【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 設(shè)計(jì) 與優(yōu)化 ， 實(shí)現(xiàn) 了刮板輸送機(jī)的 總體 設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)特點(diǎn)是 運(yùn)輸效率高、 強(qiáng)度高 、快速響應(yīng)， 具有 較 強(qiáng)的適 應(yīng)能力。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁(yè) 2 雙中心鏈刮板輸送機(jī)的構(gòu)成 兩條鏈的距離根據(jù)中部槽的寬度確定，不大于其 20%。在溜槽內(nèi)刮板起著運(yùn) 輸?shù)淖饔谩ＴO(shè)計(jì)的鏈有以下優(yōu)點(diǎn)：受力均勻、壽命長(zhǎng)、運(yùn)載能力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、兩鏈條運(yùn)行平穩(wěn)。主要缺點(diǎn)：功耗大，增加單位長(zhǎng)度鏈的質(zhì)量。 刮板輸送機(jī)作為一種以撓性體為牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)裝置，其不僅可以在水平上運(yùn)輸還可以在一定的傾斜角度上運(yùn)輸。運(yùn)載傾角朝上時(shí)，傾角最大不超出 25176。，當(dāng)運(yùn)輸傾角朝下時(shí)，傾角最大不超出 20176。 [3]。 刮板輸送機(jī) 的工作原理 刮板輸送機(jī)的工作原理 如圖 所示 ， 礦物通過一定的方式進(jìn)入輸送機(jī)的入口，在刮板鏈的作用下，在溜槽中按一定的方向移動(dòng)，從輸送機(jī)的上下出口運(yùn)出。其中刮板鏈在上下溜槽中 移動(dòng)，刮板鏈繞鏈輪循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。刮板關(guān)于鏈對(duì)稱布置，以便刮板 在 溜槽中運(yùn)輸材料。 在只需運(yùn)輸一種物料或是使用功率較小的情況下，只需使用 機(jī)頭 或機(jī)尾的電動(dòng)機(jī)。如果需要上下溜槽運(yùn)輸時(shí)，可同時(shí)啟動(dòng)機(jī)頭與機(jī)尾的電動(dòng)機(jī)，機(jī)尾結(jié)構(gòu)與機(jī)頭大致相同。綜上所述，該刮板運(yùn)輸機(jī)可是實(shí)現(xiàn)大小功率的交換，提高運(yùn)輸能力。 運(yùn)動(dòng)方向 1— 機(jī)頭鏈輪； 2— 上溜槽 ； 3— 下溜槽； 4— 刮板 圖 刮板輸送機(jī)的工作原理示意圖 178。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 刮板輸送機(jī) 的主要組成部分 不同類型的刮板輸送機(jī)，雖然組件和布局不一樣，但基本的原理是相通的 ，可以互換。刮板輸送機(jī)的主要組 成部分是機(jī)頭部、刮板鏈、鏈輪、附屬部件，推移裝置、機(jī)尾部等構(gòu)成。 機(jī)頭部 刮板輸送機(jī) 的 機(jī)頭部 如圖 所示，由 機(jī)頭架、電動(dòng)機(jī) 、 聯(lián)軸器 、 鏈輪組件、盲軸和減速器等 組成。首先電動(dòng)機(jī)將動(dòng)力傳遞給減速器后轉(zhuǎn)換成適合的轉(zhuǎn)速，功率然后經(jīng)聯(lián)軸器傳遞給鏈輪，從而鏈輪帶動(dòng)鏈循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)其基本要求是兩側(cè)結(jié)構(gòu)必須相同，方便左右工作面交換。 在本設(shè)計(jì)中 ，上溜槽出口采用 側(cè)卸式 ，下溜槽出口從機(jī)頭處直接卸載 。 1— 鏈輪； 2— 導(dǎo)軌； 3— 下溜槽入口； 4— 溜槽 2— 圖 機(jī)頭部 鏈輪組件 鏈輪由連接筒和鏈輪焊接在一起構(gòu)成。鏈輪 起到傳動(dòng)的作用，其齒形形狀是凹形的，利用兩側(cè)推動(dòng)鏈移動(dòng)。