1658-中單鏈型刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)

1658-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) 本設(shè)計(jì)已經(jīng)通過答辯，如果需要圖紙請聯(lián)系 QQ 251133408 另專業(yè)團(tuán)隊(duì)代做畢業(yè)設(shè)計(jì)，質(zhì)量速度有保證1本設(shè)計(jì)已經(jīng)通過答辯，如果需要圖紙請聯(lián)系QQ 251133408 另專業(yè)團(tuán)隊(duì)代做畢業(yè)設(shè)計(jì)，質(zhì)量速度有保證21 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)動裝置、ＡＣＴＳ自動調(diào)鏈裝和工況監(jiān)測系統(tǒng)等均為空白。1 前言3c．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. 向智能化自動化方向發(fā)展。采用ＣＳＴ可控驅(qū)動裝置和ＡＣＴＳ自動調(diào)鏈裝置及工況監(jiān)測系統(tǒng)等，增設(shè)自動緊鏈和工況監(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,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4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2 方案選定5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，即使重載啟動需要的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩也不會太大，電動機(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、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。63 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3.6QF???（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 刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)計(jì)算73.6QF????（3-2）式中 ——刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，t/h；Q——中部槽物料運(yùn)行時的斷面積，㎡；F——裝滿系數(shù)；?——物料的散碎密度， ；?3/kgm——刮板鏈速， 。v/s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 。3/kgm由式（3-2）可得 230.01633.6.9.QFm??????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：1200 280?125。?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 zW沿傾斜運(yùn)行的刮板輸送機(jī)的重段直線段。運(yùn)行時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（3-11()cos()sinzkqLgqLg???????3）刮板鏈在空段直線段的運(yùn)行總阻力為81(cosin)kLgqW????（3-4）式中 ——重段直線段的總阻力，N；zk——空段直線段的總阻力，N；k——中部槽單位長度上的裝煤量， ；q /kgm——刮板鏈單位長度的質(zhì)量， ；1——刮板輸送機(jī)的長度，m；L——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)；1——重力加速度， ；g2/s——傾斜角度。?“+”“-”號的選取，該段向上運(yùn)行時取“+” ，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，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，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。??3 刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)計(jì)算9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-sin2lR???5）（3-2sinl6）由圖 c 的 得COD?（3-222())RL?????7）204a（3-8）由 得ABE?102sin2aL????（3-9）（3-22arcsina????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；lR——彎曲段的半徑，m；——機(jī)身推移距離，m；a——彎曲段全長，m；L?——彎曲段中心角。??空段和重段兩個彎曲段的附加阻力，由式（附-2）得（3-2(23)2(1)feWs??????:11）（3-2(67)6()fe??:12）式中 ——空段彎曲段的附加阻力；(23)?:——重段彎曲段的附加阻力；(67)、 、 、 圖圖 3-1b 中各點(diǎn)的張力；2s367s——刮板鏈與槽幫間的摩擦系數(shù)，可取為 0.4；f——自然對數(shù)的底。