目錄1概述 11.1輸送機的發(fā)展趨勢 31.2刮板輸送機的機構(gòu)與作用 41.3刮板輸送機的工作情況 51.4方案選定 52主要部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求 62.1機頭部 72.1.1機頭架 72.1.2鏈輪 72.1.1減速器 72.1.4盲軸 92.1.5聯(lián)軸器 92.1.6電動機 102.2機尾部 102.3中部槽及附屬部件.....................................................................................................102.4刮板鏈 122.5緊鏈裝置 132.6推移裝置 152.7錨固裝置 153傳動部的設(shè)計及計算 153.1主要技術(shù)參數(shù) 163.2電動機的選擇 16運算能力計算.......................................................................................................17估算減速器的輸出轉(zhuǎn)速....................................................................................173.3總傳動比及傳動比的分配 183.3.1總傳動比的確定...........................................................................................183.3.2傳動比的分配 183.4傳動部設(shè)計計算 183.4.1各軸轉(zhuǎn)速計算 183.4.2各軸功率的計算 193.4.3各軸扭矩的計算 193.4.4第一級圓錐齒輪傳動的計算 203.4.5第二級圓柱齒輪傳動的計算...................................................................243.4.6第三級圓柱齒輪傳動的計算...................................................................293.5軸的設(shè)計及強度校核 343.5.1高速軸Ⅰ軸的設(shè)計 353.5.2Ⅱ軸的設(shè)計 393.5.3Ⅲ軸的設(shè)計 413.5.4IV軸的設(shè)計 443.6鍵的設(shè)計與強度校核 503.6.1普通平鍵 503.6.2花鍵 513.7減速器軸承的校核 543.7.1驗算Ⅰ軸軸承壽命 543.7.2驗算Ⅱ軸軸承壽命 553.7.3驗算Ⅲ軸軸承壽命 553.7.4驗算輸出軸軸承壽命 56結(jié)論 60參考文獻 61英文翻譯 621英文原文 622中文翻譯 69致謝 70概述1.1輸送機的發(fā)展趨勢全套圖紙，加153893706我國刮板輸送機在產(chǎn)品種類上已經(jīng)與國外產(chǎn)品基本相同，一些中小型產(chǎn)品可以滿足一般煤礦開采的需要，可是在一些高端產(chǎn)品和技術(shù)方面，尤其是一些關(guān)鍵零部件的可靠性、設(shè)備的白動化等方面和國外設(shè)備還有一定的差距。

近年來，隨著科學技術(shù)的不斷進步，一些新的技術(shù)也不斷應(yīng)用于刮板輸送機。液力偶合器、限矩摩擦離合器、調(diào)速偶合器等軟啟動技術(shù)用于設(shè)備的過載保護二液壓緊鏈器、白動伸縮機尾等機電一體化技術(shù)用于設(shè)備的自動化控制，以盡可能的減輕煤炭開采的勞動強度，提高煤礦生產(chǎn)效率。而且，一些速度、溫度等工礦監(jiān)測、監(jiān)控裝置也正在不斷的應(yīng)用于刮板輸送機。

與國外刮板輸送機存在的差距輸送能力方面的差距：上個世紀90年代后期，國外工作面刮板輸送機裝機功率達到3x700kw或3x855kw，現(xiàn)在已達到3x1250kw，溜槽內(nèi)寬也從l000mm擴大至1250mm，中板厚度50mm以上，運輸能力達到4500t/h以上。目前國內(nèi)使用的屯型刮板輸送機裝機功率多為2x525kw或2x700kw，個別的使用2x855kw，溜槽內(nèi)寬1000或1200mm，運輸能力達到2500t/h或3000t/h，中板厚度為45mm。

關(guān)鍵零部件壽命差距:我國生產(chǎn)的刮板輸送機的主要零部件壽命大都低于國外先進水平，其中關(guān)鍵零部件，如環(huán)鏈和中部梢。有資料表明：國外大于φ34的回環(huán)鏈過煤量在200萬t，國內(nèi)同規(guī)格的圓環(huán)鏈過煤量100萬t左右。而且國外規(guī)格為φ42圓環(huán)鏈過煤最可達400--500萬t，國外重型刮板輸送機中部槽過煤城保證值為600萬t，最高壽命可達1200萬t，而國產(chǎn)中部槽過煤量只有400--500萬t。

造成這種壽命差距的主要原因是國內(nèi)沒有研制、開發(fā)出生產(chǎn)這些關(guān)鍵零部件的材料，國內(nèi)重型刮板輸送機中部槽用的中板、鏈條等關(guān)鍵材料都是依靠進口，這樣造成國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品總是滯后于國外產(chǎn)品。

未來刮板輸送機發(fā)展的趨勢:1.設(shè)備重型化設(shè)備屯型化是煤炭集約化生產(chǎn)、高強度開采．單機單產(chǎn)不斷提高的要求，也是提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)約投資、降低生產(chǎn)成本的屯要途徑。屯型化集中表現(xiàn)為生產(chǎn)能力大，裝機功率不斷增大，電壓高。未來兒年，國內(nèi)“一礦一面、一個采試、一條生產(chǎn)線”的礦試將逐漸增多，工作面長度300m左右。這些工作面可將實現(xiàn)日產(chǎn)2--3萬t，年產(chǎn)5--10Mt，這樣就需要刮板輸送機裝機功率2000-3000kw，輸送能力高達4000t/h。

2.設(shè)備自動化沒備自動化是提高勞動生產(chǎn)率、減輕勞動強度、保障安全的屯要手段。刮板輸送機的自動化主要是根據(jù)刮板輸送機啟動、運行中的負載狀況、采煤機的截割速度、采煤機的位置隨時調(diào)整輸送機的運行參數(shù)，實現(xiàn)自我控制，保證設(shè)備的安全、可靠運行，以更好的發(fā)揮設(shè)備的效率。并且，對采煤機、液壓支架、刮板輸送機實現(xiàn)聯(lián)動作業(yè)，最終實現(xiàn)工作面自動化。

3.設(shè)備智能化設(shè)備智能化是通過一些監(jiān)測和監(jiān)控裝置，對刮板輸送機運行過程監(jiān)控，實現(xiàn)工況檢測和故障診斷。如通過對輸送機電機電壓、電流、功率及溫升等監(jiān)測以監(jiān)視多電機驅(qū)動時電動功率分配及供電系統(tǒng)的工況。通過對減速器油質(zhì)、油位、溫升、鏈輪軸組、刮板鏈的運行等進行過程控制，并對運行狀況進行預測，使設(shè)備維修可以從事前進行計劃，提高故障維修方法和處理方案，使排除故障的時間盡可能的減少。1.2刮板輸送機的機構(gòu)與作用礦用刮板輸送機是一種有撓性牽引機構(gòu)的連續(xù)輸送機械。它的牽引構(gòu)件是刮板鏈，承載裝置是溜槽。在綜采工作面，為了與采煤機、液壓支架配合使用，在溜槽的采空區(qū)側(cè)設(shè)有擋煤板及擋煤板座、導向管（鏈牽引采煤機用）、齒條、銷軌或埋鏈（無鏈牽引采煤機用）。刮板輸送機在綜采工作面中起著承載、運煤和采煤機導向以及液壓支架推移支承等作用，是整套綜采設(shè)備的“中堅”，其性能、可靠程度和壽命是綜采工作面正常生產(chǎn)和取得良好技術(shù)經(jīng)濟效果的重要保證。1.3刮板輸送機的工作情況刮板輸送機是為采煤工作面和采區(qū)巷道運煤布置的機械。