设计说明书-SGB-420-30T刮板输送机设计

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 1 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边双链型刮板输送机 而 后 对边双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 完成了边双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 右采煤工作面的需要 另外 可以很容易将机尾 改装成机头 而适应各种特殊情况 此次设计的边双链型刮板输送 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 关键词关键词 刮板输送机 中部槽 圆环链 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 2 Abstract Scraper conveyor is fully mechanized coal mining face supporting an important part of equipment is the first coal shipment link Therefore the scraper conveyor of the transmission capacity in the coal face to a large extent determines the capacity and efficiency However backward production technology in China the current design production capacity of scraper conveyor power of small low transmission capacity the transport distance and short poor durability reliability low life expectancy short Comprehensive analysis of the use of scraper conveyor status quo design and manufacture of high performance scraper conveyor imminent In this paper a comprehensive comparison of the characteristics of various types of conveyors selected according to the actual situation in the Side of double chain type scraper conveyor Then on the Side of double chain type scraper conveyor to the overall structural design The nose gear of the transition slot the central groove scraper chains scraper chain wheel the tail and other major components of technical analysis and structural design completed in a Side of double chain type scraper conveyor of the overall design The design of Side of double chain type scraper conveyor symmetrical right and left sides both sides of the wall can be installed in the reducer in order to adapt to the left and right of the needs of coal face In addition can easily be converted into the tail head and to adapt to a variety of special circumstances The design of Side of double chain type scraper 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 3 conveyor is characterized by simple structure even by force to run a smooth small frictional resistance high utilization chute bending properties and not easy to gridlock which has strong adapt ability Keywords scraper conveyor entral trough ring chain 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 4 目录目录 1 绪论 1 1 1 1 技术现状 1 1 2 刮板输送机的发展趋势 1 1 3 刮板输送机的组成部分 工作原理和使用范围 4 1 3 1 机头部 5 1 3 2 链轮 6 1 3 3 减速器 7 1 3 4 盲轴 9 1 3 5 联轴器 9 1 3 6 电动机 11 1 3 7 机尾部 11 1 3 8 中部槽及附属部件 12 1 3 9 刮板链 14 1 4 紧链装置 16 1 4 1 推移装置 18 1 4 2 锚固装置 19 1 5 液力联轴器概述 19 2 刮板输送机的设计 2121 2 1 主要技术参数 21 2 2 运输能力计算 21 2 3 阻力和电动机功率计算 22 2 3 1 运行阻力计算 22 2 3 2 绕经曲线段的阻力 27 2 3 3 牵引链的动负荷 29 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 1 2 3 4 总运行阻力 32 2 4 电动机功率 P 33 2 4 1 电动机的选择 33 2 5 圆环链的选择计算 34 2 6 刮板链的安全系数 35 2 7 链轮的确定 36 2 8 刮板输送机中部槽的选择 38 2 9 刮板的选取设计 39 3 刮板输送机的传动装置 4343 3 1 总传动比的确定 43 3 2 传动比的分配 43 3 3 各级传动计算 43 3 4 齿轮的设计 45 3 4 1 按齿根弯曲疲劳强度设计 48 3 4 2 校核齿面接触强度 49 3 5 低速级齿轮的设计 50 3 5 1 按齿根弯曲疲劳强度设计 52 3 5 2 校核齿面接触强度 54 3 6 轴的设计及强度校核 55 3 6 1 高速轴 轴的设计 55 3 6 2 中间轴的设计 