时，加长和缩短方便；能够不拆卸用机械移置。根据所给设计参数和工作环境的要求，通过对刮板输送机的发展情况、发展趋势、结构组成、工作原理、种类及作用进行分析，对sgz764/320型刮板输送机输送能力的计算、水平弯曲段几何参数的计算、运行阻力的计算、链条张力和牵引力的计算、电机功率的计算、溜槽推移阻力的计算、链条预张力和紧链力的计算及链条强度的计算等，完成刮板输送机结构改进，绘制了sgz764/320型刮板输送机总图、机头传动装置等结构设计。关键词 刮板输送机 结构设计 理论计算全套图纸，加153893706 中国矿业大学应用技术学院2012届毕业设计 目录目 录1.概述3 1.1选题意义错误！未定义书签。 1.2刮板输送机概述3 1.3国内外发展情况3 1.3.1我国刮板输送机发展现状3 1.3.2国外刮板输送机发展概况2 1.4刮板输送机的发展趋势3 1.5刮板输送机改进3 1.5.1刮板输送机的主要问题3 1.5.2刮板输送机的改进41.6刮板输送机类型及组成31.7刮板输送机工作原理和使用范围32.主要部件的结构和设计要求32.1矿用的刮板输送机，按工作需要，对其结构有如下要求：32.2机头部32.3机头架32.4链轮32.5减速器32.6盲轴32.7联轴器32.8电动机32.9 机尾部32.10中部槽及附属部件32.11刮板链32.12紧链装置32.13推移装置32.14锚固装置33.刮板输送机的选型计算33.1总体设计要求33.2总体方案的确定33.2.1根据刮板输送机输送能力的公式错误！未定义书签。3.2.2.牵引力及电机功率的计算错误！未定义书签。3.2.3 牵引链的动负荷错误！未定义书签。3.3 电动机功率n错误！未定义书签。3.4链轮的转速错误！未定义书签。4.减速器的设计34.1传动系统的确定34.2传动比的分配34.3各轴转速计算34.4各轴功率计算34.5各轴扭矩计算34.6直齿圆锥齿轮的计算34.7第一对直齿圆柱齿轮计算34.8第二对直齿圆柱齿轮计算34.9轴的设计及强度校核34.9.1 高速轴轴的设计34.9.2 轴的设计34.9.3 轴的设计34.9.4输出轴的设计35.减速器轴、键、轴承的校核35.1减速器键的校核35.1.1 轴键的校核35.1.2 轴键的校核35.2 减速器轴承的校核35.2.1 验算轴轴承寿命35.3减速器轴的校核35.3.1 校核轴的强度36.刮板输送机的使用和维护36.1润滑及注油36.2重型刮板输送机的安装、运行与维护36.2.1重型刮板输送机的安装与试运转36.2.2刮板输送机的运行注意事项36.2.3常见故障及处理方法36.2.4刮板输送机的常规保养及维护3总 结3参考文献3致 谢错误！未定义书签。 中国矿业大学应用技术学院2012届毕业设计 第 55 页 1. 概 述.1.1选题意义刮板输送机作为煤矿工作面运输设备，不仅担负着运煤的作用，而且作为采煤机的运行轨道、液压支架的推移支点、还要悬挂工作面设备的电缆、水管等。所以，刮板输送机的可靠、稳定、高效运行将直接影响着矿井的生产能力和煤矿企业的经济效益。刮板输送机主要供采煤工作面使用。它要求机身高度小，便于装载；运输能力满足使用地点的生产需要；结构坚固，能抵抗压、砸和碰撞；变更运输距离时，加长和缩短方便；能够不拆卸用机械移置。单链刮板输送机结构简单，没有链子受力不均现象，装载面积大，弯曲性能好。当采用特殊的导向装置时，可以转弯90，它的拐弯部分代替了顺槽转载机，可以直接将工作面的煤炭卸到顺槽可伸缩胶带输送机上，减少了输送环节，实现了一机多用。也就是说，刮板输送机在生产中占有非常重要的地位，而单链刮板输送机又有着结构简单、装载面积大、弯曲性能好等优点，在实际生产中有着十分优越的性质，所以通过本次设计，完成单链刮板输送机的结构设计具有很大的实用意义。1.2刮板输送机概述刮板输送机是一种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。它的牵引构件是刮板链，溜槽是它的承载装置，刮板链在溜槽的底部。适用于缓倾斜中厚煤层高档普采工作面，与滚筒采煤机和输送机推移装置配套，实现落煤、装煤、运煤及推移输送机机械化。沿输送机全长都可向溜槽中装煤，装入溜槽中的煤，被刮板链拖拉，在溜槽内滑行到卸载端卸下。