刮板输送机选型设计

1、刮板输送机选型设计太原理工大学刮板输送机选型设计指导老师：姓 名：班 级：目录1、概述21.1刮板输送机的组成及工作原理21.2刮板输送机的类型与特点31.3刮板输送机的结构42、刮板输送机的选型设计计算122.1设计原始参数和要求122.2运输生产能力、电动机功率和刮板链强度计算的计算校核132.3最大铺设长度计算183刮板输送机机头部和机尾部的设计194、刮板输送机的使用与发展204.1刮板输送机的安装、维护与启动204.2刮板输送机的发展状况21参考文献23感想231、概述1.1刮板输送机的组成及工作原理刮板输送机是一种以挠性体为牵引机构的连续输送机械，是目前长壁式采煤工作面唯一的运输设

2、备。其主要的组成部分有：机头部（包括机头架、电动机、液力耦合器、减速器、链轮组件等）、机尾部、中间部分（包括中部溜槽、过渡溜槽、刮板链组件）和附属装置（包括紧链器、铲煤板、挡煤板、电缆槽）。图11所示为一部可弯曲刮板输送机，其工作原理为：由绕过机头链轮和机尾链轮的无极循环刮板链作为牵引机构，以溜槽作为承载机构，电动机经液力耦合器、减速器驱动链轮旋转，使链轮带动与之啮合的刮板链连续运转，将装在溜槽上的货载由刮板链从机尾运到机头处卸载。图11一般的刮板输送机能在25以下的条件下使用。对于兼作采煤机轨道的刮板输送机，一般不超过10，倾角再大时要采取防滑措施。1.2刮板输送机的类型与特点（一）类型刮板

3、输送机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。按溜槽布置方式和结构分为重叠式和并列式、敞底式与封底式刮板输送机。按单电机额定功率大小分为轻型(P75 kW)、中型(75 kW160 kW)刮板输送机。按刮板链的类型分为中单链型、边双链型和中双链型。为使刮板输送机的生产实现标准化、系列化和通用化，我国制定了矿用刮板输送机型式与参数和刮板输送机通用技术条件。矿用刮板输送机型式与参数是产品系列的规定了刮板输送机的主要质量标准和技术要求。刮板输送机的产品型号编制如下： 例如，中部槽槽宽为630 mm、配用电动机功率为275 kW、第三次修改边双链刮板输送机表示为SGB-630150

4、(C)。(二)特点优点：运输能力不受负载的块度和湿度的影响；机身矮、结构紧凑，沿输送机全长可任意位置装煤；机身可弯曲，机身长度调整方便；可做采煤机的轨道和拉移液压支架的支点；机体结构强度高，能用于爆破装煤的工作面。缺点：运行阻力大，能耗高，溜槽磨损严重；使用维护不当时易出现掉链、漂链、卡链甚至断链事故；运输距离也受到一定限制。1.3刮板输送机的结构刮板输送机的主要结构有：机头部（包括机头架、减速器、链轮组件、盲轴、联轴器、液力耦合器等）、机尾部、溜槽及附件（包括中部溜槽、过渡溜槽调节溜槽、挡煤板、铲煤板等）、刮板链、紧链装置、推移装置、锚固装置等。一、 机头部机头部主要由机头架、链轮组件、减速

5、器、盲轴、联轴器和电动机等组成，是将电动机的动力传递给刮板链的装置，有驱动、卸载、连接与支承机头锚固装置和推移装置、固定采煤机械牵引链的功能。图12所示是一种轻型中单链式刮板输送机的机头部。图12 轻型中单链式刮板输送机的机头部1机头架 机头架是支撑和装配链轮组件、驱动装置塔及其他附属装置的构件，应有足够的强度和刚度，由厚钢板焊接制成。各种型号机头架的共同点如下：两侧对称，可在两侧壁上安装减速器，以适应左、右采煤工作面的需要；链轮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；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

