中單鏈型刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)
中單鏈型刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì),中單鏈型刮板,輸送,設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書
題 目：中單鏈型刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)
專 業(yè)：
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指導(dǎo)教師：
20**年**月**日
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摘要
刮板輸送機(jī)是綜采工作面配套設(shè)備的重要組成部分,是煤炭裝運(yùn)的第一個(gè)環(huán)節(jié)。因此，刮板輸送機(jī)的輸送能力在很大程度上決定了采煤工作面的生產(chǎn)能力和效率。然而，我國生產(chǎn)技術(shù)落后，目前設(shè)計(jì)生產(chǎn)的刮板輸送機(jī)裝機(jī)功率小,輸送能力低,運(yùn)輸距離短，耐久性差,可靠性低，壽命短。綜合分析我國刮板輸送機(jī)的使用現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)制造高性能的刮板輸送機(jī)迫在眉睫。本文首先綜合比較了各種類型輸送機(jī)的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況選用了中單鏈型刮板輸送機(jī)。而后，對中單鏈型刮板輸送機(jī)進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對機(jī)頭傳動(dòng)裝置、過渡槽、中部槽、刮板鏈、刮板、鏈輪、機(jī)尾等主要部件進(jìn)行了技術(shù)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了中單鏈型刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)的中單鏈型刮板輸送機(jī)左右兩側(cè)對稱，可以在兩側(cè)壁上安裝減速器，以適應(yīng)左、右采煤工作面的需要。另外，可以很容易將機(jī)尾改裝成機(jī)頭，而適應(yīng)各種特殊情況。此次設(shè)計(jì)的中單鏈型刮板輸送機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,受力均勻,運(yùn)行平穩(wěn),摩擦阻力小,溜槽利用率高，彎曲性能好,不易出現(xiàn)堵塞，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。
關(guān)鍵詞：刮板輸送機(jī)；中部槽；圓環(huán)鏈
Abstract
The scraper conveyer is the synthesis picking work surface important constituent of the supplementary equipment. It is the first link of the coal shipping. Therefore, the scraper conveyer delivery capacity has decided the mining coal working surface productivity and the efficiency in a great degree; however, our country was lagged behind at present; the scraper conveyer installing equipment power is small. The delivery capacity is low; the transportation is away from short, the durability is bad; Reliability is low; and the life is short. The generalized analysis our country scraper conveyer use present situation, the design manufacture high performance scraper conveyer is imminent. This article first synthesized has compared each kind of type conveyer characteristic, has selected center simple chain according to the actual situation the scraper conveyer. But after, the scraper conveyer has carried on the overall structural design to center simple chain. To the nose transmission device, the aqueduct, the middle trough, the scraper chain, the scraper, the chain wheel, the airplane tail and other major component has carried on the technical analysis and the structural design, has completed center simple chain the scraper conveyer overall design. This design center simple chain about the scraper conveyer two sides are symmetrical, may install the reduction gear on two sidewalls, by left meets, the right mining coal working surface need. Moreover, it may very easily reequip the airplane tail the nose, but adapts each kind of peculiar circumstance. This design of center simple chain of the scraper conveyer characteristic includes: the structure is simple, the stress is even, moves steadily, the friction drag is small, the chute use factor high, the curving performance is good, It is not easy to appear stops up, has the very strong compatibility.
Key Words: Scraper Conveyer; Middle Trough; Round Link Chain
引言
