煤礦工作面運輸設(shè)備刮板輸送機的畢業(yè)設(shè)計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 .......................................................... 80 第一章 概述 選題意義 刮板輸送機作為煤礦工作面運輸設(shè)備，不但擔(dān)負(fù)著運煤的作用，還是采煤機的運行軌道以及液壓支架的推移支點。在設(shè)備使用過程中還要懸掛工作面設(shè)備的電纜、水管等。所以，刮板輸送機的可靠、穩(wěn)定、高效運行將直接影響著礦井的生產(chǎn)能力和煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。 中雙連刮板輸送機的特點是將兩條相同直徑的鏈條并列布置在溜槽中心，與雙邊鏈相比，這種結(jié)構(gòu)形式的鏈子受力均勻 , 彎曲性能好，使用性能較好，是目前國內(nèi)外大中型煤礦中普遍采用的設(shè)備，所以通過本次設(shè)計，完成中雙鏈刮板輸送機的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有很大的 實用意義。 刮板輸送機的簡介 刮板輸送機是一種有撓性牽引機構(gòu)的連續(xù)運輸機械，是為采煤工作面和采區(qū)巷道運煤的機械。它的牽引構(gòu)件是刮板鏈，溜槽是它的承載裝置，刮板鏈在溜槽的底部。適用于緩傾斜中厚煤層高檔普采工作面，與滾筒采煤機和輸送機推移裝置配套，實現(xiàn)落煤、裝煤、運煤及推移輸送機機械化。沿輸送機全長都可向溜槽中裝煤，裝入溜槽中的煤，被刮板鏈拖拉，在溜槽內(nèi)滑行到卸載端卸下。 刮板輸送機的分類 按刮板鏈的形式 中雙鏈型刮板輸送機的兩條圓環(huán)鏈在刮板中部用 E 型螺栓固定在刮板上 ，鏈條的中心距不大于中部槽寬的 20%。由于鏈條不在槽幫鋼內(nèi)運行，鏈環(huán)直徑不受限制，從而可以增加鏈條的強度，因此，可以適用于重型和超重型刮板輸送機。有鏈子受力較均勻，彎曲性能較好等優(yōu)點，使用效果較好。缺點是運行阻力較高，并且在煤質(zhì)較硬，煤的塊度大的情況下，運輸效果不佳，不宜采用。 中雙鏈鏈條采用長鏈段，兩條鏈子必須配對出廠和使用，以保證其長度有較小的偏差，減少受力不均現(xiàn)象。 邊雙鏈型刮板輸送機的兩條圓環(huán)鏈在刮板兩端用連接環(huán)與刮板連接，每節(jié)鏈條的長度就是刮板的間距，因此，鏈條都是短節(jié)。鏈 條和連接環(huán)在槽幫鋼的槽內(nèi)運行，刮板的空 間較大，能運輸較大的煤塊，這種鏈子的預(yù)張力較小，運行阻力小，適應(yīng)性強，因此，得到廣泛應(yīng)用。缺點是兩條鏈子受力不均，刮板易歪斜；刮板中間受力大，易彎曲；由于鏈環(huán)與連接環(huán)在槽幫內(nèi)運行，空間受到限制，不能使用較大的圓環(huán)鏈，強度受到限制。 準(zhǔn)邊雙鏈型刮板輸送機的兩條圓環(huán)鏈在刮板中部連接，鏈條的中心距不小于中部槽寬的 50%。它具有邊雙鏈和中雙鏈的優(yōu)點，適用于超重型刮板輸送機。缺點是運行阻力高。 準(zhǔn)邊雙鏈鏈條也采用長鏈段，其要求同中雙鏈。 輸送機 中單鏈型刮板輸送機的圓環(huán)鏈在刮板中間用 U 型螺栓連接，刮板兩端在槽幫內(nèi)運行，這種鏈子結(jié)構(gòu)簡單，整體彎曲性能好，與邊雙鏈相比鏈子無受力不均現(xiàn)象。與中雙鏈相比結(jié)構(gòu)更簡單，不存在鏈子受力不均現(xiàn)象，且彎曲性能更好些。缺點是一股鏈子強度受到限制，不適用于功率較大的輸送機，且刮板兩端磨損后，稍有歪斜就易出槽。運行阻力比邊雙鏈稍高。 按卸載方式分類 刮板輸送機呈直線形，貨物從輸送機一端卸載，與輸送機呈一直線，這種型式的輸送機結(jié)構(gòu)比較簡單，當(dāng)前大部分綜采工作面使用這種型式的刮板輸送機；它 的缺點是空鏈易帶回煤，增加功率消耗，卸載有一定的高度，易產(chǎn)生煤塵。 