毕业设计（论文）-SGZ8001050刮板输送机设计

-PAGEIV-SGZ-800/1050刮板输送机设计摘要SGZ-800/1050刮板输送机是一种在煤矿业运输的机械装备，是一种能够配合综采设备这一整体的子装备。刮板运输机的工作主要是用于运送、转运工作面采煤机已经采取完成的煤炭的运输工作,并且能够连接整套的采煤装配的连接,提高采煤的整体效率。刮板输送机的设计主要包含了机械的运动转换、速度调节、动力传送、铸造件的结构设计等机械设计和制造工艺的相关内容的知识。本刮板输送机可与大型的采煤机配套使用，例如与MG300/700-WD型号的采煤机配套使用,其优点主要是运输量较大，寿命较长，工作可靠，工作效率高等，是大型综采配套设备不可或缺的优秀机型。采煤是我国比较开产量较大的国家，然而，我们在采煤工作中，也就是煤炭生产过程中。这样的设计能够实现生产的安全性和刮板输送机的可靠性发展，考虑到了现在国内生产的使用的刮板输送机的功能来优化这次的设计要走，从采煤的优势作用上来改进普通结构的形式，设计优化刮板输送机的结构形式，改变原有的阻碍性问题，从根本上解决现在采煤遇到的问题，更是在安全的角度考虑会达到一个可靠的操作过程等优点。本次所做的刮板输送机的设计，主要做的是刮板输送机结构的总体设计，以及主要部件合理性使用的设计，本设计对刮板输送机整体结构和刮板输送机的作用零部件结构进行了动力的分析，然后对刮板输送机结构的工艺性的尺寸进行整体的综合分析，最后设计中对刮板输送机进行受力能力的分析以及支架的强度计算校核。在这次的刮板输送机的设计中，让我对采煤有了一定的了解，有会刮板输送机的工作原理等有更加深入的理解，还在别的方面学到了很多。此次设计是以在煤炭实际运输的工作环境为依据，充分的介绍了世界各地的刮板输送机概括以及刮板输送机在未来的发展方向。关键词：刮板；矿山业运输；工程优化设计Sgz-800/1050scraperconveyordesignAbstractSgz-800/1050scraperconveyorisakindofmechanicalequipmentfortransportationinthecoalmineindustry,anditisasubequipmentthatcancooperatewiththecomprehensiveminingequipmentasawhole.Theworkofscraperconveyorismainlyusedtotransportandtransferthecoalthathasbeencompletedbytheshearerintheworkingface,anditcanconnectthewholesetofcoalminingassemblytoimprovetheoverallefficiencyofcoalmining.Thedesignofscraperconveyormainlyincludestheknowledgeofmechanicaldesignandmanufacturingprocess,suchasmechanicalmovementconversion,speedregulation,powertransmission,structuraldesignofcastingparts,etc.Thescraperconveyorcanbeusedwithlarge-scaleshearer,forexample,withMG300/700-WDmodelshearer,whichhastheadvantagesoflargetransportationvolume,longservicelife,reliablework,highworkingefficiency,andisanindispensableexcellentmodelforlarge-scalecomprehensiveminingsupportingequipment.CoalminingisacountrywithrelativelylargeproductioninChina.However,weareintheprocessofcoalmining,thatis,coalproduction.Thisdesigncanrealizethesafetyofproductionandthereliabilitydevelopmentofscraperconveyor.Consideringthefunctionofscraperconveyorusedindomesticproductionnow,itisnecessarytooptimizethisdesign,improvetheformofcommonstructurefromtheadvantageofcoalmining,designandoptimizethestructuralformofscraperconveyor,changetheoriginalobstacles,andfundamentallysolvethecurrentminingCoalencounteredproblems,butalsoinasafepointofviewwillachieveareliableoperationprocessandotheradvantages.Themaindesignofthescraperconveyoristheoveralldesignofthescraperconveyorstructureandthedesignoftherationaluseofthemaincomponents.Thisdesigncarriesoutthedynamicanalysisoftheoverallstructureofthescraperconveyorandthestructureofthefunctionalpartsofthescraperconveyor,andthencarriesouttheoverallcomprehensiveanalysisofthetechnologicaldimensionsofthescraperconveyorstructure.Finally,inthedesignThescraperconveyorcarriesontheforcecapacityanalysisaswellasthesupportstrengthcalculationcheck.Inthisdesignofscraperconveyor,Ihaveacertainunderstandingofcoalmining,adeeperunderstandingoftheworkingprincipleofscraperconveyor,andlearnedalotinotheraspects.Thisdesignisbasedontheactualworkingenvironmentofcoaltransportation,fullyintroducesthesummaryofscraperconveyoraroundtheworldandthedevelopmentdirectionofscraperconveyorinthefuture.Keywords:scraper;miningtransportation;engineeringoptimizationdesign

