250万吨矿井刮板输送机选型设计【含CAD图纸】
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山西工程技术学院毕业设计说明书毕业生姓名：姬帅专业：机械电子工程专升本学号：180533002指导教师：李思思所属系（部）：机械电子工程系二二年五月山西工程技术学院毕业设计（指导教师）评阅书题目：250万吨矿井刮板输送机选型设计 机械电子工程系机械电子工程专升本专业 姓名姬帅 设计时间：2020年2月17日2020年5月20日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字）职务：2020年 月 日山西工程技术学院毕业设计（同行教师）评阅书题目： 250万吨矿井刮板输送机选型设计 机械电子工程系机械电子工程专升本专业 姓名姬帅 设计时间：2020年2月17日2020年5月20日 评阅意见：评分内容具体要求分值得分说明书工作量字数2.5万字以上得20分；2万字以上，不足2.5万字得15分；2万字以下的10分。20图纸工作量图纸折合4张A0及以上得20分；不足4张A0，达3张以上，得15分；3张以下得10分。20说明书质量内容完整，装订顺序正确，结构合理，文字通顺；目录、字体、字号、行距等符合要求，公式、插图、表格使用合理；文献翻译质量、篇幅符合规定要求。存在02处错误得30分；35处错误得20分；5处以上得15分。30图纸质量图纸组成元素完整，表达方式合理，图框、标题栏、线型、线宽及字体字号符合相关标准。存在02处错误得30分；35处错误得20分；5处以上得15分。30总分（百分制）100成绩： 评阅教师：（签字） 职务：2020年月日山西工程技术学院毕业设计答辩记录及成绩评定表机械电子工程系机械电子工程专升本专业 姓名姬帅 答 辩 内 容问题摘要答辩情况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师成绩评阅教师成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为20%，评阅教师为30%，答辩组为50%。专业答辩组组长： （签名） 2020年月日250万吨矿井刮板输送机选型设计摘 要刮板输送机是煤矿综采工作面唯一的运输设备。刮板输送机侧面与液压支架联接，为支架的移动提供支点，它沿工作面铺设，以千斤顶与液压支架相联系，为采煤机提供运行轨道，将采煤机落下的煤运入顺槽转载机，再经过可伸缩胶带输送机运送至采区煤仓，完成工作面运煤工序。所以，刮板输送机的可靠、稳定、高效运行将直接影响着矿井的生产能力和煤矿企业的经济效益。随着我国煤炭开采不断地向长壁大采高综采工作面的方向发展，采煤量的不断加大，安全、高产、高效已经成为各煤炭企业的追求目标，因此，各煤炭企业对工作综采设备的性能要求也在迅速提高。需求的增加将激励着国内的煤机生产企业将研制开发的重点转向了大装机功率大运输量、长运输距离、高强度、高可靠性的重型刮板输送机，这也是刮板输送机未来的发展方向。因此，正确选择刮板输送机对采煤工作面高效运转至关重要。本文中从中部槽的设计选用、运行阻力的计算、计算电动机功率、计算刮板链的预紧力和紧链力、验算刮板链的安全系数、减速器设计等入手，在设计中刮板输送机采用了机头、机尾双驱动，传动部平行布置的总体设计。本文还对传动部的齿轮进行了设计计算和校核，对重要的轴、键进行了强度校核，对主要轴承进行了寿命校核，对其他部分进行了选用，从多个方面对250万吨矿井刮板输送机进行选型计算，具有一定参考价值。关键词：刮板输送机；运行阻力；减速器；选型Selection Design of 2.5 Million Tons Mine Scraper ConveyorAbstractScraper conveyor is the only transportation equipment in the fully mechanized coal mining face. The side of the scraper conveyor is connected with the hydraulic support to provide a fulcrum for the movement of the support. It is laid along the working face, connected with the hydraulic support by a jack, to provide a running track for the shearer, to transport the coal falling from the shearer into the trough transfer machine, and then transported to the coal bin of the mining area through the retractable belt conveyor to complete the coal conveying process of the working face. Therefore, the reliable, stable and efficient operation of the scraper conveyor will directly affect the production capacity of the mine and the economic benefits of the coal enterprises. With the continuous development of coal mining in our country towards the long wall and large height fully mechanized coal face, the increasing of coal mining volume, safety, high yield and high efficiency have become the pursuit goal of all coal enterprises. Therefore, the performance requirements of all coal enterprises for fully mechanized coal mining equipment are also rapidly increasing. The increase of demand will encourage the domestic coal machinery manufacturers to turn the focus of research and development to the heavy-duty scraper conveyor with large installed power, large transportation capacity, long transportation distance, high strength and high reliability, which is also the future development direction of scraper conveyor. Therefore, the correct selection of scraper conveyor is very important for the efficient operation of coal face.In this paper, starting from the design and selection of the middle slot, the calculation of running resistance, the calculation of motor power, the calculation of the pre tightening force and the tightening force of the scraper chain, the calculation of the safety factor of the scraper chain, the design of the reducer, etc., in the design, the scraper conveyor adopts the overall design of the head and tail double drive, and the transmission part is arranged in parallel. In this paper, the design calculation and check of the gear in the transmission part, the strength check of the important shaft and key, the life check of the main bearing, and the selection of other parts are also carried out. The selection calculation of the 2.5 million ton scraper conveyor in the mine from various aspects has certain reference value.Key words: scraper conveyor; running resistance; reducer; selectionxi目 录摘 要iAbstractii1 绪论11.1 刮板输送机的组成21.1.1 机头部21.1.2 中部槽及附属部件31.1.3 刮板链41.1.4 紧链装置41.1.5 推移装置51.1.6 锚固装置51.2 刮板输送机的分类51.3 刮板输送机的应用51.4 刮板输送机的工作原理61.5 刮板输送机的特点61.6 刮板输送机的发展现状和趋势61.7 