刮板输送机设计

刮板输送机设计 中国矿业大学 毕业论文 毕业论文答辩ppt模板下载毕业论文ppt模板下载毕业论文ppt下载关于药学专业毕业论文临床本科毕业论文下载 任务书 毕业论文题目:刮板输送机设计 毕业论文专题题目: 毕业论文主要 200m 生产能力 1000t/h 链 速 1m/s 要求: (1)刮板输送机的传动 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计; (2)减速器的设计; (3)完成主要传动组件,零件的工作图设计; (4)编写完成设计计算 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 。 摘 要 刮板输送机是一种挠性牵引的连续输送机械，是为采煤工作面和采区巷道运煤布置的机械。它的牵引机构是刮板链，承载装置是中部槽，刮板链安装在中部槽的槽面。中部槽沿运输路线全线铺设，刮板链绕经机头、机尾的链轮接成封闭形置于中部槽中，与滚筒采煤机和输送机推移装置配套，实现落煤、装煤、运煤及推移输送机械化。沿输送机全长都可向溜槽中装煤，装入中部槽中的煤被刮板链拖拉，在中部槽内滑行到卸载端卸下。 一般的刮板输送机能在25?以下的条件使用。刮板输送机在使用中要受拉、压、弯曲、冲击摩擦和腐蚀等多种作用，因此，必须有足够的强度、刚度、耐磨和耐腐蚀性。由于它的运输方式是物料和刮板链都在槽内滑行，因此运行阻力和磨损都很大。但是，在采煤工作面运煤，目前还没有更好的机械可代替，只能从结构上、强度上和制造工艺上不断研究，使它更加完善、耐用。 刮板输送机是与大型综采工作面设备配套使用的液压支架、采煤机，完成把 1 工作面采煤机采下的煤输送、转运到后续运输设备上的任务，并提供相应的连接手段。设计要求与ZY2300转载机自移机尾配套，以实现在2.3米范围内整体移动而不必拆移输送机。与ZY2300转载机自移机尾配合可更方便地调节皮带机，增强了输送机与转载机配合的协调性。本刮板输送机与MG300/700-WD采煤机配套使用，运量可达1000t/h，技术先进，工作可靠，是大型综采配套设备的优秀机型。 关键词:刮板输送机 ;减速器 ;机头部 ;机尾部 ;液力耦合器。 Scraper conveyor Scraper conveyor is a reprint of fully coal face ancillary equipment in the transport system an important part of the roadway in the face of the accepted face scraper conveyor unloading of coal flow, not halt the transfer to the retractable belt Conveyor boost. Bridge reversed loader with the face-scraper conveyor machine synchronous over his head, face Shearer guarantee for coal mining, and fully mechanized coal face of high yield and high efficiency operations. Scraper conveyor is a reprint of a special structure of the scraper conveyor, powertrain and drive and scraper conveyor similar to a ramp of its fuselage and a section of the arch bridge structure and belt conveyors in the tail Paragraph above lap. In the back-alley in the coal face when the machine goes to reprint its arch bridge and all of the aircraft ended the lap belt conveyor stack of position limits, a retractable belt conveyor shortened ride Next length of the belt conveyor for the development of the shift to home-unloading nose reproduced below, can be reproduced with the face of the advance goes forward. 2 Reproduced large-scale machine is fully coal face with the equipment supporting the use of the Gate transmission, reproduced equipment, to complete the face conveyor sent to the coal transportation, transit facilities to follow up on the conveyor belt of tasks and to provide the appropriate means of connection. ZY2300 belt with the design requirements for supporting the tail since the shift to achieve in the 2.3 metres of the overall mobile rather than demolished shift belt machine. ZY2300 belt and the tail of the shift can be more easily cope with belt-regulation, enhance the belt-and-reproduced with the coordination. This reprint of MG300/700-WD and supporting the use of conveyor, capacity up to 1,000 tons / hour, technologically advanced, reliable, large-scale comprehensive mining equipment supporting the excellent models. Key words:scraper conveyor; reducer; machine head; aircraft tail; hydraulic coupler。 目 录 1 1 1 . 2. 刮1 板 输 送 技机 的 术发 展 概现前 述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 景 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2 主要部件的结构设计和要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2 222 ... 1 . 1 1 .1 . . 3 1 2 减机 机 头头链速 部„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„“4 架„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 轮 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 2.1.4 盲轴„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 2.1.5 联轴器 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 2 2 .. 1 2 .6 机 电动尾 3 机„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 部„“„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.3 中部槽及附属部 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 2.4 刮板链„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 2.5 紧链装 置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1111133 .. 2 2. 1 电运 输 动能 力机 的 2 2.6 推移装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4 2.7 锚固装置„„„„„„„„“„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 5 5 3.1 主要技术参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6 的计 3 总体方案的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 选„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16 算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 3.3 总传动比及 传动比的分配„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 3 . 3 . 2 传 动 比 的 7 3.3.1 总传动比的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7 分 配„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 3.4各级传动计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 3 . 4 . 1 各 轴 转 速 8 计 算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 3.4.2各轴功率计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 3 . 4 . 3 各 轴 扭 矩 8 计 算„„„„“„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 3.5轴的设计及强度校核 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„37 33 ..5 .5 1. 2高 速 轴? ?轴 轴 的的 设设 计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„37 4 计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„39 3 . 5 . 3 ? 轴 的 设 计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„40 3.5.4输出轴的设计„„„„“„„„„„„„„„„„„„„„„„„„444 . 1 减 速 器 键 的 1 3 校 4 减速器键、轴承的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„43 4.1.1 ?轴键的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„44 4444444 ...... 22222 ....4 . 1 123 1 ..4减 验3 速验验验算 输 器算算算输 ???出 ?出 轴轴轴 轴轴轴轴键键承轴轴轴轴 的的的承承承承 3 4.1.2 ?轴键的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3 校校校寿寿寿寿 核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„43 核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„44 核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„44 命„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„44 命„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„45 命„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„46 命„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„46 5 箱体及附件的设计校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4445 8 5.1轴的强度校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9 5.1.1轴的受力 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9 5.2齿轮详细参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 5 5 6 液力耦合器概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 56 8 结论„“„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„59 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 6 6 71 2 1英文原文„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2中文译文„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 英语翻译„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 概述 近年来随着高产高效集约化矿井的迅速发展，煤矿都在争取实现一矿一井一面 的高度集约化生产模式。