刮板输送机选型解读

目录摘要 1Abstract2第一章概述 31.1刮板 送机的基本 成及工作原理31.2刮板 送机的 型、适用范 与特点41.3刮板 送机型号的 成及排列51.4刮板 送机的 展 5第二章刮板输送机的结构与功能92.1机 部、机尾部92.2中 部142.3附属装置18第三章刮板输送机的选型计算法则213.1运 能力的 算213.2运 阻力的 算233.3 引力与 机功率的 算253.4刮板 度的 算29第四章刮板输送机的选型计算 384.1原始数据384.2运 能力 算384.3运 阻力 算324.4 机功率的 算334.5刮板 度的 算334.6主要部件清 34参考文献 35致谢 36第I页共页内容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。本刮板输送机与 MG300/700-WD采煤机配套使用，运量可达800t/h ，技术先进，工作可靠，是大型综采配套设备的优秀机型。论文最后得出了适应一定场合的刮板输送机的相关尺寸数据 . 可以根据这些数据进行生产制造 . 通过设计过程熟识了一般机械的设计过程 , 为以后其他类型机械的设计打下了基础 .关键词：刮板输送机；减速器；机头部；机尾部；液力偶合器。第1页共 38 页Content SummaryKey Words: Armoured Face Conveyors; Gearbox; The end of conveyors; Return endconveyors; Fluid coupling.第一章概述1.1 刮板输送机的基本组成及工作原理刮板输送机是一种以挠性体作为牵引机构的连续动作式运输机械，它主要用于回采工作面或顺槽等其他场所，是目前长壁式采煤工作面惟一的运输设备。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则相同。刮板输送机的基本组成如图1-1 所示，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（电缆槽、紧链器等）。1机头部2、6机头、尾过渡槽3变线槽4中部槽5开天窗槽7机尾部8刮板链9销轨10销轨座11电缆槽图 1-1第2页共 38 页刮板输送机的牵引机构是绕经机头链轮和机尾链轮（或滚筒）进行循环运动的无极闭合的刮板链，承载机构是溜槽。起动电动机，经液力耦合器、减速器、传动链轮而驱动刮板链连续运行， 将装在溜槽上的货载从机尾运到机头处卸载。一般情况下， 溜槽上部装载，下部回空链。在运行过程中，由于链轮的轮齿依次与刮板链的链环啮合，刮板链绕经链轮时为多边形运动，而不是按圆周运动，因而刮板链在运行中速度和加速度都发生周期性的变化。1.2 刮板输送机的类型、适用范围与特点1.2.1类型国内外现行生产和使用的刮板输送机类型很多，常用的分类方式有以下几种：（ 1） 按机头卸载方式和结构，分为端卸式、侧卸式和90转弯刮板输送机。（ 2） 按溜槽布置方式和结构，分为重叠和并列式、敞底式与封底式溜槽刮板输送机。（ 3） 按刮板链的数目和布置方式，分为中单链、边双链和中双链刮板输送机。（ 4） 按单电动机额定功率大小，分为轻型（P 75kW）、中型（ 75kWP 110kW）、重型（110kWP200kW）、超重型（ P200kW）刮板输送机。自从 40 年代刮板输送机问世以来，历经 50 余年，世界各国的刮板输送机在各个方面已经取得了很大的发展，并各自形成了系列产品，其元件如圆环链、链轮、开口式接链环2和刮板等均已有国际标准。圆环链的机械性能由B 级（最小破断应力630N/mm）发展到 D2级（最小破断应力1000N/mm）。圆环链的规格发展到 38137mm（双链）、 42152mm（单链）。溜槽的宽度发展到 1000mm以上。刮板输送机的输送能力发展到 1500t/h 3500t/h 。电动机最大功率发展到 3525kW。我国的刮板输送机尽管在近年来发展较快，但与世界先进国家相比，还有一定的差距。1.2.2适用范围( 1) 煤层倾角刮板输送机向上运输最大倾角不得超过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10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。