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1、4 4 传动系统传动系统刮板输送机的传动系统比较简单，其传动原理图如图 4-1。图 4-1 传动原理图1-电动机；2-减速器；3-机头链轮；4-机尾链轮 5 5 结构设计结构设计5.1 机头部机头部由机头架、链轮、减速器、盲轴、联轴器和电动机组成。是将电动机的动力传递给刮板链的装置。5.1.1 机头架机头架是机头部的骨架，应有足够的强度和刚度，由厚钢板焊接制成。各型机头部的共同点如下：a. 两侧对称，可在两侧壁上安装减速器，以适应左、右采煤工作面的需要；b. 链轮由减速器伸出轴和盲轴支撑连接，这种连接方式，便于在井下拆装；c. 拨链器和护轴板固定在机头架的前横梁上，它的作用是：防止刮板链在与链
2、轮的分离点处，轮齿带动卷入链轮，护轴板是易损部位，用可拆换的活板，既便于链轮和拨链器的拆装，又可更换；d. 机头架的易磨损部位采取耐磨措施，例如加焊高锰钢堆焊层或局部采用耐磨材料的可更换零件。5.1.2 减速器我国目前生产的刮板输送机减速器，多为平行布置式、三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器。其中 DB、DC 型圆锥、圆柱齿轮减速器高速级为弧齿锥齿轮，中低速级为圆柱齿轮。这种减速器具有承载能力大、传动效率高、噪声低、体积小、寿命长的特点，用于输入轴与输出轴呈垂直方向布置的传动装置，如刮板输送机各种运输机械，也可用于煤炭、冶金、矿山等各种通用机械传动中。其使用条件为：齿轮圆周速度不大于 18m/s；安
3、装角度为 025；高速轴的转速大于 1500r/min；减速器工作的环境温度为-20+35；适用于正、反向运转。为适应不同的需要，三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器有三种装配方式。型减速器的第二轴端装紧链装置，第四轴（或第一轴）装断销过载保护装置，这种形式用于单机功率为30KW 以下的减速器；型减速器的第二轴端装紧链装置，利用液力耦合器实现过载保护，单机功率 40-75KW 的减速器采用这种形式；型减速器的第一轴端装紧链装置，利用液力耦合器实现过载保护，单机功率 90KW 以上的减速器采用这种形式。为适应左、右采煤工作面和在机头部、机尾部都能通用，刮板输送机减速器的箱体应上下对称。箱体的结构还应使刮
4、板输送机在大倾角条件下工作时，各齿轮和轴承都能得到充分的润滑。为便于改变链速，减速器应能用更换第二对齿轮的办法，在一定范围内改变传动比。由此选取减速器为：DCZ160-20-S 型。5.1.3 盲轴盲轴是装在机头架的不装减速器一侧、支承链轮的一个组件。5.1.4 电动机与减速器的联接1) 联接形式的选择 电动机与减速器的连接，有弹性联轴器和液力耦合器两种。其中液力传动的主要缺点是较一般机械传动结构复杂、成本高、效率低。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
5、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。2) 联轴器的选择计算 P=5.04KW电机转数 n=1500r/min 与联轴器相连的轴的直径为 d=28mm,则转钜 查手册选用 5.1.5 电动机刮板输送机的电动机，不用液力耦合器时，都采用有双鼠笼转子，具有高起动转矩的隔爆型电动机。选用电动机型号为 YB132M-4JB53381991。5.2 机尾部机尾部采用与机头部基本相同的结构，这样可以很容易把机尾部改装成机头部，满足特殊场合的需要，增加其适应性。5.3 中部槽及附属部件中部槽是刮板输送机的机身，由槽帮钢
6、和中板焊接而成。上槽是装运物料的承载槽，下槽底部敞开供刮板链返程用。为减小刮板链返程的阻力，或在底部松软条件下使用时防止槽体下陷，在槽帮钢下加焊底板构成封底槽。使用封底槽安装下股刮板链和处理下股链事故较困难，可以间隔几节封底槽采用一节有可拆中板的封底槽的办法，以减小困难。中部槽的型式列入标准的有中单链型、边双链型、中双链型三种。除了用于轻型刮板输送机的中单链型采用冷轧槽帮钢外，其他都用热轧槽帮钢制成，其尺寸系列刮板输送机中部槽尺寸系列中有规定。机头过渡槽和机尾过渡槽，是与机头架和机尾架连接的特殊槽。它的一端与中部槽连接，另一端与机头架或机尾架连接。为了使从下槽脱出的刮板链在运行中回到槽内，可在
7、机尾过渡槽的下翼缘装设上链器。中部槽承受煤和刮板链的剧烈摩擦，是使用量和消耗量最大的部件。为提高中部槽的使用寿命，可以采用如下方法。如：将两端进行淬火处理，或加焊锰钢铸造端头；中板两端链道处用等离子喷焊耐磨合金；易磨损处堆焊硬质合金；加大中板厚度；改进槽帮钢的断面以增加强度和刚度。制造中部槽的槽帮钢已有定型标准，规定的型式有 D 型、E 型和 M 型三种。D 型为中单链刮板输送机用热轧槽帮钢，E 型为中单链和中双链用，边双链也可使用，M 型为边双链用的热轧槽帮钢。E 型与 M 型相比不仅中板宽度减小从而增大了刚度，还增强了中板与槽帮钢的焊缝强度，便于焊接，链子不磨焊缝。因此，选用 E 型。5.
