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文檔簡介

1、1 刮板輸送機v基本結構v選型計算方法v使用與發(fā)展v自動監(jiān)控技術1.1 概 述v刮板輸送機是一種具有撓性牽引機構的連續(xù)輸送機械,主要用于采煤工作面和采區(qū)巷道等惡劣條件下的運輸.v結構(圖1-1)刮板鏈溜槽驅動輪電機減速機用于綜采工作面時還要有鏟煤板,擋煤板v工作原理v性能要求工況:受拉、壓、彎曲、摩擦、腐蝕強度、剛度、耐磨、耐腐蝕v用于綜采工作用于綜采工作面(圖面(圖1-2)v與液壓支架、滾筒采煤機配套實現(xiàn)落煤、裝煤、運煤、推移的綜合機械化v除運煤之外四種功能v采煤機軌道v拉移液壓支架的依托固定點 v清理工作面的浮煤v懸掛電纜、水管、乳化液管v已經實現(xiàn)標準化、系列化、通用化諸多標準,如刮板輸送

2、機通用技術條件等v工作面用刮板輸送機分類按功率大小輕型 40kW及以下 中型(40kW至90kW)大型(大于90kW)按不同中部槽寬度已有11個系列,根據(jù)裝機功率、中部槽機構、鏈條規(guī)格、卸載方式、與采煤機配套的牽引機構及與液壓支架不同的配套方式,已有百余種機型可供用戶選擇,小時運量60噸到3500噸,裝機功率從22千瓦到3 x 1000千瓦,中部槽內寬從400毫米到1200毫米,整體鑄焊機構輸送機整機壽命(過煤量)達到400-1000萬噸。我公司輸送機產品規(guī)格多,系列全,可靠性高,適用于不同條件的采煤工作面,能與各型采煤機和液壓支架相配套。 系列化按刮板鏈形式中單鏈中雙鏈邊雙鏈刮板輸送機產品型

3、號編制:刮板輸送機產品型號編制: 例如:中部槽槽寬為630mm、配用電動機功率為275kW的邊雙鏈型礦用刮板輸送機的型號表示為SGB-630150。 前有規(guī)格表1.2 主要部件的結構和技術要求 礦用的刮板輸送機技術要求 (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保證相同,同類部件應保證通用互換; (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,機頭架應有足夠的卸載高度,

4、防止空段刮板鏈返程帶回;(9)一般應有上鏈器,上鏈器是供刮板鏈在下槽脫出時通過它返回槽內的裝置; (10)用于機械采煤的工作面刮板輸送機,應結合技術上的需要,能裝設下列部分或全部附屬部件: 采煤機的導向裝置; 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;(11)用于綜采工作面的刮板輸送機,相關的外廓尺寸應與采煤機和液壓支架相配;(12)刮板輸送機沿傾斜面鋪設,在工作中有下滑可能時,應有防滑錨固裝置。v刮板輸送機的組成: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。下面分述其結構和技術要求。 SGB420/22 一、機頭部:是將電動

5、機的動力傳遞給刮板鏈的裝置。 組成:機頭架、鏈輪、減速器、盲軸、聯(lián)軸器和電動機。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( (一一) )機頭架機頭架 機頭架是機頭部的骨架,應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: (1)兩側對稱,兩側壁上都能安裝減速器,以適應左、右采煤工作面的需要; (2)鏈輪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

6、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。( (二二) )鏈輪鏈輪 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,運轉中除受靜載荷外,還受有脈動和沖擊載荷。 鏈輪鏈輪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、墊圈圖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。這種結構的優(yōu)點是鏈輪磨損后可以只更換鏈輪。但是,

7、連接筒螺栓銹死時,很難拆卸。 圖所示為整體的連接筒與鏈輪焊接成一體,連接筒兩端的內花鍵分別與減速器輸出軸和盲軸連接,這種結構拆裝維修方便。 中雙鏈用焊接鏈輪組件1滾筒;2鏈輪有何缺點? (三)減速器 我國目前生產的刮板輸送機減速器多為平行布置式、三級傳動的圓錐圓柱齒輪減速器。其適用條件為:齒輪圓周速度不大于18m/s;安裝角度為125;高速軸的轉速不大于1500r/min;減速器工作的環(huán)境溫度為2035;適用于正反兩向運轉。 電機連在哪根軸? 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,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

8、護,單機功率4075kW的減速器采用這種形式; 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。p 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。用雙速電機驅動,應采用適當?shù)臋C械或電氣過載保護裝置。第二軸第一軸第四軸此處請注意過載保護方式 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、漸開線內花健和漸開線外花鍵。為使同一型號減速器的安裝尺寸和連接尺寸能通用互換,我國制訂并頒布了刮板輸送機減速器標準。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上下