作为长臂工作面的主要运输设备，刮板输送机的输送能力主要由高产高效矿井的生产能力来决定，同时也决定了刮板输送机的发展趋势。 1.1技术现状 20世纪80年代以来，国内外刮板输送机都在向大运量、长运距、大功率、高强度、长寿命与高可靠性方向发展。目前，国外综采最大的工作面刮板输送机，去运量已达6000t/h，装机功率4×800kW，运距450m。国内自主研发的刮板输送机运量已达3500t/h，装机功率3×700kW，运距300m。随着神东等大型煤炭基地400m工作面的出现，国产刮板输送机将朝着更大型的方向发展。但是运量、运距和功率的增大受到诸多因素的限制。首先，中部槽的高度不宜太高，否则会影响装煤效果。其次，输送机的长度也不宜太长，会降低推进速度。然后最主要的影响因素还在于关键元部件的技术性能和寿命。所以，在刮板输送机向大型化发展的同时，高性能元部件的研发将成为今后刮板输送机的发展重点，软启动技术、工况检测、运行状态控制等机电一体化技术的运用将成为今后刮板输送机发展的重要标志。 1.2刮板输送机的发展趋势 刮板输送机是一种挠性牵引的连续输送机械，是为采煤工作面和采区巷道运煤布置的机械。它的牵引机构是刮板链，承载装置是中部槽，刮板链安装在中部槽的槽面。中部槽沿运输路线全线铺设，刮板链绕经机头、机尾的链轮接成封闭行置于中部槽中，与滚筒采煤机和输送机推移装置配套，实现落煤、装煤、运煤及 推移输送机械化。烟输送机全长都可向溜槽中装煤，装入中部槽中的煤被刮板 6 链拖拉，在中部槽 刮板输送机按功率大小分为轻、中、重型。刮板输送机配套单电动机设计额定功率为40KW及以下的为轻型;大于40kW，小于等于90kW的为中型;大于90kW的重型。 系列型谱规定的刮板输送机产品型号编制方法如下: 例如，中部槽槽宽为630mm，配用电动机功率为的边双链型矿用刮板输送机的 型号表示为:SGB-630/150。 SG--------------------------输送机代号:S-----输送机;G----刮板式。 B----------------------------型式代号:D---------中单链;B-------边双链;Z----------中单链。 630-------------------------中部槽槽宽，mm。 150-------------------------配有电动机总功率，kW。 2 主要部件的结构和设计要求 矿用的刮板输送机，按工作需要，对其结构有如下要求: 7 ?能用于左或右工作面; ?各部件便于在井下拆装和运输 ?同一型号的部件安装尺寸和连接尺寸应保证相同，同类部件应保证通用互换; ?刮板链安装后，在正、反方向都能顺利运行; ?有紧链装置，且操作方便，安全可靠; ?能不拆卸用机械推移，为此，应有便于安装推移装置的连接点; ?要有足够的强度、刚度、耐磨性; 从端部卸载的 刮板输送机，机头架应有足够的卸载高度，防止空段刮板链 ? 返程带回煤; ?一般应有上链器，上链器是供刮板链在下槽脱出时通过它返回槽8 图2-1边双链式刮板输送机的机头部 2.1.1机头架 机头架是机头部的骨架，应有足够的强度和刚度，由厚钢板焊接制成，各型机头部的共同点如下: ?两侧对称，两侧壁上都能安装减速器，以适应左、右采煤工作面的需要; ?链轮由减速器伸出和盲轴支承连接，这种连接方式，便于在井下拆装; ?拨链器和护轴板固定在机头架前梁上，它的作用防止刮板链在与链轮的分离点处被轮齿带动卷入链轮，护轴板是易损部位，用可拆换的活板，既便于链轮和拨链器的拆装，有可更换; ?机头架的易磨损部位采取耐磨措施，例如加焊高锰钢堆焊层或局部采用耐磨材料的可更换零件。 2.1.2链轮 链轮是一个组件，由链轮和连接筒组成。链轮是传力部件，也是易损部件，运转中除受静载荷外，还有脉冲和冲击载荷。 图2-2所示为边双链用的链轮连接筒用组件，采用部分式连接筒，连接筒两端由环槽与链轮的环槽相连，内孔用平键分别与减速器伸出及盲轴连接，部分用螺栓固接。链轮用花键与减速器是伸出轴和盲轴连接。安装时必须保证两个链轮的齿轮在相同的相位角上。这种结构的有点是链轮磨损后可以只更换链轮。但是，连接筒螺栓锈死时，很难拆卸。所以连接筒与链轮焊接成一体，连接筒两端的内花键分别与减速器输出轴和盲轴连接，这种结构拆装维修方便。 9 图2-2边双链用的链轮连接组件 链轮的齿形和基本尺寸参考《矿用圆环链链轮的齿形和基本尺寸计算》(MT/Z8--80)计算。 链轮用优质钢铸造或锻造后，调质处理，链握和齿形表面经淬火处理。我国《矿 用圆环链轮技术条件》(MT/Z9--80)规定了各项技术要求。为保证链轮的质量，《刮板输送机通用技术条件》(MT150--1993)中规定:轻型刮板输送机的链轮寿命部低于以一年，中、重型刮板输送机的链轮寿命部低于一年半。 2.1.3减速器 我国目前生产的刮板输送机减速器多为平行布置式、三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器。其适用条件为:齿轮圆周速度不大于18m/s;安装角度为1?~ 25?;高速轴的转速不大于1500r/min;减速器工作的环境温度为-20?C ~ +35?C;适用于正反两向运转。 为适应不同需要，三级传动的圆锥圆柱出论减速器有三种装配形式:I型减速器的第二轴装配紧链装置，第四轴(或第一轴)装断销过载保护，这用形式用于30kW以下的减速器;II型减速器的第二轴端装紧链装置，利用液力耦合器实现过载保护，单机功率为40~75kW的减速器多采用这用形式;III型减速器的第一轴装紧链装置，利用液力耦合器实现过载保护，单机功率90kW以上的减速器采用这种形式。采用双速电动机时，不能用液力耦合器，因为液力耦合器不能在低速下工作。用双速电机驱动，应采用适当的机械或电气过载保护装置。 减速器的轴端形式按配套需要选用。输入轴端有圆头平键和渐开线外花键两种;输出轴端有矩形花键、渐开线内花键和渐开线外花键三种。 为使同一型号减速器的安装尺寸和连接尺寸能通用互换，我国制定并发布了《刮板输送机减速器》 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。 10 为使其在左右两种采煤工作面和机头部、机尾部都能通用，刮板输送机减速器的箱体应上下对称。箱体的结构还应使刮板输送机在大倾角条件下工作时，各齿轮和轴承都能得到充分的润滑。 为便于改变链速，减速器应能用更换第二对齿轮的办法，在一定范围内改变传动比。 中型和重型刮板输送机的减速器都采用圆弧锥齿轮。圆弧锥齿轮的承载能力大，传动平稳，噪音低。检修更换齿轮时，必须注意齿轮的齿制相同，并应成对更换。 《刮板输送机通用技术条件》对减速器的技术性能规定有具体指标。 图2-3所示的减速器，第一对齿轮为圆弧锥齿轮，第二对为斜齿圆柱齿轮，第三对为直齿圆柱齿轮。箱体用球墨铸铁制造，以保证强度。为使在倾斜状态下，第一轴上球轴承也能得到良好的润滑，用挡环和油封隔成一个独立的油室，使润滑油不会流入箱体油室内。为使在大倾角下锥齿轮也能得到润滑，在箱体的相应部位设隔离油室。为防止工作时油过热，箱底部装有冷却水管。 如果矿用刮板输送机的机头部装在平巷的位置，可采用圆柱齿轮减速器。 行 星齿轮减速器的体积、质量小，效率高，大功率的减速器采用它有利。2.1.4盲轴 盲轴是装在机头架的不装减速器一侧、支承链轮的一个组件。盲轴组件是用于与圆锥圆柱齿轮减速器的链轮连接组件相配的盲轴组件，其轴承座装在机头架侧板的座孔内，用螺栓固定。 图2-3圆锥圆柱齿轮减速器 2.1.5联轴器 电动机与减速器的连接有弹性联轴器和液力耦合器两种。用液力耦合器有以下有点:使电动机轻载保护功能;减缓传动系统的冲击和震动;多电机驱动能使 11 各电机的负荷较均匀;如果与电动机的特性匹配得当，能增大驱动装置的启动力矩。 中型和重型刮板输送机都采用液力耦合器。 液力耦合器是一种液力传动器件，其主要组成部分由:1泵轮、2外壳、3易熔塞、4涡轮、5工作液。泵轮1和外壳2把涡轮4封在其中，并用螺栓紧密连接构成密封的工作腔。泵轮的出轴与电动机连接，涡轮的出轴与减速器连接。泵轮与涡轮上都有许多径向直叶片，两轮上的叶片数目不等。在工作腔 (2-××) 式中 ——转矩系数; ——工作液体的重度，N/m2; n——泵轮的转速，r/min; D——泵轮的有效直径，m 。 液力耦合器的工作液可用矿物油、水或难燃液。在矿井中采用矿物油作工作液，有引起火灾的危险，为防止油温过高，安全型液力耦合器的工作腔装有易溶塞。易溶塞上有通孔，用专门配置的易熔合金封死。当过载时间较长，油温超过限定的温度时易熔合金被融化，腔内有野喷出，泵轮与涡轮失掉液力连接从而保护了电机不会长时间过载，链子不被拉断，也不致因油温过高而造成事故。 2.1.6电动机 刮板输送机电动机不用液力耦合器时，采用双鼠笼转子并具有高启动转矩的隔离防爆型电动机。采用液力耦合器时，对电动机的启动转矩无高要求，只是要求最大转矩要高。因为用液力耦合器时，电动机是轻载启动，如果液力耦合器的输入特性与电动机的特性匹配得当，则对负载的启动转矩可接近电动机的最大力矩。 为解决刮板输送机的重载启动困难，德国和英国使用双速电动机。 12 双速电动机是两种额定转速的鼠笼式感应电动机，它的定子上装有两套绕组，一套低转速绕组，一套高转速绕组。以低转速绕组运转时，能给出3倍以上额定转矩的启动转矩。低速运行时的输出功率约为高速时的1/2，启动电流比用高速绕组的电流低得多，电压降低。使用双速电动机时，以低速绕组启动，达到一定转速时，换接高速绕组常态运转。 采用双速电动机需要专门的控制开关，以低速启动运转到给定的时间，断开低速绕组，间隔约150ms接通高速绕组运行。在环节的断电间隔中，电动机的转速因负载不同约下降50~250r/min，即使时你、满载启动，高速绕组也不是从静止启动的，因而高速启动的电流也不高。双速电机的运转特性使刮板输送机在重载下能平稳启动。 采用双速电动机与适用液力耦合器相比，因没有液力耦合器的滑差，不需经常检查和补充工作液体，没有过载喷油之患。但是，也没有液力耦合器的几种有益功能。双速电动机专用的控制开关中，必须要有完善可靠的电器保护装置。 2.2 机尾部 机尾部分为有驱动装置和无驱动装置两种。有驱动装置的机尾部，因尾部不需要卸载高度，除了尾部架与机头架有所不同外，其他部件与机头部相同。无驱动装置的机尾部，尾部上只有供刮板链改向用的尾部轴部件，如图2-4所示为一种边双链型的，尾部轴上的链轮也可用滚筒代替。 图2-4机尾部滚筒 2.3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。 13 用于机械采煤工作面的中部槽，除了运煤外，还有承载采煤机骑在上面运行的负荷，即垂直方向受采煤机的重压和滚筒切割煤层时的冲击。推、拉液压支架的侧向力和纵向里，使中板拱曲受弯，连接件受拉、压和弯曲。大块煤岩卡死在槽中时，中板受压。中部槽的恶劣工作条件，造成它的损失外还有槽体变形和连接件损坏。因此，中部槽应有足够的强度、刚度和耐磨性。为检测中部槽的质量，我国制定了《刮板输送机中部槽试验规范》(MT102-85)。此规范对试验项目、试验方法和强度指标都有具体规定。 中部槽的形式列入标准的有中单链、中双链、边双链型三种。 中部槽除了标准长度以外，为适应采煤工作面长度变化的需要，设有500mm和1000mm长的调节槽。 机头过度槽和机尾过度槽是机头架与机尾架连接的特殊槽，它的一端与中部槽连接，另一端与机头架或机尾架连接。为了使从下槽脱出的刮板链在运行种回到槽中部槽过煤量 重型 槽宽/mm 轻型 中型 280 ?6 320 ?8 420 ?12 520 ?20 (620) ?30 630 ?40 ?60 730 764 830 ?120 ?180 为提高中部槽的使用寿命，目前采用的方法有多种。如:将两端进行淬火处理，或加焊高锰钢铸造端头，中板两端链道处于等离子喷焊耐磨合金;易磨损处堆焊硬质合金钢;加大中板厚度;改进槽帮钢的断面以增加强度和刚度。 制造中部槽的槽帮钢有规定标准，规定的形式有D型、E型和M型三种。 D型为中单链刮板输送机用热轧槽帮钢，E型为中单链和边双链用，边双链也可以使用M型为边双链用的热轧槽帮钢，E型与M型相比不仅中板宽度减小从而增大了刚度，而且还增大了中板与槽帮钢的焊接强度，便于焊接，链子不磨焊缝。中部槽的擦帮刚中腰上的连接座供安装铲煤板、挡煤板和无链牵引齿条用。在综合工作面使用中，液压支架上的推移千斤顶连接在挡煤板下部的长孔上，由于推移输送机特别是拉移液压支架的阻力很大，致使支座的负荷特别大，如果焊接不牢会拉坏支座。因此提高支座的可靠性是一个重要问题。 