新型刮板输送机72 总体设计82.1 刮板输送机设计计算82.1.1 中部槽的设计选用82.1.2 运行阻力的计算102.1.3 计算电机功率112.1.4 计算刮板链的预紧力和紧链力122.1.5 验算刮板链的安全系数122.2 传动方案的设计132.2.1 传动方案的确定132.2.2 总传动比及传动比分配132.2.3 传动装置运动参数的计算142.3 减速器传动件设计计算152.3.1 传动部弧齿锥齿轮设计计算152.3.2 中速级斜齿圆柱齿轮设计计算262.3.3 传动部行星机构的设计计算342.3.4 圆环链链轮设计计算402.4 SGZ1000/2700中双链刮板输送机技术特征423 零部件的设计及校核433.1 轴的设计及校核433.1.1 高速轴的设计校核433.1.2 第二轴的设计计算483.1.3 初算第三轴轴径553.1.4初算行星轮系各轴径553.1.5 初算链轮轴径553.2 轴承的寿命校核563.2.1 高速轴轴承寿命计算563.2.2 第二轴轴承寿命的计算573.3 键的设计与强度校核593.3.1 高速轴普通平键设计校核593.3.2 链轮轴渐开线花键校核603.4 联轴器的选用614 刮板输送机的使用和维修634.1 刮板输送机的安装与试运转634.1.1 刮板输送机零部件的存放634.1.2 安装与调试634.1.3 刮板输送机的使用与维护654.2 刮板输送机的润滑674.3 常见故障及处理方法68附 录70参考文献76外文文献78中文翻译84致 谢89山西工程技术学院-毕业设计说明书1 绪论刮板输送机作为煤矿工作面运输设备，不但承担着运煤的作用，还是采煤机的运行轨道以及液压支架的推移支点。在设备使用过程中还要悬挂工作面设备的电缆、水管等。所以，刮板输送机的可靠、稳定、高效运行将直接影响着矿井的生产能力和煤矿企业的经济效益。自世界上第一台刮板输送机诞生以来，经过半个多世纪的不断研究、试验、改进，刮板输送机已成为煤矿运输送设备。近年来，以美国、澳大利亚等发达采煤国家为代表的集约化高产高效矿井的迅速发展，带动了综采装备向机电一体化高端技术开拓，构建了生产能力大、自动化程度高、高度集约化的生产1。中国的提水翻车是现代刮板输送机的雏形。在国际范围内，刮板输送机的发展经历了四个阶段，刮板输送机在煤矿生产中的应用稍晚，大致经历了三个阶段。第一阶段：1868年，带式输送机率先出现于英国：1905年，瑞士改进完成了钢带式输送机；1906年，英国和德国先后研制出由单链牵引的小功率惯性输送机，从此输送机不断完善，逐步发展为物料搬运中不可或缺的部分。第二阶段：20世纪40年代初,为配合刨煤机的使用，德国制造出可沿水平方向和垂直方向弯曲的刮板输送机，可弯曲的特性保证了输送机可伴随采煤机的运行完成推移，从此煤矿生产进入，机械化时代。 具备多电机驱动和双链牵引功能，并可以作为采煤机运输轨道的SGW-44型刮板输送机，是这个阶段具有代表性的产品。第三阶段：20世纪50年代早期，英国在采煤机和液压支架方面取得突破，相对应的在效率和载重方面对刮板输送机提出更高的要求，煤矿生产进入综合机械化时代。以运量大、功率高、链速 高、机构强度高、可靠性高为新特点的SGD-630/75型、SGD-630/180型刮板输送机成为新的代表性产品。第四阶段：20世纪80年代中后期，英美等发达国家相继推出全新的刮板输送机。运输距离更长，功率和运量更高，可靠性和使用寿命也进一步提升。米柯、长壁、布朗等公司的产品成为这一阶段的代表。我国中、小功率刮板输送机已具备成型技术，并有成熟的制造能力，运输量小于1500t/h、装机功率小于800kW的中型和重型输送设备与国外的产品水平基本相当。目前，国内刮板输送机系列品种多种多样。综采机械化刮 板输送机从槽宽区分有630、730、764、800、830、960、1000、1200 系列，装机功率从90kW到2x855kW，运输能力从400t/h到2500t/h，链条规格有22、26、30、34、38、42、48，减速器功率从90kW到1000kW，最高日产量可达2万吨，年产量可达600万吨，可以满足大、中、小矿的要求。我国刮板输送机在产品种类上已经与国外产品基本相同，一些中小型产品可以满足一般煤矿开采的需要，但在一些高端产品和技术方面，尤其是一些关键零部件的可靠性、设备的自动化等方面和国外设备还有一定的差距。随着我国煤炭开采不断地向长壁大采高综采工作面的方向发展，采煤量的不断加大，安全、高产、高效已经成为各煤炭企业的追求目标，因此，各煤炭企业对工作综采设备的性能要求也在迅速提高。需求的增加将激励着国内的煤机生产企业将研制开发的重点转向了大装机功率大运输量、长运输距离、高强度、高可靠性的重型刮板输送机，这也是刮板输送机未来的发展方向2。刮板输送机应能保证工作面落煤生产能力的需要。选择刮板输送机应以工作面最大生产能力乘以1.2的不均衡系数作为基数。黄山煤业布置工作面可采长度1893。切眼长度为240。煤层平均厚度4.26，矿井采用一次采全高装备，真正实现一井一面生产。工作面配备设备满足矿井200万t/a生产能力的要求，其工作面刮板输送机选用SGZ900型。由于刮板输送机是连续工作机械。其货载长度随着采煤机的移动而变化。满载工作的时间较短。且电动机要有一定的过载能力。则配备总装机功率2x525kW电机双机头驱动，满足要求。结合矿井实际。通过精确地计算、最后确定刮板输送机选SGZ900/2x525型。避免了因“大马拉小车”所造成的供用电浪费及成本的投入。取代了以往凭经验而选SGZx700型所存在的不合理性，体现出科学选型、合理使用，从而达到安全、高效、经济运行4。1.1 刮板输送机的组成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。1.1.1 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，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。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。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/23191）计算。链轮用优质钢铸造或锻造后，调质处理，链窝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（MT150-2006）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。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125；高速轴的转速不大于1500r/min；减速器工作的环境温度为-20C+35C；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4075kW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。电动机与减速器的连接有弹性联轴器和液力耦合器两种。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。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。1.1.2 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。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。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。中部槽的连接装置目前应用的有插销式、哑铃式、插入圆柱销式等。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。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。1.1.3 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。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。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。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。1.1.4 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。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。1.1.5 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。1.1.6 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。1.2 刮板输送机的分类刮板输送机的类型很多，可按刮板链型式、卸载方式、中部槽结构、采煤机牵引方式、电动机类型、承载重类型、整机适用条件分类。按刮板链型式分为中单链型刮板输送机、边双链型刮板输送机、中双链型刮板输送机、准边双链型刮板输送机。按卸载方式分为端卸式刮板输送机、侧卸式刮板输送机、直弯式刮板输送机、交叉侧卸式刮板输送机，现在重型、超重型刮板输送机多用于交叉侧卸式刮板输送机。按中部槽结构分为开底式刮板输送机、封底式刮板输送机、分体中部槽刮板输送机、整体焊接中部槽刮板输送机、框架式中部槽刮板输送机、铸造式中部槽刮板输送机。按采煤机牵引方式分为有链牵引采煤机用的刮板输送机和无链牵引采煤机用的刮板输送机。按电动机类型分为单速电动机刮板输送机和双速电动机刮板输送机。按承重类型分为轻型刮板输送机、中型刮板输送机、重型刮板输送机、超重型刮板输送机。