（2）使用环境条件：海拔不大于2000m；环境温度 50C 350C；无长期连续淋第3页共 38 页水的地方；有甲烷、煤尘等爆炸性气体的环境；煤矿井下采掘工作面。(3) 采煤工艺和采煤方法刮板输送机适用于长壁工作面的采煤工艺。轻型适用于炮采工作面，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。此外有平巷和联络眼、采区平巷、上下山也可使用刮板输送机运送煤炭。1.2.3特点（1）由于刮板输送机特殊的结构和工作环境，显示出了它的以下优点：机身低矮，占空间小；可以水平弯曲，随采煤机的移动而推移，减小了控顶距；能够垂直弯曲，可以弥补底板高低不平的影响；结构强度高，能够适应采煤工作面较恶劣的工作环境；可以作采煤机的运行轨道，还可兼作移架时的支点；推移输送机时，铲煤板可以自动清扫机道浮煤；挡煤板可以增加装煤断面积，防止煤抛到采空区，它上边的电缆、水管槽架对其起保护作用。所以，刮板输送机迄今为止仍是综采工作面惟一的运输设备。（2）刮板输送机的缺点：在工作过程中，刮板链和货载要克服很大的摩擦阻力在溜槽中运行，因此消耗功率很大。运输效率低、运输中货载破碎性大。使用维护不当时易出现掉链、漂链、卡链、甚至断链事故；运输距离受到一定限制。1.3 刮板输送机型号的组成及排列1.4 刮板输送机的发展趋势1.4.1发展大运量、大功率刮板输送机迫在眉睫随着高产、高效工作面的提出， 发展大运量、 长距离、大功率刮板输送机已迫在眉睫。第4页共 38 页对国内煤矿来说， 日产 7000t 10000t 的原煤工作面， 其技术手段和回采工艺已趋于成熟，急待开发与之配套的综采设备。近年来，某些刮板输送机制造用的钢材正在研制中，有些工艺和装备已逐步解决。在开发中，注重输送机基本部件的研究。寿命指标可适当放宽，而在寿命保证期内的可靠性不能降低，力争少维护或免维护。80 年代以来，美国高产高效工作面发展迅速，已成为世界综采设备进步的代表。综采工作面的最高年产量已超过 367 万吨，最高月产量达 51.12 万吨，最高月的平均日产量2.556 万吨，最高班产量3.15 万吨。美国刮板输送机的发展主要体现在以下几方面：输送量和装机总功率日趋增大，这是高产高效工作面加大输送能力和工作面长度的必然结果。 1992 年美国综采工作面最大长度 305 米，最大输送能力 3630t/h ；平均工作面长度 224m，多数工作面输送量在 2000t/h 以上。目前总功率在 1350kW以上的刮板输送机已使用 3 台，最大功率的输送机为 1575（ 3 525）kW。这些输送机大多数采用 3 台电动机、 2 台机尾、 1 台机头。刮板链速度总趋势是增大。实践证明，输送机链速达 1.4 1.5m/s 左右时，对链条、链轮寿命和满载起动并未带来严重影响。随着输送能力的增大及链条直径、节距的加大，链速增大是势在必行的。目前美国工作面输送机链速在1.3m/s 以上者已占2/3 左右，链速超过 1.4m/s 者已占 1/4 ，最大链速已用到 1.885m/s ，链速小于 1.2m/s 的输送机正在迅速减少。随着输送能力的增大，溜槽宽度也在增大。据美国1992 年统计，槽宽小于780mm的溜槽只占 8.9%，槽宽 780880mm的溜槽使用最多，约占 48.9%，而槽宽 900mm以上的溜槽已占 42%（其中 1000mm以上的溜槽占 26.7%），使用中最大溜槽宽度为 1132mm。这些超重型溜槽大多数为铸造合金钢槽帮，连同铲煤板，挡煤板铸在一起。随着电动机容量的增大，输送机的供电电压也相应提高。 1992 年，美国已有 26 个工作面使用了 2300V 的电压， 11 个工作面使用了 4160V电压，高电压供电工作面已占全部工作面的 41.1%。一般情况下，单机容量 330kW及其以上的输送机，均使用了高电压供电。1.4.2刮板链在更新换代80 年代始，中双链机型在世界范围内已占相对优势，而且在稳定发展。单链机型在一些采煤先进国家近年来的使用量明显下降。边双链和三链机型有些国家已经淘汰。但边双链在我国的使用数量还较多。第5页共 38 页某些采煤先进国家， 426mm以下的链条的使用量迅速减少，34mm的链条已占主导地位。38mm及 42mm（包括 42/46mm异型紧凑链） 异型链条尺寸和重量较大， 制造设备、工艺及材料要求较高，目前世界上仅有少数厂家能够生产。这种大型刮板链适用于工作面长 300m左右、输送量 3000t/h 以上的工作面使用。