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充填刮板输送机设计,充填,输送,设计
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摘 要为了在充填工作面和完成开采的充填巷道进行矸石充填，充填悬挂式刮板输送机这种挠性牵引的连续输送机械正在逐渐被各类煤矿所重视。与一般的刮板输送机类似，充填刮板输送机的刮板链是其牵引机构，中部槽是它的承载装置，在中部槽的槽面安装着刮板链。沿着全线铺设着中部槽的运输路线，中部槽中放置着由绕经机头的刮板链与链轮连接而形成的封闭装置。通过悬挂装置悬挂于液压支架尾梁上，随着液压支架的移动而移动，向已完成开采的工作面充填矸石，从而尽量消除传统开采工艺所带来的遗留问题。在25以下的条件，充填刮板输送机能够顺利的安全使用。由于在使用中刮板输送机要多种作用例如：拉、压、弯曲、冲击摩擦和腐蚀等，所以，足够的强度、刚度、耐磨和耐腐蚀性就成为了刮板输送机必须要有的特性。物料和刮板链都是以在槽内滑行的方式进行运动，因此有很大的运行阻力和磨损。但是，在充填矸石的作业当中，更好的可代替机械还没有研制出来，所以只能不断研究结构、强度和制造工艺，最终研制出完善耐用的产品。本充填刮板输送机运量可达1000t/h，技术先进，工作可靠，是充填设备设备的优秀机型。关键词：充填工艺；刮板输送机减速器；机头部；刮板链；液力耦合器。ABSTRACTFilling hanging scraper conveyor is a flexible traction continuous conveyor machinery for filling mining face and finish filling the roadway filling gangue and mechanical layout . Its body is pulling the scraper chain , carrying device is a central groove , groove face scraper chain installed in the middle of the slot . Central groove along the transport route lay across the board , scraper chain around by the nose , tail sprocket then placed in the middle of a closed -shaped groove . Through suspension beam suspension at the end of the hydraulic support , as mobile hydraulic support moves to have completed filling mined waste rock face , so try to eliminate the remaining issues caused by conventional mining techniques . Hanging scraper conveyor filling function in conditions below 25 . Scraper conveyor in use to tension , compression , bending , impact multiple roles friction and corrosion , therefore , must have sufficient strength, stiffness , wear and corrosion resistance. Because of its mode of transport is the material in the tank and slide the scraper chain , so running resistance and abrasion are great. However, in the face filling gangue filled , there is no better machinery can be replaced only from the structure, on the strength of the manufacturing process and continue to study , to make it more perfect, and durable. The scraper conveyor filling volume of up to 1000t / h, technologically advanced , reliable, excellent equipment is filling equipment models .Key words：scraper conveyor； reducer； machine head； flight chain； hydraulic coupler。目 录1 绪论11.1选题背景11.1.1“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）压煤严重。11.1.2矿山固体废弃物排放量大11.1.3矿山开采带来严重的环境破坏21.2刮板输送机简介31.2.1刮板输送机概述31.2.2常见刮板输送机组成部分31.2.3 常见刮板输送机的分类41.3国内外研究现状41.3.1充填开采技术41.3.2目前充填刮板输送机的基本设计52 主要部件的结构和设计要求72.1机头部及传动装置72.1.1机头架72.1.2传动装置72.1.3盲轴组件82.2过渡槽82.3中部槽92.3.1中部槽92.3.2中部槽的附件92.3.3中部槽连接装置92.3.4双曲柄开窗泄矸槽结构设计92.4刮板链112.5紧链装置112.5.1紧链方法112.5.2紧链装置112.6充填装置123 刮板输送机设计133.1运输能力133.2链条的选取和刮板的选取设计133.2.1链条的选取133.2.2刮板选取设计133.3电动机功率的计算153.4刮板输送机驱动链轮设计164.1总传动比及传动比的分配174.1.1总传动比的确定174.1.2传动比的分配174.1.3各级传动计算17（1）各轴转速计算174.2减速器设计184.2.1I级弧齿锥齿轮传动设计184.2.2 II级斜齿圆柱齿轮传动204.2.3 III级斜齿圆柱齿轮传动234.4减速器轴设计与校核264.4.1轴I的设计与校核264.4.2轴II的设计与校核284.4.3轴III的设计与校核304.4.4轴IV的设计与校核324.5轴承与键的选择与校核344.5.1轴承的选择与校核344.5.2键的选择与校核375 总 结39参考文献40翻译部分41致 谢48第 48 页中国矿业大学2014届本科生毕业设计1 绪论1.1选题背景 我国的支撑能源主要是煤炭,由煤炭行业所支撑的电力、钢铁、铁路等行业在伴随着国民经济的快速发展而对煤炭的需求连年不断地增加,致使最近几年以来各种矿业能源，尤以煤炭为主的开采速度迅速加快。一批矿井伴随着幵釆年限的延长和矿井釆深的延伸,继而产生资源的枯竭逐步逐步迈入残釆阶段,已有部分矿井逐步迈入衰退期,有的甚至已经关井停产。以下几个方面则重点突出了煤炭开采致使的环境损害与资源枯竭的问题，其具体形式表现在：1.1.1“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）压煤严重。为了保证国民经济的提高和不断发展，矿山开采必须不断发展，而这种发展的直接表现则为煤炭开采量的连年不断地提高，很多专家纷纷预测，在本世纪上半叶，居于我国主体地位的一次能源仍将是煤炭。煤矿的“衰老”现象被资源型企业列为重点问题，也正是由于矿井“三下”压煤问题的不断凸显。面对会使传统技术几乎无法开采，矿井中那些有衰退倾向的开始逐步重视这一问题。据统计,目前有高达137.9亿吨的矿井“三下”压煤在我国统配煤矿内生产,其中有占总压煤量的69%的建筑物下压煤，共计约为94.68亿吨。几乎每一个矿井都或多或少的存在建筑物下压煤的问题,一般的压煤量大概占到矿井储量的1030%,而严重的矿井则甚至高达40%。由此可以看出,矿区“三下”压煤问题正在逐渐凸现出来，而是其中比较重点突出的一个方面便是建筑物下压煤问题。不仅如此,地面建筑的占地面积也正随着迅猛发展的我国市场经济,而连年不断地在逐步扩大,不断增加的建筑物下压煤量,正在迫使着目前本已机器严重的建筑物下压煤的问题变得更加严峻。矿井的正常生产正在受着建筑物下压煤问题的直接影响,生产接替紧张、产量降低、服务年限缩短等问题产生的严峻局面,对矿井的总体规划和生产布局产生严重影响,各类矿井的可持续发展受到严重的制约,目前煤炭企业普遍关注的问题已经逐步转移到如何尽可能的减低矿井的衰老速度,不断开发出新的可持续的发展空间,使矿区“三下”压煤能够安全高效的开釆出来。1.1.2矿山固体废弃物排放量大 我国拥有数量众多的各类矿井，是一个矿产资源种类及其齐全，矿产资源极大丰富的国家，其中比较具有代表性的有有色金属矿井、黄金矿井、煤炭矿井等。在工艺过程中会产生大量的固体块状、颗粒状或泥状废物，采矿废石、选矿尾矿、赤泥、冶炼渣等主要存在于金属矿井中，而洗选矸石、掘进矸石、电厂粉煤灰等重要存在于在煤矿中。许多相关都数据表明，我国有超过200亿吨的矿山废物堆存量，占我国工业固体废物总堆积量的85%以上，且还以3亿吨的速度连年不断地增长；目前每年约5亿吨尾矿、4亿吨采矿废石被排放，而在其中有 1600 多座规模较大的矸石山全国历年累计堆放的矸石约45亿吨，占到22%的矿山固体废弃物总量；煤矿的自备电厂排放每年大量粉煤灰，达到5亿吨以上的历年排放量，且每年都有7千万吨的新排放量正在产生。 大量排放的这些矿井废物，污染了周围水体、土壤和大气，破坏生态植被、侵占土地，更为严重的是这些废物严重影响着矿区人身健康和生态环境，滑坡、泥石流、溃坝、爆炸等工程灾害的危险系数也在不断地提高，主要表现在以下方面：一是矿井固体废弃物地面排放造成环境污染与危害。