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第二章 连续运输机械7 课时我们可以按功能结构特征把全部现有的和可能的连续运行式运输设备和往返运行式运输设备进行一般系统化，进而将其分为以下四组主要元件：承载元件承载并同货载一起移动的承载机构或容器；牵引机构克服物料运输阻力用的动力元件；导向机构承载元件和牵引机构的导向元件，物料沿导向机构或相对于导向机构运输；传动装置保证被运输物料移动用的传动元件。用一定的方式把这些元件进行组合，就能够编制任何一种实际运输机械设备的结构型式。同时，能够编制包括在动力上有直接联系的全部元件(传动装置除外)的运输机械的基本结构式。对传动机构与结构式主要元件的组合法分析,证实了存在着两种类似的组合方法：配合法和结合法。配合法具有往返运行式运输设备的特征,结合法具有连续运行式运输机械设备的特征。例如，传动机构与随物料一起移动的承载机构相配合，一般就产生机车运输一类的机械设备。承载机构和传动机构结合时，即承载机构或容器与一台(数台)传动装置作相对移动时。就产生了连续运输机械设备。上述四组元件中，承载元件和牵引机构是共性较多的元件。第一节 连续运输机械的基本运算1、运输能力运输设备的运输能力是运输设备在单位时间内所能运送的货载量。按运行方式不同，其基本计算方法有两种。 一、连续运行式的运输设备 连续运行式的输送设备在均匀、连续装载时，其运输能力为： (1-1)式中：Q为运输能力，t/h； q为单位长度上所装物料的质量,kg/m； 为物料的运行速度，m/s。由 (1-2)得 (1-3) 式中：A为物料运行的断面积；为物料的松散密度 式(13)即为连续运行式运输设备运输能力的基本计算公式。 从式中可以看出，运输能力的大小与输送距离无关，它主要取决于运送货载的运行速度和单位长度上的货载质量q。 (一)货载均匀分布在载运输设备上 货载均匀分布在运输设备上的输送设备有：带式输送机、板式输送机、链板输送机、刮板运输机、气力及水力设备等。它们的共同特点是物料均匀分布在运输设备上，理论上都 可以确定运输物料的理论截面积，但是，在实际运输过程中，物料并不可能完全达到理论截面积，因此计算中应考虑其装满程度，一般以装满系数来表示。 (1-4) 式中： A0为运输设备的理论截面积，m2 ；A为运输设备的实际物料截面积，m2；为装满系数。因此 (1-5)从而可得运输能力为 (1-6)(二)运输容器在运输线路上等间距运行货载装在单个容器内，而容器按一定规律运动并保持一定的间隔距离，这时货载量q可由下式求出： (1-7)式中：G为容器中的货载质量，kg；a为容器间隔距离，m 。则小时运输能力为： (1-8)属于这一类的运输设备有：无极绳运输设备、架空索道以及斗式提升机等。二、往返运行式运输设备 如前所述，往返运行式运输设备的特点是按一定的工作方式作周期性往返运行，把一定量的货载从一个地点运至另一个地点，然后将空容器返回原处完成一个循环。其往返一次的运输量为： (1-9)式中：Qy为往返一次的运输量，kg；G为每个容器的货载量，kg；Z为一组容器的容器数。 每小时的运输能力为： (1-10)式中：Q为运输能力，kgh；T为往返一次的运输时间，min。一次运输量决定于设备的构造。从式(1-3)和式(1-10)两个基本公式可以看出，连续运行式运输设备的运输能力与运输距离无关，而往返运行式运输设备的运输能力将随运输距离的增加而降低。为了满足生产率的要求，必须增加每次运输量或列车组数、运行次数，同时，欲提高运输能力，还必须缩短辅助时间。 需要说明的是：运输设备的运输能力和运输设计生产率是两个概念，运输设计生产率是由矿山产量任务和它的工作制度所决定的单位时间的运输量，是选择运输设备的原始依据，它由采矿设计提供，一般可由下式确定： (1-11)式中：Q1为运输设计生产率，t/h；Ar为日产量，t/d；Tr为日运输工作时间，h；一般取1819h；K为运输不均衡系数，一般取1.21.25。