畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）礦用邊雙鏈刮板輸送機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、 屆 華北科技學(xué)院 專 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 礦用邊雙鏈刮板輸送機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專 題 題 目： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 院（部）： 機(jī)電工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 年 月

2、 日 目 錄 摘 要 Ⅰ Abstract Ⅱ 1概 述 1 1.1 刮板輸送機(jī)的簡(jiǎn)介 1 1.2 刮板輸送機(jī)分類 2 1.3 選題研究的目的 2 2 刮板輸送機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu) 4 2.1 刮板輸送機(jī)的工作原理 4 2.2 刮板輸送機(jī)的主要組成部分 5 2.2.1 機(jī)頭、機(jī)尾部 5 2.2.2 溜槽及附件 7 2.2.3 刮板鏈 8 2.2.4 緊鏈裝置 10 2.2.5 液力偶合器的結(jié)構(gòu) 10 3 刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 12 3.1 刮板輸送機(jī)的工作情況 12 3.2 對(duì)刮板輸送機(jī)的基本技術(shù)要求 12 3.3 運(yùn)輸能力 13 3.4 運(yùn)行阻力的計(jì)

3、算 14 3.4.1 基本阻力 14 3.4.2 附加阻力 15 3.4.3總運(yùn)行阻力 17 3.5 電動(dòng)機(jī)功率校核 17 3.5.1 對(duì)于炮采和人工采煤 17 3.5.2 對(duì)于機(jī)械化采煤 17 3.5.3 電動(dòng)機(jī)的選擇及其性能特點(diǎn) 18 3.6 刮板鏈的強(qiáng)度計(jì)算 20 3.6.1 最小張力點(diǎn)張力的確定 20 3.6.2 逐點(diǎn)張力計(jì)算法和張力圖 20 3.6.3 最小張力點(diǎn)的判定 20 3.6.4 刮板鏈強(qiáng)度計(jì)算 22 3.7緊鏈力計(jì)算 23 4 傳輸系統(tǒng)的介紹與設(shè)計(jì) 26 4.1 刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪設(shè)計(jì) 26 4.2 刮板輸送機(jī)鏈輪軸的校核 28 4.2.

4、1 校核許用切應(yīng)力 28 4.2.2 校核許用彎曲應(yīng)力 29 4.3 刮板輸送機(jī)減速器的設(shè)計(jì) 32 4.3.1 總傳動(dòng)比的計(jì)算 32 4.3.2 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率及扭矩 33 4.3.3 減速器的選擇 34 5 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 37 6 結(jié) 論 38 參考文獻(xiàn) 39 致 謝 41 礦用邊雙鏈刮板運(yùn)輸機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 刮板輸送機(jī)是輸送粉塵狀、小顆粒及小塊等散狀物料的連續(xù)輸送設(shè)備，可以水平、傾斜和垂直輸送。對(duì)國(guó)內(nèi)刮板輸送機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了探討，并根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)刮板輸送機(jī)的機(jī)頭部、機(jī)身部、機(jī)尾部、減速器和鏈輪組件等進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，按照運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算原

5、理對(duì)其傳動(dòng)部做了具體的計(jì)算，并依據(jù)理論力學(xué)、材料力學(xué)知識(shí)對(duì)刮板鏈和各軸的強(qiáng)度進(jìn)行了校核。刮板輸送機(jī)是為采煤工作面和采區(qū)巷道運(yùn)煤的機(jī)械。它具有適應(yīng)性好，協(xié)作性好，耐磨性好，可彎曲性好，機(jī)身的強(qiáng)度和剛度高，能承受碰撞和沖擊等優(yōu)點(diǎn)，成為綜采設(shè)備中最主要的設(shè)備之一，在很大程度上決定了采煤工作面的生產(chǎn)能力和效率。刮板輸送機(jī)是煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的一個(gè)運(yùn)輸設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)安全，高效的運(yùn)輸。 關(guān)鍵詞：刮板輸送機(jī)； 鏈輪； 傳動(dòng)部； 機(jī)頭部 Mine the

6、 mechanical side of the double-stranded structure design scraper conveyors Abstract Scraper conveyor is conveying dust-like, small particles and small bulk materials such as continuous conveyor，Can level, tilt and vertical transportation. Domestic scraper conveyor discussed the development status

7、of，And according to the design parameters on the conveyor machine head, body department, aircraft tail, reducer and sprocket components structural design, etc., In accordance with the principles of design and calculation of the transport machinery Transmission Division for their specific computing,

8、Based on the theoretical mechanics, material mechanics and the axis of the scraper chain, the strength of the check. Scraper conveyor for mining coal face and Roadway machinery。It has good adaptability, collaboration and good wear resistance, Flexible, good body strength and stiffness, To withstand

9、the impact of the collision and the advantages of a fully mechanized mining equipment in one of the most important equipment, To a large extent determine the capacity and efficiency of the coal face. Scraper conveyor is a coal transport system transport equipment, enabling safe and efficient transpo

10、rtation. Keywords；scraper conveyor； sprocket assembly； reduce transmission ；department tightened chain device 1緒論 1.1 刮板輸送機(jī)的簡(jiǎn)介 煤礦井下運(yùn)輸機(jī)械工作任務(wù)繁重，工作條件惡劣。特別是采掘工作面的運(yùn)輸機(jī)械，要求其主要運(yùn)動(dòng)部件和工作機(jī)構(gòu)（牽引機(jī)構(gòu)及承載機(jī)構(gòu)）強(qiáng)度高、剛度大、韌性好、耐磨損、抗腐蝕。根據(jù)這些要求，使用鏈條作為輸送機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)比較合適。 刮板輸送機(jī)是一種重要的礦山運(yùn)輸機(jī)械。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽

11、命長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高、節(jié)能高效、輸送距離長(zhǎng)、密封性能好且維修方便，在冶金、建材、化工、火電、礦山等行業(yè)里廣泛使用。 刮板輸送機(jī)是一種以撓性體為牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)輸送機(jī)械，是為采煤工作面和采區(qū)巷道運(yùn)煤布置機(jī)械，是目前長(zhǎng)壁式采煤工作面唯一的運(yùn)輸設(shè)備?？捎糜谒竭\(yùn)輸，亦可用于傾斜運(yùn)輸。沿傾斜向上運(yùn)輸時(shí)，煤層傾角不得超過25，向下運(yùn)輸時(shí)，傾角不得超過20，當(dāng)煤層傾角較大時(shí)，應(yīng)安裝防滑裝置?？蓮澢伟遢斔蜋C(jī)允許在水平和垂直方向作2～4的彎曲。如圖1-1所示 圖1-1 刮板輸送機(jī) 1.2 刮板輸送機(jī)分類 刮板輸送機(jī)按其使用范圍分為通用刮板輸送機(jī)好礦用刮板輸送機(jī)兩大類。通用刮板輸送機(jī)主要用于地面

12、上各種散狀物料的運(yùn)輸?shù)V用刮板輸送機(jī)主要用于煤礦或其他礦井井下散狀物料的運(yùn)輸。礦用刮板輸送機(jī)比通用刮板輸送機(jī)強(qiáng)度高，適應(yīng)性強(qiáng)，使用范圍 輸送機(jī)的理想機(jī)型，礦用刮板輸送機(jī)的常見分類方法如下： （1）按輸送機(jī)最大工作載荷分類 可以分為輕型，中型，重型和超重型4種刮板輸送機(jī)。 （2） 按鏈條的數(shù)量和位置分類 有單中鏈，邊雙鏈，中雙鏈和中邊鏈4種刮板輸送機(jī)。 （3）按傳動(dòng)裝置分布分類 可分為單側(cè)平行布置式，雙側(cè)平行布置式，單側(cè)垂直布置式，雙側(cè)垂直布置式，單側(cè)混合布置式，雙側(cè)混合布置式等6種刮板輸送機(jī)。 （4）按卸載方式分類 即端卸載式和側(cè)卸載式兩種刮板輸送機(jī)。 （5）按移動(dòng)方式分類