中部槽的连接装置是将单个中部槽连接成刮板输送机机身的组件，它既要保证对中性，使两槽之间上下、左右的错口量不超过规定，又要允许相邻两槽在平、 14 竖两个面内能折曲一定角度，使机身有良好的弯曲性能，还要求同一型号中部槽的安装、连接尺寸相同，能通用互换。目前应用的有插销式、哑铃式、插入圆柱销式等。连接装置是中部槽的薄弱环节，目前还在不断改进。 铲煤板在推移中部槽时用来清理工作面的浮煤，它固定在中部槽的支座上，安装后上缘应低于槽帮，下缘要超出槽底，宽度方向与采煤机滚筒应有一间隔。铲煤板的刃口应有足够的强度。 机采矿用的挡煤板是一个有多种功能的组合件，其作用是防止煤向采空区洒落，以及为采煤机导向、放置电缆和水管、为千斤顶提供连接点等。挡煤板必须具有足够的强度和刚度，因为它的变形和损坏会影响采煤机的运行。中部槽在弯曲状态下，挡煤板之间不仅不能互相干涉，还应使采煤机能正常运行。平巷中使用刮板输送机时，挡煤板仅作增加装煤量和防止撒没之用。 2.4刮板链 刮板链有链条和刮板组成，是刮板输送机的牵引机构。刮板链的作用是刮推槽内的物料。目前使用的有中单链、中双链、边双链三种。 刮板链使用的链条，早期用板片链和可拆模锻链，现在都用圆环链，链条在运行中不仅要承受很大的静负荷和动负荷，而且还要在受滑动摩擦作用的条件下运行，要受矿水的浸蚀，因此目前使用的圆环链都是用优质合金钢焊接而成的，并经热处理和预拉伸处理，使之具有强度高、韧性大、耐磨和耐腐蚀等特性。 )对圆环链的形式、 圆环链已经标准化，《矿用高强度圆环链》(GB/T12718-1991基本参数及尺寸、技术要求、试验方法及验收规则都作了规定。 圆环链会歌是以连环棒料直径和链节距的毫米尺寸表示，标准的规格有七种:10×40，14×50，18×64，22×86，24×86，26×92，30×108。圆环链按强度划分为B、C、D三个等级，各级的基础机械性能要求见表2-2。 GB/T12718-1991对圆环链的脉冲负荷寿命及弯曲绕度值都有规定。为保证链子与链轮正常啮合，对圆环链尺寸公差也作了规定。 刮板的形式的状态要能在运行时有刮底清帮、防止煤粉粘结和堵塞的作用，并应尽量减小质量。刮板可用轧制异型钢或用锻造、铸造合金钢经韧化热处理制成。刮板了、链条不与中板接触，两侧与槽帮形状相同，刮底清帮效果好。 表2-2机械性能要求 项目 强度等级 最小破断拉力2 破断最小伸长度/ % 试验应力 试验负荷下最大总伸长度/ % B 630 12 500 1.4 C 800 12 640 1.6 D 1000 12 800 1.9 试验应力与最小破断应力之比/ % 80 80 80 挂不能的间距按所运物料的性质和煤块块度及安装倾角确定。刮板链切入物料的阻力，应大于物料在槽内移动的阻力。刮板间距过大，不能带动物料运行， 15 或只能带动部分物料运行;刮板间距过小，加大了链子重力，曾加了运行阻力，让费了材料。双链刮板链的刮板，还有制成两条链子使之保持中心距，并使绕经链轮的链环与链窝能正常啮合的功用，因为刮板变形严重时，通过链轮时容易掉链。 刮板与链条的连接，边双链式目前多采用U型连接环的两侧套入链环，然后用螺栓与刮板连接;中单链刮板上有窝链，以此链窝与链条的平行环相配，用特制的U形螺栓和自锁螺母固定;中双链的刮板上有链窝，用卡链横梁和刮板夹保持平环，以螺栓和自锁螺母固定。 目前使用的三种刮板链可作如下比较。边双链的拉煤能力强，特别适于拉大块较多的硬煤，单边双链两条链受力不均匀，特别是中部槽在弯曲在状态下运行时更为严重;中单链用大直径圆环链，强度很高且没有受力不均匀的问题，多练事故少，刮板遇到刮卡阻塞时可偏移通过，刮板变形时不会导致过链轮时跳链，中单链的缺点是因链环尺寸大，所用链轮直径增大，机头、机尾的高度相应增加，拉煤能力不如边双链，特别时对大块煤较多的硬煤;中双链能较好地克服边双链受力不均匀的缺点，显示出它的优点。 2.5紧链装置 刮板链安装时，要给予一定的预紧力，使它运行时在张力最小点不发生链条松弛或堆积。给刮板链施加张紧力的装置叫紧链装置。 早期是轻型刮板输送机用改变机尾轴位置的办法人力紧链，现在都采用定轴距紧链。目前应用的方式有三种:一种是将刮板链一端固定在机头架上，另一端绕经机头链轮，用机头部的电动机使链轮反转，将链条拉紧，电动机停止反转时，立即用一种制动装置将链轮闸住，防止链条回松;另一种方式与目前一种基本相同，只是不用电动机反转紧链，而用专设的液压马达紧链;第三种方式是采用专用的液压缸紧链。 第一种紧链方式使用的紧链器有三种:棘轮紧链器、摩擦轮紧链器、闸盘紧链器。 棘轮紧链器装在I型和?的减速器二轴的伸出端，棘轮固装在二轴端，手把在运行位置时，弹簧顶杆使插爪脱离棘轮，棘轮任意转动，紧链时将紧链器把手扳到“紧链位置”，插爪被弹簧顶入棘轮的齿跟，然后反向继续开动电机，使机头链轮反转，因棘轮插爪的限制，电机停转时链条不能回松。当链条被拉伸到有足够拉力时，停止电动机，从链条自由端拆除多余的链段，将刮板链接在一起后，在启动电机使链轮反转的同时，将手把复位到“运行位置”，使插爪脱离棘轮，拆除紧链器挂钩即可正常运行。 棘轮紧链器机构简单，操作方便，适于轻型刮板输送机。因为用于功率较大的刮板输送机时，紧链后棘轮与插爪之间的压力很大，搬开把手不安全。 摩擦轮紧链器如图2-5所示，装在I 型和?型减速器二轴的伸出端，制动轮固定装在二轴端闸带环绕在制动轮外缘。制动时使用把手经凸轮和拉杆将闸带拉紧，在制动轮缘上产生摩擦制动力。该紧链操作与棘轮紧链器不同的是，紧链 16 时需由两人配合操作，一人开动电机，一人操作凸轮手把;断电时，立即扳动凸轮，用闸带将制动轮闸住;紧链结束时，仅有一人扳转凸轮并松开闸带即可。摩擦轮紧链器比棘轮紧链器操作安全，它在减速器的安装位置与棘轮紧链器相同。 闸盘紧链器由闸盘和制动装置组成，闸盘装在III型减速器的一轴上，制动装置安装在连接筒上。 紧链时反转开动电机，链轮反转，刮板链逐渐拉紧到电机堵转为止，立即扳动手轮，用夹钳将闸盘闸住，同时切断电机电源。由于夹钳对闸盘的制动力与刮板链的张紧力有一定的比例关系，链条的张紧力显示在张力指示器上。慢慢反转手轮松开夹钳，放松被拉紧的刮板链，到指示器显示出刮板链需要的张紧力为止，立刻将闸盘闸死。手轮是利用螺旋副和杠杆夹紧或松开夹钳;张力指示器依靠螺旋副一端的液压缸，通过液压作用显示处闸盘制动力或链条张紧力。 第二种紧链方式使用的液压你、马达按在连接筒上，减速箱一轴上装紧链齿轮。 图2-5 摩擦轮紧链器 液压马达紧链装置的液压系统装置的液压系统及机械传动系统。紧链时，将操作手把扳到J位，惰轮将主减速器一轴上的紧链齿轮与紧链减速器上的齿轮啮合。手动换向阀扳到紧链位置，压力液经梭阀进入液控腔，克服弹簧压力，时插爪从齿槽中脱出，与此同时液压马达供压力液，液压马达带动机头链轮反转紧链，紧链力的大小用溢流阀调节，有压力表上的读数经换算得到，紧链运转时，压力表上升到规定的压力值，即表明已达到了规定的紧链力。将手动换向阀扳到中间位置，马达停止，液控锁卸压，在弹簧作用下，插爪插入齿轮的齿槽。刮板链保持张紧状态。拆去多余的链段，接好链子后，将手动换向阀换到运转位置，液压马达带动接好的刮板链运转，紧链挂钩松开后，停止马达运转，卸载紧链挂钩，将操作手把扳到K位，惰轮脱开紧链齿轮，关断截止阀，完成紧链操作。 电气闭锁装置的作用是:当惰轮与紧链齿轮啮合时，切断主电机的电源，惰 17 轮脱开时主电机才能接通，以防止误操作。 第三种紧链方式是使用单独的液压缸紧链器。这种紧链器是一个带增压缸的液压千斤顶装置，由泵站供给压力液，紧链时需要将它抬到紧链位置使用。 上述各种紧链装置中，棘轮紧链器和摩擦紧链器结构简单，使用方便，单它们不能显示出链子张力的大小。其余三种都能显示和准确控制链子的张紧力。液压马达紧链装置的操作简单，安全性高。液压缸紧链器使用虽不方便，但它可以移到任何部位使用。 2.6推移装置 推移装置是在采煤工作面内将刮板输送机向煤壁推移的机械。综合工作面使用液压支架上的推移千斤顶，非综合工作面用单体液压推溜器或手动液压推溜器。 单体液压推溜器它实为一个液压千斤顶。为便于在采煤工作面使用，采用内回液结构，即经活塞杆的心部回液，没有外露的回液管。使用时，将推溜器的活塞杆插销连接在中部槽挡煤板上，再将其底座用支柱撑在顶板上。扳动操作阀，向活塞一侧注入压力液，活塞杆就将中部槽推向煤壁;向活塞的另一侧注入压力液，缸体和支座向前收回。 单体液压缸推溜器在采煤工作面的布置。间隔一定距离装设一个推溜器;压力液由设在平巷内的泵站经高低压管路循环。如采用外主式的液压推溜器，用注液枪注液，不需要在推溜器上连接固定管路。液压推溜器使用的液体为含35%乳化油的中性水溶液。 A、B、C三种形式的区别在供液系统。A、B型都要高压供液管路，A型的低压液体用低压回液管返回油箱，B型排到工作面，可在高压管路上连接注液枪，供外注式液压支柱用液。C型为外注式，与外注式单体液压支柱共用一套供液系统，用注液枪供液，低压排到工作面。 2.7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。 3 总体方案的确定 刮板输送机是与综采工作面的采煤机、液压支架设备配套使用，完成采区采煤 工作。并将采煤机采下的煤输送出去的设备。 传动系统图如图3-1所示 18 图3-1传统系统图 3.1主要技术参数 该机的主要技术参数如表3-1: 表3-1 主要技术参数 3.2电动机的选择 根据矿井电机的具体工作环境情况，电机必须具有防爆和电火花的安全性，以 保证在有爆炸危险的含煤尘和瓦斯的空气中绝对安全，而且电机工作要可靠，启 动转矩大，过载能力强，效率高。所以选择矿用防爆电动机，如图3-2所示。 型号为YZ400L1-10 ; 其主要参数如下: 功率:160kW; 转速:587r/min; 电压:1140V; 效率:91.5%; 功率因数:0.79; 外形尺寸:1865(2120)×855 ×950; 重量:2400kg。 3.2.1运输能力计算 按连续运行的计算公式为: 式中 Q——刮板输送机的运输能力，t/h; 19 2 A——中部槽物料运行时的断面积，m; ——为物料的散碎密度，kg/m; ——转满系数; v——刮板链速，m/s 3 =3.6×830×tan20×0.97×0.96×1 =1013t/h,1000t/h 满足设计要求 3.3总传动比及传动比的分配 3.3.1总传动比的确定 总传动比i总 i总 3.3.2传动比的分配 在进行多级传动系统总体设计时，传动比分配是一个重要环节，能否合理分配传动比，将直接影响到传动系统的外阔尺寸、重量、结构、润滑条件、成本及工作能力。多级传动系统传动比的确定有如下原则: 1.各级传动的传动比一般应在常用值范围 ?轴 ?轴 20 ?轴 3.4.2各轴功率计算 ?轴 ?轴 7.44kw ?轴 ?轴 式中 ——滚动轴承效率 ——闭式圆柱齿轮效率 ——花键效率 3.4.3各轴扭矩计算 ?轴 ?轴 ?轴 ?轴 将上述计算结果列入表3.1: 21 ?选择齿轮材料 查齿轮传动设计手册 两个齿轮都选用18CrTi渗碳淬火 HRC 60,62 许用接触应力由式， SZN Hmin 接触疲劳极限 接触强度寿命系数ZN 应力循环次数N 由式 查得ZN1、ZN2 ZN1=1 ZN2=1.05 接触强度最小安全系数SHmin SHmin=1 则 许用弯曲应力 F] 由式 Fmin 弯曲疲劳极限 弯曲强度度寿命系数YN YN1=YN2=1 弯曲强度尺寸系数YXYX=1 弯曲强度最小安全系数SFmin SFmin=1.4 则 ?按齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级，按估取圆周速度， 选取 公差组8级 小轮分度圆直径d1，由式得 齿宽系数:查表6.9按齿轮相对轴承为非对称布置，取 ,0.50 小轮齿数Z1: Z1=20 大齿轮齿数 齿数比u : 传动比误差误差在范围 载荷系数 K: 使用系数KA:查表 动载荷系数KV: 由推荐值1.05~1.4 KVt,1(2 齿向载荷分布系数: 由推荐值1.0~1.2 ,1.1 则载荷系数K的初值 材料弹性系数ZE: 查表6.4 节点影响系数ZH: 24 故 齿轮模数按表6.6圆整 m=7mm 小轮大端分度圆直径 d1=140mm 小轮平均分度直径 圆周速度 齿宽圆整 b=62mm ?齿根弯曲疲劳强度校核计算 由式6-21 2KT2 当量齿数 25 齿行系数YFa 查表6.5 小轮YFa1 YFa1=2.84 大轮YFa2 YFa2=2.26 应力修正系数YSa 查表得 小轮YSa1 YSa1=1.54 大轮YSa2 YSa2=1.74 故 62 F2=1130N/mm ?齿轮其他主要尺寸计算 大端分度圆直径 分度圆锥角 26 切向变位系数 径向变位系数x 小齿轮 当时，( )=0.42 1 大齿轮 齿顶高ha 齿根高hf 齿高h 齿根圆直径df 大端分度圆齿厚S 小齿轮 1=大齿轮 锥距 R=244.7mm 小轮大端顶圆直径 大轮大端顶圆直径 27 直齿圆柱齿轮 选择齿轮材料，确定许用应力 由齿轮传动手册两个齿轮都选用18CrTi渗碳淬火 许用接触应力， SZN Hmin 接触疲劳极限 接触强度寿命系数Z 应力循环次数N 由式6-7 N1 查得ZN1、ZN2 ZN1=1 ZN2=1.05 接触强度最小安全系数SHmin SHmin=1 则 H2]=1650.6N/mm 许用弯曲应力 F] 由式 Fmin 28 弯曲疲劳极限 弯曲强度度寿命系数YN YN1 =YN2 =1 弯曲强度尺寸系数YX YX=1 弯曲强度最小安全系数SFmin SFmin=1.4 则 ?确定齿轮传动精度等级，采用直齿圆柱齿轮传动按(0.013~0.22) 估取圆周速度参考表6.7，表6.8选取 公差组8级 小轮分度圆直径 齿宽系数，按齿轮相对轴承为非对称布置 小轮齿数Z1 在推荐值20~40中选 大轮齿数 齿数比 传动比误差误差在范围内 合适 29 小轮转距 T1=2.2×107 载荷系数K 使用系数KA KA,1 动载荷系数KV 由推荐值1.05~1.4 KVt,1(2 齿向载荷分布系数 由推荐值1.0~1.2 ,1.1 则载荷系数K的初值 K=1.32 材料弹性系数ZE 节点影响系数ZH ZH,2.5 重合度系数由推荐值0.85~0.92 故 30 齿轮模数m m=7 小轮分度圆直径 d1=175mm 圆周速度 标准中心距a 齿宽 大轮齿宽 小轮齿宽 ?