考虑到所选择的运输设备的运输能力应满足矿山产量任务所要求的运输生产率，因此，运输设备的运输能力应等于或稍大于运输生产率，即： (1-12)为方便计算，通常采用Q=Q1，来计算求取运输设备的技术参数，例如F，G，Qy等。2、运输设备阻力计算工程计算中，常用阻力系数计算运输机械的运行阻力。阻力系数是等速运行时的运行阻力与运行支承面上受到的正压力之比。阻力系数可由分析得出其表达式，实际工作中使用的是由试验得出的具体数值。 一、矿车运行的阻力和阻力系数 当矿车沿水平直线钢轨作等速运动时将产生下列阻力： (2)轴颈与轴承之间的摩擦力； (2)车轮沿钢轨运行时所产生的滚动摩擦阻力； (3)车轮凸缘与钢轨间的摩擦阻力。 图1-1(a)所示为单个矿车在水平直线轨道上等速运行时的受力状况。图1-2(b)所示为其中一个轮对上的作用力，列出各作用力对轴心的力矩方程为：(a) (b)图1-2 矿车运行阻力分析 (1-13)整理得： (1-14)当N1=N2时，F2=F1，全部运行阻力为： (1-15) 矿车运行的阻力系数即为： (1-16) 式中：F为矿车运行阻力，N；m为矿车的总质量，kg；g为重力加速度，ms2；k为车轮与轨道间的滚动摩擦因数，其数值与车轮直径及轨面形状和材料关，k=0.50.16 mm；为车轮轴承的摩擦因数；d为车轮的轴径，mm；D为车轮直径，mm。式(1-16)所表达的阻力系数，用于分析影响矿车阻力的诸因素。工程计算中用的阻力系数是由试验得出的，用下式计算矿车运行阻力： (1-17) 最终矿车运行总牵引力F0为： (118) (119) 二、有牵引机构的连续运输机械的运行阻力和阻力系数有牵引机构的连续运行式运输机械，其牵引机构连接成封闭环形，在驱动装置的带动下，沿线路连续循环运行，如图13所示。整个线路由沿直线运行的直线段和绕曲线运行的曲线段组成。直线段和曲线段的运行条件不同，其运行阻力也不同，通常分别计算。(一)直线段运行阻力直线段的运行阻力，因牵引机构及支承方式的不同而异，有链条滑行、滚轮链运行及牵引构件在托辊上运行三种。 图1-3运行示意图 图1-4刮板链与中部槽的接触 2、3直线段；1、4曲线段 1中部槽；2刮板链（1）链条滑行 刮板输送机的刮板链在中部槽中滑动运行，刮板链在槽内的运行阻力，是滑动面上的摩擦阻力。由阻力系数的定义可得，刮板链在中部槽内运行的阻力系数为：图15滚轮链 （1-20）式中：l为刮板链运行的阻力系数；Fl为刮板链的运行阻力，N；ql为刮板链单位长度的质量，kgm；L为刮板链长度，m。 刮板链的运行阻力： (1-21)（2）滚轮链运行 滚轮链是装有可转动滚轮的牵引链，如图1-5(a)所示，链条用滚轮支承在导轨上运行，以减小运行阻力。滚轮链在直线导轨上的运行状况与矿车在轨道上运行相似，滚轮链的运行阻力系数也用式(116)表示。 图1-5(b)所示是以滚轮链为牵引构件的板式输送机的承载牵引部件。被运物料装在承载板上，物料与承载牵引部件一起运行，这种结构的输送机承载段沿水平运行时的阻力为： (2-22)式中：Fzh为重段(承载段)运行阻力，N； q为单位长承载板上装运的物料量，kg/m； q0为单位长承载板和滚轮链的质量，kg/m L为承载段长度，m； 1为滚轮链的运行阻力系数。（3）牵引构件在托辊上运行牵引构件在托辊上运行,如图1-6所示。若牵引构件无弯曲变形从牵引构件与托辊的相互作用关系看，也与矿车在轨道上运行相似。这种条件下的运行阻力系数也可用式(116)表示 图1-6(b)所示是输送带在托辊上运行的带式输送机被运物料装在输送带上，与输送带一起运行，输送带既是承载构件，又是牵引构件。