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第章刮板输送机资料ppt

来源:未知 作者:hello 人气: 发布时间:2017-07-07
摘要:运输提升设备在矿山的应用 绪 论 第一节 矿井运输的地位与作用 随着国民经济和人民生活水平的迅速提高,国家能源需求将快速增长。煤炭是我国主要能源。 2002年我国煤炭产量13.93亿吨,2004年我国煤炭产量为19.56亿吨,预计2005年中国煤炭产量应超过21亿吨。

  运输提升设备在矿山的应用 绪 论 第一节 矿井运输的地位与作用 随着国民经济和人民生活水平的迅速提高,国家能源需求将快速增长。煤炭是我国主要能源。 2002年我国煤炭产量13.93亿吨,2004年我国煤炭产量为19.56亿吨,预计2005年中国煤炭产量应超过21亿吨。 煤炭产量和消费量分别占国内一次能源生产和消费量的71%和67%。因此,我国煤炭工业的发展对国民经济建设的可持续发展具有举足轻重的作用。 绪 论 煤炭生产过程包括采、装、运输、支护四大环节,矿井运输是煤矿生产过程中非常重要和不可缺少的环节。矿井运输是矿山生产的动脉。 在矿井运输中,对煤炭的矿物运输工作称为主要运输,而服务于煤矿生产的其他运输工作称为辅助运输,辅助运输包括矸石、材料、设备和人员的运输。 随着我国煤矿高产集约化开采技术的发展,辅助运输的地位也越显重要,一个大型矿井的矸石运量,每年有数十万吨之多;十几吨重的采掘设备,要求整体运到工作面,需要在多变的采区巷道中转运;材料设备的品种规格多,运输地点分散;上下班要求短时间把人员送到各指定点,这一切都离不开辅助运输,高效、安全、可靠的辅助运输技术与装备的应用,已成为矿井生产现代化的一个重要标志。 比较 第二节 矿井运输的任务、特点和系统布置 一、矿井运输的任务 矿井运输的任务很多,概括起来大致有下列工作: 1.把工作面采下的煤经由井下巷道及井筒运输提至地面指定 地点,如煤矿选煤厂和铁路装车煤仓; 2.把掘进工作面掘下的矸石经由井下巷道及井筒运输提升至 地面矸石山; 3.承担往返运送人员和矿井生产用的设备、材料。 第三节 井下运输设备的类型及特点 一、按运输设备的运行方式分类 1.连续运行式运输设备 连续运行式运输设备有多中形式,如刮板输送机、带式输送机、螺旋输送机、振动输送机、斗式提升机等等。 2.返运行式运输设备 往返运行式运输设备主要指轨道车辆和无轨车辆,也称为车辆运行。其中轨道车辆是无动力装置的矿车,需要外加牵引设备才能运行。 二、按运输设备的牵引原理分类 主要有链啮合牵引、绕性体摩擦牵引、车轮粘着牵引和钢丝绳缠绕牵引四种类型。 链啮合牵引运输设备使用的牵引构件为链条。煤矿应用的主要是刮板输送机。 绕性体摩擦牵引运输设备使用的牵引构件有输送带和钢丝绳。煤矿应用的有带式输送机和无极绳绞车。 车轮粘着牵引运输设备使用的牵引构件为车轮与轨道,利用车轮与轨道间的粘着力进行牵引运输,在煤矿运输机械中主要是机车车辆运输和无轨车辆运输。 钢丝绳缠绕牵引的运输设备主要是指各种有极绳牵引绞车。 第一章 刮板输送机 本章讲述刮板输送机的基本组成及对各组成部分的功能和要求。认识现有的各种型号刮板输送机,了解刮板输送机与采煤机和液压支架的配套要求。 第一章 刮板输送机 本章的重点是掌握刮板运输机的选型计算方法(运输能力的计算;阻力系数的概念及运行阻力的计算,牵引机构张力的逐点计算法、预紧力和紧握力,其中预紧力和紧链力是较难理解的)、刮板输送机与采煤机、液压支架以及转载机的配套要求,了解刮板运输机的使用与维护及其技术发展 刮板输送机是一种挠性牵引机构的连续输送机械; 主要用于采煤工作面和采区巷道等恶劣条件下的煤炭运输。 作为采区巷道用的刮板输送机是由刮板链、溜槽、机头部、机尾部等基本部件组成, 当刮板输送机用于机械化采煤工作面与滚筒采煤机和输送机推移装置配套使用时,其结构组成除有以上基本部件外,根据设备配套要求和工作需要,还有铲煤板、挡煤板、机头支撑推移装置等一些其他部件。 第一节 概 述 工作面用刮板输送机的类型有两种分类方法: (1)按刮板链的形式分有三种: 中单链型; 边双链型; 中双链型。 (2)按功率大小分为轻、中、重型。 轻型:额定功率小于40kW; 中型:额定功率大于40 kW,小于等于90 kW; 重型:额定功率大于90 kW。 第二节 主要部件的结构和技术要求 一 机头架 二 链轮 二 链轮 二 链轮 三 减速器 三 减速器 三 减速器 四 盲轴 五 联轴器 液力偶合器 电动机 机尾部 三、中部槽及附属部件 三、中部槽及附属部件 三、中部槽及附属部件 三、中部槽及附属部件 三、中部槽及附属部件 三、中部槽及附属部件 四、刮板链 四、刮板链 四、刮板链 四、刮板链 四、刮板链 五、紧链装置 五、紧链装置 五、紧链装置 五、紧链装置 五、紧链装置 五、紧链装置 紧链装置的液压系统及机械传动系统如图2-28所示。 工作原理:紧链时,将手把扳到J位,惰轮将主减速器一轴上的紧链齿轮与紧链减速器上齿轮啮合。手动换向阀扳到紧链位置,压力液经梭阀进入液控锁,克服弹簧压力,使插爪从齿槽中脱出,供压力液,带动机头链轮反转紧链,紧接力的大小用溢流阀调节。将手动换向阀扳到中间位置,马达停止,液控锁卸压。刮板链保持张紧状态。带动刮板锚运转,紧链挂钩松开后,停止马达运转,卸除紧链挂钩,将手把扳到K位,惰轮脱开紧链齿轮,关断截止阀完成紧链操作。 五、紧链装置 六、推移装置 六、推移装置 六、推移装置 六、推移装置 七、锚固装置 第三节 链啮合传动原理 一、链传动运动学 链啮合传动,是驱动链轮通过轮齿与链节的啮合,将链轮旋转的转矩变成直线牵引力传给牵引链。 