刮板輸送機呈直線形，機頭部搭在工作面運輸巷轉(zhuǎn)載機上，借助圓弧犁形卸煤板將煤從機頭架主卸載斜板呈 90?卸到轉(zhuǎn)載機上，這是煤的主流，約占輸煤量的 70%～ 75%；約有 15%～ 20%的煤從副卸載斜板卸到轉(zhuǎn)載機上，這是副流；最后約有 5%～ 15%的粉煤繞過鏈輪通過底部卸入轉(zhuǎn)載機。 這種輸送機主要優(yōu)點是側(cè)卸式輸送機卸載前由于弧形板的作用，煤平穩(wěn)地滑入轉(zhuǎn)載機中，避免了端卸式時的堵塞堆積和煤塵的產(chǎn)生，改善了勞動環(huán)境；由于弧形板的作用將帶有動量的大快煤扭轉(zhuǎn) 90?，使其與轉(zhuǎn)載機運行方向相同后再卸入轉(zhuǎn)載機內(nèi)連續(xù)運行，避免了端卸時煤流要停頓后再起動的能量損失和對輕載機的沖擊，從而降低了轉(zhuǎn)載機的功率消耗，提高了傳動件的可靠性和轉(zhuǎn)載機的使用壽命；從弧形板下被刮板鏈帶走的粉煤經(jīng)機頭鏈輪卸到回煤罩內(nèi)，由返回刮板鏈拉到轉(zhuǎn)載機上方，從機頭底槽的開口卸到轉(zhuǎn)載機內(nèi)，因此，減少了刮板輸送機的回煤阻力；由于煤流不在端頭卸載，不需要卸載高度，因而機頭高度可以降下，且伸到工作面運輸巷中，采煤機可以行走到接近機頭，便于自開切口。 把工作面刮板輸送機與 工作面運輸巷轉(zhuǎn)載機連成一體，把工作面的煤直接卸到工作面運輸巷帶式輸送機上，取消了轉(zhuǎn)載機。 交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C的機頭與轉(zhuǎn)載機的機尾做成一個整體。兩個輸送機的上、下鏈相互交叉穿過，從上向下的順序是輸送機上鏈、轉(zhuǎn)載機上鏈、輸送機下鏈、轉(zhuǎn)載機下鏈。 輸送機機頭上槽的煤通過弧形板轉(zhuǎn)卸入轉(zhuǎn)載機上槽，輸送機下鏈帶回的煤落入轉(zhuǎn)載機下槽，由轉(zhuǎn)載機下鏈帶到機尾輪后翻到上槽運走。 由于輸送機的機頭與轉(zhuǎn)載機機尾是一個整體，所以，推移輸送機機頭時，轉(zhuǎn)載機也必須隨之移動。 交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C的特點是機頭架高 度比普通側(cè)卸式低，一般可降低 200～300mm。由于機頭高度的降低，為采煤機自開切口創(chuàng)造更有利的條件。 按中部槽結(jié)構(gòu)分類 開底式刮板輸送機就是中部槽的下槽為敞開式，目前使用較為普遍。這種中部槽的重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，下槽發(fā)生故障便于處理；缺點是剛度小，易磨損變形，阻力大，壽命短，不適合松軟地板使用。 封底式刮板輸送機就是中部槽的下槽為封閉式。這種中部槽剛度大，刮板鏈在下槽運行阻力小；由于封底與工作面底板接觸面積大，適合松軟底板使用。為了便于下鏈的檢查修理，在每 隔數(shù)節(jié)中部槽安裝一節(jié)帶檢窗口的中部槽，窗口開在溜槽中部，尺寸以能修換鏈段和連接鏈環(huán)為度，窗口用活動蓋板蓋嚴(yán)。 分體中部槽刮板輸送機就是把易磨損的上中部槽體做成活的，用螺栓與下槽體固定，下槽體把鏟煤板、擋煤板、封底板焊成一體，提高了整機的剛性與強度，且具有封底面槽的優(yōu)點。 整體焊接中部槽刮板輸送機就是把溜槽兩側(cè)槽幫分別與鏟煤板、擋煤板座焊接在一起，取消溜槽與其附件的連接螺栓，從而減少了輸送機的維修工作量。 框架式中部槽刮板輸送 機就是把普通中部槽置于一個鏟煤板、擋煤板座、封底板焊在一起的框架中，用銷子固定，整機具有較強的剛性與強度，提高了中部槽的可靠性；缺點是中部槽的重量增加幅度較大。 鑄造式中部槽刮板輸送機就是把中部槽槽幫鋼與鏟煤板、擋煤板鑄造在一起，再焊上中板與底板，從而實現(xiàn)中部槽無螺栓連接，這種刮板輸送機具有框架式中部槽刮板輸送機的各種優(yōu)點，且減少了大量鋼材的切割與焊接，降低了制造成本。 按采煤機牽引方式分類 在輸送機機頭和機尾部裝有采煤機牽引鏈的固定及張緊 裝置，沿輸送機縱向中部槽的擋煤板側(cè)裝有采煤機導(dǎo)向管。 