80年代中后期，發(fā)達(dá)國家紛紛推出全新的高產(chǎn)高效輸送機(jī),其特點(diǎn)為大功率、大運(yùn)量、長運(yùn)距、高可靠性、長壽命。而我國生產(chǎn)技術(shù)落后，目前設(shè)計(jì)生產(chǎn)的刮板輸送機(jī)裝機(jī)功率小,輸送能力低,運(yùn)輸距離短，耐久性差,可靠性低，壽命短，我國目前的刮板輸送機(jī)的技術(shù)水平只相當(dāng)于80年代初期的國際水平,落后于國際先進(jìn)水平10～15年，目前尚沒有自己的高產(chǎn)高效輸送機(jī)，高產(chǎn)高效工作面的配套設(shè)備還只能依靠進(jìn)口。而刮板輸送機(jī)是綜采工作面配套設(shè)備的重要組成部分,是煤炭裝運(yùn)的第一個(gè)環(huán)節(jié),在很大程度上決定了采煤工作面的生產(chǎn)能力和效率，因此，研究制造自己的高產(chǎn)高效輸送機(jī)迫在眉睫。作為新時(shí)代的大學(xué)生，是祖國的未來，理應(yīng)為祖國的繁榮昌盛做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)，結(jié)合中國的刮板輸送機(jī)現(xiàn)狀，我設(shè)計(jì)了中單鏈型刮板輸送機(jī)，本文首先綜合比較了各種類型輸送機(jī)的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況選用了中單鏈型刮板輸送機(jī)。而后，經(jīng)過半年的思考鉆研對中單鏈型刮板輸送機(jī)進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對機(jī)頭傳動(dòng)裝置、過渡槽、中部槽、刮板鏈、刮板、鏈輪、機(jī)尾等主要部件進(jìn)行了技術(shù)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了中單鏈型刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)的中單鏈型刮板輸送機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,受力均勻,運(yùn)行平穩(wěn),摩擦阻力小,溜槽利用率高，彎曲性能好,不易出現(xiàn)堵塞，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。
目 錄
1 前言 1
2 方案選定 3
3 刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)計(jì)算 5
3.1 任務(wù)書要求： 5
3.2 運(yùn)輸能力 5
3.3 運(yùn)行阻力 6
3.4 電動(dòng)機(jī)功率P 15
3.5 圓環(huán)鏈的選擇計(jì)算 16
3.6 刮板鏈的安全系數(shù) 16
4 傳動(dòng)系統(tǒng) 18
5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
5.1 驅(qū)動(dòng)裝置位置的確定 19
5.2 刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)的基本要求 22
5.3 機(jī)頭部 23
5.4 機(jī)尾部 25
5.5 中部槽及附屬部件 25
5.6 緊鏈裝置 26
5.7 推移裝置 27
5.8 錨固裝置 27
6 傳動(dòng)部件及其零件的設(shè)計(jì) 28
6.1 圓環(huán)鏈鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)和規(guī)格 28
6.2 圓環(huán)鏈接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)型式 28
6.3 圓環(huán)鏈的性能指標(biāo) 31
6.3.3 圓環(huán)鏈的選擇計(jì)算（見3.5 圓環(huán)鏈的選擇計(jì)算） 33
6.4 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形參數(shù)和幾何計(jì)算 33
6.5 鏈輪連接 38
6.6 圓環(huán)鏈和鏈輪的嚙合特性 38
6.7 圓環(huán)鏈鏈輪的技術(shù)條件 41
6.8 圓環(huán)鏈鏈輪的幾何計(jì)算 42
6.9 刮板 44
6.10 刮板的間距 46
6.11刮板與鏈條的連接 46
7 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 47
8 總結(jié) 48
參考文獻(xiàn) 49
附錄 51
1 圓環(huán)鏈鏈輪的幾何計(jì)算公式 51
2 繞經(jīng)固定的圓弧導(dǎo)向體的阻力計(jì)算 52
3. 明細(xì)表 53
IV
附錄
1 前言
采掘下來的煤或其它有用礦物，只有運(yùn)出礦井才有使用價(jià)值。因此，運(yùn)輸是煤炭生產(chǎn)過程中非常重要的一部分。刮板輸送機(jī)是煤炭裝運(yùn)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，因此，刮板輸送機(jī)的輸送能力在很大程度上決定了采煤工作面的生產(chǎn)能力和效率。然而，井下運(yùn)輸在工作面和巷道中進(jìn)行，巷道是根據(jù)煤層條件，按開采方法的需要，綜合各種要求，在煤層或巖石中開鑿出的。因此，井下運(yùn)輸條件的特點(diǎn)是：在有限斷面的巷道內(nèi)運(yùn)行；線路是水平和傾斜交錯(cuò)連接；運(yùn)輸?shù)呢涊d品多種多樣；裝載點(diǎn)常常變更，有的線路需經(jīng)常延長或縮短；機(jī)械化采煤連續(xù)生產(chǎn)、小時(shí)生產(chǎn)率高；環(huán)境濕度大，有的工作地點(diǎn)有沼氣或煤塵。由此可見，作為為采煤工作面和采區(qū)巷道運(yùn)煤的機(jī)械——刮板輸送機(jī)在使用中，要承受拉、壓、彎曲、沖擊、摩擦和腐蝕等多種作用，必須要有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨和耐腐蝕性。由于它的運(yùn)輸方式是物料和刮板鏈都在槽內(nèi)滑行，運(yùn)行阻力和磨損都很大。但是，在采煤工作面運(yùn)煤，目前還沒有更好的機(jī)械可代替它。只能從結(jié)構(gòu)上、強(qiáng)度上和制造工藝上不斷研究改進(jìn)，使它更加完善、耐用。由此可見，刮板輸送機(jī)是煤炭等礦物運(yùn)輸中必不可少的運(yùn)輸機(jī)械。
然而，我國刮板輸送機(jī)的技術(shù)水平只相當(dāng)于80年代初期的國際水平,落后于國際先進(jìn)水平10～15年，與國外相比，我國刮板輸送機(jī)技術(shù)水平低，主要表現(xiàn)在：
a. 裝機(jī)功率小,輸送能力低,運(yùn)輸距離短。
b. 我國工作面刮板輸送機(jī)ＣＳＴ可控驅(qū)動(dòng)裝置、ＡＣＴＳ自動(dòng)調(diào)鏈裝
和工況監(jiān)測系統(tǒng)等均為空白。
c．耐久性差,可靠性低，事故率高，壽命短。
近幾年綜采技術(shù)的發(fā)展速度很快，刮板輸送機(jī)必然隨著綜采技術(shù)的發(fā)展而繼續(xù)發(fā)展,其發(fā)展趨勢是:
a. 向大型化發(fā)展。
b. 向高耐久性,高可靠性方向發(fā)展。
c. 向智能化自動(dòng)化方向發(fā)展。采用ＣＳＴ可控驅(qū)動(dòng)裝置和ＡＣＴＳ自動(dòng)調(diào)
鏈裝置及工況監(jiān)測系統(tǒng)等，增設(shè)自動(dòng)緊鏈和工況監(jiān)測顯示,傳輸及報(bào)警系統(tǒng),為雙高工作面進(jìn)一步擴(kuò)大發(fā)展創(chuàng)造條件。
