1、本科毕业论文（20 届）刮板输送机的选型及减速器设计所在学院 专业班级 矿山机电 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘 要刮板输送机是矿山运输机械的重要组成部分。刮板输送机的设计制造涵盖了运动转换、动力传输、变速机构、铸锻件结构设计等机械设计与制造工艺内容。经过分析，选择刮板输送机作为我们的毕业设计选题，能够比较全面的运用所学习知识和技能，综合应用机械设计的分析计算、结构选择、绘图技能和机械制造基础知识，对我们的所学知识进行概括总结，对我们的综合应用知识能力进行一次强化训练并获得提升，都是有益的。本设计以煤矿实际运输条件为依据，以训练提高综合设计能力为目的，在设计中尽可能采用新
2、的设计思想和设计方法，选择更加合理的结构和技术参数，力争提高刮板输送机质量，降低生产成本，在充分吸收学习现有的刮板输送机设计经验的基础上，参考有关设计资料，查阅机械设计手册等工具书，按照机械工程设计程序、方法和技术规范进行设计。主设计主要研究问题有：矿用刮板输送机的型式与性能比较、矿用刮板矿输送机的整体选型、减速器的设计等，设计出具有实际应用要求的产品。通过这次设计，锻炼了自己调研分析、加工与整理、运用工具手册的能力，初步掌握了机械工程设计程序、方法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、图表绘制、技术文件编写的能力。关键词： 刮板输送机；矿山运输机械；减速器设计。辽宁工程技术大学毕业设计（论
3、文）1ABSTRACTScraper conveyor transport Mine is an important component of the machinery. Scraper conveyor covers the design and manufacture of the campaign conversion, power transmission, speed, Zhu Duanjian structural design, and other mechanical design and manufacturing process elements. After analy
4、sis, the choice scraper conveyor as part of our graduation project topics, to a more comprehensive study by the application of knowledge and skills, comprehensive application of mechanical design analysis, the structure of choice, mapping skills and basic knowledge of machinery manufacturing, by our
5、 A summary of knowledge, to our knowledge of the comprehensive application of an enhanced capability to conduct training and enhanced, are all appropriate.The mine design is based on the actual conditions of transport to training to increase the overall design capability for the purpose, as far as p
6、ossible in the design of a new design concept and design, select a more reasonable structure and technical parameters, and strive to improve the quality scraper conveyor , access to “mechanical design manual“ and other tools, mechanical engineering design in accordance with the procedures, practices