所以在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候鏈輪需要承受靜載荷、沖擊、脈沖載荷等。所以鏈輪不但要有良好的強(qiáng)度和耐磨性，還要具有較高的韌性，以降低沖擊疲勞的影響。如圖 所示，把連接筒和鏈輪通過焊接形成一體，減速器的輸出軸與盲軸連接，其連接形式是內(nèi)外花鍵，從而增加其扭矩，還有這類結(jié)構(gòu)方便維修。鏈輪是使用鍛造的工藝再經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。齒形進(jìn)行淬火處理，使其具有較高的表面硬度。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 1— 盲軸； 2— 連接筒； 3— 鏈輪 圖 鏈輪組件的示意圖 減速器 我國(guó)刮板輸送機(jī)的減速 器一般采用三種方式即平行布置式、垂直式還有復(fù)合式。本次設(shè)計(jì)選用的是平行布置式的三級(jí)傳動(dòng)減速器的圓錐圓柱齒輪傳動(dòng)。使用條件：工作環(huán)境溫度 20186。C— 35186。C、齒輪圓周速度不超過 18m/s、高速軸轉(zhuǎn)速不超過 1500min/r、安裝角 1186。— 25186。，適用于正反轉(zhuǎn)。因?yàn)檩斔蜋C(jī)有時(shí)需要上下溜槽運(yùn)輸，所以機(jī)頭機(jī)尾都需要配置減速器。為了同步運(yùn)輸?shù)牡乃俣?，機(jī)頭和機(jī)尾都使用相同的減速器。此外在不同的條件下，平行布置式三級(jí)傳動(dòng)減速器的圓錐圓柱齒輪減速器有以下三種布置方式。如 圖所示。 第一種是在 I 型減速器的第一軸加裝緊鏈裝置 ，過載保護(hù)使用液力耦合器； 第二種是在 II 型減速器的第 二 軸加裝緊鏈裝置，過載保護(hù)使用液力耦合器； 第三種是在 III 型減速器在第二軸的軸端加裝緊鏈裝置，過載保護(hù)是在第四軸或第一軸端處裝斷銷來 完成 [4]。 圖 減速器的裝配形式 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 一般 在重型刮板輸送機(jī)起 動(dòng)和 制動(dòng)過程中 產(chǎn)生動(dòng)載荷與時(shí)間相應(yīng)延遲的問題，所以在本設(shè)計(jì) 減速器時(shí) 采用可控起動(dòng)傳輸系統(tǒng)（ CST） 。 CST 系統(tǒng)指在運(yùn)行中能夠明顯減少停機(jī)的次數(shù)與停機(jī)對(duì)機(jī)器的損壞，還能提高鏈的安全性，減少斷鏈的故障，同時(shí)也能對(duì)電動(dòng)機(jī)起到保護(hù)的作用。 機(jī)尾部 機(jī)尾部 分為有電動(dòng)機(jī)和沒有電動(dòng)機(jī)兩種。此次設(shè)計(jì)采用有電動(dòng)機(jī)裝置的機(jī)尾，其他的部件則與機(jī)頭部相同。并且在本次設(shè)計(jì)中在機(jī) 尾 部分還采用可伸縮的裝置，它通過改變鏈的張緊程度來改善鏈的運(yùn)行條件、使用壽命等。具有可伸縮裝置的機(jī)尾機(jī)架分為兩個(gè)部份，其中一部分是與過度溜槽連在一起的固定機(jī)架，另外一部是滑動(dòng)機(jī)架，通過安裝在兩側(cè)的千斤頂在固定的導(dǎo)軌上移動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)鏈的張緊。其中千斤頂是使用液壓油缸，可實(shí)現(xiàn) 400mm左右的伸縮。如圖 所示，在溜槽部分的鏈道下方適當(dāng)位置安裝張力傳感器，當(dāng)鏈條有一定的松弛度的時(shí)候，通過張力傳感器控制張 緊千斤頂?shù)纳斐隽?，以達(dá)到控制鏈的合適張力。 3— 傳感器； 2— 張緊千斤頂 圖 刮板鏈張緊自動(dòng)控制系統(tǒng) 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 刮板鏈 刮板鏈 在 刮板輸送機(jī) 中屬于 牽引機(jī)構(gòu)， 用來 傳遞 牽引力，是運(yùn)輸 物料的組件 之一 。刮板 和 鏈 構(gòu)成 刮板鏈。 有經(jīng)常使用的 中單鏈、 雙中心 鏈、邊雙 鏈三種方式 。