8、4 紧链装置刮板链安装时，要给予一定的予紧力，使它运行在张力最小点不发生链条松驰或堆积。给刮板链施加予紧力的装置叫紧链装置。早期的轻型刮板输送机，用改变机尾轴位置的办法人力紧链。现在都采用定轴距紧链。目前应用的方法有三种，一种是将刮板链一端固定在机头架上，另一端绕经机头链轮，用机头部的电动机使链轮反转，将链条拉紧。电动机停止反转时，立即用一种制动装置将链轮闸住，防止链条回松。另一种方式与前种基本相同，只是不用电动机反转紧链，而用专设的液压马达紧链。第三种是采用专用的液压缸紧链。第一种紧链方式使用的紧链器有三种：棘轮紧链器、摩擦轮紧链器、闸盘紧链器。棘轮紧链器结构简单、操作方便，使用于轻型刮板输
9、送机。6 6 传动部件及其零件的设计传动部件及其零件的设计此次设计的刮板输送机最为重要的部件为刮板链传动部件，整台机器运行的质量直接取决于其传动部，由于工作时链条需要承受很大的静负荷和动负荷，还要受矿水的浸蚀，为了能充分适应矿山机械的特殊技术及安全要求和恶劣的工作条件，本次设计的刮板输送机采用用优质合金钢焊接而成的圆环链进行传动。6.1 圆环链链环的结构和规格圆环链链段的结构如图 6-1 所示。链环的结构尺寸用棒料直径 d、节距 t 和外宽 b 表示。矿用高度圆环链的规格和尺寸见部标 MT3680 中的规格。圆环链的链段长度及其公差为一般常用值，其链段长度及公差按下式确定：（6-1）式中 t链
10、环的节距，mmN链段的 链环数。图 6-1 圆环链6.2 圆环链接链的结构形式为便于使用，圆环链应按不同的链段长度进行制造，各链段之间可用链环进行连接。制造接链环的常用材料有、及等，进行调质处理，硬度为 HB320350。为提高接链环的强度和耐磨性，加工后应进行等温淬火处理，硬度达 HRC4250。接链环的结构型式有以下几种：a. 凸缘式接链环如图图 6-2 所示，凸缘式接链环由两个半链环 1、一个卡块 2 及一个弹性圆柱销 3 组成。半链环的结构如图 6-3 所示，右上方为一凸缘，左下方有一凸缘槽。安装时将两个半链环的凸缘和凸缘槽相嵌合，并从侧面嵌入卡块 2，再从顶部装入弹性圆柱销 3，便组
11、成凸缘式接链环。整个接链环靠弹性圆柱销在销孔内的弹性变形实现自动锁紧。这种接链环的特点是破断拉力大、连接可靠，但制造较困难，主要用于采煤机、刨煤机和仓式列车中联结圆环链。图 6-2 凸缘式接链环 1-半链环； 图 6-3 凸缘式接链环b. 开口式接链环如图 6-4 所示，开口式接链环由开口链环 1、卡块 2 及两个弹性圆柱销 3 组成。开口链环 1 和卡块 2 的两端分别做有互相嵌合的 头和 槽。整个接链环靠弹性圆柱销在销孔内的弹性变形实现自动锁紧。这种接链环的破断拉力也很大，但制造困难，通常在刨煤机和输送机上使用。图 6-4 开口式接链环 1-开口链环；2-卡块；3-弹性圆拄销 c. 铰链式
12、接连环如图 6-5 所示，铰链式接连环由两端做有耳子的两个半链环 1、销轴 2、套筒 3 及钢丝 4 组成。整个接链环用钢丝 4 锁紧，靠销轴 2、传递载荷。这种接链环的结构简单、工作可靠、制造方便、寿命长，在采煤机中应用较广。图 6-5 铰链式接连环半 1-链环；2-销轴；3-套筒；4-钢丝6.3 圆环链链轮的几何计算6.3.1 圆环链链轮的齿形参数圆环链与链轮属于一种具有多边形挠性作用的非共轭啮合齿轮传动。因此，圆环链与链轮要实现良好地啮合，合理选择链轮的齿廓曲线和正确设计链轮的齿形是链轮设计的关键问题之一。如图 6-8 所示，当圆环链与链轮啮合时，在链轮的每一齿距上都有两个链环：链环 1
