刮板输送机的机构设计

1、图书分类号：密 级：毕业设计(论文)刮板输送机的机构设计Scraper conveyor mechanism design学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期：学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构

2、送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名：日期：摘要刮板输送机是一种重要的运输机械。因为刮板输送机的结构没有多复杂，使用的时间也是比较长的，在进行工作的时候可靠性能很高，而且对于能耗的消耗也是比较低的，输送的距离是很长的，密封性能也是很好的，而且在后期进行维修的时候也是很便利的，在很多行业使用的范围很广，主要用在冶金，建材，化工，火电，矿山等等。经过一系列对于刮板输送机的研究，我们将对专业知识再一

3、次可以全面的熟悉，将机械专业的知识进行综合性的分析，对机械的结构进行选择，熟练掌握了绘图的技术还有机械制造的有关的知识，将我们在学校四年所学习专业知识进行了一次概括，这样我们学生的综合能力也提升了很多。我们这篇论文选择的课题就是“刮板运输机的机构设计”。在研究了国内外研究现状、发展趋势及刮板运输机的工作原理及特性的基础上，明确了设计参数，完成了刮板输送机传动总体方案的选择、比较与确定；对总体方案中涉及到的主要传动机构进行了设计；完成了传动机构中主要零、部件的设计、计算及校核。最后，还通过cad绘图软件完成了总体结构装配图及主要零部件图的绘制。这篇论文的设计的理论还有思路，以及方法都是新的方向，

4、我们使用的结构还有技术的参数都更加的合理，将刮板输送机的质量提高了很多，也使得刮板输送机的成本也是降低了很多。此外，通过完成这篇毕业设计，我们对机械设计的程序还有方式方法，进行设计的措施还有规律，还要跟实际的生产联系在一起，这样我们遇到问题去解决问题的能力也就大大的提高了，所以我们对于机械传动装置，一般机械的设计还有制造能力都具备了。关键词刮板输送机；机构；总体方案；零部件；设计AbstractScraper conveyor is an important transport machinery. Because the structure of the scraper conveyor i

5、s not more complicated, the use of time is relatively long, when carrying out the work of a very high reliability, but also for energy consumption is relatively low, is very long distance transport, the sealing performance is good, but when in the late maintenance is also very convenient, in the ran

6、ge of many industries is widely used, mainly used in metallurgy, building materials, chemical, thermal power, mining and so on. After a series of scraper conveyor for research expertise we will once again be able to fully familiar with the mechanical expertise to undertake a comprehensive analysis o

7、f the mechanical structure are selected mastered the technology as well as mechanical drawing knowledge about manufacturing, will we learn professional knowledge in school four years carried out a summary of this comprehensive capabilities of our students also improved a lot.We choose the subject of

8、 this paper is the "scraper conveyor mechanism design." After studying the research status, basic trends and scraper conveyor working principle and characteristics of the clear design parameters, complete the selection of the scraper conveyor drive overall program, compared with determined

9、; overall scheme involved The main transmission mechanism was designed; the completion of the design of the main transmission mechanism parts and components, calculation and check. Finally, by drawing cad drawing software to complete the overall structure and main parts assembly drawing graphs.This

10、paper design theory as well as ideas and methods are new direction, structure as well as technical parameters we use are more reasonable, the quality scraper conveyor has improved a lot, but also makes the scraper conveyor The cost is much lower. Ability In addition, the completion of this graduatio

11、n, there are ways we program the mechanical design, the design of the measures would be law, but also with the actual production together, so we have a problem to solve the problem of it greatly improved, so we gearing for machinery, general machinery design as well as manufacturing capabilities are

12、 in place.KeywordsScraper conveyor; organization; overall program; components; design目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 选题的依据及意义11.2 刮板输送机的工作原理及分类11.2.1 刮板输送机的工作原理11.2.2 刮板输送机的分类21.3 刮板输送机的发展历程51.4 国内外刮板输送机的研究现状51.4.1 国内刮板输送机的研究现状51.4.2 国外刮板输送机的研究现状61.5 国内外刮板输送机的发展趋势71.7 本课题设计的内容及设计要求71.7.1 课题设计的内容71.7.2 课题设计

