中國礦業(yè)大學(xué) 2011 屆畢業(yè)設(shè)計11 概述刮板輸送機(jī)是一種具有撓性牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械, 是為采煤工作面和采區(qū)巷道運(yùn)煤的機(jī)械.煤礦井下運(yùn)輸機(jī)械工作任務(wù)繁重，工作條件惡劣。特別是采掘工作面的運(yùn)輸機(jī)械，要求其主要運(yùn)動部件和工作機(jī)構(gòu)（牽引機(jī)構(gòu)及承載機(jī)構(gòu)）強(qiáng)度高、剛度大、韌性好、耐磨損、抗腐蝕。刮板輸送機(jī)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。刮板輸送機(jī)是一種重要的礦山運(yùn)輸機(jī)械。由于它結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高、節(jié)能高效、輸送距離長、密封性能好且維修方便。這次我們進(jìn)行刮板輸送機(jī)的選型設(shè)計，概括起來有以下幾方面：1.了解了刮板輸送機(jī)的發(fā)展概況，生產(chǎn)目的、生產(chǎn)程序及產(chǎn)品供求情況。2.了解了刮板輸送機(jī)的生產(chǎn)方法和技術(shù)路線的選擇，工藝條件的確定以及流程的編制原則。3.了解了刮板輸送機(jī)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)格、包裝和使用要求。4.在指導(dǎo)老師的幫助下獨(dú)立的進(jìn)行刮板輸送機(jī)的簡單的設(shè)計.1.1 刮板輸送機(jī)的發(fā)展及趨勢1.1.1 我國刮板輸送機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀我國綜采機(jī)械化的應(yīng)用始于 20 世紀(jì) 70 年代末，經(jīng)過 20 多年的發(fā)展，目前我國中、小功率刮板輸送機(jī)已具備成型技術(shù)，并有成熟的制造能力，完全能夠滿足國內(nèi)市場的需求。大功率刮板輸送機(jī)通過成套引進(jìn)國外的裝備和技術(shù)，成功地進(jìn)行了國產(chǎn)化研制中國礦業(yè)大學(xué) 2011 屆畢業(yè)設(shè)計2工作，并相繼推出了一些產(chǎn)品。從總體水平上看，我國刮板輸送機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與國外相比還存在一些差距，主要表現(xiàn)在：基礎(chǔ)研究薄弱，缺少強(qiáng)有力的理論支持，計算少，靠經(jīng)驗(yàn)取值多，缺乏專門的開發(fā)分析軟件；受基礎(chǔ)工業(yè)水平的制約，國產(chǎn)輸送機(jī)制造質(zhì)量不穩(wěn)定，元部件的可靠性還有待提高；大功率刮板輸送機(jī)的關(guān)鍵部件仍需進(jìn)口，有待進(jìn)一步研發(fā)并國產(chǎn)化；安全性和可靠性的不穩(wěn)定，直接制約了煤礦的生產(chǎn)效率，從而不能從根本上降低使用成本；煤礦管理水平落后，資金不足，礦工不按操作規(guī)程操作等，也間接增加了輸送機(jī)發(fā)生故障的機(jī)會，從而不能最大限度地發(fā)揮設(shè)備的設(shè)計能力 1。在上個世紀(jì) 90 年代后，在新技術(shù)革命的帶動下，煤礦開采技術(shù)與設(shè)備迅速發(fā)展，為適應(yīng)市場需要，國內(nèi)煤機(jī)制造廠家、煤礦生產(chǎn)企業(yè)和科研院所積極合作，通過借鑒和吸收國外先進(jìn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝手段，應(yīng)用機(jī)電一體化和自動化技術(shù)，開發(fā)新材料、新產(chǎn)品，研制、開發(fā)了高生產(chǎn)能力、高性能的工作面刮板輸送機(jī)逐漸形成了多系列、多結(jié)構(gòu)類型的刮板輸送機(jī)產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)了礦井高產(chǎn)高效和集約化生產(chǎn)。