齿根弯曲疲劳强度校核计算 由式 1m 齿形系数YFa 小轮大轮 应力修正系数YSa 小轮大轮 重合度 重合度系数 故 齿根弯曲强度满足 ?齿轮其他主要尺寸计算 大轮分度圆直径 根圆直径df 顶圆直径da 32 159mm ? 选择齿轮材料，确定许用应力 直齿圆柱齿轮 由齿轮传动手两个齿轮都选用62 接触应力 H] 由式， Hmin 接触疲劳极限 Hlim1=1572N/mm 接触强度寿命系数ZN 应力循环次数N 由式 查得ZN1、ZN2 ZN1=1 ZN2=1.05 接触强度最小安全系数SHmin SHmin=1 则 许用HRC 60,33 20CrTi H2]=1650.6N/mm 许用弯曲应力 F] 由式 Fmin 弯曲疲劳极限 , 弯曲强度度寿命系数YN YN1=YN2=1 弯曲强度尺寸系数YX YX=1 弯曲强度最小安全系数SFmin SFmin=1.4 则 ?确定齿轮传动精度等级，采用直齿圆柱齿轮传动按估取圆 周速度选取 公差组9级 小轮分度圆直径d1 由式 齿宽系数查表6.9，按齿轮相对轴承为非对称布置 小轮齿数Z1 在推荐值20~40中选 0.013~0.22)34 ( 大轮齿数 齿数比 传动比误差误差在范围 载荷系数K: 使用系数KA: KA,1 动载荷系数KV: 由推荐值1.05~1.4 KVt,1(2 齿向载荷分布系数: 由推荐值1.0~1.2 ,1.1 则载荷系数K的初值 材料弹性系数ZE: 节点影响系数ZH: ZH,2.5 重合度系数由推荐值0.85~0.92 35 故 2 齿轮模数 m=8mm 小轮分度圆直径 d1=200mm 圆周速度 标准中心距a 齿宽00 大轮齿宽小轮齿宽 ?齿根弯曲疲劳强度校核计算 由式 1m 齿形系数YFa 小轮大轮 应力修正系数YSa 小轮大轮YSa2 重合度 36 重合度系数 故 齿根弯曲强度满足 ?齿轮其他主要尺寸计算 大轮分度圆直径 根圆直径df 顶圆直径da 3.5轴的设计及强度校核 3.5.1高速轴?轴的设计 考虑I轴与电机伸轴用液力耦合器联接，因为电机的轴伸直径为D=48mm， 37 查[1]表4.7-1选取联轴器规格根据轴上零件布置，装拆和定位需要该轴各段尺寸如图1.2a所示 该轴受力计算 转距 输出轴上大齿轮分度圆直径 圆周力 径向力 轴向力 ?初步估算轴的直径 选取40Cr钢作为轴的材料，渗碳淬火处理，由式8- 算轴的最小直径并加大3%以考虑键槽的影响。 查表8.6 取A=107 则: p 计n 拟定轴上零件的装配方案如图3-3所示 p n 图3-3?轴的设计 轴段(1)左端联接限矩型液力联轴器，如图3-4所示 联轴器的联接尺寸为181mm，取减速器伸出轴段部分的长度为190mm;与联轴器联接的孔径为130mm，因此取轴段(1)的直径为130mm。 38 图3-4液力联轴器 轴段(2)上装有单列圆锥滚子轴承，外力在两支点外作用，安装选用反安装结构，能使轴的支撑有较高的刚度。轴承间隙是靠轴上的圆螺母来调整的，轴上要加工螺纹。为了调节圆锥齿轮的轴向位置，把一对轴承放在同一个套杯中，套杯则装在外壳的座孔中，通过增减套杯端面与外壳之间的垫片厚度即可使圆锥齿轮轴的位置发生改变，从而调整锥齿轮啮合的接触区。 单列圆锥滚子轴承的特性: 2.5，能限制轴和外壳在一个方向上的轴向位移; 1、额定动载荷比1.5, 2、在径向载荷作用下会产生附加轴向力，一般成对使用，对称安装; 3、能承受较大的径向负荷和单向的轴向负荷，极限转速较低; 4、T=67.57mm d,140mm D=300mm 由此确定轴段(2)的直径为140mm，长度为125mm。 轴段(3)装有套筒用于调整齿轮的轴向尺寸，为了提高轴的强度和刚度，应尽量缩短轴承与传动件的距离。小锥齿轮选用悬臂式，以便于装配。为使轴的刚度较好，取两轴承支点跨距。由轴承接触角的大小确定轴承的支点，选 )的长度为140mm，直径为130mm。 取轴段(3 轴段(4)装有单列圆锥滚子轴承，选用反安装结构，左端由套筒定位，右端由挡油环定位，确定轴段(4)的直径为140mm，长度为125mm。 键的长度为160mm。 输入轴上的倒角和圆角尺寸见装配图。 3.5.2 ?轴的设计 ?确定轴的最小直径 中间轴为齿轮轴结构，选取轴的材料为20CrMnTi，渗碳、淬火、回火 处理。初估轴的最小直径，可得 39 拟定轴上零件的装配方案如图3-5所示: 图3-5?轴的设计 ?按轴向定位要求确定各轴段直径和长度 为使传动件在轴上的固定可靠，应使轮毂的宽度略大于与之配合轴段的长度，以使其他零件顶住轮毂，而不是顶在轴肩上 轴段(1)装有单列圆锥滚子轴承，轴的外力在支点间作用，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙。选择轴承代号 160mm D=290mm轴承的右端装有挡油环来调整为32232 T=84mm d, 轴向间隙。轴段(1)的长度为185mm，直径为160mm。 轴段(2)装有弧齿圆锥齿轮，选用简支式支承，该支承结构结构简单，轴段(3)为齿轮轴结构部分，尺寸由齿轮3的决定。 轴段(4)装有单列圆锥滚子轴承，根据轴承的尺寸确定该轴段的直径为支承刚性好。锥齿轮的轴向长度 150mm，选取轴的直径为170mm，长度为320mm。 160mm，长度为125mm。 3.5.3 ?轴的设计 ?确定轴的最小直径 ?轴的材料为20CrMnTi，渗碳、淬火、回火 处理。初估轴的最小直径，可得 40 拟定轴上零件的装配方案如图3-6所示 图3-6?轴的设计 ? 按轴向定位要求确定各轴段直径和长度 为使传动件在轴上的固定可靠，应使轮毂的宽度略大于与之配合轴段的长度，以使其他零件顶住轮毂，而不是顶在轴肩上 轴段(1)装有单列圆锥滚子轴承，轴的外力在支点间作用，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙。选择轴承代号为32234 T=91mm d,170mm D=310mm轴承的右端装有挡油环来调整轴向间隙。轴段(1)的长度为200mm，直径为170mm。 3.5.4输出轴的设计 ?确定轴的最小直径 输出轴的材料为20CrMnTi，渗碳、淬火、回火处理。初估轴的最小直径，可得 轴段(2)为齿轮轴结构部分，尺寸由齿轮3的决定 轴段(3)为齿轮轴结构部分，尺寸由斜齿轮3的决定。 轴段(4)装有单列圆锥滚子轴承，根据轴承的尺寸确定该轴段的直径为170mm，长度为175mm。 拟定轴上零件的装配方案如图3-7所示 41 图3-7输出轴的设计 ?按定位要求确定各轴段直径和长度 轴段(1)左端联接膜片联轴器，型号为JM116，轴孔长度L=200mm，选取减速器伸出轴部分的长度为325mm，直径为230mm。 轴段(2)装有单列圆锥滚子轴承，轴承的 T=87mm d,260mm D=400mm轴承的右端装有挡油环来调整轴向间隙。轴段(2)的长度为200mm，直径为260mm。 轴段(3)作用是为了调整输出轴上个零件的轴向距离和对单列圆锥滚子轴承的轴向定位。根据单列圆锥滚子轴承T=87mm d,260mm D=400mm轴承的右端装有挡油环来调整轴向间隙。轴段(7)的长度为285mm，直径为260mm。 ?传动轴的弯扭合成强度计算与疲劳强度校核 完成轴的结构设计后，轴上主要零件和支反力的位置、外载荷的大小已经确定，轴的弯矩和转矩可以求出，因此，应按弯扭合成强度条件进行轴的强度校核。 42 4 减速器键、轴承的校核 4.1减速器键的校核 4.1.1 ?轴键的校核 I轴的伸出轴d=130mm,选用圆头普通平键(A型)，b=25mm,h=14mm,L=28mm,I 轴传递的扭矩T=958.57Nmm.当键用45钢制造时,主要失效形式为压溃,通常只进行挤压强度计算. 合格 4.1.2 ?轴键的校核 II轴的键用于齿轮和轴的联接，轴径为d=160mm，选用选用圆头普通平键(A型)，b=40mm,h=22mm,L=23mm,II轴传递的扭矩T=2997.45Nmm. 合格 4.1.3 ?轴键的校核 ?轴的键用于齿轮和轴的联接，轴径为d=170mm，选用选用圆头普通平键(A型)，b=50mm,h=28mm,L=27mm,II轴传递的扭矩T=9032.14Nmm. 合格 4.1.4 输出轴键的校核 输出轴的键用于齿轮和轴的联接，轴径为d=230mm，选用选用圆头普通平键(A型)，b=63mm,h=32mm,L=41mm,?轴传递的扭矩T=23750.52Nmm. 合格 4.2 减速器轴承的校核 ?轴轴承寿命 4.2.1 验算 ?计算轴承支反力 合成支反力 43 ?轴承的派生轴向力 ?轴承所受的轴向载荷 ?轴承的当量动载荷 1 ， 29N ， ?轴承寿命 因，故按Pr2计算 查得， 4.2.2 验算?轴轴承寿命 ?计算轴承支反力 合成支反力 ?轴 承的派生轴向力 ?轴承所受的轴向载荷 ?轴承的当量动载荷 1 ， ?轴承寿命 因，故按Pr2计算 查得， 0473h 4.2.3 验算?轴轴承寿命 ?计算轴承支反力 N 合成支反力 ?轴承的派生轴向力 ?轴承所受的轴向载荷 ?轴承的当量动载荷 1 ， N 45 ?轴承寿命 因，故按Pr2计算 查得， 03h 4.2.4 验算输出轴轴承寿命 ?计算轴承支反力 合成支反力 R222 RR222 轴承的派生轴向力 ?轴承所受的轴向载荷 ?轴承的当量动载荷 1 ， 2?轴承寿命 因，故按Pr2计算 查得， ?46 5 箱体及附件的设计校核 箱体起着支持和固定轴组件，保证轴组件运转精度、良好润滑及可靠密封等重要作用。减速器选用灰铸铁制造，灰铸铁具有良好的铸造性能和减振性能，易获得美观外形。减速器做成卧式结构，箱体沿轴心线所在水平面剖分成箱座和箱盖两部分，这样有利于箱体制造和便于轴组件零件的装拆。 铸铁减速器箱体的主要结构尺寸: ，考虑减速器工作 箱座壁厚 环境恶劣，选择。 式中 d1m——小锥齿轮的平均直径 d2m——大锥齿轮的平均直径 箱盖壁厚取箱盖凸缘厚度 箱座凸缘厚度 箱座底凸缘厚度 地脚螺钉直径 取 地脚螺钉数目 箱盖肋板厚度取 箱座肋板厚度取 取 盖与座连接螺栓直径 定位销直径取 d 对于完整的减速器，其箱体上应设置有窥视孔和窥视孔盖、放油孔及放油螺栓、油标、通气器、起盖螺钉、定位销、起吊装置、轴承盖等附件。 窥视孔用于检查传动件的啮合情况、润滑状态、接触斑点及齿侧间隙等，还可用于加入润滑油。放油孔应设在箱座底面的最低处，常将箱体的内底面设计成放油孔方向倾斜，并在其附近做出一小凹坑，以便攻螺纹及油污的汇集和排放。平时用放油螺塞将放油孔堵住，放油螺塞常用六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的端面间应放防漏用的封油垫，以保证良好的密封。油标用来指示油面高度，该减速器选用杆式油标。减速器运转时，箱体内温度升高、气压增大，对减速器的密封极为不利。因此在箱盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使箱体内的热胀气体自由逸出，以保证箱体内外压力均衡，提高箱体有缝隙处的密封性能。吊环螺钉为标准件，按起重量选取。轴承盖是用来封闭减速器箱体上的轴承座孔，以及固定轴组件的轴向位置并承受轴向力。 47 5.1 轴的强度校核 高速轴:中间轴:; 低速轴: 轴所受的力: 高速级: 低速级: 5.1.1轴的受力分析 高速轴: FtC=1000N; FrC=373N?M; T=20.473N?M; FaC=225.4N?M; 由力平衡有: 48 受力如图: ; ; 选材为18CrTi，所以 查表有: 49 ; 所以，危险截面为截面 C ; 而此处， 所以，此处满足强度要求，安全。 中间轴: ; ; ; ; ; ; 由力平衡有: 50 受力如图: ; ; ; 可见B处 受力更大， 51 选材为18CrTi调质处理，所以 查表有: ; ; 所以，危险截面为截面 ; 而此处，所以，此处满足强度要求，安全。 低速轴: 000N; 由力平衡有: 52 受力如图: m T=262.7 N?M 选材为18CrTi调质处理，所以查表有: 53 ; =37.6 N?M 所以，危险截面为截面 B ; 而此处， 所以，此轴满足强度要求，安全。 5.2齿轮详细参数: 高速级大齿轮: ; 取:; 取: ; 取:; 取:; 低速级大齿轮: ; 取:; mn;取:; ; 取:; 取: 54 6 液力联轴器概述 液力传动装置是利用液体来传递功率的装置。它与液压传动同属于液体传动范畴，但它们主要的不同点是:液力传动是利用叶轮来工作的，传递功率时液体的流量大而压力低，它是通过液体动能和压力能的变化来传递功率;而液压传动时利用工作腔容积的变化来工作的，它主要是通过液体的压力能的变化来传递功率。 液力联轴器又称液力耦合器，是利用液体来传递功率的一种动力式液力传动装置。由于它在改善传动品质、简化驱动器结构及节能方面有独特优点，所以应用范围不断扩大。工业中主要用它联接两传动轴作为柔性联轴器和离合器。当不计叶轮旋转时的鼓风损失和其他机械摩擦损失时在稳定工况下，其输入轴扭矩始终等于输出轴扭矩，但输入轴转速不等于输出轴转速，即存在转速差。采用这种联轴器可以有以下优点: ?隔离扭振。因为它的扭矩是通过液体来传递的，故当主轴扭矩有周期性波动(如柴油机扭振)时，不会通过液力联轴器传到从动轴上。 ?过载防护。这种联轴器是柔性传动，在额定工况下，工作中有不大的滑差，当从动轴阻力扭矩突然增加时，联轴器的滑差会自动增大，甚至使从动轴制动，此时若用限矩型联轴器原动机仍可继续运转而不致停车，因此具有过载防护性能。 ?均匀多机并车的负荷分配。由于液力联轴器工作中存在滑差，原动机转速稍有变化对扭矩的影响不大敏感，因而在多台机并车的机组中采用这种联轴器时，允许各原动机的转速稍有差别，来均匀这些原动机之间的负荷分配。 ?空载启动，离合方便。这种联轴器在流道充油时即行结合传递扭矩，把油排空即行脱离。