刮板输送机-毕业设计

中国矿业大学2008届本科生毕业设计第1页1绪论1.1刮板输送机的发展史和发展趋势1.1.1刮板输送机的发展史刮板输送机的工作原理和基本结构，与我国在公元186年至189年间发明的“翻车”——龙骨水车是相同的。可是刮板输送机运送散碎物料，是在上个世纪初出现于工业发达的英国。早期的刮板输送机，结构简单轻使，那时它仅是运煤之用，人工装煤，运输能力低，每小时最多只有几十吨；输送机长度只有几十米；功率小，牵引链的强度也不高。经过多年的改进和发展，目前综采工作面的刮板输送机，除运煤之外，还有四种功能：给采煤机作运行轨道；为拉移液压支架作依托固定点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆，水管，乳化液管等。1.1.2综采工作面刮板输送机的发展趋势1.发展大运量、大功率刮板输送机迫在眉睫1）大运量70年代末刮板输送机的运量能力一般小于1000t/h；80年代初为1500t/h，80年代后期为2000~2500t/h；90年代达到3500t/h。槽宽也相应的从630~764mm增大到980~1100mm，链速从1m/s左右增加到2m/s左右。2）大功率70年代末期驱动电动机的单台功率小于200kW，最大装机功率2×200kW；80年代初为（2~3）×（215~315）kW；90年代实际运行的单台电动机的最大功率为530Kw。对大于250~315kW的电动机，供电电压相应的从1140v升高到2300、3300、4160或5000v。3）大运距70年代一般输送机长度不超过200m；80年代逐步增加为250m左右，美国已经有超过350m的长工作面。链条布置相应的从边双链和中单链过渡为中双链为主。链子直径从26~30mm增加为34~38mm，有的已经达到42mm。但有些专家认为：从设备投资、运营成本、通风维修、掘进和搬家等综合考虑，工作面长度以250m左右时技术经济较为合理。2.零部件向高强度、高寿命发展为了提高刮板输送机运转的可靠性，其零部件要向高强度、高寿命发展，主要从三方面入手：（1）设计方面。采用世界先进的设计理论和计算机手段，对其结构、重量、强度、寿命等方面进行优化，保证设计的合理性。（2）材质方面。由于国内基础工业未能与煤矿机械的进步同步发展，某些煤矿专用材料还是空白，如高强度耐磨中板材料、耐磨可焊铸钢材料以及高强度齿轮材料等。先进大型煤矿机械的发展，必将促使优质材料的发展。此外，某些刮板输送机特需的标准件、外购件，也应跟上高强度、高寿命的要求。（3）工艺方面。欲提高产品的制造精度和质量，要从材料热处理、产前产后处理、先进的检测设备等方面入手。中国矿业大学2008届本科生毕业设计第2页3.刮板链在更新换代80年代始，中双链机型在世界范围内已占相对优势，而且在稳定发展。单链机型在一些采煤先进国家近年来的使用量明显下降。边双链和三链机型有些国家已经淘汰。但边双链在我国的使用数量还较多。某些采煤先进国家，26mm以下的链条的使用量迅速减少，34mm的链条已占主导地位。38mm及42mm（包括42/46异型紧凑链）异型链条尺寸和重量较大，制造设备、工艺及材料要求较高，目前世界上仅有少数厂家能够生产。这种大型刮板链适用于工作面长300m左右、输送量3000t/h以上的工作面使用。4.发展90°拐弯刮板输送机90°拐弯刮板输送机70年代首先出现在德国。到80年代末，德国（主要是西德）140多个长壁工作面中已有28个使用了这种机型，并且逐步推广到了其他国家。使用90°拐弯刮板输送机的主要优点可归纳为：（1）可以省掉顺槽转载机；（2）节省了一套驱动装置；（3）取消了工作面端头的转载站，能减少煤尘的产生和块煤的转载破碎；（4）工作面输送机的机头放在了顺槽，采煤机可以更顺便地达到工作面端头，以实现自开缺口。由于重型刮板链的形状和尺寸特殊，拐弯输送机的刮板链张紧装置一般不采用普通的紧链方法。