20 世紀(jì) 50 年代廣泛使用 SGD-11、SGB-11 型刮板輸送機(jī)，因不能橫向彎曲自移，工作面推進(jìn)后要大拆大卸重新安裝，占用時間長，勞動強(qiáng)度大，再加上強(qiáng)度不足，功率小，即使沿工作面分段放炮，仍不斷發(fā)生超載事故。在逐步換用 SGD-20 型和 SGD-30 型刮板輸送機(jī)后，工作面的生產(chǎn)能力雖然有所提高，但仍不能彎曲自移，憑人力搬運(yùn)十分笨重，而且輸送機(jī)與煤壁距離較遠(yuǎn)，要人力攉煤 8。到了 70 年代，隨著采煤機(jī)的大量應(yīng)用，出現(xiàn)了SGW-40、SGW-44 型可彎曲刮板輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)了不解體和不停運(yùn)分段自移，運(yùn)輸能力提高到 200 t/h。80 年代以來，工作面運(yùn)輸設(shè)備發(fā)展很快，由于各種新型采煤機(jī)的出現(xiàn)，刮板輸送機(jī)已大為改觀。因采煤機(jī)要在輸送機(jī)上行走，不僅要求輸送機(jī)強(qiáng)度大，保證采煤機(jī)工作穩(wěn)定，且要與采煤機(jī)生產(chǎn)能力相匹配，促使刮板輸送機(jī)不斷向重型化發(fā)展。代表機(jī)型有 SGW-150 和中國礦業(yè)大學(xué) 2011 屆畢業(yè)設(shè)計3SGW-250 型。隨著大功率采煤機(jī)的出現(xiàn)，一些刮板輸送機(jī)的功率已達(dá)800900 kW，運(yùn)輸能力達(dá) 20002500t/h，能適應(yīng)工作面單產(chǎn) 300400萬 t/a 的生產(chǎn)規(guī)模要求 3。90 年代刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力以達(dá)到3500t/h，槽寬也相應(yīng)的從 730760mm 增大到 9801100mm，鏈速從 1m/s左右增大到 1.57m/s，刮板輸送機(jī)的功率已達(dá) 1600kW。1.1.2 國外刮板輸送機(jī)發(fā)展概況自世界上第一臺刮板輸送機(jī)誕生以來，經(jīng)歷了半個多世紀(jì)的不斷研究、試驗(yàn)、改進(jìn)，刮板輸送機(jī)已成為煤礦運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。目前世界上生產(chǎn)刮板輸送機(jī)的國家主要有德國、美國、英國、澳大利亞、日本等，機(jī)型從輕型、中型到重型、超重型，裝機(jī)功率已發(fā)展到 3700kW。保護(hù)形式有：彈性聯(lián)軸器、限矩型液力耦合器、雙速電機(jī)、調(diào)速型液力耦合器、軟啟動(CST 可控傳動裝置、閥控調(diào)速型液力耦合器、交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)三種軟啟動裝置)等等 4。上個世紀(jì) 90 年代后期，國外工作面刮板輸送機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到 3700kW或 3855kW，現(xiàn)在已達(dá)到 31250kW，溜槽內(nèi)寬也由 1000mm 擴(kuò)大到1250mm，鏈條直徑 4852，中板厚度 50mm 以上，運(yùn)輸能力達(dá)到4500t/h 以上 1。目前，國外工作面輸送機(jī)的運(yùn)輸能力最大可達(dá) 2500t/h，水平運(yùn)距可超過 300m，鏈子直徑達(dá)到 34mm，而且出現(xiàn)了比同直徑圓環(huán)鏈強(qiáng)度高的橢圓截面刮板鏈和采用新工藝生產(chǎn)的緊湊鏈等新型鏈子。使用電機(jī)單臺功率超過400kW，整機(jī)功率超過 1000kW，減速箱、中部槽等部件采用了新的材料和制造工藝，因而使用壽命大大提高，減速箱整體大修壽命達(dá) 3 年以上，溜槽過煤量可超過 200 萬噸 5。英國于 1986 年安裝了 9 臺雙中鏈側(cè)卸式刮板輸送機(jī)，溜槽制造工藝和材料都有一些突破，使用壽命大大提高。為解決液力聯(lián)軸器在過載或輸送機(jī)被卡死的情況下噴出高溫油而引起火災(zāi)、瓦斯爆炸等事故問題，人們也研制成功了防火液力聯(lián)軸器。