按整机适用条件分为缓倾斜中厚煤层刮板输送机、缓倾斜薄煤层刮板输送机、缓倾斜厚煤层大采高刮板输送机、缓倾斜三软煤层刮板输送机、中厚煤层大倾角刮板输送机、急倾斜厚煤层水平分段放顶煤及“三下”综采刮板输送机。1.3 刮板输送机的应用刮板输送机可用于水平运输，亦可用于倾斜运输。沿倾斜向上运输时，煤层倾角不得超过25，向下运输时，倾角不得超过20，当煤层倾角较大时，应安装防滑装置。可弯曲刮板输送机允许在水平和垂直方向作24的弯曲。1.4 刮板输送机的工作原理刮板输送机的工作原理是，将敞开的溜槽，作为煤炭、矸石或物料等的承受件，将刮板固定在链条上（组成刮板链），作为牵引构件。当机头传动部启动后，带动机头轴上的链轮旋转，使刮板链循环运行带动物料沿着溜槽移动，直至到机头部卸载。刮板链绕过链轮作无级闭合循环运行，完成物料的输送。 1.5 刮板输送机的特点（1）结构坚实。能经受住煤炭、矸石或其他物料的冲、撞、砸、压等外力作用。（2）能适应采煤工作面底板不平、弯曲推移的需要，可以承受垂直或水平方向的弯曲。（3）机身矮，便于安装。（4）能兼作采煤机运行的轨道。（5）可反向运行，便于处理底链事故。（6）能作液压支架前段的支点。（7）空载功率消耗较大，为总功率的30%左右。（8）不宜长距离输送。（9）易发生掉链、跳链事故。（10）消耗钢材多，成本大。1.6 刮板输送机的发展现状和趋势刮板输送机在煤矿的生产与建设中的发展，大致经历了三个阶段。第一阶段在20世纪3040年代，是可拆卸的刮板输送机，它在工作面内只能直线铺设，随工作面的推进，需人工拆卸、搬移、组装。刮板链是板式，多为单链，如V型、SGD-11型、SGD-20型等小功率轻型刮板输送机。第二阶段是20世纪40年代前期由德国制造出可弯曲刮板输送机，它与采煤机、金属支架配合实现了机械化采煤。这种刮板输送机咳适应底板不平凸凹不平和水平弯曲等条件，移设时不需拆卸，并且运煤量也有所增大，如当时的型号SGW-44型刮板输送机就是这个阶段的代表产品。进入20世纪60年代由于液压支架的出现，为了适应综采的需要，刮板输送机发展到了第三阶段，研制出大功率可弯曲重型刮板输送机，如SGD-630/75型、SGD-630/180型等就是属于这个阶段的产品。目前，随着采煤工作面生产能力的不断增大，刮板输送机主要发展趋势是：（1）大运输量。国外先进采煤国家已经发展到小时输送能力高达1500t（80年代）3500t（90年代）的刮板输送机。（2）长运输距离。为了减少采区阶段煤柱的损失量，加大工作面的长度，刮板输送机的长度已经达到400m以上。（3）大功率电动机。电动机的功率已发展到单电机达1000kW，输送能力3000t/h。（4）寿命长。由于使用大直径圆环链，增加了刮板链的强度，延长了刮板输送机的寿命，整机过煤量高达600万吨以上。1.7 新型刮板输送机刮板输送机是煤矿、化学矿山、金属矿山及电厂等用来输送物料的重要运输工具。它是由中部槽、链条、刮板及牵引系统组成。其中，中部槽是刮板输送机的主要部分，钢制的中部槽已有近百年的历史，在长期的使用过程中存在以下缺点：重量大，安装和搬运费时费力；中部槽一般是由615mm的钢板制成，在受到较大的冲击时易变形，修复比较困难；耐腐蚀性差；耐磨性差；物料与中部槽的摩擦系数大，刮板输送机的功率大部分消耗于物料与中部槽的摩擦力上，造成了能耗过大、投资增加。 用超高分子量聚乙烯是制造刮板输送机的中板，可解决钢制中板所存在的问题，得到塑料刮板输送机。对于小型刮板输送机可以通过改性超高分子量聚乙烯来制造刮板输送机。对于上面行走采煤机的大型刮板输送机，要采用钢塑复合的方法，用超高分子量聚乙烯作为衬里，提高大型刮板输送机的耐磨性，延长使用寿命，降低摩擦因数，从而降低功率消耗并降低对牵引、传动系统的要求，这对大型刮板输送机有巨大意义。2 总体设计2.1 刮板输送机设计计算刮板输送机设计输送能力2000t/h，设计长度300m，链速1.5m/s。在查取相关资料后决定选用弧齿锥齿轮，斜齿圆柱齿轮和行星齿轮三级减速传动。输送机与截深0.8m无链电牵引采煤机配套使用，可适应缓倾斜、左右综采工作面，工作倾角10。刮板输送机在工作过程中其槽间水平弯曲角度为3，采用38137-C级圆环链的中双链式刮板链，单位长度质量29kg/m，双机头驱动。见图2.1。图2.1 刮板输送机计算图2.1.1 中部槽的设计选用在查阅大量文献资料后，发现设计输送能力与中部槽实际过煤能力存在很大出入，故在此引入刮板输送机输送能力影响系数，在比较与此次设计参数相近的相关企业产品后取刮板输送机输送能力影响系数。中部槽物料断面见图2.2。图2.2 中部槽物料断面则在选取中部槽时，其实际过煤能力为：由此可推算出中部槽过煤断面积： (2.1)式中，A货载最大横断面积，；货载的装满系数，；货载的散装容重，对原煤；刮板输送机链速，m/s。代入式（2.1）得：参考相关产品选取刮板链尺寸为38137-C型圆环链，圆环链尺寸的确定决定了刮板的尺寸，刮板尺寸的确立为中部槽的选择提供参考，决定了中部槽的宽度，查煤炭行业标准取中部槽内宽为1000mm，采用铸造槽帮钢，带铲、挡煤板。中部槽高度的选择满足式（2.2）： (2.2)式中，中部槽内宽，m。取；中部槽高度，m；物料堆积角，()。取代入式（2.2）得：取中板厚度40mm，依据MT/T864-2000刮板输送机铸造槽帮型式和尺寸选取槽帮高mm。选取中部槽长mm。2.1.2 运行阻力的计算按三机配套的原则，刮板输送机的输送能力要略大于采煤机的理论计算能力，在此取系数，则可计算所选采煤机的理论生产能力t/h。为简化计算，中部槽单位长度上的装煤量只按链速计算，即：kg计算重、空段的运行阻力，取溜槽阻力系数重段阻力为5：空段阻力为：式中，q中部槽单位长度上的装煤质量kg/m；刮板链单位长度质量，kg/m。按弯曲段的几何关系，计算中部槽弯曲段的中心角式中，弯曲段的半径，m；相邻两节中部槽间的最大折曲角,()；标准中部槽长，m；机身推移距离，m；弯曲段全长，m；弯曲段中心角，()。确定最小张力点： (2.3)由式（2.3）可见，刮板输送机最小张力点在“1”点。（0时为“3”点）计算各点张力4：取最小张力点为0，按弯曲段距离工作面上端5m，用逐点计算法计算刮板链在各点的张力。N2.1.3 计算电机功率取传动系统的效率，绕经驱动轮的阻力系数，代入下式得：上端驱动电机功率为：下端驱动电机功率为：将上述电动机功率计算值各加20%的备用量，得上端电机功率为653.56kW，下端电机功率为606.56kW。因此配备2700kW电动机双头驱动即可满足需要。由计算所得电机功率选YBSD700/350-4/8型刮板输送机用防爆电机，其额定转速。2.1.4 计算刮板链的预紧力和紧链力为简便计算，预紧力近似按下式计算：紧链力按式(2.4)计算： (2.4)式中：紧链力，N；拉伸段的弹性伸长量，mm；取mm38137圆环链的刚度。代入式(2.4)：2.1.5 验算刮板链的安全系数查标准可知38137-C级圆环链的破断拉力为2270kN，中双链负荷不均匀系数取0.85，则： (2.5)式中，n链条的安全系数；条链条的破断拉力，N；刮板链的最大静张力，N；双链负荷不均匀系数，取代入式(2.5)得：由计算结果可知，所选取的刮板链符合要求。2.2 传动方案的设计2.2.1 传动方案的确定刮板输送机减速器与刮板输送机之间采用平行布置方式，型号JS700,采用三级圆锥-圆柱齿轮传动，依据MT/T148-1997刮板输送机减速器规定，减速器采用水平剖分式，上下箱体对称布置，电动机与输入轴之间采用HL型弹性柱销联轴器连接，减速器布置型式见图2.3。图2.3 减速器布置示意图2.2.2 总传动比及传动比分配（1）驱动链轮转速的计算链轮转速计算见式(2.6)： （2.6）式中，链轮转速，r/min；圆环链链速，m/s。；链轮齿数，；链轮节距，mm； （2.7）式中，链轮节圆直径，mm。由圆环链规格38137及选取链轮齿数N=9，计算链轮节圆直径。 （2.8）式中，圆环链节距，mm。取；圆环链直径，mm。取；链轮节距角，。代入式（2.8）得：取将节圆直径代入式（2.7）得链轮节距：得链轮转速：总传动比的计算及分配总传动比：（2）传动比分配减速器为三级展开式，依据手册中提供的分配方法，经调整确定，。（3）传动比误差传动比分配符合要求。2.2.3 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轴、轴、轴、轴。（1）轴转速计算（2）各轴功率计算（3）各轴扭矩计算2.3 减速器传动件设计计算2.3.1 传动部弧齿锥齿轮设计计算已知参数：，已知：两锥齿轮轴交角，小齿轮悬臂布置，大齿轮两端支承，长期工作，闭式锥齿轮传动，先按接触疲劳强度计算，再按接触疲劳强度和抗弯强度校核计算。具体设计参数及结果表2.1，介绍齿轮传动部分的设计方法和步骤。表2.1 弧齿锥齿轮的设计计算设计项目及说明结果（1）选材料、热处理方法、定精度等级。选小齿轮 20GrMnTi HRC5862大齿轮 20MnVB HRC5662大、小齿轮均采用渗碳淬火许用接触应力接触疲劳极限N/mm2N/mm2接触强度寿命系数，应力循环次数=6014841(530016)=2.14109 次=2.14109 次=2.14109/2.5=0.85108 次=0.85108 次式中，齿轮转速,齿轮每转一圈时同一齿面的啮合次数齿轮的工作寿命,h取接触强度最小安全系数=1则=16001/1=15501/1则=1550 N/mm2（2）齿面接触疲劳强度设计计算选用弧齿锥齿轮，按接触强度进行初步设计，即载荷系数，取齿宽系数，取估算小轮大端分度圆直径 （3）主要几何尺寸计算齿数， 取实际齿数比分锥角大端模数按标准取分度圆直径变位系数弧齿锥齿轮采用高-切变位锥矩齿宽取大端齿顶高大端齿高大端齿根高大端齿顶圆直径:齿根角齿顶角顶锥角根锥角外锥高安装距，考虑齿轮结构情况，以及支撑端距H的测量方便，取，支撑端距H弧齿厚式中为大端螺旋角中点锥距，mm铣刀盘名义直径，mm取则则当量齿数，端面重合度取则齿线重合度取总重合度（4）校核接触强度强度条件计算接触应力节点区域系数取弹性系数取接触强度计算的重合度系数当量圆柱齿轮的重合度当量齿轮分度圆直径,mm当量齿轮中心距，mm当量齿轮顶圆直径,mm端面齿形角当量齿轮基圆直径,，mm啮合线长度,mm断面重合度则接触强度计算的螺旋角系数接触强度计算的锥齿轮系数取使用系数取动载系数取接触强度计算的齿向载荷分布系数取接触强度计算的齿向载荷分配系数取齿宽中点分度圆上的名义切向力,N齿宽中点分度圆直径,mm则接触强度计算的有效齿宽,mm计算接触应力结论：，满足接触强度。