連續(xù)運輸機械培訓(xùn)資料

第二章 連續(xù)運輸機械7 課時我們可以按功能結(jié)構(gòu)特征把全部現(xiàn)有的和可能的連續(xù)運行式運輸設(shè)備和往返運行式運輸設(shè)備進行一般系統(tǒng)化，進而將其分為以下四組主要元件：承載元件承載并同貨載一起移動的承載機構(gòu)或容器；牽引機構(gòu)克服物料運輸阻力用的動力元件；導(dǎo)向機構(gòu)承載元件和牽引機構(gòu)的導(dǎo)向元件，物料沿導(dǎo)向機構(gòu)或相對于導(dǎo)向機構(gòu)運輸；傳動裝置保證被運輸物料移動用的傳動元件。用一定的方式把這些元件進行組合，就能夠編制任何一種實際運輸機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式。同時，能夠編制包括在動力上有直接聯(lián)系的全部元件(傳動裝置除外)的運輸機械的基本結(jié)構(gòu)式。對傳動機構(gòu)與結(jié)構(gòu)式主要元件的組合法分析,證實了存在著兩種類似的組合方法：配合法和結(jié)合法。配合法具有往返運行式運輸設(shè)備的特征,結(jié)合法具有連續(xù)運行式運輸機械設(shè)備的特征。例如，傳動機構(gòu)與隨物料一起移動的承載機構(gòu)相配合，一般就產(chǎn)生機車運輸一類的機械設(shè)備。承載機構(gòu)和傳動機構(gòu)結(jié)合時，即承載機構(gòu)或容器與一臺(數(shù)臺)傳動裝置作相對移動時。就產(chǎn)生了連續(xù)運輸機械設(shè)備。上述四組元件中，承載元件和牽引機構(gòu)是共性較多的元件。第一節(jié) 連續(xù)運輸機械的基本運算1、運輸能力運輸設(shè)備的運輸能力是運輸設(shè)備在單位時間內(nèi)所能運送的貨載量。按運行方式不同，其基本計算方法有兩種。 一、連續(xù)運行式的運輸設(shè)備 連續(xù)運行式的輸送設(shè)備在均勻、連續(xù)裝載時，其運輸能力為： (1-1)式中：Q為運輸能力，t/h； q為單位長度上所裝物料的質(zhì)量,kg/m； 為物料的運行速度，m/s。由 (1-2)得 (1-3) 式中：A為物料運行的斷面積；為物料的松散密度 式(13)即為連續(xù)運行式運輸設(shè)備運輸能力的基本計算公式。 從式中可以看出，運輸能力的大小與輸送距離無關(guān)，它主要取決于運送貨載的運行速度和單位長度上的貨載質(zhì)量q。 (一)貨載均勻分布在載運輸設(shè)備上 貨載均勻分布在運輸設(shè)備上的輸送設(shè)備有：帶式輸送機、板式輸送機、鏈板輸送機、刮板運輸機、氣力及水力設(shè)備等。它們的共同特點是物料均勻分布在運輸設(shè)備上，理論上都 可以確定運輸物料的理論截面積，但是，在實際運輸過程中，物料并不可能完全達到理論截面積，因此計算中應(yīng)考慮其裝滿程度，一般以裝滿系數(shù)來表示。 (1-4) 式中： A0為運輸設(shè)備的理論截面積，m2 ；A為運輸設(shè)備的實際物料截面積，m2；為裝滿系數(shù)。因此 (1-5)從而可得運輸能力為 (1-6)(二)運輸容器在運輸線路上等間距運行貨載裝在單個容器內(nèi)，而容器按一定規(guī)律運動并保持一定的間隔距離，這時貨載量q可由下式求出： (1-7)式中：G為容器中的貨載質(zhì)量，kg；a為容器間隔距離，m 。則小時運輸能力為： (1-8)屬于這一類的運輸設(shè)備有：無極繩運輸設(shè)備、架空索道以及斗式提升機等。二、往返運行式運輸設(shè)備 如前所述，往返運行式運輸設(shè)備的特點是按一定的工作方式作周期性往返運行，把一定量的貨載從一個地點運至另一個地點，然后將空容器返回原處完成一個循環(huán)。其往返一次的運輸量為： (1-9)式中：Qy為往返一次的運輸量，kg；G為每個容器的貨載量，kg；Z為一組容器的容器數(shù)。 每小時的運輸能力為： (1-10)式中：Q為運輸能力，kgh；T為往返一次的運輸時間，min。一次運輸量決定于設(shè)備的構(gòu)造。從式(1-3)和式(1-10)兩個基本公式可以看出，連續(xù)運行式運輸設(shè)備的運輸能力與運輸距離無關(guān)，而往返運行式運輸設(shè)備的運輸能力將隨運輸距離的增加而降低。為了滿足生產(chǎn)率的要求，必須增加每次運輸量或列車組數(shù)、運行次數(shù)，同時，欲提高運輸能力，還必須縮短輔助時間。 需要說明的是：運輸設(shè)備的運輸能力和運輸設(shè)計生產(chǎn)率是兩個概念，運輸設(shè)計生產(chǎn)率是由礦山產(chǎn)量任務(wù)和它的工作制度所決定的單位時間的運輸量，是選擇運輸設(shè)備的原始依據(jù)，它由采礦設(shè)計提供，一般可由下式確定： (1-11)式中：Q1為運輸設(shè)計生產(chǎn)率，t/h；Ar為日產(chǎn)量，t/d；Tr為日運輸工作時間，h；一般取1819h；K為運輸不均衡系數(shù)，一般取1.21.25?？