若输送带在运行中没有形变，这种方式沿水平运输的运行阻力， （b）（a）图1-6牵引构件在托辊上运行1牵引构件；2托辊；3辅送带；4物料重段(承载段)为： (1-23)返回的空行程段为： (1-24)式中：Fzh为重段(承载段)运行阻力； Fk为空段运行阻力，N；q为单位长度输送带上装运物料量，kg/m；qd为输送带单位长的质量，kg/m；L为重段和空段的长度，m；qg为重段(承载段)单位长度上分布的托辊旋转部件的质量，kg/m； ，为牵引构件在重段，空段托辊组上运行的阻力系数； qg为空段单位长度上分布的托辊旋转部件的质量，（二）绕经曲线段的阻力 在运输设备中，牵引构件绕经的曲线段，有绕经可转动的导向体和绕经固定的圆弧导向体两种，这两种导向体的阻力不同。（1）绕经可转动的导向体 可转动的导向体，依牵引构件的不同，有链轮、绳轮和滚筒三种。这类导向体，牵引构件与导向体的转动部件一起绕轴转动。牵引构件绕经这类导向体的阻力。由以下三部分组成。 在牵引构件与导向体的相遇点，当它由直线变成弯曲时，因牵引构件的弯曲转折所产生的阻力； 导向体转轴上的摩擦阻力；在牵引构件绕出导向体的分离点，当它由弯变直时，因牵引构件转折所产生的阻力。图1-7链条绕经链轮的阻力图1-7所示，设链条的张力在链条与链轮的相遇点Fy为，在链条与链轮的分离点为Fl 。在相遇点由直变弯绕进链轮时，链轴上的摩擦阻力为: (1-25) 按做功相等的条件得： (126)将式(217)代人式(226)并整理得： (127) 式中：F1为链条由直变弯的阻力，N； d1为链轴直径，mm；D为链轮直径，mm； 为链条绕进链轮时，相邻两链节转折的角度。同理可得，在分离点链条由弯变直，因链轴上的摩擦给链轮旋转增加的阻力为： (128)式中：F3为链条由弯变直的阻力，N；Fl为链条在分离点的张力，N。链轮转轴上的摩擦阻力，当绕进和绕出的两股链条相互平行时： (129) 式中：F2f为轮转轴上的摩擦阻力，N；f为链轮转轴的摩擦因数。把作用于链轮转轴上的摩擦阻力变为链轮节圆周上的,即为转轴上的摩擦力给链轮旋转的阻力F2。按力矩相等的条件得： （130） 将式(1-29)代人式(1-30) 得： （131） 式中：F2为链轮周上的摩擦阻力； d为链轮转轴的直径，mm。（132）（133）（134）由以上分析得到链条绕经链轮的阻力Fr为：一般主动链轮或主动滚筒的此项阻力为： (135) 对于换向链轮或换向滚筒，一般要考虑的是相遇点的张力Fy，和分离点的张力Fl之间的关系：（136）（137）通常取k=1.051.07。（2）绕经固定的圆弧导向体 牵引构件绕经固定的圆弧导向体如图1-8所示，其运行阻力也是由三部分组成的。与绕经可转动导向体不同的是，此时导向体固定不动，因而导向体对牵引构件运行的阻力，是挠性体在圆弧上的摩擦力，其摩擦力大小可由欧拉柔索公式求出。 由欧拉柔索公式得： (138)式中：Fl为牵引构件在分离点的张力； Fy为牵引构件在相遇点的张力； u为牵引构件与导向体间的摩擦因数； a为圆弧导向体的圆心角。牵引构件绕经固定导向体，其两端张力差就是运行阻力 Fg： 图1-8牵引构件绕经固定的圆弧导向体 (139) 由以上分析可知：牵引构件沿直线运行时，阻力与牵引构件的张力无关，与负载、运输距离、牵引构件及其支承条件有关，沿曲线运行时，阻力与牵引构件的张力成正比。3.牵引机构张力、牵引力及功率计算一、牵引构件的张力分析及计算 有牵引机构的运输机械，驱动装置通过牵引构件传递牵引力，以克服各种运行阻力使机器运行。阻力愈大，需要的牵引力愈大，牵引构件的张力增加也越大。由于连续运输机械的运行阻力是沿运输路径分布的，因而牵引构件的张力沿运行方向逐渐变化。牵引构件在各点的张力用“逐点计算法”计算。 逐点计算法，是计算牵引构件在运行时各点张力的方法，其规则是：牵引构件某一点上的张力，等于沿其运行方向后一点的张力与这两点间的运行阻力之和。用公式表达为： (140)式中：Fi，Fi-1，分别为牵引构件上前后两点的张力; F(i-1)i为前后两点间的运行阻力。 