SGW-150型刮板输送机的设计.doc

SGW-150型刮板输送机的设计郑 重 声 明本人所呈交的毕业设计（论文），是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业设计（论文）的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本论文属于原创。本毕业设计（论文）的知识产权归属于培养单位。本人签名： 日期： 中国矿业大学徐海学院毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学徐海学院毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩评语及综合评定成绩（评语及成绩）： 答辩小组组长签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日100摘要刮板输送机是综采工作面配套设备的重要组成部分,是煤炭装运的第一个环节。因此，刮板输送机的输送能力在很大程度上决定了采煤工作面的生产能力和效率。然而，我国生产技术落后，目前设计生产的刮板输送机装机功率小,输送能力低,运输距离短，耐久性差,可靠性低，寿命短。综合分析我国刮板输送机的使用现状，设计制造高性能的刮板输送机迫在眉睫。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中单链型刮板输送机。而后，对中单链型刮板输送机进行了总体结构设计。对机头传动装置、刮板链、刮板、链轮、等主要部件进行了技术分析和结构设计，完成了中单链型刮板输送机的整体设计。此次设计的中单链型刮板输送机左右两侧对称，可以在两侧壁上安装减速器，以适应左侧采煤工作面的需要。另外，可以很容易将机尾改装成机头，而适应各种特殊情况。此次设计的中单链型刮板输送机的特点是结构简单,受力均匀，运行平稳，摩擦阻力小，溜槽利用率高，弯曲性能好，不易出现堵塞，具有很强的适应性。关键词：刮板输送机；中部槽；圆环链AbstractThe scraper conveyer is the synthesis picking work surface important constituent of the supplementary equipment. It is the first link of the coal shipping. Therefore, the scraper conveyer delivery capacity has decided the mining coal working surface productivity and the efficiency in a great degree; however, our country was lagged behind at present; the scraper conveyer installing equipment power is small. The delivery capacity is low; the transportation is away from short, the durability is bad; Reliability is low; and the life is short. The generalized analysis our country scraper conveyer use present situation, the design manufacture high performance scraper conveyer is imminent. This article first synthesized has compared each kind of type conveyer characteristic, has selected center simple chain according to the actual situation the scraper conveyer. But after, the scraper conveyer has carried on the overall structural design to center simple chain. To the nose transmission