d. 向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方向發(fā)展。輸送機(jī)另部件普遍標(biāo)準(zhǔn)化,規(guī)范化,保證設(shè)
計(jì)、加工質(zhì)量和水平。
e. 向高適應(yīng)性發(fā)展。適應(yīng)不同綜采工藝的工作面刮板輸送機(jī)將會繼續(xù)發(fā)
展。
f. 鏈條將普遍采用強(qiáng)化鏈,既有利于降低機(jī)身高度,增大裝煤量,又有足夠
強(qiáng)度。同時(shí),隨著鏈環(huán)強(qiáng)度的提高,單鏈重型刮板輸送機(jī)將得到很大發(fā)展。
g. 長運(yùn)輸距離。為了減少采區(qū)階段煤柱的損失量，加大工作面的長度，刮
板輸送機(jī)的長度應(yīng)加大。
h. 長壽命。由于使用大直徑圓環(huán)鏈，增加了刮板鏈的強(qiáng)度，延長了刮板輸
送機(jī)的壽命。
然而，我國生產(chǎn)技術(shù)落后，目前設(shè)計(jì)生產(chǎn)的刮板輸送機(jī)裝機(jī)功率小,輸送能力低,運(yùn)輸距離短，耐久性差,可靠性低，壽命短，而刮板輸送機(jī)是綜采工作面配套設(shè)備的重要組成部分,是煤炭裝運(yùn)的第一個(gè)環(huán)節(jié),在很大程度上決定了采煤工作面的生產(chǎn)能力和效率，因此，研究制造自己的高產(chǎn)高效輸送機(jī)迫在眉睫。本文首先綜合比較了各種類型輸送機(jī)的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況選用了中單鏈型刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)。而后，對中單鏈型刮板輸送機(jī)進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對機(jī)頭傳動(dòng)裝置、過渡槽、中部槽、刮板鏈、刮板、鏈輪、機(jī)尾等主要部件進(jìn)行了技術(shù)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了中單鏈型刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)的中單鏈型刮板輸送機(jī)左右兩側(cè)對稱，可以在兩側(cè)壁上安裝減速器，以適應(yīng)左、右采煤工作面的需要。另外，可以很容易將機(jī)尾改裝成機(jī)頭，而適應(yīng)各種特殊情況。此次設(shè)計(jì)的中單鏈型刮板輸送機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,受力均勻,運(yùn)行平穩(wěn),摩擦阻力小,溜槽利用率高，彎曲性能好,不易出現(xiàn)堵塞，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。
2 方案選定
刮板輸送機(jī)鏈條在溜槽內(nèi)布置方式，常用的有中單鏈、中雙鏈及邊雙鏈。其特點(diǎn)分別是：
a. 中單鏈。刮板在溜槽內(nèi)起導(dǎo)向作用，一條鏈條位于刮板中心。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，彎曲性能好，鏈條受力均勻，溜槽磨損小。其缺點(diǎn)是過煤空間小，機(jī)頭尺寸較大，能量消耗較大。
b. 邊雙鏈。鏈條和連接環(huán)起向?qū)ё饔?，鏈條位于刮板兩端。其特點(diǎn)是過煤空間大，消耗能量小。其缺點(diǎn)是水平彎曲時(shí)鏈條受力不均勻，溜槽磨損較大。
c. 中雙鏈。刮板在溜槽內(nèi)起向?qū)ё饔?，兩條鏈條在刮板中間，其間距不小于槽寬的20%，其特點(diǎn)是鏈條受力均勻，溜槽磨損小，水平彎曲性能好，機(jī)頭尺寸較小，單股鏈條斷時(shí)處理方便。缺點(diǎn)是過煤空間小，能量消耗大。
綜上，中單鏈刮板輸送機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,事故少,受力均勻,運(yùn)行平穩(wěn),摩擦阻力小,溜槽利用率高和彎曲性能好,在輸送機(jī)上不易出現(xiàn)堵塞。缺點(diǎn)是預(yù)張力較大。中單鏈可彎曲刮板輸送機(jī)系列適用于厚度在0.8米以上，傾角在 ±15°之間的緩傾斜工作面，也可用于順槽及煤巷掘進(jìn)面。本機(jī)主要適用于緩傾斜中厚煤層長壁式經(jīng)濟(jì)綜采或高檔普采的回采工作面，在放頂煤回采工作面應(yīng)用也越來越多，可與采煤機(jī)、液壓支架等設(shè)備配套，以實(shí)現(xiàn)回采工作面的落煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)和工作面的連續(xù)作業(yè)等。又考慮到所設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸功率比較小和上述各種鏈型的特點(diǎn)，選用中單鏈型刮板輸送機(jī)。
目前，刮板輸送機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾部采用螺栓連接，而連接螺栓強(qiáng)度不足，容易斷裂，可靠性不高，為此，本次設(shè)計(jì)機(jī)頭、機(jī)尾部采用焊接板式，這樣可以減少螺栓連接不但可以提高可靠性，而且可以減少孔和螺紋的加工而減少工序，降低成本。另外，考慮設(shè)計(jì)的輸送機(jī)運(yùn)輸量較低，功率比較小，因此，即使重載啟動(dòng)需要的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩也不會太大，電動(dòng)機(jī)和減速器用彈性聯(lián)軸器連接就可以滿足要求，這樣不使用液力耦合器，不但可以減小機(jī)頭的體積和重量，也省掉了向工作面輸送工作液等過程,減少了材料消耗和對環(huán)境的污染,沒有因密封漏油而失效的問題，從而可以降低成本，提高經(jīng)濟(jì)性。
刮板鏈的強(qiáng)度問題一直是困擾國產(chǎn)刮板輸送機(jī)的大問題。由于磨損、疲勞、自身質(zhì)量差、銹蝕等原因,使新鏈條在使用3個(gè)月后斷鏈?zhǔn)鹿拭黠@增多。為此，鏈條將采用圓環(huán)鏈，既有利于降低機(jī)身高度,增大裝煤量,又有足夠強(qiáng)度。
國產(chǎn)刮板輸送機(jī)的聯(lián)接螺栓可靠性普遍較差,機(jī)頭、機(jī)尾推移部上的聯(lián)接螺栓經(jīng)常出現(xiàn)拉斷現(xiàn)象,造成推移困難，鏟煤板和刮板上的螺栓經(jīng)常出現(xiàn)松動(dòng)、脫落,造成零件丟失,影響鏟煤和運(yùn)煤效果，使中部頭強(qiáng)度不足。因此，中部槽采用整體鑄造和軋制,盡量減少螺栓聯(lián)接，為了減少空載功率消耗,中部槽采用封底結(jié)構(gòu)取消鏟、擋板的聯(lián)接螺栓,提高工作可靠性。
3 刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 任務(wù)書要求：
設(shè)計(jì)長度：L=40m，運(yùn)輸能力：Q=30t/h，鏈速：V=0.63m/s。
3.2 運(yùn)輸能力
按連續(xù)運(yùn)行的計(jì)算公式，其運(yùn)輸能力為
（3-1）
