2175 TGSS-50型刮板傳輸機(jī),tgss,50,型刮板,傳輸 電梯傳動(dòng)軸的失效分析摘 要在這項(xiàng)研究中對(duì)電梯傳動(dòng)軸進(jìn)行詳細(xì)失效分析。本文測(cè)量了故障發(fā)生在軸的鍵槽上。軸的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、化學(xué)特性。通過(guò)對(duì)斷裂面的觀察可以得到這樣的結(jié)論由于扭轉(zhuǎn)彎曲疲勞的存在使其易于發(fā)生疲勞破壞。疲勞裂紋已開(kāi)始形成在鍵槽邊緣?？紤]電梯和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以測(cè)得作用于軸上的力和扭矩; 可以計(jì)算發(fā)生在斷裂面上的應(yīng)力。利用有限元法（ FEM ）可以進(jìn)行應(yīng)力分析并能和計(jì)算值進(jìn)行比較。通過(guò)分析耐力極限和疲勞安全系數(shù)，可以估計(jì)軸疲勞周期。通過(guò)對(duì)失效的原因進(jìn)行分析并得出結(jié)論，斷裂發(fā)生是由于設(shè)計(jì)或制造的鍵槽時(shí)存在失誤（鍵槽倒角過(guò)小，造成高缺口效應(yīng)） 。利用有限元分析曲率半徑變化對(duì)應(yīng)力分布的影響以及采取防范措施以防止類似的失效再次發(fā)生。關(guān)鍵詞:傳動(dòng)軸 電梯 失效分析 缺口效應(yīng) 有限元法1 .前言本文電梯傳動(dòng)軸的工作年限為 30 年。電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是安裝在建筑物的底部（圖 1 ） 。據(jù)報(bào)道，驅(qū)動(dòng)軸工作年限內(nèi)不需要進(jìn)行維修。電梯被用于 8 層到16 層的建筑物中。電梯有 4 人（ 320 公斤）的能力。不久前發(fā)生的意外，由于聯(lián)接滑輪和電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的軸突然斷裂，從而導(dǎo)致解體的引擎系統(tǒng)的失敗，兩個(gè)人正準(zhǔn)備離開(kāi)電梯，由于平衡塊的重量電梯解除了巨大的向上的加速度，因此意外中這兩個(gè)人沒(méi)有人受傷。2 .電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析在分析電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，可以得出這樣的結(jié)論：電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩是由蝸輪傳遞給軸的。運(yùn)行功率是 6.5HP，轉(zhuǎn)速是 1500 轉(zhuǎn)每分，蝸輪降速比是%28.6。軸和滑輪是通過(guò)鍵連接。四個(gè)主要的電梯繩放在滑輪上并且傳動(dòng)軸和滑輪能在兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電梯上升和下降。 工作速度是 0.6 米/秒。 （圖 2 ） 圖 1：建筑物內(nèi)的電梯系統(tǒng)圖 2 ：電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3.視覺(jué)調(diào)查斷口經(jīng)過(guò)初級(jí)視覺(jué)的調(diào)查結(jié)果表明斷裂發(fā)生在滑輪和軸配合的鍵槽上（見(jiàn)圖 3 ）分析斷口處的表面（圖 4 ） ，可以發(fā)現(xiàn)典型的扭轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷口特性 [1 ] 。疲勞裂紋開(kāi)始是在鍵槽的倒角處，然后移動(dòng)到幾乎沿整個(gè)表面。小面積的脆性斷裂表面的應(yīng)力較小。脆性斷裂地區(qū)附近發(fā)現(xiàn)了唯一的疲勞線。這可能是由于兩個(gè)彼此分開(kāi)的表面間相互摩擦，導(dǎo)致已形成的疲勞線消失。4 .材料的性能由于沒(méi)有軸材料化學(xué)成分的的信息，所以在第一次實(shí)驗(yàn)中對(duì)軸材料鑒定就失敗了。這就要求要確定軸的材料、化學(xué)和力學(xué)性能以及對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。圖 3 :失效軸圖 4：斷口4.1 化學(xué)分析對(duì)材料進(jìn)行了原子吸收光譜的化學(xué)分析，并在表 1 中顯示 。4.2 微觀結(jié)構(gòu) 該材料的主要組織是在顯微鏡下用 2 ％ Nitral 蝕刻，鉆石拋光的解決方案進(jìn)行觀察（如圖 5）可以清楚地看到鐵素體，珠光體和細(xì)晶體結(jié)構(gòu)。4.3 力學(xué)性能對(duì)拉伸強(qiáng)度和硬度進(jìn)行了測(cè)試，以確定其力學(xué)性能，其中從表 2 中可以看出。通過(guò)對(duì)其機(jī)械、化學(xué)性能的顯微分析結(jié)果，估計(jì)軸材料應(yīng)該是 St52.0.按照德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) DIN 1629 [ 2 ]從其抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率和硬度值來(lái)看最接近于 St52.0 類材料.軸的化學(xué)成分 (表 1)圖 5 軸材料的微觀結(jié)構(gòu)軸的力學(xué)性能（表 2）屈服強(qiáng)度(Mpa) 抗拉強(qiáng)度（Mpa） 斷裂伸長(zhǎng)率（%） 硬度值（BHN）339 569 18 1655 .應(yīng)力分析通過(guò)應(yīng)力分析知，最小和最大正應(yīng)力和剪切應(yīng)力值發(fā)生在操作過(guò)程中斷口處。開(kāi)始，作用在軸上的強(qiáng)度和扭矩被確定。通過(guò)最低應(yīng)力值的分析，僅僅考慮只有 420 公斤空艙的重量和 580 公斤的配重。在這種情況下，作用力在斷裂表面上引起了 437.4 牛頓米的彎矩，產(chǎn)生了 20.6 兆帕的正應(yīng)力 ，由于空艙載荷，繩索和平衡重的原因產(chǎn)生了一個(gè) 3.5 兆帕的剪切力。通過(guò)對(duì)最大應(yīng)力值的分析，此時(shí)平衡塊，空艙體重與機(jī)艙內(nèi) 4 人（每人 80 公斤加上機(jī)艙，總重量為740 千克），扭矩和沖擊率需要考慮。在這種情況下， 大小為 571 牛頓米彎矩在斷口的地方產(chǎn)生正應(yīng)力值為 27 兆帕。由于剪切力 ，造成 4.7 兆帕剪應(yīng)力值。功率為 6.5HP 的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是 1500 轉(zhuǎn)每分，蝸輪的轉(zhuǎn)化率是 28.6%和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率（由于蝸輪裝置）是 0.7 ?？紤]到這些參數(shù)，扭矩計(jì)算值為 887.7牛頓米，總剪應(yīng)力的值是在 25.7 兆帕的情況下計(jì)算得到的。用視覺(jué)檢查可以發(fā)現(xiàn)從鍵槽底部到鍵槽邊緣的過(guò)渡幾乎成沒(méi)有倒角的垂直狀。（圖 6 ）理論性上曲率半徑不為零，它只能達(dá)精度為 0.4 毫米的高銑削精度 [ 3 ] 。因此，通過(guò)計(jì)算曲率半徑值采取 0.4 毫米，則會(huì)造成一個(gè)巨大的缺口效應(yīng)。缺口效應(yīng)的理論分析使用有關(guān)表[ 4 ] 。剪缺口的影響確定為 2.93 和彎曲切口影響確定為 2.72 。考慮幾何因素和軸的材料，疲勞缺口系數(shù)（ ）的軸計(jì)算?公式為[ 4 ] 圖 6 失效軸和斷口其中 是缺口敏感因子，其值是 0.85 [ 4 ] 。為了均衡，（ 1 ）剪切疲?勞缺口因數(shù)計(jì)算值為 2.64 和正應(yīng)力疲勞缺口因數(shù)（ ）計(jì)算值為 2.46 。影N?響比例系數(shù)為 1.2 。考慮剪切和疲勞強(qiáng)調(diào)的影響，其應(yīng)力的計(jì)算： [ 5 ]5.1 疲勞強(qiáng)度的分析軸的材料疲勞強(qiáng)度，計(jì)算公式為[ 6 ]考慮直徑 60 毫米的因素， 和表面因素(良好拋光)， ；7.0?DK95.0?sK新的耐力極限的計(jì)算公式為：我們?cè)谟?jì)算之前知道，平均應(yīng)力值不為零。要確定耐力極限，我們必須知道，或者至少估計(jì)一下。為了計(jì)算，我們必須及時(shí)考慮發(fā)生在斷面應(yīng)力值的變化。這項(xiàng)是相當(dāng)困難的。在做計(jì)算之前，我們需要計(jì)算最大和最小應(yīng)力值。最小應(yīng)力值發(fā)生在空艙和固定位置（速度是零） ，并且沒(méi)有加速。最大應(yīng)力值發(fā)生在電梯加速時(shí)和有 4 人（每個(gè)人都是假定為 80 公斤）的客艙內(nèi)。但是，在實(shí)際中，客艙內(nèi)并不總是最多運(yùn)送的人數(shù)（ 4 名） 。因此，變幅應(yīng)力發(fā)生在斷口視客艙內(nèi)人數(shù)的多少來(lái)定（圖 7 ）。