煤矿矿井提升与运输选型计算的说明书已排版.docx
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太原理工大学阳泉学院毕业设计
前言
毕业设计是高校教学中最后一个环节，它是在学生学习了一系列专业基础课程和专业
课程，并且在实习、实践基础上，利用自己所学知识，结合生产实际，在老师指导、帮助
下，自行设计与解决实际问题的过程。
它是学生三年大学课程的一次全面总结和综合利用，
通过毕业设计不仅可以巩固所学的专业知识，而且可接触实际，发现不足，开拓视野，在
实践中检验和丰富所学知识，增强分析和解决问题能力，因此它是非常重要的一个环节。
随着社会主义建设与改革开放的深入，与在当前市场经济条件下激烈的竞争，一切企
业必须进行深刻改革与创新，更对我们工程技术人员提出了严峻要求，我们不仅要有专业
技术方面的能力，更要有经济头脑，我们所设计与提供的产品，将是更为轻巧、灵便、美
观、经济的，所以我们在设计中要大胆革新，换新见解、新方案，紧密联系所学知识，向
最优秀化靠近。
由于设计者水平、时间、资料有限，设计中错误在所难免，恳请各位老师导。
太原理工大学阳泉学院毕业设计
摘要....................................................................1
第一章绪论................................................................2
第一节矿山运输设备在现代矿井生产中的作用..............................2
第二节矿井运输设备的类型.............................................2
第三节国内外矿井运输设备发展状况.....................................3
第二章刮板输送机..........................................................5
第一节概述.............................................................5
第二节刮板输送机的结构特点及功能分析...................................7
第三节刮板输送机的选型计算............................................11
第四节工作面刮板机的使用维护与问题诊断................................14
第三章顺槽转载机.........................................................18
第一节概述............................................................18
第二节顺槽桥式转载机的结构特点及功能分析..............................18
第三节顺槽转载机的选择................................................19
第四节顺槽转载机的使用与维护..........................................20
第四章可伸缩带式输送机...................................................21
第一节概述............................................................21
第二节带式输送机结构特点及功能分析....................................23
第三节可伸缩胶带输送机选型计算........................................25
第四节可伸缩胶带输送机的使用与维护....................................28
第五章矿用电机车.........................................................32
第一节概述............................................................32
第二节矿用电机车的构造及其原理........................................32
第三节电机车运输选型计算..............................................34
