第一章刮板输送机.ppt
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1、第一篇矿山运输设备,矿业工程学院 吕鸿雁,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,综合机械化采煤 (一)综采,1、定义:指回采工作面的破煤、装煤、运 煤、支护及采空区处理等基本工序都实现机械 化作业。 2、工作面设备:双滚筒采煤机; 可弯曲刮板输送机; 液压支架。 3、工艺过程,综 采工作面,综合机械化采煤工艺方式 采煤工作面破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区全
2、部实现机械化的采煤工艺。 工作面设备:采煤机、自移式液压支架,刮板输送机 平巷设备:转载机,破碎机,可伸缩胶带机 液压系统:乳化液泵站,乳化液混溶箱,进回液主管路 控制系统:控制台,声光信号,扩音电话及线路 供水系统:冷却水,喷雾泵,管路 供电系统:移动变电站,配电开关,线路 其它:照明,绞车、水泵,1采煤机; 2刮板输送机; 3液压支架; 4下端头支架; 5上端头支架; 6转载机; 7可伸缩胶带输机; 8配电箱; 9移动变电站; 10设备列车; 11泵站; 12喷雾泵站; 13绞车; 14集中控制台,综采工作面设备布置图,液压支架,采空区,刮板输送机,双滚筒采煤机,桥式转载机,运输平巷,轨道
3、平巷,综采工作面平面布置,端头液压支架,带式输送机,,,可弯曲刮板输送机,液 压 支 架,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,3.综采工作面的工艺过程,(1)双滚筒采煤机自工作面一端向另一端采煤;-采煤 (2)随着采煤机的移动,紧接着移动液压支架(滞后 采煤机23架支架), 以便及时支护顶板;-移架 (3)在采煤机后面1015M处,推移工作面输送机.-推溜 其中,当采煤机移到工作面另一端时,改变牵引方向,调换两个滚筒的上、下位置,同时翻转弧形挡煤板,从而完成整个工序。注意:滚筒的转向和叶片的旋向不变.,综 采 工 作 面 的 工 艺 过 程,上行: 割煤
4、, 移架,推移输送机, 下行: 割煤,移架,推移输送机,支柱 上行、下行往返一次进两刀(一刀一进),第一章 刮板输送机,第一节概述 一、刮板输送机的基本组成、工作原理及适用范围 刮板输送机是目前长壁式采煤工作面惟一的运输设备。 作用: 1、把采煤机破碎下来的煤运到顺槽转载机; 2、作为采煤机行走的轨道以及液压支架前移的支点。 (一)基本组成 机头部(机头架、驱动装置、链轮组件等)、 中间部(溜槽、刮板链)、 机尾部(机尾架、驱动装置、链轮组件等) 附属装置(铲煤板、挡煤板、紧链器、防滑锚固装置、推移装置) (二)刮板输送机的工作原理,图1-1 SGWD-250型工作面用刮板输送机 1-机头,2
5、-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,第一节 概述,(二)工作原理 刮板输送机是一种以挠性体作为牵引机构的连续输送机械,它主要用于回采工作面运输。它的牵引机构是刮板链,承载机构是溜槽。 工作时,电动机通过传动装置带动链轮旋转,链轮带动刮板链在溜槽内作循环移动,将装在溜槽中的煤运到机头处卸下。,可弯曲刮板输送机,(三)刮板输送机使用范围,可用于水平运输,也可以用于倾斜运输.可用于工作面运输,也可以用于运输上山。掘进机上用于第一级运输。 向上运输:最大倾角25 向下运输:最大倾角20 兼作采煤机轨道的刮板运输机,当工作面倾角超
6、过10,应采取防滑措施。 允许在水平和垂直方向作2 4的弯折,以便与相应的采煤机和自移式液压支架配套使用。刮板输送机是目前长壁式采煤工作面惟一的运输设备。,第一节 概 述,二、工作面用刮板输送机的类型和系列 1、类型: (1)按刮板链的形式分有三种: 中单链型、边双链型; 中双链型;三链型 (2)按功率大小分为轻、中、重型。 额定功率40kW及以下的为轻型; 大于40 kW,小于等于90 kW为中型; 大于90 kW为重型。,第一节概述,(3)按卸载方式的形式分有四种: 端卸式;普通侧卸式; 交叉侧卸式;90。转弯。 (4)按溜槽类型分为两型。 封底式;敞底式。 (5)按溜槽布置方式分为两种
