刮板運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)

刮板運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì),運(yùn)輸機(jī),設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第66頁(yè) 1 概述 1. 1 引言 目前，世界上的能源以一次能源為主（如，煤、石油、天然氣，等）。一個(gè)國(guó)家的一次能源生產(chǎn)量代表著一個(gè)國(guó)家的綜合能力。我國(guó)的能源以煤炭為主，但是煤炭從礦井下采出，運(yùn)到地面才有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，井下運(yùn)輸是礦井生產(chǎn)的重要部分之一。而刮板運(yùn)輸機(jī)是目前國(guó)內(nèi)外緩傾斜長(zhǎng)壁式采煤工作面唯一的運(yùn)輸設(shè)備，是煤炭運(yùn)輸?shù)牡谝粋€(gè)環(huán)節(jié)。但有時(shí)候也用于其他地方，轉(zhuǎn)載機(jī)就是一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)的刮板輸送機(jī)。如果皮帶輸送機(jī)不能直接把煤運(yùn)進(jìn)煤倉(cāng)，且皮帶機(jī)尾離煤倉(cāng)上口很近時(shí)就需要把皮帶運(yùn)輸機(jī)上的煤落到刮板輸送機(jī)上，有刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)載到煤倉(cāng)中。 1.2　我國(guó)刮板輸送機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)刮板輸送機(jī)的研制及使用起步較晚。建國(guó)初期我國(guó)的機(jī)械化剛剛走入仿制階段，但他發(fā)展非常迅速。自上世紀(jì)70年代中期開(kāi)發(fā)以來(lái)，已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。為綜采機(jī)械化水平的提高和經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)發(fā)揮了很大的作用。 1.2.1　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化 20多年來(lái)，經(jīng)過(guò)制造廠家和使用單位的不斷探索、研制的刮板輸送機(jī)中部槽結(jié)構(gòu)由原來(lái)單一的擋、鏟板結(jié)構(gòu)逐步形成了框架結(jié)構(gòu)、整體焊接結(jié)構(gòu)、C型槽結(jié)構(gòu)、鑄焊結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)形式并存的局面，基本滿足了各種地質(zhì)條件下工作面開(kāi)采的要求。 （1）產(chǎn)品系列多樣化。 目前，國(guó)內(nèi)刮板輸送機(jī)系列品種多種多樣。綜采機(jī)械化刮板輸送機(jī)從槽寬區(qū)分有630、730、764、800、830、960、1000、1200系列，裝機(jī)功率從90kW到2×855kW，運(yùn)輸能力從400t/h到2500t/h，鏈條規(guī)格有φ22、φ26、φ30、φ34、φ38、φ42、φ48，減速器功率從90 kW到1000kW，最高日產(chǎn)量可達(dá)2Mt，年產(chǎn)量可達(dá)600Mt，可以滿足大、中、小煤礦的要求。 （2）產(chǎn)品配置多樣化。 近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，一些新的技術(shù)也不斷應(yīng)用于刮板輸送機(jī)。液力偶合器、限矩摩擦離合器、調(diào)速偶合器等軟啟動(dòng)技術(shù)用于設(shè)備的過(guò)載保護(hù)。液壓緊鏈器、自動(dòng)伸縮機(jī)尾等機(jī)電一體化技術(shù)用于設(shè)備的自動(dòng)化控制，以盡可能的減輕煤炭開(kāi)采的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高煤礦生產(chǎn)效率。而且，一些速度、溫度等工礦監(jiān)測(cè)、監(jiān)控裝置也正在不斷的應(yīng)用于刮板輸送機(jī)。 1.3　與國(guó)外刮板輸送機(jī)存在的差距 近十年來(lái)，國(guó)外制造廠家，為適應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)需要，不斷加大輸送機(jī)的功率、采用新結(jié)構(gòu)、新工藝，開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度、高耐磨性能的新材料，使產(chǎn)品不斷更新，技術(shù)性能日趨完善，可靠性不斷提高，壽命大幅度增加。而我國(guó)生產(chǎn)的工作面刮板輸送機(jī)整機(jī)性能相對(duì)比較差，一些關(guān)鍵零部件的壽命、可靠性相對(duì)較低，監(jiān)測(cè)、控制方面相對(duì)比較弱。具體有以下方面。 （1）輸送能力方面的差距。 上個(gè)世紀(jì)90年代后期，國(guó)外工作面刮板輸送機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到3×700kW或3×855kW， 現(xiàn)在已達(dá)到3×1250kW，溜槽內(nèi)寬也由1000mm擴(kuò)大到1250mm，鏈條直徑φ48～φ52，中板厚度50mm以上，運(yùn)輸能力達(dá)到4500t/h以上。 目前國(guó)內(nèi)使用的重型刮板輸送機(jī)裝機(jī)功率多為2×525kW或2×700kW，個(gè)別的使用2×855kW，溜槽內(nèi)寬1000mm或1200mm，運(yùn)輸能力達(dá)到2500t/h或3000t/h，鏈條多采用φ38～φ48，中板厚度為45mm。 （2）關(guān)鍵零部件壽命差距。 我國(guó)生產(chǎn)的刮板輸送機(jī)的主要零部件壽命大都低于國(guó)外先進(jìn)水平，其中關(guān)鍵零部件，如圓環(huán)鏈和中部槽。有資料表明：國(guó)外大于φ34的圓環(huán)鏈過(guò)煤量在200Mt，國(guó)內(nèi)同規(guī)格的圓環(huán)鏈過(guò)煤量100Mt左右。而且國(guó)外規(guī)格為φ42圓環(huán)鏈過(guò)煤量可達(dá)400～500Mt，國(guó)外重型刮板輸送機(jī)中部槽過(guò)煤量保證值為600Mt，最高壽命可達(dá)1200Mt，而國(guó)產(chǎn)中部槽過(guò)煤量只有400～500Mt。 造成這種壽命差距的主要原因是國(guó)內(nèi)沒(méi)有研制、開(kāi)發(fā)出生產(chǎn)這些關(guān)鍵零部件的材料，國(guó)內(nèi)重型刮板輸送機(jī)中部槽用的中板、鏈條等關(guān)鍵材料都是依靠進(jìn)口，這樣造成國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品總是滯后于國(guó)外產(chǎn)品。 （3）技術(shù)性能差距。 20世紀(jì)末期以來(lái)，美、澳、英、德等先進(jìn)采煤國(guó)家積極應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，研制、開(kāi)發(fā)新型自動(dòng)化運(yùn)輸設(shè)備，這些設(shè)備采用計(jì)算機(jī)工況監(jiān)測(cè)監(jiān)控，在增加傳動(dòng)功率，提高生產(chǎn)能力的同時(shí)，使設(shè)備的功能內(nèi)涵發(fā)生了重大突破。經(jīng)過(guò)十多年的努力，已經(jīng)研制出限矩摩擦離合器作為輸送機(jī)啟動(dòng)或運(yùn)行時(shí)的過(guò)載保護(hù)，利用調(diào)速偶合器實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的軟啟動(dòng)和過(guò)載保護(hù)，通過(guò)鏈條張力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)刮板鏈隨運(yùn)行工況的變化以調(diào)節(jié)鏈條的張緊力。