因此，利用充排油即可实现离合作用，易于遥控。还可实现空载启动原动机，逐步可控地启动大惯量负载(原动机启动后流到逐步充油)，这对负载大，即惯性阻力大，启动性能差的大功率异步电机和告诉柴油机，具有很大意义。 ?对于调速型液力联轴器，可实现无极调速。 ?允许主、从动轴间有较大的安装误差，工作可靠，使用寿命长。 它的缺点有: ?传动中有功率损失，效率η,0.96,0.98。 ?功率大于100kW的液力联轴器，除本身外，还要一套冷却供油系统和若干辅助设备，消耗部分辅助功率。 55 ?原动机转速较低时，联轴器尺寸、重量较大等。 目前液力联轴器广泛用于汽车、内燃机车、发电、冶金、其中运输、化工、矿山、船舶等各种机械设备中。 结论 本设计为一种用于综采工作面的刮板输送机是煤矿的主要运输设备，包括有电动机，减速器，机头部，中部槽，过渡槽，机尾部，紧链装置，软启动装置等。本设计对SGB830/160型刮板输送机的减速器，传动部，链轮组件，及总体设计。完成图纸有总装图，传动部图，减速器图，链轮组件及零件图。编写设计说明书正文78页。 56 附录: 57 58 参考文献 ].徐州:中国矿业大学出版社， [1] 王洪欣，李木，刘秉忠.机械设计工程学[? 2004 [2] 唐大放，冯晓宁，杨现卿.机械设计工程学[?].徐州:中国矿业大学出版，2004 [3] 许洪基，现代机械传动手册.北京:机械工业出版社，1995 [4] 范维唐等.《综采技术手册》(上、下).煤炭工业出版社，1997 [5] 吴相宪.实用机械设计手册.徐州:中国矿业大学出版社，2001 [6] 王启广、李炳文、黄嘉兴.《采掘机械与支护设备》.中国矿业大学出版社， 2006 [7] 甘永立.几何量公差与测量.上海:上海科学技术出版社，2003 [8] 成大先.机械设计手册.北京:化学工业出版社，2004 [9] 方昆凡.公差与配合技术手册.北京:北京出版社，1983 [10] 王启义.中国机械设计大典.南昌:江西科学技术出版社，2002 [11] 吴忠泽.机械设计师手册.北京:机械工业出版社，2002 [12] 范维唐等.采煤机械化设备使用与维护。黑龙江科学技术出版社，1988 [13] 成大先.机械设计师手册单行本润滑与密封.北京:化学工业出版社，2004 [14] 成大先.机械设计师手册单行常用设计资料.北京:化学工业出版社，2004 [15] 程志红，唐大放.机械设计. 南京:东南大学出版社, 2006 [16] 洪晓华.矿井运输提升.徐州:中国矿业大学出版社，2005 [17] 甘永立.几何量公差与检测。上海:上海科学好、技术出版社 [18] 单辉祖.材料力学.北京:高等教育出版社，1999 [19] 程居山.矿山机械.徐州:中国矿业大学出版社，1997 [20] 王启广，黄嘉兴.液压传动与采掘机械.徐州:中国矿业大学出版社，2005 [21] 谢锡纯，李晓豁.矿山机械与设备.徐州:中国矿业大学出版社，2000 [22] 白杰平，伍 锋，潘 英. Science and Technology English for Mechanical Engineering.徐州:中国矿业大学出版社，1997 [23] Joseph E.Shigley,Charles R.Mischke.机械工程设计.北京:机械工业出版 社,2002 [24] Tunnelling and Underground Space Technology 18 395—404,2003 英语翻译 英文原文 Scraper conveyor of the status quo and development trend of 59 technology Abstract: The Face scraper conveyor of the machine and its head, tail, the central trough, ring linked, soft-start devices, components of the technical status quo and development trend, and made China’s development scraper conveyor Trend. Key words: scraper conveyor with two, components, development trends. In recent years, with high yield and high efficiency of the rapid development of intensive mine, the coal mine in a mine to achieve a high degree of concentration of wells a production model. Face the long arm as the main transportation equipment, the scraper conveyor transport capability mainly by high yield and high efficiency of the production capacity of the mine to decide, but also determines the scraper conveyor trend of development. 1 Technology status Since the 1980s, both at home and abroad scraper conveyor to the large volume, long distance, high-power, high-intensity, high reliability and long life direction. At present, the largest foreign Fully-face scraper conveyor to transport volume has reached 6000 t / h, installed power 4 × 800kW, distance 450 m. Domestic independent research and development of the scraper conveyor transport volume has reached 3500 t / h, installed power 3 × 700kW, distance 300 m. With God East, and other large coal base 400 m face the emergence of China-made scraper conveyor will be moving in the direction of more large-scale. However, volume, distance and the increase of power by many factors. First of all, the height of the central trough should not be too high, otherwise they will be affected with coal effect. Second, the conveyor’s length should not be too long, Will reduce the rate of advance. Then the most important factors is also key components of the technical performance and life expectancy. Therefore, the scraper conveyor to the development of large-scale, high-performance components of the R & D will become the next scraper conveyor focus on the development, soft-start technology, the status of testing, running state control the use of mechanical and electrical integration technology will be Scraper conveyor into the future development of an important symbol 2 Yuan parts of the technical status quo 2.1 Head With the fully mechanized coal face of rapidly increasing production apacity, scraper conveyor-unloading has been difficult to meet the requirements of domestic and foreign large volume of heavy scraper conveyor adopt cross-lateral institutions unloaded, the agency after several generations of improvements in the ability to offload , Efficiency, life and other aspects of a big increase. At the same time, unloading a high degree of reduced support for the fully mechanized coal mining has brought convenience. 2.2 Tail For long distance, high-power scraper conveyor, the chain tension need greater flexibility trip, both at home and abroad using retractable tail, and is divided into manual and automatic tight chain tight chain. Manual tight chain system is regularly 60 measured by the chain of artificial tension, stretching the tail, which can not guarantee the chain will always be in the best state of tension and the automatic system is the ideal tight chain of tension, as shown in Figure 1. The system in the chain and the nose, tail drive sprocket chain from the bottom, a tension sensor placement, in accordance with the actual chain of take-up tension control the fuel tank. This automatic use of the tight chain, conveyor chain operation will always maintain the best state of tension, to extend the life of the chain, reducing downtime. Figure 1 automatically tensioning system 2.3 Sprocket components Sprocket scraper conveyor components is the key component, and its development trend of improving the reliability of sprocket components, the price increase sprocket accuracy, improving heat treatment process to extend the life of sprocket. At present sprocket components in the structure of use of double-row tapered roller bearings, light oil lubrication, nose and tail of the sprocket components are the same, through different gear reducer coupling connection with the replacement of underground Reducer, not demolition; sprocket using high-strength alloy steel, of quenching the hardness to eat HRC55, effective hardening depth of 10 mm and above, the service life of up to 400 to 5 million t of the media. In addition, from sprocket on the tooth to be improved, for example, a company design the GR-sprocket and there is great difference between conventional sprocket, which always has three sprocket tooth led the entire load. 3 tooth contact will inevitably reduce the wear chain and sprocket, thereby extending the life of the chain and sprocket, reducing the chain elongation, power transmission efficiency is higher. 