【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 液力耦合器有以下優(yōu)點(diǎn)：使電動(dòng)機(jī)輕載啟動(dòng)，有過(guò)載保護(hù)功能；減緩傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊和振動(dòng)；多電機(jī)驅(qū)動(dòng)能使各電機(jī)的負(fù)荷較均勻；如果與電動(dòng)機(jī)的特性匹配得當(dāng)，能增大驅(qū)動(dòng)裝置的啟動(dòng)力矩。 中型和重型刮板輸送機(jī)都采用液力耦合器。 圖210 YL型液力耦臺(tái)器結(jié)構(gòu)1—后輔助室；2—泵輪；3—外殼；4—透平輪；5—注油塞；6—彈性聯(lián)軸器；7—易熔合金塞圖29液力耦合器示意圖1—泵輪；2—外殼；3—易熔塞4—渦輪；5—工作液 (六)電動(dòng)機(jī)刮板輸送電動(dòng)機(jī)不用液力耦合器時(shí)，采用雙鼠籠轉(zhuǎn)子并具有高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的隔爆型電動(dòng)機(jī)。采用液力耦合器時(shí),對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩?zé)o高要求，只是要求最大轉(zhuǎn)矩要高。因?yàn)橛靡毫︸詈掀鲿r(shí)，電動(dòng)機(jī)是輕載啟動(dòng)，如果液力耦合器的輸入特性與電動(dòng)機(jī)特性匹配得當(dāng)，則對(duì)負(fù)載的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可接近電動(dòng)機(jī)的最大力矩。為解決刮板輸送機(jī)重載啟動(dòng)的困難，德國(guó)和英國(guó)使用雙速電動(dòng)機(jī)雙速電動(dòng)機(jī)是有兩種額定轉(zhuǎn)速的鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，它的定子上裝兩套繞組，一套低轉(zhuǎn)速繞組，一套高轉(zhuǎn)速繞組，其特性曲線如圖211所示。采用雙速電動(dòng)機(jī)需要專用的控制開(kāi)關(guān)，以低速啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)到給定的時(shí)間，斷開(kāi)低速繞組，間隔約150m。接通高速繞組運(yùn)行。在換接的斷電間隔中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速因負(fù)載不同約下降50～250 r／r/min，即使是滿負(fù)荷啟動(dòng)，高速繞組也不是從靜止啟動(dòng)的，因而高速啟動(dòng)的電流也不高。雙速電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性使刮板輸送機(jī)在重載下能平穩(wěn)啟動(dòng)。采用雙速電動(dòng)機(jī)與使用液力耦合器相比，因沒(méi)有液力耦合器的滑差，不需經(jīng)常檢查和補(bǔ)充工作液體，沒(méi)有過(guò)載噴油之患。但是，它也沒(méi)有液力耦合器的幾種有益功能。雙速電動(dòng)機(jī)專用的控制開(kāi)關(guān)中，必須有完善可靠的電氣保護(hù)裝置。目前我 圖2－11 雙速電動(dòng)機(jī)特性曲線國(guó)生產(chǎn)的雙速電動(dòng)機(jī)有YDB系列和KBY系列。 二、機(jī)尾部機(jī)尾部分為有驅(qū)動(dòng)裝置和無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置兩種。有驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)尾部，因尾部不需卸載高度，除了尾部架與機(jī)頭架有所不同外，其他部件與機(jī)頭部相同，如圖2－1所示；無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)尾部，尾架上只有供刮板鏈改向用的尾部軸部件，圖2－12所示是一種邊雙鏈型的，尾部軸上的鏈輪也可用滾筒代替。圖212無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置的尾部1—機(jī)尾架；2—機(jī)尾軸部件三、中部槽及其附屬部件中部槽是刮板輸送機(jī)的機(jī)身，由槽幫鋼和中板焊接而成，如圖213所示。上槽是裝運(yùn)物料的承載槽，下槽底部敞開(kāi)供刮板鏈返程用。為減小刮板鏈返程的阻力，或在底板松軟的條件下使用時(shí)防止槽體下陷，在槽幫鋼下加焊底板構(gòu)成封底槽。使用封底槽安裝下股刮板鏈和處理下股鏈?zhǔn)鹿瘦^困難，可以用間隔幾節(jié)封底槽裝一節(jié)有可拆中板的封底槽的辦法，以減少困難。 圖213中部槽2—高錳凸端頭，2—槽幫鋼，4—支座, 5—中板,7—高錳鋼凹端頭中部槽的形式列入標(biāo)準(zhǔn)的有中單鏈型、邊雙鏈型、中雙鏈型三種。除了用于輕型刮板輸送機(jī)的中單鏈型采用冷壓槽幫鋼外，其他都用熱軋槽幫鋼制成。中部槽的斷面形狀有如圖214所示的三種，其尺寸在《刮板輸送機(jī)中部槽》標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定。圖2－14標(biāo)準(zhǔn)中部槽的斷面(a)中單鏈型壓制中部槽(b)中單鏈、中雙鏈軋制中部槽(c)邊雙鏈型軋制中部槽機(jī)頭過(guò)渡槽和尾部過(guò)渡槽是與機(jī)頭架與尾部架連接的特殊槽，它的一端與中部槽連接，另與機(jī)頭架或尾部架連接。為了使從下槽脫出的刮板鏈在運(yùn)行中回到槽內(nèi)，可在尾部過(guò)渡槽的下翼緣裝設(shè)上鏈器。圖215所示是一種上鏈器的結(jié)構(gòu)。為提高中部槽的使用壽命，目前采用的方法有多種。如：將兩端進(jìn)行淬火處理，或加焊高錳鋼鑄造端頭，如圖2－13所示，中板兩端鏈道處用等離子噴焊耐磨合金，易磨損處堆焊硬質(zhì)合金；加大中板厚度；改進(jìn)槽幫鋼的斷面以增加強(qiáng)度和剛度。 圖215 上鏈器1—板翼；2—板簧固定架制造中部槽的槽幫鋼已有定型標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定的形式有D型、E型和M型三種；其斷面形狀如圖216所示。圖216槽幫鋼的斷面形狀四、刮板鏈刮板鏈由鏈條和刮板組成，是刮板輸送機(jī)的牽引構(gòu)件。刮板的作用是刮推槽內(nèi)的物料。目前使用的有中單鏈、中雙鏈和邊雙鏈三種。如圖218，219，220所示圖218中單鏈?zhǔn)焦伟彐?—接鏈器；2—開(kāi)口銷；3—刮板；4—U型螺栓； 5—自鎖螺母；6—圓環(huán)鏈圖2－19中雙鏈?zhǔn)焦伟彐?—卡鏈橫梁；2—刮板；3—螺栓；4—螺母； 5—圓環(huán)鏈；6—接鏈環(huán)圖220邊雙鏈?zhǔn)焦伟彐?1—圓環(huán)鏈； 2—連接環(huán)；3—刮板；4—螺栓；5—螺母；6—彈簧墊圈 刮板的形狀要能在運(yùn)行時(shí)有刮底清幫、防止煤粉粘結(jié)和堵塞的作用，并應(yīng)盡量減小質(zhì)量。刮板可用軋制異型鋼或用鍛造、鑄造合金鋼經(jīng)韌化熱處理制成。刮板、鏈條不與中板接觸，兩側(cè)與槽幫形狀相同，刮底清幫效果好。刮板的間距按所運(yùn)物料的性質(zhì)和塊度及安裝傾角確定。