上篇(第二章刮板输送机)

第二章刮板输送机第一节概述第二节刮板输送机结构特点及功能分析第二节链啮合传动原理第四节刮板输送机的选型计算基本内容：刮板输送机主要部件结构。重点：结构特征，工作原理，难点：局部结构。第一节概述一、刮板输送机的组成部分、工作原理和使用范围刮板输送机是一种具有绕性牵引机构的连续运输机。主要组成部分机头部分（传动装置，机头架、链轮组件等）溜槽（承载装置，分标准槽6、调节槽7和连接槽4）刮板链2（牵引机构）机尾部分（机尾架、传动装置、链轮组件等）挡煤板8、铲煤板9防滑锚固装置1、12液压推移装置（与液压支架相连）紧链装置（安装牵引链时使用）在回采工作面使用时，需增加的附属装置。刮板输送机的牵引机构是绕经机头链轮和机尾链轮(或滚筒)进行循环运动的无极闭合的刮板链，承载机构是溜槽。特点：强度高、机身矮、适合于恶劣环境工作。但摩擦力大，电机容量大。使用条件：煤层倾角≤250，煤层倾角≥100，需采取防滑措施。二、刮板输送机的主要类型和系列2、按牵引链链条数及布置方式分单中链双边链双中心链三链结构分焊接园环链可拆模锻式片式套筒链1、按溜槽布置方式和结构分敞底式和封底式并列式和重叠式3、按刮板与链条的连接布置形式分对称式中间式悬臂式4、按功率大小分重型＞90kW中型＞40kW,≤90kW轻型≤40kW刮板输送机产品型号编制方法：SGB—630/150第二节刮板输送机结构特点及功能分析一、机头部主要由机头架、链轮组件、减速器、盲轴、液力联轴器、电动机组成。是将电动机的动力传给刮板链的装置。1、机头架：机头架、连接罩(连接筒)、拨链器（月牙形）和护轴板（作用）。厚钢板焊接组成。2、链轮组件由链轮、传动件、连接筒组成。链轮由减速器伸出轴和盲轴连接，便于井下拆装安装时必须保证两个链轮的相位相同。连接筒是剖分式的，这种结构便于更换链轮。焊接链轮组件，便于拆装维修。链轮、减速器和盲轴（花键）链轮、连接筒（环槽)连接筒、减速器和盲轴（平键）链轮是刮板输送机传递扭矩最大的部件之一。对链轮的基本要求是：强度高，耐磨，能承受脉动载荷、冲击载荷，并具有一定的韧性；齿形尺寸参数设计准确、加工精度高，保证与链条进行良好的啮合；无论哪种结构的链轮，都要具备易于拆装的特点。链轮的齿数过多，会增加链轮的整体尺寸；链轮的齿数太少，会增加刮板链在运行中的动负荷。目前链轮的齿数以6～8个居多。一个轮齿对应两个连环长度。对于单端传动的刮板输送机，不传递扭矩的机尾可采用4齿链轮或滚筒。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；Ⅱ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40～75kW的减速器多采用这种形式；Ⅲ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。3、减速器4、盲轴安装在机头架不装减速器的一侧、作用是与减速器出轴共同支承链轮。如果输送机为双侧传动，机头架两侧都有减速器，盲轴就不需要了。5、联轴器电动机与减速器的连接。弹性联轴器液力偶合器液力偶合器优点：电动机轻载启动；过载保护；吸收系统冲击；多机驱动时能均载。6、电动机弹性联轴器：双速电动机液力耦合器：双鼠笼转子高启动转矩的隔爆型电动机二、机尾部分类无驱动的机尾部有驱动的机尾部（除不需要卸载高度，其余均与机头部相同）三、溜槽及附件（1）溜槽分为：中部溜槽(或称标准溜槽)、过渡溜槽、调节溜槽。溜槽分为：焊接溜槽、铸造溜槽。。中部溜槽由槽帮钢和中板焊接而成，标准长度1.5m。调节槽长度为：0.5mm~1m，以适应工作面长度的变化溜槽作为刮板输送机的主要部件之一，通过其结构、性能反映出了输送机的某些特点：①溜槽与溜槽之间靠插销式、哑铃式、螺栓式等联接装置联接起来，并保证两节溜槽上下、左右均有一定的活动量，形成刮板输送机的可弯曲性能；②采煤机要求溜槽具有较高的强度，以便承受采煤机的重量以及液压支架的推移力（耳子分单、双耳，厚度为100mm-110mm）；⑧刮板输送机的寿命以溜槽的耐磨性为主要指标(过煤量几百万吨)；④刮板输送机的输送能力除了与刮板链速度有关外，主要取决于溜槽的宽度。