式中運(yùn)行物料的斷面積F，與中部槽的規(guī)格及其承載能力有關(guān)。中部槽運(yùn)行物料斷面的上界限呈曲線形，形狀與物料的性質(zhì)、塊度情況有關(guān)，需經(jīng)實(shí)測確定，通常按等腰三角形計(jì)算，其底角取物料的堆積角，一般取20～30°計(jì)，按物料性質(zhì)、塊度情況選定。F按中部槽的尺寸由幾何關(guān)系求得。由于刮板鏈占據(jù)一定空間，實(shí)際面積比F小一些，計(jì)算時(shí)要乘以小于1的裝滿系數(shù)。故運(yùn)輸能力按下式計(jì)算
（3-2）
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，㎡；
——裝滿系數(shù)；
——物料的散碎密度，；
——刮板鏈速，。
由任務(wù)書知=0.63m/s，刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力Q=30t/h；裝滿系數(shù)取0.9，物料的散碎密度取900。
由式（3-2）可得
根據(jù)所選鏈型，查《刮板輸送機(jī)中部槽尺寸系列》，得中部槽尺寸：1200280125。
3.3 運(yùn)行阻力
刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力按直線段和曲線段分別計(jì)算。
3.3.1 直線段的運(yùn)行阻力
沿傾斜運(yùn)行的刮板輸送機(jī)的重段直線段。運(yùn)行時(shí)除了要克服煤和刮板鏈的運(yùn)行阻力，還要克服煤和刮板鏈的重力。通常將它們一起計(jì)為總運(yùn)行阻力。作為牽引構(gòu)件的刮板鏈，在重段直線段運(yùn)行的總阻力為
（3-3）
刮板鏈在空段直線段的運(yùn)行總阻力為
（3-4）
式中 ——重段直線段的總阻力，N；
——空段直線段的總阻力，N；
——中部槽單位長度上的裝煤量，；
——刮板鏈單位長度的質(zhì)量，；
——刮板輸送機(jī)的長度，m；
——煤在槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù)；
——刮板鏈在槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù)；
——重力加速度，；
——傾斜角度。
“+”“-”號的選取，該段向上運(yùn)行時(shí)取“+”，向下取“-”。
阻力系數(shù)的數(shù)值，與煤的性質(zhì)、刮板鏈型式、腫部槽型式、安裝條件等許多條件有關(guān)。準(zhǔn)確值需由實(shí)驗(yàn)得到，通常計(jì)算時(shí)，單鏈w取0.4—0.6，w1=0.3—0.4。
當(dāng)機(jī)身在中部槽平面有彎曲段時(shí)，如圖3-1。在彎曲段，刮板鏈沿槽幫滑行，相當(dāng)于牽引鏈繞固定的圓弧導(dǎo)向體。這種情況下應(yīng)按式（附-1）式（附-2）另計(jì)彎曲段的附加阻力。工作面用可彎曲刮板輸送機(jī)是在這種情況下運(yùn)行。彎曲段的中心角可由幾何關(guān)系求出。
圖3-1 機(jī)身彎曲段及其幾何關(guān)系
如圖圖3-1所示，圖a為在工作面內(nèi)彎曲段的相關(guān)尺寸；圖b為刮板鏈的運(yùn)行系統(tǒng)；圖c為彎曲段中線的幾何關(guān)系。
由圖d得
（3-5）
（3-6）
由圖c的得
（3-7）
（3-8）
由得
（3-9）
（3-10）
式中 ——相鄰兩節(jié)中部槽間的最大折曲角；
——標(biāo)準(zhǔn)中部槽長，m；
R——彎曲段的半徑，m；
——機(jī)身推移距離，m；
——彎曲段全長，m；
——彎曲段中心角。
空段和重段兩個(gè)彎曲段的附加阻力，由式（附-2）得
（3-11）
（3-12）
式中 ——空段彎曲段的附加阻力；
——重段彎曲段的附加阻力；
、、、圖圖3-1b中各點(diǎn)的張力；
——刮板鏈與槽幫間的摩擦系數(shù)，可取為0.4；
——自然對數(shù)的底。
由于按理論推導(dǎo)的公式計(jì)算麻煩，而且實(shí)際情況多變，所以經(jīng)常按直線段阻力的10%記為彎曲段的附加阻力。即
（3-13）
中部槽單位長度的裝煤量
取w=0.5,w1=0.35,查圓環(huán)鏈表得，L=40m,根據(jù)具體使用情況，取
，由式（3-3）、（3-4）計(jì)算得
。
估算彎曲段的附加阻力為
則直線段的運(yùn)行總阻力
3.3.2 繞經(jīng)曲線段的阻力
鏈條繞經(jīng)鏈輪的阻力，由以下三部分組成：
a. 在鏈條與鏈輪的相遇點(diǎn)，當(dāng)它由直線變成彎曲時(shí)，因鏈條的轉(zhuǎn)折所產(chǎn)生的阻力；
b. 鏈輪轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力；
c. 在鏈條饒出鏈輪的分離點(diǎn)，當(dāng)它由彎變成直時(shí)，因鏈條的轉(zhuǎn)折所產(chǎn)生的阻力。
如圖3-2示，設(shè)鏈條的張力，在與鏈輪的相遇點(diǎn)為；與鏈輪的分離點(diǎn)為。在相遇點(diǎn)由直變彎繞進(jìn)鏈輪時(shí)，鏈軸上的摩擦阻力為
（3-14）
式中 ——相遇點(diǎn)鏈軸上的摩擦阻力，N
——鏈條在相遇點(diǎn)的張力，N
——鏈軸的摩擦系數(shù)。
圖3-2 鏈條繞經(jīng)鏈輪的阻力
把這個(gè)作用于鏈軸上的摩擦力，變位到鏈輪的節(jié)圓周上，即為鏈條轉(zhuǎn)折彎曲的摩擦力給鏈輪旋轉(zhuǎn)增加的阻力。按作功相等的條件得
（3-15）
將以公式（1-17）代入，整理得
（3-16）
式中 ——鏈條由直變彎的阻力，N；
——鏈軸直徑，mm；
——鏈輪直徑，mm；
——鏈條繞進(jìn)鏈輪時(shí)，相鄰兩鏈節(jié)轉(zhuǎn)折的角度。
同理可得，在分離點(diǎn)鏈條由彎變直，因鏈軸上的摩擦給鏈輪旋轉(zhuǎn)增加的阻力為
（3-17）
式中： ——鏈條由彎變直的阻力，N；
——鏈條在分離點(diǎn)的張力，N。
鏈輪轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力，當(dāng)鏈條的饒進(jìn)和繞出兩股平行時(shí)
（3-18）
式中 ——鏈輪轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力，N；
——鏈輪轉(zhuǎn)軸的摩擦系數(shù)。
把作用于鏈輪轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力，變位到鏈輪節(jié)圓周上，即為轉(zhuǎn)軸上的摩擦力給鏈輪旋轉(zhuǎn)的阻力。按力矩相等的條件得
（3-19）
將以公式（3-18）代入，整理得
（3-20）
式中 ——鏈輪軸上的摩擦阻力，N；
——鏈輪轉(zhuǎn)軸的直徑，mm。
由上分析得到，鏈條饒經(jīng)鏈輪的阻力為
（3-21）
令 （3-22）
則 （3-23）
由于公式計(jì)算復(fù)雜，使用中經(jīng)常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按直線段的運(yùn)行總阻力的10%記為繞經(jīng)曲線段的阻力，即
（3-24）
則饒經(jīng)曲線段的阻力為
則刮板輸送機(jī)運(yùn)行總靜負(fù)荷為
3.3.3 牽引鏈的動(dòng)負(fù)荷
