毕业设计(论文）刮板输送机设计（含）

本科生毕业设计 第 1 页目目 录录1 1 概述概述 .1 11.1 前言 .11.2 刮板输送机的工作原理 .11.2.1 刮板输送机的分类 .21.2.2 矿用工作面刮板输送机特点 .21.3 刮板输送机与各运输设备的配套关系 .31.3.1 工作面刮板输送机与采煤机的配套要求 .31.3.2 刮板输送机与液压支架的配套要求 .31.3.3 工作面刮板输送机与顺槽转载机的配套要求 .41.4 刮板输送机的发展趋势 .41.5 本次设计的任务 .51.5.1 刮板输送机总体方案的确定 .51.5.2 矿用刮板输送机，对其结构的要求 .62 2 主要部件的结构和设计要求主要部件的结构和设计要求 .6 62.1 刮板输送机主要结构和技术条件 .63 3 总体方案的确定总体方案的确定 .10103.1 刮板输送机的选型计算 .113.2 刮板输送机中部槽的验算 .113.3 运行阻力的计算 .113.4 牵引力及电机功率的验算 .123.5 链轮几何尺寸计算 .124 4 减速器的设计减速器的设计 .13134.1 减速器的输出转速 .134.2 总传动比及传动比的分配 .134.2.1 总传动比的确定 .134.2.2 计算传动装置的运动和动力参数 .134.3 齿轮的设计及校核计算 .144.3.1 第一对齿轮的设计 .144.3.2 第二对齿轮的设计 .224.3.3 第三对齿轮的设计 .264.4 轴的设计及强度校核 .294.4.1轴的设计.29 本科生毕业设计 第 2 页4.4.2轴的设计.334.4.3轴的设计.374.4.4轴的设计.414.5 键的强度校核 .454.5.1轴上键的强度校核.454.5.2轴上键的强度校核.454.5.3轴上 1 键的强度校核.464.5.4轴上 2 键的强度校核.464.5.5轴上 1 键的强度校核.474.5.6轴上 2 键的强度校核.474.6 轴承的校核 .484.6.1轴上轴承的校核.484.6.2轴上轴承的校核.494.6.3轴上轴承的校核.504.6.4轴上轴承的校核.514.7 减速器箱体的结构设计 .534.8 减速器附件的设计 .544.8.1 检查孔与检查孔盖的设计.554.8.2 油标指示器.554.8.3 定位销.564.8.4 启盖螺钉.575 5 刮板链及其零件的设计刮板链及其零件的设计 .57575.1 圆环链链环的规格与尺寸 .585.2 圆环链接链环规格和主要尺寸 .585.3 圆环链的性能指标 .605.3.1 圆环链的损坏形式.605.3.2 圆环链的机械性能 .615.4 圆环链链轮的齿形参数和几何计算 .615.4.1 圆环链链轮的齿形参数.615.4.2 圆环链链轮的齿型设计 .625.5 刮板 .645.5.1 结构型式的确定 .645.5.2 外形尺寸的确定.645.6 刮板的间距 .655.7 刮板与链条的连接 .656 6 刮板输送机的润滑刮板输送机的润滑 .65656.1 主要工况特点 .65 本科生毕业设计 第 3 页6.2 润滑剂的要求 .656.3 主要润滑点 .666.3.1 减速器的润滑 .666.3.2 驱动电机轴承的润滑 .676.3.3 刮板链条及链轮的润滑 .677 7 刮板输送机的常见故障及排除刮板输送机的常见故障及排除 .69697.1 故障原因分析及解决办法 .697.1.1 刮板链飘链 .697.1.2 刮板链周期性振响 .697.1.3 刮板链断链及掉道 .697.2 使用维护 .697.3 改进建议 .70结结 论论 .7171参考文献参考文献 .7272英文原文英文原文 .7373中文译文中文译文 .8080致致 谢谢 .8888 本科生毕业设计 第 1 页摘 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。本说明书主要介绍了输送机传动部的设计计算。SGB630/150C 型输送机传动部主要是由电动机、减速箱和液力耦合器组成，该输送机双机头传动，电动机输出的动力经由三级齿轮的传动，最后驱动链轮转动。此外，还对 SGB630/150C 型输送机的使用与维护进行了说明，以便能更好的发挥该输送机的性能，达到最佳工作效果。关键词：刮板输送机 ；减速器 ；机头部 ；链轮 。全套设计，联系全套设计，联系 153893706 本科生毕业设计 第 2 页ABSTRACTScraper Conveyor is a continuous flexible traction transport machinery for mining coal face and Roadway layout of machinery. Its traction is the scraper chain, carrying equipment in the central trough, scraper chain installed in the central groove of the groove surface. Central groove along the transportation routes across the board laying around by the nose scraper chain, sprocket tail then placed into a closed-shaped central slot, with the passage of Shearer and conveyor equipment necessary, to achieve