目录摘要 =1\*ROMANIAbstract =2\*ROMANIITOC\o"1-3"\h\u29469第1章绪论 1123881.1发展现状及趋势 1179191.2刮板输送机简介 2291331.2.1刮板输送机概述 2270611.2.2刮板输送机组成部分 331841.2.3刮板输送机的分类 4203771.3国内外刮板输送机的发展现状 5256081.3.1国外发展现状 5115631.3.2国内发展现状 876461.4国内刮板输送机在未来的技术改进方向 1123351.5我国煤矿用刮板输送机的发展 1427200第2章刮板输送机的总体设计 1834302.1刮板输送机的工作原理 187082.2刮板输送机的总体方案设计 18120032.3驱动方法的确定 2319404第3章SGZ-800/1050刮板输送机的设计 28326253.1运输能力 28150613.2链条的选取和刮板的选取设计 29259483.3运行阻力的计算 33288293.4SGZ-800/1050刮板输送机运行阻力的计算 3629533.5电机功率的确定与选择 39115603.6刮板链强度的验算 40142923.7SGZ-800/1050刮板输送机驱动链轮的设计 4013602第4章传输系统的介绍与设计 43249484.1工作原理 43151644.2减速器的选取 45285134.3制动器装置的选择 48136744.3.1制动器的选用原则 5018124.3.2制动器的选择 5013364.3.3软起动装置的选择 51220384.4目前主要的软起动装置原理与性能 52213854.4.1软起动装置的选用 55218194.4.2拉紧装置 55172714.4.3张紧位置的确定 56149704.4.4拉紧力及拉紧形成的计算 56320604.4.5拉紧装置选择 5614017结论 6022851参考文献 61-绪论发展现状及趋势\t"G:\\论文修改笔记本版\\right"刮板输送机是煤炭运输的主要运输设备,在煤炭生产中起到了十分重要的作用[1]。其主要作用是用来运输、运送煤炭。国内现有的刮板输送机的总体设计、生产SGZ-800/1050和国外同行业已经快持平，但还有一定的差距。因此，加快对刮板输送机的研发，研发出具有运输量大、可靠性高、寿命长、效率高的机型更应加快脚步。自二十世纪八十年代中期开始，全球的各个发达采煤国家都在刮板输送机的研制上下了很大的努力，都希望能够更早的设计出能够具有大运量、可靠性高、寿命长、安全性能好、效率更高的刮板输送机[2]。经过研究人员不懈的努力终于使刮板输送机达到了一定的进步，在原来的基础上提高了高能、高效化并且对工作面进行了强化处理，使采煤效率得到了很大的提升，生产SGZ-800/1050迅速提高。现在的中国已经发展成为了产煤量最大的国家之一，在本世纪之初已经在全国建立了达到100个以上的高能矿井，面对着这样一个高速发展的社会，机械化的发展已经非常迅速，历史的潮流正将我们推向一个新的时代。国内在机械化设备方面的研究、设计一直没有停止，此时正在努力学习研究国外更加发达的技术，日后必将研制出一套属于我们自己的大型机械设备，设计出良好的性能和较长的使用寿命。随着当今的科技技术的不断发展，综采工作面技术发展也有了特别大的进步，同时也通过运用更加先进、新颖的设计思想，开发设计研究的设备的效率已经非常高能，性能优异的刮板输送机已经开始使用，一定会进行更大功率的刮板输送机的设计和创新，更要加强使用计算机辅助设计、人工智能设计、以及互联网＋的应用。因此，我们一定要把握住眼前的机遇努力的创造一个更加美好的时代，我们应该先着手于现有机型的安全性、真实性、把事故的发生概率降到最低，另一方面我们也要学习国外的一些先进的设计思路，争取提早进入市场，应加强与国外同行业的竞争意识，以适应中国的煤炭行业的高速发展的刚性需要。刮板输送机简介刮板输送机概述刮板输送机是通过连续运输的挠性牵引机构实现运输的设备，其设备主要在采煤工作面以及采区巷道内运煤的机械[3]。其中当工作的方向沿SGZ-800/1050倾斜向下进行运输时，倾斜角不能大于25°，当向上进行运输时，产生的倾斜角不能超过20°，为了使其运输更加高效，因此安装了防滑装置防止煤矿滑落。可弯曲的刮板输送机的活动范围可以在SGZ-800/1050和垂直方向进行2°~4°的弯曲[4]。随着世界装备制造业向中国转移及我国刮板输送机产品的技术进步，中国成为世界上最大的刮板输送机产品研发和制造基地指日可待，5年后我国刮板输送机全球市场占有率将达到50%左右。下游产业的发展和技术进步，要求为其配套的橡胶输送式行业更快地与国际接轨，采用国际先进标准、不断提高产品质量、开发低阻力节能型输送式、加强技术服务，成为下游产业的迫切要求。刮板输送机作为大宗散状物料连续输送设备，广泛应用于大型露天煤矿、大型露天金属矿、港口码头以及火电、钢铁、有色、建材、化工、粮食等行业，是现代工业和现代物流业不可或缺的重要技术装备。上世纪80年代初，我国刮板输送机行业只能生产TD75型刮板输送机，因而配套棉帆布输送式即可满足要求，但当时国家重点工程项目中刮板输送机产品却都是从国外进口。80年代中期，我国刮板输送机行业开始引进国外先进技术和专用制造设备，设计制造水平有了质的提高，并逐渐替代进口产品。近年来，我国刮板输送机总体上已经达到国际先进水平，除满足国内项目建设的需求外，已经开始批量出口，其设计制造能力、产品性能和产品质量得到了国际市场的认可。而输送式作为承载和牵引构件，是刮板输送机中的主要部件之一，因此必须满足国内大型项目及国际更高标准的要求。

目前刮板输送机发展的重点产品包括长距离、大运量、高式速刮板输送机，水平及空间曲线越野刮板输送机，露天矿用移置式刮板输送机，大型下运刮板输送机，自移机尾可伸缩刮板输送机，园管刮板输送机，大倾角上运刮板输送机，钢丝绳牵引刮板输送机。重点研发的核心技术包括刮板输送机动态分析设计技术，智能化可控驱动系统研发，物料转载点新型耐磨材料研制，钢结构优化设计技术以及刮板输送系统节能技术、环保技术和散料输送系统集成及工程设计技术等。刮板输送机组成部分刮板输送机的重要组成部分是由机头部、中间部分、机尾部、以及其他附属装置等相互组成。机尾部、以及其他附属装置主就是要由连紧装置、铲煤板、电缆槽、挡煤板等部件所组成[5]。刮板输送机分类方法有多种,按运输物料的输送式结构可分成两类,一类是普通型刮板输送机,这类刮板输送机在输送式运输物料的过程中,上式呈槽形,下式呈平形,输送式有托辊托起,输送式外表几何形状均为平面;另外一类是特种结构的刮板输送机,各有各的输送特点.其简介如下:各种刮板输送机的特点

⑴.QD80轻型固定式式输送机QD80轻型固定式式输送机与TDⅡ型相比,其式较薄、载荷也较轻,运距一般不超过100m,电机容量不超过22kw.

⑵.它属于高强度刮板输送机,其输送式的式芯中有平行的细钢绳，一台运输机运距可达几公里到几十公里.

⑶.U形刮板输送机它又称为槽形刮板输送机,其明显特点是将普通刮板输送机的槽形托辊角由提高到使输送式成U形.这样一来输送式与物料间产生挤压,导致物料对胶式的摩擦力增大,从而输送机的运输倾角可达25°.

⑷.管形刮板输送机U形刮板输送式进一步的成槽,最后形成一个圆管状,即为管形刮板输送机,因为输送式被卷成一个圆管,故可以实现闭密输送物料,可明显减轻粉状物料对环境的污染,并且可以实现弯曲运行.

⑸.气垫式式输送机其输送式不是运行在托辊上的,而是在空气膜（气垫）上运行,省去了托辊,用不动的式有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊,运动部件的减少,总的等效质量减少,阻力减小,效率提高,并且运行平稳,可提高式速.但一般其运送物料的块度不超过300mm.增大物流断面的方法除了用托辊把输送式强压成槽形外,也可以改变输送式本身,把输送式的运载面做成垂直边的,并且式有横隔板.一般把垂直侧挡边作成波状,故称为波状刮板输送机,这种机型适用于大倾角,倾角在30°以上,最大可达90°.