57 3 6 3 低速级轴的设计 58 3 7 减速器键 轴承的校核 62 3 8 箱体及附件的设计校核 65 4 刮板输送机使用维护 6767 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 2 4 1 安装 67 4 2 试车 操作 维修保养及故障排除 69 4 2 1 试车 69 小结 7171 致 谢 7373 参考文献 7474 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 1 1 绪论 近年来随着高产高效集约化矿井的迅速发展 煤矿都在争取实现一矿 一井一面的高度集约化生产模式 作为长臂工作面的主要运输设备 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 1 1 技术现状 20 世纪 80 年代以来 国内外刮板输送机都在向大运量 长运距 大功 率 高强度 长寿命与高可靠性方向发展 目前 国外综采最大的工作面 刮板输送机 去运量已达 6000t h 装机功率 4 800kW 运距 450m 国内 自主研发的刮板输送机运量已达 3500t h 装机功率 3 700kW 运距 300m 随着神东等大型煤炭基地 400m 工作面的出现 国产刮板输送机将朝 着更大型的方向发展 但是运量 运距和功率的增大受到诸多因素的限制 首先 中部槽的高度不宜太高 否则会影响装煤效果 其次 输送机的长 度也不宜太长 会降低推进速度 然后最主要的影响因素还在于关键元部 件的技术性能和寿命 所以 在刮板输送机向大型化发展的同时 高性能 元部件的研发将成为今后刮板输送机的发展重点 软启动技术 工况检测 运行状态控制等机电一体化技术的运用将成为今后刮板输送机发展的重要 标志 1 2 刮板输送机的发展趋势 刮板输送机是一种挠性牵引的连续输送机械 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 运煤及推移输送机械化 烟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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 2 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敛都在槽 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 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 中功能 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 挂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 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 我国制造的最大的刮板输送机运输 能力为 900t h 装机总功率为 320kW 一条牵引链的破断负荷为 85t 沿水 平线的运输距离为 150 米 整机全部重量为 204t 为使刮板输送机的生产 达到标准化 系列化和通用化 提高产品的制造质量 我国于 1991 年制定 并发布了 矿用刮板输送机型式与参数 MT15 1991 1993 年制定并发布 了 刮板输送机通用技术条件 MT105 1993 矿用刮板输送机型式与参 数 是产品系列的规划 是今后一个时期设计制造产品的依据 刮板输送 机通用技术条件 规定了刮板输送机的主要质量标准和技术要求 以提高 产品质量 矿用刮板输送机按刮板链是形式分三种 中单链型 中双链型 边双 链型 系列型谱中的刮板输送机都采用以矿用高其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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 3 电动机设计额定功率为 40KW 及以下的为轻型 大于 40kW 小于等于 90kW 的为中型 大于 90kW 的重型 系列型谱规定的刮板输送机产品型号编制方法如下 例如 中部槽槽宽为 630mm 配用电动机功率为 2 75kW 的边双链型矿 用刮板输送机的 型号表示为 SGB 630 150 SG 输送机代号 S 输送机 G 刮板式 B 型式代号 D 中单链 B 边双链 Z 中单链 630 中部槽槽宽 mm 150 配有电动机总功率 kW 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 4 1 31 3 刮板输送机的组成部分 工作原理和使用范围刮板输送机的组成部分 工作原理和使用范围 图 1 1 SGB 420 30T 型刮板输送机 矿用的刮板输送机 按工作需要 对其结构有如下要求送机 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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 5 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 1 3 1 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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 6 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 为一种轻型边双链式刮板输送 机的机头部 图 1 2 边双链式刮板输送机的机头部 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 1 3 21 3 2 链轮链轮 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 7 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 图 1 2 所示为边双链用的链轮连接筒用组件 采用部分式连接筒 连 接筒两端由环槽与链轮的环槽相连 内孔用平键分别与减速器伸出及盲轴 连接 部分用螺栓固接 链轮用花键与减速器是伸出轴和盲轴连接 安装 时必须保证两个链轮的齿轮在相同的相位角上 这种结构的有点是链轮磨 损后可以只更换链轮 但是 连接筒螺栓锈死时 很难拆卸 所以连接筒 与链轮焊接成一体 连接筒两端的内花键分别与减速器输出轴和盲轴连接 这种结构拆装维修方便 图 1 3 边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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 8 1 3 31 3 3 减速器减速器 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 