7、 and technical specifications The design.The main design of the main research questions are: Mine scraper conveyor of the type and properties, mine ore scraper conveyor of the overall selection, the optimization reducer, scraper chain of design, coupled with the hydraulic selection, and so on . Thro
8、ugh this design, training their own research analysis, processing and finishing, the ability to use manual tools, the initial grasp of the mechanical engineering design procedures, practices and technical specifications, improve engineering design, the theoretical analysis, mapping, technical papers
9、 prepared by the ability .Keywords：Scraper conveyer; Optimized design; Mine haulage machinery.2第一章 概述1.1 刮板输送机的简介目前刮板输送机是长壁采煤工作面唯一的运输设备。虽然其组成部件和类型多种多样，但基本构成与工作原理相同。主要组成部分有：机头部、中间部、机尾部、附属装置及供给移动输送机使用的推移装置。1.2 刮板输送机的分类1）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。2）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。3）按刮板链的数目和布置方式分为
10、中单链、边双链和中双链刮板输送机。4）按单电动机功率大小分为轻型、中型、重型刮板输送机。1.3 目前刮板输送机存在的问题国外几家著名公司现在生产的重型刮板输送机一般都可以整机无故障过煤 600 万 t 以上，有些可达 1200 万 t。而国产的刮板输送机的过煤量是很低的。故提高国产设备的可靠度，是刮板输送机发展的主要问题。刮板链的强度问题是国产刮板输送机的大问题。由于磨损、疲劳、自身质量差、锈蚀等原因，使新链条在使用 3 个月后断链事故明显增多。国产的刮板输送机的联接螺栓可靠性普遍较差，机头、机尾推移部上的联接螺栓经常出现拉断现象，造成推移困难;铲煤板和刮板上的螺栓经常出现松动、脱落，造成零件
11、丢失，影响铲煤和运煤效果。影响中部槽的寿命和可靠性的主要原因是中板的磨损和联接头强度不足。1.4 刮板输送机的改进及发展方向1）技术先进性。 伴随科学技术的进步和市场的发展 ，输送机的国际竞争将越来越激烈，对输送机的设计水平和生产能力要求也随着越来越高 ，不仅要求造型科学、 配套合理 ，在技术上不断创新、完善，去适应不断变化着的使用条件 ，而且关键部件（如刮板链、减速器、保护装置等 ）的设计或选用，要求与国际接轨 ，实现标准化。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文）32） 性能可靠性。 设备的可靠性是进行高效作业的根本保证。井下受场地、灯光等条件的限制 ，维修条件较差 ，有些高瓦斯矿井基本不具备现
12、场维修的条件 ，如果出现故障就会严重影响安全生产。因此 ，输送机各部分的结构型式、传动方式、使用材料等 ， 不仅要求设计合理 ，还要建立在实践验证的基础上。 3） 设备安全性。 安全性是至关重要的环节 ，是所有设备必须具备的性能 ，同样也贯穿在输送机的制造、设计、使用过程中。目前国家高度重视煤矿的安全生产 ，引起煤矿井下事故的除了瓦斯爆炸、透水、冒顶等之外 ，设备事故也会引起人员伤亡和财产损失。 因此，输送机各部件的防护装置应设计合理、安装完备 ，在易发生事故的部位尤其要加 强防护 ，防止因断链、飞溅、高温等引起人员的伤亡等事故。 4）机电液一体化趋势明显。 随着实用型新技术的发展，大功率的输