7、重叠式;并列式,第一节 概 述,2.系列: 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275kW,边双链型工作面用刮板输送机的型号表示为SGB-630150。,配用电动机总功率264KW 中部槽槽宽764mm 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,一、机头部 功能:传动、卸载、紧链、锚固和固定采煤机牵引链。 组成:机头架、链轮、减速器、盲轴、液力偶合器和电动机。,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等组成
8、。,第二节刮板输送机的结构,第二节刮板输送机的结构,(一)机头架 机头架是机头部的骨架,支承和装配机头传动装置、链轮组件、盲轴及其他附属装置。传动装置固定在机头架上。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在分离点处,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;
9、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。,(一)机头架,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,(一)机头架,机头架有端卸式、普通侧卸式和交叉侧卸式三种。端卸式为避免卸载后空段刮板链带回煤,机头需要有一定的卸载高度,机头架有一定的倾斜。这会影响到采煤机运行到工作面上下出口位置及自开缺口。 普通侧卸式是侧卸输送机位于转载机溜槽上方,机头部跨过转载机机尾部的落地段,机头架侧面卸载处的中板
10、向两侧倾斜,在梨式卸煤板的辅助下,将大部分煤卸入装载机中,剩下的煤由返程链带回经机头架底板的卸煤孔卸到转载机上. 交叉侧卸式机头部是将刮板输送机在机头架与转载机的机尾部在结构上连成一体,刮板输送机的上链位于转载机的上方,而下链位于转载机上下链条中间,即转载机的上槽在刮板机的上槽与下槽中间,刮板输送机的下槽又在转载机上槽与下槽中间,刮板链在空间垂直交叉运行,梨式挡推挡刮板输送机上槽中运过来的煤炭,卸入转载机的上部槽中.,(二)链轮组件,组成:由链轮和滚筒组成。 作用:链轮驱动刮板链运行。 安装要求:双链链轮必须保证两个链轮的轮齿在相同的相位角上。 联接方式:双链链轮一端链轮通过花键与减速器输出轴
11、联接,另一端链轮通过花键与盲轴联接;滚筒使两个链轮连成一体,两端扣在链轮环槽内。滚筒通过平键分别与减速器输出轴及盲轴联接。,(三)盲轴组件,盲轴组件装在机头架无传动装置一侧,其作用是支承链轮,使链轮正常运转。图1-8是用于与图1-4相配的盲轴组件,一端用轴承支承,中间用花键与链轮联接,另一端用平键与滚筒联接。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,图1-5中双链用焊接链轮组件 1-滚筒;2-链轮,这种结构的优点是链轮磨损后可以只更换链轮。但是,滚筒螺栓锈死时,很难拆卸。图1-5为
12、整体的滚筒与链轮焊接成一体。滚筒两端的内花键,分别与减速器输出轴和盲轴联接,这种结构拆装维修方便。,中双链用焊接链轮组件,刮板输送机链轮,(四)减速器 第一种布置方式:我国目前生产的刮板输送机的传动装置均为并列式,电动机轴与传动链轮轴垂直,减速器多为平行布置式、传动方式:采用三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器。,电机连在哪根轴?,SGB-750/250型刮板输送机的减速器结构如图.第一对为圆弧锥齿轮.圆弧锥齿轮传动平稳、承载能力大,能改变传动方向而且传动比大,适合于高速重载传动。第二对第三对为斜齿圆柱齿轮。,减速器的轴端形式按配套需要选用。 输入轴端有圆头平键和渐开线外花键两种; 输出轴有矩形花键、