链条由许多刚性链节组成,绕经链轮时呈多边形围绕,链条间歇地随相遇点轮齿运动。当链轮作等速圆周运动时,链条是变速直线运动,并以链轮旋转一个链节所对应的中心角为周期。这种运动特性,可由下述分析看出。 把链条当作刚体,设链轮节圆的半径为R,链轮旋转的角速度为ω, 如图2-32 a 所示, 为相遇点轮齿的圆周速度 v0 与水平线的夹角,v为链条水平运动的瞬时速度。可以看出: ?角的大小等于相遇点轮齿的半径与链轮纵轴线的夹角,这个夹角随链轮的旋转而变化,从相遇点刚开始啮合时的?0/2逐渐减小到0,在逐渐增大到?0/2。 据此,式(2-1)中? 的变化范围为: 式中: ? 0为一个链节所对应的链轮圆心角。 由此可知,即使链轮的角速度不变,链条的瞬时速度也是变化的。其速度特性如式 2-l 所示,速度变化的周期为链轮旋转一个? 0角。链条速度变化曲线 b 所示,链速的变化范围为: 由于链速的变化,链条运动中就有加速度,链条运动的加速度为: 链条运动的加速度也随? 0角变化,其变化范围为: 加速度变化曲线 b 所示。可以看出,链条在相遇点啮合开始时的加速度最大,随链轮旋转,加速度逐渐减小到0,然后达到最大负值;到另一个轮齿啮合时,链条运行的加速度由最大负值突变成最大正值。加速度变化周期也是链轮旋转一个?0角所需的时间。最大加速度的绝对值为: 由链轮的几何关系得: 将式 2-4 代人式 2-3 得 式中:amax为链条最大加速度;?为链轮旋转的角速度;l为链节距;R为链轮分度圆半径。 可以看出,其他条件相同时,链节距愈大,链条运行的最大加速度愈大。 二、牵引链的动负荷 链条是作变加速运动的,有加速度就有惯性力,因此,链条在运行中不仅受静负荷,还受有动负荷,并且是周期性动负荷。若加速度为正,惯性力的方向与运行方向相反,则动负荷使链条的张力增加;若加速度为负,惯性力的方向与运行方向相同,则动负荷使链条的张力减小。 由图2-32 b 可以看出,在后一个轮齿开始啮合的瞬间,链条的加速度从-amax增加到+amax,在这一瞬间的加速度为2amax如果参与这一加速运动的物体质量为M,则链条所受的动负荷为2Mamax。 由于这一负荷是瞬间施加的,按力学原理,突加载荷在链条中产生的应力大一倍,这样,链条所受的动负荷应按4Mamax计。考虑到在这个变化瞬间,后一个轮齿啮合之前的加速度为-amax其惯性力与链条运动方向相同,因此,链条实际所受的最大动负荷按下式计算: 第四节 刮板输送机的计算 刮板输送机的计算通常是为了设计新机器,或为一定使用条件验算现有设备是否适用。两者计算内容都相同,区别在于前者按通用条件计算,后者按具体使用条件计算。 刮板输送机计算的内容包括:运输能力、运行阻力、刮板链张力、电动机功率、预紧力和紧链力、链子的安全系数等。 一、运输能力 按连续运行的公式,其运输能力为: 由于刮板链占据一定空间,实际面积比 F 小一些,计算时要乘以小于1的装满系数? ,故运输能力按下式计算: 上面分析的是刮板输送机自身具有的运输能力的计算方法。为使工作面选择刮板输送时,所选设备的运输能力不能小于工作地点所需要的运输能力Qc ,即:Q Qc。 Qc的计算分两种情况: 1 非机械化作业的采煤工作面所需要的运输能力用下式计算: 式中:k为运输不均匀系数;Qp 为工作面平均每小时生产率。 2 采煤机或刨煤机作业的工作面所需要的运输能力用下式计算: 式中:Q0为采煤机工作面平均每小时生产率; v为刮板输送机的链速;v0为采煤机或刨煤机的牵引速度。 由上述条件可得中部槽应具有的装载面积为: 根据式 2-10 算得的A值,结合所采用的链型,从标准中选定适用的中部槽。 为一定使用条件验算现有的刮板输送机是否适用时,如果需要的运输能力小于该机的技术特征值,就不必验算;若比技术特征值大,就应以所选输送机中部槽的几何尺寸按图2-33结合所选物料性质计算其最大装载断面积,然后用式 2-7 选择适当的装满系数,计算该刮板输送机在具体条件下的运输能力。如不能满足需要,可用提高链速的方法解决,即更换减速器中的一对齿轮。 二、运行阻力 刮板输送机的运行阻力按直线段和曲线所示为沿倾斜面运行的刮板输送机的重段直线段。运行时除了要克服煤和刮板链的运行阻力外,还需克服煤和刮板链的重力。通常将它们一起计为总运行阻力。 从图2-34可以看出,作为牵引机构的刮板链,在重段直线段运行的总阻力为: 刮板链在空段直线段的运行总阻力为: 式中:Fzh为重段直线段的总阻力,N;Fk为空段直线段的总阻力,N;q为中部槽单位长度上的装煤量; ql为刮板链单位长度的质量;L为刮板输送机的长度;ω为煤在槽内运行的阻力系数;ωl为刮板链在槽内运行的阻力系数;β为倾斜角度。 阻力系数的数值与煤的性质、刮板链形式、中部槽形式、安装条件等许多因素有关。 当机身在中部槽平面有弯曲段时,如图2-35所示。在弯曲段,刮板链沿槽帮滑行,相当于牵引链绕固定的圆弧导向体。这种情况下应计入弯曲段的附加阻力。弯曲段的中心角可由几何关系求出。 如图2-35所示,图 a 所示为在工作面内弯曲段的相关尺寸;图 b 所示为刮板链的运行系统,图 c 所示为弯曲段中线的几何关系。 由图 d 得: 由图 c 中的△COD得: 由△ABE得: 空段和重段两个弯曲段的附加阻力为: 三、牵引力及电动机功率 一 牵引力 刮板输送机稳定运行所需要的牵引力,等于它运行时所需克服的全部阻力之和,其计算方法有两种,一为简易计算法,一为逐点计算法。估算时用简易计算法即可,需要精确计算时用逐点计算法。 1.