20 C 35 C 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 40 75kW 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 1 4 所示的减速器 第一对齿轮为圆弧锥齿轮 第二对为斜齿圆柱 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 为使 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 9 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 如果矿用刮板输送机的机头部装在平巷的位置 可采用圆柱齿轮减速 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 1 3 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 图 1 4 圆锥圆柱齿轮减速器 1 3 51 3 5 联轴器联轴器 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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 10 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 52D nM 式中 转矩系数 工作液体的重度 2 N m 泵轮的转速 r min n D 泵轮的有效直径 m 液力耦合器的工作液可用矿物油 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 11 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 1 3 61 3 6 电动机电动机 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 50 250r 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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 12 1 3 7 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 如图 1 5 所示为一种边双链型的 尾部轴上的链轮也可用滚筒代替 图 1 5 机尾部滚筒 1 3 8 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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 13 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 表 1 1 中部槽过煤量 槽宽 mm 280320420520 620 630730 764 830 轻型 6 8 12 20 30 40 中型 60 重型 120 180 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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 14 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 1 3 9 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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 15 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 1991 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 10 40 14 50 18 64 22 86 24 86 26 92 30 108 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 1 2 机械性能要求 强度等级项目 BCD 最小破断拉力 2 mmN 6308001000 破断最小伸长度 121212 试验应力 2 mmN 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 挂不能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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 16 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 的优点 1 4 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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 17 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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 18 图 1 6 摩擦轮紧链器 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 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 19 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 1 4 1 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 1 4 2 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 1 5 液力联轴器概述 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 20 液力传动装置是利用液体来传递功率的装置 它与液压传动同属于液 体传动范畴 但它们主要的不同点是 液力传动是利用叶轮来工作的 传 递功率时液体的流量大而压力低 它是通过液体动能和压力能的变化来传 递功率 而液压传动时利用工作腔容积的变化来工作的 它主要是通过液 体的压力能的变化来传递功率 液力联轴器又称液力耦合器 是利用液体来传递功率的一种动力式液 力传动装置 由于它在改善传动品质 简化驱动器结构及节能方面有独特 优点 所以应用范围不断扩大 工业中主要用它联接两传动轴作为柔性联 轴器和离合器 当不计叶轮旋转时的鼓风损失和其他机械摩擦损失时在稳 定工况下 其输入轴扭矩始终等于输出轴扭矩 但输入轴转速不等于输出 轴转速 即存在转速差 