中单链型刮板输送机设计

摘要
刮板输送机是综采工作面配套设备的重要组成部分,是煤炭装运的第一个环节。因此，刮板输送机的输送能力在很大程度上决定了采煤工作面的生产能力和效率。然而，我国生产技术落后，目前设计生产的刮板输送机装机功率小,输送能力低,运输距离短，耐久性差,可靠性低，寿命短。综合分析我国刮板输送机的使用现状，设计制造高性能的刮板输送机迫在眉睫。本文首先综合比较了各种类型输送机的特点，根据实际情况选用了中单链型刮板输送机。而后，对中单链型刮板输送机进行了总体结构设计。对机头传动装置、过渡槽、中部槽、刮板链、刮板、链轮、机尾等主要部件进行了技术分析和结构设计，完成了中单链型刮板输送机的整体设计。此次设计的中单链型刮板输送机左右两侧对称，可以在两侧壁上安装减速器，以适应左、右采煤工作面的需要。另外，可以很容易将机尾改装成机头，而适应各种特殊情况。此次设计的中单链型刮板输送机的特点是结构简单,受力均匀,运行平稳,摩擦阻力小,溜槽利用率高，弯曲性能好,不易出现堵塞，具有很强的适应性。
关键词：刮板输送机；中部槽；圆环链

Subject  : Design of The Center Simple Chain Scraper Conveyer
Speciality : Mechanical Design and Manufacturing & Their Automation
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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，发达国家纷纷推出全新的高产高效输送机,其特点为大功率、大运量、长运距、高可靠性、长寿命。而我国生产技术落后，目前设计生产的刮板输送机装机功率小,输送能力低,运输距离短，耐久性差,可靠性低，寿命短，我国目前的刮板输送机的技术水平只相当于80年代初期的国际水平,落后于国际先进水平10～15年，目前尚没有自己的高产高效输送机，高产高效工作面的配套设备还只能依靠进口。而刮板输送机是综采工作面配套设备的重要组成部分,是煤炭装运的第一个环节,在很大程度上决定了采煤工作面的生产能力和效率，因此，研究制造自己的高产高效输送机迫在眉睫。作为新时代的大学生，是祖国的未来，理应为祖国的繁荣昌盛做出自己应有的贡献，结合中国的刮板输送机现状，我设计了中单链型刮板输送机，本文首先综合比较了各种类型输送机的特点，根据实际情况选用了中单链型刮板输送机。而后，经过半年的思考钻研对中单链型刮板输送机进行了总体结构设计。对机头传动装置、过渡槽、中部槽、刮板链、刮板、链轮、机尾等主要部件进行了技术分析和结构设计，完成了中单链型刮板输送机的整体设计。此次设计的中单链型刮板输送机的特点是结构简单,受力均匀,运行平稳,摩擦阻力小,溜槽利用率高，弯曲性能好,不易出现堵塞，具有很强的适应性。

方案选定
刮板输送机链条在溜槽内布置方式，常用的有中单链、中双链及边双链。其特点分别是：
a. 中单链。刮板在溜槽内起导向作用，一条链条位于刮板中心。其特点是结构简单，弯曲性能好，链条受力均匀，溜槽磨损小。其缺点是过煤空间小，机头尺寸较大，能量消耗较大。
b. 边双链。链条和连接环起向导作用，链条位于刮板两端。其特点是过煤空间大，消耗能量小。其缺点是水平弯曲时链条受力不均匀，溜槽磨损较大。
c. 中双链。刮板在溜槽内起向导作用，两条链条在刮板中间，其间距不小于槽宽的20%，其特点是链条受力均匀，溜槽磨损小，水平弯曲性能好，机头尺寸较小，单股链条断时处理方便。缺点是过煤空间小，能量消耗大。
综上，中单链刮板输送机的特点是结构简单,事故少,受力均匀,运行平稳,摩擦阻力小,溜槽利用率高和弯曲性能好,在输送机上不易出现堵塞。缺点是预张力较大。中单链可弯曲刮板输送机系列适用于厚度在0.8米以上，倾角在 ±15°之间的缓倾斜工作面，也可用于顺槽及煤巷掘进面。本机主要适用于缓倾斜中厚煤层长壁式经济综采或高档普采的回采工作面，在放顶煤回采工作面应用也越来越多，可与采煤机、液压支架等设备配套，以实现回采工作面的落煤、装煤、运煤、支护和工作面的连续作业等。又考虑到所设计的刮板输送机的运输功率比较小和上述各种链型的特点，选用中单链型刮板输送机。
目前，刮板输送机的机头、机尾部采用螺栓连接，而连接螺栓强度不足，容易断裂，可靠性不高，为此，本次设计机头、机尾部采用焊接板式，这样可以减少螺栓连接不但可以提高可靠性，而且可以减少孔和螺纹的加工而减少工序，降低成本。另外，考虑设计的输送机运输量较低，功率比较小，因此，即使重载启动需要的电动机转矩也不会太大，电动机和减速器用弹性联轴器连接就可以满足要求，这样不使用液力耦合器，不但可以减小机头的体积和重量，也省掉了向工作面输送工作液等过程,减少了材料消耗和对环境的污染,没有因密封漏油而失效的问题，从而可以降低成本，提高经济性。
刮板链的强度问题一直是困扰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。为此，链条将采用圆环链，既有利于降低机身高度,增大装煤量,又有足够强度。
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,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，使中部头强度不足。因此，中部槽采用整体铸造和轧制,尽量减少螺栓联接，为了减少空载功率消耗,中部槽采用封底结构取消铲、挡板的联接螺栓,提高工作可靠性。

