2755 刮板輸送機1,輸送 河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計摘 要刮板輸送機是礦山運輸機械的重要組成部分。刮板輸送機的設計制造涵蓋了運動轉換、動力傳輸、變速機構、鑄鍛件結構設計等機械設計與制造工藝內(nèi)容。經(jīng)過分析，選擇刮板輸送機作為我們的畢業(yè)設計選題，能夠比較全面的運用所學習知識和技能，綜合應用機械設計的分析計算、結構選擇、繪圖技能和機械制造基礎知識，對我們的所學知識進行概括總結，對我們的綜合應用知識能力進行一次強化訓練并獲得提升，都是有益的。本設計以煤礦實際運輸條件為依據(jù)，以訓練提高綜合設計能力為目的，在設計中盡可能采用新的設計思想和設計方法，選擇更加合理的結構和技術參數(shù)，力爭提高刮板輸送機質量，降低生產(chǎn)成本，在充分吸收學習現(xiàn)有的刮板輸送機設計經(jīng)驗的基礎上，參考有關設計資料，查閱《機械設計手冊》等工具書，按照機械工程設計程序、方法和技術規(guī)范進行設計。主設計主要研究問題有：礦用刮板輸送機的型式與性能比較、礦用刮板礦輸送機的整體選型、減速器的優(yōu)化、刮板鏈的設計、液力耦合器的選型等，設計出具有實際應用要求的產(chǎn)品。通過這次設計，鍛煉了自己調研分析、加工與整理、運用工具手冊的能力，初步掌握了機械工程設計程序、方法和技術規(guī)范，提高工程設計計算、理論分析、圖表繪制、技術文件編寫的能力。關鍵詞：刮板輸送機；礦山運輸機械；工程優(yōu)化設計河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計IABSTRACTScraper conveyor transport Mine is an important component of the machinery. Scraper conveyor covers the design and manufacture of the campaign conversion, power transmission, speed, Zhu Duanjian structural design, and other mechanical design and manufacturing process elements. After analysis, the choice scraper conveyor as part of our graduation project topics, to a more comprehensive study by the application of knowledge and skills, comprehensive application of mechanical design analysis, the structure of choice, mapping skills and basic knowledge of machinery manufacturing, by our A summary of knowledge, to our knowledge of the comprehensive application of an enhanced capability to conduct training and enhanced, are all appropriate.The mine design is based on the actual conditions of transport to training to increase the overall design capability for the purpose, as far as possible in the design of a new design concept and design, select a more reasonable structure and technical parameters, and strive to improve the quality scraper conveyor , Lower production costs, the full absorption study Shun Machinery Plant existing scraper conveyor design experience on the basis of reference to the relevant design information, access to "mechanical design manual" and other tools, mechanical engineering design in accordance with the procedures, practices and technical specifications The design.The main design of the main research questions are: Mine scraper conveyor of the type and properties, mine ore scraper conveyor of the overall selection, the optimization reducer, scraper chain of design, coupled with the 河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計IIhydraulic selection, and so on , To design a practical application requirements. Through this design, training their own research analysis, processing and finishing, the ability to use manual tools, the initial grasp of the mechanical engineering design procedures, practices and technical specifications, improve engineering design, the theoretical analysis, mapping, technical papers prepared by the ability .Keywords：Scraper conveyer; Optimized design; Mine haulage machinery.