通過(guò)工況監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)，及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行的工況，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。 國(guó)內(nèi)的輕型、中型刮板輸送機(jī)多采用液力偶合器或雙速電機(jī)來(lái)改善輸送機(jī)的啟動(dòng)性能，重型刮板輸送機(jī)采用限矩摩擦離合器保護(hù)電機(jī)，雖然在個(gè)別輸送機(jī)上使用了調(diào)速偶合器和自動(dòng)伸縮機(jī)尾，可是由于不能準(zhǔn)確的對(duì)輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，這些設(shè)備還不能達(dá)到自動(dòng)控制的要求。 1.4　未來(lái)刮板輸送機(jī)發(fā)展的趨勢(shì) 綜合國(guó)內(nèi)外刮板輸送機(jī)的現(xiàn)狀，未來(lái)刮板輸送機(jī)的發(fā)展具有一下特點(diǎn)： （1）設(shè)備重型化。 設(shè)備重型化是煤炭集約化生產(chǎn)、高強(qiáng)度開(kāi)采、單機(jī)單產(chǎn)不斷提高的要求，也是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約投資、降低生產(chǎn)成本的重要途徑。重型化集中表現(xiàn)為生產(chǎn)能力大，裝機(jī)功率不斷增大，重量大，電壓高。未來(lái)幾年，國(guó)內(nèi)“一礦一面、一個(gè)采區(qū)、一條生產(chǎn)線”的礦區(qū)將逐漸增多，工作面長(zhǎng)度300m左右。這些工作面可將實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)2～3萬(wàn)t，年產(chǎn)5～10Mt，這樣就需要刮板輸送機(jī)裝機(jī)功率2000～3000kW，輸送能力高達(dá)4000t/h。 （2）設(shè)備自動(dòng)化。 設(shè)備自動(dòng)化是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保障安全的重要手段。刮板輸送機(jī)的自動(dòng)化主要是根據(jù)刮板輸送機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行中的負(fù)載狀況、各關(guān)鍵零部件運(yùn)行是溫度狀況、采煤機(jī)的截割速度、采煤機(jī)的位置等隨時(shí)調(diào)整輸送機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自我控制，保證設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行，以更好的發(fā)揮設(shè)備的效率。當(dāng)自動(dòng)控制發(fā)展相對(duì)成熟后，最終會(huì)實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)的聯(lián)動(dòng)作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)工作面自動(dòng)化。 （3）設(shè)備智能化。 設(shè)備智能化是通過(guò)一些監(jiān)測(cè)和監(jiān)控裝置，對(duì)刮板輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)工況檢測(cè)和故障診斷。例如，通過(guò)對(duì)輸送機(jī)電機(jī)電壓、電流、功率及溫升等監(jiān)測(cè)以監(jiān)視多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)電動(dòng)功率分配及供電系統(tǒng)的工況。通過(guò)對(duì)減速器油質(zhì)、油位、溫升、鏈輪軸組、刮板鏈的運(yùn)行等進(jìn)行過(guò)程控制，并對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)，使設(shè)備維修可以從事前進(jìn)行計(jì)劃，提出故障維修方法和處理方案，使排除故障的時(shí)間盡可能的減少。 （4）開(kāi)發(fā)薄煤層開(kāi)采設(shè)備。 此外，統(tǒng)計(jì)資料表明，國(guó)內(nèi)薄和較薄煤層產(chǎn)量在整個(gè)煤炭產(chǎn)量中所占比重始終偏低，特別是近年來(lái)薄及較薄煤層的產(chǎn)量更是呈逐年下降的趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)煤炭生產(chǎn)企業(yè)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)礦區(qū)受經(jīng)濟(jì)驅(qū)使采厚丟薄現(xiàn)象十分普遍，受此影響，薄煤層綜采設(shè)備的發(fā)展緩慢。特別是厚度底于1.3米的極薄煤層，大多數(shù)都被丟棄。造成煤炭資源的極大浪費(fèi)。造成這種狀況的原因除經(jīng)濟(jì)利益外，同時(shí)也由于現(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)技術(shù)裝備無(wú)法滿足極薄煤層高效開(kāi)采需要。而目前國(guó)內(nèi)特別是老礦區(qū)的薄與極薄煤層所占的比例越來(lái)越多。因此，為避免資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)資源均衡開(kāi)采，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)滿足極薄煤層采煤工藝要求的高產(chǎn)高效高可靠性的工作面刮板輸送機(jī)設(shè)備將越來(lái)越成為各礦局迫切的需求。而傳統(tǒng)的刮板輸送機(jī)多采用鑄焊結(jié)構(gòu)的中部槽，在應(yīng)用到極薄煤層工作面時(shí)，結(jié)構(gòu)型式都存在著以下不足。 第一，中部槽高，占用空間大。 第二，齒軌（銷排）與采煤機(jī)配套結(jié)構(gòu)及定位方式的限制，使得采煤機(jī)整體高度難于滿足極薄煤層工作面的需要。 第三，滾筒裝煤效果不理想。由于普通中部槽高，用于極薄煤層工作面時(shí)采煤機(jī)滾筒又相對(duì)較小，造成滾筒裝煤效果不理想； 所以，未來(lái)刮板輸送機(jī)，在向重型化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展的同時(shí)，必將發(fā)展出能夠滿足極薄煤層工作面機(jī)械化綜采工藝的極薄煤層刮板輸送機(jī)，以徹底解決長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)極薄煤層開(kāi)采裝備落后、機(jī)械化程度低、工作面效率低、經(jīng)濟(jì)效益差的局面。 2 主要部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求 2.1刮板輸送機(jī)的主要類型（系列）和代號(hào)的意義 2.1.1刮板輸送機(jī)的主要類型 1.按溜槽的布置方式分： 2.按溜槽的結(jié)構(gòu)分： 3.按牽引鏈結(jié)構(gòu)分：片式套筒滾子鏈、可拆模鍛鏈、焊接圓環(huán)鏈 4.按鏈條數(shù)及布置方式分： 單鏈、雙鏈和三鏈。 5.按傳動(dòng)裝置布置分：并列式、垂直式、復(fù)合式 6.按電動(dòng)機(jī)功率分：輕型、中型、重型 7.按刮板鏈形式分為三種：中單鏈型、中雙鏈型、邊雙鏈型。本次我設(shè)計(jì)的是邊雙鏈型，所以以下介紹重點(diǎn)，都是邊雙鏈型。 2.1.2刮板輸送機(jī)代號(hào)的意義 系列型譜規(guī)定的刮板輸送機(jī)產(chǎn)品型號(hào)編制方法如下。 例如：中部榴槽寬為630 mm、配用電動(dòng)機(jī)功率為2X75kw的邊雙鏈型礦用刮板輸送機(jī)的型號(hào)表示為SGB一630／150。 系列：SGB系列、SGW系列、SGZ系列 2.2刮板輸送機(jī)主要組成部分、工作原理及特點(diǎn) 2.2.1刮板輸送機(jī)的主要組成部分 邊雙鏈刮板輸送機(jī)的外形如下圖1—1，其組成主要由機(jī)頭、機(jī)尾、中部槽、變線槽、電纜槽、刮板鏈、液壓張緊裝置、伸縮機(jī)尾控制裝置、減速器綜合監(jiān)控系統(tǒng)及工具等組成。 擋煤板 鏟煤板 中部槽 刮板鏈 機(jī)頭部 機(jī)尾過(guò)渡槽 圖2—1 刮板輸送機(jī)外形 2.2.2刮板輸送機(jī)的工作原理 刮板輸送機(jī)的牽引構(gòu)件是刮板鏈，承裁裝置是中部槽，刮板鏈安置在中部槽的槽面。