它的牽引機構(gòu)是刮板鏈，承載裝置是中部槽，刮板鏈安裝在中部槽的槽面。中部槽沿運輸路線全線鋪設(shè)，刮板鏈繞經(jīng)機頭、機尾的鏈輪接成封閉行置于中部槽中，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。輸送機全長溜槽都可裝煤，裝入中部槽中的煤被刮板鏈拖拉，在中部槽內(nèi)滑行到卸載端卸下。一般的刮板輸送機能在25°以下的條件使用。刮板輸送機在使用只能感要受拉、壓、彎曲、沖擊摩擦和腐蝕等多種作用，因此，必須有足夠的強度、剛度、耐磨和耐腐蝕性。由于它的運輸方式是物料和刮板鏈都在槽內(nèi)滑行，因此運行阻力和磨損都很大。但是，在采煤工作面運煤，目前還沒有更好的機械可代替，只能從結(jié)構(gòu)上、強度上和制造工藝上不斷研究，使它更加完善、耐用。刮板輸送機是綜采工作面中工況條件惡劣、負載狀況復雜的關(guān)鍵運輸設(shè)備。由于難起動，負載變化劇烈，多機驅(qū)動中各電機負載分配失衡和負載振蕩等問題，造成刮板輸送機傳動系統(tǒng)和鏈條組件中應(yīng)力過大，受沖擊厲害使溜槽磨損嚴重甚至電機燒毀損壞，直接影響刮板輸送機的可靠性及壽命。驅(qū)動裝置是刮板輸送機的心臟，其性能的好壞和功能的完善程度與刮板輸送機整機的運行品質(zhì)、可靠性和壽命密切相關(guān)。1.4方案選定刮板輸送機鏈條在溜槽內(nèi)的布置方式，常用的有中單鏈、中雙鏈和邊雙鏈三種。其特點分別是：a.中單鏈型刮板輸送機。刮板上的鏈條位于刮板中心，刮板在中部槽內(nèi)起導向作用。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，便于維護，彎曲性能好，鏈條受力均勻，溜槽磨損小，斷鏈事故少。其缺點是過煤空間小，機頭尺寸較大，能量消耗較大。b.邊雙鏈型刮板輸送機。刮板上的鏈條位于刮板兩端，鏈條和連接環(huán)在中部槽內(nèi)起導向作用。其特點是過煤空間大，預緊力小，功率消耗少，適用的煤層傾角較大。其缺點是兩鏈受力不均，不能使用較大的圓環(huán)鏈，強度受到一定的限制，溜槽磨損較大。c.中雙鏈型刮板輸送機。刮板上的兩股鏈條中心距不大于中部槽寬度的20%，刮板在中部槽內(nèi)起導向作用。其特點是鏈條受力均勻，溜槽磨損小，水平彎曲性能好，機頭尺寸較小，單股鏈條斷時處理方便，適用于重型刮板輸送機。缺點是過煤空間小，能量消耗大，運行阻力較高。綜上所述，中雙鏈刮板輸送機的特點是結(jié)構(gòu)簡單,事故少,受力均勻,運行平穩(wěn),磨擦阻力小,中部槽利用率高和彎曲性能好,在輸送機上不易出現(xiàn)堵塞。缺點是能量消耗大。中雙鏈刮板輸送機800系列適用于緩傾斜煤層、中厚煤層，長壁式回采工作面輸送煤炭。具有輸送量大、適用性強、高強度、長壽命等優(yōu)點，是高產(chǎn)、高效工作面極為理想的綜采輸送設(shè)備。本機與滾筒采煤機、液壓支架、轉(zhuǎn)載機、破碎機、工作面運輸巷可伸縮帶式輸送機及電控裝置相配套，實現(xiàn)綜合機械化采煤?？紤]到所設(shè)計的刮板輸送機的運輸功率比較大和上述各種鏈型的特點，本次設(shè)計選用中雙鏈刮板輸送機進行設(shè)計。目前，刮板輸送機的機頭、機尾部采用螺栓連接，而連接螺栓強度不足，容易斷裂，可靠性不高，為此，本次設(shè)計機頭、機尾部采用焊接板式，這樣可以減少螺栓連接，不但可以提高可靠性，而且還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)計的輸送機功率比較大，因此，采用雙速電動機驅(qū)動，取消了液力耦合器，不存在液力耦合器的滑差，不需經(jīng)常檢查和補充工作液體，沒有過載噴油之患，鏈速也有所提高。刮板鏈的強度問題一直是困擾國產(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個月后斷鏈事故明顯增多。為此，鏈條將采用圓環(huán)鏈，既有利于降低機身高度,增大裝煤量,又有足夠強度。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，使中部頭強度不足。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)，由于鏟煤板、擋煤板座鑄在一起，從而實現(xiàn)中部槽無螺栓連接,增加了中部槽的剛性、強度和可靠性，另一方面減少了許多機械加工量和拆裝維修工作量，不必為螺栓防松采取許多技術(shù)措施和日常維修作業(yè)，可以顯著降低制造和運營成本。刮板輸送機常用的傳動方式有以下幾種：（1）輸入輸出軸垂直布置三級圓錐圓柱齒輪減速器，該減速器的第一級傳動齒輪為圓弧錐齒輪；第二級傳動齒輪為直齒圓柱齒輪；第三級傳動齒輪為直齒圓柱齒輪，也可采用斜齒圓柱齒輪。這種傳動裝置與刮板輸送機機身平行，在工作面內(nèi)占用空間小，因此被廣泛的應(yīng)用在各種刮板輸送機上。（2）輸入輸出軸平行布置圓柱齒輪傳動減速器，該減速器的各級齒輪均為圓柱（斜齒或直齒）齒輪，因此輸入與輸出軸平行。這種傳動裝置與刮板輸送機機身垂直，占用空間大，除了一些超重型刮板輸送機使用外，其它各型刮板輸送機較少采用。（3）輸入輸出軸垂直布置行星齒輪傳動減速器，該減速器第一級傳動齒輪為圓弧錐齒輪，第二級傳動齒輪為斜齒圓柱齒輪，第三級傳動齒輪為行星齒輪。（4）輸入輸出軸平行布置行星齒輪傳動減速器，該減速器第一、二級傳動齒輪均為行星齒輪，綜上所述，本次設(shè)計的減速器采用輸入輸出軸垂直布置三級圓錐圓柱齒輪減速器。2主要部件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求礦用的刮板輸送機，按工作需要，對其結(jié)構(gòu)有如下要求：（1）能用于左或右工作面；（2）各部件便于在井下拆裝和運輸；（3）同一型號的部件安裝尺寸和連接尺寸應(yīng)保證相同，同類部件應(yīng)保證通用互換；（4）刮板鏈安裝后，在正、反方向都能順利運行；（5）有緊鏈裝置，且操作方便，安全可靠；（6）能不拆卸用機械推移，為此，應(yīng)有便于安裝推移裝置的連接點；（7）要有足夠的強度、剛度、耐磨性；（8）從端部卸載的刮板輸送機，機頭架應(yīng)有足夠的卸載高度，防止空段刮板鏈返程帶回煤；（9）一般應(yīng)有上鏈器，上鏈器是供刮板鏈在下槽脫出時通過它返回槽內(nèi)的裝置；（10）用于機械采煤的工作面刮板輸送機，機頭架的外廓尺寸和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于采煤機自切開口；（11）用于采煤機的工作面刮板輸送機，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采煤機的導向裝置；②鏟煤板；③擋煤板；④無鏈牽引采煤機的齒軌；⑤放置電纜、水管、乳化液管路的槽或支架；⑥在機頭部和機尾部能安裝采煤機外牽引的傳動部裝置，牽引鏈的固定裝置或刨煤機機構(gòu)傳動裝置和控制保護裝置；（12）用于綜采工作面的刮板輸送機，相關(guān)的外廓尺寸應(yīng)與采煤機和液壓支架相配；（13）刮板輸送機沿傾斜面鋪設(shè)，在工作中有下滑可能時，應(yīng)有防滑錨固裝置；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組成。下面分述其結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。2.1機頭部隨著綜采工作面生產(chǎn)能力的迅速提高，刮板輸送機端卸載已經(jīng)難以滿足要求，國內(nèi)外大運量重型刮板輸送機均采用交叉?zhèn)刃遁d機構(gòu)，該機構(gòu)經(jīng)過幾代改進，在卸載能力、效率、壽命等方面都有了很大的提高。同時，卸載高度的降低也為綜采配套帶來了便利。機頭部由機頭架、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。