每個(gè)最低峰值時(shí)的應(yīng)力值表明，在斷口的時(shí)候電梯不動(dòng)，是空的，每個(gè)最大峰值應(yīng)力值表明，斷口發(fā)生的時(shí)候，需要考慮加速。 計(jì)算平均應(yīng)力值，我們必須轉(zhuǎn)變''變幅應(yīng)力“到''恒幅應(yīng)力”，假設(shè)總是最大應(yīng)力發(fā)生在斷口（總是載 4 人） 。根據(jù)這一假設(shè)，應(yīng)力值的變化隨時(shí)間變化可知圖 8 。在這種情況下，平均應(yīng)力值為 108 兆帕?？紤]平均應(yīng)力值，然后計(jì)算耐力極限。通過(guò)分析，Goodman 標(biāo)準(zhǔn)被認(rèn)同和修正耐力極限的計(jì)算公式如下（圖 9 ）考慮修正耐力極限和等效應(yīng)力，斷裂安全因數(shù)計(jì)算公式為5.2 疲勞壽命分析從（ 6 ）可以看出，疲勞安全系數(shù)是非常低的（ 。如果需要對(duì)疲)05.1??勞壽命進(jìn)行詳細(xì)的分析，假設(shè)對(duì)壽命周期估計(jì)：電梯所在的大廈為 8 層為 21 米。樓房有 16 個(gè)公寓。一半的公寓有兩種人 ，而另一半有三種人生活。每個(gè)人每天使用兩次電梯，電梯軸按每年工作三百四十天為來(lái)說(shuō)能操作 30 年。直徑是400 毫米滑輪旋轉(zhuǎn)一圈電梯移動(dòng) 1.257 米。參考這些解釋，軸的總壽命約為轉(zhuǎn)。6.810?進(jìn)一步對(duì)疲勞進(jìn)行分析，可以估計(jì)軸的應(yīng)力周期曲線。畫(huà)出軸的 S - N 曲線，根據(jù) Juvinall 和 Shigley [ 7,8 ] ，應(yīng)力值的疲勞失效循環(huán)周期是 轉(zhuǎn)310時(shí)發(fā)生，由此可以計(jì)算：表 3圖 8：作用在斷口上的應(yīng)力—時(shí)間曲線 圖 9：考慮 108Mpa 平均應(yīng)力時(shí)修正應(yīng)力極限其中當(dāng) m = 0.9 時(shí)，彎曲應(yīng)力值因子 。。第二點(diǎn)是在應(yīng)力為 5123N10f?兆帕?xí)r耐力極限的價(jià)值（ 7 ）。鋼鐵的疲勞周期為 。根據(jù)這些解釋，可以6估計(jì) S-N（如下圖所示）： 圖 10 估算應(yīng)力周期圖表6 有限元分析為了檢測(cè)鍵槽斷口處應(yīng)力分布情況，有限元法比較合適。所作的程序分析能夠被使用。軸的精確幾何模型可以根據(jù)這建立。由于軸太長(zhǎng)，所以它不能作為一個(gè)三維物體進(jìn)行完全地分析，只需對(duì)鍵槽和斷裂區(qū)域進(jìn)行建模，詳細(xì)如圖11。高應(yīng)力區(qū)域在鍵槽拐角處可以清楚地看到。這種效果在曲率半徑較小的地方顯現(xiàn)值是低值造成高切口。利用有限元應(yīng)力分析是為了驗(yàn)證我們的計(jì)算應(yīng)力。從圖 11 可以看出，應(yīng)力值在斷口接近理論值。7 討論通過(guò)增加的曲率半徑的值，可以有效地減少發(fā)生在鍵槽倒角處的應(yīng)力集中。為了確定曲率半徑變化對(duì)應(yīng)力分布的影響，對(duì)其進(jìn)行有限元分析。通過(guò)這一測(cè)試，RC 值逐步增加可以減少應(yīng)力值對(duì)視覺(jué)的分析，這可以從圖 12 看到。應(yīng)力值的急劇減少，可以清楚地在鍵槽倒角處看到。作進(jìn)一步調(diào)查，對(duì)影響應(yīng)力和疲勞安全系數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，可在圖 13 和 14 中看到。曲率半徑從 0.5 毫米增加至 2 毫米時(shí)，應(yīng)力值將從 163 MPa 減少到 104 Mpa，并且疲勞安全系數(shù)從 1.05 增加至 1.78 。圖 13 和 14 表明，增加了曲率半徑可以有效防止電梯傳動(dòng)軸的失效。最后斷定斷裂發(fā)生的原因是設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或鍵槽制造不當(dāng)（低曲率半徑），從而造成了高切口效果。圖 11：有限元網(wǎng)格圖 12：使用有限元分析曲率半徑對(duì)應(yīng)力分布的影響圖 13：影響應(yīng)力分布因素圖 14：曲率半徑對(duì)疲勞安全因素影響8 小結(jié)在這項(xiàng)研究中對(duì)電梯傳動(dòng)軸進(jìn)行詳細(xì)失效分析。本文測(cè)量了故障發(fā)生在軸的鍵槽上。軸的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、化學(xué)特性。通過(guò)對(duì)斷裂面的觀察可以得到這樣的結(jié)論由于扭轉(zhuǎn)彎曲疲勞的存在使其易于發(fā)生疲勞破壞。疲勞裂紋已開(kāi)始形成在鍵槽邊緣?？紤]電梯和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以測(cè)得作用于軸上的力和扭矩; 可以計(jì)算發(fā)生在斷裂面上的應(yīng)力。利用有限元法（ FEM ）可以進(jìn)行應(yīng)力分析并能和計(jì)算值進(jìn)行比較。通過(guò)分析耐力極限和疲勞安全系數(shù)，可以估計(jì)軸疲勞周期。通過(guò)對(duì)失效的原因進(jìn)行分析并得出結(jié)論，斷裂發(fā)生是由于設(shè)計(jì)或制造的鍵槽時(shí)存在失誤（鍵槽倒角過(guò)小，造成高缺口效應(yīng)） 。利用有限元分析曲率半徑變化對(duì)應(yīng)力分布的影響以及采取防范措施以防止類似的失效再次發(fā)生。 參考文獻(xiàn)[ 1 ] Eryürek IB 失效分析 伊斯坦布爾： Birsen 出版社; 1993 年[ 2 ] Eube J 標(biāo)準(zhǔn)鋼-DIN 標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)表 Beuth ; 2007 年[ 3 ]Edwards K, McKee BR 基礎(chǔ)機(jī)械部分的設(shè)計(jì) 紐約：麥克勞希爾; 1991 年[ 4 ]Frost NE, Marsh KJ, Pook LP. 金屬疲勞 紐約：多佛出版社; 1999 年[ 5 ]John 強(qiáng)度的材料和結(jié)構(gòu)。紐約：阿諾德出版社; 1999 年[ 6 ] Buch A 疲勞數(shù)據(jù)手冊(cè) 跨技術(shù) 出版社; 1998 年 [ 7 ] Juyinall RC, Marshek KM. 基礎(chǔ)機(jī)械零件的設(shè)計(jì) 第二版 紐約：威利和兒子， 1991 年[ 8 ] Shigley JE, Mischke CR. 機(jī)械工程設(shè)計(jì) 第 5 版 紐約：麥克勞希爾; 1989 年[ 9 ] Gülec S, Aran A. 疲勞強(qiáng)度鋼和鑄鐵 理事會(huì)的出版社本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)外文資料翻譯院 系 機(jī)械與動(dòng)力工程系 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年級(jí)班級(jí) 08 機(jī)制 4 班 學(xué)生姓名 楊 玉 琪 指導(dǎo)老師 薛 銅 龍 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院2012 年 5 月 30 日TGSS-50 型刮板傳輸機(jī)摘要設(shè)計(jì)概況刮板輸送機(jī)是輸送粉塵狀、小顆粒及小塊等散狀物料的連續(xù)輸送設(shè)備，可以水平、傾斜和垂直輸送。MS 即指水平型輸送機(jī)，由于輸送時(shí)，刮板鏈條全被埋在物料之中，故稱為 MS 埋刮板輸送機(jī)；又因?yàn)槁窆伟鍣C(jī)槽寬是 500mm 所以稱為 MS50 型刮板輸送機(jī)。輸送物料具有內(nèi)擦力和側(cè)壓力等特性。垂直輸送時(shí)，主要依賴物料所具有的起拱特性。封閉機(jī)槽內(nèi)的物料在受到刮板鏈條在運(yùn)動(dòng)方向的推力，且受到下部不斷的給料而阻止上物料下滑的阻力時(shí)，產(chǎn)生橫向阻力時(shí)，產(chǎn)生橫向側(cè)壓力，從而增加物料的內(nèi)摩擦力，當(dāng)物料之間的內(nèi)摩擦力大于物料和側(cè)壁間的外摩擦力及物料自重時(shí)，物料就隨刮板鏈條在運(yùn)動(dòng)中有振動(dòng)，有些物料的料拱會(huì)時(shí)而形成，因而使物料在輸送過(guò)程中對(duì)于鏈條產(chǎn)生一種滯后現(xiàn)象，影響輸送能力。埋刮板輸送機(jī)主要由封閉斷面的殼體（機(jī)槽） 、刮板鏈條、驅(qū)動(dòng)裝置及張緊裝置等部件組成。其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、密封性能好、安裝維修比較方便；能多點(diǎn)加料、多點(diǎn)卸料，工藝選型及布置較為靈活；在輸送飛揚(yáng)性、有毒、高溫、易燃易爆的物料時(shí)，可改善工作條件，減少環(huán)境污染。埋刮板輸送機(jī)目前已被廣泛應(yīng)用于化工、建材、冶金、電力、糧食、輕工和交通領(lǐng)域。MS 型埋刮板輸送機(jī)是采用傾斜度較小或水平布置的一種刮板輸送機(jī)，其傾角一般為 0。 ≤a≤15 。 。單臺(tái)設(shè)備的輸送高度不大于 80m。關(guān)鍵詞： 輸送 料拱 內(nèi)摩擦力 外摩擦力 側(cè)壓力 Design overviewScraper conveyor is conveying dust, small particles and small pieces of etc of continuous conveying equipment, vertical and horizontal, tilt. MS horizontal conveyor, because that means, scraper conveyor chains are buried in the material, so called MS scraper conveyor, And because the wind was buried trigger 500mm therefore called slot width MS50 type scraper conveyor. Materials to be conveyed with force and the lateral pressure inside brush etc. Vertical conveyor, which mainly rely on materials of arch characteristics. Sealing material in the slot machine by scraper chain in the direction of movement, and is constantly under the thrust of the feeding and prevent slipping on the resistance, transverse resistance, transverse lateral pressure, thus increasing the friction material, when materials within the friction between the inside wall of the room than material and the friction and weight materials, materials with scraper chain in movement, some materials are of vibration, thus will sometimes arch in the process of conveying material to produce a lag phenomenon chain, transmission capacity. Scraper conveyor consists mainly of closed cross-section of the shell (machine), scraper chain, driving device and a device etc. Parts. The equipment is simple in structure, small volume, sealed performance is good, easy installation and maintenance, Can more charging and discharging points, process selection and arrangement more flexible, The dust, poisonous, high temperature, inflammable and explosive materials, can improve the working conditions, and reduce environmental pollution. Scraper conveyor has been widely used in chemical industry, building materials, metallurgy, electric power, food, light industry and transportation. MS type scraper conveyor is smaller or using gradient layout of a level of scraper coveyor, its Angle is commonly 0. More than a more than 15. The single machine conveyance height is not more than 80m.Keywords: transport within the friction friction material arch lateral pressure目錄1.緒論 .......................................................12.TGSS-50 型水平刮板輸送機(jī)應(yīng)用、組成、原理特點(diǎn) ...............42.1 主要類型和應(yīng)用范圍 .....................................42.2 主要組成部分 ...........................................52.3 工作原理 ...............................................92.4 主要特點(diǎn) ..............................................103.本課題的設(shè)計(jì)目的和主要內(nèi)容 ................................114.設(shè)計(jì)計(jì)算 ..................................................124.1 輸送量計(jì)算公式 ........................................124.2 刮板鏈條張力計(jì)算 ......................................134.3 電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算 ......................................144.4 輸送鏈的選擇與設(shè)計(jì) ....................................154.5 鏈輪設(shè)計(jì) ..............................................194.6 減速器計(jì)算選型 ........................................214.7 齒輪的設(shè)計(jì) ............................................224.7.1 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) .................................224.7.2 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) .................................274.8 軸的設(shè)計(jì)與校核 ........................................324.9 聯(lián)軸器選擇計(jì)算 ........................................365.軸承的選擇與計(jì)算 ..........................................375.1 軸承的選擇 ............................................375.2 軸承的潤(rùn)滑與密封 ......................................375.3 鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算 ........................................386. 設(shè)備安裝 .................................................406.1 安裝前的準(zhǔn)備工作 ......................................406.2 地面試裝的要求 ........................................406.3 安裝程序 ..............................................416.4 安裝方法及注意事項(xiàng) ....................................427.正確調(diào)試方法 ..............................................437.1 緊鏈方法 ..............................................437.2 試運(yùn)轉(zhuǎn) ................................................437.3 空載運(yùn)轉(zhuǎn)注意事項(xiàng) ......................................447.4 與配套設(shè)備聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)注意事項(xiàng) ............................448.