刮板輸送機選型解讀

目錄摘要 1Abstract2第一章概述 31.1刮板 送機的基本 成及工作原理31.2刮板 送機的 型、適用范 與特點41.3刮板 送機型號的 成及排列51.4刮板 送機的 展 5第二章刮板輸送機的結構與功能92.1機 部、機尾部92.2中 部142.3附屬裝置18第三章刮板輸送機的選型計算法則213.1運 能力的 算213.2運 阻力的 算233.3 引力與 機功率的 算253.4刮板 度的 算29第四章刮板輸送機的選型計算 384.1原始數(shù)據(jù)384.2運 能力 算384.3運 阻力 算324.4 機功率的 算334.5刮板 度的 算334.6主要部件清 34參考文獻 35致謝 36第I頁共頁內容摘要刮板輸送機是一種撓性牽引的連續(xù)輸送機械，是為采煤工作面和采區(qū)巷道運煤布置的機械。它的牽引機構是刮板鏈，承載裝置是中部槽，刮板鏈安裝在中部槽的槽面。中部槽沿運輸路線全線鋪設，刮板鏈繞經機頭、機尾的鏈輪接成封閉形置于中部槽中，與滾筒采煤機和輸送機推移裝置配套，實現(xiàn)落煤、裝煤、運煤及推移輸送機械化。沿輸送機全長都可向溜槽中裝煤，裝入中部槽中的煤被刮板鏈拖拉，在中部槽內滑行到卸載端卸下。一般的刮板輸送機能在 25以下的條件使用。 刮板輸送機在使用中要受拉、 壓、彎曲、沖擊摩擦和腐蝕等多種作用，因此，必須有足夠的強度、剛度、耐磨和耐腐蝕性。由于它的運輸方式是物料和刮板鏈都在槽內滑行，因此運行阻力和磨損都很大。但是，在采煤工作面運煤，目前還沒有更好的機械可代替， 只能從結構上、 強度上和制造工藝上不斷研究，使它更加完善、耐用。刮板輸送機是與大型綜采工作面設備配套使用的液壓支架、采煤機，完成把工作面采煤機采下的煤輸送、轉運到后續(xù)運輸設備上的任務，并提供相應的連接手段。本刮板輸送機與 MG300/700-WD采煤機配套使用，運量可達800t/h ，技術先進，工作可靠，是大型綜采配套設備的優(yōu)秀機型。論文最后得出了適應一定場合的刮板輸送機的相關尺寸數(shù)據(jù) . 可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行生產制造 . 通過設計過程熟識了一般機械的設計過程 , 為以后其他類型機械的設計打下了基礎 .關鍵詞：刮板輸送機；減速器；機頭部；機尾部；液力偶合器。第1頁共 38 頁Content SummaryKey Words: Armoured Face Conveyors; Gearbox; The end of conveyors; Return endconveyors; Fluid coupling.第一章概述1.1 刮板輸送機的基本組成及工作原理刮板輸送機是一種以撓性體作為牽引機構的連續(xù)動作式運輸機械，它主要用于回采工作面或順槽等其他場所，是目前長壁式采煤工作面惟一的運輸設備。雖然其類型和組成部件的形式多種多樣， 但基本組成與工作原理則相同。刮板輸送機的基本組成如圖1-1 所示，主要組成部分有：機頭部（包括機頭架、驅動裝置、鏈輪組件等）、中間部（包括溜槽、刮板鏈等）、機尾部（包括機尾架、驅動裝置、鏈輪組件等）和附屬裝置（電纜槽、緊鏈器等）。1機頭部2、6機頭、尾過渡槽3變線槽4中部槽5開天窗槽7機尾部8刮板鏈9銷軌10銷軌座11電纜槽圖 1-1第2頁共 38 頁刮板輸送機的牽引機構是繞經機頭鏈輪和機尾鏈輪（或滾筒）進行循環(huán)運動的無極閉合的刮板鏈，承載機構是溜槽。起動電動機，經液力耦合器、減速器、傳動鏈輪而驅動刮板鏈連續(xù)運行， 將裝在溜槽上的貨載從機尾運到機頭處卸載。一般情況下， 溜槽上部裝載，下部回空鏈。在運行過程中，由于鏈輪的輪齒依次與刮板鏈的鏈環(huán)嚙合，刮板鏈繞經鏈輪時為多邊形運動，而不是按圓周運動，因而刮板鏈在運行中速度和加速度都發(fā)生周期性的變化。1.2 刮板輸送機的類型、適用范圍與特點1.2.1類型國內外現(xiàn)行生產和使用的刮板輸送機類型很多，常用的分類方式有以下幾種：（ 1） 按機頭卸載方式和結構，分為端卸式、側卸式和90轉彎刮板輸送機。（ 2） 按溜槽布置方式和結構，分為重疊和并列式、敞底式與封底式溜槽刮板輸送機。（ 3） 按刮板鏈的數(shù)目和布置方式，分為中單鏈、邊雙鏈和中雙鏈刮板輸送機。（ 4） 按單電動機額定功率大小，分為輕型（P 75kW）、中型（ 75kWP 110kW）、重型（110kWP200kW）、超重型（ P200kW）刮板輸送機。自從 40 年代刮板輸送機問世以來，歷經 50 余年，世界各國的刮板輸送機在各個方面已經取得了很大的發(fā)展，并各自形成了系列產品，其元件如圓環(huán)鏈、鏈輪、開口式接鏈環(huán)2和刮板等均已有國際標準。圓環(huán)鏈的機械性能由B 級（最小破斷應力630N/mm）發(fā)展到 D2級（最小破斷應力1000N/mm）。