机电10-1班调研报告3

1、黑龙江科技大学本科毕业设计调研报告设计题目： 中单链刮板输送机机头部设计 调研的企业： 鸡西建华皮带机厂 院系名称： 机械工程学院 专 业 ： 机械电子工程 班 级 ： 机电10-1班 姓 名 ： 宋凯 学 号 ： 17 指导教师 ： 董金波 1学生、教师简介表1 学 生 简 介姓名专业班级学号宋凯机械电子工程机电10-1班17表2 指 导 教 师 简 介姓 名工作单位职 称学校导师赵汗青黑龙江科技大学副教授企业导师鸡西建华皮带机厂2调研实证3毕业设计背景毕业设计题目：中单链刮板输送机机头部设计本毕业设计题目涉及：机头架、链轮组件、驱动装置（电动机、联轴器、减速器）及其附属装置组成4综述a.刮

2、板输送机的整体发展概况20世纪50年代广泛使用SGD-11.SGB-11型刮板输送机，因不能横向弯曲自移，工作面推进后要大拆大卸重新安装，占用时间长，劳动强度大，劳动强度大，再加上强度不足，功率小，即使沿工作面分段放炮,仍不断发生超载事故。在逐步使用SGD-20型和SGS-30型刮板输送机后，工作面的生产能力虽然有所提高，但仍不能弯曲自移，凭人力搬运十分笨重，而且输送机与煤壁距离较远，要人力攉煤。到了70年代，随着采煤机的大量应用，出现了SGW-40、SGW-44型可弯曲刮板输送机，实现了不解体和不停运分段自移，运输能力提高了200t/h。80年代以来，工作面运输设备发展很快，由于各种新型采煤

3、机的出现，刮板输送机已大为改观。因采煤机要在输送机行走，不仅要求输送机强度大，保证采煤机工作稳定，且要与采煤机生产能力相匹配，促使刮板输送机不断向重型化发展。代表机型有SGW-150和SGW-250型，随着大功率采煤机的出现，一些刮板输送机的功率已达400500 kw,运输能力达1000t/h,能适应工作面单产150万t/a的生产规模要求。（1） 国外刮板输送机的发展现状自世界上第一台刮板输送机诞生以来，经过半个多世纪的不断研究、试验、改进。刮板输送机已成为煤炭运输、特别是长壁工作面运输不可替代的输送设备。近年来，以美国、澳大利亚等发达采煤国家为代表的集约化高产高效矿井的迅速发展，带动了综采装

4、备向机电一体化高端技术开拓，构建了生产能力大、自动化程度高、安全可盘、工作面单产和功效成倍提高的新一代高产高效综采工作面设备，实现和推动了一矿一井的高度集约化生产。随着集约化高产高效长壁工作面综采装备技术不断向高端发展，为满足生产能力大，自动化程度高、安全可靠的生产要求，国外几家有名的刮板输送机公司不仅注重提高关键元部件材质强度以提高其使用寿命，还非常注重刮板输送机软启动、过载保护以及带可伸缩机尾的链条自动张紧等装置的开发，提高刮板输送机机电一体化控制水平。现在输送机机型所采用的软启动和过载保护形式已有限矩形液力偶合器、CST可控传动装里、调速型液力耦合器、文流电机变频调速等，国外公司所研制的

5、液压马达紧链和可伸缩机机尾调整链条松紧度的紧链系统，既能保证超重型工作面刮板输送机紧链作业安全、可靠和便于控制，又能根据负载状况随时调节刮板链的松紧，保证了刮板链始终处于最佳运行状态，避免了因链条过松而造成的悬链和跳链事故。（2） 国内刮板输送机的发展现状 我国煤矿长壁综采机械化始于20世纪70年代末，随着不断推广和发展，已经具有一定研究开发、生产制造输送机的能力，并成功地开发研制出多系列适应我国国情的综采和综放工作面输送设别，基本满足国内市场的需求。现在我国中、小功率刮板输送机已具备成型技术，并有成熟的制造能力，运输量小于1500 t/h、装机功率小于800kw的中型和重型输送设备方面与国外

6、的产品水平基本相当，近些年来通过对引进设备的笑话、吸收和国产化举措，我国也研制开发了诸如槽宽1.2m、装机功率2×700 kw、运输能力2500t的大功率刮板输送机，并已在一些大型矿井投入使用。其中，各种规格的交叉侧卸式机头、材质强度达70kg级的铸造槽帮及中板以及超重型工作面刮板输送机所必需的一些结构部件也得到推广和应用。 b.鸡西建华皮带机厂 鸡西建华皮带机厂位于黑龙江省鸡西市市区，东临兴凯湖、南靠完达山、北依穆陵河、西通201国道；交通便利、气候宜人。始建于1969年，是集带式输送机研发、制造和维修为一体的综合性企业；是原煤炭工业部和原东煤公司定点生产带式输送机及配件的专业厂家