機(jī)器的安全操作 ............................................458.1 操作前的準(zhǔn)備與檢查 ....................................458.2 操作一般步驟 ..........................................468.3 操作安全注意事項(xiàng) ......................................478.4 操作規(guī)程的具體要求 ....................................478.5 司機(jī)的崗位安全責(zé)任制 ..................................489.維護(hù)與檢修 ................................................509.1 日常維護(hù) ..............................................509.2 月檢 ..................................................519.3 中修 ..................................................529.4 大修 ..................................................5210.常見(jiàn)的機(jī)械故障及排除 .....................................5310.1 斷鏈 .................................................5310.2 減速器聲音不正常 .....................................5510.3 刮板鏈跳牙 ...........................................5510.4 刮板彎曲和折斷 .......................................56小 結(jié) .....................................................57致 謝 ......................................................59參考文獻(xiàn) ....................................................61 11.緒論刮板輸送機(jī)作為煤礦工作面運(yùn)輸設(shè)備，不僅擔(dān)負(fù)著運(yùn)煤的作用，而且作為采煤機(jī)的運(yùn)行軌道、液壓支架的推移支點(diǎn)、還要懸掛工作面設(shè)備的電纜、水管等。所以，刮板輸送機(jī)的可靠、穩(wěn)定、高效運(yùn)行將直接影響著礦井的生產(chǎn)能力和煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。刮板輸送機(jī)主要供采煤工作面使用。它要求機(jī)身高度小，便于裝載；運(yùn)輸能力滿足使用地點(diǎn)的生產(chǎn)需要；結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，能抵抗壓、砸和碰撞；變更運(yùn)輸距離時(shí)，加長(zhǎng)和縮短方便；能夠不拆卸用機(jī)械移置。輸送機(jī)是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長(zhǎng)，還可在輸送過(guò)程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。輸送機(jī)的發(fā)展歷程：中國(guó)古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的雛形；17 世紀(jì)中，開(kāi)始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料；19 世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。1868 年，在英國(guó)出現(xiàn)了帶式輸送機(jī)；1887 年，在美國(guó)出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；1905 年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；1906 年，在英國(guó)和德國(guó)出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。此后，輸送機(jī)受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的組成部分。未來(lái)輸送機(jī)的將向著多功能化、大型化發(fā)展、物料自動(dòng)分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。 2擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍，是指發(fā)展能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性物料的輸送機(jī)。而水平輸送機(jī)就是將物料的輸送、刮板、冷卻等工藝過(guò)程合理結(jié)合。它主要由密閉的機(jī)殼、機(jī)殼內(nèi)的水平篩板或柵板、刮板鏈條、鏈輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、張緊裝置、空氣加熱器、離心通風(fēng)機(jī)等部分組成。豆坯通過(guò)分料裝置均勻地落在水平輸送機(jī)的水平篩板上，在刮板鏈條的拖動(dòng)下向前移動(dòng)，同時(shí)風(fēng)機(jī)鼓入的熱風(fēng)穿過(guò)篩板和料層，將料層加熱并進(jìn)行干燥，干燥后的料胚在篩板末端缺口處排出機(jī)外，而載濕空氣從機(jī)殼上部的出氣口排出。 水平輸送機(jī)在輸送物料的同時(shí)進(jìn)行物料的干燥，可以省去一條輸送刮板。在 TGSS-50 型水平刮板輸送機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我采用的繪圖軟件 AutoCAD。 AutoCAD 是由美國(guó) Autodesk 公司于二十世紀(jì)八十年代初為計(jì)算機(jī)應(yīng)用 CAD 技術(shù)而開(kāi)發(fā)的繪圖程序軟件包，它易于使用、適應(yīng)性強(qiáng)、易于二次開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)不斷的完善，現(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。 它不僅具有良好的用戶界面，通過(guò)交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作；而且具有減小繪圖量、縮短設(shè)計(jì)周期、易于建立和使用標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)及改善繪圖質(zhì)量、提高設(shè)計(jì)及管理水平等一系列優(yōu)點(diǎn)，并且能根據(jù)用戶的指令迅速而準(zhǔn)確地繪制出所需要的圖形，具有易于校正錯(cuò)誤以及大量修改圖形而無(wú)需重新繪制的特點(diǎn)，而且能輸出清晰、準(zhǔn)確的圖紙，是手工繪制根本無(wú)法比擬的一種高效繪圖工具。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過(guò)程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開(kāi)發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。隨著 CAD 基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì) CAD 系統(tǒng)的功能要求也越來(lái)越高。設(shè)計(jì)人員不再僅僅滿足于借助 CAD 系統(tǒng)來(lái)達(dá)到“甩圖板” 3的目的，而是希望它能本質(zhì)上減輕大量簡(jiǎn)單繁瑣的工作，使他們能集中精力于那些富有創(chuàng)造性的高層次思維活動(dòng)中。以二維形式表達(dá)的工程圖是工程技術(shù)人員反映其設(shè)計(jì)思想的語(yǔ)言，還包含著一些行業(yè)約定和簡(jiǎn)化，通過(guò)選擇最合理的投影面、剖切位置、剖切方式來(lái)表達(dá)零件的幾何和加工信息，具有簡(jiǎn)單、完整、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，這種以投影原理為基礎(chǔ)的工程圖能夠表達(dá)的零件的復(fù)雜性幾乎是無(wú)限的，人類近 200 年的使用充分證明了工程圖表征零件的合理性。由于二維 CAD 能很好的滿足我的畢業(yè)設(shè)計(jì)繪圖軟件需求，因此我選擇了二維 CAD。