【毕业设计】刮板输送机设计

„„„„„„„„„„„„„总体方案的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主要技术参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„电动机的选„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„运输能力的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„总传动比及传动比的分配„„„„„„„„„„„„„„„„„„„总传动比的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„传动比的分配„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„各级传动计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„各轴转速计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„各轴功率计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„各轴扭矩计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„轴的设计及强度校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„高速轴Ⅰ轴的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅱ轴的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅲ轴的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„输出轴的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„减速器键轴承的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„减速器键的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅰ轴键的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅱ轴键的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅲ轴键的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„输出轴键的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„减速器轴承的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„验算Ⅰ轴轴承寿命„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„验算Ⅱ轴轴承寿命„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„验算Ⅲ轴轴承寿命„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„验算输出轴轴承寿命„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„箱体及附件的设计校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„轴的强度校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„轴的受力分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„齿轮详细参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„液力耦合器概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„英语翻译„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„英文原文„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„中文译文„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„概述近年来随着高产高效集约化矿井的迅速发展，煤矿都在争取实现矿井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。

技术现状世纪年代以来，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，装机功率，运距。

国内自主研发的刮板输送机运量已达，装机功率，运距。

随着神东等大型煤炭基地工作面的出现，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体化技术的运用将成为今后刮板输送机发展的重要标志。

刮板输送机的发展趋势刮板输送机是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链拖拉，在中部槽内滑行到卸载端卸下。

般的刮板输送机能在以下的条件使用。

刮板输送机在使用只能感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敛都在槽内滑行，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。

用刮板输送机运输散碎物料的方式世纪初出现于工业发达的英国。

早期的刮板输送机长度只有几十米功率小，牵引链的强度也不高。

经过多年的改进和发展，目前综合采矿用的刮板输送机除了运煤之外，还有四中功能给采煤机做运行轨道，为拉移液压支架作升缩降低也为综采配套带来了便利。

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。

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，有效硬化层深度达以上，使用寿命可达到万过媒量。

另外，从链轮的齿形上加以改进，例如，公司设计的型链轮与常规链轮就有很大区别，这种链轮始终有各轮齿带动整个载荷。

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。

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。

图为德国研制的阀控充液式液力耦合器。

图阀控充液式液力耦合器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。

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。

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。

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，寿命已达万。

为了进步提高使用寿命，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所示。

槽帮上采用上下分体设计，如图所示，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条焊缝，中部槽侧的条焊缝中，只有上槽帮内侧的条焊缝经受磨损，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倍，所以首先断裂的总是哑铃。

图四节式槽帮钢设计及磨损轮廓中部槽的另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。

该形式中部槽在型中双链交叉侧卸工作面刮板输送机中得到了成功应用。

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，国产圆环链最大到紧凑链，抗拉强度为，国外圆环链最大到紧凑链，抗拉强度为。

随着圆环链尺寸的不断增大，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。

材料及工艺为了提高圆环链的抗拉强度，目前国外级和级大规格圆环链在材料方面用，和精练钢，拉伸强度极限。

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