机械毕业设计（论文）-刮板输送机设计3【全套图纸】.doc

中国矿业大学2010届本科生毕业设计 第72页1 概述全套图纸，加1538937061.1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刮板输送机的工作原理刮板输送机的工作原理，是将敞开的中部槽，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中部槽移动，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。1.3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。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。1.4国内外刮板输送机的技术特点及趋势1.4.1先进产煤国家刮板输送机的技术发展(1)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MTA4231000型软起动刮板输送机为例，其装机容量为3750KW，双中心链242 /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。(2)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：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25003500t/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730764mm增大9801100mm以上，链上1m/s左右提高到1.31.4m/s以上，最高链速已达1.78m/s 。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2630mm增大到3442mm，目前已出现4652mm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。大功率70年代末期，刮板输送机驱动电动机单台功率Nd200KW，最大装机功率为2200KW，80年代初期为（23）（250315）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250300KW电动机的供电电压也从1000V左右升高到2300V、3300V、4160V或5000V。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400600万t（相当于运行34年）；组件工作寿命，30mm以上链条为200300万t（相当于运行12年），链轮为100150万t（约运行1年左右），减速器设计寿命为1250015000h，接链环的疲劳寿命达到70000次以上。1.4.2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。2 主要部件的结构和设计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。2.1机头部机头传动部与机尾部为输送机的驱动装置。机头传动部主要由机头架、齿轮联轴器、联接垫架、传动装置、链轮组件、拨链器、舌板组件等组成。其中传动装置有平行布置和垂直布置各一个，并可根据工作面的实际情况分别安装在机头架的两侧。图2-1为中双链式刮板输送机的机头部。图2-1中双链式刮板输送机的机头部2.1.1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：（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。2.1.2链轮链轮是一个组件，由链轮和连接筒组成。链轮是传力部件，也是易损部件，运转中除受静载荷外，还有脉冲和冲击载荷。本设计所用链轮如图2-2所示图2-2中双链用的链轮连接组件链轮的齿形和基本尺寸参考矿用圆环链链轮的齿形和基本尺寸计算（MT/Z8-80）计算。链轮用优质钢铸造或锻造后，调质处理，链握和齿形表面经淬火处理。我国矿用圆环链轮技术条件（MT/Z9-80）规定了各项技术要求。为保证链轮的质量，刮板输送机通用技术条件（MT150-1993）中规定：轻型刮板输送机的链轮寿命部低于以一年，中、重型刮板输送机的链轮寿命部低于一年半。2.1.3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出论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。中型和重型刮板输送机的减速器都采用圆弧锥齿轮。圆弧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2-3 圆锥圆柱齿轮减速器图2-3所示的减速器，第一对齿轮为圆锥齿轮，第二对和第三对为直齿圆柱齿轮。