圓環(huán)鏈的規(guī)格發(fā)展到 38137mm（雙鏈）、 42152mm（單鏈）。溜槽的寬度發(fā)展到 1000mm以上。刮板輸送機的輸送能力發(fā)展到 1500t/h 3500t/h 。電動機最大功率發(fā)展到 3525kW。我國的刮板輸送機盡管在近年來發(fā)展較快，但與世界先進國家相比，還有一定的差距。1.2.2適用范圍( 1) 煤層傾角刮板輸送機向上運輸最大傾角不得超過25，向下運輸不得超過20。兼作采煤機軌道的刮板輸送機，當工作面傾角超過10時，為防止采煤機機身及煤的重力分力以及振動沖擊引起的刮板輸送機機身下滑，應采取防滑措施。（2）使用環(huán)境條件：海拔不大于2000m；環(huán)境溫度 50C 350C；無長期連續(xù)淋第3頁共 38 頁水的地方；有甲烷、煤塵等爆炸性氣體的環(huán)境；煤礦井下采掘工作面。(3) 采煤工藝和采煤方法刮板輸送機適用于長壁工作面的采煤工藝。輕型適用于炮采工作面，少數(shù)輕型適用于小型機采工作面；中型主要用于普采工作面；重型主要用于綜采工作面。此外有平巷和聯(lián)絡眼、采區(qū)平巷、上下山也可使用刮板輸送機運送煤炭。1.2.3特點（1）由于刮板輸送機特殊的結構和工作環(huán)境，顯示出了它的以下優(yōu)點：機身低矮，占空間小；可以水平彎曲，隨采煤機的移動而推移，減小了控頂距；能夠垂直彎曲，可以彌補底板高低不平的影響；結構強度高，能夠適應采煤工作面較惡劣的工作環(huán)境；可以作采煤機的運行軌道，還可兼作移架時的支點；推移輸送機時，鏟煤板可以自動清掃機道浮煤；擋煤板可以增加裝煤斷面積，防止煤拋到采空區(qū)，它上邊的電纜、水管槽架對其起保護作用。所以，刮板輸送機迄今為止仍是綜采工作面惟一的運輸設備。（2）刮板輸送機的缺點：在工作過程中，刮板鏈和貨載要克服很大的摩擦阻力在溜槽中運行，因此消耗功率很大。運輸效率低、運輸中貨載破碎性大。使用維護不當時易出現(xiàn)掉鏈、漂鏈、卡鏈、甚至斷鏈事故；運輸距離受到一定限制。1.3 刮板輸送機型號的組成及排列1.4 刮板輸送機的發(fā)展趨勢1.4.1發(fā)展大運量、大功率刮板輸送機迫在眉睫隨著高產、高效工作面的提出， 發(fā)展大運量、 長距離、大功率刮板輸送機已迫在眉睫。第4頁共 38 頁對國內煤礦來說， 日產 7000t 10000t 的原煤工作面， 其技術手段和回采工藝已趨于成熟，急待開發(fā)與之配套的綜采設備。近年來，某些刮板輸送機制造用的鋼材正在研制中，有些工藝和裝備已逐步解決。在開發(fā)中，注重輸送機基本部件的研究。壽命指標可適當放寬，而在壽命保證期內的可靠性不能降低，力爭少維護或免維護。80 年代以來，美國高產高效工作面發(fā)展迅速，已成為世界綜采設備進步的代表。綜采工作面的最高年產量已超過 367 萬噸，最高月產量達 51.12 萬噸，最高月的平均日產量2.556 萬噸，最高班產量3.15 萬噸。美國刮板輸送機的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾方面：輸送量和裝機總功率日趨增大，這是高產高效工作面加大輸送能力和工作面長度的必然結果。 1992 年美國綜采工作面最大長度 305 米，最大輸送能力 3630t/h ；平均工作面長度 224m，多數(shù)工作面輸送量在 2000t/h 以上。目前總功率在 1350kW以上的刮板輸送機已使用 3 臺，最大功率的輸送機為 1575（ 3 525）kW。這些輸送機大多數(shù)采用 3 臺電動機、 2 臺機尾、 1 臺機頭。刮板鏈速度總趨勢是增大。實踐證明，輸送機鏈速達 1.4 1.5m/s 左右時，對鏈條、鏈輪壽命和滿載起動并未帶來嚴重影響。隨著輸送能力的增大及鏈條直徑、節(jié)距的加大，鏈速增大是勢在必行的。目前美國工作面輸送機鏈速在1.3m/s 以上者已占2/3 左右，鏈速超過 1.4m/s 者已占 1/4 ，最大鏈速已用到 1.885m/s ，鏈速小于 1.2m/s 的輸送機正在迅速減少。隨著輸送能力的增大，溜槽寬度也在增大。據(jù)美國1992 年統(tǒng)計，槽寬小于780mm的溜槽只占 8.9%，槽寬 780880mm的溜槽使用最多，約占 48.9%，而槽寬 900mm以上的溜槽已占 42%（其中 1000mm以上的溜槽占 26.7%），使用中最大溜槽寬度為 1132mm。這些超重型溜槽大多數(shù)為鑄造合金鋼槽幫，連同鏟煤板，擋煤板鑄在一起。隨著電動機容量的增大，輸送機的供電電壓也相應提高。 1992 年，美國已有 26 個工作面使用了 2300V 的電壓， 11 個工作面使用了 4160V電壓，高電壓供電工作面已占全部工作面的 41.1%。