一般的刮板输送机能在25以下的条件下使用。刮板输送机在使用中，要承受拉、压、弯曲、冲击、摩擦和腐蚀等多种作用，因此，必需有足够的强度、刚度、耐磨性和耐腐蚀性。由于它的运输方式是物料和刮板链都在槽内滑行，运输阻力和磨损都很大。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。刮板输送机的工作原理和基本结构，与我国在公元186至189年间发明的“翻车”龙骨水车是相同的。可是，用刮板输送机运送散碎物料，是在本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，那时它仅是运煤之用，人工装煤；运输能力低，每小时最多只有几十吨；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，目前综采工作面用的刮板输送机，除了运煤之外，还有四种功能：给采煤机作运行轨道；为拉移液压支架作托移固定点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆、水管、乳化液管等。刮板输送机在综采工作面与采煤机和液压支架配套工作。刮板输送机在煤矿是使用量大、消耗多的重要设备。多年来，我国制造的刮板输送机有几十种型号。目前，我国制造的最大的工作面刮板输送机，运输能力为25004500t/h；装机总功率为2800kw4800kw；一条牵引链的破断负荷为85t；沿水平的运输距离为150m；整机全部质量204t。工作面用刮板输送机，按刮板链的型式分有四种：中单链型；边双链型；中双链型和准边双链型。系列型谱中的刮板输送机，都采用以矿用高强度圆环链制成的刮板链。刮板输送机按功率大小分为轻、中、重型。刮板输送机配套单电动机设计额定功率40kw及以下的为轻型；大于40kw，小于90kw为中型；大于90kw为重型。1.3国内外发展情况1.3.1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设备，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2。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sgw-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。1.3.2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介的新型液力联轴器的研究工作亦有所进展6。1.4刮板输送机的发展趋势输送机的运输量大，设备功率大。其生产能力能适应采煤机的要求，保证将采煤机采落的煤及时运出。为了增大运输量可采取增大溜槽装载断面、提高链速和增大设备功率等措施。因此，总结以上内容，可知刮板输送机将向以下几个方面发展：（1）向大型化发展。装机功率为2800kw4800kw，输送能力为25004500t/h，输送距离为300350m，链条规格为4852mm，溜槽内宽为13001500mm。（2）向高耐久性，高可靠性方向发展。减速器耐久性试验指标应通过15002000h耐久性试验，输送机溜槽过煤量大于6mt，事故率小于3%。（3）向智能化自动化方向发展。采用cst可控驱动装置和acts自动调链装置及工况监测系统等。（4）向标准化、规范化方向发展。输送机另部件普遍标准化，规范化，保证设计、加工质量和水平。（5）向高适应性发展。适应不同综采工艺的工作面刮板输送机将会继续发展，如综放工作面刮板输送机、刨煤机用输送机等继续得到发展。1.5刮板输送机改进1.5.1刮板输送机的主要问题国外几家著名公司现在生产的重型刮板输送机一般都可以整机无故障过煤600万t以上，有些可达1200万t。而国产刮板输送机的过煤量是很低的。故提高国产设备的可靠度，是刮板输送机发展的主要问题。刮板链的强度问题是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。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。影响中部槽的可靠性和寿命的主要原因是中板的磨损和联接头强度不足。