刮板 在運(yùn)輸過程中不僅起到推動(dòng)物料移動(dòng)的作用還有起到在 槽幫 中 導(dǎo)向 的 作用 。 鏈 主要是帶動(dòng)刮板在溜槽內(nèi)按一定方向運(yùn)動(dòng)，不僅承受摩擦阻力，動(dòng)載荷，靜載荷 要 還要承受很大的拉力而且 還要受到 雨 水的 侵蝕 ， 所以需要 鏈條 具 有較高的 耐摩擦性能、 抗拉強(qiáng)度 、 抗 沖擊韌性和 耐 腐蝕性。 本設(shè)計(jì)中重新設(shè)計(jì)新的鏈 如圖 所示 ，材料使用 合金鋼， 通過鍛造工藝成型 并 且 經(jīng)預(yù)拉伸處理和 相應(yīng)的 熱處理。 與 目前使用的刮板 圓環(huán) 鏈進(jìn)行比較 ，有如下優(yōu)點(diǎn)：新型鏈強(qiáng)度高、運(yùn)載能力大、耐磨性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不宜出現(xiàn)緊松、受力均勻且制造簡(jiǎn)單，省去了大量的焊接工序。 圖 雙中心刮板鏈 斷鏈檢測(cè)電路原理 如圖 所示，當(dāng)鏈條出現(xiàn)斷裂時(shí)，由于重力的影響，鏈會(huì)出現(xiàn)下垂，從而觸發(fā)斷鏈感應(yīng)器，斷鏈感應(yīng)器控制開關(guān)為斷開狀態(tài)，圖 所示的電路使電動(dòng)機(jī)斷電，以達(dá)到保護(hù)整套刮板輸送機(jī)的作用 [5]。其工作原理如下：先將組合開關(guān) Q 閉合，為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)做準(zhǔn)備。當(dāng)運(yùn)輸機(jī)正常工作時(shí)，斷鏈感應(yīng)器開關(guān)成閉合狀態(tài)，交流接觸器 KM 的線圈通電，動(dòng)鐵心被吸合而將三個(gè)接觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī) M 正常工作；當(dāng)斷鏈時(shí)，由于重力的作用，鏈會(huì)下墜接觸感應(yīng)器的開關(guān)使之成為斷開狀態(tài)，這是動(dòng)鐵心由于斷電，三個(gè)接觸點(diǎn)松開，從而使電動(dòng)機(jī)停止工作。 起短路保護(hù)的熔斷器 FU：一旦發(fā)生短路事故，熔絲立即熔斷，電動(dòng)機(jī)也立即停車。起過載保護(hù)的熱續(xù)電器 FR，當(dāng)過載時(shí)，它的熱元件發(fā)熱，將動(dòng)斷處點(diǎn)斷開， 使接觸線圈斷電，電動(dòng)機(jī)就停下。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 圖 斷鏈感應(yīng)器所在刮板輸送機(jī)的位置示意圖 圖 籠型電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制線路的結(jié)構(gòu)圖 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 3 刮板輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)與計(jì)算 刮板輸送機(jī) 的 初始 設(shè)計(jì)參數(shù) 刮板輸送機(jī)的初始條件：速度： ；生產(chǎn)力： 500t/h ；輸送長(zhǎng)度： 300m，運(yùn)輸物 :煤。 運(yùn)輸能力 本次設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)雖然可用于雙向運(yùn)輸，但生產(chǎn)能力以單向運(yùn)輸計(jì)算。如圖 所示，由于刮板輸送機(jī)是連續(xù)的運(yùn)輸，其單位時(shí)間的運(yùn)送能力為 qVQ? （ ） 式中 :V— 鏈 的 運(yùn)行速度 m/s，本設(shè)計(jì)中取 v=。 q— 輸送機(jī)上單位長(zhǎng)度貨載質(zhì) 量 kg/ m ； Q— 運(yùn)輸能力，本設(shè)計(jì)中設(shè) Q=500t/h。 