刮板输送机设计说明书（毕业设计）

  刮板输送机作为煤矿工作面运输设备，不但担负着运煤的作用，还是采煤机的运行轨道和液压支架的推移支点。在设备使用的过程中还要悬挂工作面设备的电缆、水管等。所以，刮板输送机的可靠、稳定、高效运行将直接影响着矿井的生产能力和煤矿企业的经济效益。

  中双连刮板输送机的特点是将两条相同直径的链条并列布置在溜槽中心，与双边链相比，这种结构及形式的链子受力均匀 , 弯曲性能好，使用性能较好，是目前国内外大中型煤矿中普遍采用的设备，所以通过本次设计，完成中双链刮板输送机的结构设计具有很大的实用意义。

  刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械，是为采煤工作面和采区巷道运煤的机械。它的牵引构件是刮板链，溜槽是它的承载装置，刮板链在溜槽的底部。适用于缓倾斜中厚煤层高档普采工作面，与滚筒采煤机和输送机推移装置配套，实现落煤、装煤、运煤及推移输送机机械化。沿输送机全长都可向溜槽中装煤，装入溜槽中的煤，被刮板链拖拉，在溜槽内滑行到卸载端卸下。

  中双链型刮板输送机的两条圆环链在刮板中部用E型螺栓固定在刮板上，链条的中心距不大于中部槽宽的20%。由于链条不在槽帮钢内运行，链环直径不受限制，从而能够增加链条的强度，因此，可以适用于重型和超重型刮板输送机。有链子受力较均匀，弯曲性能较好等优点，使用效果较好。缺点是运行阻力较高，并且在煤质较硬，煤的块度大的情况下，运输效果不佳，不宜采用。

  中双链链条采用长链段，两条链子必须配对出厂和使用，以保证其长度有较小的偏差，减少受力不均现象。

  边双链型刮板输送机的两条圆环链在刮板两端用连接环与刮板连接，每节链条的长度就是刮板的间距，因此，链条都是短节。链条和连接环在槽帮钢的槽内运行，刮板的空间较大，能运输较大的煤块，这种链子的预张力较小，运行阻力小，适应能力强，因此，得到普遍应用。缺点是两条链子受力不均，刮板易歪斜；刮板中间受力大，易弯曲；由于链环与连接环在槽帮内运行，空间受到限制，不可以使用较大的圆环链，强度受到限制。

  准边双链型刮板输送机的两条圆环链在刮板中部连接，链条的中心距不小于中部槽宽的50%。它具有边双链和中双链的优点，适用于超重型刮板输送机。缺点是运行阻力高。

  中单链型刮板输送机的圆环链在刮板中间用U型螺栓连接，刮板两端在槽帮内运行，这种链子结构相对比较简单，整体弯曲性能好，与边双链相比链子无受力不均现象。与中双链相比结构更简单，不存在链子受力不均现象，且弯曲性能更好些。缺点是一股链子强度受到限制，不适用于功率较大的输送机，且刮板两端磨损后，稍有歪斜就易出槽。运行阻力比边双链稍高。

  刮板输送机呈直线形，货物从输送机一端卸载，与输送机呈一直线，这种型式的输送机结构最简单，当前大部分综采工作面用这种型式的刮板输送机；它的缺点是空链易带回煤，增加功率消耗，卸载有一定的高度，易产生煤尘。

  刮板输送机呈直线形，机头部搭在工作面运输巷转载机上，借助圆弧犁形卸煤板将煤从机头架主卸载斜板呈90˚卸到转载机上，这是煤的主流，约占输煤量的70%～75%；约有15%～20%的煤从副卸载斜板卸到转载机上，这是副流；最后约有5%～15%的粉煤绕过链轮通过底部卸入转载机。

  这种输送机主要优点是侧卸式输送机卸载前由于弧形板的作用，煤平稳地滑入转载机中，避免了端卸式时的堵塞堆积和煤尘的产生，改善了劳动环境；由于弧形板的作用将带有动量的大快煤扭转90˚，使其与转载机运行方向相同后再卸入转载机内连续运行，避免了端卸时煤流要停顿后再起动的能量损失和对轻载机的冲击，以此来降低了转载机的功率消耗，提高了传动件的可靠性和转载机的常规使用的寿命；从弧形板下被刮板链带走的粉煤经机头链轮卸到回煤罩内，由返回刮板链拉到转载机上方，从机头底槽的开口卸到转载机内，因此，减少了刮板输送机的回煤阻力；由于煤流不在端头卸载，不需要卸载高度，因而机头高度可以降下，且伸到工作面运输巷中，采煤机可以行走到接近机头，便于自开切口。

