刮板输送机总体结构毕业设计

河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 1 摘要摘要 刮板输送机是一种有扰性牵引机构的连续输送机 它的牵引机构 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 导向管 链牵引采煤机 用 刮板输送机的动力装置采用防爆型异步电动机 按设计要求计算 所需要功率后选择采用 2 台 YB2 355M2 4 型防爆异步电动机 电动机 经过液力偶合器和减速器相连 根据功率和转速选择了 YOX 600 型液 力偶合器 减速器是自行设计的三级圆锥 圆柱齿轮减速器 减速 器与链轮相连 驱动绕过链轮的圆环链 圆环链绕过机头和机尾链轮 进行无级闭合循环运行 圆环链和刮板相连 刮板将溜槽中的煤炭推 移到机头处的卸载点卸载 溜槽是由中部槽 调节槽和过渡槽连接而 成的 它们的连接方式我采用的是哑铃连接方式 刮板输送机在综采工作面中起承载 运煤和采煤机导向以及液压 支架推移支撑等作用 在整套综采设备中起着很重要的作用 关键词关键词 连续输送 刮板链 溜槽 闭合循环 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2 ABSTRACT The board conveyer is one kind of continuous conveyer which has disturbing nature draws the organization The board chain is the organization to draw the board conveyer The slip trough is the organization to bear the weight of device On the working range of comprehensive complexion use in order to cooperate with mining machine hydraulic pressure support slip trough complexion empty district side of trough is it block coal board is it in charge of to lead to have whether chain draw mining machine spend The motive equipment which blows the board conveyer adopts and separates the producing type asynchronous motor I choose 2 YB2 355M2 4s and separate the asynchronous motor of explosion after the power of demand calculated by designing requirement The motor links to decelerator through hydraulic coincidence device I choose YOX 600 hydraulic coincidence derice after the calculating The decelerator is a tertiary cone designed by myself cylinder year wheel deceleration device The decelerator and sprocket link to each other The decelerator drives the rough ring chain which has wound the sprocket The rough ring chain has wound the aircraft nose and aircraft tail sprocket and run by closed circulation Round ring chain and the shaving board to link to each other The shaving board slips away coal to the unloading point of the aircraft nose and to unload it The trough is joined by the middle part trough regulate the trough and transition The connection way what I adopted is the dumbbell to sell the way of connecting The board conveyer use as the device of bearing the weight and the device of coal transportation and lending the device of mining machine 