鏈嚙合傳動(dòng)，是驅(qū)動(dòng)鏈輪通過輪齒與鏈節(jié)的嚙合，將鏈輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，變成直線牽引力給牽引鏈。鏈條是由許多剛性鏈節(jié)組成，繞經(jīng)鏈輪時(shí)呈多邊形圍繞，鏈條是間歇地隨相遇點(diǎn)輪齒運(yùn)動(dòng)。當(dāng)鏈輪作等速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，鏈條是變速直線運(yùn)動(dòng)，并以鏈輪旋轉(zhuǎn)一個(gè)鏈節(jié)所對應(yīng)的中心角為周期。這種運(yùn)動(dòng)特性，可由下述分析看出。
把鏈條當(dāng)作剛體，設(shè)鏈輪節(jié)圓的半徑為R，鏈輪旋轉(zhuǎn)的角速度為，如圖圖3-3a所示，為相遇點(diǎn)輪齒的圓周速度與水平線的夾角，為鏈條水平運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，可以看出，
（3-25）
角的大小，等于相遇點(diǎn)輪齒的半徑與鏈輪縱軸線的夾角，這個(gè)夾角隨鏈輪的旋轉(zhuǎn)變化，從在相遇點(diǎn)剛開始嚙合時(shí)的，逐漸減小到0，再逐漸增加到。鏈輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，另一個(gè)輪齒在相遇點(diǎn)與鏈條嚙合，鏈條的速度就隨這個(gè)新的相遇點(diǎn)輪齒的運(yùn)動(dòng)而變化。據(jù)此，式（3-25）中的變化范圍為
式中為一個(gè)鏈節(jié)所對應(yīng)的鏈輪的圓心角。
圖3-3 鏈傳動(dòng)的速度分析
由此可知，即使鏈輪的角速度不變，鏈條的瞬時(shí)速度也是變化的，其速度特性如公式（3-25）所示，速度變化的周期為鏈輪旋轉(zhuǎn)一個(gè)。鏈條速度變化曲線日圖圖3-3b，鏈速的變化范圍
由于鏈速的變化，鏈條運(yùn)動(dòng)中就有加速度，鏈條運(yùn)動(dòng)的加速度為
（3-26）
鏈條運(yùn)動(dòng)的加速度也隨角變化，其變化范圍為
加速度變化曲線見圖圖3-3b?？梢钥闯?，鏈條在相遇點(diǎn)嚙合開始時(shí)的加速度最大，隨鏈輪旋轉(zhuǎn)，加速度逐漸減到0，然后達(dá)到最大負(fù)值，到另一個(gè)鏈輪嚙合時(shí)，鏈條運(yùn)行的加速度，由最大負(fù)值突變到正最大值。加速度變化周期也是鏈輪旋轉(zhuǎn)一個(gè)角所需時(shí)間。最大加速度的絕對值為
（3-27）
由鏈輪的幾何關(guān)系得
（3-28）
將式（3-28）代入式（3-27）得
（3-29）
式中 ——鏈條最大加速度；
——鏈輪旋轉(zhuǎn)的角速度；
——鏈節(jié)距；
R——鏈輪分度圓半徑。
有以上分析可知鏈條是作變加速運(yùn)動(dòng)的。有加速度就有慣性力，因此，鏈條在運(yùn)動(dòng)中，不僅受靜負(fù)荷，還受有動(dòng)負(fù)荷，并且是周期性動(dòng)負(fù)荷。加速度為正，慣性力的方向相反，動(dòng)負(fù)荷使鏈條的張力增加；加速度為負(fù)，慣性力的方向與運(yùn)行方向相同，動(dòng)負(fù)荷使鏈條的張力減小。
由圖3-3b可以看到，后一個(gè)輪齒開始嚙合的瞬間，鏈條的加速度從--增到+，在這瞬間的加速度為2。如果參與這一加速度運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量為M，則鏈條所受的動(dòng)負(fù)荷為2M。由于這一負(fù)荷是瞬間施加的，按力學(xué)原理，突加載荷在鏈條中產(chǎn)生的應(yīng)力大一倍。這樣，鏈條所受的動(dòng)負(fù)荷應(yīng)按4M計(jì)?？紤]到這個(gè)變化瞬間，后一個(gè)輪齒嚙合之前的加速度為，其慣性力與鏈條運(yùn)動(dòng)方向相同，因此，鏈條實(shí)際所受的最大動(dòng)負(fù)荷按下式計(jì)算
（3-30）
實(shí)際上，鏈條不是剛體，在張力作用下它有變形。刮板輸送機(jī)用的圓環(huán)鏈，其剛度視不同規(guī)格為（2～6）×N。
作為彈性體的鏈條，鏈輪傳給它的牽引力，不能同時(shí)作用在整條鏈子上，而有一定的傳播速度，也不是整條鏈子都是一個(gè)相同的加速度，參與加速度運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量也不是整條鏈子及所帶的負(fù)載。因此，式（3-30）只可用在鏈子很短的情況。對于彈性鏈，只要不在共振條件下運(yùn)行，鏈條所受的最大動(dòng)負(fù)荷，比用此式計(jì)算的要小。
輸送機(jī)的刮板鏈，在承載后被煤埋在槽內(nèi)，沿槽底滑動(dòng)運(yùn)行，由于其工作條件復(fù)雜多變，雖已進(jìn)行了許多研究，還不能準(zhǔn)確的計(jì)算出其動(dòng)負(fù)荷。所以目前近似的按靜負(fù)荷的20%計(jì)算。
則動(dòng)負(fù)荷為
3.3.4 總運(yùn)行阻力
綜上可得總運(yùn)行阻力為
3.4 電動(dòng)機(jī)功率P
驅(qū)動(dòng)軸上的功率為：
（3-31）
為傳動(dòng)裝置效率，取0.8
則計(jì)算得
考慮到采區(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)比增加15%——20%的備用量。
則電動(dòng)機(jī)功率
又考慮有時(shí)可能傾角大于10度或其他原因使工作阻力偏大，固選擇電動(dòng)機(jī)功率為7.5KW。
3.5 圓環(huán)鏈的選擇計(jì)算
圓環(huán)鏈在工作時(shí)受拉伸和彎曲，環(huán)內(nèi)應(yīng)力狀況復(fù)雜，理論計(jì)算較困難。因此，圓環(huán)鏈通常按最大牽引力選擇，即：
單鏈牽引時(shí) （3-32）
雙鏈牽引時(shí) （3-33）
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??；
刮板輸送機(jī)用的圓環(huán)鏈，取。
由式（3-32）得
（3-34）
取
則
查表選擇圓環(huán)鏈為
B級
3.6 刮板鏈的安全系數(shù)
安全系數(shù)是鏈條破斷拉力與最大張力之比。則刮板鏈的安全系數(shù)為
單鏈 （3-35）
式中 n——鏈條的安全系數(shù)，一般n>3.5
查得
則
4 傳動(dòng)系統(tǒng)
刮板輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)比較簡單，其傳動(dòng)原理圖如圖4-1。
圖4-1 傳動(dòng)原理圖
1-電動(dòng)機(jī)；2-減速器；3-機(jī)頭鏈輪；4-機(jī)尾鏈輪
5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
刮板輸送機(jī)的基本組成如圖5-1所示。裝有刮板的鏈條2，圍繞驅(qū)動(dòng)鏈輪1接成封閉圓環(huán)。刮板鏈置于上、下溜槽3和4中，將刮板鏈連續(xù)循環(huán)運(yùn)行，裝入溜槽中的物料，被刮板鏈拖拉，在槽內(nèi)滑動(dòng)運(yùn)行到一端卸下。
圖5-1 刮板輸送機(jī)的基本組成
1-尾部鏈輪；2-刮板鏈；3-上溜槽；4-下溜槽；5-驅(qū)動(dòng)鏈輪
5.1 驅(qū)動(dòng)裝置位置的確定
驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)該設(shè)置在使?fàn)恳?gòu)件的最大張力為最小，且所需張緊力最小的位置。