1.5.2刮板输送机的改进随着刨煤机和深截式采煤机的出现，煤矿生产进入了机械化时代。为了适应这种情况，刮板输送机应该向沿水平方向和垂直方向可以弯曲，为采煤机提供运输轨道，双链牵引，多电机驱动，并能随着采煤机的运行及时推移的方向改进。同时，为与综采设备相适应，要求采用高效重型可弯曲刮板输送机，其结构应向着短机头、大功率、高链速、高强度的中部槽和链条等方向改进，运量不断增大，可靠性不断提高。伴随着科学技术的不断发展，大功率工作面输送机逐渐成为主流，即高产高效输送机，从而使输送机应具有如下特点：大功率、大运量、长运距、高可靠性、长寿命，其功率和运量应增大23倍。1.6刮板输送机类型及组成刮板输送机的类型很多，可按刮板链型式、卸载方式、中部槽结构、采煤机牵引方式、电动机类型、承载重类型、整机适用条件分类。按刮板链型式分为中单链型刮板输送机、边双链型刮板输送机、中双链型刮板输送机、准边双链型刮板输送机。按卸载方式分为端卸式刮板输送机、侧卸式刮板输送机、直弯式刮板输送机、交叉侧卸式刮板输送机，现在重型、超重型刮板输送机多用于交叉侧卸式刮板输送机。按中部槽结构分为开底式刮板输送机、封底式刮板输送机、分体中部槽刮板输送机、整体焊接中部槽刮板输送机、框架式中部槽刮板输送机、铸造式中部槽刮板输送机。按采煤机牵引方式分为有链牵引采煤机用的刮板输送机和无链牵引采煤机用的刮板输送机。按电动机类型分为单速电动机刮板输送机和双速电动机刮板输送机。按承重类型分为轻型刮板输送机、中型刮板输送机、重型刮板输送机、超重型刮板输送机。按整机适用条件分为缓倾斜中厚煤层刮板输送机、缓倾斜薄煤层刮板输送机、缓倾斜厚煤层大采高刮板输送机、缓倾斜三软煤层刮板输送机、中厚煤层大倾角刮板输送机、急倾斜厚煤层水平分段放顶煤及“三下”综采刮板输送机。1.7刮板输送机工作原理和使用范围刮板输送机是一种有扰性牵引机构的连续运送机械。牵引机构是刮板链，溜槽是它的承载装置，不同类型的刮板输送机，其各个组成部分的形式和布置方式是不尽相同的，但其主要结构和基本组成部件是相同的。现以sgz-220型刮板输送机为例介绍其主要构成：机头部（包括机头架，传动装置、链轮组件等）；溜槽（分为中间标准溜槽、调节溜槽和连接槽）；刮板链；机尾部分（包括机尾架、传动装置、链轮组件等）。此外，对于各安装在采煤工作面的刮板输送机还在溜槽侧板上安装有挡煤板和铲煤板；机头、机尾各设有防滑瞄固装置；还有供移动输送机用的液压推移装置（与液压支架连在一起）和安装紧链时用的液压紧链器等附属装置。 刮板输送机的传动系统示意图如图所示。驱动电动机经液力偶合器、减速器而驱动 图1-1 sgz320型刮板输送机 1电动机；2液力耦合器；3减速器 4链轮组件；5盲轴；6刮板链绕过机头链轮与机尾链轮进行无极闭合循环运行的刮板链，将作为承载机构的溜槽中的煤炭推移到机头处的卸载点。其上部溜槽是重载工作溜槽，下部溜槽作为回空槽。刮板输送机在工作中要克服溜槽与刮板链及煤炭之间的滑动摩擦阻力，与相同运量和运距的带式输送机相比，刮板输送机的电机容量和电耗要大得多。但是它具有带式输送机没有的优点，如它的结构强度高，机身低矮，可以弯曲，能适应采煤机较恶劣的工作条件，并可作为采煤机的运行轨道，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；挡煤板后面有安装电缆、水管的槽架，并对电缆、水管起保护作用，推移输送机，电缆、水管同时移动。所以，刮板输送机现在仍是缓倾斜长壁式采煤工作面唯一的煤炭运输设备。1. 主要部件的结构和设计要求2.1矿用的刮板输送机，按工作需要，对其结构有如下要求：能用于左或右工作面；各部件便于在井下拆装和运输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；刮板链安装后，在正、反方向都能顺利运行；有紧链装置，且操作方便，安全可靠；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；要有足够的强度、刚度、耐磨性；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；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；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；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；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；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。