1.4.3零部件向高强度、高寿命发展为了提高刮板输送机运转的可靠性，其零部件要向高强度、高寿命发展，主要从三个方面入手：设计方面。采用世界先进的设计理论和计算机手段，对其结构、重量、强度、寿命等方面进行优化，保证设计的合理性。材质方面。由于国内基础工业未能与煤矿机械的进步同步发展，某些煤矿专用材料还是空白，如高强度耐磨中板材料、耐磨可焊铸钢材料以及高强度齿轮材料等。先进大型煤矿机械的发展， 必将促使优质材料的发展。 此外，某些刮板输送机特需的标准件、外购件，也应跟上高强度、高寿命的要求。工艺方面。欲提高产品的制造精度和质量，要从材料热处理、产前产后处理、先进的检测设备等方面入手。1.4.4发展 90拐弯刮板输送机90拐弯刮板输送机70 年代首先出现在德国。到80 年代末，德国（主要是前西德）140 多个长壁工作面中已有28 个使用了这种机型，并且逐步推广到其他国家。拐弯输送机即是把工作面输送机的机头延长至运输顺槽，用工作面输送机代替顺槽转载机直接向顺槽输送机装（转）载。概括起来，使用 90拐弯刮板输送机的主要优点可归纳为：可以省掉顺槽转载机；节省了一套驱动装置；取消了工作面端头的转载站，能减少煤尘的产生和块煤的转载破碎；工作面输送机的机头放在了顺槽，采煤机可以更顺利地到达工作面端头，以实现自开缺口。由于重型刮板链的形状和尺寸特殊，拐弯输送机的刮板链张紧装置一般不采用普通的紧链方法。它设计安装了一种紧溜槽，用其进行紧链。张紧溜槽由专门的重型活塞提供动力的滑动槽形式，直接安装在传动装置的后面。1.4.5侧卸式刮板输送机国内使用量日渐增多第6页共 38 页工作面输送机的转载方式由以往的端卸式改为侧卸式，使刮板输送机的回煤减少了。因为被端卸式卸下的煤在转载机上会有瞬间停留，只有转载机的下一个刮板通过卸载处时才将煤刮走，极易造成煤在卸载处的堵、撒及底链回煤等现象。侧卸式刮板输送机的机头部如图 3-35 所示。侧卸装置包括回煤罩 3、侧卸挡板 4、犁式卸煤板 5 和倾斜中板 6 等组成。原煤在侧卸装置处的流动情况是这样的：大部分煤到达犁式卸煤板处，通过靠工作面和采空区两侧的倾斜中板没落到转载机上；少量的煤将被刮板链带着通过回煤罩，在链轮下方落到转载机上。因此，卸料装置内有三条转送原煤的途径：大约70%的煤沿主倾斜中板滑下；大约 24%的煤沿副倾斜中板滑下；其余通过回煤罩卸下。1.4.6满负荷起动技术日益成熟刮板输送机在满载运行中因事故停车后再重新起动为满载起动。但常因溜槽内装煤过多、安装不直或弯曲不规则等造成起动阻力过大而不能起动。为解决满负荷起动的困难，目前有以下措施： 用交极电动机，即双速电动机； 增加一台辅助起动液压马达（可以用紧链液压马达代替）； 增加一台起动电动机； 采用液力变矩耦合器。第7页共 38 页第二章刮板输送机的结构与功能2.1 机头部、机尾部机头部主要由机头架、传动装置、链轮组件、盲轴、拨链器、舌板等组成。如图2-1为某刮板输送机的机头部。图 2 -1某刮板输送机机头部1- 联接垫板 2- 盲轴 3- 链轮组件4-减速器5-舌板 6- 机头架7- 紧链装置8- 耦合器9- 拨链器10- 连接罩11- 电动机(1) 机头架是支承和装配机头传动装置 （包括电动机、 液力耦合器、 减速器等）、链轮组件、盲轴以及其他附属装置的构件。它是由厚钢板焊接而成的，具有较高的强度和刚度。对机头架的基本结构要求是，两侧结构必须相同，便于左右工作面的交替使用和双侧传动。(2) 连接罩安装在电动机和减速器之间。连接罩的作用，一是使电动机和减速器连成一体，使二者的出轴准确对中，便于安装；二是保护它里面的液力耦合器。第8页共 38 页(3) 拨链器位于链轮处的上链和下链之间，其作用是让链条在链轮的分离点处顺利脱开，以避免发生卡链、断链、打牙等事故。(4) 舌板没有和机头架的中板做成一体，而是用埋头螺栓固定在机头架上。这种结构的目的，是当拨链器损坏之后便于更换。(5) 减速器 驱动装置平行布置时，减速器有两种结构开工，一种是三级圆锥圆柱齿轮减速器，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。箱体为剖分式对称结构，用球墨铸铁制造，以保证强度。为使在倾斜状态下第一轴的球轴承得到润滑，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。