（6）.压刮板式输送机它是用一条辅助式对物料施加压力.这种输送机的主要优点是:输送物料的最大倾角可达90°,运行速度可达6m/s,输送能力不随倾角的变化而变化,可实现松散物料和有毒物料的密闭输送.其主要缺点是结构复杂、输送式的磨损增大和能耗较大.

⑺.钢绳牵引刮板输送机它是无际绳运输与刮板运输相结合的产物,既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点,又具有刮板运输的连续、柔性的优点。刮板输送机的分类根据降落的安排，有并行和重叠的两种；根据溜槽结构，平炉底型；根据牵引链的结构，分为芯片滚子链、焊接圆环链和脱模锻造。驱动装置的作用是将电动机的动力传递给输送式，并式动它运动。机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。驱动装置是刮板输送机的动力传递机构。一般由电动机、联轴器、制动器、减速器及驱动滚筒组成。电动机：刮板输送机用的电动机，有鼠笼式、绕线式异步电动机。在有防爆要求的场合，就采用矿用隔爆机。使用液力耦合器时，不需要具有高起动力矩的电动机，只要与耦合器匹配得当，就能得到接近电机最大力矩的起动力矩。联轴器：按传动和结构上的需要，分别采用液力耦合器、柱梢联轴器、棒梢联轴器、齿轮联轴器或十字滑块联轴器。减速器：刮板输送机用的减速器，有圆柱齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器。圆柱齿轮减速器的传动效率高，但是它要求电机轴与输送机轴平行，驱动装置占地宽度大，适合于在地面驱动；而井下使用时需要加宽峒室，若把电机布置在输送式下面，会给维护和更换造成困难。因此，用于采区巷道是，常采用圆锥-圆柱齿轮减速器。国内外刮板输送机的发展现状国外发展现状1．国外刮板输送机的发展前景与趋势世界上第一台刮板输送机生产出来之后，经历不断创新，发展，改进，检测，刮板输送机已成为煤炭运输的主要机械设备[6]。保护电动机的形式有：柔性联轴器，极限液压联轴器，调速型液压耦合器，软启动驱动控制装置，交流电动机变频控制技术，阀速控制液压耦合器三软启动）双速电机等。从二十世纪八十年代中期以后，国外纷纷争取更早的改善刮板输送机的技术现状，对刮板输送机的性能进行改进同时提高零部件的可靠性，成功开发出多种大运载量，可靠性稳定，强度高，长寿命的刮板运输机，促进生产高效率，使日产煤量达数万吨，生产效率、安全SGZ-800/1050得到迅速提高。当前国外刮板输送机是高度集成化、刮板输送机智能化、刮板输送机柔性化和刮板输送机网络化，追求的目标是提高产品刮板输送机质量及刮板输送机生产效率。国外发达国家对刮板输送机装配方面的使用情况达到60％-70％，实现部分刮板输送机资源共享，刮板输送机的生产大大缩短了刮板输送机设计周期及刮板输送机制造周期，降低刮板输送机的生产成本，最大限度地提高刮板输送机制造业的应变能力，更好的满足用户对刮板输送机的需求。国际上生产输送机的厂家特别的多，有林德，丰田，永恒力，小松等优质的公司。特别的有动力形式内燃机和电瓶驱动等，传动形式有静压传动和电传动等，10吨以上的输送机采用内燃机驱动，生产的产品种类繁多，技术水平之超高，令世界同行赞叹。而且每家公司的生产水平都有独立的特点，有其优秀的部分。使得世界上的输送机的技术特点得到了品种的齐全，技术的先进，特点突出，具备特色，尤其在搞作业的环境下，人工工程，节能，环保以及安全性等方面技术发展的很快，追求个性，最大限度的满足客户的要求。随着采煤量的日益增长致使刮板输送机的工作面单产和效率继续提高，二十世纪80年代早期，对刮板输送机的结构进行了一定的改进。如采用双心链、封底溜槽、侧卸机头、和双速电机，牵引链条、扩大溜槽等部件的强度，传动功率等措施后使得设备的运输能力和可靠性有了很大的提高。步入二十世纪80年代后期，刮板输送机的技术主要可以概括为“一智能（自动监测）、二重型（重型链条、重型溜槽）、三高能（高运距、高功率、高运量）”。二十世纪80年代后期，国外刮板输送机技术成长非常迅速，已经达到了大功率、大运量、大运距、寿命周期长，可靠性能高等技术指标[7]。2．国外刮板输送机的新型结构与新型技术(1)新型轧焊溜槽与重型铸焊溜槽自1980年，国外重型刮板输送机的溜槽部主要使用铸焊技术或采用先进的创新型轧焊结构。

采空侧的槽帮和挡板煤板托架（包含推移耳板）、煤壁这一侧的槽帮与铲板被铸焊溜槽铸造成一个整体，同时精密铸造工艺也使哑铃插头、座窝与挡煤板通过螺栓连接在一起，再经过焊接中板和封底版，最终形成整体的溜槽。轧焊溜槽是采用单独轧制的上、下槽帮钢与中板和底板再通过焊接而形成。(2)大尺寸高强度链条组件1980年以后，国外的发达产煤国家以提高刮板链的抗拉强度、疲劳强度和刮板链的韧性为发展目标。使得链条的发展迅速，重型刮板输送机链条是采用双中链的基本型式。又因为双中链可以自由的选取连环，不需要收到链道的限制，使受力更加群云，所以可以承受更大的强度，刚度还有更好的韧性。在英国的科研人员用相同直径的链子组合成了双边链条，强度较原始的组合提高了10%以上。由于新型链条的组合形式的出现更加激发了国外的一些链条公司，例如在这期间产生了扁圆链（Ovalinkchain主要材料是用扁圆钢棒）、紧凑链（Compactchain）德国也研制出平肩长方形链环。这几种链条的产生更加推动了刚度的增强速度，使链条能更大限度的发乎出作用，提高了刮板输送机的效率。(3)机头、机尾装置的改进刮板输送机发展到二十世纪，国外又以提高机架和链轮的寿命、强度等指标进行了开发设计，最终通过交叉侧卸的方式实现了提升。由于恻卸这一方式可以提高刮板输送机的运输能力，同时还可以消除在装卸的过程中遇到的一些问题。由于这一发现，机尾高度跟刮板输送机的效率有一定的联系因此美国朗艾道公司设计了机尾较矮的刮板输送机，最终命名为矮机尾刮板输送机。(4)新型传动装置随着采煤量的日益增加，应该大力发展研发出集大功率、好的机动性并且具有能保护电动机、减速器的传动装置。近几年国外已经研制出双速变级电动机的驱动设备。这种设备主要使用双绕组4/8极与4/12极，外壳采用水冷降温，法兰相联接。双速电动机的功率最大可达到1000KW，为了使刮板输送机重在启动达到性能最优化，运用提速启动的多级对数绕组启动，有效降低启动电流同时也提高启动转矩，延长启动时间相应的减小动应力，实现保护的软启动[8]。减速器在未来的发展方向一定会是功率大、速度快、寿命长、重量轻。国外的国家设计的刮板输送机现在已经能产生250～335KN·m的最大转矩，其中如果速比i=40:1时就可实现525KW的重型减速器。此外还有一种新型的传动装置，这种装置被称为多用控制驱动装置（又称UCD），其工作原理时利用传动耦合将液力变矩器与莫测离合器共同来实现。(5)90°转弯刮板输送机20世纪70年代中期德国的哈尔巴赫布朗公司研制除了世界第一台可90°弯曲的刮板输送机。在此基础上又设计成功了曲线转盘刮板输送机。几年后克罗克纳的背靠瑞特公司设计出更加先进的双中链结合的曲线刮板输送机，虽然在元件的可靠性以及使用寿命还有一定的提高范围，但是这一发现扩大了适用范围。使刮板输送机可以在一些比较狭窄的矿井工作面比较短的地方使用。国内发展现状1．国内刮板输送机技术发展的历史及发展情况刮板输送机自上世纪产生以后，我国一直在不断地学习国外的先机技术，学习国外的优秀的设计思想。国内从一开始产生的第一台刮板输送机到现在已经可以实现大功率、长寿命、工作效率高、可以在面积很小的地方进行使用。随着技术不断地提高，对煤矿的需求也越来越大，因此国内的很多科研人员一直都在为实现更好的机型而努力。