本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為水平干燥輸送機(jī)設(shè)計(jì)，借助 AutoCAD 軟件，先設(shè)計(jì)繪制圖形，然后編制設(shè)計(jì)和制造工藝，通過(guò)車、銑床進(jìn)行加工，從而實(shí)現(xiàn)零件的設(shè)計(jì)、制造一體化的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和圖紙制造，具有相當(dāng)大的實(shí)用價(jià)值和發(fā)展空間。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，希望用 AutoCAD 軟件把設(shè)計(jì)和制造為一體，并解決從設(shè)計(jì)到制造成型的一系列實(shí)際問(wèn)題。根據(jù)所給設(shè)計(jì)參數(shù)和工作環(huán)境的要求，通過(guò)對(duì)刮板輸送機(jī)的發(fā)展情況、發(fā)展趨勢(shì)、結(jié)構(gòu)組成、工作原理、種類及作用進(jìn)行分析，對(duì) TGSS-50 型刮板輸送機(jī)輸送能力的計(jì)算、水平彎曲段幾何參數(shù)的計(jì)算、運(yùn)行阻力的計(jì)算、鏈條張力和牽引力的計(jì)算、電機(jī)功率的計(jì)算、溜槽推移阻力的計(jì)算、鏈條預(yù)張力和緊鏈力的計(jì)算及鏈條強(qiáng)度的計(jì)算等，完成刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)，繪制了 TGSS-50 型刮板輸送機(jī)總圖、以及相關(guān)的零件圖。 42.TGSS-50 型水平刮板輸送機(jī)應(yīng)用、組成、原理特點(diǎn)2.1 主要類型和應(yīng)用范圍國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和使用的刮板輸送機(jī)類型很多，分類方法各不相同。按溜槽的布置方式和結(jié)構(gòu)，可分為：并列式和重疊式、敞底溜槽式和封底溜槽式。按鏈條數(shù)及布置方式，可分為：?jiǎn)捂?、雙邊鏈、雙中心鏈及三鏈。按鏈條和刮板的連接布置形式則分：懸臂式、對(duì)稱式、中間式三種。各類刮板輸送機(jī)用于不同的工作條件，如薄煤層采煤工作面采用并列式溜槽，對(duì)于底板比較松軟破碎的采煤工作面則采用封底式溜槽。刮板輸送機(jī)按功率大小分為輕、中、重型。刮板輸送機(jī)配套單電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)額定功率 40kw 及以下的為輕型；大于 40kW，小于等于 90kW 為中型；大于 90kW 為重型。TGSS 系列水平刮板輸送機(jī)分為普通性、密封型和特殊型三類。主要適用于糧油加工廠倉(cāng)庫(kù)、碼頭、輕工、釀造等行業(yè)輸送各種原料、料坯等小顆粒狀或粉狀物料。不宜輸送容量大于 1t/m3的物料以及高溫、高濕、腐蝕性物料或塊狀物料。TGSS-50 型水平刮板輸送機(jī)是與膠帶輸送機(jī)、斗式提升機(jī)一樣，刮板輸送機(jī)也是一種具有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機(jī)械，可用于水平、傾斜和垂直方向輸送散體物料，常用于糧油、飼料加工廠原糧、半成品及成品的輸送，特別適用于油脂加工廠生產(chǎn)工藝中油料的輸送和糧食倉(cāng)庫(kù)原糧的輸送。密封型水平刮板可用于浸出油廠輸送含有易揮發(fā)、易滲溶劑的物料 5及其它易燃易爆的物料。特殊型有雙層刮板、油刮板、通風(fēng)刮板等。2.2 主要 組成部分不 同 類 型 的 刮 板 輸 送 機(jī) ， 盡 管 組 成 部 件 的 形 式 和 布 置 方 式 盡 不相 同 ， 但 是 基 本 機(jī) 構(gòu) 是 相 同 的 ， 即 刮 板 輸 送 機(jī) 由 機(jī) 頭 部 、 機(jī) 尾 部 、 中部 槽 及 附 屬 部 件 、 刮 板 鏈 、 緊 鏈 裝 置 、 推 移 裝 置 和 錨 固 裝 置 等 組 成 。1)機(jī) 頭 部一 般 形 式 刮 板 輸 送 機(jī) 的 機(jī) 頭 部 主 要 是 由 機(jī) 頭 架 、 鏈 輪 組 件 、 減速 器 、 聯(lián) 軸 器 和 電 動(dòng) 機(jī) 等 組 成 ， 是 將 電 動(dòng) 機(jī) 的 動(dòng) 力 傳 遞 給 刮 板 鏈 的 裝置 ， 有 驅(qū) 動(dòng) 、 卸 載 、 連 接 與 支 撐 機(jī) 頭 錨 固 裝 置 和 推 移 裝 置 、 固 定 采 煤機(jī) 械 牽 引 鏈 的 功 能 。機(jī) 頭 架 是 支 撐 和 裝 配 鏈 輪 組 件 、 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 以 及 其 他 附 屬 裝 置 的 構(gòu)件 ， 應(yīng) 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 ， 由 厚 鋼 板 焊 接 制 成 。 各 種 型 號(hào) 機(jī) 頭 架 的共 同 點(diǎn) 是 兩 側(cè) 對(duì) 稱 ， 可 以 在 兩 側(cè) 壁 上 安 裝 減 速 器 ， 以 適 應(yīng) 左 、 右 采 煤工 作 面 的 需 要 ； 鏈 輪 由 減 速 器 伸 出 軸 和 盲 軸 支 撐 連 接 ， 這 種 連 接 方 式便 于 在 井 下 拆 裝 ； 撥 鏈 器 和 護(hù) 板 固 定 在 機(jī) 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(diǎn) 處 被 輪 齒 帶 動(dòng) 卷 入 鏈 輪 。 護(hù) 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 以 更 換 。2) 鏈 輪 組 件鏈 輪 組 件 由 鏈 輪 和 連 接 筒 組 成 。 鏈 輪 是 傳 力 部 件 ， 運(yùn) 轉(zhuǎn) 中 除 了受 靜 載 荷 外 還 受 到 有 脈 沖 、 沖 擊 載 荷 等 。 鏈 輪 既 要 有 較 高 的 強(qiáng) 度 和 耐磨 性 ， 又 要 有 良 好 的 韌 性 ， 能 夠 承 受 工 作 中 的 沖 擊 載 荷 。 整 體 連 接 筒 6與 鏈 輪 焊 接 成 為 一 體 ， 兩 端 的 內(nèi) 花 鍵 分 別 與 減 速 器 輸 出 軸 和 盲 軸 相 連接 。 這 種 結(jié) 構(gòu) 拆 裝 維 修 都 很 方 便 。 鏈 輪 用 優(yōu) 質(zhì) 鋼 鑄 造 或 者 鍛 造 后 調(diào) 質(zhì)處 理 ， 鏈 窩 和 齒 形 經(jīng) 淬 火 處 理 。 3)減 速 器我 國(guó) 目 前 產(chǎn) 生 的 刮 板 輸 送 機(jī) 減 速 器 多 為 平 行 布 置 式 、 三 級(jí) 傳 動(dòng)的 圓 錐 圓 柱 齒 輪 減 速 器 。 為 了 使 其 在 左 、 右 采 煤 工 作 面 和 機(jī) 頭 部 、 機(jī)尾 部 都 能 通 用 ， 刮 板 輸 送 機(jī) 的 減 速 器 箱 體 應(yīng) 滿 足 上 下 對(duì) 稱 。重 型 刮 板 輸 送 機(jī) 在 起 、 制 動(dòng) 過(guò) 度 過(guò) 程 中 的 動(dòng) 載 荷 以 及 動(dòng) 力 響 應(yīng) 問(wèn)題 逐 漸 突 出 ， 其 牽 引 構(gòu) 件 （ 刮 板 鏈 ） 中 的 動(dòng) 張 力 與 靜 張 力 以 及 彈 性 波的 傳 播 ， 可 能 導(dǎo) 致 不 平 穩(wěn) 運(yùn) 行 ， 產(chǎn) 生 強(qiáng) 烈 振 動(dòng) 和 強(qiáng) 烈 磨 損 ， 從 而 降 低工 作 效 率 和 使 用 壽 命 ， 甚 至 使 刮 板 輸 送 機(jī) 難 于 繼 續(xù) 起 動(dòng) 和 正 常 運(yùn) 行 。為 了 保 證 重 型 刮 板 輸 送 機(jī) 的 平 穩(wěn) 、 安 全 、 經(jīng) 濟(jì) 、 高 校 運(yùn) 行 ， 必 須 對(duì)其 起 、 制 動(dòng) 過(guò) 渡 過(guò) 程 、 運(yùn) 行 狀 態(tài) 及 性 能 進(jìn) 行 合 理 的 調(diào) 節(jié) 和 控 制 。4)聯(lián) 軸 器聯(lián) 軸 器 是 電 動(dòng) 機(jī) 和 減 速 器 的 連 接 ， 有 彈 性 聯(lián) 軸 器 和 液 力 耦 合 器兩 種 。 由 于 本 設(shè) 計(jì) 為 中 型 刮 板 輸 送 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) ， 采 用 液 力 耦 合 器 比 較好 。 用 液 力 耦 合 器 的 優(yōu) 點(diǎn) ： 使 電 動(dòng) 機(jī) 輕 載 起 動(dòng) ； 有 過(guò) 載 保 護(hù) 功 能 ； 減緩 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 沖 擊 和 振 動(dòng) ； 多 電 動(dòng) 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 時(shí) 能 使 各 電 動(dòng) 機(jī) 的 負(fù) 載 分 配均 勻 。