13、送机控制系统与保护装置的机电液一体化趋势越来越明显。主要表现为：机头部与机尾部功率分配、顺序启动，电机保护除过流保护、过热保护外，增加过压保护，阀控充液型液力耦合器的推广使用，链条张力监控及工况检测和故障诊断等。虽然还有部分技术的实现与应用尚需时日，但输送机机电液一体化的发展趋势不会变。 第二章 刮板输送机的结构及工作原理2.1 机头部机头部是刮板输送机的传动部件，具有传动、卸载、紧链、锚固和固定采煤机牵引链等功能。机头部由链轮、机头架、盲轴、减速器、液力耦合器和电动机组成。电动机和减速器外壳均带有法兰盘，通过液力耦合器外罩把三者连成一个刚性的整体，以保证减速器输入轴、电动机轴和液力耦合器之间
14、的同心度。减速器用螺栓固定在机头架上。2.1.1 机头架机头架是机头部的骨架，应该具有足够的刚度和强度，由厚的钢板焊接而制成，其共同特点为：两侧对称，可在一侧安装减速器，用以适应左、右工作面需要；链轮是由减速器伸出轴和盲轴支撑连接的，这种连接的方式，是为了方便在井下拆装；前横梁上固定有拔链器和护轴板，以防止链轮在与刮板链的分离点处，被齿轮带动卷入链轮。 42.1.2 链轮组件链轮组件是由连接筒和链轮组成。链轮是传动部件，同样也是易损件，在运转中除了受静载荷外，还受脉冲和冲击载荷。2.1.3 减速器减速器是刮板输送机传递电机运动和动力，使刮板链条运动的关键传动装置。有圆锥圆柱齿轮传动、圆锥行星齿
15、轮传动和行星齿轮传动三种结构型式，根据输入轴与头架的位置，分为平行布置式和垂直布置式两种型式。近年来，出现了可控软驱动的多功能传动装置，改善了刮板输送机的启动、过载、功率均衡及紧链性能，目前处于试验和试用阶段。2.1.4 联轴器联轴器位于电机与减速器之间，是传递扭矩的联接装置。有柱销联轴器、弹性联轴器和液力偶合器三种类型。近几年，还成功研制限矩联轴器，且得到了迅速推广和使用。液力耦合器具有过载保护的作用。当外负载增加时，输出轴的转速下降，泵轮和透平轮的转速差增大。当外负荷继续增大时，工作液将被挤向泵轮轮壁，经溢流孔进入辅助室。此时，工作腔内液体减少，再加上泵轮和透平轮的转速差继续增大，则工作液
16、温度会升高。当工作液的温度升至额定值时，易熔合金塞熔化，液体喷出，电动机带着泵轮及外壳空转，保护了电动机。液力耦合器的主要缺点有两点：一是较其他联轴器的结构复杂、成本高、效率低、使用与维护要求高；二是过去多采用油质工作液，喷液后容易烧伤人员和发生火灾。为避免发生事故，近些年除了少量早期生产的液力耦合器使用油质工作液外，大部分采用难燃工作液和水质工作液。中型和重型的刮板输送机都采用液力耦合器。2.2 机尾部机尾部分为无驱动装置和有驱动装置两种。有驱动装机尾部，由于机尾不需卸载高度，除机尾架比机头架短矮外，其他的部件与机头部相同。无驱动装置的机尾部，尾架上只有供刮板链改向用的机尾轴部件，机尾轴上的
17、链轮也能用滚筒代替。辽宁工程技术大学毕业设计（论文）52.3 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。溜槽有中部槽、调节槽、连接槽（或过渡槽）等类型。工作面的刮板输送机溜槽靠采空侧安装挡煤板，以提高装载力；靠煤壁侧安装挡煤板，以清扫机道，便于输送机推至煤壁。挡煤板和采煤板属于附件。2.3.1 中部槽中部槽由槽帮钢、中板、端头、支座焊接而成。中部槽外侧焊有支座，用以固定档板和产煤板，槽帮两端焊有高锰钢制成的凸端头和凹端头，在中板上堆焊耐磨合金粉块。2.3.2 挡煤板和铲煤板挡煤板装在溜槽靠采空区一侧的槽帮钢上。挡煤板有三个作用：一是增加溜槽上的货载断面积，提高输送机输送能力
18、；二是防止采煤机装煤时，将煤抛撒到采空区；三是它上面可以安装电缆槽和水管等。为了将刮板输送机移到紧靠煤壁和防止输送机横向倾斜，在溜槽靠煤壁侧的槽帮钢上装有铲煤板，以便在推移输送机时先清除机道上的浮煤。铲煤板安装后，上缘应该低于槽帮，下缘应超出槽底，宽度方向应与采煤机滚筒有一定间隔。铲煤板刃口应该有足够大的强度。铲煤板固定在中部槽支座上，用于推移中部槽时清理工作面浮煤。2.4 刮板链刮板链条由刮板、矿用圆环链(少数为套筒滚子链或可拆模锻链)、接链环及螺栓等组成，它是刮板输送机连续输送物料的牵引构件和承载构件。根据链条的数量和与刮板的相互位置不同，有中双链、中单链、边双链和准边双链四种型式。2.5