  把工作面刮板输送机与工作面运输巷转载机连成一体，把工作面的煤直接卸到工作面运输巷带式输送机上，取消了转载机。

  交叉侧卸式刮板输送机的机头与转载机的机尾做成一个整体。两个输送机的上、下链相互交叉穿过，从上向下的顺序是输送机上链、转载机上链、输送机下链、转载机下链。输送机机头上槽的煤通过弧形板转卸入转载机上槽，输送机下链带回的煤落入转载机下槽，由转载机下链带到机尾轮后翻到上槽运走。

  由于输送机的机头与转载机机尾是一个整体，所以，推移输送机机头时，转载机也必须随之移动。

  交叉侧卸式刮板输送机的特点是机头架高度比普通侧卸式低，一般可降低200～300mm。由于机头高度的降低，为采煤机自开切口创造更有利的条件。

  开底式刮板输送机就是中部槽的下槽为敞开式，目前使用较为普遍。这种中部槽的重量轻，结构相对比较简单，下槽出现故障便于处理；缺点是刚度小，易磨损变形，阻力大，寿命短，不适合松软地板使用。

  封底式刮板输送机就是中部槽的下槽为封闭式。这种中部槽刚度大，刮板链在下槽运行阻力小；由于封底与工作面底板接触面积大，适合松软底板使用。为便于下链的检查修理，在每隔数节中部槽安装一节带检窗口的中部槽，窗口开在溜槽中部，尺寸以能修换链段和连接链环为度，窗口用活动盖板盖严。

  分体中部槽刮板输送机就是把易磨损的上中部槽体做成活的，用螺栓与下槽体固定，下槽体把铲煤板、挡煤板、封底板焊成一体，提高了整机的刚性与强度，且具有封底面槽的优点。

  整体焊接中部槽刮板输送机就是把溜槽两侧槽帮分别与铲煤板、挡煤板座焊接在一起，取消溜槽与其附件的连接螺栓，由此减少了输送机的维修工作量。

  框架式中部槽刮板输送机就是把普通中部槽置于一个铲煤板、挡煤板座、封底板焊在一起的框架中，用销子固定，整机具有较强的刚性与强度，提高了中部槽的可靠性；缺点是中部槽的重量增加幅度较大。

  铸造式中部槽刮板输送机就是把中部槽槽帮钢与铲煤板、挡煤板铸造在一起，再焊上中板与底板，以此来实现中部槽无螺栓连接，这种刮板输送机具有框架式中部槽刮板输送机的各种优点，且减少了大量钢材的切割与焊接，降低了制造成本。

  在输送机机头和机尾部装有采煤机牵引链的固定及张紧装置，沿输送机纵向中部槽的挡煤板侧装有采煤机导向管。

  国外几家著名公司现在生产的重型刮板输送机一般都可以整机无故障过煤600万t以上，有些可达1200万t。而国产刮板输送机的过煤量是很低的。故提高国产设备的可靠度，是刮板输送机发展的主要问题。

  刮板链的强度问题是国产刮板输送机的大问题。由于磨损、疲劳、自身质量差、锈蚀等原因，使新链条在使用3个月后断链事故明显增多。国产刮板输送机的联接螺栓可靠性普遍较差，机头、机尾推移部上的联接螺栓常常会出现拉断现象，造成推移困难;铲煤板和刮板上的螺栓常常会出现松动、脱落，造成零件丢失，影响铲煤和运煤效果。影响中部槽的可靠性和寿命的根本原因是中板的磨损和联接头强度不足。

  （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慢慢变得高 ，不仅要求造型科学、 配套合理 ，在技术上不停地改进革新、完善，去适应一直在变化着的使用条件 ，而且核心部件（如刮板链、减速器、保护设施等 ）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 ，如果出现故障就会极度影响安全生产。因此 ，输送机各部分的结构型式、传动方式、使用材料等 ， 不仅要求设计合理 ，还要建立在实践验证的基础上。

  （3） 设备安全性。 安全性是至关重要的环节 ，是所有设备一定要具有的性能 ，同样也贯穿在输送机的设计、制造、使用的过程中。目前国家格外的重视煤矿安全生产 ，引起煤矿井下事故的除了瓦斯爆炸、透水、冒顶等之外 ，设备事故也会引起人员受伤或死亡和财产损失。 因此，输送机各部件的防护装置应设计合理、安装完备 ，在易发生事故的部位尤其要加 强防护 ，防止因断链、飞溅、高温等引发人员受伤或死亡事故。