用水代替液壓油做媒中國礦業(yè)大學(xué) 2011 屆畢業(yè)設(shè)計4介的新型液力聯(lián)軸器的研究工作亦有所進(jìn)展。隨著綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)能力的不斷提高，刮板輸送機(jī)主要的發(fā)展趨勢是：1）大輸送量。世界上已出現(xiàn)日產(chǎn) 12000 噸的綜合工作面，刮板輸送機(jī)的生產(chǎn)能力已達(dá)到每小時 2000 噸。2）長輸送距離，為了加長采區(qū)階段開采，刮板輸送機(jī)的長度已打 300 米。3）大直徑圓環(huán)鏈。為了增加刮板鏈的強(qiáng)度，已制出 38*137mm 的圓環(huán)鏈，其破斷強(qiáng)度達(dá) 1820KN。4）大中部槽，邊雙鏈中部槽高度為 268mm，中單鏈和中雙鏈中部槽高度為255mm，槽寬達(dá) 9301030mm，中板厚度達(dá) 30mm，槽間聯(lián)結(jié)強(qiáng)度達(dá)3000KN。長使用壽命：大運(yùn)量（600 噸/時） 。中部槽的過煤量在 200 萬噸以上，中運(yùn)量（300600）噸/時中部槽的過煤量為 150 萬噸左右，減速器設(shè)計壽命 10000 小時，整機(jī)大修壽命 3 年以上（采用封底）和可更換中板及上鏈道的中部槽.隨著我國煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展，煤礦機(jī)械化程度也不斷提高。我國緩傾斜煤層工作面較多，刮板輸送機(jī)的應(yīng)用極廣、數(shù)量頗大；又由于我國煤炭資源豐富、分布寬廣，地質(zhì)條件多變，為適應(yīng)不同條件，需要多種型號的刮板輸送機(jī)。歷年來，我國使用、仿制及自行設(shè)計的刮板輸送機(jī)，據(jù)不完全統(tǒng)計，品種多達(dá) 30 余種。這些產(chǎn)品均不外乎上述三個發(fā)展階段的類型，如 SGB-13 型、SGD-20 型等刮板輸送機(jī)，即屬于第一階段的產(chǎn)品類型；SGW-44 型和 SGW-80 型可彎曲刮板輸送機(jī)屬于第二階段的產(chǎn)品類型而 SGW-150 型和 SGW-250 型可彎曲刮板輸送機(jī)則屬于第三階段的產(chǎn)品類型。1.2 刮板輸送機(jī)的使用范圍和主要類型刮板輸送機(jī)適用于煤層傾角不超過 25的采煤工作面，但對于間作采中國礦業(yè)大學(xué) 2011 屆畢業(yè)設(shè)計5煤機(jī)軌道與機(jī)組配合工作的刮板輸送機(jī)，適用的煤層角度一般不超過 10 度。煤層傾角大時，要采用防滑措施。此外，在采煤工作面下順槽和聯(lián)絡(luò)眼都可以使用刮板輸送機(jī)運(yùn)送煤炭。目前，采煤工作面多使用可彎曲刮板輸送機(jī)，以適應(yīng)機(jī)械化、綜合機(jī)械化采煤的需要，與相應(yīng)的采煤機(jī)、金屬支架或自移式液壓支架配套使用。刮板輸送機(jī)的電動機(jī)功率從 7.5KW-1000KW 輸送能力從 30t/h-3000t/h之間，常用的分類方式有以下幾種：（1）按牽引的條數(shù)和布置方式，可分為單中鏈、邊雙聯(lián)和中雙鏈及三鏈型刮板輸送機(jī)。 、（）按溜槽的布置方式，可分為重疊式和并列式溜槽刮板輸送機(jī)。（）按溜槽的結(jié)構(gòu)，可分為開底式和封底式溜槽刮板輸送機(jī)。（）按卸載方式，可分為端卸式和側(cè)卸式刮板輸送機(jī)。（）按功率大小，可分為輕型（單電動機(jī)額定功率小于或等于KW） 、中型（大于KW,小于等于KW）和重型（大于KW）刮板輸送機(jī)。1.3 刮板輸送機(jī)的主要特點(diǎn)：刮板輸送機(jī)的主要特點(diǎn)：1、優(yōu)點(diǎn)由于它機(jī)身低矮，可以彎曲，運(yùn)輸能力大，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，能適應(yīng)采煤工作面較惡劣的工作條件，并可作為采煤機(jī)運(yùn)行軌道，有時還作為移置液壓支架的支點(diǎn)：在推移刮板輸送機(jī)時，鏟煤板可自動清掃機(jī)道浮煤；擋煤板后面有安全電纜、水管的槽架，并對電纜、水管起保護(hù)作用，推移輸送機(jī)時，電纜、水管隨著同時移動。