横轴式掘进机转运机构方案设计及其技术设计.doc

1、摘要刮板输送机是目前长壁采煤工作面唯一的运输设备。虽然其类型和组成部件的形式多种多样，但基本组成与工作原理相同。一般的刮板输送机能在25以下的条件使用。刮板输送机在使用中要受拉、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链都在槽内滑行，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。本设计要求为横轴式掘进机的掘进机的转运机构的设计，主要对转运机构的结构方案设计，参数确定，动力元件的选择，链轮的设计计算，链轮轴的设计计算刮板链及刮板的设计

2、计算等进行设计计算。关键词：刮板输送机；链轮；链轮轴；刮板链；刮板。IAbstractScraper conveyor is the longwall coal mining face the only transportation equipment. Although the type and composition of components in a variety of forms, but the basic composition and working principle of the same. The general function of scraper conveyor

3、 at 25 the following conditions of use. Scraper conveyor in use to tension, pressure, bending, impact friction and corrosion and so on the many kinds of function, therefore, must have enough strength, stiffness and wear resistance and corrosion resistance. Because it is the mode of transportation of

4、 materials and scraper chain in the slide groove, so running resistance and wear are very big. In coal mining working face coal, however, there is no better mechanical alternatives, only from the structure, intensity, and continuous research on manufacturing process, make it more perfect and durable

5、.The design requirements for transport of horizontal shaft type machine machine organization design, main structure design of transport mechanism, parameters, the choice of power components, sprocket design calculation, design and calculation of the scraper chain sprocket wheel shaft and the design

6、and calculation of the scraper etc design calculation.Key words: scraper conveyor; Sprocket; Sprocket shaft; Scraper chain; Scraper.I目录1. 概述11.1 掘进机发展现状11.1.1 纵轴式21.1.2 横轴式31.1.3 悬臂不可伸缩式41.1.4 悬臂可伸缩式41.2 刮板输送机发展现状41.2.1 技术现状41.2.2 刮板输送机的发展趋势52 主要部件的结构和设计要求72.1 链轮82.2 中部槽及附属部件92.3 刮板链122.4 紧链装置162.5设

7、计任务及原始数据193 总体方案的确定213.1 刮板输送机运输能力计算213.1.1 工作面刮板输送机的输送生产能力计算213.1.2 溜槽上物料段面积计算223.1.3 刮板输送机上的物料断面面积的计算233.2 刮板输送机运行阻力的计算233.2.1 每米长度上货载质量233.2.2 运行阻力233.3 刮板输送机链条张力和牵引力的计算及强度计算253.3.1 计算各特殊点张力253.3.2 刮板输送机两端链轮总牵引力263.3.3 圆环链的选择计算263.3.4 刮板链强度运算273.4 液压马达的选择283.4.1 刮板输送机满载运行时电机功率P的计算283.4.2 单向割煤采煤工作

8、面刮板输送机电机功率的计算283.4.3 液压马达的选定293.5 链条预张力和紧链力的计算303.5.1 链条预张力303.5.2 链条紧链力304 传动部件及其零件的设计324.1 圆环链链环的结构和规格324.2 圆环链接链环的结构型式334.3 圆环链的性能指标354.3.1 圆环链的损坏形式354.3.2 圆环链的强度指标364.4 圆环链链轮的齿形参数和几何计算374.4.1 圆环链链轮的齿形参数374.4.2 链轮的几何尺寸计算394.5 刮板424.5.1 结构形式的确定434.5.2 外形尺寸的确定434.5.3刮板的间距444.6 链轮轴的设计计算454.6.1 轴的结构设

9、计454.6.2 链轮轴强度校核465 经济技术分析486 总结与体会49致 谢50参考文献51附录 A53附录 B55附录 C601. 概述21世纪的世界能源格局，煤炭依然在传统能源中占有主导地位，约为27.3%。我国作为世界上最大的生产、消费国家，为了保障我国国民经济发展的需求，煤炭在一次能源的比重上，在2000年占70%左右，在2010年占60%左右，在2015占50%左右。由此可见，在近期的发展中，煤炭仍将是世界各国的主要能源之一。在这种局势下我国煤炭工业依然要维持着巨大的生产规模。煤炭工业的根本出路在于信息化、机械化、自动化。因此，服务于煤炭生产的煤矿机械行业，面临着严峻的挑战，是推

10、进我国煤炭工业发展现代化和技术进步的关键产业。1.1 掘进机发展现状从20世纪40年代开始至今，悬臂式巷道掘进机已经拥有长达70多年的发展过程，而我国悬臂式掘进机的研制和应用真正开始是在20世纪70年代，比世界其它的先进国家大约晚1520年。但是，通过多年对该行业的技术攻关，尤其是近年来国家对煤炭行业的重视程度大大增加，在国家的大力支持下，使得我国悬臂式掘进机得到快速的发展。目前我国悬臂式掘进机的机型已从轻型发展到中、重型，截割对象也已经从煤层拓展到岩石的截割，截割功率和机重都大大增加，掘进能力也得到大幅度的提升。我国掘进机的发展过程主要经历了国外引进、分析学习和自主研制3个阶段。20世纪90