紤]到所選擇的運輸設(shè)備的運輸能力應(yīng)滿足礦山產(chǎn)量任務(wù)所要求的運輸生產(chǎn)率，因此，運輸設(shè)備的運輸能力應(yīng)等于或稍大于運輸生產(chǎn)率，即： (1-12)為方便計算，通常采用Q=Q1，來計算求取運輸設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，例如F，G，Qy等。2、運輸設(shè)備阻力計算工程計算中，常用阻力系數(shù)計算運輸機械的運行阻力。阻力系數(shù)是等速運行時的運行阻力與運行支承面上受到的正壓力之比。阻力系數(shù)可由分析得出其表達式，實際工作中使用的是由試驗得出的具體數(shù)值。 一、礦車運行的阻力和阻力系數(shù) 當(dāng)?shù)V車沿水平直線鋼軌作等速運動時將產(chǎn)生下列阻力： (2)軸頸與軸承之間的摩擦力； (2)車輪沿鋼軌運行時所產(chǎn)生的滾動摩擦阻力； (3)車輪凸緣與鋼軌間的摩擦阻力。 圖1-1(a)所示為單個礦車在水平直線軌道上等速運行時的受力狀況。圖1-2(b)所示為其中一個輪對上的作用力，列出各作用力對軸心的力矩方程為：(a) (b)圖1-2 礦車運行阻力分析 (1-13)整理得： (1-14)當(dāng)N1=N2時，F(xiàn)2=F1，全部運行阻力為： (1-15) 礦車運行的阻力系數(shù)即為： (1-16) 式中：F為礦車運行阻力，N；m為礦車的總質(zhì)量，kg；g為重力加速度，ms2；k為車輪與軌道間的滾動摩擦因數(shù)，其數(shù)值與車輪直徑及軌面形狀和材料關(guān)，k=0.50.16 mm；為車輪軸承的摩擦因數(shù)；d為車輪的軸徑，mm；D為車輪直徑，mm。式(1-16)所表達的阻力系數(shù)，用于分析影響礦車阻力的諸因素。工程計算中用的阻力系數(shù)是由試驗得出的，用下式計算礦車運行阻力： (1-17) 最終礦車運行總牽引力F0為： (118) (119) 二、有牽引機構(gòu)的連續(xù)運輸機械的運行阻力和阻力系數(shù)有牽引機構(gòu)的連續(xù)運行式運輸機械，其牽引機構(gòu)連接成封閉環(huán)形，在驅(qū)動裝置的帶動下，沿線路連續(xù)循環(huán)運行，如圖13所示。整個線路由沿直線運行的直線段和繞曲線運行的曲線段組成。直線段和曲線段的運行條件不同，其運行阻力也不同，通常分別計算。(一)直線段運行阻力直線段的運行阻力，因牽引機構(gòu)及支承方式的不同而異，有鏈條滑行、滾輪鏈運行及牽引構(gòu)件在托輥上運行三種。 圖1-3運行示意圖 圖1-4刮板鏈與中部槽的接觸 2、3直線段；1、4曲線段 1中部槽；2刮板鏈（1）鏈條滑行 刮板輸送機的刮板鏈在中部槽中滑動運行，刮板鏈在槽內(nèi)的運行阻力，是滑動面上的摩擦阻力。由阻力系數(shù)的定義可得，刮板鏈在中部槽內(nèi)運行的阻力系數(shù)為：圖15滾輪鏈 （1-20）式中：l為刮板鏈運行的阻力系數(shù)；Fl為刮板鏈的運行阻力，N；ql為刮板鏈單位長度的質(zhì)量，kgm；L為刮板鏈長度，m。 刮板鏈的運行阻力： (1-21)（2）滾輪鏈運行 滾輪鏈?zhǔn)茄b有可轉(zhuǎn)動滾輪的牽引鏈，如圖1-5(a)所示，鏈條用滾輪支承在導(dǎo)軌上運行，以減小運行阻力。滾輪鏈在直線導(dǎo)軌上的運行狀況與礦車在軌道上運行相似，滾輪鏈的運行阻力系數(shù)也用式(116)表示。 圖1-5(b)所示是以滾輪鏈為牽引構(gòu)件的板式輸送機的承載牽引部件。被運物料裝在承載板上，物料與承載牽引部件一起運行，這種結(jié)構(gòu)的輸送機承載段沿水平運行時的阻力為： (2-22)式中：Fzh為重段(承載段)運行阻力，N； q為單位長承載板上裝運的物料量，kg/m； q0為單位長承載板和滾輪鏈的質(zhì)量，kg/m L為承載段長度，m； 1為滾輪鏈的運行阻力系數(shù)。（3）牽引構(gòu)件在托輥上運行牽引構(gòu)件在托輥上運行,如圖1-6所示。若牽引構(gòu)件無彎曲變形從牽引構(gòu)件與托輥的相互作用關(guān)系看，也與礦車在軌道上運行相似。這種條件下的運行阻力系數(shù)也可用式(116)表示 圖1-6(b)所示是輸送帶在托輥上運行的帶式輸送機被運物料裝在輸送帶上，與輸送帶一起運行，輸送帶既是承載構(gòu)件，又是牽引構(gòu)件。