所以刮板輸送機(jī)現(xiàn)在仍是緩傾斜長臂式采煤工作面唯一的煤炭運(yùn)輸設(shè)備。中國礦業(yè)大學(xué) 2011 屆畢業(yè)設(shè)計62、缺點(diǎn)運(yùn)行阻力大，耗電量高，溜槽磨損嚴(yán)重；使用維護(hù)不當(dāng)時易出現(xiàn)掉鏈、漂鏈、卡鏈、甚至斷鏈等事故，影響正常運(yùn)行。1.4 刮板輸送機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)組成刮板輸送機(jī)是一種有撓性牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械。敞開的溜槽，作為煤炭、矸石或物料等的承受件,進(jìn)入溜槽的物料受到刮板鏈條的牽引作用.當(dāng)機(jī)頭傳動部啟動后，帶動機(jī)頭軸上的鏈輪旋轉(zhuǎn)，鏈條轉(zhuǎn)動時會帶動固定刮板運(yùn)動，從而使刮板鏈循環(huán)運(yùn)行帶動物料沿著溜槽移動，直至到機(jī)頭部卸載。刮板鏈繞過鏈輪作無級閉合循環(huán)運(yùn)行，完成物料的輸送。各種類型的刮板輸送機(jī)的組成部件的型式和布置方式不完全相同，但主要結(jié)構(gòu)和基本組成部件是相同的。刮板輸送機(jī)一般是由機(jī)頭部、 ；機(jī)身部和機(jī)尾部三部分組成。 （在部件組成內(nèi)容中加作用與功能的內(nèi)容簡介）刮板輸送機(jī)的組成部件：1、機(jī)頭部：由機(jī)頭架和安裝其上的鏈輪組件、聯(lián)軸器、減速箱和電動機(jī)組成。2、機(jī)尾部：機(jī)尾架、鏈輪組件、聯(lián)軸器、減速箱、電動機(jī)。3、機(jī)身部：中部槽、刮板鏈、鏟煤板、擋煤板。4、輔助裝置：主要包括緊鏈裝置、推移裝置、和錨固定裝置。2 刮板輸送機(jī)的選型設(shè)計計算在礦井設(shè)計時或在生產(chǎn)現(xiàn)場，工作面運(yùn)輸設(shè)備的選擇，一般是根據(jù)刮板輸送機(jī)產(chǎn)品系列及制造廠產(chǎn)品說明書介紹的技術(shù)特征及其適用條件來選擇型號，并決定其臺數(shù)。但產(chǎn)品說明書中所列鋪設(shè)長度一般均為水平長度或一定傾角煤層（如 10傾角）向下運(yùn)煤時的，實(shí)際上鋪設(shè)長度和工作面長中國礦業(yè)大學(xué) 2011 屆畢業(yè)設(shè)計7度和煤層傾角，煤層厚度等條件各不相同，所以需要驗(yàn)算所選刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力、電動機(jī)功率和刮板鏈強(qiáng)度，并確定應(yīng)鋪設(shè)幾臺刮板輸送機(jī)，每臺刮板輸送機(jī)應(yīng)安裝幾臺電動機(jī)。我國刮板輸送機(jī)的型號較多，無論是炮采，機(jī)采或綜合機(jī)械化采煤，都有適應(yīng)的刮板送機(jī)，基本上能滿足各種條件下的使用。刮板輸送機(jī)選型得當(dāng)是刮板輸送機(jī)安全使用的第一步。1炮采工作面選型的要求。炮采工作面要根據(jù)煤層的厚薄選用輕型刮板輸送機(jī)。頂板較好的工作面，可選用輕型可彎曲的刮板輸送機(jī)，以便整體移設(shè)，縮短回采作面的非生產(chǎn)時間。頂板較差的工作面，應(yīng)選用中部槽較窄，可分解移設(shè)的刮板輸送機(jī)，以適應(yīng)工作面的頂板管理，確保安全生產(chǎn).2 采煤機(jī)械化對刮板輸送機(jī)的要求采煤機(jī)械化特別是綜合機(jī)械化，已經(jīng)使刮板輸送機(jī)，采煤機(jī)，及液壓支架構(gòu)成了不可分割的整體。無論在結(jié)構(gòu)上或運(yùn)轉(zhuǎn)上都是相互關(guān)聯(lián)又相互制約的。為實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，要求刮板輸送機(jī)除了要完成運(yùn)煤，清理機(jī)道浮煤外，還要作為采煤機(jī)或刨煤機(jī)運(yùn)行的軌道，以及液壓支架向前移動的支點(diǎn)。此外，還要求能在輸送機(jī)上設(shè)置存放電纜，水管和通訊系統(tǒng)的裝置；采用無鏈牽引采煤機(jī)時，刮板輸送機(jī)上還應(yīng)設(shè)有采煤機(jī)行走用的齒條，鏈滾和鏈環(huán)等裝置。