中部槽沿運(yùn)輸線路全線鋪設(shè)，刮板鏈繞經(jīng)機(jī)頭、機(jī)尾的鏈輪接成封閉形置于中部槽中，工作時(shí)沿輸送機(jī)全長(zhǎng)都可向溜槽中裝煤，裝入中部槽中的煤被刮板鏈拖拉，在中部槽內(nèi)滑行到卸載端卸下。 2.2.3刮板輸送機(jī)的特點(diǎn) 刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，機(jī)身低矮，可以彎曲，適應(yīng)較惡劣的工作條件。可作為采煤機(jī)的運(yùn)行軌道，還可作移置液壓支架的支點(diǎn)；推移刮板輸送機(jī)時(shí)，鏟煤板可自動(dòng)清掃機(jī)道浮煤；擋煤板后面有安裝電纜、水管的槽架，并對(duì)電纜、水管起保護(hù)作用、推移輸送機(jī)時(shí)，電纜、水管同時(shí)移動(dòng)。是緩傾斜長(zhǎng)壁式采煤工作面唯一的煤炭運(yùn)輸設(shè)備。 2.3刮板輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)及組成 輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)、液力偶合器，張緊裝置、減速器等，電動(dòng)機(jī)通過(guò)液力偶合器將動(dòng)力傳遞給減速器輸入軸；再由減速器輸出軸傳遞給鏈輪組件；鏈輪驅(qū)動(dòng)刮板鏈按需要的方向運(yùn)行，完成輸送煤炭的任務(wù)。 2.4機(jī)頭部 機(jī)頭部由機(jī)頭架、鏈輪、減速器、盲軸、聯(lián)軸器、過(guò)渡槽、緊鏈裝置和電動(dòng)機(jī)等組成。是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給刮板鏈的裝置。下圖為一種邊雙鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C(jī)的機(jī)頭部。 圖2-2邊雙鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C(jī)的機(jī)頭部 2.4.1機(jī)頭架 機(jī)頭架是機(jī)頭部的骨架，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，由厚鋼板焊接制成。是用來(lái)安裝、支撐傳動(dòng)裝置、鏈輪組件、舌板組件、撥鏈器等部件的架體； 機(jī)頭架為左、右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)左、右工作面的互換。 2.4.2機(jī)頭鏈輪 鏈輪是一個(gè)組件，由鏈輪和連接筒組成。鏈輪是傳力部件，也是易損部件，運(yùn)轉(zhuǎn)中除受靜載荷外，還有脈沖和沖擊載荷。 鏈輪組件安裝于機(jī)頭架上，鏈輪組件采用從機(jī)頭架一側(cè)穿入的安裝方法。鏈輪組件為雙伸結(jié)構(gòu)，兩側(cè)均通過(guò)齒輪聯(lián)軸器和傳動(dòng)裝置聯(lián)接。 七齒鏈輪與漸開(kāi)線內(nèi)花鍵孔滾筒焊接，構(gòu)成鏈輪軸。鏈輪由優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造而成，齒形部分經(jīng)電解加工成型，鏈窩及齒形表面經(jīng)淬火處理。滾筒上的內(nèi)花鍵用來(lái)與減速器輸出軸聯(lián)接。 圖2-3所示為邊雙鏈用的鏈輪連接筒用組件，采用部分式連接筒，連接筒兩端由環(huán)槽與鏈輪的環(huán)槽相連，內(nèi)孔用平鍵分別與減速器伸出及盲軸連接，部分用螺栓固接。鏈輪用花鍵與減速器是伸出軸和盲軸連接。安裝時(shí)必須保證兩個(gè)鏈輪的齒輪在相同的相位角上。這種結(jié)構(gòu)的有點(diǎn)是鏈輪磨損后可以只更換鏈輪。但是，連接筒螺栓銹死時(shí)，很難拆卸。所以連接筒與鏈輪焊接成一體，連接筒兩端的內(nèi)花鍵分別與減速器輸出軸和盲軸連接，這種結(jié)構(gòu)拆裝維修方便。 圖2-3邊雙鏈用的鏈輪連接組件 鏈輪的齒形和基本尺寸參考《礦用圓環(huán)鏈鏈輪的齒形和基本尺寸計(jì)算》（MT/Z8--80）計(jì)算。 七齒鏈輪與漸開(kāi)線內(nèi)花鍵孔滾筒焊接，構(gòu)成鏈輪軸。鏈輪由優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造而成，齒形部分經(jīng)電解加工成型，鏈窩及齒形表面經(jīng)淬火處理。我國(guó)《礦用圓環(huán)鏈輪技術(shù)條件》（MT/Z9--80）規(guī)定了各項(xiàng)技術(shù)要求。為保證鏈輪的質(zhì)量，《刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件》（MT150--1993）中規(guī)定：輕型刮板輸送機(jī)的鏈輪壽命部低于以一年，中、重型刮板輸送機(jī)的鏈輪壽命部低于一年半。 2.4.3減速器 我國(guó)目前生產(chǎn)的刮板輸送機(jī)減速器多為平行布置式、三級(jí)傳動(dòng)的圓錐圓柱齒輪減速器。如圖2-4。主要要作用是適用于正反兩向運(yùn)轉(zhuǎn)。 圖2-4圓錐圓柱齒輪減速器 2.4.4盲軸 盲軸是裝在機(jī)頭架的不裝減速器一側(cè)、支承鏈輪的一個(gè)組件。盲軸組件是用于與圓錐圓柱齒輪減速器的鏈輪連接組件相配的盲軸組件，其軸承座裝在機(jī)頭架側(cè)板的座孔內(nèi)，用螺栓固定。 2.4.5聯(lián)軸器 電動(dòng)機(jī)與減速器的連接有彈性聯(lián)軸器和液力耦合器兩種。用液力耦合器有以下有點(diǎn)：使電動(dòng)機(jī)輕載保護(hù)功能；減緩傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊和震動(dòng)；多電機(jī)驅(qū)動(dòng)能使各電機(jī)的負(fù)荷較均勻；如果與電動(dòng)機(jī)的特性匹配得當(dāng)，能增大驅(qū)動(dòng)裝置的啟動(dòng)力矩。 中型和重型刮板輸送機(jī)都采用液力耦合器。如圖2-5 圖2-5 液力聯(lián)軸器 液力耦合器是一種液力傳動(dòng)器件，其主要組成部分由：1泵輪、2外殼、3易熔塞、4渦輪、5工作液。泵輪1和外殼2把渦輪4封在其中，并用螺栓緊密連接構(gòu)成密封的工作腔。泵輪的出軸與電動(dòng)機(jī)連接，渦輪的出軸與減速器連接。泵輪與渦輪上都有許多徑向直葉片，兩輪上的葉片數(shù)目不等。在工作腔內(nèi)灌注一定量的工作液體，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，泵輪中的工作液體被葉片夾持著同泵輪一起旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生流向外緣的離心力就必定大于渦輪使工作液體產(chǎn)生的離心力壓力。因此，泵輪內(nèi)的液體沿徑向葉片之間的通道向外流動(dòng)，并在泵輪外緣流入渦輪；同時(shí)，由于連續(xù)性的緣故，在靠近聯(lián)軸器軸線的泵輪內(nèi)緣，工作液體又從渦輪流回泵輪，形成環(huán)流。于是，工作液體除了繞聯(lián)軸器軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（牽連運(yùn)動(dòng)）之外，還要繞泵輪和透平輪所組成的循環(huán)圓的中心進(jìn)行環(huán)流運(yùn)動(dòng)（相對(duì)運(yùn)動(dòng)），因此，工作液體的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的螺管狀的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)入螺管運(yùn)動(dòng)的液體質(zhì)點(diǎn)在泵輪被加速增壓，泵輪的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的動(dòng)能，液體進(jìn)入渦輪后，推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，液體被減速降壓，液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成渦輪的機(jī)械能而輸出做功。由此可見(jiàn)，液力耦合器是依靠液體環(huán)流運(yùn)動(dòng)傳遞能量的，而產(chǎn)生環(huán)流的先決條件是泵輪轉(zhuǎn)速大于渦輪轉(zhuǎn)速，即二者之間存在轉(zhuǎn)速差。