e3 刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)計(jì)算11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fjW（3-()10%fjzk???13）中部槽單位長度的裝煤量 301.275/13/.6.QqkgmV????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，1.q取， 由式（3-3） 、 （3-4）計(jì)算得10o??。7036kzNW?估算彎曲段的附加阻力為 ()10%.(3607).7fjzk N??????則直線段的運(yùn)行總阻力 zW367.94.N3.3.2 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，因鏈條的轉(zhuǎn)折所產(chǎn)生的阻力 ；W?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，因鏈條的轉(zhuǎn)折所產(chǎn)生的阻力 。?12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 。ysls在相遇點(diǎn)由直變彎繞進(jìn)鏈輪時，鏈軸上的摩擦阻力為（3-11yfF?14）式中 ——相遇點(diǎn)鏈軸上的摩擦阻力，N1——鏈條在相遇點(diǎn)的張力，Nys——鏈軸的摩擦系數(shù)。1f圖 3-2 鏈條繞經(jīng)鏈輪的阻力 把這個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)1F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W?（3-15）112Dd??將 以公式（1-17）代入，整理得1F（3-1yWDfs??16）3 刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)計(jì)算13式中 ——鏈條由直變彎的阻力，N；W?——鏈軸直徑，mm；1d——鏈輪直徑，mm；D——鏈條繞進(jìn)鏈輪時，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（3-1WDdfs??17）式中： ——鏈條由彎變直的阻力，N；?——鏈條在分離點(diǎn)的張力，N。1S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（3-18）21()yfsF??式中 ——鏈輪轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力，N；2——鏈輪轉(zhuǎn)軸的摩擦系數(shù)。f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2擦力給鏈輪旋轉(zhuǎn)的阻力 。按力矩相等的條件得W?（3-19）2dDF??將 以公式（3-18）代入，整理得2（3-20）1()ydfs???式中 ——鏈輪軸上的摩擦阻力，N；W?——鏈輪轉(zhuǎn)軸的直徑，mm。d由上分析得到，鏈條饒經(jīng)鏈輪的阻力 為114（3-21）1()l ylfdWDs??????令 （3-1lfdDk22）則 （3-1()lyls??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）10%lzW??則饒經(jīng)曲線段的阻力為 z..3974..l N?則刮板輸送機(jī)運(yùn)行總靜負(fù)荷 為j397.4.49jlzW???3.3.3 牽引鏈的動負(fù)荷鏈嚙合傳動，是驅(qū)動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)鏈輪時呈多邊形圍繞，鏈條是間歇地隨相遇點(diǎn)輪齒運(yùn)動。當(dāng)鏈輪作等速圓周運(yùn)動時，鏈條是變速直線運(yùn)動，并以鏈輪旋轉(zhuǎn)一個鏈節(jié)所對應(yīng)的中心角為周期。這種運(yùn)動特性，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)動的瞬????時速度，可以看出，3 刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)計(jì)算15（3-25）cossR?????角的大小，等于相遇點(diǎn)輪齒的半徑與鏈輪縱軸線的夾角，這個夾角隨鏈輪的?旋轉(zhuǎn)變化，從在相遇點(diǎn)剛開始嚙合時的 ，逐漸減小到 0，再逐漸增加到 。02?02?鏈輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，另一個輪齒在相遇點(diǎn)與鏈條嚙合，鏈條的速度就隨這個新的相遇點(diǎn)輪齒的運(yùn)動而變化。據(jù)此，式（3-25）中 的變化范圍為?002????式中 為一個鏈節(jié)所對應(yīng)的鏈輪的圓心角。0?圖 3-3 鏈傳動的速度分析由此可知，即使鏈輪的角速度不變，鏈條的瞬時速度也是變化的，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 。鏈條速度變化曲線日0?圖圖 3-3b，鏈速的變化范圍 cos2RR????