河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計目 錄摘 要 .............................................................................................................IABSTRACT.....................................................................................................II1 概述 ...............................................................................................................11.1 刮板輸送機的工作原理和基本結構組成 .........................................11.2 刮板輸送機的結構組成 .....................................................................11.3 刮板輸送機的主要特點 .....................................................................21.4 刮板輸送機的發(fā)展 .............................................................................32 刮板輸送機的選型設計計算 .......................................................................42.1 設計原始參數(shù)和要求 .........................................................................52.2 運輸生產(chǎn)能力計算 .............................................................................72.3 最大鋪設長度計算 .............................................................................83 刮板輸送機機頭部和機尾部的設計 .........................................................103.1 機頭部和機尾部結構組成及功能分析 ...........................................113.2 減速器 ...............................................................................................123.3 鏈輪組件的幾何尺寸及齒形計算 ...................................................133.3.1 圓環(huán)鏈鏈輪的主要技術要求 .................................................143.3.2 鏈輪的幾何尺寸及齒形計算 .................................................153.4 機頭架及機尾架 ...............................................................................193.5 緊鏈裝置 ...........................................................................................204 減速器的設計計算 .....................................................................................224.1 三級齒輪減速器的優(yōu)化設計 ...........................................................224.2 機械傳動裝置的傳動方案的設計 ...................................................234.3 計算傳動裝置的運動、動力參數(shù) ...................................................254.3.1 傳動裝置的已知數(shù)據(jù) .............................................................254.3.2 計算各軸的轉速 ....................................................................254.3.3 計算各軸的功率 ....................................................................254.3.4 計算各軸的轉矩 ................................................................264.4 錐齒輪的設計、校核繪及繪制 .......................................................274.4.1 已知數(shù)據(jù) ................................................................................274.4.2 按齒面接觸疲勞強度設計主要尺寸 ....................................274.4.3 校核齒面接觸疲勞強度 ........................................................314.4.4 