當(dāng)二者轉(zhuǎn)速相等時(shí)，液體的環(huán)流運(yùn)動(dòng)消失，能量傳遞也停止了。 根據(jù)液力轉(zhuǎn)動(dòng)的理論，液力耦合器所能傳遞的力矩M用下式計(jì)算： 式中 ——轉(zhuǎn)矩系數(shù)； ——工作液體的重度，； ——泵輪的轉(zhuǎn)速，r/min； D——泵輪的有效直徑，m 。 液力耦合器的工作液可用礦物油、水或難燃液。在礦井中采用礦物油作工作液，有引起火災(zāi)的危險(xiǎn)，為防止油溫過(guò)高，安全型液力耦合器的工作腔裝有易溶塞。易溶塞上有通孔，用專門配置的易熔合金封死。當(dāng)過(guò)載時(shí)間較長(zhǎng)，油溫超過(guò)限定的溫度時(shí)易熔合金被融化，腔內(nèi)有野噴出，泵輪與渦輪失掉液力連接從而保護(hù)了電機(jī)不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載，鏈子不被拉斷，也不致因油溫過(guò)高而造成事故。 2.4.6電動(dòng)機(jī) 礦用刮板輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)的選擇要求很多。首先要求是隔爆（或防爆）型的，然后電壓必須符合井下的要求，一般情況下井下的大型電器設(shè)備采用的是1140V或660V。所以選擇電機(jī)時(shí)應(yīng)注意電壓是1140V或660V。不是特殊要求應(yīng)不選擇380V。采用液力耦合器時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩?zé)o高要求，只是要求最大轉(zhuǎn)矩要高。因?yàn)橛靡毫︸詈掀鲿r(shí)，電動(dòng)機(jī)是輕載啟動(dòng)，如果液力耦合器的輸入特性與電動(dòng)機(jī)的特性匹配得當(dāng)，則對(duì)負(fù)載的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可接近電動(dòng)機(jī)的最大力矩。不用液力耦合器時(shí)，采用雙鼠籠轉(zhuǎn)子并具有高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的隔離防爆型電動(dòng)機(jī)。 2.4.7緊鏈裝置 刮板鏈安裝時(shí)，要給予一定的預(yù)緊力，使它運(yùn)行時(shí)在張力最小點(diǎn)不發(fā)生鏈條松弛或堆積。給刮板鏈?zhǔn)┘訌埦o力的裝置叫緊鏈裝置。 目前應(yīng)用的方式有三種： 一種是將刮板鏈一端固定在機(jī)頭架上，另一端繞經(jīng)機(jī)頭鏈輪，用機(jī)頭部的電動(dòng)機(jī)使鏈輪反轉(zhuǎn)，將鏈條拉緊，電動(dòng)機(jī)停止反轉(zhuǎn)時(shí)，立即用一種制動(dòng)裝置將鏈輪閘住，防止鏈條回松； 第二種方式與目前一種基本相同，只是不用電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)緊鏈，而用專設(shè)的液壓馬達(dá)緊鏈； 第三種方式是采用專用的液壓缸緊鏈。 一般情況下人們都采用第一種緊鏈方式。第一種緊鏈方式使用的緊鏈器又分為三種：棘輪緊鏈器、摩擦輪緊鏈器、閘盤緊鏈器。本次設(shè)計(jì)采用的是閘盤聯(lián)軸器，所以本次注重介紹閘盤聯(lián)軸器。 閘盤緊鏈器由閘盤和制動(dòng)裝置組成，閘盤裝在Ⅲ型減速器的一軸上，制動(dòng)裝置安裝在連接筒上。 圖2-6 閘盤緊鏈器 緊鏈器是通過(guò)與電動(dòng)機(jī),阻鏈器的聯(lián)合工作,以實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)刮板鏈的緊鏈,接鏈和換鏈。 1、使用前的檢查工作 （1） 調(diào)整閘塊之間的距離為20mm,然后將螺釘調(diào)至與聯(lián)接座接觸，并鎖緊螺母，以限制制動(dòng)板及閘塊的位置，防止緊鏈器在工作時(shí)與其他轉(zhuǎn)動(dòng)件卡碰而造成事故。 （2）絲杠螺紋上應(yīng)有足夠的潤(rùn)滑油，以保證緊鏈器有效工作。 2、緊鏈,接鏈，換鏈步驟 (1)打開(kāi)輸送機(jī)聯(lián)接罩上的封蓋，通過(guò)銷軸將緊鏈器固定在聯(lián)接罩基座上，轉(zhuǎn)動(dòng)緊鏈器手輪以使閘與閘盤拖開(kāi)。 (2)將阻鏈器有斜面的一面朝向機(jī)頭裝在過(guò)渡槽上，阻鏈器底部的鍵塊必須楔入中板上的鍵槽中，然后將阻鏈器上卡塊轉(zhuǎn)入槽幫中，以防止阻鏈器脫槽。 (3)阻鏈前，所有人員應(yīng)撤離到安全地帶。反向點(diǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使刮板鏈反向運(yùn)行，當(dāng)刮板在阻鏈器斜面上被卡住時(shí)，重新反向起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，直到電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)為止，立即轉(zhuǎn)動(dòng)阻鏈器手輪閘緊閘盤，并切斷電源。 (4)接，拆鏈完畢后，應(yīng)將槽中除阻鏈器外所有工件取出。然后正向點(diǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使刮板鏈正向運(yùn)行，當(dāng)刮板脫開(kāi)阻鏈器后停止電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將阻鏈器卡塊轉(zhuǎn)出槽幫，取出阻鏈器，再將緊鏈器從聯(lián)接罩上取下，并加蓋板。拆，接鏈工作結(jié)束。 2.5機(jī)尾部 機(jī)尾部分為有驅(qū)動(dòng)裝置和無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置兩種。有驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)尾部，因尾部不需要卸載高度，除了尾部架與機(jī)頭架有所不同外，其他部件與機(jī)頭部相同。無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)尾部如圖2-7，尾部上只有供刮板鏈改向用的尾部軸部件。 圖2-7 2.6中部槽及附屬部件 中部槽的刮板輸送機(jī)的機(jī)身，有槽幫鋼和中板焊接而成。上槽是裝運(yùn)物料的承載槽，下槽底部敞開(kāi)供刮板鏈返程用。為減小刮板鏈返程的阻力，或在底板松軟的條件下使用時(shí)防止槽體下陷，在槽幫鋼下加焊接底板構(gòu)成封底槽。使用封底槽安裝下股刮板鏈和處理下股鏈?zhǔn)鹿时容^困難，可以用間隔幾節(jié)封底槽裝一節(jié)有可拆中板的封底槽的辦法，以減少困難。 中部槽的形式列入標(biāo)準(zhǔn)的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈型三種。 中部槽受煤和刮板鏈的劇烈摩擦，是使用量和消耗量最大的部件。中部槽的井下使用壽命，目前是按過(guò)煤量衡量。《刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件》種規(guī)定的過(guò)煤量列于表2-1中。 表2-1 中部槽過(guò)煤量 槽寬/mm 280 320 420 520 (620) 630 730 764 830 輕型 ≥6 ≥8 ≥12 ≥20 ≥30 ≥40 中型 ≥60 重型 ≥120 ≥180 為提高中部槽的使用壽命，目前采用的方法有多種。如：將兩端進(jìn)行淬火處理，或加焊高錳鋼鑄造端頭，中板兩端鏈道處于等離子噴焊耐磨合金；易磨損處堆焊硬質(zhì)合金鋼；加大中板厚度；改進(jìn)槽幫鋼的斷面以增加強(qiáng)度和剛度。 制造中部槽的槽幫鋼有規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定的形式有D型、E型和M型三種。 D型為中單鏈刮板輸送機(jī)用熱軋槽幫鋼，E型為中單鏈和中雙鏈用，邊雙鏈也可以使用，M型為邊雙鏈用的熱軋槽幫鋼。E型與M型相比不僅中板寬度減小從而增大了剛度，而且還增大了中板與槽幫鋼的焊接強(qiáng)度，便于焊接，鏈子不磨焊縫。中部槽的擦幫剛中腰上的連接座供安裝鏟煤板、擋煤板和無(wú)鏈牽引齒條用。在綜合工作面使用中，液壓支架上的推移千斤頂連接在擋煤板下部的長(zhǎng)孔上，由于推移輸送機(jī)特別是拉移液壓支架的阻力很大，致使支座的負(fù)荷特別大，如果焊接不牢會(huì)拉壞支座。因此提高支座的可靠性是一個(gè)重要問(wèn)題。 