13、的要求72 总体方案的设计与确定82.1 技术参数的确定82.2 刮板输送机卸载方式的选择、分析与确定82.2.1 刮板输送机卸载方式的选择、分析82.2.2 刮板输送机卸载方式的确定82.3 刮板输送机结构方案的确定82.4 刮板输送机传动原理的确定92.5 输送量的计算102.6 输送能力的计算112.7 阻力的计算112.8 功率的计算122.9 链张力的计算122.10 电动机的选择133 主要零部件的设计与计算143.1 总传动比及传动比的分配143.1.1 总传动比的确定143.1.2 传动比的分配143.2 各级传动计算143.2.1 各轴转速计算143.2.2 各轴功率计算14

14、3.2.3 各轴扭矩计算153.3 齿轮的设计与计算153.4 轴的设计与计算233.4.1 高速轴轴的设计233.4.2 轴的设计253.4.3 轴的设计263.4.4 输出轴的设计263.5 减速器键的校核283.5.1 轴键的校核283.5.2 轴键的校核283.5.3 轴键的校核283.6 输出轴键的校核283.7 减速器轴承的校核283.7.1 验算轴轴承寿命293.7.2 验算轴轴承寿命293.7.3 验算轴轴承寿命303.7.4 验算输出轴轴承寿命303.8 箱体及附件的设计校核313.9 刮板的设计324 刮板输送机的动力学分析334.1 刮板输送机的分析334.1.1 驱动系

15、统的分析334.1.2 链轮的分析334.1.3 链条系统的分析334.2 刮板输送机的数学分析344.3 刮板输送机的动力学分析374.3.1 驱动系统动力学分析374.3.2 链轮的动力学分析384.3.3 机槽动力学分析40结论42致谢43参考文献44附录45附录1 刮板输送机装配图45附录2 刮板链条装配图45附录3 头部装配图46附录4 头轮装配图461 绪论1.1 选题的依据及意义煤炭资源是国家重要的能源之一，在整个能源结构里面的消耗占到了七成以上。虽然这显示了我国对能源利用的不合理，但是因为现在对于环境的要求比较高，还要考虑到能源的安全性问题，所以我们国家对能源消耗的政策进行了一

16、定的调整，但依然可以看到未来一段时间，煤炭在国家能源发展里面还是处在重要的地位。国家挖掘煤炭的机械化设备从上世纪五十年代开始研究发展。七十年代我国开始从国外引进先进的挖掘煤炭的机械化设备。到了九零年的时候，我们国家在煤炭采矿行业上，机械化的程度还是很低的，只有百分之三十五，综合开采的工作面每平方米的产量只有五十六万吨，这个里面只有三十多个是产量达到百万吨的。我们按照当时全国的煤炭产量，可以算出我国煤炭行业的机械化程度只有整个统配的一般，占的比例是很小的1。综合开采煤炭技术是长壁开采煤炭的系统，集支护，开采煤炭，装载还有运输等等整体都推进的机械化的生产技术，在将近五十年的发展的时间里面，它一直都

17、是世界领先的技术，最近这些年，因为新科技的问世，所以现在这项技术也开始有所变革，进步。现在欧美发达国家已经开始研究无人自动化的采煤技术。综合开采技术的核心就是综合开采装置，而这些装置里面最重要的就是工作面刮板运输机。为了让我们国家的刮板输送机的技术能够赶上世界领先的水平，所以现在要对它的发展进行研究讨论，这样就能全面促进我们国家刮板输送机技术的发展了1。在综合开采的工作面里面，重要的装置之一就是刮板输送机。我们首先要建立起一片现代化的矿业区，生产的量要高，工作的效率也要高，从我们国家的发展可以看出来煤炭在这个过程中的重要性，为了可以确保我们国家经济快速的向前发展，所以我们现在要将煤炭的开采提高