device, the aqueduct, the middle trough, the scraper chain, the scraper, the chain wheel, the airplane tail and other major component has carried on the technical analysis and the structural design, has completed center simple chain the scraper conveyer overall design. This design center simple chain about the scraper conveyer two sides are symmetrical, may install the reduction gear on two sidewalls, by left meets, the right mining coal working surface need. Moreover, it may very easily reequip the airplane tail the nose, but adapts each kind of peculiar circumstance. This design of center simple chain of the scraper conveyer characteristic includes: the structure is simple, the stress is even, moves steadily, the friction drag is small, the chute use factor high, the curving performance is good, It is not easy to appear stops up, has the very strong compatibility.Key Words: Scraper Conveyer; Middle Trough; Round Link Chain第一章 绪论1.1 刮板输送机的意义用刮板链牵引，在槽内运送散料的运输机叫做刮板输送机。刮板输送机与采煤机和液压支架一起，组成现代机械化综合采煤成套设备。由于刮板输送机特殊的结构和工作环境，显示出了其以下优点：机身低矮，占用空间小；可以水平弯曲，随采煤机的移动而推移，减小了控顶距；能够垂直弯曲，可以弥补地板高低不平的影响，结构强度高，能够适应采煤工作面较恶劣的工作环境，可以做采煤机的运行轨道，还可以兼做移驾时的支点，推移输送机时，铲煤板可以自动清扫机道浮煤，挡煤板可以自动增加装煤断面积，防止煤抛到空采区，它上面的电缆，水管槽架对其起保护作用，所以，刮板输送机迄今为止仍是综采工作面唯一的运输设备。刮板输送机能保持连续运转，生产就能正常运行。否则，整个采煤工作面就会出现停产状态，是整个生产中断。因此，进行刮板输送机的结构设计，使其适应恶劣的井下工作环境，并具有优良的结构强度和刚度，对刮板输送机的生产和安全使用具有重要意义。1.2 国内外刮板输送机发展中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形；17世纪中，开始应用架空索道输送散状物料；19世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。1868年，在英国出现了带式输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；1905年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机。此后，输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的输送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。80年代中后期，发达国家纷纷推出全新的高产高效输送机,其特点为大功率、大运量、长运距、高可靠性、长寿命。而我国生产技术落后，目前设计生产的刮板输送机装机功率小,输送能力低,运输距离短，耐久性差,可靠性低，寿命短，我国目前的刮板输送机的技术水平只相当于80年代初期的国际水平,落后于国际先进水平1015年，目前尚没有自己的高产高效输送机，高产高效工作面的配套设备还只能依靠进口。