9、對稱。箱體的結構還應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?;ㄦIp為便于改變鏈速,減速器應能用更換第二對齒輪的辦法,在一定范圍內改變傳動比。p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,并應成對更換。 箱體用球墨鑄鐵制造,以保證強度。為使在傾斜狀態(tài)下,第一軸上球軸承也能得到良好的潤滑,用擋環(huán)和油封隔成一個獨立的油室,使?jié)櫥筒粫魅胂潴w油室內。為使在大傾角下錐齒輪也能得到潤滑,在箱體的相應部位設隔離油室。為防止油過熱,箱底部裝有冷卻水管。 如果礦用刮板輸送機的機頭部裝在平巷的位置,可采

10、用圓柱齒輪減速器。 行星齒輪減速器的體積、質量小,效率高,大功率的減速器采用它有利。 后兩種有何弊端? (四)盲軸 盲軸是裝在機頭架的不裝減速器一側、支承鏈輪的一個組件。圖示是用于與鏈輪連接組件相配的盲軸組件,其軸承座裝在機頭架側板的座孔內,用螺栓固定。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,能增大驅動裝置的啟動力矩。 v中型和重型刮

11、板輸送機一般都采用液力耦合器。 p 液力耦合器是一種液力傳動器件,其主要組成部分如圖所示。 泵輪1和外殼2把渦輪4封在其中,并用螺栓緊密連接構成封閉的工作腔。泵輪的出軸與電動機連接,渦輪的出軸與減速器連接。泵輪與渦輪上都有許多徑向直葉片,兩輪上的葉片數(shù)不等。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p 液力耦合器工作原理: 在工作腔內灌注一定量的工作液體,電動機驅動泵輪旋轉時,泵輪中的工作液體被葉片夾持著同泵輪一起旋轉,產生流向外緣的離心壓力。只要泵輪轉速大于渦輪轉速,泵輪使工作液體產生的離心壓力就必定大于渦輪使工作液體產生的離心壓力。因此,泵輪內的液體沿徑向葉片之

12、間的通道向外流動,并在泵輪外緣流入渦輪;同時,由于連續(xù)性的緣故,在靠近聯(lián)軸器軸線的泵輪內緣,工作液體又從渦輪流回泵輪,形成環(huán)流。 于是,工作液體除了繞聯(lián)軸器軸線進行旋轉(牽連運動)之外,還要繞泵輪和透平輪所組成的循環(huán)圓的中心進行環(huán)流運動(相對運動),因而,工作液體的絕對運動是螺管狀的復合運動。 進入螺管運動的液體質點在泵輪中被加速增壓,泵輪的機械能轉換成液體的動能,液體進入渦輪后,推動渦輪旋轉,液體被減速降壓,液體的動能轉換成渦輪的機械能而輸出做功。由此可見,液力耦合器是依靠液體環(huán)流運動傳遞能量的,而產生環(huán)流的先決條件是泵輪轉速大于渦輪轉速,即二者之間存在轉速差。當二者轉速相等時,液體的環(huán)流運

13、動消失,能量傳遞也就停止。 根據(jù)液力傳動理論,液力耦合器所能傳遞的轉矩M用下式計算: 式中: 為轉矩系數(shù); 為工作液體的重度, ; 為泵輪的轉速,r/min; D為泵輪的有效直徑,m。)(52mNDnM3/mNnp 液力耦合器的工作液可用礦物油、水或難燃液。在礦井中采用礦物油作工作液,有引起火災的危險。為防止油溫過高,安全型液力耦合器的工作腔裝有易熔塞。易熔塞上有通孔,用專門配制的易熔合金封死。當過載時間較長,油溫超過限定溫度時易熔合金被熔化,腔內油液噴出,泵輪與渦輪失掉液力連接,從而保護了電機不會長時間過載,鏈子不被拉斷,不致因油溫過高而造成事故。 易熔塞液力耦合器的過載保護原理?YL型液力

14、耦臺器結構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易熔合金塞目前我國煤礦普遍使用的YL型液力耦合器的結構 (六)電動機 刮板輸送電動機不用液力耦合器時,采用雙鼠籠轉子并具有高啟動轉矩的隔爆型電動機。 采用液力耦合器時,對電動機的啟動轉矩無高要求,只是要求最大轉矩要高。因為用液力耦合器時,電動機是輕載啟動,如果液力耦臺器的輸入特性與電動機特性匹配得當,則對負載的啟動轉矩可接近電動機的最大力矩。解決啟動問題的兩種方案?不同的原理?Weight lifting 為解決刮板輸送機重載啟動的困難,可以使用雙速電動機。雙速電動機是有兩種額定轉速的鼠籠式感應電動機,它的定子上裝兩套繞