校核齒根彎曲疲勞強度 .........................................................324.5 斜齒輪的設計、校核及繪制 ...........................................................344.5.1 已知數(shù)據(jù) ................................................................................34河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計i4.5.2 按齒面接觸疲勞強度設計主要尺寸 .....................................344.5.3 校核齒面接觸疲勞許用應力 .................................................374.5.4 校核齒根彎曲疲勞強度 .........................................................374.5.5 斜齒輪（一）的設計 .............................................................394.6 輸入軸的結構設計、校核 ...............................................................394.6.1 已知數(shù)據(jù) .................................................................................394.6.2 求作用在錐齒輪上的力 .........................................................404.6.3 初步確定軸的最小直徑 .........................................................404.6.4 軸的結構設計 .........................................................................404.6.5 求軸上載荷 ..........................................................................414.6.6 按彎扭合成應力校核軸的強度 ..........................................424.7 減速器的箱體結構形式及尺寸 .......................................................425 刮板輸送機機身部的設計計算 .................................................................455.1 溜槽的結構及受力分析 ...................................................................455.2 溜槽連接結構的分析 .......................................................................465.3 圓環(huán)鏈的機構特點分析及強度校核 ...............................................466 液力耦合器的選型設計 .............................................................................507 刮板輸送機的分析安裝于維護 .................................................................527.1 技術經(jīng)濟分析 ...................................................................................527.2 刮板輸送機的安裝、試車 ...............................................................527.3 刮板輸送機的日常維護 ...................................................................537.3.1 機頭 .........................................................................................547.3.2 機身 .........................................................................................54參考文獻 ........................................................................................................55致謝 ................................................................................................................56河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計01 概述1.1 刮板輸送機的工作原理和基本結構組成刮板輸送機是輸送粉塵狀、小顆粒及小塊等散狀物料的連續(xù)輸送設備，可以水平、傾斜和垂直輸送。MS 即指水平型輸送機，由于輸送時，刮板鏈條全被埋在物料之中，故稱為 MS 埋刮板輸送機；又因為埋刮板機槽寬是 500mm 所以稱為 MS50 型刮板輸送機。輸送物料具有內(nèi)擦力和側壓力等特性。垂直輸送時，主要依賴物料所具有的起拱特性。封閉機槽內(nèi)的物料在受到刮板鏈條在運動方向的推力，且受到下部不斷的給料而阻止上物料下滑的阻力時，產(chǎn)生橫向阻力時，產(chǎn)生橫向側壓力，從而增加物料的內(nèi)摩擦力，當物料之間的內(nèi)摩擦力大于物料和側壁間的外摩擦力及物料自重時，物料就隨刮板鏈條在運動中有振動，有些物料的料拱會時而形成，因而使物料在輸送過程中對于鏈條產(chǎn)生一種滯后現(xiàn)象，影響輸送能力。