第四节矿用电机车的操作与维护..........................................38
结束语.....................................................................42参考文献...................................................................43
致谢.....................................................................44
Ⅱ
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摘要
在矿井的生产中，矿井运输占有重要的地位。
其中，矿用的采煤机，刮板运输机，胶
带输送机，矿用电机车是井下运输中的核心设备，这些集机械、电子、液压于一体的器械
的有机组合，大大增加的煤矿的运输、生产效率。
本次设计的主要目的是根据自己所选的潞安煤矿，选择矿井运输设备（刮板运输机、
胶带输送机、矿用电机车），其中对刮板机运输机和胶带输送机的空重段承载量的计算，
各点张力的计算，对与链与拖锟、滚筒刚度的校核组成了本次设计的核心内容。
此次设计
是对自己机械方面综合知识的测试与考验。
关键词：
刮板机；胶带机；电机车；校核；使用与维护；
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第一章绪论
第一节矿山运输设备在现代矿井生产中的作用
煤炭是我国主要的能源和重要的化工原料，自建国以来，为促进国民经济的发展，煤
炭行业已经取得了举世瞩目的伟大成就，我国煤炭储量居世界前列，原煤产量从1949年
的0.32亿吨，到2003年突破13亿吨，成为世界第一产煤大国，目前煤炭在今后相当长
的时期内仍将是第一位的主要能源。
矿山运输是煤炭生产中非常重要的环节，从井下采煤工作面采出的煤炭，只有通过矿
井运输和提升将其运到地面，才能够加以利用。
矿井运输和提升在矿井生产中担负着以下
任务：
1.将工作面产出的煤炭运送到地面装车站；2.将掘进出来的矸石运往地面矸石场或
矸石综合加工厂；3.将井下生产所必需的材料、设备运往工作面或其他工作场所；4.运送
井下工作人员。
可以说矿井运输是矿井生产的“动脉”和“咽喉”，其设备在工作中一旦
发生故障，将直接影响生产，甚至造成人身伤害。
此外矿井运输的耗电量很大，一般占矿
井生产总耗电量的50%以上。
因此，合理选择维护使用这些设备，使之安全可靠，经济高
效的运行，对保证矿井安全高效的生产，提高煤炭企业经济效益，具有重要的闲适意义。
由于矿井运输设备是在井下巷道内工作，空间受到限制，故要求它们结构紧凑，外部
尺寸尽量小；同时因工作地点经常变化，又要求其中的许多设备应便于移置；另外，由于
井下有瓦斯、煤尘、淋水、潮湿等特殊环境，还要求设备防爆耐腐蚀等。
第二节矿井运输设备的类型
矿井运输设备的类型按其动作方式不同可分为连续动作式运输设备和周期动作式运输
设备两大类：
按用途不同可分为主要运输设备和辅助运输设备。
一、连续动作方式运输设备连续动作式运输设备是当设备启动后，能连续不断地运输
货载。
常见类型如下：
1）输送机如刮板输送机、带式输送机、杓斗提升机等；
2）无极绳运输设备这种运输方式是将货载装在矿车中用无极连续运转的钢丝绳
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牵引矿车在轨道上运行，矿车与钢丝绳之间通过连接装置挂钩或摘钩。
这种方式可用于井
下或地面水平运输及倾角小于15°的斜巷运输；
3）风力或水力运输设备主要设备为空压机，高压水泵及运输管道或运输槽，这
种方式可分为利用压缩空气或高压水在管道内运送货载的有压运输和利用自然坡度在铁
槽内运送货载的无压水力运输两种。
水力运输适用于水力采煤或旱采水运矿井；
4）自重运输即在坡度较大的情况下，利用货载本身的自重分力，使货载沿斜坡
向下连续自溜运输。
二、周期动作式运输设备
周期动作式运输设备以一定的循环方式周期的运送货载，在输送中经常控制其运行方
向。
1）机车运输设备用机车牵引一组矿车在轨道上往返周期的运送货载，是我国目前
水平巷道长距离运输的主要方式之一；
2）有极绳运输设备用有极往复运行的钢丝绳牵引单个或一组矿车子轨道上往复运
行。
多用作小型矿井的主斜井提升或一般矿井的采区上下山辅助运输等；
3）矿井提升设备利用提升滚筒传动的钢丝绳牵引提升容器在井筒内往返运行，完
成提升或下放人员及货载任务。
三、辅助运输设备
一般指除了运煤以外的运输设备，主要类型有：
（1）卡轨车；
（2）单轨吊车；（3）架
空索道；（4）推车机或爬车机；（5）无轨车。
第三节国内外矿井运输设备发展状况