箱体用球墨铸铁制造，以保证强度。为使在倾斜状态下，第一轴上球轴承也能得到良好的润滑，用挡环和油封隔成一个独立的油室，使润滑油不会流入箱体油室内。为使在大倾角下锥齿轮也能得到润滑，在箱体的相应部位设隔离油室。为防止工作时油过热，箱底部装有冷却水管。2.1.4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。2.1.5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。2.1.6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。2.2 机尾部主要由机尾传动装置、伸缩机尾架、伸缩油缸、链轮组件、舌板组件、拨链器和机尾左、右油缸护罩等组成。机尾传动部为平行布置，机尾传动部中除机尾架、减速器、左、右压链块、联接垫板、盖板外，其余零部件均与机头传动部相同。机尾架由左、右侧板、中板组件等焊接而成。机尾架上用于安装链轮组件、舌板、拨链器以及和过渡槽联接的结构与机头架相同。伸缩机尾架由固定架体和活动机架组成，活动架体主要用来安装、支撑传动装置、链轮组件、舌板、拨链器等部件，固定架体、活动机架通过伸缩油缸联为一体。伸缩油缸工作的作用是使机尾架活动机架伸出或缩回。操纵机尾伸缩液压控制系统使伸缩油缸动作以实现机尾架活动机架的伸出或缩回，配合液压张紧装置完成输送机刮板链的张紧。伸缩机尾辅助紧链可有效地减少输送机紧链次数，工作过程：当输送机刮板链松驰时，操纵机尾伸缩液压控制系统将伸缩油缸缸体伸出（机尾架活动机架伸出），液压锁自动锁定，完成伸缩机尾的伸出动作；当油缸行程达到时或机尾架活动机架需要缩回时，操纵液控系统将伸缩油缸缸体缩回（伸缩机尾活动架体缩回），操纵输送机液压张紧装置及阻链器等，张紧输送机刮板链。机尾左、右油缸护罩用于井下输送机运行时保护油缸及和油缸相联接的接头和高压软管等。链轮组件安装于机尾架上，结构等和机头链轮组件一样。2.3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，在槽帮钢下加焊接底板构成封底槽。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。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，目前是按过媒量衡量。刮板输送机通用技术条件种规定的过媒量列于表2-1中。槽宽/mm280320420520(620)630730764830轻型812203040中型60重型120180表2-1 中部槽过煤量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型为中单链和边双链用，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。2.4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。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。刮板的间距按所运物料的性质和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。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，多练事故少，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，显示出它的优越性。2.5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。摩擦轮紧链器如图2-5所示，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你、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。图2-4 摩擦轮紧链器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，单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。2.6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。2.7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。3 传动部的设计及计算刮板输送机是与综采工作面的采煤机、液压支架设备配套使用，完成采区采煤工作。并将采煤机采下的煤输送出去的设备。传动系统图如图3-1所示图3-1传统系统图3.1主要技术参数该机的主要技术参数如表3-1：表3-1 主要技术参数设计长度m200输送量t/h900 刮板链速m/s1电动机功率kW21603.2电动机的选择设计要求传动部功率为2160KW，根据矿井电机的具体工作环境情况，电机必须具有防爆和电火花的安全性，以保证在有爆炸危险的含煤尘和瓦斯的空气中绝对安全，而且电机工作要可靠，启动转矩大，过载能力强，效率高。