6、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。2.链轮组件链轮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、冲击载荷等。链轮既要有较高的强度和耐磨性，又要有良好的韧性，能够承受工作中的冲击载荷。3.减速器我国现行生产的刮板输送机减速器多为平行布置式(电动机轴与传动链轮轴垂直)，主要采用三级圆锥圆柱齿轮减速器(图13)。其适用条件为：齿轮圆周速度不大于18 ms，安装角度为1025，高速轴的转速不大于1 500 rrain，适用于正反两向运转。为使其在左、右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

7、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。为便同一型号颈透器明女装尺寸和连摄尺寸就通用互换，我国制定并颁布了刮板输送机减速器标准。随着功率不断增加，行星齿轮减速器的应用也越来越广。图 13 三级圆锥圆柱齿轮减速器4.盲轴盲轴是装在机头架不装减速器的一侧、支承链轮的一个组件。图14所示为一盲轴组件，其轴承座装在机头架侧板的座孔内，用螺栓固定。图14 盲轴组件5.联轴器联轴器安装在电动机输出轴与减速器输入轴之间，用以传递转矩。常用的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；多电动机驱动时能使各电动机的负荷分

8、配趋于均匀，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。二、 机尾部机尾部分有驱动装置和无驱动装置两种。有驱动装置的机尾部，因机尾不需卸载高度除了机尾架与机头架有所不同外，其他部件与机头部相同。无驱动装置的机尾部，尾架上只有使刮板链改向用的机尾轴部件。近年来，国内外新研制的工作面重型刮板输送机采用了可伸缩机尾装置，也称自动调链装置(简称AVK或ACTS)，可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。三、 溜槽及附件溜槽是刮板输送机的主体，用于承载和作为采煤机的轨道。溜槽有中

9、部溜槽、调节溜槽、连接溜槽(或过渡溜槽)等类型。工作面刮板输送机溜槽在靠采空区侧安装挡煤板，以提高装载能力；靠煤壁侧安装铲煤板，以清扫机道，便于输送机推向煤壁。挡煤板和铲煤板属于附件。1. 中部溜槽中部溜槽是刮板输送机的机身，由槽帮钢和中板焊接而成。上槽为运物料的承载槽；下槽有敞底式和封底式两种，供刮板链返程用。封底式可减小刮板链返程阻力或用于松软底板，但给安装和维修带来困难。为此，可采用几节封底溜槽间隔一节可拆中板的检修槽的办法，以减小困难。中部溜槽有中单链型、边双链型、中双链型3种。除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。图15所示为定型标准槽帮钢断面形状，其中

10、D形为中单链刮板输送机使用；E形为中单链和中双链型使用，边双链型也可使用；M形为边双链型使用。E形与M形相比；不仅因中板宽度减小而增大了刚度，同时也便于焊接，刮板链条也不磨焊缝。图 15槽帮钢的断面形状2.调节溜槽、过渡溜槽(或连接溜槽) 调节溜槽与中部溜槽的结构基本相同，用来调节刮板输送机的长度，以适应工作面长度变化的需要，有500 mm和1 000 mm两种长度。过渡溜槽(或连接溜槽)用于机头架和机尾架与中部溜槽的过渡或连接，使机头架、机尾架和中部溜槽连为整体。每节溜槽的长度为500 mm。 3.挡煤板和铲煤板 如图16所示，挡煤板是一个多功能组合件，安装在工作面刮板输送机采空区侧槽帮的支

11、座上，用以增加溜槽货载断面，防止向采空区撤落，为采煤机导向，敷设和保护电缆及各种管线，并为推移千斤顶提供连接点。铲煤板固定在中部槽靠煤壁侧的支座上，用于推移中部槽时清理工作面浮煤。图 16 中部槽及附件的连接四、刮板链 刮板链是刮板输送机的牵引机构，是传递牵引力、直接刮运物料的组件。刮板链由刮板、牵引链和接链环组成。目前使用的有中单链、中双链、边双链三种。图17所示为中单链式刮板链。刮板的作用是刮推槽内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。链条在滑动摩擦条件下运行，不仅要承受很大的静载荷和动载荷，还要受矿井水的浸蚀，因此要求其要有高的抗拉强度、抗冲击韧性、疲

