充填刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)【含8張CAD圖紙、說明書】
充填刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)【含8張CAD圖紙、說明書】,含8張CAD圖紙、說明書,充填,輸送,設(shè)計(jì),CAD,圖紙,說明書
編號(hào):( )字 號(hào) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)充填刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì) 題目: 姓名: 學(xué)號(hào): 班級(jí): 年六月本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)姓 名: 學(xué) 號(hào): 學(xué) 院: 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)械工程及自動(dòng)化 設(shè)計(jì)題目: 充填刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì) 專 題: 指導(dǎo)教師: 職 稱: 副教授 年 6 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院 任務(wù)下達(dá)日期: 年02月24日畢業(yè)設(shè)計(jì)日期: 年02月24日至 2014年 06月 10日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目:充填刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目:無畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求:設(shè)計(jì)適用于充填作業(yè)的刮板輸送機(jī)(處理量1000t/h,總長(zhǎng)100m,煤層傾角15)。(1)、繪制相關(guān)圖紙3.5張(折合0號(hào))左右;(2)、按照學(xué)校和學(xué)院相關(guān)要求撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份,正文部分字?jǐn)?shù)1.5萬字左右;(3)、中英文摘要400字左右;(4)、外文文獻(xiàn)翻譯1篇,(即英文翻譯成中文,中文字?jǐn)?shù)3000字或6萬英文字符左右)。院長(zhǎng)簽字: 指導(dǎo)教師簽字: 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)(基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握;獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力;研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法;取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn);工作態(tài)度及工作量;總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī);存在問題;是否同意答辯等):成 績(jī): 指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)(選題的意義;基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握;綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力;工作量的大??;取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn);寫作的規(guī)范程度;總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī);存在問題;是否同意答辯等):成 績(jī): 評(píng)閱教師簽字: 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī)答 辯 情 況提 出 問 題回 答 問 題正 確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒有回答答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī):答辯委員會(huì)主任簽字: 年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī):學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人: 年 月 日摘 要為了在充填工作面和完成開采的充填巷道進(jìn)行矸石充填,充填懸掛式刮板輸送機(jī)這種撓性牽引的連續(xù)輸送機(jī)械正在逐漸被各類煤礦所重視。與一般的刮板輸送機(jī)類似,充填刮板輸送機(jī)的刮板鏈?zhǔn)瞧錉恳龣C(jī)構(gòu),中部槽是它的承載裝置,在中部槽的槽面安裝著刮板鏈。沿著全線鋪設(shè)著中部槽的運(yùn)輸路線,中部槽中放置著由繞經(jīng)機(jī)頭的刮板鏈與鏈輪連接而形成的封閉裝置。通過懸掛裝置懸掛于液壓支架尾梁上,隨著液壓支架的移動(dòng)而移動(dòng),向已完成開采的工作面充填矸石,從而盡量消除傳統(tǒng)開采工藝所帶來的遺留問題。在25以下的條件,充填刮板輸送機(jī)能夠順利的安全使用。由于在使用中刮板輸送機(jī)要多種作用例如:拉、壓、彎曲、沖擊摩擦和腐蝕等,所以,足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨和耐腐蝕性就成為了刮板輸送機(jī)必須要有的特性。物料和刮板鏈都是以在槽內(nèi)滑行的方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng),因此有很大的運(yùn)行阻力和磨損。但是,在充填矸石的作業(yè)當(dāng)中,更好的可代替機(jī)械還沒有研制出來,所以只能不斷研究結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和制造工藝,最終研制出完善耐用的產(chǎn)品。本充填刮板輸送機(jī)運(yùn)量可達(dá)1000t/h,技術(shù)先進(jìn),工作可靠,是充填設(shè)備設(shè)備的優(yōu)秀機(jī)型。關(guān)鍵詞:充填工藝;刮板輸送機(jī)減速器;機(jī)頭部;刮板鏈;液力耦合器。ABSTRACTFilling hanging scraper conveyor is a flexible traction continuous conveyor machinery for filling mining face and finish filling the roadway filling gangue and mechanical layout . Its body is pulling the scraper chain , carrying device is a central groove , groove face scraper chain installed in the middle of the slot . Central groove along the transport route lay across the board , scraper chain around by the nose , tail sprocket then placed in the middle of a closed -shaped groove . Through suspension beam suspension at the end of the hydraulic support , as mobile hydraulic support moves to have completed filling mined waste rock face , so try to eliminate the remaining issues caused by conventional mining techniques . Hanging scraper conveyor filling function in conditions below 25 . Scraper conveyor in use to tension , compression , bending , impact multiple roles friction and corrosion , therefore , must have sufficient strength, stiffness , wear