矿井固体废弃物中含有许多对人体和自然环境有害的元素以及各种放射性元素，这些废弃物经过风化、雨水溶化，加以直接在大气中暴露，有害成分就会渐渐地渗入土壤和水体，从而在矿区周围造成污染，主要包括土壤、地表以及地下水。在这种污染的长期下会使水体酸化，进一步造成各类生物的中毒死亡，破坏生态环境；人类长期使用受污染的水源，人类身体健康会受到极大影响。同样的，在运输、排放这些废弃物过程中，大量的粉尘会极大地影响着附近地区的空气质量，进一步的造成矿区附近人民群众健康隐患。随着时间的推移，在地面排放矿井固体废弃物对环境造成的危害与污染逐步的显现出来。 二是矿井固体废弃物地面排放侵占良田。大量的农田由于被排放的矿井废弃物所侵占，加之连年不断地加大的开采力度，良田正在不断地侵占。在今天，在我国煤矿的地标便是那大大小小的煤矸石山，可以说所有的矿井都有自己的矸石山。据不完全统计，在我国1.5万公顷的土地上有着接近1600座矸石山，而这个数字每年还在不断地增长。根据国家统计局的统计数据，目前我国人均耕地面积仅为1.25亩左右，长此以往，煤矿附近居住的居民的正常生活势必受到影响。 三是矿井固体废弃物地面排放致使次生灾害。在我国矿井废石、尾矿等固体废物往往被放置在专门修建的尾矿库中，因而地质灾害中的尾矿库溃坝、尾矿泥石流等在我国频频发生。为乐针对性的解决上面的各种问题，我国政府部出台并开展了一系列的整治行动，研究制定了很多针对性的相关法律法规。例如，“矿产资源高效开发利用”和“综合治污与废弃物循环利用”被国家中长期科技发展规划纲要列入优先发展主题；对开采煤炭中伴采的煤矸石，中华人民共和国资源税暂行条例中第四条明确规定，应适用“其他非金属矿原矿”税目，按照0.5元吨税额征收资源税。但是即便如此，例如工程灾害以及环境破坏等问题还是根深蒂固，没有实质性进展。1.1.3矿山开采带来严重的环境破坏 正如大众所了解的那样，在大规模开发煤炭和利用煤炭的过程中，人类虽然得到了巨大的经济、社会双重效益，但也严重的破坏了自然的地形、地貌和各类景观，最终只留下了无尽的荒凉与塌陷，引发了严重的生态环境破坏，主要表现在以下几个方面： 一是对土地资源破坏严重。众所周知，矿井开采而导致的地表沉陷，随着时间的推移会形成盆地，再加上积水等问题，最终会导致大片土地不能耕种。在国内外这种例子并不鲜见，据统计，全世界由于采矿而破坏的土地有，而其中我国就占据接近一半，并且以每年5%的速度增加。随着日益提升的的矿井开采计划，越来越严重的环境问题也逐渐开始凸显了出来。在干旱少雨的我国西北地区，这种问题更加的严重，植被枯死、土地沙化等环境灾害随着矿井开采的深入而持续加重。二是地下水大量流失。矿井开采导致岩层的移动，造成水系的破坏。伴随着每年煤炭开采，水资源严重流失。有关数据显示，我国每年有超过80亿吨水因为矿井开采而流失。为了我国的可持续发展，钱鸣高教授提出了一种新的理念绿色开采，其核心的部分就是我们所讲的充填开采。为了实现矿井固体废弃物直接处理、岩层移动及地表沉陷控制、水资源保护等多重目标，充填开采将采空区的充填材料选为矿井固体废弃物，在采空区内直接充填，置换出煤资源的同时又完成了目标。本文基于综合机械化充填采煤的工作实际与发展前景，研究在充填采煤作业过程中的重要输送机械充填悬挂式刮板输送机的设计，从而进一步提高充填作业的稳定性，高效性与安全性，进而使得充填式采煤能够大范围推广，减少传统采煤方法所带来的诸多问题。1.2刮板输送机简介1.2.1刮板输送机概述为了在工作面和巷道进行煤炭运输，刮板输送机这种挠性牵引的连续输送机械被各类煤矿所广泛使用。它是运输设备中目前能在长壁式采煤工作面工作的。可用于水平运输，亦可用于倾斜运输。在25以下的条件，刮板输送机能够顺利的安全使用。如图1.1 图1.1常见刮板输送机实物图1.2.2常见刮板输送机组成部分刮板输送机主要是由机头部、机尾部、中间部分和附属装置组成，如图1.2所示。图1.2 SGZ1250/2000型刮板输送机示意图1减速器；2液力耦合器；3电动机；4过度溜槽；5中部槽；6无链牵引齿条；7销排轨座；8可伸缩机尾架；9链轮组件；10液压缸；11刮板链；12侧卸式机头1.2.3 常见刮板输送机的分类 国内外生产和使用的刮板输送机的类型很多，其分类方法各有不同。有重叠式和并列式这种按溜槽布置方式分的；有敞底式和封底式这样按溜槽结构分的；还有按链条数目分为有单连、双边链、双中链和三链；最后还有有轻型、中型和重型等按照电机的功率划分的，。1.3国内外研究现状 1.3.1充填开采技术为了更加高效的掌控岩层移动及沉陷问题，使矿井能够尽可能满足工业采矿的基本需要，从而进一步提高矿井煤炭采出率，充填开采技术逐步的发展起来。金属矿井是最早应用充填技术的。如今这项技术已经有了进百年的历史，历史上有记录的最早的充填矿井是在1915年用废石充填的位于澳大利亚的塔斯马尼亚芒特莱尔矿和北莱尔矿。我国充填开采技术起步稍晚，大约有40年的历史，与国外相比大约落后15年左右。充填开采技术的发展大致分为四个阶段。具体阶段如下第一阶段：我国在上世纪 50 年代以前，国外在上世纪 40 年代以前，在不甚了解这项技术的情况下，单纯以处理矿井废物为目的，在矿井中使用了充填开采技术。，这种被称为废石干式充填因为根本满足不了日益增长的技术发展，最终被效率更高，生产能力更大和劳动强度更小的技术淘汰在历史的长河中。第二阶段：国外上世纪4050年代，国内60年代，水砂充填工艺开始被广泛应用。也正是从此开始矿井充填被采矿技术这个大家庭所接纳。这一阶段主要是在工作面大量脱水后用含水量一般在6070%左右的尾矿，借助水力充入井下采空区。最终确定了工业标准中的100mm的渗透速度。第三阶段：在国内外6070年代，尾矿胶结充填技术开始进入研发和应用阶段。许多矿井在水砂充填工艺推广应用后，便开始研发胶结充填技术，这是因为无自立能力的非胶结充填体是没有办法满足采矿工艺所需要的低贫化率和高回采率。在这一阶段，各种专家学者开始深入研究各种特性的新充填料、各种充填材料与煤壁等的相互摩擦和相互作用、以及充填体的稳定性与固定性。第四阶段：20世纪8090年代，新技术层出不穷，具体有：（1） 高浓度充填技术。高浓度充填是一种多余水分的渗透速度很低、浓度变化较慢的，当充填料到达工作面后，将多余水分渗出的充填方式。（2） 膏体充填。所谓膏体充填则指在工作面不脱水的情况下，使充填料呈膏状，从而形成具有良好的强度特性的胶结体来进行充填的方法。（3） 块石砂浆胶结充填块。石砂浆胶结充填是一种将块石作为充填材料，在工作面不脱水的情况下，胶结介质使用水泥浆或砂浆的一种高质量充填技术。（4） 全尾矿胶结充填。急需实现零排放目标且尾矿产率低的矿井，全尾矿胶结充填则是一种十分有价值的充填方法。 这些新技术的诞生对于进一步降低采矿成本以及满足环境保护的要求具有重要的意义。1.3.2目前充填刮板输送机的基本设计目前现有的充填刮板输送机结构如下图：图1.3充填刮板输送机结构示意图 充填刮板输送机的使用情况特殊，因此对其设计和制造提出了更高的要求： (1)弯曲性能要好，垂直弯曲既要满足工作面高度的变化，又要适应液压支架移架时的降架和升架的高度变化，水平弯曲要满足液压支架移架时的推移步距的要求；(2)连接强度要高；(3)中板和槽帮耐磨性好； (4)使用过程中槽帮和中板的错口量要小； (5)卸矸口能够调节卸矸量； (6)机头、机尾高度要低，以适应采高的变化，能够开采较薄煤层； (7)整机重量要轻。 充填刮板输送机一般上都是使用的短机头单电机驱动、机尾处一般不设置驱动，结构简单。但是也有运输量或铺设长度增大的情况，这种情况下则可以采用双驱动，在机尾安装一个驱动部。普通传动路线为：井下防爆电动机的转矩经液力耦合器、多级减速器和联轴器最终传递到机头链轮处，继而由链轮牵引刮板链进行运动，三者组成一个完整的封闭的井下牵引系统，按从机头向机尾的运行方向将矸石灯充填材料充填到采空区当中。机头部、机头过渡槽、中部槽、开天窗中部槽、机尾、刮板链、吊挂链等结构部件组成了一个完整的充填刮板输送机。随工作面一起推进着的液压支架上，在后端的尾梁下面通过吊挂链悬挂着中部槽。充填空间也就由此产生在中部槽与充填面之间，而更加理想的充填效果则要归功于短机头和简易机尾所带来的更大的充填面积。执行构件中用于矸石动态充填的是开天窗中部槽，而用于矸石卸载的承载构件则是中部段。为了保证矸石在到达机尾之前全部落入到采空区之中，需要根据落矸的需要对中部槽和开天窗中部槽的安装位置进行不同的安排，破碎的矸石在充填刮板输送机的机头，通过转载输送带经过入矸口到达中部槽，由刮板链进行输送，经过可调节大小的溜矸孔进行溜矸动态控制，可以控制落矸情况，最终达到应有的目的。2 主要部件的结构和设计要求2.1机头部及传动装置机头部是把电动机的动力传递给刮板链的装置，机头部的主要部分包括机头架、传动装置、链轮组件、盲轴以及电动机等组件。利用机头传动装置动力的紧链器和链牵引采煤机牵引链的固定装置也安装在机头部。常用的机头部有端卸式和侧卸式。2.1.1机头架机头架是在机头部用于支撑安装链轮组件、减速器，过滤槽等组件的框架式焊接构件，它由左侧板、中板和右侧板用比较厚的钢板焊接而成，有足够的刚性和强度。一般而言，为了适应两边采煤面的需要，机头架为两侧布置，可在两侧安装减速器。机头架分为端卸式和侧卸式两种类型，没种类型中又分为安装链轮组件处开口与不开口两种形式，由于本次设计中，刮板板输送机用于充填工作面，且需要悬挂，故采用端卸式开口的机头架设计（如图）。这类机头架的两侧板安装链轮组件的孔开有豁口，可以在链轮组件完全安装之后，再讲轴承座从或豁口装入机头部，然后用螺栓固定。为了增加侧开口的刚性和强度，最后用挡块进行封口。在机头架的后端用定位销以使机头架与过渡槽得到吻合。在更换链轮时只要拆开螺栓与联轴器，就能从开口的侧板中拆卸出来，而不用拆开减速器，方便快捷。2.1.2传动装置（1）传动装置的布置方式为了减小机头部的占地面积，本设计中，传动装置选用了平行布置的布置方式。这种布置方式可以将传动装置布置在工作面内，便于工作面上下出口顶板的维护，我国生产的大部分刮板输送机都采用这种布置方式。