畢業(yè)設(shè)計(jì)論文中單鏈型刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)

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1、1 前言 運(yùn)出礦井的煤和一些其他有用的礦物才有其價(jià)值。所以，運(yùn)輸是煤礦生產(chǎn)當(dāng)中一個(gè)非常重要的部分。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的生產(chǎn)能力和效率。由于，礦井運(yùn)輸是在工作面和巷道中進(jìn)行的，巷道是根據(jù)煤層條件，開(kāi)采方法的需要，綜合各種不同的要求，在煤層或巖石中開(kāi)鑿出來(lái)的。所以，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(xiàn)路是水平和傾斜交錯(cuò)連接的；運(yùn)輸?shù)呢浧犯魇礁鳂樱谎b載點(diǎn)也經(jīng)常變更，一些線(xiàn)路需要經(jīng)常延長(zhǎng)或縮短；機(jī)械化采煤連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)、效率高；環(huán)境濕度較大，有的工作地點(diǎn)還有沼氣或煤塵。由此可見(jiàn)，作為為采煤工作面和采區(qū)巷道的運(yùn)輸機(jī)械——

2、刮板輸送機(jī)在使用中，要承受拉、壓、彎曲、沖擊、摩擦和腐蝕等各種作用，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(méi)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(jiàn)，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(guó)刮板輸送機(jī)的技術(shù)水平只相當(dāng)于80年代初期的國(guó)際水平,落后于國(guó)際先進(jìn)水平10～15年，與國(guó)外相比，我國(guó)刮板輸送機(jī)技術(shù)的落后，主要表現(xiàn)在： 1. 裝機(jī)功率小,輸送能力低,運(yùn)輸距離短。 2. 我國(guó)工作面刮板輸送機(jī)ＣＳＴ可控驅(qū)動(dòng)裝置、Ａ

3、ＣＴＳ自動(dòng)調(diào)鏈裝 和工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等均為空白。 3．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)必然隨著技術(shù)的發(fā)展而繼續(xù)發(fā)展,其發(fā)展趨勢(shì)是: 1. 向大型化發(fā)展。 2. 向高耐久性,高可靠性方向發(fā)展。 3. 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(cè)系統(tǒng)等，增設(shè)自動(dòng)緊鏈和工況監(jiān)測(cè)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。 4. 向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方向發(fā)展。輸送機(jī)零部件標(biāo)準(zhǔn)化,規(guī)范化,保證加工質(zhì)量和水平。 5. 向高適應(yīng)性發(fā)展。適應(yīng)不同工作面的刮板輸送機(jī)將會(huì)繼續(xù)發(fā)展。 6. 鏈條將普遍采用強(qiáng)

4、化鏈,既有利于降低機(jī)身高度,增大裝煤量,又具有足夠 強(qiáng)度。同時(shí),隨著鏈環(huán)強(qiáng)度的不斷提高,單鏈重型刮板輸送機(jī)將得到更多的發(fā)展。 7. 長(zhǎng)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(zhǎng)度，刮 板輸送機(jī)的長(zhǎng)度也應(yīng)該相應(yīng)的加長(zhǎng)。 8. 長(zhǎng)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(zhǎng)了刮板輸 送機(jī)的壽命。 然而，我國(guó)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，研究制造中國(guó)自己的高產(chǎn)高效輸送機(jī)已經(jīng)迫在眉

5、睫。我這個(gè)設(shè)計(jì)首先綜合比較了各種類(lèi)型的輸送機(jī)，根據(jù)我國(guó)自己的實(shí)際情況決定選用中單鏈型刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)方案。然后，對(duì)中單鏈型刮板輸送機(jī)進(jìn)行了一個(gè)總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而后，對(duì)機(jī)尾、中部槽、過(guò)渡槽、刮板鏈、刮板、鏈輪、機(jī)頭傳動(dòng)裝置等主要部件進(jìn)行了技術(shù)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而完成了中單鏈型刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)的中單鏈型刮板輸送機(jī)為左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)，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。此外，還可以很容易輕松的將機(jī)頭改裝成機(jī)尾，從而適應(yīng)各種特殊環(huán)境的工作。這次設(shè)計(jì)的中單鏈型刮板輸送機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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

6、。 2 方案選定 由于刮板輸送機(jī)鏈條在溜槽內(nèi)不同的布置方式，常用的有邊雙鏈、中雙鏈及中單鏈。其特點(diǎn)分別是： a. 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(guò)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。 b. 中雙鏈。刮板在溜槽內(nèi)起向?qū)ё饔茫瑑蓷l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(guò)煤空間小，能量消耗大。 c. 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(jiǎn)單，彎曲性能好，鏈條受力均勻，溜槽磨損小。其缺點(diǎn)是過(guò)煤空間小，