它设计安装了一种张紧溜槽，用其进行紧链。张紧溜槽由专门的重型活塞提供动力的滑动槽形成，直接安装在传动装置的后面。5.侧卸式刮板输送机国内使用量日渐增多工作面输送机的转载方式由以往的端卸式改为侧卸式，使刮板输送机的回煤减少了。因为被端卸式卸下的煤在转载机上会有瞬间停留，只有转载机的下一个刮板通过卸载处时才将煤刮走，极易造成煤在卸载处的堵、撒及底链回煤等现象。原煤在侧卸装置处的流动情况是这样的：大部分煤到达犁式卸煤板处，通过靠工作面和采空区两侧的倾斜中板滑落到转载机上；少量的煤将被刮板链带着通过回煤罩，在链轮下方落到转载机上。因此，卸料装置内有三条转送原煤的途径：大约70%的煤沿主倾斜中板滑下；大约24%的煤沿副倾斜中板滑下；其余通过回煤罩卸下。1.2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有扰性牵引机构的连续运送机械。如图（1-1）所示。它的牵引机构是刮板链，溜槽是它的承载装置，不同类型的刮板输送机，其各个组成部中国矿业大学2008届本科生毕业设计第3页图（1-1）刮板输送机分的形式和布置方式是不尽相同的，但其主要结构和基本组成部件是相同的。现以SGW-250型刮板输送机为例介绍其主要构成：机头部（包括机头架，传动装置、链轮组件等）；溜槽（分为中间标准溜槽、调节溜槽和连接槽）；刮板链；机尾部分（包括机尾架、传动装置、链轮组件等）。此外，对于各安装在采煤工作面的刮板输送机还在溜槽侧板上安装有挡煤板和铲煤板；机头、机尾各设有防滑瞄固装置；还有供移动输送机用的液压推移装置（与液压支架连在一起）和安装紧链时用的液压紧链器等附属装置。刮板输送机的传动系统示意图如图（1-2）所示。驱动电动机经液力偶合器、减速器而驱动图（1-2）SGW250型刮板输送机1—电动机；2—液力耦合器；3—减速器4—链轮组件；5—盲轴；6—刮板链绕过机头链轮与机尾链轮进行无极闭合循环运行的刮板链，将作为承载机构的溜槽中的煤炭推移到机头处的卸载点。其上部溜槽是重载工作溜槽，下部溜槽作为回空槽。刮板输送机在工作中要克服溜槽与刮板链及煤炭之间的滑动摩擦阻力，与相同运量和运距的带式输送机相比，刮板输送机的电机容量和电耗要大得多。但是它具有带式输送机没有的优点，如它的结构强度高，机身低矮，可以弯曲，能适中国矿业大学2008届本科生毕业设计第4页应采煤机较恶劣的工作条件，并可作为采煤机的运行轨道，有时还作为移置液压支架的支点；在推移刮板输送机时，铲煤板可自动清扫机道浮煤；挡煤板后面有安装电缆、水管的槽架，并对电缆、水管起保护作用，推移输送机，电缆、水管同时移动。所以，刮板输送机现在仍是缓倾斜长壁式采煤工作面唯一的煤炭运输设备。1.3刮板输送机的主要类型和系列国内外现行生产和使用的刮板输送机类型很多，分类方法也各不同。按溜槽的布置方式和结构分类，可分为并列式和重叠式，底溜槽式和封底溜槽刮板输送机。按牵引链的结构，链条数及布置方式分类，可分为片式套筒链，可拆模锻链及焊接圆环链；单链、边双链、中双链及三链刮板输送机。刮板与链条的连接布置形式则有悬臂式、对称式、中间式之分。各种类型的刮板输送机随其运输能力和结构特点而适应不同的工作条件，有溜槽并列式使用于薄煤层采煤工作面，封底溜槽式适用于底版比较松软而破碎的采煤工作面。为使刮板输送机的生产达到标准化，系列化和通用化，提高产品的制造质量，我国已制定并发布了《工作面用刮板输送机通用技术条件》（MT105—85）。《工作面用刮板输送机系列谱》是产品系列规划，是今后一个时期设计制造新产品的依据。《工作面用刮板输送机通用技术条件》规定了刮板输送机按功率大小分为轻、中、重型。刮板输送机配套单电动机设计额定功率40kW以下的为轻型；大于40kW，小于、等于90kW为中型；大于90kW为重型。