建国以来，我国矿山运输设备在技术上有了很大的发展。
各种运输设备均能批量生产
并投入使用。
刮板运输机运用极广，种类有很多，有单链、双链、三链之分。
目前国外工作面刮板
输送机的最大工作长度达到450m，最大输送能力达到5000t/h，最大功率达到2000kw。
我
国最新研制装机容量和生产能力最大的刮板输送机装机功率也超过500kw，链速达到
1.21m/s，输送长度达到200m以上，工作能力达到1000t/h。
在带式输送机方面，近年来
国内外带式输送机向着长距离，高带速，大运量，大功率，长寿命，低能耗智能化方向发
展。
这是高产高效节约化矿井生产的需要。
目前国外在矿井下使用的带式输送机已经达到
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主要技术指标见下表1.1：
表1—1国外带式输送机的主要技术指标
国外300～500万吨/年高产高效矿井
主要参数
采区平巷可伸缩带式输送大巷与斜井固定式强力带
机式输送机
运距/m2000～3000＞3000
带速/m3.5～44～5最大8
输送量/t250～030003000～4000
驱动总功率/kw1200～20001500～3000最大10100
我国生产的带式输送机技术水平也有很大的提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输
送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。
我国对带式输送机的关键技术及
其主要部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软启动和制动装置以及以PLC为
核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。
目前，我国
煤矿井下用带式输送机的技术指标如下表1.2：
表1—2国内带式输送机的主要指标
大巷与斜井固定强力带式
主要参数可伸缩带式输送机输送机
运距（m）1000～20001000～4000
带速（m/s）2～3.52.5～4
驱动总功率（kw）25～0750750～1500
输送量（t/h）800～18001000～2000
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第二章刮板输送机
第一节概述
一、概述：
矿井运输工作的任务，是将工作面采下的煤经井下巷道运至地面装车站或选煤厂；将
掘进工作面的矸石运到矸石场，；同时又以相反的方向把井下生产所需要的器材，设备等
运送到工作地点。
运输工作是矿井生产的重要环节。
井下运输某一环节中断，会使回采工
作面或掘进工作面陷于停顿状态，若主要干线运输工作发生故障，则会导致全矿井的停产。
因此，为确保矿井的正常生产，必须重视矿井运输工作。
采煤工作面的运输，是煤矿生产的重要环节。
我国采煤工作面使用的主要运输机械是
刮板输送机。
刮板输送机运转正常，采煤工作面的煤就能及时运出，生产就能正常进行。
如果发生故障，整个工作面就要停产。
刮板输送机是目前长壁式采煤工作面唯一的运输设
备。
虽然其类型和组成部件的形式多种多样，但基本组成与工作原理相同。
刮板输送机的
主要组成部分有：
机头部（包括机头架、驱动装置、链轮组件等）、中间部（包括溜槽、
刮板链等）、机尾部（包括机尾架、驱动装置、链轮组件等）和附属装置（铲煤板、挡煤
板、紧链器等）及供移动输送机用的推移装置。
刮板输送机向上运输最大倾角不得大于
25°，向下运输不得超过20°.兼作采煤机轨道的刮板输送机，当工作面倾角超过20°时，
为防止采煤机机身及煤的重力分力以及振动冲击引起的刮板输送机机身下滑，应采取防滑
措施。
轻型刮板输送机适用于炮采工作面，少数轻型适用于小型机采工作面；中型主要用
于普采工作面；重型主要用于综采工作面，此外在平巷和联络眼、采区平巷、上下山也可
使用刮板输送机运送煤炭。
二、刮板输送机的工作原理：
一条元极的刮板链2被主动链轮1带动做循环运动。
刮板链在上、下溜槽3中移动，
将装在溜槽中的煤炭运走。
机尾链轮4可以是主动轮也可以是导向轮。
为了保证刮板链与
链轮正常啮合，必须将链子用拉紧装置5拉紧。
刮板链在溜槽中的运动中，链子运动速度不均匀，周期性的忽快忽慢。
这是因为链轮
齿数有限，链子绕链轮转动时实际上是按多边形运动而不是按圆形运动。
由于链子运动的
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周期变化，因而在链子中产生周期性动负荷，这是所有以链子为牵引机构的输送机的特征。
因此刮板输送机的牵引链上不仅作用有静张力，而且还有动张力。