在倾角较大的工作面为使锥齿轮得到润滑，箱体相邻部位设隔油室。箱底部设冷却水管防止工作时油过热。另一种是圆锥圆柱齿轮行星轮减速器，这种减速器的体积较常规的三级圆锥圆柱齿轮减速器小 25%，具有足够的承载裕量，常用于重型刮板输送机。当驱动装置垂直布置时，采用双级行星轮减速器，输入轴与输出轴在一条线上。这种减速器承载能力大，结构紧凑，体积小，质量轻，传动比大，效率高，传动平稳，噪声小，便于实现大功率传动。减速器一轴轴承采用锂基润滑脂润滑，二、三、四轴轴承均采用齿轮飞溅润滑。为保证轴承正常运转， 轴承轴向总游隙应调整到第一轴 0.05 0.10 毫米；第二轴 0.06 0.15 ；第三轴 0.07 0.18 毫米；第四轴为 0.2 0.4 毫米。第一轴轴承游隙用轴上的锁紧螺母调节，其它各轴轴承游隙用调整垫调节。减速器内注入 220 号工业齿轮油，注入量为浸至大圆弧伞齿轮的1/3 处，以保证润滑。减速器第一轴轴承注入锂基润滑脂3#。(6) 链轮组件。刮板输送机的链轮是为了专门与圆环链相啮合而设计制造的。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。链轮组件由轴承盖、轴承座、链轮、链轮轴、油封、 O型密封圈、迷宫轴承盖等组成。链轮为合金钢整体锻件，齿面进行淬火处理，链轮的内孔为花键孔，用以安装链轮轴。链轮轴为一通轴中间为与链轮联接的花键，无驱动侧为光轴，用以安装滚动轴承，另一侧为与齿轮联轴器相接的花键轴，整个链轮是用两套轴承支撑在轴承座上，轴承座一侧与链轮轴采用迷宫密封相连，另一侧嵌入机头架侧板的台阶孔内，用从外侧拧入的螺栓将其固定第9页共 38 页在机头架上。在无驱动装置一侧轴承由轴承盖来保护，同时通过内侧的油封O型圈和迷宫槽来实现全密封保护，轴承盖还起到了压住轴承外圈的作用，在减速器一侧的轴承通过迷宫槽、O型密封圈及两侧的油封进行密封。图 2-2 所示为中双链焊接链轮组件，整体连接筒与链轮焊接成一体，两端的内花键分别与减速器输出轴和盲轴连接。 这种结构拆装维修都很方便， 链轮用优质钢铸造或锻造后，调质处理，链窝和齿形经淬火处理。为保证链轮的质量， MT105-2006标准规定，轻型刮板输送机链轮的使用寿命不得低于1 年；中、重型刮板输送机链轮的使用寿命不得低于1 年半。链轮的齿数过多，会增加链轮的整体尺寸；链轮的齿数太少，会增加刮板链在运行中的动负荷。目前链轮的齿数以68 个居多。对于单端传动的刮板输送机，不传递扭矩的机尾可采用 4 齿链轮或滚筒。1滚筒2链轮图 2-2 中双链焊接链轮组件(7) 盲轴组件。盲轴组件是装在机头（尾）架不装减速器的一侧，它的作用是与减速器出轴共同支承链轮。 如果输送机为双侧传动， 机头架两侧都有减速器， 盲轴就不需要了。(8) 液力偶合器。液力偶合器是借助液体动能传递力矩的液力元件，它主要由泵轮、涡轮、外壳三个主要部件组成。泵轮、外壳与弹性联轴器通过螺栓连接在一起，借助两个滚动轴承支承在轴套上，通过弹性联轴器与电动机连接，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连接，起着从动轴的作第10页共 38 页用。轴套使泵轮与涡轮互为支承，因而主动轴与从动轴是一种无刚性的机械连接，二者之间可以相互自由转动。泵轮、涡轮是主要工作部件，由高强度铝合金铸成，并在轮内分布着一定数量的径向叶片，一般泵轮比涡轮多13 个叶片，以避免流量脉动。每相邻两个叶片间形成一个轴向弧形径向槽（也称叶道） ，两轮的径向槽相吻合形成若干个小环形工作腔（也称循环圆）。另外在外壳上对称设置两个注液孔和两个易熔合金保护塞。注液孔用于注入工作液体，易熔合金保护塞具有过载保护作用。工作液体是液力偶合器能量转换和传递力矩的工作介质，应使用难燃工作液，如水、合成难燃等，有利于预防火灾和瓦斯爆炸，也比较经济。以油液为介质的，多数用20 号透平油。按工作介质的不同双分为油介质和水介质液力偶合器，二者的不同之处是：一是水介质液力偶合器的轴承要有可靠的润滑和密封，防止轴承锈蚀，工作腔内与水接触的表面需作防腐处理；二是除了装有防止过热的易熔塞外，还装有防止过压的防爆塞。液力偶合器的工作原理及特点。 当电动机带动泵轮旋转时， 泵轮的液体质点随之旋转，这时液体一边绕泵轮轴线作旋转运动（牵连运动） ，一边因受离心力作用而沿径向叶道流向泵轮处缘并进入涡轮中。由于液体的连续性，当流到涡轮内缘处双沿泵轮的内缘流回泵轮，从而形成环流运动（相对运动） 。