中部槽的連接裝置是將單個(gè)中部槽連接成刮板輸送機(jī)機(jī)身的組件，它既要保證對(duì)中性，使兩槽之間上下、左右的錯(cuò)口量不超過(guò)規(guī)定，又要允許相鄰兩槽在平、豎兩個(gè)面內(nèi)能折曲一定角度，使機(jī)身有良好的彎曲性能，還要求同一型號(hào)中部槽的安裝、連接尺寸相同，能通用互換。目前應(yīng)用的有插銷式、啞鈴式、插入圓柱銷式等。連接裝置是中部槽的薄弱環(huán)節(jié)，目前還在不斷改進(jìn)。 2.7刮板鏈 刮板鏈有鏈條和刮板組成，是刮板輸送機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)。刮板鏈的作用是刮推槽內(nèi)的物料。目前使用的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈三種。 目前使用的圓環(huán)鏈都是用優(yōu)質(zhì)合金鋼焊接而成的，并經(jīng)熱處理和預(yù)拉伸處理，使之具有強(qiáng)度高、韌性大、耐磨和耐腐蝕等特性。 圓環(huán)鏈已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，《礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈》（GB/T12718-1991）對(duì)圓環(huán)鏈的形式、基本參數(shù)及尺寸、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法及驗(yàn)收規(guī)則都作了規(guī)定。 圓環(huán)鏈規(guī)格是以連環(huán)棒料直徑和鏈節(jié)距的毫米尺寸表示，標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格有七種：10×40，14×50，18×64，22×86，24×86，26×92，30×108。圓環(huán)鏈按強(qiáng)度劃分為B、C、D三個(gè)等級(jí)，各級(jí)的基礎(chǔ)機(jī)械性能要求見(jiàn)表2-2。 表2-2機(jī)械性能要求 項(xiàng)目 強(qiáng)度等級(jí) B C D 最小破斷拉力/ 630 800 1000 破斷最小伸長(zhǎng)度/ % 12 12 12 試驗(yàn)應(yīng)力/ 500 640 800 試驗(yàn)負(fù)荷下最大總伸長(zhǎng)度/ % 1.4 1.6 1.9 試驗(yàn)應(yīng)力與最小破斷應(yīng)力之比/ % 80 80 80 目前，邊雙鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C(jī)的刮板與鏈條的連接，多采用U型連接環(huán)的兩側(cè)套入鏈環(huán)，然后用螺栓與刮板連接。 邊雙鏈刮板輸送機(jī)的特點(diǎn)：拉煤能力強(qiáng)，特別適于拉大塊較多的硬煤，但邊雙鏈兩條鏈?zhǔn)芰Σ痪鶆?，特別是中部槽在彎曲在狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)更為嚴(yán)重。 2.8推移裝置 推移裝置是在采煤工作面內(nèi)將刮板輸送機(jī)向煤壁推移的機(jī)械。它用于機(jī)頭部、中部槽、機(jī)尾部等整個(gè)刮板輸送機(jī)。綜合工作面使用液壓支架上的推移千斤頂，非綜合工作面用單體液壓推溜器或手動(dòng)液壓推溜器。 本次設(shè)計(jì)屬于非綜采工作面采用單體液壓推溜器。單體液壓推溜器它實(shí)為一個(gè)液壓千斤頂。為便于在采煤工作面使用，采用內(nèi)回液結(jié)構(gòu)，即經(jīng)活塞桿的心部回液，沒(méi)有外露的回液管。使用時(shí)，將推溜器的活塞桿插銷連接在中部槽擋煤板上，再將其底座用支柱撐在頂板上。扳動(dòng)注液槍，向活塞一側(cè)注入壓力液，活塞桿就將中部槽推向煤壁；單體為外注式，與外注式單體液壓支柱共用一套供液系統(tǒng)，用注液槍供液，低壓排到工作面。 單體液壓缸推溜器在采煤工作面的布置。間隔一定距離裝設(shè)一個(gè)推溜器；壓力液由設(shè)在平巷內(nèi)的泵站經(jīng)高低壓管路循環(huán)。如采用外主式的液壓推溜器，用注液槍注液，不需要在推溜器上連接固定管路。液壓推溜器使用的液體為含3%乳化油的中性水溶液。 2.9錨固裝置 錨固裝置的刮板輸送機(jī)在傾角較大的工作面工作有下滑可能時(shí)，用以固定、防滑之用。它由單體液壓支架和錨固架組成，錨固架與機(jī)頭架、機(jī)尾架連接，使用液壓支架的泵站。 2.10 對(duì)刮板輸送機(jī)的要求 礦用的刮板輸送機(jī)，按工作需要，對(duì)其結(jié)構(gòu)有如下要求： ⑴能使用于左或右工作面； ⑵各部件便于在井下拆裝和運(yùn)輸； ⑶同一型號(hào)部件安裝尺寸和連接尺寸應(yīng)保證相同，同類部件應(yīng)保證通用互換； ⑷刮板鏈安裝后，在正、反方向都能順利運(yùn)行； ⑸有緊鏈裝置，且操作方便，安全可靠； ⑹能不拆卸用機(jī)械推移，為此，應(yīng)有便于安裝推移裝置的連接點(diǎn)； ⑺要有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性； ⑻從端部卸載的 刮板輸送機(jī)，機(jī)頭架應(yīng)有足夠的卸載高度，防止空段刮板鏈返程帶回煤； ⑼一般應(yīng)有上鏈器，上鏈器是供刮板鏈在下槽脫出時(shí)通過(guò)它返回槽內(nèi)的裝置； ⑽用于機(jī)械采煤的工作面刮板輸送機(jī)，機(jī)頭架的外廓尺寸和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于采煤機(jī)自切開(kāi)口； ⑾用于采煤機(jī)的工作面刮板輸送機(jī)，應(yīng)結(jié)合技術(shù)上的需要，能裝設(shè)下列部分或全部附屬部件： ①采煤機(jī)的導(dǎo)向裝置； ②鏟煤板； ③擋煤板； ④無(wú)鏈牽引采煤機(jī)的齒軌； ⑤放置電纜、水管、乳化液管路的槽或支架； ⑥在機(jī)頭部和機(jī)尾部能安裝采煤機(jī)外牽引的傳動(dòng)部裝置，牽引鏈的固定裝置或刨煤機(jī)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置和控制保護(hù)裝置； ⑿用于綜采工作面的刮板輸送機(jī)，相關(guān)的外廓尺寸應(yīng)與采煤機(jī)和液壓支架相配； ⒀刮板輸送機(jī)沿傾斜面鋪設(shè)，在工作中有下滑可能時(shí)，應(yīng)有防滑錨固裝置。 3 總體方案的確定 刮板輸送機(jī)是與綜采工作面的采煤機(jī)、液壓支架設(shè)備配套使用，完成采區(qū)采煤工作。并將采煤機(jī)采下的煤輸送出去的設(shè)備。 傳動(dòng)系動(dòng)圖如圖3-1所示 圖3-1傳動(dòng)系統(tǒng)圖 3.1主要技術(shù)參數(shù) 該機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如表3-1： 表3-1 主要技術(shù)參數(shù) 設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 m 100 輸送量 t/h 500 根據(jù)以上條件查手冊(cè)得應(yīng)選擇中部槽為1500×630×190的邊雙鏈型刮板輸送機(jī)。其電機(jī)功率為75 kW，圓環(huán)鏈規(guī)格為18×64。 3.2電動(dòng)機(jī)功率的校核及電動(dòng)機(jī)的選擇 3.2.1 求刮板鏈速 m2 m/s 式中： ——刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，t/h； ——中部槽物料運(yùn)行時(shí)的斷面積，； ——為物料的散碎密度，對(duì)原煤； ——刮板鏈速，m/s 刮板鏈速已有標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)《礦用刮板輸送機(jī)系列型譜》中規(guī)定，本設(shè)計(jì)刮板鏈速應(yīng)取0.63 m/s。 