目前使用的三種刮板鏈可作如下比較。邊雙鏈的拉煤能力強(qiáng)，特別適于拉大塊較多的硬煤，但邊雙鏈兩條鏈?zhǔn)芰Σ痪?，特別是中部槽在彎曲狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)更為嚴(yán)重；中單鏈用大直徑圓環(huán)鏈，強(qiáng)度很高且沒(méi)有受力不均問(wèn)題，斷鏈?zhǔn)鹿噬伲伟逵龅焦慰ㄗ枞麜r(shí)可偏斜通過(guò)，刮板變形時(shí)不會(huì)導(dǎo)致過(guò)鏈輪時(shí)跳鏈，中單鏈的缺點(diǎn)是因鏈環(huán)尺寸大，所用鏈輪直徑增大，機(jī)頭、機(jī)尾的高度相應(yīng)增加，拉煤能力不如邊雙鏈，特別是對(duì)大塊較多的硬煤，中雙鏈能較好地克服邊雙鏈?zhǔn)芰Σ痪娜秉c(diǎn)，顯示出它的優(yōu)越性。 五、緊鏈裝置刮板鏈安裝時(shí)，要給予一定的預(yù)緊力，使它運(yùn)行時(shí)在張力最小點(diǎn)不發(fā)生鏈條松弛或堆積。給刮板鏈?zhǔn)┘訌埦o力的裝置叫緊鏈裝置。早期的輕型刮板輸送機(jī)用改變機(jī)尾軸位置的辦法人力緊鏈，現(xiàn)在都采用定軸距緊鏈。目前應(yīng)用的方式有三種，一種是將刮板鏈一端固定在機(jī)頭架上，另一端繞經(jīng)機(jī)頭鏈輪，用機(jī)頭部的電動(dòng)機(jī)使鏈輪反轉(zhuǎn)，將鏈條拉緊，如圖222所示，電動(dòng)機(jī)停止反轉(zhuǎn)時(shí)，立即用一種制動(dòng)裝置將鏈輪閘住，防止鏈條回松；另一種方式與前一種基本相同，只是不用電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)緊鏈，而用專設(shè)的液壓馬達(dá)緊鏈，第三種方式是采用專用的液壓缸緊鏈。圖222鏈輪反轉(zhuǎn)緊鏈?zhǔn)疽鈭D六、推移裝置推移裝置是在采煤工作面內(nèi)將刮板輸送機(jī)向煤壁推移的機(jī)械。綜采工作面使用液壓支架上的推移千斤頂，非綜采礦用單體液壓推溜器或手動(dòng)液壓推溜器。 單體液壓推溜器如圖229所示：圖229單體液壓推溜器安裝圖1—擋煤板；2—活塞桿接頭；3—缸體；4—底座；5—斜撐支柱七、錨固裝置錨固裝置是刮板輸送機(jī)在傾角較大的工作面工作有下滑可能時(shí)，用以固定、防滑之用。它由單體液壓支架和錨固架組成，錨固架與機(jī)頭架、機(jī)尾架連接，使用液壓支架的泵站。 鏈嚙合傳動(dòng)原理及運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)一、鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)鏈嚙合傳動(dòng)，是驅(qū)動(dòng)鏈輪通過(guò)輪齒與鏈節(jié)的嚙合，將鏈輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩變成直線牽引力傳給牽引鏈。鏈條由許多剛性鏈節(jié)組成，繞經(jīng)鏈輪時(shí)呈多邊形圍繞，鏈條間歇地隨相遇點(diǎn)輪齒運(yùn)動(dòng)。當(dāng)鏈輪作等速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，鏈條是變速直線運(yùn)動(dòng)，并以鏈輪旋轉(zhuǎn)一個(gè)鏈節(jié)所對(duì)應(yīng)的中心角為周期。這種運(yùn)動(dòng)特性，可由下述分析看出。把鏈條當(dāng)作剛體，設(shè)鏈輪節(jié)圓的半徑為R，鏈輪旋轉(zhuǎn)的角速度為ω，如圖232(a)所示，φ為相遇點(diǎn)輪齒的圓周速度υ。