在国内刮板输送机的发展经历了四个阶段：第一阶段是起于二十世纪的30到40年代，此时的刮板输送机还很落后，只能直线进行工作，功率也比较小。机器的类型也比较单一，为可拆卸式的单链刮板输送机。第二阶段是二十年代的中期，中国引进了并改进了原有的机型，成功设计出了可弯曲的刮板输送机。这一发现使刮板输送机的工作范围进行了更大的提高。打破了当时只能进行直线行驶的这一弊端，为刮板输送机的发展奠定了良好的基础。第三阶段始于60年代，当时出现了液压支架，为了使采煤的效率迅速提升，刮板输送机发展到了一个比较成功的时代，为市场做出了特别大的贡献。研究出来了功率大的可弯曲式刮板输送机。第四阶段是70年代以后，我国刮板输送机从国外引进了100多套的设计，这给了一次很好的研究与设计的机会，是国内提高刮板输送机技术的关键时机。还没有完全掌握国外的先进技术，总体SGZ-800/1050的提高不是很大。输送机的大约能运输600～800t/h，运输的距离大约为200m，功率大约为2×（132～200）KW，运输重量仅为100万吨。此外，刮板输送机的安全率还不稳定，有一定的安全隐患。90年代以后，国内的煤炭业以及煤炭科学研究院在刮板输送机这一项目上投入了大量的资金，以及提供了一定的研究人员去国外参观并学习的机会。终于经过了这些努力国家成功研发出了日产量达到7000t的高产能高效率综采机械成套装备。由煤炭科学研究院太远分院设计出了SGZ880/2×400型交叉侧卸重叠封底溜槽的中双链刮板输送机，此时的张家口的机械厂也传来了好消息，研制成功了大功率的超重型刮板输送机SGZ880/800（750）[9]。这两个无疑使我国的刮板输送机迈向了新的技术台阶，实现了我国可以独立自主的生产日产万吨的刮板输送机，也为我国以后的刮板输送机的成功发展积累了经验，打开了迈向更高技术的平台。目前我国刮板输送机的发展必将大于外国的总体发展速度，特别体现在一些高科技刮板输送机的装配中，这将是一个很大的发展空间，也将会是未来我国的发展前景。现在的刮板输送机的使用在采煤中是比较低的一个水平，在自动化角度上还没有达到一个新的领域。从技术上来说，为了满足用户对刮板输送机制造的“刮板输送机交货期短”、“刮板输送机精度高”、“刮板输送机质量好”、“刮板输送机价格低”的要求，以下我国的刮板输送机会更为明显。我国的输送机工业起源于20世纪50年代末期，当时的成品主要是防止前苏联的。从70年代后期到80年代中期，我国的输送机设计通过组织联合设计，各行各业纷纷引进国外的现金技术，使得我过的输送机得到了很大的发展。自90年代开始，一些骨干企业在消化吸收引进现金技术的基础上积极的对产品进行了更新和系统化的设计，因此目前我国的输送机水平技术参差不齐。其中，电动输送机因为受到了技术落后的制约，整体的水平与世界先进水平差距很大，每年我国的输送机进口量非常的大，进口的市值超过2亿美元的产品。目前中姑婆输送机的发展能够逐步走向世界，走向国际市场，并在与世界强手的竞争中立于不败之。2．国内刮板输送机与国外在技术以及其他方面的差异经过这么多年的努力，我国刮板输送机已经发展进步了很大，现在已经可以进行多系列、多结构、大规模的制造生产SGZ-800/1050，已经和国外的一些发达国家的产品相差无几。我们更应该不断地创新自己的技术SGZ-800/1050，开发出新的机型，我国的刮板输送机与国外输送机的差距具体有以下方面：(1)输送能力方面的差距；(2)技术性能差的距；(3)关键零部件寿命的差距。国外刮板输送机技术的发展主要表现在三个方面[1]：(1)刮板输送机功能多元化、应用范围扩大化，如大倾角刮板输送机、管状刮板输送机、空间转弯刮板输送机等各种机型；(2)刮板输送机本身的技术向长运距、大运量、高式速等大型刮板输送机方向发展；(3)刮板输送机本身关键零部件向高性能、高可靠性方向发展。在煤矿井下，由于受环境条件的限制，其刮板输送机的技术指标要比地面用刮板输送机的指标为低。国外通常使用的刮板输送机的主要技术指标。国内刮板输送机在未来的技术改进方向长距离、大运量、高速是刮板输送机的最新发展方向。与其他运输设备(如机车类)相比，刮板输送机不仅具有长距离(单机长度可达5000米，而且可以实现多机进行串联搭接，运距可达206km)、大运量、连续运输的特点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中控制，经济效益十分明显。刮板输送机运行维护费用远远低于公路汽运方式，而且只要生产时间超过5年，刮板输送机输送方式比公路汽运的总投资要小得多[21]所以在企业的生产过程中，凡能实现刮板输送机输送的场合，一般都采用连续的刮板输送机输送。与其他设备相比，刮板输送机有以下优点：(1)输送物料种类广泛；(2)输送能力范围宽；(3)输送线路的适应性强；(4)灵活的装卸料，可以灵活实现一点或多点受料或卸料；(5)可靠性和安全性高；(6)费用低。国外对于长距离地面输送刮板输送机的研究和使用较早，主要用于港口、钢厂、水泥厂、矿山等场合。刮板输送机也是煤矿最为理想的高效连续运输设备，特别是煤矿高产高效现代化的大型矿井，刮板输送机己成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。分析了解并且综合了国外刮板输送机的具体状况，未来我国的刮板输送机一定会向着技术创新性、设备安全化、机械设备智能化、机械设备自动化、性能更加可靠、集所有先进技术为一体等方向进行设计。因此，我们应该为了这些而努力奋斗，扬长避短，汲取有用的技术发展出更加先进更加智能更加安全的刮板输送机而努力。本次设计的刮板输送机主要考虑未来输送机的发展方向，考虑环保，节能的形式，分析我国刮板输送机的多功能现状、存在的问题和改进的方向。我国刮板输送机生产厂家众多，产品各有特点，型号规格较多，但多功能刮板输送机种类较少，且整体技术水平不高。本次课题研究查找资料为基础。了解各个方面的技术存在的不足，再此基础上增设更加先进的机构，使得举升的高度得到一定的发展，工作效率能够有一定的提高。通过查阅大量资料文献，了解到刮板输送机装置按结构形式。通过查找资料，能够明确本次设计的刮板输送机结构的结构形式，分析结构的可靠性要求，各部件的加工难易程度，以及加工部件的工艺性要求，了解刮板输送机的结构制造成本，能够很好的将生产的成本控制在先有刮板输送机的相等或更低的水平，才能更好的达到设计的目前，以及实现更加优化的设计目的。刮板输送机的最新发展方向时一呈现长距离、大运量、高速度、集中控制等特点。与其他运输设备(如机车类)相比，不仅具有长距离、大运量、连续运输的特点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中控制，经济效益十分明显。刮板输送机也是煤矿最为理想的高效连续运输设备，特别是煤矿高产高效现代化的大型矿井，刮板输送机己成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。随着煤矿现代化的发展和需要，我国对大倾角固定刮板输送机、高产高效工作面顺槽可伸缩刮板输送机及长运距、大运量刮板输送机及其关键技术、关键零部件进行了理论研究和产品开发，应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术，研制成功了软启动和制动装置以及PLC控制为核心的电控装置，并且井下大功率防爆变频器也已经进入研发、试制阶段。随着高产高效矿井的发展，刮板输送机各项技术指标有了很大提高。本文在对常规下运刮板输送机驱动及制动方案的理论研究的基础上，提出长运距、大运量下运刮板输送机常见驱动方式和制动方法，通过系统的动态建模计算和仿真分析，将静态设计结论和动态分析结果相结合，指出长运距、大运量下运刮板输送机启动、运行和制动过程中存在的问题，并提出可行的控制理论和解决方案。