3.2.2電動(dòng)機(jī)功率校核 =220.0458×100×9.81×+18.8×100×9.81× =93723N 式中： ——中部槽單位長(zhǎng)度上的裝煤量； ——重段直線段的總阻力； ——刮板鏈單位長(zhǎng)度上的質(zhì)量,根據(jù)圓環(huán)鏈查收手冊(cè)得18.8kg/m; ——刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度； ——煤在槽內(nèi)的運(yùn)行阻力系數(shù)，取0.6； ——刮板鏈在槽內(nèi)的阻力系數(shù)，取0.4； ——重力加速度，取9.81； ——傾斜角度，取0 式中：為刮板鏈繞經(jīng)鏈輪的阻力附加系數(shù)，=1.1 式中： ——刮板鏈速，m/s ——刮板鏈的機(jī)械效率，取0.9 3.2.3電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)礦井電機(jī)的具體工作環(huán)境情況，電機(jī)必須具有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險(xiǎn)的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對(duì)安全，而且電機(jī)工作要可靠，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)，效率高。所以選擇礦用防爆電動(dòng)機(jī)。 上式中算出的電動(dòng)機(jī)功率與查手冊(cè)得出的功率差距不大，但要選擇電機(jī)?？紤]到采區(qū)的電壓降以及難以準(zhǔn)確計(jì)算的額外阻力，實(shí)際配備的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)比理論增加15%～20%的備用量。查電動(dòng)機(jī)手冊(cè)應(yīng)選擇： YBS90-4型礦用隔爆電動(dòng)機(jī) 其主要參數(shù)如下： 功率：90kW； 轉(zhuǎn)速：1480r/min； 電壓：1140V； 效率：93.5%； 功率因數(shù)：0.89； 重量：780kg 3.3圓環(huán)鏈選擇 =90×2.3×0.6/0.63 =164.28 N 式中： K——電動(dòng)機(jī)力矩與額定力矩之比，k=2.3； ——電機(jī)最大力矩時(shí)驅(qū)動(dòng)總效率，=0.6（電機(jī)規(guī)定） 式中： ——圓環(huán)鏈的最小破斷負(fù)荷，N； ——雙鏈牽引時(shí)的不均勻系數(shù)，一般??； ——安全系數(shù)，采煤機(jī)用的圓環(huán)鏈，可取； 刮板輸送機(jī)用的圓環(huán)鏈，取。本次取4.5 查表選擇圓環(huán)鏈為： C級(jí) 與直接查得相符合。 3.3.1 圓環(huán)鏈鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)和規(guī)格 圓環(huán)鏈鏈段的結(jié)構(gòu)如下圖所示。鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸用棒料直徑d、節(jié)距t和外寬b表示，圓環(huán)鏈的規(guī)格標(biāo)記為dxt。每一鏈段由N個(gè)鏈環(huán)組成，鏈段長(zhǎng)度為L(zhǎng)0隨著技術(shù)的發(fā)展，鏈段長(zhǎng)度將逐步增加。礦用高度圓環(huán)鏈的規(guī)格和尺寸見(jiàn)GB/T12718-2001中的規(guī)格。圓環(huán)鏈的鏈段長(zhǎng)度及其公差為一般常用值，其鏈段長(zhǎng)度及公差按下式確定： （3-1） 式中 t—鏈環(huán)的節(jié)距，mm N—鏈段的 鏈環(huán)數(shù)。 圖3-2 圓環(huán)鏈 3.3.2 圓環(huán)鏈接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)型式 為便于使用，圓環(huán)鏈應(yīng)按不同的鏈段長(zhǎng)度進(jìn)行制造，各鏈段之間可用鏈環(huán)進(jìn)行連接。制造接鏈環(huán)的常用材料有、、、及等，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為HB320～350。為提高接鏈環(huán)的強(qiáng)度和耐磨性，加工后應(yīng)進(jìn)行等溫淬火處理，硬度達(dá)HRC42～50。 下圖，圖3-3所示為用于可彎曲刮板輸送機(jī)的雙邊鏈結(jié)構(gòu)，兩條圓環(huán)鏈1和刮板2用接連環(huán)3、螺栓4、螺母5及彈簧墊圈6相連接，被連接的圓環(huán)鏈規(guī)格為。接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3-4所示。這種雙鏈牽引用接鏈環(huán)的特點(diǎn)是：牽引力大、工作可靠、裝拆方便，在刮板輸送機(jī)中應(yīng)用廣泛。 圖3-3 邊雙鏈用接連環(huán) 1-圓環(huán)鏈；2-刮板；3-接連環(huán)； 4-螺栓；5-螺母；6-彈簧墊圈 圖3-4接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)和尺寸 接鏈環(huán)在工作時(shí)承受的負(fù)荷按大小和性質(zhì)同被連接的圓環(huán)鏈?zhǔn)且粯拥?。因此，為保證接鏈環(huán)使用可靠，新制的接鏈環(huán)同樣需抽樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，其破斷力應(yīng)不小于同規(guī)格圓環(huán)鏈的最小破斷負(fù)荷，伸長(zhǎng)率也不得超過(guò)規(guī)定值。 綜合比較以上形式的接連環(huán)，選用鉸鏈?zhǔn)浇渔湱h(huán)。 3.3.3 圓環(huán)鏈的性能指標(biāo) （1） 圓環(huán)鏈的損壞形式 礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈的損壞形式主要有： a. 靜力斷裂 當(dāng)鏈環(huán)承受的載荷超過(guò)靜力破斷負(fù)荷時(shí)，如啟動(dòng)狀態(tài)或遇到嚴(yán)重刮卡，圓環(huán)鏈將產(chǎn)生斷裂。為避免這種斷裂，圓環(huán)鏈的最小破斷負(fù)荷不得低于規(guī)定值。 b. 疲勞斷裂 當(dāng)鏈環(huán)受正常變負(fù)荷反復(fù)作用時(shí)，盡管實(shí)際應(yīng)力遠(yuǎn)小于鏈環(huán)的破斷應(yīng)力，但如變應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)超過(guò)一定數(shù)值，鏈環(huán)仍可能產(chǎn)生斷裂稱為疲勞斷裂。為避免過(guò)早地發(fā)生疲勞斷裂，要求圓環(huán)鏈在變應(yīng)力的反復(fù)作用下能安全承受一定的循環(huán)次數(shù)（）。 c. 沖擊斷裂 沖擊斷裂分一次沖擊斷裂和多次沖擊斷裂兩種。前者是由于鏈環(huán)材料脆性高、韌性低和沖擊負(fù)荷大所造成的；后者介于疲勞斷裂和一次沖擊斷裂之間，與鏈輪疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性的大小有關(guān)。為避免發(fā)生這種斷裂，圓環(huán)鏈應(yīng)具有足夠的韌性、塑性和使用壽命。 d. 不合格鏈環(huán)的斷裂 當(dāng)鏈環(huán)未經(jīng)充分預(yù)拉時(shí)，很難發(fā)現(xiàn)熱處理及焊接缺陷。若把這種鏈環(huán)接入鏈條用來(lái)牽引負(fù)荷，一旦啟動(dòng)或遇到卡鏈很可能發(fā)生斷裂。這種未經(jīng)充分預(yù)拉的鏈環(huán)的斷裂，稱為不合格鏈環(huán)的斷裂。為避免這種損壞，新制鏈條必須經(jīng)預(yù)拉處理，預(yù)拉負(fù)荷約為破斷負(fù)荷的80%～85%。 e. 伸長(zhǎng)失效 鏈條受載后將產(chǎn)生一定的彈性和塑性伸長(zhǎng)。在額定極限負(fù)荷作用下，當(dāng)鏈段的伸長(zhǎng)量超過(guò)一定限度時(shí)，鏈條與鏈輪因不能正確嚙合而無(wú)法正常工作。圓環(huán)鏈的這種失效形式稱為伸長(zhǎng)失效。 （2） 圓環(huán)鏈的強(qiáng)度指標(biāo) 礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈多采用合金鋼制造，調(diào)質(zhì)處理。常用的材料20MnVK和20CrTi，拉伸強(qiáng)度限。為提高鏈條的強(qiáng)度和韌性，圓環(huán)鏈及其棒料應(yīng)進(jìn)行熱處理。 圓環(huán)鏈制造的工藝程序分為：下料、編鏈、整形、焊接及熱處理等。為保證圓環(huán)鏈的制造質(zhì)量，原棒料應(yīng)有較好的冷彎性和焊接性，即冷彎時(shí)不容許出現(xiàn)局部收縮現(xiàn)象，焊接處不應(yīng)有影響使用質(zhì)量的夾渣和燒傷。當(dāng)棒料直徑較大時(shí)（），一般采用熱彎。熱彎效果比冷彎好，但彎曲表面同樣不容許產(chǎn)生任何裂紋或傷痕。 