埋刮板輸送機主要由封閉斷面的殼體（機槽） 、刮板鏈條、驅動裝置及張緊裝置等部件組成。其設備結構簡單、體積小、密封性能好、安裝維修比較方便；能多點加料、多點卸料，工藝選型及布置較為靈活；在輸送飛揚性、有毒、高溫、易燃易爆的物料時，可改善工作條件，減少環(huán)境污染。埋刮板輸送機目前已被廣泛應用于化工、建材、冶金、電力、糧食、輕工和交通領域。MS 型埋刮板輸送機是采用傾斜度較小或水平布置的一種刮板輸送機，其傾角一般為 0°≤a≤15°，單臺設備的輸送高度不大于 80m。河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計11.2 刮板輸送機的結構組成各種類型的刮板輸送機的組成部件的型式和布置方式不完全相同，但主要結構和基本組成部件是相同的。刮板輸送機一般是由機頭部、機身部和機尾部和輔助部分組成。刮板輸送機的組成部件：1.機頭部：由機頭架和安裝其上的鏈輪組件、聯(lián)軸器、減速箱和電動機組成。2.機尾部：機尾架、鏈輪組件、聯(lián)軸器、減速箱、電動機。3.機身部：中部槽、刮板鏈、鏟煤板、擋煤板。4.輔助裝置：主要包括緊鏈裝置、推移裝置、和錨固定裝置。1.3 刮板輸送機的主要特點 刮板輸送機的主要特點：優(yōu)點由于它機身低矮，可以彎曲，運輸能力大，結構強度高，能適應采煤工作面較惡劣的工作條件，并可作為采煤機運行軌道，有時還作為移置液壓支架的支點：在推移刮板輸送機時，鏟煤板可自動清掃機道浮煤；擋煤板后面有安全電纜、水管的槽架，并對電纜、水管起保護作用，推移輸送機時，電纜、水管隨著同時移動。所以刮板輸送機現(xiàn)在仍是緩傾斜長臂式采煤工作面唯一的煤炭運輸設備。缺點運行阻力大，耗電量高，溜槽磨損嚴重；使用維護不當時易出現(xiàn)掉鏈、漂鏈、卡鏈、甚至斷鏈等事故，影響正常運行。河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計21.4 刮板輸送機的發(fā)展中國古代的高轉筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代式提升機和刮板輸送機的雛形；17 世紀中葉，開始應用架空索道輸送散裝物料；19 世紀中葉，各種現(xiàn)代結構的輸送機相繼出現(xiàn)。1868 年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機；1905 年沒在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機；1906 年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機。此后，輸送機收到了機械制造、電機、化工和冶金工業(yè)技術進步的影響，不斷完善，逐步由完場車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料輸送，成為物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分。隨著我國煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展，煤礦機械化程度也不斷提高。我國緩傾斜煤層工作面較多，刮板輸送機的應用極廣、數(shù)量頗大；又由于我國煤炭資源豐富、分布寬廣，地質條件多變，為適應不同條件，需要多種型號的刮板輸送機。河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計32 刮板輸送機的選型設計計算在礦井設計時或在生產(chǎn)現(xiàn)場，工作面運輸設備的選擇，一般是根據(jù)刮板輸送機產(chǎn)品系列及制造廠產(chǎn)品說明書介紹的技術特征及其適用條件來選擇型號，并決定其臺數(shù)。但產(chǎn)品說明書中所列鋪設長度一般均為水平長度或一定傾角煤層（如 10°傾角）向下運煤時的，實際上鋪設長度和工作面長度和煤層傾角，煤層厚度等條件各不相同，所以需要驗算所選刮板輸送機的運輸能力、電動機功率和刮板鏈強度，并確定應鋪設幾臺刮板輸送機，每臺刮板輸送機應安裝幾臺電動機。我國刮板輸送機的型號較多，無論是炮采，機采或綜合機械化采煤，都有適應的刮板送機，基本上能滿足各種條件下的使用。刮板輸送機選型得當是刮板輸送機安全使用的第一步。1.炮采工作面選型的要求。炮采工作面要根據(jù)煤層的厚薄選用輕型刮板輸送機。頂板較好的工作面，可選用輕型可彎曲的刮板輸送機，以便整體移設，縮短回采作面的非生產(chǎn)時間。頂板較差的工作面，應選用中部槽較窄，可分解移設的刮板輸送機，以適應工作面的頂板管理，確保安全生產(chǎn)。2.采煤機械化對刮板輸送機的要求采煤機械化特別是綜合機械化，已經(jīng)使刮板輸送機，采煤機，及液壓支架構成了不可分割的整體。無論在結構上或運轉上都是相互關聯(lián)又相互制約的。為實現(xiàn)機械化，要求刮板輸送機除了要完成運煤，清理機道浮煤外，還要作為采煤機或刨煤機運行的軌道，以及液壓支架向前移動的支點。此外，還要求能在輸送機上設置存放電纜，水管和通訊系統(tǒng)的裝置；采用無鏈牽引采煤機時，刮板輸送機上還應設有采煤機行走用的齒條，鏈滾和鏈環(huán)等裝置。河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計43.刮板輸送機與采煤機的配合原則。1）刮板輸送機的輸送能力必須與采煤機或刨煤機的生產(chǎn)能力相匹配，應該輸送機的能力等于或大于采煤機或刨煤機的能力。2）刮板輸送機的結構形式及附件必須能密切與采煤機機構相配套，如采煤機的牽引機構，行政及導向機構，底托架及滑靴機構，電纜及水管的移動方法，是否要求自開切口，是否往更多采煤以及是否連鎖控制等。4.刮板輸送機與液壓支架的配合原則1）刮板輸送機中部槽的結構要與支架的架型相匹配。 2）中部槽的長短要與支架寬度相適應。3）中部槽擋煤板座要與支架推溜千斤頂連接裝置相配套。根據(jù)這四項基本原則和實地考察，并綜合老師及工廠師傅的建議，我們選擇了 SGW-150C 型刮板輸送機的設計計算。2.1 設計原始參數(shù)和要求原始參數(shù)是機械設計的依據(jù)，不論是結構形式的選擇，還是理論分析計算，它都起著決定性的作用。