7、。2003年通过ISO9001质量体系认证。连续多年被评为产品质量信得过单位、国家计量二级单位、省级用户满意企业、市级科技先进单位。鸡西建华皮带机厂在科学管理、规范经营、大胆创新的指导思想下，致力于研发、开发、生产性能卓越、结构合理、品质优良、经济适用的各类带式输送机；拥有较高的设计和生产能力，生产工艺进、检测手段齐全；产品全部采用国家标准和行业标准，各项技术性能均达到了国内先进水平。先后向市场推出了：可伸缩带式运输机、固定带式输送机、双向带式输送机、大倾角带式输送机、波状挡边带式输送机、强力带式输送机、钢丝绳牵引带式运输机、可弯曲带式输送机、带式输送机转载机、带式输送机转角机、带式输送机助力

8、器等七十多种规格的带式输送机，产品远销东三省、内蒙古、山西、陕西等地区，广泛服务于煤炭、冶金、矿山、电厂、建材等行业，深受广大用户欢迎。鸡西建华皮带机厂以质量为生命、以诚信为灵魂，极力追求产品质量零缺陷，精心打造铜牛品牌新形象。c.借助CAD/CAE技术，应用业界权威设计、分析软件：Pro/E、ADAMS、ANSYS、MATLAB等，完成三维参数化建模、模拟实际工况进行有限元分析、液压系统仿真、动态干涉检查和机构分析，在设计过程中消灭潜在故障。应用国际先进的大型PDM、ERP系统 在不断提高工作面单产和效率的总要求下，80年代初期，主要是对工作面刮板输送机的结构进行改进。如采用双中心链、侧卸机

9、头、封底溜槽和双速电动机，增大溜槽、牵引链条等组件的强度及传功功率等都有效地提高了刮板输送机的运输能力和可靠性。80年代后期以来，工作面刮板输送机技术发展可概括为“三大”(大运量、大运距、大功率)、二重（重型溜槽、重型链条）、一新（自动检测等新技术）”。机头部随着综采工作面生产能力的迅速提高，刮板输送机端卸载已经难以满足要求，国内外大运量重型刮板输送机均采用交叉侧卸载机构，该机构经过几代改进，在卸载能力、效率、寿命等方面都有了很大的提高。同时，卸载高度的降低也为综采配套带来了便利。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。1. 机头架 机头架是

10、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、右采煤面的需要；(2) 链轮由减速器伸出和盲轴支撑链接，这种连接方式，便于在井下拆卸;(3) 玻链器和护轴板固定在机头架前梁上，它的作用防止刮板链在与链轮的分离点处被齿轮带动卷入链轮，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，有可更换；(4) 机头部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2链轮 链轮组件安装于机头架上，链轮组件采用从机头部一侧穿入的安装方法。链轮组件为双伸结构，两侧均通过齿轮联轴器和传动装置联接

11、。链轮组件采用远程注油方式，润滑油为GB5903-1995工业闭式齿轮油L-CKD-等品460，油箱注满为止，每季更换润滑油一次。拆卸链轮组件可在不拆卸传动装置的情况下进行。七齿链轮与渐开线内花键孔滚筒焊接，构成链轮轴。链轮由优质合金钢锻造而成，齿形部分经电解加工成型，链窝及齿形表面经淬火处理。滚筒上的内花键用来与减速器输出轴联接。链轮轴上的轴承、轴承座、套及密封装置为对称布置。在传动部一侧安装右透盖、右端盖和一组浮封环，在另一侧安装左透盖和左端盖。3.减速器 我国目前生产的刮板输送机多为平行布置式、三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器。其使用条件为：齿轮圆周速度不大于18m/s;安装角度为1

12、6;25º；高速轴的转速不大于1500r/mi;减速器工作的环境温度为-20+35；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齿轮减速器有三种装配形式：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30 kw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。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器过载保护装置。减

13、速器的端轴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。为使同一型号减速器的安装尺寸和连接尺寸能通用互换，我国制定并发布了刮板输送机减速器标准。为使其在左右两种采煤工作面和机头部、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方法，在一定范围内改变传动比。中型或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,必须注意齿轮的齿制相同，并应成对更换。刮板输送机