而刮板输送机是综采工作面配套设备的重要组成部分,是煤炭装运的第一个环节,在很大程度上决定了采煤工作面的生产能力和效率，因此，研究制造自己的高产高效输送机迫在眉睫。1.3 刮板输送机的优缺点刮板输送机可用于水平运输，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，当煤层倾角过大时，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24的弯曲。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），作为牵引机构，当机头转动部启动后，带动机头轴上的链轮旋转，使刮板链循环运行带着物料沿着溜槽移动，直到机头部卸载，刮板链绕过链轮作无极闭合循环运行，完成物料的运输，其优点为：（1）结构坚实，能够受住煤炭，矸石或其他物料的冲，撞，碾，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）能兼做采煤机运行的轨道；（5）可反向运行，便于处理低链事故；（6）能做液压支架前端的支点。但常用刮板输送机的缺点包括：（1）空载功率消耗较大，为总功率的30%左右；（2）不宜长距离运输；（3）易发生掉链，跳链事故；（4）消耗钢材多，成本大。刮板输送机在煤矿的生产与建设中的发展，大致经历了三个阶段。第一阶段在30-40年代，是可拆卸的刮板输送机，它在工作面内只能直线铺设，随工作面的推进，需要人工拆卸，搬移，组装。刮板链是板式，多为单链，如V型，SGD-11型，SGD-20型等小功率轻型刮板输送机。第二阶段是40年代前期由德国制造出可弯曲刮板输送机，它与采煤机，金属支架配合实现了机械化采煤。这种刮板输送机适应底板不平凸凹不平的和水平弯曲等条件，移设施不需拆卸，并且运煤量也有所增大，如当时的型号SGW-44型刮板输送机就是这个阶段的代表产品。进入60年代由于液压支架的出现，为了适应综采的需要，刮板输送机发展到了第三阶段，研制出大功率铠装弯曲重型刮板输送机，如SGD-630/75型,SGD-630/180型等就是属于这个阶段的产品。目前，随着采煤工作面生产能力的不断增大，刮板运输机主要的发展趋势是：（1）大运输量，国外先进采煤国家已经发展到小时运输能力高达1500T（80年代）3500T（90年代）的刮板输送机；（2）长输送距离，为了减少采煤阶段煤柱的损失量，加大工作面长度，刮板输送机的长度已经达到335米以上；（3）大功率电机，电动机的功率已经发展到单速电机达525KW，双速电机500/250KW；（4）寿命长，由于使用大直径圆环链，增加了刮板链的长度，延长了刮板输送机的寿命，整机过煤量高达600万吨。SGZ-W型刮板输送机，具有大运量，高强度，高寿命，高可靠性的特点，是高产，高效率综合机械化采煤理想的总作面运输设备。1.4 刮板输送机的研究与应用刮板输送机在使用过程中经过不断地摸索，在原有的基础上有了很大的进步和发展，新型刮板输送机出现在很多工业上，也同时给企业带来了很大的效益。那么我们下面就具体介绍一下新型刮板输送机。用刮板链牵引、在槽内运送散料的输送机叫刮板输送机。在当前采煤工作面内，刮板输送机的作用不仅是运送煤和物料，而且还是采煤机的运行轨道，因此它成为现代化采煤工艺中不可缺少的主要设备。刮板输送机能保持连续运转，生产就能正常进行。否则，整个采煤工作面就会呈现停产状态，使整个生产中断。近几年来，在刮输送机的研究试验方面也进行了大量工作，并且取得了良好的现场使用效果。刮板输送机此项研究指出：大功率、大运量、高强度、高可靠性输送机的推广应用将成为国内发展的必然趋势。（1）中部槽，其结构的发展趋势主要以整体铸造槽帮钢、组焊中板结构为主 ，内槽宽考虑到互换性将保持在9001000mm，中板和底封板均为高强度耐磨板。（2）刮板输送机链条。目前的水平是34126mm矿用高强度圆环链，随着综采面铺设长度的增加，圆环链直径可能增大到38mm或42mm。（3）刮板输送机采煤机牵引方式。由于兖州矿区对强力链轨式牵引方式有较好的使用效果，所以采煤机的牵引方式将会统一于这种模式，但强度更高、维修更方便的齿排式牵引也会成为选择方式之一。（4）刮板输送机机尾。可伸缩式机尾结构可以方便地调整刮板输送机使用期间或紧链之后的链条松紧程度，在技术上也比较成熟，将得到进一步的推广应用。