简易计算法 当机身中没有弯曲段时: 式中:k1为刮板链绕经链轮的阻力附加系数,一般取1.1。 当机身中有弯曲段时如图2-35 a 所示,则: 式中:k2为弯曲段运行阻力附加系数,一般取1.1 逐点计算法是计算挠性牵引机构在运转中各点 张力的方法。 它的基本出发点是:沿着牵引机构的运行方向, 某一点上的张力Fi , 等于它前面一点的张力Fi-1 与这两点间的运行阻力Fi~i-1之和。用公式表示 为: F2-3为刮板链绕经机尾链轮的阻力,通常用下式计算: 最小张力点的位置,按图中的条件,当倾角β不大,Fzh 0时,可以看出: F4 F3 F2 F1 在这种情况下,1点的张力最小。 当倾角β较大,Fzh 0时,F4 F3,F4和F1哪个小,需由 Fzh+Fk 的条件确定。 若 Fzh+Fk 0,则表明整台机器的运行阻力为正值,需要外加动力给驱动装置,由驱动轮传递牵引力给牵引构件。在这种条件下,F4 F1,1点的张力最小; 若 Fzh+Fk 0,则表明整台机器的运行阻力为负值,靠承载物料的重力,推动牵引构件克服阻力运行。在这种条件下,F4 F1,4点的张力最小。 考虑到一般双机驱动时,两端使用的电动机功率和特性都相同,为简化分析可认为两端各承受总牵引力的一半,即: 由式 2-27 及 2-28 可知: 由式 2-25 、(2-26)、 2-29 可得: 由式(2-30)可判断出最小张力点的位置: 当 Fzh-Fk 0时,F1 F3,说明沿倾斜面向下运煤倾角不大时,3点的张力最小; 当 Fzh-Fk 0时,F1 F3,说明沿倾斜面向下运煤倾角较大时,l点的张力最小。 找出最小张力点后,一般取该点的张力为0,然后用逐点计算法求出刮板链各点的张力。 式中:kr为刮板链绕经驱动链轮的阻力系数, kr 0.03~0.045; Fy为刮板与驱动链轮相遇点的张力,N; Fl为刮板链与驱动链轮分离点的张力,N。 式中:v为刮板链运行速度,m/s;η为减速器的机械效率。 考虑到采区的电压降,双机头驱动两电机负荷不均匀及难以准确计算的额外阻力,实际配备的电动机的功率,应在计算值上增加15%~20%的备用量 。 刮板链工作时因受力而产生很大的弹性伸长,会在驱动链轮分离点处松弛,甚至形成堆积导致发生事故。为防止这种状态的出现,安装时给刮板链施加一定的张紧力,使之有预加的弹性伸长,如果这个伸长量与额定负荷下所能产生的伸长量相等,就会避免松弛。这种张紧力也称预紧力。在额定负荷下运转,刮板链弹性伸长量的计算方法如下。 根据虎克定律,弹性变形量为: 式中:△l为刮板链的弹性伸长量,m;F为刮板链所受的张力,N;Lq为刮板链的全长,m;E为刮板链的弹性模量,N/cm2; A为刮板链的横断面积,cm2 输送机运转中,刮板链在各点的张力是变化的,因而总弹性伸长应按下式计算: 上式的积分值在张力图中是刮板张力线所包围的面积。由于直线所示,故此积分值就是线下所包围的梯形面积值。所以重段刮板链的弹性伸长量为: 空段刮板链的弹性伸长为: 故刮板链总弹性伸长量为: 同理可得,在预紧力T0作用下,刮板链总弹性伸长量为: 令上两式左边相等,可得到计算预紧力的公式: 实际紧链力应比此值要大些,因为一是除达到所要求的预紧力之外,还要克服链条在槽内移动的阻力;二是应比预加弹性伸长量稍大些,才能接上接链环。故实际的紧链力应按以下方法计算。 如设固定端张力为FA,拉紧端应加张力为FB,则: 式中:FA为固定端张力,N;FB为拉紧端张力,N; ql为刮板链单位长度质量,kg/m;g为重力加速度,m/s2;?l为刮板链在槽内运行的阻力系数。 在FA,FB的作用下,刮板链的弹性伸长量为: 设紧链时使链条比预加弹性伸长多?lje,?lje应按所用链环 或接链器 的结构确定。将全长为2L的刮板链拉伸?lje长度所需的张力Tje为: 由此可得紧链操作时,在拉紧一端应给刮板链施加的紧链力为: 安全系数是链条拉力与最大张力之比。动张力按最大静张力的20%考虑,则刮板链的安全系数为: 单链: 双链: 式中:n为链条的安全系数; Fd为一条链条的破断拉力,N, Fmax为刮板链的最大静张力,N;λ为双链负荷不均匀系数。 第五节 使用与发展 自学) 一、安装与维护 二、满载启动 三、侧卸式刮板输送机 四、平面转弯式刮板输送机 五、超重型刮板输送机 六、发展中要解决的主要技术问题 第六节 平巷用转载机 平巷转载机安装在采煤工作面下平巷中,是将工作面输送机运出的煤转载到带式输送机上的中间转载设备。 平巷转载机实际是一种结构特殊的短刮板输送机,其传动系统和驱动装置与刮板输送机相同,主要不同点是,平巷转载机的机身有一段悬桥结构.使它能与带式输送机有一段搭接长度 如图2-4l所示 ,当工作面刮板输送机向煤壁推移后,用专门的推移设备将转载机整体沿平巷方向移动相应的距离。 这种转载机与可伸缩带式输送机配套使用,当转载机前移搭接到极限位置时,将可伸缩带式输送机的机尾向前移到转载机的机头位置,转载机又可逐渐前移,如此配合使用能加快工作面的采煤进度。 平巷转载机的形式:分为中单链、中双链和边双链三种。 平巷转载机的中部槽、刮板链和机头驱动装置与相同规格的工作面刮板输送机的相同,可互换使用。 (2-12) 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 图2-35 机身弯曲段及其几何关系 第一章 刮板输送机 (2-13) (2-15) (2-14) (2-16) 第一章 刮板输送机 (2-18) (2-19) (2-20) (2-17) 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 (2-21) (2-22) 第一章 刮板输送机 即:牵引机构上任意两点的张力差等于该两点间的运行阻力。 