loading of coal, coal loading, over coal and transport mechanization. Along the full can to the chute conveyor are installed with coal, the coal is loaded into the central tank scraper chain drag, slide in the central tank to remove the uninstall side. General Scraper Conveyor function of the following conditions in the use of 25 . Scraper conveyor in use are subject to tension, compression, bending, impact and corrosion and other effects of friction, therefore, must have sufficient strength, stiffness, wear and corrosion resistance. Because of its mode of transport is the material and the scraper chain sliding in slots, so running resistance and wear are great. However, coal in the coal face, There is no better machine can replace only from the structure, the intensity of ongoing research and manufacturing process to make it more perfect and durable. This manual introduces the conveyor drive on the design calculations. SGB630/150C type conveyor unit of AC is mainly motor, gear box and hydraulic coupler component, the dual-head conveyor drive motor output of the power transmission through three gears, final drive sprocket rotation. In addition, on SGB630/150C type conveyor of the use and maintenance are described in order to play better the performance of the conveyor, the best work results.Key words：scraper conveyor； reducer； machine head； Chain wheel。 本科生毕业设计 第 3 页1 概述1.1 前言刮板输送机是用无端循环运动的刮板链条作为牵引构件，在多节可拆的敞开料槽内连续输送散粒物料的输送机械。它可输送各种粉末状、小颗粒状和块状的流动性较好的散粒物料，如矿石、煤炭、焦炭、砂子、石膏、水泥、岩盐、谷物等，广泛用于冶金、粮食、电厂、港口及煤矿、盐矿、石膏矿等矿山井下场合，但不宜输送易破碎和易磨损的脆性物料。刮板输送机由于机身低矮、料槽为“”型槽帮铠装敞开式，且可弯曲横向移动，因而特别适合煤矿井下采煤工作面输送煤炭；当料槽联接由活动联接变为固定联接，且机身呈架桥式布置时，即可整体纵向灵活移动，因而可与采煤工作面刮板输送机配套，适合煤矿井下移动生产的顺槽转载作业。刮板输送机是煤矿井下采煤工作面和顺槽唯一不可替代的输送设备。刮板输送机在当前矿井生产中是不可缺少的工作面运输设备。在综合机械化采煤过程中，刮板输送机不但是不可缺少的运输工具，而且还是采煤机移动的轨道，因此成为采煤机、液压支架、刮板输送机三者不可分割的综合机械化采煤的主要设备，是在采掘工艺中不可缺少的组成部分。使用在工作面的刮板输送机能保持安全运转，采掘下来的煤或其它有用矿物，只有及时运出矿井才有使用价值；否则，整个工作面就要停产，人员窝工，生产中断，采煤任务就不能完成。因此，运输是煤炭生产过程中非常重要的一部分。刮板输送机是煤炭装运的第一个环节，因此，刮板输送机的输送能力在很大程度上决定了采煤工作面的生产能力和效率。然而，井下运输在工作面和巷道中进行，巷道是根据煤层条件，按开采方法的需要，综合各种要求，在煤层或岩石中开凿出的。因此，井下运输条件的特点是：在有限断面的巷道内运行；线路是水平和倾斜交错连接；运输的货载品多种多样；装载点常常变更，有的线路需经常延长或缩短；机械化采煤连续生产、小时生产率高；环境湿度大，有的工作地点有沼气或煤尘。由此可见，作为为采煤工作面和采区巷道运煤的机械刮板输送机在使用中，要承受拉、压、弯曲、冲击、摩擦和腐蚀等多种作用，必须要有足够的强度、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，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它。只能从结构上、强度上和制造工艺上不断研究改进，使它更加完善、耐用。由此可见，刮板输送机是煤炭等矿物运输中必不可少的运输机械。