13、 即拆卸分段搬運(yùn)式刮板輸送機(jī)，整機(jī)推移式刮板輸送機(jī)和自移式刮板輸送機(jī)。 （6）按驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)分分類 分為普通礦用輸送機(jī)電機(jī)和雙速變極輸送電機(jī)兩種形式刮板輸送機(jī)。雙速變極電機(jī)，定子為雙繞組雙層疊繞型，具有低速啟動(dòng)和正常啟動(dòng)兩種速度，取消了液力耦合器，是一種新型的輸送機(jī)電機(jī)。 1.3 選題研究的目的 綜采設(shè)備是煤礦綜采技術(shù)的核心，刮板輸送機(jī)是綜采技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備。煤礦對(duì)采煤工作面的技術(shù)性能、質(zhì)量和使用可靠性的要求也越來(lái)越高，工作面刮板輸送機(jī)作為工作面中工況最惡劣、負(fù)載情況最復(fù)雜的關(guān)鍵設(shè)備，它的性能、壽命和可靠性制約了其它設(shè)備能力的正常發(fā)揮，決定了高產(chǎn)高效綜采工作面開采的可行性和經(jīng)濟(jì)效益。由于刮板輸

14、送機(jī)地下工作的復(fù)雜工況導(dǎo)致了其受力具有復(fù)雜性和不確定性。為了保證設(shè)備的安全運(yùn)行，煤礦機(jī)械生產(chǎn)廠商往往增大安全系數(shù)的方法來(lái)保證設(shè)備的安全運(yùn)行，這無(wú)疑是對(duì)成本和資源的極大浪費(fèi)。本論文的主要目的在于通過對(duì)刮板輸送機(jī)的選型計(jì)算，學(xué)會(huì)如何合理的選擇刮板輸送機(jī)的型號(hào)。通過對(duì)各個(gè)傳動(dòng)部的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步的了解刮板輸送機(jī)的工作原理及工作過程。在對(duì)刮板輸送機(jī)的啟動(dòng)方式的研究，了解國(guó)內(nèi)外的啟動(dòng)方式以及先進(jìn)的啟動(dòng)方式和最優(yōu)的啟動(dòng)控制，通過對(duì)啟動(dòng)的控制提高刮板輸送機(jī)的工作壽命，到達(dá)經(jīng)濟(jì)效益最大化的目的。 2 刮板輸送機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu) 2.1 刮板輸送機(jī)的工作原理 圖2-1為刮板輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖。刮板輸送機(jī)的牽引

15、機(jī)構(gòu)是繞經(jīng)機(jī)頭鏈輪和機(jī)尾鏈輪（或滾筒）進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)閉合的刮板鏈，承載機(jī)構(gòu)是溜槽。啟動(dòng)電機(jī)經(jīng)液力耦合器、減速器、傳功鏈輪而驅(qū)動(dòng)刮板鏈連續(xù)運(yùn)行。將裝在溜槽上的貨載拖拉到機(jī)頭處卸載運(yùn)轉(zhuǎn)。一般情況下，一般情況下，溜槽上部裝載，下部回空鏈由于刮板輸送機(jī)特殊的結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境，顯示出它一下的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)身低矮，占空間小；可以水平彎曲，隨采煤機(jī)的推移而推移，減少了空頂距；能夠垂直彎曲，可以彌補(bǔ)地板高低不平的影響；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高能夠適應(yīng)采煤工作面較惡劣的工作環(huán)境，可以做采煤機(jī)的運(yùn)行軌道，還可以做移架時(shí)的支點(diǎn)；推移輸送機(jī)時(shí)，鏟煤板可以自動(dòng)清掃機(jī)道浮煤；擋煤板可以增加裝煤斷面積，防止煤拋到采空區(qū)，它上面的電纜、水管槽

16、架對(duì)其起保護(hù)作用。所以刮板輸送機(jī)迄今為止仍是綜采工作面唯一運(yùn)輸設(shè)備。 但是，刮板輸送機(jī)在工作過程中，刮板鏈和虎貨載要克服很大的摩擦阻力在溜槽中運(yùn)行，因此消耗功率很大。此外運(yùn)輸效率低，運(yùn)輸中貨載破碎性大也是刮板輸送機(jī)的不足之處。 刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角，一般不大于25。但兼作采煤機(jī)軌道的輸送機(jī)其鋪設(shè)傾角一般不超過10。當(dāng)鋪設(shè)傾角較大時(shí)，刮板輸送機(jī)要有防滑錨固裝置。 圖2-1 刮板輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖 1—電動(dòng)機(jī)；2—液力耦合器；3—減速器；4—鏈輪；5—盲軸； 6—刮板鏈 2.2 刮板輸送機(jī)的主要組成部分 不同類型的刮板輸送機(jī)，盡管組成部件的形式和布置方式盡不相同，但是基本機(jī)構(gòu)是相

17、同的，即刮板輸送機(jī)由機(jī)頭部、機(jī)尾部、中部槽及附屬部件、刮板鏈、緊鏈裝置、推移裝置和錨固裝置等組成。 圖2-2 SGZ1250/2000型刮板輸送機(jī)示意圖 1— 減速器；2—液力耦合器；3—電動(dòng)機(jī)；4—過度溜槽；5—中部槽；6—無(wú)鏈牽引齒條；7—銷排軌座；8—可伸縮機(jī)尾架；9—鏈輪組件；10—液壓缸；11—刮板鏈；12—側(cè)卸式機(jī)頭 2.2.1 機(jī)頭、機(jī)尾部 機(jī)頭部主要由機(jī)頭架、傳動(dòng)裝置、鏈輪組件、盲軸、撥鏈器、護(hù)軸板等組成。圖為某刮板機(jī)的機(jī)頭部。機(jī)尾部與機(jī)頭部的結(jié)構(gòu)大體相同，主要部件均可互換。值得提出的是，因?yàn)闄C(jī)頭部需要一定的卸載高度，故機(jī)頭部比機(jī)尾部較長(zhǎng)些、較高些。 （1）機(jī)

18、頭架 機(jī)頭架是支撐和裝配鏈輪組件、驅(qū)動(dòng)裝置以及其他附屬裝置的構(gòu)件，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，由厚鋼板焊接制成。各種型號(hào)機(jī)頭架的共同點(diǎn)是兩側(cè)對(duì)稱，可以在兩側(cè)壁上安裝減速器，以適應(yīng)左、右采煤工作面的需要；鏈輪由減速器伸出軸和盲軸支撐連接，這種連接方式便于在井下拆裝；在電動(dòng)機(jī)和減速器之間，有一筒體稱為連接罩，連接罩的作用，一是使電動(dòng)機(jī)和減速器連成一體，使二者的出軸準(zhǔn)確對(duì)中，便于安裝，二是保護(hù)它里面的液力耦合器。撥鏈器和護(hù)板固定在機(jī)頭架的前橫梁上，撥鏈器的作用是讓鏈條在鏈輪的分離點(diǎn)處順利脫開，以避免發(fā)生卡鏈、斷鏈、打牙等事故。護(hù)軸板沒有和機(jī)頭架的中板做成一體，而是用埋頭螺栓固定在機(jī)頭架上。這種結(jié)構(gòu)的目的

19、，是當(dāng)撥鏈器損壞之后便于更換。 （2）減速器 采煤工作面刮板輸送機(jī)的減速器目前有平行式、垂直式和復(fù)合式布置方式三種。按照我國(guó)原煤炭部MT148-88標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以后新設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)減速器應(yīng)為平行布置，并有一下特點(diǎn)： ①減速器的箱體分為上箱體和下箱體，上下箱體應(yīng)對(duì)稱，以適應(yīng)在機(jī)頭、機(jī)尾安裝的互換； ②減速器為三級(jí)齒輪減速器，其中第一級(jí)為錐齒輪傳動(dòng)； ③中、重型刮板輸送機(jī)的減速器，錐齒輪均采用圓弧齒，以利于其承載能力大、傳動(dòng)平穩(wěn)和噪音小的優(yōu)點(diǎn)； ④為改變鏈速、減速器應(yīng)能用更換第二對(duì)齒輪的辦法，在一定的范圍內(nèi)改變傳動(dòng)比； ⑤一般減速器應(yīng)能適應(yīng)工作面傾角8以下的情況； ⑥為使減速器內(nèi)潤(rùn)

