sgz764320型刮板输送机设计(编辑修改稿)

sgz764320型刮板输送机设计(编辑修改稿)内容摘要：

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。 链轮 链轮是刮板输送机传递扭矩最大的部件之一。 对链轮的基本要求是：强度高，耐磨，能承受脉动载荷、冲击载荷，并具有一定的韧性；齿形尺寸参数设计准确、加工精度高，保证与链条进行良好的啮合；无论哪种结构的链轮，都要具备易于拆装的特点。 链轮的材料 选用优质钢材，经铸造或锻造后，进行调质处理。 练窝和齿形表面需经表面淬火处理。 滚筒的内孔为内花键孔，一端与减速器输出轴相联接，另一端与盲轴联接，安装链轮时，应将花键表面擦洗干净并涂上黄油。 如图所示： 图 22 整体式链轮组件 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 1176。 ~ 25176。 ；高速轴的转速不大于 1500r/min；减速器工作的环境温度为 20176。 C ~ +35176。 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齿轮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 中国矿业大学应用技术学院 2020 届毕业设计 第 8 页 送机减速器》标准。 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。 设计的重型刮板输送机的减速器都采用直齿轮锥齿轮。 直齿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 21所示的减速器，第一对齿轮为直齿锥齿轮，第二对为直齿圆柱齿轮，第三对为直齿圆柱齿轮。 箱体用球墨铸铁制造，以保证强度。 在倾斜状态下，第一轴上球轴承也能得到良好的润滑，用油润滑，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，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。 设计的减速器如下图所示 图 23 三级圆锥圆柱齿轮减速器 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。 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。 在工作腔内灌注一定量的工作液体，电动机驱动泵轮旋转 中国矿业大学应用技术学院 2020 届毕业设计 第 9 页 时，泵轮中的工作液体被叶片夹持着同泵轮一起旋转，产生流向外缘的离心力就必定大于涡轮使工作液体产生的离心力压力。 因此，泵轮内的液体沿径向叶片之间的通道向外流动，并在泵轮外缘流入涡轮；同时，由于连续性的缘故，在靠近联轴器轴线的泵轮内缘， 工作液体又从涡轮流回泵轮，形成环流。 于是，工作液体除了绕联轴器轴线进行旋转运动（牵连运动）之外，还要绕泵轮和透平轮所组成的循环圆的中心进行环流运动（相对运动），因此，工作液体的绝对运动的螺管状的复合运动。 进入螺管运动的液体质点在泵轮被加速增压，泵轮的机械能转换成液体的动能，液体进入涡轮后，推动涡轮旋转，液体被减速降压，液体的动能转换成涡轮的机械能而输出做功。 由此可见，液力耦合器是依靠液体环流运动传递能量的，而产生环流的先决条件是泵轮转速大于涡轮转速，即二者之间存在转速差。 当二者转速相等时，液体的环流运动消 失，能量传递也停止了。 根据液力转动的理论，液力耦合器所能传递的力矩 M 用下式计算： 52DnM  式中  —— 转矩系数；  —— 工作液体的重度， 2N/m ； 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。 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。 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。 中国矿业大学应用技术学院 2020 届毕业设计 第 10 页 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。 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，可以在槽帮钢下加焊接底板构成封底槽。 但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。 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。 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： ① 重量大，安装和搬运费时费力； ② 中部槽一般是由 6~15mm 的钢板制成，在受到较大的冲击时易变形，修复比较困难； ③ 耐腐蚀性差； ④ 耐磨性差； ⑤ 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。 本次设计的刮板输送机挡煤板为超高分子量聚乙烯挡煤板， 超高分子量聚乙烯纤维 (简称 UHMWPE)，又叫高强 PE纤维，是当今世界三大高科技纤维（碳纤维、芳纶和超高分子量聚乙烯纤维）之一，也是世界上最坚韧的纤维。 其 “ 轻薄如纸、坚硬如钢 ” ，强度是钢铁的 15倍 超高分子量聚乙烯的特性 超高分子量聚乙烯是一种性能优制的工 程塑料，如板高的耐磨、抗冲击性能、很低的磨擦系数、良好的自润滑性能，优良的耐低温、耐化学腐蚀等 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，降低摩擦系数，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。 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》（ MT10285）。 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内，可在尾部过度槽的下翼缘装设上链器。 中国矿业大学应用技术学院 2020 届毕业设计 第 11 页 中部槽受煤和刮板链的剧烈摩擦，是使用量和消耗量最大的部件。 中部槽的井下使用寿命，目前是按过煤量衡量。 《刮板输送机通用技术条件》种规定的过煤量列于表 21中。 表 21 中部槽过煤 量 槽宽/mm 280 320 420 520 (620) 630 730 764 830 轻型 ≥ 6 ≥ 8 ≥ 12 ≥ 20 ≥ 30 ≥ 40 中型 ≥ 60 重型 ≥ 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 型为中单链和中双链用，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、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。 中国矿业大学应用技术学院 2020 届毕业设计。