機頭架機頭架是機頭部的骨架，應(yīng)有足夠的強度和剛度，由厚鋼板焊接制成，各型機頭部的共同點如下：（1）兩側(cè)對稱，兩側(cè)壁上都能安裝減速器，以適應(yīng)左、右采煤工作面的需要；（2）鏈輪由減速器伸出和盲軸支承連接，這種連接方式，便于在井下拆裝；（3）撥鏈器和護軸板固定在機頭架前梁上，它的作用防止刮板鏈在與鏈輪的分離點處被輪齒帶動卷入鏈輪，護軸板是易損部位，用可拆換的活板，既便于鏈輪和撥鏈器的拆裝，有可更換；（4）機頭架的易磨損部位采取耐磨措施，例如加焊高錳鋼堆焊層或局部采用耐磨材料的可更換零件。鏈輪鏈輪組件安裝于機頭架上，鏈輪組件采用從機頭架一側(cè)穿入的安裝方法。鏈輪組件為雙伸結(jié)構(gòu)，兩側(cè)均通過齒輪聯(lián)軸器和傳動裝置聯(lián)接。鏈輪組件采用遠程注油方式，潤滑油為GB5903—1995工業(yè)閉式齒輪油L—CKD—等品460，油箱注滿為止，每季更換潤滑油一次。拆卸鏈輪組件可在不拆傳動裝置的情況下進行。七齒鏈輪與漸開線內(nèi)花鍵孔滾筒焊接，構(gòu)成鏈輪軸。鏈輪由優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造而成，齒形部分經(jīng)電解加工成型，鏈窩及齒形表面經(jīng)淬火處理。滾筒上的內(nèi)花鍵用來與減速器輸出軸聯(lián)接。鏈輪軸上的軸承、軸承座、套及密封裝置為對稱布置。在傳動部一側(cè)安裝右透蓋、右端蓋和一組浮封環(huán)，在另一側(cè)安裝左透蓋和左端蓋。減速器我國目前生產(chǎn)的刮板輸送機減速器多為平行布置式、三級傳動的圓錐圓柱齒輪減速器。其適用條件為：齒輪圓周速度不大于18m/s；安裝角度為1°～25°；高速軸的轉(zhuǎn)速不大于1500r/min；減速器工作的環(huán)境溫度為-20°C～+35°C；適用于正反兩向運轉(zhuǎn)。為適應(yīng)不同需要，三級傳動的圓錐圓柱齒輪減速器有三種裝配形式：I型減速器的第二軸裝配緊鏈裝置，第四軸（或第一軸）裝斷銷過載保護，這用形式用于30kW以下的減速器；II型減速器的第二軸端裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實現(xiàn)過載保護，單機功率為40~75kW的減速器多采用這用形式；III型減速器的第一軸裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實現(xiàn)過載保護，單機功率90kW以上的減速器采用這種形式。采用雙速電動機時，不能用液力耦合器，因為液力耦合器不能在低速下工作。用雙速電機驅(qū)動，應(yīng)采用適當?shù)臋C械或電氣過載保護裝置。減速器的軸端形式按配套需要選用。輸入軸端有圓頭平鍵和漸開線外花鍵兩種；輸出軸端有矩形花鍵、漸開線內(nèi)花鍵和漸開線外花鍵三種。為使同一型號減速器的安裝尺寸和連接尺寸能通用互換，我國制定并發(fā)布了《刮板輸送機減速器》標準。為使其在左右兩種采煤工作面和機頭部、機尾部都能通用，刮板輸送機減速器的箱體應(yīng)上下對稱。箱體的結(jié)構(gòu)還應(yīng)使刮板輸送機在大傾角條件下工作時，各齒輪和軸承都能得到充分的潤滑。為便于改變鏈速，減速器應(yīng)能用更換第二對齒輪的辦法，在一定范圍內(nèi)改變傳動比。中型和重型刮板輸送機的減速器都采用圓弧錐齒輪。圓弧錐齒輪的承載能力大，傳動平穩(wěn)，噪音低。檢修更換齒輪時，必須注意齒輪的齒制相同，并應(yīng)成對更換。《刮板輸送機通用技術(shù)條件》對減速器的技術(shù)性能規(guī)定有具體指標。第一對齒輪為圓弧錐齒輪，第二對為斜齒圓柱齒輪，第三對為直齒圓柱齒輪。箱體用球墨鑄鐵制造，以保證強度。為使在傾斜狀態(tài)下，第一軸上球軸承也能得到良好的潤滑，用擋環(huán)和油封隔成一個獨立的油室，使?jié)櫥筒粫魅胂潴w油室內(nèi)。為使在大傾角下錐齒輪也能得到潤滑，在箱體的相應(yīng)部位設(shè)隔離油室。為防止工作時油過熱，箱底部裝有冷卻水管。如果礦用刮板輸送機的機頭部裝在平巷的位置，可采用圓柱齒輪減速器。行星齒輪減速器的體積、質(zhì)量小，效率高，大功率的減速器采用它有利。盲軸盲軸是裝在機頭架的不裝減速器一側(cè)、支承鏈輪的一個組件。盲軸組件是用于與圓錐圓柱齒輪減速器的鏈輪連接組件相配的盲軸組件，其軸承座裝在機頭架側(cè)板的座孔內(nèi)，用螺栓固定。聯(lián)軸器電動機與減速器的連接有彈性聯(lián)軸器和液力耦合器兩種。用液力耦合器有以下幾點：使電動機輕載保護功能；減緩傳動系統(tǒng)的沖擊和震動；多電機驅(qū)動能使各電機的負荷較均勻；如果與電動機的特性匹配得當，能增大驅(qū)動裝置的啟動力矩。中型和重型刮板輸送機都采用液力耦合器。液力耦合器是一種液力傳動器件，其主要組成部分由：1泵輪、2外殼、3易熔塞、4渦輪、5工作液。泵輪1和外殼2把渦輪4封在其中，并用螺栓緊密連接構(gòu)成密封的工作腔。泵輪的出軸與電動機連接，渦輪的出軸與減速器連接。泵輪與渦輪上都有許多徑向直葉片，兩輪上的葉片數(shù)目不等。在工作腔內(nèi)灌注一定量的工作液體，電動機驅(qū)動泵輪旋轉(zhuǎn)時，泵輪中的工作液體被葉片夾持著同泵輪一起旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生流向外緣的離心力就必定大于渦輪使工作液體產(chǎn)生的離心力壓力。因此，泵輪內(nèi)的液體沿徑向葉片之間的通道向外流動，并在泵輪外緣流入渦輪；同時，由于連續(xù)性的緣故，在靠近聯(lián)軸器軸線的泵輪內(nèi)緣，工作液體又從渦輪流回泵輪，形成環(huán)流。于是，工作液體除了繞聯(lián)軸器軸線進行旋轉(zhuǎn)運動（牽連運動）之外，還要繞泵輪和透平輪所組成的循環(huán)圓的中心進行環(huán)流運動（相對運動），因此，工作液體的絕對運動的螺管狀的復合運動。進入螺管運動的液體質(zhì)點在泵輪被加速增壓，泵輪的機械能轉(zhuǎn)換成液體的動能，液體進入渦輪后，推動渦輪旋轉(zhuǎn)，液體被減速降壓，液體的動能轉(zhuǎn)換成渦輪的機械能而輸出做功。由此可見，液力耦合器是依靠液體環(huán)流運動傳遞能量的，而產(chǎn)生環(huán)流的先決條件是泵輪轉(zhuǎn)速大于渦輪轉(zhuǎn)速，即二者之間存在轉(zhuǎn)速差。當二者轉(zhuǎn)速相等時，液體的環(huán)流運動消失，能量傳遞也停止了。根據(jù)液力轉(zhuǎn)動的理論，液力耦合器所能傳遞的力矩M用下式計算：式中，——轉(zhuǎn)矩系數(shù)；——工作液體的重度，；——泵輪的轉(zhuǎn)速，r/min；D——泵輪的有效直徑，m。液力耦合器的工作液可用礦物油、水或難燃液。在礦井中采用礦物油作工作液，有引起火災的危險，為防止油溫過高，安全型液力耦合器的工作腔裝有易溶塞。易溶塞上有通孔，用專門配置的易熔合金封死。當過載時間較長，油溫超過限定的溫度時易熔合金被融化，腔內(nèi)有野噴出，泵輪與渦輪失掉液力連接從而保護了電機不會長時間過載，鏈子不被拉斷，也不致因油溫過高而造成事故。電動機刮板輸送機電動機不用液力耦合器時，采用雙鼠籠轉(zhuǎn)子并具有高啟動轉(zhuǎn)矩的隔離防爆型電動機。采用液力耦合器時，對電動機的啟動轉(zhuǎn)矩無高要求，只是要求最大轉(zhuǎn)矩要高。因為用液力耦合器時，電動機是輕載啟動，如果液力耦合器的輸入特性與電動機的特性匹配得當，則對負載的啟動轉(zhuǎn)矩可接近電動機的最大力矩。為解決刮板輸送機的重載啟動困難，德國和英國使用雙速電動機。雙速電動機是兩種額定轉(zhuǎn)速的鼠籠式感應(yīng)電動機，它的定子上裝有兩套繞組，一套低轉(zhuǎn)速繞組，一套高轉(zhuǎn)速繞組。以低轉(zhuǎn)速繞組運轉(zhuǎn)時，能給出3倍以上額定轉(zhuǎn)矩的啟動轉(zhuǎn)矩。低速運行時的輸出功率約為高速時的1/2，啟動電流比用高速繞組的電流低得多，電壓降低。使用雙速電動機時，以低速繞組啟動，達到一定轉(zhuǎn)速時，換接高速繞組常態(tài)運轉(zhuǎn)。