20、滑油的溫度不超過100℃，減速器應(yīng)設(shè)有水冷裝置； ⑦減速器能用于正反方向的運(yùn)行； （3）鏈輪組件 鏈輪組件由鏈輪和連接筒組成。鏈輪是刮板輸送機(jī)傳遞扭矩最大的部件之一。對(duì)鏈輪的基本要求是：強(qiáng)度高，耐磨，能承受脈動(dòng)載荷、沖擊載荷，并且有一定的韌性；齒形尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確、加工精度高，保證與鏈條經(jīng)行良好的嚙合；無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)的鏈輪，都要具備易于拆裝的特點(diǎn)。鏈輪的齒數(shù)過多會(huì)增加鏈輪的整體尺寸；鏈輪的齒數(shù)太少，會(huì)增加刮板鏈運(yùn)行中的動(dòng)負(fù)荷。目前鏈輪的齒數(shù)一般以6~8個(gè)居多。對(duì)于單端傳動(dòng)的刮板輸送機(jī)，不傳遞扭矩的機(jī)尾可采用4齒鏈輪或滾筒。習(xí)慣上說的鏈輪實(shí)際上是一個(gè)組件。鏈輪組件的結(jié)構(gòu)有剖分式和整體式兩種。

21、圖 為剖分式鏈輪組件的結(jié)構(gòu)圖，它由鏈輪1和兩個(gè)半圓剖分式滾筒2組成。鏈輪共兩個(gè)，分別位于滾筒兩端，為雙邊鏈結(jié)構(gòu)。鏈輪孔位花鍵孔滾筒孔為雙平鍵孔分別與兩端的減速器低速軸和盲軸連接。鏈輪為鍛件，齒形用電解加工成形。剖分式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)輪齒磨損后可以更換鏈輪而不更換滾筒。圖 為整體式鏈輪組件，它仍是鏈輪2和滾筒一組成。與剖分式滾筒所不同的是，兩端的滾筒與中間鏈輪是焊接在一起的。兩端的滾筒均采用內(nèi)花鍵，分別與減速器輸出軸的外花鍵連接。整體式鏈輪組件拆裝維修方便。 （4）盲軸組件 盲軸組件是裝在機(jī)頭架不安裝減速器的一側(cè)，配合減速器的輸出軸來(lái)支撐鏈輪組件和連接機(jī)頭側(cè)板的構(gòu)件，盲軸主要由花鍵軸、軸承

22、、軸承座、端蓋及密封件構(gòu)成。如果輸送機(jī)為雙側(cè)傳動(dòng)，機(jī)頭架兩側(cè)都有減速器，盲軸就不需要了。 2.2.2 溜槽及附件 溜槽是刮板輸送機(jī)的重要組成部分，是貨載和刮板鏈的支撐機(jī)構(gòu)。刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸生產(chǎn)能力與溜槽裝載斷面尺寸成正比關(guān)系。在機(jī)采和綜采工作面，刮板輸送機(jī)的溜槽還作為采煤機(jī)的運(yùn)行軌道，故要求溜槽具有一定的強(qiáng)度、剛度及較高的耐磨性能。溜槽有中部溜槽、調(diào)節(jié)溜槽、連接溜槽等類型。工作面刮板輸送機(jī)溜槽是靠采空區(qū)側(cè)安裝擋煤板來(lái)提高裝載能力；靠煤壁側(cè)安裝鏟煤板來(lái)清掃機(jī)道便于刮板輸送機(jī)推向煤壁。溜槽的結(jié)構(gòu)類型有敞底式和封底式。敞底式溜槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，但是由于機(jī)體支撐面小，接地比壓較大，易使下槽幫下

23、沉陷入底板，造成空回鏈條不能正常運(yùn)行。封底式溜槽適于底板較松軟的工作面，整機(jī)穩(wěn)定性較好，可以減少刮板鏈運(yùn)行阻力。 （1）中部溜槽 中部溜槽是刮板輸送機(jī)的機(jī)身，由槽幫鋼和中板焊接而成。上槽為運(yùn)物料的承載槽，下槽為封底式溜槽供刮板鏈返程用。由于封底式溜槽可以減小刮板鏈返程的運(yùn)行阻力和用于松軟的工作面，但是給安裝和維修帶來(lái)困難，因此，采用幾節(jié)封底溜槽間隔一節(jié)可拆中板的檢修槽的辦法來(lái)減少小維修和安裝困難。中部溜槽有中單鏈型、邊雙鏈型和中雙鏈型三種。除用于輕型刮板輸送機(jī)的中單鏈型采用冷壓槽幫鋼外，其他的槽幫鋼采用熱軋槽幫鋼，槽幫鋼一般按形狀可以分為D形、M形、E形，其中D形為中單鏈型刮板輸送機(jī)使用；

24、E形為單中鏈和雙鏈型使用，邊雙鏈型也可以使用；M形為邊雙鏈型使用。E形與M形相比，不僅因中板寬度減小而增大了剛度，同時(shí)也便于焊接，刮板鏈條也不磨焊縫。 （2）調(diào)節(jié)溜槽、過度溜槽 調(diào)節(jié)溜槽有500mm和1000mm兩種，用來(lái)調(diào)節(jié)刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度，以適應(yīng)工作面長(zhǎng)度變化的需要。 過度溜槽是用于機(jī)頭架和機(jī)尾架與中部溜槽的過度或鏈接，使機(jī)頭架、機(jī)尾架和中部溜槽連為整體。 阻鏈溜槽其結(jié)構(gòu)和中部溜槽基本相同，不同的是在中板上開有兩個(gè)鏈槽，供緊鏈時(shí)安裝阻鏈器之用。阻鏈溜槽安裝在過渡溜槽與中部溜槽之間。緊鏈時(shí)，將阻鏈器放在刮板鏈上面，其底部凸出塊楔入阻鏈溜槽中板的鏈條中，兩翼轉(zhuǎn)入槽幫中。當(dāng)刮板鏈反向運(yùn)行

25、時(shí)，刮板從夾持位置松開，然后轉(zhuǎn)動(dòng)兩翼將阻鏈器取出。用液壓缸緊鏈器緊鏈和在機(jī)頭架側(cè)板上阻鏈時(shí)，不用阻鏈溜槽。 （3）附件 溜槽附件有擋煤板、電纜槽、鏟煤板，如圖2-3所示，擋煤板是一個(gè)多功能組合件，安裝在工作面刮板輸送機(jī)采空區(qū)側(cè)槽幫鋼的支座上，用以增加溜槽貨斷面，防止煤向采空區(qū)撒落；另外為采煤機(jī)導(dǎo)向、敷設(shè)和電纜及各種管線起保護(hù)作用，并且為推移千斤頂提供接點(diǎn)。 鏟煤板固定在中部溜槽靠煤壁側(cè)的支座上，用于推移中部溜槽時(shí)清理工作面的浮煤。 為了將刮板輸送機(jī)推移到緊靠煤壁和防止輸送機(jī)橫向傾斜，在溜槽靠煤壁側(cè)的漕幫鋼上裝有鏟煤板，以便在推移輸送機(jī)時(shí)先清除機(jī)道上的浮煤。但它不能代替裝煤。鏟煤板安裝后

26、，上緣應(yīng)低于槽幫，下緣要超出槽底，寬度方向應(yīng)與采煤機(jī)滾筒有一定間隔。鏟煤板的刃口應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。 圖2-3 工作面刮板輸送機(jī)斷面圖 1—鏟煤板；2—槽幫鋼；3—耐磨板；4—中部槽；5—定位架； 6—無(wú)鏈牽引齒條；7—擋煤板；9—千斤頂連接孔；10—封底板 2.2.3 刮板鏈 刮板鏈?zhǔn)枪伟遢斔蜋C(jī)的牽引機(jī)構(gòu)，是傳遞引力、直接刮運(yùn)物料的組件。刮板鏈由刮板、牽引鏈和接鏈環(huán)組成。主要可以按其結(jié)構(gòu)分為中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈、準(zhǔn)邊雙鏈，目前常用的由中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈三種。其機(jī)構(gòu)特點(diǎn)如下： （1）中單鏈：圓環(huán)鏈在刮板中間用U型螺栓連接，刮板兩端在漕幫內(nèi)運(yùn)行，這種鏈子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整體彎曲性