若輸送帶在運行中沒有形變，這種方式沿水平運輸?shù)倪\行阻力， （b）（a）圖1-6牽引構(gòu)件在托輥上運行1牽引構(gòu)件；2托輥；3輔送帶；4物料重段(承載段)為： (1-23)返回的空行程段為： (1-24)式中：Fzh為重段(承載段)運行阻力； Fk為空段運行阻力，N；q為單位長度輸送帶上裝運物料量，kg/m；qd為輸送帶單位長的質(zhì)量，kg/m；L為重段和空段的長度，m；qg為重段(承載段)單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，kg/m； ，為牽引構(gòu)件在重段，空段托輥組上運行的阻力系數(shù)； qg為空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，（二）繞經(jīng)曲線段的阻力 在運輸設(shè)備中，牽引構(gòu)件繞經(jīng)的曲線段，有繞經(jīng)可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向體和繞經(jīng)固定的圓弧導(dǎo)向體兩種，這兩種導(dǎo)向體的阻力不同。（1）繞經(jīng)可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向體 可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向體，依牽引構(gòu)件的不同，有鏈輪、繩輪和滾筒三種。這類導(dǎo)向體，牽引構(gòu)件與導(dǎo)向體的轉(zhuǎn)動部件一起繞軸轉(zhuǎn)動。牽引構(gòu)件繞經(jīng)這類導(dǎo)向體的阻力。由以下三部分組成。 在牽引構(gòu)件與導(dǎo)向體的相遇點，當(dāng)它由直線變成彎曲時，因牽引構(gòu)件的彎曲轉(zhuǎn)折所產(chǎn)生的阻力； 導(dǎo)向體轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力；在牽引構(gòu)件繞出導(dǎo)向體的分離點，當(dāng)它由彎變直時，因牽引構(gòu)件轉(zhuǎn)折所產(chǎn)生的阻力。圖1-7鏈條繞經(jīng)鏈輪的阻力圖1-7所示，設(shè)鏈條的張力在鏈條與鏈輪的相遇點Fy為，在鏈條與鏈輪的分離點為Fl 。在相遇點由直變彎繞進鏈輪時，鏈軸上的摩擦阻力為: (1-25) 按做功相等的條件得： (126)將式(217)代人式(226)并整理得： (127) 式中：F1為鏈條由直變彎的阻力，N； d1為鏈軸直徑，mm；D為鏈輪直徑，mm； 為鏈條繞進鏈輪時，相鄰兩鏈節(jié)轉(zhuǎn)折的角度。同理可得，在分離點鏈條由彎變直，因鏈軸上的摩擦給鏈輪旋轉(zhuǎn)增加的阻力為： (128)式中：F3為鏈條由彎變直的阻力，N；Fl為鏈條在分離點的張力，N。鏈輪轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力，當(dāng)繞進和繞出的兩股鏈條相互平行時： (129) 式中：F2f為輪轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力，N；f為鏈輪轉(zhuǎn)軸的摩擦因數(shù)。把作用于鏈輪轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力變?yōu)殒溳喒?jié)圓周上的,即為轉(zhuǎn)軸上的摩擦力給鏈輪旋轉(zhuǎn)的阻力F2。按力矩相等的條件得： （130） 將式(1-29)代人式(1-30) 得： （131） 式中：F2為鏈輪周上的摩擦阻力； d為鏈輪轉(zhuǎn)軸的直徑，mm。（132）（133）（134）由以上分析得到鏈條繞經(jīng)鏈輪的阻力Fr為：一般主動鏈輪或主動滾筒的此項阻力為： (135) 對于換向鏈輪或換向滾筒，一般要考慮的是相遇點的張力Fy，和分離點的張力Fl之間的關(guān)系：（136）（137）通常取k=1.051.07。（2）繞經(jīng)固定的圓弧導(dǎo)向體 牽引構(gòu)件繞經(jīng)固定的圓弧導(dǎo)向體如圖1-8所示，其運行阻力也是由三部分組成的。與繞經(jīng)可轉(zhuǎn)動導(dǎo)向體不同的是，此時導(dǎo)向體固定不動，因而導(dǎo)向體對牽引構(gòu)件運行的阻力，是撓性體在圓弧上的摩擦力，其摩擦力大小可由歐拉柔索公式求出。 由歐拉柔索公式得： (138)式中：Fl為牽引構(gòu)件在分離點的張力； Fy為牽引構(gòu)件在相遇點的張力； u為牽引構(gòu)件與導(dǎo)向體間的摩擦因數(shù)； a為圓弧導(dǎo)向體的圓心角。牽引構(gòu)件繞經(jīng)固定導(dǎo)向體，其兩端張力差就是運行阻力 Fg： 圖1-8牽引構(gòu)件繞經(jīng)固定的圓弧導(dǎo)向體 (139) 由以上分析可知：牽引構(gòu)件沿直線運行時，阻力與牽引構(gòu)件的張力無關(guān)，與負載、運輸距離、牽引構(gòu)件及其支承條件有關(guān)，沿曲線運行時，阻力與牽引構(gòu)件的張力成正比。