15、組,一套低轉速繞組,一套高轉速繞組,其特性曲線如圖。 以低速繞組運轉時,能給出3倍以上額定轉矩的啟動轉矩。低速運行時的輸出功率約為高速時的1/2,啟動電流比用高速繞組的電流低很多,電壓降低。使用雙速電機時,以低速繞組啟動,達到一定轉速時,換接高速繞組常態(tài)運轉。雙速電動機特性曲線 采用雙速電動機需專用的控制開關,以低速啟動運轉到給定的時間,斷開低速繞組,間隔約150ms接通高速繞組運行。在換接的斷電間隔中,電動機的轉速因負載不同約下降50-250 r/min,即使是滿負荷啟動,高速繞組也不是從靜止啟動,因而高速啟動電流也不高。雙速電機的運轉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

16、用液力耦合器相比,因沒有液力耦合器的滑差,不需經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中,必須有完善可靠的電氣保護裝置。 目前我國生產的雙速電動機有YDB系列和KBY系列。 比較一下 二、機尾部 機尾部分為有驅動裝置和無驅動裝置兩種。有驅動裝置的機尾部,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,如上圖所示;無驅動裝置的機尾部,尾架上只有供刮板鏈改向用的尾部軸部件,下圖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212 無驅動裝置的尾部1機尾架;2機尾軸部件 三、中部槽及其附屬部件 中部槽是

17、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成封底槽。使用封底槽安裝下股刮板鏈和處理下股鏈事故較困難,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。 上槽下槽中部槽1、2高錳凸端頭,3槽幫鋼,4支座, 5中板, 6、7高錳鋼凹端頭 用于機械采煤工作面的中部槽,除了運煤外,還要承受采煤機騎在上面運行的負荷,即垂直方向受采煤機的重壓和滾筒切割煤層時的沖擊。推、拉液壓支架的側向力和縱向力,使中板拱曲受彎,連接件受拉、壓和彎曲。大塊

18、煤巖卡死在槽中時,中板受壓。中部槽的惡劣工作條件,造成它的損壞形式除了磨損外還有槽體變形和連接件損壞。因此,中部槽應有足夠的強度、剛度和耐磨性。為檢驗中部槽的質量,我國制訂了刮板輸送機中部槽試驗規(guī)范(MT102-85)。此規(guī)范對試驗項目、試驗方法和強度指標都有具體規(guī)定。 中部槽的形式列入標準的有中單鏈型、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所示的三種。標準中部槽的斷面(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 中部槽除了標準長度以外,為適應采煤工作面長度變化的需要,設有5

19、00mm和1000mm的調節(jié)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,另一端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,可在尾部過渡槽的下翼緣裝設上鏈器。圖示是一種上鏈器的結構。 上鏈器1板翼;2板簧固定架 中部槽受煤和刮板鏈的劇烈摩擦,是使用量和消耗量最大的部件。中部槽的井下使用壽命,目前是按過煤量衡量。 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,中板兩端鏈道處用等離子噴焊耐磨合金,易磨損處堆焊硬質合金;加大中板厚度;改進槽幫鋼的斷面以增加強度和剛度。 制造中部槽的槽幫鋼已有定型標準

20、,規(guī)定的形式有D型、E型和M型三種;其斷面形狀如圖所示。槽幫鋼的斷面形狀 D型為中單鏈刮板輸送機用熱軋槽幫鋼; E型為中單鏈和中雙鏈用,邊雙鏈也可使用; M型為邊雙鏈用的熱軋槽幫鋼。E型與M型相比不僅中板寬度減小從而增大了剛度,而且還增強了中板與槽幫鋼的焊縫強度,便于焊接,鏈子不磨焊縫。 中部槽的槽幫鋼中腰上的支座供安裝鏟煤板、擋煤板和無鏈牽引齒條用。這些附屬部件與中部槽的連接如圖所示,在綜采工作面使用時,液壓支架上的推移千斤頂連接在擋煤板下部的長孔上,由于推移輸送機特別是拉移液壓支架的阻力很大,致使支座上的負荷特別大。因此提高支座連接的可靠性是一個重要問題。p中部槽的連接裝置是將單個中部槽連

21、接成刮板輸送機機身的組件。p作用:既要保證對中性,使兩槽之間上下、左右的錯口量不超過規(guī)定,又要允許相鄰兩槽在平、豎兩個平面內能折曲一定的角度,使機身有良好的彎曲性能,還要求同一型號中部槽的安裝、連接尺寸相同,能通用互換。p分類:目前應用的有插銷式、啞鈴式、插入圓柱銷式等。連接裝置是中部槽的薄弱環(huán)節(jié),目前仍在不斷改進。p 鏟煤板在推移中部槽時用來清理工作面的浮煤,它固定在中部槽的支座上,安裝后上緣應低于槽幫,下緣要超出槽底,寬度方向與采煤機滾筒應有一間隔。鏟煤板的刃口應有足夠的強度。p機采礦用的擋煤板是一個有多種功能的組合件,其作用是防止煤向采空區(qū)灑落,以及為采煤機導向、放置電纜和水管、為千斤頂