27、能好，與邊雙鏈相比鏈子無(wú)受力不均勻現(xiàn)象。缺點(diǎn)是一股鏈子強(qiáng)度受到限制，不適用于功率較大的輸送機(jī)，且刮板兩端磨損后，稍有歪斜就易出槽。運(yùn)行阻力比邊雙鏈稍高。 （2）邊雙鏈：兩條圓環(huán)鏈在刮板兩端用接連環(huán)與刮板連接，每節(jié)鏈條的長(zhǎng)度就是刮板的間距，因此，鏈條都是短節(jié)。鏈條和連接環(huán)在漕幫剛的槽內(nèi)運(yùn)行，刮板的空間較大，能輸送較大的煤塊，這種鏈子的預(yù)緊力較小，適應(yīng)性強(qiáng)，因此，得到廣泛的應(yīng)用，這種鏈子的缺點(diǎn)是：兩條鏈子受力不均，刮板易歪斜；刮板中間受力大，易彎曲；由于鏈環(huán)與接連環(huán)在幫槽內(nèi)運(yùn)行，空間受到限制，不能使用較大的圓環(huán)鏈，強(qiáng)度受到限制。 （3）中雙鏈：兩條圓環(huán)鏈在刮板中部用E型螺栓固定在刮板鏈上，鏈條

28、的中心距不大于中部槽寬的20%。由于鏈條在幫槽剛內(nèi)運(yùn)行，鏈環(huán)直徑不受限制，從而可以增加鏈條的強(qiáng)度，因此，可以適用于重型和超重型刮板輸送機(jī)。缺點(diǎn)是運(yùn)行阻力較高，中雙鏈鏈條采用長(zhǎng)鏈段，兩條鏈子必須配對(duì)出廠和使用，以保證其長(zhǎng)度有較小的偏差，減少受力不均勻現(xiàn)象。 （4）準(zhǔn)邊雙鏈：兩條圓環(huán)鏈在刮板中部連接，鏈條的中心距不小于中部槽寬的50%。它具有邊雙鏈和中雙鏈的優(yōu)點(diǎn)，適用于超重型刮板輸送機(jī)。確定是運(yùn)行阻力高，準(zhǔn)邊雙鏈條也采用長(zhǎng)鏈段，其要求同中雙鏈。 刮板的作用是刮推溜槽內(nèi)物料和在槽幫鋼內(nèi)起導(dǎo)向作用，在運(yùn)行時(shí)還有刮清幫、防止煤粉黏結(jié)和堵塞功能。鏈條在滑動(dòng)摩擦條件下運(yùn)行，不僅要承受很大的靜載荷和動(dòng)載荷

29、，還要受到礦井水的浸濕，因此要求鏈條有較高的抗拉強(qiáng)度、抗沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度和防銹抗腐蝕性。目前使用的圓環(huán)鏈都是采用優(yōu)質(zhì)合金鋼焊接而成，并經(jīng)熱處理和預(yù)拉伸處理。其形式和基本參數(shù)尺寸、及時(shí)要求、試驗(yàn)方法及驗(yàn)收規(guī)則已有同一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T12718—2001）。圓環(huán)鏈規(guī)格是以圓環(huán)鏈棒料直徑和節(jié)距尺寸（mmmm）表示的。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格有φ1040，φ1450，φ1864，φ2286，φ2692，φ30108， φ34126，φ38137，φ42152等幾種。圓環(huán)鏈按強(qiáng)度劃分為B,C,D三個(gè)等級(jí)，D級(jí)強(qiáng)度最高，不同規(guī)格尺寸的各級(jí)強(qiáng)度的圓環(huán)鏈其破斷負(fù)載荷也不相同。 接連環(huán)是連接各鏈段的重要元件，同時(shí)也是保

30、護(hù)圓環(huán)鏈的唯一元件。連接環(huán)的極限破斷強(qiáng)度稍低于圓環(huán)鏈，一旦過負(fù)荷，接鏈環(huán)首先破斷，以避免圓環(huán)承受過負(fù)荷，起到保護(hù)作用。接連環(huán)的結(jié)構(gòu)很多，有鋸齒形接連環(huán)、閉鎖式接連環(huán)、扁平式接連環(huán)、開口式接連環(huán)和接連器的數(shù)種。 2.2.4 緊鏈裝置 為使刮板輸送機(jī)安全運(yùn)行，刮板鏈內(nèi)應(yīng)具有一定的張力。施給刮板鏈張力的裝置叫緊鏈裝置。新安裝或運(yùn)行中的刮板輸送機(jī)均需要緊鏈。 早期的輕型刮板輸送機(jī)，用改變機(jī)尾軸位置的辦法人工緊鏈?，F(xiàn)在全部采用定軸距機(jī)械緊鏈。機(jī)械緊鏈有兩種方式：一是將刮板鏈的一端固定在機(jī)頭架側(cè)板上或阻力溜槽上，而另一端繞過機(jī)頭鏈輪。緊鏈時(shí)電動(dòng)機(jī)和鏈輪反轉(zhuǎn)，刮板鏈隨即被拉緊。當(dāng)刮板鏈張力適當(dāng)時(shí)，緊鏈

31、裝置將鏈輪制動(dòng)住，防止刮板鏈回松。當(dāng)將兩個(gè)刮板鏈頭接好后，緊鏈裝置解除制動(dòng)。目前大部分刮板輸送機(jī)用的是這種緊鏈方式，其緊鏈器有棘輪緊鏈器、摩擦輪緊鏈器、閘盤緊鏈器、液壓馬達(dá)緊鏈器等；第二種緊鏈方式是采用液壓缸緊鏈器，它可以在輸送機(jī)長(zhǎng)度上的任何一個(gè)位置進(jìn)行緊鏈。這種緊鏈器可以隨意搬動(dòng)。將它放在兩個(gè)鏈頭中間，用液壓缸緊鏈器兩端的掛鉤分別鉤住兩頭的刮板，待液壓缸收縮后將刮板鏈拉緊并接好。這種緊鏈器分低壓大行程和高壓小行程緊鏈兩個(gè)過程。 2.2.5 液力偶合器的結(jié)構(gòu) 液力偶合器是安裝在電動(dòng)機(jī)和減速器之間，應(yīng)用液力傳遞能量的一種傳動(dòng)裝置，起傳遞動(dòng)力、均衡負(fù)荷、過載保護(hù)和減緩沖擊等作用。它主要由泵輪、

32、渦輪和外殼組成。 按工作介質(zhì)的不同，液力偶合器分水介質(zhì)液力偶合器和油介質(zhì)液力偶合器。水介質(zhì)液力偶合器與油介質(zhì)液力偶合器的主要區(qū)別是油封在軸承內(nèi)側(cè)，防止水浸入軸承，另外增設(shè)有易爆塞。 液力偶合器的工作原理如圖2-5所示。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，泵輪旋轉(zhuǎn)。泵輪葉片使工作室中的工作液獲得動(dòng)能，沿圓周方向甩起。開始起動(dòng)時(shí)，工作液還不足以帶動(dòng)渦輪7旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)空負(fù)荷起動(dòng)。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，工作液被甩出的速度和力量增大，并且逐漸沖向渦輪的葉片。當(dāng)電動(dòng)機(jī)達(dá)到某一轉(zhuǎn)速時(shí)，在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下，工作液沿泵輪工作腔的曲面流向渦輪，同時(shí)沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)，從而使從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)減速器工作。從渦輪流出的工作液，

33、因其離心力較小，又從近軸處流回泵輪，形成循環(huán)液流，如圖2-4實(shí)線箭頭所示。 由于工作液與葉片等摩擦引起能量損耗，所以泵輪與渦輪之間始終存在一定的轉(zhuǎn)速差（又稱滑差），使兩腔工作液存在有離心力和流速差，而使其保持有循環(huán)液流傳遞能量。 輸送機(jī)過載超過液力偶合器額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，液力偶合器滑差增大，渦輪轉(zhuǎn)速降低，即產(chǎn)生的離心力降低，工作腔內(nèi)的工作液便沿渦輪曲面向軸心方向做較大的向心流動(dòng)，如圖2-5虛線箭頭所示。當(dāng)負(fù)荷超過額定轉(zhuǎn)矩的2倍左右時(shí)，工作液便經(jīng)阻流盤6上的孔進(jìn)入前輔助室7（圖中點(diǎn)劃線箭頭所示），再經(jīng)前輔助室上的孔（截面較大）進(jìn)入后輔助室10,然后又在離心力作用下，從后輔助室上的孔（截面較?。┻M(jìn)入

