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附錄 A
附表1 圓環(huán)鏈鏈輪的幾何計(jì)算公式
項(xiàng)目名稱(chēng)
計(jì)算公式及符號(hào)
1
齒距角
2
節(jié)圓直徑
3
鏈輪中心至鏈窩底面垂直距離
4
齒廓圓弧中心坐標(biāo)
5
齒廓
圓弧半徑
6
實(shí)際齒廓圓弧半徑
7
齒頂圓
直徑
8
齒根
圓角半徑
9
鏈窩端部圓弧半徑
10
鏈窩兩側(cè)圓弧半徑
11
立槽寬度
12
鏈輪中心至立槽底面垂直距離
13
立槽根圓直徑
14
立槽底部圓弧半徑
15
鏈輪齒肩寬度
16
鏈輪輪緣寬度
附錄 B
附錄 C
刮板輸送機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)和分析過(guò)渡槽
張叔平和楊兆建
機(jī)械工程學(xué)院、太原理工大學(xué)、太原030024中國(guó)sp311@tom.com,by楊兆建@tyut.edu.cn
關(guān)鍵詞:刮板輸送機(jī),過(guò)渡滑槽,改進(jìn)設(shè)計(jì),穿抽象。為了避免過(guò)渡滑槽板輸送機(jī)的腐蝕,需要優(yōu)化結(jié)構(gòu)的過(guò)渡降落傘。在分析過(guò)渡滑槽的力量的轉(zhuǎn)折點(diǎn),多體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,改進(jìn)設(shè)計(jì)減少轉(zhuǎn)折點(diǎn)上的力量顯然并沒(méi)有額外的制造和安裝困難。實(shí)驗(yàn)和分析可以得出結(jié)論,這些力量,影響過(guò)渡滑槽的磨損,取決于過(guò)渡圓弧半徑而不是過(guò)渡角。介紹了刮板輸送機(jī)是現(xiàn)代綜放開(kāi)采的重要設(shè)備。根據(jù)煤炭運(yùn)輸?shù)男枨?刮板輸送機(jī)的雙方(腦袋和尾巴)高于中間,中間的過(guò)渡加入的部分是降落傘到尾部和頭部。[1]的槽刮板輸送機(jī)、過(guò)渡降落傘顯示整個(gè)槽的性格,包括穿。[2],但過(guò)渡滑槽的磨損更嚴(yán)重比其他時(shí)段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。說(shuō)真的,深溝被輪了鏈的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。通過(guò)分析過(guò)渡槽服務(wù)條件和計(jì)算器輥與中間板鏈之間的接觸力,本文尋求減少磨損的方法在制造和安裝沒(méi)有額外的困難。
過(guò)渡滑槽和槽過(guò)渡的問(wèn)題。
過(guò)渡滑槽是聚集在刮板輸送機(jī)在圖1。圖中顯示,“h”是舉升高度;“α的過(guò)渡角,是速度鏈。過(guò)渡角,每個(gè)部分都是獨(dú)特的在結(jié)構(gòu)和安裝位置是固定的。需要更少的過(guò)渡降落傘,如果過(guò)渡角大。因此,更大的過(guò)渡角是減少消費(fèi)在制造和安裝中獲益。
問(wèn)題。在生產(chǎn)進(jìn)度,深溝槽可以在A點(diǎn)找到圖1中,由鏈了。更多,中間板會(huì)磨損。同時(shí),它成立的磨損程度是相對(duì)于過(guò)渡角和角大的磨損更嚴(yán)重。小過(guò)渡角α是有利于減少槽的磨損,但是,一個(gè)小天使過(guò)渡的需要更多的部分過(guò)渡降落傘。所以,有一個(gè)磨損和制造與安裝之間的矛盾。目前,生產(chǎn)商使用中產(chǎn)α來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。但是,很難解決沖突。
穿中段的磨損是刮板輸送機(jī)的關(guān)鍵問(wèn)題;翻譯速度、工作條件和材料匹配在不同程度影響穿。[1],過(guò)渡槽各種穿其他插槽,和穿的轉(zhuǎn)折點(diǎn)(顯示在圖1)更嚴(yán)重。嚴(yán)重磨損的原因是正常的力量比其他人,因此,分析鏈和中間板之間的接觸力是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
力量。圖1顯示了組裝鏈和過(guò)渡滑槽和圖2顯示了垂直環(huán)2的力量。顯示,垂直環(huán)2被水平環(huán)1 F1沿著鏈速度的方向,與此同時(shí),環(huán)2與F2板環(huán)3了,方向是顯示在圖3中。的原因,F1是一個(gè)小比F2,這里,考慮F1等于F2為便于分析。然后,力在垂直環(huán)2槽過(guò)渡的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是F。
所以,轉(zhuǎn)折點(diǎn)上的法向力的垂直環(huán)2是第一個(gè)函數(shù)計(jì)算。
方法以減少力量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。減少力的轉(zhuǎn)折點(diǎn)' A '的關(guān)鍵是減少磨損。通過(guò)分析部隊(duì)垂直環(huán)2日出現(xiàn),力F級(jí)由張力決定F1and過(guò)渡角“a”。事實(shí)上,這里的“級(jí)別1環(huán)和環(huán)之間的角度是3而不是過(guò)渡角。也就是說(shuō),減少水平環(huán)1和水平之間的角環(huán)3是有用的減少迫使“F”,這是有利于減少過(guò)渡的穿槽垂直環(huán)。我們可以發(fā)現(xiàn),一個(gè)大曲率半徑圓弧是有利于減少兩個(gè)水平環(huán)之間的角度。圖3顯示了過(guò)渡曲線。在圖3中,γ是用來(lái)表示級(jí)別1環(huán)和環(huán)之間的角3不同過(guò)渡天使“a”。
因此,_攝氏度之間的角度(點(diǎn)3 C是屬于水平環(huán)和點(diǎn)O是圓的中心)和_ OB(B點(diǎn)屬于水平環(huán)1)一樣‘γ’。然后,R + 2 d = p / 2罪(γ/ 4)(2)在這里,' d '是環(huán)的直徑,R≥2 p /罪(γ/ 4)(3)也就是說(shuō),大‘R’和‘γ’,轉(zhuǎn)折點(diǎn)的力量是更少。
表1表示,過(guò)渡角7°時(shí),過(guò)渡圓弧的曲率半徑是3000毫米,力量轉(zhuǎn)折點(diǎn)的減少幅度為14.75%,和電弧的長(zhǎng)度只有365毫米。如果過(guò)渡圓弧的曲率半徑是5000毫米,減少振幅轉(zhuǎn)折點(diǎn)是50%的力量,只有609.4毫米的過(guò)渡需要弧槽。過(guò)渡角為15°時(shí),改進(jìn)設(shè)計(jì)將減少力量更清楚。
計(jì)算結(jié)果和分析
驗(yàn)證的結(jié)果改進(jìn)設(shè)計(jì),仿真實(shí)驗(yàn)與亞當(dāng)斯[3]舉行。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,聯(lián)系部隊(duì)之間的鏈和中段被檢測(cè)到,如果鏈?zhǔn)窃谵D(zhuǎn)折點(diǎn),接觸力達(dá)到最大,在測(cè)試過(guò)渡角是7和15°,過(guò)渡圓弧的曲率半徑是3000毫米和5000毫米。
預(yù)緊力的影響。上述分析證明,轉(zhuǎn)折點(diǎn)的力成正比的張力鏈F1,F1直接相關(guān)的預(yù)緊力,所以在轉(zhuǎn)折點(diǎn)的力量更大的預(yù)緊力大。圖5是接觸力之間的關(guān)系隨著時(shí)間的推移,當(dāng)過(guò)渡角7°時(shí),過(guò)渡圓弧的曲率半徑是3000 mm。無(wú)花果2000 n時(shí)預(yù)緊力的關(guān)系,但圖b是1000 n。當(dāng)預(yù)緊力與圖5顯示,最大連接力量1850 ~ 2100 n,但當(dāng)預(yù)緊是1 kn,迫使1200 ~ 1200 kn(圖5 b所示)。轉(zhuǎn)折點(diǎn)上的力較高的預(yù)緊力,但不與預(yù)緊力成正比。
速度的影響。圖6是聯(lián)系部隊(duì)之間的關(guān)系隨著時(shí)間的推移,當(dāng)過(guò)渡角7°時(shí),過(guò)渡圓弧的曲率半徑是5000毫米1 kn,無(wú)花果和預(yù)緊力的關(guān)系是當(dāng)鏈速度是1米/秒和fig. b的關(guān)系是當(dāng)鏈速度是2米/秒。圖7顯示,當(dāng)鏈速度是2米/秒,最大連接力量0.6 ~ 1.1 kn,和鏈速度是1米/秒,最大連接力量是0.6 ~ 1.3 kn。顯然,連接力量轉(zhuǎn)折點(diǎn)較低速度更高。
