1、矿用刮板输送机毕业设计摘要刮板输送机是一种具有挠性牵引机构的连续运输机械，主要供采煤工作 面使用。在煤矿井下综采工作面中主要承担的任务是将采煤机采下的原煤连 续不断地运往转载机， 确保综采工作面的原煤连续运出。 它要求机身高度小， 便于装载；运输能力满足使用地点的生产需要；结构坚固，能抵抗压、砸和 碰撞；变更运输距离时，加长和缩短方便；能够不拆卸用机械移置。根据所给设计参数和工作环境的要求，通过对刮板输送机的发展情况、 发展趋势、结构组成、工作原理、种类及作用进行分析，对 SGD730/180 型刮板输送机输送能力的计算、 水平弯曲段几何参数的计算、 运行阻力的计算、 链条张力和牵引力的计算、
2、电机功率的计算、溜槽推移阻力的计算、链条预 张力和紧链力的计算及链条强度的计算等，完成刮板输送机结构改进，绘制 了 SGD730/180 型刮板输送机总图、 机头传动装置等结构设计。 完成了 The use of Scraper conveyor 的翻译工作。关键词 刮板输送机 结构设计 理论计算AbstractScraper conveyor is a kind of flexible traction for the transport machinery, Primarily for the use of coal face. Fully mechanized coal mine in
3、the coal face of the main tasks is to undertake the mining of coal Shearer continuously reproduced to the machine, Ensure that the fully mechanized coal face of the coal for export. It requires a high degree of the fuselage of small, easy loading; The use of transport capacity to meet the needs of p
4、roduction sites; Solid structure, can resist pressure, smashing and collision; Change the distance, the lengthening and shortening the convenience; can not demolished by mechanical removal.According to the design parameters and environmental requirements, the scraper conveyor through the development
5、 of the situation, the trend of development, structure, working principle, types and roles of the SGD730/180-scraper conveyor transport capability of calculation , The level of the bending of the geometric parameters, the operation of the resistance, the chain tension and the traction, electrical po
6、wer, the resistance to passage of the chute, the chain of pre-tension and tight links of the chain of calculation and the calculation of strength, to complete scratch Board conveyor structure improvement, drawn-scraper conveyor SGD730/180 the map, the nose gear, such as structural design. Completed