齿根弯曲强度校核强度条件计算齿根应力式中：弯曲强度计算的齿向载荷分布系数取弯曲强度计算的齿向载荷分布系数取 弯曲强度计算的有效齿宽,mm齿形系数取，应力修正系数取，弯曲强度计算的重合度系数式中：弯曲强度计算的螺旋角系数弯曲强度计算的锥齿轮系数取齿宽中点法向模数则N/mm2N/mm2许用弯曲应力式中：弯曲疲劳极限取=900N/mm2，=850N/mm2弯曲强度的最小安全系数取=1.4实验齿轮的应力修正系数取相对齿根圆角敏感系数取相对齿根表面状况系数取弯曲强度计算的尺寸系数取，则结论：，满足齿根弯曲强度。 =2.14109 次=0.85108 次=1=1600 N/mm2=1550N/mm2校验合格=900 N/mm2=850 N/mm2=1.4 校核合格2.3.2 中速级斜齿圆柱齿轮设计计算已知参数：，先按接触疲劳强度计算，再按接触疲劳强度和抗弯强度校核计算。具体设计参数及结果表2.2，介绍齿轮传动部分的设计方法和步骤。表2.2 中速级斜齿轮的设计计算设计项目及说明结果（1）选材料、热处理方法。选小齿轮20GrMnTiHRC5862大齿轮20MnVBHRC5662大小齿轮均采用渗碳淬火（2）初步确定主要参数1）按接触强度初步确定中心距a，mm取小齿轮传递的转矩取，则取齿轮精度为7级，取K=2.7圆整取初步确定模数mn，齿数z，螺旋角，分度圆直径d，齿宽b。取取，则中心距取螺旋角代入得圆整后取分度圆螺旋角分度圆直径,mm齿宽,mm圆整取取，初定变位系数此级传动采用高变位当量齿数由当量齿数查得变位系数为：4）确定其他参数齿顶高齿根高齿顶圆直径齿根圆直径断面重合度取得：纵向重合度总重合度接触强度的校核分度圆上的圆周力使用系数取动载系数取接触强度计算的齿向载荷分布系数取接触强度计算的齿向载荷分配系数取弹性系数取节点区域系数取接触强度计算的重合度系数接触强度计算的螺旋角计算接触应力按接触疲劳强度计算寿命系数=60598.151(530016)=8.61108次次取最小安全系数取，润滑剂系数取速度系数取粗糙度系数大小齿轮的齿面粗糙度取为：取齿面硬化系数大小齿面都是硬齿面，取接触强度计算的尺寸系数取许用接触应力接触强度判断：，接触强度校核通过。齿根弯曲强度校核强度条件计算齿根应力式中：弯曲强度计算的齿向载荷分布系数取弯曲强度计算的齿向载荷分布系数取齿形系数取应力修正系数取弯曲强度计算的重合度系数式中：，则弯曲强度计算的螺旋角系数取，则许用弯曲应力式中：弯曲疲劳极限取=900N/mm2，=850N/mm2弯曲强度的最小安全系数取=1.4实验齿轮的应力修正系数取相对齿根圆角敏感系数取相对齿根表面状况系数取弯曲强度计算的尺寸系数取，则：结论：，满足齿根弯曲强度。K=2.7次次强度校核通过=900N/mm2=850N/mm2=1.4校核通过2.3.3 传动部行星机构的设计计算（1）配齿计算取行星轮数目，过多会使其载荷均衡困难，过少又发挥不了行星齿轮传动的优点。各轮齿数按公式(2.9)计算: (2.9)进行配齿计算，计算中根据并适当调整，使c等于整数，再求出，应尽可能取质数，并使。适当调整，使c为整数。则所以，取取采用不等角变位，取。则查手册得啮合角，（2）按接触强度初步确定A-C传动的中心距和模数输入转距因传动中有一个或两个基本构件浮动动作为均载机构，且齿轮精度低于6级，所以取载荷不均匀系数。在一对A-C传动中，小齿轮（太阳轮）传递的扭矩查手册得接触强度使用的综合系数。齿数比。取齿宽系数太阳和行星齿轮的材料用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度HRC5862(太阳轮)和HRC5662（行星轮），。计算中心距模数取模数：则A-C传动的未变位时的中心距：取啮合角，可得A-C传动中心距变动系数：则中心距取实际中心距计算A-C传动的实际中心距变动系数和啮合角计算A-C传动的变位系数查手册取变位系数，则计算C-B传动的中心距变动系数和啮合角C-B传动的未变位是的中心距：计算C-B传动的变位系数（3）几何尺寸计算1）分度圆直径2）齿顶高A-C传动齿顶高变位系数C-B传动齿顶高变位系数3）齿根高4）齿高5）齿顶圆直径mm6）齿根圆直径7）齿宽取，（4）装配条件的验算对于所设计的上述行星齿轮传动应满足如下的装配条件。1）邻接条件按公式验算其邻接条件，即所以，满足邻接条件。2）同心条件按公式验算该2KH型行星传动的同心条件，即 (2.10)各齿轮副的啮合为和，且，和。代入式(2.10)得所以满足同心条件。3）安装条件验算按公式验算其安装条件，即得所以，满足其安装条件。（5）行星传动齿轮联轴器的设计计算在行星齿轮传动中广泛使用齿轮联轴器来保证浮动机构中的浮动件在受力不平衡时产生位移，以使各行星轮之间载荷分布均匀。齿轮联轴器可分为单联和双联齿轮联轴器两种。在设计中选用了双联齿轮联轴器，其计算如下：1）由轮齿剪切应力计算分度圆直径和模数假设轮齿是在分度圆线上发生剪切，则剪应力为： (2.11)式中，传递扭矩，Nm；取载荷不均匀系数；取使用系数；取轮齿载荷分布系数；取分度圆直径，mm；齿数；取齿宽，mm；分度圆上弦齿厚，mm。；寿命系数；取许用剪切应力N/mm2；通常每开动和停止一次，才算一个加载循环；联轴器选用20CrMnTi，其许用剪切应力取。代入式(2.11)：齿轮联轴器的模数取则分度圆直径齿轮联轴器的几何计算齿顶圆直径齿根圆直径齿宽取内齿套直径取2.3.4 圆环链链轮设计计算设计选用38137高强度圆环链，链轮齿数选。其基本几何尺寸计算如下：节圆直径取顶圆直径链轮立环的立槽直径 (2.12)式中，圆环链最大外宽取代入式(2.12)链轮立环立槽宽度对38137链条：齿根圆弧半径,mm链轮中心至链窝底平面的距离,mm圆整取：链窝长度取链窝中心距,mm取短齿厚度齿形圆弧半径,mm立环槽圆弧半径短齿根部圆弧半径，mm链轮的制造应符合MT231-91矿用刮板输送机驱动链轮标准的要求，并按照规定程序批准的图样和文件制造。2.4 SGZ1000/2700中双链刮板输送机技术特征设计长度 300m输送能力 2000t/h链 速 1.5m/s电 动 机：型 号 YBSD700/350-4/8转 速 1484r/min电 压 3300v频 率 50Hz减 速 器：型 号 JS-700圆锥、圆柱行星减速器传动功率 700kW传 动 比 40.86刮 板 链：型 式 中双链圆环链规格 2-38137-C链 距 200mm刮板间距 1096mm中部槽规格（长宽高） 1500960315mm中部槽连接形式 哑铃连接紧链方式 液压缸紧链牵引方式 埋链式卸载方式 端卸3 零部件的设计及校核3.1 轴的设计及校核3.1.1 高速轴的设计校核高速轴通过弹性联轴器与电机连接，轴的左端为一格里森制弧齿锥齿轮，正交传动。已知，。齿轮为主动轮,左旋左转。高速轴结构见图3.1。图3.1 轴的结构图（1）计算作用在锥齿轮上的力齿宽中点分度圆上的切向力，NN齿宽中点处的径向力，N 齿宽中点处的轴向力，N（2）确定轴的最小直径选取轴的材料为40Cr钢，调质处理。初估轴的最小直径，取，计算轴的最小值时加大3%以考虑键槽的影响可得：根据电机的输出轴查联轴器规格，最终确定轴的最小直径取。（3）轴的结构设计段用于联轴器，其直径应该与所选联轴器的孔径相配合。所选取轴段的直径,其长度取段为了半联轴器的轴向定位，轴段左端制出定位轴肩，取轴肩高度，以轴段的直径，该轴段放轴承端盖，其长度取。段此段对称轴装两圆锥滚子轴承。为便于装拆轴承内圈，且符合标准轴承内径，选用31328圆锥滚子轴承，对此轴阶梯化取，。段为便于轴承定位同时为方便轴承装拆取轴肩高出轴承内径5mm，取，考虑要满足轴承寿命的需要取。段该轴段安装滚动轴承，选用调心滚子轴承，取，选用22328TN/W33型调心滚子轴承，。段该段与锥齿轮连接，取，。（4）绘制轴的弯矩图和扭矩图1）求轴承反力：H水平面：V垂直面：2）求B点处弯矩：H水平面：V垂直面：3）合成弯矩：扭矩T：弯矩扭矩图见图3.2。（5）按弯扭合成强度校核轴的强度当量弯距=，取折合系数a=0.6,当量弯矩见图3.2。轴的材料为40Cr，调质处理。由手册查得，则材料许用应力。轴的计算应力为根据计算结果可知，该轴满足强度要求。（6）精确校核轴的疲劳强度1）轴的细部结构设计圆角半径：根据加工工艺，轴承、齿轮、联轴器的圆角决定与之相结合的圆角半径。键槽：齿轮、半联轴器与轴周向固定采用A型平键连接，按GB1095-79和GB1096-79合理选择平键。配合：参考现有图纸和设计手册要求。2）选择危险截面如图3.2所示，17各截面均有应力集中源，选择其中较大，应力集中较严重的截面。选择6面。3）计算危险截面工作应力截面弯矩：截面扭矩抗弯截面系数：抗扭截面系数：截面上弯曲应力：截面上扭剪应力：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭切应力幅和平均应力：4）确定轴材料机械性能查得弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限。合金钢材料特性系数，。5）确定综合影响系数轴肩圆角处有效应力集中系数，根据，查手册后取差值计算得：。图3.2 轴的计算简图配合处综合影响系数，根据，配合，查手册后取差值计算得：。键槽处有效应力集中系数，根据，查手册后取差值计算得：。尺寸系数，根据查手册取。表面状况系数，根据，表面加工方法查得。轴肩处综合影响系数为：键槽处综合影响系数为：同一截面上如有两个以上的应力集中源，取其中较大的综合影响系数来计算安全系数，故按配合处取综合影响系数。6）计算安全系数取需用安全系数校核通过，疲劳强度安全。3.1.2 第二轴的设计计算高速轴通过锥齿轮传动将力传给第二轴，轴的右端为格里森制弧齿锥齿轮，与高速轴小齿轮正交传动，左端有一斜齿圆柱齿轮。第二轴结构见图3.3。