刮板输送机选型设计论文机电专业.docx
《刮板输送机选型设计论文机电专业.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《刮板输送机选型设计论文机电专业.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
刮板输送机选型设计论文机电专业
1概述
煤矿井下运输机械工作任务繁重，工作条件恶劣[1]。
刮板输送机是一种重要的矿山运输机械。
由于它结构简单、使用寿命长，运转可靠性高、节能高效、输送距离长、密封性能好且维修方便，在冶金、建材、化工、火电、矿山等行业里得到广泛使用。
本文对刮板输送机进行选型设计，主要有以下几方面：
1、介绍了刮板输送机的工作原理和基本结构构成。
2、介绍了刮板输送机的使用范围和主要类型。
3、介绍了刮板输送机的详细选型计算设计（包括刮板输送机的机头、机尾、中间部），并进行强度验算，符合要求。
1.1刮板输送机的工作原理和基本结构组成
刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械[2]。
溜槽是煤炭的承载机构，其牵引推运机构是绕过机头链轮和机尾链轮（或滚筒）而进行循环运动的无极闭合的刮板链。
起动电动机，经液力联轴器、减速器传动链轮而驱动刮板链连续运转，将装在溜槽中的煤炭推运到机头处卸载转运。
各种类型的刮板输送机的组成部件的型式和布置方式不完全相同，但主要结构和基本组成部件是相同的。
刮板输送机一般是由机头部、机身部和机尾部三部分组成，主要功能如下：
1、机头部：
由机头架和安装其上的链轮组件、联轴器、减速箱和电动机组成。
2、机尾部：
机尾架、链轮组件、联轴器、减速箱、电动机。
3、机身部：
中部槽、刮板链、铲煤板、挡煤板。
4、辅助装置：
主要包括紧链装置、推移装置、和锚固定装置。
1.2刮板输送机的使用范围和主要类型
刮板输送机适用于煤层倾角不超过25°的采煤工作面，但对于间作采煤机轨道与机组配合工作的刮板输送机，适用的煤层角度一般不超过10°。
煤层倾角大时，要采用防滑措施。
目前，采煤工作面多使用可弯曲刮板输送机，以适应机械化、综合机械化采煤的需要，与相应的采煤机、金属支架或自移式液压支架配套使用。
刮板输送机的电动机功率从7.5KW-1000KW输送能力从30t/h-3000t/h之间，常用的分类方式有以下几种
[3]：
（1）按牵引的条数和布置方式，可分为单中链、边双联和中双链及三链型刮板输送机。
（2）按溜槽的布置方式，可分为重叠式和并列式溜槽刮板输送机。
（3）按溜槽的结构，可分为开底式和封底式溜槽刮板输送机。
（4）按卸载方式，可分为端卸式和侧卸式刮板输送机。
（5）按功率大小，可分为轻型（单电动机额定功率小于或等于４０KW）、中型（大于40KW,小于等于90KW）和重型（大于90KW）刮板输送机。
2刮板输送机的选型设计计算
1、炮采工作面选型的要求。
工作面要根据煤层的厚薄选用轻型刮板输送机。
顶板较好的工作面，可选用轻型可弯曲的刮板输送机，以便整体移设，缩短回采作面的非生产时间。
顶板较差的工作面，应选用中部槽较窄，可分解移设的刮板输送机，以适应工作面的顶板管理，确保安全生产。
2、采煤机械化对刮板输送机的要求
采煤机械化特别是综合机械化，已经使刮板输送机，采煤机，及液压支架构成了不可分割的整体。
无论在结构上或运转上都是相互关联又相互制约的[4]。
为实现机械化，要求刮板输送机除了要完成运煤，清理机道浮煤外，还要作为采煤机或刨煤机运行的轨道，以及液压支架向前移动的支点。
此外，还要求能在输送机上设置存放电缆，水管和通讯系统的装置；采用无链牵引采煤机时，刮板输送机上还应设有采煤机行走用的齿条，链滚和链环等装置。
3、刮板输送机与采煤机的配合原则。
1）刮板输送机的输送能力必须与采煤机或刨煤机的生产能力相匹配，应使输送机的能力等于或大于采煤机或刨煤机的能力。