5)機(jī) 尾 部機(jī) 尾 部 分 有 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 和 無(wú) 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 兩 種 。 有 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 的 機(jī) 尾 部 ，由 于 機(jī) 尾 不 需 要 卸 載 高 度 ， 所 以 除 了 機(jī) 頭 架 和 機(jī) 尾 架 有 所 不 同 外 ， 其他 部 件 與 機(jī) 頭 部 相 同 。 無(wú) 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 的 機(jī) 尾 部 ， 機(jī) 尾 架 只 有 使 刮 板 鏈 改向 用 的 機(jī) 尾 軸 部 件 。 在 本 設(shè) 計(jì) 中 刮 板 輸 送 機(jī) 的 機(jī) 尾 采 用 了 可 伸 縮 機(jī) 尾裝 置 ， 也 稱 自 動(dòng) 調(diào) 鏈 裝 置 。 其 作 用 是 在 刮 板 輸 送 機(jī) 運(yùn) 行 中 手 動(dòng) 或 自 動(dòng)調(diào) 整 刮 板 鏈 松 緊 ， 有 利 于 改 善 刮 板 鏈 工 作 狀 況 ， 減 小 啟 動(dòng) 功 率 等 ， 也 7可 以 整 體 改 善 刮 板 輸 送 機(jī) 的 運(yùn) 行 效 果 。 可 伸 縮 機(jī) 尾 的 機(jī) 架 分 為 兩 個(gè) 部分 ， 一 部 分 為 固 定 機(jī) 架 ， 該 機(jī) 架 與 過(guò) 度 溜 槽 連 接 在 一 起 ； 另 一 部 分 為滑 動(dòng) 機(jī) 架 ， 該 機(jī) 架 上 裝 有 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 和 鏈 輪 組 件 ， 借 本 身 兩 側(cè) 的 導(dǎo) 軌 板在 固 定 機(jī) 架 的 導(dǎo) 軌 槽 中 移 動(dòng) 。 布 置 在 機(jī) 尾 兩 側(cè) 的 張 緊 千 斤 頂 ， 兩 端 分別 與 固 定 機(jī) 架 和 滑 動(dòng) 機(jī) 架 連 接 在 一 起 。 利 用 液 壓 油 缸 （ 行 程 500mm左 右 ） 的 伸 縮 ， 使 可 滑 動(dòng) 機(jī) 架 伸 出 或 縮 回 ， 以 達(dá) 到 微 調(diào) 刮 板 鏈 張 緊 目的 。 刮 板 鏈 張 緊 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) ， 在 刮 板 鏈 與 機(jī) 頭 、 機(jī) 尾 鏈 輪 分 離 后 的鏈 道 下 方 安 設(shè) 張 力 傳 感 器 。 當(dāng) 鏈 條 松 弛 或 過(guò) 緊 時(shí) ， 經(jīng) 分 析 裝 置 控 制 張近 千 斤 頂 的 活 塞 桿 伸 出 或 縮 回 ， 使 鏈 條 保 持 比 較 穩(wěn) 定 的 正 常 張 力 。6)溜 槽 及 附 件溜 槽 是 刮 板 輸 送 機(jī) 的 重 要 組 成 部 分 ， 是 貨 載 和 刮 板 鏈 的 支 撐 機(jī) 構(gòu) 。刮 板 輸 送 機(jī) 的 運(yùn) 輸 生 產(chǎn) 能 力 與 溜 槽 裝 載 斷 面 尺 寸 成 正 比 關(guān) 系 。 在 機(jī) 采和 綜 采 工 作 面 ， 刮 板 輸 送 機(jī) 的 溜 槽 還 作 為 采 煤 機(jī) 的 運(yùn) 行 軌 道 ， 故 要 求溜 槽 具 有 一 定 的 強(qiáng) 度 、 剛 度 及 較 高 的 耐 磨 性 能 。 溜 槽 有 中 部 溜 槽 、 調(diào)節(jié) 溜 槽 、 連 接 溜 槽 等 類 型 。 工 作 面 刮 板 輸 送 機(jī) 溜 槽 是 靠 采 空 區(qū) 側(cè) 安 裝擋 煤 板 來(lái) 提 高 裝 載 能 力 ； 靠 煤 壁 側(cè) 安 裝 鏟 煤 板 來(lái) 清 掃 機(jī) 道 便 于 刮 板 輸送 機(jī) 推 向 煤 壁 。 溜 槽 的 結(jié) 構(gòu) 類 型 有 敞 底 式 和 封 底 式 。 敞 底 式 溜 槽 結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn) 單 ， 維 修 方 便 ， 但 是 由 于 機(jī) 體 支 撐 面 小 ， 接 地 比 壓 較 大 ， 易 使 下 槽幫 下 沉 陷 入 底 板 ， 造 成 空 回 鏈 條 不 能 正 常 運(yùn) 行 。 封 底 式 溜 槽 適 于 底 板較 松 軟 的 工 作 面 ， 整 機(jī) 穩(wěn) 定 性 較 好 ， 可 以 減 少 刮 板 鏈 運(yùn) 行 阻 力 。(1) 中 部 溜 槽中 部 溜 槽 是 刮 板 輸 送 機(jī) 的 機(jī) 身 ， 由 槽 幫 鋼 和 中 板 焊 接 而 成 。 上槽 為 運(yùn) 物 料 的 承 載 槽 ， 下 槽 為 封 底 式 溜 槽 供 刮 板 鏈 返 程 用 。 由 于 封 底式 溜 槽 可 以 減 小 刮 板 鏈 返 程 的 運(yùn) 行 阻 力 和 用 于 松 軟 的 工 作 面 ， 但 是 給安 裝 和 維 修 帶 來(lái) 困 難 ， 因 此 ， 采 用 幾 節(jié) 封 底 溜 槽 間 隔 一 節(jié) 可 拆 中 板 的 8檢 修 槽 的 辦 法 來(lái) 減 少 小 維 修 和 安 裝 困 難 。中 部 溜 槽 有 中 單 鏈 型 、 邊 雙 鏈 型 和 中 雙 鏈 型 三 種 。 除 用 于 輕 型刮 板 輸 送 機(jī) 的 中 單 鏈 型 采 用 冷 壓 槽 幫 鋼 外 ， 其 他 的 槽 幫 鋼 采 用 熱 軋 槽幫 鋼 ， 槽 幫 鋼 一 般 按 形 狀 可 以 分 為 D 形 、 M 形 、 E 形 ， 其 中 D 形 為中 單 鏈 型 刮 板 輸 送 機(jī) 使 用 ； E 形 為 單 中 鏈 和 雙 鏈 型 使 用 ， 邊 雙 鏈 型 也可 以 使 用 ； M 形 為 邊 雙 鏈 型 使 用 。 E 形 與 M 形 相 比 ， 不 僅 因 中 板 寬 度減 小 而 增 大 了 剛 度 ， 同 時(shí) 也 便 于 焊 接 ， 刮 板 鏈 條 也 不 磨 焊 縫 。(2) 調(diào) 節(jié) 溜 槽 調(diào) 節(jié) 溜 槽 與 中 部 溜 槽 的 結(jié) 構(gòu) 基 本 相 同 ， 用 來(lái)調(diào) 節(jié) 刮 板 輸 送 機(jī) 的 長(zhǎng) 度 ， 以 適 應(yīng) 工 作 面 長(zhǎng) 度 變 化 的 需 要 。7)刮 板 鏈刮 板 鏈 是 刮 板 輸 送 機(jī) 的 牽 引 機(jī) 構(gòu) ， 是 傳 遞 引 力 、 直 接 刮 運(yùn) 物 料的 組 件 。 刮 板 鏈 由 刮 板 、 牽 引 鏈 和 接 鏈 環(huán) 組 成 。 刮 板 的 作 用 是 刮 推溜 槽 內(nèi) 物 料 和 在 槽 幫 鋼 內(nèi) 起 導(dǎo) 向 作 用 ， 在 運(yùn) 行 時(shí) 還 有 刮 清 幫 、 防 止 煤粉 黏 結(jié) 和 堵 塞 功 能 。 鏈 條 在 滑 動(dòng) 摩 擦 條 件 下 運(yùn) 行 ， 要 承 受 很 大 的 靜 載荷 和 動(dòng) 載 荷 ， 因 此 要 求 鏈 條 有 較 高 的 抗 拉 強(qiáng) 度 、 抗 沖 擊 韌 性 、 疲 勞 強(qiáng)度 和 防 銹 抗 腐 蝕 性 。8)錨 固 裝 置錨 固 裝 置 由 單 體 液 壓 支 柱 組 成 ， 錨 固 架 與 機(jī) 頭 架 連 接 。 它 是 刮 板輸 送 機(jī) 在 傾 角 較 大 的 工 作 面 使 用 而 有 可 能 下 滑 時(shí) 用 于 固 定 、 防 滑 之 用 。2.3 工作原理進(jìn)入機(jī)槽的物料受到刮板鏈條在運(yùn)動(dòng)方向的壓力和自身重量的作用，在物料間產(chǎn)生內(nèi)磨擦力，這種磨擦力保證了物料層之間的穩(wěn)定狀態(tài)，并能克服物料在機(jī)槽內(nèi)移動(dòng)而產(chǎn)生的外磨擦阻力，使物料形成隨刮板鏈條 9一起運(yùn)動(dòng)的連續(xù)的整體的物料流而被輸送。頭尾鏈輪即為驅(qū)動(dòng)輪和張緊輪，鏈條作為牽引構(gòu)件被環(huán)繞支承于頭尾鏈輪和機(jī)槽內(nèi)，安裝于鏈條上的刮板為輸送物料構(gòu)件，物料在封閉形機(jī)槽內(nèi)通過(guò)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的刮板鏈條實(shí)現(xiàn)輸送。刮板輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置安裝于頭部驅(qū)動(dòng)輪端，張緊裝置設(shè)置于尾部張緊輪端，通常采用滑塊螺桿式張緊裝置，其進(jìn)料口開(kāi)設(shè)于尾部機(jī)槽上部，卸料口開(kāi)設(shè)于頭部機(jī)槽下部。注意，膠帶輸送機(jī)和斗提機(jī)的牽引構(gòu)件是通過(guò)摩擦實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，而刮板輸送機(jī)的鏈條是通過(guò)齒嚙合實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。