2.2机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。 图2-1 中双链式刮板输送机的机头部2.3机头架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：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；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；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；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。2.4链轮链轮是刮板输送机传递扭矩最大的部件之一。对链轮的基本要求是：强度高，耐磨，能承受脉动载荷、冲击载荷，并具有一定的韧性；齿形尺寸参数设计准确、加工精度高，保证与链条进行良好的啮合；无论哪种结构的链轮，都要具备易于拆装的特点。链轮的材料选用优质钢材，经铸造或锻造后，进行调质处理。练窝和齿形表面需经表面淬火处理。滚筒的内孔为内花键孔，一端与减速器输出轴相联接，另一端与盲轴联接，安装链轮时，应将花键表面擦洗干净并涂上黄油。如图所示： 图2-2 整体式链轮组件2.5减速器我国目前生产的刮板输送机减速器多为平行布置式、三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器。其适用条件为：齿轮圆周速度不大于18m/s；安装角度为1 25；高速轴的转速不大于1500r/min；减速器工作的环境温度为-20c +35c；适用于正反两向运转。为适应不同需要，三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器有三种装配形式：i型减速器的第二轴装配紧链装置，第四轴（或第一轴）装断销过载保护，这用形式用于30kw以下的减速器；ii型减速器的第二轴端装紧链装置，利用液力耦合器实现过载保护，单机功率为4075kw的减速器多采用这用形式；iii型减速器的第一轴装紧链装置，利用液力耦合器实现过载保护，单机功率90kw以上的减速器采用这种形式。采用双速电动机时，不能用液力耦合器，因为液力耦合器不能在低速下工作。用双速电机驱动，应采用适当的机械或电气过载保护装置。减速器的轴端形式按配套需要选用。输入轴端有圆头平键和渐开线外花键两种；输出轴端有矩形花键、渐开线内花键和渐开线外花键三种。为使同一型号减速器的安装尺寸和连接尺寸能通用互换，我国制定并发布了刮板输送机减速器标准。为使其在左右两种采煤工作面和机头部、机尾部都能通用，刮板输送机减速器的箱体应上下对称。箱体的结构还应使刮板输送机在大倾角条件下工作时，各齿轮和轴承都能得到充分的润滑。为便于改变链速，减速器应能用更换第二对齿轮的办法，在一定范围内改变传动比。设计的重型刮板输送机的减速器都采用直齿轮锥齿轮。直齿锥齿轮的承载能力大，传动平稳，噪音低。检修更换齿轮时，必须注意齿轮的齿制相同，并应成对更换。刮板输送机通用技术条件对减速器的技术性能规定有具体指标。图2-1所示的减速器，第一对齿轮为直齿锥齿轮，第二对为直齿圆柱齿轮，第三对为直齿圆柱齿轮。箱体用球墨铸铁制造，以保证强度。在倾斜状态下，第一轴上球轴承也能得到良好的润滑，用油润滑，为防止工作时油过热，箱底部装有冷却水管。如果矿用刮板输送机的机头部装在平巷的位置，采用圆柱齿轮减速器。行星齿轮减速器的体积、质量小，效率高，大功率的减速器采用它有利。设计的减速器如下图所示图2-3 三级圆锥圆柱齿轮减速器 2.6盲轴盲轴是装在机头架的不装减速器一侧、支承链轮的一个组件。