and corrosion resistance. Because of its mode of transport is the material in the tank and slide the scraper chain , so running resistance and abrasion are great. However, in the face filling gangue filled , there is no better machinery can be replaced only from the structure, on the strength of the manufacturing process and continue to study , to make it more perfect, and durable. The scraper conveyor filling volume of up to 1000t / h, technologically advanced , reliable, excellent equipment is filling equipment models .Key words:scraper conveyor; reducer; machine head; flight chain; hydraulic coupler。目 錄1 緒論11.1選題背景11.1.1“三下”(建筑物下、鐵路下、水體下)壓煤嚴(yán)重。11.1.2礦山固體廢棄物排放量大11.1.3礦山開采帶來嚴(yán)重的環(huán)境破壞21.2刮板輸送機(jī)簡(jiǎn)介31.2.1刮板輸送機(jī)概述31.2.2常見刮板輸送機(jī)組成部分31.2.3 常見刮板輸送機(jī)的分類41.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀41.3.1充填開采技術(shù)41.3.2目前充填刮板輸送機(jī)的基本設(shè)計(jì)52 主要部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求72.1機(jī)頭部及傳動(dòng)裝置72.1.1機(jī)頭架72.1.2傳動(dòng)裝置72.1.3盲軸組件82.2過渡槽82.3中部槽92.3.1中部槽92.3.2中部槽的附件92.3.3中部槽連接裝置92.3.4雙曲柄開窗泄矸槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)92.4刮板鏈112.5緊鏈裝置112.5.1緊鏈方法112.5.2緊鏈裝置112.6充填裝置123 刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)133.1運(yùn)輸能力133.2鏈條的選取和刮板的選取設(shè)計(jì)133.2.1鏈條的選取133.2.2刮板選取設(shè)計(jì)133.3電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算153.4刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪設(shè)計(jì)164.1總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比的分配174.1.1總傳動(dòng)比的確定174.1.2傳動(dòng)比的分配174.1.3各級(jí)傳動(dòng)計(jì)算17(1)各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算174.2減速器設(shè)計(jì)184.2.1I級(jí)弧齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)184.2.2 II級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)204.2.3 III級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)234.4減速器軸設(shè)計(jì)與校核264.4.1軸I的設(shè)計(jì)與校核264.4.2軸II的設(shè)計(jì)與校核284.4.3軸III的設(shè)計(jì)與校核304.4.4軸IV的設(shè)計(jì)與校核324.5軸承與鍵的選擇與校核344.5.1軸承的選擇與校核344.5.2鍵的選擇與校核375 總 結(jié)39參考文獻(xiàn)40翻譯部分41致 謝48第 45 頁(yè)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1 緒論1.1選題背景 我國(guó)的支撐能源主要是煤炭,由煤炭行業(yè)所支撐的電力、鋼鐵、鐵路等行業(yè)在伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而對(duì)煤炭的需求連年不斷地增加,致使最近幾年以來各種礦業(yè)能源,尤以煤炭為主的開采速度迅速加快。一批礦井伴隨著幵釆年限的延長(zhǎng)和礦井釆深的延伸,繼而產(chǎn)生資源的枯竭逐步逐步邁入殘釆階段,已有部分礦井逐步邁入衰退期,有的甚至已經(jīng)關(guān)井停產(chǎn)。以下幾個(gè)方面則重點(diǎn)突出了煤炭開采致使的環(huán)境損害與資源枯竭的問題,其具體形式表現(xiàn)在:1.1.1“三下”(建筑物下、鐵路下、水體下)壓煤嚴(yán)重。為了保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提高和不斷發(fā)展,礦山開采必須不斷發(fā)展,而這種發(fā)展的直接表現(xiàn)則為煤炭開采量的連年不斷地提高,很多專家紛紛預(yù)測(cè),在本世紀(jì)上半葉,居于我國(guó)主體地位的一次能源仍將是煤炭。煤礦的“衰老”現(xiàn)象被資源型企業(yè)列為重點(diǎn)問題,也正是由于礦井“三下”壓煤?jiǎn)栴}的不斷凸顯。面對(duì)會(huì)使傳統(tǒng)技術(shù)幾乎無法開采,礦井中那些有衰退傾向的開始逐步重視這一問題。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前有高達(dá)137.9億噸的礦井“三下”壓煤在我國(guó)統(tǒng)配煤礦內(nèi)生產(chǎn),其中有占總壓煤量的69%的建筑物下壓煤,共計(jì)約為94.68億噸。幾乎每一個(gè)礦井都或多或少的存在建筑物下壓煤的問題,一般的壓煤量大概占到礦井儲(chǔ)量的1030%,而嚴(yán)重的礦井則甚至高達(dá)40%。由此可以看出,礦區(qū)“三下”壓煤?jiǎn)栴}正在逐漸凸現(xiàn)出來,而是其中比較重點(diǎn)突出的一個(gè)方面便是建筑物下壓煤?jiǎn)栴}。不僅如此,地面建筑的占地面積也正隨著迅猛發(fā)展的我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),而連年不斷地在逐步擴(kuò)大,不斷增加的建筑物下壓煤量,正在迫使著目前本已機(jī)器嚴(yán)重的建筑物下壓煤的問題變得更加嚴(yán)峻。礦井的正常生產(chǎn)正在受著建筑物下壓煤?jiǎn)栴}的直接影響,生產(chǎn)接替緊張、產(chǎn)量降低、服務(wù)年限縮短等問題產(chǎn)生的嚴(yán)峻局面,對(duì)礦井的總體規(guī)劃和生產(chǎn)布局產(chǎn)生嚴(yán)重影響,各類礦井的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重的制約,目前煤炭企業(yè)普遍關(guān)注的問題已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)移到如何盡可能的減低礦井的衰老速度,不斷開發(fā)出新的可持續(xù)的發(fā)展空間,使礦區(qū)“三下”壓煤能夠安全高效的開釆出來。1.1.2礦山固體廢棄物排放量大 我國(guó)擁有數(shù)量眾多的各類礦井,是一個(gè)礦產(chǎn)資源種類及其齊全,礦產(chǎn)資源極大豐富的國(guó)家,其中比較具有代表性的有有色金屬礦井、黃金礦井、煤炭礦井等。在工藝過程中會(huì)產(chǎn)生大量的固體塊狀、顆粒狀或泥狀廢物,采礦廢石、選礦尾礦、赤泥、冶煉渣等主要存在于金屬礦井中,而洗選矸石、掘進(jìn)矸石、電廠粉煤灰等重要存在于在煤礦中。許多相關(guān)都數(shù)據(jù)表明,我國(guó)有超過200億噸的礦山廢物堆存量,占我國(guó)工業(yè)固體廢物總堆積量的85%以上,且還以3億噸的速度連年不斷地增長(zhǎng);目前每年約5億噸尾礦、4億噸采礦廢石被排放,而在其中有 1600 多座規(guī)模較大的矸石山全國(guó)歷年累計(jì)堆放的矸石約45億噸,占到22%的礦山固體廢棄物總量;煤礦的自備電廠排放每年大量粉煤灰,達(dá)到5億噸以上的歷年排放量,且每年都有7千萬噸的新排放量正在產(chǎn)生。 