由于鏈速的變化，鏈條運(yùn)動中就有加速度，鏈條運(yùn)動的加速度為（3-2sindvat???26）鏈條運(yùn)動的加速度也隨 角變化，其變化范圍為?162200sinsinRaR?????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，到另一個鏈輪嚙合時，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 角所需時間。最大加速度的絕對值為0?（3-27）20maxsinR???由鏈輪的幾何關(guān)系得（3-0si2l28）將式（3-28）代入式（3-27）得（3-2max1l??29）式中 ——鏈條最大加速度；max——鏈輪旋轉(zhuǎn)的角速度；?——鏈節(jié)距；lR——鏈輪分度圓半徑。有以上分析可知鏈條是作變加速運(yùn)動的。有加速度就有慣性力，因此，鏈條在運(yùn)動中，不僅受靜負(fù)荷，還受有動負(fù)荷，并且是周期性動負(fù)荷。加速度為正，慣性力的方向相反，動負(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，動負(fù)荷使鏈條的張力減小。由圖 3-3b 可以看到，后一個輪齒開始嚙合的瞬間，鏈條的加速度從-- 增max到+ ，在這瞬間的加速度為 2 。如果參與這一加速度運(yùn)動的質(zhì)量為 M，則max max3 刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)計(jì)算17鏈條所受的動負(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max荷在鏈條中產(chǎn)生的應(yīng)力大一倍。這樣，鏈條所受的動負(fù)荷應(yīng)按 4M 計(jì)。考慮到max這個變化瞬間，后一個輪齒嚙合之前的加速度為 ，其慣性力與鏈條運(yùn)動方向相max同，因此，鏈條實(shí)際所受的最大動負(fù)荷按下式計(jì)算 （3-maxaxmax2()3dMMW?????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。710作為彈性體的鏈條，鏈輪傳給它的牽引力，不能同時作用在整條鏈子上，而有一定的傳播速度，也不是整條鏈子都是一個相同的加速度，參與加速度運(yùn)動的質(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)算出其動負(fù)荷。所以目前近似的按靜負(fù)荷的 20%計(jì)算。則動負(fù)荷為 0.2.498.jingdWN???3.3.4 總運(yùn)行阻力綜上可得總運(yùn)行阻力 為zong89.4539zjd N???183.4 電動機(jī)功率 P驅(qū)動軸上的功率 為：0（3-01zongWv??31）為傳動裝置效率，取 0.8?則計(jì)算得 0539.64.218PKW??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)際配備的電動機(jī)功率應(yīng)比 增加 15%——20%的備用量。0P則電動機(jī)功率 01.2.425.0PKW???又考慮有時可能傾角大于 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：maxF單鏈牽引時 （3-32）SdKn?雙鏈牽引時 （3-33）2axdF?式中 ——圓環(huán)鏈的最小破斷負(fù)荷，N；dS——雙鏈牽引時的不均勻系數(shù)，一般取 ；?0.85??3 刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)計(jì)算19——安全系數(shù)，采煤機(jī)用的圓環(huán)鏈，可??；nK 2.53Kn?:刮板輸送機(jī)用的圓環(huán)鏈，取 。3.54Kn?:由式（3-32）得（3-34）maxdSF?取 4.5n?則 5.394.2axdSKKNn???查表選擇圓環(huán)鏈為B 級103.6 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）dzongWs?式中 n——鏈條的安全系數(shù)，一般 n>3.5查得 10dSKN?則 1025.39dzongWs?204 傳動系統(tǒng)刮板輸送機(jī)的傳動系統(tǒng)比較簡單，其傳動原理圖如圖 4-1。4 傳動系統(tǒng)21圖 4-1 傳動原理圖1-電動機(jī)；2-減速器；3-機(jī)頭鏈輪；4-機(jī)尾鏈輪 225 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)動鏈輪 5.1 驅(qū)動裝置位置的確定驅(qū)動裝置應(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，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 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23（5-1）1(1)iiisW???:式中 、 ——分別為牽引構(gòu)件上前后兩點(diǎn)的張力；i1i?——前后兩點(diǎn)間的運(yùn)行阻力。()i:用逐點(diǎn)計(jì)算法求算牽引構(gòu)件個點(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，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，最小張力點(diǎn)的位置，依運(yùn)動方向、驅(qū)動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）21ksW??