2.4 Soft-start devices Foreign advanced conveyor transmission use of soft-start technology, in scraper conveyor on the successful use of the soft-start main valve control device-filled hydraulic coupler, CST controllable start and the exchange of electrical transmission system, such as Frequency Control . Because there is no domestic mature technologies and products, the China-made high-power scraper conveyor used in soft-start device for all imported products. Figure 2 was developed by Germany-filled hydraulic valve control DTP coupler. 2.4.1-filled hydraulic valve control coupled with the principal technical 61 characteristics ? can achieve the empty scraper conveyor start and overload protection; Change can be achieved through ? scraper conveyor the frequent start, without limitation start frequency; ? through hydraulic coupler divisions will also re-order the multi-drive can be achieved under the load balancing; ? slow post-mortem can be linked; ? dual-chamber design, compact, power transmission components without mechanical contact, high reliability. ? with water as a working fluid, safe and convenient and cheap, through pipes or water supply, drainage tube through the pump row, row of pressure from the main hydraulic motor-driven cycle produced by the pilot of the portfolio directly to the valve To control the water cycle; ? without affecting the power transmission circumstances, * Change to heat through. Figure 2 DTP-valve-controlled oil-filled hydraulic coupler 2.4.2CST controlled transmission system activated the main technical characteristics ? in any load can track any launch curve, the speed of plus or minus any adjustment; ? relative speed hydraulic coupler, the transmission efficiency; ? an arbitrary controlled under the conditions of parking capacity; ? can be driven to achieve more balance of power between the high-precision, balance accuracy up to 98 percent; ? conveyor of all mechanical, electrical system overload protection, the protection system fast response; ? be running low on time, and cashing in on the trend post-mortem chain; ? scene debugging simple, it is easy to modify the parameters online and debugging. 2.4.3 AC motor technology the main technical characteristics ? and other soft-start mode compared to the full realization of electrical soft-start control, scraper conveyor drive system and power supply system to maximize the simplification; p time can be loaded with self-regulation; ? start-u 62 ? achieved a scraper conveyor loaded with empty and the smooth start-up; ? significantly reduce the starting current and improve the quality of electricity supply grid, power grid to reduce impact. 2.5 Central groove Central trough conveyor of the whole face of the trunk, its life is a measure of an important indicator of life. At present the central trough use of Σ trough-shaped cross section for the whole cast back cover welding structure, life expectancy has reached 10 million t. To further improve the service life of the major manufacturers of domestic and foreign central trough of form, structure and materials have done a great deal of research. Such as Germany of a company through research and development, be that in different sections of the mine shafts for a large number of Central Test and eventually found, and Σ trough-shaped cross section for comparison, curved section slot for the scraper to help with the trough in contact with the side of the small, thereby reducing friction and reduce power consumption, extend the central slot and scraper life. Σ scraper and arc-shaped cross section and the section for surface trough comparison shown in Figure 3. Figure 3 scraper and Σ arc-shaped cross section and the section for surface trough comparison From top to bottom for a slot on the design, shown in Figure 4, from top to bottom slot for the same, you can choose any thickness and width of the plate in the central trough design makes for greater flexibility. Slot for each board and the central slot between the two Weld, the central side of the trough of four seam, only on the inside of the tank to help withstand the wear and tear a seam, even if it was polished welds , The central trough can maintain a high degree of stability. Figure 4 4-steel tank to help design and wear contour 63 Help create a slot on the Rolling materials, steel rolling on the surface than the smooth casting of steel, small friction. Central tank plate using high-strength steel hardening Wear-resistant, wear little. Rolling in the central trough lateral welding dumbbell Block, will not help reduce the thickness of groove. Forging dumbbell on the design and ensure that the central trough Yaling not Block damage, and the youngest is basically breaking strength of 1.5 times the dumbbell, so the fault is always the first dumbbell. Another trough of the central structure of the tank from top to bottom-of-duplication, this form can be set from top to bottom groove and the failure of different conditions for different structural design and material selection, and easy on the replacement tank, will help improve strength and Life. The central trough in the form of SGZ880 / 2 × 400-type double-stranded in the cross-side dumping in the face scraper conveyor has been successfully applied. 2.6 Ring linked Circle as a scraper conveyor chain of traction, its tensile strength directly related to the reliability of. At present, China’s largest ring linked to φ42 mm × 146mm compact chain, tensile strength of 2270 kN, the largest foreign ring linked to φ48 mm × 152mm compact chain, tensile strength of 3550 kN. With the ring linked the increasing size of the central trough of higher and higher, conveyor magnificent performance declined, the gateway if not thorough clean-up will also affect passage of conveyor. So ring linked the direction of development is to improve tensile strength and reduce the high degree of Central legislation. 