  （4）机电液一体化趋势明显。 随着实用型新技术的发展，大功率输送机控制管理系统与保护设施的机电液一体化趋势越来越明显。主要体现为：机头部与机尾部功率分配、顺序启动，电机保护除过流保护、过热保护外，增加过压保护，阀控充液型液力耦合器的推广使用，链条张力监控及工况检测和故障诊断等。虽然还有部分技术的实现与应用尚需时日，但输送机机电液一体化的发展的新趋势不会变。

  不同类型的刮板输送机，尽管组成部分的形式和布置方式不完全一样，但基本结构是相同的。刮板输送机由机头部、机尾部、中部槽及附属部件、刮板链、紧链装置、推移装置和锚固装置等组成。

  机头部主要由机头架、链轮、减速器、盲轴、联轴器和电动机组成，是将电动机的动力传递给刮板链的装置，有驱动、卸载、连接与支撑机头锚固装置和推移装置、固定采煤机械牵引链的功能。图2-1所示是一种轻型中单链式刮板输送机机头部。

  1—垫块；2—减速器；3—盲轴；4—链轮；5—拨链器；6—护轴板；7—垫块；

  机头架是支承和装配机头传动装置（包括电动机、液力耦合器、减速器等）、链轮组件、盲轴以及其他附属装置的构件。它是由厚钢板焊接而成的，具有较高的强度和刚度。对机头架的基本结构要求是，两侧结构必须相同，便于左右工作面的交替使用和双侧传动。

  链轮组件是传递减速器输出的运动和动力，使刮板链条进行无端封闭循环运动的构件，由链轮、滚筒、链轮轴、〔盲轴)、轴承及密封、润滑系统等件组成。根据刮板链条型式不同，有中单链型、中双链型、准边双链型和边双链型4种型式。图2-2所示为内置式中双链型。

  减速器是刮板输送机传递电机运动和动力，使刮板链条运动的关键传动装置。有圆锥－圆柱齿轮传动、圆锥―行星齿轮传动和行星齿轮传动三种结构型式，依据输入轴与头架的位置，分为平行布置式和垂直布置式两种型式。近年来，出现了可控软驱动的多功能传动装置，改善了刮板输送机的启动、过载、功率均衡及紧链性能，目前处于试验和试用阶段。

  联轴器位于电机和减速器之间，是传递扭矩的联接装置。有柱销联轴器、弹性联轴器和液力偶合器三种类型。近几年，还成功研制限矩联轴器，且得到了迅速推广和使用。

  液力耦合器能改善电动机的起动性能。输送机在起动时，由于液力耦合器的作用，可使电动机轻载或空载起动，然后负载再逐渐增加，这样，电动机的起动时间缩短了，起动电流也降低了。在多电动机同时驱动的设备中，采用液力耦合器，可使各电动机的输出功率趋于平衡。由于泵轮和透平轮之间为“液体连接”，故作用在输入、输出轴上的冲击载荷可以大幅度降低，延长了电动机和工作机构的常规使用的寿命，这对处于恶劣工作条件下的煤碳机械尤为重要。

  液力耦合器具有过载保护作用。当外负载增加时，输出轴转速下降，泵轮和透平轮的转速差增大。当外负荷继续增大时，工作液将被挤向泵轮轮壁，经溢流孔进入辅助室。此时，工作腔内液体减少，再加上泵轮和透平轮的转速差继续增大，则工作液的温度迅速升高。当工作液的温度升至额定值时，易熔合金塞熔化，液体喷出，电动机带着泵轮及外壳空转，保护了电动机。

  液力耦合器的主要缺点有两点：一是较其他联轴器的结构较为复杂、成本高、效率低、使用与维护要求高；二是过去多采用油质工作液，喷液后容易烧伤人员和发生火灾。为了尽最大可能避免事故的发生，近些年除了少量早期生产的液力耦合器使用油质工作液外，大部分采用难燃工作液和水质工作液。

  机尾是使刮板链条返回运行组件的总成，有普通机尾和辅助驱动机尾两种型式。辅助驱动机尾有普通驱动机尾式、转接式和可伸缩式三种形式。

  可伸缩式机尾的尾架分为活动部分和固定部分，活动部分通过油缸的伸缩可沿底板上的导轨移动，使尾架伸缩达到调整刮板链条松紧的目的。其余结构与普通驱动式机尾相同。可解决重型刮板输送机停机紧链和不安全的明显问题。适用于高产高效工作面重型刮板输送机采用，使链条具有合理预张力，提高刮板链条运行的可靠性。其结构如图2-3所示。