2）刮板输送机的结构形式及附件必须能密切与采煤机机构相配套，如采煤机的牵引机构，行政及导向机构，底托架及滑靴机构，电缆及水管的移动方法，是否要求自开切口，是否往更多采煤以及是否连锁控制等。
4、刮板输送机与液压支架的配合原则[5]。
1）刮板输送机中部槽的结构要与支架的架型相匹配。
2）中部槽的长短要与支架宽度相适应。
3）中部槽挡煤板座要与支架推溜千斤顶连接装置相配套。
根据这四项基本原则和实地考察，并综合老师建议及企业日常使用的情况，我们选择了SGW-150型刮板输送机的设计计算。
2.1运输生产能力计算
表2.1技术特征
项 目
单 位
数 值
设计长度
m
200
出厂长度
m
150
输送量
t／h
250
刮板链速度
m／s
0.868
电动机型号
--
DSD—75B
额定功率
KW
2×75
额定转速
r／min
1480
额定电压
（Y／Δ）V
660／1140
减速器速比
--
1：
24.44
刮板链型式
--
边双链
圆环链规格
mm
￠18×64
刮板间距
mm
1024
刮板链间距
mm
-------
中部槽规格
（长×宽×高）
（mm）
1500×630×190
1500×620×180
紧链装置
--
磨擦紧链
卸载方式
--
端卸式
刮板输送机是连续式输送设备，其每秒钟运输能力为:
Q=qv（公斤/秒）（2.1）
式中v—刮伴链运行速度（米/秒）;
Q—输送机上单位长度货载量）（公斤/米）
每小时输送能力为：
Q=3.6qv（吨/小时）（2.2）
刮板输送机工作时，货载沿溜槽连续均匀分布，被刮板链拖带而沿溜槽移动，所以q值与溜槽中货载断面积有关。
Q=1000F（公斤/米）（2.3）
式中F——刮板输送机溜槽中和载断面积（m）
——货载的散集容量（吨/m）
（对于煤炭=0.85-1.0吨/m）
刮板输送机装运和载的最大横截面积与溜槽的结构形式及结构尺寸有关，还与松散煤的堆及角（安息角）有关。
货载的实际断面为F=F（2.4）
F——货载的最大断面积（m）。
F——货载的实际横断面积（m）。
——货载的装满系数。
一般=0.65~0.9，根据不同的工作条件（如工作面倾角，煤的硬度，块度和湿度，刮板输送机溜槽及挡煤板的结构形式等）和使用寿命来选取。
煤的堆积角（安息角）=30~40
所以q=1000F（公斤/米）；
刮板输送机的小时输送能力为：
Q=3600Fv（吨/小时）；
根据实验考察结果我们知道，该刮板输送机的货载最大横断面积F=0.112m；
根据工作条件，工作倾角煤的硬度以及块度和湿度等，我们取=0.8；
货载的散集容量去r=0.9t/m；
刮板链的运行速度为：
v=0.86m/s；
刮板输送机的小时输送能力为：
Q=吨/小时；
Q=250吨/小时选SGW-150型刮板输送机；
图2.1
2.2最大铺设长度计算
SGW-150型刮板输送机的最大铺设长度：
（2.5）
其中--工作倾角
--考虑刮板链绕过两端链轮的附加阻力系数=1.1
--考虑输送机水平弯曲时刮板链与溜槽侧帮之间的附加阻力系数=1.1
N—电动机功率（）
--刮板输送机刮板链的速度
--总传动效率
q--单位长度煤的重力
Q--刮板输送机的额定生产能力
--单位长度刮板链的重力
--煤与溜槽间的摩擦系数=0.4-0.5
--刮板链与溜槽之间的摩擦系数=0.25-0.4
L--刮板输送机的铺设长度
SGW-150型刮板输送机的最大铺设长度：
L=
=266m
根据采煤量以及传动功率，本文选定使用工作面长度为200m。
3刮板输送机机头部和机尾部的设计
在机械化采煤工作面，为了减少或取消工作面两端人工开缺口，尽量实现采煤自开缺口，要求刮板输送机机头部、机尾部队的长度短、高度低。
因此，应尽量做到：
适当减少链轮齿数，降低减速比，提高链速，以缩小减速器体积；采用多电机传动。
用这些方法来减少传动装置结构尺寸。
机头部通常机是刮板输送机的驱动部分，传动型刮板机的机尾部也有传动装置。