11、年代以来是我国掘进机的自主研发阶段,这一过程中我国中型掘进机的生产制造技术已经达到一定的成熟，能够独立生产设计截割硬度80MPa，机重60t左右，截割功率160220kW的重型掘进机，并且已经具备了根据矿井的实际条件实现针对化设计的能力。与国外的先进水平相比，国内掘进机还是存在一定的差距，尤其是重型掘进机方面跟国外的差距较为严重。现代的掘进机，按照工作机构的不同可以分为摆动式、悬臂式、钻削式三种。而巷道掘进机主要就是有悬臂结构的部分断面掘进机。其主要组成由截割部、装载部、刮板输送机、机架、行走部、液压系统和喷雾冷却系统等组成，如图1-11所示。各机构分别完成巷道掘进的主要工作，即破碎煤岩、装载

12、并转运至运输设备上、随巷道掘进向前推移整套掘进设备等。在掘进机的各个机构中，截割机构对整个掘进机的性能影响最大，并且用以区别各种机型。常见的截割机构有：纵轴式和横轴式。图1-1 掘进机的典型结构1-截割悬臂；2-回转台；3-装载铲板；4-转载机；5-履带行走机机；6-电控箱；7-中间输送机；8-液压装置1.1.1 纵轴式纵轴式掘进机的截割机构特点是截割头的轴线和悬臂的轴线相重合，如图1-2 所示。图1-2 纵轴式截割机构1-截割头；2-截割悬臂它的特点是：传动方式较为简单，截割头的钻逆较为容易，掘进巷道断面不受限制，可以用来开柱窝、挖水沟等，并且操作简单。但其排除废物能力较为困难，截割头受力情

13、况不合理，当整机的重量较轻时，工作过程中产生振动较为严重。其截割头形状多为柱体和锥体，截齿形状多为径向安装的扁截齿，主要是截割岩体。而用来截割煤体的滚筒和截割头则安装镐形截齿。1.1.2 横轴式横轴式截割机构的轴线与悬臂的轴线相互垂直，如图1-3 所示。 图1-3 横轴式截割机构1-截割头；2-截割悬臂其特点是：主要是对岩层表面的截割，对煤岩体表层的压张效应充分利用，截割阻力小，排屑也很方便，截割时产生的反力可被机体的自重平衡，机器工作时产生的振动较小，稳定性很好，但是在操作不是很方便，截割断面的形状也受到了一定的限制。截割头的形状大多为双半球体，一般采用切向安装的镐形截齿，可用来截割煤体或半

14、煤岩体。按截割悬臂是否可伸缩又分为悬臂不可伸缩式和悬臂可伸缩式。1.1.3 悬臂不可伸缩式截割悬臂是一长度固定的刚性结构。截割头在工作时是利用行走机构给的推力钻入煤壁。该种结构的特点： 1）截割机构的结构简单。 2）截割头钻煤岩壁的阻力较大，履带易打滑加剧磨损，且要频繁开动履带。 3）不能利用截割头挖水沟和开柱窝。1.1.4 悬臂可伸缩式工作时，悬臂的长度可以改变。开始工作时，截割头借助工作臂的伸缩钻入煤岩，不需要开动履带行走机构。其特点为：1）减少履带行走机构的升动次数，延长了行走机构的使用寿命；2）对掘进巷道的形状没有限制，可利用截割头开水沟和挖柱窝；3）便于检查引更换截齿，也可以及时支护

15、巷道；4）截割硬度较大的煤岩时，掘进机（尤其是轻型掘进机）振动比较历害。可见，悬臂可伸缩式的掘进机具有较多的优点，因而获得了较多的应用。1.2 刮板输送机发展现状近年来随着高产高效集约化矿井的迅速发展，煤矿都在争取实现一矿一井一面的高度集约化生产模式。作为长臂工作面的主要运输设备，刮板输送机的输送能力主要由高产高效矿井的生产能力来决定，同时也决定了刮板输送机的发展趋势。1.2.1 技术现状20世纪80年代以来，国内外刮板输送机都在向大运量、长运距、大功率、高强度、长寿命与高可靠性方向发展。目前，国外综采最大的工作面刮板输送机，去运量已达6000t/h装机功率4800kW运距450m。国内自主研发的刮板输送机运量已达3500t/h装机功率3700kW运距300m。随着神东等大型煤炭基地400m 工作面的出现，国产刮板输送机将朝着更大型的方向发展。但是运量、运距和功率的增大受到诸多因素的限制。首先，中部槽的高度不宜太高，否则会影响装煤效果。其次，输送机的长度也不