7、機(jī)頭尺寸較大，能量消耗較大。 綜上，中單鏈刮板輸送機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(zhǎng)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(lái)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、

8、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(huì)太大，電動(dòng)機(jī)和減速器用彈性聯(lián)軸器連接就可以滿(mǎn)足要求，這樣可以不使用液力耦合器，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(guò)程,減少了材料損耗,不會(huì)存在因密封漏油而失效的問(wèn)題，從而降低成本，提高經(jīng)濟(jì)性。 刮板鏈的強(qiáng)度問(wèn)題一直是困擾國(guó)產(chǎn)刮板輸送機(jī)的大問(wèn)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

9、3個(gè)月后斷鏈?zhǔn)鹿实脑龆唷榇?，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,又具有足夠強(qiáng)度。 國(guó)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(shū)要求： 設(shè)計(jì)長(zhǎng)度：L=40m，運(yùn)輸能力：Q=30t/h，鏈速：V=0

10、.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(xiàn)形，形狀與物料的性質(zhì)、塊度情況有關(guān)，需經(jīng)實(shí)測(cè)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(mǎn)系數(shù)。故運(yùn)輸能力按下式計(jì)算

11、 （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(mǎn)系數(shù)； ——物料的散碎密度，； ——刮板鏈速，。 由任務(wù)書(shū)知=0.63m/s，刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力Q=30t/h；裝滿(mǎn)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(xiàn)段和曲線(xiàn)段分別計(jì)算。 3.3.1 直線(xiàn)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(xiàn)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

12、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(xiàn)段運(yùn)行的總阻力為 （3-3） 刮板鏈在空段直線(xiàn)段的運(yùn)行總阻力為 （3-4） 式中 ——重段直線(xiàn)段的總阻力，N； ——空段直線(xiàn)段的總阻力，N； ——中部槽單位長(zhǎng)度上的裝煤量，； ——刮板鏈單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，； ——刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)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(hào)的選取，該段向上運(yùn)行時(shí)取“+”，向下取“-”。 阻力系

13、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(xiàn)的幾何關(guān)系。 由圖d得

14、 （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(zhǎng)，m； R——彎曲段的半徑，m； ——機(jī)身推移距離，m； ——彎曲段全長(zhǎng)，m； ——彎曲段中心角。 空段和重段兩個(gè)彎曲段的附加阻力

15、，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(duì)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(xiàn)段阻力的10%記為彎曲段的附加阻力。即 （3-13） 中部槽單位長(zhǎng)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，

16、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(xiàn)段的運(yùn)行總阻力 3.3.2 繞經(jīng)曲線(xiàn)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(xiàn)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

17、——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

18、 （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）

19、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(xiàn)段的運(yùn)行總阻力的10%記為繞經(jīng)曲線(xiàn)段的阻力，即 （3-24） 則饒經(jīng)曲線(xiàn)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

20、動(dòng)負(fù)荷 鏈嚙合傳動(dòng)，是驅(qū)動(dòng)鏈輪通過(guò)輪齒與鏈節(jié)的嚙合，將鏈輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，變成直線(xiàn)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并以鏈輪旋轉(zhuǎn)一個(gè)鏈節(jié)所對(duì)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(xiàn)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(xiàn)的夾角，這個(gè)夾角隨鏈輪的旋轉(zhuǎn)變化，從在相

21、遇點(diǎn)剛開(kāi)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(duì)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(xiàn)日?qǐng)D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

22、 加速度變化曲線(xiàn)見(jiàn)圖圖3-3b?？梢钥闯?，鏈條在相遇點(diǎn)嚙合開(kāi)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(duì)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； —

23、—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(kāi)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

24、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(duì)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

25、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

26、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)，一般取； ——安全系數(shù)，采煤機(jī)用的圓環(huán)鏈，可取； 刮板輸送機(jī)用的圓環(huán)鏈，取。 由式（3-32）得 （3-34）

27、 取 則 查表選擇圓環(huán)鏈為 B級(jí) 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(jiǎn)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-

28、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(guò)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

29、，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(kāi)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(duì)牽引構(gòu)件的

30、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(kāi)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(jiǎn)單的線(xiàn)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(xiàn)和曲線(xiàn)段的變換點(diǎn)逐點(diǎn)編號(hào)。據(jù)逐點(diǎn)計(jì)算法的規(guī)則，可寫(xiě)出下列各式。 （5-2）

31、 （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(chēng)空段）的運(yùn)行阻力； ——承載段（以后稱(chēng)重段）的運(yùn)行阻力； ——繞經(jīng)上端曲線(xiàn)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(duì)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(méi)有其他條件限制，例如，供電是否方便；有無(wú)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

32、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）

33、 （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(duì)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(hào)的部件安裝尺寸和連接尺寸應(yīng)保證相同，同類(lèi)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

34、； 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(guò)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(kāi)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(wú)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。