一般情況下，單機容量 330kW及其以上的輸送機，均使用了高電壓供電。1.4.2刮板鏈在更新?lián)Q代80 年代始，中雙鏈機型在世界范圍內已占相對優(yōu)勢，而且在穩(wěn)定發(fā)展。單鏈機型在一些采煤先進國家近年來的使用量明顯下降。邊雙鏈和三鏈機型有些國家已經淘汰。但邊雙鏈在我國的使用數(shù)量還較多。第5頁共 38 頁某些采煤先進國家， 426mm以下的鏈條的使用量迅速減少，34mm的鏈條已占主導地位。38mm及 42mm（包括 42/46mm異型緊湊鏈） 異型鏈條尺寸和重量較大， 制造設備、工藝及材料要求較高，目前世界上僅有少數(shù)廠家能夠生產。這種大型刮板鏈適用于工作面長 300m左右、輸送量 3000t/h 以上的工作面使用。1.4.3零部件向高強度、高壽命發(fā)展為了提高刮板輸送機運轉的可靠性，其零部件要向高強度、高壽命發(fā)展，主要從三個方面入手：設計方面。采用世界先進的設計理論和計算機手段，對其結構、重量、強度、壽命等方面進行優(yōu)化，保證設計的合理性。材質方面。由于國內基礎工業(yè)未能與煤礦機械的進步同步發(fā)展，某些煤礦專用材料還是空白，如高強度耐磨中板材料、耐磨可焊鑄鋼材料以及高強度齒輪材料等。先進大型煤礦機械的發(fā)展， 必將促使優(yōu)質材料的發(fā)展。 此外，某些刮板輸送機特需的標準件、外購件，也應跟上高強度、高壽命的要求。工藝方面。欲提高產品的制造精度和質量，要從材料熱處理、產前產后處理、先進的檢測設備等方面入手。1.4.4發(fā)展 90拐彎刮板輸送機90拐彎刮板輸送機70 年代首先出現(xiàn)在德國。到80 年代末，德國（主要是前西德）140 多個長壁工作面中已有28 個使用了這種機型，并且逐步推廣到其他國家。拐彎輸送機即是把工作面輸送機的機頭延長至運輸順槽，用工作面輸送機代替順槽轉載機直接向順槽輸送機裝（轉）載。概括起來，使用 90拐彎刮板輸送機的主要優(yōu)點可歸納為：可以省掉順槽轉載機；節(jié)省了一套驅動裝置；取消了工作面端頭的轉載站，能減少煤塵的產生和塊煤的轉載破碎；工作面輸送機的機頭放在了順槽，采煤機可以更順利地到達工作面端頭，以實現(xiàn)自開缺口。由于重型刮板鏈的形狀和尺寸特殊，拐彎輸送機的刮板鏈張緊裝置一般不采用普通的緊鏈方法。它設計安裝了一種緊溜槽，用其進行緊鏈。張緊溜槽由專門的重型活塞提供動力的滑動槽形式，直接安裝在傳動裝置的后面。1.4.5側卸式刮板輸送機國內使用量日漸增多第6頁共 38 頁工作面輸送機的轉載方式由以往的端卸式改為側卸式，使刮板輸送機的回煤減少了。因為被端卸式卸下的煤在轉載機上會有瞬間停留，只有轉載機的下一個刮板通過卸載處時才將煤刮走，極易造成煤在卸載處的堵、撒及底鏈回煤等現(xiàn)象。側卸式刮板輸送機的機頭部如圖 3-35 所示。側卸裝置包括回煤罩 3、側卸擋板 4、犁式卸煤板 5 和傾斜中板 6 等組成。原煤在側卸裝置處的流動情況是這樣的：大部分煤到達犁式卸煤板處，通過靠工作面和采空區(qū)兩側的傾斜中板沒落到轉載機上；少量的煤將被刮板鏈帶著通過回煤罩，在鏈輪下方落到轉載機上。因此，卸料裝置內有三條轉送原煤的途徑：大約70%的煤沿主傾斜中板滑下；大約 24%的煤沿副傾斜中板滑下；其余通過回煤罩卸下。1.4.6滿負荷起動技術日益成熟刮板輸送機在滿載運行中因事故停車后再重新起動為滿載起動。但常因溜槽內裝煤過多、安裝不直或彎曲不規(guī)則等造成起動阻力過大而不能起動。為解決滿負荷起動的困難，目前有以下措施： 用交極電動機，即雙速電動機； 增加一臺輔助起動液壓馬達（可以用緊鏈液壓馬達代替）； 增加一臺起動電動機； 采用液力變矩耦合器。第7頁共 38 頁第二章刮板輸送機的結構與功能2.1 機頭部、機尾部機頭部主要由機頭架、傳動裝置、鏈輪組件、盲軸、撥鏈器、舌板等組成。如圖2-1為某刮板輸送機的機頭部。圖 2 -1某刮板輸送機機頭部1- 聯(lián)接墊板 2- 盲軸 3- 鏈輪組件4-減速器5-舌板 6- 機頭架7- 緊鏈裝置8- 耦合器9- 撥鏈器10- 連接罩11- 電動機(1) 機頭架是支承和裝配機頭傳動裝置 （包括電動機、 液力耦合器、 減速器等）、鏈輪組件、盲軸以及其他附屬裝置的構件。它是由厚鋼板焊接而成的，具有較高的強度和剛度。對機頭架的基本結構要求是，兩側結構必須相同，便于左右工作面的交替使用和雙側傳動。(2) 連接罩安裝在電動機和減速器之間。連接罩的作用，一是使電動機和減速器連成一體，使二者的出軸準確對中，便于安裝；二是保護它里面的液力耦合器。第8頁共 38 頁(3) 撥鏈器位于鏈輪處的上鏈和下鏈之間，其作用是讓鏈條在鏈輪的分離點處順利脫開，以避免發(fā)生卡鏈、斷鏈、打牙等事故。(4) 舌板沒有和機頭架的中板做成一體，而是用埋頭螺栓固定在機頭架上。這種結構的目的，是當撥鏈器損壞之后便于更換。