18、到战略的地位上来，这样才能促进国家的经济稳步向前发展，所以这个设备的研制对我们国家煤炭产业的发展有重要的意义。1.2 刮板输送机的工作原理及分类刮板输送机的工作原理物料进去到机器的槽里面去以后就会因为受到刮板链条在运动的方向上的压力还有物料自己的重量的作用，物料之间就会有摩擦力产生，这个产生的摩擦力就确保了物料之间的相互稳定，这样就可以必然物料在机槽里面移动，防止产生外摩擦阻力，这样就会让物料跟着链条一起运动，这样就会一起都被运输出去了2。所谓头尾的链轮也就是驱动轮跟张紧轮的组合，链条式用来当做牵引装置的，是绕在头尾链轮还有机器的槽里面的，在装的时候链条上面的刮板是用来运输物料的，物料运输是通

19、过持续转动的刮板链条来进行的。跟前面我们说的两种运输机一样，这个刮板书冬季的驱动是装在头顶上的，张紧装置是安装在张紧轮的一头上的，一般使用的张紧装置都是使用的滑块螺杆，它将物料进口的地方是设置在尾部的机槽上班部分，卸料口开设于头部机槽下部，特别要注意的是，摩擦是胶带输送机还有斗提机的牵引装置的动力来源，不过刮板输送机的链条则是用齿轮之间的咬合来进行驱动的2。在刮板输送机在工作的时候，不管运输是水平的还是垂直的，在需要运输的物料从进料口进到封闭的机槽里面去以后，通过刮板推力，还有物料自己的重量这些外在的因素作用下，这些散着的物料一定会有相当大的内部摩擦力产生，这个摩擦力可以抵抗在运输物料的时候机

20、槽跟物料之间产生的摩擦力还有垂直运送物料的时候物料的重力，这样我们的物料就是一个稳定的整体，可以通过刮板链条的作用，整体向前运输。这个刮板输送机的外面的壳就是机槽，这个机槽的作用就是密封还有支承住别的部件，最重要的是它可以将物料送到机器的内部，这个机槽的耐磨性能是很好的。 刮板输送机的分类（一）按刮板链型式分1、中单链型刮板输送机将链条装在刮板的中心上面，这样槽里面的刮板主要功用是导向。这样的主要优点是：（1）输送机的结构较简单，进行维修的时候非常方便，而且弯曲时候性能是很好的，不会出现两条链条受力不均匀的情况，不会出现链条断裂的事故。（2）可以在这个机器上面使用长链段圆环链，这样链条的接头可

21、以少用很多，工作的时候可靠性很好。（3）如果说刮板有变形的情况出现，那么链子上面的链轮不会出现跳链的情况。（4）输送机的链子安装的时候没有装在槽里面，而是用两头的形状跟凹槽相匹配的刮板，在对煤粉进行清理的时候效果是比较好的，在工作的时候阻力就降低了很多，输送能力一样的时候，功率可以节省很多3。2、边双链型刮板输送机这种型号刮板机的链条装在刮板机刮板的两侧，这样链条在输送机里面主要的作用就是导向。安装这种刮板链条的好处是：产生的预紧力是很小的，消耗的功率也是很低的，而且可以用在煤层倾角较大的地儿，对较薄的煤层和一大块的煤运输的时候效果是很好的；不好的地方就是这两个链条的受力不一样，所以不能用在大