图3.3 第二轴的结构图（1）计算作用在斜、锥齿轮上的力斜齿轮的作用力大锥齿轮右旋右转，其各力大小如下：N（2）确定轴的最小直径选取轴的材料为30CrMnTi，调质处理。初估轴的最小直径，取，计算轴的最小值时加大3%以考虑键槽的影响可得：取。（3）轴的结构设计段用于装配轴承，其直径应该与所选轴承的孔径相配合，选用32324圆锥滚子轴承。所选取轴段的直径,其长度取段为了轴承的轴向定位，轴段右端制出定位轴肩，轴段的直径，其长度取。段此段加工成齿轮轴。其分度圆直径取，。段为便于大锥齿轮轴向定位同时为方便齿轮装拆取轴肩高出大锥齿轮内径10mm，取，取。段该轴段安装大锥齿轮，取，轴段长度比齿轮轮毂长度短35mm，取。段用于装配轴承，其直径应该与所选轴承的孔径相配合，选用32324圆锥滚子轴承。所选取轴段的直径,为将大锥齿轮的右端轴向固定，以及将轴承内圈固定，两者之间加一节轴套，故段其长度取（4）绘制轴的弯矩图和扭矩图：1）求轴承反力：H水平面：V垂直面：2）求B、C点处弯矩：H水平面：V垂直面：3）合成弯矩：扭矩T：弯矩扭矩图见图3.4。（5）按弯扭合成强度校核轴的强度当量弯距，取折合系数a=0.6,则齿宽中点处当量弯矩为：当量弯矩见图3.4。图3.4 第二轴的计算简图轴的材料为30CrMnTi，调质处理。由手册查得，则材料许用应力。B、C点轴的计算应力为:根据计算结果可知，该轴满足强度要求。（6）精确校核轴的疲劳强度1）轴的细部结构设计圆角半径：根据加工工艺，轴承、齿轮、联轴器的圆角决定与之相结合的圆角半径。键槽：齿轮、半联轴器与轴周向固定采用A型平键连接，按GB1095-79和GB1096-79合理选择平键。配合：参考现有图纸和设计手册要求。2）选择危险截面如图3-3所示,17各截面均有应力集中源，选择其中较大，应力集中较严重的截面。选择6面。3）计算危险截面工作应力截面弯矩：截面扭矩抗弯截面系数：抗扭截面系数：截面上弯曲应力：截面上扭剪应力：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭切应力幅和平均应力：4）确定轴材料机械性能查得弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限。合金钢材料特性系数，。5）确定综合影响系数轴肩圆角处有效应力集中系数，根据，查手册后取差值计算得：。配合处综合影响系数，根据，配合，查手册后取差值计算得：。尺寸系数，根据查手册取。表面状况系数，根据，表面加工方法查得。轴肩处综合影响系数为：同一截面上如有两个以上的应力集中源，取其中较大的综合影响系数来计算安全系数，故按轴肩处取综合影响系数。6）计算安全系数取需用安全系数校核通过，疲劳强度安全。3.1.3 初算第三轴轴径选取轴的材料为20CrMnTi，调质处理。初估轴的最小直径，取，计算轴的最小值时加大3%以考虑键槽的影响可得:取。3.1.4初算行星轮系各轴径选取太阳轮与轴加工成齿轮轴，其材料为30CrMnTi，调质处理。取轴的最小直径，与第三轴最小直径相等，即。选取行星轮的轴径。其材料取40Cr，取。行星轮有四只，其单个行星轮承担的功率为：行星轮的转速为：取。3.1.5 初算链轮轴径选取轴的材料为20CrMnTi，调质处理。初估轴的最小直径，取，计算轴的最小值时加大3%以考虑键槽的影响可得:取。轴两端加工渐开线花键。3.2 轴承的寿命校核3.2.1 高速轴轴承寿命计算查手册，轴承31328的主要性能参数为：，。轴承22328TN1/W33的主要性能参数为：，。轴承受力情况见图3.5。（1）计算轴承支反力1）采用在轴的校核中的数据图3.5 轴承受力简图2）合成支反力（2）轴承的派生轴向力（3）轴承所受的轴向载荷（4）计算轴承所受的当量动载荷轴承工作时有中等冲击，查得载荷系数因，故（5）轴承寿命由表取温度系数。按式计算轴承寿命：高速轴两端装两组不同规格的轴承，其所受的力各不相同，所能承受的载荷也各不相同，故两种类型的轴承都需要校核。经校核知轴承寿命满足要求。3.2.2 第二轴轴承寿命的计算查手册，轴承32324的主要性能参数为：，。轴承受力情况见图3.6。（1）计算轴承支反力1）采用在轴的校核中的数据2）合成支反力图3.6 轴承受力简图（2）轴承的派生轴向力（3）轴承所受的轴向载荷被压紧，被放松。则（4）计算轴承所受的当量动载荷轴承工作时有中等冲击，查得载荷系数因,取。故因,取。故（5）轴承寿命故按计算，由表取温度系数。按式计算轴承寿命：经校核知轴承寿命满足要求。3.3 键的设计与强度校核3.3.1 高速轴普通平键设计校核根据轴径，查键的标准，选取键的截面尺寸。平键连接可能的失效形式有：静连接时，键、轴槽和轮毂槽中较弱零件的工作面可能被压溃；动连接时，工作面出现过度磨损；键被剪断。实际上，平键连接最易发生的失效形式通常是压溃和磨损，一般不会发生键被剪断的现象（除非有严重过载）。一次平键连接的强度计算只需进行挤压强度和耐磨性计算。再此按挤压强度校核。根据与联轴器连接的轴径选取平键型式及尺寸为：；根据与锥齿轮连接的轴径选取平键型式及尺寸为：；高速轴一端用平键与联轴器连接，一端用平键与锥齿轮连接，其所选平键键宽不相同，键长不同，同时在工作过程中高速轴所传递的扭矩不变，故在校核时需计算两平键的挤压强度，其校核公式见(3.1)。 (3.1)式中，转矩，Nmm；轴径，mm；键的高度，mm；键的工作长度，mm；对A型键；对B型键；对C型键；其中为键的长度，为键的宽度；许用挤压应力，N/mm2。（1）与联轴器连接平键的校核已知键与联轴器的连接工作方式为静连接，所传递的扭矩，查标准可知平键的许用挤压应力=110N/mm2，键的尺寸为：bhL=2816172，轴径，代入式(3.1)得：经校核满足强度要求。（2）与锥齿轮连接平键的校核已知键与锥齿轮的连接工作方式为静连接，所传递的扭矩，查标准可知平键的许用挤压应力=110N/mm2，键的尺寸为：bhL=3218102，轴径，代入式(3.1)得：经校核满足强度要求。3.3.2 链轮轴渐开线花键校核链轮轴渐开线花键设计计算如下：（1）传递扭矩（2）链轮轴材料选20CrMnTi调质处理，花键模数取；齿数取；渐开线齿形，圆齿根，压力角为30。（3）外花键基本尺寸：外花键大径基本值外花键小径基本尺寸基本齿厚（4）外花键齿根圆弧最小曲率半径（5）花键强度验算花键连接的主要失效形式是齿面压溃（静连接）和磨损（动连接），一般需进行连接的挤压强度或耐磨性的条件计算,其校核公式见式(3.2)。 (3.2)式中，齿间载荷分配不均匀系数，一般取0.70.8；花键的齿数。；花键齿侧面的工作高度，mm。对渐开线花键;花键的平均直径，mm。对渐开线花键；齿的工作长度，mm。；许用挤压应力，N/mm2。代入式(3.2)得：经校核满足强度要求。3.4 联轴器的选用电动机与减速器的连接有弹性联轴器和液力耦合器两种。因在设计中选用双速电机驱动，故选用弹性柱销联轴器。弹性柱销联轴器可以传递很大的转矩，结构简单，安装、制造方便，耐久性好，有一定的缓冲和减震能力，允许被连接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向和角向位移。考虑启动引起的动载荷及过载等现象，在名义转矩中引入工作情况系数，得联轴器的计算转矩为： (3.3)式中，联轴器所需传递的名义转矩，Nm。取；联轴器所需传递的计算转矩，Nm；工作情况系数。取。代入式(3.3)得：查手册选取HL8型弹性柱销联轴器。其许用转矩；许用转速；满足设计要求。4 刮板输送机的使用和维修4.1 刮板输送机的安装与试运转4.1.1 刮板输送机零部件的存放设备上的所有零部件都应储存在防雨、防潮、防冻、清洁、无腐蚀物的场所中。所有零部件都尽可能的装在原包装中，需长时间储存或由于零部件包装箱损坏而保护层失效时候，零部件要重新进行防锈处理或包装。加速器在存放期间必须每个月用手转动输入轴，并保证输出轴至少转动一周，保存期间透气塞必须用无孔的螺赛堵塞上，有条件的内部注满润滑油，防止齿轮生锈，使用时需用同牌号的润滑油清洗箱体，然后加入工作润滑油。链轮轴组在存放期间，必须每月用手转动链轮轴至少一周，油腔内加满工作润滑油防止内部生锈。电动机的储存主要是必须防潮，所有的电动机端盖和接线箱都要紧固可靠，并在接线箱中放入少量的干燥剂，吸收进入的潮气来作进一步的预防。4.1.2 安装与调试4.1.2.1 地面安装与调试刮板输送机在为下井之前，为了检查其机电性能级配套关系的合理性，同时使安装、使用、维修人员熟悉和掌握有关操作技术和本机性能，应在地面进行安装和试运转。（1）安装前要做好相应的准备工作，参加安装试运行的工作人员，要熟悉相关文献资料，熟悉该机的结构，工作原理、操作程序和注意事项。实施安装工作面的的场地应平坦、开阔、有利于搬运，方便安装操作；同时准备好安装工具级润滑油脂。（2）安装程序及注意事项1）将安装用所有零部件运至安装地点，按预定安装位置排放整齐。2）先将机头与机头架安装固定在一起，然后依次将各部件连接3）将链条从机头架下链道穿过，注意链条不能互相缠绕或拧劲，圆环链焊口方向背离中板。4）将链条穿过机头过渡槽，使过渡槽与机头架对接，并安装相应哑铃销。5）按类似的方法直至将机尾部分安装完毕。（3）整机检查1）减速器用润滑油牌号、注油量是否与要求一致。链轮轴组邮箱是否安装正确，油量是否加足。2）各部位紧固件应牢固可靠。3）各零部件的连接应可靠。4）各注油部位应按要求注油。5）刮板链的组装是否正确。（4）空载试车检查各部位安装无误后，方可进行空载试车。（5）刮板输送机与配套设备的联合运转1）在输送机试运转后，与配套采煤机、液压支架、转载机、破碎机进行组装，检查配套尺寸是否正确。2）当确认配套正确无误后，方可逐一开机进行联合运转。3）空载联动实验一般不得小于半小时。4）整机试验完成后，按安装逆顺序拆除，分类堆放并做好编号记录。4.1.2.2 井下工作面安装与调试（1）下井前的准备工作1）各机件应完好无损，否则应进行修复。2）不需要分解后下井的部件，应将连接件、紧固件紧固可靠。3）需要分解后下井的部件，应按类摆放，做好标记，易丢失、易混淆的小零件，应按类包装，外露的加工、配合部位应采取防磕碰、防堵塞、防脏物等措施。