相同與不同的過(guò)渡圓弧過(guò)渡角。圖7是過(guò)渡連接與時(shí)間之間的關(guān)系角度7°和其他條件相等但曲率半徑過(guò)渡弧。無(wú)花果是連接關(guān)系的力量,當(dāng)過(guò)渡圓弧的曲率半徑是3 m,但是圖b 5碩士研究生圖7所示,當(dāng)曲率半徑3米,連接力量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是1500 ~ 1800 n,但當(dāng)曲率半徑為5米,平均連接力量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是800 ~ 1100 n。這是比力下降了46.7%,3 m曲率半徑,結(jié)果是與表1中的計(jì)算結(jié)果一致。
過(guò)渡電弧不同過(guò)渡角相同。圖8是連接與時(shí)間之間的關(guān)系過(guò)渡圓弧的曲率半徑是5米和其他條件相等但過(guò)渡角是不同的。7°fig.過(guò)渡時(shí)的關(guān)系角度7°和無(wú)花果b當(dāng)過(guò)渡角的關(guān)系是15°fig8表明meanconnecting轉(zhuǎn)折點(diǎn)是在同一水平。
圖7聯(lián)系部隊(duì)之間的關(guān)系隨著時(shí)間的推移在同一過(guò)渡角不同過(guò)渡圓弧的曲率半徑
?圖8連接與時(shí)間之間的關(guān)系在同一過(guò)渡圓弧的曲率半徑總結(jié)
基于過(guò)渡滑槽的特點(diǎn)和沒(méi)有更多困難的前提下制造和安裝、分析力的轉(zhuǎn)折點(diǎn),使結(jié)論如下:1)級(jí)力量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是過(guò)渡的主要因素影響穿槽2)主要影響級(jí)武力不是過(guò)渡角,而是兩個(gè)級(jí)別之間的角環(huán)聯(lián)系相同的垂直ring.3)更大的過(guò)渡圓弧的曲率半徑是有用降低轉(zhuǎn)彎point.4)更高的法向力鏈速度有利于降低轉(zhuǎn)折點(diǎn)法向力。
確認(rèn)
這項(xiàng)研究是由國(guó)家和關(guān)鍵項(xiàng)目技術(shù)支柱計(jì)劃“十一五”規(guī)劃期間,項(xiàng)目號(hào)碼是2007 bab13b01-02。
參考
[1]·王,Q.Yao X.G.史:采礦和加工設(shè)備,卷·37(2009)沒(méi)有·14日p.96(在中國(guó))
[2]Y.C.趙,w·李和張Z.W.:煤礦機(jī)械、卷··28(2007)8號(hào),p.58(中國(guó))
[3]石油醚陳、張Y.Q. W.Q.任正非和g . Tan:機(jī)械系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)分析亞當(dāng)斯(中國(guó)清華大學(xué)出版社,2005年)
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實(shí)習(xí)報(bào)告書(shū)
教學(xué)單位
專(zhuān) 業(yè)
班 級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
學(xué)生實(shí)習(xí)報(bào)告：要求對(duì)實(shí)習(xí)的主要內(nèi)容、本人學(xué)習(xí)與工作的表現(xiàn)、收獲與體會(huì)、以及存在的問(wèn)題等方面進(jìn)行總結(jié)。
實(shí)習(xí)是每一個(gè)大學(xué)畢業(yè)生必須擁有的一段經(jīng)歷，它使我們?cè)趯?shí)踐中了解社會(huì)、在實(shí)踐中鞏固知識(shí);實(shí)習(xí)又是對(duì)每一位大學(xué)畢業(yè)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，它讓我們學(xué)到了很多在課堂上根本就不到的知識(shí),既開(kāi)闊了視野，又增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，也是我們走向工作崗位的第一步。
身處大四面臨畢業(yè)的我們，應(yīng)該明白此次實(shí)習(xí)對(duì)我們即將要做的畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要，只有在本次實(shí)習(xí)中得到更大的收獲才能為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)。
在我們指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，我們先后來(lái)到了百盛機(jī)械廠和昕豐機(jī)械廠進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)。
本次實(shí)習(xí)，因?yàn)閷?duì)我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)相當(dāng)?shù)闹匾?，所以小組內(nèi)同學(xué)們也是相當(dāng)?shù)恼J(rèn)真。實(shí)習(xí)中，老師主要對(duì)機(jī)械廠內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)做重點(diǎn)的介紹和講解，帶我們觀看掘進(jìn)機(jī)的每一部分，并且對(duì)每一部分進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，對(duì)掘進(jìn)機(jī)的截割機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)等都做了詳細(xì)的說(shuō)明，并且不局限于我們所看到的掘進(jìn)機(jī)機(jī)型所包含的各部分組成，還對(duì)掘進(jìn)機(jī)的各部分作了一些延伸的介紹，我們也對(duì)掘進(jìn)機(jī)的外形，各部分結(jié)構(gòu)，原理等進(jìn)行了細(xì)致的記錄。
本次實(shí)習(xí)是短暫的，但是我在這次實(shí)習(xí)里收獲卻格外的多。這次實(shí)習(xí)里，我對(duì)掘進(jìn)機(jī)的各類(lèi)型有了初步的了解，并且對(duì)其各結(jié)構(gòu)組成，也有了一些具象化的認(rèn)識(shí)，并不再局限于書(shū)本上的認(rèn)識(shí)，并且對(duì)我的設(shè)計(jì)所涉及的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)的各部分組成，有了充分的了解，對(duì)我所設(shè)計(jì)的內(nèi)容也有了大致的方向和初步的構(gòu)思。對(duì)所設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)的各部分結(jié)構(gòu)，構(gòu)成都有了一定的認(rèn)識(shí)。
通過(guò)本次實(shí)習(xí)，我在畢業(yè)設(shè)計(jì)課題上收集到了很多的知識(shí)，對(duì)于自己的課題有了更深層次的理解，在相關(guān)的知識(shí)上也有很大的收獲，擴(kuò)大了自己的知識(shí)面，使自己的知識(shí)理論與實(shí)際設(shè)計(jì)的聯(lián)系得到了加深，在材料選擇和成本估算上有了明確的答案，在設(shè)計(jì)理念和可行性上有了重要的依據(jù)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)以外，我也是受益匪淺。我學(xué)會(huì)了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，即使再好再高科技的產(chǎn)品也是有缺點(diǎn)的。這世上，沒(méi)有完美的設(shè)計(jì)，只有沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)的設(shè)計(jì)，我們能夠發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)，也是進(jìn)步，也就為解決缺點(diǎn)作了準(zhǔn)備。在設(shè)計(jì)上我們要互相合作哪怕不是同一專(zhuān)業(yè)和門(mén)類(lèi)，只有這樣才能夠合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)。不但如此還要借鑒別人的優(yōu)秀設(shè)計(jì)長(zhǎng)處，同時(shí)也不能夠回避自己的短處。