對于刮板輸送機的設計，其主要原始參數(shù)如下：1、設計生產(chǎn)率和運輸距離 這是刮板輸送機運輸能力和鋪設長度的設計依據(jù)。2、輸送對象的物理性質 主要是指物料的動堆積角、松散容量、阻力系數(shù)等。3、工作環(huán)境及生產(chǎn)工藝 刮板輸送機的使用場地不同而結構要求不同。在采煤工作面，炮采和機采的工藝不同，其結構也不同。因此必須了解工作環(huán)境、生產(chǎn)工藝、鋪設傾角、運輸方向、和底版等情況。河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計54、與配套設備相關的技術條件 工作面和刮板輸送機主要與采煤設備和支護設備配套，而采煤設備有滾筒采煤機、刨煤機等。支護設備有液壓支架等。無論何種設計，都要求技術上，經(jīng)濟上的合理性是相對性的。而比較的條件就是工作需要，即對所設計的設備的技術要求。刮板輸送機一般是應用在采煤工作面，根據(jù)采煤工作面的基本條件和工藝要求，其結構有如下基本要求：1、左右工作面能通用，能正反方向運行。2、便于井下拆裝、運輸和穩(wěn)定，且操作方便簡單。3、同類型零部件能通用互換。并有足夠的剛度、強度和耐磨性。4、具有適合配套設備工作要求的附屬裝置及相應的結構形式。5、能適合采煤面的生產(chǎn)條件。刮板輸送機主要用于緩傾斜工作面的運煤。有時，也用作采區(qū)順槽及上、下山的運煤設備。在地面生產(chǎn)系統(tǒng)和選煤廠中，固定式的刮板輸送機可用來向各個煤倉配煤。技術特征表見表 2.1表 2.1 技術特征表河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計62.2 運輸生產(chǎn)能力計算刮板輸送機是連續(xù)式輸送設備，其每秒鐘運輸能力為Q=qv（公斤/秒） （2.1）式中 v——刮伴鏈運行速度（米/秒）q——輸送機上單位長度貨載量） （公斤/米）每小時輸送能力為Q=3.6qv（噸/小時） （2.2）刮板輸送機工作時，貨載沿溜槽連續(xù)均勻分布，被刮板鏈拖帶而沿溜槽移動，所以 q 值與溜槽中貨載斷面積有關。Q=1000F （公斤/米 （2.3）0?式中 F ——刮板輸送機溜槽中和載斷面積（m ）0 2——貨載的散集容量（噸/m ） （對于煤炭 =0.85—1.0 噸?3?/m ）3刮板輸送機裝運和載的最大橫截面積與溜槽的結構形式及結構尺寸有關，還與松散煤的堆及角（安息角）有關。貨載的實際斷面為F =F （2.4）0?F——貨載的最大斷面積（m ） 。2F ——貨載的實際橫斷面積（m ） 。0——貨載的裝滿系數(shù)。?一般 =0.65-0.9，根據(jù)不同的工作條件（如工作面傾角，煤的硬度，塊度和濕度，刮板輸送機溜槽及擋煤板的結構形式等）和使用壽命河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計7來選取。煤的堆積角（安息角） =30~40??所以 q=1000F (公斤/米 )??刮板輸送機的小時輸送能力為：Q=3600F v（噸/小時）?根據(jù)實驗考察結果我們知道，該刮板輸送機的貨載最大橫斷面積F=0.112m2根據(jù)工作條件，工作傾角煤的硬度以及塊度和濕度等，我們?nèi)?=0.8?貨載的散集容量去 r=0.9t/m3刮板鏈的運行速度為：v=0.86m/s刮板輸送機的小時輸送能力為Q= 噸/小時25086.90.12.360???由 Q=250 噸/小時選 SGW-150C 型刮板輸送機。2.3 最大鋪設長度計算SGW-150C 型刮板輸送機的最大鋪設長度：（2.5）????vqqKNL?????cos2sinco10'021???其中 --工作傾角?--考慮刮板鏈繞過兩端鏈輪的附加阻力系數(shù) =1.11K1K--考慮輸送機水平彎曲時刮板鏈與溜槽側幫之間的附加阻力系2河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計8數(shù) =1.152KN—電動機功率（ ）Kw--刮板輸送機刮板鏈的速度v--總傳動效率?q--單位長度煤的重力 mN/Q--刮板輸送機的額定生產(chǎn)能力 h/--單位長度刮板鏈的重力0q--煤與溜槽間的摩擦系數(shù) =0.4-0.5??--刮板鏈與溜槽之間的摩擦系數(shù) =0.25-0.4' 'L--刮板輸送機的鋪設長度SGW-150C 型刮板輸送機的最大鋪設長度： L= ??? ?86.01cos3.01820sin1co6.08715. 5.0 ??????=266m根據(jù)采煤量以及傳動功率，我們選定使用工作面長度為 200m。河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計93 刮板輸送機機頭部和機尾部的設計機頭部通常機是刮板輸送的驅動部分，傳動型刮板機的機尾部也有傳動裝置。因此，除機頭架需要一定的卸載高度，并且比機尾架略高，略長一些外，其他精簡的機構形式你本相同。根據(jù)采煤工作面生產(chǎn)工藝和條件，在設計機頭和機尾部時，應滿足以下技術要求：1.機頭、機尾部的外廓尺寸和結構形式要適應采煤工作面端頭機械化作業(yè)，即要求長度短，高度低；2.機頭、機尾架兩側要保證傳動裝置安裝的互換性，以適應調換工作面；3.考慮井下工作條件，傳動裝置部件（減速器，電動機，聯(lián)軸器）必須結構緊湊，體積小，安裝方便；4.機頭架要有足夠的卸載高度，一般為 600——700 mm；5.要有緊鏈裝置的固定位置和適合機頭機尾部 固，推移，調長等要求的結構；6.所有組成部分的要求標準化，系列化，以便減少品種數(shù)量，擴大使用范圍和互換性。機頭、機尾部的長短高低與運行阻力、鏈輪直徑、卸載高度等有關而鏈輪的幾何尺寸又與鏈輪，減速器的傳動比等參數(shù)有關。如果鏈輪直徑較大，減速器外廓尺寸較大，都會導致機頭機尾部的高度和長度增加。如果鏈輪直徑過小（尺寸過?。?，則會降低鏈速和鏈條的使用壽命。因此在設計中，機頭機尾部的尺寸必須全面綜合地考慮，合理的選擇各零部件的參數(shù)，達到較好的整體效果。河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計103.1 機頭部和機尾部結構組成及功能分析刮板輸送機一般是由機頭部、機身部和機尾部三部分組成。刮板輸送機的組成部件：1.機頭部：由機頭架和安裝其上的鏈輪組件、聯(lián)軸器、減速箱和電動機組成；2.機尾部：機尾架、鏈輪組件、聯(lián)軸器、減速箱、電動機；3.