1、 摘 要I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
2、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
3、；减速器；机头部；机尾部；液力耦合器河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 目 录II目录1 概 述 .11.1 技术现状 .11.2 刮板输送机的发展趋势 .12 主要部件的结构和设计要求 .32.1 机头部 .32.1.1 机头架 .42.1.2 链轮 .52.1.3 减速器 .52.1.4 盲轴 .72.1.5 联轴器 .72.1.6 电动机 .82.2 机尾部 .92.3 中部槽及附属部件 .92.4 刮板链 .112.5 紧链装置 .132.6 推移装置 .152.7 锚固装置 .153 总体方案的确定 .163.1 主要技术参数 .163.2 电动机的选择 .163.2.1 运输
4、能力计算 .17按连续运行的计算公式为： .173.3 总传动比及传动比的分配 .173.3.1 总传动比的确定 .173.3.2 传动比的分配 .173.4 各级传动计算 .183.4.1 各轴转速计算 .183.4.2 各轴功率计算 .183.4.3 各轴扭矩计算 .193.5 轴的设计及强度校核 .32河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 目 录III3.5.1 高速轴轴的设计 .323.5.2 轴的设计 .353.5.3 轴的设计 .363.5.4 输出轴的设计 .374 减速器键、轴承的校核 .394.1 减速器键的校核 .394.1.1 轴键的校核 .394.1.2 轴键的校核
5、 .394.1.3 轴键的校核 .394.1.4 输出轴键的校核 .394.2 减速器轴承的校核 .404.2.1 验算轴轴承寿命 .404.2.2 验算轴轴承寿命 .414.2.3 验算轴轴承寿命 .414.2.4 验算输出轴轴承寿命 .425 箱体及附件的设计校核 .445.1 轴的强度校核 .455.1.1 轴的受力分析 .455.2 齿轮详细参数 .486 液力联轴器概述 .49结 论 .50附 录 .51参考文 献 .53致 谢 .54河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 第一章 概述11 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
6、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 4800kW，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 3700kW，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
7、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、
8、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。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 20 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
9、，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油缸的固定点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆、水管、乳化液管等。挂板输送机在综合采煤工作面与河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 第一章 概述2采煤机和液压支架配套工作。刮板输送机在煤矿是使用量大、消耗多的重要设备。多年来，我国制造的刮板输送机有几十种型号。目前，我国制造的最大的刮板输送机运输能力为 900t/h；装机总功率为 320kW；一条牵引链的破断负荷为 85t；沿水平线的运输距离为 150 米；整机全部重量为 204t。为使刮板输送机的生产达到标准化、系列化和通用化，提高产品的制造质量，我
10、国于 1991年制定并发布了矿用刮板输送机型式与参数(MT15-1991),1993 年制定并发布了刮板输送机通用技术条件 （MT105-1993） 。 矿用刮板输送机型式与参数是产品系列的规划，是今后一个时期设计制造产品的依据。 刮板输送机通用技术条件规定了刮板输送机的主要质量标准和技术要求，以提高产品质量。矿用刮板输送机按刮板链是形式分三种：中单链型、中双链型、边双链型。系列型谱中的刮板输送机都采用以矿用高其强度圆环链制成的刮板链。 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 90
11、kW 的为重型。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 2 75KW 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。河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 第二章 主要部件的结构和设计要求32 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：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
12、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内的装置；用于机械采煤的工作面刮板输送机，机头架的外廓尺寸和结构形式应便于采煤机自切开口；用于采煤机的工作面刮板输送机，应结合技术上的需要，能装设下列部分或全部附属部件：采煤机的导向装置；铲煤板；挡煤板；无链牵引采煤机的齿轨；放置电缆、水管、乳化液管路的槽或支架；在机头部和机尾部能安装采煤机外牵引
13、的传动部装置，牵引链的固定装置或刨煤机机构传动装置和控制保护装置；用于综采工作面的刮板输送机，相关的外廓尺寸应与采煤机和液压支架相配；刮板输送机沿倾斜面铺设，在工作中有下滑可能时，应有防滑锚固装置；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。2.1 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、寿命等河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 第二章 主要部件的结构和设计要求4方面都有了很大的提高。同时，卸载高度的
14、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。图 2-1 为一种轻型边双链式刮板输送机的机头部。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
15、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。链轮用花键与减河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 第二章 主要部件的结构和设计要求5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
16、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。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
17、：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-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，因为液力耦合器不河南
18、理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 第二章 主要部件的结构和设计要求6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。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
19、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
20、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。河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文） 第二章 主要部件的结构和设计要求7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
21、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
22、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：(2-1)52Dn式中 转矩系数；工作液体的重度， ；2N/m泵轮的转速，r/min；n