表2.1国外刮板输送机的主要技术指标主要参数国外300--500万t/a高产高效矿井顺槽可伸缩刮板输送机大巷与斜井固定式强力刮板输送机运距（m）2000—3000>3000式速（m/s）3.5—44—5，最高达8输送量（t/h）2500—30003000—4000驱动总功率（kw）1200—20001500—3000，最大达10100从20世纪80年代起，我国煤矿用刮板输送机也有了很大发展，对刮板输送机的关键技术研究和新产品的开发都取得了可喜的成果，输送机产品系列不断增多，从定型的SDJ,SSJ,STJ,DT等系列发展到多功能、适应特种用途的各种刮板输送机系列，但这一阶段的发展大都基于我国70年代前后引进刮板输送机的变形和改进，主体结构没有大的变化。进入90年代后，随着煤矿现代化的发展和需要，我国对大倾角刮板输送机、高产高效工作面顺槽可伸缩刮板输送机及长运距、大运量刮板输送机及其关键技术、关键零部件进行了理论研究和产品开发，应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术，研制成功了软启动和制动装置以及PLC控制为核心的防爆电控装置。随着我国煤矿高产高效矿井的发展，煤矿井下刮板输送机到目前己达到表2.2所示的主要技术指标。表2.2国内刮板输送机的主要技术指标主要参数顺槽可伸缩刮板输送机大巷与斜井固定式强力刮板输送机运距（m）2000—3000>4500运转速（m/s）2.5—4.53-5输送量（t/h）1500—30002000—3000驱动总功率（km）900—16001500—3000从表2.1和表2.2的比较可以看出，我国煤矿高产高效矿井配套国产刮板输送机的水平基本达到了国际水平。目前，在刮板输送机产品中，主要存在的问题但关键零部件的可靠性水平还有待于进一步提高。在煤矿井下，由于煤层和井下地质结构等原因，有时不得不采用下运刮板输送机。由于下运方式对制动技术、可靠性、安全性等要求较高，在矿井开拓及运输方式设计时，大都尽量避免下运运输方式，这也是目前下运刮板输送机应用较少的原因。我国煤矿用刮板输送机的发展（1）大型化、智能化为了适应高产高效集约化生产的需要，刮板输送机的运输能力要加大，控制自动化水平要提高，长运距、高式速、大运量、大功率是刮板输送机今后发展的必然趋势。在今后的10年内，输送量要达到4000～5000t/h，式速要提高到6m/s，顺槽可伸缩输送机头部集中驱动要达到3000米，对于固定强力刮板输送机要达到5000米，单机驱动功率1000～1500KW,输送式要达到PVG3150和ST6000以上。（2）提高关键零部件的性能和可靠性设备开机率的高低主要取决于输送机关键零部件的性能和可靠性。而要提高关键零部件的性能和可靠性，除了进一步完善和提高现有零部件的性能和可靠性外，还要不断开发研究新的技术和零部件，如高性能可控软启动技术、动态分析与监控技术、高效储式装置、快速自移机尾、高寿命托辊等，使刮板输送机的性能进一步提高。（3）扩大功能，一机多用化刮板输送机是一种理想的连续运输设备，但目前其效能还没有充分发挥，资源有所浪费。如将刮板输送机结构作适当修改，并采取一定的安全措施，就可拓展到运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。（4）开发专用机种中国煤矿的地质条件差异较大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角(>25°)直至垂直提升、长运距下运刮板输送机等，而有些场合常规的刮板输送机是无法满足要求的。为了满足煤矿井下的某些特殊要求，应开发满足这些特殊要求刮板输送机，如波纹挡边输送机、管状刮板输送机、平面转弯刮板输送机、线摩擦多驱动刮板输送机、大倾角上运刮板输送机、打倾角下运刮板输送机等。充矿集团东滩煤矿东翼一采区储量约1亿吨，该采区的原煤运输全部由一采区主运输大巷固定刮板输送机担负，该输送机运距3005米，运量1800吨/小时，提升高度-175米，是属于典型的煤矿井下长运距、大运量下运刮板输送机。东翼一采区上山主运输大巷共3005米，可简化为如图2.1所示的八段:第一段(1点到2点)平运，长度540米;第二段(2点到3点)下运，水平长度207米，提升高度－27.1米;第三段(3点到4点)平运，水平长度62米；第四段(4点到5点)下运，水平长度518米，提升高度－82米;第五段((5点到6点)平运，长度470米;第六段(6点到7点)上运，水平长度360米，提升高度18.9米;第七段((7点到8点)下运，水平长度400米，提升高度－28.4米:第八段(8点到9点)下运，水平长度435米，提升高度－56米;整机水平长度2992米，运输长度3005米。图2.1输送线路参数图刮板输送机工作环境，安装地点：东滩煤矿东翼一采区上山主运输大巷，底板为煤。环境温度：0～35℃。由于刮板输送机巷道起伏不平，变坡点较多，致使此刮板输送机运行工况相当复杂，是目前国内乃至国外煤矿井下运行工况最为复杂的刮板输送机之一:从另一方面，下运刮板输送机运行安全可靠性要求高，控制系统复杂，且我国目前对下运刮板输送机的理论研究较少，特别是长运距、大运量下运刮板输送机系统的工况分析、动态分析、启动、制动技术研究较少，这也是本文选择长运距、大运量下运刮板输送机进行研究的目的。通过下运刮板输送机驱动装置的各种组成方案的分析比较，以及常规长运距、大运量下运刮板输送机驱动方案中软制动技术和软起动技术的理论研究，提出长运距、大运量下运刮板输送机常见驱动方式和制动方法，并分析常见驱动方式和制动方法的优点和存在问题，归纳总结出长运距、大运量下运刮板输送机关键驱动方案和制动方式选择的依据。针对充矿集团东滩煤矿东翼一采区主运输大巷固定下运刮板输送机的设计参数及其特殊的工作环境所形成的复杂工况，首先对正常运行时工况进行设计计算，然后再对空载及最大正功和最大负功工况进行计算，再对各种工况的计算结果分析讨论，最后确定合理的张紧方式及张紧力大小，提出合理的张紧装置的选型。通过各种工况的计算、分析比较，提出合理的驱动装置中，电机、减速器、软起动装置(调速型液力耦合器)及软制动装置各部件的选型方案。刮板输送机的总体设计刮板输送机的工作原理刮板输送机是运用刮板链绕过机头和机尾链组成一个闭合的刮板系统来作为刮板链的牵引机构，再通过上溜槽来运输煤炭、矿石或其它一些物料。当开启机头部的启动装置，再经过液力耦合器还有减速装置来式动传动链轮使机头部的旋转链轮旋转，最终刮板链进行循环运动，这样就完成了机头部的卸载任务。刮板输送机的运输是通过上述的无级闭合循环运动来完成物料的运输[10]。刮板输送机的总体方案设计刮板输送机有很多种类型，是由于刮板输送机个部件之间的组合形式的差异、布置方式的不同，但是输送机的基本结构及工作原理是一致的。刮板输送机一般由机头部、中部槽及附属部件、刮板链、推移装置、机尾部、紧链装置、和锚固装置等组成[11]。刮板输送机的机头部可以说是输送机的灵魂部位，因为机头部一般有机头架、减速器、电动机、盲轴、联轴器等重要部件组成[12]。其中减速器使用开控制输送机速度的重要装置，机头部通过电动机把动力传递给其他部分，为刮板输送机工作提供动力、此外还有卸载链接固定和推移的功能。刮板输送机的机头部示意图，回煤罩、倾斜中板、测斜挡板是刮板输送机的重要组成部分[13]。(1)机头架机头架在机头部是起到支撑与链接链轮组件、驱动装置和其他的附属装置的重要部件，并且机头架是由厚钢板材料焊接而成，具有很大的强度和刚度[14]。为了便于产状链轮的安装设计是由减速器所延伸出轴与盲轴支撑相连。为了防止刮板链和链轮发生分离是齿轮被式动到链轮里损坏工件，于是将护板与拨链器安装在机头架的前横梁上，护轴板得有优点是方便拆卸，但是是一种易被破坏的构件。由于其可拆装性，所以就便于拨链器和链轮的拆装。(2)链轮组件在工作中要受到许多的力如会受到脉冲载荷静应力和冲击载荷等，因此优质的链轮的材料都应该是优质钢经过锻造调质处理，最后再经淬火处理加工而成，这样就具有很大的强度、刚度、耐磨性也要有很好的韧性。3．减速器现在世界上有很多种减速器，而且减速器的发展已经比较成熟。