14、通用技术条件对减速器的技术性能规定有具体指标。如果矿用刮板输送机的机头部装在平巷的位置，可采用圆柱齿轮减速器。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他有利。4盲轴 盲轴是装在机头部的不装减速器一侧、支承链轮的一个组件。盲轴组件是用于与圆锥圆柱齿轮减速器的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。 5.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几点：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

15、合器。液力耦合器是一种液力传动器件艾诺，其主要组成部分由：1泵轮、2外壳、3易熔塞、4涡轮、5工作液。泵轮1和外壳2把涡轮4封在其中，并用螺栓紧密连接构成密封的工作腔。泵轮的出轴与电动机连接，涡轮的出轴与减速器连接。泵轮和涡轮上都有许多径向直叶片，两轮上的叶片数目不等。在工作腔内注入一定量的工作液体，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外向流动，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，工作面液体又从涡轮流回泵轮1，形成环流。于是，工

16、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的螺管状的复合运动。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，即二者之间存在的转速差。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：M=· n²D5式中， 转矩系数

17、； 工作液体的重度，N/m² n泵轮的转速，r/min 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。在矿井种采用矿物油作工作液，有引起火灾的危险，为防止油温过高，安全性液力耦合器的工作腔装有易熔塞。易熔塞上有通孔，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。 6.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

18、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。为解决刮板输送机的重载启动困难，德国和英国使用双速电动机。双速电动机是两种额定转速的鼠笼式感应电动机，它的定子上装有两套绕组，一套低转速绕组，一套高转速绕组。以低转速绕组运转时，能给出3倍以上额定转矩的启动转矩。低速运行时的输出功率约为高速时的1/2,启动电流比用高速绕组的电流低得多，电压降低。使用双速电动机时，以低速绕组启动，达到一定转速时，换接高速绕组常态运转。采用双速电动机需要专门的控制开关，以低速启动运转到给定的时间 ，断开低速绕组，间隔约150ms接通高速绕组运

19、行。在环节的断电间隔中，电动机的转速因负载不同约下降50250r/min，即使是满载启动，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是刮板输送机在重载下能平稳启动。采用双速电动机与适用液力耦合器相比，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，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，必须要有完善可靠的电器保护装置。d.现阶段存在哪些技术问题我国刮板输送机的技术水平只相当于80年代初期的国际水平，落后于国际先进水平1015年，我国刮板输送机技术水平低，主要表现在：1. 装机功率小，输送能力地，运输距离短。2. 我国

20、工作面刮板输送机CST可控驱动装置、ACTS自动调链装置和工况监测系统等均为空白。3. 耐久性差，可靠性低，事故率高，寿命短。e.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，增设自动紧链和工矿监测显示，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。输送机零部件普遍标准化，规范化，保证设计、加工质量和水平。5.想高适应性发展。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

21、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。为了减少采取阶段煤柱的损失量，加大工作面的长度，刮板输送机的长度应加大。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。 然而，我国生产技术落后，目前设计的生产的刮板输送机装功率小，输送能力低，运输距离短，耐久性差，可靠性低，寿命短，而刮板输送机是综采工作面配套设备的重要组成部分，是煤炭装运的第一个环节，在很大程度上决定了采煤工作面的生产能力和效率，因此，研究制造自己的高产高效输送机迫在眉睫。本文首先综合比较了各种类型输送机的

22、特点，根据实际情况选用了中单链刮板输送机的设计。而后，对中单链型刮板输送机进行了总体结构设计。对机头传动装置、过渡槽、中部槽、刮板链、刮板、链轮、机尾等主要部件进行了技术分析和结构设计，完成了中单链型刮板输送机的整体设计。此次设计的中单链刮板输送机左右两侧对称，可以在两侧壁上安装减速器，以适应左、右采煤工作面的需要。另外，可以很容易将机尾改装成机头，而适应各种特殊情况。此次设计的中单链型刮板输送机的特点是结构简单，受力均匀，运行平稳，摩擦阻力小，溜槽利用率高，弯曲性能好，不易出现阻塞，具有很强的适应性。5参考文献1谢友柏。“在现代设计理论的一些基本概念”,机械Engineering.vol.43杂志，2008年11月，pp.7-16.2Baguma,Rehema卢贝卡，朱代。“网页设计框架改善残疾人无障碍人（WDFAD）”，诉讼的2008年国际跨学科会议关于无障碍，W4A,2009年，页。134-140.3迪斯坦特·达米亚诺,罗西·古斯塔沃,坎福拉·赫拉尔多,帝利·