22、型的圆环链上面，这样对强度有一定的要求。3、中双链型刮板输送机刮板上两链条中心之间的距离不能比槽宽度的百分之二十大，在槽里的刮板的功用为导向。这种链的主要优点包括中单链的基本优点，而且能作用于重型刮板输送机，缺点：单位长度重量较高。4、准边双链型刮板输送机在刮板上面的两条链条的中心点的距离是不能比中间的槽的宽度的百分之五十还要小的，这个刮板在槽里面起到的作用是导向。这种刮板输送机的好处是不仅有双链刮板输送机还有中双链输送机的好处，而且还可以用在中间的槽宽度比较宽的地方。（二）按卸载方式分1、端卸式刮板输送机：这种是直线型的输送机，卸货时从输送机的一端卸下，跟输送机在一条直线上，这种型号的输送机

23、的结构简单，现在很多综合开采都是使用的这种，不过这种输送机的不好的地方是链条更容易将煤带出来，这样机器消耗的功率就很大，在进行煤炭的卸的时候高度很高，所以卸下来煤炭以后会有灰尘出现4。2、侧卸式刮板输送机：这种类型的机器也是直线形状的，这个刮板输送机的头部是搁在工作面运输巷的转载机上面的，通过圆弧梨形的卸煤板，将这个机头搁在转载机上面，这个是我们现在运输煤炭的主要方式，约占输煤量的70%75%；大概有百分之十五到百分之二十的煤炭都是从副卸载板上面转到转载机上面去，这个不是主流；最后，大概有百分之五到百分之十五的煤炭不通过链轮，直接通过底部，就直接卸载到转载机上面去了。（三）按中部槽结构分1、开

24、底式刮板输送机：此型号输送机中间槽端下面的槽为张开式，普遍使用于现在。这种刮板输送机中间的槽没有多重，而且结构没有那么复杂，一旦槽出现问题了很方便就可以进行维修；不好的是刚度不好，很容易机器就出现磨损，还有变形，产生的阻力也是很大的，使用时间不长，不能用在松软的地板上。2、封底式刮板输送机：这种形式的机器也就是说下面的槽式封闭的。这种机器的槽的刚度是很大的，刮板链在进行运动的时候产生的阻力没有多大；因为封闭的底部跟工作面的低板进行接触的时候面积是比较大的，所以可以用在松软的底板上面。为了方便我们对下面的链条进行检查还有维修，要在链条每隔几节的地方装一个有检窗口的中间的槽，这个窗口要是开在这个槽

25、的中间，这个大小可以方便我们进行链条的更换。3、分体中部槽刮板输送机：这种分体的输送机就是将比较容易出现磨损的上面还有中间的槽体加工成为活的，在进行固定的时候通过螺栓来进行，下面的槽将铲煤的板子，挡煤碳的板子，还有封底的板子都焊在一起成为一个整体，这样整个机器的刚性还有强度就增强了很多。4、整体焊接中部槽刮板输送机：这种类型的输送机就是将这个机器里面的溜槽两边的槽帮跟铲煤的板子还有挡煤的板子焊接在一起，这样就不需要用螺栓来将溜槽还有别的附件连接在一起，从而减少了 的维修工作量。5、框架式中部槽刮板输送机：这种类型的输送机就是将一个普通的在中间位置的槽处在铲煤用的板，挡煤用的板块的底座还有封底板

26、都焊接在一起，都是在一个框架里面，然后固定的时候用销子来进行，这样整个机器的刚性还有强度都提高了很多，这样中间槽在进行工作的时候可靠性就加大了很多；缺点是中部槽的重量增加幅度较大5。6、铸造式中部槽刮板输送机：这种机器其实就是将中间的槽的槽帮钢跟铲煤的板子，挡煤用的板子都焊接在一起，然后再将上中板还有底部的板子都焊接在一起，这样就可以不需要螺栓将中间的槽连接在一起，这种机器是框架结构刮板运输机的优点都具备了，而且不需要对很多的刚才进行切割还有焊接，这样制造成本就大大的降低了。（四）按电动机类型分1、单速电动机刮板输送机：配单速电动机驱动的刮板输送机称单速电动机刮板输送机。这种输送机使用的电动机

