侧卸式刮板输送机的结构设计

侧卸式刮板输送机的结构设计

第1章绪论

工作面刮板输送机是一种利用链传动原理，以刮板链作为工作机构的连续输送设备，它主要用于煤矿的采煤工作面或运输巷等场所。它主要由下列各部分组成：机头部（包括机头架﹑驱动装置﹑链轮组件等），承载槽（分为中部槽﹑特殊槽和调节槽等），刮板链，机尾部

1.1输送机的发展概况

自世界上第一台刮板输送机诞生以来，经历了半个多世纪的不断研究、试验、改进，刮板输送机已成为煤矿运输的主要设备。目前世界上生产刮板输送机的国家主要有德国、美国、英国、澳大利亚、日本等。机型从轻型、中型到重型、超重型．装机功率已发展到3×700kW。保护形式有：弹性联轴器、限矩型液力耦合器、双速电机、调速型液力耦合器、软启动(CST可控传动装置、阀控调速型液力耦合器、交流电机变频调速技术三种软启动装置)等等。

我国综采机械化的应用始于20世纪70年代末，经过20多年的发展．目前我国中、小功率刮板输送机已具备成型技术．并有成熟的制造能力，完全能够满足国市场的需求。大功率刮板输送机通过成套引进国外的装备和技术，成功地进行了国产化研制工作．并相继推出了一些产品。

从总体水平上看．我国刮板输送机发展现状与国外相比还存在一些差距，主要表现在：基础研究薄弱。缺少强有力的理论支持，计算少，靠经验取值多，缺乏专门的开发分析软件；受基础工业水平的制约，国产输送机制造质量不稳定。元部件的可靠性还有待提高：大功率刮板输送机的关键部件仍需进口，有待进一步研发并国产化；安全性和可靠性的不稳定。直接制约了煤矿的生产效率，从而不能从根本上降低使用成本；煤矿管理水平落后，资金不足．矿工不按操作规程操作等，也间接增加了输送机发生故障的机会．从而不能最大限度地发挥设备的设计能力。

1。2国外刮板输送机的技术特点及趋势

1。2。1先进产煤国家刮板输送机的技术发展

一、先进产煤国家刮输送机的技术发展

(一)发展重点与代表机型

在不断提高工作面单产和效率的总要求下，80年代初期，主要是对工作面刮板输送机的结构进行改进。如采用双中心链、侧卸机头、封底溜槽和双速电动机，增大溜槽、牵引链条等组件的强度及传动功率等都有效地提高了刮板输送机的运输能力和可靠性。80年代后期以来，工作面刮板输送机技术发展可概括为“三大（大运量、大运距、大功率）、二重（重型溜槽、重型链条）、一新（自动监测等新技术）”。以德国DBT公司制造的MTA—42—3×1000型软起动刮板输送机为例，其装机容量为3×750KW，双中心链2×φ42 /46mm，溜槽为轧焊结构，溜槽能力可达4500t/h，在美国科罗拉多州塞浦露斯20英里矿与朗艾道公司制造的EL3000型安德森电牵引采煤机配合，于1997年6月创造月产990361t洁净的世界纪录。

其它如美国的朗艾道公司、久益公司、德国的哈尔巴赫布朗公司和DBT公司等，都在80年代至90年代推出了新型强力工作面刮板输送机。

(二)已达到的主要技术指标

进入80年代以后，代表工作面刮板输送机技术发展水平的主要指标为：

1。大运量

70年代末，工作面刮板输送机运量能力一般小于1000t/h，80年代中期达2000t/h，80年代末90年代初达到2500~3500t/h，目前已出现运量达到4000 t/h以上的重型刮板输送机。相应的溜槽宽度从730~764mm增大980~1100mm以上，链上1m/s左右提高到1。3~1。4m/s以上，最高链速已达1。78m/s 。

2。长运距

70年代末期，一般工作面刮板输送机长度不超过200mm（只有德国在1979年平均长度达到223m）；80年代逐步增长到250m长的采煤工作面刮板输送机平均长度为244m。目前美、英、德均已有超过300m长的采煤工作面和刮板输送机，最长的工作面直径从φ26~30mm 增大到φ34~42mm，目前已出现φ46~52mm的链子。国外专家研究分析认为，从设备投资、运营成本、掘进通风、维修搬家等因素综合考虑，工作面及刮输送机长度在250左右时，技术经济指标最为合理。