大量排放的這些礦井廢物,污染了周圍水體、土壤和大氣,破壞生態(tài)植被、侵占土地,更為嚴(yán)重的是這些廢物嚴(yán)重影響著礦區(qū)人身健康和生態(tài)環(huán)境,滑坡、泥石流、潰壩、爆炸等工程災(zāi)害的危險(xiǎn)系數(shù)也在不斷地提高,主要表現(xiàn)在以下方面:一是礦井固體廢棄物地面排放造成環(huán)境污染與危害。礦井固體廢棄物中含有許多對(duì)人體和自然環(huán)境有害的元素以及各種放射性元素,這些廢棄物經(jīng)過風(fēng)化、雨水溶化,加以直接在大氣中暴露,有害成分就會(huì)漸漸地滲入土壤和水體,從而在礦區(qū)周圍造成污染,主要包括土壤、地表以及地下水。在這種污染的長(zhǎng)期下會(huì)使水體酸化,進(jìn)一步造成各類生物的中毒死亡,破壞生態(tài)環(huán)境;人類長(zhǎng)期使用受污染的水源,人類身體健康會(huì)受到極大影響。同樣的,在運(yùn)輸、排放這些廢棄物過程中,大量的粉塵會(huì)極大地影響著附近地區(qū)的空氣質(zhì)量,進(jìn)一步的造成礦區(qū)附近人民群眾健康隱患。隨著時(shí)間的推移,在地面排放礦井固體廢棄物對(duì)環(huán)境造成的危害與污染逐步的顯現(xiàn)出來。 二是礦井固體廢棄物地面排放侵占良田。大量的農(nóng)田由于被排放的礦井廢棄物所侵占,加之連年不斷地加大的開采力度,良田正在不斷地侵占。在今天,在我國(guó)煤礦的地標(biāo)便是那大大小小的煤矸石山,可以說所有的礦井都有自己的矸石山。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),在我國(guó)1.5萬公頃的土地上有著接近1600座矸石山,而這個(gè)數(shù)字每年還在不斷地增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),目前我國(guó)人均耕地面積僅為1.25畝左右,長(zhǎng)此以往,煤礦附近居住的居民的正常生活勢(shì)必受到影響。 三是礦井固體廢棄物地面排放致使次生災(zāi)害。在我國(guó)礦井廢石、尾礦等固體廢物往往被放置在專門修建的尾礦庫(kù)中,因而地質(zhì)災(zāi)害中的尾礦庫(kù)潰壩、尾礦泥石流等在我國(guó)頻頻發(fā)生。為樂針對(duì)性的解決上面的各種問題,我國(guó)政府部出臺(tái)并開展了一系列的整治行動(dòng),研究制定了很多針對(duì)性的相關(guān)法律法規(guī)。例如,“礦產(chǎn)資源高效開發(fā)利用”和“綜合治污與廢棄物循環(huán)利用”被國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要列入優(yōu)先發(fā)展主題;對(duì)開采煤炭中伴采的煤矸石,中華人民共和國(guó)資源稅暫行條例中第四條明確規(guī)定,應(yīng)適用“其他非金屬礦原礦”稅目,按照0.5元噸稅額征收資源稅。但是即便如此,例如工程災(zāi)害以及環(huán)境破壞等問題還是根深蒂固,沒有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。1.1.3礦山開采帶來嚴(yán)重的環(huán)境破壞 正如大眾所了解的那樣,在大規(guī)模開發(fā)煤炭和利用煤炭的過程中,人類雖然得到了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)雙重效益,但也嚴(yán)重的破壞了自然的地形、地貌和各類景觀,最終只留下了無盡的荒涼與塌陷,引發(fā)了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破壞,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 一是對(duì)土地資源破壞嚴(yán)重。眾所周知,礦井開采而導(dǎo)致的地表沉陷,隨著時(shí)間的推移會(huì)形成盆地,再加上積水等問題,最終會(huì)導(dǎo)致大片土地不能耕種。在國(guó)內(nèi)外這種例子并不鮮見,據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界由于采礦而破壞的土地有,而其中我國(guó)就占據(jù)接近一半,并且以每年5%的速度增加。隨著日益提升的的礦井開采計(jì)劃,越來越嚴(yán)重的環(huán)境問題也逐漸開始凸顯了出來。在干旱少雨的我國(guó)西北地區(qū),這種問題更加的嚴(yán)重,植被枯死、土地沙化等環(huán)境災(zāi)害隨著礦井開采的深入而持續(xù)加重。二是地下水大量流失。礦井開采導(dǎo)致巖層的移動(dòng),造成水系的破壞。伴隨著每年煤炭開采,水資源嚴(yán)重流失。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)每年有超過80億噸水因?yàn)榈V井開采而流失。為了我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展,錢鳴高教授提出了一種新的理念綠色開采,其核心的部分就是我們所講的充填開采。為了實(shí)現(xiàn)礦井固體廢棄物直接處理、巖層移動(dòng)及地表沉陷控制、水資源保護(hù)等多重目標(biāo),充填開采將采空區(qū)的充填材料選為礦井固體廢棄物,在采空區(qū)內(nèi)直接充填,置換出煤資源的同時(shí)又完成了目標(biāo)。本文基于綜合機(jī)械化充填采煤的工作實(shí)際與發(fā)展前景,研究在充填采煤作業(yè)過程中的重要輸送機(jī)械充填懸掛式刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì),從而進(jìn)一步提高充填作業(yè)的穩(wěn)定性,高效性與安全性,進(jìn)而使得充填式采煤能夠大范圍推廣,減少傳統(tǒng)采煤方法所帶來的諸多問題。1.2刮板輸送機(jī)簡(jiǎn)介1.2.1刮板輸送機(jī)概述為了在工作面和巷道進(jìn)行煤炭運(yùn)輸,刮板輸送機(jī)這種撓性牽引的連續(xù)輸送機(jī)械被各類煤礦所廣泛使用。它是運(yùn)輸設(shè)備中目前能在長(zhǎng)壁式采煤工作面工作的。可用于水平運(yùn)輸,亦可用于傾斜運(yùn)輸。在25以下的條件,刮板輸送機(jī)能夠順利的安全使用。如圖1.1 圖1.1常見刮板輸送機(jī)實(shí)物圖1.2.2常見刮板輸送機(jī)組成部分刮板輸送機(jī)主要是由機(jī)頭部、機(jī)尾部、中間部分和附屬裝置組成,如圖1.2所示。圖1.2 SGZ1250/2000型刮板輸送機(jī)示意圖1減速器;2液力耦合器;3電動(dòng)機(jī);4過度溜槽;5中部槽;6無鏈牽引齒條;7銷排軌座;8可伸縮機(jī)尾架;9鏈輪組件;10液壓缸;11刮板鏈;12側(cè)卸式機(jī)頭1.2.3 常見刮板輸送機(jī)的分類 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和使用的刮板輸送機(jī)的類型很多,其分類方法各有不同。有重疊式和并列式這種按溜槽布置方式分的;有敞底式和封底式這樣按溜槽結(jié)構(gòu)分的;還有按鏈條數(shù)目分為有單連、雙邊鏈、雙中鏈和三鏈;最后還有有輕型、中型和重型等按照電機(jī)的功率劃分的,。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.3.1充填開采技術(shù)為了更加高效的掌控巖層移動(dòng)及沉陷問題,使礦井能夠盡可能滿足工業(yè)采礦的基本需要,從而進(jìn)一步提高礦井煤炭采出率,充填開采技術(shù)逐步的發(fā)展起來。金屬礦井是最早應(yīng)用充填技術(shù)的。如今這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)有了進(jìn)百年的歷史,歷史上有記錄的最早的充填礦井是在1915年用廢石充填的位于澳大利亞的塔斯馬尼亞芒特萊爾礦和北萊爾礦。我國(guó)充填開采技術(shù)起步稍晚,大約有40年的歷史,與國(guó)外相比大約落后15年左右。充填開采技術(shù)的發(fā)展大致分為四個(gè)階段。具體階段如下第一階段:我國(guó)在上世紀(jì) 50 年代以前,國(guó)外在上世紀(jì) 40 年代以前,在不甚了解這項(xiàng)技術(shù)的情況下,單純以處理礦井廢物為目的,在礦井中使用了充填開采技術(shù)。,這種被稱為廢石干式充填因?yàn)楦緷M足不了日益增長(zhǎng)的技術(shù)發(fā)展,最終被效率更高,生產(chǎn)能力更大和勞動(dòng)強(qiáng)度更小的技術(shù)淘汰在歷史的長(zhǎng)河中。第二階段:國(guó)外上世紀(jì)4050年代,國(guó)內(nèi)60年代,水砂充填工藝開始被廣泛應(yīng)用。也正是從此開始礦井充填被采礦技術(shù)這個(gè)大家庭所接納。