（2） 传动装置数量与安装位置由于本设计的刮板输送机用于充填工作面而非采煤工作面，因此不需要考虑与采煤机的配合问题，加之本设计的刮板输送机运量尺寸较小，为了便于悬挂且减少悬挂质量，本设计中采用了单机头传动，同时也回避了双机头传动的同步性问题、（3） 传动装置的组成部分刮板输送机的传动装置主要由电动机、联轴器和减速器等部分组成。电动机：刮板输送机的电动机有单速电动机与双速电动机两种选择。本设计中采用单速电动机。联轴器：刮板输送机使用联轴器的部分有两个，一是减速器输入轴与电动机的连接，一般采用液力耦合器；二是减速器输出轴与链轮的连接，一般采用花键连接或者齿轮联轴器连接。本设计中采用齿轮联轴器。减速器：本设计中，减速器采用输入输出轴垂直布置三级圆锥圆柱齿轮传动减速器，其特点是：承载能力达传动平稳，噪音小。该减速器的具体设计见本设计第四章。图2.1 传动系统图1-机头链轮轴组；2-减速器；3-联轴器；4-电机；5-刮板链；6-机尾链轮轴组2.1.3盲轴组件盲轴组件安装在无传动装置一侧的机头、机尾架侧板上，用于支撑链轮组件。图2.2 盲轴组件1-盲轴;2-轴承座;3-调心轴承;4-盖板5-轴承托板;6-轴套;7-密封圈2.2过渡槽 过渡槽是机头与机尾与中部槽的连接溜槽，分别称为机头过渡槽与机尾过渡槽。它的主要特点是与中部槽连接段的高度与中部槽相同，而与机头架和机尾架连接的另一端较高。2.3中部槽2.3.1中部槽中部槽是刮板输送机的机身，由槽帮钢、中板等组件组成，上槽是装运煤炭的承载槽，下槽供刮板链返程使用。中部槽分为多种类型，在本设计中，由于选择的是中双链式，故中部槽选择II型中部槽。所谓II型中部槽是指使用E15、M15、E19和M22号槽帮钢焊接而成的敞底式中部槽。这种槽帮内部空间较大，适用于中双链刮板输送机连接环的通过，中部槽的长度均为1500mm。2.3.2中部槽的附件（1） 铲煤版：铲煤版的作用是在推移中部槽的过程中用于清理工作面浮煤，它被固定在中不早煤壁测得支座上，铲煤版有两种形式：三角形铲煤版与L型铲煤版具体形式见下图。（2） 挡煤板：挡煤板是一个多种功能的组合件，使用螺栓安装在采空区的中部槽侧面的支座上。它能有效的防止煤向采空区洒落，加以采煤机作为导向，防止电缆和水管，为千斤顶提供连接点；它还可以增大溜槽的装载断面，从而保证输送机的生产能力。（3） 电缆槽：电缆槽被安装在挡煤板的外侧，采煤机的电缆盒水管则可自动铺设在槽内。一般电缆槽有上下两层，下层的电缆和水管沿输送机全程的一半是不动的，另一半则可岁采煤机的移动自动铺设在上槽内。2.3.3中部槽连接装置为了将单个的中不早连接成为整个刮板链的机身就必须要用到中部槽连接装置。连接装置的基本要求是：在保证机体的对中性的同时要使两槽之间的左右、上下的错口量保持在规定的范围之内；与此同时在相邻的两个槽之间要能有一定角度的折曲，使机身的弯曲能力得到提高；最后，还必须保证安装尺寸的相同，从而保证同一型号的通用互换。本设计的连接装置选择的是螺栓连接。所谓螺栓连接是将螺栓插入中部槽接头上的连接销孔，然后拧上螺母，为了保护中部槽有一定的偏转角度，螺母与连接板之间应留有一定的间隙。2.3.4双曲柄开窗泄矸槽结构设计 活动窗中部槽卸矸口大小的调节是通过液压缸推拉来实现的，目前应用的一种结构形式所示，它是由分别安装在左、右槽帮上的两个液压缸推拉活动板在导轨上移动来启闭卸矸窗口实现卸矸充填的。由于煤矿井下生产条件恶劣，容易使导轨卡住而导致两油缸受力不同，从而致使油缸运动不同步而发生损坏，且更换复杂，影响生产。鉴于上述不足，本设计借鉴了一种单液压缸双曲柄旋转启闭式开窗泄矸中部槽，其主要由开窗槽、活动板、推拉液压缸和联接板组成。单油缸、活动扇形板、联接板用销轴铰接构成了一个四连杆双曲柄机构，通过控制开天窗中部槽一侧的油缸来推拉扇形活动板实现卸矸口启闭，从而完成矸石动态充填。这种设计的双曲柄开窗泄矸槽的优点是：采用单油缸不会出现受力不均问题，不容易卡轨，其卸料窗开口宽度是现有开窗充填中部槽开口宽度的1.5倍，能够适应大块度矸石卸放，矸石破碎粒度增大后，可有效降低充填成本，提高了充填效率。 图2.3 单液压缸双曲柄旋转启闭式开天窗卸矸中部槽1-开窗槽；2-扇形活动板；3-推拉油缸；4-联接板2.4刮板链刮板机的刮板链有中单链、中双链、边双链等型式。边双链刮板链条沿输送机中部槽的上翼板导向，刮板运行稳定。但是，边双链传动有两个最大缺陷，一是链条中心距大，造成两链条的负荷分配不均；二是由于刮板链条为短链条，需要大量马蹄形连接环联结链条和刮板，成为刮板链牵引系统中的薄弱环节，极易出现断链事故。边双链目前多用于装机功率较小的刮板机。中单链可以充分发挥链条的性能，不存在链条负荷不均匀问题。中单链刮板机的应用范围由于中双链刮板输送机的推广而趋于萎缩。中双链将两条圆环链尽量靠近安装，链条负荷分配不均问题得以缓解。由于采用双链使刮板链的承载能力显著增强，又由于采用长链条和高强度的接链环，能大幅度降低断链概率。图2.4 中双链结构简图1-接链环；2-刮板；3、4-螺栓；5-圆环链2.5紧链装置2.5.1紧链方法在刮板输送机的设计过程中，基本的紧链方法有变轴距紧链和定轴距紧链两种。本设计中采用定轴距紧链中的反转电动机法。其主要原理是：将刮板链的一端固定在机头架上，另一端绕过机尾链轮，用机头部的电动机是链轮反转，将链条拉紧，电动机停止反转时，立刻用一种制动装置将链轮闸住，防止链条回松，然后进行接链。2.5.2紧链装置反转电动机紧链法的紧链装置有棘轮紧链器、摩擦紧链器和盘闸紧链器等。根据本设计的电动机功率（见第三章），选择盘闸紧链器。由夹钳制动装置和盘闸组成的盘闸紧链器，在减速器一轴上安装着盘闸，同时在联接筒上安装制动装置，在紧链时，先将刮板机输送机一端固定，然后反向开动电动机，链轮反转，刮板链被逐渐拉紧，直到电动机堵转为止。随后立刻扳动手轮，用钳臂将闸盘闸住，同时切断电动机电源，拆去多余链段，接好链子，反转手轮松开钳臂。在紧链过程中，用阻链钩完成刮板链的固定。图2.5 盘闸紧链器1-减速器轴;2-夹钳式制动装置;3-盘闸;4-液力耦合器;5-连接罩;6-弹性联轴器2.6充填装置在充填作业时，下刮板需向上推平卸料窗口下漏的矸石，并使矸石充填密实、均匀，所以开天窗中部槽采用整体焊接敞底结构，铸造槽帮通过中板焊接为一体，是运输、充填矸石的承载构件。根据落矸需要在中板上开设卸矸窗口，中板采用40mm厚进口耐磨板。开天窗中部槽分为固定窗中部槽和活动窗中部槽两种。固定窗中部槽是在中板上加工出尺寸不等的窗口，窗口大小不能调节；活动窗中部槽是在中板上加工出窗口，由活动板来调节窗口尺寸的大小。在侧板上两侧吊挂耳，由吊挂装置通过吊挂耳将中部槽悬挂在液压支架尾梁下面，随着支架的移动而移动。吊挂装置由1个2692mm的圆环链、2个U形环和销轴组成，每节溜槽用4条链段吊挂在液压支架尾梁上。3 刮板输送机设计刮板输送机的设计计算通常分为新机器的计算和按照所要求的使用条件选用已有的定型产品，验算该产品的各项指标是否满足要求。两者计算的内容在实质上是相同的，区别在于新机器的计算要按通用条件，而对已有型号的验算则按具体产品的具体条件计算。本设计采用的方案为新机器的设计计算，所以按将通用条件进行计算。3.1运输能力如图所示，刮板输送机是一种进行连续运输的设备，其每一秒钟机器的运输能力为式中:V充填刮板输送机的刮板链运行速度，本设计中取v=1m/s; q输送机上单位长度货载质量，kg.m; Q运输能力，本设计中设Q=1000t/h。图3.1 刮板输送机运行简图每小时运输能力为 kg/m3.2链条的选取和刮板的选取设计3.2.1链条的选取 根据矿用高强度圆环链127182001标准选取链条，在本设计中选用圆环链的规格为。3.2.2刮板选取设计 (1)刮板的选型 由刮板输送机通用技术条件1052006可知，根据规格为的链条，则刮板尺寸为 刮板宽度：=674mm 刮板高度：=901.0mm 刮板厚度：=1000.5mm 即刮板型号为64790100(2)刮板链在单位长度上的质量计算 刮板链在单位长度上的质量为，由刮板的单位长度质量和圆环链的单位长度质量相加而成，在此次设计中采用平均值表示。 刮板的质量计算根据刮板输送机通用技术条件1052006可知中双链刮板输送机的设计过程中会根据链条节距和负载不同，选择两相邻间刮板的距离，分别有10环、12环、14环三种安装方式，在此次设计中将采用10环安装方式，因此可知两相邻间刮板的距离S为式中：N相邻刮板之间的安装环数，此次设计中取N=10； P圆环链的节距，由前面可知P=126mm；将已知的数据带入到上式中，得mm所以在长度（单程）L=100m所需要的刮板数目n为 式中：L刮板输送机的长度，m，本设计中取L=100m； S两相邻刮板间的距离，m，由前面可知S=1.260m。 将已知的数据代入式，得n=计算每一块刮板的体积式中：刮板的宽度，m，此前已查得mm； 刮板的高度，m，此前已查得mm； 刮板的厚度，m，此前已查得mm。把已知数据代入 式，得 m3因此刮板的总体积 m3因此刮板的质量为式中：刮板密度，由密度表可查得kg/m3； 刮板体积之和，此前已求得m3。将已知数据代入式中，得 kg 圆环链的质量根据矿用高强度圆环链127182001查得此次使用的圆环链其单位长度质量kg/m3，所以总长度为L=100m圆环链的质量kg由于该刮板链采用的是边双链，所以圆环链的质量应有两条链组成。所以kg。.所以刮板链的单位长度的质量为把已知数据代入3.10式，得kg/m3.3电动机功率的计算根据综采技术手册关于刮板输送机电动机功率计算部分，输送机电动机功率的大小要根据工作面倾角，输送机铺设长度和输送量的大小等具体的条件确定，其关系式为：式中：货载每米重力。按照下式计算：N/m 刮板链每米重力，根据已知可得，kg/m 输送量，根据已知可得，t/h 井下防爆电动机功率备用系数，本设计中取 刮板链在绕过两端链轮时所附加的阻力系数， 输送机水平弯曲时附加的阻力系数， 刮板输送机的安装倾角，根据已知可得， 刮板输送机的铺设长度，m，根据已知可得，m 链速，m/s，根据已知可得，m/s 货载在溜槽中运行阻力系数 刮板链在溜槽中的运行阻力系数运行阻力系数与输送机结构、货载在溜槽中的断面形状、货载性质、块度、湿度、卸载方式、底板情况、溜槽铺设质量、链速以及底链回煤情况等多种因素有关，一般要根据具体情况通过试验测定。