34、泵輪工作腔。由于進(jìn)入后輔助室的液比流出的液多，使工作腔內(nèi)的工作液逐漸減少，傳遞力矩降低，渦輪的轉(zhuǎn)速迅速降低，大量工作液則儲(chǔ)存在輔助室內(nèi)，電動(dòng)機(jī)處于輕載運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保護(hù)電動(dòng)機(jī)不致過載。當(dāng)負(fù)荷繼續(xù)增大，最后渦輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，起到過載保護(hù)作用。一旦外負(fù)荷減小，后輔助室內(nèi)的工作液逐漸在離心力作用下又進(jìn)入工作腔，使循環(huán)液流量增大，液力偶合器便又自動(dòng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。 圖2-4 液力偶合器循環(huán)液流示意圖 1—泵；2—工作腔；3—外殼；4—渦輪；5—彈性聯(lián)軸器； 6—阻流盤；7—前輔助室；8— 主動(dòng)軸；9—從動(dòng)軸；10—后輔助室 3 刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)的刮板輸送機(jī)的靜態(tài)計(jì)算有兩種目的

35、，其一是為設(shè)計(jì)新產(chǎn)品計(jì)算，在這種情況下一般都預(yù)先定出通用條件，如出廠長(zhǎng)度，適應(yīng)煤層傾角（0或指定角度范圍）等。其二是根據(jù)用戶的具體條件，來(lái)驗(yàn)算所要選用的刮板輸送機(jī)是否合適，一般稱為“選型計(jì)算”。因?yàn)榫唧w使用條件會(huì)存在差異，這種計(jì)算力求使選型更為經(jīng)濟(jì)合理。兩種計(jì)算的內(nèi)容基本相同，包括：運(yùn)輸能力、運(yùn)行阻力、刮板鏈張力、電動(dòng)機(jī)功率、牽引鏈安全系數(shù)等。 3.1 刮板輸送機(jī)的工作情況 煤層厚度為1米，工作面傾角為5度，工作面設(shè)計(jì)長(zhǎng)度200米，輸送量500t，鏈速v=0.92m/s，輸送機(jī)刮板鏈采用雙邊鏈設(shè)計(jì)。 3.2 對(duì)刮板輸送機(jī)的基本技術(shù)要求 表3-1 刮板輸送機(jī)技術(shù)要求 工作面長(zhǎng)度/m

36、200 輸送量/t/h 500 刮板鏈速/m/s 0.92 電動(dòng)機(jī)功率/KW 110 刮板鏈 型式 邊雙鏈 圓環(huán)鏈規(guī)格 Ф2286 最小破斷負(fù)荷/N 760 刮板間距/mm 920 中部段 結(jié)構(gòu)型式 整體鑄焊 規(guī)格/mm 1500730220 聯(lián)接方式 啞鈴銷聯(lián)接 3.3 運(yùn)輸能力 刮板輸送機(jī)屬于連續(xù)動(dòng)作式運(yùn)輸設(shè)備，設(shè)備運(yùn)動(dòng)后連續(xù)不停地向一方向送貨載，其運(yùn)輸能力取決于它的運(yùn)行速度和單位長(zhǎng)度貨載質(zhì)量。其每秒鐘輸送能力為：

37、 （3-1） 式中 —輸送機(jī)單位長(zhǎng)度上的貨載質(zhì)量，； —刮板鏈的運(yùn)行速度，。本設(shè)計(jì)中??； 每小時(shí)的輸送能力為 或 （3-2） 其中 （3-3） 式中 —溜槽上的最大貨載斷面積。 —貨載裝滿系數(shù)；一般取0.65~0.9，本設(shè)計(jì)中取=0.70； —貨載的散集密度。對(duì)于煤炭，本設(shè)計(jì)中取。 輸送機(jī)裝載斷面積的大小，除了受溜槽及擋煤板結(jié)構(gòu)和尺寸的影響外

38、，還與輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角，貨載的硬度、適度、塊度和動(dòng)安息角等有關(guān)。因此，實(shí)際裝載斷面積要比計(jì)算斷面積小一些。 中部槽所構(gòu)成的運(yùn)煤斷面如圖所示，圖3-1中陰影分面積為中部槽最大貨載面積。 圖3-1 陰影分面積為中部槽最大貨載面積 計(jì)算最大貨載面積 將式（3.3）代入式（3.2）中，得 （3-4） 通過計(jì)算溜槽上的最大貨載斷面積F=0.256。把數(shù)據(jù)代入式（3-4）中 3.4 運(yùn)行阻力的計(jì)算 刮板輸送機(jī)的運(yùn)行阻力包括：貨載及刮板鏈在溜槽中運(yùn)行時(shí)的滑動(dòng)摩擦力；傾斜運(yùn)輸時(shí)，貨載及刮板鏈的下滑分力，刮板繞經(jīng)鏈輪時(shí)鏈條的彎曲阻力以及鏈

39、輪的軸承阻力，傳動(dòng)裝置的阻力；可彎曲刮板輸送機(jī)彎曲段的附加阻力、慣性力。 3.4.1 基本阻力 基本阻力考慮以上提及運(yùn)行阻力的前兩項(xiàng)，如圖 所示。此阻力按重段（上分支）和空段（下分支）分別計(jì)算。 重段運(yùn)行阻力 （3-5） 空段運(yùn)行阻力 （3-6） 式中 —貨載、刮板鏈在溜槽中的運(yùn)行阻力系數(shù)；見表3-2 —運(yùn)輸機(jī)的鋪設(shè)長(zhǎng)度；本次設(shè)計(jì)的輸送機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度為200m； —輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角；輸送機(jī)鋪設(shè)傾角為5； —刮板鏈單位長(zhǎng)度的重量；刮板鏈單位長(zhǎng)度的重量； —重力加速度；重力加速度。 ,中

40、的“”號(hào)的選擇原則是：刮板鏈向上運(yùn)行取“+”，向下運(yùn)行取 “-”。因此，,中的“”號(hào)總是相反。 表3-2 運(yùn)行阻力系數(shù) 輸送機(jī)類型 單鏈刮板輸送機(jī) 0.4-0.6 0.25-0.4 雙鏈刮板輸送機(jī) 0.6-0.8 0.3-0.4 所以將上述數(shù)據(jù)代入公式（3-5）得到重段運(yùn)行阻力： 將數(shù)據(jù)代入公式（3-6）得到空段運(yùn)行阻力： 3.4.2 附加阻力 首先考慮刮板鏈繞經(jīng)鏈輪時(shí)的彎曲阻力和鏈輪軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力。 （1）轉(zhuǎn)動(dòng)阻力 對(duì)于驅(qū)動(dòng)鏈輪，其阻力 對(duì)于從動(dòng)輪，其阻力 式中—刮板鏈在所計(jì)算鏈輪的相遇點(diǎn)、分離點(diǎn)處的張力。 當(dāng)還未知時(shí)，

41、以上運(yùn)行阻力亦可按重段阻力和空段阻力之和的10%考慮，即 （3-7） (2)彎曲阻力 下面考慮可彎曲刮板輸送機(jī)彎曲段的附加阻力。這個(gè)阻力如圖所示，主要是刮板鏈和溜槽側(cè)幫之間的摩擦阻力。圖（a）為在工作面內(nèi)彎曲段的相關(guān)尺寸；圖（b）為輸送鏈的運(yùn)行系統(tǒng)；圖（c）為彎曲段兩端的張力關(guān)系為 彎曲段的阻力 重段、空段彎曲段的運(yùn)行阻力分別為 （3-8） （3-9） 彎曲段的總附加力 式中 —刮板鏈與溜槽幫之間的摩擦系數(shù)，可取0.4；

42、 —彎曲段中心角，； —刮板鏈某點(diǎn)的張力，； 彎曲段附加阻力除了按式（3-8）和式（3-9）計(jì)算外，亦可按重段阻力和空段阻力之和的考慮，即 3.4.3總運(yùn)行阻力 總運(yùn)行阻力為基本阻力和附加阻力之和，可按前述公式分別計(jì)算出然后相加，亦可按下式簡(jiǎn)化計(jì)算 （3-10） 通過公式（3-10）計(jì)算得總運(yùn)行阻力 3.5 電動(dòng)機(jī)功率校核 3.5.1 對(duì)于炮采和人工采煤 對(duì)于炮采和人工采煤，刮板輸送機(jī)一般為滿載啟動(dòng)或近似滿載啟動(dòng)。其電動(dòng)機(jī)功率為 （3-11） 式中 —電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)，可取; —傳