用逐点计算法求牵引构件各点上的张力，可以从任意点开始，依次分别向绕进和绕出驱动装置的相遇点和分离点进行。由于连续运行的运输机械对牵引构件的最小张力往往有一定的要求，所以，计算各点张力时，通常是从牵引构件的最小张力点开始。牵引构件运行时，最小张力点的位置依运动方向、驱动装置的位置和安装倾角的不同而异，因此，应在给定的工作条件下，按逐点计算规则，经比较确定。 例如，向下运输物料，驱动装置在下端，最简的线路如图1-9所示，用逐点计算法求各点张力的方法如下。图1-9 用逐点计算法求张力图沿牵引构件的运行方向，将直线和曲线段的变换点逐点编号，根据逐点计算法的规则，可写出下列各式：F2=F1+Fk (141)F3=F2+F23 (142) F4=F3+Fzh (143)最小张力点的位置，按图2-8的条件，当倾角不大，FzhO时，可以看出：F4F3F2F1 (144)在这种情况下，1点的张力最小。当倾角较大，Fzh0时，F40，则表明整台机器的运行阻力为正值，需要外加动力给驱动装置，由驱动轮传递牵引力给牵引构件。在这种条件下，F4F1，1点的张力最小；若(Fzh+Fk)0，则表明整台机器的运行阻力为负值，靠承载物料的重力，推动牵引构件克服阻力运行。在这种条件下，F4FK时，分析计算方法同前，图1-ll(a)所示为合理机头位置。(2)FZH=Fk时，机头放在上部和下部对于牵引机构的最大张力都一样，因此机头放在上部、下部都可以，都是合理的机头位置。(3)FZhFZh，即第二种布置的F4小于第一种布置的F4，同样地第二种布置的改向阻力和主轴牵引力也小，故图1-11(b)所示的布置优于图1-11(a)所示的布置。从对倾斜向上运输及倾斜向下运输货载时机头有利位置的分析可得出结论：当输进机具有简单的布置且较短时，也就是只有两个滚筒或链轮时，机头位置应设置在阻力大的一段(即重段或空段)运行方向的前端。对于复杂布置的输送机采用分析方法显得非常繁琐因而可以采用图解法。第二节 刮板输送机1、概述刮板输送机是一种挠性牵引机构的连续输送机械，是为采煤工作面和采区巷道运煤布置的机械。它的牵引构件是刮板链,承载装置是中部槽,刮板链安置在中部槽的槽面。图2-1所示是SGWD-250型可弯曲刮板输送机，中部槽沿运输线路全线铺设,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。图2-1 SGWD-250型矿用刮板输送机1机头；2机头支撑推移装置；3机头过渡槽；4刮板链；5铲煤板；6中部槽；7调节槽；8机尾过渡槽；9机尾 一般刮板输送机能在25以下的条件下使用。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。目前综采矿用的刮板输送机除了运煤之外，还有四种功能：给采煤机作运行轨道；为拉移液压支架作伸缩油缸的固定点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆、水管、乳化液管等。刮板输送机在综采工作面与采煤机和液压支架配套工作的情况如图2-2所示。刮板输送机在煤矿是使用量大、消耗多的重要设备。矿用刮板输送机按刮板链的形式分有三种：中单链型、边双链型、中双链型。 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40 kW，小于等于90 kW的为中型；大于90 kW的为重型。 刮板输送机产品型号编制：例如：中部槽槽宽为630 mm、配用电动机功率为275 kW的边双链型矿用刮板输送机的型号表示为SGB-630150。 