计算时可以参考情况选取：对于本次设计情况，选取 传送装置效率， 其中：液力耦合器的传输效率，取=0.98； 圆锥齿轮的传输效率，取=0.97； 斜齿圆柱齿轮的传输效率，取=0.98； 花键以其他键的传输效率，取=0.96； 所有轴承的传输效率，取=0.94。 所以 将上述数据带入式中可得选择电机功率为250,的电动机作为驱动，则电动机总功率为250kw，满足实际要求。由于该电机在煤矿井下工作，所以该电机必须防爆，应选刮板输送机专用电机，即电机为YSB2504A。3.4刮板输送机驱动链轮设计 根据前面所选圆环链的规格,查询标准矿用高强度圆环链可知，圆环链的公称直径d=34mm，工程节距P=126mm，最外宽度b=109mm。另外根据标准刮板输送机通用技术条件1052006中的推荐链轮齿数通常为8齿和10齿，本设计中取链轮齿数Z=8，则链轮节距角：查标准矿用刮板输送机 驱动链轮MT 231-1991可得： 链轮节圆直径mm 链轮外径mm 链轮立环槽直径mm 齿形圆弧半径mm 齿根圆弧半径mm 链窝平面圆弧半径mm 立环槽弧半径mm 短齿根部圆弧半径mm 链窝长度mm 链轮中心至链窝底平面的距离mm 链窝中心距离mm短齿厚度mm4 传动系统设计4.1总传动比及传动比的分配4.1.1总传动比的确定 总传动比式中：输入轴转速，由已知可得，r/min 输出轴转速，根据公式得r/min将上述数据带入得：4.1.2传动比的分配传动比的分配是在进行总体设计，尤其是多级传动系统时，一个非常重要环节，合理分配传动比，就能够使传动系统在外形结构、重量尺寸、润滑条件、成本及工作能力得到本质上的提升。由此定出各级传动比为:4.1.3各级传动计算（1）各轴转速计算 以从与电动机输出轴相连的输入轴开始，各轴依次命名为、轴。 轴： 轴：r/min 轴：r/min轴：r/min（2）各轴功率计算 轴：kw 轴：kw 轴：kw 轴：kw 式中：液力耦合器的传输效率，取=0.98； 圆锥齿轮的传输效率，取=0.97； 斜齿圆柱齿轮的传输效率，取=0.98； 花键以其他键的传输效率，取=0.99； 轴承的传输效率，取=0.99。（3）各轴扭矩计算轴：Nm轴：Nm轴：Nm轴：Nm将上述计算结果列入表:表4.1减速器各轴传递功率、转速、输出转矩、传动比轴号输出功率P/kw转速n/rmin-1输出转矩T/Nm传动比轴233150015153轴21850043163.3轴205151.5136793.28轴19346.1397744.2减速器设计减速器传动的示意图如图所示：图4.1减速器传动示意图4.2.1I级弧齿锥齿轮传动设计根据机械传动设计手册有关弧齿锥齿轮的设计计算部分进行I级弧齿锥齿轮传动设计。选择齿轮材料为渗碳钢，其齿面硬度为55HRC。（1）设计原始参数：轴交角，齿数比初值，小轮转矩Nm。（2）弧齿锥齿轮主要参数计算初算：小轮大端分度圆直径初值：由机械传动设计手册中图3.2-2查得，mm小轮齿数：由机械传动设计手册中图3.2-5和3.2-8查得，大论齿数：大端端面模数：小轮分度锥角：大端锥距：mm齿宽：取0.3R和10中较小者，mm螺旋角：由机械传动设计手册中图3.2-10查得，（3）弧齿锥齿轮几何参数计算：齿高系数：顶隙系数：法向压力角：工作齿高：mm切向变位系数：由机械传动设计手册中图3.3-5和3.3-6查得，螺旋方向：小齿轮左旋，大齿轮右旋大端分度圆直径：，mm，mm分锥角：为已知，大端齿距：mm大轮齿顶高：mm小轮齿顶高：mm齿顶间隙：mm全齿高：mm齿根高：，mm，mm齿根角：，顶锥角：，根锥角：，顶圆直径：，mm，mm冠顶距：，mm，mm大端理论弧齿轮：mm，mm（4）参考点M处齿轮的参数参考点M处锥距：mm参考点M处断面模数：mm参考点M处法相模数：mm参考点M处分度圆直径：，mm，mm参考点M处齿顶高：，mm，mm参考点M处齿根高：，mm，mm参考点M处分度圆法向弧齿厚：，mm，mm（5）端面当量齿轮处的齿轮参数端面当量齿轮处的齿数：，端面当量齿轮处的齿数比：端面当量齿轮处的分度圆直径：，mm，mm端面当量齿轮处的齿轮中心距：mm端面当量齿轮处的齿轮齿顶圆直径：端面当量齿轮处的基圆螺旋角：端面当量齿轮处的齿轮压力角：端面当量齿轮处的齿轮基圆直径：，mm，mm端面当量齿轮处的齿轮基圆齿距：mm端面当量齿轮处的齿轮啮合线有效长：mm端面当量齿轮处的齿轮的端面重合度：端面当量齿轮处的齿轮的纵向重合度：总重合度：（6）法面当量齿轮处的齿轮参数法面当量齿轮处的齿轮齿数：，法面当量齿轮处的齿轮分度圆直径：，mm，mm法面当量齿轮处的齿轮中心距：mm法面当量齿轮处的齿轮顶圆直径：，mm，mm法面当量齿轮处的齿轮基圆直径：，mm，mm法面当量齿轮处的齿轮啮合线有效长mm法面当量齿轮处的齿轮重合度：刀盘名义半径：一般取值或者略小于值，mm刀尖圆角半径：mm,mm4.2.2 II级斜齿圆柱齿轮传动根据机械设计有关斜齿圆柱齿轮的设计计算部分进行II级斜齿圆柱齿轮传动设计。（1）选精度等级，材料以及齿数选择小齿轮材料为调质且表面淬火的40Cr，根据机械设计传动手册齿面硬度为52HRC。选择大齿轮材料为调质且表面淬火的40Cr，根据机械设计传动手册齿面硬度为52HRC。精度等级为7级，初选小齿轮齿数24，大齿轮齿数80，螺旋角14。（2）按齿面接触强度设计 确定公式内的各计算数值：试选载荷系数；由机械设计图10-30选取区域系数；小齿轮转矩已知为Nm；由机械设计表10-6查得弹性影响系数MPa0.5；计算应力循环次数，；由机械设计图10-19取接触疲劳寿命系数，；因为大、小齿轮均为硬齿面，故宜选取稍小的齿宽系数，现取；由机械设计图10-21e查得MPa，MPa；计算接触疲劳许用应力（失效概率1%，安全系数S=1） MPa MPa MPa；将数值带入计算：试算小齿轮分度圆直径。将上述数据带入得mm；计算圆周速度。m/s；计算齿宽以及模数。mmmmmm；计算纵向重合度。；计算载荷系数.由已知的条件m/s，可以查得在7级精度之下，使用系数取，根据机械传动设计手册查得动载系数；根据机械传动设计手册查得；由于6级精度的小齿轮的相对支承为非对称布置，从机械传动设计手册中的硬齿面齿轮栏中，查得。考虑本设计中采用的是7级精度齿轮，故取，则载荷系数另由机械设计图10-13查得；按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径。mm；计算模数。mm。（3）按照齿根弯曲强度设计 确定计算参数计算载荷系数。由机械设计图10-20d查得齿轮弯曲疲劳强度极限,;由机械设计图10-18取弯曲疲劳寿命系数，；安全系数取。计算弯曲疲劳许用应力。MPaMPa计算大小齿轮的并加以比较。小齿轮的数值较大；设计计算mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不多，取标准值mm，取分度圆直径mm。取，则，取。（4）几何尺寸计算计算中心距mm将中心距圆整为355mm；按圆整后的中心距修正螺旋角因为值改变不多，故参数、等不必修正；计算大、小齿轮的分度圆直径mmmm；计算齿轮宽度mm圆整后取mm，mm。4.2.3 III级斜齿圆柱齿轮传动根据机械设计有关斜齿圆柱齿轮的设计计算部分进行III级斜齿圆柱齿轮传动设计。（1）选精度等级，材料以及齿数选择小齿轮材料为调质且表面淬火的20CrMnTi，根据机械设计传动手册齿面硬度为60HRC。选择大齿轮材料为调质且表面淬火的40Cr，根据机械设计传动手册齿面硬度为52HRC。精度等级为7级，初选小齿轮齿数24，大齿轮齿数80，螺旋角14。（2）按齿面接触强度设计确定公式内的各计算数值：试选载荷系数；由机械设计图10-30选取区域系数；小齿轮转矩已知为Nm；由机械设计表10-6查得弹性影响系数MPa0.5；计算应力循环次数，；由机械设计图10-19取接触疲劳寿命系数，；因为大、小齿轮均为硬齿面，故宜选取稍小的齿宽系数，现取；由机械设计图10-21e查得MPa，MPa；计算接触疲劳许用应力（失效概率1%，安全系数S=1） MPa MPa MPa；将数值带入计算：试算小齿轮分度圆直径。将上述数据带入得mm；计算圆周速度。m/s；计算齿宽以及模数。mmmmmm；计算纵向重合度。；计算载荷系数.由已知的条件m/s，可以查得在7级精度之下，使用系数取，根据机械传动设计手册查得动载系数；根据机械传动设计手册查得；由于6级精度的小齿轮的相对支承为非对称布置，从机械传动设计手册中的硬齿面齿轮栏中，查得。考虑本设计中采用的是7级精度齿轮，故取，则载荷系数另由机械设计图10-13查得；按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径。mm；计算模数。mm。（3）按照齿根弯曲强度设计 确定计算参数计算载荷系数。由机械设计图10-20d查得齿轮弯曲疲劳强度极限MPa,MPa;由机械设计图10-18取弯曲疲劳寿命系数，；安全系数取。计算弯曲疲劳许用应力。MPaMPa计算大小齿轮的并加以比较。小齿轮的数值较大；设计计算mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不多，取标准值mm，取分度圆直径mm。取，则，取。（4）几何尺寸计算计算中心距mm将中心距圆整为296mm；按圆整后的中心距修正螺旋角因为值改变不多，故参数、等不必修正；计算大、小齿轮的分度圆直径mmmm；计算齿轮宽度mm圆整后取mm，mm。