12、劳强度和防锈抗腐蚀性。目前使用的圆环链都是用优质合金钢焊接而成，并经热处理和预拉伸处理。其形式、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家标准(GB 1271891)。圆环链规格是以链环棒料直径和链节距的尺寸(mmmm)表示。标准规格有西1040、1450、18 X 64、22 X 86、2692、30108和34 X 126等几种。圆环链按强度划分为B，c，D三个等级，D级强度最高。不同规格尺寸的各级强度的圆环链，其破断负荷也不相同。对目前使用的刮板链可进行如下比较：边双链的拉煤能力强，特别对于大块较多的硬煤，但其两条链受力不均，特别是中部槽在弯曲状态下运行时更为严重；中单链

13、没有受力不均的情况，但其整体破断强度不高，因而限制了其在大功率刮板输送机上应用；双中链吸取双边链与单链各自的优点，既较好地解决了在弯曲段受力分配不均的问题，又解决了整个链强度不高的矛盾。图 17 中单链式刮板链五、 紧链装置紧链装置又称为张紧装置，是调整刮板输送机刮板链链条预张力的装置，通常由紧链器和阻链器组成。阻链器是在紧链时将链条的一端固定住的装置，有链条挂钩式和楔块式两种。紧链器是直接或配合刮板输送机减速器对链条施加张力的机构，有棘轮插爪式、抱闸式、闸盘式和液压马达式四种形式。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装置。综采工作面使用液压支架上的推移液压缸，普采工

14、作面间隔一定距离装设一个单体液压推溜器或手动液压推溜器。使用时，将推溜器的活塞杆用插销连接在中部槽挡煤板上，再将其底座用支柱撑在顶板上。控制操纵阀，可使由泵站通过乳化液输送管送来的高压乳化液进入液压缸的前腔或后腔，使活塞杆伸出或缩回，从而推动输送机向前移动或将缸体和支座向前收回。七、 锚固装置锚固装置由单体液压支柱和锚固架组成，锚固架与机头架、机尾架连接。它是刮板输送机在倾角较大的工作面使用而有可能下滑时，用以固定、防滑之用。2、刮板输送机的选型设计计算2.1设计原始参数和要求 在矿井设计时或在生产现场，工作面运输设备的选择，一般是根据刮板输送机产品系列及制造厂产品说明书介绍的技术特征及其适用

15、条件来选择型号，并决定其台数。但产品说明书书中介绍的技术特征及其适用条件一般均为水平长度或一定倾角煤层向下运煤时的，实际上铺设长度和工作面长度及煤层倾角、煤层厚度等条件各不相同，所以需要验算所选刮板输送机的运输能力、电动机功率和刮板链强度，并确定应铺设几台刮板输送机，每台刮板输送机应安装几台电动机。需要对刮板输送机进行选型的采煤工作面的实际条件如下：1. 回采工作面采煤机最大生产能力Q0= 600 t/h 。2. 采煤机牵引速度v0= 4.6 m/min 。3. 刮板输送机铺设长度(工作面长度) L= 200 m 。4. 刮板输送机铺设倾角(煤层倾角) = 15。刮板输送机选型需要遵守的基本原

16、则有：一、刮板输送机与采煤机相配套原则1.刮板输送机的输送能力必须与采煤机的生产能力相匹配，即输送机的生产能力等于或大于采煤机的生产能力。2.刮板输送机的结构形式及附件必须与采煤机机构相匹配。二、刮板输送机与液压支架相配合原则1.刮板输送机中部槽的结构要与支架架型相匹配。2.中部槽的长度要与支架宽度相匹配。3.中部槽挡煤板座要与支架推溜千斤顶连接装置相配套。2.2运输生产能力、电动机功率和刮板链强度计算的计算校核结合实际条件和选型原则，选择SGZ764/320W型刮板输送机进行设计计算。SGZ764/320W型刮板输送机技术特征如表21项目单位数值设计长度m200出厂长度m150输送能力t/h