3.牽引機構(gòu)張力、牽引力及功率計算一、牽引構(gòu)件的張力分析及計算 有牽引機構(gòu)的運輸機械，驅(qū)動裝置通過牽引構(gòu)件傳遞牽引力，以克服各種運行阻力使機器運行。阻力愈大，需要的牽引力愈大，牽引構(gòu)件的張力增加也越大。由于連續(xù)運輸機械的運行阻力是沿運輸路徑分布的，因而牽引構(gòu)件的張力沿運行方向逐漸變化。牽引構(gòu)件在各點的張力用“逐點計算法”計算。 逐點計算法，是計算牽引構(gòu)件在運行時各點張力的方法，其規(guī)則是：牽引構(gòu)件某一點上的張力，等于沿其運行方向后一點的張力與這兩點間的運行阻力之和。用公式表達為： (140)式中：Fi，F(xiàn)i-1，分別為牽引構(gòu)件上前后兩點的張力; F(i-1)i為前后兩點間的運行阻力。 用逐點計算法求牽引構(gòu)件各點上的張力，可以從任意點開始，依次分別向繞進和繞出驅(qū)動裝置的相遇點和分離點進行。由于連續(xù)運行的運輸機械對牽引構(gòu)件的最小張力往往有一定的要求，所以，計算各點張力時，通常是從牽引構(gòu)件的最小張力點開始。牽引構(gòu)件運行時，最小張力點的位置依運動方向、驅(qū)動裝置的位置和安裝傾角的不同而異，因此，應(yīng)在給定的工作條件下，按逐點計算規(guī)則，經(jīng)比較確定。 例如，向下運輸物料，驅(qū)動裝置在下端，最簡的線路如圖1-9所示，用逐點計算法求各點張力的方法如下。圖1-9 用逐點計算法求張力圖沿牽引構(gòu)件的運行方向，將直線和曲線段的變換點逐點編號，根據(jù)逐點計算法的規(guī)則，可寫出下列各式：F2=F1+Fk (141)F3=F2+F23 (142) F4=F3+Fzh (143)最小張力點的位置，按圖2-8的條件，當(dāng)傾角不大，F(xiàn)zhO時，可以看出：F4F3F2F1 (144)在這種情況下，1點的張力最小。當(dāng)傾角較大，F(xiàn)zh0時，F(xiàn)40，則表明整臺機器的運行阻力為正值，需要外加動力給驅(qū)動裝置，由驅(qū)動輪傳遞牽引力給牽引構(gòu)件。在這種條件下，F(xiàn)4F1，1點的張力最小；若(Fzh+Fk)0，則表明整臺機器的運行阻力為負值，靠承載物料的重力，推動牽引構(gòu)件克服阻力運行。在這種條件下，F(xiàn)4FK時，分析計算方法同前，圖1-ll(a)所示為合理機頭位置。(2)FZH=Fk時，機頭放在上部和下部對于牽引機構(gòu)的最大張力都一樣，因此機頭放在上部、下部都可以，都是合理的機頭位置。(3)FZhFZh，即第二種布置的F4小于第一種布置的F4，同樣地第二種布置的改向阻力和主軸牽引力也小，故圖1-11(b)所示的布置優(yōu)于圖1-11(a)所示的布置。從對傾斜向上運輸及傾斜向下運輸貨載時機頭有利位置的分析可得出結(jié)論：當(dāng)輸進機具有簡單的布置且較短時，也就是只有兩個滾筒或鏈輪時，機頭位置應(yīng)設(shè)置在阻力大的一段(即重段或空段)運行方向的前端。對于復(fù)雜布置的輸送機采用分析方法顯得非常繁瑣因而可以采用圖解法。第二節(jié) 刮板輸送機1、概述刮板輸送機是一種撓性牽引機構(gòu)的連續(xù)輸送機械，是為采煤工作面和采區(qū)巷道運煤布置的機械。它的牽引構(gòu)件是刮板鏈,承載裝置是中部槽,刮板鏈安置在中部槽的槽面。圖2-1所示是SGWD-250型可彎曲刮板輸送機，中部槽沿運輸線路全線鋪設(shè),刮板鏈繞經(jīng)機頭、機尾的鏈輪接成封閉形置于中部槽中，與滾筒采煤機和輸送機推移裝置配套，實現(xiàn)落煤、裝煤、運煤及推移輸送機械化。沿輸送機全長都可向溜槽中裝煤，裝入中部槽中的煤被刮板鏈拖拉，在中部槽內(nèi)滑行到卸載端卸下。圖2-1 SGWD-250型礦用刮板輸送機1機頭；2機頭支撐推移裝置；3機頭過渡槽；4刮板鏈；5鏟煤板；6中部槽；7調(diào)節(jié)槽；8機尾過渡槽；9機尾 一般刮板輸送機能在25以下的條件下使用。刮板輸送機在使用中要受拉、壓、彎曲、沖擊、摩擦和腐蝕等多種作用，因此，必須有足夠的強度、剛度、耐磨和耐腐蝕性。由于它的運輸方式是物料和刮板鏈都在槽內(nèi)滑行，因此運行阻力和磨損都很大。目前綜采礦用的刮板輸送機除了運煤之外，還有四種功能：給采煤機作運行軌道；為拉移液壓支架作伸縮油缸的固定點；清理工作面的浮煤；懸掛電纜、水管、乳化液管等。刮板輸送機在綜采工作面與采煤機和液壓支架配套工作的情況如圖2-2所示。刮板輸送機在煤礦是使用量大、消耗多的重要設(shè)備。礦用刮板輸送機按刮板鏈的形式分有三種：中單鏈型、邊雙鏈型、中雙鏈型。 