刮板輸送機(jī)工作時(shí)，無(wú)論是水平還是垂直輸送，當(dāng)物料從進(jìn)料口進(jìn)人封閉的機(jī)槽后，在刮板推力、物料自身重力等外力作用下，散體物料形成足夠的內(nèi)摩擦，該內(nèi)摩擦力足以克服物料輸送時(shí)所受的機(jī)槽對(duì)其的外摩擦力及垂直輸送時(shí)物料的重力，這樣物料就可形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的整體，在刮板鏈條的作用下完整地向前輸送。刮板鏈條它是由刮板和鏈條連接于一體而形成的，其作用是承載、傳遞動(dòng)力和輸送物料。機(jī)槽是刮板輸送機(jī)的外殼，它起到密封和支承其他構(gòu)件的作用，更重要的它還是物料犏送的內(nèi)腔，必須有良好的耐磨性2.4 主要特點(diǎn)刮板輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：堅(jiān)固結(jié)實(shí)，經(jīng)久耐用；能水平和垂直彎曲，刮板輸送機(jī)的缺點(diǎn)是：摩擦阻力大，消耗鋼材多，功率消耗大。刮板輸送機(jī)雖有這些缺點(diǎn)，但它有其它輸送機(jī)所不及的優(yōu)點(diǎn)，因此，它仍是當(dāng)前必不可少的輸送設(shè)備。刮板輸送機(jī)可用于煤層傾角不超過(guò)25°的薄、中厚和厚煤層的采煤 10工作面，煤層傾角大時(shí)，要采取防滑措施。此外，順槽和采區(qū)上、下山運(yùn)輸巷道也可使用。由于刮板輸送機(jī)功率消耗較大，因此，刮板輸送機(jī)不適合長(zhǎng)期固定使用、長(zhǎng)距離使用和地面使用。較之其它水平刮板機(jī)設(shè)備，它的顯著特點(diǎn)是：1、該設(shè)備常用于水平輸送顆粒和粉狀物料，亦能在小角度范圍內(nèi)作傾斜輸送。因此，在單點(diǎn)進(jìn)出料基礎(chǔ)上，也可多點(diǎn)進(jìn)料，多點(diǎn)出料，對(duì)輸送有毒、易爆、高溫和易飛揚(yáng)的物料，改善工人操作條件和減少環(huán)境污染等方面有突出的特點(diǎn)。2、該機(jī)具有整機(jī)壽命高、運(yùn)行平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)尺寸小、輸送量大、能耗低、物料破損率低等特點(diǎn)3﹑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性好，進(jìn)卸料裝置簡(jiǎn)單，可多點(diǎn)進(jìn)卸料，布置形式靈活，可同時(shí)多方向完成物料的輸送。4、導(dǎo)軌采用高密度耐磨塑料板或錳板，在機(jī)殼的側(cè)面和底面均鑲有耐磨性良好的錳材鋼板，大大延長(zhǎng)了使用壽命（選用） 。5、頭、尾機(jī)殼及中間機(jī)殼均采用組裝式結(jié)構(gòu)，裝、拆、檢修、維護(hù)和更換襯板等簡(jiǎn)單易行。6、鏈條采用焊接彎板鏈，模鍛鏈，套筒滾子鏈等，性能可靠，強(qiáng)度高，拉力大，壽命長(zhǎng)。 3.本課題的設(shè)計(jì)目的和主要內(nèi)容本課題擬通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)型號(hào)的水平輸送刮板機(jī)，完成機(jī)頭部分的的設(shè)計(jì)和計(jì)算； 學(xué)習(xí)如何綜合應(yīng)用本專業(yè)的知識(shí)進(jìn)行資料的查閱、方案 11的擬定和設(shè)備的具體設(shè)計(jì)，熟悉機(jī)械圖樣的繪制方法，熟練掌握計(jì)算機(jī)繪圖的技能。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)認(rèn)真、踏實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì) TGSS-50 型水平刮板輸送機(jī)，設(shè)計(jì)產(chǎn)量 220～300（t/h） （處理原料為破碎大豆） ，完成整體結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、筒體部裝、底座裝置等零部件的設(shè)計(jì)、繪圖，圖紙采用計(jì)算機(jī)繪圖和手繪來(lái)完成。4.設(shè)計(jì)計(jì)算已知工藝參數(shù)表 規(guī) 格 型 號(hào)TGSS-50生 產(chǎn) 能 力 （ T/D) 220～ 300鏈 條 速 度 (s/m) 0.5～ 0.63機(jī)槽寬度 mm 500 12輸送距離 m 60-804.1 輸送量計(jì)算公式Q=3600B*h* ????及其已知參數(shù) ：計(jì)算量 Q Qmax(選用要求最大量)，取 q=300t/h?h 是刮板機(jī)槽高；B 是刮板機(jī)槽寬；是物料容量：取 r=0.75t/m3 ；?是刮板鏈速度：取 v=0.6m/s；?是輸送效率， =0.75；??B*h 是輸送截面。B*h=300/（3600×0.6×0.75×0.75）=0.25 2m取 B=0.5m h =0.5m4.2 刮板鏈條張力計(jì)算T= ???????????????????BhnfGLV.1.10式中： T 是繞入頭輪時(shí)的張力，即最大張力（N） ；——輸送機(jī)長(zhǎng)度， =40m；00LG——刮板鏈條每米重量,G=36.3kg/m ； 13——物料每米重量 (N／m) ；VG= =139kg/m?360maxQ——物料的內(nèi)摩擦系數(shù)，按下面公式計(jì)算；f——物料的外摩擦系數(shù)，即物料與殼體的摩擦系數(shù)。1＝ 或 ＝f?tg1ft式中： ——物料內(nèi)摩擦角即堆積角，平均取 ，取 ；? ?4035??——物料的外摩擦角， = （參照小1 1?麥） ；n——物料對(duì)機(jī)槽兩側(cè)的側(cè)壓系數(shù)。= =0.94n?si1?x式中：x——?jiǎng)恿ο禂?shù)當(dāng) 0．32m／s 時(shí)，x=1.0；v?當(dāng) O．32m／s 時(shí)，x＝1.5。?T=9916kg4.3 電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算 mVTKN?102??式中： N——是所需電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率（kw） ；T——刮板鏈條張力，T=9916kg；——備用系數(shù)， ＝1.1-1.3,取 1.1； 11K 14——傳動(dòng)效率。m?= =0.8621?式中： ——JZQ 減速器的傳動(dòng)效率， ＝0.92—0.94，取；1 1?=0.94；1?——開(kāi)式鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)效率， =0.85 一 0.90,取 =0.90。2 22N=74.6kw計(jì)算的之電動(dòng)機(jī)功率，必須滿滿足 電 機(jī)N?式中： 是電動(dòng)機(jī)的額定功率.電 機(jī)故選用三相異步電動(dòng)機(jī) Y 系列（Ip44）Y315L2-10，電動(dòng)機(jī)額定功率為 75kW 轉(zhuǎn)速 590r/min，效率 0.925，功率因素 0.75，電壓等級(jí)380V，臺(tái)數(shù) 1 臺(tái)。注：（綜合考慮到電動(dòng)機(jī)的常用性，機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求，使用場(chǎng)所的環(huán)境條件，運(yùn)行可靠性等條件，故選擇三相異步電動(dòng)機(jī) Y 系列（Ip44）封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)）4.4 輸送鏈的選擇與設(shè)計(jì)刮板鏈條是埋刮板輸通機(jī)的承載牽引構(gòu)體，是由許多鏈節(jié)通過(guò)銷軸等零件順序連接而成，鏈節(jié)又由不同的鏈條和刮板焊接組合而成。根據(jù)機(jī)槽寬度、節(jié)距大小、承載特性的不同，鏈條和刮板有各種不同的型式。 15刮板的聯(lián)結(jié)采用焊接方式，而精鑄型可以將鏈條與刮板焊成一體。刮板板輸送機(jī)是一種高效率、節(jié)能的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，因此通常稱之為連續(xù)物流輸送機(jī)。 理論板輸送機(jī)的輸送鏈條有如下三種結(jié)構(gòu)型式：模鍛鏈條、套簡(jiǎn)滾子鏈條和雙板鏈條。(1)模鍛鏈條(代號(hào) DL) 由鏈桿與銷軸組成，鏈桿通過(guò)模鍛或輥鍛，再近行銑、鉆、鉸等機(jī)加工制成，分為大頭、小頭、桿身三部分，小頭是連接端，大頭與頭輪輪齒嚙合。具有強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠、裝拆方便等特點(diǎn)。由于進(jìn)行等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，在相同強(qiáng)度和相同節(jié)距的條件下，模鍛鏈條的重量最輕。(2)套筒滾子鏈條(代號(hào) GL) 由內(nèi)、外鏈板、銷軸、滾子和襯套織成，有時(shí)襯套可省去，內(nèi)外鏈板沖壓而成。