圖 刮板輸送機(jī) 運(yùn)輸示意圖 每小時(shí)運(yùn)輸能力為 qvt h? () 由 式，得 Qq ???? V ㎏ /m 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 由于貨物在溜槽上是連續(xù)分布的，在刮 板 的推動(dòng)下移動(dòng)。 輸送機(jī)工作 時(shí)候 ，貨載沿溜槽 是 連續(xù)均勻分布，所以單位貨載質(zhì)量 q 與溜槽 載 貨 的橫截 面積有關(guān)即 ?Fq01000? () 式中： 0F — 刮板輸送機(jī)溜槽 載貨的橫截 面積， 2m ； γ — 貨載的松散密度 3tm，對(duì)于煤炭取γ =。 由于刮板輸送機(jī)載貨的最大橫截面積由溜槽的橫截面積和構(gòu)造的形式還有煤的堆積角有關(guān) 。考慮 以上要 素，刮板輸送機(jī)的每小時(shí)運(yùn) 送 能力為 ??VFQ 3600? () 式中： F— 貨載最大 橫截 面積， 2m ； ψ — 貨載的裝滿系數(shù)， 本次設(shè)計(jì)中 取ψ =。 . 由式 得 ??VQF 3600? () 把已知數(shù)據(jù)代入式 得 500 ?????F 2m 刮板的選取設(shè)計(jì) 刮板選取設(shè)計(jì) 由 《刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件》 MT/T105— 2021 第 9 頁(yè)查知 溜槽寬 取 830mm， ,刮板設(shè)計(jì)成關(guān)于軸左右對(duì)稱，所以 刮板尺寸為 : 刮板寬度： 0b =810mm 刮板高度： 0h = 2150? 177。 =300mm 刮板厚度： 0d =30177。 刮板型號(hào)為 810? ?2150? 30 驗(yàn)算該刮板是否滿足載貨的最大橫截面積。 如圖 所示 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 圖 溜槽中貨載最大斷面積 根據(jù)《綜采技術(shù)手冊(cè)》 1208 頁(yè)知道溜槽上物料斷面積 A ： )( 21 AArA ?? () 式中： 1A , 2A — 溜槽上的物料橫截面積， m2 。 b — 溜槽寬度 m, ?b m。 1b — 左槽幫鋼上框架寬度（ m），查標(biāo)準(zhǔn)得 1b =； 0h — 溜槽槽口高度， m，有前面可知 ?h m； ?— 安息角，煤炭的安息角取 ? =340 ； 0b — 溜槽槽口寬度 ,m，由前面可知 ?b m； γ — 裝載系數(shù)，由前面可知γ =。 把已知數(shù)據(jù)代入式 得 ])2(t a n212[ 2000 ???????? bhbA ?m2 ? m2 所以滿足貨 載最大橫斷面積的要求 刮板的質(zhì)量計(jì)算 由于在設(shè)計(jì)鏈時(shí)考慮到該輸運(yùn)機(jī)雖然是雙向輸運(yùn)的但是所受拉力以及各種參數(shù)均按單向運(yùn)輸時(shí)的情況計(jì)算。刮板鏈單位長(zhǎng)度質(zhì)量 1q 由刮板的質(zhì)量 0q 和鏈的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q 組成，本設(shè)計(jì)中 0q 采用平均值來表示。 根據(jù) 《刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件》 MTT 105— 2021 第 8 頁(yè)查取 雙中心 鏈刮板輸送機(jī) 可 根據(jù)鏈條節(jié)距和負(fù)載 差異情況， 相鄰刮板的距離 取 10 個(gè)鏈節(jié) ，所以兩相鄰間刮板的距離 S 為 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) NPS ?? () 式中： N— 相鄰刮板間的 鏈節(jié)數(shù) ，取 N=10； P— 鏈的節(jié)距， 根據(jù) 前面可知 P=180mm。 把數(shù)據(jù)代入 式 中 得 1 . 8 mmm180018010 ????S 因?yàn)閱纬?長(zhǎng)度 L=300m所需要刮板 的 數(shù)目 是 2n ??SL () 式中： S— 兩個(gè) 相鄰刮板間的距離 m，知 S=。 把數(shù)據(jù)代入 式 中 ，得