22、提供連接點等。擋煤板必須具有足夠的強度和剛度,因為它的變形和損壞會影響采煤機的運行。中部槽在彎曲狀態(tài)下,擋煤板之間不僅不能互相干涉,還應使采煤機能正常運行。平巷中使用刮板輸送機時,擋煤板僅作增加裝載量和防止灑煤之用。鏟煤板綜采用的擋煤板四、刮板鏈:是刮板輸送機的牽引構件。p 刮板鏈組成:鏈條和刮板。 p 刮板的作用:刮推槽內的物料。目前使用的有中單鏈、中雙鏈和邊雙鏈三種。 刮板鏈使用的鏈條,早期用板片鏈和可拆模鍛鏈,現(xiàn)在都用圓環(huán)鏈。鏈條在運行中不僅要承受很大的靜負荷和動負荷,而且還要在受滑動摩擦作用的條件下運行,要受礦水的浸蝕,因此目前使用的圓環(huán)鏈都是用優(yōu)質合金鋼焊接而成的,并經熱處理和預拉伸

23、處理,使之具有強度高、韌性大、耐磨和耐腐蝕等特性。鏈條刮板中單鏈式刮板鏈1接鏈器;2開口銷;3刮板;4U型螺栓; 5自鎖螺母;6圓環(huán)鏈中雙鏈式刮板鏈1卡鏈橫粱;2刮板;3螺栓;4螺母;5圓環(huán)鏈;6接鏈環(huán)圖220 邊雙鏈式刮板鏈 1圓環(huán)鏈; 2連接環(huán);3刮板;4螺栓;5螺母;6彈簧墊圈p 刮板的形狀 要能在運行時有刮底清幫、防止煤粉粘結和堵塞的作用,并應盡量減小質量。刮板可用軋制異型鋼或用鍛造、鑄造合金鋼經韌化熱處理制成。刮板、鏈條不與中板接觸,兩側與槽幫形狀相同,刮底清幫效果好。p 刮板的間距 按所運物料的性質和塊度及安裝傾角確定。刮板鏈切人物料的阻力,應大于物料在槽內移動的阻力。刮板間距過大

24、,不能帶動物料運行,或只能帶動部分物料運行;刮板間距過小,加大了鏈子重力,增加了運行阻力,浪費了材料。雙鏈刮板鏈的刮板,還有支撐兩條鏈子使之保持中心距,并使繞經鏈輪的鏈環(huán)與鏈窩能正常嚙合的功用,刮板變形嚴重時,通過鏈輪時容易掉鏈。優(yōu)點缺點中單鏈用大直徑圓環(huán)鏈,強度很高且沒有受力不均問題,斷鏈事故少鏈環(huán)尺寸大,所用鏈輪直徑增大,機頭、機尾的高度相應增加,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受力不均的缺點邊雙鏈拉煤能力強,特別適于拉大塊較多的硬煤,但但邊雙鏈兩條鏈受力不均,五、緊鏈裝置五、緊鏈裝置 刮板鏈安裝時,要給予一定的預緊力,使它運行時在張力最小點不發(fā)生鏈條松

25、弛或堆積。給刮板鏈施加張緊力的裝置叫緊鏈裝置。 采用定軸距緊鏈。目前應用的方式有三種:p 一種是將刮板鏈一端固定在機頭架上,另一端繞經機頭鏈輪,用機頭部的電動機使鏈輪反轉,將鏈條拉緊,如圖2-22,電動機停止反轉時,立即用一種制動裝置將鏈輪閘住,防止鏈條回松;p 另一種方式與前一種基本相同,只是不用電動機反轉緊鏈,而用專設的液壓馬達緊鏈;p 第三種方式是采用專用的液壓缸緊鏈。# 注意制動方式、張力顯示方式 #鏈輪反轉緊鏈示意圖r 第一種緊鏈方式使用的緊鏈器有三種:棘輪緊鏈器、摩擦輪緊鏈器、閘盤緊鏈器。 棘輪緊鏈器如圖223(b)所示,裝在I型和型的減速器二軸的伸出端,棘輪固裝在二軸端,手把在運

26、行位置時,彈簧頂桿使插爪脫離棘輪,棘輪任意轉動,緊鏈時將緊鏈器把手扳到“緊鏈位置”,插爪被彈簧頂入棘輪的齒根,然后反向繼續(xù)開動電機,使機頭鏈輪反轉,因棘輪插爪的限制,電機停轉時鏈條不能回松。 圖2-23 用棘輪緊鏈器的機頭部1-機頭;2-緊鏈裝置,3-刮板鏈;4-過渡槽,5-緊鏈器,6推移梁; 7把手;8彈簧頂桿;9棘爪;10底座;11棘輪 當鏈條被拉緊到有足夠拉力時,停止電動機,從鏈條自由端拆除多余的鏈段,將刮板鏈接在一起后,在啟動電機使鏈輪反轉的同時,將手把復位到“運行位置”,使插爪脫開棘輪,拆除緊鏈掛鉤即可正常運行。r 棘輪緊鏈器優(yōu)點:結構簡單,操作方便,適用于輕型刮板輸送機。r缺點:

27、因為用于功率較大的刮板輸送機時,緊鏈后棘輪與插爪之間的壓力很大,搬開手把時不安全。r 摩擦輪緊鏈器:如圖所示,裝在I和型減速器二軸的伸出端,制動輪固定裝在二軸端,閘帶環(huán)繞在制動輪外緣。r工作原理:制動時使用把手經凸輪和拉桿將閘帶拉緊,在制動輪緣上產生摩擦制動力。該緊鏈操作與棘輪緊鏈器不同的是,緊鏈時需由兩人配合操作,一人開動電動機,一人操作凸輪手把;斷電時,立即扳動凸輪,用閘帶將制動輪閘??;緊鏈結束時,僅由一人扳轉凸輪并松開閘帶。r摩擦輪緊鏈器比棘輪緊鏈器操作安全,在減速器的安裝位置與棘輪緊鏈器相同。摩擦輪緊鏈器1護罩;2套管;3閘帶;4彈簧;5套;6拉桿;7制動輪;8凸輪;9蓋板r 閘盤緊鏈

28、器:由閘盤和制動裝置組成,如圖2-25。閘盤裝在型減速器的一軸上,制動裝置安在連接筒上,夾鉗式制動裝置如圖226。 工作原理:緊鏈時反轉開動電機,鏈輪反轉,刮板鏈逐漸被拉緊,到電機堵轉為止,立即扳動手輪,用夾鉗將閘盤閘住,同時切斷電機電源。鏈條的張緊力顯示在張力指示器上。慢慢反轉手輪松開夾鉗,放松被拉緊的刮板鏈,到指示器顯示出刮板需要的張緊力為止,立刻將閘盤閘死。拆去多余的鏈段,接好鏈子后,反轉手輪松開夾鉗。張力指示器依靠螺旋副一端的液壓缸,通過液壓作用顯示出閘盤制動力或鏈條張緊力。圖225 閘盤緊鏈器1減速器輸入油;2制動裝置;3閘盤;4液力耦合器;5連接筒;5彈性聯(lián)軸器 圖226 夾鉗式制

29、動裝置 1銷軸;2連接座;3調節(jié)螺釘;4螺母;5油缸體;6三通;7空心螺釘;8指針機構;9柱塞;10張力指示器;11軸套;12絲杠 13手輪;14夾板;15閘塊;16右夾鉗;17左夾鉗;18閘盤 第二種緊鏈方式使用的液壓馬達安在連接筒上,減速箱一軸上裝緊鏈齒輪,如圖227。 圖2-27 液壓馬達緊鏈裝置 1液壓馬達;2齒輪箱;3液控機械閉鎖裝置;4惰輪;5連接閥;6減速器輸入軸;7緊鏈齒輪r液壓馬達緊鏈裝置的液壓系統(tǒng)及機械傳動系統(tǒng)如圖228所示。 圖2-28 液壓馬達緊鏈裝置的液壓及機械傳動系統(tǒng)圖 1主減速器,2緊鏈齒輪;3惰輪;4緊鏈減速器;5齒輪插爪;6液控鎖; 7彈簧;8液壓馬達;9壓力

30、表;10液控單向閥;11梭閥;12安全閥; 13手動換向閥;14截止閥;15溢流閥;16操作手把; 17電氣閉鎖裝置;18緊鏈掛鉤工作原理:緊鏈時,將手把扳到J位,惰輪將主減速器一軸上的緊鏈齒輪與緊鏈減速器上齒輪嚙合。手動換向閥扳到緊鏈位置,壓力液經梭閥進入液控鎖,克服彈簧壓力,使插爪從齒槽中脫出,液壓馬達供壓力液,帶動機頭鏈輪反轉緊鏈,緊接力的大小用溢流閥調節(jié)。將手動換向閥扳到中間位置,馬達停止,液控鎖卸壓刮板鏈保持張緊狀態(tài)。 (拆鏈。)液壓馬達帶動刮板鏈正轉,緊鏈掛鉤松開后,停止馬達運轉,卸除緊鏈掛鉤,將手把扳到K位,惰輪脫開緊鏈齒輪,關斷截止閥完成緊鏈操作。r 第三種緊鏈方式是使用單獨的