17、900刮板链速度m/s0.95刮板链型式中双链圆环链规格2692（C级）破断拉力850KN单位长度质量kg/m52电动机型号KBY680160额定功率KW2160额定转速r/min1475额定电压V1147中部槽规格（长宽高）mm1500764222紧链方式闸盘由表21知，SGZ-764320W型刮板输送机的链速为v=095 ms，链单位长度质量ql=52 kgm，一条2692的C级圆环链的破断拉力为850 k N，SGZ-764320W型刮板输送机的输送能力为Q=900 th。一、输送能力验算采煤机工作面所需运输能力用下式计算Qc=Q0vvv060q=Qc3.6v式中：Q0为采煤机工作面平均

18、小时生产率，th；v为刮板输送机的链速，ms；v。为采煤机的牵引速度，mmin ；q为单位长度装煤量。当机器运行方向与刮板链运行方向相同时取“-”，反之取“+”，两向装煤时取“-”。故实际输送能力为Qc=Q0vv-v060=6000.950.95-4.660=653 t/hq=Qc3.6v=6533.60.95=191 kg/mQc0，所以刮板输送机3点的张力最小，令F3=0,则Fmax=F =F3+Fzh=133181 N安全系数用下式计算n=2Fd1.2Fmax式中，n为刮板链安全系数；Fd为圆环链的破断拉力，N；为负荷分配不均匀系数取0.9；Fmax为刮板链最大张力点张力，N。安全系数为

19、n=2Fd1.2Fmax =28500.91.2133181 =9.57刮板链的强度满足要求，可以在给定条件下工作。图212.3最大铺设长度计算刮板输送机的最大铺设长度计算公式如下：其中-煤层倾角 -考虑刮板链绕过两端链轮的附加阻力系数=1.1 -考虑输送机水平弯曲时刮板链与溜槽侧帮之间的附加阻力系数=1.1 N电动机功率（） -刮板输送机刮板链的速度-总传动效率取0.85q-单位长度运煤量Q-刮板输送机的额定生产能力-单位长度刮板链的重力煤与溜槽间的摩擦系数-刮板链与溜槽之间的摩擦系数L-刮板输送机的最大铺设长度所以SGZ764/320W型刮板输送机的最大铺设长度为L=1020NK1K2q(

20、cos-sin)+2q0cosv =10200.851601.11.11910.6cos15o-sin15o+2520.4cos15o0.95 =253 mL=253m200m,故刮板输送机的铺设长度符合要求。3刮板输送机机头部和机尾部的设计在机械化采煤工作面，为了减少或取消工作面两端人工开缺口，尽量实现采煤 自开缺口，要求刮板输送机机头部、机尾部队的长度短、高度低。因此，应尽量做到：适当减少链轮齿数（刮板输送机传动链轮一般为七齿或八齿，现出现五齿或六齿的；机尾回转链轮采用四齿或用回转滚筒）；降低减速比，提高链速，以缩小减速器体积；采用多电机传动。用这些方法来减少传动装置结构尺寸。机头部通常机

21、是刮板输送的驱动部分，传动型刮板机的机尾部也有传动装置。因此，除机头架需要一定的卸载高度，并且比机尾架略高，略长一些外，其他精简的机构形式你本相同。根据采煤工作面生产工艺和条件，在设计机头和机尾部时，应满足以下技术要求：1、机头，机尾部的外廓尺寸和结构形式要适应采煤工作面端头机械化作业，即要求长度短，高度低。2、机头，机尾架两侧要保证传动装置安装的互换性，以适应调换工作面。3、考虑井下工作条件，传动装置部件（减速器，电动机，联轴器）必须结构紧凑，体积小，安装方便。4、机头架要有足够的卸载高度，一般为600700 mm.5、要有紧链装置的固定位置和适合机头机尾部 固，推移，调长等要求的结构。6、

22、所有组成部分的要求标准化，系列化，以便减少品种数量，扩大使用范围和互换性。同时，要求个部件强度，刚度足够。便于井下拆装和维护。机头，机尾部的长短高低与运行阻力；链轮直径；卸载高度等有关而链轮的几何尺寸又与链轮，减速器的传动比等参数有关。如果链轮直径较大，减速器外廓尺寸较大，都会导致机头机尾部的高度和长度增加。如果链轮直径过小（尺寸过小），则会降低链速和链条的使用寿命。因此在设计中，机头机尾部的尺寸必须全面综合地考虑，合理的选择各零部件的参数，达到较好的整体效果。4、刮板输送机的使用与发展4.1刮板输送机的安装、维护与启动一、安装与维护(1)在刮板输送机安装或推移时，中部槽的直线段要保持直线，弯