采用雙速電動機需要專門的控制開關(guān)，以低速啟動運轉(zhuǎn)到給定的時間，斷開低速繞組，間隔約150ms接通高速繞組運行。在環(huán)節(jié)的斷電間隔中，電動機的轉(zhuǎn)速因負載不同約下降50～250r/min，即使時你、滿載啟動，高速繞組也不是從靜止啟動的，因而高速啟動的電流也不高。雙速電機的運轉(zhuǎn)特性使刮板輸送機在重載下能平穩(wěn)啟動。采用雙速電動機與適用液力耦合器相比，因沒有液力耦合器的滑差，不需經(jīng)常檢查和補充工作液體，沒有過載噴油之患。但是，也沒有液力耦合器的幾種有益功能。雙速電動機專用的控制開關(guān)中，必須要有完善可靠的電器保護裝置。2.2機尾部機尾部分為有驅(qū)動裝置和無驅(qū)動裝置兩種。有驅(qū)動裝置的機尾部，因尾部不需要卸載高度，除了尾部架與機頭架有所不同外，其他部件與機頭部相同。無驅(qū)動裝置的機尾部，尾部上只有供刮板鏈改向用的尾部軸部件。2.3中部槽及附屬部件中部槽是刮板輸送機的機身，由槽幫鋼和中板焊接而成。上槽是裝運物料的承載槽，下槽底部敞開供刮板鏈返程用。為減小刮板鏈返程的阻力，或在底板松軟的條件下使用時防止槽體下陷，在槽幫鋼下加焊接底板構(gòu)成封底槽。使用封底槽安裝下股刮板鏈和處理下股鏈事故比較困難，可以用間隔幾節(jié)封底槽裝一節(jié)有可拆中板的封底槽的辦法，以減少困難。用于機械采煤工作面的中部槽，除了運煤外，還有承載采煤機騎在上面運行的負荷，即垂直方向受采煤機的重壓和滾筒切割煤層時的沖擊。推、拉液壓支架的側(cè)向力和縱向里，使中板拱曲受彎，連接件受拉、壓和彎曲。大塊煤巖卡死在槽中時，中板受壓。中部槽的惡劣工作條件，造成它的損失外還有槽體變形和連接件損壞。因此，中部槽應(yīng)有足夠的強度、剛度和耐磨性。為檢測中部槽的質(zhì)量，我國制定了《刮板輸送機中部槽試驗規(guī)范》（MT102-85）。此規(guī)范對試驗項目、試驗方法和強度指標都有具體規(guī)定。中部槽的形式列入標準的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈型三種。中部槽除了標準長度以外，為適應(yīng)采煤工作面長度變化的需要，設(shè)有500mm和1000mm長的調(diào)節(jié)槽。機頭過度槽和機尾過度槽是機頭架與機尾架連接的特殊槽，它的一端與中部槽連接，另一端與機頭架或機尾架連接。為了使從下槽脫出的刮板鏈在運行種回到槽內(nèi)，可在尾部過度槽的下翼緣裝設(shè)上鏈器。為提高中部槽的使用壽命，目前采用的方法有多種。如：將兩端進行淬火處理，或加焊高錳鋼鑄造端頭，中板兩端鏈道處于等離子噴焊耐磨合金；易磨損處堆焊硬質(zhì)合金鋼；加大中板厚度；改進槽幫鋼的斷面以增加強度和剛度。制造中部槽的槽幫鋼有規(guī)定標準，規(guī)定的形式有D型、E型和M型三種。D型為中單鏈刮板輸送機用熱軋槽幫鋼，E型為中單鏈和中雙鏈用，邊雙鏈也可以使用，M型為邊雙鏈用的熱軋槽幫鋼。E型與M型相比不僅中板寬度減小從而增大了剛度，而且還增大了中板與槽幫鋼的焊接強度，便于焊接，鏈子不磨焊縫。中部槽的擦幫剛中腰上的連接座供安裝鏟煤板、擋煤板和無鏈牽引齒條用。在綜合工作面使用中，液壓支架上的推移千斤頂連接在擋煤板下部的長孔上，由于推移輸送機特別是拉移液壓支架的阻力很大，致使支座的負荷特別大，如果焊接不牢會拉壞支座。因此提高支座的可靠性是一個重要問題。中部槽的連接裝置是將單個中部槽連接成刮板輸送機機身的組件，它既要保證對中性，使兩槽之間上下、左右的錯口量不超過規(guī)定，又要允許相鄰兩槽在平、豎兩個面內(nèi)能折曲一定角度，使機身有良好的彎曲性能，還要求同一型號中部槽的安裝、連接尺寸相同，能通用互換。目前應(yīng)用的有插銷式、啞鈴式、插入圓柱銷式等。連接裝置是中部槽的薄弱環(huán)節(jié)，目前還在不斷改進。鏟煤板在推移中部槽時用來清理工作面的浮煤，它固定在中部槽的支座上，安裝后上緣應(yīng)低于槽幫，下緣要超出槽底，寬度方向與采煤機滾筒應(yīng)有一間隔。鏟煤板的刃口應(yīng)有足夠的強度。機采礦用的擋煤板是一個有多種功能的組合件，其作用是防止煤向采空區(qū)灑落，以及為采煤機導向、放置電纜和水管、為千斤頂提供連接點等。擋煤板必須具有足夠的強度和剛度，因為它的變形和損壞會影響采煤機的運行。中部槽在彎曲狀態(tài)下，擋煤板之間不僅不能互相干涉，還應(yīng)使采煤機能正常運行。平巷中使用刮板輸送機時，擋煤板僅作增加裝煤量和防止撒沒之用。2.4刮板鏈刮板鏈有鏈條和刮板組成，是刮板輸送機的牽引機構(gòu)。刮板鏈的作用是刮推槽內(nèi)的物料。目前使用的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈三種。刮板鏈使用的鏈條，早期用板片鏈和可拆模鍛鏈，現(xiàn)在都用圓環(huán)鏈，鏈條在運行中不僅要承受很大的靜負荷和動負荷，而且還要在受滑動摩擦作用的條件下運行，要受礦水的浸蝕，因此目前使用的圓環(huán)鏈都是用優(yōu)質(zhì)合金鋼焊接而成的，并經(jīng)熱處理和預拉伸處理，使之具有強度高、韌性大、耐磨和耐腐蝕等特性。圓環(huán)鏈已經(jīng)標準化，《礦用高強度圓環(huán)鏈》（GB/T12718-1991）對圓環(huán)鏈的形式、基本參數(shù)及尺寸、技術(shù)要求、試驗方法及驗收規(guī)則都作了規(guī)定。圓環(huán)鏈會歌是以連環(huán)棒料直徑和鏈節(jié)距的毫米尺寸表示，標準的規(guī)格有七種：10×40，14×50，18×64，22×86，24×86，26×92，30×108。圓環(huán)鏈按強度劃分為B、C、D三個等級，各級的基礎(chǔ)機械性能要求見表2.2。GB/T12718-1991對圓環(huán)鏈的脈沖負荷壽命及彎曲繞度值都有規(guī)定。為保證鏈子與鏈輪正常嚙合，對圓環(huán)鏈尺寸公差也作了規(guī)定。刮板的形式的狀態(tài)要能在運行時有刮底清幫、防止煤粉粘結(jié)和堵塞的作用，并應(yīng)盡量減小質(zhì)量。刮板可用軋制異型鋼或用鍛造、鑄造合金鋼經(jīng)韌化熱處理制成。刮板了、鏈條不與中板接觸，兩側(cè)與槽幫形狀相同，刮底清幫效果好。表2.2機械性能要求項目強度等級BCD最小破斷拉力/6308001000破斷最小伸長度/%121212試驗應(yīng)力/500640800試驗負荷下最大總伸長度/%試驗應(yīng)力與最小破斷應(yīng)力之比/%808080刮板鏈的間距按所運物料的性質(zhì)和煤塊塊度及安裝傾角確定。刮板鏈切入物料的阻力，應(yīng)大于物料在槽內(nèi)移動的阻力。刮板間距過大，不能帶動物料運行，或只能帶動部分物料運行；刮板間距過小，加大了鏈子重力，曾加了運行阻力，讓費了材料。雙鏈刮板鏈的刮板，還有制成兩條鏈子使之保持中心距，并使繞經(jīng)鏈輪的鏈環(huán)與鏈窩能正常嚙合的功用，因為刮板變形嚴重時，通過鏈輪時容易掉鏈。刮板與鏈條的連接，邊雙鏈式目前多采用U型連接環(huán)的兩側(cè)套入鏈環(huán)，然后用螺栓與刮板連接；中單鏈刮板上有窩鏈，以此鏈窩與鏈條的平行環(huán)相配，用特制的U形螺栓和自鎖螺母固定；中雙鏈的刮板上有鏈窩，用卡鏈橫梁和刮板夾保持平環(huán)，以螺栓和自鎖螺母固定。目前使用的三種刮板鏈可作如下比較。邊雙鏈的拉煤能力強，特別適于拉大塊較多的硬煤，單邊雙鏈兩條鏈受力不均勻，特別是中部槽在彎曲在狀態(tài)下運行時更為嚴重；中單鏈用大直徑圓環(huán)鏈，強度很高且沒有受力不均勻的問題，多練事故少，刮板遇到刮卡阻塞時可偏移通過，刮板變形時不會導致過鏈輪時跳鏈，中單鏈的缺點是因鏈環(huán)尺寸大，所用鏈輪直徑增大，機頭、機尾的高度相應(yīng)增加，拉煤能力不如邊雙鏈，特別時對大塊煤較多的硬煤；中雙鏈能較好地克服邊雙鏈受力不均勻的缺點，顯示出它的優(yōu)越性。2.5緊鏈裝置刮板鏈安裝時，要給予一定的預緊力，使它運行時在張力最小點不發(fā)生鏈條松弛或堆積。給刮板鏈施加張緊力的裝置叫緊鏈裝置。