2.6.1 Materials and Technology In order to improve the roundabout chain of tensile strength, the current foreign Grade C and D-linked ring in the large-sized materials with 23 MnNiCrMo54, 23MnNiCrMo54 and 23 MnNiCrMo64 scouring steel, tensile strength limit ? 1600 ~ 1800 MPa. Welding Technology: the use of advanced welding equipment, welding and the use of flash returns processing technology, successfully resolved the surfacing of the process of overheating, such as a burning issue. In quality testing, the use of scanning stretch fracture fracture of cables used to pre-tension ring linked to strengthen technology, greatly enhancing the carrying capacity and fatigue. 2.6.2 form and geometry In 1985 the first to create a company 38 mm × 137mm flat chain. Flat is linked each of the chain is still ring-Central, Central was "squeezed" the flat ring. Flat chain link sliding work to reduce the size of the increase in the chain of slot pressure on the units and improve the legislation of the Central wear resistance; reduce its high level of the chain more easily through the sprocket, but can also reduce the capacity of power transmission and Bays of a high degree. Modern high-performance conveyor are generally involved in supporting a flat chain. 64 Figure 5 conventional chain and a new wide-body linked flat In 2003, the company has developed a wide-body at a flat linked, as shown in Figure 5. It is a high-intensity, low-chain, has the following characteristics: ? using this chain can reduce the high scraper chain, thereby reducing the central trough height, eventually reduce the use of high-mining, coal mining to meet thin. ? using this chain can reduce the use of power, or power in the same circumstances, increase the length of face, it will greatly reduce the workload of opening up, reducing the number of face move. ? this forging of wide-body flat link chain has increased the contact area, can improve the chain link at the same time reduce the intensity of the wear and helps to maintain the rigidity of chain link. Such as a flat 42 mm chain can take 2 × 855kW of installed power, and 50 mm wide-body flat can be linked up to 3 × 1000kW bear the installed power. 2.6.3 intelligent conveyor chain As unable to accurately predict the failure of the chain, according to conventional practices are generally ahead of the replacement of the chain. In 2005 a company with a number of research institutes to study the development of a conveyor chain-detection system, as shown in Figure 6. This is a combination of integrated sensor technology of intelligent conveyor chain, it will stress the chain of real-time record, the help of micro-electronics technology devices, from computers that the chain of life remaining before the fracture. It also can detect the chain of preload, is conducive to life during the period in the chain to achieve the best use of state, improve safety and avoid accidents. 2.7 The link chain The link chain-rings are used for the link chain and ring for legislation to link the two in recent years has tended to adopt legislation to link the ring, then such a chain link through the sprocket and not linked A round of contacts, so there will not be worn. Blockmaster the link chain is a new legislation for a flat linked to the Central chain link shown in Figure 7, because of their extreme length of closure, at the time of installation without relaxation chain; their innovative design concept, two-way installation, do not have to consider the direction of transmission, There is the possibility of anti-loaded, the link chain block in central lock can be avoided chain 65 kink, but also increased the strength of the link chain, such as 42 mm × 146mm Blockmaster the link chain of broken Rally of 2500 kN. Figure 6 smart conveyor chain 2.8 High-power transmission gear Scraper conveyor of the low-speed transmission is characterized by heavy, impact resistance, small in size but poor lubrication and cooling. In order to obtain high-performance gear transmission device, to be constantly raise the level of product and manufacturing standards involved. Figure 7 Blockmaster the link chain 2.8.1 raising the level of design Raise design standards to improve the design means first of all, the use of advanced design techniques. At present, some companies developed based on the load and deformation of the tooth contour design and calculation software and books used in high gear shift, with the bending stress on the tooth for finite element analysis to improve the shape of teeth with the transition to full gear in case meshing State be greatly improved and increased contact with strength,elasticity and the use of finite element of the planetary gear transmission mechanism for load analysis, contained both the structure more scientific and rational, adopt a flexible flow of dynamic pressure lubrication analysis of gear mating area of friction and heat Film state. The advanced design of a gear transmission, gear designed to meet the high technical indicators. 2.8.2 raising the level of manufacturing Scraper conveyor gear more than a surface treatment of advanced hardening of 66 low carbon steel materials, the hardening process are: carburizing, nitrogen and surface hardening. With the increase in power transmission gear, the relative size decreases, Chilian contact stress and teeth with a substantial increase in bending stress. Gear crystal material between the impurities often become the source of fatigue crack initiation. At present, the major international manufacturers scraper conveyor widely used vacuum smelting furnace of the more high-quality low-carbon steel alloy gear. Gear heat treatment using computer monitoring and control equipment carburizing atmosphere, and strictly monitor the furnace temperature, carbon potential, control gear and equipment parts used mainly CNC machining centers manufacturing, processing benefit substantially improve accuracy, domestic and foreign companies gear manufacturers in China can reach a GB100095 - 88 "involute gear machining accuracy" standard 6-6-5 level and above. 