图2-1刮板输送机原理图
1-主动链轮2-刮板连3-上、下溜槽4-机尾链轮5-拉紧装置
刮板输送机的运行阻力有很多种：
①货载及刮板链在溜槽中运行时的移动阻力（直线部分），该阻力与运行方向相反。
②倾斜运输时，货载及刮板链的自重分力。
向上运输时与运行方向相反，增大运输阻力；
向下运输时与运行方向相同，成为动力，减少运行阻力。
③刮板链绕过两端链轮时链条弯曲阻力及轴承阻力。
④传动装置的阻力（包括链轮组件轴承、减速器齿轮、轴承阻力及液力耦合器效率）。
⑤可弯曲刮板输送机水平弯曲时刮板链与溜槽侧帮之间的附加摩擦力。
⑥其他附加运行阻力，如刮板链与压链块的附加摩擦力等。
三、工作面用的刮板输送机，按工作需要，对其结构有如下要求：
⑴能用于左或右工作面；
⑵各部件便于在井下拆装和运输；
⑶同一型号的部件安装尺寸和连接尺寸应保证相同，同类部件应保证通用互换；
⑷刮板链安装后，在正，反方向都能顺利运行；
⑸有紧链装置，具有操作方便，安全可靠。
⑹能不拆卸用机械推移，为此，应有便于安装推移装置的链接点；
⑺要有足够的强度刚度和耐磨性；
⑻从端部卸载的刮板输送机，机头架应有足够的拆卸高度，防止空鼓刮板链返程带回煤；
⑼一般应有上链器。
上链器是供刮板链在下槽脱出时通过返回槽内的装置；
⑽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，应便于采煤机自开
切口；
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⑾用于机械采煤的工作面刮板输送机，应结合技术的需要，能装设下列部分或全部附属部
件：
①采煤机的导向装置；
②铲煤板；
③挡煤板；
④无链牵引采煤机的齿轨；
⑤放置电缆、水管、乳化液、管路的槽或支座；
⑥在机头部和机尾部能安装采煤机外牵引的传动装置，牵引链的固定装置和刨煤机的
传动装置和控制保护装置；
⑿用于综采工作面的刮板输送机，相关的外廓尺寸与采煤机和液压支架相配；
⒀刮板输送机沿倾斜铺设，在工作中有下滑可能时应有防滑固定装置。
第二节刮板输送机的结构特点及功能分析
刮板机的结构大致分为：
机头、机身、机尾和辅助设备四大部分。
一、机头：
机头部有机头架、电动机、液力联轴器、减速器、机头主轴和导链轮组成，是刮板输
送机的传动装置。
机头的作用是由电动机驱动，经过联轴器、减速器、机头主轴和导链轮，
带动刮板链在溜槽内运行，从而把煤运出。
（一）减速器
我国现行生产的双边链和中双链刮板输送机的传动装置均为并列式布置（电动机轴与
传动链轮垂直），故都采用三级圆锥圆柱齿轮减速器，减速器的箱体结构为剖分式对称结
构。
（二）联轴器
1.而其中联轴器式输送机传动装置的一部分，主要作用是将电动机轴和减速器轴连接起来
传递转矩，有的联轴器还可以起到保护作用。
2.刮板输送机常用的联轴器有以下几种：
①木销联轴器：
是刚性联轴器的一种，用于SGD-II型输送机上
②螺栓联轴器：
是由两个半联轴器用大个螺栓连接起来，也属于刚性联轴器，常用于小
型运输机上。
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③弹性圆柱销联轴器：
该联轴器在连接两个半联轴器的圆柱销外面套上弹性橡胶圈，借
助弹性圈能缓和一部分冲击，也能补偿少量轴线偏差，用于SGWD-22型输送机上。
④胶带联轴器：
这是一种利用胶带来连接兩轴的弹性联轴器，再SGW-44型输送机上与液
力联轴器配合使用。
⑤液力耦合器:
是借助液体动能传递力矩的液力组件，结构如图1-1，他主要由泵轮，涡
轮，外壳这3个主要部件组成。
轮泵轮
平
透
电动机
图2-2液力耦合器结构简图
3.液力耦合器和其它联轴器一样，是安装与电动机和减速器之间的传动部件。
煤矿井下用
刮板输送机，经常为满载起动，工作条件是非常恶劣的，运行中会遇到刮、卡等现象，引
起冲击和振动。
由于液力联轴器的一系列优点能满足井下输送机的工作要求，所以近年来
在运输机械中得到了广泛应用。
这里作简单的介绍：
1）液力耦合器原理：
泵轮，外壳与弹性联轴器通过螺栓联接，借助两个滚动轴承支撑在轴套上，通过弹性
联轴器与电动机联接，起着主动轴的作用。
涡轮与泵轮相对布置，用铆钉固定在轴套上，
通过轴套内花键与减速器输入轴链接，起着从动轴的作用。
轴套使轴套使泵轮与涡轮互为
支撑，因而主动轴与从动轴是一种无刚性的机械连接两者之间可以相互自由转动。
2）液力耦合器的结构：
它是由泵轮、透平轮、外壳、弹性联轴器等组成。
泵轮和透平轮是它的主要工作零件，
内有平面径向叶片，两者组成若干个环形工作腔，泵轮为主动端。
通过弹性联轴器与电动
机轴相连。
透平轮为从动端，与减速器相连。
泵论和机械论之间无机械联接，可自由转动，