（5）刮板输送机卸载方式。对综采放顶煤一次采全高工作面而言，由于上下两头超大支护空间及顶板情况，目前有把握的是端卸方式。但根据兖州矿区和国内外的使用经验，十字交叉侧卸方式在性能上优于端卸方式，虽然十字交叉侧卸方式还处于研究阶段，在重型高效一次采全高工作面将会得到应用。（6）刮板输送机传动装置。随着综采面尤其是济东煤田煤层赋存条件较好将使工作面设计长度进一步增大，电动机单机功率在375kW的基础上将加大，传动装置的发展趋势将是以3.3kV电压等级双速电动机驱动，行星轮系减速器传动为主。所以新型刮板输送机的出现和志在成功也是输送机方面的一大突破，为更多的企业带来好的成果。1.4.5 刮板输送机中部槽的优化设计兖州矿业（集团）公司机械制修厂和山东科技大学开展了“刮板输送机中部槽的优化设计”的研究，不仅降低了生产的成本，还提高了整机的可靠性。随着综采放顶煤技术的高速发展，原来广泛使用的轧制槽帮焊接中部槽由于受到尺寸、强度等因素的制约，已经不能满足煤矿对大功率、大运量刮板输送机的要求，分体轧制槽帮组焊结构中部槽和铸造槽帮中部槽的出现缓解了这一矛盾。其中，整体铸造槽帮在提高强度和减少连接元件两个方面均占有明显的优势，中部槽端头已经成为铸造槽帮的一部分，实现了无螺栓连接。此项研究成果表明：溜槽内口翼板是刮板在槽内运行的导向装置，无论正常倾斜摆动情况下及刮板两端、中部槽上翼板正常磨损后刮板均不能脱槽。在满足这些条件的前提下，槽帮上翼板长度越短越好，以保证尽量大的货载断面和尽量小的运行阻力；中部槽间的连接目前有哑铃和大环两种，只有破断负荷3000kN以上的中部连接件，才能有效地控制外界横向和纵向载荷对槽间连接的综合作用力，满足高产高效工作面的要求；中部槽中板的搭接形式有两种，在满足要求的前提下，选择生产成本低的直边搭接结构更适合实际的需要；要根据采煤机生产能力初选槽宽，然后依据装载断面和采煤机过煤空间核算输送机输送量，同时考虑槽宽与支架、采煤机的配套关系，使之满足工作面要求；底刮板链与中板的间隙为1012mm，刮板与封底板的空隙为3mm，可消除封底板焊接变形量对刮板运行的不良影响；长度1750mm的中部槽已投入使用，对于同一工作面长度，较当前普遍使用的1500mm中部槽减少了数量及连接环节，提高了可靠性。钢材9 大倾角综放面输送机上窜下滑的控制兖州矿业（集团）公司鲍店煤矿5308综放面倾向和走向长度长，两巷高差变化大，设备总重量达到4019t，增加了控制输送机上窜下滑的难度。他们通过精心调面，保证了前、后部输送机和转载机的合理搭接，在高差达到39m以上和溜头与溜尾割透都困难的情况下，严格控制了输送机的上窜下滑，为实现单面年产煤351万t奠定了基础。由于现场影响因素和不确定因素较多，输送机的最佳控制状态应为支架两棵前立柱与进尺工程线距离相同，支架连杆位于马头门正中间，即支架和支架连杆位于既不向溜头转向也不向溜尾转向的最正状态。负责调面人员应根据输送机的当前状态（上窜、下滑或稳定状态）和前方工作面两巷的高差变化情况来确定当前和下一步的调面方案。1.4.6 综放工作面刮板输送机下滑控制兖州矿业（集团）公司鲍店煤矿开展了“综放工作面输送机下滑及控制”的研究，分析了综放工作面输送机下滑的原因，探讨了影响工作面输送机与工作面底板的摩擦因数，并针对工作面不同倾角提出了控制输送机下滑的方法。当综采工作面底板的倾角超过一定值时，输送机就会下滑，使输送机与转载机不能正确搭接，造成煤炭在输送机机头堆积、堵塞，严重时还会造成工作面停产。因此，控制工作面输送机下滑是工作面设备管理的重要内容。在干燥条件下，输送机与工作面底板摩擦因数一般为0.350.40，相应的摩擦角为18 20 。即工作面倾角小于18 时，输送机在静态、干燥条件下不会下滑。但是，工作面的情况是复杂的，影响摩擦因数的因素很多，潮湿的工作面底板使摩擦因数变小，外力作用也加大了输送机下滑的趋势。综合以上因素考虑，输送机与工作面底板的摩擦角一般情况下为6 8 ，当工作面倾角大于6 时输送机即开始下滑，大于12 时严重下滑。也就是当工作面倾角大于6 时，就必须对输送机采取防滑措施。控制工作面输送机下滑的方法很多，应针对工作面具体情况采取相应的措施。此项研究结果表明：当工作面倾角小于12 时，可采用工作面伪倾斜法控制输送机下滑，不需要配置防滑装置；当工作面倾角为12 16 时，应在输送机机头、机尾增加防滑装置，中间适当辅以单体支柱进行锚固，配合工作面伪倾斜法控制输送机下滑；当工作面倾角大于16 时，应综合采用上述各种防滑措施，并改双向割煤为下行单向割煤以减少输送机的下滑力，同时给液压支架增加防滑装置。