刮板輸送機按功率大小分為輕、中、重型。刮板輸送機配套單電動機設(shè)計額定功率為40kW及以下的為輕型;大于40 kW，小于等于90 kW的為中型；大于90 kW的為重型。 刮板輸送機產(chǎn)品型號編制：例如：中部槽槽寬為630 mm、配用電動機功率為275 kW的邊雙鏈型礦用刮板輸送機的型號表示為SGB-630150。 其中：S輸送機，刮板式:邊雙鏈型、D:中單鏈型、Z:中雙鏈型630:中部槽槽寬630mm 150：配用電動機總功率150kw圖2-2綜采工作面配套機械1滾筒采煤機；2刮板輸送機；3液壓支架2、刮板輸送機的組成部分、結(jié)構(gòu)特點和適用條件礦用的刮板輸送機，按工作需要，對其結(jié)構(gòu)有如下要求：(1)能用于左或右工作面；(2)各部件便于在井下拆裝和運輸；(3)同一型號的部件安裝尺寸和連接尺寸應(yīng)保證相同，同類部件應(yīng)保證通用互換；(4)刮板鏈安裝后，在正、反方向都能順利運行；(5)有緊鏈裝置，且操作方便，安全可靠；(6)能不拆卸用機械推移，為此，應(yīng)有便于安裝推移裝置的連接點；(7)要有足夠的強度、剛度和耐磨性；(8)從端部卸載的刮板輸送機，機頭架應(yīng)有足夠的卸載高度，防止空段刮板鏈返程帶回；(9)一般應(yīng)有上鏈器，上鏈器是供刮板鏈在下槽脫出時通過它返回槽內(nèi)的裝置；(10)用于機械采煤的工作面刮板輸送機，機頭架的外廓尺寸和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于采煤機自開切口。(11)用于機械采煤的工作面刮板輸送機，應(yīng)結(jié)合技術(shù)上的需要，能裝設(shè)下列部分或全部附屬部件： 采煤機的導(dǎo)向裝置；鏟煤板；擋煤板；無鏈牽引采煤機的齒軌；放置電纜水管、乳化液管路的槽或支座；在機頭部和機尾部能安裝采煤機外牽引的傳動裝置、牽引鏈的固定裝置或刨煤機的傳動裝置和控制保護裝置。(12)用于綜采工作面的刮板輸送機，相關(guān)的外廓尺寸應(yīng)與采煤機和液壓支架相配；(13)刮板輸送機沿傾斜面鋪設(shè)，在工作中有下滑可能時，應(yīng)有防滑錨固裝置。刮板輸送機由機頭部、機尾部、中部槽及其附屬部件、刮板鏈、緊鏈裝置、推移裝置和錨固裝置組成。下面分述其結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。一、機頭部機頭部由機頭架、鏈輪、減速器、盲軸、聯(lián)軸器和電動機組成，是將電動機的動力傳遞給刮板鏈的裝置。圖2-3所示是一種輕型中單鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C的機頭部。圖23輕型中單鏈刮板輸送機的機頭部 1 墊塊；2減速器；3盲軸；4鏈輪；5撥鏈器；6護軸板；7墊塊；8緊鏈裝置；9聯(lián)軸器；10連接筒；11電動機；12機頭架(一)機頭架機頭架是機頭部的骨架，應(yīng)有足夠的強度和剛度，由厚鋼板焊接制成，各型機頭部的共同點如下：(1)兩側(cè)對稱，兩側(cè)壁上都能安裝減速器，以適應(yīng)左、右采煤工作面的需要；(2)鏈輪(圖2-4)由減速器伸出軸和盲軸支承連接，這種連接方式，便于在井下拆裝；(3)撥鏈器和護軸板固定在機頭架的前橫梁上，它的作用是防止刮板鏈在與鏈輪的分離點處被輪齒帶動卷入鏈輪，護軸板是易損部位，用可拆換的活板，既便于鏈輪和撥鏈器的拆裝，又可更換；(4)機頭架的易磨損部位采取耐磨措施，例如加焊高錳鋼堆焊層或局部采用耐磨材料的可更換零件。圖2-4 邊雙鏈用的鏈輪連接組件1鏈輪；2剖分式滾筒；3定位銷；4、5、6螺栓、螺母、墊圈(二)鏈輪鏈輪是一個組件，由鏈輪和連接筒組成。鏈輪是傳力部件，也是易損件，運轉(zhuǎn)中除受靜載荷外，還受有脈動和沖擊載荷。圖2-3所示為邊雙鏈用的鏈輪連接筒用組件，采用剖分式連接筒連接筒兩端有環(huán)槽與鏈輪的環(huán)槽相接，內(nèi)孔用平鍵分別與減速器伸出軸及盲軸連接，部分用螺栓固接。鏈輪用花鍵與減速器的伸出軸和盲軸連接。安裝時必須保證兩個鏈輪的輪齒在相同的相位角上。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是鏈輪磨損后可以只更換鏈輪。但是，連接筒螺栓銹死時，很難拆卸。 圖2-5所示為整體的連接筒與鏈輪焊接成一體，連接筒兩端的內(nèi)花鍵分別與減速器輸出軸和盲軸連接，這種結(jié)構(gòu)拆裝維修方便。 圖25 中雙鏈用焊接鏈輪組件1滾筒；2鏈輪 (三)減速器 為適應(yīng)不同的需要，三級傳動的圓錐圓柱齒輪減速器有三種裝配形式，如圖2-6所示I 型減速器的第二軸端裝緊鏈裝置，第四軸(或第一軸)裝斷銷過載保護裝置，這種形式用于30kW以下的減速器；型減速器的第二軸端裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實現(xiàn)過載保護，單機功率為4075kW的減速器多采用這種形式；型減速器的第一軸裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實現(xiàn)過載保護，單機功率90kW以上的減速器采用這種形式。