本次的實(shí)習(xí)，它使我在實(shí)踐中了解了社會(huì)，學(xué)到了很多在課堂上根本就學(xué)不到的知識(shí)，也打開(kāi)了視野、增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，為我即將走向社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，更達(dá)到了學(xué)校為我們安排這次實(shí)習(xí)的目的。
本次實(shí)習(xí)已經(jīng)圓滿結(jié)束，回到學(xué)校，要好好的整理這次實(shí)習(xí)得到的跟自己畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的訊息，并且充分利用這次實(shí)習(xí)得到的知識(shí)，將自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)盡自己最大能力的去完成。
指
導(dǎo)
教
師
意
見(jiàn)
成績(jī)?cè)u(píng)定： 指導(dǎo)教師簽字：
年 3月 20日
實(shí)習(xí)單位意見(jiàn)
負(fù)責(zé)人簽字：
（單位蓋章）
年 月 日
備注
注：實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)，由實(shí)習(xí)學(xué)生填寫(xiě)本表后，交指導(dǎo)教師和實(shí)習(xí)單位簽署意見(jiàn)，最后交所在教學(xué)單位歸檔保管。
中文題目：橫軸式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其技術(shù)設(shè)計(jì)
外文題目：The scheme design of horizontal shaft type machine transfer mechanism and its technical design
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）共 頁(yè)（其中：外文文獻(xiàn)及譯文 頁(yè)） 圖紙 張
完成日期 答辯日期
開(kāi) 題 報(bào) 告
題 目 橫軸式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其技術(shù)設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師
院（系、部）
專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
姓 名
日 期
教務(wù)處印制
一、 選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀
目的：
通過(guò)目前對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握和對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí),結(jié)合實(shí)際問(wèn)題對(duì)橫軸式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其技術(shù)設(shè)計(jì)。
意義：
大型煤礦井下大都開(kāi)始采用全煤巷布置開(kāi)采方式，采煤工作面的推進(jìn)速度也比以往快得多，因而使煤礦井下煤巷掘進(jìn)工作量大幅度增加，對(duì)掘進(jìn)機(jī)的工作工作效率提出了較高的要求。另外，安全生產(chǎn)已成為煤業(yè)最重要的大事之一，半煤巖和全巖巷道用炮掘的方法會(huì)有更加嚴(yán)格的使用條件，甚至將被限制使用。因此，掘進(jìn)機(jī)是我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)的主要設(shè)備。掘進(jìn)和回采是煤礦生產(chǎn)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，煤礦巷道的快速掘進(jìn)是煤礦保證礦井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)措施。采掘技術(shù)及其裝備水平直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的能力和安全。高效機(jī)械化掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)是保證礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的必要條件，也是巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向。
研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)：
從20世紀(jì)40年代開(kāi)始至今，懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)已經(jīng)擁有長(zhǎng)達(dá)70多年的發(fā)展過(guò)程，而我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的研制和應(yīng)用真正開(kāi)始是在20世紀(jì)70年代，比世界其它的先進(jìn)國(guó)家大約晚15～20年。但是，通過(guò)多年對(duì)該行業(yè)的技術(shù)攻關(guān)，尤其是近年來(lái)國(guó)家對(duì)煤炭行業(yè)的重視程度大大增加，在國(guó)家的大力支持下，使得我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)得到快速的發(fā)展。目前我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的機(jī)型已從輕型發(fā)展到中、重型，截割對(duì)象也已經(jīng)從煤層拓展到巖石的截割，截割功率和機(jī)重都大大增加，掘進(jìn)能力也得到大幅度的提升。
我國(guó)掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展過(guò)程主要經(jīng)歷了國(guó)外引進(jìn)、分析學(xué)習(xí)和自主研制3個(gè)階段。20世紀(jì)90年代以來(lái)是我國(guó)掘進(jìn)機(jī)的自主研發(fā)階段,這一過(guò)程中我國(guó)中型掘進(jìn)機(jī)的生產(chǎn)制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到一定的成熟，能夠獨(dú)立生產(chǎn)設(shè)計(jì)截割硬度≤80MPa，機(jī)重60t左右，截割功率160～220kW的重型掘進(jìn)機(jī)，并且已經(jīng)具備了根據(jù)礦井的實(shí)際條件實(shí)現(xiàn)針對(duì)化設(shè)計(jì)的能力。
與國(guó)外的先進(jìn)水平相比，國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)還是存在一定的差距，尤其是重型掘進(jìn)機(jī)方面跟國(guó)外的差距較為嚴(yán)重。
國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)急需解決的關(guān)鍵技術(shù)?
（1）向大功率、快速掘進(jìn)機(jī)技術(shù)發(fā)展。目前，我國(guó)能源需求量逐年增加，對(duì)煤炭的需求量上升。國(guó)內(nèi)急需能夠?qū)崿F(xiàn)快速掘進(jìn)的大功率掘進(jìn)機(jī)，增大功率是為了提高截割能力，快速掘進(jìn)是為了提高掘進(jìn)速度。?