7、The use of Scraper conveyor of the translation work.Key words Scraper conveyor Structural DesignTheoretical calculations摘 要 IAbstract II第 1 章 绪论 11.1选题意义 11.2刮板输送机概述 11.3国内外发展情况 21.3.1我国刮板输送机发展现状 21.3.2国外刮板输送机发展概况 41.4刮板输送机的发展趋势 41.5刮板输送机改进 51.5.1刮板输送机的主要问题 51.5.2刮板输送机的改进 5第 2 章 刮板输送机分类及作用 72.1刮板输送机
8、的分类 72.1.1按刮板链的形式分类 72.1.2按卸载方式分类 82.1.3按中部槽结构分类 92.1.4按采煤机牵引方式分类 102.2刮板输送机作用 10第 3 章 刮板输送机组成及作用 123.1组成部分 123.2机头传动部和机尾传动部 133.2.1机头部和机尾部结构 133.2.2减速器 143.2.3减速器联接盘 153.2.4紧链器（闸盘式）及紧链装置 153.2.5电动机联接盘 183.3机身结构 183.4过渡槽 193.4.1机头过渡槽 193.4.2机尾过渡槽 193.5中部槽、调节槽 203.5.1中部槽 203.5.2调节槽 203.6刮板链及调节链 213.7
9、挡板 223.7.1标准挡板 223.7.2调节挡板 223.7.3过渡槽挡板 223.7.4机头（机尾）架挡板 233.8铲煤板 233.9机头推移部和机尾推移部 24第4章 刮板输送机设计计算 254.1刮板输送机输送能力的计算 254.1.1工作面刮板输送机的输送生产能力计算 254.1.2溜槽上物料断面积 A计算 254.1.3刮板输送机上的物料断面面积的计算 264.2刮板输送机水平弯曲段几何参数的计算 264.2.1弯曲段曲率半径 R的计算 274.2.2弯曲段长度 Lw的计算 274.2.3弯曲段对应的中心角 a的计算 284.2.4弯曲段的溜槽数 N的计算 284.3刮板输送机
10、运行阻力的计算 294.3.1刮板输送机每米长度物料质量 q的计算 294.3.2刮板链条每米长度质量 qo的计算 294.3.3刮板输送机有载分支的基本运行阻力 Wzh的计算 304.3.4刮板输送机无载分支的基本运行阻力 Wk的计算 314.3.5刮板输送机弯曲时有载分支运行阻力 Wzh和无载分支运行阻力Wk的计算 314.3.6刮板输送机运行总阻力 W的计算 314.4刮板输送机链条张力和牵引力的计算 324.4.1计算各特殊点的张力 324.4.2刮板输送机两端链轮总牵引力 334.5刮板输送机电机功率的计算 344.5.1刮板输送机满载运行时，电机功率 P的计算 344.5.2单向割
11、煤采煤工作面刮板输送机电机功率 Ps的计算 344.6链条预张力和紧链力的计算 354.6.1链条预张力 354.6.2链条紧链力 354.7 刮板输送机牵引机构强度的验算 36第 5 章 刮板输送机的使用与维护 385.1刮板输送机使用范围 385.2刮板输送机的维护 385.2.1工作面刮板输送机的日常维护 385.2.2提高刮板输送机的输送量 40结 论 41致 谢 42参考文献 43附录 1 45附录 2 50第1章 绪论1.1选题意义刮板输送机作为煤矿工作面运输设备，不仅担负着运煤的作用，而且作 为采煤机的运行轨道、液压支架的推移支点、还要悬挂工作面设备的电缆、 水管等。所以，刮板输
12、送机的可靠、稳定、高效运行将直接影响着矿井的生 产能力和煤矿企业的经济效益。 刮板输送机主要供采煤工作面使用。它要求机身高度小，便于装载；运输能 力满足使用地点的生产需要；结构坚固，能抵抗压、砸和碰撞；变更运输距 离时，加长和缩短方便；能够不拆卸用机械移置。单链刮板输送机结构简单，没有链子受力不均现象，装载面积大，弯曲 性能好。当采用特殊的导向装置时，可以转弯 90，它的拐弯部分代替了顺 槽转载机，可以直接将工作面的煤炭卸到顺槽可伸缩胶带输送机上，减少了 输送环节，实现了一机多用。也就是说，刮板输送机在生产中占有非常重要 的地位，而单链刮板输送机又有着结构简单、装载面积大、弯曲性能好等优 点，
13、在实际生产中有着十分优越的性质，所以通过本次设计，完成单链刮板 输送机的结构设计具有很大的实用意义。1.2刮板输送机概述刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械，是为采煤工作面和 采区巷道运煤的机械。它的牵引构件是刮板链，溜槽是它的承载装置，刮板 链在溜槽的底部。适用于缓倾斜中厚煤层高档普采工作面，与滚筒采煤机和 输送机推移装置配套，实现落煤、装煤、运煤及推移输送机机械化。沿输送 机全长都可向溜槽中装煤，装入溜槽中的煤，被刮板链拖拉，在溜槽内滑行 到卸载端卸下。一般的刮板输送机能在 25以下的条件下使用。刮板输送机在使用中， 要承受拉、压、弯曲、冲击、摩擦和腐蚀等多种作用，因此，必需有足够