早期是輕型刮板輸送機用改變機尾軸位置的辦法人力緊鏈，現(xiàn)在都采用定軸距緊鏈。目前應(yīng)用的方式有三種：一種是將刮板鏈一端固定在機頭架上，另一端繞經(jīng)機頭鏈輪，用機頭部的電動機使鏈輪反轉(zhuǎn)，將鏈條拉緊，電動機停止反轉(zhuǎn)時，立即用一種制動裝置將鏈輪閘住，防止鏈條回松；另一種方式與目前一種基本相同，只是不用電動機反轉(zhuǎn)緊鏈，而用專設(shè)的液壓馬達緊鏈；第三種方式是采用專用的液壓缸緊鏈。第一種緊鏈方式使用的緊鏈器有三種：棘輪緊鏈器、摩擦輪緊鏈器、閘盤緊鏈器。棘輪緊鏈器裝在I型和Ⅱ的減速器二軸的伸出端，棘輪固裝在二軸端，手把在運行位置時，彈簧頂桿使插爪脫離棘輪，棘輪任意轉(zhuǎn)動，緊鏈時將緊鏈器把手扳到“緊鏈位置”，插爪被彈簧頂入棘輪的齒跟，然后反向繼續(xù)開動電機，使機頭鏈輪反轉(zhuǎn)，因棘輪插爪的限制，電機停轉(zhuǎn)時鏈條不能回松。當鏈條被拉伸到有足夠拉力時，停止電動機，從鏈條自由端拆除多余的鏈段，將刮板鏈接在一起后，在啟動電機使鏈輪反轉(zhuǎn)的同時，將手把復位到“運行位置”，使插爪脫離棘輪，拆除緊鏈器掛鉤即可正常運行。棘輪緊鏈器機構(gòu)簡單，操作方便，適于輕型刮板輸送機。因為用于功率較大的刮板輸送機時，緊鏈后棘輪與插爪之間的壓力很大，搬開把手不安全。摩擦輪緊鏈器如圖2-5所示，裝在I型和Ⅱ型減速器二軸的伸出端，制動輪固定裝在二軸端閘帶環(huán)繞在制動輪外緣。制動時使用把手經(jīng)凸輪和拉桿將閘帶拉緊，在制動輪緣上產(chǎn)生摩擦制動力。該緊鏈操作與棘輪緊鏈器不同的是，緊鏈時需由兩人配合操作，一人開動電機，一人操作凸輪手把；斷電時，立即扳動凸輪，用閘帶將制動輪閘??；緊鏈結(jié)束時，僅有一人扳轉(zhuǎn)凸輪并松開閘帶即可。摩擦輪緊鏈器比棘輪緊鏈器操作安全，它在減速器的安裝位置與棘輪緊鏈器相同。閘盤緊鏈器由閘盤和制動裝置組成，閘盤裝在III型減速器的一軸上，制動裝置安裝在連接筒上。緊鏈時反轉(zhuǎn)開動電機，鏈輪反轉(zhuǎn)，刮板鏈逐漸拉緊到電機堵轉(zhuǎn)為止，立即扳動手輪，用夾鉗將閘盤閘住，同時切斷電機電源。由于夾鉗對閘盤的制動力與刮板鏈的張緊力有一定的比例關(guān)系，鏈條的張緊力顯示在張力指示器上。慢慢反轉(zhuǎn)手輪松開夾鉗，放松被拉緊的刮板鏈，到指示器顯示出刮板鏈需要的張緊力為止，立刻將閘盤閘死。手輪是利用螺旋副和杠桿夾緊或松開夾鉗；張力指示器依靠螺旋副一端的液壓缸，通過液壓作用顯示處閘盤制動力或鏈條張緊力。第二種緊鏈方式使用的液壓你、馬達按在連接筒上，減速箱一軸上裝緊鏈齒輪。液壓馬達緊鏈裝置的液壓系統(tǒng)裝置的液壓系統(tǒng)及機械傳動系統(tǒng)。緊鏈時，將操作手把扳到J位，惰輪將主減速器一軸上的緊鏈齒輪與緊鏈減速器上的齒輪嚙合。手動換向閥扳到緊鏈位置，壓力液經(jīng)梭閥進入液控腔，克服彈簧壓力，時插爪從齒槽中脫出，與此同時液壓馬達供壓力液，液壓馬達帶動機頭鏈輪反轉(zhuǎn)緊鏈，緊鏈力的大小用溢流閥調(diào)節(jié)，有壓力表上的讀數(shù)經(jīng)換算得到，緊鏈運轉(zhuǎn)時，壓力表上升到規(guī)定的壓力值，即表明已達到了規(guī)定的緊鏈力。將手動換向閥扳到中間位置，馬達停止，液控鎖卸壓，在彈簧作用下，插爪插入齒輪的齒槽。刮板鏈保持張緊狀態(tài)。拆去多余的鏈段，接好鏈子后，將手動換向閥換到運轉(zhuǎn)位置，液壓馬達帶動接好的刮板鏈運轉(zhuǎn)，緊鏈掛鉤松開后，停止馬達運轉(zhuǎn)，卸載緊鏈掛鉤，將操作手把扳到K位，惰輪脫開緊鏈齒輪，關(guān)斷截止閥，完成緊鏈操作。電氣閉鎖裝置的作用是：當惰輪與緊鏈齒輪嚙合時，切斷主電機的電源，惰輪脫開時主電機才能接通，以防止誤操作。第三種緊鏈方式是使用單獨的液壓缸緊鏈器。這種緊鏈器是一個帶增壓缸的液壓千斤頂裝置，由泵站供給壓力液，緊鏈時需要將它抬到緊鏈位置使用。上述各種緊鏈裝置中，棘輪緊鏈器和摩擦緊鏈器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，單它們不能顯示出鏈子張力的大小。其余三種都能顯示和準確控制鏈子的張緊力。液壓馬達緊鏈裝置的操作簡單，安全性高。液壓缸緊鏈器使用雖不方便，但它可以移到任何部位使用。2.6推移裝置推移裝置是在采煤工作面內(nèi)將刮板輸送機向煤壁推移的機械。綜合工作面使用液壓支架上的推移千斤頂，非綜合工作面用單體液壓推溜器或手動液壓推溜器。單體液壓推溜器它實為一個液壓千斤頂。為便于在采煤工作面使用，采用內(nèi)回液結(jié)構(gòu)，即經(jīng)活塞桿的心部回液，沒有外露的回液管。使用時，將推溜器的活塞桿插銷連接在中部槽擋煤板上，再將其底座用支柱撐在頂板上。扳動操作閥，向活塞一側(cè)注入壓力液，活塞桿就將中部槽推向煤壁；向活塞的另一側(cè)注入壓力液，缸體和支座向前收回。單體液壓缸推溜器在采煤工作面的布置。間隔一定距離裝設(shè)一個推溜器；壓力液由設(shè)在平巷內(nèi)的泵站經(jīng)高低壓管路循環(huán)。如采用外主式的液壓推溜器，用注液槍注液，不需要在推溜器上連接固定管路。液壓推溜器使用的液體為含35%乳化油的中性水溶液。A、B、C三種形式的區(qū)別在供液系統(tǒng)。A、B型都要高壓供液管路，A型的低壓液體用低壓回液管返回油箱，B型排到工作面，可在高壓管路上連接注液槍，供外注式液壓支柱用液。C型為外注式，與外注式單體液壓支柱共用一套供液系統(tǒng)，用注液槍供液，低壓排到工作面。2.7錨固裝置錨固裝置的刮板輸送機在傾角較大的工作面工作有下滑可能時，用以固定、防滑之用。它由單體液壓支架和錨固架組成，錨固架與機頭架、機尾架連接，使用液壓支架的泵站。3傳動部的設(shè)計及計算刮板輸送機是與綜采工作面的采煤機、液壓支架設(shè)備配套使用，完成采區(qū)采煤工作。并將采煤機采下的煤輸送出去的設(shè)備。傳動系統(tǒng)圖如圖3-1所示圖3-1傳統(tǒng)系統(tǒng)圖3.1主要技術(shù)參數(shù)該機的主要技術(shù)參數(shù)如表3-1：表3-1主要技術(shù)參數(shù)3.2電動機的選擇設(shè)計要求傳動部功率為2×132KW，根據(jù)礦井電機的具體工作環(huán)境情況，電機必須具有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對安全，而且電機工作要可靠，啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強，效率高。所以選擇由撫順廠生產(chǎn)的三相異步防爆電動機，型號為KBY550-110；其主要參數(shù)如下：額定功率：132KW；額定電壓：1140V；額定轉(zhuǎn)速：1470r/min；滿載效率：0.935；絕緣等級：H；滿載功率因數(shù)：0.88；接線方式：Y；質(zhì)量：KG；冷卻方式：風冷該電動機輸出軸連接閥控充液式力偶合器將動力傳遞給減速器輸入軸；再由減速器輸出軸傳遞給鏈輪組件。運輸能力計算按連續(xù)運行的計算公式為：式中——刮板輸送機的運輸能力，t/h；——中部槽物料運行時的斷面積，；——為物料的散碎密度，kg/m；——轉(zhuǎn)滿系數(shù)；——刮板鏈速，m/s=3.6×764×tan20×0.97×0.96×1=932t/h＞900t/h滿足設(shè)計要求估算減速器的輸出轉(zhuǎn)速已知、、 式中—鏈節(jié)距rad/s故3.3總傳動比及傳動比的分配總傳動比的確定總傳動比傳動比的分配在進行多級傳動系統(tǒng)總體設(shè)計時，傳動比分配是一個重要環(huán)節(jié)，能否合理分配傳動比，將直接影響到傳動系統(tǒng)的外闊尺寸、重量、結(jié)構(gòu)、潤滑條件、成本及工作能力。多級傳動系統(tǒng)傳動比的確定有如下原則：（1）各級傳動的傳動比一般應(yīng)在常用值范圍內(nèi)，不應(yīng)超過所允許的最大值，以符合其傳動形式的工作特點，使減速器獲得最小外形。