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1、中国矿业大学2009届本科生毕业论文目 录1 概述11.1刮板输送机的机构与作用11.2刮板输送机的发展概况21.3国内外刮板输送机的技术特点及趋势31.3.1先进产煤国家刮板输送机的技术发展31.3.2我国刮板输送机的技术改进方向51.4刮板输送机类型及组成61.4.1刮板输送机的类型61.4.2刮板输送机的组成71.5刮板输送机的工况121.6本次设计的任务131.6.1刮板输送机总体方案的确定131.6.2适用范围132 机头传动部的设计及计算152.1刮板输送机的选型计算152.1.1货载最大横断面积计算152.1.2.牵引力及电机功率的计算152.1.3.减速器的输出转速172.1.
2、4.减速器的设计182.2总传动比的确定及分配182.3传动部传动计算202.3.1各级传动转速、功率、转矩202.3.2 传动部圆锥齿轮设计计算212.3.3 传动部圆柱齿轮设计计算332.3.4传动部行星机构的设计计算403 零部件的设计及校核543.1轴的设计及校核543.2 轴承的寿命校核663.2.1第一轴的轴承寿命计算663.2.2行星轮轴承寿命的计算683.3键的设计与强度校核683.3.1普通平键683.3.2花键703.4联轴器的选用733.4.1液力偶合器733.4.2浮动的齿轮联轴器744 机头打齿问题解决774.1液压传动的工作原理774.2液压传动系统的组成784.3
3、液压传动的优缺点794.3.1液压传动的优点794.3.2液压传动的缺点794.4液压技术的应用和发展概况804.5设计方案的确定814.6 确定系统主要参数824.6.1 主要设计参数824.6.2 液压缸的主要参数824.6.4活塞杆的计算894.7活塞杆的导向套、密封和防尘894.7.1密封圈、防尘圈的选用915 刮板输送机的使用和维护925.1润滑及注油925.2重型刮板输送机的安装、运行与维护925.2.1重型刮板输送机的安装与试运转925.2.2刮板输送机的运行注意事项955.2.3常见故障及处理方法965.2.4刮板输送机的常规保养及维护975.2.5刮板输送机上使用的新型传动系
4、统99结 论101参考文献102英文原文104中文译文109致 谢112 第1页1 概述1.1刮板输送机的机构与作用刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续输送机械。它的牵引构件是刮板链，承载装置是溜槽。在综采工作面，为了与采煤机、液压支架配合使用，在溜槽的采空区侧设有挡煤板及挡煤板座、导向管（链牵引采煤机用）、齿条、销轨或埋链（无链牵引采煤机用）。全套图纸，加153893706刮板输送机在综采工作面中起着承载、运煤和采煤机导向以及液压支架推移支承等作用，是整套综采设备的“中坚”，其性能、可靠程度和寿命是综采工作面正常生产和取得良好技术经济效果的重要保证。刮板输送机是为采煤工作面和采区巷道运煤布置
5、的机械。它的牵引机构是刮板链，承载装置是中部槽，刮板链安装在中部槽的槽面。中部槽沿运输路线全线铺设，刮板链绕经机头、机尾的链轮接成封闭行置于中部槽中，与滚筒采煤机和输送机推移装置配套，实现落煤、装煤、运煤及推移输送机。输送机全长溜槽都可装煤，装入中部槽中的煤被刮板链拖拉，在中部槽内滑行到卸载端卸下。刮板输送机所以能在采煤工作面运输中得到广泛的应用，是由于它和其它输送机相比具有如下优点：运输能力不受货载的块度和湿度的影响；机身高度小，便于装载；机身伸长或缩短方便；移置容易；机体坚固，能用于爆破装煤的工作面，也能与采煤机和自移式液压支架组成综采工作面。 一般的刮板输送机能在25以下的条件使用。刮板