43、動(dòng)裝置的總效率，可取； —刮板輸送機(jī)運(yùn)行速度，m/s； —刮板輸送機(jī)牽引力，N。 通過公式（3-11）可以計(jì)算出電動(dòng)機(jī)功率： 3.5.2 對(duì)于機(jī)械化采煤 對(duì)于機(jī)械化采煤或綜合機(jī)械化采煤工作面與采煤機(jī)配套的可彎曲刮板輸送機(jī)，其貨載的裝載長(zhǎng)度隨著采煤機(jī)的移動(dòng)而變化，如圖3-2所示。 圖3-2 機(jī)采工作面輸送機(jī)功率計(jì)算示意圖 當(dāng)采煤機(jī)在下部機(jī)頭B處未采煤時(shí)（即輸送機(jī)空載運(yùn)載時(shí)），輸送機(jī)的負(fù)荷最小。隨著采煤機(jī)向上移動(dòng)割煤，溜槽上的裝煤長(zhǎng)度不斷增大，輸送機(jī)負(fù)荷亦隨之曾大。當(dāng)采煤機(jī)到達(dá)工作面上方機(jī)尾A處時(shí)，輸送機(jī)的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷達(dá)到最大值。 設(shè)T為輸送機(jī)一個(gè)循環(huán)工作時(shí)間，在任意時(shí)刻t

44、時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為N。在周期性負(fù)荷變化的情況下，電動(dòng)機(jī)功率按等效功率按等效功率來(lái)計(jì)算 （3-12） 式中—刮板輸送機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的最小功率，按式（3-11）計(jì)算； —刮板輸送機(jī)空載運(yùn)行時(shí)的最小功率，可按下式計(jì)算 （3-13） 通過式（3-13）計(jì)算出刮板輸送機(jī)空載運(yùn)行時(shí)的最小功率： 然后通過公式（3-12）計(jì)算等效功率錯(cuò)誤!未找到引用源。 3.5.3 電動(dòng)機(jī)的選擇及其性能特點(diǎn) 選擇電機(jī)功率為110KW的電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，則電動(dòng)機(jī)總功率為2110KW=220KW＞，滿足實(shí)際要求。由于該電

45、機(jī)在煤礦井下工作，所以該電機(jī)必須防爆，應(yīng)選刮板輸送機(jī)專用電機(jī)，即電機(jī)為YSB—110。電機(jī)的含義如下： 表3-3 電動(dòng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 功率/KW 額定電壓/V 滿載 轉(zhuǎn)速/r/min 電流/A 效率/％ 功率因數(shù) YBS-110 110 1140/660 1470 67.1/116.2 93 0.87 堵轉(zhuǎn)電流 額定電流 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量/kg 冷卻方式 絕緣等級(jí) 6.0 2.3 2.2 1380 風(fēng)冷 F 刮板輸送機(jī)用電動(dòng)機(jī)多在帶負(fù)載狀態(tài)下的啟動(dòng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求除在額定電壓

46、下直接啟動(dòng)外，又要求有較高的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)、較低的啟動(dòng)電流倍數(shù)與較大的過載能力，為適應(yīng)炮采落工藝的需要，小容量刮板輸送機(jī)采用三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，一般要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不低于2.5倍額定轉(zhuǎn)矩。對(duì)于與機(jī)采、綜采設(shè)備配套的刮板輸送機(jī)用電動(dòng)機(jī)，其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也應(yīng)在2.3倍額定轉(zhuǎn)矩左右。 圖3-3 刮板輸送機(jī)用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速、電機(jī)—轉(zhuǎn)速特性曲線 3-3圖是典型的刮板輸送機(jī)用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速、電機(jī)—轉(zhuǎn)速特性曲線。圖中縱坐標(biāo)表示運(yùn)行轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)矩的倍數(shù)及電流值，橫坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)速。 3.6 刮板鏈的強(qiáng)度計(jì)算 進(jìn)行刮板鏈強(qiáng)度驗(yàn)算的一般步驟是，先判定最小張力點(diǎn)的張力，然后根據(jù)逐點(diǎn)張力計(jì)算法確定其他各點(diǎn)的張力，

47、最后找出最大張力點(diǎn)進(jìn)行刮板鏈的驗(yàn)算。 3.6.1 最小張力點(diǎn)張力的確定 從理論上講，刮板鏈上最小張力點(diǎn)張力為零最好，但由于某些原因，最小張力為零很難保證。為了安全起見一般設(shè)計(jì)時(shí)都大于零，其經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 對(duì)于單鏈刮板輸送機(jī)，取最小張力點(diǎn)張力 對(duì)于雙鏈刮板輸送機(jī)，取最小張力點(diǎn)張力 本次設(shè)計(jì)選雙鏈刮板輸送機(jī)取最小張力點(diǎn)張力。 3.6.2 逐點(diǎn)張力計(jì)算法和張力圖 在連續(xù)動(dòng)作式輸送機(jī)械中，牽引機(jī)構(gòu)在沿程各點(diǎn)所受的張力不同，為了經(jīng)行各點(diǎn)張力的計(jì)算，特別是導(dǎo)向體的兩側(cè)，應(yīng)該利用下面的的計(jì)算規(guī)則—逐點(diǎn)張力計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算，即牽引機(jī)構(gòu)某一點(diǎn)的張力，等于沿其運(yùn)行方向后一點(diǎn)的張力與這兩點(diǎn)之間的

48、運(yùn)行阻力之和。 式中—分別為牽引機(jī)構(gòu)前后兩點(diǎn)的張力； —前后兩點(diǎn)間的運(yùn)行阻力。 3.6.3 最小張力點(diǎn)的判定 牽引機(jī)構(gòu)各點(diǎn)張力的計(jì)算，一般從最小張力點(diǎn)開始，如何判斷最小張力點(diǎn)的位置，下面介紹幾種方法 對(duì)于單端驅(qū)動(dòng)的運(yùn)輸機(jī)械，可以根據(jù)重段阻力和空段阻力的大小直接判定。最小張力點(diǎn)一般出現(xiàn)在主動(dòng)導(dǎo)向體的分離處，最大張力點(diǎn)在相遇點(diǎn)處。 對(duì)于如圖3-4所示的雙端驅(qū)動(dòng)的運(yùn)輸機(jī)械，兩個(gè)導(dǎo)向體的分離點(diǎn)都有是最小張力的可能。究竟是哪一個(gè)，有下面兩種方法判定。 圖3-4 雙端驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng) 方法一：此方法為假設(shè)法。任意設(shè)定兩個(gè)分離點(diǎn)中的一個(gè)作為最小張力點(diǎn)，其張力點(diǎn)等于然后根據(jù)逐點(diǎn)張力計(jì)算法

49、求出其他各點(diǎn)張力計(jì)算法求出其他各點(diǎn)張力。如果另一個(gè)分離點(diǎn)的張力大于，說明最小張力點(diǎn)的假設(shè)是對(duì)的。否則，就是錯(cuò)的，應(yīng)重新選擇另一點(diǎn)為，在另行計(jì)算其他各點(diǎn)張力。此法也適合于單端驅(qū)動(dòng)。 方法二：此方法為數(shù)值判定法。雙端驅(qū)動(dòng)，兩端的功率一般均相等，所以 將,代入上式，并整理得 （3-13） 可見，最小張力點(diǎn)的位置取決于的大小。 當(dāng)時(shí)，， 3點(diǎn)為最小張力點(diǎn)； 當(dāng)時(shí)，，1點(diǎn)為最小張力點(diǎn)； 當(dāng)時(shí)，，兩點(diǎn)同為最小張力點(diǎn)。 通過上述計(jì)算可知。當(dāng)時(shí)，，3點(diǎn)為最小張力點(diǎn)；即。 圖3-5 刮板鏈張力示意圖 3.6.4 刮板鏈強(qiáng)度計(jì)算

50、以上求出了刮板鏈的各點(diǎn)張力，選其最大張力點(diǎn)進(jìn)行刮板鏈強(qiáng)度驗(yàn)算。最大張力為最大靜張力和動(dòng)張力之和。動(dòng)張力按最大靜張力的20錯(cuò)誤!未找到引用源?？紤]，以安全系數(shù)m來(lái)衡量。 單鏈 （3-14） 雙鏈 （3-15） 式中 —安全系數(shù)。刮板輸送機(jī)要求； —一條牽引鏈的破斷力；查表； —最大靜張力，N； —雙鏈負(fù)荷不均系數(shù)。雙邊鏈去0.85；雙中鏈可適當(dāng)取大些。 通過公式（3-15）計(jì)算 所以該圓