（5-3）323:（5-4zk??244）式中 、 、 、 ——分別為牽引構(gòu)件在各點(diǎn)的張力；1s234s——空行程段（以后稱空段）的運(yùn)行阻力；kW——承載段（以后稱重段）的運(yùn)行阻力；zk——繞經(jīng)上端曲線 2 3 的阻力。最小張力點(diǎn)的位置，按圖 5-223: :的條件，當(dāng)傾角 不大， ＞0 時，可以看出?k＞ ＞ ＞ （5-5）4s321s驅(qū)動裝置的位置，對牽引構(gòu)件的張力有影響。設(shè)置驅(qū)動裝置的位置，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，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)動裝置位置不同的比較 按圖 a 的位置時，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0s5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25得（5-6）20ksW??（5-7）3123()s整理得 （5-8）321ks???（5-9）430()zkkzks?按圖 b 的位置時，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1?（5-10）20zksW??（5-11）3123()s??整理得 （5-321k???12）（5-13）430()kzkkss????比較公式（5-9）和（5-13） ，因 ＞ ，得 ＞ 。由此可以看出，zkWk4?s驅(qū)動裝置按圖 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；26d. 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)外牽引的傳動裝置、牽引鏈的固定安裝或刨煤機(jī)的傳動裝置和控制保護(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，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)軸器和電動機(jī)組成。是將電動機(jī)的動力傳遞給刮板鏈的裝置。5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)275.3.1 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。28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，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)、支承鏈輪的一個組件。5.3.4 電動機(jī)與減速器的聯(lián)接a. 聯(lián)接形式的選擇 電動機(jī)與減速器的連接，有彈性聯(lián)軸器和液力耦合器兩種。其中液力傳動的主要缺點(diǎn)是較一般機(jī)械傳動結(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，即使重載啟動需要的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩也不會太大，電動機(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 3050432.1.1PTNMn????查手冊選用 24858ZCHLGBJ??聯(lián) 軸 器5.3.5 電動機(jī)刮板輸送機(jī)的電動機(jī)，不用液力耦合器時，都采用有雙鼠籠轉(zhuǎn)子，具有高起動5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29轉(zhuǎn)矩的隔爆型電動機(jī)。選用電動機(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，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30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，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。現(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)頭部的電動機(jī)使鏈輪反轉(zhuǎn)，將鏈條拉緊。電動機(jī)停止反轉(zhuǎn)時，立即用一種制動裝置將鏈輪閘住，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，緊鏈后棘輪與插爪之間的壓力很大，搬開手把時不甚安全。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裝置組成，閘盤裝在Ⅲ型減速器的一軸上，制動裝置安在聯(lián)接筒上。緊鏈時反轉(zhuǎn)開動電機(jī)，鏈輪反轉(zhuǎn)刮板鏈逐漸被拉緊，到電機(jī)堵轉(zhuǎn)為止，立即搬動手輪，用夾鉗將閘盤閘住，同時切斷電機(jī)電源。