其中：S输送机，刮板式:边双链型、D:中单链型、Z:中双链型630:中部槽槽宽630mm 150：配用电动机总功率150kw图2-2综采工作面配套机械1滚筒采煤机；2刮板输送机；3液压支架2、刮板输送机的组成部分、结构特点和适用条件矿用的刮板输送机，按工作需要，对其结构有如下要求：(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、刚度和耐磨性；(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；(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开切口。(11)用于机械采煤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座；在机头部和机尾部能安装采煤机外牵引的传动装置、牵引链的固定装置或刨煤机的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、中部槽及其附属部件、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。一、机头部机头部由机头架、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2-3所示是一种轻型中单链式刮板输送机的机头部。图23轻型中单链刮板输送机的机头部 1 垫块；2减速器；3盲轴；4链轮；5拨链器；6护轴板；7垫块；8紧链装置；9联轴器；10连接筒；11电动机；12机头架(一)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：(1)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；(2)链轮(图2-4)由减速器伸出轴和盲轴支承连接，这种连接方式，便于在井下拆装；(3)拨链器和护轴板固定在机头架的前横梁上，它的作用是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，又可更换；(4)机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。图2-4 边双链用的链轮连接组件1链轮；2剖分式滚筒；3定位销；4、5、6螺栓、螺母、垫圈(二)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，也是易损件，运转中除受静载荷外，还受有脉动和冲击载荷。图2-3所示为边双链用的链轮连接筒用组件，采用剖分式连接筒连接筒两端有环槽与链轮的环槽相接，内孔用平键分别与减速器伸出轴及盲轴连接，部分用螺栓固接。链轮用花键与减速器的伸出轴和盲轴连接。安装时必须保证两个链轮的轮齿在相同的相位角上。这种结构的优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。 图2-5所示为整体的连接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25 中双链用焊接链轮组件1滚筒；2链轮 (三)减速器 为适应不同的需要，三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器有三种装配形式，如图2-6所示I 型减速器的第二轴端装紧链装置，第四轴(或第一轴)装断销过载保护装置，这种形式用于30kW以下的减速器；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的减速器多采用这种形式；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。图2-6减速器的装配形式采用双速电动机时，不能用液力耦合器，因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；输出轴有矩形花键、渐开线内花健和渐开线外花键三种。为使其在左右两种采煤工作面和在机头部、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，噪声低。