4.4减速器轴设计与校核4.4.1轴I的设计与校核（1）作用在齿轮上的受力分析与计算：转矩：Nm所以小圆柱齿轮处各种力如下：圆周力：N径向力：N轴向力：N（2）初步估算轴的直径 选取40Cr号钢作为轴的材料，调质处理 根据机械设计式 15-2 ， 计算轴的最小直径并加大3%已考虑键槽的影响，查机械设计表8.6得，A=110，则mm，取mm（3） 轴的结构设计图4.1轴I的结构（4） 绘制轴的弯矩图和扭矩图图4.2轴I的受力分析图 求轴承反力 V垂直面，如图 受力分析并对A点取距得： 解得：N，N H水平面，如图4.11受力分析并对A点取距得： 解得：N,N 求齿宽中点处弯矩 H水平面 Nmm V垂直面 Nmm 合成弯矩 Nmm 扭矩T Nmm 弯矩图和扭矩图见图4.3图4.3轴I的弯矩和扭矩图 (5) 按弯矩和成强度校核轴的强度 将折合系数取为0.6，根据当量弯矩计算公式，则当量弯矩在齿宽中点的值为 Nmm 轴的材料为40Cr，调制处理，由表8.2得=640，由机械设计表15-1得材料许用应力=70MPa 计算轴的计算应力，根据机械传动设计手册，： 所以该轴满足强度要求。4.4.2轴II的设计与校核（1）作用在齿轮上的受力分析与计算：转矩：Nm所以小圆柱齿轮处各种力如下：圆周力：N径向力：N轴向力：N（2）初步估算轴的直径 选取40Cr号钢作为轴的材料，调质处理 根据机械设计式 15-2 ， 计算轴的最小直径并加大3%已考虑键槽的影响，查机械设计表8.6得，A=110，则mm，取mm（3）轴的结构设计图4.4轴II的结构设计（4） 绘制轴的弯矩图和扭矩图图4.5轴II的受力分析 求轴承反力 V垂直面，如图 受力分析并对A点取距得： 解得：N，N H水平面，如图4.11受力分析并对A点取距得： 解得：N,N 求齿宽中点处弯矩 H水平面 Nmm Nmm V垂直面 Nmm Nmm 合成弯矩 Nmm Nmm 扭矩T Nmm 弯矩图和扭矩图见图图4.6轴III的弯矩图和扭矩图 (5) 按弯矩和成强度校核轴的强度 将折合系数取为0.6，根据当量弯矩计算公式，则当量弯矩在齿宽中点的值为 Nmm Nmm 轴的材料为40Cr，调制处理，由表8.2得=640，由机械设计表15-1得材料许用应力=70MPa 计算轴的计算应力，根据机械传动设计手册，： 所以该轴满足强度要求4.4.3轴III的设计与校核（1）作用在齿轮上的受力分析与计算： 转矩：Nm 所以小圆柱齿轮处各种力如下： 圆周力：N 径向力：N 轴向力：N（2）初步估算轴的直径 选取40Cr号钢作为轴的材料，调质处理。根据机械设计式 15-2 ，计算轴的最小直径并加大3%已考虑键槽的影响，查机械设计表8.6得，A=110，则mm，取mm（3）轴的结构设计图4.7轴III的结构设计（4） 绘制轴的弯矩图和扭矩图图4.8轴III的受力分析 求轴承反力 V垂直面，如图 受力分析并对A点取距得： 解得：N，N H水平面，如图4.11受力分析并对A点取距得： 解得：N,N 求齿宽中点处弯矩 H水平面 NmmNmm V垂直面NmmNmm 合成弯矩NmmNmm 扭矩T Nmm 弯矩图和扭矩图见图4.9所示图4.9轴III的弯矩图和扭矩图 (5) 按弯矩和成强度校核轴的强度 将折合系数取为0.6，根据当量弯矩计算公式，则当量弯矩在齿宽中点的值为NmmNmm 轴的材料为40Cr，调制处理，由机械设计表15-1得材料许用应力=70MPa 计算轴的计算应力，根据机械传动设计手册，： 所以该轴满足强度要求。4.4.4轴IV的设计与校核（1）作用在齿轮上的受力分析与计算： 转矩：Nm 所以圆柱齿轮处各种力如下： 圆周力：N 径向力：N轴向力：N（2）初步估算轴的直径 选取40Cr号钢作为轴的材料，调质处理。根据机械设计式 15-2 ，计算轴的最小直径并加大3%已考虑键槽的影响，查机械设计表8.6得，A=110，则mm，取mm（3）轴的结构设计图4.10轴IV的结构设计（4） 绘制轴的弯矩图和扭矩图图4.11轴IV的受力分析 求轴承反力 V垂直面，如图 受力分析并对A点取距得： 解得：N，N H水平面，如图4.11受力分析并对A点取距得： 解得：N,N 求齿宽中点处弯矩 H水平面 Nmm V垂直面 Nmm 合成弯矩 Nmm 扭矩TNmm 弯矩图和扭矩图见图4.12所示图4.12轴IV的弯矩图与扭矩图 (5) 按弯矩和成强度校核轴的强度 将折合系数取为0.6，根据当量弯矩计算公式，则当量弯矩在齿宽中点的值为 Nmm 轴的材料为40Cr，调制处理，由机械设计表15-1得材料许用应力=70MPa 计算轴的计算应力，根据机械传动设计手册，： 所以该轴满足强度要求。4.5轴承与键的选择与校核4.5.1轴承的选择与校核（1） 轴I轴承的选择与校核 此处的轴承选用调心圆锥滚子轴承，根据机械传动设计手册中的数据可知，型号为22219CKW33，此轴承的主要性能参数：查得 248000,215000,=0.24，2.5 计算轴承的支反力，有前面的计算得 水平面支反力：N,N 水平面支反力：N，N 合成支反力： N N 计算轴承派生轴向力 轴承派生轴向力: N N 计算轴承所受的轴向载荷 因为, 则 N N 计算轴承所受当量动载荷 由机械设计表13-6中可知，在中等载荷下，载荷系数=1.2. 因，查表13-5得，=0，=1，故N 因，查表13-5得，=2.5，=0.67， 故N 计算轴承寿命 因为，故应按计算，由机械设计中表13-4得，计算时的温度系数=1.0，故 所以该轴承满足要求。（2） 轴II轴承的选择与校核 此处的轴承选用圆锥滚子轴承，根据机械传动设计手册中的数据可知，型号为30228，此轴承的主要性能参数：查得 388000,332000,=0.44，1.4 计算轴承的支反力，有前面的计算得 水平面支反力：N,N 水平面支反力：N，N 合成支反力： N N 计算轴承派生轴向力 轴承派生轴向力: N N 计算轴承所受的轴向载荷 因为, 则 N N 计算轴承所受当量动载荷 由机械设计表13-6中可知，在中等载荷下，载荷系数=1.2. 因，查表13-5得，=1，=0，故N 因，查表13-5得，=1，=0， 故N 计算轴承寿命 因为，故应按计算，由机械设计中表13-4得，计算时的温度系数=1.0，故 所以该轴承满足要求。（3） 轴III轴承的选择与校核 此处的轴承选用圆锥滚子轴承，根据机械传动设计手册中的数据可知，型号为30334，此轴承的主要性能参数：查得938000,808000,=0.35，1.7 计算轴承的支反力，有前面的计算得 水平面支反力：N,N 水平面支反力：N，N 合成支反力： N N 计算轴承派生轴向力 轴承派生轴向力: N N 计算轴承所受的轴向载荷 因为, 则 N N 计算轴承所受当量动载荷 由机械设计表13-6中可知，在中等载荷下，载荷系数=1.2. 因，查表13-5得，=1，=0，故N 因，查表13-5得，=1，=0， 故N 计算轴承寿命 因为，故应按计算，由机械设计中表13-4得，计算时的温度系数=1.0，故所以该轴承满足要求。（4） 轴IV轴承的选择与校核 此处的轴承选用调心圆锥滚子轴承，根据机械传动设计手册中的数据可知，型号为24148CK30W33，此轴承的主要性能参数：查得 1180000,1550000,=0.32，2.1 计算轴承的支反力，有前面的计算得 水平面支反力：N,N 水平面支反力：N，N 合成支反力： N N 计算轴承派生轴向力 轴承派生轴向力: N N 计算轴承所受的轴向载荷 因为, 则 N N 计算轴承所受当量动载荷 由机械设计表13-6中可知，在中等载荷下，载荷系数=1.2. 因，查表13-5得，=0，=1，故N 因，查表13-5得，=0，=1， 故N 计算轴承寿命 因为，故应按计算，由机械设计中表13-4得，计算时的温度系数=1.0，故 所以该轴承满足要求。4.5.2键的选择与校核（1） 轴I键的选择与校核 轴I键槽处轴的尺寸为，根据机械传动设计手册得，键为A10962003，即圆头普通平键A型，键的参数为b=18mm,h=11mm,L=100mm. 由机械设计中式31得 挤压强度条件： 式中：T转矩，N.mm，T=1515000N.mm； d轴径，mm，d=65mm； h键的高度，mm，h=11mm； 键的工作长度，mm，=70mm； 许用挤压应力，根据现代机械传动手册得，=120150。 把已知数据代入式得，该键满足强度要求。（2） 轴II轴承的选择与校核 轴II键槽处轴的尺寸为，根据机械传动设计手册得，键为A10962003，即圆头普通平键A型，键的参数为b=40mm,h=22mm,L=100mm. 由机械设计中式31得 , 挤压强度条件： 式中：T转矩，N.mm，T= 4316000N.mm； d轴径，mm，d=150mm； h键的高度，mm，h=22mm； 键的工作长度，mm，=100mm； 许用挤压应力，根据现代机械传动手册得，=120150。 把已知数据代入式得，该键满足强度要求。（3） 轴III键的选择与校核 轴III键槽处轴的尺寸为，根据机械传动设计手册得，键为A10962003，即圆头普通平键A型，键的参数为b=45mm,h=25mm,L=110mm. 由机械设计中式31得 挤压强度条件： 式中：T转矩，N.mm，T= 13679000N.mm； d轴径，mm，d=200mm； h键的高度，mm，h=25mm； 键的工作长度，mm，=110mm； 许用挤压应力，根据现代机械传动手册得，=120150。 把已知数据代入式得，该键满足强度要求。（4） 轴IV键的选择与校核 轴IV键槽处轴的尺寸为，根据机械传动设计手册得，键为A10962003，即圆头普通平键A型，键的参数为b=56mm,h=32mm,L=125mm. 由机械设计中式31得 挤压强度条件： 式中：T转矩，N.mm，T= 39774000N.mm； d轴径，mm，d=260mm； h键的高度，mm，h=32mm； 键的工作长度，mm，=165mm； 许用挤压应力，根据现代机械传动手册得，=120150。 把已知数据代入式得，该键满足强度要求。5 总 结充填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及挡煤板座、导向管、齿条、销轨或埋链。本文基于综合机械化充填采煤的工作实际与发展前景，研究在充填采煤作业过程中的重要输送机械充填悬挂式刮板输送机的设计，从而进一步提高充填作业的稳定性，高效性与安全性，进而使得充填式采煤能够大范围推广，减少传统采煤方法所带来的诸多问题。通过充填刮板输送机进行理论计算，完成对充填刮板输送机结构的设计。