1.2 刮板输送机的工作原理用刮板链牵引，在槽内运送散料的输送机叫刮板输送机。 本科生毕业设计 第 4 页图 1-1 刮板输送机传动原理图1- 主动链轮；2-刮板链条；3-上、下料槽；4-尾轮；5-拉紧装置刮板输送机传动原理如图 1-1 所示。它是由刮板链条通过与链轮啮合实现在料槽中运动的，属于链传动原理。无端的刮板链条 2 被主动链轮 1 驱动作闭合循环运动。刮板链条 2 在上、下料槽 3 中移动，将装在料槽 3 中的散粒物料带走，完成输送物料的任务。尾部链轮 4 可以是主动轮，也可以是导向轮。拉紧装置 5 给链条 2 一定的拉紧力，以保证链条与链轮的正常啮合和分离。刮板链条的牵引运动有以下特征。（1）由于链轮齿数有限，刮板链条绕经链轮时呈多边形运动，而不是圆形运动。以链条速度是周期性变化的，其加速度也是周期性变化的。因而对链条也产生周期性饿动载荷。（2）由于输送的是散粒物料，因而物料和刮板链条间存在着一定的相对运动，使与运动的质量每一瞬间均不相同，链条中周期性的动张力在每一瞬间均不相同。（3）链条实际是弹性体，因而在链轮与链条啮合的瞬间，能量不是立即传递到另一个断面，这使瞬间链条上各点的速度不相同。（4）链条受周期性动载荷的作用，在其内部会产生弹性振动，弹性振动由强迫振动和自由振动两部分组成，当这两种振动的频率重合时，链条将产生共振现象，这时链条内产生的动张力最大。一般当链条速度为 0.5m/s 左右时，链条易产生共振。1.2.11.2.1 刮板输送机的刮板输送机的分类分类刮板输送机可根据工作环境、卸载方式、料槽类型、刮板链条型式和最大工作载荷等不同进行分类。根据工作环境分为：通用刮板输送机；矿用顺槽转载机；矿用工作面刮板输送机。根据卸载方式分为：端卸式刮板输送机；重叠侧卸式刮板输送机；交叉侧卸式刮板输送机；900拐弯式刮板输送机；根据料槽类型分为：钢制型铠装料槽；铸石料槽；陶瓷料槽。根据刮板链条型式分为：矿用圆环链式；套筒滚子链式；可拆模锻链式。根据链条最大工作载荷分为：小型刮板输送机；轻型刮板输送机；中型刮板输送机；重型刮板输送机；超重型刮板输送机。1.2.21.2.2 矿用工作面刮板输送机特点矿用工作面刮板输送机特点（1）这是用于煤矿井下采煤工作面，沿工作面全长铺设的刮板输送机。其主要特点 本科生毕业设计 第 5 页是：料槽为型铠装式，槽间联接为高强度可活动式，牵引链条为矿用高强度圆环链。具有可弯曲性能，适应井下地形起伏铺设弯曲状态下运行。（2）综采和普采工作面刮板输送机，是与液压支架（或单体液压支柱） 、采煤机（或刨煤机）配套作业的运输设备。料槽一侧有铲煤板，便于铲装煤炭；另一侧有挡煤板、电缆槽、牵引导轨及推移耳座等配套装置，支承和导向采煤机和作为液压支架拉移的支点，满足工作面配套作业，按步距推移、流动循环性生产的要求。（3）电机采用矿用输送机专用的隔爆三相交流鼠笼式电机，启动力矩为额定力矩的倍，适应工作面刮板输送机频繁启动的要求。2.33.0（4）工作面刮板输送机的用量大、型式多、发展迅速、更新换代快，是刮板输送机的典型机型，可替代通用刮板输送机在地面场所使用。（5）工作面刮板输送机的技术参数范围大。额定功率范围为,输送量为7.51800KW，设计长度范围为。303500t/h50 450m1.3 刮板输送机与各运输设备的配套关系采煤设备的配套和选用一般是根据煤层的地质条件确定的，综合机械化采煤是指采煤的全部生产过程，包括落煤、装煤、运煤、支护、顶板管理以及顺槽运输等全部实现机械化。综合机械化工作面是指用大功率的采煤机或刨煤机、液压支架、强力输送机以及其他附属设备进行配套生产的工作面。综合机械化采煤具有高产、高效、安全、生产集中等优点，能从根本上改变煤矿生产的面貌，改善劳动条件，是采煤技术的发展方向，也是煤矿现代化的重要标志。普通机械化采煤工作面是用功率较大的采煤机或刨煤机采煤，用刮板输送机运煤，并用单体液压支架和金属铰接顶梁支护来实现机械化采煤。从而可以看出采煤机械化已经使输送机、采煤机、液压支架、以及单体液压支架爱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。1.3.11.3.1 工作面刮板输送机与采煤机的配套要求工作面刮板输送机与采煤机的配套要求（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。应使输送机的输送能力等于或大于采煤机或刨煤机的生产能力。但工作面输送机的输送能力和采煤机的生产能力也要与采取顺槽、运输大巷以及整个矿井的运输提升能力相配套。要防止工作面产量过大，而采取顺槽及大巷的运输能力不够而出现“卡脖子”现象。（2）刮板输送机的机构型式及附件必须能密切与采煤机结构相配套。如采煤机的牵引机构、行走以及导向机构，底托架及滑靴的结构，电缆以及水管的拖移方法，是否要求自开切口，是否往复采煤以及是否连锁控制等。1.3.21.3.2 刮板输送机与液压支架的配套要求刮板输送机与液压支架的配套要求（1）刮板输送机的型号及溜槽结构要与液压支架的架型相匹配。（2）刮板输送机的溜槽长度要与液压支架的宽度相匹配。（3）刮板输送机溜槽与液压支架的推溜千斤顶连接装置的间距和配套结构要匹配。 本科生毕业设计 第 6 页1.3.31.3.3 工作面刮板输送机与顺槽转载机的配套要求工作面刮板输送机与顺槽转载机的配套要求（1）刮板输送机的输送能力要与顺槽转载机的输送能力相匹配。一般转载机的输送能力要稍大于工作面输送机。为此，多采用增大溜槽断面、增大链速或缩短刮板间距等措施，这可根据具体条件采取适当措施。