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 3 and he pass and support the device of hydraulic pressure support It plays a very important role in adopting the equipment a whole set of and comprehensivly Keywords Send in succession the Shave board chain the slip trough Close circulation 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 4 目录目录 1 绪论 6 1 1 刮板输送机的发展史和发展趋势 6 1 1 1 刮板输送机的发展史 6 1 1 2 综采工作面刮板输送机的发展趋势 6 1 2 刮板输送机的组成部分 工作原理和使用范围 8 1 3 刮板输送机的主要类型和系列 10 1 4 薄煤层综采工作面刮板输送机的结构特点 11 2 刮板输送机的设计 12 2 1 总体设计要求 12 2 2 总体方案的确定 12 2 3 总体方案的设计 12 2 3 1 运输能力的计算 12 2 3 2 运行阻力和牵引力的计算 13 2 3 3 电动机功率的计算与选型 15 2 3 4 刮板链强度验算 17 2 4 刮板输送机机头部及传动装置 19 2 4 1 机头架 19 2 4 2 减速器的传动设计 20 2 4 3 液力耦合器 20 2 4 4 链轮组件 23 2 4 5 盲轴组件 23 2 5 2 附件 26 2 6 刮板链 26 2 6 1 刮板链的结构形式 26 2 6 2 刮板链的选型与技术要求 27 2 7 紧链装置 28 2 8 推移装置 29 3 1 传动系统的确定 30 3 1 1 总传动比及传动比分配 30 3 1 2 传动装置运动参数的计算 31 3 2 齿轮的设计 34 3 2 1 弧齿圆锥齿轮的传动设计计算 34 3 2 2 斜齿圆柱齿轮的传动设计计算 45 3 2 3 直齿圆柱齿轮的传动设计计算 53 3 3 减速器轴的设计与校核 59 3 3 1 高速轴 1 轴 的设计 59 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 5 3 3 2 轴 2 的设计与校核 67 3 3 3 轴 3 的设计与校核 74 3 4 轴承寿命的校核计算 80 3 4 1 轴 1 处轴承寿命的校核 81 3 4 2 轴 2 处轴承寿命的校核 83 3 5 键的强度校核 84 3 5 1 轴 2 上的键强度校核 84 3 5 2 轴 3 上的键强度校核 85 3 5 3 轴 4 上的键强度校核 85 4 刮板输送机的运转 87 4 1 刮板输送机负载试运转 87 4 2 刮板输送机的负载运转 87 4 3 刮板输送机运转 87 5 刮板输送机的维护 89 总 结 91 参考文献 92 致 谢 93 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 6 1 绪论绪论 1 1 刮板输送机的发展史和发展趋势刮板输送机的发展史和发展趋势 1 1 1 刮板输送机的发展史刮板输送机的发展史 刮板输送机的工作原理和基本结构 与我国在公元 186 年至 189 年间发明的 翻车 龙骨水车是相同的 可是刮板输送机运 送散碎物料 是在上个世纪初出现于工业发达的英国 早期的刮板输 送机 结构简单轻使 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 目前综采工作面的刮板输送机 除运煤之外 还有四种功能 给采煤机作运行轨道 为拉移液压支架 作依托固定点 清理工作面的浮煤 悬挂电缆 水管 乳化液管等 1 1 2 综采工作面刮板输送机的发展趋势综采工作面刮板输送机的发展趋势 1 发展大运量 大功率刮板输送机迫在眉睫 1 大运量 70 年代末刮板输送机的运量能力一般小于 1000 t h 80 年代初为 1500 t h 80 年代后期为 2000 2500 t h 90 年 代达到 3500 t h 槽宽也相应的从 630 764 mm 增大到 980 1100 mm 链速从 1 m s 左右增加到 2 m s 左右 2 大功率 70 年代末期驱动电动机的单台功率小于 200 kW 最大装机功率 2 200 kW 80 年代初为 2 3 215 315 kW 90 年代实际运行的单台电动机的最大功率为 530Kw 对大于 250 315 kW 的电动机 供电电压相应的从 1140 v 升高到 2300 3300 4160 或 5000 v 3 大运距 70 年代一般输送机长度不超过 200 m 80 年代逐 步增加为 250 m 左右 美国已经有超过 350 m 的长工作面 链条布 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 7 置相应的从边双链和中单链过渡为中双链为主 链子直径从 26 30 mm 增加为 34 38 mm 有的已经达到 42 mm 但有些专家认为 从设 备投资 运营成本 通风维修 掘进和搬家等综合考虑 