通过对刮板输送机输送能力的计算、运行阻力的计算、链条张力和牵引力的计算、电机功率的计算，验证了本设计的充填刮板输送机在所给的工作环境下能够正常工作。参考文献1 江耕华.机械传动设计手册.北京;煤炭工业出版社,19922 综采技术手册编委会.综采技术手册.北京；煤炭工业出版社，20003 成大先.机械设计手册.北京；化学工业出版社，20084 蒲良贵.机械设计.北京；高等教育出版社，20065 程志红.机械设计课程上机与设计.南京；东南大学出版社，20066 张新.矸石充填刮板输送机的设计与应用.矿山机械.2012(03)7 田野.综采工作面“三机”配套合理性分析.内蒙古煤炭经济.2011(06)8 郑天刚.综采工作面重型刮板输送机中部槽的设计.科技信息.2010(03)9 张展鸿.综采工作面刮板输送机上窜下滑的控制.科技信息.2010(04)10 张洪军.建筑物下开采采空区膏体充填技术及应用.煤炭技术.2010(06)11 惠功领.我国煤矿充填开采技术现状与发展.煤炭工程.2010(02)12 李延东.粉煤灰井下膏体充填技术.河北煤炭.2008(04) 13 曹继生.基于建筑物下开采的采空区膏体充填技术.煤.2009(08)14 中华人民共和国国家安全生产监督管理总局.MT105-2006.刮板输送机通用 技术条件.北京；煤炭工业出版社，200715 中华人民共和国国家技术监督局.GB/T 12718-2001.矿用高强度圆环链. 北京；煤炭工业出版社，200216 中华人民共和国国家安全生产监督管理总局.MT321-1991.矿用刮板输送机 通用 驱动链轮.北京；煤炭工业出版社，199217 中华人民共和国国家安全生产监督管理总局.MT323-2005.中双链刮板输送 机用刮板.北京；煤炭工业出版社，200618 中华人民共和国国家技术监督局.GB-T 3478-1995.圆柱直齿渐开线花键. 北京；煤炭工业出版社，199519 K.B.LeBron, R.A.Johnson. Determination of backfill requirements in multi-reef mining using numerical modeling.Harmonising Rock Engineering and the EnvironmentProceedings ofthe 12th ISRM International Congress on Rock Mechanics, 201221 Nobuhiro Tanigaki,Kazutaka Manako, Morihiro Osada. Co-gasification of municipal solid waste and material recovery in a large-scale gasification and melting system J. Waste Management, 2011, 22 Ju F. Study on the key technique of waste and fly Ash backfilling with fully-mechanized coal winning under Buildings D. Xuzhou: China University of Mining & Technology, 2009.23 Miao XX, Qian MG. Research on green mining of coal resources in china: current status and future prospectsJ. Journal of Mining & Safety Engineering, 2009, 26(1):1-14.24 Huayong Wu, Hongtao Wang, Yan Zhao et al. Evolution of unsaturated hydraulic properties of municipal solid waste with landfill depth and age J. Waste Management, 2012 (32):436470.翻译部分英文原文Scraper conveyor Traction with scraper chain, in the bed of the delivery of bulk material conveyor called scraper conveyor. Scraper conveyor trough in the middle of the adjacent level can be limited vertical bending is called flexible scraper conveyor. One body in the face and transport interchange roadway was 90-degree bending of the face conveyor set called scraper conveyor corner. Coal face in the current, the scraper conveyor is not only the delivery of coal and materials, but also a shearers orbit, so it into a modern coal mining process of the major equipment indispensable. Scraper conveyor functions to maintain continuous operation, production can be carried out normally. Otherwise, the whole coal face production status will be shown, so that disruption of the entire production. Scraper conveyor components by what? Various types of scraper conveyor of the main structure and composition of the basic components are the same, it is by the head, middle and tail of three machine parts. In addition, for over conveyor equipment used hydraulic jacks and tight chain tight when the subsidiary components such as chains. Machine head by the head frame, motor, fluid coupling, reducer, such as pieces of the composition and sprocket. The transition from the central trough, the central groove, scraper chain and the composition of such pieces. Rear scraper plane for the return of the device chain. Heavy-duty scraper conveyor tail and nose of the same are also provided with power transmission devices, from the install location to distinguish under the name on the nose and head. Scraper conveyor of work? Scraper conveyor of the working principle and basic structure, and our country in the years 186-189 AD between the invention of roll-over - water is the same keel. However, the use of scraper conveyor transported materials kibbling is the beginning of this century developed in the United Kingdom industry. Scraper conveyor early, simple structure and light, then it is only used to transport coal, manual loading of coal; low transport capacity, a maximum of only a few dozen tons per hour; conveyor only tens of meters in length;-power small, traction chain the intensity is not high. After years of improvement and development, with fully mechanized coal mining face of the scraper conveyor, in addition to coal, there are four functions: to the shearer for orbit; to pull shift hydraulic support for fixed-point shift care ; clean up floating face coal; hoisting cables, pipes, tubes, etc. emulsion. Scraper