（2）積極發(fā)展掘錨機(jī)組。上面提到，掘錨機(jī)組用眾多的優(yōu)點(diǎn)，但其受成本和技術(shù)因素影響，在國(guó)內(nèi)使用范圍較小。因此在掘錨技術(shù)上我們要進(jìn)一步加大投入，設(shè)計(jì)更穩(wěn)健的掘錨機(jī)組，并在更大范圍內(nèi)將其推廣。?
（3）要積極開(kāi)展掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)試驗(yàn)和研究，建立適合我國(guó)煤礦地質(zhì)條件的截割載荷譜，形成完整的設(shè)計(jì)依據(jù)，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展動(dòng)力學(xué)仿真分析計(jì)算，提高掘進(jìn)機(jī)的可靠性和壽命。?
（4）改善井下掘進(jìn)環(huán)境?，F(xiàn)在，隨著技術(shù)的提高和機(jī)械化程度的加深，煤礦生產(chǎn)環(huán)境越來(lái)越好，但是井下工作仍然是一項(xiàng)艱苦的工作。作為設(shè)計(jì)和技術(shù)人員，應(yīng)該將改善工作環(huán)境納入掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)因素中去，改變傳統(tǒng)的噴霧除塵方式，改善掘進(jìn)巷道的作業(yè)環(huán)境，維護(hù)工人的身心健康。
二、 研究方案及預(yù)期結(jié)果
本論文主要對(duì)橫軸式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其技術(shù)設(shè)計(jì)。
具體內(nèi)容包括以下幾部分：
一、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)（含溜槽）
1結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
2參數(shù)確定
3動(dòng)力元件選擇
2、 轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)
1鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
2鏈輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
3刮板鏈及刮板的設(shè)計(jì)計(jì)算
4轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)參數(shù)驗(yàn)算
三、整理說(shuō)明書(shū)及完善圖紙
三、 研究進(jìn)度
第一周 布置設(shè)計(jì)任務(wù)，熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容；
第二～五周 參觀、實(shí)習(xí)、收集資料、了解機(jī)器的結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)；
第六～九周 總體方案確定，總體布置及參數(shù)選擇，總裝圖設(shè)計(jì)及草圖繪制，總體驗(yàn)算；
第十～十三周 掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)階段；
第十四～十五周 圖紙繪制階段；
第十六周 整理說(shuō)明書(shū)及完善圖紙。
四、 主要參考文獻(xiàn)
[1] 王洪欣，李木，劉秉忠.機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)[M].第1版.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.
[2] 唐大放，馮曉寧，楊現(xiàn)卿.機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)[M].第2版.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版，2004.
[3] 許洪基.現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.
[4] 范維唐等.《綜采技術(shù)手冊(cè)》[M]（上、下）.煤炭工業(yè)出版社，1997.
[5] 吳相憲.實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001.
[6] 王啟廣，李炳文，黃嘉興.《采掘機(jī)械與支護(hù)設(shè)備》[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2006.
[7] 甘永立.幾何量公差與測(cè)量[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2003.
[8] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.
[9] 方昆凡.公差與配合技術(shù)手冊(cè)[M].北京：北京出版社，1983.
[10] 王啟義.中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典[M].南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.
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[12] 范維唐等.采煤機(jī)械化設(shè)備使用與維護(hù)[M].黑龍江：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1988.
[13] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)單行本潤(rùn)滑與密封[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.
[14] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)單行常用設(shè)計(jì)資料[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.
[15] 程志紅，唐大放.機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 南京:東南大學(xué)出版社,2006.
[16] 洪曉華.礦井運(yùn)輸提升[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2005.
[17] 甘永立.幾何量公差與檢測(cè)[M]。上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.
[18] 單輝祖.材料力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1999.
[19] 程居山.礦山機(jī)械[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1997.
[20] 王啟廣，黃嘉興.液壓傳動(dòng)與采掘機(jī)械[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2005.
[21]Ha jingru,Mijie. The analysis and simulation and simulation of function of stirred media mills with arotation rat cage.Iternational Conference on Mechanical-Electronic Engieering and Computer Application[M] .China,2002.
[22] 白杰平，伍 鋒，潘 英. Science and Technology English for Mechanical Engineering[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1997.
[23] Joseph E.Shigley,Charles R.Mischke.機(jī)械工程設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002.
[24]謝錫純，李曉豁.礦山機(jī)械與設(shè)備[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.
[25] 孫志禮，冷興聚，魏延剛，曾海泉.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2000.
[26] 鞏云鵬，田萬(wàn)祿，張祖立，黃秋波.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版，2000.
[27] 李貴軒，掘進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)[M].阜新：阜新礦業(yè)學(xué)院，1992.
[28] 李曉豁，沙永東.采掘機(jī)械[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2011.
[29] 莊嚴(yán).礦山運(yùn)輸與提升[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001.
[30] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.
五、 指導(dǎo)教師意見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽字：
摘要
刮板輸送機(jī)是目前長(zhǎng)壁采煤工作面唯一的運(yùn)輸設(shè)備。雖然其類(lèi)型和組成部件的形式多種多樣，但基本組成與工作原理相同。一般的刮板輸送機(jī)能在25°以下的條件使用。刮板輸送機(jī)在使用中要受拉、壓、彎曲、沖擊摩擦和腐蝕等多種作用，因此，必須有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨和耐腐蝕性。由于它的運(yùn)輸方式是物料和刮板鏈都在槽內(nèi)滑行，因此運(yùn)行阻力和磨損都很大。但是，在采煤工作面運(yùn)煤，目前還沒(méi)有更好的機(jī)械可代替，只能從結(jié)構(gòu)上、強(qiáng)度上和制造工藝上不斷研究，使它更加完善、耐用。
本設(shè)計(jì)要求為橫軸式掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)機(jī)的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，參數(shù)確定，動(dòng)力元件的選擇，鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，鏈輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算刮板鏈及刮板的設(shè)計(jì)計(jì)算等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
關(guān)鍵詞：刮板輸送機(jī)；鏈輪；鏈輪軸；刮板鏈；刮板。
2
Abstract
Scraper conveyor is the longwall coal mining face the only transportation equipment. Although the type and composition of components in a variety of forms, but the basic composition and working principle of the same. The general function of scraper conveyor at 25° the following conditions of use. Scraper conveyor in use to tension, pressure, bending, impact friction and corrosion and so on the many kinds of function, therefore, must have enough strength, stiffness and wear resistance and corrosion resistance. Because it is the mode of transportation of materials and scraper chain in the slide groove, so running resistance and wear are very big. In coal mining working face coal, however, there is no better mechanical alternatives, only from the structure, intensity, and continuous research on manufacturing process, make it more perfect and durable.
The design requirements for transport of horizontal shaft type machine machine organization design, main structure design of transport mechanism, parameters, the choice of power components, sprocket design calculation, design and calculation of the scraper chain sprocket wheel shaft and the design and calculation of the scraper etc design calculation.