由于夾鉗對閘盤的制動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6 傳動部件及其零件的設(shè)計(jì)31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，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部件，整臺機(jī)器運(yùn)行的質(zhì)量直接取決于其傳動部，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。實(shí)踐證明，這種傳動或牽引32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。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）(10.5)LNt????式中 t—鏈環(huán)的節(jié)距，mmN—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35CrMnSiA20VB3CrMnTi40ro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45Mn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：6 傳動部件及其零件的設(shè)計(jì)33a. 凸緣式接鏈環(huán)如圖圖 6-2 所示，凸緣式接鏈環(huán)由兩個半鏈環(huán) 1、一個卡塊 2 及一個彈性圓柱銷 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。安裝時將兩個半鏈環(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。34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半鏈環(huán) 1、銷軸 2、套筒3 及鋼絲 4 組成。整個接鏈環(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 。864??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。6 傳動部件及其零件的設(shè)計(jì)35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，如啟動狀態(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，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36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502aMP:一定的循環(huán)次數(shù)（ ） 。445107?: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，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，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10baMp??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（） ，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24dm?6 傳動部件及其零件的設(shè)計(jì)37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)指標(biāo)，反映圓環(huán)鏈抵抗靜拉伸破斷和沖擊斷裂的能力。額定極限靜負(fù)荷試驗(yàn)主要測定圓環(huán)鏈?zhǔn)茴~定極限負(fù)荷作用時的試驗(yàn)應(yīng)力和拉伸率，反映鏈段正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的工作負(fù)荷，而接近于鏈段因啟動或刮卡而超載時的最大負(fù)荷。顯然，額定極限負(fù)荷代表使用負(fù)荷的極限值。因而，為充分利用鏈環(huán)的強(qiáng)度，理論上按鏈段的屈服限確定額定極限負(fù)荷，實(shí)際上通常取破斷負(fù)荷的 80%作為額定極限負(fù)荷。額定變負(fù)荷壽命試驗(yàn)主要測定圓環(huán)鏈?zhǔn)茏儜?yīng)力作用時發(fā)生疲勞破斷前的試驗(yàn)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的要求，額定變應(yīng)力的最小值為 50 ，最大值為 250aMp。圓環(huán)鏈發(fā)生疲勞破斷前的試驗(yàn)應(yīng)力允許循環(huán)次數(shù)（5～7） 次。試驗(yàn)指aMp 410?出，圓環(huán)鏈的疲勞強(qiáng)度主要取決于變應(yīng)力幅度的大小。此外，鏈環(huán)破斷負(fù)荷與破斷伸長率的乘積（即鏈環(huán)抵抗沖擊的能力） 、棒料屈服限的大小，鏈環(huán)表面缺陷或焊接缺陷，棒料及其焊縫的晶粒粗細(xì)等，對鏈段的疲勞強(qiáng)度也有重要的影響。對圓環(huán)鏈的彎曲變形試驗(yàn)要求是，當(dāng)鏈環(huán)的彎曲變形達(dá)到額定值時，試體不允許斷裂或出現(xiàn)裂紋及其它缺陷，而且作用于鏈環(huán)上的彎曲負(fù)荷不得小于表 6-4-2 規(guī)定的鏈環(huán)最小破斷負(fù)荷的 50%。