可见，工作液体质点既作旋转运动，又作环流运动，因而液体质点的绝对环流运动轨迹是螺管状的复合运动。当液体进入涡轮后，对涡轮叶片产生冲击力，并形成冲击力矩推动涡轮旋转，液体被减速降压，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，液力偶合器是依靠工作液体环流运动来传递能量的，而产生环流运动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（滑差）。泵轮中的工作液体随泵轮旋转产生流向外缘离心压力的同时，涡轮旋转也使其中的工作液体产生流向外缘的离心压力，当转速相等时，二者的离心压力相同，环流运动就消失，能量传递也就停止了。但实际上二者转速相等这种情况是不存在的，因工作液体进入涡轮后总有能量损失，因而涡轮转速总小于泵轮转速。在稳定运转时，两轮的滑差在 3%5%左右，也即液力偶合器的传动效率为 95%97%。辅助室是为调节工作腔流量而设的。辅助室分为前辅助室、 后辅助室、侧辅助室三种，煤矿运输设备使用的液力偶合器不采用侧辅助室。前辅助室的作用是有较好的动力过载保护性能，在正常工作时前辅助室不起作用，工作液体均在工作腔中；当动力过载时，即涡轮转速下降（低速工况） ，环流则沿涡轮内壁逐渐向轴心延伸，环流的部分液体经挡板上的过流孔 c 进入前辅助室，这时由于工作腔中环流流量减少而使传递力矩下降；若工作阻第11页共 38 页力过大从动轴突然被制动，环流在动压力的作用下，在极短时间内（0.1s 0.2s ）就可充满前辅助室，工作腔中环流流量迅速减少，实现动力过载保护。后辅助室的主要作用是改善液力偶合器的启动性能，使负载启动平稳，同时可降低制动工况的传递力矩，使之获得较好的保护性能。这是因为在液力偶合器启动之前，有一部分工作液贮存在后辅助室中，此时由于工作腔中液体少，故启动开始时传递力矩小。随着泵轮转速的提高，后辅助室中的液体的离心压力（又称动压力）增大，工作液便通过过流孔a 进入工作腔，传递力矩随之增大。而制动及低速工况时，前辅助室的工作液可以通过过流孔b 流进后辅助室，则工作腔中的工作液继续减少，虽然部分工作液由过流孔a 又返回工作腔，但由于孔b 的过流截面大于孔a，因此使低速及制动工况传递力矩下降，从而获得较理想的过载保护性能。挡板起导流和节流的作用。图 2-3隔环的作用原理（a） 启动工况；（ b）额定工况；（c）低速及制动工况1后辅助室； 2工作腔； 3隔环； 4前辅助室； a过流孔； b通气孔如图 2-3 是泵轮带隔环的液力偶合器，隔环与泵轮侧的间隙是气体交换通道。在启动过程中，后辅助室的工作液体经孔 a 逐渐进入工作腔，直至达到额定工况，此时工作液体全部流入工作腔，环流也由大循环改道为小循环。当低速及制动工况时，液体由小循环变为大循环，前辅助室被充满。由于液体作大循环运动，则在隔环与泵轮侧的环状间隙中造成负压，后辅助室的气体经通气孔b、环状间隙被抽到工作腔，工作腔的液流由孔a 倒灌入后辅助室，降你了传动力矩，改善了低速及制动工况的特性。电动机与液力偶合器联合运行的特点：改善输送机启动性能使电动机轻载启动，启动电流小，启动时间缩短；改善了鼠第12页共 38 页笼式电动机的启动性能，可充分利用电动机过载能力，在重载下平稳启动。具有良好的过载保护性能 输送机过载时，部分工作液体进入辅助室，使电动机不过载。当输送机被卡住或持续大量过载时，涡轮被堵转或转速很低，泵轮与涡轮间的滑差达到或接近最大值（ S1），工作液体受到摩擦力作用而温度升高，达到易熔合金保护塞的熔点（ 120 C 140C）时，合金熔化，工作液体喷出，偶合器不再传递能量和力矩，输送机停止运转，电动机空转，从而保护电动机和其他工作部件。能减缓传动系统的冲击振动 液力偶合器为非刚性传动，能吸收震动，减少冲击，使工作机构平稳运行，提高设备的使用寿命。能使多电机驱动时负载分配趋于均衡 由于型号相同的电动机其机械特性也有差异，会使负荷分配不均匀。采用液力偶合器后，电动机特性曲线被电动机液力偶合器联合软输出特性曲线取代，使电机负载差值下降，改善了负荷不均状况。再通过调节偶合器的充液量，可使负载分配趋于均衡。使用与维护要求：对于工作介质不同的偶合器，严禁工作介质相互替代。