图2-15上链器1—板翼；2—板簧固定架(2)附件溜槽附件有上链器、支座、连接装置、挡煤板、电缆槽、铲煤板等。四、刮板链由刮板和链条组成，是刮板输送机的牵引构件。分为单中链、双边链、双中链、三链。单中链如下图示。双中链双边链具有以下特征：圆环链抗拉强度要高，耐磨性要好，耐疲劳性能要好，抗腐蚀性要强。刮板的形状要能在运行中有刮底清帮、防止煤粉粘结和堵塞的作用，并应尽量减小质量。刮板的间距，以所运物料的性质和块度而定。圆环链按强度化分为（低B、C、D高）三个等级。圆环链的规格：以棒料直径和链节距的毫米尺寸表示，分为七种。刮板链除了标准链段外，还应具有不同长度的调节链段。接链环是连接各链段的重要元件，同时也是保护圆环链的惟一元件。接链环强度低于标准链环。（连接作用、过载保护）五、紧链装置为使刮板输送机安全运行，刮板链内应具有一定的张力。施给刮板链张力的装置叫紧链装置。新安装或运行中的刮板输送机均需要紧链。三种紧链方式：第一种紧链方式是电动机反转紧链方式将刮板链的一端固定在机头架侧板上或阻链溜槽上，而另一端绕过机头链轮。紧链时电动机和链轮反转，刮板链随即被拉紧。当刮板链张力适当时，紧链装置将链轮制动住，防止刮板链回松。当将两个刮板链头接好后，紧链装置解除制动。目前大部分刮板输送机用的是这种紧链方式，其紧链器有棘轮紧链器、摩擦轮紧链器、闸盘紧链器等。第二种紧链方式是液压马达紧链器液压马达紧链器安全、方便，紧链时链轮的反转动力与制动力均由液压马达紧链器提供，用于中、重型刮板输送机。第三种：采用液压缸紧链器，它可以在输送机长度上的任何一个位置进行紧链。这种紧链器可以随意搬动。将它放在两个链头中间，用液压缸紧链器两端的挂钩分别钩住两头的刮板，待液压缸收缩后将刮板链拉紧并接好。这种紧链器分低压大行程和高压小行程紧链两个过程。1.电动机反转紧链这种紧链方式常用的紧链器有棘轮紧链器、摩擦轮紧链器、闸盘紧链器三种（1）棘轮紧链器（2）摩擦轮紧链器摩擦轮紧链器也叫闸带紧链器。如图1-26所示，摩擦轮紧链器的制动轮安装在减速器的二轴的伸出端，闸带环绕在制动轮外缘。制动时使用手把经偏心轮、拉杆将闸带拉紧，在制动轮轮缘上产生摩擦制动力。紧链时，首先将刮板链的一端用两条紧链挂钩固定在机架上，然后将紧链器的手把扳到“运行位置”，即松闸状态。一人反向起动电动机，使机头链轮反转，将底链向上槽牵引，当链子拉紧到合适的张紧程度时，断电停车。另一人立即用手把搬动偏心轮至“紧链位置”，用闸带将制动轮闸住。然后把多余的链条拆掉并将刮板链两端接在一起。再正向起动电动机，取下紧链挂钩。1—手把，2—凸轮，3—护罩，4—套管，5—闸带6—制动轮拉杆，7—弹簧，8—套，9—拉杆六.推移装置和锚固装置推移装置是为满足工作面不断推进的需要，按步距推移输送机的装置。综采工作面使用液压支架的推移千斤顶,非综采工作面用单体液压推溜器。单体液压推溜器沿输送机全长隔4.5-均匀布置，在机头、机尾处布置间隔较小推溜器由乳化液泵站供液。液压推溜器实为一个液压千斤顶，工作时将推溜器的活塞杆用插销连到中部槽挡煤板上，再将其底座用支柱撑在顶板上。搬动操纵阀，向活塞一侧注入高压乳化液，活塞杆就将中部槽推向煤壁；向活塞另一侧注入高压乳化液缸体和底座向前收回。锚固装置是刮板输送机在大倾角工作时，防止上窜或下滑的固定设备。它由单体液压支柱和锚固架组成，锚固架与机头架和机尾架连接。由乳化液泵站供液。1-挡煤板；2-活塞杆接头；3-缸体；4-底座；5-斜撑支柱六、液力耦合器1、液力耦合器的结构特点液力传动装置液力偶合器，输出力矩不可变液力变矩器，输出力矩可变主要由泵轮、透平轮(涡轮）、外壳、注油塞、易熔合金塞组成。液力偶合器外形和部件图2-14液力耦合器的部件左－后辅助室外壳和泵轮；中－透平轮；右－外壳2、液力耦合器的工作原理电动机驱动泵轮转动→透平轮转动→减速器转动。