  溜槽是刮板输送机的主体，用于承载和作为采煤机的轨道。溜槽有中部槽、调节槽、连接槽（或过渡槽）等类型。工作面刮板输送机溜槽靠采空侧安装挡煤板，以提高装载力；靠煤壁侧安装挡煤板，以清扫机道，便于输送机推向煤壁。挡煤板和采煤板属于附件。

  中部槽由槽帮钢、中板、端头、支座焊接而成。中部槽外侧焊有支座，用以固定档板和产煤板，槽帮两端焊有高锰钢制成的凸端头和凹端头，在中板上堆焊耐磨合金粉块。这两项措施用以增加中部槽的联接强度和耐磨性。如图2-4所示：

  挡煤板装在溜槽靠采空区一侧的槽帮钢上。挡煤板有三个作用：一是增加溜槽上的货载断面积，提高输送机的输送能力；二是防止采煤机装煤时，将煤抛撒到采空区；三是它上面能安装电缆槽和水管等。

  为了将刮板输送机推移到紧靠煤壁和防止输送机横向倾斜，在溜槽靠煤壁侧的槽帮钢上装有铲煤板，以便在推移输送机时先清除机道上的浮煤。铲煤板安装后，上缘应低于槽帮，下缘要超出槽底，宽度方向应与采煤机滚筒有一定间隔。铲煤板的刃口应有足够的强度。

  铲煤板固定在中部槽支座上，用于推移中部槽时清理工作面浮煤。如图2-5所示为中部槽及其附件的连接。

  刮板链条由刮板、矿用圆环链(少数为套筒滚子链或可拆模锻链)、接链环及螺栓等组成，是刮板输送机连续输送物料的牵引构件和承载构件。根据链条的数量和与刮板的相互位置不同，有中单链、中双链、边双链和准边双链四种型式，如图2-6所示。

  紧链装置是拉紧链条，使链条具有一定预紧力，以便刮板链条正常运行的装置，有闸带式、闸盘式和液压马达式三种紧链装置。

  液压马达紧链装置由液压马达提供动力，通过主、辅减速器和链轮慢速反向旋转，张紧链条。

  液压马达紧链装置一般都由液压传动部分、物理运动部分、电气和机械闭锁保护设施组成。优点有:紧链可靠、安全，紧链力和预张力数值准确，且可通过辅助电机低速运转是重型刮板输送机优选的新型紧链器。

  推移装置是在采煤工作面内将刮板输送机向煤壁推移的装置。综采工作面使用液压支架上的推移千斤顶，非综采工作面用单体液压推溜器或手动液压推溜器。液压推移装置主要由设在顺槽中的泵站和沿工作面布置的油管及液压千斤顶组成。千斤顶是推移刮板输送机的，装在输送机靠采空区一侧，在输送机机头、机尾处分别安装2~3个，中间溜槽每隔6米布置1个，每个千斤顶均由单独的操纵阀控制。控制操纵阀的位置，可使用泵站通过油管来送来的高压油进入千斤顶液压缸的前部或者后部使千斤顶的活塞伸出或缩回，从而推动输送机向前移动。对于综合机械化采煤工作面，推移刮板输送机和移动液压支架是紧密联系在一起的。操纵控制阀也在一起，一般把输送机的液压千斤顶推移装置包含在液压支架中。

  锚固装置由单体液压支柱和锚固架组成，锚固架与机头架、机尾架连接。它是刮板输送机在倾角较大的工作面工作而有可能下滑时，用以固定，防止其下滑的装置。

  本次毕业设计的基本要求设计包括三个方面：输送机总体设计，传动装置设计，零件图设计。设计参数如下：

  刮板输送机计算内容有：运输能力、中部槽尺寸选择、运行阻力、电动机功率、刮板链强度验算、水平弯曲段几何参数的计算。

  倾斜运行的刮板输送机的重段直线段，运行时除了要克服煤的阻力和刮板链重力引起的阻力外，还需要克服煤和刮板链重力引起的下滑力，通常将它们一起计为总运行阻力。

  根据上述方法算出了刮板输送机的运行阻力和主动链轮的牵引力，可以计算出电动机功率为