機身部：中部槽、刮板鏈、鏟煤板、擋煤板。SGW-150C 型刮板輸送機機頭部主要由機頭架，傳動裝置，鏈輪組件，盲軸，撥鏈器，舌板，壓鏈塊，聯(lián)梁，推移橫梁及推移梁等部件組成。傳動裝置中采用液力聯(lián)軸器，可使電動機啟動平穩(wěn)，降低啟動電流，并對電動機和輸送機構件起保護作用。連接罩將電動機與減速器連成一體，便于安裝并使電機軸與減速器輸入軸對中；它同時又是液力聯(lián)軸器的液力聯(lián)軸器的安全保護罩，聯(lián)接梁，推移橫梁，推移梁將機頭連成一體，便于推移并與機頭錨固裝置相聯(lián)接。撥鏈器使繞過鏈輪的鏈子迅速脫離鏈輪，避免鏈輪繼續(xù)拖卷推積并卡住鏈子，造成斷鏈或打牙等事故。舌板處于機頭架溜槽卸載端，與刮板鏈之間摩擦力大，磨損快。它以16MN 鋼制成，用埋頭螺栓固定在機頭架上，磨損后便于更換，并且卸下舌板就可以檢修和拆換撥鏈器，而且不必拆卸鏈輪。壓鏈塊安裝在進入機頭的鏈道端部。防止鏈子在改變運行角度時發(fā)生飄鏈，使刮板輸送機平穩(wěn)運行，與傳動鏈輪正常嚙合。SGW-150C 刮板輸送機為短機頭雞頭中板傾角為 12~13°。由于機頭斑傾角大，鏈子作用在壓鏈塊上的接觸壓力亦較大，采用較長的壓鏈塊可以減小單位面積上的接觸壓力，減少磨損。壓鏈塊以 ZG45MN 制造,刮板鏈與壓鏈塊間為滑動摩擦,故接觸壓力較大時,摩擦阻力亦大,刮板鏈運行時要在此消耗一部分功率。河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計113.2 減速器減速器是指原動機與工作機之間獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉速并相應地增大轉距。此外，在某些場合，也有用作增速的裝置，并稱為增速器。減速器的種類很多，按傳動和結構特點來劃分，這類減速器有下述六種：1.齒輪減速器2.蝸桿減速器3.蝸桿-齒輪減速器及齒輪-蝸桿減速器4.行星齒輪減速器5.擺線針輪減速器6.諧波齒輪減速器減速器是刮板輸送機的主要傳動部件之一。根據(jù)電動機的轉速，鏈速和齒輪的合理傳動比，通常采用三級齒輪傳動，箱體采用部分對稱結構，為是刮板輸送機能緊帖煤壁，驅動裝置多為平行布置形式。根據(jù)《刮板輸送機減速器標準》 （MT148-88）為適應不同的需要，三級齒輪傳動的減速器有三種裝配形式，一型的第二軸裝有緊鏈機構，第四軸（或第一軸）裝有斷銷過載保護裝置。這種形式用于 30KW 以下的減速器。二型的第二軸裝有緊鏈機構，過載保護由液力耦合器來實現(xiàn)，單機功率為 40~75KW 的減速器多采用這種形式。三型適用于單機功率 90KW以上的減速器，緊鏈機構裝在第一軸上過載保護由液力耦合器來實現(xiàn)。減速器所有零部件都安裝在球墨鑄鐵的減速箱殼體內(nèi)，上下箱殼為對稱結構，以適應左右工作面和機關，機尾使用。但冷卻水管和泵組必須根據(jù)其工作位置事先安裝好。上下箱體間用螺栓連接。箱體側幫上有河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計12兩個孔，用方頭螺栓將減速器固定到機頭架側板上。減速器靠輸入軸一端箱體上有法蘭盤，用螺栓連接液力連軸器的連接罩。連接罩另一端用螺栓連接電動機，使整個傳動裝置懸掛在機頭上。減速器的軸端形式，按配套需要選用，輸入軸有漸開線花鍵和圓頭平鍵兩種。減速器的適用條件為：齒輪圓周速度不大于 10m/s;安裝角度為 0~+-25°輸入軸的轉速不大于 1500r/min;工作環(huán)境溫度為-20°~35°。能用于正反向運轉，由于傳動裝置采用并列式布置，所以必須有一級錐齒輪傳動。有因刮板輸送機的載荷比較大，故采用圓弧錐齒輪。圓弧錐齒輪具有承載能力大，傳動平穩(wěn)，噪音小的優(yōu)點。適用于重載高速傳動，因此作為第一級傳動。第二，三級采用斜齒輪或直齒圓柱齒輪，通過更換第二級齒輪，可得到不同的傳動比，減速器的傳動形式如圖3.1：圖 3.1 減速器的傳動形式3.3 鏈輪組件的幾何尺寸及齒形計算鏈輪組件主要是有鏈輪滾筒組成，它是刮板輸送機的重要組件。刮河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計13板鏈有鏈輪驅動運行，鏈輪軸是整個輸送機承受扭矩最大的零件。刮板輸送機的運輸能力愈大，鋪設長度愈長，鏈輪傳遞的力矩也愈大。因此，要求鏈輪具有較高的強度和耐磨性能，還要具有一定的韌性。能夠承受工作中的脈動載荷和附加沖擊載荷。所以，鏈輪選用優(yōu)質鋼材料制造，一般，SGW150 型的刮板輸送機傳動鏈輪用 ZG45Mn 鋼制造。為了使刮板鏈與鏈輪正確嚙合運行，減少磨損，延長使用壽命，要求鏈輪有合理的幾何尺寸和較高的加工精度。滾筒使兩個鏈輪組成一體，它只是傳遞扭矩，不與刮板鏈嚙合摩擦，一般均用 ZG45Mn 鋼制造。SGW150 型的刮板輸送機鏈輪組件的兩端有七個齒的鏈輪。鏈輪齒面淬火硬度 HRC45-50，鏈輪調度硬度 HB250-280.鏈輪內(nèi)圈為花鍵孔，鏈輪兩端分別為減速器輸出軸和盲軸用花鍵連接。兩個半滾筒用八個螺栓連在一起。滾筒兩端扣環(huán)分別扣在連個鏈輪的環(huán)槽內(nèi)，防止軸向竄動，并起密封作用。滾筒通過平鍵分別與減速器輸出軸及盲軸連接，使鏈輪組件連成一個整體，滾筒與鏈輪同步旋轉。在安裝時必須保證兩個鏈輪各對應輪齒在相同的相位角上，以保證與刮板鏈正常嚙合運行。鏈輪是刮板輸送機的主要傳動部件之一，它的結構是否合理和質量優(yōu)劣直接影響輸送機的正常工作和鏈條的使用壽命，降低鏈條的沖擊負荷，改善鏈條的受力狀態(tài)，以減少鏈環(huán)的磨損。3.3.1 圓環(huán)鏈鏈輪的主要技術要求1.鏈輪的齒形和幾何尺寸都具有高的嚙合效率。目前，刮板輸送機的傳動率不斷的增加，鏈速已增加至 1m/s 以上，鏈環(huán)在受力和磨損后允許鏈環(huán)節(jié)距在一定范圍內(nèi)增大。在上述條件下，要保證鏈輪和鏈條的正常嚙合，鏈輪必須具有能滿足上述要求的齒形和幾何尺寸。2. 要有較高的使用壽命。鏈輪是刮板輸送機的易損件之一，它的河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計14壽命過短，不但影響輸送機的正常運轉，而且能影響與之別和的圓環(huán)鏈的使用壽命。所以，在結構和工藝上要保證鏈輪有足夠的強度、硬度、耐磨性和抗擠壓變形強度。3.鏈輪的結構要便于安裝與拆卸。3.3.2 鏈輪的幾何尺寸及齒形計算圓環(huán)鏈鏈輪的齒形結構和尺寸如圖 3.2 所示,鏈輪的每一齒距內(nèi)有兩個鏈環(huán).