Key words: scraper conveyor; Sprocket; Sprocket shaft; Scraper chain; Scraper.
目錄
1. 概述? 1
1.1 掘進(jìn)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.1.1 縱軸式 2
1.1.2 橫軸式 3
1.1.3 懸臂不可伸縮式 4
1.1.4 懸臂可伸縮式 4
1.2 刮板輸送機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.2.1 技術(shù)現(xiàn)狀 4
1.2.2 刮板輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 5
2 主要部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求 7
2.1 鏈輪 8
2.2 中部槽及附屬部件 9
2.3 刮板鏈 12
2.4 緊鏈裝置 16
2.5設(shè)計(jì)任務(wù)及原始數(shù)據(jù) 19
3 總體方案的確定 21
3.1 刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力計(jì)算 21
3.1.1 工作面刮板輸送機(jī)的輸送生產(chǎn)能力計(jì)算 21
3.1.2 溜槽上物料段面積計(jì)算 22
3.1.3 刮板輸送機(jī)上的物料斷面面積的計(jì)算 23
3.2 刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力的計(jì)算 23
3.2.1 每米長(zhǎng)度上貨載質(zhì)量 23
3.2.2 運(yùn)行阻力 23
3.3 刮板輸送機(jī)鏈條張力和牽引力的計(jì)算及強(qiáng)度計(jì)算 25
3.3.1 計(jì)算各特殊點(diǎn)張力 25
3.3.2 刮板輸送機(jī)兩端鏈輪總牽引力 26
3.3.3 圓環(huán)鏈的選擇計(jì)算 26
3.3.4 刮板鏈強(qiáng)度運(yùn)算 27
3.4 液壓馬達(dá)的選擇 28
3.4.1 刮板輸送機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)電機(jī)功率P的計(jì)算 28
3.4.2 單向割煤采煤工作面刮板輸送機(jī)電機(jī)功率的計(jì)算 28
3.4.3 液壓馬達(dá)的選定 29
3.5 鏈條預(yù)張力和緊鏈力的計(jì)算 30
3.5.1 鏈條預(yù)張力 30
3.5.2 鏈條緊鏈力 30
4 傳動(dòng)部件及其零件的設(shè)計(jì) 32
4.1 圓環(huán)鏈鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)和規(guī)格 32
4.2 圓環(huán)鏈接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)型式 33
4.3 圓環(huán)鏈的性能指標(biāo) 35
4.3.1 圓環(huán)鏈的損壞形式 35
4.3.2 圓環(huán)鏈的強(qiáng)度指標(biāo) 36
4.4 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形參數(shù)和幾何計(jì)算 37
4.4.1 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形參數(shù) 37
4.4.2 鏈輪的幾何尺寸計(jì)算 39
4.5 刮板 42
4.5.1 結(jié)構(gòu)形式的確定 43
4.5.2 外形尺寸的確定 43
4.5.3刮板的間距 44
4.6 鏈輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 45
4.6.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 45
4.6.2 鏈輪軸強(qiáng)度校核 46
5 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 48
6 總結(jié)與體會(huì) 49
致 謝 50
參考文獻(xiàn) 51
附錄 A 53
附錄 B 55
附錄 C 60
摘要
刮板輸送機(jī)是目前長(zhǎng)壁采煤工作面唯一的運(yùn)輸設(shè)備。雖然其類(lèi)型和組成部件的形式多種多樣，但基本組成與工作原理相同。一般的刮板輸送機(jī)能在25°以下的條件使用。刮板輸送機(jī)在使用中要受拉、壓、彎曲、沖擊摩擦和腐蝕等多種作用，因此，必須有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨和耐腐蝕性。由于它的運(yùn)輸方式是物料和刮板鏈都在槽內(nèi)滑行，因此運(yùn)行阻力和磨損都很大。但是，在采煤工作面運(yùn)煤，目前還沒(méi)有更好的機(jī)械可代替，只能從結(jié)構(gòu)上、強(qiáng)度上和制造工藝上不斷研究，使它更加完善、耐用。
本設(shè)計(jì)要求為橫軸式掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)機(jī)的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，參數(shù)確定，動(dòng)力元件的選擇，鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，鏈輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算刮板鏈及刮板的設(shè)計(jì)計(jì)算等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
關(guān)鍵詞：刮板輸送機(jī)；鏈輪；鏈輪軸；刮板鏈；刮板。
I
Abstract
Scraper conveyor is the longwall coal mining face the only transportation equipment. Although the type and composition of components in a variety of forms, but the basic composition and working principle of the same. The general function of scraper conveyor at 25° the following conditions of use. Scraper conveyor in use to tension, pressure, bending, impact friction and corrosion and so on the many kinds of function, therefore, must have enough strength, stiffness and wear resistance and corrosion resistance. Because it is the mode of transportation of materials and scraper chain in the slide groove, so running resistance and wear are very big. In coal mining working face coal, however, there is no better mechanical alternatives, only from the structure, intensity, and continuous research on manufacturing process, make it more perfect and durable.
The design requirements for transport of horizontal shaft type machine machine organization design, main structure design of transport mechanism, parameters, the choice of power components, sprocket design calculation, design and calculation of the scraper chain sprocket wheel shaft and the design and calculation of the scraper etc design calculation.
Key words: scraper conveyor; Sprocket; Sprocket shaft; Scraper chain; Scraper.
I
目錄
1. 概述? 1
1.1 掘進(jìn)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.1.1 縱軸式 2
1.1.2 橫軸式 3
1.1.3 懸臂不可伸縮式 4
1.1.4 懸臂可伸縮式 4
1.2 刮板輸送機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.2.1 技術(shù)現(xiàn)狀 4
1.2.2 刮板輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 5
2 主要部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求 7
2.1 鏈輪 8
2.2 中部槽及附屬部件 9
2.3 刮板鏈 12
2.4 緊鏈裝置 16
2.5設(shè)計(jì)任務(wù)及原始數(shù)據(jù) 19
3 總體方案的確定 21
3.1 刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力計(jì)算 21
3.1.1 工作面刮板輸送機(jī)的輸送生產(chǎn)能力計(jì)算 21
3.1.2 溜槽上物料段面積計(jì)算 22
3.1.3 刮板輸送機(jī)上的物料斷面面積的計(jì)算 23
3.2 刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力的計(jì)算 23
3.2.1 每米長(zhǎng)度上貨載質(zhì)量 23
3.2.2 運(yùn)行阻力 23
3.3 刮板輸送機(jī)鏈條張力和牽引力的計(jì)算及強(qiáng)度計(jì)算 25
3.3.1 計(jì)算各特殊點(diǎn)張力 25
3.3.2 刮板輸送機(jī)兩端鏈輪總牽引力 26
3.3.3 圓環(huán)鏈的選擇計(jì)算 26
3.3.4 刮板鏈強(qiáng)度運(yùn)算 27
3.4 液壓馬達(dá)的選擇 28
3.4.1 刮板輸送機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)電機(jī)功率P的計(jì)算 28
3.4.2 單向割煤采煤工作面刮板輸送機(jī)電機(jī)功率的計(jì)算 28
3.4.3 液壓馬達(dá)的選定 29
3.5 鏈條預(yù)張力和緊鏈力的計(jì)算 30
3.5.1 鏈條預(yù)張力 30
3.5.2 鏈條緊鏈力 30
4 傳動(dòng)部件及其零件的設(shè)計(jì) 32
4.1 圓環(huán)鏈鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)和規(guī)格 32
4.2 圓環(huán)鏈接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)型式 33
4.3 圓環(huán)鏈的性能指標(biāo) 35
4.3.1 圓環(huán)鏈的損壞形式 35
4.3.2 圓環(huán)鏈的強(qiáng)度指標(biāo) 36
4.4 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形參數(shù)和幾何計(jì)算 37
4.4.1 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形參數(shù) 37
4.4.2 鏈輪的幾何尺寸計(jì)算 39
4.5 刮板 42
4.5.1 結(jié)構(gòu)形式的確定 43
4.5.2 外形尺寸的確定 43
4.5.3刮板的間距 44
4.6 鏈輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 45
4.6.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 45
4.6.2 鏈輪軸強(qiáng)度校核 46
5 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 48
6 總結(jié)與體會(huì) 49
致 謝 50
參考文獻(xiàn) 51
附錄 A 53
附錄 B 55
附錄 C 60
1. 概述?