因此，除机头架需要一定的卸载高度，并且比机尾架略高，略长一些外，其他精简的机构形式基本相同。
3.1机头部和机尾部结构组成及功能分析
各种类型的刮板输送机的组成部件的型式和布置方式不完全相同，但主要结构和基本组成部件是相同的。
刮板输送机一般是由机头部、；机身部和机尾部三部分组成。
刮板输送机的组成部件[6]：
1、机头部：
由机头架和安装其上的链轮组件、联轴器、减速箱和电动机组成。
2、机尾部：
机尾架、链轮组件、联轴器、减速箱、电动机。
3、机身部：
中部槽、刮板链。
铲煤板、挡煤板。
SGW-150型刮板输送机机头部主要由机头架，传动装置，链轮组件，盲轴，拨链器，舌板，压链块，联梁，推移横梁及推移梁等部件组成。
3.2减速器
减速器[7]是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转距。
减速器所有零部件都安装在球墨铸铁的减速箱壳体内，上下箱壳为对称结构，以适应左右工作面和机关，机尾使用。
但冷却水管和泵组必须根据其工作位置事先安装好。
上下箱体间用螺栓连接。
箱体侧帮上有两个孔，用方头螺栓将减速器固定到机头架侧板上。
减速器靠输入轴一端箱体上有法兰盘，用螺栓连接液力连轴器的连接罩。
连接罩另一端用螺栓连接电动机，使整个传动装置悬挂在机头上。
减速器的轴端形式，按配套需要选用，输入轴有渐开线花键和圆头平键三种。
减速器的适用条件为：
齿轮圆周速度不大于10m/s;安装角度为0~+-25°输入轴的转速不大于1500r/min;工作环境温度为-20°~35°。
能用于正反向运转，由于传动装置采用并列式布置，所以必须有一级锥齿轮传动。
有因刮板输送机的载荷比较大，故采用圆弧锥齿轮。
圆弧锥齿轮具有承载能力大，传动平稳，噪音小的优点。
适用于重载高速传动，因此作为第一级传动。
第二，三级采用斜齿轮或直齿圆柱齿轮，通过更换第二级齿轮，可得到不同的传动比，减速器的传动形式如图3.1：
图3.1减速器的传动形式
3.3链轮组件的几何尺寸及齿形计算
链轮组件主要是有链轮滚筒组成，它是刮板输送机的重要组件。
刮板链有链轮驱动运行，链轮轴是整个输送机承受扭矩最大的零件。
刮板输送机的运输能力愈大，铺设长度愈长，链轮传递的力矩也愈大。
因此，要求链轮具有较高的强度和耐磨性能，还要具有一定的韧性，能够承受工作中的脉动载荷和附加冲击载荷。
所以，链轮选用优质钢材料制造，一般SGW150型的刮板输送机传动链轮用ZG45Mn钢制造。
为了使刮板链与链轮正确啮合运行，减少磨损，延长使用寿命，要求链轮有合理的几何尺寸和较高的加工精度。
滚筒使两个链轮组成一体，它只是传递扭矩，不与刮板链啮合摩擦，一般均用
ZG45Mn钢制造。
3.3.1圆环链链轮的主要技术要求
（1）链轮的齿形和几何尺寸都具有高的啮合效率[8]。
目前，刮板输送机的传动率不断的增加，链速已增加至１m/s以上，链环在受力和磨损后允许链环节距在一定范围内增大。
在上述条件下，要保证链轮和链条的正常啮合，链轮必须具有能满足上述要求的齿形和几何尺寸。
（2）要有较高的使用寿命。
链轮是刮板输送机的易损件之一，它的寿命过短，不但影响输送机的正常运转，而且能影响与之别和的圆环链的使用寿命。
所以，在结构和工艺上要保证链轮有足够的强度、硬度、耐磨性和抗挤压变形强度。
（3）链轮的结构要便于安装与拆卸。
3.3.2链轮的几何尺寸及齿形计算
圆环链链轮的齿形结构和尺寸如图3.2所示,链轮的每一齿距内有两个链环.其中,平卧于齿轮间链窝里的称为平环;松卡在齿宽中间立槽内的称为立环。
链窝的形状与链环的外形想适应,其长度应比链环略长;立槽的宽度L,也比链环棒料的直径稍大.链轮的齿廓为两段圆弧,顶部齿廓圆弧的半径为R1,根据齿廓圆弧的半径为R2.当圆环链的规格D*P和链轮齿数N选定后,链轮的各部分几何尺寸可计算如下:
图3.2圆环链链轮的齿形结构
（1）基本参数
链轮齿数N确
升级会员 