2.逐点计算法 第一章 刮板输送机 用逐点计算法求算刮板输送机的运行阻力时,一般先从最小张力点开始计算刮板链各点的张力,为此,需要先判断出牵引机构上最小张力点的位置。 在不考虑物料和牵引机构重力分力产生的阻力时,物料和牵引机构在各运行区段的运行阻力均应大于零,牵引机构的张力,从驱动轮分离点开始,应逐点增加,因此最小张力的位置一般在驱动轮分离点处。下面说明其计算方法。 2.逐点计算法 第一章 刮板输送机 (2-23) 2.逐点计算法 1 单机驱动,如图所示 从最小张力点开始,沿运行方向将直线和曲线段的变换点逐点编号,按逐点计算法的规则可写出下列各式。 第一章 刮板输送机 单机驱动 (2-24) 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 (2-25) (2-26) 2 双机驱动 如图2-36所示, 按逐点 计算法得 因上端有驱动装置,故F2 F3 ,因下端有驱动装置, 故F4 F1 ,此时无法判断F1与F3哪个小。 第一章 刮板输送机 (2-27) (2-28) (2-29) (2-30) 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 (2-31) 3 牵引力计算 第一章 刮板输送机 二 电动机功率 第一章 刮板输送机 2-32 四、刮板链的预紧力和紧链力 第一章 刮板输送机 (2-33) (2-34) 第一章 刮板输送机 (2-35) (2-36) 第一章 刮板输送机 图2-37 刮板链的张力变化图 第一章 刮板输送机 (2-38) (2-39) (2-37) 第一章 刮板输送机 (2-40) (2-41) 第一章 刮板输送机 (2-42) (2-43) (2-44) 联立式(2-40)与(2-42)得: 联立式(2-43)与(2-40)得 第一章 刮板输送机 紧链时的弹性伸长应与式 2-38 所求伸长量相等,即: (2-45) (2-46) 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 由以上分析知,刮板链预紧力和紧接力的大小,与输送机的运输量和铺设长度有关。但如输送机多数时间不以满负荷运转,就不能按满负荷计算。否则链子处在过紧状态下运行会增加磨损和阻力。一般按额定负荷的60%~70%计算预紧力和紧链力。 (2-47) (2-48) 五、刮板链的安全系数 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 刮板链安装时,要给予一定的预紧力,使它运行时在张力最小点不发生链条松驰或堆积。给刮板链施加张紧力的装置叫紧链装置。 早期的轻型刮板输送机,用改变机尾轴位置的办法人力紧链。现在都采用定轴距紧链。目前应用的方式有三种,一种是将刮板链一端固定在机头架上,另一端绕经机头链轮,用机头部的电动机使链轮反转,将链条拉紧,如图1-22所示。电动机停止反转时。立即用一种制动装置将链轮闸住,防止链条回松。另一种方式与前种基本相同,只是不用电动机反转紧链,而用专设的紧链。第三种是采用专用的液压缸紧链。 第一章 刮板输送机 第一种紧链方式使用的紧链器有三种:棘轮紧链器、摩擦轮紧链器、闸盘紧链器。 棘轮紧链器装在Ⅰ型和Ⅱ型的减速器二轴的伸出端,棘轮固装在二轴端,手把在运行位置时,弹簧顶杆使插爪脱离棘轮,棘轮任意转动,紧链时将紧链器把手搬到“紧链位置”,插爪被弹簧顶入辣轮的齿根,然后反向继续开动电机,使机头链轮反转,因棘轮插爪的限制,电机停转时链条不能回松。当链条被拉紧到有足够拉力时,停止电动机,从链条自由端拆除多余的链段,将刮板链接在一起后.点动电机使链轮反转的同时,将手把复位到“运行位置”,使插爪脱开棘轮。拆除紧链挂钩、即可正常运行。 第一章 刮板输送机 棘轮紧链器结构简单、操作方便,适用于轻型刮板输送机。因为用于功率较大的刮板输送机时,紧链后棘轮与插爪之间的压力很大,搬开手把时不甚安全。 摩擦轮紧链器如图1-24,装在Ⅰ和Ⅱ型减速器二轴的伸出端,制动轮固定装在二轴端,闸带环绕在制动轮外缘。制动时使用把手经凸轮和拉杆将闸带拉紧.在制动轮缘上产生摩擦制动力。紧链操作与棘轮紧链器不同的是,紧链时需由两人配合操作。一人开动电动机,一人操作凸轮手把。断电时,立即搬动凸轮,用闸带将制动轮闸住。紧链结束时,仅由一人搬转凸轮,松开闸带即可。摩擦轮紧链器比棘轮紧链器操作安全,它在减速器的安装位置与棘轮紧链器相同。 第一章 刮板输送机 闸盘紧链器由闸盘和制动装置组成,如图1-25。闸盘装在III型减速器的一轴上。制动装置安在联接筒上,夹钳式制动装置如图1-26所示 图1-25 闸盘紧链器 l-减速器输入轴;2-制动装置;3-闸盘; 4-液力偶合器;5-联接筒,5-弹性联轴器 第一章 刮板输送机 紧链时反转开动电机,链轮反转刮板链逐渐被拉紧,到电机堵转为止,立即搬动手轮,用夹钳将闸盘闸信,同时切断电机电源。由于夹钳对闸盘的制动力与刮板链的张紧力有一定的比例关系,链条的张紧力显示在张力指示器上,慢慢反转手轮松开夹钳,放松被拉紧的刮板链,到指示器显示出刮板链所需要的张紧力为止,立刻将闸盘闸死。拆去多余的链段,接好链子后,反转手轮松开夹钳。手轮是利用螺旋副和杠杆夹紧或松开夹钳。张力指示器依靠螺旋副一端的液压缸,通过液压作用显示出闸盘制动力或链条张紧力。 