19、 紧链装置紧链装置是拉紧链条，使链条具有一定预紧力，以便刮板链条正常运行的装置，有闸带式、闸盘式和液压马达式三种形式。液压马达的紧链装置由液压马达提供动力，通过主、辅减速器和链轮慢速反向旋转，张紧链条。6液压马达紧链装置一般都由液压传动部分、机械传动部分、电气和机械闭锁保护装置组成。优点有:紧链可靠、安全，紧链力和预张力数值准确，且可通过辅助电机低速运转是重型的刮板输送机优选的新型紧链器。2.6 推移装置推移装置是在采煤工作面内把刮板输送移向煤壁的推移装置。综采工作面用液压支架上自带推移千斤顶，非综采工作面用单体液压推溜器或手动液压推溜器。液压推移装置主要由设在顺槽中的泵站和沿工作面布置的油管
20、及液压千斤顶组成。千斤顶是推动刮板输送机的，装在输送机靠采空区一侧，在输送机机头、机尾处分别安装 23 个，中间溜槽每隔6 米布置 1 个，每个千斤顶均由单独的操纵阀控制。控制操纵阀的位置，可使用泵站通过油管来送来的高压油进入千斤顶液压缸的前部或者后部使千斤顶的活塞伸出或缩回，从而推动输送机向前移动。对于综采工作面，推动刮板输送机和移动液压支架是紧密地联系在一起的。操纵控制阀也在一起，一般把输送机的液压千斤顶推移装置包括在液压支架中。2.7 锚固装置锚固装置由单体液压支柱及锚固架组成，机头架架和机尾架与锚固架连接。它是刮板输送机处于倾角较大时的工作面工作，有可能下滑时，用以固定，防止其下滑的装
21、置。第三章 刮板输送机的选型设计在矿井设计时或在生产现场，工作面运输设备的选择，基本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条件来选择型号，并决定其使用台数。但产品说明书中所列铺设长度一般均为水平长度或一定倾角煤层（如 10倾角）向下运煤时的，实际上铺设长度和工作面长度和煤层倾角，煤层厚度等条件各不相同，所以需要验算所选刮板输送机运输能力、电动机的功率和刮板链的强度，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。根据原始数据：输送能力： ；工作长度 ；倾角：htQ/10mL20101炮采工作面选型的要求。辽宁工程技术大学毕业设计（论文）7工作面要根据煤层的
22、厚薄选用轻型的刮板输送机。顶板较好的工作面，可选用轻型可弯曲刮板输送机，以便整体移设，缩短回采作面的非生产时间。顶板较差的工作面，应选用中部槽较窄，可分解移设的刮板输送机，以适应工作面的顶板管理，确保安全地生产。2 采煤机械化对刮板输送机的要求采煤机械化特别是综合机械化，已经使刮板输送机、采煤机及液压支架构成了不可分割的整体。无论在结构上或运转上都是相互关联又相互制约的。为了实现机械化，要求刮板输送机不但要完成运煤，清理机道浮煤外，还要作为采煤机或刨煤机运行的轨道，以及液压支架向前移动的支点。此外，还要求能在输送机上设置存放电缆，水管和通讯系统的装置；采取使用无链牵引采煤机方法的时候，刮板输送
23、机上还应设有采煤机行走用的齿条，链滚和链环等装置。3 刮板输送机与采煤机的配合原则。1）刮板输送机的输送能力必须与采煤机或刨煤机自身生产能力相匹配，应该输送机的能力大于等于采煤机或刨煤机的能力。2）刮板输送机的结构形式及附件必须能密切与采煤机机构相配套，如采煤机牵引机构，行政及导向机构，底托架及滑靴机构，电缆及水管的移动方法，是否要求自开切口，是否往更多采煤以及是否连锁控制等。4 刮板输送机与液压支架的配合原则刮板输送机中部槽的结构要与支架的架型相互匹配。 中部槽的长短要与支架宽度相适应。中部槽挡煤板座要与支架推溜千斤顶连接装置相配套。根据这四项基本原则及原始条件，我们选择了 SGZ-880/
24、800 型刮板输送机。83.1 运输生产能力的计算表 3.1 技术特征Form3.1 The technical features项 目 单 位 数 值设 计 长 度 m 250 出 厂 长 度 m 250输 送 量 th 1500刮板链速度 ms 1.2电 动 机 型 号 - YBSD-400/200-4/8额 定 功 率 KW 4002额定转速 rmin 740/1480额定电压 V 1140减 速 器 速 比 - 1：21刮 板 链 型 式 - 中 双 链圆环链规格 mm 34126-2刮 板 间 距 mm 1024 刮板链间距 mm 160中 部 槽 规 格(长宽高) (mm) 1500880344紧 链 装 置 - 闸盘紧链卸 载 方 式 - 端卸式刮板输送机是连续式输送设备，其每秒钟运输能力为 Q=qv（公斤/秒）（3-1）式中 v刮伴链运行速度（米/秒）q输送机上单位长度货载量（公斤/米）每小时输送能力为 Q=3.6qv（吨/小时）（3-2）刮板输送机在工作时，货载沿溜槽连续均匀分布，被刮板链拖带而沿溜槽移动，所以 q 值与溜槽中货载断面积有关。