目  录
1  前言 1
2  方案选定……………………………………………………………………..3
3  刮板输送机的整体设计计算………………………………………………5
3.1  任务书要求 …………………………………………………………5
3.2  运输能力 ……………………………………………………………5
3.3  运行阻力……………………………………………………………..6
3.4  电动机功率P 15
3.5  圆环链的选择计算 16
3.6  刮板链的安全系数 16
4  传动系统 18
5  结构设计 19
5.1  驱动装置位置的确定 19
5.2  刮板输送机结构的基本要求 22
5.3  机头部 23
5.4  机尾部 25
5.5  中部槽及附属部件 25
5.6  紧链装置 26
5.7  推移装置 27
5.8  锚固装置 27
6  传动部件及其零件的设计 28
6.1  圆环链链环的结构和规格 28
6.2  圆环链接链环的结构型式 28
6.3  圆环链的性能指标 31
6.4  圆环链链轮的齿形参数和几何计算 33
6.5  链轮连接 38
6.6  圆环链和链轮的啮合特性 38
6.7  圆环链链轮的技术条件 41
6.8  圆环链链轮的几何计算 42
6.9  刮板 45
6.10 刮板的间距 46
6.11刮板与链条的连接 47
7  技术经济分析 48
8  总结 49
致谢 50
参考文献 51
附录 53

                          全机明细表  
序号 代  号 名    称 数 量 材料或规格 每件净重 备   注
1 0100 机头部 1   部件
2 0101 法兰垫块1 14 铸铁  
3 0102 垫块2 4 铸铁  
4 0103 垫板 2 Q235  
5 0104 底板 1 铸钢  
6 0105 拉环 1 铸钢  
7 0106 顶板 1 铸钢  
8 0107 减速器 1   DCZ160-20-ⅠS

9 0108 底板 1 铸钢  
10 0109 盖板 1 铸钢  
11 0110 轴承端盖 3 铸铁  
12 0111 侧板4 3 铸钢  
13 0112 侧板5 3 铸钢  
14 0113 盲轴 3 45#  
15 0114 链轮 2 40Cr  
16 0115 端盖 4 铸钢  
17 0116 套筒2 4 铸钢  
18 0117 密封圈 4 橡胶  
19 0118 侧板1 1 铸钢  
20 0119 侧板2 1 铸钢  
21 0120 侧板3 1 铸钢  
22 0121 轴承端盖 1 铸钢  
23 0122 套筒1 4 Q235  
24 0123 调整垫片 6 铸钢  
25 0124 护轴板 1 铸钢  
26 0200 机头过渡槽 1   部件
27 0201 中板 51 铸钢  
28 0202 底板1 1 铸钢  
29 0203 侧板 1 铸钢  
30 0204 底板2 1 铸钢  
31 0300 中部槽 51   部件
32 0301 限位销 52 Q235  
33 0302 哑铃销 52 Q235  
34 0303 中部槽架 51 铸钢  
35 0304 模块 104 Q235  
36 0305 中部槽 51 铸钢  
37 0400 机尾过渡槽 1   部件
38 0401 中板 1 铸钢  
39 0402 顶板 1 铸钢  
40 0403 侧板 1 铸钢  
41 0500 机尾部 1   部件
42 0501 链轮 2 40Cr  
43 0502 套筒1 4 铸钢  
44 0503 套筒2 4 铸钢  
45 0504 轴承端盖 4 铸钢  
46 0505 盖板 4 铸钢  
47 0506 侧板1 4 铸钢  
48 0507 侧板2 4 铸钢  
49 0700 刮板链 1   部件
50 0701 中板 51 铸钢  
51 0702 接链环 154 40Cr  
52 0703 圆环链 154 40Cr  
53 0704 U性螺栓 125 Q235  
54 0702-1 半链环 308 40Cr  
55 0702-2 钢丝 154 Q235  
56 0702-3 套筒 154 铸钢  
标          准                件　
　
57 GB5782 螺栓M10*35 42   
58 GB5782 螺栓M12*40 24   
59 GB5782 螺栓M16*40 24   
60 GB5782 螺栓M20*40 48   
61 GB6170 螺母M10 46   
62 GB6170 螺母M12 24   
63 GB6170 螺母M16 24   
64 GB6170 螺母M20 48   
65 GB97.1 垫圈10 42   
66 GB97.1 垫圈12 24   
67 GB97.1 垫圈20 48   
68 GB97.1 垫圈16 24   
69 　 弹性垫圈20 16   
70 GB893.1-86 孔用弹性挡圈-A型 8   
71 GB894.1-86 轴用弹性挡圈-A型 8   
72 
1   
73 YB132M-4JB5338—1991 1   电机