盲轴组件是用于与圆锥圆柱齿轮减速器的链轮连接组件相配的盲轴组件，其轴承座装在机头架侧板的座孔内，用螺栓固定。2.7联轴器电动机与减速器的连接有弹性联轴器和液力耦合器两种。用液力耦合器有以下有点：使电动机轻载保护功能；减缓传动系统的冲击和震动；多电机驱动能使各电机的负荷较均匀；如果与电动机的特性匹配得当，能增大驱动装置的启动力矩。中型和重型刮板输送机都采用液力耦合器。液力耦合器是一种液力传动器件，其主要组成部分由：1泵轮、2外壳、3易熔塞、4涡轮、5工作液。泵轮1和外壳2把涡轮4封在其中，并用螺栓紧密连接构成密封的工作腔。泵轮的出轴与电动机连接，涡轮的出轴与减速器连接。泵轮与涡轮上都有许多径向直叶片，两轮上的叶片数目不等。在工作腔内灌注一定量的工作液体，电动机驱动泵轮旋转时，泵轮中的工作液体被叶片夹持着同泵轮一起旋转，产生流向外缘的离心力就必定大于涡轮使工作液体产生的离心力压力。因此，泵轮内的液体沿径向叶片之间的通道向外流动，并在泵轮外缘流入涡轮；同时，由于连续性的缘故，在靠近联轴器轴线的泵轮内缘，工作液体又从涡轮流回泵轮，形成环流。于是，工作液体除了绕联轴器轴线进行旋转运动（牵连运动）之外，还要绕泵轮和透平轮所组成的循环圆的中心进行环流运动（相对运动），因此，工作液体的绝对运动的螺管状的复合运动。进入螺管运动的液体质点在泵轮被加速增压，泵轮的机械能转换成液体的动能，液体进入涡轮后，推动涡轮旋转，液体被减速降压，液体的动能转换成涡轮的机械能而输出做功。由此可见，液力耦合器是依靠液体环流运动传递能量的，而产生环流的先决条件是泵轮转速大于涡轮转速，即二者之间存在转速差。当二者转速相等时，液体的环流运动消失，能量传递也停止了。根据液力转动的理论，液力耦合器所能传递的力矩m用下式计算：式中 转矩系数； 工作液体的重度，； 泵轮的转速，r/min； d泵轮的有效直径，m 。液力耦合器的工作液可用矿物油、水或难燃液。在矿井中采用矿物油作工作液，有引起火灾的危险，为防止油温过高，安全型液力耦合器的工作腔装有易溶塞。易溶塞上有通孔，用专门配置的易熔合金封死。当过载时间较长，油温超过限定的温度时易熔合金被融化，腔内有野喷出，泵轮与涡轮失掉液力连接从而保护了电机不会长时间过载，链子不被拉断，也不致因油温过高而造成事故。2.8电动机刮板输送机电动机不用液力耦合器时，采用双鼠笼转子并具有高启动转矩的隔离防爆型电动机。采用液力耦合器时，对电动机的启动转矩无高要求，只是要求最大转矩要高。因为用液力耦合器时，电动机是轻载启动，如果液力耦合器的输入特性与电动机的特性匹配得当，则对负载的启动转矩可接近电动机的最大力矩。为解决刮板输送机的重载启动困难，德国和英国使用双速电动机。双速电动机是两种额定转速的鼠笼式感应电动机，它的定子上装有两套绕组，一套低转速绕组，一套高转速绕组。以低转速绕组运转时，能给出3倍以上额定转矩的启动转矩。低速运行时的输出功率约为高速时的1/2，启动电流比用高速绕组的电流低得多，电压降低。使用双速电动机时，以低速绕组启动，达到一定转速时，换接高速绕组常态运转。采用双速电动机需要专门的控制开关，以低速启动运转到给定的时间，断开低速绕组，间隔约150ms接通高速绕组运行。在环节的断电间隔中，电动机的转速因负载不同约下降50250r/min，即使时你、满载启动，高速绕组也不是从静止启动的，因而高速启动的电流也不高。双速电机的运转特性使刮板输送机在重载下能平稳启动。采用双速电动机与适用液力耦合器相比，因没有液力耦合器的滑差，不需经常检查和补充工作液体，没有过载喷油之患。但是，也没有液力耦合器的几种有益功能。双速电动机专用的控制开关中，必须要有完善可靠的电器保护装置。2.9 机尾部机尾部分为有驱动装置和无驱动装置两种。有驱动装置的机尾部，因尾部不需要卸载高度，除了尾部架与机头架有所不同外，其他部件与机头部相同。无驱动装置的机尾部，尾部上只有供刮板链改向用的尾部轴部件。2.10中部槽及附属部件中部槽的刮板输送机的机身，有槽帮钢和中板焊接而成。上槽是装运物料的承载槽，下槽底部敞开供刮板链返程用。为减小刮板链返程的阻力，或在底板松软的条件下使用时防止槽体下陷，可以在槽帮钢下加焊接底板构成封底槽。但使用封底槽安装下股刮板链和处理下股链事故比较困难，可以用间隔几节封底槽装一节有可拆中板的封底槽的办法，以减少困难。