工作面长度 以 250 m 左右时技术经济较为合理 2 零部件向高强度 高寿命发展 为了提高刮板输送机运转的可靠性 其零部件要向高强度 高寿 命发展 主要从三方面入手 1 设计方面 采用世界先进的设计 理论和计算机手段 对其结构 重量 强度 寿命等方面进行优化 保证设计的合理性 2 材质方面 由于国内基础工业未能与煤矿机 械的进步同步发展 某些煤矿专用材料还是空白 如高强度耐磨中板 材料 耐磨可焊铸钢材料以及高强度齿轮材料等 先进大型煤矿机械 的发展 必将促使优质材料的发展 此外 某些刮板输送机特需的标 准件 外购件 也应跟上高强度 高寿命的要求 3 工艺方面 欲 提高产品的制造精度和质量 要从材料热处理 产前产后处理 先进 的检测设备等方面入手 3 刮板链在更新换代 80 年代始 中双链机型在世界范围内已占相对优势 而且在稳 定发展 单链机型在一些采煤先进国家近年来的使用量明显下降 边 双链和三链机型有些国家已经淘汰 但边双链在我国的使用数量还较 多 某些采煤先进国家 26mm 以下的链条的使用量迅速减少 34mm 的链条已占主导地位 38mm 及42mm 包括42 46 异型紧 凑链 异型链条尺寸和重量较大 制造设备 工艺及材料要求较高 目前世界上仅有少数厂家能够生产 这种大型刮板链适用于工作面长 300m 左右 输送量 3000t h 以上的工作面使用 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 8 4 发展 90 拐弯刮板输送机 90 拐弯刮板输送机 70 年代首先出现在德国 到 80 年代末 德 国 主要是西德 140 多个长壁工作面中已有 28 个使用了这种机型 并且逐步推广到了其他国家 使用 90 拐弯刮板输送机的主要优点可归纳为 1 可以省掉 顺槽转载机 2 节省了一套驱动装置 3 取消了工作面端头的 转载站 能减少煤尘的产生和块煤的转载破碎 4 工作面输送机 的机头放在了顺槽 采煤机可以更顺便地达到工作面端头 以实现自 开缺口 由于重型刮板链的形状和尺寸特殊 拐弯输送机的刮板链张紧装 置一般不采用普通的紧链方法 它设计安装了一种张紧溜槽 用其进 行紧链 张紧溜槽由专门的重型活塞提供动力的滑动槽形成 直接安 装在传动装置的后面 5 侧卸式刮板输送机国内使用量日渐增多 工作面输送机的转载方式由以往的端卸式改为侧卸式 使刮板输 送机的回煤减少了 因为被端卸式卸下的煤在转载机上会有瞬间停留 只有转载机的下一个刮板通过卸载处时才将煤刮走 极易造成煤在卸 载处的堵 撒及底链回煤等现象 原煤在侧卸装置处的流动情况是这样的 大部分煤到达犁式卸煤 板处 通过靠工作面和采空区两侧的倾斜中板滑落到转载机上 少量 的煤将被刮板链带着通过回煤罩 在链轮下方落到转载机上 因此 卸料装置内有三条转送原煤的途径 大约 70 的煤沿主倾斜中板滑下 大约 24 的煤沿副倾斜中板滑下 其余通过回煤罩卸下 1 2 刮板输送机的组成部分 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 如图 1 1 所示 它的牵引机构是刮板链 溜槽是它的承载装置 不同类型 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 9 的刮板输送机 其各个组成部 图 1 1 刮板输送机 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 SGW 250 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 1 2 所示 驱动电动机经 液力偶合器 减速器而驱动 图 1 2 SGW250 型刮板输送机 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 10 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 3 刮板输送机的主要类型和系列 国内外现行生产和使用的刮板输送机类型很多 分类方法也各不 同 按溜槽的布置方式和结构分类 可分为并列式和重叠式 底溜槽 式和封底溜槽刮板输送机 按牵引链的结构 链条数及布置方式分类 可分为片式套筒链 可拆模锻链及焊接圆环链 单链 边双链 中双 链及三链刮板输送机 刮板与链条的连接布置形式则有悬臂式 对称 式 中间式之分 各种类型的刮板输送机随其运输能力和结构特点而 适应不同的工作条件 有溜槽并列式使用于薄煤层采煤工作面 封底 溜槽式适用于底版比较松软而破碎的采煤工作面 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 我国已制定并发布了 工作面用刮板输送机通用技术条 件 MT105 85 工作面用刮板输送机系列谱 是产品系列规划 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 11 是今后一个时期设计制造新产品的依据 工作面用刮板输送机通用 技术条件 规定了 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 40 kW 以下的为轻型 大于 40 kW 小于 等于 90 kW 为中型 大于 