有牽引構(gòu)件的運(yùn)輸機(jī)械，驅(qū)動(dòng)裝置是通過牽引構(gòu)件傳遞牽引力，以克服各種運(yùn)行阻力 使機(jī)器運(yùn)行。阻力愈大，牽引構(gòu)件的張力增加也大。由于連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械的運(yùn)行阻力是沿途分布的，因而牽引構(gòu)件的張力沿運(yùn)行方向逐漸增加。牽引構(gòu)件在各點(diǎn)的張力，用“逐點(diǎn)計(jì)算法”計(jì)算。
逐點(diǎn)計(jì)算法，是計(jì)算牽引構(gòu)件在運(yùn)行時(shí)，其各點(diǎn)張力的方法。逐點(diǎn)計(jì)算法的規(guī)則是：牽引構(gòu)件某一點(diǎn)上的張力，等于沿其運(yùn)行方向后一點(diǎn)的張力與這兩點(diǎn)間的運(yùn)行阻力之和。用公式表達(dá)為
（5-1）
式中 、——分別為牽引構(gòu)件上前后兩點(diǎn)的張力；
——前后兩點(diǎn)間的運(yùn)行阻力。
用逐點(diǎn)計(jì)算法求算牽引構(gòu)件個(gè)點(diǎn)上的張力，可以從任意點(diǎn)開始，依次分別繞進(jìn)和繞出驅(qū)動(dòng)裝置的相遇點(diǎn)和分離點(diǎn)進(jìn)行。由于連續(xù)運(yùn)行的運(yùn)輸機(jī)械對牽引構(gòu)件的最小張力往往有一定的要求，所以，計(jì)算各點(diǎn)張力時(shí)，通常是從牽引構(gòu)件的最小張力點(diǎn)開始。
牽引構(gòu)件運(yùn)行時(shí)，最小張力點(diǎn)的位置，依運(yùn)動(dòng)方向、驅(qū)動(dòng)裝置和安裝傾角的不同而異，在給定的工作條件下，按逐點(diǎn)計(jì)算規(guī)則，經(jīng)比較確定。
本次設(shè)計(jì)，向上運(yùn)輸物料，驅(qū)動(dòng)裝置在上端，最簡單的線路如圖圖5-2示，用逐點(diǎn)計(jì)算法求各點(diǎn)張力的方法如下。
圖5-2 用逐點(diǎn)計(jì)算法求張力圖
沿牽引構(gòu)件的運(yùn)行方向，將直線和曲線段的變換點(diǎn)逐點(diǎn)編號。據(jù)逐點(diǎn)計(jì)算法的規(guī)則，可寫出下列各式。
（5-2）
（5-3）
（5-4）
式中 、、、——分別為牽引構(gòu)件在各點(diǎn)的張力；
——空行程段（以后稱空段）的運(yùn)行阻力；
——承載段（以后稱重段）的運(yùn)行阻力；
——繞經(jīng)上端曲線23的阻力。最小張力點(diǎn)的位置，按圖5-2的條件，當(dāng)傾角不大，＞0時(shí)，可以看出
＞＞＞ （5-5）
驅(qū)動(dòng)裝置的位置，對牽引構(gòu)件的張力有影響。設(shè)置驅(qū)動(dòng)裝置的位置，如果沒有其他條件限制，例如，供電是否方便；有無便于安裝和維護(hù)的合適空間等，應(yīng)該設(shè)置在使?fàn)恳?gòu)件的最大張力為最小，且所需張緊力最小的位置。在不同位置時(shí)，牽引構(gòu)件的最大張力可作如圖圖5-3的比較：
圖5-3 驅(qū)動(dòng)裝置位置不同的比較
按圖a的位置時(shí)，最小張力在1點(diǎn)，設(shè)其張力值為，據(jù)逐點(diǎn)計(jì)算法的規(guī)則得
（5-6）
（5-7）
整理得 （5-8）
（5-9）
按圖b的位置時(shí)，最小張力在點(diǎn)，其張力值也為，據(jù)逐點(diǎn)計(jì)算法的規(guī)則得
（5-10）
（5-11）
整理得 （5-12）
（5-13）
比較公式（5-9）和（5-13），因＞，得＞。由此可以看出，驅(qū)動(dòng)裝置按圖a的位置安裝，牽引構(gòu)件的最大張力較小。
因此，驅(qū)動(dòng)裝置位置布置如圖a所示。
5.2 刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)的基本要求
刮板輸送機(jī)，按工作需要，對其結(jié)構(gòu)有如下要求：
a. 能用于左或右工作面；
b. 各部件便于在井下拆裝和運(yùn)輸；
c. 同一型號的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；
d. 刮板鏈安裝后，在正、反方向都能順利運(yùn)行；
e. 有緊鏈裝置，且操作方便、安裝可靠；
f. 能不拆卸用機(jī)械推移。為此，應(yīng)具有便于安裝推移裝置的連接點(diǎn)；
g. 要有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性；
h. 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，防止空股刮板鏈返程帶回煤；
i. 一般應(yīng)有上鏈器。上鏈器是供刮板鏈在下槽脫出時(shí)通過它返回槽內(nèi)的裝置；
j. 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)自開切口；
k. 用于機(jī)械采煤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) 鏟煤機(jī)；
3) 擋煤板；
4) 無鏈牽引采煤機(jī)的齒規(guī)；
5) 放置電纜、水管、乳化液管路的槽或支座；
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)裝置、牽引鏈的固定安裝或刨煤機(jī)的傳動(dòng)裝置和控制保護(hù)裝置；
l. 用于綜采工作面的刮板輸送機(jī)，相關(guān)的外廓尺寸與采煤機(jī)和液壓支架相配；
m. 刮板輸送機(jī)，沿傾斜鋪設(shè)，在工作中有下滑可能時(shí)，應(yīng)有防滑錨固裝置。
5.3 機(jī)頭部
機(jī)頭部由機(jī)頭架、鏈輪、減速器、盲軸、聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)組成。是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給刮板鏈的裝置。
5.3.1 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。各型機(jī)頭部的共同點(diǎn)如下：
a. 兩側(cè)對稱，可在兩側(cè)壁上安裝減速器，以適應(yīng)左、右采煤工作面的需要；
b. 鏈輪由減速器伸出軸和盲軸支撐連接，這種連接方式，便于在井下拆裝；
c. 撥鏈器和護(hù)軸板固定在機(jī)頭架的前橫梁上，它的作用是：防止刮板鏈在與鏈輪的分離點(diǎn)處，被輪齒帶動(dòng)卷入鏈輪，護(hù)軸板是易損部位，用可拆換的活板，既便于鏈輪和撥鏈器的拆裝，又可更換；
d. 機(jī)頭架的易磨損部位采取耐磨措施，例如加焊高錳鋼堆焊層或局部采用耐磨材料的可更換零件。
5.3.2 減速器
我國目前生產(chǎn)的刮板輸送機(jī)減速器，多為平行布置式、三級傳動(dòng)的圓錐圓柱齒輪減速器。其中DB、DC型圓錐、圓柱齒輪減速器高速級為弧齒錐齒輪，中低速級為圓柱齒輪。這種減速器具有承載能力大、傳動(dòng)效率高、噪聲低、體積小、壽命長的特點(diǎn)，用于輸入軸與輸出軸呈垂直方向布置的傳動(dòng)裝置，如刮板輸送機(jī)各種運(yùn)輸機(jī)械，也可用于煤炭、冶金、礦山等各種通用機(jī)械傳動(dòng)中。其使用條件為：齒輪圓周速度不大于18m/s；安裝角度為0—25；高速軸的轉(zhuǎn)速大于1500r/min；減速器工作的環(huán)境溫度為-20—+35℃；適用于正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)。