而且泵轮转速＞透平轮转速。当发动机运转时，曲轴带动液力耦合器的壳体和泵轮一同转动，泵轮叶片内的液压油在泵轮的带动下随之一同旋转，在离心力的作用下，液压油被甩向泵轮叶片外缘处，并在外缘处冲向涡轮叶片，使涡轮在液压冲击力的作用下旋转；冲向涡轮叶片的液压油沿涡轮叶片向内缘流动，返回到泵轮内缘的液压油，又被泵轮再次甩向外缘。液压油就这样从泵轮流向涡轮，又从涡轮返回到泵轮而形成循环的液流。液力耦合器中的循环液压油，在从泵轮叶片内缘流向外缘的过程中，泵轮对其作功，其速度和动能逐渐增大；而在从涡轮叶片外缘流向内缘的过程中，液压油对涡轮作功，其速度和动能逐渐减小。液力耦合器要实现传动，必须在泵轮和涡轮之间有油液的循环流动。而油液循环流动的产生，是由于泵轮和涡轮之间存在着转速差，使两轮叶片外缘处产生压力差所致。如果泵轮和涡轮的转速相等，则液力耦合器不起传动作用。因此，液力耦合器工作时，发动机的动能通过泵轮传给液压油，液压油在循环流动的过程中又将动能传给涡轮输出。由于在液力耦合器内只有泵轮和涡轮两个工作轮，液压油在循环流动的过程中，除了受泵轮和涡轮之间的作用力之外，没有受到其他任何附加的外力。根据作用力与反作用力相等的原理，液压油作用在涡轮上的扭矩应等于泵轮作用在液压油上的扭矩，即发动机传给泵轮的扭矩与涡轮上输出的扭矩相等，这就是液力耦合器的传动特点。由于泵轮转速＞透平轮转速，工作液在泵轮中被泵轮中的叶片加速，增加动能，从泵轮的外缘流入透平轮，在透平轮中冲击透平轮叶片，减速减少动能，从透平轮内缘流入泵轮。在泵轮中加速，增加动能。……将泵轮的转速和转矩传递给透平轮，实现机械能的传递。工作液在液力偶合器中作螺管运动。液力耦合器的特点：1）电动机轻载或空载起动,提高驱动装置的启动能力，改善启动能力；2）具有过载保护能力；3）“液体连接”,具有减震吸收冲击的作用；4）多机驱动能均载，多电动机同时驱动的设备中，可使各电动机的输出功率趋于平衡。第二节牵引链的啮合理论一、牵引链的啮合原理链传动是轮齿与链节的相互啮合，使链轮的旋转运动变成了牵引链的直线运动。每个链环的节距都具有一定的长度，所以与之啮合的链轮将呈多边形形状。当链轮进行匀速旋转时，牵引链将作周期性的变速运动，且最小周期为转过一个轮齿所用的时间。设如图所示的四齿链轮，其节圆半径为R，每个轮齿所对应的中心角为a0。当链轮以ω角速度转动时，牵引链的切线速度为ωR，而水平运行速度为φcosωRv=轮齿的角位移是按周期性变化的。轮齿的半径线与垂线重合时，角位移为零。半径线在垂线左侧时，为负值；在右侧时，为正值。每转过一个轮齿，完成一个周期性的变化，即从→0→。当时，当时，当时，可见，牵引链的水平运行速度是周期性变化的，变化范围是2cosω0aRv=2-0a=φ2cosω0aRv=0=φRvω=20a=φRvaRω≤≤2cosω02-0a20a由于牵引链的速度变化，就会出现加速度。牵引链的加速度等于其速度对时间的微分，因为当Φ由→0→变化时，加速度a的变化范围为将、、代入式(6)，得式中—牵引链的平均运行速度；Z—链轮的齿数；n—链轮的转速；2—一个轮齿所对应的链节长度，即两倍的链环节距。可见，链速越大即转速越高，牵引链的加速度就越大，牵引链的动张力就越大，这就是啮合传动牵引机机构的牵引速度一般要比摩擦传动低的缘故。另外齿数越少，动张力越大。φsin-Rω==dtdvaω=dtdφφωsin-R2=a20a20a2sin-ω≥≥2sinω0202aRaaR60π2ωn=Zlvnp260=Rla2sin022)π(1≥≥)π(1ZvlaZvlppPvl二、牵引链的动负荷当前一个轮齿啮合完毕，后一个轮齿开始啮合的瞬间，牵引链的加速度由突然增至，就会产生突加载荷，加速度增量为，牵引链的动负荷要增加一倍。因此，动负荷由变成，这里的M是参与这个加速度运动的全部质量。但考虑到这一瞬间前，牵引链的加速度为负值，其惯性力的方向与牵