為提高圓環(huán)鏈工作的可靠性和使用壽命，新制的圓環(huán)鏈需進(jìn)行額定極限負(fù)荷實(shí)驗(yàn)、靜拉伸破斷試驗(yàn)、額定變負(fù)荷壽命試驗(yàn)及彎曲撓度試驗(yàn)等，以保證圓環(huán)鏈達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度指標(biāo)要求。 圓環(huán)鏈的的靜力拉伸破斷試驗(yàn)主要測(cè)定破斷負(fù)荷和破斷伸長(zhǎng)率兩項(xiàng)指標(biāo)，反映圓環(huán)鏈抵抗靜拉伸破斷和沖擊斷裂的能力。額定極限靜負(fù)荷試驗(yàn)主要測(cè)定圓環(huán)鏈?zhǔn)茴~定極限負(fù)荷作用時(shí)的試驗(yàn)應(yīng)力和拉伸率，反映鏈段正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工作負(fù)荷，而接近于鏈段因啟動(dòng)或刮卡而超載時(shí)的最大負(fù)荷。顯然，額定極限負(fù)荷代表使用負(fù)荷的極限值。因而，為充分利用鏈環(huán)的強(qiáng)度，理論上按鏈段的屈服限確定額定極限負(fù)荷，實(shí)際上通常取破斷負(fù)荷的80%作為額定極限負(fù)荷。 額定變負(fù)荷壽命試驗(yàn)主要測(cè)定圓環(huán)鏈?zhǔn)茏儜?yīng)力作用時(shí)發(fā)生疲勞破斷前的試驗(yàn)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的要求，額定變應(yīng)力的最小值為50，最大值為250。圓環(huán)鏈發(fā)生疲勞破斷前的試驗(yàn)應(yīng)力允許循環(huán)次數(shù)（5～7）次。試驗(yàn)指出，圓環(huán)鏈的疲勞強(qiáng)度主要取決于變應(yīng)力幅度的大小。此外，鏈環(huán)破斷負(fù)荷與破斷伸長(zhǎng)率的乘積（即鏈環(huán)抵抗沖擊的能力）、棒料屈服限的大小，鏈環(huán)表面缺陷或焊接缺陷，棒料及其焊縫的晶粒粗細(xì)等，對(duì)鏈段的疲勞強(qiáng)度也有重要的影響。 3.4刮板選擇及驅(qū)動(dòng)鏈輪選擇 3.4.1刮板選擇 根據(jù)中部槽外形尺寸和刮板鏈在MT/T72-1998中選擇刮板的尺寸為： 鏈條公稱直徑和節(jié)距： 18×64 鏈條公稱中心距： 650 刮板全長(zhǎng) max=592 min=588 孔中心距 max=540.5 min=539.5 孔直徑 max=22.0 min=21.0 刮板高 65 中部槽厚 max=21 min=20 縱向間隙 max=18.85 min=18.80 刮板的間距，按所運(yùn)物料的性質(zhì)和塊度，及安裝傾角確定。刮板鏈切入物料的阻力，應(yīng)大于物料在槽內(nèi)移動(dòng)的阻力。刮板間距過(guò)大，帶不動(dòng)物料運(yùn)行，或只能帶動(dòng)部分物料運(yùn)行；刮板間距過(guò)小，加大了鏈子重力，增加了運(yùn)行阻力，還浪費(fèi)了材料。根據(jù)實(shí)際情況、已有產(chǎn)品和以前經(jīng)驗(yàn)選用間距為640mm。 3.4.2 鏈輪選擇 3.4.2.1 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形參數(shù) 圓環(huán)鏈與鏈輪屬于一種具有多邊形撓性作用的非共軛嚙合齒輪傳動(dòng)。因此，圓環(huán)鏈與鏈輪要實(shí)現(xiàn)良好地嚙合，合理選擇鏈輪的齒廓曲線和正確設(shè)計(jì)鏈輪的齒形是鏈輪設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 如圖3-5所示，當(dāng)圓環(huán)鏈與鏈輪嚙合時(shí)，在鏈輪的每一齒距上都有兩個(gè)鏈環(huán)：鏈環(huán)1平臥于兩齒間的鏈窩里，稱為平環(huán)；鏈環(huán)2立卡在齒寬中部的窄槽內(nèi)，稱為立環(huán)。鏈輪上鏈窩的形狀與平環(huán)外行基本一致，但為滿足鏈環(huán)節(jié)距伸長(zhǎng)的需要，鏈窩長(zhǎng)度A應(yīng)比鏈環(huán)長(zhǎng)▽，即。此外，為減少立環(huán)的嚙合阻力，鏈輪齒寬中部的立槽寬度也應(yīng)比鏈環(huán)棒料直徑稍大些。 圖3-5 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形結(jié)構(gòu)和尺寸 對(duì)于礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈的鏈輪，其齒廓曲線和齒形參數(shù)的選擇需滿足以下要求： a. 保證圓環(huán)鏈能順利地進(jìn)入和退出嚙合； b. 保證鏈輪齒有較高地傳遞轉(zhuǎn)矩的能力； c. 保證鏈窩的形狀和尺寸能適應(yīng)鏈環(huán)節(jié)距伸長(zhǎng)的需要。 圓環(huán)鏈鏈輪的齒廓曲線，國(guó)外推薦采用的有：直線、圓弧線和直線-圓弧線三種。從加工制造和嚙合性能分析，直線齒廓加工簡(jiǎn)單，但齒高不宜過(guò)大，否則嚙合時(shí)容易發(fā)生干涉；直線-圓弧線齒廓加工復(fù)雜，應(yīng)用較少；圓弧線齒廓雖然加工也較復(fù)雜，但輪齒強(qiáng)度較高，齒高可適當(dāng)增大。所以，一般推薦采用圓弧線齒廓。 對(duì)于各種規(guī)格的圓環(huán)鏈，鏈輪齒形設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題是：合理選擇鏈輪齒數(shù)z、正確計(jì)算鏈輪節(jié)圓直徑和齒廓圓弧半徑等。 3.4.2.2圓環(huán)鏈鏈輪的齒型設(shè)計(jì) a. 鏈輪齒數(shù)z 圓環(huán)鏈鏈輪的齒數(shù)一般取為z=5～9。當(dāng)圓環(huán)鏈規(guī)格dxt選定后，鏈輪齒數(shù)z可參考表MT 231-91選擇。 b. 鏈輪節(jié)圓直徑 當(dāng)圓環(huán)鏈與鏈輪嚙合時(shí)，平環(huán)或立環(huán)在鏈輪上占有的內(nèi)邊距離稱為鏈輪的節(jié)距，以表示。顯然，鏈輪節(jié)距的理論值應(yīng)等于鏈環(huán)的節(jié)距，即。 當(dāng)平環(huán)臥于鏈窩位置時(shí)，在鏈輪齒寬中間的對(duì)稱剖面內(nèi)，經(jīng)平環(huán)兩端棒料中心的圓周稱為鏈輪的節(jié)圓，如圖3-6所示。 圖3-6 圓環(huán)鏈鏈輪的齒廓曲線 根據(jù)我國(guó)使用經(jīng)驗(yàn)和國(guó)外研究成果，鏈輪節(jié)圓直徑推薦按下式計(jì)算： （3-2） 式中，值應(yīng)精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字。 c. 鏈輪齒廓圓弧半徑 圓環(huán)鏈鏈輪的齒廓曲線一般推薦采用圓弧曲線。但是，鏈輪齒廓圓弧中心的位置和圓弧半徑的大小有幾種不同的設(shè)計(jì)方案，如圖3-6所示。圖中，曲線1和4為某些原蘇聯(lián)資料推薦采用的圓弧齒廓，曲線3為德國(guó)滾筒采煤機(jī)推薦采用的圓弧齒廓。實(shí)踐證明，用曲線3作為鏈輪齒廓效果較好。我國(guó)推薦采用近似曲線3的一種齒廓曲線，如圖中曲線2所示。 對(duì)于我國(guó)推薦采用的齒廓曲線2，其圓弧中心點(diǎn)的坐標(biāo)取為： } （3-3） 式中 ——鏈輪中心至平環(huán)底面的垂直距離，由圖3-6中得： （3-4） 由圖3-5知，在鏈輪齒寬的中間剖面上。齒廓圓弧半徑為： ; 式中 ； 代入上式，經(jīng)整理后得： （3-5） 式中 。 實(shí)際上，由于鏈輪齒寬中部開(kāi)有立槽，使齒寬中部剖面的齒廓不存在，而鏈輪齒面與立槽側(cè)面的交線便成為鏈輪中部的實(shí)際齒廓，如圖3-7所示。該實(shí)際齒廓的圓弧半徑按下式計(jì)算： } （3-6） 式中 ——立槽寬度，mm，一般 取L=1.35d； ——鏈窩端部圓弧半徑，mm，一般??； ——鏈環(huán)外寬，mm。 圖3-7 圓環(huán)鏈鏈輪實(shí)際齒廓圓弧半徑 根據(jù)以上公式求的刮板輸送機(jī)的鏈輪基本尺寸與MT 231-97 中選擇刮板鏈輪的基本尺寸相吻合如下： 鏈輪齒數(shù) 7 鏈輪節(jié)圓直徑 288 鏈輪外徑 324 鏈輪立環(huán)立槽直徑 210 鏈輪立環(huán)立槽寬度 25 齒形圓弧半徑 37 鏈窩平面圓弧半徑 30 立環(huán)槽圓弧半徑 9 短齒根部圓弧半徑 9 鏈窩長(zhǎng)度 105+20 短齒厚度 60 鏈窩中心距 87 3.5減速器 3.5.1 傳動(dòng)比的確定 總傳動(dòng)比 3.5.2傳動(dòng)比的分配 在進(jìn)行多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，傳動(dòng)比分配是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，能否合理分配傳動(dòng)比，將直接影響到傳動(dòng)系統(tǒng)的外闊尺寸、重量、結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑條件、成本及工作能力。