21世紀(jì)的世界能源格局，煤炭依然在傳統(tǒng)能源中占有主導(dǎo)地位，約為27.3%。我國(guó)作為世界上最大的生產(chǎn)、消費(fèi)國(guó)家，為了保障我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，煤炭在一次能源的比重上，在2000年占70%左右，在2010年占60%左右，在2015占50%左右。由此可見(jiàn)，在近期的發(fā)展中，煤炭仍將是世界各國(guó)的主要能源之一。在這種局勢(shì)下我國(guó)煤炭工業(yè)依然要維持著巨大的生產(chǎn)規(guī)模。煤炭工業(yè)的根本出路在于信息化、機(jī)械化、自動(dòng)化。因此，服務(wù)于煤炭生產(chǎn)的煤礦機(jī)械行業(yè)，面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，是推進(jìn)我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展現(xiàn)代化和技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)。
1.1 掘進(jìn)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
從20世紀(jì)40年代開(kāi)始至今，懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)已經(jīng)擁有長(zhǎng)達(dá)70多年的發(fā)展過(guò)程，而我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的研制和應(yīng)用真正開(kāi)始是在20世紀(jì)70年代，比世界其它的先進(jìn)國(guó)家大約晚15～20年。但是，通過(guò)多年對(duì)該行業(yè)的技術(shù)攻關(guān)，尤其是近年來(lái)國(guó)家對(duì)煤炭行業(yè)的重視程度大大增加，在國(guó)家的大力支持下，使得我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)得到快速的發(fā)展。目前我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的機(jī)型已從輕型發(fā)展到中、重型，截割對(duì)象也已經(jīng)從煤層拓展到巖石的截割，截割功率和機(jī)重都大大增加，掘進(jìn)能力也得到大幅度的提升。
我國(guó)掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展過(guò)程主要經(jīng)歷了國(guó)外引進(jìn)、分析學(xué)習(xí)和自主研制3個(gè)階段。20世紀(jì)90年代以來(lái)是我國(guó)掘進(jìn)機(jī)的自主研發(fā)階段,這一過(guò)程中我國(guó)中型掘進(jìn)機(jī)的生產(chǎn)制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到一定的成熟，能夠獨(dú)立生產(chǎn)設(shè)計(jì)截割硬度≤80MPa，機(jī)重60t左右，截割功率160～220kW的重型掘進(jìn)機(jī)，并且已經(jīng)具備了根據(jù)礦井的實(shí)際條件實(shí)現(xiàn)針對(duì)化設(shè)計(jì)的能力。
與國(guó)外的先進(jìn)水平相比，國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)還是存在一定的差距，尤其是重型掘進(jìn)機(jī)方面跟國(guó)外的差距較為嚴(yán)重。
現(xiàn)代的掘進(jìn)機(jī)，按照工作機(jī)構(gòu)的不同可以分為擺動(dòng)式、懸臂式、鉆削式三種。而巷道掘進(jìn)機(jī)主要就是有懸臂結(jié)構(gòu)的部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)。其主要組成由截割部、裝載部、刮板輸送機(jī)、機(jī)架、行走部、液壓系統(tǒng)和噴霧冷卻系統(tǒng)等組成，如圖1-1
1
所示。各機(jī)構(gòu)分別完成巷道掘進(jìn)的主要工作，即破碎煤巖、裝載并轉(zhuǎn)運(yùn)至運(yùn)輸設(shè)備上、隨巷道掘進(jìn)向前推移整套掘進(jìn)設(shè)備等。在掘進(jìn)機(jī)的各個(gè)機(jī)構(gòu)中，截割機(jī)構(gòu)對(duì)整個(gè)掘進(jìn)機(jī)的性能影響最大，并且用以區(qū)別各種機(jī)型。常見(jiàn)的截割機(jī)構(gòu)有：縱軸式和橫軸式。
圖1-1 掘進(jìn)機(jī)的典型結(jié)構(gòu)
1--截割懸臂；2--回轉(zhuǎn)臺(tái)；3--裝載鏟板；4--轉(zhuǎn)載機(jī)；5--履帶行走機(jī)機(jī)；
6--電控箱；7--中間輸送機(jī)；8--液壓裝置
1.1.1 縱軸式
縱軸式掘進(jìn)機(jī)的截割機(jī)構(gòu)特點(diǎn)是截割頭的軸線和懸臂的軸線相重合，如圖1-2 所示。
圖1-2 縱軸式截割機(jī)構(gòu)
1--截割頭；2--截割懸臂
它的特點(diǎn)是：傳動(dòng)方式較為簡(jiǎn)單，截割頭的鉆逆較為容易，掘進(jìn)巷道斷面不受限制，可以用來(lái)開(kāi)柱窩、挖水溝等，并且操作簡(jiǎn)單。但其排除廢物能力較為困難，截割頭受力情況不合理，當(dāng)整機(jī)的重量較輕時(shí)，工作過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)較為嚴(yán)重。其截割頭形狀多為柱體和錐體，截齒形狀多為徑向安裝的扁截齒，主要是截割巖體。而用來(lái)截割煤體的滾筒和截割頭則安裝鎬形截齒。
1.1.2 橫軸式
橫軸式截割機(jī)構(gòu)的軸線與懸臂的軸線相互垂直，如圖1-3 所示。
圖1-3 橫軸式截割機(jī)構(gòu)
1--截割頭；2--截割懸臂
其特點(diǎn)是：主要是對(duì)巖層表面的截割，對(duì)煤巖體表層的壓張效應(yīng)充分利用，截割阻力小，排屑也很方便，截割時(shí)產(chǎn)生的反力可被機(jī)體的自重平衡，機(jī)器工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)較小，穩(wěn)定性很好，但是在操作不是很方便，截割斷面的形狀也受到了一定的限制。
截割頭的形狀大多為雙半球體，一般采用切向安裝的鎬形截齒，可用來(lái)截割煤體或半煤巖體。按截割懸臂是否可伸縮又分為懸臂不可伸縮式和懸臂可伸縮式。
1.1.3 懸臂不可伸縮式