（2）各級傳動間應(yīng)做到尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱；各傳動件彼此間不應(yīng)發(fā)生干涉碰撞；所有傳動零件應(yīng)便于安裝。（3）使各級傳動的承載能力接近相等，即要達到等強度。（4）使各級傳動中的大齒輪進入油中的深度大致相等，從而使?jié)櫥容^方便。初定齒數(shù)及各級傳動比為:3.4傳動部傳動計算各軸轉(zhuǎn)速計算從電動機出來，各軸依次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸。Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸嚙合線長度：==667.98mmK==≥=齒輪模數(shù) (4)齒輪其他尺寸計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計①小齒輪的相關(guān)尺寸齒頂高齒根高齒全高齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑齒距齒厚齒槽寬基圓齒距頂隙②大齒輪相關(guān)的尺寸：齒頂高：齒根高：齒全高:齒頂圓直徑:齒根圓:基圓直徑:齒距:齒厚：齒槽寬:基圓齒距頂隙中心距第三級圓柱齒輪傳動的計算（1）齒輪材料的選擇由表6-2選出小齒輪：20CrMnTi滲碳淬火硬度58HRC大齒輪：40Cr調(diào)質(zhì)硬度(241~286)HBS許用接觸應(yīng)力，由公式得：接觸疲勞極限應(yīng)力、查圖得：故取故取應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由公式得：則查圖得接觸疲勞強度的壽命系數(shù)，.05.06接觸強度安全系數(shù)，查表按一般可靠度查，取許用彎曲應(yīng)力，由公式6-12得：彎曲疲勞極限，查圖得：彎曲壽命系數(shù)，查圖得：尺寸系數(shù)，查圖得：安全系數(shù)，查圖得：=1.4則（2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算：確定齒輪傳動精度等級按估取圓周速度:=（1.83～3.1）取2m/s查表6.7、表6.8選取公差組等級為7級小輪大端分度圓直徑,由式6-20得：≥齒寬系數(shù)，查表8-23，取(其中：=0.8,k=1.32）小輪齒數(shù)：=19(在推薦值16～40中選取)大輪齒數(shù)：取整=84齒數(shù)比u為：4.45 小輪轉(zhuǎn)矩:= 載荷系數(shù)K：K=—使用系數(shù)查表6.3取=1—動載系數(shù)推薦1.05--1.4取=1.2—齒向載荷分布系數(shù)推薦1.0--1.2取=1.1K==材料彈性系數(shù)查表6.4=節(jié)點區(qū)域系數(shù)查圖6.3重合度系數(shù)由推薦值0.85—0.92?。?.87故≥=190.5mm齒輪模數(shù)小輪分度圓直徑大輪分度圓直徑圓周速度：與估取值相近 (4)齒輪其他尺寸計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計①小齒輪的相關(guān)尺寸分度圓直徑齒頂高齒根高齒全高齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑齒距齒厚齒槽寬基圓齒距頂隙②大齒輪的相關(guān)尺寸齒頂高齒根高齒全高齒頂圓直徑齒根圓基圓直徑齒距齒厚齒槽寬基圓齒距頂隙中心距3.5軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核運動的零件都必須安裝在軸上，才能進行運動和動力的傳遞。因此軸的功能是支承旋轉(zhuǎn)零件及傳遞運動和動力。軸的材料種類很多，要根據(jù)強度、剛度和耐磨性等要求，選擇材料種類和熱處理方式。軸的常用材料是碳素鋼和合金鋼。碳素鋼價格較低，對應(yīng)力集中敏感性小，通常使用碳素鋼，最常用的是45號鋼，不太重要或受力較小的軸可以使用Q235等鋼材。合金鋼畢碳素鋼具有更高的機械強度和優(yōu)良的熱處理性能，但對應(yīng)力集中較為敏感，對于受力較大又要減小軸的尺寸和重量，或者需要提高軸頸的耐磨性，或者在高溫、腐蝕等條件下工作的軸，可以采用合金鋼。在低于200℃的工作溫度下，合金鋼和碳素鋼的彈性模量相差不大，因此，使用合金鋼代替碳素鋼并不能提高軸的剛度。熱處理可以明顯提高軸的強度（特別是疲勞強度）和耐磨性，因此要根據(jù)工作條件選用合適的熱處理方式。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位及制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。工作能力計算是通過強度、剛度和振動穩(wěn)定性計算，保證軸具有足夠的工作能力和可靠性。大多數(shù)的軸只需進行強度計算，防止斷裂和塑性變形；對于剛度要求較高的軸（如機床主軸）才進行剛度計算，避免發(fā)生過大的變形；對于高速轉(zhuǎn)動的軸還要進行振動穩(wěn)定性計算，避免發(fā)生共振。軸的設(shè)計步驟通常是先擬定軸上零件裝配方案，然后裝配和制造要求，確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，最后進行軸的強度校核，必要時進行剛度計算或振動穩(wěn)定性計算。提高軸的強度措施：(1)改善軸的受力狀況軸上零件的安裝位置、軸的結(jié)構(gòu)對軸的受力影響很大，設(shè)計軸時應(yīng)該充分加以考慮。當軸上有兩個以上的零件輸出扭矩，應(yīng)該將輸入扭矩的零件盡量布置在軸的中間，而不是布置在軸的一端，這樣可以顯著降低軸上的最大轉(zhuǎn)矩。(2)減小應(yīng)力集中大多數(shù)軸是在變應(yīng)力條件下工作的，主要失效形式為疲勞破壞。軸的截面變化處（如軸肩、鍵槽等）及過盈配合產(chǎn)生的應(yīng)力集中是引起疲勞破壞的主要因素，因此設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中源和降低應(yīng)力集中程度。合金鋼對應(yīng)力集中較為敏感，設(shè)計時更應(yīng)加以注意。為減少應(yīng)力集中，應(yīng)盡量避免在軸上特別是應(yīng)力較大不為處鉆孔、開槽或加工螺紋。軸肩處應(yīng)采用圓角過渡，并且圓角不宜過小。當依靠軸肩定位的零件圓角半徑很小時，為增大軸肩的圓角半徑，可采用內(nèi)凹圓角或隔離環(huán)過渡。 軸的表面質(zhì)量對疲勞強度也有顯著影響，因為軸表面的加工刀痕也是應(yīng)力集中源，疲勞裂紋常發(fā)生在表面粗糙的部位，所以必須合理確定表面粗糙度。 此外，對軸進行表面熱處理（滲碳淬火、高頻淬火等）和表面強化處理（碾壓、噴丸等），也可以提高軸的疲勞強度。 (3)軸的結(jié)構(gòu)工藝性 軸的基本形狀確定后，需要根據(jù)裝配和制造工藝要求，對軸的細部結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計。例如，為了減少裝夾工件的時間，同一軸上的鍵槽應(yīng)布置在同一母線上；為了減少道具種類，軸的鍵槽寬度、圓度、退到草和砂輪槽等應(yīng)盡量采用相同的尺寸，并符合有關(guān)的標準；為了去掉毛刺和便于裝配零件，軸段端部應(yīng)該倒角；過盈配合零件裝入端通常要加工出導向錐面；磨削處應(yīng)有砂輪越程槽，車削螺紋處應(yīng)有退刀槽。(1)求作用在錐齒輪上的力錐齒輪的受力分析 圓周力 徑向力和軸向力 (2)確定軸的最小直徑選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。初估軸的最小直徑，取，可得:軸的結(jié)構(gòu)如圖3—2所示：圖3-2Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)圖軸段=1\*GB3①用于安裝液力聯(lián)軸器，其直徑應(yīng)該與液力聯(lián)軸器的孔徑相配合。