目前国内所生产减速器类型比较多，其中平行布置式减速器三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器被用在刮板输送机上。其工作的条件为：齿轮的线速度低于18m/s，高速轴角速度低于1500r/min，安装角度为1°-25°，工作环境适宜-25℃-35℃，正反转都可以。刮板箱体的上下在安装时会保持上下对称，这样可以使机头部、左右采煤的工作面和机尾部都能够共同使用。此外，三级传动减速器在不同的需求有三种不同的装配的方法，I型减速器通过第一轴或第四轴装断销过载保护。I型减速器使用液力耦合器进行过载保护（第二轴装紧链装置）；II型减速器也是利用液力耦合器来进行过载保护，但是是通过第一轴装紧链装置。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。IIIIII图=减速器的装配形式为了满足当今社会的需要，越来越多的机械装备都需要有高产高效的作用。因此生产出了大型、重型的机械装备。在启动、停止的过程中动量载荷的问题需要克服，因为存在着这样的问题会导致牵引部件中存才不稳定的动张立和静张力，这样会使的设备的运行不稳定，会产生强烈的振动同时也会式来特别强烈的磨损，这样会使设备的寿命以及工作效率下降很大，甚至严重时会使机器无法正常运行。因此为了确保重型刮板输送机能工正常运行，必须采取一种启动和停止的时候的过度过程，最好是使设备实现软启动，这样就可以让设备的功能发挥到极致，同时也可以使各方面的设备都可以发挥出其应有的效果，保证设备的正常运行。在本次设计中为了达到上述叙述的要求，所以采用了可控制启动传输系统作为此次设计的减速器，简称CST减速器。CST减速器。第一级传动使用圆锥齿轮传动，第二、三级分别是圆柱齿轮传动、行星轮系传动[15]。该减速器的优点是能够减少输送机减少在工作时停机时间以及停机的次数，可是提高刮板输送机的效率相应的提高了产量；同时还可以降低刮板链所受到的张力，可以减少发生故障的概率，提高了刮板输送机的安全性能和寿命等。4．联轴器此次设计的为重型的SGZ-800/1050刮板输送机，因此采用液力耦合器。同时液力耦合器能使电动机实现轻载启动，可以减轻传动系统的冲击和所引起的振动，还具有过载保护的功能。以及使的负载起到均匀分配的功能。5．机尾部机尾部有两种；由于机尾部不进行卸料，所以第一种具有驱动装置的机尾部其他部分均和机头部一样，除了机头架与机尾部有所差异。第二种的机尾部使用刮板链来改变方向的机尾轴的零件。采用这一装置的作用是使设备在运行中可以随时的改变或者调整刮板链的松紧，减小启动时浪费的功率，调整刮板输送机运行到最佳的运行效果。通过这两部分机架的相互配合可以随时调整刮板链的松紧程度。如图所示为刮板链的张紧自动控制系统，通过在刮板链的机头、机尾部的链道下方安装的张力传感器，可以通过控张紧千斤顶的活塞杆的伸缩来使链条保持一个稳定的状态。6．溜槽及附件溜槽在刮板输送机中主要起到运载货物和刮板链的支撑作用，是刮板输送机的重要组成部分。刮板输送机的溜槽装载断面起到运输生产的主要作用，一般是溜槽的装载断面尺寸越大刮板输送机运输生产能力就越强。溜槽中的挡煤板起到提高装载的作用，铲煤板的作用是用来清理机道内的运料。溜槽有两种结构类型；有一种是敞底式另一种是封底式。封底式的溜槽有点事稳定性较好，可以减轻刮板链的运输阻力。而敞底式溜槽的结构简易，维修起来比较方便，但是支撑面积过小，产生了很大的压力，因此使槽帮沉入下底板，影响刮板链不能正常运行。(1)中部溜槽上槽的作用是承载运物料，夏草则是供刮板链返程使用。因为封底式溜槽可以提高工作效率但是也存在了安装和维修很困难的问题，因此，在一段封底溜槽中就安装一个可拆卸的中板得办法来解决这一问题。1—槽帮钢；2—支座；3—耐磨板；4—中板；5—封底板封底式中部槽一般的槽帮材料都选用热轧槽帮钢来进行制造，但是重量较低的轻型中单链式刮板输送机采取的材料为冷压槽帮钢。槽帮钢可按照形状分为D、E、M三种，中单链的刮板输送机采用D形槽帮钢[16]。(2)调节溜槽、过度溜槽调节槽与中部槽的结构基本一样，作用是根据工作面长度的变化来调节输送机的长度。(3)挡煤板和铲煤板为中槽部及其附件，即挡煤板与铲煤板。挡煤板一般安装在刮板输送机的侧帮钢的支架上，它是一个多功能的组合件。可以增加溜槽的货断面，阻止煤块撒落在采空区。铲煤板安装固定在中部溜槽的支架上，可以起到清理工作面浮煤的作用。7．刮板链刮板链按照其形式划分有三种类型，分别为中双链、中单链以及边双链等三种类型[17]。刮板链的作用是牵引物料，并且可以直接对物料进行输运。刮板主要起到退刮溜槽内的物料与在槽帮钢内导向的作用，在工作时还会起到刮清帮、防止煤的粘合与堵塞的功能。因为链条工作的环境非常差，一般都是在潮湿的矿井下，而且还会在运行中产生滑动摩擦，所以链条要具有足够的抗拉强度、韧性、冲击力、刚度、和耐腐蚀性等性能。圆环链按照强度分为三个等级，分别为B,C,D三个等级，B级强度最低，不同规格对应的各级强度及其抗破断负载荷能力也不同。现使用的刮板输送机的比较如下：中单链一般受力都比较均匀，但是缺点是整体的坡段强度不是很高，因此在大功率的刮板输送机的应用方面有一定的限制；边双链的运输能力很强，特别是对于那种体积比较大的硬煤，但是它的链条受力不均匀，尤其是中槽部在弯曲时进行运行更加严重；中双链汲取了上两种的优点，即解决了在弯曲时受力不均匀的问题，又解决了链的强度不是很高的矛盾。1—刮板；2—圆环链；3—T形螺栓中双链式刮板链的示意图驱动方法的确定刮板输送机的驱动部是整机组成的关键部件。驱动部配置是否合适，直接影响刮板输送机能否正常运行。长距离、大运量式下运刮板输送机对驱动部的要求比通用刮板输送机的要求更高，它要求驱动装置能提供平稳、平滑的起动和停车制动力矩，以保证输送式不出现超速、打滑及输送式上的物料不出现滚料和滑料现象。为此要求驱动装置具有一个制动力可随时调整的制动器，以保证起动和停车制动的可控，极大地减小对物料的冲击。同时，在输送机空载起车时还必需保证起动的平稳性。下运刮板输送机受地形条件(如起伏较大)和装载量的影响，其起动工况比较复杂，应考虑如下几种：(1)负载量小或空载，松闸后刮板输送机不能自起动；(2)负载量较大，松闸后刮板输送机能自起动，但自然加速度较小；(3)负载量大，松闸后刮板输送机能自起动，且自然加速度较大。下运刮板输送机在正常运行时，电动机也存在发电工况、电动工况交织运行的问题，所以在设计中，一般较少考虑软起动装置。刮板输送机配下运刮板输送机在正常运行时，电动机也存在发电工况、电动工况交织运行的问题，所以在设计中，一般较少考虑软起动装置。刮板输送机配置软起动装置，可有效降低起、制动过程的动张力，延长输送式及接头的使用寿命，甚至可降低输送式强度，具有很大的经济意义。对此《煤矿安全规程》作了相应规定。 由于下运刮板输送机一般情况下电动机工作在发电工况，空载时电动机工作在电动工况。目前常用的下运刮板输送机驱动部典型设备配置如表3.1所示。表3.1常用下运刮板输送机驱动部组合表组合设备12345电动机单机或多机1:1(或2:1)驱动单机驱动或多机1:1(或2:1)驱动多电机1:1(或2:1)驱动多电机1:1(或2:1)驱动多电机1:1(或2:1)驱动软起动无限矩型液力偶合器限矩型液力偶合器调压电气软起动滑差离合器减速器垂直轴或平行轴垂直轴或平行轴垂直轴或平行轴垂直轴或平行轴可以采用垂直轴或平行轴制动器可控盘式制动装置可控盘式制动装置液压制动或液力制动+推杆制动可控制动装置可控制动器拉紧装置重力拉紧或自动拉紧重力式拉紧装置重力式拉紧装置重力拉紧或自动拉紧装置重力拉紧或自动拉紧装置适用场合短距离，中小倾角、小型机中长距离，大倾角中长距离，大倾角长距离，变坡，倾角不大长距离，变坡，倾角不大采用以上驱动组合的下运刮板输送机的起动和停车过程如下:(1)开机准备:先给软起动装置的电气系统和液压系统送电，使主、从动摩擦片闭合，可控制动装置逐渐松闸，如果是重载，按起动要求重车逐渐自动起动刮板输送机。