圖2-6減速器的裝配形式采用雙速電動機時，不能用液力耦合器，因液力耦合器不能在低速下工作。用雙速電機驅(qū)動，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臋C械或電氣過載保護裝置。減速器的軸端形式按配套需要選用。輸入軸端有圓頭平鍵和漸開線外花鍵兩種；輸出軸有矩形花鍵、漸開線內(nèi)花健和漸開線外花鍵三種。為使其在左右兩種采煤工作面和在機頭部、機尾部都能通用，刮板輸送機減速器的箱體應(yīng)上下對稱。箱體的結(jié)構(gòu)還應(yīng)使刮板輸送機在大傾角條件下工作時，各齒輪和軸承都能得到充分的潤滑。為便于改變鏈速，減速器應(yīng)能用更換第二對齒輪的辦法，在一定范圍內(nèi)改變傳動比。中型和重型刮板輸送機的減速器都采用圓弧錐齒輪。圓弧錐齒輪的承載能力大、傳動平 穩(wěn)，噪聲低。檢修更換齒輪時，必須注意齒形的齒制相同，并應(yīng)成對更換。 行星齒輪減速器的體積、質(zhì)量小，效率高，大功率的減速器采用它有利。 (四)盲軸盲軸是裝在機頭架的不裝減速器一側(cè)、支承鏈輪的一個組件。圖28所示是用于與2-4所示鏈輪連接組件相配的盲軸組件，其軸承座裝在機頭架側(cè)板的座孔內(nèi)，用螺栓固定。圖28 盲軸組件1花鍵軸；2軸承座；3軸承；4蓋板；5軸承托扳；6軸套；7油封 (五)聯(lián)軸器電動機與減速器的連接有彈性聯(lián)軸器和液力耦合器兩種。用液力耦合器有以下優(yōu)點：使電動機輕載啟動，有過載保護功能；減緩傳動系統(tǒng)的沖擊和振動；多電機驅(qū)動能使各電機的負荷較均勻；如果與電動機的特性匹配得當(dāng)，能增大驅(qū)動裝置的啟動力矩。 中型和重型刮板輸送機都采用液力耦合器。 圖2-10 YL型液力耦臺器結(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2-9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)電動機刮板輸送電動機不用液力耦合器時，采用雙鼠籠轉(zhuǎn)子并具有高啟動轉(zhuǎn)矩的隔爆型電動機。采用液力耦合器時,對電動機的啟動轉(zhuǎn)矩?zé)o高要求，只是要求最大轉(zhuǎn)矩要高。因為用液力耦合器時，電動機是輕載啟動，如果液力耦合器的輸入特性與電動機特性匹配得當(dāng)，則對負載的啟動轉(zhuǎn)矩可接近電動機的最大力矩。為解決刮板輸送機重載啟動的困難，德國和英國使用雙速電動機雙速電動機是有兩種額定轉(zhuǎn)速的鼠籠式感應(yīng)電動機，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2-11所示。采用雙速電動機需要專用的控制開關(guān)，以低速啟動運轉(zhuǎn)到給定的時間，斷開低速繞組，間隔約150m。接通高速繞組運行。在換接的斷電間隔中，電動機的轉(zhuǎn)速因負載不同約下降50250 rr/min，即使是滿負荷啟動，高速繞組也不是從靜止啟動的，因而高速啟動的電流也不高。雙速電機的運轉(zhuǎn)特性使刮板輸送機在重載下能平穩(wěn)啟動。采用雙速電動機與使用液力耦合器相比，因沒有液力耦合器的滑差，不需經(jīng)常檢查和補充工作液體，沒有過載噴油之患。但是，它也沒有液力耦合器的幾種有益功能。雙速電動機專用的控制開關(guān)中，必須有完善可靠的電氣保護裝置。目前我 圖211 雙速電動機特性曲線國生產(chǎn)的雙速電動機有YDB系列和KBY系列。 二、機尾部機尾部分為有驅(qū)動裝置和無驅(qū)動裝置兩種。有驅(qū)動裝置的機尾部，因尾部不需卸載高度，除了尾部架與機頭架有所不同外，其他部件與機頭部相同，如圖21所示；無驅(qū)動裝置的機尾部，尾架上只有供刮板鏈改向用的尾部軸部件，圖212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2-12無驅(qū)動裝置的尾部1機尾架；2機尾軸部件三、中部槽及其附屬部件中部槽是刮板輸送機的機身，由槽幫鋼和中板焊接而成，如圖2-13所示。上槽是裝運物料的承載槽，下槽底部敞開供刮板鏈返程用。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2-13中部槽1、2高錳凸端頭，2槽幫鋼，4支座, 5中板,6、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2-14所示的三種，其尺寸在刮板輸送機中部槽標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定。