90 kW 为重型 1 4 薄煤层综采工作面刮板输送机的结构特点 1 矮机身 短机头 使用于煤层厚度为 0 8 1 3 m 倾角 0 12 的缓倾斜工作面机头和机尾的高度为 700 mm 机架长度为 750 mm 便于拆卸运输 2 闸盘紧链装置置于水平位置采空区侧 适应薄煤层紧链的需 要 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 12 2 刮板输送机的设计刮板输送机的设计 2 1 总体设计要求 本次毕业设计要求设计一个刮板输送机 具有要求数据如下 运输能力 1000t h 刮板链速度 2 m s 出厂长度 200 m 2 2 总体方案的确定 参照以上数据与 SGB 764 264 型刮板输送机相似 本课题的设 计参照了 SGB 764 264 型刮板输送机的设计 采用了中双链 卸载 方式为端卸式 中部槽采用开低式 E 型中部槽 电动机采用单速异步 电动机 采用两端驱动 刮板输送机计算内容包括 运输能力 运行阻力 电动机功率 刮板链强度验算 2 3 总体方案的设计 2 3 1 运输能力的计算运输能力的计算 按连续运行的计算公式 其运输能力为 2 60 6 3 c v vqQ 3 1 式中 输送机上单位长度货载重量 kg m q 刮板链运行速度 m s v 采煤机的牵引速度 m min c v 取 m min12 c v 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 13 已知 t h m s 代入下式计算1000 Q2 v 60 6 3 c v v Q q 60 12 26 3 1000 kg m 3 126 2 3 2 运行阻力和牵引力的计算运行阻力和牵引力的计算 刮板输送机运行阻力按直线段和曲线段分别计算 倾斜运行的刮板输送机的重段直线段 运行时除了要克服煤的 阻力和刮板链重力引起的阻力外 还需要克服煤和刮板链重力引起的 下滑力 通常将它们一起计为总运行阻力 在重段直线段运行的阻力为 2 3 sin cos LgqqLgwqqwW lllxh 2 刮板链在空段直线段的运行阻力为 2 3 sincos llk wLgqW 3 式中 货载 刮板链在溜槽中的运行阻力系数 w l w 输送机的铺设长度 m L 输送机的铺设倾角 重力加速度 m s g 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 14 刮板链单位长度的重量 kg m l q 表 2 1 运行阻力系数 输送机类型w l w 单链刮板输送机6 0 4 04 0 25 0 双链刮板输送机8 0 6 04 0 3 0 式中 号的选择原则为 该段上行时取 向下运 输时取 阻力系数的数值 与煤的性质 刮板链形式 中部槽形 式 安装等条件许多因数有关 对于双链取 7 0 w3 0 l w 已知 kg m kg m m 3 126 q 4 58 l q200 L 2 8 9smg 10 将以上数据代入式 2 3 2 计算 得 sincosLgqqLgwqqwW lllxh 10sin8 9200 4 58 3 126 10cos8 92003 0 4 587 0 3 126 N141606 将数据代入式 2 3 3 计算 得 sincos llk wLgqW 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 15 10sin10cos3 08 9200 4 58 N64966 考虑曲线段阻力及弯曲段的附加阻力 则总牵引力 kxh WWW 21 1 0 6496614160621 1 N249952 2 3 3 电动机功率的计算与选型电动机功率的计算与选型 1 电动机功率的计算 对于机械化采煤 其电动机功率 kW 2 2 minminmax 2 max 6 0NNNNNd 3 4 式中 刮板输送机满负荷运行时的最大功率 max N 1000 0 max vW N 8 01000 2249952 kW88 624 上式中 传动装置的总效率 取 8 0 刮板输送机空载运行时的最小功率 min N 1000 cos21 1 min vLwq N ll 8 01000 210cos2003 0 4 5821 1 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 16 kW98 18 则 2 minminmax 2 max 6 0NNNNNd 22 98 1898 1888 62488 6246 0 kW75 380 考虑 20 的备用功率 取电动机功率备用系数 2 1 K 因而电动机的功率为 kW 9 45675 3802 12 1 d NN 2 电动机的选型 根据以上求得的电动机功率 选用 2 台 YB2 355M2 4 型防爆电 动机 电动机的具体参数如下 额定转速 1480r min 额定功率 250kW 额定电流 434 2A 堵转转矩 额定转矩 2 1 堵转电流 额定电流 7 0 最大转矩 额定转矩 2 4 效率 95 5 功率因数 0 90 cos 噪声 101dB 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 17 图 2 