1.4薄煤层综采工作面刮板输送机的结构特点（1）矮机身、短机头，使用于煤层厚度为0.8~1.3m、倾角0°~12°的缓倾斜工作面机头和机尾的高度为700mm、机架长度为750mm，便于拆卸运输。（2）闸盘紧链装置置于水平位置采空区侧，适应薄煤层紧链的需要。中国矿业大学2008届本科生毕业设计第5页2刮板输送机的设计2.1总体设计要求本次毕业设计要求设计一个刮板输送机。具有要求数据如下：运输能力1000t/h刮板链速度2m/s出厂长度200m2.2总体方案的确定参照以上数据与SGB—764/264型刮板输送机相似。本课题的设计参照了SGB—764/264型刮板输送机的设计，采用了中双链，卸载方式为端卸式，中部槽采用开低式E型中部槽，电动机采用单速异步电动机，采用两端驱动。刮板输送机计算内容包括：运输能力、运行阻力、电动机功率、刮板链强度验算。2.3总体方案的设计2.3.1运输能力的计算按连续运行的计算公式，其运输能力为)60(6.3cvvqQ（2-3-1）式中q——输送机上单位长度货载重量，kg/m；v——刮板链运行速度，m/s；cv——采煤机的牵引速度，m/min。取12cvm/min已知1000Qt/h，2vm/s，代入下式计算606.3cvvQq601226.31000中国矿业大学2008届本科生毕业设计第6页3.126kg/m2.3.2运行阻力和牵引力的计算刮板输送机运行阻力按直线段和曲线段分别计算。倾斜运行的刮板输送机的重段直线段，运行时除了要克服煤的阻力和刮板链重力引起的阻力外，还需要克服煤和刮板链重力引起的下滑力，通常将它们一起计为总运行阻力。在重段直线段运行的阻力为sin)(cos)(LgqqLgwqqwWlllxh（2-3-2）刮板链在空段直线段的运行阻力为)sincos(llkwLgqW（2-3-3）式中w、lw—货载、刮板链在溜槽中的运行阻力系数；L—输送机的铺设长度，m—输送机的铺设倾角；g—重力加速度，m/slq—刮板链单位长度的重量，kg/m表2-1运行阻力系数输送机类型wlw单链刮板输送机6.0~4.04.0~25.0双链刮板输送机8.0~6.04.0~3.0式中“+”、“-”号的选择原则为：该段上行时取“+”，向下运输时取“-”。阻力系数的数值，与煤的性质、刮板链形式、中部槽形式，安装等条件许多因数有关。对于双链取7.0w；3.0lw已知3.126qkg/m；4.58lqkg/m；200Lm；2/8.9smg；10将以上数据代入式（2-3-2）计算，得sincosLgqqLgwqqwWlllxh中国矿业大学2008届本科生毕业设计第7页10sin8.92004.583.12610cos8.92003.04.587.03.126141606N将数据代入式（2-3-3）计算，得sincosllkwLgqW10sin10cos3.08.92004.5864966N考虑曲线段阻力及弯曲段的附加阻力，则总牵引力kxh21.106496614160621.1249952N2.3.3电动机功率的计算与选型(1）电动机功率的计算对于机械化采煤，其电动机功率2minminmax2max6.0NNNNNdkW（2-3-4）式中maxN——刮板输送机满负荷运行时的最大功率；10000maxvWN8.01000224995288.624kW上式中——传动装置的总效率，取8.0minN——刮板输送机空载运行时的最小功率。1000cos21.1minvLwqNll8.01000210cos2003.04.5821.1中国矿业大学2008届本科生毕业设计第8页98.18kW则2minminmax2max6.0NNNNNd2298.1898.1888.62488.6246.075.380kW考虑20%的备用功率，取电动机功率备用系数2.1K因而电动机的功率为9.45675.3802.12.1dNNkW(2）电动机的选型根据以上求得的电动机功率，选用2台YB2-355M2-4型防爆电动机。①电动机