51、環(huán)鏈滿足設(shè)計(jì)要求。 3.7緊鏈力計(jì)算 刮板鏈張力的大小，直接關(guān)系到刮板輸送機(jī)能否正常工作。張力過大，則加劇鏈條與鏈輪的磨損，導(dǎo)致鏈輪和鏈條的壽命降低張力過小，則造成松鏈，跳鏈。欲合理的確定刮板鏈張力的大小需弄清三個(gè)概念。 最小張力點(diǎn)張力：指輸送機(jī)正常工作時(shí)，整個(gè)封閉鏈條上張力最小的那一點(diǎn)的張力。 初張力（預(yù)緊力）：指輸送機(jī)靜止時(shí)，封閉鏈條內(nèi)的張力。理論上此時(shí)各點(diǎn)張力均相等，其實(shí)則不然。 緊鏈力：是指拉緊裝置把具有初張力的鏈條接在一起所需要的拉力，他比初張力稍大些，但數(shù)值相差不大。 刮板鏈?zhǔn)莻€(gè)彈性體。如果將其接成封閉鏈條而不施加處張力，當(dāng)輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)后，它就會(huì)因受力而產(chǎn)生彈性伸長(zhǎng)，

52、在鏈輪分離點(diǎn)處造成松鏈而導(dǎo)致事故發(fā)生，為了防止這種情況發(fā)生，安裝時(shí)給刮板鏈一個(gè)初張力，使之欲加的彈性伸長(zhǎng)。如果，最小張力點(diǎn)就會(huì)為零，則刮板鏈不會(huì)在此松弛。 在額定負(fù)荷下運(yùn)行，鏈條依據(jù)虎克定律，其彈性變形量 式中 —刮板鏈所受的張力，N； —輸送機(jī)的長(zhǎng)度，m； —刮板鏈的剛度，N，; —刮板鏈的彈性模量，; 運(yùn)轉(zhuǎn)中的刮板輸送機(jī)刮板鏈的張力在重段、空段分別呈線性變化。如圖3-3所示。彈性伸長(zhǎng)量按下式計(jì)算 上式的積分值在張力圖中是張力線包圍的面積。所以重段的彈性伸長(zhǎng)量 空段的彈性伸長(zhǎng)量 刮板鏈的總伸長(zhǎng)量 在初張力作用下，刮板鏈的總彈性伸長(zhǎng)量 式中 —

53、刮板鏈的處張力，N。 令，可得到初張力 （3-16） 所以通過公式（3-16）可以計(jì)算初張力 上面計(jì)算初張力時(shí)，未考慮緊鏈時(shí)刮板鏈在溜槽中德移動(dòng)阻力。這個(gè)阻力很大，不能忽略。 設(shè)固定端張力為，如圖 所示，拉緊端張力則為 （3-17） 式中 —貨載、刮板鏈在溜槽中的運(yùn)行阻力系數(shù)； —輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角； —刮板鏈單位長(zhǎng)度的重量，kg/m； 在的作用下，刮板鏈的彈性伸長(zhǎng)量 令，可得 （3-18） 將式（3-17）、式（3-18）聯(lián)立，得

54、 此外，為了順利地將兩個(gè)連頭接上，必須將鏈條多拉長(zhǎng)一個(gè)長(zhǎng)度，這個(gè)長(zhǎng)度可取一個(gè)鏈節(jié)距左右。若拉長(zhǎng)這個(gè)長(zhǎng)度需要的拉力 由此可以得出，緊鏈裝置緊鏈時(shí)的緊鏈力 （3-19） 亦可 （3-20） 由公式（3-20）可以計(jì)算出緊鏈裝置緊鏈時(shí)的緊鏈力為 可見，刮板鏈的初張力和緊鏈力與多種因素有關(guān)。按以上張力確定的最小張力點(diǎn)張力原則上為零，但很難保證。如以T值拉伸后的刮板鏈正好出現(xiàn)了單鏈環(huán)或半個(gè)鏈環(huán)長(zhǎng)度，這時(shí)就應(yīng)把這個(gè)鏈環(huán)去掉而形成雙鏈環(huán)。因此就出現(xiàn)了，這樣是每條鏈條取的原因。 4 傳輸系統(tǒng)的介紹與設(shè)計(jì) 4.1 刮板輸送機(jī)

55、驅(qū)動(dòng)鏈輪設(shè)計(jì) 根據(jù)前面所選圓環(huán)鏈的規(guī)格，可知，圓環(huán)鏈的公稱直徑，公稱節(jié)距，目前齒數(shù)以6~8個(gè)為主，本次設(shè)計(jì)選擇Z=8。最外寬度 根據(jù)《綜采技術(shù)手冊(cè)》有以下計(jì)算公式 （1）鏈輪節(jié)距角 （2）鏈輪節(jié)圓直徑 所以查表《綜采技術(shù)手冊(cè)》表5-1-30取鏈輪節(jié)圓直徑 （3）鏈輪外徑 （4）鏈輪立環(huán)槽直徑 （4-1） 式中的取值《綜采技術(shù)手冊(cè)》表5-1-29 可知規(guī)格為的圓環(huán)鏈條，所以把已知數(shù)據(jù)代如公式（4-1）可得 查表Di=344mm （5）鏈輪立環(huán)立槽寬度B （4-2） 式中δ查

56、《綜采技術(shù)手冊(cè)》可知規(guī)格為的圓環(huán)鏈條，所以把已知數(shù)據(jù)代入式（4-2），得 （6）齒根圓弧半徑 （7）鏈窩長(zhǎng)度 查表《綜采技術(shù)手冊(cè)》表5-1-30取L=136mm （8）鏈輪中心至鏈窩底平面的距離 查表《綜采技術(shù)手冊(cè)》表5-1-30取H=203mm （9）鏈窩平面圓弧半徑 值等于接鏈圓弧部分的最大外外圓半徑。圓心在接鏈環(huán)中心線上，此中心線平行鏈窩平面，距離鏈輪中心的距離為。 （10）鏈窩中心距離 查表《綜采技術(shù)手冊(cè)》表5-1-30取A=114mm （11）齒形圓弧半徑 （12）立環(huán)槽弧半徑 （13）短齒根部圓弧半徑 4.2 刮板輸送機(jī)鏈

57、輪軸的校核 4.2.1 校核許用切應(yīng)力 通過上面的計(jì)算，已知該軸的功率為78.02KW，轉(zhuǎn)速為n=40.87r/min軸的材料為42CrMo調(diào)質(zhì)，毛坯直徑為300~500mm，硬度為207~269HBS。由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得：鏈輪軸示意圖如圖。 圖4-1 鏈輪軸示意圖 則軸所受的切應(yīng)力為： 式中 —軸的抗扭截面系數(shù)，對(duì)于實(shí)心圓周來(lái)說； —軸頸； 4.2.2 校核許用彎曲應(yīng)力 軸的受力圖如圖4-2所示： 圖4-2 軸的受力簡(jiǎn)圖 則軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為 鏈輪上的圓周力 軸上所受到鏈輪的徑向力 軸上的軸向力 所以軸的彎矩圖，扭矩圖如圖4-3所示 圖

58、4-3 軸的轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 （1） 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 式中 —計(jì)算彎矩， —根據(jù)轉(zhuǎn)矩所產(chǎn)生應(yīng)力的性質(zhì)而定的應(yīng)力校核系數(shù)。 —軸的抗彎截面系數(shù)，對(duì)于實(shí)心圓周來(lái)說 對(duì)于脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩取，查表得, ； 所以 則 （2）校核疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 疲勞強(qiáng)度的校核，首先繪出軸的彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖，然后選擇軸上的危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核。根據(jù)截面上受到的彎矩和轉(zhuǎn)矩可求出彎曲應(yīng)力和切應(yīng)力，這兩項(xiàng)循環(huán)應(yīng)力可分解成平均應(yīng)力、和應(yīng)力幅、。 ①求彎矩作用下的安全系數(shù) 式中—應(yīng)力幅； —應(yīng)力幅等效系數(shù)； —材料在對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的彎曲應(yīng)力，查表得。 —彎矩作用下的有效集中系數(shù)，查表得；