3 China scraper conveyor direction of development With coal mine production of intensive development, has a long wall face fully mechanized coal mining equipment and technology has been to the high-end development, to meet the production capacity, a high degree of automation, safety and reliability of production requirements. At present, China’s scraper conveyor of the design and manufacture close to the level of similar foreign models, but in the life of key components, reliability and innovation in such areas as compared with foreign countries there are still many gaps, particularly soft-start, overload protection And the chain automatically tensioning device, such as high-end technology products. 中文译文 工作面刮板输送机技术现状与发展趋势 摘要:阐述了工作面刮板输送机整机及机头、机尾、中部槽、圆环链、软启动 装置等元部件的技术现状与发展趋势，并提出了我国刮板输送机的发展方向。 关键词:刮板输送机;元部件;技术现状;发展趋势。 近年来随着高产高效集约化矿井的迅速发展，煤矿都在争取实现一矿一井一面 的高度集约化生产模式。作为长臂工作面的主要运输设备，刮板输送机的输送能 力主要由高产高效矿井的生产能力来决定，同时也决定了刮板输送机的发展趋 势。 1整机技术现状 20世纪80年代以来，国内外刮板输送机都在向大运量、长运距、大功率、高 强度、长寿命与高可靠性方向发展。目前，国外综采最大的工作面刮板输送机， 去运量已达6000t/h，装机功率4×800kW，运距450m。国内自主研发的刮板输送 机运量已达3500t/h，装机功率3×700kW，运距300m。随着神东等大型煤炭基地 400m工作面的出现，国产刮板输送机将朝着更大型的方向发展。但是运量、运 距和功率的增大受到诸多因素的限制。首先，中部槽的高度不宜太高，否则会影 响装煤效果。其次，输送机的长度也不宜太长，会降低推进速度。然后最主要的 影响因素还在于关键元部件的技术性能和寿命。所以，在刮板输送机向大型化 67 发展的同时，高性能元部件的研发将成为今后刮板输送机的发展重点，软启动 技术、工况检测、运行状态控制等机电一体化技术的运用将成为今后刮板输送机 发展的重要标志。 2元部件的技术现状 2.1机头部 随着综采工作面的生产能力迅速提高，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。 2.2机尾 对于长运距、大功率刮板输送机，链条张紧需要较大的伸缩行程，目前国内外均采用可伸缩机尾，并分为手动紧链系统和自动紧链系统。手动紧链系统是靠人工定时测量链条张力，伸缩机尾，所以不能保证链条始终处于最佳张紧状态;而自动紧链系统才是理想的张紧方式，如图1所示。该系统在链条与机头、机尾驱动链轮分离后的链道下方安置有张力传感器，根据链条的实际张力控制张紧油缸。使用了这种自动紧链系统，输送机运行时链条将始终保持最佳张紧状态，延长了链条的使用寿命，缩短了停机时间。 2.3链轮组件 链轮组件是刮板输送机的关键元件，其发展趋势时提高链轮组件的可靠性，提高链轮的价格精度，改进热处理工艺，延长链轮的使用寿命。 图1自动张紧系统 目前链轮组件在结构上多采用双列圆锥滚子轴承，稀油润滑，机头和机尾的链轮组件是一样的，通过不同的齿轮联轴器与减速器联接，在井下更换时不用拆卸减速器;链轮采用高强度合金钢，吃面淬火硬度达到HRC55，有效硬化层深度达10mm以上，使用寿命可达到400,500万t过媒量。 另外，从链轮的齿形上加以改进，例如，某公司设计的GR型链轮与常规链轮就有很大区别，这种链轮始终有3各轮齿带动整个载荷。3个轮齿接触必然会降低链轮和链条的磨损，从而延长链轮和链条的使用寿命，减小链条伸长率，功率传输效率也较高。 68 2.4软启动装置 国外先进的输送机传动装置多采用软启动技术，目前在刮板输送机上成功使用的软启动装置主要有阀控充液式液力耦合器、CST可控启动传输系统和交流电机变频调速等。因国内尚无成熟的技术和产品，所以国产大功率刮板输送机采用的软启动装置全部为进口产品。图2为德国研制的DTP阀控充液式液力耦合器。 图2DTP阀控充液式液力耦合器 2.4.1阀控充液式液力耦合器的主要技术特点 ?可以实现刮板输送机的空载启动和过载保护; ?通过换水可以实现刮板输送机的频繁启动，而不必限制启动频率; ?通过告便液力耦合器的重也顺序可以实现多机驱动下的负载平衡; ?可以实现慢速验链; ?双腔设计，结构紧凑;功率传递部件无机械接触，可靠性高。 ?以清水作为工作液，安全方便而且廉价，可以通过水管或水箱供水，通过排液泵管排水，排液压力由主电机带动的液力循环产生，通过本安型先导组合阀直接对 水循环进行控制; ?在不影响功率传输的情况下，通过换水来散热。 2.4.2CST可控启动传输系统的主要技术特点 ?在任意载荷下可以跟踪任何启动曲线，加减速度任意调节; ?相对调速型液力耦合器而言，传动效率高; ?具有任意条件下的可控停车能力。 ?可实现多点驱动之间高精度的功率平衡，平衡精度可达98%; ?对输送机所有机械、电器系统提供过载保护，保护系统响应速度快; ?可以上时间低速运行，实现免俗验链; ?现场调试简单，可以很方便地在线进行参数修改与调试。 2.4.3交流电机变频调速技术的主要技术特点 ?与其他软启动方式相比，全部实现了电器软启动控制，刮板输送机传动系统和供电系统得到最大的简化; ?启动时间可随负载自行调节; ?实现了刮板输送机满载及空载的平稳启动; ?大幅度降低了启动电流，提高电网供电质量，减少电网冲击。 2.5中部槽 中部槽是整个工作面输送机的躯干，其使用寿命是衡量整机使用寿命的重要指标。目前中部槽多采用?形断面槽帮、整体铸焊封底结构，寿命已达1000万 69 t。为了进一步提高使用寿命，国内外主要生产厂商对中部槽外形、结构及材料等方面有进行了大量的研究。如德国某公司通过研究和开发，拨那个在井下对不同断面的中部槽进行大量试验，最终发现，与?形断面槽帮相比，弧形断面槽帮使刮板与槽帮内侧面接触液力小，从而减小摩擦阻力，降低功率消耗，延长中部槽和刮板的寿命。刮板与?形断面和弧形断面槽帮接触面比较如图3所示。 槽帮上采用上下分体设计，如图4所示，上下槽帮完全相同，可以选择任意厚度和宽度的中板使得中部槽设计有更大的灵活性。每个槽帮与中部槽中板之间有2条焊缝，中部槽一侧的4条焊缝中，只有上槽帮内侧的1条焊缝经受磨损，即使这条焊缝被磨光，中部槽还能保持高度的稳定性。 图3刮板与?形断面和弧形断面槽帮接触面比较 槽帮制造上采用轧制材料，轧制钢材的表面比铸造钢材平滑，摩擦小。中部槽中板采用高强度耐磨硬化钢板，磨损小。在轧制中部槽外侧焊接哑铃座，不会减 小槽帮的厚度。锻造哑铃座的设计保证中部槽和哑铃座不受到破坏，最小破断强度基本上是哑铃的1.5倍，所以首先断裂的总是哑铃。 图4四节式槽帮钢设计及磨损轮廓 中部槽的另一种结构形式是上下槽分体重叠式，这种形式可以根据上下槽受载情况和失效状况不同进行不同结构设计与选材，且上槽更换容易，有利于提高整机强度与寿命。该形式中部槽在SGZ880/2×400型中双链交叉侧卸工作面刮板输送机中得到了成功应用。 2.6圆环链 圆环链作为刮板输送机的牵引机构，其抗拉强度直接关系到整机的可靠性。目前，国产圆环链最大到φ42mm×146mm紧凑链，抗拉强度为2270kN，国外圆环链最大到φ48mm×152mm紧凑链，抗拉强度为3550kN。随着圆环链尺寸的不断 增 70 大，中部槽也越来越高，输送机壮美效果随之下降，回采巷道如果清理不彻底还会影响推移输送机。所以圆环链的发展方向是提高抗拉强度和降低立环高度。 2.6.1材料及工艺 为了提高圆环链的抗拉强度，目前国外C级和D级大规格圆环链在材料方面用23MnNiCrMo54，23MnNiCrMo54和23MnNiCrMo64精练钢，拉伸强度极限 ,1800MPa。焊接工艺方面:采用先进的堆焊设备，采用闪光堆焊和退货加工工艺，成功地解决了堆焊过程中产生的过热、过烧等问题。在质量检测方面，对啦伸断口利用扫描电缆进行断口分析;采用圆环链预拉伸强化工艺，极大提高了承载能力和疲劳强度。 2.6.2形式与几何尺寸 1985年某公司率先制造出38mm×137mm扁平链。扁平链就是每根链条的平环仍然是圆环，而立环是被“挤压”的扁平环。扁平链链环滑动工作面积的增大降低了链条在槽体上的单位压力，提高了立环的抗磨损性能;链条高度的降低使其更容易通过链轮，而且可以降低装机功率和输送机槽体高度。现代高性能输送机一般都涉及配套扁平链条。 2003年，某公司有研制处一种宽体扁平链，如图5所示。它是一种高强度、低矮型链条，具有以下特点: 图5常规链条和新型宽体扁平链 ?采用这种链条可降低刮板链高度，从而降低中部槽高度，最终使用采高降低，满足薄煤层开采。 ?采用这种链条可以降低使用功率，或在功率不变的情况下，增大工作面的长度，这将极大地减少开拓工作量，减少工作面搬家次数。 ?这种锻造的宽体扁平链加大了链环的接触面积，可在提高链环强度的同时减少磨损，有助于保持链环的刚性。如42mm的扁平链可以承受2×855kW的装机功率，而50mm宽体扁平链则可承受高达3×1000kW的装机功率。 2.6.3智能输送机链 由于无法准确地预测链条的失效，按常规做法一般都是提早更换链条。2005年某公司与多家科研院所合作，研究开发一种输送机链在线检测系统，如图6所示。这是一种融合了集成传感器技术的智能输送机链，它能将链条的应力特性实时记录下来，借助微电子技术装置，由计算机得出链条断裂前的剩余使用寿命。另外还可以检测链条的预紧力，有利于链条在使用寿命期内达到到最佳使用状态，提高安全性，避免意外事故。 2.7接链环 接链环有用于平环的接链环和用于立环的接链环两种，近年来一直趋向采用用于立环的接链环，这样的接链环在通过链轮时不与链轮产生接触，所以也不会 71 有磨损。 图6智能输送机链 Blockmaster接链环是一种新型的用于扁平链立环的接链环如图7所示，因其闭合长度极端，安装时无需松弛链条;其设计构思新颖，可双向安装，不用考虑输送方向，也不存在装反的可能，接链环中部的锁块可避免链条扭结，同时也提高了接链环的强度，如42mm×146mm的Blockmaster接链环破断拉力达2500kN。 2.8大功率齿轮传动装置 刮板输送机的传动特点是低速重载、耐冲击、体积小但润滑和散热差。为了获得高性能齿轮传动装置，需不断提高产品都涉及水平和制造水平。 图7Blockmaster接链环 2.8.1设计水平的提高 提高设计水平首先要提高设计手段，采用先进的设计技术。目前，有些公司开发了基于载荷和变形的齿轮廓设计计算软件，在齿轮书籍中采用高变位，对齿跟 弯曲应力进行有限元分析，改进齿跟过渡曲线形状，使齿轮在满载情况下啮合状态得到极大改善，提高了接触强度，采用弹性力学和有限元发对行星齿轮传动机构进行载荷分析，时均载结构更加科学合理，采用弹性流通动压润滑分析技术分析齿轮啮合区摩擦发热和油膜状态。上述先进的齿轮传动设计的采用，使齿轮设计达到很高的技术指标。 2.8.2制造水平的提高 刮板输送机齿轮多采用表面硬化处理的高级低碳合金钢材料，硬化工艺有:渗碳、氮化和表面淬火。随着齿轮传动功率的增加、体积的相对减小，痴恋接触 72 应力和齿跟弯曲应力大幅度增加。齿轮材料晶间杂质常成为疲劳裂纹萌生的根源。目前，国际主要刮板输送机生产厂商广泛采用真空电炉冶炼的低碳优质多合金齿轮钢。齿轮热处理采用计算机测控气氛渗碳装备，严格监视炉内温度、碳势，控制齿轮装备主要零件采用数控加工中心制造，加工精度有利大幅度提高，国内外有些公司齿轮制造精度达到相当我国GB100095-88《渐开线齿轮加工精度》标准6-6-5级以上。 3我国刮板输送机的发展方向 随着煤矿集约化矿井生产的发展，长壁工作面综采装备技术也不断地向高端发展，以满足生产能力大、自动化程度高、安全可靠的生产要求。目前，我国刮板输送机的总体设计和制造水平已接近国外同类机型，但在关键元部件寿命、可靠性及创新等方面与国外相比仍有不少差距，尤其是软启动、过载保护和链条自动张紧装置等高端技术产品。 73