(5) 減速器 驅動裝置平行布置時，減速器有兩種結構開工，一種是三級圓錐圓柱齒輪減速器，第一對齒輪為圓弧錐齒輪，第二對為斜齒圓柱齒輪，第三對為直齒圓柱齒輪。箱體為剖分式對稱結構，用球墨鑄鐵制造，以保證強度。為使在傾斜狀態(tài)下第一軸的球軸承得到潤滑，用擋環(huán)和油封隔成一個獨立的油室，使?jié)櫥筒粫魅胂潴w油室。在傾角較大的工作面為使錐齒輪得到潤滑，箱體相鄰部位設隔油室。箱底部設冷卻水管防止工作時油過熱。另一種是圓錐圓柱齒輪行星輪減速器，這種減速器的體積較常規(guī)的三級圓錐圓柱齒輪減速器小 25%，具有足夠的承載裕量，常用于重型刮板輸送機。當驅動裝置垂直布置時，采用雙級行星輪減速器，輸入軸與輸出軸在一條線上。這種減速器承載能力大，結構緊湊，體積小，質量輕，傳動比大，效率高，傳動平穩(wěn)，噪聲小，便于實現(xiàn)大功率傳動。減速器一軸軸承采用鋰基潤滑脂潤滑，二、三、四軸軸承均采用齒輪飛濺潤滑。為保證軸承正常運轉， 軸承軸向總游隙應調整到第一軸 0.05 0.10 毫米；第二軸 0.06 0.15 ；第三軸 0.07 0.18 毫米；第四軸為 0.2 0.4 毫米。第一軸軸承游隙用軸上的鎖緊螺母調節(jié)，其它各軸軸承游隙用調整墊調節(jié)。減速器內注入 220 號工業(yè)齒輪油，注入量為浸至大圓弧傘齒輪的1/3 處，以保證潤滑。減速器第一軸軸承注入鋰基潤滑脂3#。(6) 鏈輪組件。刮板輸送機的鏈輪是為了專門與圓環(huán)鏈相嚙合而設計制造的。鏈輪是刮板輸送機傳遞扭矩最大的部件之一。對鏈輪的基本要求是：強度高，耐磨，能承受脈動載荷、沖擊載荷，并具有一定的韌性；齒形尺寸參數(shù)設計準確、加工精度高，保證與鏈條進行良好的嚙合；無論哪種結構的鏈輪，都要具備易于拆裝的特點。鏈輪組件由軸承蓋、軸承座、鏈輪、鏈輪軸、油封、 O型密封圈、迷宮軸承蓋等組成。鏈輪為合金鋼整體鍛件，齒面進行淬火處理，鏈輪的內孔為花鍵孔，用以安裝鏈輪軸。鏈輪軸為一通軸中間為與鏈輪聯(lián)接的花鍵，無驅動側為光軸，用以安裝滾動軸承，另一側為與齒輪聯(lián)軸器相接的花鍵軸，整個鏈輪是用兩套軸承支撐在軸承座上，軸承座一側與鏈輪軸采用迷宮密封相連，另一側嵌入機頭架側板的臺階孔內，用從外側擰入的螺栓將其固定第9頁共 38 頁在機頭架上。在無驅動裝置一側軸承由軸承蓋來保護，同時通過內側的油封O型圈和迷宮槽來實現(xiàn)全密封保護，軸承蓋還起到了壓住軸承外圈的作用，在減速器一側的軸承通過迷宮槽、O型密封圈及兩側的油封進行密封。圖 2-2 所示為中雙鏈焊接鏈輪組件，整體連接筒與鏈輪焊接成一體，兩端的內花鍵分別與減速器輸出軸和盲軸連接。 這種結構拆裝維修都很方便， 鏈輪用優(yōu)質鋼鑄造或鍛造后，調質處理，鏈窩和齒形經淬火處理。為保證鏈輪的質量， MT105-2006標準規(guī)定，輕型刮板輸送機鏈輪的使用壽命不得低于1 年；中、重型刮板輸送機鏈輪的使用壽命不得低于1 年半。鏈輪的齒數(shù)過多，會增加鏈輪的整體尺寸；鏈輪的齒數(shù)太少，會增加刮板鏈在運行中的動負荷。目前鏈輪的齒數(shù)以68 個居多。對于單端傳動的刮板輸送機，不傳遞扭矩的機尾可采用 4 齒鏈輪或滾筒。1滾筒2鏈輪圖 2-2 中雙鏈焊接鏈輪組件(7) 盲軸組件。盲軸組件是裝在機頭（尾）架不裝減速器的一側，它的作用是與減速器出軸共同支承鏈輪。 如果輸送機為雙側傳動， 機頭架兩側都有減速器， 盲軸就不需要了。(8) 液力偶合器。液力偶合器是借助液體動能傳遞力矩的液力元件，它主要由泵輪、渦輪、外殼三個主要部件組成。泵輪、外殼與彈性聯(lián)軸器通過螺栓連接在一起，借助兩個滾動軸承支承在軸套上，通過彈性聯(lián)軸器與電動機連接，起著主動軸的作用。渦輪與泵輪相對布置，用鉚釘固定在軸套上，通過軸套內花鍵與減速器輸入軸連接，起著從動軸的作第10頁共 38 頁用。軸套使泵輪與渦輪互為支承，因而主動軸與從動軸是一種無剛性的機械連接，二者之間可以相互自由轉動。泵輪、渦輪是主要工作部件，由高強度鋁合金鑄成，并在輪內分布著一定數(shù)量的徑向葉片，一般泵輪比渦輪多13 個葉片，以避免流量脈動。每相鄰兩個葉片間形成一個軸向弧形徑向槽（也稱葉道） ，兩輪的徑向槽相吻合形成若干個小環(huán)形工作腔（也稱循環(huán)圓）。另外在外殼上對稱設置兩個注液孔和兩個易熔合金保護塞。注液孔用于注入工作液體，易熔合金保護塞具有過載保護作用。工作液體是液力偶合器能量轉換和傳遞力矩的工作介質，應使用難燃工作液，如水、合成難燃等，有利于預防火災和瓦斯爆炸，也比較經濟。以油液為介質的，多數(shù)用20 號透平油。按工作介質的不同雙分為油介質和水介質液力偶合器，二者的不同之處是：一是水介質液力偶合器的軸承要有可靠的潤滑和密封，防止軸承銹蝕，工作腔內與水接觸的表面需作防腐處理；二是除了裝有防止過熱的易熔塞外，還裝有防止過壓的防爆塞。