用于机械采煤工作面的中部槽，除了运煤外，还有承载采煤机骑在上面运行的负荷，即垂直方向受采煤机的重压和滚筒切割煤层时的冲击。推、拉液压支架的侧向力和纵向里，使中板拱曲受弯，连接件受拉、压和弯曲。大块煤岩卡死在槽中时，中板受压。中部槽的恶劣工作条件，造成它的损失外还有槽体变形和连接件损坏。因此，中部槽应有足够的强度、刚度和耐磨性。中部槽是刮板输送机的主要部分，钢制的中部槽已有近百年的历史，在长期的使用过程中存在以下缺点：重量大，安装和搬运费时费力；中部槽一般是由615mm的钢板制成，在受到较大的冲击时易变形，修复比较困难；耐腐蚀性差；耐磨性差；物料与中部槽的摩擦系数大，刮板输送机的功率大部分消耗于物料与中部槽的摩擦力上，造成了能耗过大、投资增加。 用超高分子量聚乙烯制造刮板输送机的中板，可解决钢制中板所存在的问题，得到塑料刮板输送机。本次设计的刮板输送机挡煤板为超高分子量聚乙烯挡煤板， 超高分子量聚乙烯纤维(简称uhmwpe)，又叫高强pe纤维，是当今世界三大高科技纤维（碳纤维、芳纶和超高分子量聚乙烯纤维）之一，也是世界上最坚韧的纤维。其“轻薄如纸、坚硬如钢”，强度是钢铁的15倍超高分子量聚乙烯的特性超高分子量聚乙烯是一种性能优制的工程塑料，如板高的耐磨、抗冲击性能、很低的磨擦系数、良好的自润滑性能，优良的耐低温、耐化学腐蚀等对于小型刮板输送机可以通过改性超高分子量聚乙烯来制造刮板输送机。对于上面行走采煤机的大型刮板输送机，要采用钢塑复合的方法，用超高分子量聚乙烯作为衬里，提高大型刮板输送机的耐磨性，延长使用寿命，降低摩擦系数，从而降低功率消耗并降低对牵引、传动系统的要求，这对大型刮板输送机有巨大意义。为检测中部槽的质量，我国制定了刮板输送机中部槽试验规范（mt102-85）。此规范对试验项目、试验方法和强度指标都有具体规定。中部槽的形式列入标准的有中单链、中双链、边双链型三种。中部槽除了标准长度以外，为适应采煤工作面长度变化的需要，设有500mm和1000mm长的调节槽。机头过度槽和机尾过度槽是机头架与机尾架连接的特殊槽，它的一端与中部槽连接，另一端与机头架或机尾架连接。为了使从下槽脱出的刮板链在运行种回到槽内，可在尾部过度槽的下翼缘装设上链器。中部槽受煤和刮板链的剧烈摩擦，是使用量和消耗量最大的部件。中部槽的井下使用寿命，目前是按过煤量衡量。刮板输送机通用技术条件种规定的过煤量列于表2-1中。表2-1 中部槽过煤量槽宽/mm280320420520(620)630730764830轻型6812203040中型60重型120180为提高中部槽的使用寿命，目前采用的方法有多种。如：将两端进行淬火处理，或加焊高锰钢铸造端头，中板两端链道处于等离子喷焊耐磨合金；易磨损处堆焊硬质合金钢；加大中板厚度；改进槽帮钢的断面以增加强度和刚度。制造中部槽的槽帮钢有规定标准，规定的形式有d型、e型和m型三种。d型为中单链刮板输送机用热轧槽帮钢，e型为中单链和中双链用，边双链也可以使用，m型为边双链用的热轧槽帮钢。e型与m型相比不仅中板宽度减小从而增大了刚度，而且还增大了中板与槽帮钢的焊接强度，便于焊接，链子不磨焊缝。中部槽的擦帮刚中腰上的连接座供安装铲煤板、挡煤板和无链牵引齿条用。在综合工作面使用中，液压支架上的推移千斤顶连接在挡煤板下部的长孔上，由于推移输送机特别是拉移液压支架的阻力很大，致使支座的负荷特别大，如果焊接不牢会拉坏支座。因此提高支座的可靠性是一个重要问题。中部槽的连接装置是将单个中部槽连接成刮板输送机机身的组件，它既要保证对中性，使两槽之间上下、左右的错口量不超过规定，又要允许相邻两槽在平、竖两个面内能折曲一定角度，使机身有良好的弯曲性能，还要求同一型号中部槽的安装、连接尺寸相同，能通用互换。目前应用的有插销式、哑铃式、插入圆柱销式等。连接装置是中部槽的薄弱环节，目前还在不断改进。铲煤板在推移中部槽时用来清理工作面的浮煤，它固定在中部槽的支座上，安装后上缘应低于槽帮，下缘要超出槽底，宽度方向与采煤机滚筒应有一间隔。铲煤板的刃口应有足够的强度。机采矿用的挡煤板是一个有多种功能的组合件，其作用是防止煤向采空区洒落，以及为采煤机导向、放置电缆和水管、为千斤顶提供连接点等。挡煤板必须具有足够的强度和刚度，因为它的变形和损坏会影响采煤机的运行。中部槽在弯曲状态下，挡煤板之间不仅不能互相干涉，还应使采煤机能正常运行。