图1-26夹钳式制动装置 l-销轴,2-连接座;3-调节螺钉,4-螺母,5-油缸体;6-三通; 7-空心螺钉;8-指针机构;9-柱塞,10-张力指示器:11-轴套;12-丝杠; 13-手轮;14-夹板,15-闸块:16-右夹钳;17-左夹钳;18-闸盘 第一章 刮板输送机 第二种紧链方式使用的,安在联接筒上,减速箱一轴上装紧链齿轮,如图1-27。 图1-27紧链装置 1-;2-齿轮箱;3-液控机械闭锁装置;4-惰轮;5-联接阀 6-减速器输入轴;7-紧链齿轮 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 图2-28 紧链装置的液压及机械传动系统图 1-主减速器,2-紧链齿轮; 3-惰轮;4-紧链减速器; 5-齿轮插爪;6-液控锁; 7-弹簧;8-; 9-压力表;10-液控单向阀; 11-梭阀;12-安全阀; 13-手动换向阀;14-截止阀; 15-溢流阀;16-操作手把; 17-电气闭锁装置;18-紧链挂钩 第一章 刮板输送机 第三种紧链方式是使用单独的液压缸紧链器。 这种紧链器是一个带增压缸的液压千斤顶装置,由泵站供给压力液,紧链时需要将它的抬到紧链位置使用。 上述各种紧链装置中: 棘轮紧链器和摩擦紧链器结构简单,使用方便。但它不能显示出链子张力的大小。 其余三种都能显示和准确控制链子的张力。 紧链装置的操作简单,安全性高。 液压缸紧链器使用虽不方便,但它可以移到任何部位使用。 第一章 刮板输送机 推移装置是在采煤工作面内将刮板输送机向煤壁推移的机械。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。 单体液压控溜器如图1-29。它实为一个液压千斤顶。为便于在采煤工作面使用,采用内回液结构,即经活塞杆的心部回液,没有外露的回液管。使用时.将推溜器的活塞杆用插销连接年中部槽挡煤板上再将其底座用支柱撑在顶板上。搬动操纵阀,向活塞一侧注入压力液,活塞杆就将中部槽推向煤壁;向活塞的另一侧注压力液,缸体和支座向前收回。 第一章 刮板输送机 单体液压推溜器在采煤工作面的布置如图1-30所示。间隔一定距离装设一个推溜器;压力液由设顺槽内的泵站,经高低压管路循环。如采用外注式的液压推溜器,用注液枪注液,不需在推溜器上连接固定管路。液压推溜器使用的液体为含35%乳化油的中性水溶液。 第一章 刮板输送机 单体液压推溜器在采煤工作面的布置如图1-30所示。间隔一定距离装设一个推溜器;压力液由设顺槽内的泵站,经高低压管路循环。如采用外注式的液压推溜器,用注液枪注液,不需在推溜器上连接固定管路。液压推溜器使用的液体为含35%乳化油的中性水溶液。 第一章 刮板输送机 单体液压推溜器在采煤工作面的布置如图1-30所示。间隔一定距离装设一个推溜器;压力液由设顺槽内的泵站,经高低压管路循环。如采用外注式的液压推溜器,用注液枪注液,不需在推溜器上连接固定管路。液压推溜器使用的液体为含35%乳化油的中性水溶液。 推溜器 第一章 刮板输送机 锚固装置是刮板输送机在倾角较大的工作面工作有下滑可能时,用以固定、防滑之用。它由单体液压支架和锚固架组成,锚固架与机头架、机尾架连接。使用液压支架的泵站。 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 (2-1) 第一章 刮板输送机 图2-32(a) 链传动的速度分析 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 (2-2) 第一章 刮板输送机 2-3 第一章 刮板输送机 图2-32 b 链传动的速度分析 第一章 刮板输送机 2-4 2-5 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 (2-6) 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 式中:运行物料断面积A与中部槽的规格及其承载能力有关。 中部槽的装载情况如图2-33所示,运行物料断面的上界限呈曲线形,形状与物料的性质、块度情况有关,需经实测确定,通常按等腰三角形计算,其底角? 取物料的堆积角,一般取20o~30o,按物料性质、块度情况选定,A按中部槽的尺寸由几何关系求得。 第一章 刮板输送机 图2-33中部槽档物料断面 ( 2-7) 第一章 刮板输送机 (2-8) 第一章 刮板输送机 (2-9) (2-10) 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 (2-11) 第一章 刮板输送机 图2-34 重段直线段的运行阻力 第一章 刮板输送机 刮板输送机的结构组成图,刮板链是运输机的牵引构件,溜槽是运煤承载装置和刮板链的运行通道,其上部为承载槽、下部 第一章 刮板输送机 为回链槽。工作时,溜槽沿运输线路全线铺设,刮板链绕经机头、机尾的链轮接成封闭形置于溜槽中,当驱动链轮旋转时,带动刮板链连续循环运行,从任何位置装入承载槽的物料,在刮板链的推、拉作用下,在溜槽内滑动运行到输送机卸载端被卸下。 使用条件和要求 ―般的刮板输送机能在坡度25°以下的条件下使用。 刮扳输送机在使用中,要受拉、压、弯曲、冲击、摩擦和腐蚀等多种作用,因此,必须有足够的强度、刚度、耐磨和耐腐蚀性。 由于它的运输方式是物料和刮板链都在槽内滑行,运行阻力和磨损都很大。但是,在采煤工作面运煤,目前还没有更好的机械可代替它。只能从结构上、强度上和制造工艺上不断研究,使它更加完善、耐用。 第一章 刮板输送机 历史和发展 用刮板输送机运送散碎物料,是在20世纪初出现于工业发达的英国。 