检修更换齿轮时，必须注意齿形的齿制相同，并应成对更换。 行星齿轮减速器的体积、质量小，效率高，大功率的减速器采用它有利。 (四)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。图28所示是用于与2-4所示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。图28 盲轴组件1花键轴；2轴承座；3轴承；4盖板；5轴承托扳；6轴套；7油封 (五)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优点：使电动机轻载启动，有过载保护功能；减缓传动系统的冲击和振动；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。 图2-10 YL型液力耦台器结构1后辅助室；2泵轮；3外壳；4透平轮；5注油塞；6弹性联轴器；7易熔合金塞图2-9液力耦合器示意图1泵轮；2外壳；3易熔塞4涡轮；5工作液 (六)电动机刮板输送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。为解决刮板输送机重载启动的困难，德国和英国使用双速电动机双速电动机是有两种额定转速的鼠笼式感应电动机，它的定子上装两套绕组，一套低转速绕组，一套高转速绕组，其特性曲线如图2-11所示。采用双速电动机需要专用的控制开关，以低速启动运转到给定的时间，断开低速绕组，间隔约150m。接通高速绕组运行。在换接的断电间隔中，电动机的转速因负载不同约下降50250 rr/min，即使是满负荷启动，高速绕组也不是从静止启动的，因而高速启动的电流也不高。双速电机的运转特性使刮板输送机在重载下能平稳启动。采用双速电动机与使用液力耦合器相比，因没有液力耦合器的滑差，不需经常检查和补充工作液体，没有过载喷油之患。但是，它也没有液力耦合器的几种有益功能。双速电动机专用的控制开关中，必须有完善可靠的电气保护装置。目前我 图211 双速电动机特性曲线国生产的双速电动机有YDB系列和KBY系列。 二、机尾部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，因尾部不需卸载高度，除了尾部架与机头架有所不同外，其他部件与机头部相同，如图21所示；无驱动装置的机尾部，尾架上只有供刮板链改向用的尾部轴部件，图212所示是一种边双链型的，尾部轴上的链轮也可用滚筒代替。图2-12无驱动装置的尾部1机尾架；2机尾轴部件三、中部槽及其附属部件中部槽是刮板输送机的机身，由槽帮钢和中板焊接而成，如图2-13所示。上槽是装运物料的承载槽，下槽底部敞开供刮板链返程用。为减小刮板链返程的阻力，或在底板松软的条件下使用时防止槽体下陷，在槽帮钢下加焊底板构成封底槽。使用封底槽安装下股刮板链和处理下股链事故较困难，可以用间隔几节封底槽装一节有可拆中板的封底槽的办法，以减少困难。 图2-13中部槽1、2高锰凸端头，2槽帮钢，4支座, 5中板,6、7高锰钢凹端头中部槽的形式列入标准的有中单链型、边双链型、中双链型三种。除了用于轻型刮板输送机的中单链型采用冷压槽帮钢外，其他都用热轧槽帮钢制成。中部槽的断面形状有如图2-14所示的三种，其尺寸在刮板输送机中部槽标准中有规定。图214标准中部槽的断面(a)中单链型压制中部槽(b)中单链、中双链轧制中部槽(c)边双链型轧制中部槽机头过渡槽和尾部过渡槽是与机头架与尾部架连接的特殊槽，它的一端与中部槽连接，另与机头架或尾部架连接。为了使从下槽脱出的刮板链在运行中回到槽内，可在尾部过渡槽的下翼缘装设上链器。图2-15所示是一种上链器的结构。为提高中部槽的使用寿命，目前采用的方法有多种。