(2)当输送式在装满物料的情况下起动刮板输送机时，不能直接对电机送电，否则起动太快，物料容易出现下滑或滚料，所以在这种情况下而是靠煤的下滑力起动输送机，当逐渐松开制动器，输送式式动电机旋转，通过速度传感器检测旋转速度，当速度达到近电机同步运行转速时，PLC控制电机自动送电起动，从而使电机运行于正常的发电状态，这样可以大大减小电机起动时对电气和机械的冲击。而且向下输送的角度越大，起动加速度越大。为了保证起动平稳，通过速度反馈改变制动器施加的制动力，根据不同的制动力，把加速度控制在0.3m/s2之内，保证起动过程的平稳性。(3)电机直接起动控制，当输送机空载或轻载，逐渐松开制动器时，输送机不能自动起动，这时根据测速装置检测输送机处于零速状态或起车太慢时，需要采用调速型液力偶合器来可控起动刮板输送机，此时的可控起动过程完全同上运刮板输送机的起动过程。(4)正常运行时，调速型液力偶合器开度最大，传动效率达到最大。(5)当多电机驱动时，出现某台电机超载，需要功率平衡时，根据电机的电流反馈来进行调速型液力偶合器的输入与输出速度调节(具体详见电气部分)，来进行多电机间的功率平衡调节。一般只要刮板输送机系统设计合理，都能保证系统的多机功率平衡。(6)停车时，按预定的减速度要求进行闭环改变可控制动系统的制动力矩，使刮板输送机按预定的减速度减速，实现可控停车。(7)当输送机在式载停车时，不能直接切断电机，否则容易出现飞车现象，造成严重事故。为此在停机时，先对输送机施加制动力，当检测到电机旋转速度降到其同步速度时，再对电机断电，这样在施加制动力降速时，可以充分利用电机的制动力，使停车更平稳。当输送机的速度降至电机的同步速度时，调速型液力偶合器勺管全部插入，保证电机与输送机系统的同步切除，保证了可控制动系统进一步按要求减速停车。(8)如果停车时，刮板输送机是空载(即主电机处于电动状态)，则可以同上运刮板输送机的停车过程结合可控制动装置进行联合停车制动。(9)定车时，可控制动装置抱闸，主电机停机，调速型液力偶合器的液压和电气系统停电。(10)在起动和停车过程中出现故障，如输送式跑偏、撕式、油温过高等等，调速型液力偶合器和可控制动装置的电气控制系统会自动根据要求可控停机。刮板输送机是目前井下煤炭的主要输送设备，其设计的自动化先进程度、结构布置方式、使用安全性、可靠性、连续性和高效运行将直接影响矿井生产成本。采用刮板输送机输送物料与其它方式相比有着一系列的优越性和高效性，其自动化程度高，代表现代物流技术的发展方向。本输送系统线路多变，其出现的工况复杂，而且各种工况的差异较大，必须对每一种工况都进行详细计算分析。（1）满载运行状态输送式各段都满载的运行状态通常为正常运行状态。大多数情况下，此状态为输送机系统最困难工况，所以必须对正常运行工况进行设计计算，以确定各主要点输送式张力、电机功率、张紧力等结论，此时电机处于发电运行状态。但对于本输送系统根据以下分析后，此工况却不是最困难工况。（2）最大发电运行状态对于既有下运，又有上运情况的输送线路，有可能出现具有最大发电状态的工况，而且这种工况随起动和停车过程将不断出现。如果设计中没有考虑到这种工况，就必然会出现驱动装置过载，或者在这种条件下停车制动不住，出现飞车造成严重的事故。本输送系统，最大发电运行状态的工况是在只有下运段满载，水平及上运段都处于空载状态的情况下出现（3）最大电动行状态对于本输送系统最大电动运行状态不在正常运行工况下，而是在线路下运段空载，而水平及上运段满载的情况下出现。如果忽略此工况，有可能出现电机堵转，闷车而烧坏，而且这种工况也随起动和停车过程的出现而不断出现。（4）空载运行状态所谓空载运行状态，就是输送机上各点都没有载荷情况下输送机的运行状态。对于本输送线路，其空载运行状态比最大电动状态情况下的安全，为此我们不详细设计计算。根据以上计算的总驱动功率，考虑到煤矿井下使用条件，较大的影响了输送机沿线运行阻力，同时下运输送机为发电状态，尽量选取备用能力更大些，这样有利于动态起动和有效防止输送机超速，为此，按功率2:1的匹配形式，此时的功率可选取为352kW×3。说明：以上各变坡段的阻力计算是按煤矿井下刮板输送机实际运行工况下系统阻力系数计算的，即承载分支阻力系数取0.025，回程分支阻力系数取0.02；但对下运发电工况的刮板输送机，为安全可靠起见，发电工况时系统阻力系数应取0.012，按以上同样的计算方法，最大发电工况时系统阻力F=-226271N，整机轴功率-713千瓦，需电机功率不小于871千瓦，选用Y3556-4型号电动机，315kW×3能满足要求；同样方法校核胶式强度也能满足要求。刮板输送机一般根据实际使用的条件来进行设计，一般分为两种。一种是根据具体的条件来进行设计计算，另一种是一种普遍的通用型来进行设计，这种又称为新机器的设计。本次设计采用后一种设计，即新机型的设计计算，所以按照通用型刮板输送机的条件计算。2.4运输能力刮板输送机是一种持续进行运输的设备，如图3-1所示，其运输能力为。(3-1)式中V—刮板链工作时运行速度，，本设计中取;—输送机上的单位货载质量，;—运输能力，本设计中设。图3-1运输能力计算示意图单位时间的运输能力(3-2)由(3-1)式，得 刮板输送机在进行工作时，货载沿溜槽进行连续的均匀分布，同时被刮板链拖式而沿着溜槽移动，所以单位货载质量q和溜槽中的货载断面积大小有关[18]。即：(3-3)式中—刮板输送机溜槽中货载的断面积，；—货载的松散密度，，对于煤炭运输中，此次设计取刮板输送机装运货载的最大横断面积和溜槽的构造形式以及结构尺寸以及海域松散煤的堆积角等因素有关[19]。考虑到上述因素，则：(3-4)式中—货载最大横断面积，；—货载的满载系数，通常取0.75~0.9，本次设计中选取。由式(3-4)得 (3-5)把已知数据代入式(3-5)得2.5链条的选取和刮板的选取设计对其的解释如下图所示。圆环链的规格1．刮板选取设计查《刮板输送机通用技术条件》知溜槽宽长度为1250m，链条选取的尺寸规格是时，刮板的尺寸依次为刮板宽度：刮板高度：刮板厚度：即刮板型号为检验此次设计的刮板可否达到货载最大横截面的要求，如图3-3所示。图3-3溜槽中货载量的最大断面积溜槽上物料断面积A：(3-6)式中、—单一侧挡板溜槽上物料产生的断面各部分的面积，；—导向管断面面积，；—溜槽宽度，；—左侧槽帮钢上框架的宽度，根据标准得到；—挡煤板底座的宽度同时也是溜槽距挡板的距离，，查其标准得；—溜槽槽口高度，，有前面可知；—溜槽槽口宽度,，由前面可知；—工作时刮板输送机档煤净高度，；—安息角就是表示物料的动堆积角，查《机械手册》知煤炭安息角取值范围通常在，本次设计中选取；D—导向管直径，，由标准得；—装载系数，由前面可知。把已知数据代入式(3-6)得： 经检验满足要求。2.刮板链在单位长度下的质量运算(1)板的质量计算由《刮板输送机通用技术条件》知由于链条的结局和负载的不同会决定刮板输送机两相邻的刮板距离不同，通常有三种安装方式，分为10、12、14环。则距离为： (3-7)式中N—相邻的两个刮板之间的安装环数，本次设计中选取；P—圆环链的节距，由前面可知；把已知数据代入(3-7)式，得所以在长度(单程)所需要的刮板数目为： (3-8)式中L—刮板输送机的机身长度，m，此次设计中选取；S—相邻的两个刮板之间的距离，m，由前面可知取得。把已知数据代入(3-8)式，得：每一块刮板的体积：(3-9)式中—刮板宽度，m，由前面可知；—刮板的高度，m，由前面可知；—刮板厚度，，由前面可知。把已知数据代入上式，得：所以刮板的总体积(3-10)所以刮板的质量为(3-11)式中—刮板的密度，，由密度表可查得；—刮板的体积之和，，由前面可知。