13、渐开线内花健和渐开线外花键。 为使其在左右两种采煤工作面和在机头部、机尾部都能通用,刮板输送机减速器的箱体应上下对称。箱体的结构还应使刮板输送机在大倾角条件下工作时,各齿轮和轴承都能得到充分的润滑。,花键,为便于改变链速,减速器应能用更换第二对齿轮的办法,在一定范围内改变传动比,可使刮板链获得两种不同的链速。 中型和重型刮板输送机的减速器都采用圆弧锥齿轮。圆弧锥齿轮的承载能力大、传动平稳,噪声低。检修更换齿轮时,必须注意齿形的齿制相同,并应成对更换。,第二种布置方式:刮板输送机的机头部装在平巷的位置,电机轴与链轮轴平行,可采用圆柱齿轮减速器、行星齿轮减速器。 行星齿轮减速器的体积、质量小,效率
14、高,大功率的减速器采用它有利。,行星齿轮减速器的体积小、质量小,传动比大,效率高,大功率的减速器采用它有利。,(五)联轴器,联轴器安装在电动机与减速器输入轴之间用以传递力矩. 类型:有弹性联轴器、液力偶合器和摩擦限矩偶合器等。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。,液力耦合器: (1)液力耦合器的组成,液力耦合器安装在电动机与减速器之间,是借助液体动能传递力矩的连接设备,能达到保护改善机器性能的目的。,它由泵轮、涡轮(透平轮)
15、、外壳、注液塞、易熔合金塞、弹性联轴器及辅助元件等几部分组成。,(2)液力耦合器的工作原理:,电动机带动泵轮运转,工作液体在叶片的作用下,随着泵轮一起旋转。离心力的作用使泵轮内侧液体流向外缘,形成高速涡流,冲击涡轮叶片,使之旋转。涡轮与减速输出轴连接,起着从动轴的作用.高速涡流由涡轮外缘流向内侧时,降压、减速后再次进入泵轮,产生液体的循环流动。,(3)电动机与液力耦合器联合运行的特点,改善了输送机启动性能.电动机轻载启动,启动电流小,启动时间短。(启动时,工作腔中的液体少,启动时传递的力矩小) 具有良好的过载保护性能.(过载时,涡轮转速下降,部分工作液体进入前辅室,工作腔中的环流流量减少,传递
16、的力矩下降;突然制动时,在动压力作用下,工作腔中的液体迅速进入前辅室,工作腔中的环流流量迅速减少,实现动力过载保护。当输送机持续大量过载时,涡轮转速很低,工作液体受摩擦力作用而温度升高,达到易熔合金塞的熔点,合金熔化,工作液体喷出,偶合器不再传递力矩,输送机停止运转。) 能使多电动机驱动时负载分配趋于均衡.(调节液力偶合器的充液量,可使电动机负载分配趋于均衡 能减缓传动系统的冲击振动. (液力偶合器为非刚性传动,能吸收震动,减少冲击),(4)液力偶合器的使用与维护:,1.液力偶合器的输出 力矩与工作液体的重度、充液量成正比,因此要按规定充液量注液;,3.工作液体选用难燃液,不许用其他液体代替;
17、工作液体不同,传递的力矩不同。,4.易熔合金塞是热保护元件,要使用规定的易熔合金塞,不得用其他物品代替;,2.对于多电机传动,更要充液量一致;以使各电机负荷均匀,5.涡轮制动的时间,允许为1min;,6.液力偶合器的运转应平稳,不得有明显的机械振动,工作环境要通风良好,以保证其散热效果。,(六)电动机 刮板输送电动机不用液力耦合器时,采用双鼠笼转子并具有高启动转矩的隔爆型电动机。 采用液力耦合器时,对电动机的启动转矩无高要求,只是要求最大转矩要高。因为用液力耦合器时,电动机是轻载启动,如果液力耦台器的输入特性与电动机特性匹配得当,则对负载的启动转矩可接近电动机的最大力矩。,解决启动问题的两种方
18、案? 不同的原理?Weight lifting,为解决刮板输送机重载启动的困难,可以使用双速电动机。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 绕组,一套高转速绕组, 其特性曲线如图。 以低速绕组运转时,能给出3倍以上额定转矩的启动转矩。低速运行时的输出功率约为高速时的1/2,启动电流比用高速绕组的电流低很多,电压降低。使用双速电机时,以低速绕组启动,达到一定转速时,换接高速绕组常态运转。,双速电动机特性曲线,(七)新型刮板输送机,目前使用的刮板输送机都是从机头端部向顺槽转载机卸载。为避免卸载后空段刮板链拉回煤,机头需要有一定的卸载高度,这样就影响采煤机