這一階段主要是在工作面大量脫水后用含水量一般在6070%左右的尾礦,借助水力充入井下采空區(qū)。最終確定了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的100mm的滲透速度。第三階段:在國(guó)內(nèi)外6070年代,尾礦膠結(jié)充填技術(shù)開始進(jìn)入研發(fā)和應(yīng)用階段。許多礦井在水砂充填工藝推廣應(yīng)用后,便開始研發(fā)膠結(jié)充填技術(shù),這是因?yàn)闊o自立能力的非膠結(jié)充填體是沒有辦法滿足采礦工藝所需要的低貧化率和高回采率。在這一階段,各種專家學(xué)者開始深入研究各種特性的新充填料、各種充填材料與煤壁等的相互摩擦和相互作用、以及充填體的穩(wěn)定性與固定性。第四階段:20世紀(jì)8090年代,新技術(shù)層出不窮,具體有:(1) 高濃度充填技術(shù)。高濃度充填是一種多余水分的滲透速度很低、濃度變化較慢的,當(dāng)充填料到達(dá)工作面后,將多余水分滲出的充填方式。(2) 膏體充填。所謂膏體充填則指在工作面不脫水的情況下,使充填料呈膏狀,從而形成具有良好的強(qiáng)度特性的膠結(jié)體來進(jìn)行充填的方法。(3) 塊石砂漿膠結(jié)充填塊。石砂漿膠結(jié)充填是一種將塊石作為充填材料,在工作面不脫水的情況下,膠結(jié)介質(zhì)使用水泥漿或砂漿的一種高質(zhì)量充填技術(shù)。(4) 全尾礦膠結(jié)充填。急需實(shí)現(xiàn)零排放目標(biāo)且尾礦產(chǎn)率低的礦井,全尾礦膠結(jié)充填則是一種十分有價(jià)值的充填方法。 這些新技術(shù)的誕生對(duì)于進(jìn)一步降低采礦成本以及滿足環(huán)境保護(hù)的要求具有重要的意義。1.3.2目前充填刮板輸送機(jī)的基本設(shè)計(jì)目前現(xiàn)有的充填刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如下圖:圖1.3充填刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 充填刮板輸送機(jī)的使用情況特殊,因此對(duì)其設(shè)計(jì)和制造提出了更高的要求: (1)彎曲性能要好,垂直彎曲既要滿足工作面高度的變化,又要適應(yīng)液壓支架移架時(shí)的降架和升架的高度變化,水平彎曲要滿足液壓支架移架時(shí)的推移步距的要求;(2)連接強(qiáng)度要高;(3)中板和槽幫耐磨性好; (4)使用過程中槽幫和中板的錯(cuò)口量要?。?(5)卸矸口能夠調(diào)節(jié)卸矸量; (6)機(jī)頭、機(jī)尾高度要低,以適應(yīng)采高的變化,能夠開采較薄煤層; (7)整機(jī)重量要輕。 充填刮板輸送機(jī)一般上都是使用的短機(jī)頭單電機(jī)驅(qū)動(dòng)、機(jī)尾處一般不設(shè)置驅(qū)動(dòng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是也有運(yùn)輸量或鋪設(shè)長(zhǎng)度增大的情況,這種情況下則可以采用雙驅(qū)動(dòng),在機(jī)尾安裝一個(gè)驅(qū)動(dòng)部。普通傳動(dòng)路線為:井下防爆電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)液力耦合器、多級(jí)減速器和聯(lián)軸器最終傳遞到機(jī)頭鏈輪處,繼而由鏈輪牽引刮板鏈進(jìn)行運(yùn)動(dòng),三者組成一個(gè)完整的封閉的井下牽引系統(tǒng),按從機(jī)頭向機(jī)尾的運(yùn)行方向?qū)㈨肥療舫涮畈牧铣涮畹讲煽諈^(qū)當(dāng)中。機(jī)頭部、機(jī)頭過渡槽、中部槽、開天窗中部槽、機(jī)尾、刮板鏈、吊掛鏈等結(jié)構(gòu)部件組成了一個(gè)完整的充填刮板輸送機(jī)。隨工作面一起推進(jìn)著的液壓支架上,在后端的尾梁下面通過吊掛鏈懸掛著中部槽。充填空間也就由此產(chǎn)生在中部槽與充填面之間,而更加理想的充填效果則要?dú)w功于短機(jī)頭和簡(jiǎn)易機(jī)尾所帶來的更大的充填面積。執(zhí)行構(gòu)件中用于矸石動(dòng)態(tài)充填的是開天窗中部槽,而用于矸石卸載的承載構(gòu)件則是中部段。為了保證矸石在到達(dá)機(jī)尾之前全部落入到采空區(qū)之中,需要根據(jù)落矸的需要對(duì)中部槽和開天窗中部槽的安裝位置進(jìn)行不同的安排,破碎的矸石在充填刮板輸送機(jī)的機(jī)頭,通過轉(zhuǎn)載輸送帶經(jīng)過入矸口到達(dá)中部槽,由刮板鏈進(jìn)行輸送,經(jīng)過可調(diào)節(jié)大小的溜矸孔進(jìn)行溜矸動(dòng)態(tài)控制,可以控制落矸情況,最終達(dá)到應(yīng)有的目的。2 主要部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求2.1機(jī)頭部及傳動(dòng)裝置機(jī)頭部是把電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給刮板鏈的裝置,機(jī)頭部的主要部分包括機(jī)頭架、傳動(dòng)裝置、鏈輪組件、盲軸以及電動(dòng)機(jī)等組件。利用機(jī)頭傳動(dòng)裝置動(dòng)力的緊鏈器和鏈牽引采煤機(jī)牽引鏈的固定裝置也安裝在機(jī)頭部。常用的機(jī)頭部有端卸式和側(cè)卸式。2.1.1機(jī)頭架機(jī)頭架是在機(jī)頭部用于支撐安裝鏈輪組件、減速器,過濾槽等組件的框架式焊接構(gòu)件,它由左側(cè)板、中板和右側(cè)板用比較厚的鋼板焊接而成,有足夠的剛性和強(qiáng)度。一般而言,為了適應(yīng)兩邊采煤面的需要,機(jī)頭架為兩側(cè)布置,可在兩側(cè)安裝減速器。機(jī)頭架分為端卸式和側(cè)卸式兩種類型,沒種類型中又分為安裝鏈輪組件處開口與不開口兩種形式,由于本次設(shè)計(jì)中,刮板板輸送機(jī)用于充填工作面,且需要懸掛,故采用端卸式開口的機(jī)頭架設(shè)計(jì)(如圖)。這類機(jī)頭架的兩側(cè)板安裝鏈輪組件的孔開有豁口,可以在鏈輪組件完全安裝之后,再講軸承座從或豁口裝入機(jī)頭部,然后用螺栓固定。為了增加側(cè)開口的剛性和強(qiáng)度,最后用擋塊進(jìn)行封口。在機(jī)頭架的后端用定位銷以使機(jī)頭架與過渡槽得到吻合。在更換鏈輪時(shí)只要拆開螺栓與聯(lián)軸器,就能從開口的側(cè)板中拆卸出來,而不用拆開減速器,方便快捷。2.1.2傳動(dòng)裝置(1)傳動(dòng)裝置的布置方式為了減小機(jī)頭部的占地面積,本設(shè)計(jì)中,傳動(dòng)裝置選用了平行布置的布置方式。這種布置方式可以將傳動(dòng)裝置布置在工作面內(nèi),便于工作面上下出口頂板的維護(hù),我國(guó)生產(chǎn)的大部分刮板輸送機(jī)都采用這種布置方式。(2) 傳動(dòng)裝置數(shù)量與安裝位置由于本設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)用于充填工作面而非采煤工作面,因此不需要考慮與采煤機(jī)的配合問題,加之本設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)運(yùn)量尺寸較小,為了便于懸掛且減少懸掛質(zhì)量,本設(shè)計(jì)中采用了單機(jī)頭傳動(dòng),同時(shí)也回避了雙機(jī)頭傳動(dòng)的同步性問題、(3) 傳動(dòng)裝置的組成部分刮板輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置主要由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和減速器等部分組成。電動(dòng)機(jī):刮板輸送機(jī)的電動(dòng)機(jī)有單速電動(dòng)機(jī)與雙速電動(dòng)機(jī)兩種選擇。本設(shè)計(jì)中采用單速電動(dòng)機(jī)。聯(lián)軸器:刮板輸送機(jī)使用聯(lián)軸器的部分有兩個(gè),一是減速器輸入軸與電動(dòng)機(jī)的連接,一般采用液力耦合器;二是減速器輸出軸與鏈輪的連接,一般采用花鍵連接或者齒輪聯(lián)軸器連接。本設(shè)計(jì)中采用齒輪聯(lián)軸器。減速器:本設(shè)計(jì)中,減速器采用輸入輸出軸垂直布置三級(jí)圓錐圓柱齒輪傳動(dòng)減速器,其特點(diǎn)是:承載能力達(dá)傳動(dòng)平穩(wěn),噪音小。該減速器的具體設(shè)計(jì)見本設(shè)計(jì)第四章。圖2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)圖1-機(jī)頭鏈輪軸組;2-減速器;3-聯(lián)軸器;4-電機(jī);5-刮板鏈;6-機(jī)尾鏈輪軸組2.1.3盲軸組件盲軸組件安裝在無傳動(dòng)裝置一側(cè)的機(jī)頭、機(jī)尾架側(cè)板上,用于支撐鏈輪組件。