液力偶合器的工作原理及特點。 當電動機帶動泵輪旋轉時， 泵輪的液體質點隨之旋轉，這時液體一邊繞泵輪軸線作旋轉運動（牽連運動） ，一邊因受離心力作用而沿徑向葉道流向泵輪處緣并進入渦輪中。由于液體的連續(xù)性，當流到渦輪內緣處雙沿泵輪的內緣流回泵輪，從而形成環(huán)流運動（相對運動） ?？梢姡ぷ饕后w質點既作旋轉運動，又作環(huán)流運動，因而液體質點的絕對環(huán)流運動軌跡是螺管狀的復合運動。當液體進入渦輪后，對渦輪葉片產生沖擊力，并形成沖擊力矩推動渦輪旋轉，液體被減速降壓，液體被減速降壓，液體的動能轉換成渦輪的機械能而輸出做功。由此可見，液力偶合器是依靠工作液體環(huán)流運動來傳遞能量的，而產生環(huán)流運動的先決條件是泵輪轉速大于渦輪轉速，即二者之間存在轉速差（滑差）。泵輪中的工作液體隨泵輪旋轉產生流向外緣離心壓力的同時，渦輪旋轉也使其中的工作液體產生流向外緣的離心壓力，當轉速相等時，二者的離心壓力相同，環(huán)流運動就消失，能量傳遞也就停止了。但實際上二者轉速相等這種情況是不存在的，因工作液體進入渦輪后總有能量損失，因而渦輪轉速總小于泵輪轉速。在穩(wěn)定運轉時，兩輪的滑差在 3%5%左右，也即液力偶合器的傳動效率為 95%97%。輔助室是為調節(jié)工作腔流量而設的。輔助室分為前輔助室、 后輔助室、側輔助室三種，煤礦運輸設備使用的液力偶合器不采用側輔助室。前輔助室的作用是有較好的動力過載保護性能，在正常工作時前輔助室不起作用，工作液體均在工作腔中；當動力過載時，即渦輪轉速下降（低速工況） ，環(huán)流則沿渦輪內壁逐漸向軸心延伸，環(huán)流的部分液體經擋板上的過流孔 c 進入前輔助室，這時由于工作腔中環(huán)流流量減少而使傳遞力矩下降；若工作阻第11頁共 38 頁力過大從動軸突然被制動，環(huán)流在動壓力的作用下，在極短時間內（0.1s 0.2s ）就可充滿前輔助室，工作腔中環(huán)流流量迅速減少，實現(xiàn)動力過載保護。后輔助室的主要作用是改善液力偶合器的啟動性能，使負載啟動平穩(wěn)，同時可降低制動工況的傳遞力矩，使之獲得較好的保護性能。這是因為在液力偶合器啟動之前，有一部分工作液貯存在后輔助室中，此時由于工作腔中液體少，故啟動開始時傳遞力矩小。隨著泵輪轉速的提高，后輔助室中的液體的離心壓力（又稱動壓力）增大，工作液便通過過流孔a 進入工作腔，傳遞力矩隨之增大。而制動及低速工況時，前輔助室的工作液可以通過過流孔b 流進后輔助室，則工作腔中的工作液繼續(xù)減少，雖然部分工作液由過流孔a 又返回工作腔，但由于孔b 的過流截面大于孔a，因此使低速及制動工況傳遞力矩下降，從而獲得較理想的過載保護性能。擋板起導流和節(jié)流的作用。圖 2-3隔環(huán)的作用原理（a） 啟動工況；（ b）額定工況；（c）低速及制動工況1后輔助室； 2工作腔； 3隔環(huán)； 4前輔助室； a過流孔； b通氣孔如圖 2-3 是泵輪帶隔環(huán)的液力偶合器，隔環(huán)與泵輪側的間隙是氣體交換通道。在啟動過程中，后輔助室的工作液體經孔 a 逐漸進入工作腔，直至達到額定工況，此時工作液體全部流入工作腔，環(huán)流也由大循環(huán)改道為小循環(huán)。當?shù)退偌爸苿庸r時，液體由小循環(huán)變?yōu)榇笱h(huán)，前輔助室被充滿。由于液體作大循環(huán)運動，則在隔環(huán)與泵輪側的環(huán)狀間隙中造成負壓，后輔助室的氣體經通氣孔b、環(huán)狀間隙被抽到工作腔，工作腔的液流由孔a 倒灌入后輔助室，降你了傳動力矩，改善了低速及制動工況的特性。電動機與液力偶合器聯(lián)合運行的特點：改善輸送機啟動性能使電動機輕載啟動，啟動電流小，啟動時間縮短；改善了鼠第12頁共 38 頁籠式電動機的啟動性能，可充分利用電動機過載能力，在重載下平穩(wěn)啟動。具有良好的過載保護性能 輸送機過載時，部分工作液體進入輔助室，使電動機不過載。當輸送機被卡住或持續(xù)大量過載時，渦輪被堵轉或轉速很低，泵輪與渦輪間的滑差達到或接近最大值（ S1），工作液體受到摩擦力作用而溫度升高，達到易熔合金保護塞的熔點（ 120 C 140C）時，合金熔化，工作液體噴出，偶合器不再傳遞能量和力矩，輸送機停止運轉，電動機空轉，從而保護電動機和其他工作部件。能減緩傳動系統(tǒng)的沖擊振動 液力偶合器為非剛性傳動，能吸收震動，減少沖擊，使工作機構平穩(wěn)運行，提高設備的使用壽命。能使多電機驅動時負載分配趨于均衡 由于型號相同的電動機其機械特性也有差異，會使負荷分配不均勻。采用液力偶合器后，電動機特性曲線被電動機液力偶合器聯(lián)合軟輸出特性曲線取代，使電機負載差值下降，改善了負荷不均狀況。