其中,平臥于齒輪間鏈窩里的稱為平環(huán);松卡在齒寬中間立槽內(nèi)的稱為立環(huán).鏈窩的形狀與鏈環(huán)的外形想適應,其長度應比鏈環(huán)略長; 立槽的寬度 L,也比鏈環(huán)棒料的直徑稍大. 鏈輪的齒廓為兩段圓弧,頂部齒廓圓弧的半徑為 R1,根據(jù)齒廓圓弧的半徑為 R2.當圓環(huán)鏈的規(guī)格 D*P和鏈輪齒數(shù) N 選定后, 鏈輪的各部分幾何尺寸可計算如下:1.基本參數(shù)鏈輪齒數(shù) N 確定,主要是根據(jù)刮板輸送機的鏈速的大小,減速器的傳動比的配合和機頭部的結構而選擇的, 刮板輸送機的鏈輪齒數(shù)一般為4—12 齒.圓環(huán)鏈的結構如圖 3.2 所示,鏈環(huán)棒料的直徑 d\節(jié)距 p\寬度 a 和b\園弧半徑 r 等基本參數(shù)見表 3.1河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計15圖 3.2 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形結構表 3.1 圓環(huán)鏈的本參數(shù)成品鏈環(huán)直邊直徑d節(jié)距 p 寬度 圓弧半徑 r公稱尺寸極限偏差公稱尺寸極限偏差最小內(nèi)寬 a最大外寬 b公稱尺寸極限偏差10 0.4?40 0.5?12 34 15 +2014 0.4 50 0.5 17 48 22 +2018 0.5?64 0.6?21 60 28 +2022 0.7 86 0.9 26 74 34 +202.圓環(huán)鏈輪的幾何尺寸和齒形計算中,一部分參數(shù)是由幾何分析,結合工作要求而推導出的計算公式;另一部分是根據(jù)經(jīng)驗確定.如圖 3.2表 3.2 圓環(huán)鏈輪的幾何尺寸和齒形計算公式表名稱 符號 計算公式鏈輪節(jié)距角 θ N2360??鏈輪節(jié)圓直徑 D 2000 9cos9sin?????????????dp鏈輪園弧半徑外徑 e De20?河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計16鏈輪立環(huán)槽直徑 Di ????bNdpi 009tanta鏈輪立環(huán)槽寬度 l ?l齒跟園弧半徑 R 2 dR5.02?鏈窩長度 L pL71?鏈窩平面園弧半徑 R3R 的值為扁平連接鏈環(huán)圓弧部分的最大外圓3半徑鏈輪中心至鏈窩底平面的距離H bNdp5.09tan0ta5. ????????短齒厚度 W dAd??0018cossin)2(鏈窩中心距離 A p?75.1齒形園弧半徑 R1 dR.?立環(huán)槽園弧半徑 R 4 04短齒跟部園弧半徑 R5 5.?鏈窩間隙 T 限制 W 的最大值，保證圓環(huán)鏈在鏈窩中得到足夠的支撐，也能保證開口式連接環(huán)和刮板在鏈窩中有足夠的間隙河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計17節(jié)圓半徑 =288.36mm 取 =288mm20200 9cos9sin??????????????NdpD0D頂圓直徑 De=D0+2d=188+2*18=324mm鏈輪立環(huán)的立槽直徑 =210.5mm????bdNpi009tanta取 =210mmi其中 對 18 64 的鏈條為 14mm??鏈輪立環(huán)的立槽寬度 =25mm???dl其中對 18 64 的鏈條 為 7mm?齒根圓弧半徑 =9mmR5.02鏈窩圓弧半徑 在連接鏈環(huán)圓弧部分最大外圓半徑對 18 64 的3 ?鏈條事 R =30mm3鏈輪中心至鏈窩平面的距離=129mmdNdpH5.09tan0ta5. ????????鏈窩長度 =104.8mm 取 L=105mmL27.1?鏈窩中心距 =86.8mm 取 A=87mmdpA?05短齒厚度 =60mmdNAHW???0018cossin)2(齒形圓弧半徑 R =p-1.5d=37mm1河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計18立槽圓弧半徑 R =0.5d=9mm4短齒根部圓弧半徑 =0.5d=9mm53.4 機頭架及機尾架機頭架是支承和裝配機頭傳動裝置（電動機、液力聯(lián)軸器、減速器）、鏈輪組件、盲軸以及其他附屬裝置的構件。SGW-150 型刮板輸送機的機頭架是一個焊接組件。側板中板底板構成機頭架的主體，均用 16Mn鋼制造。傳動裝置固定在機頭架側板上。為增加板的強度和剛度，在卸載端側板上焊有橫墊和立板；不增強機頭架橫身剛度，在底板前端有圓鋼橫梁。為了耐磨，在圓鋼上兩端鏈道處有半圈高錳鋼堆焊接層；在中板前端下方焊著連接兩側板及中板的前梁及加強板。固定架用螺栓固定在前梁上，舌板和撥鏈器安裝在固定架上。耐磨板焊接在中板后部兩側鏈道彎折處，作用相當于上鏈的壓鏈塊，其材質為 ZG13Mn，此處與下股回空鏈接觸壓力大，磨損較嚴重。為增強與聯(lián)接溜接頭處的強度及耐磨性能，機頭架后端側板上焊有高錳鋼端頭。為縮短機頭長度，中板傾角較大，鏈道彎折處磨損較嚴重，所以此機頭架在易磨損部位的零件均采用耐磨材料及便于拆換的結構。根據(jù)國外同類輸送機使用經(jīng)驗，這些零件需要經(jīng)常檢查更新。機尾架與機頭架的不同點為：1.不需要卸載高度，底板是近似水平的，故機尾架較短，較矮。2.傳動裝置裝配軸線向上翹起,與機尾底板水平線成 3°夾角。因為工作面刮板輸送機總是沿煤層底板鋪設，傾斜向下運輸，機尾位置較高，機尾傳動裝置上翹，可抵消輸送機沿工作面傾斜鋪設的一部分影響，使減速器內(nèi)油面趨于水平，有利于齒輪和軸承的潤滑。河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計193.機尾錨固裝置安裝位置與機頭處不同，故機尾架端部側板上焊有立板和筋板，便安裝橫梁，橫梁與機尾錨固裝置用銷軸聯(lián)接。3.5 緊鏈裝置刮板輸送機在安裝或運轉中，當鏈條松弛時，都需進行拉緊，并調整其長度。在調整刮板鏈長度時，必須先張緊整臺刮板輸送機的絕大部分刮板鏈而在松弛段內(nèi)拆開鏈條，調整長度，在行連接，投入運轉。各種刮板輸送機均利用緊鏈器來張緊刮板鏈。目前，國產(chǎn)可彎曲刮板輸送機的緊鏈器有棘輪緊鏈器和液壓緊鏈器兩種。