與水平線的夾角，υ為鏈條水平運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)度。可以看出： (21)其中：φ的變化范圍為；式中：為一個(gè)鏈節(jié)所對(duì)應(yīng)的鏈輪圓心角。由此可知，即使鏈輪的角速度不變，鏈條的瞬時(shí)速度也是變化的。其速度特性如式(21)所示，速度變化的周期為鏈輪旋轉(zhuǎn)一個(gè)角。鏈條速度變化曲線如圖232(b)所示，鏈速的變化范圍為： 由于鏈速的變化，鏈條運(yùn)動(dòng)中就有加速度，鏈條運(yùn)動(dòng)的加速度為 (22)鏈條運(yùn)動(dòng)的加速度也隨α0角變化，其變化范圍為： 圖232鏈傳動(dòng)的速度分析加速度變化曲線如圖232(b)所示?？梢钥闯?，鏈條在相遇點(diǎn)嚙合開(kāi)始時(shí)的加速度最大，隨鏈輪旋轉(zhuǎn)，加速度逐漸減小到0，然后達(dá)到最大負(fù)值；到另一個(gè)輪齒嚙合時(shí)，鏈條運(yùn)行的加速度由最大負(fù)值突變成最大正值。加速度變化周期也是鏈輪旋轉(zhuǎn)一個(gè)角所需的時(shí)間。最大加速度的絕對(duì)值為： (23)由鏈輪的幾何關(guān)系得: (24)將式(251)代人式(250)得 (25)式中為鏈條最大加速度；為鏈輪旋轉(zhuǎn)的角速度；l為鏈節(jié)距；R為鏈輪分度圓半徑。二、牽引力的動(dòng)負(fù)荷鏈條是作變加速運(yùn)動(dòng)的，有加速度就有慣性力，因此，鏈條在運(yùn)行中不僅受靜負(fù)荷，還受有動(dòng)負(fù)荷，并且是周期性動(dòng)負(fù)荷。若加速度為正，慣性力的方向與運(yùn)行方向相反，則動(dòng)負(fù)荷使鏈條的張力增加；若加速度為負(fù)，慣性力的方向與運(yùn)行方向相同，則動(dòng)負(fù)荷使鏈條的張力減小。由圖2—32(b)可以看出，在后一個(gè)輪齒開(kāi)始嚙合的瞬間，鏈條的加速度從增加到，在這一瞬間的加速度為。如果參與這一加速運(yùn)動(dòng)的物體質(zhì)量為M，則鏈條所受的動(dòng)負(fù)荷為。由于這一負(fù)荷是瞬間施加的，按力學(xué)原理，突加載荷在鏈條中產(chǎn)生的應(yīng)力大一倍，這樣，鏈條所受的動(dòng)負(fù)荷應(yīng)按計(jì)?？紤]到在這個(gè)變化瞬間，后一個(gè)輪齒嚙合之前的加速度為其慣性力與鏈條運(yùn)動(dòng)方向相同，因此，鏈條實(shí)際所受的最大動(dòng)負(fù)荷按下式計(jì)算： (26)刮板輸送機(jī)選型設(shè)計(jì)的方法刮板輸送機(jī)的計(jì)算通常是為了設(shè)計(jì)新機(jī)器，或?yàn)橐欢ㄊ褂脳l件驗(yàn)算現(xiàn)有設(shè)備是否適用。兩者計(jì)算內(nèi)容都相同，區(qū)別在于前者按通用條件計(jì)算，后者按具體使用條件計(jì)算。刮板輸送機(jī)計(jì)算的內(nèi)容包括：運(yùn)輸能力、運(yùn)行阻力、刮板鏈張力、電動(dòng)機(jī)功率、預(yù)緊力和緊鏈力、鏈子的安全系數(shù)等。一、運(yùn)輸能力按連續(xù)運(yùn)行的公式，其運(yùn)輸能力為：。式中：運(yùn)行物料斷面積A與中部槽的規(guī)格及其承載能力有關(guān)。中部槽的裝載情況如圖2－33所示，運(yùn)行物料斷面的上界限呈曲線形，形狀與物料的性質(zhì)、塊度情況有關(guān)，需經(jīng)實(shí)測(cè)確定，通常按等腰三角形計(jì)算，其底角α取物料的堆積角，一般取20186?！?0186。，按物料性質(zhì)、塊度情況選定，F(xiàn)按中部槽的尺寸由幾何關(guān)系求得。