6、输送机在使用只能感要受拉、压、弯曲、冲击摩擦和腐蚀等多种作用，因此，必须有足够的强度、刚度、耐磨和耐腐蚀性。由于它的运输方式是物料和刮板敛都在槽内滑行，因此运行阻力和磨损都很大。但是，在采煤工作面运煤，目前还没有更好的机械可代替，只能从结构上、强度上和制造工艺上不断研究，使它更加完善、耐用。刮板输送机在煤矿是使用量大、消耗多的重要设备。多年来，我国制造的刮板输送机有几十种型号。目前，我国制造的最大的刮板输送机运输能力为900t/h；装机总功率为320kW；一条牵引链的破断负荷为85t；沿水平线的运输距离为150米；整机全部重量为204t。1.2刮板输送机的发展概况自世界上第一台刮板输送机诞生以
7、来，经历了半个多世纪的不断研究、试验、改进，刮板输送机已成为煤矿运输的主要设备。目前世界上生产刮板输送机的国家主要有德国、美国、英国、澳大利亚、日本等。机型从轻型、中型到重型、超重型装机功率已发展到3700kW。保护形式有：弹性联轴器、限矩型液力耦合器、双速电机、调速型液力耦合器、软启动(CST可控传动装置、阀控调速型液力耦合器、交流电机变频调速技术三种软启动装置)等等。我国综采机械化的应用始于20世纪70年代末，用刮板输送机运输散碎物料的方式20世纪初出现于工业发达的英国。早期的刮板输送机长度只有几十米；功率小，牵引链的强度也不高。经过多年的改进和发展，目前综合采矿用的刮板输送机除了运煤之外
8、，还有四中功能：给采煤机做运行轨道，为拉移液压支架作升缩油缸的固定点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆、水管、乳化液管等。挂板输送机在综合采煤工作面与采煤机和液压支架配套工作。从总体水平上看我国刮板输送机发展现状与国外相比还存在一些差距，主要表现在：基础研究薄弱。缺少强有力的理论支持，计算少，靠经验取值多，缺乏专门的开发分析软件；受基础工业水平的制约，国产输送机制造质量不稳定。元部件的可靠性还有待提高：大功率刮板输送机的关键部件仍需进口，有待进一步研发并国产化；安全性和可靠性的不稳定。直接制约了煤矿的生产效率，从而不能从根本上降低使用成本；煤矿管理水平落后，资金不足矿工不按操作规程操作等，也间接增加
9、了输送机发生故障的机会从而不能最大限度地发挥设备的设计能力。刮板输送机是综采工作面中工况条件恶劣、负载状况复杂的关键运输设备。由于难起动，负载变化剧烈，多机驱动中各电机负载分配失衡和负载振荡等问题，造成刮板输送机传动系统和链条组件中应力过大，受冲击厉害使溜槽磨损严重甚至电机烧毁损坏，直接影响刮板输送机的可靠性及寿命。驱动装置是刮板输送机的心脏，其性能的好坏和功能的完善程度与刮板输送机整机的运行品质、可靠性和寿命密切相关。我国综采工作面刮板输送机自70年代中期开发以来，取得了长足的进步，其驱动装置从性能和可靠性等各方面都有了大幅度的提高。80年代后期，我国成功地开发研制了双速电机驱动装置，有效地
10、解决了刮板输送机难起动的问题，降低了链条、链轮及溜槽的磨损，延长了刮板输送机的使用寿命。但是，与国外先进水平相比，还存在着很大差距。近十年来，国外各先进的采煤国家，为适应国际市场的需要，不断加大刮板输送机的功率，改进驱动技术，完善了双速电机驱动装置，并开始采用可控软起动技术，使刮板输送机的输送能力不断增加，技术性能日趋完善，可靠性及寿命大幅度提高。鉴于国产刮板输送机驱动装置技术性能还比较落后，功能还不够完善，严重制约着我国刮板输送机整机性能的提高。因此。结合我国国情和需要，找出差距，充分吸收、借鉴国外先进技术，尽快完善现有技机研究开发中的重要任务。1.3国内外刮板输送机的技术特点及趋势1.3.