1.5 设计方案选定 是祖国的未来，理应为祖国的繁荣昌盛做出自己应有的贡献，结合中国的刮板输送机现状，我设计了中单链型刮板输送机，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中单链型刮板输送机。而后，经过半年的思考钻研对中单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，完成了中单链型刮板输送机的整体设计。此次设计的中单链型刮板输送机的特点是结构简单,受力均匀,运行平稳,摩擦阻力小,溜槽利用率高，弯曲性能好,不易出现堵塞，具有很强的适应性。刮板输送机链条在溜槽内布置方式，常用的有中单链、中双链及边双链。其特点分别是：（1）中单链。刮板在溜槽内起导向作用，一条链条位于刮板中心。其特点是结构简单，弯曲性能好，链条受力均匀，溜槽磨损小。其缺点是过煤空间小，机头尺寸较大，能量消耗较大。（2）边双链。链条和连接环起向导作用，链条位于刮板两端。其特点是过煤空间大，消耗能量小。其缺点是水平弯曲时链条受力不均匀，溜槽磨损较大。（3）中双链。刮板在溜槽内起向导作用，两条链条在刮板中间，其间距不小于槽宽的20%，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。缺点是过煤空间小，能量消耗大。综上所述，中单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，摩擦阻力小，溜槽利用率高和弯曲性能好，在输送机上不易出现堵塞；缺点是预张力较大。中单链可弯曲刮板输送机系列适用于厚度在0.8米以上，倾角在 15之间的缓倾斜工作面，也可用于顺槽及煤巷掘进面。本机主要适用于缓倾斜中厚煤层长壁式经济综采或高档普采的回采工作面，在放顶煤回采工作面应用也越来越多，可与采煤机、液压支架等设备配套，以实现回采工作面的落煤、装煤、运煤、支护和工作面的连续作业等。又考虑到所设计的刮板输送机的运输功率比较小和上述各种链型的特点，选用中单链型刮板输送机。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，考虑设计的输送机运输量较低，功率比较小，因此，即使重载启动需要的电动机转矩也不会太大，电动机和减速器用弹性联轴器连接就可以满足要求，这样不使用液力耦合器，不但可以减小机头的体积和重量，也省掉了向工作面输送工作液等过程,减少了材料消耗和对环境的污染,没有因密封漏油而失效的问题，从而可以降低成本，提高经济性。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取消铲、挡板的联接螺栓，提高工作可靠性。第二章 总体结构设计2.1 刮板输送机的选型刮板输送机主要由链条及链条上的刮板组成，根据用途可以设计成各种结构，如多进料口、中间卸料、不同倾斜角度。刮板输送机能以很大的倾角运行，且有较好的自清功能。刮板输送机还能设置链条断裂或阻塞保护开关和尾轮轴速度监测装置。刮板输送机有几种类型的进料口：一种是标准进料口，即在直接接收物料的刮板机顶部设有简单的开口，进料口要求能控制进料量(如闸门)，以免阻塞刮板机；第二种是旁路或分流进料口，即物料被输送到刮板机缓冲斗，由进料口来控制进入刮板机的流量。由于物料的厚度由进料口控制，因此即便堵塞进料口，也不会阻塞刮板机。另外还有一些其它进料方式。刮板输送机链条有以下三种返回的方法：（1）滚筒或扣链齿轮。链条直接置于塑料滚筒或扣链齿轮上，这种方式最经济，链条没有完全张紧时，有空间下垂，但不太适合较宽的刮板输送机，因为链条不太紧时，刮板有可能倾斜。（2）导轨。链条上的塑料或聚乙烯刮板置于刮板机的整个钢轨上。（3）托链槽。在物料输送层和链条返回层之间有一条托链槽，聚乙烯刮板就安装在这条托链槽上。这种类型常用于倾斜的刮板上。 刮板输送机的选型计算主要内容包括：（1）刮板机运输能力的计算；（2）运输机运输阻力和电动机功率的演算；（3）刮板链的强度计算。 每台刮板运输机都有其技术特征，一般根据厂家给出的说明书选型和安装即可，但需注意厂家说明书给出的输送机铺设长度均指水平铺设长度，而现场的实际情况，工作面的倾角、长度是千变万化的，不一定完全恰好符合输送机的技术特征，为此就需要通过计算来确定其运输能力、电动机的功率及链子的强度是否满足要求。