4）根据现场实际情况，制定相应的工艺流程。（2）工作面的安装1）在切眼的上出口打一霸王桩，顶部打挂导向滑轮锚杆，并确保其中心线与切眼中心线重合，挂10吨滑轮。2）刮板机机尾部分由绞车挂导向滑上拉。机尾变线槽、中部槽和机头变线槽由绞车挂导向滑上拉。3）刮板、亚铃销、齿条、电缆槽及其它附件一并同溜槽车捆绑牢靠运到待装位置。4）根据切眼实测尺寸在保证机头部与转载机有合适的搭接确定机尾位置（机尾不得超过上顺槽下帮，并提前运两至三节中部槽到上顺槽做挺机尾用），按机尾、机尾推移梁、机尾传动部的安装顺序安装机尾部。5）用下顺槽绞车的钢丝绳从机尾链轮下方穿过机尾部，作为牵引底链用，随着变线槽、中部槽的安装，此绳向下牵引，并要保证绳头超过中部槽10米左右，安装中部槽时，每隔10节安装一个天窗槽。依此类推安装到机头。6）铺底链，在扩面巷下口将底链条与穿引钢丝绳用绳卡卡牢，开动绞车，将链条牵引到机尾；铺上链条，同样用该部绞车钢丝绳从工作面下口将上链条拉至刮板机机尾。7）上链安刮板，安装时两根链条的活接环不得在同一个刮板间距内，所有链条的焊口一律朝上。每隔8环上一块刮板。8）底链与上链合茬，接通电源，翻底链，按上述方法加齐刮板，紧链。电缆槽滞后支架安装两架进行同步安装。9）各部件如连接环、刮板、销子、螺栓等应保证安装齐全合格。各润滑部位如减速器等应依照说明书加上符合要求的润滑油。10）保证机头与转载机有合适的搭接长度与高度，溜槽成一直线。（3）输送机井下的安装调试1）输送机的井下安装调试可参照地面安装调试的顺序进行。2）采用边下井边安装，避免机件在上下顺槽堆积。3）安装完成先进行空载运行12小时，运行状况应符合要求。4）进行多机联动负载运行不少于4小时，并注意观察情况。4.1.3 刮板输送机的使用与维护4.1.3.1 刮板输送机的使用（1）刮板输送机的运转应遵守有关安全规程。（2）开机顺序应为：皮带机、破碎机、转载机、输送机、采煤机。停机时可按此逆顺序进行。（3）在每班每天启动设备之前，必须对设备进行外观检查，以保证正常工作。（4）刮板输送机不允许在下列情况下运行1）在检查维护设备时。2）刮板链扭转或变形时。3）在刮板输送机与采煤机底托架间卡有大块物料时。4）人员穿过刮板输送机或沿其行走时。5）人员站在机头对面时。（5）刮板输送机只能输送煤炭或少量矸石，不允许运输木料、支柱和其他材料。（6）推溜拉架时，推溜力应通过设置的推移耳板和支架推移杆传递，严禁推拉其他部位。（7）推移弯曲段不能跟采煤机太近，弯曲长度以不小于12节中部槽为宜，以防哑铃连接处损坏。（8）刮板输送机推移应逐架进行，兼顾前后左右，严禁冲击或隔架推移。（9）避免煤矸石之外的其他物料挤进溜槽和链条之间造成事故。（10）煤流应尽量均匀，避免超载运行。（11）每个检修班必须进行全面检查，特别是易损件、紧固件、动力部，将设备隐患消除在检修班。4.1.3.2 刮板输送机的日常维护（1）每班检查1）检查刮板链、接连环有无损坏，任何弯曲的刮板都必须立即更换。2）检查链轮轴组运转是否正常，是否漏油。3）检查极为是否有过多的回煤。4）检查电机是否正常运转，温度是否超高。5）煤炭是否正确的卸载到转载机上。6）电缆槽是否变形。（2）每天检查1）重复每班的检查项目。2）机头架的总体情况，溜槽可拆天窗板有无变形和是否紧固。3）减速器有无异常声响。4）链轮有无损坏。5）刮板链螺栓有无松动。6）刮板链张力是否合适，链条链子松紧是否一致。7）拨链器是否正常，不能有歪斜、卡链现象。（3）每周检查1）进行每日检查项目。2）在减速器、链轮轴组中分别取油样进行检查，并补充润滑油到达正确位置。3）链轮罩内有无煤粉及其他杂物。4）链轮有无损坏，磨损。5）拨链器有无损坏变形。6）溜槽有无损坏，过度磨损。7）电动机接线柱是否清洁。8）传动装置的负荷分配是否正确。（4）每月检查1）进行每周检查项目2）当链条拉长2.5%时应更换链子。（5）每六个月检查1）进行每月检查内容。2）将减速器中的油全部放出，清晰内部并更换新油。3）任何时候减速器和链轮轴组不能再井下拆开维修。如情况紧急必须在井下维修时，须有防尘、防异物等防护措施。4.2 刮板输送机的润滑良好的润滑条件对输送机的正常运行起着决定性的作用。加注润滑油（脂）应按操作规范和相应的安全标准进行。（1）进行无尘注油，若实际情况允许，应在被润滑部件（减速器等）装上注油接头，这有助于保证注入的油中减少或削除灰尘和污物。（2）当润滑输送机任何部件时，确保工作人员得到并理解润滑剂的参数及有关说明，特别注意对衣着、防火、泄漏处理、贮存方式的要求。（3）所有的传动部件不能有煤矸石的堆积，这会引起其过热，从而降低轴承和齿轮的寿命，并有引起火灾的危险。（4）对输送机的润滑必须按要求的时间、部位、注油量、润滑油（脂）牌号进行。（5）不准用质量低劣不清洁的或与说明书所述不符合的润滑油（脂）。（6）润滑油的运输和保持要用密闭的容器。4.3 常见故障及处理方法常见故障及处理方法见表4.1。表4.1 常见故障及处理方法序号故障原因处理方法1电机启动不起来或启动后缓缓停转1.负荷过大2.电气线路损坏3.电压下降4.工作面不直，凸凹严重5.运动部位有严重阻卡1.减轻负荷，将上槽煤去掉一部分2.检查电路，更换损坏零件3.检查电压4.调整修平工作面5.检查排除阻卡部位2电动机发热1.启动过于频繁2.超负荷运转时间太长3.通风散热情况不好4.轴承缺油或损坏1.减轻负荷，缩短超负荷运行时间2.清除出电动机周围浮煤及杂物3.注油，检查轴承是否损坏4.重新调整3电动机声响不正常1.单项运转2.接线头虚接3.负荷太重1.检查单项运转原因2.检查接线3.检查电动机轴承是否损坏4刮板链卡在链轮上1.拨链器松动或过度磨损2.链条过度伸长3.链轮过度磨损1.拧紧螺栓2.更换链条3.更换链轮5刮板链在链轮上跳牙或掉底链，剪断刮板与联接螺栓或断链1.圆环链缠结2.两条链长度超出规定的公差3.链轮过度磨损4.刮板链过度松驰5.刮板过度弯曲6.链条卡进异物1.接顺链条和接链环2.更换超差的刮板链段3.更换链轮4.重新紧链5.更换刮板6.去掉卡进的异物表 4.1（续）序号故障原因处理方法6刮板链震动严重1.溜槽脱开2.溜槽搭接不平3.刮板链预张力太大1.对接好溜槽2.调平接口7中部槽损坏1.受力过大2.推移量过大1.按要求推移2.重新装上中部槽8减速器声音不正常1.齿轮啮合不好2.齿轮磨损严重或断齿3.轴承磨损严重或损坏4.齿面有粘附物5.箱体内有杂物6.轴承游隙太大1.调整齿轮啮合2.更换齿轮3.更换轴承4.检查清除5.放油清理6.调整轴承游隙附 录刮板输送机输送能力影响系数的简单研究1 引言在此次设计过程中，在查阅大量刮板输送机生产厂家提供的文献资料后，发现刮板输送机的设计输送能力与中部槽实际过煤能力存在很大出入（中部槽物料断面见图1.1），即：中部槽的实际过煤量远远小于其设计时的输送能力。图1.1 中部槽物料断面刮板输送机的输送能力，t/h：t/h (1.1)式中，A货载最大横断面积，；货载的装满系数，；货载的散装容重，对原煤；刮板输送机链速，m/s。由式（1.1）可知中部槽过煤断面积： （1.2）例：张家口煤矿机械有限公司生产的SGZ900/1050型刮板输送机，其设计输送能力2000t/h，链速m/s，中部槽规格（mmmmmm）。令其装满系数，原煤散装密度为。代入式（1.2）得所需中部槽过煤面积：由图1-1知中部槽过煤面积：m2 （1.3）将中部槽尺寸代入式（1.3），取物料堆积角得：由以上可知，张家口煤矿机械有限公司生产的SGZ900/1050型刮板输送机，其中部槽的实际过煤量无法满足设计要求，于是在此次设计中引入刮板输送机输送能力影响系数k。 (1.4)式中，设计输送能力，t/h；中部槽实际过煤量，t/h。2 数据统计数据统计中主要以中国煤炭协会物资流通分会与中煤贸发物资有限公司机电设备部合编的煤矿常用机电产品使用手册中提供的张家口煤矿机械有限公司生产的输送机参数为主要依据，同时参考了其他企业提供的资料，整理见表2.1。表2.1 刮板输送机输送能力影响系数统计型号输送能力th-1链速ms-1中部槽规格()影响系数k影响系数k平均值SGB620/40T1500.8615006201800.540.54SGB630/1502500.86815006301900.860.85SGB630/150（铸）2500.86815006022150.84SGD630/1804000.9215006302221.171.13SGB630/180400115006302221.08SGB630/2204501.0115006302221.21.2SGB630/2204501.0715006302221.13SGB630/220450115006302221.21SGB630/220(铸)450115005902521.24SGZ730/3206000.9115007302221.431.28表2.1（续）型号输送能力th-1链速ms-1中部槽规格()影响系数k影响系数k平均值SGZ730/320(铸)6000.9415006802901.32SGZ764/2646000.9515007642221.29SGZ764/2646001.1215007642221.09SGZ730/400(铸)7001.115006802901.321.4SGZ764/3207000.9515007642221.49SGZ764/320(铸)7000.9515007242901.4SGZ764/4008001.115007642221.481.39SGZ764/400（铸）8001.1715007242901.3SGZ764/5009001.0715007302221.831.7SGZ764/500（铸）9001.115007242901.56SGZ764/63010001.0315007642221.971.9SGZ764/630（铸）10001.0315007242901.84SGZ800/50012001.315008003331.41.73SGZ800/630（铸）12001.3115008003081.46SGZ830/630（铸）12001.0315007802901.99SGZ800/750（铸）15001.315008003331.751.89SGZ880/800（铸）15001.115008003442.03SGZ900/63018001.315009003031.871.84SGZ900/750(铸)18001.3115009003201.81SGZ900/105020001.2515009003202.11.87SGZ1000/105020001.25175010003401.75SGZ1000/112520001.31150010003031.77SGZ1000/140025001.3150010003522.062.06SGZ1000/210030001.4175010003522.292.29SGZ1000/265035001.6175010003722.272.27表2.1中所计算参数均按式（1.1）与（1.4）计算所得。