由于刮板鏈占據(jù)一定空間，實(shí)際面積比F小一些，計(jì)算時(shí)要乘以小于1的裝滿系數(shù)φ 故運(yùn)輸能力按下式計(jì)算： (27)上面分析的是刮板輸送機(jī)自身具有的運(yùn)輸能力的計(jì)算方法。為使工作面選擇刮板輸送時(shí)，所選設(shè)備的運(yùn)輸能力不能小于工作地點(diǎn)所需要的運(yùn)輸能力Qc ，即c。 Qc的計(jì)算分兩種情況：(1) 非機(jī)械化作業(yè)的采煤工作面所需要的運(yùn)輸能力用下式計(jì)算： (28)(2) 采煤機(jī)或刨煤機(jī)作業(yè)的工作面所需要的運(yùn)輸能力用下式計(jì)算： (29) 由上述條件可得中部槽應(yīng)具有的裝載面積為： (210) 圖233中部槽檔物料斷面根據(jù)式(210)算得的A值，結(jié)合所采用的鏈型，從標(biāo)準(zhǔn)中選定適用的中部槽。 用于綜采工作面的輸送機(jī)，中部槽的規(guī)格還應(yīng)與所用采煤機(jī)及液壓支架的相關(guān)尺寸配套。如中部槽的尺寸受限制，可改變鏈速，以滿足一定生產(chǎn)能力的需要。為一定使用條件驗(yàn)算現(xiàn)有的刮板輸送機(jī)是否適用時(shí)，如果需要的運(yùn)輸能力小于該機(jī)的技術(shù)特征值，就不必驗(yàn)算；若比技術(shù)特征值大，就應(yīng)以所選輸送機(jī)中部槽的幾何尺寸按圖233結(jié)合所選物料性質(zhì)計(jì)算其最大裝載斷面積，然后用式(27)選擇適當(dāng)?shù)难b滿系數(shù)，計(jì)算該刮板輸送機(jī)在具體條件下的運(yùn)輸能力。如不能滿足需要，可用提高鏈速的方法解決，即更換減速器中的一對(duì)齒輪。 二、運(yùn)行阻力刮板輸送機(jī)的運(yùn)行阻力按直線段和曲線段分別計(jì)算。圖234所示為沿傾斜面運(yùn)行的刮板輸送機(jī)的重段直線段。運(yùn)行時(shí)除了要克服煤和刮板鏈的運(yùn)行阻力外，還需克服煤和刮板鏈的重力。通常將它們一起計(jì)為總運(yùn)行阻力。 從圖2 34可以看出，作為牽引機(jī)構(gòu)的刮板鏈，在重段直線段運(yùn)行的總阻力為： (258)刮板鏈在空段直線段的運(yùn)行總阻力為： (259)阻力系數(shù)的數(shù)值與煤的性質(zhì)、刮板鏈形式、中部槽形式、安裝條件等許多因素有關(guān)。圖234 重段直線段的運(yùn)行阻力當(dāng)機(jī)身在中部槽平面有彎曲段時(shí)，如圖235所示。在彎曲段，刮板鏈沿槽幫滑行，相當(dāng)于牽引鏈繞固定的圓弧導(dǎo)向體。這種情況下應(yīng)計(jì)入彎曲段的附加阻力。彎曲段的中心角可由幾何關(guān)系求出。圖235機(jī)身彎曲段及其幾何關(guān)系如圖235所示，圖(a)所示為在工作面內(nèi)彎曲段的相關(guān)尺寸；圖(b)所示為刮板鏈的運(yùn)行系統(tǒng)，圖(c)所示為彎曲段中線的幾何關(guān)系。由圖(d)得： (213) (214)由圖(c)中的△COD得： (215) (216)由△ABE得：(217)(218)空段和重段兩個(gè)彎曲段的附加阻力為： (219) (220)三、牽引力及電動(dòng)機(jī)功率(一)牽引力刮板輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行所需要的牽引力，等于它運(yùn)行時(shí)所需克服的全部阻力之和，其計(jì)算方法有兩種，一為簡(jiǎn)易計(jì)算法，一為逐點(diǎn)計(jì)算法。估算時(shí)用簡(jiǎn)易計(jì)算法即可，需要精確計(jì)算時(shí)用逐點(diǎn)計(jì)算法。（1）簡(jiǎn)易計(jì)算法當(dāng)機(jī)身中沒(méi)有彎曲段時(shí)：