（2）顺槽转载机的传动装置均布置在机头部，应根据运量大小和运距的长短来确定电动机的功率和台数，应优先选用单电机传动，当运量较大和运距较长时，可选用双电机传动。其传动装置应尽量与工作面刮板输送机的传动装置相同，以便通用。（3）顺槽转载机的机尾与工作面输送机的连接处要配套。有搭接式及非搭接式两种型式，无论哪种结构都应保证工作面刮板输送机机头有一定的卸载高度，以避免工作面输送机底链回煤。（4）顺槽转载机是工作面输送机与顺槽可伸缩带式输送机的中间转载设备，因此宜采用桥式结构。（5）顺槽转载机的零部件与工作面输送机的零部件应尽可能通用，以利备件供应和维修。（6）顺槽可伸缩带式输送机，其输送能力要与转载机相匹配。可伸缩带式输送机的机尾受载部的长度和结构型式要与转载机的桥身部重叠长度及行走部结构型式相匹配。（7）破碎机安装在转载机中部落地段，以便破碎大块煤，并可防止直接砸到带式输送机的输送带上。 1.4 刮板输送机的发展趋势近几年综采技术的发展速度很快，刮板输送机必然随着综采技术的发展而继续发展,其发展趋势是:1）向大型化发展。2）向高耐久性,高可靠性方向发展。3）向智能化自动化方向发展。采用 CST 可控驱动装置和 ACTS 自动调链装置及工况监测系统等，增设自动紧链和工况监测显示,传输及报警系统,为双高工作面进一步扩大发展创造条件。4）向标准化、规范化方向发展。输送机另部件普遍标准化,规范化,保证设计、加工质量和水平。5）向高适应性发展。适应不同综采工艺的工作面刮板输送机将会继续发展。6）链条将普遍采用强化链,既有利于降低机身高度,增大装煤量,又有足够强度。同时,随着链环强度的提高,单链重型刮板输送机将得到很大发展。7）长运输距离。为了减少采区阶段煤柱的损失量，加大工作面的长度，刮板输送机的长度应加大。为了减少采区阶段煤柱的损失量，加大工作面的长度，刮板输送机的长度已经达到 335 米以上8）长寿命。由于使用大直径圆环链，增加了刮板链的强度，延长了刮板输送机的寿命，整机过煤量高达 600 万吨以上。国外先进采煤国家已经发展到小时运输能力高达1500t（80 年代）3500t（90 年代）的刮板输送机。 本科生毕业设计 第 7 页9）大功率电动机。电动机的功率已发展到单速电机达 525KW，双速电机达500/250KW。10）我国刮板输送机的技术改进方向经过 20 多年的发展目前我国中、小功率刮板输送机已具备成型技术并有成熟的制造能力，完全能够满足国内市场的需求。大功率刮板输送机通过成套引进国外的装备和技术，成功地进行了国产化研制工作，并相继推出了一些产品。（1）技术先进性。随着科学技术的进步和市场的发展，输送机的国际竞争将越来越激烈，对输送机的设计水平和生产能力要求也越来越高，不仅要求造型科学、配套合理，在技术上不断创新、完善，去适应不断变化着的使用条件，而且关键部件(如刮板链、减速器、保护装置等)的设计或选用，要求与国际接轨，实现标准化。（2）性能可靠性。设备的可靠性是进行高效作业的根本保证。井下受场地、灯光等条件的限制，维修条件较差有些高瓦斯矿井基本不具备现场维修的条件，一旦出现故障就会严重影响安全生产。因此，输送机各部分的结构型式、传动方式、使用材料等，不仅要求设计合理，还要建立在实践验证的基础上。（3）设备安全性。安全性是至关重要的环节。是所有设备必须具备的性能，同样也贯穿在输送机的设计、制造、使用过程中。目前国家高度重视煤矿安全生产，引起煤矿井下事故的除了瓦斯爆炸、透水、冒顶等之外设备事故也会引起人员伤亡和财产损失。因此，输送机各部件的防护装置应设计合理、安装完备，在易发生事故的部位尤其要加强防护防止因断链、飞溅、高温等引发人员伤亡事故。（4）机电液一体化趋势明显。随着实用型新技术的发展，大功率输送机控制系统与保护装置的机电液一体化趋势越来越明显。主要表现为：机头部与机尾部功率分配、顺序启动，电机保护除过流保护、过热保护外增加过压保护，阀控充液型液力耦合器的推广使用。链条张力监控及工况检测和故障诊断等。虽然还有部分技术的实现与应用尚需时日，但输送机机电液一体化的发展趋势不会变。随着当今世界综采技术的发展和设计思路的不断创新、高产高效工作面的相继投产，大功率刮板输送机的研制与开发已势在必行，要加强计算机辅助设计、模拟工况、仿真等技术的应用。对此，应该抓紧机遇一方面提高现有机型的可靠性、安全性，降低事故发生率；另一方面要研制开发国产大功率刮板输送机尽快投入市场，提高与国外同类产品的竞争力，以适应我国煤炭工业迅猛发展的需要。1.5 本次设计的任务 1.5.11.5.1 刮板输送机总体方案的确定刮板输送机总体方案的确定在选择设计总体方案之前，我咨询了一些在井下工作多年的老师傅，就实际问题及实际机型，进行刮板输送机驱动装置的设计。我设计的是 630 系列刮板机，采用双电机驱动，机头机尾各布置一台，并且采用端卸式结构。 本科生毕业设计 第 8 页端卸式刮板输送机输送的物料沿着刮板链条运行方向，从机头端部抛落卸载，其主要特点是：（1）机头卸载结构简单，安装方便。（2）卸载时物料动能损失大，转载机运料阻力较大，易造成块煤堵塞、底链回煤较多的故障。（3）要求有一定的卸载高度，常用于输送量小于的刮板输送机。