13、平卧于两齿间的链窝里，称为平环；链环 2 立卡在齿宽中部的窄槽内，称为立环。链轮上链窝的形状与平环外行基本一致，但为满足链环节距伸长的需要，链窝长度 A 应比链环长，即。此外，为减少立环的啮合阻力，链轮齿宽中部的立槽宽度也应比链环棒料直径稍大些。图 6-8 圆环链链轮的齿形结构和尺寸对于矿用高强度圆环链的链轮，其齿廓曲线和齿形参数的选择需满足以下要求：a) 保证圆环链能顺利地进入和退出啮合；b) 保证链轮齿有较高地传递转矩的能力；c) 保证链窝的形状和尺寸能适应链环节距伸长的需要。圆环链链轮的齿廓曲线，国外推荐采用的有：直线、圆弧线和直线-圆弧线三种。从加工制造和啮合性能分析，直线齿廓加工简单
14、，但齿高不宜过大，否则啮合时容易发生干涉；直线-圆弧线齿廓加工复杂，应用较少；圆弧线齿廓虽然加工也较复杂，但轮齿强度较高，齿高可适当增大。所以，一般推荐采用圆弧线齿廓。对于各种规格的圆环链，链轮齿形设计的主要问题是：合理选择链轮齿数 z、正确计算链轮节圆直径和齿廓圆弧半径等。6.3.2 圆环链链轮的齿形设计a. 链轮齿数 z圆环链链轮的齿数一般取为 z=412。当圆环链规格 dxt 选定后，链轮齿数 z 可参考表 6-4-7 选择。b. 链轮节圆直径当圆环链与链轮啮合时，平环或立环在链轮上占有的内边距离称为链轮的节距，以表示。显然，链轮节距的理论值应等于链环的节距，即。当平环卧于链窝位置时，在
15、链轮齿宽中间的对称剖面内，经平环两端棒料中心的圆周称为链轮的节圆，如图 6-9 所示。根据我国使用经验和国外研究成果，链轮节圆直径推荐按下式计算：（6-2） 式中，值应精确到小数点后两位数字。c. 链轮齿廓圆弧半径 圆环链链轮的齿廓曲线一般推荐采用圆弧曲线。但是，链轮齿廓圆弧中心的位置和圆弧半径的大小有几种不同的设计方案，如图 6-9 所示。图中，曲线 1 和 4 为某些原苏联资料推荐采用的圆弧齿廓，曲线 3 为德国滚筒采煤机推荐采用的圆弧齿廓。实践证明，用曲线 3 作为链轮齿廓效果较好。我国推荐采用近似曲线 3 的一种齿廓曲线，如图中曲线 2 所示。图 6-9 圆环链链轮的齿廓曲线对于我国推
16、荐采用的齿廓曲线 2，其圆弧中心点的坐标取为： （6-3）式中 链轮中心至平环底面的垂直距离，由图 6-9 中aop 得：（6-4）考虑链环节距伸长的链窝长度增量，值按表 6-4-8 选择。由图 6-8 知，在链轮齿宽的中间剖面上。齿廓圆弧半径为：; 式中 ；代入上式，经整理后得：（6-5）式中 。实际上，由于链轮齿宽中部开有立槽，使齿宽中部剖面的齿廓不存在，而链轮齿面与立槽侧面的交线便成为链轮中部的实际齿廓，如图 6-10 所示。该实际齿廓的圆弧半径按下式计算： （6-6）式中 立槽宽度，mm，一般 取 L=1.35d；链窝端部圆弧半径，mm，一般取；链环外宽，mm。图 6-10 圆环链链轮实