截割懸臂是一長(zhǎng)度固定的剛性結(jié)構(gòu)。截割頭在工作時(shí)是利用行走機(jī)構(gòu)給的推力鉆入煤壁。該種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：
1）截割機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
2）截割頭鉆煤巖壁的阻力較大，履帶易打滑加劇磨損，且要頻繁開(kāi)動(dòng)履帶。
3）不能利用截割頭挖水溝和開(kāi)柱窩。
1.1.4 懸臂可伸縮式
工作時(shí)，懸臂的長(zhǎng)度可以改變。開(kāi)始工作時(shí)，截割頭借助工作臂的伸縮鉆入煤巖，不需要開(kāi)動(dòng)履帶行走機(jī)構(gòu)。其特點(diǎn)為：
1）減少履帶行走機(jī)構(gòu)的升動(dòng)次數(shù)，延長(zhǎng)了行走機(jī)構(gòu)的使用壽命；
2）對(duì)掘進(jìn)巷道的形狀沒(méi)有限制，可利用截割頭開(kāi)水溝和挖柱窩；
3）便于檢查引更換截齒，也可以及時(shí)支護(hù)巷道；
4）截割硬度較大的煤巖時(shí)，掘進(jìn)機(jī)（尤其是輕型掘進(jìn)機(jī)）振動(dòng)比較歷害。
可見(jiàn)，懸臂可伸縮式的掘進(jìn)機(jī)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，因而獲得了較多的應(yīng)用。
1.2 刮板輸送機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
近年來(lái)隨著高產(chǎn)高效集約化礦井的迅速發(fā)展，煤礦都在爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)一礦一井一面的高度集約化生產(chǎn)模式。作為長(zhǎng)臂工作面的主要運(yùn)輸設(shè)備，刮板輸送機(jī)的輸送能力主要由高產(chǎn)高效礦井的生產(chǎn)能力來(lái)決定，同時(shí)也決定了刮板輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。
1.2.1 技術(shù)現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外刮板輸送機(jī)都在向大運(yùn)量、長(zhǎng)運(yùn)距、大功率、高強(qiáng)度、長(zhǎng)壽命與高可靠性方向發(fā)展。目前，國(guó)外綜采最大的工作面刮板輸送機(jī)，去運(yùn)量已達(dá)6000t/h裝機(jī)功率4×800kW運(yùn)距450m。國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的刮板輸送機(jī)運(yùn)量已達(dá)3500t/h裝機(jī)功率3×700kW運(yùn)距300m。隨著神東等大型煤炭基地400m 工作面的出現(xiàn)，國(guó)產(chǎn)刮板輸送機(jī)將朝著更大型的方向發(fā)展。但是運(yùn)量、運(yùn)距和功率的增大受到諸多因素的限制。首先，中部槽的高度不宜太高，否則會(huì)影響裝煤效果。其次，輸送機(jī)的長(zhǎng)度也不宜太長(zhǎng)，會(huì)降低推進(jìn)速度。然后最主要的影響因素還在于關(guān)鍵元部件的技術(shù)性能和壽命。所以，在刮板輸送機(jī)向大型化發(fā)展的同時(shí)，高性能元部件的研發(fā)將成為今后刮板輸送機(jī)的發(fā)展重點(diǎn)，軟啟動(dòng)技術(shù)、工況檢測(cè)、運(yùn)行狀態(tài)控制等機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用將成為今后刮板輸送機(jī)發(fā)展的重要標(biāo)志。
1.2.2 刮板輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
刮板輸送機(jī)是一種撓性牽引的連續(xù)輸送機(jī)械，是為采煤工作面和采區(qū)巷道運(yùn)煤布置的機(jī)械。它的牽引機(jī)構(gòu)是刮板鏈，承載裝置是中部槽，刮板鏈安裝在中部槽的槽面。中部槽沿運(yùn)輸路線全線鋪設(shè)，刮板鏈繞經(jīng)機(jī)頭、機(jī)尾的鏈輪接成封閉行置于中部槽中，與滾筒采煤機(jī)和輸送機(jī)推移裝置配套，實(shí)現(xiàn)落煤、裝煤、運(yùn)煤及推移輸送機(jī)械化。煙輸送機(jī)全長(zhǎng)都可向溜槽中裝煤，裝入中部槽中的煤被刮板鏈拖拉，在中部槽內(nèi)滑行到卸載端卸下。
一般的刮板輸送機(jī)能在25°以下的條件使用。刮板輸送機(jī)在使用只能感要受拉、壓、彎曲、沖擊摩擦和腐蝕等多種作用，因此，必須有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨和耐腐蝕性。由于它的運(yùn)輸方式是物料和刮板斂都在槽內(nèi)滑行，因此運(yùn)行阻力和磨損都很大。但是，在采煤工作面運(yùn)煤，目前還沒(méi)有更好的機(jī)械可代替，只能從結(jié)構(gòu)上、強(qiáng)度上和制造工藝上不斷研究，使它更加完善、耐用。
用刮板輸送機(jī)運(yùn)輸散碎物料的方式20世紀(jì)初出現(xiàn)于工業(yè)發(fā)達(dá)的英國(guó)。早期的刮板輸送機(jī)長(zhǎng)度只有幾十米；功率小，牽引鏈的強(qiáng)度也不高。經(jīng)過(guò)多年的改進(jìn)和發(fā)展，目前綜合采礦用的刮板輸送機(jī)除了運(yùn)煤之外，還有四中功能：給采煤機(jī)做運(yùn)行軌道，為拉移液壓支架作升縮油缸的固定點(diǎn)；清理工作面的浮煤；懸掛電纜、水管、乳化液管等。刮板輸送機(jī)在綜合采煤工作面與采煤機(jī)和液壓支架配套工作。
刮板輸送機(jī)在煤礦是使用量大、消耗多的重要設(shè)備。多年來(lái)，我國(guó)制造的刮板輸送機(jī)有幾十種型號(hào)。目前，我國(guó)制造的最大的刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力為900t/h裝機(jī)總功率為320kW一條牽引鏈的破斷負(fù)荷為85t沿水平線的運(yùn)輸距離為150 米，整機(jī)全部重量為204t。