所以选择由抚顺厂生产的三相异步防爆电动机，型号为YBSDS-160 ；其主要参数如下：额定功率：160KW；额定电压：1140V；额定转速：1482r/min；满载效率：0.935；绝缘等级： H；满载功率因数：0.88；接线方式：Y；质量： 1900KG；冷却方式：外壳水冷该电动机输出轴连接阀控充液式力偶合器将动力传递给减速器输入轴；再由减速器输出轴传递给链轮组件。3.2.1运输能力计算按连续运行的计算公式为： 式中 刮板输送机的运输能力，t/h； 中部槽物料运行时的断面积，； 为物料的散碎密度，kg/m； 转满系数； 刮板链速，m/s =3.6764tan200.970.961 =932t/h900t/h 满足设计要求3.2.2估算减速器的输出转速 已知 、式中： 链轮节圆的半径； 链轮旋转的角速度； 相遇点轮齿的圆周速度； 水平线的夹角； 链条水平运动的瞬时速度。角的大小等于相遇点轮齿的半径与链轮纵轴线的夹角，这个夹角随链轮的旋转而变化，从相遇点刚开始啮合时的逐渐减小到0，再逐渐增加到。链轮继续旋转，另一个轮齿在相遇点与链轮条啮合，链条的速度就随这个新的相遇点轮齿的运动而变化。据此，式中的变化范围为式中：为一个链节所对应的链轮圆心角。链速的变化范围为： 由链轮的几何关系式得： 式中 链节距rad/s 故 3.3总传动比及传动比的分配3.3.1总传动比的确定总传动比3.3.2传动比的分配在进行多级传动系统总体设计时，传动比分配是一个重要环节，能否合理分配传动比，将直接影响到传动系统的外阔尺寸、重量、结构、润滑条件、成本及工作能力。多级传动系统传动比的确定有如下原则：（1）各级传动的传动比一般应在常用值范围内，不应超过所允许的最大值，以符合其传动形式的工作特点，使减速器获得最小外形。（2）各级传动间应做到尺寸协调、结构匀称；各传动件彼此间不应发生干涉碰撞；所有传动零件应便于安装。（3）使各级传动的承载能力接近相等，即要达到等强度。（4）使各级传动中的大齿轮进入油中的深度大致相等，从而使润滑比较方便。初定齿数及各级传动比为:3.4传动部传动计算3.4.1各轴转速计算从电动机出来，各轴依次命名为、轴。轴 r/min轴 轴 轴 3.4.2各轴功率计算电动机额定功率，满载时效率为93.5% ，故电动机实际功率 轴 轴 轴 kw轴 kw3.4.3各轴扭矩计算轴 轴 轴 轴 将上述计算结果列入表3.2：表3.2 各轴参数轴号输出功率P/kW转速n/rmin输出转矩T/Nm传动比轴146.031482941.213.2轴138.79463.1252861.963.7轴133.281251710168.763.03轴127.98941329595.53.4.4第一级圆锥齿轮传动的计算（1）齿轮材料的选择 由表6-2选出 小齿轮：20CrMnTi 渗碳淬火 硬度 58HRC大齿轮：40Cr 表面淬火 硬度 55HRC 许用接触应力，由公式得： 接触疲劳极限应力、查图得： 故取 故取 应力循环次数由公式得： 则查图得接触疲劳强度的寿命系数， 硬化系数，查图得： 接触强度安全系数，查表按一般可靠度查，取 许用弯曲应力，由公式6-12得： 弯曲疲劳极限，查图得： 弯曲寿命系数，查图得： 尺寸系数，查图得： 安全系数，查图得： =1.4 则 （2）按齿面接触疲劳强度设计计算： 确定齿轮传动精度等级 按 估取圆周速度 =（6.89911.06） 查表 6.7、表6.8 取 = 8故选取公差组等级为7级小轮大端分度圆直径 ,由式6-20得： 齿宽系数，查参考文献4表8-23，取 = 0.5 小轮齿数：= 18 (在推荐值1640中选取) 大轮齿数： 取整=58 齿数比u 小轮转矩 : = 载荷系数K： K= 使用系数 查参考文献4表6.3 取=1 动载系数 推荐1.05-1.4 取=1.2 齿向载荷分布系数 推荐1.0-1.2 取=1.1 K= 材料弹性系数 查参考文献4表6.4 = 节点区域系数 查参考文献4图6.3 故=107.19 mm 齿轮模数 按参考文献4表6.6圆整得 小轮大端分度圆直径 小轮平均分度圆直径 圆周速度 与估取值相近齿宽b （3）齿根弯曲疲劳强度校核计算 由公式得： 当量齿数 齿形系数，查参考文献4表6.5得： 小齿轮 大齿轮 应力修正系数，查参考文献4表6.5得： 小齿轮 大齿轮 故由公式得：显然 ， 故齿轮弯曲强度足够（4）齿轮其他主要尺寸计算 大轮大端分度圆直径 锥距R： 小轮大端顶圆直径 大轮大端顶圆直径 （5）圆锥齿轮主要数据齿轮 齿轮 模数66齿数1858压力角 2020齿顶高系数11顶隙系数0.20.2传动比3232分度圆锥角1773分度圆直径108348齿顶圆直径1203515锥距1821918219齿宽47473.4.5第二级圆柱齿轮传动的计算（1）齿轮材料的选择 由表6-2选出 小齿轮：20CrMnTi 渗碳淬火 硬度 58HRC大齿轮：40Cr 表面淬火 硬度 55HR