3 刮板輸送機(jī)與采煤機(jī)的配合原則。1）刮板輸送機(jī)的輸送能力必須與采煤機(jī)或刨煤機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，應(yīng)該輸送機(jī)的能力等于或大于采煤機(jī)或刨煤機(jī)的能力。2）刮板輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及附件必須能密切與采煤機(jī)機(jī)構(gòu)相配套，如采煤機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)，行政及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，底托架及滑靴機(jī)構(gòu)，電纜及水管的移動方法，是否要求自開切口，是否往更多采煤以及是否連鎖控制等。4 刮板輸送機(jī)與液壓支架的配合原則中國礦業(yè)大學(xué) 2011 屆畢業(yè)設(shè)計81）刮板輸送機(jī)中部槽的結(jié)構(gòu)要與支架的架型相匹配。 2）中部槽的長短要與支架寬度相適應(yīng)。3）中部槽擋煤板座要與支架推溜千斤頂連接裝置相配套。根據(jù)這四項基本原則和實(shí)地考察，并綜合老師及工廠師傅的建議，我們選擇了 SGW-150C 型刮板輸送機(jī)的設(shè)計計算。2.1 設(shè)計原始參數(shù)和要求原始參數(shù)是機(jī)械設(shè)計的依據(jù)，不論是結(jié)構(gòu)形式的選擇，還是理論分析計算，它都起著決定性的作用。對于刮板輸送機(jī)的設(shè)計，其主要原始參數(shù)如下：1、設(shè)計生產(chǎn)率和運(yùn)輸距離 這是刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力和鋪設(shè)長度的設(shè)計依據(jù)。2、輸送對象的物理性質(zhì) 主要是指物料的動堆積角、松散容量、阻力系數(shù)等。3、工作環(huán)境及生產(chǎn)工藝 刮板輸送機(jī)的使用場地不同而結(jié)構(gòu)要求不同。在采煤工作面，炮采和機(jī)采的工藝不同，其結(jié)構(gòu)也不同。因此必須了解工作環(huán)境、生產(chǎn)工藝、鋪設(shè)傾角、運(yùn)輸方向、和底版等情況。4、與配套設(shè)備相關(guān)的技術(shù)條件 工作面和刮板輸送機(jī)主要與采煤設(shè)備和支護(hù)設(shè)備配套，而采煤設(shè)備有滾筒采煤機(jī)、刨煤機(jī)等。支護(hù)設(shè)備有液壓支架等。無論何種設(shè)計，都要求技術(shù)上，經(jīng)濟(jì)上的合理性是相對性的。而比較的條件就是工作需要，即對所設(shè)計的設(shè)備的技術(shù)要求。刮板輸送機(jī)一般是應(yīng)用在采煤工作面，根據(jù)采煤工作面的基本條件和工藝要求，其結(jié)構(gòu)有如下基本要求：1、左右工作面能通用，能正反方向運(yùn)行。2、便于井下拆裝、運(yùn)輸和穩(wěn)定，且操作方便簡單。3、同類型零部件能通用互換。并有足夠的剛度、強(qiáng)度和耐磨性。中國礦業(yè)大學(xué) 2011 屆畢業(yè)設(shè)計94、具有適合配套設(shè)備工作要求的附屬裝置及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式。5、能適合采煤面的生產(chǎn)條件。刮板輸送機(jī)主要用于緩傾斜工作面的運(yùn)煤。有時，也用作采區(qū)順槽及上、下山的運(yùn)煤設(shè)備。在地面生產(chǎn)系統(tǒng)和選煤廠中，固定式的刮板輸送機(jī)可用來向各個煤倉配煤。技術(shù)特征表見表 2.12.2 運(yùn)輸生產(chǎn)能力計算表 2.1 技術(shù)特征項 目 單 位 數(shù) 值設(shè) 計 長 度 m 100 出 廠 長 度 m 80輸 送 量 th 80刮板鏈速度 ms 0.88電 動 機(jī) 型 號 - JDSB-30額 定 功 率 KW 30額定轉(zhuǎn)速 rmin 1470額定電壓 (Y)V 6601140減 速 器 速 比 - 1：22.24刮 板 鏈 型 式 - 邊 雙 鏈