14、的 强度、刚度、耐磨性和耐腐蚀性。由于它的运输方式是物料和刮板链都在槽 内滑行，运输阻力和磨损都很大。但是，在采煤工作面运煤，目前还没有更 好的机械可代替它。只能从结构上、强度上和制造工艺上不断研究改进，使 它更加完善、耐用。刮板输送机的工作原理和基本结构，与我国在公元 186 至 189 年间发明的“翻车”龙骨水车是相同的。可是，用刮板输送机运送散碎物料，是 在本世纪初出现于工业发达的英国。早期的刮板输送机，结构简单轻便，那 时它仅是运煤之用，人工装煤；运输能力低，每小时最多只有几十吨；输送 机长度只有几十米； 功率小， 牵引链的强度也不高。 经过多年的改进和发展， 目前综采工作面用的刮板输
15、送机，除了运煤之外，还有四种功能：给采煤机 作运行轨道； 为拉移液压支架作托移固定点； 清理工作面的浮煤； 悬挂电缆、 水管、乳化液管等。 刮板输送机在综采工作面与采煤机和液压支架配套工作。刮板输送机在煤矿是使用量大、消耗多的重要设备。多年来，我国制造 的刮板输送机有几十种型号。目前，我国制造的最大的工作面刮板输送机， 运输能力为25004500t/h ;装机总功率为 2X 800kW4 X 800kW; 条牵引链 的破断负荷为85t;沿水平的运输距离为 150 m；整机全部质量204t。工作面用刮板输送机， 按刮板链的型式分有四种： 中单链型; 边双链型; 中双链型和准边双链型。系列型谱中的
16、刮板输送机，都采用以矿用高强度圆 环链制成的刮板链。刮板输送机按功率大小分为轻、中、重型。刮板输送机 配套单电动机设计额定功率 40kW及以下的为轻型；大于40kW，小于90kW 为中型;大于 90kW 为重型。1.3国内外发展情况1.3.1我国刮板输送机发展现状我国综采机械化的应用始于 20世纪 70年代末， 经过 20多年的发展， 目 前我国中、小功率刮板输送机已具备成型技术，并有成熟的制造能力，完全 能够满足国内市场的需求。大功率刮板输送机通过成套引进国外的装备和技 术，成功地进行了国产化研制工作，并相继推出了一些产品。从总体水平上 看，我国刮板输送机发展现状与国外相比还存在一些差距，主
17、要表现在：基 础研究薄弱，缺少强有力的理论支持，计算少，靠经验取值多，缺乏专门的 开发分析软件；受基础工业水平的制约，国产输送机制造质量不稳定，元部 件的可靠性还有待提高；大功率刮板输送机的关键部件仍需进口，有待进一 步研发并国产化；安全性和可靠性的不稳定，直接制约了煤矿的生产效率， 从而不能从根本上降低使用成本；煤矿管理水平落后，资金不足，矿工不按 操作规程操作等，也间接增加了输送机发生故障的机会，从而不能最大限度 地发挥设备的设计能力 1 。在上个世纪 90 年代后，在新技术革命的带动下，煤矿开采技术与设备 迅速发展，为适应市场需要，国内煤机制造厂家、煤矿生产企业和科研院所 积极合作，通过
18、借鉴和吸收国外先进的产品结构和工艺手段，应用机电一体 化和自动化技术，开发新材料、新产品，研制、开发了高生产能力、高性能 的工作面刮板输送设备， 逐渐形成了多系列、 多结构类型的刮板输送机产品。 实现了矿井高产高效和集约化生产 2 。20 世纪 50 年代广泛使用 SGD-11、 SGB-11 型刮板输送机，因不能横向 弯曲自移，工作面推进后要大拆大卸重新安装，占用时间长，劳动强度大， 再加上强度不足，功率小，即使沿工作面分段放炮，仍不断发生超载事故。 在逐步换用 SGD-20 型和 SGD-30 型刮板输送机后，工作面的生产能力虽然 有所提高，但仍不能弯曲自移，凭人力搬运十分笨重，而且输送机
19、与煤壁距 离较远，要人力攉煤 8 。到了 70 年代，随着采煤机的大量应用，出现了 SGW-40、SGW-44 型可弯曲刮板输送机，实现了不解体和不停运分段自移， 运输能力提高到200 t/h。80年代以来，工作面运输设备发展很快，由于各种 新型采煤机的出现，刮板输送机已大为改观。因采煤机要在输送机上行走， 不仅要求输送机强度大，保证采煤机工作稳定，且要与采煤机生产能力相匹 配，促使刮板输送机不断向重型化发展。代表机型有 SGW-150 和 SGW-250 型。随着大功率采煤机的出现，一些刮板输送机的功率已达 800900 kW,运输能力达20002500t/h ,能适应工作面单产 30040