所選液力偶合器為限矩形液力偶合器YOXD-S60型偶合器，故取軸段=1\*GB3①的直徑,其長度取(套筒——厚8mm;長89mm）軸段=2\*GB3②為了半聯(lián)軸器的軸向定位，軸段=1\*GB3①左端制出定位軸肩并且符合密封件的標準，取軸肩高度，所以軸段=2\*GB3②的直徑，該軸段放軸承端蓋，其長度取軸段=3\*GB3③為便于裝拆軸承內(nèi)圈，且符合標準軸承內(nèi)徑，選用32928型圓錐滾子軸承取，尺寸,軸段=4\*GB3④為安裝軸承路線不宜過長，取，軸段⑤該軸段安裝滾動軸承，同軸段=3\*GB3③，取，選用圓錐滾子軸承，尺寸,。軸段⑥該軸段與錐齒輪做成一體，錐齒輪做成齒輪軸，取，。(3)軸的強度校核①求軸承反力：先確定軸承支點位置，查7216E軸承，其支點尺寸a=28mmH水平面：V垂直面：②求齒寬中心處彎矩：H水平面：V垂直面：③合成彎矩：扭矩T：④按彎扭合成強度校核軸的強度：當量彎Mca=，取折合系數(shù)a=0.6,⑤校核軸的強度軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表8-6查得，，則軸的計算應(yīng)力為根據(jù)計算結(jié)果可知，該軸滿足強度要求。受力分析圖：如圖3-3所示圖3-3Ⅰ軸受力分析圖軸上的轉(zhuǎn)矩(1)求作用在齒輪上的力 圓錐齒輪的受力分析 圓周力徑向力和軸向力 圓柱齒輪的受力分析圓周力 徑向力和軸向力(裝錐齒輪，選用簡支式支承，該支承結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，支承剛性好。錐齒輪的軸向長度為120，選取軸的直徑為，長度。長度④⑤軸上的轉(zhuǎn)矩20CrMnTi軸上的轉(zhuǎn)矩3.6鍵的設(shè)計與強度校核普通平鍵擠壓強度校核：軸的材料一般為鋼，而輪轂材料可能是鋼或鑄鐵，當載荷性質(zhì)為輕微沖擊時，鋼的許用擠壓應(yīng)力=(100—120)N/mm2，考慮到鍵的主要失效形式為壓潰，通常只進行擠壓強度計算。擠壓強度條件T—轉(zhuǎn)矩，N·mm;d—軸徑,mm;h—鍵的高度，mm;L—鍵的工作長度，對于A型鍵l=L-b，B型鍵l=L，C型鍵l=L-b/2，其中L為鍵的長度，b為鍵的寬度。（1）輸入軸：扭矩與聯(lián)軸器聯(lián)接的鍵,直徑d=70mm,A型鍵的尺寸為b×h×L=20×12×122則l=L-b=122-20=102mm =4×941210/70×12×102≈43.95N/mm2＜[] 滿足強度條件。（2）第二根軸扭矩與大錐齒輪聯(lián)接的鍵,直徑d=97mm,A型鍵的尺寸為b×h×L=28×16×85.5,則l=L-b=85.5-28=57.5mm =4×2861960/97×28×57.5≈73.3N/mm2 滿足強度條件。與圓柱齒輪聯(lián)接的鍵,直徑d=89mm,A型鍵的尺寸為b×h×L=25×14×115,則l=L-b=115-25=90mm =4×2861960/97×14×90≈93.66N/mm2 滿足強度條件。（3）第三根軸參考文獻[1]洪曉華.礦井運輸與提升.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2005[2]成大先.機械設(shè)計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，1998[3]《綜采技術(shù)手冊》編委會.綜采技術(shù)手冊（上）.北京：煤炭工業(yè)出版社，2000[4]《綜采技術(shù)手冊》編委會.綜采技術(shù)手冊（下）.北京：煤炭工業(yè)出版社，2000[5]雷天覺.新編液壓工程手冊.北京：北京理工大學出版社，1998[6]王國法.液壓支架技術(shù).北京：煤炭工業(yè)出版社,1999[7]王洪欣、李木.機械設(shè)計工程學1.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2001[8]徐灝.機械設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2003[9]唐大放、馮曉寧.機械設(shè)計工程學2.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2001[10]劉鴻文.簡明材料力學.北京：高等教育出版社，1999[11]許福玲.液壓與氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，2004[12]尚鳳武.CAXA2005創(chuàng)新三維CAD教程.北京航空航天大學出版社，2004[13]李宜民.理論力學.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2003[14]汪理全.礦業(yè)工程概論.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2004[15]甘永立.幾何量公差與檢測.上海：上海科學技術(shù)出版社，2001[16]白杰平.機械工程科技英語.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1995[17]王啟廣.采掘機械與支護設(shè)備.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2006[18]中國礦業(yè)大學機械制圖教材編委會.畫法幾何及機械制圖.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2002[21]王啟廣，黃嘉興.液壓傳動與采掘機械.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2005[22]謝錫純，李曉豁.礦山機械與設(shè)備.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2000[24]JosephE.Shigley,CharlesR.Mischke.機械工程設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社,2002英文原文AnalysisandPrecautionsofChainBreakageFailureofScraperConveyors1.Foreword Scraperconveyorthefault,thefailuretoDuanlianthemostprominent,anddealwiththetimespentbythelaborintensityandalsothelargest.Maintenanceoftenfoundthatthechainofseriouswear,theendofachainofnon-normaldamageandapit,andotherphenomena.Thispaperanalysesthereasonsforthefailureoccurred,bypreventivemeasures.2.analysis Accordingtostatistics,inthenormalproductionoffullymechanizedcoalface,scraperconveyorchainconveyorfailuretimeaboutthefailureofmorethan40percentofthetime.RinglinkedDuanlianmajorfaultcausedbythefollowingaspects(1)improperinstallation 