如：将两端进行淬火处理，或加焊高锰钢铸造端头，如图213所示，中板两端链道处用等离子喷焊耐磨合金，易磨损处堆焊硬质合金；加大中板厚度；改进槽帮钢的断面以增加强度和刚度。 图2-15 上链器1板翼；2板簧固定架制造中部槽的槽帮钢已有定型标准，规定的形式有D型、E型和M型三种；其断面形状如图2-16所示。图2-16槽帮钢的断面形状四、刮板链刮板链由链条和刮板组成，是刮板输送机的牵引构件。刮板的作用是刮推槽内的物料。目前使用的有中单链、中双链和边双链三种。如图2-18，2-19，2-20所示图2-18中单链式刮板链1接链器；2开口销；3刮板；4U型螺栓； 5自锁螺母；6圆环链图219中双链式刮板链1卡链横梁；2刮板；3螺栓；4螺母； 5圆环链；6接链环图2-20边双链式刮板链 1圆环链； 2连接环；3刮板；4螺栓；5螺母；6弹簧垫圈 刮板的形状要能在运行时有刮底清帮、防止煤粉粘结和堵塞的作用，并应尽量减小质量。刮板可用轧制异型钢或用锻造、铸造合金钢经韧化热处理制成。刮板、链条不与中板接触，两侧与槽帮形状相同，刮底清帮效果好。刮板的间距按所运物料的性质和块度及安装倾角确定。目前使用的三种刮板链可作如下比较。边双链的拉煤能力强，特别适于拉大块较多的硬煤，但边双链两条链受力不均，特别是中部槽在弯曲状态下运行时更为严重；中单链用大直径圆环链，强度很高且没有受力不均问题，断链事故少，刮板遇到刮卡阻塞时可偏斜通过，刮板变形时不会导致过链轮时跳链，中单链的缺点是因链环尺寸大，所用链轮直径增大，机头、机尾的高度相应增加，拉煤能力不如边双链，特别是对大块较多的硬煤，中双链能较好地克服边双链受力不均的缺点，显示出它的优越性。 五、紧链装置刮板链安装时，要给予一定的预紧力，使它运行时在张力最小点不发生链条松弛或堆积。给刮板链施加张紧力的装置叫紧链装置。早期的轻型刮板输送机用改变机尾轴位置的办法人力紧链，现在都采用定轴距紧链。目前应用的方式有三种，一种是将刮板链一端固定在机头架上，另一端绕经机头链轮，用机头部的电动机使链轮反转，将链条拉紧，如图2-22所示，电动机停止反转时，立即用一种制动装置将链轮闸住，防止链条回松；另一种方式与前一种基本相同，只是不用电动机反转紧链，而用专设的液压马达紧链，第三种方式是采用专用的液压缸紧链。图2-22链轮反转紧链示意图六、推移装置推移装置是在采煤工作面内将刮板输送机向煤壁推移的机械。综采工作面使用液压支架上的推移千斤顶，非综采矿用单体液压推溜器或手动液压推溜器。 单体液压推溜器如图2-29所示：图2-29单体液压推溜器安装图1挡煤板；2活塞杆接头；3缸体；4底座；5斜撑支柱七、锚固装置锚固装置是刮板输送机在倾角较大的工作面工作有下滑可能时，用以固定、防滑之用。它由单体液压支架和锚固架组成，锚固架与机头架、机尾架连接，使用液压支架的泵站。 3、链啮合传动原理及运动学与动力学一、链传动运动学链啮合传动，是驱动链轮通过轮齿与链节的啮合，将链轮旋转的转矩变成直线牵引力传给牵引链。链条由许多刚性链节组成，绕经链轮时呈多边形围绕，链条间歇地随相遇点轮齿运动。当链轮作等速圆周运动时，链条是变速直线运动，并以链轮旋转一个链节所对应的中心角为周期。这种运动特性，可由下述分析看出。把链条当作刚体，设链轮节圆的半径为R，链轮旋转的角速度为，如图2-32(a)所示，为相遇点轮齿的圆周速度。与水平线的夹角，为链条水平运动的瞬时度。可以看出： (2-1)其中：的变化范围为；式中：为一个链节所对应的链轮圆心角。由此可知，即使链轮的角速度不变，链条的瞬时速度也是变化的。其速度特性如式(2-1)所示，速度变化的周期为链轮旋转一个角。链条速度变化曲线如图2-32(b)所示，链速的变化范围为： 由于链速的变化，链条运动中就有加速度，链条运动的加速度为 (2-2)链条运动的加速度也随0角变化，其变化范围为： 图2-32链传动的速度分析加速度变化曲线如图2-32(b)所示。