圖2.2 盲軸組件1-盲軸;2-軸承座;3-調(diào)心軸承;4-蓋板5-軸承托板;6-軸套;7-密封圈2.2過渡槽 過渡槽是機(jī)頭與機(jī)尾與中部槽的連接溜槽,分別稱為機(jī)頭過渡槽與機(jī)尾過渡槽。它的主要特點(diǎn)是與中部槽連接段的高度與中部槽相同,而與機(jī)頭架和機(jī)尾架連接的另一端較高。2.3中部槽2.3.1中部槽中部槽是刮板輸送機(jī)的機(jī)身,由槽幫鋼、中板等組件組成,上槽是裝運(yùn)煤炭的承載槽,下槽供刮板鏈返程使用。中部槽分為多種類型,在本設(shè)計(jì)中,由于選擇的是中雙鏈?zhǔn)?,故中部槽選擇II型中部槽。所謂II型中部槽是指使用E15、M15、E19和M22號(hào)槽幫鋼焊接而成的敞底式中部槽。這種槽幫內(nèi)部空間較大,適用于中雙鏈刮板輸送機(jī)連接環(huán)的通過,中部槽的長(zhǎng)度均為1500mm。2.3.2中部槽的附件(1) 鏟煤版:鏟煤版的作用是在推移中部槽的過程中用于清理工作面浮煤,它被固定在中不早煤壁測(cè)得支座上,鏟煤版有兩種形式:三角形鏟煤版與L型鏟煤版具體形式見下圖。(2) 擋煤板:擋煤板是一個(gè)多種功能的組合件,使用螺栓安裝在采空區(qū)的中部槽側(cè)面的支座上。它能有效的防止煤向采空區(qū)灑落,加以采煤機(jī)作為導(dǎo)向,防止電纜和水管,為千斤頂提供連接點(diǎn);它還可以增大溜槽的裝載斷面,從而保證輸送機(jī)的生產(chǎn)能力。(3) 電纜槽:電纜槽被安裝在擋煤板的外側(cè),采煤機(jī)的電纜盒水管則可自動(dòng)鋪設(shè)在槽內(nèi)。一般電纜槽有上下兩層,下層的電纜和水管沿輸送機(jī)全程的一半是不動(dòng)的,另一半則可歲采煤機(jī)的移動(dòng)自動(dòng)鋪設(shè)在上槽內(nèi)。2.3.3中部槽連接裝置為了將單個(gè)的中不早連接成為整個(gè)刮板鏈的機(jī)身就必須要用到中部槽連接裝置。連接裝置的基本要求是:在保證機(jī)體的對(duì)中性的同時(shí)要使兩槽之間的左右、上下的錯(cuò)口量保持在規(guī)定的范圍之內(nèi);與此同時(shí)在相鄰的兩個(gè)槽之間要能有一定角度的折曲,使機(jī)身的彎曲能力得到提高;最后,還必須保證安裝尺寸的相同,從而保證同一型號(hào)的通用互換。本設(shè)計(jì)的連接裝置選擇的是螺栓連接。所謂螺栓連接是將螺栓插入中部槽接頭上的連接銷孔,然后擰上螺母,為了保護(hù)中部槽有一定的偏轉(zhuǎn)角度,螺母與連接板之間應(yīng)留有一定的間隙。2.3.4雙曲柄開窗泄矸槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 活動(dòng)窗中部槽卸矸口大小的調(diào)節(jié)是通過液壓缸推拉來實(shí)現(xiàn)的,目前應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)形式所示,它是由分別安裝在左、右槽幫上的兩個(gè)液壓缸推拉活動(dòng)板在導(dǎo)軌上移動(dòng)來啟閉卸矸窗口實(shí)現(xiàn)卸矸充填的。由于煤礦井下生產(chǎn)條件惡劣,容易使導(dǎo)軌卡住而導(dǎo)致兩油缸受力不同,從而致使油缸運(yùn)動(dòng)不同步而發(fā)生損壞,且更換復(fù)雜,影響生產(chǎn)。鑒于上述不足,本設(shè)計(jì)借鑒了一種單液壓缸雙曲柄旋轉(zhuǎn)啟閉式開窗泄矸中部槽,其主要由開窗槽、活動(dòng)板、推拉液壓缸和聯(lián)接板組成。單油缸、活動(dòng)扇形板、聯(lián)接板用銷軸鉸接構(gòu)成了一個(gè)四連桿雙曲柄機(jī)構(gòu),通過控制開天窗中部槽一側(cè)的油缸來推拉扇形活動(dòng)板實(shí)現(xiàn)卸矸口啟閉,從而完成矸石動(dòng)態(tài)充填。這種設(shè)計(jì)的雙曲柄開窗泄矸槽的優(yōu)點(diǎn)是:采用單油缸不會(huì)出現(xiàn)受力不均問題,不容易卡軌,其卸料窗開口寬度是現(xiàn)有開窗充填中部槽開口寬度的1.5倍,能夠適應(yīng)大塊度矸石卸放,矸石破碎粒度增大后,可有效降低充填成本,提高了充填效率。 圖2.3 單液壓缸雙曲柄旋轉(zhuǎn)啟閉式開天窗卸矸中部槽1-開窗槽;2-扇形活動(dòng)板;3-推拉油缸;4-聯(lián)接板2.4刮板鏈刮板機(jī)的刮板鏈有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈等型式。邊雙鏈刮板鏈條沿輸送機(jī)中部槽的上翼板導(dǎo)向,刮板運(yùn)行穩(wěn)定。但是,邊雙鏈傳動(dòng)有兩個(gè)最大缺陷,一是鏈條中心距大,造成兩鏈條的負(fù)荷分配不均;二是由于刮板鏈條為短鏈條,需要大量馬蹄形連接環(huán)聯(lián)結(jié)鏈條和刮板,成為刮板鏈牽引系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié),極易出現(xiàn)斷鏈?zhǔn)鹿?。邊雙鏈目前多用于裝機(jī)功率較小的刮板機(jī)。中單鏈可以充分發(fā)揮鏈條的性能,不存在鏈條負(fù)荷不均勻問題。中單鏈刮板機(jī)的應(yīng)用范圍由于中雙鏈刮板輸送機(jī)的推廣而趨于萎縮。中雙鏈將兩條圓環(huán)鏈盡量靠近安裝,鏈條負(fù)荷分配不均問題得以緩解。由于采用雙鏈?zhǔn)构伟彐湹某休d能力顯著增強(qiáng),又由于采用長(zhǎng)鏈條和高強(qiáng)度的接鏈環(huán),能大幅度降低斷鏈概率。圖2.4 中雙鏈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-接鏈環(huán);2-刮板;3、4-螺栓;5-圓環(huán)鏈2.5緊鏈裝置2.5.1緊鏈方法在刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)過程中,基本的緊鏈方法有變軸距緊鏈和定軸距緊鏈兩種。本設(shè)計(jì)中采用定軸距緊鏈中的反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)法。其主要原理是:將刮板鏈的一端固定在機(jī)頭架上,另一端繞過機(jī)尾鏈輪,用機(jī)頭部的電動(dòng)機(jī)是鏈輪反轉(zhuǎn),將鏈條拉緊,電動(dòng)機(jī)停止反轉(zhuǎn)時(shí),立刻用一種制動(dòng)裝置將鏈輪閘住,防止鏈條回松,然后進(jìn)行接鏈。2.5.2緊鏈裝置反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)緊鏈法的緊鏈裝置有棘輪緊鏈器、摩擦緊鏈器和盤閘緊鏈器等。根據(jù)本設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)功率(見第三章),選擇盤閘緊鏈器。由夾鉗制動(dòng)裝置和盤閘組成的盤閘緊鏈器,在減速器一軸上安裝著盤閘,同時(shí)在聯(lián)接筒上安裝制動(dòng)裝置,在緊鏈時(shí),先將刮板機(jī)輸送機(jī)一端固定,然后反向開動(dòng)電動(dòng)機(jī),鏈輪反轉(zhuǎn),刮板鏈被逐漸拉緊,直到電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)為止。隨后立刻扳動(dòng)手輪,用鉗臂將閘盤閘住,同時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電源,拆去多余鏈段,接好鏈子,反轉(zhuǎn)手輪松開鉗臂。在緊鏈過程中,用阻鏈鉤完成刮板鏈的固定。圖2.5 盤閘緊鏈器1-減速器軸;2-夾鉗式制動(dòng)裝置;3-盤閘;4-液力耦合器;5-連接罩;6-彈性聯(lián)軸器2.6充填裝置在充填作業(yè)時(shí),下刮板需向上推平卸料窗口下漏的矸石,并使矸石充填密實(shí)、均勻,所以開天窗中部槽采用整體焊接敞底結(jié)構(gòu),鑄造槽幫通過中板焊接為一體,是運(yùn)輸、充填矸石的承載構(gòu)件。根據(jù)落矸需要在中板上開設(shè)卸矸窗口,中板采用40mm厚進(jìn)口耐磨板。開天窗中部槽分為固定窗中部槽和活動(dòng)窗中部槽兩種。固定窗中部槽是在中板上加工出尺寸不等的窗口,窗口大小不能調(diào)節(jié);活動(dòng)窗中部槽是在中板上加工出窗口,由活動(dòng)板來調(diào)節(jié)窗口尺寸的大小。在側(cè)板上兩側(cè)吊掛耳,由吊掛裝置通過吊掛耳將中部槽懸掛在液壓支架尾梁下面,隨著支架的移動(dòng)而移動(dòng)。吊掛裝置由1個(gè)2692mm的圓環(huán)鏈、2個(gè)U形環(huán)和銷軸組成,每節(jié)溜槽用4條鏈段吊掛在液壓支架尾梁上。