综采工作面大型刮板输送机设计【8张CAD图纸和说明书】

目    录

1概述 1
1.1刮板输送机的机构与作用 1
1.2输送机的发展概况 1
1.3国内外刮板输送机的技术特点及趋势 1
1.3.1先进产煤国家刮板输送机的技术发展 1
1.3.2我国刮板输送机的技术改进方向 3
1.4刮板输送机类型及组成 4
1.5刮板输送机总体方案的确定 4
1.5.1.适用范围 4
1.5.2.主要技术参数 4
1.5.3.整机主要部分 5
1.5.4.输送机的传动系统及组成 5
2传动部的设计及计算 8
2.1电动机的选择 8
2.2总传动比及传动比的分配 9
2.2.1刮板输送机的选型计算 9
2.2.2总传动比的确定 10
2.2.3传动比的分配 11
2.3传动部传动计算 12
2.3.1各级传动转速、功率、转矩 12
2.3.2传动部圆锥齿轮设计计算 13
2.3.3传动部圆柱齿轮设计计算 25
2.3.4传动部行星机构的设计计算 31
2.3.5轴的设计及校核 45
2.3.6轴承的寿命校核 55
2.3.7键的设计与强度校核 57
2.4联轴器的选用 61
2.4.1液力偶合器 61
3.4.2浮动的齿轮联轴器 63
3 刮板输送机的使用和维护 65
3.1润滑及注油 65
3.2重型刮板输送机的安装、运行与维护 65
3.2.1重型刮板输送机的安装与试运转 65
3.2.2刮板输送机的运行注意事项................................68
3.2.3常见故障及处理方法 68
3.2.4刮板输送机的常规保养及维护 69
3.2.5刮板输送机上使用的新型传动系统 71
结  论 73
参考文献 74
翻译部分
英文原文 75
中文译文 79
致  谢 82
摘  要

本说明书主要介绍了输送机传动部的设计计算。SGZ1000/3000 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二级齿轮和一级行星轮系的传动，最后驱动链轮转动。减速器采用四行星单浮动结构，减小了结构尺寸，采用三驱动大功率设计，可以提高整个工作面的输送量，提高了效率。
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。
此外，还对SGZ1000/3000型输送机的使用与维护进行了说明，以便能更好的发挥该输送机的性能，达到最佳工作效果。
关键词：刮板输送机； 行星齿轮传动； 传动齿轮； 设计

ABSTRACT

Calculate in design which cuts the cutting department of main introduction scraper conveyor of this drive line. It is made up of a gearbox and moderate breeze gear wheel transmission that the SGZ1000/3000 type scraper conveyor cuts the cutting department, cut the electrical machinery of cutting department and put to fix up horizontally in the rocker arm, the power that the motor outputs leans on a round of transmission of department of gear wheel and planet round via the tertiary straight tooth, urge the cylinder to rotate finally. Cut the cutting department and adopt the floating structure of four planetary forms, have reduced the physical dimension, adopt the large angle to curve the rocker arm to design, have strengthened the space of coal, have improved the coal result of putting.
In the course of designing, to cutting the axle of the cutting department, gear wheel of the transmission, parts such as the bearing and spline linking using,etc have designed to calculate, the intensity is checked and selected for use. This manual mainly designs for main part one calculating to check with the intensity have narrated and introduced.
In addition，returning use for SGZ1000/3000 scraper conveyor and maintenance proves,In order to be able to good full play performance of person who should mine, reach the best working result.
Keyword: scraper conveyor;  Gearbox A department of planet;  Gear wheel of the transmission;  Design
1 概述
1.1 刮板输送机的机构与作用
刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续输送机械。它的牵引构件是刮板链，承载装置是溜槽。在综采工作面，为了与采煤机、液压支架配合使用，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。
1.2输送机的发展概况 
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3×700kW。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。
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。
1.3国内外刮板输送机的技术特点及趋势
1.3.1先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DBT公司制造的MTA—42—3×1000型软起动刮板输送机为例，其装机容量为3×750KW，双中心链2×φ42 /46mm，溜槽为轧焊结构，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EL3000型安德森电牵引采煤机配合，于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DBT公司等，都在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：
 1.大运量
 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/h以上的重型刮板输送机。相应的溜槽宽度从730~764mm增大980~1100mm以上，链上1m/s左右提高到1.3~1.4m/s以上，最高链速已达1.78m/s 。
 2.长运距
 70年代末期，一般工作面刮板输送机长度不超过200mm（只有德国在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244m.目前美、英、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φ26~30mm增大到φ34~42mm，目前已出现φ46~52mm的链子。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。
 3.大功率
 70年代末期，刮板输送机驱动电动机单台功率Nd≤200KW，最大装机功率为2×200KW，80年代初期为（2~3）×（250~315）KW。目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700KW，减速器传动比i=1：40。相应地，对于功率大于250~300KW电动机的供电电压也从1000V左右升高到2300V、3300V、4160V或5000V。
4.长寿命与高可靠性
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3~4年）；组件工作寿命，φ30mm以上链条为200~300万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。
1.3.2我国刮板输送机的技术改进方向
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。
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。
1.4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。
1.5刮板输送机总体方案的确定
采用单速电机驱动，机头双传动装置、机尾单传动装置，交叉侧卸机头，液压锁伸缩机尾，1750mm长铸焊封底中部槽，147mm节距整体锻造销轨，Φ48×152mm紧凑型中双链，48×152mm链轮组件，4000KN中部哑铃联接。是比较理想的更新换代机型。