1 电动机的安装 形式 性能与结构特点 效率高 堵转转矩高 隔爆结构先进合理 温升裕度大 安全性 高 性能优良等优点 并且体积小 重量轻 外型美观 使用范围 适用于正常或不正常情况下都能形成爆炸性混合物的场所 其安 装形式如图 2 1 所示 2 3 4 刮板链强度验算刮板链强度验算 验算刮板链强度 需先算出链条最大张力点的张力值 此张力值 的确定按逐点张力法进行计算 得到刮板链的最大静张力后 为了保证刮板链工作的可靠性 max S 必须以链条的工作中所承受的最大张力验算强度 最大张力为最大静 张力与动张力之和 动张力按最大张力的 15 20 计算 刮板链的抗拉强度以安全系数 表示 K 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 18 对于双链刮板输送机 应满足 2 4 5 3 2 1 2 max S S K p 1 式中 刮板链抗拉强度安全系数 K 单条刮板链子的破断拉力 p S 双链负荷不均匀系数 对于圆环链 取 88 0 对于两端驱动的刮板输送机 其刮板链上最小张力点位置 要根 据不同情况进行分析 如图 2 2 所示 当重段阻力 为正值时 xh W 每一传动装置主动链轮相遇点的张力均大于其他分离点的张力 因此 最小张力点是主动轮的分离点 3 由 逐点张力法 得 图 2 2 刮板链运行阻力计算示意图 对于双链刮板输送机 取最小张力点张力 N 6000 4000 min S 取 N5000 min S 则 NSS5000 min3 xh WSS 34 1416065000 N146606 2 0 41 W SS 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 19 2 249952 146606 N21630 k WSS 12 6496621630 N86596 因此 N146606 4max SS 已知 kN 代入式 2 4 1 计算 得88 0 850 p S 链子强度系数 max 2 1 2 S S K p 1466062 1 88 0 108502 3 5 35 8 因而 链子强度足够 2 4 刮板输送机机头部及传动装置 2 4 1 机头架机头架 机头架是支承和装配机头传动装置 包括电动机 液力耦合器 减速器等 链轮组件 盲轴以及其他附属装置的构件 它是由厚钢 板焊接而成的 具有较高的强度和刚度 对机头架的基本结构要求是 两侧结构必须相同 便于左右工作面的交替使用和双侧传动 在电动机和减速器之间 有一筒体 称为连接罩 其作用 一是 使电动机和减速器连成一体 使二者的出轴准确对中 便于安装 二 是保护它里面的液力耦合器 拔链器位于链轮处的上链和下链之间 其作用是让链条字链轮的 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 20 分离点处顺利脱开 以避免发生卡链 断链 打牙等事故 护轴板没有和机头架的中板做成一体 而是用埋头螺栓固定在机 头架上 这种结构的目的 是当拔链器损坏之后便于更换 2 4 2 减速器的传动设计减速器的传动设计 传动装置为并列式布置 电动机轴和传动链轮轴垂直 故采用 三级圆锥 圆柱齿轮减速器 高速级为弧齿锥齿轮 中速级为斜齿 圆柱齿轮 低速级为直齿圆柱齿轮 这种减速器具有承载能力大 传 动效率高 噪音低 体积小 寿命长的特点 用于输入轴与输出轴呈 垂直方向布置的传动装置 如带式输送机及各种运输机械 也广泛应 用与煤炭 冶金 矿山 化工 建材 轻工和石油等各行业 三级圆 锥 圆柱齿轮减速器的传动结构简图如图 2 3 所示 具体的减 速器设计将在第三章中详细说明 1 456 7 2 3 8 图 2 3 三级圆锥 圆柱齿轮减速器的传动结构简 图 1 输入轴 1 2 弧齿锥齿轮 3 斜齿圆柱齿轮 4 轴 2 5 轴 3 6 轴 4 7 箱体 8 直齿圆柱齿轮 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 21 2 4 3 液力耦合器液力耦合器 1 结构及工作原理 液力耦合器广泛得使用在刮板输送机 带式输送机和转载机等设 备上 是动力式液压传动装置之一 液力耦合器在输送机传动装置中 安装在电动机和减速器之间 它主要由泵轮 外壳 透平轮等组成 其结构如图 2 4 所示 图 2 4 液力耦合器的结构图 1 液力偶合器 2 制动轮 液力耦合器的泵轮和透平轮都具有不同数量的径向叶片 前者多 于后者 1 2 片 泵轮与左半外壳是一提的 两个半外壳用螺栓固定 在一起 外壳及弹性联轴器与电动机相连 起主动轴作用 透平轮与 减速器相连 起从动轴作用 输入 输出轴之间没有刚性连接的机械 构件 但当工作腔内装上一定量的工作液后 在液动力的作用下 便 能完成能量的传递任务 液力耦合器可以改善电动机的起动性能 输送机在起动时 由于 液力耦合器的作用 可使电动机轻载或空载起动 然后负载再逐渐增 加 这样 电动机的起动时间缩短了 起动电流也降低了 在多电动 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 22 机同时驱动的设备中 采用液力耦合器 可使各电动机的输出功率趋 于平衡 由于泵轮和透平轮之间为 液体连接 故作用在输入 输 