再通過調節(jié)偶合器的充液量，可使負載分配趨于均衡。使用與維護要求：對于工作介質不同的偶合器，嚴禁工作介質相互替代。如用水代替油，傳遞力矩可增加 10%15%，因而原有的保護性能就不能保證，同時還會使軸承銹蝕磨損；液力偶合器的輸出力矩與工作液體的重度、充液量成正比，因此在使用時，一定要按規(guī)定的工作液體及充液量注入；使用時若發(fā)現(xiàn)漏油要及時采取修理措施或更換，否則會導致傳遞力矩下降、啟動困難，或多電機驅動時功率不平衡；要使用規(guī)定的易熔合金保護塞，如失去保護作用，一方面會造成工作腔中工作介質溫升過高和壓力增大，使軸向密封迅速破壞； 另一方面對電機不能起過載保護作用； 修理時， 應注意泵輪、 外殼、輔助室外殼的位置不要錯動；更換螺栓、螺母應使其規(guī)格一致，以防破壞其平衡性能。檢修后重新組裝的液力偶合器應進行靜平衡試驗和密封試驗；對于帶過流閥的偶合器，要特別注意在組裝前必須用頻閃測速儀調整其開閉的工作速度范圍，使過流閥在工作中能及時開啟和關閉。(9) 機尾部分為有驅動裝置和無驅動裝置兩種。有驅動裝置的機尾部，因機尾部不需卸載高度，除機尾架比機頭短矮外，其他部件與機頭部相同。無驅動裝置的機尾部，尾架上只有供刮板鏈改向用的機尾軸部件，機尾軸上的鏈輪也可用滾筒代替。工作面重型刮板輸送機有的采用了可伸縮機尾裝置，其作用是在刮板輸送機運行中手動或自動調整刮板鏈松緊，有利于改善刮板鏈工作狀況，減小啟動功率等，可以整體上改善輸送機運行品質。2.2 中間部第13頁共 38 頁2.2.1溜槽溜槽是刮板輸送機的重要組成部分，是物料的承載機構和刮板鏈的運行導軌。在機采工作面，還作為采煤機的運行軌道或牽引導軌的安裝基座。因此，要求中部槽具有一定的強度，剛度和耐磨性。溜槽的結構類型有敞底式和封底式。敞底式溜槽結構簡單，維修方便，但由于機體支撐面小，比壓較大，易使下槽幫下沉陷入底板，造成回空鏈子不能正常運行，適于中硬以上底板的工作面使用。封底式溜槽適于底板松軟的工作面，整機穩(wěn)定性好，可減小刮板鏈運行阻力，節(jié)省動力消耗 20%30%以上，高產高效工作面的重型刮板輸送機均使用封底式溜槽。但封底式溜槽在處理下鏈斷鏈故障時比較困難，為方便檢修，在溜槽中板設有檢查窗口。一般每隔9 節(jié)中部槽安裝一個有檢查窗的中部槽。溜槽按安裝位置及功能又分為：(1) 標準中部槽（也稱中部槽）中部槽是刮板輸送機的機身主體，每節(jié)長度一般為1.5m。中部槽采用整體鑄焊槽幫鋼焊中板結構，主要包括擋板槽幫、鏟板槽幫、中板、聯(lián)接板、左右導軌座等零件。擋板槽幫、鏟板槽幫包括端頭對接部分，采用整體鑄造結構，使中部槽突破了傳統(tǒng)的設計結構，實現(xiàn)了無螺栓聯(lián)接，便于井下安裝及維護，從而保證過煤量的要求。(2) 調節(jié)槽 結構與標準中部槽相同，長度不同，其長度一般為 0.5m 和 1.0m。其作用是調節(jié)刮板輸送機的長度，安設在機頭、機尾附近。(3) 過渡槽 機頭、機尾過渡槽可以互換使用，分別設在中部槽與機頭架、機尾架之間，用于平緩過渡。(4) 緊鏈槽 結構與中部槽完全一樣，只是在中板上開有 3 個圓孔或橫向長形槽，用來固定緊鏈用的卡鏈器，安裝在機頭附近。有的不專設緊鏈槽，在過渡槽上設有固定卡鏈器的圓孔或長形槽。(5) 變線槽 目前新型刮板輸送機均設有變線槽，布置在機頭、機尾架與中部槽之間。特點是：在垂直方向上具有過渡作用。在水平方向，設在擋煤板側槽幫上的采煤機牽引導軌逐漸向工作面煤壁偏移， 其鏟煤板也向煤壁側相應地逐漸加寬。 一般機頭、機尾各設 34 節(jié)變線槽，總變線量達 120mm左右，即采煤機到達機頭、 機尾時，向煤壁側偏移了120mm，保證采煤機割通工作面端頭。溜槽靠其端部的凸凹端頭定位，用連接件連接。 聯(lián)接件的種類有螺栓、 扣環(huán)、三 D 銷、啞鈴栓等，目前，使用最多的是啞鈴連接件。相鄰兩節(jié)溜槽一般在水平方向上允許偏轉第14頁共 38 頁1 2，在垂直方向上允許偏轉3 4，以適應水平彎曲和底板的起伏。圖 2-4工作面刮板輸送機斷面圖1- 鏟煤板2- 中板3- 封底板4- 銷軌5- 擋煤板托架6- 擋煤板7- 電纜槽8- 推移耳板工作面刮板輸送機溜槽靠采空區(qū)側裝有擋煤板，作用主要是增加溜槽的裝煤量，提高運輸能力，防止煤炭溢出到采空區(qū)；同時還利用它敷設電纜、油管和水管并對這些設備起保護作用。在靠煤壁側，溜槽裝有鏟煤板，作用是清除浮煤，防止輸送機傾斜造成采煤機割頂?shù)仁鹿省?.2.2刮板鏈刮板鏈由刮板、圓環(huán)鏈和接鏈環(huán)三部分組成。刮板是貨載的拖拉構件，圓環(huán)鏈是貨載輸送的牽引構件。目前使用的有中單鏈、邊雙鏈、中雙鏈三種，中雙鏈式刮板鏈的組成如圖 2-5 所示。