为了统一验算标准，在计算中取装满系数，原煤散装密度为，取物料堆积角。在数据统计过程中，对于同一类型刮板输送机采用对其刮板输送机输送能力影响系数取平均值的方法进行分析，如表2.1所列。建立刮板输送机输送能力影响系数与设计输送能力之间的关系，如图2.1。图2.1 影响系数k3 结论在对刮板输送机输送能力影响系数的简单研究中，将离散的数据统计转化为图2-1的连续的曲线图。考虑到图2.1曲线的不规则性，为了能够更好的反映刮板输送机设计输送能力和刮板输送机输送能力影响系数k的关系，对表2.1提供的影响系数利用Excel表格进行一元非线性回归分析，分别生成对数曲线和多项式曲线及对应的函数关系式见图3.1、3.2。图3.1 对数函数图3.2 多项式函数通过图3.1、3.2所生成的曲线进行比较可以看出，对数函数生成的曲线更接近图3.1的曲线，故而选择刮板输送机输送能力系数k满足的关系式为： （3.1）通过Excel回归分析的方法将无规则的离散数据进行拟合，生成式（3-1）的数学模型。为设计大运输量刮板输送机时，对中部槽规格的选择提供参考，解决了由于设计刮板输送机输送能力过大而无法选择中部槽规格的问题。结束语此次毕业设计主要是对SGZ-1000/2700型刮板输送机的总体部分、传动部分、主要零部件进行设计，在最后对刮板输送机设计能力与中部槽实际过煤能力不符的情况进行了简单研究，并提出了刮板输送机输送能力影响系数的概念。在设计中刮板输送机采用了机头、机尾双驱动，传动部平行布置的总体设计。此次设计的重点是刮板输送机传动部的设计，设计中采用了格里森弧齿锥齿轮斜齿圆柱齿轮行星齿轮三级减速器。说明书对传动部的齿轮进行了设计计算和校核，对重要的轴、键进行了强度校核，对主要轴承进行了寿命校核，对其他部分进行了选用。在专题设计部分中，通过对资料提供的大量数据进行整理，得出设计输送能力与刮板输送机输送能力影响系数之间的关系曲线，同时利用Excel对设计输送能力与刮板输送机输送能力影响系数之间的关系进行回归分析，并建立了数学模型。参考文献1秦午鹏,刮板输送机的发展现状与趋势,黑龙江纺织，2012.122孟国营,程晓涵,我国矿用刮板输送机现状及发展分析，2014.103徐士龙,崔高强,刮板输送机的现状与发展趋势,内蒙古煤炭经济，20184吴利学,王学勤,综采工作面刮板输送机选型计算,煤矿机械，2012.085董海宁,罗素文,煤炭矿井工作面刮板输送机的选型计算,宁夏机械，2010.046宋卫军,刘韩勇,浅析综采工作面刮板输送机的选型,陕西煤炭，2012.067乔健,综采工作面刮板输送机选型计算及应用,煤矿机械，2012.058吴涛,综采工作面大功率刮板输送机选型及起动特性分析,煤矿机械，2013.069韩治华,李凡,矿山运输与提升设备操作及维护,重庆大学出版社出，2010.0110孟庆安,张志美,煤矿井下综采工作面刮板输送机系列刮板输送机伸缩机头,煤矿技术，2013.511乔武俊,大采高综放面刮板输送机选型设计,机械管理开发，2018.0412庄严,矿山运输与提升,徐州：中国矿业大学出版社，2009.0213洪晓华,矿井运输提升,徐州：中国矿业大学出版社，200514程居山,矿山机械,徐州：中国矿业大学出版社，199715机械设计手册编委会,机械设计手册,北京:机械工业出版社，2007.0716濮良贵,机械设计,高等教育出版社，2013.0517张锦明,机械设计课程设计,东南大学出版社，2014.0818唐增宝,常建娥,机械设计课程设计,第四版,华中科技大学出版社，2012.0119陈秀宁,施高义,机械设计课程设计,第二版,浙江大学出版社，2004.1220煤炭行业煤矿专用设备技术标准委员会编,煤炭行业标准汇编煤矿专用设备卷,北京：煤炭工业出版社，200721傅燕鸣,机械设计课程设计手册,上海科学技术出版社，2016.0922吴相宪,实用机械设计手册,徐州：中国矿业大学出版社，200123甘永立,几何量公差与测量,上海：上海科学技术出版社，200324MT/T105-2006.刮板输送机通用技术条件,北京：煤炭工业出版社，200725陈祖向,王学文,刮板输送机中部槽磨损量的影响分析,煤炭技术，2017.0226程军,刮板输送机常见故障分析及预防措施,煤矿开采，2009.0227竺光明,常见刮板输送机断链故障分析及预防,煤矿机械，2007.1028李林兴,综采工作面刮板输送机“上窜下滑”调整浅析,华神科技2010.1029石增柱,综采工作面刮板输送机控制浅析,河北煤炭，2005.0230范维唐,采煤机械化设备使用与维护,黑龙江科学技术出版社，198831JMao,GXLi,Research on dynamic action analysis and controlling theory of scraper conveyer,Liao ning University Press，2006.0232xRZhong,New calculating method of scraper conveyer moving resistance,Coaltechnology，2005.1133CFuDesign and calculation for scraper conveyer,interior literature，1997.0434ProfDr-lng,DrMont,DrTechn,DieMechanikdesForderers(TeilI)BernhardSann,Aachen For dertechnik，1991.0735JianfengLi;ZhencaiZhu;YuxingPeng;GangShen;Microstructure and wear characteristics of novel Fe-Nimatrixwear-resistant compositeson the middle chute of the scraper conveyor,Journal of Materials Research and Technology，2019.1136XiaRui,WangXuewen,LiBo,WeiXing,YangZhaojian,The prediction of wear on a scraper convey or chute affected by different factors based on the discrete element method,ProQuest，201937Lin Yue-zhong,rnWang Tie-cheng,rnQiu Sheng-liOptimization Analysis of Scraper Spacing of Scraper ConveyerC/International Conference on Advances in Construction Machinery and Vehicle Engineering;JCACMVE，2007外文文献Optimization Analysis of Scraper Spacing of Scraper ConveyerWritten by: Mao Jun，Li Weikang，Li JiangangAbstract The size of scraper spacing affects theefficiency of the scraper conveyer transportationTherefore，it is necessary to determine the scraperspacing reasonablyIn this paper，a rathercomprehensive equation of scraper thrusting force isobtained by the analysis of the process under stresswhen the scraper moves the materialin the load sideof the scraper conveyer and the consideration of thefriction force that both sides of the materialtriangular prism body in the scraper getAfterwards，the formula that describes the scraperspacing iS deduced and the factors which affect thescraper spacing are analyzedAnd the relationshipsbetween the scraper spacing and both the scraperchain and material movement resistance in the loadside and the chain movement resistance in the nonload side of the scraper conveyer are analyzedThenthe optimization of scraper spacing is fulfilled whichminimizes the resistance of operationKeywords Scraper spacing；Load side；Triangularprism body1 IntroductionThe scraper conveyer is the key equipment of thefull mechanization working surfaceDue to thedevelopment of the equipment manufacturetechnology，the working surface scraper conveyer is required to have high efficiency output，hightransport capacity，longer transportation distance，and higher reliabilityBut the scraper spacing canaffect the efficiency of entire transportation processSince the scraper conveyer movement workingcondition is bad，if scraper spacing is oversized。