采用这种联轴器可以有以下优点 1 隔离扭振 因为它的扭矩是通过液体来传递的 故当主轴扭矩有周 期性波动 如柴油机扭振 时 不会通过液力联轴器传到从动轴上 2 过载防护 这种联轴器是柔性传动 在额定工况下 工作中有不大 的滑差 当从动轴阻力扭矩突然增加时 联轴器的滑差会自动增大 甚至 使从动轴制动 此时若用限矩型联轴器原动机仍可继续运转而不致停车 因此具有过载防护性能 3 均匀多机并车的负荷分配 由于液力联轴器工作中存在滑差 原动 机转速稍有变化对扭矩的影响不大敏感 因而在多台机并车的机组中采用 这种联轴器时 允许各原动机的转速稍有差别 来均匀这些原动机之间的 负荷分配 4 空载启动 离合方便 这种联轴器在流道充油时即行结合传递扭矩 把油排空即行脱离 因此 利用充排油即可实现离合作用 易于遥控 还 可实现空载启动原动机 逐步可控地启动大惯量负载 原动机启动后流到 逐步充油 这对负载大 即惯性阻力大 启动性能差的大功率异步电机和 告诉柴油机 具有很大意义 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 21 5 对于调速型液力联轴器 可实现无极调速 6 允许主 从动轴间有较大的安装误差 工作可靠 使用寿命长 它的缺点有 传动中有功率损失 效率 0 96 0 98 功率大于 100kW 的液 力联轴器 除本身外 还要一套冷却供油系统和若干辅助设备 消耗部分 辅助功率 原动机转速较低时 联轴器尺寸 重量较大等 目前液力联轴器广泛用于汽车 内燃机车 发电 冶金 其中运输 化工 矿山 船舶等各种机械设备中 2 刮板输送机的设计 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 2 1 主要技术参数 该机的主要技术参数如表 2 1 表 2 1 主要技术参数 设计长度 m100 输送量 t h80 刮板链速 m s 0 88 电动机功率 kW30 2 22 2 运输能力计算运输能力计算 按连续运行的计算公式为 其每一秒钟运输能力 kg mvQ 2 1 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 22 式中 刮板输送机的运输能力 本设计中 Q 80t h Q 刮板链速 m s v 0 88m Sv 输送机上货载质量 kg m q 每小时运输能力为 3 6qvQt h 由式得 q 3 680 3 6 0 88 25 25 kg mQ 刮板输送机工作时 货载沿溜槽连续均匀分布被刮板链拖带而沿着溜 槽移动 所以单位货载质量 q 与溜槽中货载断面积有关即 2 2 1000QF 式中 刮板输送机溜槽货载断面积 F 2 m 货载的松散密度 kg m 对于煤炭 0 85 1 0 3 本设计中取 0 9 刮板输送机装运货载的最大横断面积与溜槽的结构形式及结构尺寸有 关 还与松散的堆积角有关 考虑到上述因素刮板输送机的每小时运输能 力为 2 vAQ 6 3 3 转满系数 一般本设计取 0 75 0 9 本设计中取 0 85 把已知数据代入式中 A 80 3 6 900 0 85 0 88 0 03 2 m 2 3 阻力和电动机功率计算 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 23 2 3 1 运行阻力计算 刮板输送机的运行阻力包括 1 货载及刮板链在溜槽中运行时的移动 阻力 滑动摩擦阻力 2 倾斜运输时 货载及刮板链的自重分力 3 刮板 链绕过两端链轮时链条弯曲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 5 可弯曲刮板输送机弯曲段的附加运行阻力 图 2 2 刮板输送机运行阻力计算示意图 如图 2 1 用逐点计算法计算刮板链各特殊点张力 一般从刮板链在 主动链轮上的分离点开始编号 刮板链在某一点所受张力为前一点张力与该两点运行阻力之和 1 S 1i S 1 W i 即 i 1 1 S W ii S 2 4 式中 分别为牵引构件上前 后两点的张力 1 S 1i S 前后两点间的运行阻力 1 W i 刮板输送机重段运行阻力为 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 24 2 5 111 q q lgcos q q lgsin zh W 即 155 79 100 0 6 cos10 sin10 18 8 100 0 3 cos10 sin10 zh W 6729 01 刮板输送机空段运动阻力为 2 1 cossin Kl Wq Lg 6 k 18 8 100 0 3cos10 18 8 100sin10W 881 89 式中 重段直线段的总阻力 N zh W 空段直线的段的总阻力 N k W 刮板输送机铺设长度 ml 刮板链单位长度重量 kg m 1 q 刮板输送机安装倾角 输送机上单位长度货载重量 kg m q 货载在溜槽中的移动阻力系数 刮板链在溜槽中的移动阻力系数 1 取 155 79 kg m q 18 8kg m 1 q 10 上两式中 号确定原则为 刮板链向上运行时取 号 刮 板链向下运行时取 货载在溜槽中的移动阻力系数 w 与货载的性质 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 25 温度 块度等有关 质软 有粘结性 潮湿 细碎的货载 移动阻力系数 w 就大 反之则小 刮板链在溜槽中的移动阻力系数 w 与刮板输送机的 类型和结构 工作面平直程度及输送机铺设质量有关 工作面平直 铺设 质量好 w 就小 反之则大 可查 矿山输送机械 表 1 7 得 0 60 8 1 0 3 0 4 取 0 6 1 0 3 当机身在中部槽平面有弯曲段时 如图 3 1 在弯曲段 刮板链沿槽帮 滑行 相当于牵引链绕固定的圆弧导向体 这种情况下应按式 附 1 式 附 2 另计弯曲段的附加阻力 工作面用可弯曲刮板输送机是在这种情 况下运行 弯曲段的中心角可由几何关系求出 图 2 3 机身弯曲段及其几何关系 如图图 3 1 所示 图 a 为在工作面内弯曲段的相关尺寸 图 b 为刮板 链的运行系统 图 c 为弯曲段中线的几何关系 由图 d 得 2 sin 22 l R 7 2 2sin 2 l R 8 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 26 由图 c 的得COD 2 222 22 RR L 9 2 10 2 0 4aRa L 由得ABE 2 2 2arcsin 2 a a L 11 式中 相邻两节中部槽间的最大折曲角 标准中部槽长 m l R 弯曲段的半径 m 机身推移距离 m a 弯曲段全长 m L 弯曲段中心角 空段和重段两个弯曲段的附加阻力 由式 附 2 得 2 2 2 3 322 1 f e Wsss 12 2 2 6 7 766 1 f e Wsss 13 式中 空段弯曲段的附加阻力 2 3 W 重段弯曲段的附加阻力 6 7 W 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计 27 图图 3 1b 中各点的张力 2s3s6s7s 刮板链与槽帮间的摩