其特點是單鏈受力均勻，水平彎曲性能好，刮板遇刮卡阻塞可偏斜通過；缺點是預緊力大。邊雙鏈與單鏈比較，承受的拉力大，預緊力較低。水平彎曲性能差，兩條鏈子受力不均勻，特別是中部槽在彎曲狀態(tài)下運行時更為嚴重，斷鏈事故多，鏈輪處易跳鏈。在薄煤層、傾斜煤層和大塊較多的硬煤工作面使用性能較好，拉煤能力強。中雙鏈受力比邊雙鏈均勻，預緊力適中，水平彎曲性能較好，便于使用側卸式機頭。目前大運量長距離大功率工作面重型刮板輸送機普遍采用單鏈和中雙鏈。第15頁共 38 頁刮板運行方向圖 2-5中雙鏈式刮板鏈1- 卡鏈橫梁； 2- 刮板； 3、4- 螺栓、螺母； 5- 圓環(huán)鏈（ 1）刮板刮板的作用是刮推槽內的物料和在槽幫內起導向作用。在運行時還有刮底清幫、防止煤粉黏結和堵塞的功能， 并應盡量減小質量。 刮板的間距， 以所運物料的性質和塊度而定。刮板間距過大，帶不動物料運行或只帶動部分物料運行；刮板間距過小，加大了整個刮板鏈的質量，增加了運行阻力，還浪費了材料。在圖 2-5 中，刮板的內凹曲線一側朝鏈條運動方向。刮板用高強度合金鋼軋制或模鍛經韌化熱處理制成。（ 2）圓環(huán)鏈鏈條在運行中不僅要承受很大的靜負荷和動負荷，還要受礦水的浸蝕，因此要求鏈條組件要有高的抗拉強度、抗沖擊韌性、疲勞強度和防銹抗腐蝕性。鏈條均用圓環(huán)鏈，其型式、基本參數(shù)及尺寸、技術要求、試驗方法及驗收規(guī)則已有統(tǒng)一的國際和國家標準（ GB12718-91）。圓環(huán)鏈規(guī)格是以鏈環(huán)棒料直徑和鏈節(jié)距的毫米尺寸表示，標準規(guī)格有八種： 10 40， 1450，1864， 2286，2486， 26 92，30108 和34126。圓環(huán)鏈按強度分為B、C、D三個等級， D級強度最高， B 級強度最低， C 級居中，表示方法如 22 86C。第16頁共 38 頁圓環(huán)鏈由圓環(huán)鏈編焊機專用設備加工，制成一定長度的標準鏈段。按鏈段的長短又分為長鏈段和短鏈段，長鏈段主要用于單鏈、中雙鏈，短鏈段主要用于邊雙鏈及輕型刮板輸送機。同時還配有多種長度的調節(jié)鏈段，用來調節(jié)刮板鏈長度，以適應輸送機的長度變化和緊鏈需要。調節(jié)鏈的規(guī)格有 95、39、 31、23、15、 7、 5、 3 環(huán)。由于每一鏈段的兩條鏈條是配對組裝出廠的，其長度公差在規(guī)定的范圍之內，更換時也應成對更換。若以任意兩段鏈條配對安裝，其長度誤差會很大，運行中將會出現(xiàn)受力不均、刮板傾斜及與鏈輪不能正常嚙合傳動，容易發(fā)生鏈輪損壞和斷鏈事故。另外，安裝圓環(huán)鏈時，在上槽中立環(huán)焊口應該朝上，雙鏈的平環(huán)焊口都應朝向溜槽中心。（ 3）接鏈環(huán)接鏈環(huán)的作用是將兩段刮板鏈條連接在一起。其型式種類較多，較為常用的有：鋸齒形接鏈環(huán)、梯形齒接鏈環(huán)、弧形齒接鏈環(huán)和扣環(huán)式接鏈環(huán)等。安裝時，先在兩個半環(huán)上各自掛上要連接的鏈環(huán)，然后對準齒形吻合安裝，再裝上圓柱銷。接鏈環(huán)是配對出廠的，使用時不得混裝，在溜槽中應處于水平位置，不可豎直放置，否則在繞經鏈輪時會被卡住，造成事故。必須注意檢查，必要時應更換。2.3 附屬裝置刮板輸送機的附屬裝置包括：鏟煤板、擋煤板、緊鏈裝置和推移裝置等。2.3.1緊鏈裝置緊鏈裝置的作用是用來拉緊刮板鏈，給刮板鏈施加一定的預緊力，使其處于適度的張緊狀態(tài)，以保證刮板鏈的正常運轉。刮板鏈的張緊程度直接影響刮板輸送機的運行狀態(tài)和使用性能，過緊會增加鏈條的磨損和功率損耗，過松會發(fā)生堆鏈現(xiàn)象以及影響它與鏈輪的嚙合，導致跳鏈、斷鏈事故的發(fā)生。因此，必須對緊鏈工作有足夠的重視。緊鏈常用的方法是鏈輪反轉式，緊鏈時先把刮板鏈一端固定在機頭架附近，另一端繞經機頭鏈輪放置在上槽。然后使鏈輪反轉，待鏈子張緊程度達到要求時，用緊鏈器將鏈輪制動住并使其停轉。拆除多余的鏈條，再用接鏈環(huán)接刮板鏈。閘盤緊鏈器用于中型和重型刮板輸送機。閘盤緊鏈器由閘盤和夾鉗式制動機構組成。閘盤裝在減速器一軸上，夾鉗式制動裝置裝在液力偶合器的連接罩上。第17頁共 38 頁圖 2-6夾鉗式制動裝置1- 銷軸2- 連接座3- 調節(jié)螺釘4- 螺母5- 液壓油缸6- 柱塞7- 軸套8- 絲杠9- 手輪10- 夾板11- 閘塊12- 右夾鉗13- 左夾鉗14- 閘盤夾鉗式制動裝置由手動夾緊機構和張緊力（緊鏈力）指示器組成，如圖2-6 所示。制動時，順時針轉動手輪 9，絲杠 8 使柱塞 6 向左移動，液壓缸 5 內產生壓力，推動油缸前移，使左夾鉗 13 以銷軸 1 為支點向夾緊閘盤 14 的方向轉動。