出轴上的冲击载荷可以大大降低 延长了电动机和工作机构的使用寿 命 这对处于恶劣工作条件下的煤碳机械尤为重要 液力耦合器具有过载保护作用 当外负载增加时 输出轴转速下 降 泵轮和透平轮的转速差增大 当外负荷继续增大时 工作液将被 挤向泵轮轮壁 经溢流孔进入辅助室 此时 工作腔内液体减少 再 加上泵轮和透平轮的转速差继续增大 则工作液的温度迅速升高 当 工作液的温度升至额定值时 易熔合金塞熔化 液体喷出 电动机带 着泵轮及外壳空转 保护了电动机 液力耦合器的主要缺点有两点 一是较其他联轴器的结构复杂 成本高 效率低 使用与维护要求高 二是过去多采用油质工作液 喷液后容易烧伤人员和发生火灾 为了避免事故的发生 近些年除了 少量早期生产的液力耦合器使用油质工作液外 大部分采用难燃工作 液和水质工作液 2 液力耦合器的选型 根据上面的电动机的参数 额定转速r min 额定功率1480 n kW 电动机轴径mm 和下面计算出的减速器输入轴直径250 P80 D mm 选用 2 台 YOX600 限矩型液力耦合器 其具体参数如下 65 d 输入转速 r minn1500 传递功率范围 kW360 200 过载系数 起动 8 1 5 1 制动 5 2 2 效率 0 96 外型尺寸 mm 695 D 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 23 mm510 L 最大输入孔径及长度 mm210 100 最大输出孔径及长度 mm210 115 充油量 L 8 16min 6 33max 重量 kg 185 2 4 4 链轮组件链轮组件 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 2 5 所示 A A A A 12 A A 图 2 5 整体式链轮组件 1 滚筒 2 链轮 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 24 2 4 5 盲轴组件盲轴组件 盲轴由花键轴 花键套 箱体 轴承 油封等组成 主要作用是 支承链轮 安装盲轴时 应先将花键擦洗干净涂上黄油后 安装在机 头架壁侧 花键轴插入链轮花键孔内 使用前应用量油尺检查盲轴中 的油位和迷宫环上的注油孔是否堵塞 盲轴中的注油量约为 4 升 注 入 150 号工业齿轮油 迷宫环上利用注油枪通过油杯注入 注入黄油 量足以使迷宫环上挤出新鲜黄油为止 2 52 5 溜槽及附件溜槽及附件 2 5 12 5 1 溜槽溜槽 溜槽作为刮板输送机的主要部件之一 通过其结构 性能反映出 了输送机的某些特点 1 溜槽与溜槽之间靠插销式 哑铃式 螺 栓式等联结装置联结起来 并保证两节溜槽上下 左右均有一定的活 动量 形成刮板输送机的可弯曲性能 2 采煤机要求溜槽具有较 高的强度 以便承受采煤机的重量以及液压支架的推移力 3 刮 板输送机的寿命以溜槽的耐磨性为主要指标 4 刮板输送机的输 送能力除了与刮板链速度有关外 主要取决于溜槽的宽度 溜槽分为中部溜槽 过渡溜槽 调节溜槽 阻链溜槽和上链溜槽 1 中部槽 中部槽由槽帮钢 中板 端头 支座焊接而成 中部槽外侧焊有 支座 用以固定档板和产煤板 槽帮两端焊有高锰钢制成的凸端头和 凹端头 在中板上堆焊耐磨合金粉块 这两项措施用以增加中部槽的 联接强度和耐磨性 如图 2 6 所示 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 25 图 2 6 中部槽 组装时应将中部槽带凸端头的一端插入另一节中部槽的凹端头 然后用哑铃销或螺栓联接在一起 再用限位销将哑铃销限位 中部槽组装后 允许在水平和垂直方向弯曲 安装中部槽时要保 护平直 将凸端头指向运输方向 中部槽之间应靠紧 用哑铃销或螺 栓联接之后 再组装档板和产煤板 2 过渡槽 本机分机头 机尾两种过渡槽 一种机头过渡槽主要由槽帮 中 板 端头和连接板等焊接而成 另一种机头过渡槽由侧板 中板 端 头和连接板等焊接而成 机尾过渡槽结构与机头过渡槽大致相同 机 头过渡槽连接端为凹端头 机尾过渡槽连接端为凸端头 机尾过渡槽 设有上链器 以便底刮板链出槽时在机尾过渡槽上链器出能顺利进入 过渡槽内 3 调节溜槽 调节溜槽有 500mm 和 1000mm 两种 用以调节刮板输送机的总长 度 4 阻链溜槽 阻链溜槽其结构基本上和中部槽相同 不同的只是在于中板上开 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 26 有两个链槽 供紧链时安装阻链器使用 阻链溜槽安装在过渡溜槽和 中部溜槽之间 紧链时 将阻链器放在刮板链上面 其底部凸出块插 入阻链溜槽中板的链槽中 两翼转入槽帮中 当刮板链正向运行时 刮板在面上滑动直到被卡住为止 起到固定刮板链的作用 当刮板链 正向运行时 刮板从夹持位置松开 然后转动两翼将阻链器取出 5 上链溜槽 上链溜槽实际上是装有上链器的过渡溜槽 上链器装在机头过渡 溜槽的下翼缘 其作用是使从下槽脱出的回空刮板链在运行中顺利地 进入槽内 2 5 2 附件附件 溜槽附件有挡煤板 电缆槽 铲煤板等 挡煤板装在溜槽靠采空区一侧的槽帮钢上 挡煤板有三个作用 一是增加溜槽上的货载断面积 提高输送机的输送能力 二是防止采 煤机装煤时 将煤抛撒到采空区 