20、0万t/a的生产规模要 求3。90年代刮板输送机的运输能力以达到 3500t/h，槽宽也相应的从730760mm增大到9801100mm,链速从1m/s左右增大到1.57 m/s，刮板输送 机的功率已达 1600kW。1.3.2国外刮板输送机发展概况自世界上第一台刮板输送机诞生以来，经历了半个多世纪的不断研究、 试验、改进，刮板输送机已成为煤矿运输的主要设备。目前世界上生产刮板 输送机的国家主要有德国、美国、英国、澳大利亚、日本等，机型从轻型、 中型到重型、超重型，装机功率已发展到 3X 700kW。保护形式有：弹性联轴器、限矩型液力耦合器、双速电机、调速型液力耦合器、软启动 (CST 可控
21、传动装置、 阀控调速型液力耦合器、 交流电机变频调速技术三种软启动装置 ) 4等等 。上个世纪 90 年代后期， 国外工作面刮板输送机装机功率达到 3X 700kW 或3 X 855kW，现在已达到 3X 1250kW，溜槽内宽也由 1000mm扩大到 1250mm,链条直径 4852,中板厚度50mm以上，运输能力达到 4500t/h 以上1。目前，国外工作面输送机的运输能力最大可达 2500t/h，水平运距可超过300m，链子直径达到34mm，而且出现了比同直径圆环链强度高的椭圆截面 刮板链和采用新工艺生产的紧凑链等新型链子。使用电机单台功率超过 400kW，整机功率超过 1000kW，减
22、速箱、中部槽等部件采用了新的材料和 制造工艺，因而使用寿命大大提高，减速箱整体大修寿命达 3 年以上，溜槽 过煤量可超过 200万吨5 。英国于 1986年安装了 9台双中链侧卸式刮板输送 机，溜槽制造工艺和材料都有一些突破，使用寿命大大提高。为解决液力联 轴器在过载或输送机被卡死的情况下喷出高温油而引起火灾、瓦斯爆炸等事 故问题，人们也研制成功了防火液力联轴器。用水代替液压油做媒介的新型 液力联轴器的研究工作亦有所进展 6。1.4刮板输送机的发展趋势输送机的运输量大，设备功率大。其生产能力能适应采煤机的要求，保 证将采煤机采落的煤及时运出。为了增大运输量可采取增大溜槽装载断面、 提高链速和增
23、大设备功率等措施。因此，总结以上内容，可知刮板输送机将 向以下几个方面发展：(1)向大型化发展。装机功率为 2 X 800kW4 X 800kW，输送能力为 25004500t/h，输送距离为300350m，链条规格为48 52mm,溜槽内宽 为 13001500mm。（ 2）向高耐久性，高可靠性方向发展。减速器耐久性试验指标应通过15002000h 耐久性试验，输送机溜槽过煤量大于 6Mt ，事故率小于 3%。（ 3）向智能化自动化方向发展。采用 CST 可控驱动装置和 ACTS 自动调链装置及工况监测系统等。（ 4）向标准化、规范化方向发展。输送机另部件普遍标准化，规范化， 保证设计、加工
24、质量和水平。（ 5）向高适应性发展。 适应不同综采工艺的工作面刮板输送机将会继续 发展，如综放工作面刮板输送机、刨煤机用输送机等继续得到发展。1.5刮板输送机改进1.5.1刮板输送机的主要问题国外几家著名公司现在生产的重型刮板输送机一般都可以整机无故障过 煤600万t以上，有些可达1200万to而国产刮板输送机的过煤量是很低的。 故提高国产设备的可靠度，是刮板输送机发展的主要问题。刮板链的强度问题是国产刮板输送机的大问题。由于磨损、疲劳、自身 质量差、锈蚀等原因，使新链条在使用 3个月后断链事故明显增多。国产刮 板输送机的联接螺栓可靠性普遍较差，机头、机尾推移部上的联接螺栓经常 出现拉断现象，
25、造成推移困难 ;铲煤板和刮板上的螺栓经常出现松动、脱落， 造成零件丢失，影响铲煤和运煤效果。影响中部槽的可靠性和寿命的主要原 因是中板的磨损和联接头强度不足。1.5.2刮板输送机的改进随着刨煤机和深截式采煤机的出现，煤矿生产进入了机械化时代。为了 适应这种情况，刮板输送机应该向沿水平方向和垂直方向可以弯曲，为采煤 机提供运输轨道，双链牵引，多电机驱动，并能随着采煤机的运行及时推移 的方向改进。同时，为与综采设备相适应，要求采用高效重型可弯曲刮板输 送机，其结构应向着短机头、大功率、高链速、高强度的中部槽和链条等方 向改进，运量不断增大，可靠性不断提高。伴随着科学技术的不断发展，大 功率工作面输
26、送机逐渐成为主流，即高产高效输送机，从而使输送机应具有 如下特点：大功率、大运量、长运距、高可靠性、长寿命，其功率和运量应 增大23倍。第 2章 刮板输送机分类及作用2.1刮板输送机的分类2.1.1按刮板链的形式分类 按刮板链的形式可将工作面刮板输送机分为四种： 中双链型； 边双链型； 准边双链型和中单链型。1.中双链型刮板输送机中双链型刮板输送机的两条圆环链在刮板中部用 E 型螺栓固定在刮板 上，链条的中心距不大于中部槽宽的 20%。由于链条不在槽帮钢内运行，链 环直径不受限制，从而可以增加链条的强度，因此，可以适用于重型和超重 型刮板输送机。有链子受力较均匀，弯曲性能较好等优点，使用效果较