3。大功率

70年代末期，刮板输送机驱动电动机单台功率Nd≤200KW，最大装机功率为2×200KW，80年代初期为（2~3）×（250~315）KW。目前实际运行的刮板输送机单台电动机最大功率已达到或超过700KW，减速器传动比i=1：40。相应地，对于功率大于250~300KW电动机

的供电电压也从1000V左右升高到2300V、3300V、4160V或5000V。

4。长寿命与高可靠性

70年代，工作面刮板输送机过煤量约为100万t，80年代初期为200万吨。目前重型刮板输送机整机（大修周期）过煤量已达到400~600万t（相当于运行3~4年）；组件工作寿命，φ30mm以上链条为200~300万t（相当于运行1~2年），链轮为100~150万t（约运行1年左右），减速器设计寿命为12500~15000h，接链环的疲劳寿命达到70000次以上。

1。2。2我国刮板输送机的技术改进方向

一．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越来越高，不仅要求造型科学、配套合理，在技术上不断创新、完善，去适应不断变化着的使用条件，而且关键部件(如刮板链、减速器、保护装置等)的设计或选用，要求与国际接轨，实现标准化。

二．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，一旦出现故障就会严重影响安全生产。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。

三．设备安全性。

安全性是至关重要的环节。是所有设备必须具备的性能，同样也贯穿在输送机的设计、制造、使用过程中。目前国家高度重视煤矿安全生产，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伤亡和财产损失。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、高温等引发人员伤亡事故。

四．机电液一体化趋势明显。

随着实用型新技术的发展，大功率输送机控制系统与保护装置的机电液一体化趋势越来越明显。主要表现为：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趋势不会变。随着当今世界综采技术的发展和设计思路的不断创新、高产高效工作面的相继投产，大功率刮板输送机的研制与开发已势在必行，要加强计算机辅助设计、模拟工况、仿真等技术的应用。对此，应该抓紧机遇．一方面提高现有机型的可靠性、安全性，降低

事故发生率；另一方面要研制开发国产大功率刮板输送机．尽快投入市场，提高与国外同类产品的竞争力，以适应我国煤炭工业迅猛发展的需要。

1。3刮板输送机类型及组成

刮板输送机的类型很多，可按刮板链型式、卸载方式、中部槽结构、采煤机牵引方式、电动机类型、承载重类型、整机适用条件分类。

按刮板链型式分为中单链型刮板输送机、边双链型刮板输送机、中双链型刮板输送机、准边双链型刮板输送机。按卸载方式分为端卸式刮板输送机、侧卸式刮板输送机、直弯式刮板输送机、交叉侧卸式刮板输送机，现在重型、超重型刮板输送机多用于交叉侧卸式刮板输送机。按中部槽结构分为开底式刮板输送机、封底式刮板输送机、分体中部槽刮板输送机、整体焊接中部槽刮板输送机、框架式中部槽刮板输送机、铸造式中部槽刮板输送机。按采煤机牵引方式分为有链牵引采煤机用的刮板输送机和无链牵引采煤机用的刮板输送机。按电动机类型分为单速电动机刮板输送机和双速电动机刮板输送机。按承重类型分为轻型刮板输送机、中型刮板输送机、重型刮板输送机、超重型刮板输送机。按整机适用条件分为缓倾斜中厚煤层刮板输送机、缓倾斜薄煤层刮板输送机、缓倾斜厚煤层大采高刮板输送机、缓倾斜三软煤层刮板输送机、中厚煤层大倾角刮板输送机、急倾斜厚煤层水平分段放顶煤及“三下”综采刮板输送机。

1。4刮板输送机总体方案的确定

采用单速电机驱动，机头双传动装置、机尾单传动装置，交叉侧卸机头，液压锁伸缩机尾，1750mm长铸焊封底中部槽，147mm节距整体锻造销轨，Φ48×152mm紧凑型中双链，48×152mm链轮组件，4000KN中部哑铃联接。是比较理想的更新换代机型。

1。4。1 适用围

SGZ1000/3000型刮板输送机适用于缓倾斜中厚煤层，长壁式回采工作面输送煤炭。本机与滚筒采煤机、液压支架、机、破碎机、工作面运输巷可伸缩带式输送机及电控装置相配套，实现综合机械化采煤。