3 刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算通常分為新機(jī)器的計(jì)算和按照所要求的使用條件選用已有的定型產(chǎn)品,驗(yàn)算該產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)是否滿足要求。兩者計(jì)算的內(nèi)容在實(shí)質(zhì)上是相同的,區(qū)別在于新機(jī)器的計(jì)算要按通用條件,而對(duì)已有型號(hào)的驗(yàn)算則按具體產(chǎn)品的具體條件計(jì)算。本設(shè)計(jì)采用的方案為新機(jī)器的設(shè)計(jì)計(jì)算,所以按將通用條件進(jìn)行計(jì)算。3.1運(yùn)輸能力如圖所示,刮板輸送機(jī)是一種進(jìn)行連續(xù)運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備,其每一秒鐘機(jī)器的運(yùn)輸能力為式中:V充填刮板輸送機(jī)的刮板鏈運(yùn)行速度,本設(shè)計(jì)中取v=1m/s; 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=1000t/h。圖3.1 刮板輸送機(jī)運(yùn)行簡(jiǎn)圖每小時(shí)運(yùn)輸能力為 kg/m3.2鏈條的選取和刮板的選取設(shè)計(jì)3.2.1鏈條的選取 根據(jù)礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈127182001標(biāo)準(zhǔn)選取鏈條,在本設(shè)計(jì)中選用圓環(huán)鏈的規(guī)格為。3.2.2刮板選取設(shè)計(jì) (1)刮板的選型 由刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件1052006可知,根據(jù)規(guī)格為的鏈條,則刮板尺寸為 刮板寬度:=674mm 刮板高度:=901.0mm 刮板厚度:=1000.5mm 即刮板型號(hào)為64790100(2)刮板鏈在單位長(zhǎng)度上的質(zhì)量計(jì)算 刮板鏈在單位長(zhǎng)度上的質(zhì)量為,由刮板的單位長(zhǎng)度質(zhì)量和圓環(huán)鏈的單位長(zhǎng)度質(zhì)量相加而成,在此次設(shè)計(jì)中采用平均值表示。 刮板的質(zhì)量計(jì)算根據(jù)刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件1052006可知中雙鏈刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)過程中會(huì)根據(jù)鏈條節(jié)距和負(fù)載不同,選擇兩相鄰間刮板的距離,分別有10環(huán)、12環(huán)、14環(huán)三種安裝方式,在此次設(shè)計(jì)中將采用10環(huán)安裝方式,因此可知兩相鄰間刮板的距離S為式中:N相鄰刮板之間的安裝環(huán)數(shù),此次設(shè)計(jì)中取N=10; P圓環(huán)鏈的節(jié)距,由前面可知P=126mm;將已知的數(shù)據(jù)帶入到上式中,得mm所以在長(zhǎng)度(單程)L=100m所需要的刮板數(shù)目n為 式中:L刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度,m,本設(shè)計(jì)中取L=100m; S兩相鄰刮板間的距離,m,由前面可知S=1.260m。 將已知的數(shù)據(jù)代入式,得n=計(jì)算每一塊刮板的體積式中:刮板的寬度,m,此前已查得mm; 刮板的高度,m,此前已查得mm; 刮板的厚度,m,此前已查得mm。把已知數(shù)據(jù)代入 式,得 m3因此刮板的總體積 m3因此刮板的質(zhì)量為式中:刮板密度,由密度表可查得kg/m3; 刮板體積之和,此前已求得m3。將已知數(shù)據(jù)代入式中,得 kg 圓環(huán)鏈的質(zhì)量根據(jù)礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈127182001查得此次使用的圓環(huán)鏈其單位長(zhǎng)度質(zhì)量kg/m3,所以總長(zhǎng)度為L(zhǎng)=100m圓環(huán)鏈的質(zhì)量kg由于該刮板鏈采用的是邊雙鏈,所以圓環(huán)鏈的質(zhì)量應(yīng)有兩條鏈組成。所以kg。.所以刮板鏈的單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為把已知數(shù)據(jù)代入3.10式,得kg/m3.3電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算根據(jù)綜采技術(shù)手冊(cè)關(guān)于刮板輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算部分,輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的大小要根據(jù)工作面傾角,輸送機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度和輸送量的大小等具體的條件確定,其關(guān)系式為:式中:貨載每米重力。按照下式計(jì)算:N/m 刮板鏈每米重力,根據(jù)已知可得,kg/m 輸送量,根據(jù)已知可得,t/h 井下防爆電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù),本設(shè)計(jì)中取 刮板鏈在繞過兩端鏈輪時(shí)所附加的阻力系數(shù), 輸送機(jī)水平彎曲時(shí)附加的阻力系數(shù), 刮板輸送機(jī)的安裝傾角,根據(jù)已知可得, 刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)長(zhǎng)度,m,根據(jù)已知可得,m 鏈速,m/s,根據(jù)已知可得,m/s 貨載在溜槽中運(yùn)行阻力系數(shù) 刮板鏈在溜槽中的運(yùn)行阻力系數(shù)運(yùn)行阻力系數(shù)與輸送機(jī)結(jié)構(gòu)、貨載在溜槽中的斷面形狀、貨載性質(zhì)、塊度、濕度、卸載方式、底板情況、溜槽鋪設(shè)質(zhì)量、鏈速以及底鏈回煤情況等多種因素有關(guān),一般要根據(jù)具體情況通過試驗(yàn)測(cè)定。計(jì)算時(shí)可以參考情況選?。簩?duì)于本次設(shè)計(jì)情況,選取 傳送裝置效率, 其中:液力耦合器的傳輸效率,取=0.98; 圓錐齒輪的傳輸效率,取=0.97; 斜齒圓柱齒輪的傳輸效率,取=0.98; 花鍵以其他鍵的傳輸效率,取=0.96; 所有軸承的傳輸效率,取=0.94。 所以 將上述數(shù)據(jù)帶入式中可得選擇電機(jī)功率為250,的電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng),則電動(dòng)機(jī)總功率為250kw,滿足實(shí)際要求。由于該電機(jī)在煤礦井下工作,所以該電機(jī)必須防爆,應(yīng)選刮板輸送機(jī)專用電機(jī),即電機(jī)為YSB2504A。3.4刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪設(shè)計(jì) 根據(jù)前面所選圓環(huán)鏈的規(guī)格,查詢標(biāo)準(zhǔn)礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈可知,圓環(huán)鏈的公稱直徑d=34mm,工程節(jié)距P=126mm,最外寬度b=109mm。另外根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件1052006中的推薦鏈輪齒數(shù)通常為8齒和10齒,本設(shè)計(jì)中取鏈輪齒數(shù)Z=8,則鏈輪節(jié)距角:查標(biāo)準(zhǔn)礦用刮板輸送機(jī) 驅(qū)動(dòng)鏈輪MT 231-1991可得: 鏈輪節(jié)圓直徑mm 鏈輪外徑mm 鏈輪立環(huán)槽直徑mm 齒形圓弧半徑mm 齒根圓弧半徑mm 鏈窩平面圓弧半徑mm 立環(huán)槽弧半徑mm 短齒根部圓弧半徑mm 鏈窩長(zhǎng)度mm 鏈輪中心至鏈窩底平面的距離mm 鏈窩中心距離mm短齒厚度mm4 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比的分配4.1.1總傳動(dòng)比的確定 總傳動(dòng)比式中:輸入軸轉(zhuǎn)速,由已知可得,r/min 輸出軸轉(zhuǎn)速,根據(jù)公式得r/min將上述數(shù)據(jù)帶入得:4.1.2傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)比的分配是在進(jìn)行總體設(shè)計(jì),尤其是多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),一個(gè)非常重要環(huán)節(jié),合理分配傳動(dòng)比,就能夠使傳動(dòng)系統(tǒng)在外形結(jié)構(gòu)、重量尺寸、潤(rùn)滑條件、成本及工作能力得到本質(zhì)上的提升。