在輸送機靠擋煤板側(cè)裝有齒條或銷軌，采煤機的行走齒輪與其嚙合而實現(xiàn)牽引。 目前刮板輸送機存在的問題 國外幾家著名公司現(xiàn)在生產(chǎn)的重型刮板輸送機一般都可以整機無故障過煤 600 萬 t以上，有些可達(dá) 1200 萬 t。而國產(chǎn)刮板輸送機的過煤量是很低的。故提高國產(chǎn)設(shè)備的可靠度，是刮板輸送機發(fā)展的主要問題。 刮板鏈的強度問題是國產(chǎn)刮板輸送機的大問題。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。國產(chǎn)刮板輸 送機的聯(lián)接螺栓可靠性普遍較差，機頭、機尾推移部上的聯(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，影響鏟煤和運煤效果。影響中部槽的可靠性和壽命的主要原因是中板的磨損和聯(lián)接頭強度不足。 刮板輸送機的改進(jìn)及發(fā)展方向 （ 1）技術(shù)先進(jìn)性。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場的發(fā)展 ，輸送機的國際競爭將越來越激烈，對輸送機的設(shè)計水平和生產(chǎn)能力要求也越來越高 ，不僅要求造型科學(xué)、 配套合理 ，在技術(shù)上不斷創(chuàng)新、完善，去適應(yīng)不斷變化著的使用條件 ，而且關(guān)鍵部件（如刮板鏈、減速器、 保護裝置等 ）的設(shè)計或選用，要求與國際接軌 ，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。 （ 2） 性能可靠性。 設(shè)備的可靠性是進(jìn)行高效作業(yè)的根本保證。井下受場地、燈光等條件的限制 ，維修條件較差 ，有些高瓦斯礦井基本不具備現(xiàn)場維修的條件 ，一旦出現(xiàn)故障就會嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。因此 ，輸送機各部分的結(jié)構(gòu)型式、傳動方式、使用材料等 ， 不僅要求設(shè)計合理 ，還要建立在實踐驗證的基礎(chǔ)上。 （ 3） 設(shè)備安全性。 安全性是至關(guān)重要的環(huán)節(jié) ，是所有設(shè)備必須具備的性能 ，同樣也貫穿在輸送機的設(shè)計、制造、使用過程中。目前國家高度重視煤礦安全生產(chǎn) ，引起煤礦井下事故的除了瓦斯爆炸、透水、冒頂?shù)戎? ，設(shè)備事故也會引起人員傷亡和財產(chǎn)損失。 因此，輸送機各部件的防護裝置應(yīng)設(shè)計合理、安裝完備 ，在易發(fā)生事故的部位尤其要加 強防護 ，防止因斷鏈、飛濺、高溫等引發(fā)人員傷亡事故。 （ 4）機電液一體化趨勢明顯。 隨著實用型新技術(shù)的發(fā)展，大功率輸送機控制系統(tǒng)與保護裝置的機電液一體化趨勢越來越明顯。主要表現(xiàn)為：機頭部與機尾部功率分配、順序啟動，電機保護除過流保護、過熱保護外，增加過壓保護，閥控充液型液力耦合器的推廣使用，鏈條張力監(jiān)控及工況檢測和故障診斷等。雖然還有部分技術(shù) 的實現(xiàn)與應(yīng)用尚需時日，但輸送機機電液一體化的發(fā)展趨勢不會變。 第二章 刮板輸送機的結(jié)構(gòu)及工作原理 不同類型的刮板輸送機，盡管組成部分的形式和布置方式不盡相同，但基本結(jié)構(gòu)是相同的。刮板輸送機由機頭部、機尾部、中部槽及附屬部件、刮板鏈、緊鏈裝置、推移裝置和錨固裝置等組成。 機頭部 機頭部主要由機頭架、鏈輪、減速器、盲軸、聯(lián)軸器和電動機組成，是將電動機的動力傳遞給刮板鏈的裝置，有驅(qū)動、卸載、連接與支撐機頭錨固裝置和推移裝置、固定采煤機械牽引鏈的功能。圖 21 所示是一種輕型中單鏈?zhǔn)焦伟遢斔?機機頭部。 