386.3.3 圓環(huán)鏈的選擇計(jì)算（見 3.5 圓環(huán)鏈的選擇計(jì)算）6.4 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形參數(shù)和幾何計(jì)算6.4.1 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形參數(shù)圓環(huán)鏈與鏈輪屬于一種具有多邊形撓性作用的非共軛嚙合齒輪傳動。因此，圓環(huán)鏈與鏈輪要實(shí)現(xiàn)良好地嚙合，合理選擇鏈輪的齒廓曲線和正確設(shè)計(jì)鏈輪的齒形是鏈輪設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題之一。如圖 6-8 所示，當(dāng)圓環(huán)鏈與鏈輪嚙合時，在鏈輪的每一齒距上都有兩個鏈環(huán)：鏈環(huán) 1 平臥于兩齒間的鏈窩里，稱為平環(huán)；鏈環(huán) 2 立卡在齒寬中部的窄槽內(nèi)，稱為立環(huán)。鏈輪上鏈窩的形狀與平環(huán)外行基本一致，但為滿足鏈環(huán)節(jié)距伸長的需要，鏈窩長度 A 應(yīng)比鏈環(huán)長▽，即 。此外，為減少立環(huán)的嚙合阻力，鏈輪齒Adt???寬中部的立槽寬度 也應(yīng)比鏈環(huán)棒料直徑稍大些。L6 傳動部件及其零件的設(shè)計(jì)39圖 6-8 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形結(jié)構(gòu)和尺寸對于礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈的鏈輪，其齒廓曲線和齒形參數(shù)的選擇需滿足以下要求：a. 保證圓環(huán)鏈能順利地進(jìn)入和退出嚙合；b. 保證鏈輪齒有較高地傳遞轉(zhuǎn)矩的能力；c. 保證鏈窩的形狀和尺寸能適應(yīng)鏈環(huán)節(jié)距伸長的需要。圓環(huán)鏈鏈輪的齒廓曲線，國外推薦采用的有：直線、圓弧線和直線-圓弧線三種。從加工制造和嚙合性能分析，直線齒廓加工簡單，但齒高不宜過大，否則嚙合時容易發(fā)生干涉；直線-圓弧線齒廓加工復(fù)雜，應(yīng)用較少；圓弧線齒廓雖然加工也較復(fù)雜，但輪齒強(qiáng)度較高，齒高可適當(dāng)增大。所以，一般推薦采用圓弧線齒廓。40對于各種規(guī)格的圓環(huán)鏈，鏈輪齒形設(shè)計(jì)的主要問題是：合理選擇鏈輪齒數(shù) z、正確計(jì)算鏈輪節(jié)圓直徑 和齒廓圓弧半徑 等。0D1R6.4.2 圓環(huán)鏈鏈輪的齒型設(shè)計(jì)a. 鏈輪齒數(shù) z圓環(huán)鏈鏈輪的齒數(shù)一般取為 z=4～12。當(dāng)圓環(huán)鏈規(guī)格 dxt 選定后，鏈輪齒數(shù) z可參考表 6-4-7 選擇。b. 鏈輪節(jié)圓直徑 0D當(dāng)圓環(huán)鏈與鏈輪嚙合時，平環(huán)或立環(huán)在鏈輪上占有的內(nèi)邊距離稱為鏈輪的節(jié)距，以 表示。顯然，鏈輪節(jié)距的理論值應(yīng)等于鏈環(huán)的節(jié)距，即 。st 0st?當(dāng)平環(huán)臥于鏈窩位置時，在鏈輪齒寬中間的對稱剖面內(nèi)，經(jīng)平環(huán)兩端棒料中心的圓周稱為鏈輪的節(jié)圓，如圖 6-9 所示。根據(jù)我國使用經(jīng)驗(yàn)和國外研究成果，鏈輪節(jié)圓直徑 推薦按下式計(jì)算：0D22099sincostdzzD????（ ） （ ）（6-2） 式中， 值應(yīng)精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字。0c. 鏈輪齒廓圓弧半徑 R圓環(huán)鏈鏈輪的齒廓曲線一般推薦采用圓弧曲線。但是，鏈輪齒廓圓弧中心的位置和圓弧半徑的大小有幾種不同的設(shè)計(jì)方案，如圖 6-9 所示。圖中，曲線 1 和 4 為某些原蘇聯(lián)資料推薦采用的圓弧齒廓，曲線 3 為德國滾筒采煤機(jī)推薦采用的圓弧齒廓。實(shí)踐證明，用曲線 3 作為鏈輪齒廓效果較好。我國推薦采用近似曲線 3 的一種齒廓曲線，如圖中曲線 2 所示。6 傳動部件及其零件的設(shè)計(jì)41圖 6-9 圓環(huán)鏈鏈輪的齒廓曲線對于我國推薦采用的齒廓曲線 2，其圓弧中心 點(diǎn)的坐標(biāo)取為：1o} （6-3）0.5()xtyHd????式中 ——鏈輪中心至平環(huán)底面的垂直距離，由圖 6-9 中△aop 得：H（6-4）20.5[()]tD??△ ——考慮鏈環(huán)節(jié)距伸長的鏈窩長度增量，△值按表 6-4-8選擇。由圖 6-8 知，在鏈輪齒寬的中間剖面上。齒廓圓弧半徑 為：1R21110.5QMEMdOR?????2（ ） （ ）; 式中 808sinsinECBzz????；1 10co2d??????（ ）代入上式，經(jīng)整理后得：422 21 180cos0.5sinindBddzAOCzzR?????????????? ?（ ） （ ）（ ） （ ）（6-5）式中 。1(),2tgtdH?實(shí)際上，由于鏈輪齒寬中部開有立槽，使齒寬中部剖面的齒廓不存在，而鏈輪齒面與立槽側(cè)面的交線便成為鏈輪中部的實(shí)際齒廓，如圖 6-10 所示。該實(shí)際齒廓的圓弧半徑 按下式計(jì)算：1R?} （6-6）13(cos)sin2LR??????式中 ——立槽寬度，mm，一般 取 L=1.35d；L——鏈窩端部圓弧半徑，mm，一般取 ；3 3(02.5)bR??:——鏈環(huán)外寬，mm。