59、 —表面狀態(tài)系數(shù)，查表得； —平均應(yīng)力； —影響彎曲應(yīng)力的尺寸系數(shù)，查表得； ； 由彎矩圖可得:最大應(yīng)力 所以 ②求轉(zhuǎn)矩作用下的安全系數(shù) 式中—應(yīng)力幅； —應(yīng)力幅等效系數(shù)； —材料在對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的切應(yīng)力，查表； —轉(zhuǎn)矩作用下的有效集中系數(shù)，查表得； —應(yīng)力幅等效系數(shù)； —影響切應(yīng)力的尺寸系數(shù)，查表得； ； 由彎矩圖可得:最大切應(yīng)力 所以 ③復(fù)合安全系數(shù) 這里軸的疲勞強(qiáng)度許用安全系數(shù)取[S]=2.5，[S]

60、可知輸入的轉(zhuǎn)速等于電機(jī)轉(zhuǎn)速，即，輸出轉(zhuǎn)速由得 （4-6） 式中：—刮板輸送機(jī)鏈速，由前面可知； —鏈輪的節(jié)圓直徑，由前面可知。 把已知數(shù)據(jù)代入式（4-6），得 所以總的傳動(dòng)比為 傳動(dòng)比誤差： 4.3.2 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率及扭矩 （1）各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算 （2）各軸功率計(jì)算 （3）各軸扭矩的計(jì)算 4.3.3 減速器的選擇 減速器是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給鏈輪及的中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此是刮板輸送機(jī)傳動(dòng)的關(guān)鍵部件。我們可以通過對(duì)減速器運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)，全面了解電機(jī)和刮板鏈的電器性能

61、和機(jī)械性能，提高刮板輸送機(jī)的維護(hù)管理水平。減速器根據(jù)傳動(dòng)裝置布置的形式、緊鏈器安裝的位置和傳動(dòng)功率大小等不同有不同的形式。本次設(shè)計(jì)選擇傳動(dòng)裝置為平行式布置的圓錐圓柱齒輪減速器。我國(guó)刮板輸送機(jī)主要為圓錐圓柱齒輪傳動(dòng)的減速器，其第一級(jí)為圓弧圓錐齒輪傳動(dòng)，第二、第三級(jí)為圓柱齒輪傳動(dòng)。采用“JS—”的形式表示，其中“J”表示減速器，“S”表示輸送機(jī)，“”表示傳動(dòng)功率千瓦數(shù)。這次設(shè)計(jì)選擇型號(hào)為JS-316三級(jí)圓錐-圓柱減速器。 圖4-4 JS-316三級(jí)圓錐-圓柱減速器 1~4—第一、二、三、四軸；5—箱體；6—冷卻裝置；7、8、9—調(diào)整墊； 10—油標(biāo)尺 （1） 主要技術(shù)參

62、數(shù) JS-316三級(jí)圓錐-圓柱減速器主要技術(shù)參數(shù)如表4-1所示 表4-1 JS-316三級(jí)圓錐-圓柱減速器技術(shù)參數(shù) 減速器型號(hào) 傳動(dòng)功率 （KW） 第一級(jí) 第二級(jí) 第三級(jí) 模數(shù) 齒數(shù) 模數(shù) 齒數(shù) 模數(shù) 齒數(shù) JS-316 316 16 13 36 8 19 80 12 19 59 輸入轉(zhuǎn)矩 傳動(dòng)比 效率 潤(rùn)滑方式 1470r/min 36.207 ≥96％ 侵油、飛濺 冷卻方式 二級(jí)齒輪傳動(dòng)的中心距 三級(jí)齒輪傳動(dòng)的中心距 水冷 410mm 450mm （2）箱體及軸組件 箱體是由高

63、強(qiáng)度球墨鑄鐵（QT500-5）或普通鑄鐵（HT250）材料鑄成的上下箱殼對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。上下箱體用螺栓連接，并用定位銷定位，整體加工成型，以保證安裝和傳動(dòng)的尺寸精度。箱體側(cè)幫加工有一個(gè)定位鍵槽和四個(gè)螺栓孔，以便用鍵定位和用螺栓將減速器固定在機(jī)頭架側(cè)板上；另一側(cè)加工有透氣塞、磁性塞和放油塞等螺栓安裝孔；有的減速器還加工有冷卻裝置、緊鏈器罩和油位尺的安裝孔；箱體的頂部有觀察孔和注油孔，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)用螺釘緊固觀察孔蓋；輸入軸端通過法蘭盤同連接罩及電動(dòng)機(jī)相連；第二、第三和第四軸孔為垂直于輸入軸孔的平行軸孔。 第一軸組件 第一軸由軸圓弧傘齒輪和軸承組成。軸圓弧傘齒輪采用20MnVB、20Cr2Ni4W等優(yōu)質(zhì)合金

64、鋼材，用格里申制或奧利康齒制切制，熱處理表面硬度為HRC58~62，并用圓弧傘齒輪進(jìn)行對(duì)研后，成對(duì)組裝，以保證齒合精度，因此使用更換時(shí)應(yīng)成對(duì)更換。第一軸承組一般用一套雙列向心球面軸承和二套單列向心推力軸承組成。 第二軸組件 第二軸由大圓弧傘齒輪、軸斜齒輪和軸承等件組成。除軸承外其余零件鋼材同軸圓弧傘齒輪。大圓弧傘齒輪的加工和熱處理方法也和軸圓弧傘齒輪一樣，并且一起對(duì)研后，成對(duì)進(jìn)行組裝。一般用平鍵同軸斜齒輪的軸連接，并用擋圈或軸套固定在軸上。 第三軸組件 第三軸由大斜齒輪、軸直齒輪和兩端軸承等組件組成。軸承用兩套雙列向心球面滾子軸承；其余零件的材料和加工方法等均與第二軸軸齒輪相同。 第四軸

65、組件 第四軸是減速器連接鏈輪的輸出軸。通過花鍵或通過齒輪聯(lián)軸器使減速器和鏈輪連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。除帶保險(xiǎn)銷的第四軸部分結(jié)構(gòu)不同外，其余均由大直齒輪軸、軸承組、密封殼體及內(nèi)外密封環(huán)等組件組成。帶保險(xiǎn)銷式的大直齒輪通過平鍵、空心軸、內(nèi)連接盤、保險(xiǎn)銷、外連接盤及端蓋等同軸連接，空心軸用滾針軸承支撐在軸上。 5 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 （1）技術(shù)可行性分析： 本次設(shè)計(jì)通過對(duì)工作需求，工作情況，工作能力與工作量的分析，合理的選擇了刮板輸送機(jī)的型號(hào)。對(duì)刮板輸送機(jī)中的一些關(guān)鍵部位經(jīng)行了選型計(jì)算，其中刮板鏈、鏈輪、鏈輪軸的結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度都基本達(dá)到要求。對(duì)于重要的啟動(dòng)方式運(yùn)用了一些先進(jìn)的工作原理，能達(dá)到合理、高

66、效的目的。 （2）經(jīng)濟(jì)合理性分析 刮板輸送機(jī)作為迄今為止綜采工作面的唯一運(yùn)輸裝備，它與采煤機(jī)、液壓支架很好的配合，相互配合工作，所以選擇刮板輸送機(jī)是毋庸置疑的。本次刮板輸送機(jī)的選型，剛好能夠滿足所需的工作量，并且能順利地運(yùn)行。所以在達(dá)到工作需求的條件下，達(dá)到了投入的最小化的目的下，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)合理的投入。 （3）對(duì)于本次刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)，遵循著先進(jìn)適用性原則，安全可靠性原則與系統(tǒng)優(yōu)化原則來(lái)設(shè)計(jì)。與同類產(chǎn)品相比，本次刮板輸送機(jī)關(guān)鍵部位強(qiáng)度到達(dá)要求，保證了工作運(yùn)行的安全性。在啟動(dòng)方面，采用了相對(duì)先進(jìn)的啟動(dòng)方式，工作系統(tǒng)運(yùn)行也能在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)運(yùn)行。 6 結(jié) 論 本文通過對(duì)刮板輸送機(jī)的整體進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算以及對(duì)其主要傳動(dòng)部件的分析可以得出以下結(jié)論： （1）通過對(duì)刮板輸送機(jī)的選型計(jì)算認(rèn)識(shí)到了刮板輸送機(jī)在工作過程中每個(gè)部件的工作原理，對(duì)于刮板輸送機(jī)有了初步的了解。 （2）本文對(duì)刮板輸送機(jī)的鏈輪進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，通過對(duì)鏈輪多邊形效應(yīng)簡(jiǎn)要的分析得出當(dāng)鏈輪分度圓直徑不變時(shí)，鏈輪齒數(shù)對(duì)動(dòng)載荷的影響。從而通過分析得到鏈輪的齒數(shù)。 （