27、好。 缺点是运行阻力较高，并且在煤质较硬，煤的块度大的情况下，运输效果不 佳，不宜采用。中双链链条采用长链段，两条链子必须配对出厂和使用，以保证其长度 有较小的偏差，减少受力不均现象。2.边双链型刮板输送机 边双链型刮板输送机的两条圆环链在刮板两端用连接环与刮板连接，每 节链条的长度就是刮板的间距，因此，链条都是短节。链条和连接环在槽帮 钢的槽内运行，刮板的空间较大，能运输较大的煤块，这种链子的预张力较 小，运行阻力小，适应性强，因此，得到广泛应用。缺点是两条链子受力不 均，刮板易歪斜；刮板中间受力大，易弯曲；由于链环与连接环在槽帮内运 行，空间受到限制，不能使用较大的圆环链，强度受到限制。3
28、.准边双链型刮板输送机 准边双链型刮板输送机的两条圆环链在刮板中部连接，链条的中心距不 小于中部槽宽的 50%。它具有边双链和中双链的优点，适用于超重型刮板输 送机。缺点是运行阻力高。准边双链链条也采用长链段，其要求同中双链。4.中单链型刮板输送机中单链型刮板输送机的圆环链在刮板中间用 U 型螺栓连接， 刮板两端在 槽帮内运行，这种链子结构简单，整体弯曲性能好，与边双链相比链子无受 力不均现象。与中双链相比结构更简单，不存在链子受力不均现象，且弯曲 性能更好些。缺点是一股链子强度受到限制，不适用于功率较大的输送机， 且刮板两端磨损后，稍有歪斜就易出槽。运行阻力比边双链稍高。2.1.2按卸载方式
29、分类1.端卸式刮板输送机 刮板输送机呈直线形，货载从输送机一端卸载，与输送机呈一直线，这 种型式的输送机结构比较简单，当前大部分综采工作面使用这种型式的刮板 输送机；它的缺点是空链易带回煤，增加功率消耗，卸载有一定的高度，易 产生煤尘。2.侧卸式刮板输送机 刮板输送机呈直线形，机头部搭在工作面运输巷转载机上，借助圆弧犁 形卸煤板将煤从机头架主卸载斜板呈 90?卸到转载机上，这是煤的主流，约占输煤量的70% 75%约有15%20%勺煤从副卸载斜板卸到转载机上， 这是 副流；最后约有5% 15%勺粉煤绕过链轮通过底部卸入转载机。这种输送机主要优点是侧卸式输送机卸载前由于弧形板的作用，煤平稳 地滑入
30、转载机中，避免了端卸式时的堵塞堆积和煤尘的产生，改善了劳动环 境；由于弧形板的作用将带有动量的大快煤扭转 90?，使其与转载机运行方向相同后再卸入转载机内连续运行，避免了端卸时煤流要停顿后再起动的能 量损失和对轻载机的冲击，从而降低了转载机的功率消耗，提高了传动件的 可靠性和转载机的使用寿命；从弧形板下被刮板链带走的粉煤经机头链轮卸 到回煤罩内，由返回刮板链拉到转载机上方，从机头底槽的开口卸到转载机 内，因此，减少了刮板输送机的回煤阻力；由于煤流不在端头卸载，不需要 卸载高度，因而机头高度可以降下，且伸到工作面运输巷中，采煤机可以行 走到接近机头，便于自开切口。3.直弯式刮板输送机 把工作面刮
31、板输送机与工作面运输巷转载机连成一体，把工作面的煤直接卸到工作面运输巷带式输送机上，取消了转载机。4.交叉侧卸式刮板输送机交叉侧卸式刮板输送机的机头与转载机的机尾做成一个整体。两个输送 机的上、下链相互交叉穿过，从上向下的顺序是输送机上链、转载机上链、 输送机下链、转载机下链。输送机机头上槽的煤通过弧形板转卸入转载机上 槽，输送机下链带回的煤落入转载机下槽，由转载机下链带到机尾轮后翻到 上槽运走。由于输送机的机头与转载机机尾是一个整体， 所以，推移输送机机头时， 转载机也必须随之移动。交叉侧卸式刮板输送机的特点是机头架高度比普通侧卸式低，一般可降 低200300mm。由于机头高度的降低，为采煤机自开切口创造更有利的条 件。2.1.3按中部槽结构分类1.开底式刮板输送机开底式刮板输送机就是中部槽的下槽为敞开式，目前使用较为普遍。这 种中部槽的重量轻，结构简单，下槽发生故障便于处理；缺点是刚度小，易 磨损变形，阻力大，寿命短，不适合松软地板使用。2.封底式刮板输送机封底式刮板输送机就是中部槽的下槽为封闭式。这种中部槽刚度大，刮 板链在下槽运行阻力小；由于封底与工作面底板接触面积大，适合松软底板 使用。为了便于下链的检查修理，在每隔数节中部槽安装一节带检窗口的中 部槽，窗口开在溜槽中部，尺寸以能修换链段和连接链环为度，窗口用活动 盖板盖严。