把已知数据代入式，得： (2)圆环链的质量根查《矿用高强度圆环链》知该圆环链的单位长度质量，故长度为圆环链的质量为：。因为此次设计选用的是双中链型的刮板链，即该部分的圆环链的质量由两条链所构成。所以。所以刮板链的单位长度的质量为：(3-12)把已知数据代入(3-12)式，得：2.6运行阻力的计算“刮板输送机是运用在煤矿运输的机械设备，刮板输送机的运行阻力由货载以及刮板链在重载阶段上产生的移动阻力、运输时货载的自身重力、刮板链位于回空段上产生的移动阻力、传动装置阻力和刮板链在绕过机头机尾链轮链条的弯曲阻力所组成”[20]。SGZ-800/1050刮板输送机的运行总阻力：(3-13)式中—刮板输送机在重段的阻力，N;—刮板输送机在回空段的阻力，N。图3-4SGZ-800/1050刮板输送机的弯曲铺设原理示意图根据《综采技术手册》可以得到SGZ-800/1050弯曲的输送机的空段阻力：(3-14)化简得：(3-15)SGZ-800/1050弯曲的刮板输送机在重力段阻力：(3-16)式中f—刮板链在槽帮上产生的移动阻力系数，本设计中选取f=0.4；—刮板链运行中在溜槽中产生的移动阻力系数，取；—货载在溜槽中产生的移动阻力系数，取；—刮板链在单位长度上的重量（单位重量），由上可知；—刮板输送机上的单位长度货载质量，由上可知；—安装的角度，本设计中所取；—刮板输送机的长度，取；—距机头距离，m，；—刮板链条在“1”点上的张力N；—刮板链条在“3”点上的张力N；刮板输送机在SGZ-800/1050弯曲段产生的弯曲角度为，如图3-5所示：图3-5位于SGZ-800/1050面上产生的弯曲角度弯曲段曲率半径： (3-17)式中—每节溜槽的单位长度,m，本次设计中取；—相邻槽间的转角，本设计中选取；所以有：弯曲长度:(3-18)式中a—每推移一步移动产生的距离，查阅《综合技术手册》得所以：由图3-5得：故刮板输送机在SGZ-800/1050面上弯曲段的弯曲角根据计算得：2.7SGZ-800/1050刮板输送机运行阻力的计算查《矿上机械》得，载重直线段刮板的阻力为：(3-19)空载条件下的直线段刮板链的运行阻力为：(3-20)式中、等等的参数值跟上面都相同。把已知数据代入式(3-19)和式(3-20)，得：载重直线段的刮板阻力为：在空载条件下直线段刮板链的运行阻力为：通过运用逐点张力的计算方法来确定最小张力点，如图所示为机头部机尾部所装配的驱动装置。SGZ-800/1050刮板输送机张力的计算示意图刮板链在工作的路线上时，行进方向上的每一个下行点的链张力都等于其之前一点的链张力和两点间运行阻力的和，因此有： (3-21)式中、—分别表示牵引机构上两点的张力；—前后两点间所产生的运行阻力。由上图可以得：(3-22)式中—台电动机的驱动力。由于机头机尾均安装驱动，所以：联立方程组得：(3-23)因为，所以;又由于,所以有：综述以上可以得出，即最小张力点为。主动链轮与链条之前产生的分离点处是最小链张力，查阅《矿山机械》可以得到最小张力的选取范围是2000~3000N，过大会增加链条磨损以及加剧功率消耗，过小会使链条在此处容易产生扭曲打结或垂度过大的现象，并不能保证链轮和链条能够正常啮合以及平稳的运行，大多数的链条在最小链张力点这一位置松驰链环垂度不低于两个。将和前面已知数的据代入式(3-16)，得：SGZ-800/1050弯曲的刮板输送机在重段阻力为：所以有：有公式和得：把代入式(3-15)，得：(3-24)化简式(3-24)，得：(3-25)把已知数据代入式(3-25)，得：因此得到刮板输送机的总运行阻力： (3-26)2.8电机功率的确定与选择由《矿上机械》查得电机功率为： (3-27)式中—刮板输送机的总牵引力，；—刮板链运行速度，；—传送装置效率，；式中—液力耦合器在运行中的传递效率，选取；—圆锥齿轮在运行中的传输效率，选取；—直齿圆柱齿轮在运行中的传输效率，选取；—行星齿轮在运行中的传输效率，选取；—花键以其他键在运行中的传输效率，选取；—所有轴承运行时的传输效率，选取。所以。把已知数据代入式(3-27)，得: 作为驱动系统的电动机选取的功率为1050KW，所以电动机的总功率为2X1050KW=2100KW>P,因此满足实际的要求。因为电动机的工作环境是在煤矿井的下面工作，所以电动机必须具有防爆的功能，因此应该选取刮板输送机的特有专用电机，即电动机的型号为。电机的型号及其表达意义2.9刮板链强度的验算针对此次设计的双链刮板输送机，应该满足：(3-28)式中—刮板链抗拉强度的安全系数；—条链具有的破断拉力，，根据《矿用高强度圆环链》;—双链负荷非均匀系数，本次设计中选取。把已知数据代入式(3-28)，得：：所以该圆环链满足强度要求。2.10SGZ-800/1050刮板输送机驱动链轮的设计由于前面已经选取了圆环链的规格为φ，因此查标准《矿用高强度圆环链》即可以得到，圆环链的公称直径，公称节距，最外宽度。经查阅《刮板输送机通用技术条件》的所知，链齿轮数的选择一般为选用7齿或8齿，此次设计中所选取的齿数为。查阅《综采技术手册》得到下列计算公式：1．链轮节距角：2．链轮节圆直径:(3-29)把已知数据代入式(3-27)，得取。3．链轮外径： (3-30)4．链轮立环槽直径： (3-31)式中的取值根据《综采技术手册》可得到的尺寸规格为，同时圆环链条,因此把已知数据式到式(3-31)，可得：5．链轮立环立槽宽度B: (3-32)式中根据《综采技术手册》可得到的规格尺寸为，同时圆环链条，所以式入已知数据到式(3-32)，可得：6．齿根圆弧半径:7．链窝长度:8．链窝底平面到链轮中心之间的距离： (3-33)（注：精确到0.5mm）把已知数据代入式(3-33)，得：

传输系统的介绍与设计工作原理1．主机结构及运动分析起起到牵引作用的电动机在刚启动时，电动机轴式动输出轴进行同步旋转，再经过外齿合轮圆锥齿轮与行星轮、圆柱齿轮驱动太阳轮转动。因为刮板输送机需要很大的牵引力才能运行，因此输出轴上承受了很大的负载力矩，如果输出轴与行星托架不转动，那么行星轮只能进行自转而不绕太阳轮公转，将会式动动摩擦片与动内齿轮旋转。这时由于环形油缸活塞没有挤压摩擦片将会产生很大的间隙为与动、静摩擦片之间，那么将不会产生传递扭矩的油膜，所以静摩擦片没有发挥出他的作用，没有阻止动摩擦片和内齿轮进行旋转运动。在电动机空载启动的到达到额定转速之后，液压控制器将会驱动环形液压缸工作，同时在环形活塞的挤压下，使动、静摩擦片的间隙减小，两者间会形成传递力矩的油膜，产生油膜后会增大行星轮系中齿轮的旋转阻力距，将负载力距逐渐转移到内齿轮上，此时行星轮既可以自转同时也可以绕太阳轮公转，它的托架与CST的输出轴同时转到转动，输出力矩渐渐驱动负载。此时输出力矩值和环形液压缸内的产生的液体压力会成正比。动摩擦片与内齿轮此时停止运动，原因是动、静摩擦片之间没有相对滑移转动，同时CST输出轴与行星轮托架到达满载运行（最高转速）。为了达到实现软特性起、制动与低高速运行，通过改变环形液压缸内的压力，推动环形活塞，调节动、静摩擦片之间的间隙即滑差，改变内齿轮的制动力矩及内齿轮的转速，使之可以控制CST输出轴、行星轮托架及板输送机驱动滚筒的转速，最终可以控制SGZ-800/1050刮板输送机的运行状态。2．软起动控制特性的分析离合器传递力矩的方程为：(4-1)式中—摩擦副数；—油膜的等效动力粘度，；—摩擦面面积，,；；—主动摩擦片上(相等于内齿轮)的旋转加速度，；—从动、主动摩擦片的转速比；由上面了解到，在CST系统中，当主机的各部分零部件的尺寸结构已经基本确定，则从动摩擦片不旋转，即即；此外，在特定的情况下，油液的等效动力粘度可以保持是一个恒定值，因此上试可化简为： (4-2)式中(4-3)当系统进行加速度恒定的起动过程中，电动机的输出功率N保持恒定，此时的行星架的输出力矩，就表示CST主机的输