三是它上面可以安装电缆槽和水管 等 为了将刮板输送机推移到紧靠煤壁和防止输送机横向倾斜 在溜 槽靠煤壁侧的槽帮钢上装有铲煤板 以便在推移输送机时先清除机道 上的浮煤 铲煤板安装后 上缘应低于槽帮 下缘要超出槽底 宽度 方向应与采煤机滚筒有一定间隔 铲煤板的刃口应有足够的强度 2 6 刮板链 2 6 1 刮板链的结构形式刮板链的结构形式 鉴于刮板链的工作特点 要求其具有以下特征 圆环链抗拉强度 要高 耐磨性要好 耐疲劳性能要好 抗腐蚀性要强 刮板链有中单链 中双链 边双链和三链共四种 因三链刮板链 的三条链子受力极不均匀 同时还增加了功率消耗 所以已被逐渐淘 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 27 汰 虽说边双链要比三链受力均匀得多 但比起中双链还差得多 为 了解决两条链子受力不均 增加刮板输送机的可弯曲性能 中单链和 中双链是发展趋势 刮板链由刮板 圆环链和接链环三部分组成 刮板是货载的拖拉 构件 圆环链是货载输送的牵引构件 刮板的形状要能在运行中有刮底清帮 防止煤粉结和堵塞的作用 并应尽量减小质量 刮板的间距 以所运物料的性质和块度而顶 刮 板间距过大 带不动物料运行或只带动部分物料运行 刮板间距过小 加大了正个刮板链的质量 增加了运行阻力 还浪费了材料 按牵引链条的结构 可分为可拆模锻链 片式套筒链和焊接圆环 链 目前刮板输送机使用的全部为焊接圆环链 2 6 2 刮板链的选型与技术要求刮板链的选型与技术要求 本刮板输送机刮板链为中双链形式 链条为矿毫米C 9226 用高强度圆环链 链间距为mm 每条为 2174 个环 长 200m 每130 10 环处安装一个刮板 即刮板间距为mm 刮板装在平环上 通过920 E 型螺栓固定在圆环链上 链条之间是用连接环联结 如图9226 2 7 所示 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 28 1 刮板运行方向 234 65 图 2 7 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 6 E 型螺栓 刮板采用锻模制造 以保证强度及特殊形状的要求 本机所采用 的刮板 中间具有足够的强度 两端提高耐磨性受力分布更加合理 E 型螺栓采用锻模制造 材质 40Cr 并进行热处理加工 螺母采 用特制的全金属六角锁紧螺母 锯齿形接链环 是由两个相同的带锯齿的半链环 利用弹性销组 装在一起 安装锯齿形接链环时 先在两个半环上各自挂上要联结的 链段半环 然后对准锯齿安装 再装上弹性销 拆卸时先用冲销工具 冲掉弹性销 轻轻用手锤敲打即可拆开 2 7 紧链装置 为使刮板输送机安全运行 刮板链内应具有一定的张力 施给刮 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 29 板链张力的装置叫紧链装置 新安装或运行中的刮板输送机均需要紧 链 早期的轻型刮板输送机 用改变机尾轴位置的办法人工紧链 现 在全部采用定轴距机械紧链 机械紧链有两种方式 一是将刮板链的 一端固定在机头架侧板上或阻链器溜槽上 而另一端绕过机头链轮 紧链时电动机和链轮反转 刮板链随即被拉紧 当刮板链张力合适时 紧链装置将链轮制动住 防止刮板链回松 当将两个刮板链头接好后 紧链装置解除制动 目前大部分刮板输送机用的是这种紧链方式 其 紧链器有棘轮紧链器 摩擦轮紧链器 闸盘紧链器 液压马达紧链器 等 第二种紧链方式是采用液压缸紧链器 它可以在输送机长度上的 任何一个位置进行紧链 这种紧链器可以随意搬动 将它放在两个链 头中间 用液压缸紧链器紧链两端的挂钩分别钩住两头的刮板 待液 压缸收缩后将刮板链拉紧并接好 这种紧链器分低压大行程和高压小 行程紧链两个过程 闸盘紧链器是以联接罩为基座 用螺栓牢固地组装在联结罩上 来制动或松开安装在减速器输入轴上的闸盘 起到紧链作用 其制动 或松开是通过制动装置的手轮来控制 当手轮顺时针旋转时 使制动 板以销轴为支点向夹紧闸方向转动 使制动板上的闸块抱紧闸盘产生 了制动力 以进行紧链 当手轮反时针方向旋转时 制动力随之减少 直至使制动板上的闸块离开闸盘 制动力完全消失 通过旋转手轮来 调节和控制制动力 调节到紧链时所需的预紧力 闸块应位于正确位置 以保证有效地制动闸盘 安装新闸块时 两闸块之间最大张开距离 20 厘米 随后将螺钉调至联接座相接触 并拧紧螺母以限定制动板及闸块的位置 用紧链钩紧链时 先将紧链钩的一端挂在机头架则板孔径内 68 另一端挂在机头附近上刮板链的立环上 但要注意 两条紧链钩应挂 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 30 在同一位置上的链子立环外侧 然后反转起动电动机 直到闸盘紧链 器停止转动为止 立即扳动制动装置的手轮 闸死闸盘紧链器 并切 断电动机电源 以便安全操作 进行拆链和接链 当缩短和接长链条 之后 再慢慢松开制动轮 取走紧链钩 再开车运行 在输送机正常 运转时 可取下制动装置部分 然后用盖板盖上安装口 2 8 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装置 综 采工作面使用液压支架上的推移千斤顶 