b圖 6-10 圓環(huán)鏈鏈輪實(shí)際齒廓圓弧半徑6.5 鏈輪連接鏈輪是一個組件，由鏈輪和連接筒組成。鏈輪是傳力部件，也是易損件，運(yùn)轉(zhuǎn)中除受靜載荷外，還受有脈動和沖擊載荷。6 傳動部件及其零件的設(shè)計(jì)43此次設(shè)計(jì)的鏈輪連接采用整體的連接筒與鏈輪焊接成一體。連接筒兩端的內(nèi)花鍵，分別與減速器輸出軸和盲軸連接，這種結(jié)構(gòu)拆裝維修方便。6.6 圓環(huán)鏈和鏈輪的嚙合特性6.6.1 圓環(huán)鏈和鏈輪的嚙合分析圓環(huán)鏈在傳遞動力時，其鏈環(huán)將產(chǎn)生拉伸和彎曲變形，而且傳遞的動力越大鏈環(huán)的變形亦越大。此外，當(dāng)圓環(huán)鏈在鏈輪上運(yùn)轉(zhuǎn)時，隨著鏈條的撓曲，立環(huán)和平環(huán)之間產(chǎn)生相對滾轉(zhuǎn)運(yùn)動，使鏈環(huán)發(fā)生磨損，最大滾轉(zhuǎn)角 ，如圖 6-11180z???所示。而且，鏈輪齒數(shù)越少，相對滾轉(zhuǎn)角越大，鏈環(huán)的磨損也越嚴(yán)重。由于鏈環(huán)的變形和磨損，圓環(huán)鏈的節(jié)距必定伸長。當(dāng)平環(huán)進(jìn)入鏈窩后，由于立環(huán)與平環(huán)之間的相對滾轉(zhuǎn)（滾動兼滑動） ，使立環(huán)的位置向鏈輪中心接近，如圖 6-11 所示，結(jié)果引起鏈環(huán)節(jié)距由 縮短為 ?？s短值tt?與鏈環(huán)內(nèi)寬 同棒料直徑 的比值 以及平環(huán)與立環(huán)間的摩擦系數(shù)有關(guān)。當(dāng)ad/a=1 時，立環(huán)與平環(huán)之間為純滾動，鏈環(huán)的節(jié)距不縮短；當(dāng) ﹥1 時，/d /ad越大，鏈環(huán)節(jié)距的縮短值也越大。在這種情況下，若摩擦系數(shù)很大，如新制圓環(huán)鏈表面粗糙、無潤滑油或鏈環(huán)之間有干燥的煤粉及巖粉等，平環(huán)與立環(huán)之間主要為純滾動，使鏈環(huán)節(jié)距的縮短量顯著增大。反之，當(dāng)摩擦系數(shù)很小時，平環(huán)與立環(huán)之間主要是相對滑動，由于立環(huán) 4 的位置變動不大，使鏈還節(jié)距的縮短量就顯著減小。44圖 6-11 鏈環(huán)的相對滾轉(zhuǎn)角和節(jié)距縮短 對于鏈輪來說，由于設(shè)計(jì)計(jì)算和制造分度的誤差，鏈輪節(jié)距的實(shí)際值與理論值必有一偏差。從設(shè)計(jì)方面分析，該偏差值主要與鏈輪的節(jié)圓直徑 值，可使該偏0D差值減小。若尺寸 取得稍小，會減小鏈輪的節(jié)距，使偏差值為負(fù)。反之，若尺寸H取得稍大，又會增大鏈輪的節(jié)距，使偏差值為正。H總之，由于鏈環(huán)的變形、磨損和相對滾轉(zhuǎn)以及鏈輪設(shè)計(jì)和制造誤差，鏈環(huán)與鏈輪的節(jié)距不可能相等，或者鏈環(huán)節(jié)距大于鏈輪節(jié)距（ ） ，或者鏈環(huán)節(jié)距小于鏈st?輪節(jié)距（ ） 。對于這兩種情況，圓環(huán)鏈和鏈輪的嚙合特性顯著不同。前者稱為st?入點(diǎn)嚙合，后者稱為出點(diǎn)嚙合。為保證圓環(huán)鏈的傳動質(zhì)量，需分析如點(diǎn)嚙合和出點(diǎn)嚙合特性。6.6.2 圓環(huán)鏈和鏈輪的入點(diǎn)嚙合特性（ ）st?如圖 6-12a 所示，當(dāng)主動鏈輪逆時針方向轉(zhuǎn)動時，上邊鏈條為緊邊，受拉力；下邊鏈條為松邊，受拉力 。當(dāng)鏈環(huán)節(jié)距大于鏈輪節(jié)距（即 ）時，圓1F2Fst?環(huán)鏈由進(jìn)入主動鏈輪一邊的最前一個輪齒 1 牽引運(yùn)行。這種嚙合方式稱為如點(diǎn)嚙合，又稱高點(diǎn)嚙合。在如點(diǎn)嚙合狀態(tài)下，除進(jìn)入鏈輪的最前一個立環(huán)承受工作拉力外，其余鏈環(huán)只受初拉力。入點(diǎn)或高點(diǎn)嚙合的特點(diǎn)在于：安裝鏈條無需施加很大的初拉力，工作時可使緊邊拉力降低，而且除入點(diǎn)嚙合的鏈環(huán)外，位于鏈輪上的其他鏈環(huán)6 傳動部件及其零件的設(shè)計(jì)45不受強(qiáng)張力。這時，立環(huán)與平環(huán)之間、平環(huán)與鏈窩之間的壓力較小，使鏈環(huán)間的磨損減輕。但是，當(dāng)鏈環(huán)的實(shí)際節(jié)距過分地大于鏈輪節(jié)距時，平環(huán)底面將和鏈窩脫離接觸，即產(chǎn)生所謂“漂鏈”現(xiàn)象，情況嚴(yán)重時會發(fā)生“跳鏈”事故。圖 6-12 圓環(huán)鏈和鏈輪的嚙合方式6.6.3 圓環(huán)鏈和鏈輪的出點(diǎn)嚙合特性（ ）st?當(dāng) 時，如圖 6-12b 所示，圓環(huán)鏈由脫開主動鏈輪一邊的最后一個輪齒 4st?牽引運(yùn)行，這種嚙合方式稱為出點(diǎn)嚙合，又稱低點(diǎn)嚙合。在出點(diǎn)嚙合狀態(tài)下，位于主動鏈輪上的各鏈環(huán)，除最后一個鏈環(huán)不受工作拉力外，其余鏈環(huán)均承受較大的工作拉力（包括初拉力） 。出點(diǎn)或低點(diǎn)嚙合的特點(diǎn)在于：安裝鏈條需施加很大的初拉力，工作時主動鏈輪上各鏈環(huán)均受有強(qiáng)張力。這時，立環(huán)與平環(huán)之間，平環(huán)與鏈窩之間的壓力較大