刮板输送机设计

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目录

第一章 绪论 ................................................................................... 2

1.1总体方案的确定 ....................................................................................... 2

第二章 刮板输送机的基本概述 ................................................ 5

2.1刮板输送机的整体构造及传动原理 ....................................................... 5 2.2国产刮板输送机技术特征 ....................................................................... 9

第三章 刮板输送机的性能计算 .............................................. 14

3.1 输送量的计算 ............................................ 14 3.2 刮板输送机输送能力的计算 ................................ 15 3.3 刮板输送机的阻力计算 .................................... 16 3.4 刮板输送机功率计算 ...................................... 17 3.5 刮板链张力的计算 ........................................ 18 3.6 链轮的几何尺寸计算 ...................................... 20 3.7 其他一些部件的选取 ...................................... 21

第四章 刮板输送机的动力学分析 .......................................... 24

4.1 刮板输送机的物理模型 .................................... 24 4.2 刮板输送机的数学模型 .................................... 25 4.3 刮板输送机的动力学模型 .................................. 30

小 结 .............................................................................................. 37 参考文献 .......................................................................................... 39 致 谢 .............................................................................................. 40

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第一章 绪论

煤炭作为我国主要战略性能源，在一次能源生产和消费构成中一直占70%以上。尽管这一现实在一定程度上反映了我国能源结构上的不合理性，考虑环境污染和能源安全，我国能源政策会作出一定调整，但在可遇见的时期内，煤炭作为支撑我国经济发展的战略性第一能源的地位不会改变。由此可见，煤炭产业以及煤炭产业经济的良性发展对于我国的国民经济发展的重要意义。

我国煤矿采掘机械化自20世纪50年代开始发展。1974年引进发展综合机械化采煤和装备。1990年统配煤矿的综合机械化程度只有35.31%，综采工作面单产平均56.2万t/a，其中高产的百万吨工作面只有30余个。按全国煤炭总产量计算，全国采煤机械化程度和综合机械化程度大体只有统配的一半，所占比重很低。《中国煤炭开发战略研究》表明：今后随着国家经济实力、技术装备、人员素质的提高，机械化水平必将逐步提高。技术发展的整体趋向是国有重点煤矿跟踪世界发达国家，地方国有煤矿跟踪国有重点煤矿，乡镇煤矿跟踪地方国有煤矿，形成以现代化技术为先导的多层次技术结构。

综采技术是长壁采煤系统、支护、采煤、装载、运输及整体推进等作业全部机械化的生产技术，在近半个世纪的发展历程中，它创造和保持了多项世界记录，是当今世界最先进的开采技术，近几年在新技术革命影响的牵动下，正发生着变革性的进步。目前全自动化无人采煤工作面的综采技术，是美、德等国科研工作的重要内容。综采设备是综采技术的核心部分，工作面刮板输送机是关键的综合设备之一。为迅速赶上世界综采工作面刮板输送机的现状，探讨其发展趋势，对促进工作面刮板输送机极其他综采设备的发展，有非常重要的意义。

综采刮板输送机是综采工作面的主要配套设备之一。建设一批高产、高效的现代化矿区国产重型刮板输送机在我国综合机械化采煤技术中起主导作用，在我国煤炭开发战略中的地位日益重要，从保证国民经济发展对煤炭的需求以及发展煤炭主产地区域经济和促进社会稳定等角度出发，对我国煤炭产业经济的发展无疑具有重要的战略和现实意义。

1.1 总体方案的确定

刮板输送机按卸载方式可分为：端卸式刮板输送机、侧卸式刮板输送机、直弯式刮板输送机和交叉侧卸式刮板输送机四种。端卸式刮板输送机：刮板输送机呈直线

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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，卸煤有一定的高度，易产生煤尘。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度卸到转载机上，这是煤的主流，约占输煤量的70%～75%；约有15%～20%的煤从副卸载斜板卸到转载机上，这是副流；最后约有5%～15%的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：1.侧卸式输送机卸载前由于弧形板的作用，煤平稳地滑入转载机中，避免了端卸式的堵塞堆积和煤尘的产生，改善了劳动环境；2.由于弧形板的作用将带有动量的大块煤扭转90度，使其与转载机运行方向相同后再卸入转载机内连续运行，避免了端卸式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；3.从弧形板下被刮板链带走的煤粉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；4.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。直弯式刮板输送机：它把工作面刮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。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200～300mm。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。结合自己的设计要求和以上各种机型的特点选定为段卸式刮板输送机。

1.1.1 刮板输送机结构方案的确定

一台刮板输送机主要包括：机头部及传动装置、机尾部和过度槽、中部槽极其附件和刮板链等五个部分。

1.机头部及传动装置

机头部是将电动机的动力传递给刮板链的装置，它主要包括机头架、传动装置、

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链轮组件、盲轴及电动机等组件。常用的机头部有端卸式和侧卸式，本设计采用端卸式。机头架是机头部支承安装链轮组件、减速器、过度槽等部件的框架式焊接结构，它由左侧板、右侧板和中板用较厚的钢板焊接制成，有足够的刚性和强度。为适应左、右采煤工作面的需要，机头架的两侧对称，可在两侧安装减速器，本设计采用一侧安装。机头架的结构形式分为端卸式和侧卸式两种类型，本设计采用端卸式。传动装置由电动机，联轴器和减速器等部分组成。传动装置的布置方式有垂直式和平行式两种，本设计采用平行式。刮板输送机的电动机有单速和双速两种，本设计采用单速四级鼠笼矿用防爆电动机。由于采用的是单速电动机，所以减速器输出轴和电动机的连接时联轴器选用液力偶合器，而减速器输出轴与链轮轴的连接采用齿轮联轴器连接。对于减速器则采用外购的形式获得，选用刮板输送机专用减速器JS系列。

2.机尾部

综采工作面刮板输送机一般功率较大，多采用机头和机尾双机传动方式。部分端卸式输送机的机头、机尾完全相同，并可以互换安装使用。因为机尾不卸载，不需要卸载高度，所以一般机尾部都比较低。为了减少刮板链对槽帮的磨损，在机尾架上槽两侧装有压链块，本设计采用机头和机尾双机传动方式。

3.过渡槽

过渡槽是机头和机尾与中部槽的连接溜槽，分别称为机头过渡槽和机尾过渡槽。它的特点是与中部槽连接端的高度与中部槽相同，而与机头架和机尾架连接的另一端较高。

4.中部槽极其附件

中部槽是刮板输送机的机身，由槽帮钢、中板等件组成，上槽是装运煤炭的承载槽，下槽供刮板链返程用。本设计采用敞底式中部槽，M22槽帮钢等。

5.刮板链

刮板链的结构分为中单链、边双链、中双链和准边双链，本设计根据需要采用边双链，其优点是：链条和连接环在槽帮钢的槽内运行，刮板的空间较大，能输送较大的煤块，这种链子的预紧力较小，运行阻力小，适应性强，因此，得到广泛应用。

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