2.2 主要设计参数某采煤工作面内使用刮板输送机，单向运输，中等冲击，使用寿命为10年，每年300天，每天20小时，半年小修，一年大修，工作长度为L = 120m，采煤机牵引速度为= 4.6m/min，生产能力，截深0.6m，倾角10，向下运输，煤的实体密度为 1.4t/m3 。2.2.1 设计生产率设计生产率是运输地点在单位时间里需要运出的货物的质量，它是矿井生产任务要求运输设备所具有的运输能力，用“A”来表示，单位是t/h；而运输设备本身所具有的运输能力，称为设备生产率，以“m”表示，单位是t/h，为了保证完成矿井生产任务，在选择运输设备时，应使设备生产率大于或等于设计生产率。为了演算其生产率，就要演算其电动机功率及其生产阻力。刮板输送机的运行阻力包括：（1）煤及刮板链子在溜槽中移动的阻力；（2）倾斜运输时，货载及刮板链子的自重分力；（3）刮板链绕过两边刮板轮时链条弯曲的附加阻力及轴承阻力；（4）传动装置的阻力（减速器、联轴器中的阻力）这些阻力在计算时，可分解为直线段运输阻力与弯曲段运行阻力来计算，然后可利用“逐点计算法”计算刮板链各特殊点的张力及主动链轮的牵引力。初选刮板链速。工作面所需运输能力：中部槽应具有的装载面积为：式中为中部槽装满系数，取0.8。初选中部槽宽630mm，中部槽装煤动堆积角30。运煤几何面积为：当采煤机运行方向与刮板链运行方向相反时，中部槽所需装载面积小于。所以A，中部槽装运能力满足。根据中部槽宽度，查表2.1选取矿用圆环链规格为18x64C型链，采用边双链形式。链重。2.2.2 运行阻力、牵引力和功率计算从图2.1可知，重段运行阻力 =63.61 = =41434.6N式中为煤在槽内运行的阻力系数，为刮板链在槽内运行的阻力系数，取，下同。空段运行阻力 对于各特殊点张力，按两端布置传动装置分析，首先确定最小张力点的位置，然后据“逐点计算法”进行计算，因此图2.1 刮板输送机计算示意图由于双机驱动时，两电机功率一般相同，故：由于，所以为最小张力点。取=0。则图2.1中4个点的受力情况为：总牵引力为：所需电机总功率为： 式中为减速器机械效率，取，为刮板链速度。考虑到采区的电压降，双机头驱动两电机负荷的不均匀以及难以准确计算的额外阻力，实际配备电机功率应在计算值上增加20%的备用功率，取电机功率系数k=1.2，则电机轴上的总功率为： 所以选取两个YB225S-4型隔爆异步电机作为刮板输送机的驱动，单机功率为。转速，电动机功率足够。2.2.3 圆环链的强度演算 在选定的刮板输送机及其配件的具体型号后，对其圆环链的强度进行初步的演算： 链子安全系数 式中为18X64C型圆环链的破断负荷，为双链负荷不均匀系数，边双链型取。2.2.4 刮板输送机型号的确定 综合以上，刮板输送机型号为SGB-630/74。2.3 刮板输送机的总体结构 可弯曲刮板输送机的组成及传动系统如图2.2其主要组成部分由：机头部（包括机头架、电动机、液力耦合器、减速器、链轮组件）、机尾部（包括机尾架、电动机、液力耦合器、减速器、链轮组件）、中间部（包括中部槽、过度槽、刮板链子）、附属装置（紧链器、产煤板、挡煤板）等零部件。 刮板输送机的工作原理是：由绕过机头链轮和机尾链轮的无极循环的刮板链子作为牵引机构，以溜槽作为承载机构，电动机经液力耦合器、减速器带动链轮旋转，从而带动刮板链子连续转动，将装在溜槽中的货载从机尾运到机头处卸载转运。上部溜槽是输送机的重载工作槽，下部溜槽是刮板链的回空槽。 图2.2刮板输送机结构图第三章 锥齿轮减速器设计与校核3.1 刮板输送机的减速器特点采煤工作面刮板输送机的减速器，目前有平行式，垂直式和复合布置三种形式。按照MT148-88标准的规定，当前新设计的刮板输送机的减速器应为平行布置，并有以下特点：（1）减速器的箱体分为上箱体和下箱体，上下箱体应对称，以适应在机头，机尾安装时的互换；（2）减速器为三级减速器，其中第一级为锥齿轮传动；（3）中型、重型刮板输送机的减速器，锥齿轮均采用圆弧齿，以利于其承载能力，传动平稳和噪音小的优点；（4）为改变链速，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；（5）一般减速器应能适应工作面倾角8以下的情况；（6）减速器能用于正，反向运行。