外壳由高强度铝合金铸成，其上设有定量注油孔和易熔合金保护塞。
定量注液孔保证向液
力联轴器内注入定量的工作液体（一般用20号机械油或22号透平油），以保证传动装置
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的出力不会超过传动装置的最大功率。
易熔合金保护塞的作用是，当工作液体温度过高时，
易熔合金塞融化，工作液体从腔内喷出，使泵轮空转，从而保证原动机械和其他传动部件
不致损坏。
易熔合金的熔点一般为100～140℃.液力耦合器是利用液体来传递能量的一种
传动装置，具有使用方便，启动力矩大，能防止原动机械过载等一系列优点。
在输送机等
机械设备中采用液力耦合器的优点是：
a起动平稳、省电节能、提高启动能力、改善电动机的起动性能；
b具有过载保护作用；
c能消除工作机构的冲击和振动，减轻工作机构的动应力；
d在多电动机的传动系统中，能使各电动机的负荷分配均匀。
3）液力耦合器的使用和维护
（1）液力耦合器的使用注意事项
①油质和充液量的多少决定着液力耦合器所能传递的力矩和使用寿命，因此应严格按照规
定的功率以及产品说明书和操作规程，给液力耦合器注入定量规定品种的油液。
②严禁以水代油，因我国目前设计的液力耦合器大多都是以油液为工作介质，多数用22
号汽轮机油。
如果用水或矿井水替代，必将锈蚀、磨损轴承，破坏密封，损坏设备。
③装到设备上的液力耦合器，禁止取掉保护罩；保护罩若有损坏，必须及时修理或更换，
以免碰伤液力耦合器。
④司机应经常观察液力耦合器的运转情况，如发现有异音、摇摆和振动等不良现象，要及
时检查与排除，发现漏油要及时采取修理或更换措施。
⑤要有备用的易熔合金保护塞。
一旦油温超过允许值，保护塞熔化，工作液体喷出后，应
当找出油温高的原因。
采取措施予以克服，然后按规定充油，重新换上备用的保护塞。
易
熔合金决不允许用木塞、螺栓之类代替。
⑥输送机应空载启动，严禁输送机停止时采煤、装煤，以免造成过载启动和正、反向频繁
启动而导致液力耦合器发展油液温升过快和温度过高，影响正常生产。
（2）液力耦合器的拆装与维修注意事项
①拆装液力耦合器时，应注意泵轮、外壳和辅助室外壳的位置不要错动，更换的螺栓、螺
母应规格一致，以防破坏其平衡性能。
②液力耦合器在拆卸前应将其表面煤粉等赃物清洁干净，拆卸时不要用鎯头敲击，外壳与
泵轮连接螺丝卸开后，要用螺丝钉开外壳和泵轮，不能用扁铲等工具凿，以免损坏设备。
③卸开的液力耦合器要仔细检查叶片有无损坏、裂纹，各个流道孔及流道是否畅通，滚动
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轴承磨损情况及密封是否完好等。
检修后的液力耦合器要用煤油很好地清洗，保证流道内
没有污物，清洗后应擦干保存好，防止再落入其他赃物。
④于检修后重新组装的液力耦合器，除应保证泵轮与透平轮的相对转动自由、灵活外，还
应进行整体静、动平衡试验和密封性耐压试验。
（三）机头架与链轮组件
机头架是支承和装配机头传动装置（电动机、液力耦合器、减速器）、链轮组件、盲
轴及其他附属装置的构件。
链轮组件主要有链轮、滚筒组成，他是刮板输送机的重要传动部件，刮板链靠链轮驱
动运行，；链轮轴是整个输送机承受扭矩最大的零件。
刮板输送机的铺设长度越长，则链
轮传递的力矩也就越大，为此要求链轮既要有较高的强度和耐磨性，又要具有良好的韧性，
能够承受工作中的冲击载荷，故链轮均用优质钢材制成。
链轮分为：
剖分式和整体式。
二、机尾部
机尾部是由机尾架、机尾轴、紧链装置，导链轮或机尾滚筒组成。
紧链装置
是用来调节刮板链的松紧的。
第一种紧链方式使用的是紧链器有三种：
棘轮紧链器、摩擦轮紧链器、闸盘紧链器。
第二种紧链方式使用的是液压马达，安在连接筒上，减速箱一轴上装紧链齿轮，液压
马达紧链装置的液压系统及机械传动系统。
紧链时，将操作手把搬到至J位，惰轮将主减
速器一轴上的紧链齿轮与紧链减速器上的齿轮啮合。
手动换向阀搬到紧链位置，压力液经
梭阀进入液控锁客服弹簧压力，使插爪从齿槽中脱出，与此同时向液压马达供压力液液压
马达带动机头链轮反转紧链，紧链力的大小用溢流阀调节，由压力表上的读数经换算得到。
紧链运转时，压力表上升到规定的压力值，即表明已达到了规定的紧链力。
将手动换向阀
搬到中间位置，马达停止，液控锁卸压,再弹簧作用下插爪插入齿轮的齿槽，刮板链保持
张紧状态。
拆去多余的链段，接好链子后，将手动换向阀搬到运转位置，液压马达带动接
好的刮板链运转，紧链挂钩松开后，停止马达运转，卸除紧链挂钩，将操作手把搬到K位
置，惰轮脱开紧链齿轮，关断截止阀，完成紧链操作。
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