圖 21 中單鏈刮板輸送機機頭部 1— 墊塊； 2— 減速器； 3— 盲軸； 4— 鏈輪； 5— 撥鏈器； 6— 護軸板； 7— 墊塊； 8— 緊鏈裝置； 9— 聯(lián)軸器； 10— 連接筒； 11— 電動機； 12— 機頭架 機頭架 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(gòu)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(jié)構(gòu)要求是，兩側(cè)結(jié)構(gòu)必須相同，便于左右工作面的交替使用和雙側(cè)傳動。 鏈輪組件 鏈輪組件是傳遞減速器 輸出的運動和動力，使刮板鏈條進(jìn)行無端封閉循環(huán)運動的構(gòu)件，由鏈輪、滾筒、鏈輪軸、 〔 盲軸 )、軸承及密封、潤滑系統(tǒng)等件組成。根據(jù)刮板鏈條型式不同，有中單鏈型、中雙鏈型、準(zhǔn)邊雙鏈型和邊雙鏈型 4 種型式。圖 22 所示為內(nèi)置式中雙鏈型。 減速器 減速器是刮板輸送機傳遞電機運動和動力，使刮板鏈條運動的關(guān)鍵傳動裝置。有圓錐－圓柱齒輪傳動、圓錐 ―行星齒輪傳動和行星齒輪傳動三種結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)輸入軸與頭架的位置，分為平行布置式和垂直布置式兩種型式。近年來，出現(xiàn)了可控軟驅(qū)動的多功能傳動裝置，改善了刮板輸送機的啟動、過載、功率均衡及緊鏈性能，目前處于試驗和試用階段。 聯(lián)軸器 聯(lián)軸器位于電機和減速器之間，是傳遞扭矩的聯(lián)接裝置。有柱銷聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器和液力偶合器三種類型。近幾年，還成功研制限矩聯(lián)軸器，且得到了迅速推廣和使用。 液力耦合器的主要特點為： 液力耦合器可以改善電動機的起動性能。輸送機在起動時，由于液力耦合器的作用，可使電動機輕載或空載起動，然后負(fù)載再逐漸增加，這樣，電動機的起動時間縮短了，起動電流也降低了。在多電動機同時驅(qū)動的設(shè)備中，采用液力耦合器，可使各電動機的輸出功率 趨于平衡。由于泵輪和透平輪之間為 “液體連接 ”，故作用在輸入、輸出軸上的沖擊載 荷可以大大降低，延長了電動機和工作機構(gòu)的使用壽命，這對處于惡劣工作條件下的煤碳機械尤為重要。 液力耦合器具有過載保護作用。當(dāng)外負(fù)載增加時，輸出軸轉(zhuǎn)速下降，泵輪和透平輪的轉(zhuǎn)速差增大。當(dāng)外負(fù)荷繼續(xù)增大時，工作液將被擠向泵輪輪壁，經(jīng)溢流孔進(jìn)入輔助室。此時，工作腔內(nèi)液體減少，再加上泵輪和透平輪的轉(zhuǎn)速差繼續(xù)增大，則工作液的溫度迅速升高。當(dāng)工作液的溫度升至額定值時，易熔合金塞熔化，液體噴出，電動機帶著泵輪及外殼空轉(zhuǎn)，保護了電動機。 液力耦合器的 主要缺點有兩點：一是較其他聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、效率低、使用與維護要求高；二是過去多采用油質(zhì)工作液，噴液后容易燒傷人員和發(fā)生火災(zāi)。為了避免事故的發(fā)生，近些年除了少量早期生產(chǎn)的液力耦合器使用油質(zhì)工作液外，大部分采用難燃工作液和水質(zhì)工作液。 中型和重型刮板輸送機都采用液力耦合器。 機尾部 機尾是使刮板鏈條返回運行組件的總成，有普通機尾和輔助驅(qū)動機尾兩種型式。 輔助驅(qū)動機尾有普通驅(qū)動機尾式、轉(zhuǎn)接式和可伸縮式三種形式。 可伸縮式機尾的尾架分為活動部分和固定部分，活動部分通過油缸的伸縮可沿底板上的導(dǎo)軌移動，使 尾架伸縮達(dá)到調(diào)整刮板鏈條松緊的目的。其余結(jié)構(gòu)與普通驅(qū)動式機尾相同。可解決重型刮板輸送機停機緊鏈和不安全的突出問題。適用于高產(chǎn)高效工作面重型刮板輸送機采用，使鏈條具有合理預(yù)張力，提高刮板鏈條運行的可靠性。其結(jié)構(gòu)如圖 23