該鏈條以其滾子與頭輪輪齒嚙合，有利于減小摩擦。其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，膠接處比壓較低，可降低磨損，延長(zhǎng)使用壽命。它的重雖較大、拆換鏈條時(shí)必須成對(duì)更換。(3)雙板鏈條(代號(hào) BL) 雙板鏈條的鏈桿由兩塊彎曲鍍板點(diǎn)焊連接而成，鏈板為沖壓件。焊接后形成如同模鍛鏈桿一樣的大頭、小頭及桿身，作用也相同。這種鏈條節(jié)距較大，具有承載能力強(qiáng)、裝拆方便，使用安全可靠等特點(diǎn)，但無(wú)法進(jìn)行等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，致使其重量最大。鏈桿或鏈板的材料為 45 鋼或 45Mn，后者為高強(qiáng)度鏈條所用的材料，通常采用 45 鋼即可，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理?？紤]到鏈的常用性以及計(jì)算方便，本設(shè)計(jì)采用滾子鏈。1.鏈條的選擇刮板鏈的張力計(jì)算必須滿足：T F ≤[P]?式中：T—— 是鏈條的最大張力, T=9916kg；[P]—— 刮板鏈的許用載荷(N) ； 16g——重力加速度，取 g=9.8N/kg；F——刮板鏈的使用系數(shù)。 F= =1.2×1×1.2=1.44 ulvff?式中： —— 速度系數(shù)，當(dāng) 0．3212.7 雙排)=17.6mm1193.0bf? 21為內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 =18.9mm1b1b8.齒全寬=72.32mm?????tfnp1f為排距 =49.35mm；tt4.6 減速器計(jì)算選型1.減速器的總傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)額定功率為 75kW，滿載轉(zhuǎn)速是 600r/min= =8.8nima?7.65902.分配減速器的傳動(dòng)比按展開(kāi)式布置。考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，可按圖 12（課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)）展開(kāi)曲線差得 =3.4，則 = =2.6。1i2i1a3.各軸轉(zhuǎn)速1 軸 =590r/min1n2 軸 = =173.5r/min21i3 軸 = =66.7 r/min3n2i輸送軸 =33.35r/min44.各軸輸入功率 221 軸 =72.8kw11???dp22 軸 =69.2kw233 軸 =65.8kw32輸送軸 =61.3kw??4p?4是電動(dòng)機(jī)功率，取 =0.99（彈性d1聯(lián)軸器） ， =0.98（滾子軸承） ， =0.97（齒輪效率） ，鏈的效率2?3=0.95。45.各軸輸入轉(zhuǎn)矩已知電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩=9550 =1213.98N.mmddnpT950?5907?輸入轉(zhuǎn)矩1 軸 =1201.84N.m11???dT2 軸 =3884.41N.m322i3 軸 =9600.54N.m3輸送軸 =18241.03N.m4T?4??i4.7 齒輪的設(shè)計(jì)4.7.1 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)1 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)1）按傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；2）輸送機(jī)為為一般工作機(jī)器，選 7 級(jí)精度； 233）材料選擇，選小齒輪材料為 40Cr，硬度 280HBS，大齒輪為 45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 2240HBS，二者材料硬度相差 40HBS；4）選小齒輪齒數(shù) =17，大齒輪齒數(shù) =3.4 17=57.8，取 =58。1z2z?2z2 按硬面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算??3211. ????????Hedt ziKTd??1）試選載荷系數(shù) =1.3；t2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=1.161510.9nPT??60?3）由（課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)）表 10-7 選取齒寬系數(shù) ；1?d?4）由表 10-6 材料的彈性影響系數(shù) ；28.19MPaZe?5）由圖 10-21d 按齒輪硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限600Mpa,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =550Mpa。?1limH? 2limH?6)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。=60 960 1 (2 8 300 15)hjLnN160??= 95.4=8.72?80.7)由（課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)）圖 10-19 取接觸壽命系數(shù) =0.90 ， 1HNK=0.96；2HNK8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由是（10=12）得 24=540Mpa??SKLHN1lim11???=528Mpai?22(2)計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑 ，代人 中較小的值td1??H?=2.32??32112. ????????Hedt ziKTd??3 2658.194.310. ????????=119.8mm2)計(jì)算圓周速度 vV= =3.7m/s106598.106????ndt3)計(jì)算齒寬 bb= =1 119.8=119.8mmtd1??4)計(jì)算齒高與齒寬比模數(shù) =119.8/17=7.05mm1zmtt?齒高 h=2.25 =15.86mt=7.5586.159?hb5)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v=6.4m/s,由（課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)）圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù)=1.07；VK直齒輪， ；1??FHK 25由表 10-2 查得使用系數(shù) =1；AK由表 10-4 用插值法查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，=1.423；?HK由 =7.56， =1.423 查（課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)）圖 10-13 的hb?H=1.31 故載荷系數(shù)?F=1 1.07 1 1.423=1.523??HVAK??6)按時(shí)間的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，得126.29mm???331.1528.9ttd7)計(jì)算模數(shù) m=7.431z?3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為??321???????FSadYzKTm??(1)確定公式中個(gè)計(jì)算值1）由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500Mpa,大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 =380Mpa；1FE?2FE2)由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) =0.85,1FNK=0.88；2FNK3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 由式（10-12）得 26=303.57Mpa??SKFENF11??=238.86Mpa224)計(jì)算載荷系數(shù)=1 1.05 1 1.31=1.38??FVAK??5)查齒形系數(shù)由表 10-5 插得 =2.97 ， =2.18；1FaY2FaY6）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得 =1.52 ， 1Sa=1.79；2SaY=0.01487??57.30291??FSaY?=0.0210686.2a大齒輪的數(shù)值大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算m =6.16326170..8??對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)