為適應(yīng)不同的需要，三級傳動(dòng)的圓錐圓柱齒輪減速器有三種裝配方式。Ⅰ型減速器的第二軸端裝緊鏈裝置，第四軸（或第一軸）裝斷銷過載保護(hù)裝置，這種形式用于單機(jī)功率為30KW以下的減速器；Ⅱ型減速器的第二軸端裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，單機(jī)功率40---75KW的減速器采用這種形式；Ⅲ型減速器的第一軸端裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，單機(jī)功率90KW以上的減速器采用這種形式。
為適應(yīng)左、右采煤工作面和在機(jī)頭部、機(jī)尾部都能通用，刮板輸送機(jī)減速器的箱體應(yīng)上下對稱。箱體的結(jié)構(gòu)還應(yīng)使刮板輸送機(jī)在大傾角條件下工作時(shí)，各齒輪和軸承都能得到充分的潤滑。
為便于改變鏈速，減速器應(yīng)能用更換第二對齒輪的辦法，在一定范圍內(nèi)改變傳動(dòng)比。
由此選取減速器為：DCZ160-20-ⅠS型。
5.3.3 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。
5.3.4 電動(dòng)機(jī)與減速器的聯(lián)接
a. 聯(lián)接形式的選擇
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。其中液力傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是較一般機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、效率低?？紤]設(shè)計(jì)的輸送機(jī)運(yùn)輸量較低，功率比較小，因此，即使重載啟動(dòng)需要的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩也不會太大，電動(dòng)機(jī)和減速器用彈性聯(lián)軸器連接就可以滿足要求，這樣不使用液力耦合器，不但可以減小機(jī)頭的體積和重量，也省掉了向工作面輸送工作液等過程,減少了材料消耗和對環(huán)境的污染,沒有因密封漏油而失效的問題，從而可以降低成本，提高經(jīng)濟(jì)性。
b. 聯(lián)軸器的選擇計(jì)算
P=5.04KW
電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n=1500r/min
與聯(lián)軸器相連的軸的直徑為d=28mm,
則轉(zhuǎn)鉅
查手冊選用
5.3.5 電動(dòng)機(jī)
刮板輸送機(jī)的電動(dòng)機(jī)，不用液力耦合器時(shí)，都采用有雙鼠籠轉(zhuǎn)子，具有高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的隔爆型電動(dòng)機(jī)。選用電動(dòng)機(jī)型號為YB132M-4JB5338—1991。
5.4 機(jī)尾部
機(jī)尾部采用與機(jī)頭部基本相同的結(jié)構(gòu)，這樣可以很容易把機(jī)尾部改裝成機(jī)頭部，滿足特殊場合的需要，增加其適應(yīng)性。
5.5 中部槽及附屬部件
中部槽是刮板輸送機(jī)的機(jī)身，由槽幫鋼和中板焊接而成。上槽是裝運(yùn)物料的承載槽，下槽底部敞開供刮板鏈返程用。為減小刮板鏈返程的阻力，或在底部松軟條件下使用時(shí)防止槽體下陷，在槽幫鋼下加焊底板構(gòu)成封底槽。使用封底槽安裝下股刮板鏈和處理下股鏈?zhǔn)鹿瘦^困難，可以間隔幾節(jié)封底槽采用一節(jié)有可拆中板的封底槽的辦法，以減小困難。
用于機(jī)械采煤工作面的中部槽，除了運(yùn)煤，還要承受采煤機(jī)騎在上面運(yùn)行的負(fù)荷，垂直方向受采煤機(jī)的重壓和滾筒切割煤層時(shí)的沖擊、推、拉液壓支架的側(cè)向力和縱向力，使中板拱面受彎，連接件受拉、壓和彎曲。大塊煤巖卡死在槽中時(shí)，中板收壓。中部槽的惡劣工作條件，造成它的損壞形式除了磨損還有槽體變形損壞。因此，中部槽應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性。
中部槽的型式列入標(biāo)準(zhǔn)的有中單鏈型、邊雙鏈型、中雙鏈型三種。除了用于輕型刮板輸送機(jī)的中單鏈型采用冷軋槽幫鋼外，其他都用熱軋槽幫鋼制成，其尺寸系列《刮板輸送機(jī)中部槽尺寸系列》中有規(guī)定。
中部槽除了標(biāo)準(zhǔn)長度的外，為適應(yīng)采煤工作面長度變化的需要，設(shè)有500mm和1000mm長的調(diào)節(jié)槽。
機(jī)頭過渡槽和機(jī)尾過渡槽，是與機(jī)頭架和機(jī)尾架連接的特殊槽。它的一端與中部槽連接，另一端與機(jī)頭架或機(jī)尾架連接。為了使從下槽脫出的刮板鏈在運(yùn)行中回到槽內(nèi)，可在機(jī)尾過渡槽的下翼緣裝設(shè)上鏈器。
中部槽承受煤和刮板鏈的劇烈摩擦，是使用量和消耗量最大的部件。為提高中部槽的使用壽命，可以采用如下方法。如：將兩端進(jìn)行淬火處理，或加焊錳鋼鑄造端頭；中板兩端鏈道處用等離子噴焊耐磨合金；易磨損處堆焊硬質(zhì)合金；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已有定型標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定的型式有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，還增強(qiáng)了中板與槽幫鋼的焊縫強(qiáng)度，便于焊接，鏈子不磨焊縫。因此，選用E型。
5.6 緊鏈裝置
刮板鏈安裝時(shí)，要給予一定的予緊力，使它運(yùn)行在張力最小點(diǎn)不發(fā)生鏈條松馳或堆積。給刮板鏈?zhǔn)┘佑杈o力的裝置叫緊鏈裝置。
早期的輕型刮板輸送機(jī)，用改變機(jī)尾軸位置的辦法人力緊鏈?，F(xiàn)在都采用定軸距緊鏈。目前應(yīng)用的方法有三種，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。另一種方式與前種基本相同，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。第三種是采用專用的液壓缸緊鏈。
第一種緊鏈方式使用的緊鏈器有三種：棘輪緊鏈器、摩擦輪緊鏈器、閘盤緊鏈器。
棘輪緊鏈器結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，使用于輕型刮板輸送機(jī)。因?yàn)橛糜诠β瘦^大的刮板輸送機(jī)時(shí)，緊鏈后棘輪與插爪之間的壓力很大，搬開手把時(shí)不甚安全。
摩擦輪緊鏈器比棘輪緊鏈器操作安全。
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)裝置安在聯(lián)接筒上。緊鏈時(shí)反轉(zhuǎn)開動(dòng)電機(jī)，鏈輪反轉(zhuǎn)刮板鏈逐漸被拉緊，到電機(jī)堵轉(zhuǎn)為止，立即搬動(dòng)手輪，用夾鉗將閘盤閘住，同時(shí)切斷電機(jī)電源。由于夾鉗對閘盤的制動(dòng)力與刮板鏈的張緊力有一定的比例關(guān)系，鏈條的張緊力顯示在張力指示器上。慢慢反轉(zhuǎn)手輪松開夾鉗，放松被拉緊的刮板鏈，到指示器顯出刮板鏈所需要的張緊力為止，立刻將閘盤閘死。拆去多余的鏈段，接好鏈子后，反轉(zhuǎn)手輪松開夾鉗。手輪是利用螺旋副和杠桿夾緊或松開夾鉗。張力指示器依靠螺旋副一端的液壓缸，通過液壓作用顯示出閘盤制動(dòng)力或鏈條張緊力。