如用水代替油，传递力矩可增加 10%15%，因而原有的保护性能就不能保证，同时还会使轴承锈蚀磨损；液力偶合器的输出力矩与工作液体的重度、充液量成正比，因此在使用时，一定要按规定的工作液体及充液量注入；使用时若发现漏油要及时采取修理措施或更换，否则会导致传递力矩下降、启动困难，或多电机驱动时功率不平衡；要使用规定的易熔合金保护塞，如失去保护作用，一方面会造成工作腔中工作介质温升过高和压力增大，使轴向密封迅速破坏； 另一方面对电机不能起过载保护作用； 修理时， 应注意泵轮、 外壳、辅助室外壳的位置不要错动；更换螺栓、螺母应使其规格一致，以防破坏其平衡性能。检修后重新组装的液力偶合器应进行静平衡试验和密封试验；对于带过流阀的偶合器，要特别注意在组装前必须用频闪测速仪调整其开闭的工作速度范围，使过流阀在工作中能及时开启和关闭。(9) 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，因机尾部不需卸载高度，除机尾架比机头短矮外，其他部件与机头部相同。无驱动装置的机尾部，尾架上只有供刮板链改向用的机尾轴部件，机尾轴上的链轮也可用滚筒代替。工作面重型刮板输送机有的采用了可伸缩机尾装置，其作用是在刮板输送机运行中手动或自动调整刮板链松紧，有利于改善刮板链工作状况，减小启动功率等，可以整体上改善输送机运行品质。2.2 中间部第13页共 38 页2.2.1溜槽溜槽是刮板输送机的重要组成部分，是物料的承载机构和刮板链的运行导轨。在机采工作面，还作为采煤机的运行轨道或牵引导轨的安装基座。因此，要求中部槽具有一定的强度，刚度和耐磨性。溜槽的结构类型有敞底式和封底式。敞底式溜槽结构简单，维修方便，但由于机体支撑面小，比压较大，易使下槽帮下沉陷入底板，造成回空链子不能正常运行，适于中硬以上底板的工作面使用。封底式溜槽适于底板松软的工作面，整机稳定性好，可减小刮板链运行阻力，节省动力消耗 20%30%以上，高产高效工作面的重型刮板输送机均使用封底式溜槽。但封底式溜槽在处理下链断链故障时比较困难，为方便检修，在溜槽中板设有检查窗口。一般每隔9 节中部槽安装一个有检查窗的中部槽。溜槽按安装位置及功能又分为：(1) 标准中部槽（也称中部槽）中部槽是刮板输送机的机身主体，每节长度一般为1.5m。中部槽采用整体铸焊槽帮钢焊中板结构，主要包括挡板槽帮、铲板槽帮、中板、联接板、左右导轨座等零件。挡板槽帮、铲板槽帮包括端头对接部分，采用整体铸造结构，使中部槽突破了传统的设计结构，实现了无螺栓联接，便于井下安装及维护，从而保证过煤量的要求。(2) 调节槽 结构与标准中部槽相同，长度不同，其长度一般为 0.5m 和 1.0m。其作用是调节刮板输送机的长度，安设在机头、机尾附近。(3) 过渡槽 机头、机尾过渡槽可以互换使用，分别设在中部槽与机头架、机尾架之间，用于平缓过渡。(4) 紧链槽 结构与中部槽完全一样，只是在中板上开有 3 个圆孔或横向长形槽，用来固定紧链用的卡链器，安装在机头附近。有的不专设紧链槽，在过渡槽上设有固定卡链器的圆孔或长形槽。(5) 变线槽 目前新型刮板输送机均设有变线槽，布置在机头、机尾架与中部槽之间。特点是：在垂直方向上具有过渡作用。在水平方向，设在挡煤板侧槽帮上的采煤机牵引导轨逐渐向工作面煤壁偏移， 其铲煤板也向煤壁侧相应地逐渐加宽。 一般机头、机尾各设 34 节变线槽，总变线量达 120mm左右，即采煤机到达机头、 机尾时，向煤壁侧偏移了120mm，保证采煤机割通工作面端头。溜槽靠其端部的凸凹端头定位，用连接件连接。 联接件的种类有螺栓、 扣环、三 D 销、哑铃栓等，目前，使用最多的是哑铃连接件。相邻两节溜槽一般在水平方向上允许偏转第14页共 38 页1 2，在垂直方向上允许偏转3 4，以适应水平弯曲和底板的起伏。图 2-4工作面刮板输送机断面图1- 铲煤板2- 中板3- 封底板4- 销轨5- 挡煤板托架6- 挡煤板7- 电缆槽8- 推移耳板工作面刮板输送机溜槽靠采空区侧装有挡煤板，作用主要是增加溜槽的装煤量，提高运输能力，防止煤炭溢出到采空区；同时还利用它敷设电缆、油管和水管并对这些设备起保护作用。在靠煤壁侧，溜槽装有铲煤板，作用是清除浮煤，防止输送机倾斜造成采煤机割顶等事故。2.2.2刮板链刮板链由刮板、圆环链和接链环三部分组成。刮板是货载的拖拉构件，圆环链是货载输送的牵引构件。目前使用的有中单链、边双链、中双链三种，中双链式刮板链的组成如图 2-5 所示。其特点是单链受力均匀，水平弯曲性能好，刮板遇刮卡阻塞可偏斜通过；缺点是预紧力大。边双链与单链比较，承受的拉力大，预紧力较低。