conveyor in fully mechanized coal face shearer and hydraulic support and co-ordination work. Scraper conveyor of the working principle is to open the chute, as coal, waste or materials, such as pieces of the bear will be fixed in the chain scraper (scraper chain component), as components of traction. When the Department of nose after transmission, the chain wheel drive shaft rotating head, so that the cycle runs driven scraper chain stores along the chute to move the head up to the unloading machine. Scraper chain sprocket for no class to bypass the closed cycle operation, the completion of the delivery of materials. Scraper conveyor What advantages and disadvantages?Scraper conveyor is the main advantages and disadvantages: advantages: 1, the structure of a solid. Can withstand coal, waste or other materials of red, hit, hit, pressure and other external force.2, able to adapt to uneven floor coal face, bending over the need for vertical or horizontal can withstand the bending direction. 3, body short, easy to install. 4, can act as Shearer orbit. 5, can reverse run, easy to deal with the accident at the end of chain. 6, fluid can be the fulcrum of the preceding night stand. Disadvantages: 1, no-load power consumption of a greater power for the total about 30%. 2, not long-distance transmission. 3, prone to swap chain, jumped the accident chain. 4, consumption of steel and more. Costs.Scraper conveyor through several stages of development? Scraper conveyor in the production of coal mine development and construction, more or less gone through three stages. The first phase of 30-40 years, is detachable scraper conveyor, which can only be a straight line in the face with the laying, with the face forward, need manual demolition, removal, assembly. Scraper chain plate, more than a single chain, such as V-type, SGD-11 type, SGD-20 type, such as low-power light scraper conveyor. The second stage is the early 40s from Germany to produce flexible scraper conveyor, with Shearer, metal stent with a mechanized mining. Cough such scraper conveyor to adapt to uneven floor and the level of convex curved surfaces, such as conditions shift, is not required for demolition, and coal have also increased, such as the Model SGW-44-type scraper conveyor is the phase of the representative products. Into the 60s as a result of the emergence of hydraulic support, in order to meet the needs of fully mechanized mining, scraper conveyor to the third phase of development, developed a cough sheathed high-power heavy-duty scraper conveyor bending, such as SGD-630/75 type, SGD -630/180 type belonging to this stage is the product. To the 70s, with a large number of applications shearer, a SGW-40, SGW-44-type scraper conveyor can be curved to achieve the non-disintegration and sub-delivered non-stop since the transfer, transport capacity to 200 t / h. Since the 80s, will soon face the development of transportation equipment, due to the emergence of new types of coal cutter, scraper conveyor has a vastly different situation. Shearer to be a result of walking in the conveyor, conveyor requires not only strength to ensure stability in the work of Shearer, and to match production capacity with the shearer to keep the scraper conveyor of heavy development. Models are representative of SGW-150 and SGW-250 type. With the emergence of high-power shearer, a number of scraper conveyor of power has reached 800 900 kW, the transport capacity of 2000 2500t / h, can yield 300 to adapt to face four million t / a production-scale requirements of 3. Scraper conveyor 90 during transport capacity in order to achieve the 3500t / h, from the corresponding Width 730 760mm increased to 980 1100mm, chain speed from 1m / s increased to about 1.57m / s, scraper conveyor has the power 1600kW.At present, with the coal face of increasing production capacity, scraper conveyor major trends are: 1, big traffic. Countries have advanced the development of coal transport capacity of up to an hour 1500t (80s) 3500t (90s) of the scraper conveyor. 2, long distance transport. Stage in order to reduce the coal mining area of the loss column, increase the length of face, the length of scraper conveyor has reached more than 335 meters. 