3.2 总传动比的计算与分配3.2.1 驱动链轮尺寸的确定取链轮齿数，根据煤炭标准MT231-91，由圆环链规格18X64可查的链轮节圆直径。3.2.2 总传动比计算链轮转速： 于是可得出总传动比为： 3.2.3 各级传动比的分配传动比分配中，应使各级承载能力大致相等，使减速器尺寸与重量较小，各级齿轮圆周速度较小。参考机械手册，取：由于刮板输送机的选定为SGW-150，所以查表3.1可知：3.3 减速器啮合的计算与校核刮板输送机减速器传动图3.1所示。 图3.1 刮板输送机计算示意图减速器的工作条件；井下工作，煤尘较大，连续单向运行，载荷不平稳，每天工作16小时，每年工作300天，电压为660/1140V的三相交流电源，电动机的输出功率为37kw，及同步转速为。3.3.1 各级效率查表可知：液力耦合器效率，轴承效率，齿轮效率，齿形联轴器效率 第一级效率： 第二级效率： 第三级效率： 3.3.2 计算各轴的转速功率和转速1.转速轴1： 1480r/min轴2： 轴3： 轴4： 2输出功率 轴1： 轴2： 轴3： 轴4： 3输出转矩 轴1： 轴2： 轴3： 轴4：表3.1各轴参数汇总输出功率P（kw）转速n（r/min）输出转矩T（Nm）轴135.1871480227轴233.46493.33648轴331.82142.582131.302轴429.9549.335798.1453.3.3 各级传动件设计计算1. 高速级弧锥齿轮计算：以下弧锥齿轮计算方法参考自现代机械传动手册第二版，机械工业出版社出版。大小弧锥齿轮材料均选用20CrMnTi，渗碳淬火处理，硬度均为60HRC。表3.2 弧齿锥齿轮主要参数初算序号名称代号/单位计算公式和说明算例1轴交角902齿数比33小轮转矩2274小轮大段分度圆直径由图3.2和图3.3查得655小轮齿数由图3.4查得176大轮齿数（圆整）517大端端面模数3.828小轮分锥角18.43499大端锥距102.774010齿宽取和中小者30.832211螺旋角一般工业用35图3.2 按接触强度确定小轮大端分度圆直径图3.3 按弯曲强度确定小轮大端分度圆直径图3.4 弧齿锥齿轮小轮齿数表3.3 弧齿锥齿轮参数计算序号名称代号/单位计算公式和说明算例小轮大轮1齿顶高系数0.850.852顶隙系数0.1880.1883法相压力角20204工作齿高6.4945切向变位系数由图3.5查得0.12-0.126螺旋方向由图3.6按主动轮转向确定左旋右旋几何参数计算7大端分度圆直径65194.828分锥角18.434971.56519大端齿距11.994810大轮齿顶高1.922711小轮齿顶高4.571312齿顶间隙0.718213全齿高7.212214齿根高2.64095.289515齿根角1.47202.946316顶锥角21.381273.037117根锥角16.962968.618818顶圆直径73.6734196.036019冠顶距96.054430.675920大端理论弧齿厚5.39526.5996图3.5 弧齿锥齿轮的切向变位系数图3.6 主动小锥齿轮旋转方向和齿的螺旋方向表3.4 弧齿锥齿轮的当量齿轮参数和重合度计算序号名称代号/单位计算公式和说明算例小轮大轮参考点M处齿轮的参数1参考点锥距85.35792参考点端面模数3.2473参考点法向模数2.65984参考点分度圆直径55.25165.79705参考点齿顶高3.88561.63646参考点齿根高2.24484.49617参考点分度圆法向弧齿厚3.75664.5952端面当量齿轮参数8端面当量齿数17.9196161.27669端面当量齿数比9.000010端面当量齿轮分度圆直径58.2386524.297511端面当量齿轮中心距291.268012顶圆直径66.0098527.566113端面当量齿轮基圆螺旋角32.614614端面当量齿轮压力角23.956815端面当量齿轮基圆直径53.2215479.130316端面当量齿轮基圆齿距9.317217端面当量齿轮啮合线有效长11.663918端面当量齿轮的端面重合度1.251919端面当量齿轮纵向重合度2.117520总重合度2.4599法面当量齿轮参数21法面当量齿轮齿数32.6013293.412022法面当量齿轮分度圆直径86.7924781.355623法面当量齿轮中心距434.074024法面当量齿轮顶圆直径94.5636784.624225法面当量齿轮基圆直径81.5582734.234126法面当量齿轮啮合有效长13.792927法面当量齿轮重合度1.764528刀盘名义半径接近或略小于R值88.92.