11、1先进产煤国家刮板输送机的技术发展（1）发展重点与代表机型在不断提高工作面单产和效率的总要求下，80年代初期，主要是对工作面刮板输送机的结构进行改进。如采用双中心链、侧卸机头、封底溜槽和双速电动机，增大溜槽、牵引链条等组件的强度及传动功率等都有效地提高了刮板输送机的运输能力和可靠性。80年代后期以来，工作面刮板输送机技术发展可概括为“三大（大运量、大运距、大功率）、二重（重型溜槽、重型链条）、一新（自动监测等新技术）”。以德国DBT公司制造的MTA4231000型软起动刮板输送机为例，其装机容量为3750KW，双中心链242 /46mm，溜槽为轧焊结构，溜槽能力可达4500t/h，在美国科罗拉
12、多州塞浦露斯20英里矿与朗艾道公司制造的EL3000型安德森电牵引采煤机配合，于1997年6月创造月产990361t洁净的世界纪录。其它如美国的朗艾道公司、久益公司、德国的哈尔巴赫布朗公司和DBT公司等，都在80年代至90年代推出了新型强力工作面刮板输送机。(2)已达到的主要技术指标进入80年代以后，代表工作面刮板输送机技术发展水平的主要指标为：1）大运量70年代末，工作面刮板输送机运量能力一般小于1000t/h，80年代中期达2000t/h，80年代末90年代初达到25003500t/h，目前已出现运量达到4000 t/h以上的重型刮板输送机。相应的溜槽宽度从730764mm增大980110
13、0mm以上，链上1m/s左右提高到1.31.4m/s以上，最高链速已达1.78m/s 。2）长运距70年代末期，一般工作面刮板输送机长度不超过200mm（只有德国在1979年平均长度达到223m）；80年代逐步增长到250m长的采煤工作面刮板输送机平均长度为244m.目前美、英、德均已有超过300m长的采煤工作面和刮板输送机，最长的工作面直径从2630mm增大到3442mm，目前已出现4652mm的链子。国外专家研究分析认为，从设备投资、运营成本、掘进通风、维修搬家等因素综合考虑，工作面及刮输送机长度在250左右时，技术经济指标最为合理。3）大功率70年代末期，刮板输送机驱动电动机单台功率Nd
14、200KW，最大装机功率为2200KW，80年代初期为（23）（250315）KW。目前实际运行的刮板输送机单台电动机最大功率已达到或超过700KW，减速器传动比i=1：40。相应地，对于功率大于250300KW电动机的供电电压也从1000V左右升高到2300V、3300V、4160V或5000V。4）长寿命与高可靠性70年代，工作面刮板输送机过煤量约为100万t，80年代初期为200万吨。目前重型刮板输送机整机（大修周期）过煤量已达到400600万t（相当于运行34年）；组件工作寿命，30mm以上链条为200300万t（相当于运行12年），链轮为100150万t（约运行1年左右），减速器设计
15、寿命为1250015000h，接链环的疲劳寿命达到70000次以上。1.3.2我国刮板输送机的技术改进方向经过20多年的发展目前我国中、小功率刮板输送机已具备成型技术并有成熟的制造能力，完全能够满足国内市场的需求。大功率刮板输送机通过成套引进国外的装备和技术，成功地进行了国产化研制工作并相继推出了一些产品。（1）技术先进性。随着科学技术的进步和市场的发展，输送机的国际竞争将越来越激烈，对输送机的设计水平和生产能力要求也越来越高，不仅要求造型科学、配套合理，在技术上不断创新、完善，去适应不断变化着的使用条件，而且关键部件(如刮板链、减速器、保护装置等)的设计或选用，要求与国际接轨，实现标准化。（2）性能可靠性。设备的可靠性是进行高效作业的根本保证。井下受场地、灯光等条件的限制，维修条件较差有些高瓦斯矿井基本不具备现场维修的条件，一旦出现故障就会严重影响安全生产。因此，输送机