圖214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頭過渡槽和尾部過渡槽是與機頭架與尾部架連接的特殊槽，它的一端與中部槽連接，另與機頭架或尾部架連接。為了使從下槽脫出的刮板鏈在運行中回到槽內(nèi)，可在尾部過渡槽的下翼緣裝設(shè)上鏈器。圖2-15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：將兩端進行淬火處理，或加焊高錳鋼鑄造端頭，如圖213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；改進槽幫鋼的斷面以增加強度和剛度。 圖2-15 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2-16所示。圖2-16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2-18，2-19，2-20所示圖2-18中單鏈?zhǔn)焦伟彐?接鏈器；2開口銷；3刮板；4U型螺栓； 5自鎖螺母；6圓環(huán)鏈圖219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2-20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行時有刮底清幫、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，特別適于拉大塊較多的硬煤，但邊雙鏈兩條鏈?zhǔn)芰Σ痪貏e是中部槽在彎曲狀態(tài)下運行時更為嚴(yán)重；中單鏈用大直徑圓環(huán)鏈，強度很高且沒有受力不均問題，斷鏈?zhǔn)鹿噬伲伟逵龅焦慰ㄗ枞麜r可偏斜通過，刮板變形時不會導(dǎo)致過鏈輪時跳鏈，中單鏈的缺點是因鏈環(huán)尺寸大，所用鏈輪直徑增大，機頭、機尾的高度相應(yīng)增加，拉煤能力不如邊雙鏈，特別是對大塊較多的硬煤，中雙鏈能較好地克服邊雙鏈?zhǔn)芰Σ痪娜秉c，顯示出它的優(yōu)越性。 五、緊鏈裝置刮板鏈安裝時，要給予一定的預(yù)緊力，使它運行時在張力最小點不發(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用改變機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頭架上，另一端繞經(jīng)機頭鏈輪，用機頭部的電動機使鏈輪反轉(zhuǎn)，將鏈條拉緊，如圖2-22所示，電動機停止反轉(zhuǎn)時，立即用一種制動裝置將鏈輪閘住，防止鏈條回松；另一種方式與前一種基本相同，只是不用電動機反轉(zhuǎn)緊鏈，而用專設(shè)的液壓馬達緊鏈，第三種方式是采用專用的液壓缸緊鏈。圖2-22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)將刮板輸送機向煤壁推移的機械。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液壓推溜器。 單體液壓推溜器如圖2-29所示：圖2-29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在傾角較大的工作面工作有下滑可能時，用以固定、防滑之用。它由單體液壓支架和錨固架組成，錨固架與機頭架、機尾架連接，使用液壓支架的泵站。 3、鏈嚙合傳動原理及運動學(xué)與動力學(xué)一、鏈傳動運動學(xué)鏈嚙合傳動，是驅(qū)動鏈輪通過輪齒與鏈節(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)鏈輪時呈多邊形圍繞，鏈條間歇地隨相遇點輪齒運動。當(dāng)鏈輪作等速圓周運動時，鏈條是變速直線運動，并以鏈輪旋轉(zhuǎn)一個鏈節(jié)所對應(yīng)的中心角為周期。這種運動特性，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，如圖2-32(a)所示，為相遇點輪齒的圓周速度。與水平線的夾角，為鏈條水平運動的瞬時度?？梢钥闯觯?(2-1)其中：的變化范圍為；式中：為一個鏈節(jié)所對應(yīng)的鏈輪圓心角。由此可知，即使鏈輪的角速度不變，鏈條的瞬時速度也是變化的。其速度特性如式(2-1)所示，速度變化的周期為鏈輪旋轉(zhuǎn)一個角。