700900t/h1.5.21.5.2 矿用刮板输送机，对其结构的要求矿用刮板输送机，对其结构的要求1）能用于左或右工作面；2）各部件便于在井下拆装和运输3）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；4）刮板链安装后，在正、反方向都能顺利运行；5）有紧链装置，且操作方便，安全可靠；6）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；7）要有足够的强度、刚度、耐磨性；8）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；9）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；10）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；11）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；12）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；13）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 主要部件的结构和设计要求2.1 刮板输送机主要结构和技术条件机头部由机头架、链轮、减速器、盲轴、联轴器和电动机组成，是将电动机的动力 本科生毕业设计 第 9 页传递给刮板链的装置。1）机头架 机头架是机头的骨架，驱动装置及其它部件都装在机头架上。由于结构上的原因，采煤机不能行驶到机头架上采煤，因此机头架越短，采煤机能工作的长度就越大，以至可以不预先开切口，或减小切口长度，从而提高采煤效率。机头架为交叉侧卸式，是用来安装、支撑传动装置、链轮组件、舌板组件、拨链器等部件的架体；两侧均安装传动装置。中板组件及下中板等形成了输送机与转载机相互独立的刮板链运行轨道。机头架为左、右对称结构，以适应左、右工作面的互换。机头架上面设有可拆卸的机头盖板，前端设有可拆卸的前端板。在机头盖板、端面板上所设的孔是用来联接犁煤板、转载机尾过渡挡板的。在前端板上设盖板，以观察链轮与链条的运行状况。2）减速器我国目前生产的刮板输送机减速器多为平行布置,三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器。其适用条件为：齿轮圆周速度不大于 18m/s；安装角度为 125；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。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 2-1 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，第三对也为斜齿圆柱齿轮。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。 本科生毕业设计 第 10 页图 2-1 圆锥圆柱齿轮减速器3）机头链轮组件链轮组件是刮板链运行的传动部件，它主要有轴、轴承、轴承座、透盖、支撑套、浮动油封组件、链轮、定位套等组成一个整体。安装于机头架上，图 2-2 所示为整体的连接筒与链轮焊接成一体，这种结构装拆维修方便 。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，链窝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不低于一年半。图 2-2 边双链用焊接链轮组件 本科生毕业设计 第 11 页4）拨链器它的作用是圆环链在链轮的正常分离点退出链轮，并及时清除链轮槽内的杂物，保证链轮和刮板链的正常啮合。当上下两受力磨损部位磨损后，可利用堆焊方式修复，再次使用。5）动力部动力部是输送机的驱动装置，机头动力部由减速器、联轴器罩、联轴器、电动机、闸盘紧链器等组成。机尾动力部无闸盘紧链器。机头动力传递的途径是电动机的扭矩经联轴器到减速器输入轴，经减速器减速后，通过输出轴内花键传递到链轮轴组的外花键，由链轮牵引刮板链进行循环运动。机尾动力传递的途径与机头动力传递相同。6）刮板链及接链环刮板链是输送煤炭的主体，也是输送机的关键部件之一。主要由圆环链、螺栓、锁紧螺母、刮板组成。本次设计的刮板链为边双链形式，链条为 18x64mm 矿用圆环链，链间距为 500mm，每 7 个环安装一个刮板，刮板间距为 482mm，刮板安装在接链环上。7）过渡段过渡段由机头过渡槽、机尾过渡槽组成。过渡槽用于连接机头和中部槽，使得刮板由中部段到机头较平稳运行，并成为推溜、拉架的支撑体。8）中部段中部段是输送机的主要组成部分，它由 1.5 米中部槽，1.5 米开天窗中部槽，0.5 米、1 米调节槽、刮板链等组成。a）15 米中部槽1.5 米中部槽采用铸焊敞底结构，铸造的铲板槽帮、挡板槽帮通过中板和底板焊接为一体，中部槽之间采用 3D 圆柱销联接。本设计的中部槽的中板采用 20mm 厚的高强度耐磨板、封底版采用 14mm 厚的锰板，以提高中部槽的强度、刚性和耐磨性。b)1.5 米开天窗中部槽开天窗中部槽是为了检查、维修底链而设计的。与 1.5 米中部槽不同的是中部槽上带有一段可拆抽卸的中板，一端插入中板中，另一端用螺栓紧固在挡板槽帮上。开天窗中部槽同 1.5 米中部槽一样设计相同的抬高调斜装置，提高输送机铲底能力。开天窗中部槽与 1.5 米中部槽交替安装在中间段中，隔四节中部槽放一节开天窗中部槽，c)调节槽调节槽用于解决输送机在使用过程中的上窜、下滑问题。本设计设计了 0.5 米、1 米调节槽各一节。d)电缆槽电缆槽是输送机固定电缆和冷却水管的支承体，同时又是采煤机活动电缆、冷却水管运行的支承体和导向体。9)挡煤板挡煤板位于输送机机头、机尾处，用于回收机尾处未能进入输送机溜槽里的煤。挡煤板分为挡煤板 I 和挡煤板 II，两挡煤板间通过油缸连接。通过操纵挡煤板油缸液压控制图的组合操纵阀来控制油缸，可实现挡煤板长度的调节。