高速级弧锥齿轮强度校核（1） 接触强度校核由表3.5，取表3.5 齿面接触疲劳极限齿面接触应力：式中，使用系数在原动机均匀平稳，工作机轻微震动的工况下选取，取动载系数，载荷分布系数按其中一轮跨装支撑选取，。根据 查图3.7得图3.7 弧齿锥齿轮接触强度几何系数（） 取，材料弹性系数。带入以上数据，可求得：则接触强度计算安全系数为：接触强度符合。（2） 弯曲强度校核 齿根应力：式中，值同上，尺寸系数： 齿轮大端切向力：弧锥齿轮弯曲强度几何系数J可根据由图3.8查得：图3.8 弧锥齿轮弯曲强度几何系数J查得，故可得齿根弯曲应力：查表3.6可知齿根弯曲疲劳极限表3.6 齿轮齿根弯曲疲劳极限根据应力循环次数可知，弯曲强度寿命系数，则弯曲强度计算安全系数：齿根弯曲强度符合。2. 中间斜齿轮啮合设计计算 （1）选定齿轮类型，精度等级，材料，确定许用应力刮板输送机为一般机器，速度不高，选用8级精度 材料选择为小齿轮 40Cr 调质 =260HBS大齿轮 45 正火 =210HBS许用接触应力：接触疲劳极限根据齿轮材料热处理方式查手册可得，应力循环次数N 跟据应力循环次数，可查得接触强度寿命系数。取接触强度最小安全系数，则许用弯曲应力：弯曲疲劳极限由齿轮材料和热处理方式查得：弯曲强度寿命系数跟据应力循环次数可查得：弯曲强度尺寸系数根据材料和热处理方式查得：（初选模数小于5）取弯曲强度最小安全系数，则（2）齿面接触疲劳强度设计计算小轮分度圆直径：齿宽系数按齿轮相对轴承非对称布置选取：小轮齿数在推荐值20-40中选取：大轮齿数： 圆整得齿数比 小轮转矩：初定螺旋角载荷系数使用系数动载系数齿间载荷分配系数齿向载荷分配系数载荷系数根据齿轮材料选取材料弹性系数节点区域系数重合度系数 由推荐值0.75-0.88中选取。螺旋角系数故 法面模数取标准值中心距a圆整得分度圆螺旋角分度圆直径圆周速度v齿宽b 圆整得大齿轮小齿轮（3）齿根弯曲疲劳强度校核计算由当量齿数根据当量齿数查齿形系数表得： ，查应力修正系数表得：，端面啮合角 端面模数 重合度重合度系数螺旋角系数由推荐值0.85 - 0.92中选取。，故：，齿根弯曲强度满足。（4）齿轮其他主要尺寸计算 大轮分度圆直径 根圆直径 顶圆直径 3. 低速级斜齿轮啮合设计计算 （1）选定齿轮类型，精度等级，材料，确定许用应力刮板输送机为一般机器，速度不高，选用8级精度 材料选择为小齿轮 40Cr 调质 =260HBS大齿轮 45 正火 =210HBS许用接触应力：接触疲劳极限根据齿轮材料热处理方式查手册可得，应力循环次数N 跟据应力循环次数，可查得接触强度寿命系数。取接触强度最小安全系数，则许用弯曲应力：弯曲疲劳极限由齿轮材料和热处理方式查得：弯曲强度寿命系数跟据应力循环次数可查得：弯曲强度尺寸系数根据材料和热处理方式查得：（初选模数小于5）取弯曲强度最小安全系数，则（2）齿面接触疲劳强度设计计算小轮分度圆直径：齿宽系数按齿轮相对轴承非对称布置选取：小轮齿数在推荐值20-40中选取：大轮齿数： 圆整得齿数比 小轮转矩：初定螺旋角载荷系数使用系数动载系数齿间载荷分配系数齿向载荷分配系数载荷系数根据齿轮材料选取材料弹性系数节点区域系数重合度系数 由推荐值0.75-0.88中选取。螺旋角系数故 法面模数取标准值中心距a圆整得分度圆螺旋角分度圆直径圆周速度v齿宽b 圆整得大齿轮小齿轮（3）齿根弯曲疲劳强度校核计算由当量齿数根据当量齿数查齿形系数表得： ，查应力修正系数表得：，端面啮合角 端面模数 重合度重合度系数螺旋角系数由推荐值0.85 - 0.92中选取。，故：，齿根弯曲强度满足。（4）齿轮其他主要尺寸计算 大轮分度圆直径 根圆直径 顶圆直径 3.3.4 数据整理整理齿轮数据于表3.7啮合齿轮模数m齿数z分度圆直径锥齿轮 3.821765mm51194.82mm中间斜齿轮431127.14mm107438.85mm低速直齿轮531158.84mm90461.16mm3.4 传动轴的计算1. 轴I的结构设计材料45钢，调质处理 锥齿轮参考点处圆周力：径向力： 轴向力： （1）初选轴最小直径 由公式 确定最小直径 查有关表有45钢：A = 126103 根据电动机伸出轴径初选液力耦合器型号为YL-400，其极限输入转速，功率范围，输出端轴径为45mm。所以I轴最小轴径为 。（2）