平巷中使用刮板输送机时，挡煤板仅作增加装煤量和防止撒没之用。图2-4 中部槽及其附件的连接1-电缆槽；2-挡煤板，3-无链牵引齿轨；4-导向装置；5-液压缸联接孔；6-定位架；7-中部槽；8-铲煤板2.11刮板链刮板链有链条和刮板组成，是刮板输送机的牵引机构。刮板链的作用是刮推槽内的物料。目前使用的有中单链、中双链、边双链三种。刮板链使用的链条，早期用板片链和可拆模锻链，现在都用圆环链，链条在运行中不仅要承受很大的静负荷和动负荷，而且还要在受滑动摩擦作用的条件下运行，要受矿水的浸蚀，因此目前使用的圆环链都是用优质合金钢焊接而成的，并经热处理和预拉伸处理，使之具有强度高、韧性大、耐磨和耐腐蚀等特性。圆环链已经标准化，矿用高强度圆环链（gb/t12718-2003）对圆环链的形式、基本参数及尺寸、技术要求、试验方法及验收规则都作了规定。圆环链会歌是以连环棒料直径和链节距的毫米尺寸表示，标准的规格有七种：1040，1450，1864，2286，2486，2692，30108。圆环链按强度划分为b、c、d三个等级，各级的基础机械性能要求见表2-2。gb/t12718-1991对圆环链的脉冲负荷寿命及弯曲绕度值都有规定。为保证链子与链轮正常啮合，对圆环链尺寸公差也作了规定。刮板的形式的状态要能在运行时有刮底清帮、防止煤粉粘结和堵塞的作用，并应尽量减小质量。刮板可用轧制异型钢或用锻造、铸造合金钢经韧化热处理制成。刮板了、链条不与中板接触，两侧与槽帮形状相同，刮底清帮效果好。表2-2机械性能要求项目强度等级bcd最小破断拉力/6308001000破断最小伸长度/ %121212试验应力/500640800试验负荷下最大总伸长度/ %1.41.61.9试验应力与最小破断应力之比/ %808080刮板链的间距按所运物料的性质和煤块块度及安装倾角确定。刮板链切入物料的阻力，应大于物料在槽内移动的阻力。刮板间距过大，不能带动物料运行，或只能带动部分物料运行；刮板间距过小，加大了链子重力，曾加了运行阻力，让费了材料。双链刮板链的刮板，还有制成两条链子使之保持中心距，并使绕经链轮的链环与链窝能正常啮合的功用，因为刮板变形严重时，通过链轮时容易掉链。刮板与链条的连接，边双链式目前多采用u型连接环的两侧套入链环，然后用螺栓与刮板连接；中单链刮板上有窝链，以此链窝与链条的平行环相配，用特制的u形螺栓和自锁螺母固定；中双链的刮板上有链窝，用卡链横梁和刮板夹保持平环，以螺栓和自锁螺母固定。目前使用的三种刮板链可作如下比较。边双链的拉煤能力强，特别适于拉大块较多的硬煤，单边双链两条链受力不均匀，特别是中部槽在弯曲在状态下运行时更为严重；中单链用大直径圆环链，强度很高且没有受力不均匀的问题，多链事故少，刮板遇到刮卡阻塞时可偏移通过，刮板变形时不会导致过链轮时跳链，中单链的缺点是因链环尺寸大，所用链轮直径增大，机头、机尾的高度相应增加，拉煤能力不如边双链，特别时对大块煤较多的硬煤；中双链能较好地克服边双链受力不均匀的缺点，显示出它的优点。 图2-5 中双链式刮板链1刮板；2螺母；3圆环链；4锯齿形接链环；5弹性垫圈；6e型螺栓2.12紧链装置刮板链安装时，要给予一定的预紧力，使它运行时在张力最小点不发生链条松弛或堆积。给刮板链施加张紧力的装置叫紧链装置。早期是轻型刮板输送机用改变机尾轴位置的办法人力紧链，现在都采用定轴距紧链。目前应用的方式有三种：一种是将刮板链一端固定在机头架上，另一端绕经机头链轮，用机头部的电动机使链轮反转，将链条拉紧，电动机停止反转时，立即用一种制动装置将链轮闸住，防止链条回松；另一种方式与目前一种基本相同，只是不用电动机反转紧链，而用专设的液压马达紧链；第三种方式是采用专用的液压缸紧链。第一种紧链方式使用的紧链器有三种：棘轮紧链器、摩擦轮紧链器、闸盘紧链器。棘轮紧链器装在i型和的减速器二轴的伸出端，棘轮固装在二轴端，手把在运行位置时，弹簧顶杆使插爪脱离棘轮，棘轮任意转动，紧链时将紧链器把手扳到“紧链位置”，插爪被弹簧顶入棘轮的齿跟，然后反向继续开动电机，使机头链轮反转，因棘轮插爪的限制，电机停转时链条不能回松。当链条被拉伸到有足够拉力时，停止电动机，从链条自由端拆除多余的链段，将刮板链接在一起后，在启动电机使链轮反转的同时，将手把复位到“运行位置”，使插爪脱离棘轮，拆除紧链器挂钩即可正常运行。