3, high-power electric motors. Electrical power has been developed to the single-speed motor of 525kW, two-speed motor 500/250kW. 4, long life. As a result of the use of large-diameter ring chain, an increase of the intensity of scraper chain, extended the life span of scraper conveyor, coal machine had reached more than 6,000,000 tons.New type of scraper conveyor Down the coal mining, or other useful minerals, and only have value out of mine. Therefore, the process of coal production and transport is a very important part. Scraper conveyor coal shipment is the first link, the scraper conveyor of transmission capacity in the coal face to a large extent determines the capacity and efficiency. However, in the face of transport and underground tunnel, and roadway conditions are based on coal, according to the needs of the mining method, the integration of the requirements of the rock in the coal seam or cut out. Therefore, the underground transport is characterized by the conditions: cross-section of the roadway in a limited run; line is staggered and tilted to connect; transport of goods in a variety of cargo; loading points often change, and some lines need to be extended or shortened; mechanized mining coal production, hours of high productivity; environmental humidity, and some workplaces have gas or coal dust. It can be seen that as a coal face and the coal mining area of roadway machinery - scraper conveyor in use, it is necessary to bear the pull, pressure, bending, impact, friction and corrosion and other effects, there must be sufficient strength, stiffness, wear resistance and corrosion resistance. Mode of transport because of its materials and scraper chain sliding in the bed, running resistance and wear great. However, the coal in the coal face, there is no better machine to replace it. Only from the structure, strength and manufacturing processes to look at improving constantly, making it more comprehensive, durable. This shows that the scraper conveyor is to transport coal and other minerals essential for the transport machinery.Scraper conveyor in the coal mine fully mechanized coal mining face major task is to take the coal shearer continuously reproduced to machine, to ensure that the fully mechanized coal mining face straight out of the coal. Scraper conveyor in coal mines, chemical mines, metal mines and power plants and other materials used to transport an important means of transport. It is from the central tank, chain, scraper and traction system. Among them, the central scraper conveyor trough is a major part of the central trough of steel has nearly a hundred years of history, in the course of a long-term use of the following shortcomings: the weight of large, time-consuming installation and removal; central trough is generally 6 15mm from the plate made by the larger deformation of the shock easy, more difficult to repair; poor corrosion resistance; poor wear resistance; the materials and the friction coefficient of the central trough, and the power scraper conveyor large part of consumption in the materials and the friction on the central trough, resulting in excessive energy consumption, increased investment. UHMWPE is used to create scraper conveyor in the plate, steel plate to resolve the problems, the plastic scraper conveyor. For small scraper conveyor can be modified to produce ultra-high molecular weight polyethylene scraper conveyor. Shearer for the above large-scale walking scraper conveyor, it is necessary to adopt the method of composite steel with ultra-high molecular weight polyethylene as a lining, large-scale scraper conveyor to increase the wear resistance, long life, low friction coefficient, which lower power consumption and reduction of the traction drive system requirements, this large-scale scraper conveyor of great significance. This product is developed by the Shandong University of Science and Technology, can be used in coal mines, chemical mines, metal mines and power plants, such as transport of materials.Function of the scraper conveyor generally 25 in the use of the following conditions. Scraper conveyor in use, it is necessary to bear the pull, pressure, bending, impact, friction and corrosion and other effects, therefore, must have sufficient strength, stiffnes
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