非综采工作面用单体液压推 溜器或手动液压推溜器 液压推移装置主要由设在顺槽中的泵站和沿 工作面布置的油管及液压千斤顶组成 千斤顶是推移刮板输送机的 装在输送机靠采空区一侧 在输送机机头 机尾处分别安装 2 3 个 中间溜槽每隔 6 米布置 1 个 每个千斤顶均由单独的操纵阀控制 控 制操纵阀的位置 可使用泵站通过油管来送来的高压油进入千斤顶液 压缸的前部或者后部使千斤顶的活塞伸出或缩回 从而推动输送机向 前移动 对于综合机械化采煤工作面 推移刮板输送机和移动液压支 架是紧密联系在一起的 操纵控制阀也在一起 一般把输送机的液压 千斤顶推移装置包括在液压支架中 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 31 3 3 减速器的设计减速器的设计 3 1 传动系统的确定 这里主要是根据查阅的相关书籍和资料 借鉴以往刮板输送机传 动系统的设计经验 初步确定传动系统 传动装置为并列式布置 电 动机轴与传动链轮轴垂直 故采用三级圆锥 圆柱齿轮减速器 高速级为弧齿锥齿轮 中速级为斜齿圆柱齿轮 低速级为直齿圆柱齿 轮 其传动结构简图如图 3 1 所示 1 456 7 2 3 8 图 3 1 三级圆锥 圆柱齿轮减速器的传动结构 简图 1 输入轴 1 2 弧齿锥齿轮 3 斜齿圆柱齿轮 4 轴 2 5 轴 3 6 轴 4 7 箱体 8 直齿圆柱齿 轮 3 1 1 总传动比及传动比分配总传动比及传动比分配 1 总传动比 已知电动机满载转速n 1480r min 考虑到液力耦合器的传动过 程有 5 的偏差 则传到 1 轴的转速为 51 1 nn 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 32 951480 r min1406 本机选择链轮的分度圆直径mm 则链轮的转速为500 D D v n 60 3 1 1 式中 v 刮板链的速度 已知 m s 代入式 3 1 1 计算得2 v r min43 76 50 0 260 n 故总传动比为 396 18 43 76 1406 1 n n i 2 传动比分配 总传动比等于各级传动比的连乘积 即 3 1 2 321 iiii 第一级弧齿圆锥齿轮传动的传动比为 3 1 i 第二级和第三级传动看作是对展开式齿轮减速器 为保证高低 速级大齿轮浸油深度大致相近 其传动比要满足下式 3 1 3 22 4 1 3 1 ii 联系式 3 1 2 和式 3 1 3 把和代入计算 396 18 i3 1 i 得 83 2 2 i 17 2 3 i 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 33 3 1 2 传动装置运动参数的计算传动装置运动参数的计算 从减速器的高速轴开始各轴命名为 1 轴 2 轴 3 轴 4 轴 1 各轴转速计算 第 1 轴转速 r min1406 1 n 第 2 轴转速 r min67 468 3 1406 1 1 2 i n n 第 3 轴转速 r min61 165 83 2 67 468 2 2 3 i n n 第 4 轴转速 r min 32 76 17 2 61 165 3 3 4 i n n 2 各轴功率计算 第 1 轴功率 3211 PP 99 0 955 0 96 0 250 kW 2 229 第 2 轴功率 4312 PP 98 0 99 2 229 kW 4 222 第 3 轴功率 5323 PP 98 0 99 0 4 222 kW 8 215 第 4 轴功率 5334 PP 98 0 99 0 8 215 kW 4 209 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 34 以上式中 P 电动机功率 kW250 P 液力耦合器的传动效率 1 96 0 1 电动机的效率 2 955 0 2 球轴承的效率 3 99 0 3 圆锥齿轮传动的效率 4 98 0 4 圆柱齿轮传动的效率 5 98 0 5 3 各轴扭矩计算 第 1 轴扭矩 1 1 1 9550 n P T 1406 2 229 9550 N m 8 1556 第 轴扭矩 2 2 2 9550 n P T 67 468 4 222 9550 N m 8 4531 第 轴扭矩 3 3 3 9550 n P T 61 165 8 215 9550 N m 2 12444 第 轴扭矩 4 4 4 9550 n P T 32 76 4 209 9550 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 35 N m 4 26202 4 将以上计算数据列表 3 1 表 3 1 轴号转速 n r min 输出功率P kW输出扭距 T N m 电动机轴5 轴 1 1406229 21556 8 轴 2 468 67222 44531 8 轴 3 165 61215 812444 2 轴 4 76 32209 426202 4 3 2 齿轮的设计 3 2 1 弧齿圆锥齿轮的传动设计计算弧齿圆锥齿轮的传动设计计算 已知N m r min 8 1556 1 T3 1 i1406 1 n kW 2 229 1 P 1 选择齿轮的材料 由文献 2 表 6 2 选 小