由此定出各級(jí)傳動(dòng)比為:4.1.3各級(jí)傳動(dòng)計(jì)算(1)各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 以從與電動(dòng)機(jī)輸出軸相連的輸入軸開始,各軸依次命名為、軸。 軸: 軸:r/min 軸:r/min軸:r/min(2)各軸功率計(jì)算 軸:kw 軸:kw 軸:kw 軸:kw 式中:液力耦合器的傳輸效率,取=0.98; 圓錐齒輪的傳輸效率,取=0.97; 斜齒圓柱齒輪的傳輸效率,取=0.98; 花鍵以其他鍵的傳輸效率,取=0.99; 軸承的傳輸效率,取=0.99。(3)各軸扭矩計(jì)算軸:Nm軸:Nm軸:Nm軸:Nm將上述計(jì)算結(jié)果列入表:表4.1減速器各軸傳遞功率、轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩、傳動(dòng)比軸號(hào)輸出功率P/kw轉(zhuǎn)速n/rmin-1輸出轉(zhuǎn)矩T/Nm傳動(dòng)比軸233150015153軸21850043163.3軸205151.5136793.28軸19346.1397744.2減速器設(shè)計(jì)減速器傳動(dòng)的示意圖如圖所示:圖4.1減速器傳動(dòng)示意圖4.2.1I級(jí)弧齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)有關(guān)弧齒錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算部分進(jìn)行I級(jí)弧齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)。選擇齒輪材料為滲碳鋼,其齒面硬度為55HRC。(1)設(shè)計(jì)原始參數(shù):軸交角,齒數(shù)比初值,小輪轉(zhuǎn)矩Nm。(2)弧齒錐齒輪主要參數(shù)計(jì)算初算:小輪大端分度圓直徑初值:由機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中圖3.2-2查得,mm小輪齒數(shù):由機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中圖3.2-5和3.2-8查得,大論齒數(shù):大端端面模數(shù):小輪分度錐角:大端錐距:mm齒寬:取0.3R和10中較小者,mm螺旋角:由機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中圖3.2-10查得,(3)弧齒錐齒輪幾何參數(shù)計(jì)算:齒高系數(shù):頂隙系數(shù):法向壓力角:工作齒高:mm切向變位系數(shù):由機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中圖3.3-5和3.3-6查得,螺旋方向:小齒輪左旋,大齒輪右旋大端分度圓直徑:,mm,mm分錐角:為已知,大端齒距:mm大輪齒頂高:mm小輪齒頂高:mm齒頂間隙:mm全齒高:mm齒根高:,mm,mm齒根角:,頂錐角:,根錐角:,頂圓直徑:,mm,mm冠頂距:,mm,mm大端理論弧齒輪:mm,mm(4)參考點(diǎn)M處齒輪的參數(shù)參考點(diǎn)M處錐距:mm參考點(diǎn)M處斷面模數(shù):mm參考點(diǎn)M處法相模數(shù):mm參考點(diǎn)M處分度圓直徑:,mm,mm參考點(diǎn)M處齒頂高:,mm,mm參考點(diǎn)M處齒根高:,mm,mm參考點(diǎn)M處分度圓法向弧齒厚:,mm,mm(5)端面當(dāng)量齒輪處的齒輪參數(shù)端面當(dāng)量齒輪處的齒數(shù):,端面當(dāng)量齒輪處的齒數(shù)比:端面當(dāng)量齒輪處的分度圓直徑:,mm,mm端面當(dāng)量齒輪處的齒輪中心距:mm端面當(dāng)量齒輪處的齒輪齒頂圓直徑:端面當(dāng)量齒輪處的基圓螺旋角:端面當(dāng)量齒輪處的齒輪壓力角:端面當(dāng)量齒輪處的齒輪基圓直徑:,mm,mm端面當(dāng)量齒輪處的齒輪基圓齒距:mm端面當(dāng)量齒輪處的齒輪嚙合線有效長(zhǎng):mm端面當(dāng)量齒輪處的齒輪的端面重合度:端面當(dāng)量齒輪處的齒輪的縱向重合度:總重合度:(6)法面當(dāng)量齒輪處的齒輪參數(shù)法面當(dāng)量齒輪處的齒輪齒數(shù):,法面當(dāng)量齒輪處的齒輪分度圓直徑:,mm,mm法面當(dāng)量齒輪處的齒輪中心距:mm法面當(dāng)量齒輪處的齒輪頂圓直徑:,mm,mm法面當(dāng)量齒輪處的齒輪基圓直徑:,mm,mm法面當(dāng)量齒輪處的齒輪嚙合線有效長(zhǎng)mm法面當(dāng)量齒輪處的齒輪重合度:刀盤名義半徑:一般取值或者略小于值,mm刀尖圓角半徑:mm,mm4.2.2 II級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算部分進(jìn)行II級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)。(1)選精度等級(jí),材料以及齒數(shù)選擇小齒輪材料為調(diào)質(zhì)且表面淬火的40Cr,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)手冊(cè)齒面硬度為52HRC。選擇大齒輪材料為調(diào)質(zhì)且表面淬火的40Cr,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)手冊(cè)齒面硬度為52HRC。精度等級(jí)為7級(jí),初選小齒輪齒數(shù)24,大齒輪齒數(shù)80,螺旋角14。(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值:試選載荷系數(shù);由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-30選取區(qū)域系數(shù);小齒輪轉(zhuǎn)矩已知為Nm;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得彈性影響系數(shù)MPa0.5;計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù),;由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù),;因?yàn)榇?、小齒輪均為硬齒面,故宜選取稍小的齒寬系數(shù),現(xiàn)??;由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21e查得MPa,MPa;計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力(失效概率1%,安全系數(shù)S=1) MPa MPa MPa;將數(shù)值帶入計(jì)算:試算小齒輪分度圓直徑。將上述數(shù)據(jù)帶入得mm;計(jì)算圓周速度。m/s;計(jì)算齒寬以及模數(shù)。mmmmmm;計(jì)算縱向重合度。;計(jì)算載荷系數(shù).由已知的條件m/s,可以查得在7級(jí)精度之下,使用系數(shù)取,根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得動(dòng)載系數(shù);根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得;由于6級(jí)精度的小齒輪的相對(duì)支承為非對(duì)稱布置,從機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中的硬齒面齒輪欄中,查得。考慮本設(shè)計(jì)中采用的是7級(jí)精度齒輪,故取,則載荷系數(shù)另由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13查得;按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑。mm;計(jì)算模數(shù)。mm。(3)按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20d查得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限,;由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù),;安全系數(shù)取。