10）联轴器 本科生毕业设计 第 12 页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优点：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合器。液力耦合器是一种液力传动器件，其主要组成部分由：泵轮、外壳、易熔塞、涡轮、工作液。泵轮和外壳把涡轮封在其中，并用螺栓紧密连接构成密封的工作腔。泵轮的输出轴与电动机连接，涡轮的输出轴与减速器连接。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是螺管状的复合运动。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： 25Mn Dl g=式中 转矩系数； 工作液体的重度，；2N/m 泵轮的转速，r/min；n D泵轮的有效直径，m 。液力耦合器的工作液可用矿物油、水或难燃液。在矿井中采用矿物油作工作液，有引起火灾的危险，为防止油温过高，安全型液力耦合器的工作腔装有易溶塞。易溶塞上有通孔，用专门配置的易熔合金封死。当过载时间较长，油温超过限定的温度时易熔合金被融化，腔内有液喷出，泵轮与涡轮失掉液力连接从而保护了电机不会长时间过载，链子不被拉断，也不致因油温过高而造成事故。11）电动机刮板输送机电动机不用液力耦合器时，采用双鼠笼转子并具有高启动转矩的隔离防爆型电动机。采用液力耦合器时，对电动机的启动转矩无高要求，只是要求最大转矩要高。因为用液力耦合器时，电动机是轻载启动，如果液力耦合器的输入特性与电动机的特性匹配得当，则对负载的启动转矩可接近电动机的最大力矩。3 总体方案的确定刮板输送机是与综采工作面的采煤机、液压支架设备配套使用，完成采区采煤工作。并将采煤机采下的煤输送出去的设备。它的牵引构件是刮板链，承载装置是中部槽，刮 本科生毕业设计 第 13 页板链安置在中部槽的槽面。根据采煤工作面采煤机的生产能力，牵引速度，工作面长度0500t/hQ =00.868m/sV =，煤层倾角。本次设计为 SGB-630/150 型工作面刮板那输送机，即表示250mL =10b=中部槽宽为 630mm，配用电机总功率为 1500KW 边双链刮板输送机。主要参数如下：3.1 刮板输送机的选型计算1)设计长度-250m2)输 送 量-200t/h3)刮板链链速-0.868m/s4)电动机型号-YB2-280S-4功率-2x75KW转速-1480r/min电压-1140v冷却方式-水冷 5）中部槽规格 长 x 宽 x 高-1500 x630 x190mm 联接方式-圆柱销联接 6）刮板链的型式 型式-边双链 圆环链规格-18x64mm 圆环链破断负荷-410KN 链距-500mm 刮板间距-482mm 刮板链重量-18.8kg/ m即： Q = 200 t/h V=0.868 m/s L=250 m3.2 刮板输送机中部槽的验算已知中部槽装煤的动堆积角为 30o，煤的散碎密度为 900kg/m3，则装运煤的断面积22000.084m3.63.6 900 0.85 0.868QAVg j= 式中：A货载最大横断面积，2m 货载的装满系数，0.65 0.9j= 货载的散集容重，对原煤0.85 1.0g=3t m刮板输送机链速，sm根据所选链型，查刮板输送机中部槽尺寸系列 ，得中部槽尺寸：1500 x630 x190mm。 本科生毕业设计 第 14 页3.3 运行阻力的计算1)重段阻力()()zhcossincossinLLFq L g wqL g wbbbb= -+ -2)空段阻力()cossinkLLFqL g wbb= +20064kg/m3.63.6 0.868QqV=查表得 18.8kg/mq 0.6w =0.4Lw =则()()zhcossincossinLLFq L g wqL g wbbbb= -+ -()()o=64250 9.80.6cos10 -sin1018.8 250 9.80.4cos10sin1075578Nooo+-=()cossinkLLFqL g wbb= +()18.8 250 9.8 0.4 0.985 0.17426140N=+=3.4 牵引力及电机功率的验算牵引力估算()()121.1 1.1 75578 26140123078.78NOzhkFkkFF=+=+=则电机功率123078.78 0.868127KW10001000 0.85OFVNh=加 15%20%的余量得取整得 150KW()1271 18%149.86KWP =+=所以，选择 YB2 系列隔爆型三相异步电动机 YB2-280S-4 型号 两台 75KW 电机电机参数：转速 1480r/min 效率 93.8% 功率因数 0.87 同步转速 1500r/min 式中牵引力 N0F中部槽单位长度上的装煤量 kg/mq刮板链单位长度的质量 kg/m1q重段直线段的总阻力 NzhF空段直线段的总阻力 NkF煤在槽内运行的阻力系数刮板链在槽内运行的阻力系数1煤层倾斜角度 o12 本科生毕业设计 第 15 页3.5 链轮几何尺寸计算因选择 18x64mm 圆环链所以圆环链的公称直径 d=18mm 圆环链的公称节距 p=64mm查表选择链轮齿数为 8，则链轮节圆直径 Do=328mm链轮0.8685.292OvwDr=6060 5.29=50.57r/min22wnpp=轮4 减速器的设计本设计是边双链刮板输送机，根据工作环境和要求，减速器采用三级圆锥圆柱齿轮减速器，由机械传动设计手册可知，该减速器适用于煤矿机械中的刮板输送机，这种传动装置承载能力大，结构紧凑，体积小，重量轻，传动比大，效率高，传动平稳，噪音小，便于实现大功率传动，亦利于运输巷道布置及工作面端头顶板维护，且易于实现工作面刮板输送机机头架与运输巷转载机整体快速推移。