早期的刮板输送机,结构简单轻便,仅用作运煤,人工装煤,运输能力低,每小时最多只有几十吨;输送机长度也只有几十米;功率小,牵引链的强度也不高。 经过多年的改进与发展,目前综采工作面用的刮板输送机,与滚筒采煤机和液压支架配套,实现了落煤、装煤、运煤和推移的综合机械化。工作面用刮板输送机除了运煤之外,还有四种功能:给采煤机作运行轨道;为拉移液压支架作依托固定点;清理工作面的浮煤;悬挂电缆、水管、乳化液管等。 第一章 刮板输送机 图1-1 SGWD-250型工作面用刮板输送机 1-机头,2-机头支撑推移装置;3-机头过渡槽;4-刮板链; 5-铲煤板,6-中部槽;7-调节槽;8-机尾过渡槽;9-机尾 第一章 刮板输送机 图1-2 综采工作面配套机械 l-滚筒采煤机;2-刮扳输送机,3-液压支架 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 SG B 630 150 刮板输送机已经标准化、系列化和通用化,其系列型谱规定的刮板输送机产品型号编制方法如下。 例如:中部槽槽宽为630 mm,配用电动机功率为2×75kW,边双链型工作面用刮板输送机的型号表示为SGB-630/150。 配用电动机总功率 中部槽槽宽 型式代号:D-中单链型;B-边双链型;Z-中双链型 输送机代号:S-输送机;G-刮板式 第一章 刮板输送机 刮板输送机由机头部、机尾部、中部槽及其附属部件、刮板链、紧链装置、推移装置和锚固装置组成。下面分述其结构和技术要求。 一、机头部 机头部由机头架、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。图1-3是一种轻型中单链式刮板输送机的机头部。 第一章 刮板输送机 一 机头架 机头架是机头部的骨架,应有足够的强度和刚度,一般由厚钢板焊接制成。机头架的设计应有利于采煤机自开缺口和驱动装置等部件的井下拆装,各型机头部的共同点如下: 1.两侧对称,两侧壁上都能安装减速器,以适应左、右采煤工作面的需要; 2.链轮 图1-4 由减速器伸出轴和盲轴支承连接,以便于在井下拆装; 3.拨链器和护轴板固定在机头架的前横梁上,用于防止刮板链在与链轮的分离点处,被轮齿带动卷入链轮。护轴板是易损部位,用可拆换的活板,既便于链轮和拉链器的拆装,又可更换; 4.机头架的易磨损部位采取耐磨措施,例如加焊高锰钢堆焊层或局部采用耐磨材料的可更换零件。 第一章 刮板输送机 图1-3 轻型中单链 刮板输送机的机头部 l-垫块; 2-减速器; 3-盲轴; 4-链轮; 5-拨链器; 6-护轴板; 7-垫块; 8-紧链装置; 9-联轴器; 10-连接筒; 11-电动机; 12-机头架 第一章 刮板输送机 图1-4 边双链用的链轮连接组件 1-链轮;2-剖分式滚筒;3-定位销;4、5、6-螺栓、螺母、垫圈 链轮是一个组件,由链轮和连接筒组成。链轮是传力部件,也是易损件,运转中除受静载荷外,还受有脉动和冲击载荷。 图1-4为边双链用的链轮连接筒用组件,采用剖分式连接筒,连接筒两端有环槽与链轮的环槽相接,内孔用平键分别与减速器伸出轴及盲轴连接,部分用螺栓固接。链轮用花键与减速器的伸出轴和盲轴连接。安装时必须保证两个链轮的轮齿在相同的相位角上。 第一章 刮板输送机 图1-5中双链用焊接链轮组件 1-滚筒;2-链轮 上面这种结构的优点是链轮磨损后可以只更换链轮。但是,连接筒螺栓锈死时,很难拆卸。图1-5为整体的连接筒与链轮焊接成一体。连接筒两端的内花键,分别与减速器输出轴和盲轴连接,这种结构拆装维修方便。 第一章 刮板输送机 中双链用焊接链轮组件 第一章 刮板输送机 我国目前生产的刮板输送机减速器,多为平行布置式、传动的圆锥圆柱齿轮减速器。其适用条件为:齿轮圆周速度不大于18m/s;安装角度为1~25°;高速轴的转速不大于1500r/min;减速器工作的环境温度为-20~+35?C;适用于正反两向运转。 为适用不同的需要,传动的圆锥圆柱齿轮减速器有三种装配形式。 I型减速器的第二轴端装紧链装置,第四轴 或第一轴 装断销过载保护装置,这种形式用于30 kW以下的减速器; II型减速器的第二轴端装紧链装置,利用液力偶合器实现过载保护,单机功率为40-75kW的减速器多采用这种形式; III型减速器的第一轴装紧链装置,利用液力偶合器实现过载保护,单机功率90kW以上的减速器采用这种形式。采用双速电动机时,不能用液力偶合器,因液力偶合器不能在低速下工作。用双速电机驱动,应采用适当的机械或电气过载保护装置。 第一章 刮板输送机 图1-7的减速器,第一对齿轮为圆弧锥齿轮,第二对为斜齿圆柱齿轮,第三对为直齿圆柱齿轮。箱体用球墨铸铁制造,以保证强度。为使在倾斜状态下,第一轴上球轴承也能得到良好的润滑,用挡环和油封隔成一个独立的油室,使润滑油不会流入箱体油室内。为使在大倾角下锥齿轮也能得到润滑,在箱体的相应部位设隔离油室。 第一章 刮板输送机 为防止工作时油过热,箱底部装有冷却水管。 如果工作面用刮板输送机的机头部装在顺槽的位置,可采用圆柱齿轮减速器。 行星齿轮减速器的体积、质量小,效率高,大功率的减速器采用它有利。 第一章 刮板输送机 盲轴是装在机头架的不装减速器一侧、支承链轮的一个组件。图1-8是用于与图1-4相配的盲轴组件,其轴承座装在机头架例板的座孔内,用螺栓固定。 图1-8盲轴组件 1-花键轴0; 2-轴承座; 3-轴承; 4-盖板; 5-轴承托板; 6-轴套; 7-油封 第一章 刮板输送机 电动机与减速器的连接有弹性联轴器和液力偶合器两种。