31、液壓缸緊鏈器。這種緊鏈器是一個帶增壓缸的液壓千斤頂裝置,由泵站供給壓力液,緊鏈時需要將它抬到緊鏈位置使用。v比較:上述各種緊鏈裝置中,棘輪緊鏈器和摩擦緊鏈器結構簡單,使用方便,但它們不能顯示出鏈子張力的大小。其余三種都能顯示和準確控制鏈子的張力。液壓馬達緊鏈裝置的操作簡單,安全性高。液壓缸緊鏈器使用雖不方便,但它可以移到任何部位使用。六、推移裝置 推移裝置是在采煤工作面內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229所示,它實為一個液壓千斤頂。為便于在采煤工作面使用,采用內回液結構,即經活塞桿的心部回液,

32、沒有外露的回液管。使用時,將推溜器的活塞桿用插銷連接在中部槽擋煤板上,再將其底座用支柱撐在頂板上。扳動操縱閥,向活塞一側注入壓力液,活塞桿就將中部槽推向煤壁;向活塞的另一側注壓力液,缸體和支座向前收回。 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 圖2-30 單體液壓推溜器的布置1乳化液泵;2吸液管;3排液管;4液箱,5高壓管;6低壓管; 7推溜管;8螺塞p 單體液壓推溜器在采煤工作面的布置如圖230所示。 間隔一定距離裝設一個推溜器;壓力液由設在平巷內的泵站經高低壓管路循環(huán)。如采用外注式的液壓推溜器,用注液槍注液,不需在推溜器上連接固定管路。七、錨固裝

33、置作用: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。組成: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。 一、鏈傳動運動學p 鏈嚙合傳動,是驅動鏈輪通過輪齒與鏈節(jié)的嚙合,將鏈輪旋轉的轉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,繞經鏈輪時呈多邊形圍繞,鏈條間歇地隨相遇點輪齒運動。當鏈輪作等速圓周運動時,鏈條是變速直線運動,并以鏈輪旋轉一個鏈節(jié)所對應的中心角為周期。這種運動特性,可由下述分析看出。 把鏈條當作剛體,設鏈輪節(jié)圓的半徑為R,鏈輪旋轉的角速度為,如圖所示, 為相遇點輪齒的圓周速度0與水平線的夾角,為鏈條水平運動的瞬時度??梢钥?/p>

34、出: 角的大小等于相遇點輪齒的半徑與鏈輪縱軸線的夾角,這個夾角隨鏈輪的旋轉而變化,從相遇點剛開始嚙合時的 /2逐漸減小到0,在逐漸增大到 /2。coscos0Rvv00 圖2-32(a) 鏈傳動的速度分析 據(jù)此,式(2-1)中 的變化范圍為:式中: 為一個鏈節(jié)所對應的鏈輪圓心角。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-l)所示,速度變化的周期為鏈輪旋轉一個0角。鏈條速度變化曲線如圖2-32(b)所示,鏈速的變化范圍為:02/2/00RvR2cos0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鏈條運動的加速度也隨0 0角變化,其變化范圍為: si

35、n2Rdtdva2sin2sin0202RaR(22) 加速度變化曲線如圖2-32(b)所示。可以看出,鏈條在相遇點嚙合開始時的加速度最大,隨鏈輪旋轉,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一個0角所需的時間。最大加速度的絕對值為:2sin02maxRa由鏈輪的幾何關系得: 將式(2-4)代人式(2-3)得 可以看出,其他條件相同時,鏈節(jié)距愈大,鏈條運行的最大加速度愈大。Rl22sin022maxla二、牽引鏈的動負荷 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,

36、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。r 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-amax增加到+amax,在這一瞬間的加速度為2amax如果參與這一加速運動的物體質量為M,則鏈條所受的動負荷為2Mamax。r 由于這一負荷是瞬間施加的,按力學原理,突加載荷在鏈條中產生的應力大一倍,這樣,鏈條所受的動負荷應按4Mamax計??紤]到在這個變化瞬間,后一個輪齒嚙合之前的加速度為-amax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

37、算: maxmaxmax3)(22MaMaMaFd第四節(jié) 刮板輸送機的計算z 刮板輸送機的計算通常是為了設計新機器,或為一定使用條件驗算現(xiàn)有設備是否適用。兩者計算內容都相同,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。z 刮板輸送機計算的內容包括:運輸能力、運行阻力、刮板鏈張力、電動機功率、預緊力和緊鏈力、鏈子的安全系數(shù)等。設計和選型一、運輸能力 按連續(xù)運行的公式,其運輸能力為: Q=3.6A。 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。 中部槽的裝載情況如圖2-33所示,運行物料斷面的上界限呈曲線形,形狀與物料的性質、塊度情況有關,需經實測確定,通常按等腰三角形計算,其底