可以看出，链条在相遇点啮合开始时的加速度最大，随链轮旋转，加速度逐渐减小到0，然后达到最大负值；到另一个轮齿啮合时，链条运行的加速度由最大负值突变成最大正值。加速度变化周期也是链轮旋转一个角所需的时间。最大加速度的绝对值为： (2-3)由链轮的几何关系得: (2-4)将式(2-51)代人式(2-50)得 (2-5)式中为链条最大加速度；为链轮旋转的角速度；l为链节距；R为链轮分度圆半径。二、牵引力的动负荷链条是作变加速运动的，有加速度就有惯性力，因此，链条在运行中不仅受静负荷，还受有动负荷，并且是周期性动负荷。若加速度为正，惯性力的方向与运行方向相反，则动负荷使链条的张力增加；若加速度为负，惯性力的方向与运行方向相同，则动负荷使链条的张力减小。由图232(b)可以看出，在后一个轮齿开始啮合的瞬间，链条的加速度从增加到，在这一瞬间的加速度为。如果参与这一加速运动的物体质量为M，则链条所受的动负荷为。由于这一负荷是瞬间施加的，按力学原理，突加载荷在链条中产生的应力大一倍，这样，链条所受的动负荷应按计。考虑到在这个变化瞬间，后一个轮齿啮合之前的加速度为其惯性力与链条运动方向相同，因此，链条实际所受的最大动负荷按下式计算： (2-6)4、刮板输送机选型设计的方法刮板输送机的计算通常是为了设计新机器，或为一定使用条件验算现有设备是否适用。两者计算内容都相同，区别在于前者按通用条件计算，后者按具体使用条件计算。刮板输送机计算的内容包括：运输能力、运行阻力、刮板链张力、电动机功率、预紧力和紧链力、链子的安全系数等。一、运输能力按连续运行的公式，其运输能力为：。式中：运行物料断面积A与中部槽的规格及其承载能力有关。中部槽的装载情况如图233所示，运行物料断面的上界限呈曲线形，形状与物料的性质、块度情况有关，需经实测确定，通常按等腰三角形计算，其底角取物料的堆积角，一般取2030，按物料性质、块度情况选定，F按中部槽的尺寸由几何关系求得。由于刮板链占据一定空间，实际面积比F小一些，计算时要乘以小于1的装满系数 故运输能力按下式计算： (2-7)上面分析的是刮板输送机自身具有的运输能力的计算方法。为使工作面选择刮板输送时，所选设备的运输能力不能小于工作地点所需要的运输能力Qc ，即QQc。 Qc的计算分两种情况：(1) 非机械化作业的采煤工作面所需要的运输能力用下式计算： (2-8)(2) 采煤机或刨煤机作业的工作面所需要的运输能力用下式计算： (2-9) 由上述条件可得中部槽应具有的装载面积为： (2-10) 图2-33中部槽档物料断面根据式(2-10)算得的A值，结合所采用的链型，从标准中选定适用的中部槽。 用于综采工作面的输送机，中部槽的规格还应与所用采煤机及液压支架的相关尺寸配套。如中部槽的尺寸受限制，可改变链速，以满足一定生产能力的需要。为一定使用条件验算现有的刮板输送机是否适用时，如果需要的运输能力小于该机的技术特征值，就不必验算；若比技术特征值大，就应以所选输送机中部槽的几何尺寸按图2-33结合所选物料性质计算其最大装载断面积，然后用式(2-7)选择适当的装满系数，计算该刮板输送机在具体条件下的运输能力。如不能满足需要，可用提高链速的方法解决，即更换减速器中的一对齿轮。 二、运行阻力刮板输送机的运行阻力按直线段和曲线段分别计算。图2-34所示为沿倾斜面运行的刮板输送机的重段直线段。运行时除了要克服煤和刮板链的运行阻力外，还需克服煤和刮板链的重力。通常将它们一起计为总运行阻力。 从图2 -34可以看出，作为牵引机构的刮板链，在重段直线段运行的总阻力为： (2-58)刮板链在空段直线段的运行总阻力为： (2-59)阻力系数的数值与煤的性质、刮板链形式、中部槽形式、安装条件等许多因素有关。图2-34 重段直线段的运行阻力当机身在中部槽平面有弯曲段时，如图2-35所示。在弯曲段，刮板链沿槽帮滑行，相当于牵引链绕固定的圆弧导向体。这种情况下应计入弯曲段的附加阻力。弯曲段的中心角可由几何关系求出。图2-35机身弯曲段及其几何