用液力偶合器有以下优点:使电动机轻载起动;有过载保护功能;减缓传动系统的冲击和振动;多电机驱动能使各电机的负荷较均匀;如果与电动机的特性匹配得当,能增大驱动装置的起动力矩。中、重型刮板输送机都采用液力偶合器。 第一章 刮板输送机 工作原理: 液力偶合器的工作液可用矿物油、水或难燃液。在矿并中采用矿物油作工作液,有引起火灾的危险。为防止油温过高,安全型液力偶合器的工作腔装在易熔塞 图中末标出 ,易熔塞上有通孔,用专门配制的易熔合金封死。当过载时间较长,油温超过限定时易溶合金被熔化,腔内油液喷出,泵轮与涡轮失掉液力连接,从而保护了电机不会长时间过载,链子不被拉断,也不致因油温过高而造成事故。 第一章 刮板输送机 刮板输送机的电动机,在不用液力偶合器时,为提高起动转矩,一般采用有双鼠笼转子的隔爆型电动机。采用液力偶合器时,对电动机的起动转矩无高要求,只要求电机的最大转矩要高。因为用液力偶合器时,电动机是轻载起动,如果液力偶合器的输入特性与电动机特性匹配得当,则对负载的起动转矩,可达到接近电动机的最大力矩。 第一章 刮板输送机 为解决刮板输送机重载起动的困难,德国和英国使用双速电动机。双速电动机是有两种额定转速的鼠笼式感应电动机,它的定子上装两套绕组,一套低转速高转短绕组,一套高转速绕组,其特性曲线所示。以低速绕组运转时,能给出3倍以上额定转矩的起动转矩。低速运行时的输出功率约为高速时的1/2,起动电流比用高速绕组的电流低很多,低压电向的电压降小。使用双速电机时,以低速绕组起动,达到一定转速时,换接高速绕组常态运转。 机尾部有驱动装置和无驱动装置的两种。 有驱动装置的机尾部,因尾部不需卸载高度,除了尾部架与机头架有所不同外.部件与机头部相同。如图1-1所示。 第一章 刮板输送机 机尾部有驱动装置和无驱动装置的两种。 有驱动装置的机尾部,因尾部不需卸载高度,除了尾部架与机头架有所不同外.部件与机头部相同。如图1-1所示。 无驱动装置的尾部,尾架上只有供刮板链改向用的尾部轴部件,图1-12是一种边双链型的。尾部轴上的链轮也可用滚筒代替 中部槽是刮板输送机的机身,由槽帮钢和中板焊接而成,如图1-13所示。上槽是装运物料的承载槽,下槽底部敞开供刮板链返程用。为减小刮板链返程的阻力,或在底板松软条件下使用时防止槽体下陷,在槽帮钢下加焊底板构成封底槽。使用封底槽安装下股刮板链和处理下股链事故较困难;可以间隔几节封底槽采用一节有可拆中板的封低槽的办法,以减少困难。 第一章 刮板输送机 用于机械采煤工作面的中部槽,除了运煤,还要承受采煤机骑在上面运行的负荷。垂直方向受采煤机的重压和滚筒切割煤层时的冲击。横向受液压支架推移时的推、拉侧向力和纵向力,使中板拱曲受弯,连接件受拉、压和弯曲。大块煤岩卡死在槽中时,中板受压。中部槽的恶劣工作条件,造成它的损坏形式除了磨损还有槽体变形和连接件损坏。因此,中部槽应有足够的强度、刚度和耐磨性。 中部槽的形式列入标准的有中单链型、边双链型、中双链型三种。 除了用于轻型刮板输送机的中单链型采用冷压槽帮钢外,都用热轧槽帮钢制成。 中部槽的断面形状有如图1-14所示的三种。 第一章 刮板输送机 中部槽除了标准长度以外,为适应采煤工作面长度变化的需要,设有500mm和1000mm长的调节槽。 机头过渡槽和尾部过渡槽,是与机头架与尾部架连接的特殊槽。它的一端与中部槽连接,另一端与机头架或尾部架连接。为了使从下槽脱出的刮板链在运行中回到槽内,可在尾部过渡槽的下翼缘装设上链器。图1-15是一种上链器的结构。 中部槽随煤和刮板链的剧烈摩擦,是使用量和消耗量最大的部件。 为提高中部槽的使用寿命、目前采用的方法有多种。如:将两端进行淬火处理,或加焊高锰钢铸造端头 如图1-13所示 ,中板两端链道处用等离子喷焊耐磨合金;易磨损处堆焊硬质合金;加大中板厚度;改进槽帮钢的断面以增加强度和刚度。 第一章 刮板输送机 制造中部槽的槽帮钢已有定型标准,规定的形式有D型、E型和M型三种,其断面形状如图1-16。 图1-16 槽帮钢的断面形状 D型为中单链刮扳输送机用热轧槽帮钢;E型为中单链和中双链用,边双链也可使用;M型为边双链用的热轧槽帮钢。E型与M型相比不仅中板宽度减小从而增大了刚度,还增强了中板与槽帮钢的焊缝强度,便于焊接,链子不磨焊缝。 第一章 刮板输送机 中部槽的槽帮钢中腰上的支座 见图1-13 ,供安装铲煤板、挡煤板和无链牵引齿条用。在综采工作面使用时,液压支架上的推移千斤顶,连接在挡煤板下部的长孔上,由于推移输送机特别是拉移液压支架的阻力很大,致使支座上的负荷特别大,如焊接不牢会拉坏支座。因此提高支座连接的可靠性是一个重要问题。 图1-17 中部槽及其附件的连接 1-电缆槽;2-挡煤板;3-无缝牵引齿条:4-导向装置;5-千斤顶联接孔; 6-定位架;7-中部槽;8-铲煤板;9-采煤机导轨 第一章 刮板输送机 中部槽的连接装置,是将单个中部槽连接成刮板输送机机身之用,它既要保证对中性,使两槽之间上下、左右的错口量不超过规定.又要允许相邻两槽在平、竖两个平面内能折曲一定的角度,使机身有良好的弯曲性能;还要求同一型号中部槽的安装、连接尺才相同,能通用互换。目前应用的有插销式、哑铃式、插入圆柱销式等。连接装置是中部槽的薄弱环节,还在不断改进。 铲煤板是为推移中部槽时用来清理工作面的浮煤,它固定在中部槽的支座上。安装后上缘应低于槽帮,下缘要超出槽底,宽度方向与采煤机滚筒应有一间隔,如图1-1。铲煤板的刃口应有足够的强度。 机采工作面用的挡煤饭,是一个有多种功能的组合件,防止煤向采空区洒落,为采煤机导向,放置电缆和水管,为千斤顶提供连接点等。挡煤板必须具有足够的强度和刚度,因为它的变形和损坏会影响采煤机的运行。