23、曲段要圆滑。中部槽间接头处上下、左右错口量不应大于3 mm。机头架、机层架与过渡槽的接口处上下错口量不应大于2 mm，左右错口量不大于3 mm。(2)中部槽的连接件安装前要严格检查，特别是综采工作面的输送机，中部槽的连接件和安装挡煤板的支座更要逐个认真检查。(3)双链型刮板链使用的圆环链，应成对选配安装和更换。(4)刮板链的预紧力要适当。(5)发现不合格和过度磨损的链环，要立即更换。应制订刮板链报废或降级使用的标准。(6)液力耦合器的充液量要准确，并经常检查，使之与电机匹配适当， 二、满载启动刮板输送机通常多是满载启动的。因为在满载运行中如发生事故停车，再启动时就是满载启动了。满载启动时，不仅

24、中部槽内满装煤炭，底槽内也会被煤阻塞，再遇到推溜不直和电压降过大，满载启动就很困难。满载启动虽属非正常运行状态，但是不可避免，设计和选用刮板输送机时都必需考虑到这种工作情况。为防止满载不能启动的情况发生，可采取如下措施： (1)采煤矿用的刮板输送机要选用运输能力比采煤机生产能力大的机型。采区巷道中使用的刮板输送机，一台的铺设长度要比其设计的长度短。(2)设计新机型时，要适当加大电动机的功率，因为刮板输送机的使用条件变化很大。刮板输送机的机头架可按能配装两种功率的电动机和减速器设计，以有利于用户换用，扩大其使用范围。(3)必需装用液力耦合器，且应严格按规定液量充填工作液，在运行中经常检查是否保持

25、了规定的充液量，有漏损必须及时补充足量，以使电动机的最大转矩能用于输送机的启动。(4)采用双速电动机。(5)大功率的刮板输送机应寻求适用的可控启动装置，以减小启动时的冲击负荷。4.2刮板输送机的发展状况一、刮板输送机的发展历程刮板输送机的发展大致经历了三个阶段， 第一阶段：二十世纪初叶，在英国常壁式采煤工作面首先使用单链刮板输送机，由于适应工作面的运输条件而得到很大的发展和广泛的使用。第二阶段：四十年代初，德国制造了可弯曲刮板输送机与刨煤机或深截式采煤机配合工作，使工作面实现了机械落煤、装煤和运煤，进入了机械化采煤的新阶段。可弯曲刮板输送机可作为采煤机的运行轨道，能沿垂直和水平方向有小角度（2

26、-4*）弯曲。随着采煤机的工作和移动，刮板输送机及时推移到紧靠煤壁处，为采煤机下一循环截落煤准备好机道，并缩短控顶距，有利于顶板管理。第三阶段：五十年代初，由于机械化采煤工作面运输量大大增加，要求提高刮板输送机牵引链强度和电动机功率，出现了双链牵引和多电动机传动；也相应的使用了适应多电动机传动的液力耦合器，中部槽也有了较大的改进。随着综合机械化采煤生产能力的不断提高，刮板输送机主要的发展趋势是：1） 大输送量。世界上已出现日产12000吨的综合工作面，刮板输送机的生产能力已达到每小时2000吨。2） 长输送距离，为了加长采区阶段开采，刮板输送机的长度已打300米。3） 大直径圆环链。为了增加刮板链的强度，已制出38*137mm的圆环链，其破断强度达1820KN。4） 大中部槽，边双链中部槽高度为268mm，中单链和中双链中部槽高度为255mm，槽宽达9301030mm，中板厚度达30mm，槽间联结强度达3000KN。长使用寿命：大运量（600吨/时）。中部槽的过煤量在200万吨以上，中运量（300600）吨/时中部槽的过煤量为150万吨左右，减速器设计寿命100