27、是四级鼠笼型防爆型的，传动是通过液力偶合器来进行的。它的特点就是即使是空机器在运转的时候，机器也是非常稳定的，这种类型的刮板输送机过载保护性能是很好的，而且有很多个电动机进行传动的时候，对于承受的负荷分配的是很好的；不好的地方在于，机器要是超过了额定的负荷进行起动的时候，是有难度的，机器在进行传动的时候效率不高，而且如果机器是长时间超过负荷进行工作的话，那么液力耦合器会喷出液体的。2、单速电动机刮板输送机：配双速电动机驱动的刮板输送机称为双速刮板输送机。双速电动机它转动的速度有两种，这种电动机其实就是鼠笼式的感应电动机，在这个定子上面的绕组有两套，一组是起动低的高转矩绕组，另外一组转动的速度是

28、常态的高速绕组。专门使用的开关是用来让电动机在起动的时候低速绕组起动的时候转动到规定的时间将低速的绕组给断开来，在间断达到以后就跟高速绕组连接在一起，然后就开始进行工作了，因为这种双速的电动机在起动的时候是以低速绕组开始的，它起动的转矩要能够达到三倍以上的额定的转矩，所以可以将满载的刮板输送机给起动起来。低速运行的功率约为高速时的1/2，起动电流比直接用高速起动要低得多，减小了对电网电压降的影响6。（五）按承重类型分1、轻型刮板输送机跟这个刮板机配套使用的电动机的功率在75千瓦以下的，我们将这种刮板机叫做是轻型的刮板输送机，这种刮板输送机里面使用的中间的槽的宽度的规格有很多种，分别是。2、中型

29、刮板输送机跟这种刮板输送机配套使用的电动机的功率是在75千瓦到110千瓦之间的，我们将这种刮板输送机叫做中型的刮板输送机，这种输送机中间的槽的宽度规格是630 mm。3、重型刮板输送机跟刮板输送机相匹配的电动机的功率是在132千瓦到200千瓦之间的，我们将这种刮板输送机叫做重型的刮板输送机，输送机中间的槽的宽度的规格是。4、超重型刮板输送机跟刮板输送机相匹配的电动机的功率是在200千瓦以上的，这种刮板输送机叫做超重型的刮板机，这种刮板机中间的槽的宽度的规格是。1.3 刮板输送机的发展历程第一阶段：上个世纪初的时候，英国就开始在进行煤炭采集的时候使用单链的刮板输送机了，因为这种机器可以满足工作面

30、对于运输的需要，所以后来就得到了很大的发展，使用的范围也是越来越广泛。第二阶段：上世纪四十年代初期的时候，德国的生产企业加工出来了可以弯曲的刮板输送机还有刨煤机，还有可以在深度采矿时候进行配合的采煤机，在这个工作面上面可以进行机械化的落煤，装煤，还有运送煤炭，这样我们的采煤就进入到了机械化的新的阶段。在这个时代的可以弯曲的刮板的输送机我们可以将它作为开采煤炭时候进行运输的通道，可以在垂直的方向上进行小程度的弯曲，现在采煤机的工作开始可以进行移动，所以我们可以将刮板输送机移到煤壁的旁边去，这样就可以方便采煤机进行截煤还有落煤的工作，这样一来控顶距的距离就缩短了，这样可以方便我们进行顶板的管理。第

31、三阶段：到上世纪五十年代初期的时候，因为我们在采煤的时候使用机械化设备，所以采出来的矿的产量大大的增加了，那么需要运输的数量也跟着增大了很多，所以对于刮板输送机的运送功率就提出了更高的要求，在这样的时代背景下面，双链牵引还有多电动机的传动就诞生了，跟着也就产生了可以用在很多电动机上面进行传动的液力耦合器，而且刮板输送机的中间槽也有了很大的改良1。1.4 国内外刮板输送机的研究现状 国内刮板输送机的研究现状上个世纪七十年代末期的时候，我们国家煤炭矿业上面的长壁综合开采装置诞生了，我们国家的刮板输送机，不管是中型的还是小型的，机械装置的成型的技术已经是相当的成熟了，而且在进行相关设备制造的时候也是