SGW-150 型刮板輸送機使用棘輪緊鏈器。棘輪緊鏈器安裝在減速器第二軸靠采空區(qū)一側的伸出端上，主要有底座、棘輪、插爪、導向桿及扳手等零件組成。緊鏈時先將兩條緊鏈掛鉤的一端分別插在機頭架左右側板的圓孔內(nèi)，另一端分別插在兩根鏈條的立環(huán)中。然后將緊鏈器扳手扳到緊鏈位置，使插爪與棘輪嚙合。再反方向（與刮板輸送機轉動方向相反）斷續(xù)開動電動機，使傳動裝置處的底鏈通過鏈輪向上運行，而上鏈的一端已被緊鏈掛鉤固定。當鏈條張緊到一定程度時即停車。這時由于插爪插在棘輪齒槽中使輸送機減速器制動住，被張緊的鏈條不會放松，而在機頭鏈輪與緊鏈掛鉤固定鏈條處之間的鏈條處于松弛狀態(tài)?？稍诖怂沙阪湺蝺?nèi)拆除多余的鏈子并重新接好。再將緊鏈器手把扳到運行位置使插爪與棘輪脫離。如被頂緊而難脫開，可再點動電機開反車，同時扳手把脫出插爪。然后正向點動電機，放松緊鏈掛鉤，將緊鏈掛鉤取下，即完成緊鏈的操作。刮板鏈的張緊程度，以其運轉時在機頭鏈輪下方稍有下垂為宜。緊鏈時，應嚴格按上述操作程序進行，特別注意緊鏈器扳手的位置，否則會發(fā)生拉斷鏈條或燒毀電機，損壞減速器等。河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計204 減速器的設計計算4.1 三級齒輪減速器的優(yōu)化設計減速器的設計是機械傳動設計中的一部分。首先，根據(jù)原參數(shù)選擇合適的電動機。分配各級傳動比并進行傳動裝置運動參數(shù)計算，求得減河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計21速器各軸的輸入功率，轉矩及轉速，考慮裝配關系和潤滑，然后進行傳動部件（齒輪，軸） 。滾動軸承、聯(lián)軸器、箱體尺寸等設計計算。減速器的主要組成部分為箱體，齒輪，軸和軸承等。因箱體要保證齒輪的安裝，因此對減速器的優(yōu)化，實際上是對齒輪的優(yōu)化。鑒于第一級弧齒傘齒輪改變加工工藝比較復雜，因此只對第二和第三級圓柱斜齒輪的幾何參數(shù)進行優(yōu)化。優(yōu)化的目的：在保證齒輪強度及總傳動比不變的情況下，對兩對斜齒輪進行優(yōu)化，使其中心距最大，也即減速器最小。在刮板輸送機的設計中三級齒輪減速器的優(yōu)化設計是一個主要的部分因為減速器是刮板輸送機的主要傳動部件之一。根據(jù)電動機的轉速，鏈速和齒輪的合理傳動比，通常采用三級齒輪傳動，箱體采用部分對稱結構，為是刮板輸送機能緊帖煤壁，驅動裝置多為平行布置形式。根據(jù)《刮板輸送機減速器標準》 （MT148-88）為適應不同的需要，三級齒輪傳動的減速器有三種裝配形式，一型的第二軸裝有緊鏈機構，第四軸（或第一軸）裝有斷銷過載保護裝置。這種形式用于 30KW 以下的減速器。二型的第二軸裝有緊鏈機構，過載保護由液力耦合器來實現(xiàn)，單機功率為 40~75KW 的減速器多采用這種形式。三型適用于單機功率 90KW以上的減速器，緊鏈機構裝在第一軸上過載保護由液力耦合器來實現(xiàn)。SGW150 型刮板輸送機的減速器的齒輪分配為：第一對齒輪為收縮尺圓弧錐齒輪，圓弧錐齒輪具有傳動平穩(wěn)，承載能力大噪音小，能改變傳動軸方向而且傳動比較大等優(yōu)點，特別適合于高速重載傳動。第二對和第三對齒輪均為斜尺圓柱齒輪。根據(jù)需要更換第二對齒輪，可使刮板鏈獲得兩種不同的鏈速。為了改善減速器的工作條件，在下箱體內(nèi)設有循環(huán)水冷卻裝置，在上箱體設有潤滑一軸軸承的柱塞試油泵。該油泵由二軸上的偏心套驅動。減速器連續(xù)運轉，環(huán)境溫度 20 左右時，在水冷河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計22裝置流量 5.5 升/分的冷卻條件下。減速器外殼溫度不得超過 90℃，減速器內(nèi)油溫不超過 100℃。減速器的軸端形式，按配套需要選用，輸入軸有漸開線花鍵和圓頭平鍵三種。減速器的適用條件為：齒輪圓周速度不大于 10m/s;安裝角度為 0~+-25°輸入軸的轉速不大于 1500r/min;工作環(huán)境溫度為-20°~35°。能用于正反向運轉，由于傳動裝置采用并列式布置，所以必須有一級錐齒輪傳動。有因刮板輸送機的載荷比較大，故采用圓弧錐齒輪。圓弧錐齒輪具有承載能力大，傳動平穩(wěn)，噪音小的優(yōu)點。適用于重載高速傳動，因此作為第一級傳動，第二、三級采用斜齒輪或直齒圓柱齒輪，通過更換第二級齒輪，可得到不同的傳動比。4.2 機械傳動裝置的傳動方案的設計合理的傳動方案除了滿足工作裝置的功能外，還要求結構簡單，制造方便，成本低廉，傳動效率高和使用維護方便。還應根據(jù)各種傳動機構的特點，選擇一個合理的傳動機構。本次課題的選題來自煤礦運輸機械——刮板輸送機的機頭減速器。當前現(xiàn)場使用的 150T 刮板輸送機 JS 型減速器具有以下缺點：1.體積大，且笨重。2.承載能力，使用壽命，傳動效率較差。3.運行精度和質量不高。4.結構設計不夠合理。5.生產(chǎn)成本較高，市場競爭力不大?？紤]，煤礦機械的市場競爭必須以質優(yōu)價廉取勝，非常需要改進設計新的減速器。改型減速器要減小體積和重量，必須使結構設計更加合理，精選材料，強化工藝，在技術參數(shù)選擇和加工工藝上達到更高的水河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計23平，使改型減速器的應用更上一個新臺階。JS 系列減速器的特點如下：1.齒輪，齒輪軸采用鑄件，經(jīng)滲碳，淬火，磨齒處理，零件的機械性能和耐磨性能高。2.體積減小，重量減輕。3.提高了運行的精度和質量，降低生產(chǎn)成本，提高了市場競爭力。4.結構設計合理，拆裝方便，易于維修。因此，本次設計改為錐齒輪，斜齒輪傳動，錐齒輪加工困難，宜置于高速級，以減小其直徑和模數(shù)。斜齒輪傳動較直齒輪平穩(wěn)，應用于中，低速級。為了能傳遞較大的力，選齒輪材料為 20CrMnTi，同時為了增強軸的承載能力，其材料也為 20CrMnTi，軸的結構為階梯軸。采用三級傳動。傳動方案如圖 4.1,比較改進前后減速器的總體大小如表 4.1：圖 4.1 傳動方案4.3 計算傳動裝置的運動、動力參數(shù)4.3.1 傳動裝置的已知數(shù)據(jù)已知電動機直接將功率 為 30 ，同步轉速 為 1500r/min,mPWKn河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設計24滿載轉速