水平弯曲性能差，两条链子受力不均匀，特别是中部槽在弯曲状态下运行时更为严重，断链事故多，链轮处易跳链。在薄煤层、倾斜煤层和大块较多的硬煤工作面使用性能较好，拉煤能力强。中双链受力比边双链均匀，预紧力适中，水平弯曲性能较好，便于使用侧卸式机头。目前大运量长距离大功率工作面重型刮板输送机普遍采用单链和中双链。第15页共 38 页刮板运行方向图 2-5中双链式刮板链1- 卡链横梁； 2- 刮板； 3、4- 螺栓、螺母； 5- 圆环链（ 1）刮板刮板的作用是刮推槽内的物料和在槽帮内起导向作用。在运行时还有刮底清帮、防止煤粉黏结和堵塞的功能， 并应尽量减小质量。 刮板的间距， 以所运物料的性质和块度而定。刮板间距过大，带不动物料运行或只带动部分物料运行；刮板间距过小，加大了整个刮板链的质量，增加了运行阻力，还浪费了材料。在图 2-5 中，刮板的内凹曲线一侧朝链条运动方向。刮板用高强度合金钢轧制或模锻经韧化热处理制成。（ 2）圆环链链条在运行中不仅要承受很大的静负荷和动负荷，还要受矿水的浸蚀，因此要求链条组件要有高的抗拉强度、抗冲击韧性、疲劳强度和防锈抗腐蚀性。链条均用圆环链，其型式、基本参数及尺寸、技术要求、试验方法及验收规则已有统一的国际和国家标准（ GB12718-91）。圆环链规格是以链环棒料直径和链节距的毫米尺寸表示，标准规格有八种： 10 40， 1450，1864， 2286，2486， 26 92，30108 和34126。圆环链按强度分为B、C、D三个等级， D级强度最高， B 级强度最低， C 级居中，表示方法如 22 86C。第16页共 38 页圆环链由圆环链编焊机专用设备加工，制成一定长度的标准链段。按链段的长短又分为长链段和短链段，长链段主要用于单链、中双链，短链段主要用于边双链及轻型刮板输送机。同时还配有多种长度的调节链段，用来调节刮板链长度，以适应输送机的长度变化和紧链需要。调节链的规格有 95、39、 31、23、15、 7、 5、 3 环。由于每一链段的两条链条是配对组装出厂的，其长度公差在规定的范围之内，更换时也应成对更换。若以任意两段链条配对安装，其长度误差会很大，运行中将会出现受力不均、刮板倾斜及与链轮不能正常啮合传动，容易发生链轮损坏和断链事故。另外，安装圆环链时，在上槽中立环焊口应该朝上，双链的平环焊口都应朝向溜槽中心。（ 3）接链环接链环的作用是将两段刮板链条连接在一起。其型式种类较多，较为常用的有：锯齿形接链环、梯形齿接链环、弧形齿接链环和扣环式接链环等。安装时，先在两个半环上各自挂上要连接的链环，然后对准齿形吻合安装，再装上圆柱销。接链环是配对出厂的，使用时不得混装，在溜槽中应处于水平位置，不可竖直放置，否则在绕经链轮时会被卡住，造成事故。必须注意检查，必要时应更换。2.3 附属装置刮板输送机的附属装置包括：铲煤板、挡煤板、紧链装置和推移装置等。2.3.1紧链装置紧链装置的作用是用来拉紧刮板链，给刮板链施加一定的预紧力，使其处于适度的张紧状态，以保证刮板链的正常运转。刮板链的张紧程度直接影响刮板输送机的运行状态和使用性能，过紧会增加链条的磨损和功率损耗，过松会发生堆链现象以及影响它与链轮的啮合，导致跳链、断链事故的发生。因此，必须对紧链工作有足够的重视。紧链常用的方法是链轮反转式，紧链时先把刮板链一端固定在机头架附近，另一端绕经机头链轮放置在上槽。然后使链轮反转，待链子张紧程度达到要求时，用紧链器将链轮制动住并使其停转。拆除多余的链条，再用接链环接刮板链。闸盘紧链器用于中型和重型刮板输送机。闸盘紧链器由闸盘和夹钳式制动机构组成。闸盘装在减速器一轴上，夹钳式制动装置装在液力偶合器的连接罩上。第17页共 38 页图 2-6夹钳式制动装置1- 销轴2- 连接座3- 调节螺钉4- 螺母5- 液压油缸6- 柱塞7- 轴套8- 丝杠9- 手轮10- 夹板11- 闸块12- 右夹钳13- 左夹钳14- 闸盘夹钳式制动装置由手动夹紧机构和张紧力（紧链力）指示器组成，如图2-6 所示。制动时，顺时针转动手轮 9，丝杠 8 使柱塞 6 向左移动，液压缸 5 内产生压力，推动油缸前移，使左夹钳 13 以销轴 1 为支点向夹紧闸盘 14 的方向转动。同时轴套 7 向右移动，使右夹钳 12 以另一销轴为支点，向夹紧闸盘 14 的方向转动。这样，夹钳上的闸块 11 便对闸盘产生了制动力，也就对减速器产生了制动力。紧链时挂好紧链钩，反向点动电动机，待电动机堵转时，立即转动手轮闸住闸盘，切断电源。