32、很成熟了，我们国家的刮板输送机运输量比1500t/h要小，装机时候的功率要比800kw要小的中型或者是重型的装置，水平已经跟发达国家的产品技术差不多了。最近这些年来，我们国家从国外引进了很多现金的装置，在对这些装置的技术进行消化，吸收，还有改造，我们国家在这个基础上面，研究出来了大功率的刮板输送机，这种输送机的槽的宽度达到了1.2米，装机的功率达到了2X700kw，运输的时候可以载重2500吨，这种大功率的输送机已经在一些大型的矿井上面开始使用。其中，规格各种各样的交叉的侧卸式机头，这种机器的强度可以达到70kg级的铸造槽帮还有中板，还有超重型的工作面刮板机需要的一些零部件也进行了一定的推广还

33、有在实际中进行使用。我们国家加工出来的刮板输送机的特征是：第一，我们国家的刮板输送机的类型有很多；第二，我们国家加工的刮板输送机的配置样式也很多；第三，生产出来的刮板输送机的结构也很多。4、与国外的差距我们国家加工出来的刮板输送机的性能跟国外的机器相比，差距还是很大的，我们国家的输送机的一些零部件的使用时间，还有工作的可靠性都是比较差的，在对机器进行检测的时候，是比较差的。有下面三点。（1）输送效率方面的差距；（2）关键零部件寿命差距；（3）技术性能差距。 国外刮板输送机的研究现状自从第一代的刮板输送机被发明出来以后，经过了快五十多年的研究，改进，最近几年，美国澳洲等发达国家，因为开采煤炭产生

34、了很多产量很高，效率很高的矿井，这样就让综合开采的装置向着机电一体化的方向发展，这样就需要研制出来产量很高效率很高的综合开采的工作面装备，这种装备生产能力很大，而且自动化的程度也是很高的，是安全的，可盘的，所以这样就让一个矿一个井一个工作面的集约化的生产。伴随着这种集约化的工作面的诞生，而且这种装置一直在向着技术更高，在进行设备的生产的时候，不仅要将关键性的零部件的材料的强度提高，还要将它的使用时间延长，另外还要将刮板输送机软启动，过载保护还有可伸缩的机器的尾部的链条自动张紧的装置进行开发提到一个高度上来进行重视。我们现在对于输送机进行软启动或者是过载保护的时候使用液力耦合器还有CST可控传动

35、装置等等。国外有公司研究出来的液压马达紧链还有可以将机器的尾部伸缩进行调整链条的松紧度的系统，不仅可以确保超重型的工作面工作时候的安全性，可靠性还有在进行控制的时候非常方便，还可以根据实际受到的载荷能力将刮板的链条松紧调整，这样，可以让刮板链一直都是在最好的工作状态的，避免链条过松或者是过紧的时候出现事故。1.5 国内外刮板输送机的发展趋势1、大输送量现在全球的综合工作面已经有一万两千吨是日本生产的，刮板输送机在进行生产的时候，可以达到每小时两千吨。2、长输送距离要让刮板输送机开采的距离加长，现在刮板输送机的长度已经到了三百米。3、大直径圆环链要让刮板链的强度增强，已经加工出来了圆环链，这种圆环链的规格是38*137mm，这种链条的强度也增强了很多，要让它破裂的话，强度要达到1820KN。4、大中部槽边双链中间的这个槽的高是，中间的槽的高度是，这个槽的中间的宽是，这个槽的中板的厚度的尺寸是30mm。5、长使用寿命运输量很大的时候，中间的槽运输的煤炭的量可以达到两百万吨以上，运输量是中等的时候，中间的槽运输煤炭的量可以达到一百五十万吨左右，减速器的使用时间是一万小时，整机大修寿命3年以上和可更换中板及上链道的中部槽.1.7 本课题设计的内容及设