thechain link stretching may cause the center chain linkin the strake to stretch and to skid，which lcads tothe stretching of the next scraper and the unloadingcoal board to have thebroken downTherefore，chain stopped，or evento determine a reasonablescraper spacing 1S important under the considerationof improving the transportation efficiency and theprevention of occurring accident of chain brokenThe former research on the scraper spacing lacks thesystematical and theoretical analysisMany factorsare neglected during the deduction of the scraperspacing equation，especially the process of conveyerscraper pushing the materialThe influence of thefriction force borne by the material triangular prismbody between both the scraper sides is significantand can not be neglectedDue to thisfactor，thestress analysis of pushing the material to the scraperis carried out againUnder the condition that thematerial between tWO scrapers is stable，the scraperspacing formula of the maximum value of thescraper spacing is obtainedAnd afterwards。theinfluence factor is analyzed，and scraper spacing is optimizedFig1 Free body schematic diagram of triangular prism body2 Stress analysis of the scraper pushing the materialOn the scraper conveyer Ioad carrymg side，conveyer scraper moves，pushing material to move，thus realizing material deliveryFriction forces existbetween the materialS triangular prism body andthe scraper on its sidesIn the stress analysis diagram that shows the scraperburied in the material pushes the material to move，h represents the scraper height，F stands for thethrust。and a stands for the conveyer longitudinalarrangement inclination angleAccording to bulkmachanics principle，when the thrust forces ofpushing board AB surpass the marginal value，thetheoretical balance of bulk material in front of thepushing board will be destroyedThen，relativeskid will OCCUr inside the material，triangular prismbody ABC will be pushed forward as a whole，triangular prism body ACD will slip along line AC，line CD and line AD，and triangular prism bodyACD will be increasingly elevated in the process Ofslipping，thus producing a new stable state01 and02 are angles of friction that can maintain the balanceof bulk material Next we will study therelationship between 01，02 and FSuppose thewidth of the scraper AB is B，schematic diagramsfor triangular prism body ABC and ACD are drawnrespectively，each arris surface bears positivepressure N and the friction force N。(correspondingsigns are shown in Fig1)Because the working lineof friction force on the four triangle surface ADC，A7D7C7，ABC and A7 B7C7 parallel with that ofthrust force F and positive pressure on each arrifisurface in Z axis direction parallel with each other，we draw diagram Of triangular prism body as inFig2Fig2 Free body diagram of triangular prism bodyFrom force balance of triangular prism body ACD with the length of B，we deduce： （1）From force balance of triangular prism body ABC with the length of B，we deduce： （2） represents the total friction force of the two surfaces of triangular prism body，and If the height of material is the same， （3）In this formula， refers to density of bulk material，Kg/ms；refers to lateralcoefficient of bulk material；g refers to accelerationof gravity，9.81；,refers tofriction coefficient in materials；refers to friction coefficient between coal and steel；，The following analysis is the same with above： （4） （5） （6） （7）Introducing middle variable or constant equation： （8） （9） （10） （11） （12） （13） （14） （15） （16） （17） （18） （19）then： （20）The above equation can deduce： （21）3 Analysis and calculation of chain operation resistance on loaded and non-loaded sideAnalysis and Calculation mainly manly cover：scraper chain and
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