1。4。2 主要技术参数

主要技术参数及配套设备：

1。出厂长度----------------------400m

2。输送量-------------------------3000t/h

3。装机功率----------------------3×1000KW

4。电动机

（1）型号-----------------------YBSS2-1000

（2）额定功率-----------------1000KW

（3）额定电压-----------------3300V

（4）冷却方式-----------------水冷

5。中部槽

（1）规格（长×宽×高）----1750×1000×372

（2）结构形式-----------------铸焊封底

（3）联接方式-----------------哑铃销

（4）联接强度-----------------4000KN

6。刮板链

（1）型式-----------------------矿用高强度圆环链（中双链）

（2）规格-----------------------48×152紧凑链

（3）链中心距------------------280mm

（4）刮板间距------------------6×152mm

7。卸载方式-----------------------交叉侧卸

8。紧链方式------------------------液压马达紧链、液压伸缩机尾辅助紧链

1。4。3整机主要部分

输送机的组成，输送机主要由机头传动部、机尾传动部、中部槽、变线槽、电缆槽、刮板链、液压紧装置、伸缩机尾控制装置、减速器综合监控系统及工具等组成

1。4。4输送机的传动系统及组成

输送机的传动系统包括单速电动机、阀控充液式液力偶合器，液压紧装置、减速器等，单速电动机通过阀控充液式液力偶合器将动力传递给减速器输入轴；再由减速器输出轴传递给链轮组件；链轮驱动封闭的刮板链按需要的方向运行，完成输送煤炭的任务。

输送机主要零部件的结构特点及作用。

（1）机头传动部

机头传动部与机尾部为输送机的驱动装置。机头传动部主要由机头架、齿轮联轴器、联接垫架、传动装置、链轮组件、拨链器、舌板组件等组成。其中传动装置有平行布置和垂直布置各一个，并可根据工作面的实际情况分别安装在机头架的两侧。

1）机头架

该机所采用的机头架为交叉侧卸式，是用来安装、支撑传动装置、链轮组件、舌板组件、拨链器等部件的架体；两侧均安装传动装置。中板组件及下中板等形成了输送机与机相互独立的刮板链运行轨道。

机头架为左、右对称结构，以适应左、右工作面的互换。

机头架上面设有可拆卸的机头盖板，前端设有可拆卸的前端板。在机头盖板、端面板上所设的孔是用来联接犁煤板、机尾过渡挡板的。在前端板上设盖板，以观察链轮与链条的运行状况。

2）机头传动装置

平行布置的传动装置，减速器由自己设计，YBSS2—1000型电动机、福伊特阀控高速型液力偶合器562DTPKWL2，液压紧装置等组成。

垂直布置的传动装置主要由德国PW公司的PSPL—65Z/B型减速器、YBSS2—1000型电动机、562DTPKWL阀控充液式液力偶合器等组成。

3）机头链轮组件

链轮组件安装于机头架上，链轮组件采用从机头架一侧穿入的安装方法。链轮组件为双伸结构，两侧均通过齿轮联轴器和传动装置联接。链轮组件采用远程注油方式，润滑油为GB5903—1995工业闭式齿轮油L—CKD—等品460，油箱注满为止，每季更换润滑油一次。拆卸链轮组件可在不拆传动装置的情况下进行。

七齿链轮与渐开线花键孔滚筒焊接，构成链轮轴。链轮由优质合金钢锻造而成，齿形部分经电解加工成型，链窝及齿形表面经淬火处理。滚筒上的花键用来与减速器输出轴联接。

链轮轴上的轴承、轴承座、套及密封装置为对称布置。在传动部一侧安装右透盖、右端盖和一组浮封环，在另一侧安装左透盖和左端盖。

4）拨链器

安装拨链器时拨叉插入链轮齿的沟槽，由舌板组件将其固定在安装位置，当需要更换拨链器时，拆卸舌板组件，即可更换。拨链器的作用是：使刮板链的链条与链轮能顺利的啮合和分离，当链轮组件与啮合的圆环链脱开时，防止链环卡在链轮沟槽而不能在正常分离点脱开。

5）机尾

本输送机为交叉侧卸式，故机尾安装于输送机机头架上。

机尾包括机尾架、链轮组件、舌板组件、盖板组件、端板、卡板、销轴等。