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。MPaMPa計(jì)算大小齒輪的并加以比較。小齒輪的數(shù)值較大;設(shè)計(jì)計(jì)算mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差不多,取標(biāo)準(zhǔn)值mm,取分度圓直徑mm。取,則,取。(4)幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距mm將中心距圓整為355mm;按圓整后的中心距修正螺旋角因?yàn)橹蹈淖儾欢?,故參?shù)、等不必修正;計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑mmmm;計(jì)算齒輪寬度mm圓整后取mm,mm。4.2.3 III級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算部分進(jìn)行III級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)。(1)選精度等級(jí),材料以及齒數(shù)選擇小齒輪材料為調(diào)質(zhì)且表面淬火的20CrMnTi,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)手冊(cè)齒面硬度為60HRC。選擇大齒輪材料為調(diào)質(zhì)且表面淬火的40Cr,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)手冊(cè)齒面硬度為52HRC。精度等級(jí)為7級(jí),初選小齒輪齒數(shù)24,大齒輪齒數(shù)80,螺旋角14。(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值:試選載荷系數(shù);由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-30選取區(qū)域系數(shù);小齒輪轉(zhuǎn)矩已知為Nm;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得彈性影響系數(shù)MPa0.5;計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù),;由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù),;因?yàn)榇?、小齒輪均為硬齒面,故宜選取稍小的齒寬系數(shù),現(xiàn)?。挥蓹C(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21e查得MPa,MPa;計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力(失效概率1%,安全系數(shù)S=1) MPa MPa MPa;將數(shù)值帶入計(jì)算:試算小齒輪分度圓直徑。將上述數(shù)據(jù)帶入得mm;計(jì)算圓周速度。m/s;計(jì)算齒寬以及模數(shù)。mmmmmm;計(jì)算縱向重合度。;計(jì)算載荷系數(shù).由已知的條件m/s,可以查得在7級(jí)精度之下,使用系數(shù)取,根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得動(dòng)載系數(shù);根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得;由于6級(jí)精度的小齒輪的相對(duì)支承為非對(duì)稱布置,從機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中的硬齒面齒輪欄中,查得??紤]本設(shè)計(jì)中采用的是7級(jí)精度齒輪,故取,則載荷系數(shù)另由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13查得;按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑。mm;計(jì)算模數(shù)。mm。(3)按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20d查得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限MPa,MPa;由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù),;安全系數(shù)取。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。MPaMPa計(jì)算大小齒輪的并加以比較。小齒輪的數(shù)值較大;設(shè)計(jì)計(jì)算mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差不多,取標(biāo)準(zhǔn)值mm,取分度圓直徑mm。取,則,取。(4)幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距mm將中心距圓整為296mm;按圓整后的中心距修正螺旋角因?yàn)橹蹈淖儾欢?,故參?shù)、等不必修正;計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑mmmm;計(jì)算齒輪寬度mm圓整后取mm,mm。4.4減速器軸設(shè)計(jì)與校核4.4.1軸I的設(shè)計(jì)與校核(1)作用在齒輪上的受力分析與計(jì)算:轉(zhuǎn)矩:Nm所以小圓柱齒輪處各種力如下:圓周力:N徑向力:N軸向力:N(2)初步估算軸的直徑 選取40Cr號(hào)鋼作為軸的材料,調(diào)質(zhì)處理 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式 15-2 , 計(jì)算軸的最小直徑并加大3%已考慮鍵槽的影響,查機(jī)械設(shè)計(jì)表8.6得,A=110,則mm,取mm(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4.1軸I的結(jié)構(gòu)(4) 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖圖4.2軸I的受力分析圖 求軸承反力 V垂直面,如圖 受力分析并對(duì)A點(diǎn)取距得: 解得:N,N H水平面,如圖4.11受力分析并對(duì)A點(diǎn)取距得: 解得:N,N 求齒寬中點(diǎn)處彎矩 H水平面 Nmm V垂直面 Nmm 合成彎矩 Nmm 扭矩T Nmm 彎矩圖和扭矩圖見圖4.3圖4.3軸I的彎矩和扭矩圖 (5) 按彎矩和成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 將折合系數(shù)取為0.6,根據(jù)當(dāng)量彎矩計(jì)算公式,則當(dāng)量彎矩在齒寬中點(diǎn)的值為 Nmm 軸的材料為40Cr,調(diào)制處理,由表8.2得=640,由機(jī)械設(shè)計(jì)表15-1得材料許用應(yīng)力=70MPa 計(jì)算軸的計(jì)算應(yīng)力,根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè),: 所以該軸滿足強(qiáng)度要求。4.4.2軸II的設(shè)計(jì)與校核(1)作用在齒輪上的受力分析與計(jì)算:轉(zhuǎn)矩:Nm所以小圓柱齒輪處各種力如下:圓周力:N徑向力:N軸向力:N(2)初步估算軸的直徑 選取40Cr號(hào)鋼作為軸的材料,調(diào)質(zhì)處理 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式 15-2 , 計(jì)算軸的最小直徑并加大3%已考慮鍵槽的影響,查機(jī)械設(shè)計(jì)表8.6得,A=110,則mm,取mm(3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4.4軸II的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(4) 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖圖4.5軸II的受力分析 求軸承反力 V垂直面,如圖 受力分析并對(duì)A點(diǎn)取距得: 解得:N,N H水平面,如圖4.11受力分析并對(duì)A點(diǎn)取距得: 解得:N,N 求齒寬中點(diǎn)處彎矩 H水平面 Nmm Nmm V垂直面 Nmm Nmm 合成彎矩 Nmm N
收藏