根据需要慢慢反转手轮，放松刮板链到所需紧力时，立即闸死闸盘。拆除多余的链子，重新接好，松开夹钳，取下紧链挂钩。2.3.2推移装置与锚固装置推移装置是为满足工作面不断推进的需要，按步距推移输送机的装置。综采工作面使用液压支架的推移千斤顶，非综采工作面用单体液压推移溜器。单体液压推溜器沿输送机全长隔 4.5m 均匀布置，在机头、机尾处布置间隔较小。推溜器由乳化液泵站供液。液压推溜器实为一个液压千斤顶，工作时将推移溜器的活塞杆用插销连到中部槽挡煤板上，再将其底座用支柱撑在顶板上。搬动操纵阀，向活塞一侧注入高压乳化液，活塞杆就将中部槽推移向煤壁；向活塞另一侧注入高压乳化液，活塞杆就将中部槽推移向煤壁；第18页共 38 页向活塞另一侧注入高压乳化液，缸体和底座向前收回。锚固装置是刮板输送机在大倾角工作时，防止上窜或下滑的固定设备。它由单体液压支柱和锚固架组成，锚固架与机头架和机尾架连接。由乳化液泵站供液。第19页共 38 页第三章刮板输送机的选型计算法则运输地点在单位时间内需要运出的货载质量，称为设计生产率。它是运输设备必须具有的运输能力，因此首先根据使用点的设计生产率和实际运输距离，参照刮板输送机的技术特征参数，初选出一部运输能力、出厂长度，均大于或等于设计生产率和实际运输距离的刮板输送机。由于技术特征参数表中给出的运输能力和出厂长度，均指水平铺设情况下的数据，所以应根据现场的实际情况( 如铺设倾角等 ) ，对初选的刮板输送机进行验算。主要内容包括：(1) 输送机运输能力的计算；(2) 输送机运行阻力的计算；(3) 电动机功率和刮板链强度的验算。3.1 运输能力的计算如图 3-1 所示，刮板输送机是连续运输设备， 当刮板链以速度 v 沿箭头方向运行 1 s 后，就有 v 米长的度的货载从机头 A 处运出，其每秒钟运输能力为Qqvv图 3-1 运输能力计算示意图式中 Q 输送机每秒钟运输能力， kg/s ；q 输送机单位长度上的货载质量， kg/m；v 刮板链运行速度， m/s。则每小时运输能力，即刮板输送机的运输能力为第20页共 38 页Q3600qv3.6qv1000（ 3-1 ）式中Q 输送机每秒钟运输能力， kg/s ；q 值与货载在溜槽中的断面积有关， 1m长溜槽内的货载质量为q 1000 F （ 3-2 ）式中煤的松散密度，计算时，一般取0.85t/m3 1 t/m3 ；F 货载在溜槽中的断面积， m2。货载的最大横断面积与溜槽的形式和结构尺寸有关，还与松散煤的动堆积角有关。煤的动堆积角一般取20 30 。图 3-2 所示为两种不同溜槽的货载最大横断面积。若输送机铺设时具有一定的倾角，加之刮板链在运行中有冲击振动现象等，致使货载断面积减小。所以，刮板输送机的运输能力为Q 3600 F v （ 3-3 ）式中装满系数，值见表 3-1 。由式（ 3-3 ）计算出的刮板输送机运输能力应大于或等于设计生产率。表 3-1装满系数之值输 送 情水平及向下向上运输况运输装 满 系51015数0.9 10.80.60.5第21页共 38 页图 3-2溜槽装煤最大横断面积3.2 运输阻力的计算刮板输送机的运行阻力包括：货载及刮板链在溜槽中运行时的滑动摩擦阻力；倾斜运输时，货载及刮板链的下滑分力； 刮板链绕经链轮时链条的弯曲阻力以及链轮的轴承阻力；传动装置的阻力；可弯曲刮板输送机弯曲段的附加阻力；惯性力（动阻力）。3.2.1直线段运行阻力直线段运行阻力包括：货载及刮板链在溜槽中移动的阻力；倾斜运输时，货载及刮板链的自重分力。直线段运行阻力又分为重段阻力和空段阻力两部分，如图3-3 所示。图 3-3刮板输送机运行阻力计算图Wzhg (qq0 0 )L cosg( q q0 )L sin（ 34）第22页共 38 页WkgLq0 ( 0 cossin) （ 35）式中Wzh 重段阻力，N；Wk 空段阻力，N；q0 刮板链单位长度质量，kg/m；L 刮板输送机实际铺设长度， m；、 0 货载、刮板链与溜槽间的阻力系数。公式（ 3 4）、式（ 3 5）中的正负号的取法是：当刮板链在该段的运行方向是倾斜向上时取“”号，倾斜向下时取“”号。由于刮板链在溜槽中运行时，可能同时有若干个接触面上受到阻力；货载既有滑动，还可能有滚动。在计算运行阻力时，为将各个接触面上的阻力都能同时考虑进去，这就不能用一个单纯的摩擦系数来计算，为简化计算，确定一个总的系数，并称为“阻力系数”