38、角取物料的堆積角,一般取2030,按物料性質、塊度情況選定,A按中部槽的尺寸由幾何關系求得。近似的方法?由于刮板鏈占據(jù)一定空間,實際面積比A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:3.6QAv 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,所選設備的運輸能力Q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: 式中:k為運輸不均勻系數(shù);Qp為工作面平均每小時生產率。pCkQQ 能力? 需要? (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: 式中

39、:Q0為采煤機工作面平均每小時生產率;v為刮板輸送機的鏈速;v0為采煤機或刨煤機的牽引速度。 由上述條件可得中部槽應具有的裝載面積為:0060CQvQvv3.6CQAv (2-9)(2-10)何時取正,何時取負?選擇中部槽二、運行阻力r 刮板輸送機的運行阻力按直線段直線段和曲線段曲線段分別計算。r 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。 作為牽引機構的刮板鏈,在重段直線段運行的總阻力為:sin)(cos)(LgqqLgqqFlllzh圖2-34 重段直線段的運行阻力sin)(cos)

40、(LgqqLgqqFlllzhv刮板鏈在空段直線段的運行總阻力為: 式中:Fzh為重段直線段的總阻力,N;Fk為空段直線段的總阻力,N;q為中部槽單位長度上的裝煤量,;ql為刮板鏈單位長度的質量;L為刮板輸送機的長度;為煤在槽內運行的阻力系數(shù);l為刮板鏈在槽內運行的阻力系數(shù);為傾斜角度。v 阻力系數(shù)的數(shù)值與煤的性質、刮板鏈形式、中部槽形式、安裝條件等許多因素有關。)sincos(llkLgqF(212)FzhFkr 當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,相當于牽引鏈繞固定的圓弧導向體。這種情況下應計入彎曲段的附加阻力。彎曲段的中心角可由幾何關系求出。r 如

41、圖2-35所示,圖(a)所示為在工作面內彎曲段的相關尺寸;圖(b)所示為刮板鏈的運行系統(tǒng),圖(c)所示為彎曲段中線的幾何關系。圖2-35 機身彎曲段及其幾何關系參考P12頁圖1-8最大折曲角P由圖(d)得: P由圖(c)中的COD得: Rl22sin2sin2lR2222)2()2(aRLRw24aaRLwRRLwl由ABE得:空段和重段兩個彎曲段的附加阻力為:220220arcsin22sinaLaaLaWw) 1() 1(002667)76(2223)32(eFFFFeFFFFwwLw0空段和重段兩個彎曲段的附加阻力三、牽引力及電動機功率(一)牽引力 刮板輸送機穩(wěn)定運行所需要的牽引力,等于

42、它運行時所需克服的全部阻力之和,其計算方法有兩種,一為簡易計算法,一為逐點計算法。估算時用簡易計算法即可,需要精確計算時用逐點計算法。1.簡易計算法p 當機身中沒有彎曲段時: 式中:k1為刮板鏈繞經鏈輪的阻力附加系數(shù),一般取1.1。p 當機身中有彎曲段時,則: 式中:k2為彎曲段運行阻力附加系數(shù),一般取1.1。 )(10kzhFFkF)(210kzhFFkkF2逐點計算法 用逐點計算法求算刮板輸送機的運行阻力時,先從最小張力點開始計算刮板鏈各點的張力,根據(jù)驅動方式不同,判斷方法也不同。(最小張力點確定見第一章第三節(jié)P13)(1)單機驅動kFFFFF121123223FFFzhFFFFF3433

43、4.0)(0)(41最小時,最小,時,F(xiàn)FFFFFkzhkzh F2-3為刮板鏈繞經機尾鏈輪的阻力,通常用下式計算:232)07. 005. 0(FF(2)雙機驅動,如圖236所示 按逐點計算法得 r 因上端有驅動裝置,故F2F3 ,因下端有驅動裝置, 故F4F1 ,此時無法判斷F1與F3哪個小。zhFFF34kFFF12(2-25)(2-26)r考慮到一般雙機驅動時,兩端使用的電動機功率和特性都相同,為簡化分析可認為兩端各承受總牽引力的一半,即:r由式(2-28)可知:r由式(2-25)、(2-26)、(2-29)可得:2/014FFF2/032FFF3214FFFF)(5 . 031kzh

44、FFFF(2-28)(2-29)(2-30)zhFFF34kFFF12由式(2-30)可判斷出最小張力點的位置: 當(Fzh-Fk)O時,F(xiàn)1F3,說明沿傾斜面向下運煤傾角不大時,3點的張力最小; 當(Fzh-Fk)0時,F(xiàn)1F3,說明沿傾斜面向下運煤傾角較大時,l點的張力最小。 找出最小張力點后,一般取該點的張力為O,然后用逐點計算法求出刮板鏈各點的張力。(3)牽引力計算 式中:kr為刮板鏈繞經驅動鏈輪的阻力系數(shù),kr=0.030.045;Fy為刮板與驅動鏈輪相遇點的張力,N;Fl為刮板鏈與驅動鏈輪分離點的張力,N。)(0lyrlyrlyFFkFFFFFF(二)電動機功率 (2-32) 式中