4.1 减速器的输出转速减速器的输出转速和链轮的转速相同6060 5.29=50.57r/min22wnpp=轮4.2 总传动比及传动比的分配4.2.14.2.1 总传动比的确定总传动比的确定总传动比1480=29.2750.57nin=电机轮根据减速器摆放位置,结构，分配减速比 13.5i =23i =32.79i =4.2.24.2.2 计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数选择电动机的型号为 YB2-280s-4,功率 75kw，转速为 1480r/min，效率为 93.8%。联轴器效率，锥齿轮效率，滚动轴承效率，斜齿轮效率，1 =0.992 =0.963 =0.994 =0.97斜齿轮效率4 =0.97一轴转速 11480r/minn = 本科生毕业设计 第 16 页二轴转速 1211480422.86r/min3.5nni=三轴转速 232422.86140.95r/min3nni=四轴转速 343140.9550.52r/min2.79nni=一轴输出功率 1175 0.9974.25KWPPh=二轴输出功率 212374.25 0.96 0.9970.57KWPPhh=三轴输出功率 323470.57 0.99 0.9767.77KWPPhh=四轴输出功率 434367.77 0.97 0.9965.08KWPPhh=一轴转矩 11174.2595509550479.11N m1480PTn=二轴转矩 22270.57955095501593.77N m422.86PTn=三轴转矩 33367.77955095504591.72N m140.95PTn=四轴转矩 44465.089550955012302.34N m50.52PTn=转速功率转矩传动比一轴11480r/minn =174.25KWP =1479.11N mT =13.5i =二轴2422.86r/minn =270.57KWP =21593.77N mT =23i =三轴3140.95r/minn =367.77KWP =34591.72N mT =四轴450.52r/minn =465.08KWP =412302.34N mT =32.79i =4.3 齿轮的设计及校核计算4.3.14.3.1 第一对齿轮的设计第一对齿轮的设计弧齿锥齿轮传动几何计算 本科生毕业设计 第 17 页采用格里森齿形制，查表 13-3-2 齿形角 齿顶高系数 顶隙系数 高-切变位方o=20a*ah =0.85*c =0.188om =35式 等顶隙收缩齿 11480r/minn =174.25KWP =1479.11N mT =1i =3.5两锥齿轮轴交角 小齿轮悬臂布置，大齿轮两端支承，长期工作。o=901)选择材料、热处理方法、定精度等级大、小齿轮均采用 20CrMnMo,合金渗碳钢，采用渗碳淬火，低温回火热处理方法。由图查得，2lim=1500N/mmHs2lim=380N/mmFs采用 6 级精度，即 6CGB11365，齿面粗糙度a12=R0.8maR= lima0.90.9 15001350MPHHss=应力循环次数 N ()91160n60 1480 18 350 102.5 10hNjL= =次981212.5 107.1 103.5NNi=次2)按接触疲劳强度初步计算131b2limAHHT K KdeZ Zbfm s式中锥齿轮类型几何系数 e 查表 13-3-25 得 e=950变位后强度影响系数查表 13-3-26 得 =1bZbZ齿宽系比系数 查表 13-3-27 得 =1.683ZfZf小齿轮转矩 1T1479.11N mT =使用系数 AK1.25AK =齿向载荷分布系数 HKb=2HKb实验齿轮的接触、弯曲疲劳极限 limHslim1500MPaHs=所以13321b2lim479.11 1.25 2950 1 1.68384.74mm3.5 1500AHHT K KdeZ Zbfm s= =3)选定齿数和模数 Zm最少齿数的选择，见表 13-3-74，选 113Z = 本科生毕业设计 第 18 页则 取整 213.5 1345.5ZuZ=245Z = 取 1184.746.518mm13dmZ=6mmm =4)变位系数 x 12211x =0.391-=0.39 1-=0.36u3.51x =0.36 21x =-x =-0.362x =-0.36 xt1x0.1t= 2x0.1t=-5)分锥角d1sinsin90tan0.286cos3.5 cos90ooud=+ o1=15.96d ooo21=-=90 -15.96 =74.04ddo2=74.04d6)分度圆直径 d 116 1378mmdmz= =178mmd = 226 45270mmdmz= =2270mmd =7)锥距 R 121278141.84mm2sin2sin2sin15.96oddRdd=141.84mmR =8)齿宽系数Rf 10.28573.5Rf=0.2857Rf=9)齿宽b和中的较小值 0.2857 141.8440.53mmRbRf= =10mb =40.53mmb =10)齿顶高ah ()()*110.85 0.3667.26mmaahhxm=+=+=17.26mmah= ()()*220.850.3662.94mmaahhxm=+=-=22.94mmah= 