上述各種緊鏈裝置，棘輪緊鏈器和摩擦緊鏈器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，但它不能顯示出鏈子張力的大小，其余三種都能顯示和準(zhǔn)確控制鏈子的張力。由此可知閘盤緊鏈器不但結(jié)構(gòu)比較簡單，而且可以準(zhǔn)確控制鏈子的張力，所以選用閘盤緊鏈器。
5.7 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。綜采工作面，使用液壓支架上的推移千斤頂；非綜采工作面用單體液壓推溜器或手動(dòng)液壓推溜器。
5.8 錨固裝置
錨固裝置是刮板輸送機(jī)在傾角較大的工作面有下滑可能時(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。
6 傳動(dòng)部件及其零件的設(shè)計(jì)
此次設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)最為重要的部件為刮板鏈傳動(dòng)部件，整臺機(jī)器運(yùn)行的質(zhì)量直接取決于其傳動(dòng)部，為此特別把次部分及其零件詳細(xì)設(shè)計(jì)以下:
目前,采煤機(jī)、刨煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、板式輸送機(jī)、倉式列車及彎曲膠帶輸送機(jī)等許多礦山機(jī)械廣泛采用圓環(huán)鏈牽引或傳動(dòng)。實(shí)踐證明，這種傳動(dòng)或牽引方式結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，工作可靠，牽引力大，壽命長，可彎曲，能充分適應(yīng)礦山機(jī)械的特殊技術(shù)及安全要求和惡劣的工作條件。因此，本次設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)采用圓環(huán)鏈傳動(dòng)。
6.1 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)如圖6-1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，鏈段長度為L0隨著技術(shù)的發(fā)展，鏈段長度將逐步增加。礦用高度圓環(huán)鏈的規(guī)格和尺寸見部標(biāo)MT36—80中的規(guī)格。圓環(huán)鏈的鏈段長度及其公差為一般常用值，其鏈段長度及公差按下式確定：
（6-1）
式中 t—鏈環(huán)的節(jié)距，mm
N—鏈段的 鏈環(huán)數(shù)。
圖6-1 圓環(huán)鏈
6.2 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。
接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)型式有以下幾種：
a. 凸緣式接鏈環(huán)
如圖圖6-2所示，凸緣式接鏈環(huán)由兩個(gè)半鏈環(huán)1、一個(gè)卡塊2及一個(gè)彈性圓柱銷3組成。半鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖6-3所示，右上方為一凸緣，左下方有一凸緣槽。安裝時(shí)將兩個(gè)半鏈環(huán)的凸緣和凸緣槽相嵌合，并從側(cè)面嵌入卡塊2，再從頂部裝入彈性圓柱銷3，便組成凸緣式接鏈環(huán)。整個(gè)接鏈環(huán)靠彈性圓柱銷在銷孔內(nèi)的彈性變形實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖緊。這種接鏈環(huán)的特點(diǎn)是破斷拉力大、連接可靠，但制造較困難，主要用于采煤機(jī)、刨煤機(jī)和倉式列車中聯(lián)結(jié)圓環(huán)鏈。
圖6-2 凸緣式接鏈環(huán)1-半鏈環(huán)； 圖6-3凸緣式接鏈環(huán)
2-卡塊；3-彈性圓柱銷
b. 開口式接鏈環(huán)
如圖6-4所示，開口式接鏈環(huán)由開口鏈環(huán)1、卡塊2及兩個(gè)彈性圓柱銷3組成。開口鏈環(huán)1和卡塊2的兩端分別做有互相嵌合的 頭和 槽。整個(gè)接鏈環(huán)靠彈性圓柱銷在銷孔內(nèi)的彈性變形實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖緊。這種接鏈環(huán)的破斷拉力也很大，但制造困難，通常在刨煤機(jī)和輸送機(jī)上使用。
圖6-4 開口式接鏈環(huán) 1-開口鏈環(huán)；2-卡塊；3-彈性圓拄銷
c. 鉸鏈?zhǔn)浇舆B環(huán)
如圖6-5所示，鉸鏈?zhǔn)浇舆B環(huán)由兩端做有耳子的兩個(gè)半鏈環(huán)1、銷軸2、套筒3及鋼絲4組成。整個(gè)接鏈環(huán)用鋼絲4鎖緊，靠銷軸2、傳遞載荷。這種接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、制造方便、壽命長，在采煤機(jī)中應(yīng)用較廣。
圖6-5 鉸鏈?zhǔn)浇舆B環(huán)半 1-鏈環(huán)；2-銷軸；3-套筒；4-鋼絲
d. 雙邊鏈用接連環(huán)
圖6-6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6-7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6-6 雙邊鏈用接連環(huán)
1-圓環(huán)鏈；2-刮板；3-接連環(huán)； 圖6-7接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)和尺寸
4-螺栓；5-螺母；6-彈簧墊圈
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，伸長率也不得超過規(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)。
6.3 圓環(huán)鏈的性能指標(biāo)
6.3.1 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. 伸長失效
鏈條受載后將產(chǎn)生一定的彈性和塑性伸長。在額定極限負(fù)荷作用下，當(dāng)鏈段的伸長量超過一定限度時(shí)，鏈條與鏈輪因不能正確嚙合而無法正常工作。圓環(huán)鏈的這種失效形式稱為伸長失效。
6.3.2 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。
新制圓環(huán)鏈的強(qiáng)度指標(biāo)分B、C、D三級，各級強(qiáng)度指標(biāo)的項(xiàng)目和數(shù)值列入表6-4-2。各種規(guī)格圓環(huán)鏈的靜力試驗(yàn)負(fù)荷及破斷負(fù)荷的額定值、疲勞試驗(yàn)負(fù)荷及其壽命的額定值和彎曲變形撓度的額定值分別列入表6-4-3～6-4-5。
圓環(huán)鏈的的靜力拉伸破斷試驗(yàn)主要測定破斷負(fù)荷和破斷伸長率兩項(xiàng)
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