1)inthedouble-strandeddifferentlengths.Undernormalcircumstances,single≥200kWpowerbothintheuseofdouble-strandedform,thenewprocurementscraperconveyorchainattheinitialstagewhenthereisnoinconsistencyinthelengthofthechainproblem,becauseaftertheuseofconveyor-bendinglevelwasadvancing,throughthechainAlongerperiodoftimeafteruse,Inthelateral(side-wallcoalface)relativeelongationofthechain,concentratedload,theheavystart-upoccurredwhenDuanlianvulnerable.Whentheconveyorfaceagainthenextinstallation,assemblychainmaybeconfusing,ifshort-chaininstalledinthelateralandmedialinthelong-chainequipment,conveyorworkwillresultinaJinyaosprocketchain,withaloosechainSprocketwasbittenandseriouslysothatwhenthechainpulloff. 2)chainlinkseamdown.Forthedouble-strandedconveyoratthetimeofinstallationintheCentralWeldlegislationmustbeprogressive,toreducewearWeld,extendedchainlinklife;chainlinkWeldandreducethefrictionandwearoftheplate.However,inactualuse,sincethechainlinkwrongequipment,chainlinkseamdown,andthefrequentoccurrenceDuanlianfault. 3)theuseofshort-scraper.Asmanufacturingqualityproblemsorwearoverrunbytheuseofthescraper,which,resultinginfailuretostopproduction. 4)rackdeformation.Sprocketandrackitselfallowedtherockyledgeof5mm,buttheactualrockyledgeinexcessofthisvalue,sprocketandchainlinkconnectionisbad,apointcontact,causingringlinkedwiththearcofWaterloosprocketchainofnon-normalwearandtear,Apit. 5)nosetoinstallhighenough.Whenthenosetoinstallhighenough,theheaddrumCoalUnloadernotduetothenet,attheendoffloatingcoalwillbelinkedintothegroove(thatis,turncoal),anincreaseoftheconveyorrunningresistanceandincreasethechain,thechutewear,Sothatthechaintensionincreased,Duanlian.(2)theuseofimpropermaintenance 1)sprockettransitionwear.Accordingtoapointoforder,≥22mmpitchofthebiggestsprocketwearshouldbe≤6mm(withtheroundaboutatsprocketchain-linkedringontheinspectionandwheelabovethedistance),sixmonthsafterthesprocketshouldusethenose,tailSprockettoswap.However,inactualuse,becauseofmaintenanceanduseofcostconsiderations,thesprocketwearstillinuse,ringlinkedthroughthechainwheelwhentheslidebecauseoftherelativesqueezecausedfrictionwiththearcofthechainringwear,andlinkedWaterlooRinglinkedconnectionisbad,sprocketchainandringpitchfromthechainofnon-aggravatedthenormalwearandtear. 2)chaintootightortooloose.Tightatthebeginningofthechaintensionadjustmentistoolarge,impactonconveyornormalwork,shortenthechainoflife,exacerbatedbytheboardinthechainandwear,especiallywhenthescratchcardscraper,sothatthechainelongation.Whenthechain-scraper,underthenoseofascrapersprocketchainpiledupinthechaintointerferewith,orevenKenyaochain. 3)andverticaldegreesofbendinggauge.Conveyorpassageintheprocess,theleveloftheoverrunisoftenduetofacerugged,verticaldegreescannotbefullyguaranteed.Undersuchcircumstances,theinevitablewearringlinkedtheincreaseofchainelongationincrease. 4)faultencounteredattheRafahwaste.Astheundergroundworkingconditionsconstantlychanging,Shearercutofflayer,cutpartingcaseshaveoccurred,thenthewastewatermixedwithacement-like,scraper,andthechainplateintheroleoffriction,wearthechainofintensified,Morethannormalwearandtearofcoalcondition,SawtoothCentral,Weldlifecutshort,thewholechainoflifedecline. 5)Otherdamage.Electricaloverloadstarted,therunningloadwillcausedamagetolinkCentralandDuanlian;beganproductionintheface,cutinthebolt,metalscrap,othechute,resultinginBiecardDuanlian;tightchainmethodisnotcorrect,WillcausetensiongaugeandDuanlian(3)qualityisnothigh Circlechaindesignloadisaboutthebrokenscrapercanwithstandthetensionabout10timesthatinnormalcircumstancesgreatsafetyfactor,isnotgoingtohappentheDuanlian.However,duetovariousreasons,theringcha