中部槽在弯曲状态下,挡煤板之间不仅不能发生互相干涉,还应使采煤机能运行。顺槽中使用的挡煤板,仅为增加装载量和防止洒煤之用。 第一章 刮板输送机 刮板链由链条和刮板组成,是刮板输送机的牵引构件。刮板的作用是刮推槽内的物料。目前使用的有中单链、中双链和边双链三种。 链条在运行中不仅要承受很大的静负荷和动负荷.在受滑动摩擦条件下运行,还要受矿水的浸蚀。因此目前使用的圆环链,都是用优质合金钢焊接而成,并经热处理和预拉伸处理,使之具有强度高、韧性大、耐磨和耐腐蚀的特性。 图1-18 中单链式刮板链 1-接链器:2-开口销;3-刮扳,4-U型螺拴;5-自锁螺母;6-圆环链 第一章 刮板输送机 刮板链由链条和刮板组成,是刮板输送机的牵引构件。刮板的作用是刮推槽内的物料。目前使用的有中单链、中双链和边双链三种。如图1-18、图1-19、图1-20所示。 图1-19 中双链式刮板链 1-卡链横梁;2-刮板;3-螺栓;4-螺母;5-圆环链;6-接链环 第一章 刮板输送机 刮板的作用是刮推槽内的物料。目前使用的有中单链、中双链和边双链三种。如图1-18、图1-19、图1-20所示。 图1-20 边双链式刮板链 1-圆环链;2-连接环:3-刮板;4-螺拴;5-螺母,6-弹簧垫圈 第一章 刮板输送机 圆环链已标准化, 圆环链规格是以链环棒料直径和链节距的毫米尺寸表示,标准规格有七种:10×40, 14×50,18×64,22×86,30×108。圆环链按强度划分为B、C、D三个等级,各级的基本机械性能要求见表1-3。 刮扳的形状要能在运行时有刮底清帮、防止煤粉粘结和堵塞的作用。并应尽量减小质量。刮板有用轧制异型钢、锻造、铸造合金钢经韧化热处理制成。刮板,链条不与中板接触,两侧与槽帮形状相同,刮底清帮效果好。 刮板的间距,按所运物料的性质和块度,及安装倾角确定。刮板链切入物料的阻力,应大于物料在槽内移动的阻力。刮板间距过大,带不了物料运行。或只能带动部分物料运行;刮板间距过小,加大了链子重力,增加了运行阻力,还浪费了材料。双链刮板链的刮板,还有支撑两条链子,使之保持中心距,绕经链轮的链环与链窝能正常啮合的功用,刮板变形严重时,通过链轮时容易掉链。 刮板与链条的连接,边双链式目前多采用图1-20的方式,U形连接环的两侧套入链环,然后用螺栓与刮板连接,中单链式采用图1-18的方式,刮板上有链窝,以此链窝与链条的平环相配,用特制的U形螺拴和自锁螺母固定;中双链式采用图1-19的方式,刮板上有链窝,用卡链横梁和刮板夹持平环,以螺栓和自锁螺母固定。 第一章 刮板输送机 目前使用的三种刮板链.可作如下比较。 边双链拉煤能力强,特别是对大块较多的便煤。边双链两条链受力不均,特别是中部槽在弯曲状态下运行时更为严重。 中单链用大直径圆环链,强度很高且没有受力不均问题,断链事故少,刮板遇到刮卡阻塞,可偏斜通过,刮板变形时不会导致过链轮时跳链。中单链的缺点是因链环尺寸大,所用链轮直径增大,机头、机尾的高度相应增加,拉煤能力不如边双链,特别是对大块较多的硬煤。 中双链能较好地克服边双链受力不均的缺点,显示出它的优越性。 第一章 刮板输送机 * 矿井运输提升 绪 论 二、矿井运输的特点 矿井运输工作是与其他工业运输不同,有许多自身的专业特点,这些都是由煤矿生产的特殊工作方式和环境条件决定的,这些特点主要表现在以下几方面: 1.井下运输设备在巷道中工作,受井下巷道空间的限制,因而运输设备结构应紧凑,尺寸尽量小; 2.井下运输环节多,运输线路长短不一且经常变化,水平和倾斜线路交叉相连,同时还有装载、卸载等辅助设备,为了适应各种不同工作条件的需要,要求矿井运输设备有多种类型; 绪 论 3.井下运输的流动性强。随着工作面的推进,运输线路和设备需要伸长和缩短,运输设备的工作地点也要随之改变,因此,要求工作面和采区巷道的运输设备必须便于拆装和移置; 4.运输设备在井下工作时,工作条件比较恶劣,在周围环境中往往存在沼气和粉尘,因此,要求井下运输设备具有耐腐蚀,耐粉尘,以及防爆安全性能。 绪 论 三、矿井运输系统布置 矿井运输主要包括采掘工作面、采区巷道、主要平巷、井底车场以及从井口到地面铁路装车站等各环节,一般分为地面运输系统和井下运输系统。 地面运输系统主要包括提升井口、井口煤仓、选洗煤厂到地面铁路装车站等环节,其运输系统的布置取决于矿井提升方式、地面工业广场的布置和选煤工艺流程等因素,其运输设备主要是胶带输送机和电机车运输。 井下运输系统主要取决于矿井开拓方式、煤层倾角及采煤方法等因素,其中以煤层倾角的影响最大,不同倾角的煤层,采用的开拓方式与采煤方法不同,其运输系统的组成也不同。 绪 论 9 10 8 11 绪 论 绪 论 绪 论 绪 论 三、矿用辅助操车设备 在矿井运输系统中,为了完成不同运输环节以及不同类型运输设备之间的连接与转运,保证运输工作的连续性,矿井运输机械还包含用于转载与转运工作的各种操作设备,这些设备一般统称为辅助操车设备,在车辆运输中,常用的操车设备主要有以下类型: 翻车机 是为固定车箱式矿车卸载用的设备。 推车机 推送矿车进翻车机或提升罐笼内的辅助设备,按不同工作需要,有多种形式。 调度绞车 在短距离内牵引矿车组慢速运行的设备。 阻车器 在轨道线路上阻止矿车前进的装置。在翻车机、罐笼和斜井井口装设,以控制矿车通过。阻车器有多种型式。 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 第一章 刮板输送机 *

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