45、:為刮板鏈運行速度,m/s; 為減速器的機械效率。 考慮到采區(qū)的電壓降,雙機頭驅動兩電機負荷不均勻及難以準確計算的額外阻力,實際配備的電動機的功率,應在計算值上增加1520%的備用量 。)(1000/(0kWvFN 四、刮板鏈的預緊力和緊鏈力 刮板鏈工作時因受力而產生很大的彈性伸長,會在驅動鏈輪分離點處松弛,甚至形成堆積導致發(fā)生事故。為防止這種狀態(tài)的出現(xiàn),安裝時給刮板鏈施加一定的張緊力,使之有預加的彈性伸長,如果這個伸長量與額定負荷下所能產生的伸長量相等,就會避免松弛。這種張緊力也稱預緊力。在額定負荷下運轉,刮板鏈彈性伸長量的計算方法如下。 根據(jù)虎克定律,彈性變形量為: 式中:l為刮板鏈的彈性

46、伸長量,m;F為刮板鏈所受的張力,N;Lq為刮板鏈的全長,m;E為刮板鏈的彈性模量,N/cm2;A為刮板鏈的橫斷面積,cm2。 輸送機運轉中,刮板鏈在各點的張力是變化的,因而總彈性伸長應按下式計算:EAFLlqqLdxxfEAl0)(1(2-34) 上式的積分值在張力圖中是刮板張力線所包圍的面積。由于直線段張力線是直線,故此積分值就是線下所包圍的梯形面積值。所以重段刮板鏈的彈性伸長量為:空段刮板鏈的彈性伸長為:2)(143LFFEAlzh121()2kLlFFEA圖2-37 刮板鏈的張力變化圖故刮板鏈總彈性伸長量為: 同理可得,在預緊力作用下,刮板鏈總彈性伸長量為: 令上兩式左邊相等,可得到計

47、算預緊力的公式:12341()2zhkLlllFFFFEA 02yT LlEA012341()4TFFFF 實際緊鏈力應比此值要大些,因為一是除達到所要求的預緊力之外,還要克服鏈條在槽內移動的阻力;二是應比預加彈性伸長量稍大些,才能接上接鏈環(huán)。故實際的緊鏈力應按以下方法計算。 如設固定端張力為FA,拉緊端應加張力為FB,則: 在FA,F(xiàn)B作用下,刮板鏈的彈性伸長量為:2BAllFFLq gw122jAALLlFFBFFBEAEA(2-40)(2-41) 緊鏈時的彈性伸長應與式(2-38)所求伸長量相等,即: 聯(lián)立式(2-40)與(2-42)得: 聯(lián)立式(2-44)與(2-40)得:02yT L

48、lEAjyll 02BAFTF(2-42)(2-43)0AllFTLq gw0BllFTLq gw(2-44)(2-45)122jAALLlFFBFFBEAEA2BAllFFLq gwAFBF 設緊鏈時使鏈條比預加彈性伸長多l(xiāng)je,lje應按所用鏈環(huán)(或接鏈器)的結構確定。將全長為2L的刮板鏈拉伸lje長度所需的張力Tje為: 由此可得緊鏈操作時,在拉緊一端應給刮板鏈施加的緊鏈力為:ieBjejeBTFTTlFT02jejeEATlL02lljeEATTLq gwlL最終緊鏈力jiejyl 由以上分析知,刮板鏈預緊力和緊接力的大小,與輸送機的運輸量和鋪設長度有關。但如輸送機多數(shù)時間不以滿負荷運

49、轉,就不能按滿負荷計算。否則鏈子處在過緊狀態(tài)下運行會增加磨損和阻力。一般按額定負荷的6070計算預緊力和緊鏈力。02lljeEATTLq gwlL五、刮板鏈的安全系數(shù) 安全系數(shù)是鏈條拉力與最大張力之比。動張力按最大靜張力的20考慮,則刮板鏈的安全系數(shù)為:單鏈: 雙鏈: 式中:n為鏈條的安全系數(shù);Fd為一條鏈條的破斷拉力,N,F(xiàn)max為刮板鏈的最大靜張力,N;為雙鏈負荷不均勻系數(shù)。5 . 32 . 1maxFFnd5 . 32 . 12maxFFnd(2-47)(2-48)第五節(jié)第五節(jié) 使用與發(fā)展使用與發(fā)展(自學)自學) 一、安裝與維護 二、滿載啟動 三、側卸式刮板輸送機 四、平面轉彎式刮板輸送機 五、超重型刮板輸送機 六、發(fā)展中要解決的主要技術問題

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