本科生毕业设计 第 19 页11)齿高 h ()()*22 0.85 0.188611.33mmhhacm=+=+=11.33mmh =12)根高fh 1111.337.264.07mmfahhh=-=-=14.07mmfh= 2211.332.948.39mmfahhh=-=-=28.39mmfh=13)齿顶圆直径ad 11112cos782 7.26cos15.9691.96mmoaaddhd=+=+ =191.96mmad= 22222cos27022.94cos74.04271.62mmoaaddhd=+=+ =2271.62mmad=14)齿根角fq114.07tan0.0287141.84ffhRq= 11arctan1.64offqq=所以11.64ofq=228.39tan0.0592141.84ffhRq= 2arctan0.05923.39ofq=所以23.39ofq=15)齿顶角aq 123.39oafqq=13.39oaq= 211.64oafqq=21.64oaq=16)顶锥角ad 11115.963.3919.35oooaaddq=+=+=119.35oad= 22215.961.6475.68oooaaddq=+=+=275.68oad= 本科生毕业设计 第 20 页17)根锥角fd 111-15.961.6414.32oooffdd q=-=114.32ofd= 0222-74.043.3970.65ooffdd q=-=2fd=70.65o18)外锥高kA1111cossin141.84cos15.967.26sin15.96134.37mmookaARhdd=-=-=2222cossin141.84cos74.042.94sin74.0436.17mmookaARhdd=-=-=19)弧齿厚 s1112tan2costxsmxapb=+()0sin1sin228.6mm121.575mm2=38.3mommoomRdRRdRdbRRbbb-=+=-=所以所以：10112tan2 0.36tan20=6+0.112mmcos38.32cos2otxsmxappb=+=20)当量齿数VZ113311324.6coscoscos15.96 cos 35VomZZbd=2233245297.7coscoscos74.04 cos 35VomZZbd=21)重合度端面重合度ae查图 13-3-9 得 1 =1.082 =0.58 取 0.709()12=Kaaaeee+K 本科生毕业设计 第 21 页所以=1.18ae齿线重合度查图 13-3-81.75be总重合度 2222= 1.181.75 =2.11gabeee+22)接触疲劳强度验算2tm11AVHHHHEKeHmKKKKFuZZZZZbdubabse+=节点区域系数，由图 13-3-27 查取HZ=2.15HZ弹性系数，由查表 13-1-105 得EZ2=189.8 N mmEZ接触强度计算的重合度系数Zev1=Zaee当量圆柱齿轮的重合度 vaevbe分度圆直径vd1112220.5141.840.5 40.537869.54mmcos141.84cos15.860.5141.840.5 40.53270841.65mmcos141.84cos74.04vovoRbddRRbddRdd-=-=中心距va()()121169.54 841.65455.6mm22vvvadd=+=+=齿顶圆直径vad()()()()1111222220.5 tan69.542 7.260.5 40.53tan3.3981.66mm20.5 tan841.65 2 2.940.5 40.53tan1.64846.4mmovavaaovavaaddhbddhbqq=+-=+-=+-=+-=端面齿形角vta()()vt=arctan tan/cosarctan tan20 /cos3523.94ooomaab=基圆直径vbd1122cos69.54cos23.9463.56mmcos841.65cos23.94769.24mmovbvvtovbvvtddddaa=啮合线长度vga()()2222112222220.5sin0.581.6663.56846.37769.24455.6sin23.94263.73mmvvavbvavbvvtogddddaaa=+-=+-= 本科生毕业设计 第 22 页端面重合度vae()()0.5cos263.73 141.8417.873.14 6 141.840.5 40.53 cos23.94vvvtog Rm Rbaaepa=-=-纵向重合度vbe()()00.85tan0.85 40.53tan35141.841.490.53.14 6 141.840.5 40.53mvbRm Rbbbep=-所以11=0.2417.87VZeae=螺旋角系数Zb0= coscos350.91mZbb=锥齿轮系数KZ0.85KZ=使用系数， 查表 13-1-81 AK1.5AK =动载系数 VK=1.4VK齿向载荷分布系数 HKbbe=1.5=1.1HFHKKKbbb=所以，=1.5 1.1=1.65HKb对于非鼓行直齿锥齿轮，上式值适当增大，所以HK=1.8齿向载荷分配系数，查表 13-3-35 取HKa=1.1HFKKaa=齿宽中点分度圆上的名义切向力mtF1,21,220002000 479.1112284.978mtmTFNd=小轮当量圆柱齿轮分度圆直径1vd169.54mmvd=有效齿宽 eHb0.850.85 40.5334.5mmeHbb=当量圆柱齿轮齿数比vu0012