19、运行到工作面端部自开切口。新的侧卸式和垂直转弯式刮板输送机能改善这种状况。 1.侧卸式刮板输送机 2.垂直转弯式刮板输送机,1.普通侧卸式是侧卸输送机位于转载机溜槽上方,机头部跨过转载机机尾部的落地段,机头架侧面卸载处的中板向两侧倾斜,在梨式卸煤板的辅助下,将大部分煤卸入装载机中,剩下的煤由返程链带回经机头架底板的卸煤孔卸到转载机上. 2.交叉侧卸式机头部是将刮板输送机在机头架与转载机的机尾部在结构上连成一体,刮板输送机的上链位于转载机的上方,而下链位于转载机上下链条中间,即转载机的上槽在刮板机的上槽与下槽中间,刮板输送机的下槽又在转载机上槽与下槽中间,刮板链在空间垂直交叉运行,梨式挡推挡刮板
20、输送机上槽中运过来的煤炭,卸入转载机的上部槽中.,3.平面转弯式刮板输送机 平面转弯式刮板输送机是机身中部槽能转90弯,使工作面刮板输送机与平巷转载机联成一体的机型。这种机型的特点是有一个转弯装置,如图240所示,其一端联接采煤工作面的中部槽,另一端联接平巷中的中部槽。平面转弯式刮板输送机的机头在顺巷内,采煤机可以运行到工作面的端头采煤,端头处就没有转载带来的问题了。,二、机尾部 分类: 分为有驱动装置和无驱动装置两种。 1、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(机尾较短、较矮),其他部件与机头部相同,如上图所示; 2、无驱动装置的机尾部 尾架上只有供刮板链改向
21、用的尾部轴部件,下图所示是一种边双链型的,尾部轴上的链轮也可用滚筒代替。,图212 无驱动装置的尾部 1机尾架;2机尾轴部件,二、机尾部,三、中间部,中间部包括溜槽及刮板链。 (一)溜槽,溜槽是刮板输送机的机身,由槽帮钢和中板焊接而成,如图2-13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。溜槽分为敞底式和封底式。,上槽,下槽,(一)溜槽,溜槽按安装位置及功能分为 1.标准中部槽,中部槽是刮板输送机的机身主体,每节长度一般为1.5m.目前重型刮板刮输送机还有1.75m和2m的.与宽体液压支架配套使用。 2.调节槽 结构与标准中部槽相同,长度不同,其长度一般为0.5m和1m.其作
22、用是调节刮板输送机的长度,安装在机头、机尾附近。 3.过渡槽 有机头机尾过渡槽两种,分别设在中部槽与机头架、机尾架之间,用来平缓过渡。(因为机身较矮,机头机尾较高,需要安装过渡槽过渡,使刮板链平稳运行),(一)溜槽,4.紧链槽 结构与中部槽完全一样,只是在中板上开有3个圆孔或横向长形槽,用来固定紧链用的卡链器,安装在机头附近。 5.变线槽 目前新型刮板输送机均设有变线槽,布置在机头、机尾架与中部槽之间。特点是在垂直方向上具有过渡作用。在水平方向上,设在挡煤板侧槽帮上的采煤机牵引导轨逐渐向工作面煤壁偏移,其铲煤板也向煤壁侧相应地逐渐加宽。一般机头、机尾各设34节变线槽,总变线量达120mm左右,
23、即采煤机到达机头、机尾时,向煤壁侧偏移了120 mm,以保证采煤机割通工作面端头。,中部槽的断面形状有如图1-14所示的三种。,(一)溜槽,溜槽两端有凹凸端头,便于相邻溜槽的搭接,相邻 溜槽的凹凸端头及中板搭接好后,在外侧凹槽中嵌入哑铃形连接件连接。相邻溜槽一般在水平方向上允许偏转1020,在垂直方向上允许偏转3040,以适应水平弯曲和底板的起伏,整体铸造的中部槽,过渡槽,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
24、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-采煤机导轨;9-铲煤板,(二)刮板链,组成: 刮板链由链条和刮板组成,是刮板输送机的牵引构件。 作用:刮推槽内的物料 类型:中单链、中双链和边双链三种。 材料:优质合金钢焊接而成,并经热处理和预拉伸处理, 特性:强度高、韧性大、耐磨和耐腐蚀。 1、刮板链,中单链,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。,缺点是因链环
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