同時軸套 7 向右移動，使右夾鉗 12 以另一銷軸為支點，向夾緊閘盤 14 的方向轉動。這樣，夾鉗上的閘塊 11 便對閘盤產生了制動力，也就對減速器產生了制動力。緊鏈時掛好緊鏈鉤，反向點動電動機，待電動機堵轉時，立即轉動手輪閘住閘盤，切斷電源。根據(jù)需要慢慢反轉手輪，放松刮板鏈到所需緊力時，立即閘死閘盤。拆除多余的鏈子，重新接好，松開夾鉗，取下緊鏈掛鉤。2.3.2推移裝置與錨固裝置推移裝置是為滿足工作面不斷推進的需要，按步距推移輸送機的裝置。綜采工作面使用液壓支架的推移千斤頂，非綜采工作面用單體液壓推移溜器。單體液壓推溜器沿輸送機全長隔 4.5m 均勻布置，在機頭、機尾處布置間隔較小。推溜器由乳化液泵站供液。液壓推溜器實為一個液壓千斤頂，工作時將推移溜器的活塞桿用插銷連到中部槽擋煤板上，再將其底座用支柱撐在頂板上。搬動操縱閥，向活塞一側注入高壓乳化液，活塞桿就將中部槽推移向煤壁；向活塞另一側注入高壓乳化液，活塞桿就將中部槽推移向煤壁；第18頁共 38 頁向活塞另一側注入高壓乳化液，缸體和底座向前收回。錨固裝置是刮板輸送機在大傾角工作時，防止上竄或下滑的固定設備。它由單體液壓支柱和錨固架組成，錨固架與機頭架和機尾架連接。由乳化液泵站供液。第19頁共 38 頁第三章刮板輸送機的選型計算法則運輸?shù)攸c在單位時間內需要運出的貨載質量，稱為設計生產率。它是運輸設備必須具有的運輸能力，因此首先根據(jù)使用點的設計生產率和實際運輸距離，參照刮板輸送機的技術特征參數(shù)，初選出一部運輸能力、出廠長度，均大于或等于設計生產率和實際運輸距離的刮板輸送機。由于技術特征參數(shù)表中給出的運輸能力和出廠長度，均指水平鋪設情況下的數(shù)據(jù)，所以應根據(jù)現(xiàn)場的實際情況( 如鋪設傾角等 ) ，對初選的刮板輸送機進行驗算。主要內容包括：(1) 輸送機運輸能力的計算；(2) 輸送機運行阻力的計算；(3) 電動機功率和刮板鏈強度的驗算。3.1 運輸能力的計算如圖 3-1 所示，刮板輸送機是連續(xù)運輸設備， 當刮板鏈以速度 v 沿箭頭方向運行 1 s 后，就有 v 米長的度的貨載從機頭 A 處運出，其每秒鐘運輸能力為Qqvv圖 3-1 運輸能力計算示意圖式中 Q 輸送機每秒鐘運輸能力， kg/s ；q 輸送機單位長度上的貨載質量， kg/m；v 刮板鏈運行速度， m/s。則每小時運輸能力，即刮板輸送機的運輸能力為第20頁共 38 頁Q3600qv3.6qv1000（ 3-1 ）式中Q 輸送機每秒鐘運輸能力， kg/s ；q 值與貨載在溜槽中的斷面積有關， 1m長溜槽內的貨載質量為q 1000 F （ 3-2 ）式中煤的松散密度，計算時，一般取0.85t/m3 1 t/m3 ；F 貨載在溜槽中的斷面積， m2。貨載的最大橫斷面積與溜槽的形式和結構尺寸有關，還與松散煤的動堆積角有關。煤的動堆積角一般取20 30 。圖 3-2 所示為兩種不同溜槽的貨載最大橫斷面積。若輸送機鋪設時具有一定的傾角，加之刮板鏈在運行中有沖擊振動現(xiàn)象等，致使貨載斷面積減小。所以，刮板輸送機的運輸能力為Q 3600 F v （ 3-3 ）式中裝滿系數(shù)，值見表 3-1 。由式（ 3-3 ）計算出的刮板輸送機運輸能力應大于或等于設計生產率。表 3-1裝滿系數(shù)之值輸 送 情水平及向下向上運輸況運輸裝 滿 系51015數(shù)0.9 10.80.60.5第21頁共 38 頁圖 3-2溜槽裝煤最大橫斷面積3.2 運輸阻力的計算刮板輸送機的運行阻力包括：貨載及刮板鏈在溜槽中運行時的滑動摩擦阻力；傾斜運輸時，貨載及刮板鏈的下滑分力； 刮板鏈繞經鏈輪時鏈條的彎曲阻力以及鏈輪的軸承阻力；傳動裝置的阻力；可彎曲刮板輸送機彎曲段的附加阻力；慣性力（動阻力）。3.2.1直線段運行阻力直線段運行阻力包括：貨載及刮板鏈在溜槽中移動的阻力；傾斜運輸時，貨載及刮板鏈的自重分力。直線段運行阻力又分為重段阻力和空段阻力兩部分，如圖3-3 所示。圖 3-3刮板輸送機運行阻力計算圖Wzhg (qq0 0 )L cosg( q q0 )L sin（ 34）第22頁共 38 頁WkgLq0 ( 0 cossin) （ 35）式中Wzh 重段阻力，N；Wk 空段阻力，N；q0 刮板鏈單位長度質量，kg/m；L 刮板輸送機實際鋪設長度， m；、 0 貨載、刮板鏈與溜槽間的阻力系數(shù)。公式（ 3 4）、式（ 3 5）中的正負號的取法是：當刮板鏈在該段的運行方向是傾斜向上時取“”號，傾斜向下時取“”號。由于刮板鏈在溜槽中運行時，可能同時有若干個接觸面上受到阻力；貨載既有滑動，還可能有滾動。在計算運行阻力時，為將各個接觸面上的阻力都能同時考慮進去，這就不能用一個單純的摩擦系數(shù)來計算，為簡化計算，確定一個總的系數(shù)，并稱為“阻力系數(shù)”