多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的確定有如下原則： 1.各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般應(yīng)在常用值范圍內(nèi)，不應(yīng)超過(guò)所允許的最大值，以符合其傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，使減速器獲得最小外形。 2.各級(jí)傳動(dòng)間應(yīng)做到尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱；各傳動(dòng)件彼此間不應(yīng)發(fā)生干涉碰撞；所有傳動(dòng)零件應(yīng)便于安裝。 3.使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力接近相等，即要達(dá)到等強(qiáng)度。 4.使各級(jí)傳動(dòng)中的大齒輪進(jìn)入油中的深度大致相等，從而使?jié)櫥容^方便。 初定齒數(shù)及各級(jí)傳動(dòng)比為: 3.5.3各級(jí)傳動(dòng)計(jì)算 （1）各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 從電動(dòng)機(jī)出來(lái)，各軸依次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸。 Ⅰ軸 r/min Ⅱ軸 Ⅲ軸 Ⅳ軸 （2）各軸功率計(jì)算 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 kW Ⅳ軸 kW 式中 ——聯(lián)軸器效率 =0.99 ——軸承效率 =0.97 ——齒輪傳動(dòng)效率 =0.99 （3）各軸扭矩計(jì)算 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 Ⅳ軸 將上述計(jì)算結(jié)果列入下表（表3.1）： 軸號(hào) 輸出功率 P（kW） 轉(zhuǎn)速n(r/min) 輸出轉(zhuǎn)矩T/(N·m) 傳動(dòng)比 Ⅰ軸 87.32 1480 563.45 3 5 2.36 Ⅱ軸 83.85 493.33 1623.19 三軸 80.52 98.67 7793.31 Ⅳ軸 77.32 41.80 17667.5 3.5.4傳動(dòng)部圓錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 具體設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)果見(jiàn)下表，介紹齒輪傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)方法和步驟。 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及說(shuō)明 結(jié)果 a、高速級(jí)直齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 已知參數(shù)：、 、、 已知：兩錐齒輪軸交角，小齒輪懸臂布置，大齒輪兩端支承，長(zhǎng)期工作，閉式錐齒輪傳動(dòng)，先按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按接觸疲勞強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度校核計(jì)算。 i、接觸強(qiáng)度估算： （1）選材料、熱處理方法、定精度等級(jí)。大、齒輪均采用20CrMnMo，合金滲碳鋼，小齒輪跟軸做成一體的齒輪軸，齒輪軸采用45鋼。采用滲碳淬火，低溫回火，由圖查得，，；采用6級(jí)精度，即：6CGB11365,齒面粗糙度, 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =60×1480×1×(10×350×20) =6.216×109次 =6.216×109次 =6.216×109/2.8 =2.072×109次 =2.072×109次 式中： —齒輪轉(zhuǎn)速, －齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)同一齒面的嚙合次數(shù) －齒輪的工作壽命,h （2）初步估算 選用直齒圓錐齒輪，按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，即 載荷系數(shù) 得 齒數(shù)比 齒寬系數(shù) 取 材料配對(duì)系數(shù) 估算大端分度圓直徑 （3）主要幾何尺寸計(jì)算 齒數(shù)， 取 實(shí)際齒數(shù)比 分錐角 大端模數(shù) 按標(biāo)準(zhǔn)取 分度圓直徑 變位系數(shù) 齒寬中點(diǎn)分度圓直徑 外錐矩 中錐距 齒寬 大端齒頂高 大端齒根高 大端齒頂圓直徑: 齒根角 齒頂角 頂錐角 根錐角 冠頂距 大端分度圓齒厚 大端分度圓弦齒厚 大端分度圓弦齒高 當(dāng)量齒數(shù)， 當(dāng)量齒輪分度圓直徑, 齒寬中點(diǎn)齒頂高, 當(dāng)量齒輪頂圓直徑, 齒寬中點(diǎn)模數(shù) 當(dāng)量齒輪基圓直徑, 嚙合線長(zhǎng)度 端面重合度 （4）校核接觸強(qiáng)度 強(qiáng)度條件 計(jì)算接觸應(yīng)力 式中： (查圖8-3-36) （查圖8-3-34） （查圖8-3-13） （查圖8-3-13） （見(jiàn)表8-3-102） （見(jiàn)表8-3-102） (見(jiàn)表8-3-102) （查表8-3-31） （見(jiàn)表8-3-103） 式中： 此式中： （查表8-3-112） (查圖8-3-35) （見(jiàn)表8-3-103） 則 （見(jiàn)表8-3-102和8-3-104） 則 許用接觸應(yīng)力 式中： （查圖8-3-23） （選100號(hào)輪油，運(yùn)動(dòng)黏度，查圖8-3-19） （查圖8-3-20） （查圖8-3-21） （查表8-3-102） 則 結(jié)論：，滿足接觸強(qiáng)度 （5）齒根彎曲強(qiáng)度校核 強(qiáng)度條件 計(jì)算齒根應(yīng)力 式中： （見(jiàn)表8-3-102） （見(jiàn)表8-3-105） （見(jiàn)表8-3-102） （查圖8-3-37） （查圖8-3-38） （查圖8-3-39） （查圖8-3-14） （查圖8-3-106） 則 許用接觸應(yīng)力 式中： （見(jiàn)表8-3-106） （見(jiàn)表8-3-106） （查圖8-3-26） （查圖8-3-24） 則： 結(jié)論：，滿足齒根彎曲強(qiáng)度。 =6.216×109次 =2.072×109次 圓整為 本節(jié)以下所查圖表均是《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》（第二版）化學(xué)工業(yè)出版社中查的 3.5.5 傳動(dòng)部圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 具體設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)果見(jiàn)下表，介紹齒輪傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)方法和步驟。 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及說(shuō)明 結(jié)果 已知參數(shù)如下： （1）選擇齒輪材料,確定和及精度等級(jí)參考表8-3-24和表8-3-25選擇兩齒輪材料：大齒輪均采用18Cr2Ni4WA，滲碳淬火 ,精度等級(jí)為6級(jí)，小齒輪和軸做成一體，材料為45鋼。 （2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按 估取圓周速度 小輪分度