棘轮紧链器机构简单，操作方便，适于轻型刮板输送机。因为用于功率较大的刮板输送机时，紧链后棘轮与插爪之间的压力很大，搬开把手不安全。摩擦轮紧链器，装在i 型和型减速器二轴的伸出端，制动轮固定装在二轴端闸带环绕在制动轮外缘。制动时使用把手经凸轮和拉杆将闸带拉紧，在制动轮缘上产生摩擦制动力。该紧链操作与棘轮紧链器不同的是，紧链时需由两人配合操作，一人开动电机，一人操作凸轮手把；断电时，立即扳动凸轮，用闸带将制动轮闸住；紧链结束时，仅有一人扳转凸轮并松开闸带即可。摩擦轮紧链器比棘轮紧链器操作安全，它在减速器的安装位置与棘轮紧链器相同。闸盘紧链器由闸盘和制动装置组成，闸盘装在iii型减速器的一轴上，制动装置安装在连接筒上。紧链时反转开动电机，链轮反转，刮板链逐渐拉紧到电机堵转为止，立即扳动手轮，用夹钳将闸盘闸住，同时切断电机电源。由于夹钳对闸盘的制动力与刮板链的张紧力有一定的比例关系，链条的张紧力显示在张力指示器上。慢慢反转手轮松开夹钳，放松被拉紧的刮板链，到指示器显示出刮板链需要的张紧力为止，立刻将闸盘闸死。手轮是利用螺旋副和杠杆夹紧或松开夹钳；张力指示器依靠螺旋副一端的液压缸，通过液压作用显示处闸盘制动力或链条张紧力。第二种紧链方式使用的液压泵、马达按在连接筒上，减速箱一轴上装紧链齿轮。液压马达紧链装置的液压系统装置的液压系统及机械传动系统。紧链时，将操作手把扳到j位，惰轮将主减速器一轴上的紧链齿轮与紧链减速器上的齿轮啮合。手动换向阀扳到紧链位置，压力液经梭阀进入液控腔，克服弹簧压力，时插爪从齿槽中脱出，与此同时液压马达供压力液，液压马达带动机头链轮反转紧链，紧链力的大小用溢流阀调节，有压力表上的读数经换算得到，紧链运转时，压力表上升到规定的压力值，即表明已达到了规定的紧链力。将手动换向阀扳到中间位置，马达停止，液控锁卸压，在弹簧作用下，插爪插入齿轮的齿槽。刮板链保持张紧状态。拆去多余的链段，接好链子后，将手动换向阀换到运转位置，液压马达带动接好的刮板链运转，紧链挂钩松开后，停止马达运转，卸载紧链挂钩，将操作手把扳到k位，惰轮脱开紧链齿轮，关断截止阀，完成紧链操作。电气闭锁装置的作用是：当惰轮与紧链齿轮啮合时，切断主电机的电源，惰轮脱开时主电机才能接通，以防止误操作。第三种紧链方式是使用单独的液压缸紧链器。这种紧链器是一个带增压缸的液压千斤顶装置，由泵站供给压力液，紧链时需要将它抬到紧链位置使用。上述各种紧链装置中，棘轮紧链器和摩擦紧链器结构简单，使用方便，但它们不能显示出链子张力的大小。其余三种都能显示和准确控制链子的张紧力。液压马达紧链装置的操作简单，安全性高。液压缸紧链器使用虽不方便，但它可以移到任何部位使用。2.13推移装置推移装置是在采煤工作面内将刮板输送机向煤壁推移的机械。综合工作面使用液压支架上的推移千斤顶，非综合工作面用单体液压推溜器或手动液压推溜器。单体液压推溜器它实为一个液压千斤顶。为便于在采煤工作面使用，采用内回液结构，即经活塞杆的心部回液，没有外露的回液管。使用时，将推溜器的活塞杆插销连接在中部槽挡煤板上，再将其底座用支柱撑在顶板上。扳动操作阀，向活塞一侧注入压力液，活塞杆就将中部槽推向煤壁；向活塞的另一侧注入压力液，缸体和支座向前收回。单体液压缸推溜器在采煤工作面的布置。间隔一定距离装设一个推溜器；压力液由设在平巷内的泵站经高低压管路循环。如采用外主式的液压推溜器，用注液枪注液，不需要在推溜器上连接固定管路。液压推溜器使用的液体为含35%乳化油的中性水溶液。a、b、c三种形式的区别在供液系统。a、b型都要高压供液管路，a型的低压液体用低压回液管返回油箱，b型排到工作面，可在高压管路上连接注液枪，供外注式液压支柱用液。c型为外注式，与外注式单体液压支柱共用一套供液系统，用注液枪供液，低压排到工作面。2.14锚固装置锚固装置的刮板输送机在倾角较大的工作面工作有下滑可能时，用以固定、防滑之用。它由单体液压支架和锚固架组成，锚固架与机头架、机尾架连接，使用液压支架的泵站。2. 刮板输送机的选型计算3.1总体设计要求设计长度-120m输 送 量-250t/h刮板链链速-0.87m/s即：q = 250 (t/h) v=0.87m/s l=120 m3.2总体方案的确定 参照以上数据与sgz764/320型刮板输送机相