鏈條速度變化曲線如圖2-32(b)所示，鏈速的變化范圍為： 由于鏈速的變化，鏈條運動中就有加速度，鏈條運動的加速度為 (2-2)鏈條運動的加速度也隨0角變化，其變化范圍為： 圖2-32鏈傳動的速度分析加速度變化曲線如圖2-32(b)所示?？梢钥闯觯湕l在相遇點嚙合開始時的加速度最大，隨鏈輪旋轉(zhuǎn)，加速度逐漸減小到0，然后達到最大負值；到另一個輪齒嚙合時，鏈條運行的加速度由最大負值突變成最大正值。加速度變化周期也是鏈輪旋轉(zhuǎn)一個角所需的時間。最大加速度的絕對值為： (2-3)由鏈輪的幾何關(guān)系得: (2-4)將式(2-51)代人式(2-50)得 (2-5)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、牽引力的動負荷鏈條是作變加速運動的，有加速度就有慣性力，因此，鏈條在運行中不僅受靜負荷，還受有動負荷，并且是周期性動負荷。若加速度為正，慣性力的方向與運行方向相反，則動負荷使鏈條的張力增加；若加速度為負，慣性力的方向與運行方向相同，則動負荷使鏈條的張力減小。由圖232(b)可以看出，在后一個輪齒開始嚙合的瞬間，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動的物體質(zhì)量為M，則鏈條所受的動負荷為。由于這一負荷是瞬間施加的，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，鏈條所受的動負荷應(yīng)按計?？紤]到在這個變化瞬間，后一個輪齒嚙合之前的加速度為其慣性力與鏈條運動方向相同，因此，鏈條實際所受的最大動負荷按下式計算： (2-6)4、刮板輸送機選型設(shè)計的方法刮板輸送機的計算通常是為了設(shè)計新機器，或為一定使用條件驗算現(xiàn)有設(shè)備是否適用。兩者計算內(nèi)容都相同，區(qū)別在于前者按通用條件計算，后者按具體使用條件計算。刮板輸送機計算的內(nèi)容包括：運輸能力、運行阻力、刮板鏈張力、電動機功率、預(yù)緊力和緊鏈力、鏈子的安全系數(shù)等。一、運輸能力按連續(xù)運行的公式，其運輸能力為：。式中：運行物料斷面積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233所示，運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)實測確定，通常按等腰三角形計算，其底角取物料的堆積角，一般取2030，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，實際面積比F小一些，計算時要乘以小于1的裝滿系數(shù) 故運輸能力按下式計算： (2-7)上面分析的是刮板輸送機自身具有的運輸能力的計算方法。為使工作面選擇刮板輸送時，所選設(shè)備的運輸能力不能小于工作地點所需要的運輸能力Qc ，即QQc。 Qc的計算分兩種情況：(1) 非機械化作業(yè)的采煤工作面所需要的運輸能力用下式計算： (2-8)(2) 采煤機或刨煤機作業(yè)的工作面所需要的運輸能力用下式計算： (2-9) 由上述條件可得中部槽應(yīng)具有的裝載面積為： (2-10) 圖2-33中部槽檔物料斷面根據(jù)式(2-10)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，中部槽的規(guī)格還應(yīng)與所用采煤機及液壓支架的相關(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。為一定使用條件驗算現(xiàn)有的刮板輸送機是否適用時，如果需要的運輸能力小于該機的技術(shù)特征值，就不必驗算；若比技術(shù)特征值大，就應(yīng)以所選輸送機中部槽的幾何尺寸按圖2-33結(jié)合所選物料性質(zhì)計算其最大裝載斷面積，然后用式(2-7)選擇適當(dāng)?shù)难b滿系數(shù)，計算該刮板輸送機在具體條件下的運輸能力。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齒輪。 二、運行阻力刮板輸送機的運行阻力按直線段和曲線段分別計算。圖2-34所示為沿傾斜面運行的刮板輸送機的重段直線段。運行時除了要克服煤和刮板鏈的運行阻力外，還需克服煤和刮板鏈的重力。通常將它們一起計為總運行阻力。 從圖2 -34可以看出，作為牽引機構(gòu)的刮板鏈，在重段直線段運行的總阻力為： (2-58)刮板鏈在空段直線段的運行總阻力為： (2-59)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2-34 重段直線段的運行阻力當(dāng)機身在中部槽平面有彎曲段時，如圖2-35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2-