為使刮板輸送機(jī)的生產(chǎn)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，提高產(chǎn)品的制造質(zhì)量，我國(guó)于1991 年制定并發(fā)布了《礦用刮板輸送機(jī)型式與參數(shù)》(MT15-1991),1993 年制定并發(fā)布了《刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件》（MT105-1993）。《礦用刮板輸送機(jī)型式與參數(shù)》是產(chǎn)品系列的規(guī)劃，是今后一個(gè)時(shí)期設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品的依據(jù)?！豆伟遢斔蜋C(jī)通用技術(shù)條件》規(guī)定了刮板輸送機(jī)的主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，以提高產(chǎn)品質(zhì)量。
礦用刮板輸送機(jī)按刮板鏈?zhǔn)切问椒秩N：中單鏈型、中雙鏈型、邊雙鏈型。系列型譜中的刮板輸送機(jī)都采用以礦用高其強(qiáng)度圓環(huán)鏈制成的刮板鏈。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)額定功率為40KW 及以下的為輕型；大于40kW，小于等于90kW 的為中型；大于90kW 的為重型。
2 主要部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求
礦用的刮板輸送機(jī)，按工作需要，對(duì)其結(jié)構(gòu)有如下要求：
⑴能用于左或右工作面；
⑵各部件便于在井下拆裝和運(yùn)輸；
⑶同一型號(hào)的部件安裝尺寸和連接尺寸應(yīng)保證相同，同類(lèi)部件應(yīng)保證通用互換；
⑷刮板鏈安裝后，在正、反方向都能順利運(yùn)行；
⑸有緊鏈裝置，且操作方便，安全可靠；
⑹能不拆卸用機(jī)械推移，為此，應(yīng)有便于安裝推移裝置的連接點(diǎn)；
⑺要有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性；
⑻從端部卸載的 刮板輸送機(jī)，機(jī)頭架應(yīng)有足夠的卸載高度，防止空段刮板鏈返程帶回煤；
⑼一般應(yīng)有上鏈器，上鏈器是供刮板鏈在下槽脫出時(shí)通過(guò)它返回槽內(nèi)的裝置；
⑽用于機(jī)械采煤的工作面刮板輸送機(jī)，機(jī)頭架的外廓尺寸和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于采煤機(jī)自切開(kāi)口；
⑾用于采煤機(jī)的工作面刮板輸送機(jī)，應(yīng)結(jié)合技術(shù)上的需要，能裝設(shè)下列部分或全部附屬部件：
①采煤機(jī)的導(dǎo)向裝置；
②鏟煤板；
③擋煤板；
④無(wú)鏈牽引采煤機(jī)的齒軌；
⑤放置電纜、水管、乳化液管路的槽或支架；
⑥在機(jī)頭部和機(jī)尾部能安裝采煤機(jī)外牽引的傳動(dòng)部裝置，牽引鏈的固定裝置或刨煤機(jī)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置和控制保護(hù)裝置；
⑿用于綜采工作面的刮板輸送機(jī)，相關(guān)的外廓尺寸應(yīng)與采煤機(jī)和液壓支架相配；
⒀刮板輸送機(jī)沿傾斜面鋪設(shè)，在工作中有下滑可能時(shí)，應(yīng)有防滑錨固裝置；
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組成，如圖2-1所示。下面分述其結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。
圖2-1 可彎曲刮板輸送機(jī)
1--機(jī)頭部；2--機(jī)頭支撐推移裝置；3--機(jī)頭過(guò)渡槽；4--擋刮板鏈；
5--鏟煤板；6--中部槽；7--調(diào)節(jié)槽；8--機(jī)尾過(guò)渡槽；9--機(jī)尾
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)為掘進(jìn)機(jī)上所使用，因此本刮板輸送機(jī)只包含鏈輪，中部槽及附屬部件，刮板鏈和緊鏈裝置。
2.1 鏈輪
鏈輪是一個(gè)組件，由鏈輪、連接筒組成。而鏈輪是傳力部件，而且也是易損部件，在運(yùn)轉(zhuǎn)中除受到靜載荷外，還有收到脈沖與沖擊載荷。
如圖2-2所示為邊雙鏈用的鏈輪連接筒用組件，采用部分式連接筒，連接筒兩端由環(huán)槽與鏈輪的環(huán)槽相連，內(nèi)孔用平鍵與減速器伸出及盲軸連接，部分用螺栓固接。鏈輪用花鍵與減速器是伸出軸和盲軸連接。安裝時(shí)必須要保證這兩個(gè)鏈輪的齒輪在相同相位角上。這種結(jié)構(gòu)的有點(diǎn)是鏈輪磨損后可以只更換鏈輪。但是，連接筒螺栓銹死時(shí)，很難拆卸。所以連接筒與鏈輪焊接成一體。連接筒兩端的內(nèi)花鍵分別與減速器輸出軸和盲軸連接，這種結(jié)構(gòu)拆裝、維修方便。
圖2-2邊雙鏈用的鏈輪連接組件
鏈輪的齒形和基本尺寸參考《礦用圓環(huán)鏈鏈輪的齒形和基本尺寸計(jì)算》（MT/Z8--80）計(jì)算詳見(jiàn)附錄A。
鏈輪用優(yōu)質(zhì)鋼鑄造或鍛造后，調(diào)質(zhì)處理，鏈握和齒形表面經(jīng)淬火處理。我國(guó)《礦用圓環(huán)鏈輪技》（MT/Z9--80）規(guī)定了各項(xiàng)技術(shù)要求。為保證鏈輪的質(zhì)量，《刮板輸送機(jī)通用技》（MT150--1993）中規(guī)定：輕型式刮板輸送機(jī)的鏈輪壽命部低于以一年，中、重型式刮板輸送機(jī)的鏈輪壽命部低于一年半。
2.2 中部槽及附屬部件
中部槽的刮板輸送機(jī)的機(jī)身，有槽幫鋼和中板焊接而成。上槽是裝運(yùn)物料的承載槽，下槽底部敞開(kāi)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(shí)防止槽體下陷，在槽幫鋼下加焊接底板構(gòu)成封底槽。使用封底槽安裝下股刮板鏈和處理下股鏈?zhǔn)鹿时容^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。
用于機(jī)械采煤工作面的中部槽，除了運(yùn)煤外，還有承載采煤機(jī)騎在上面運(yùn)行的負(fù)荷，即垂直方向受采煤機(jī)的重壓和滾筒切割煤層時(shí)的沖擊。推、拉液壓支架的側(cè)向力和縱向里，使中板拱曲受彎，連接件受拉、壓和彎曲。大塊煤巖卡死在槽中時(shí)，中板受壓。中部槽的惡劣工作條件，造成它的損失外還有槽體變形和連接件損壞。因此，中部槽應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性。為檢測(cè)中部槽的質(zhì)量，我國(guó)制定了《刮板輸送機(jī)中部槽試驗(yàn)規(guī)范》（MT102-85）。此規(guī)范對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法和強(qiáng)度指標(biāo)都有具體規(guī)定。
中部槽的形式列入標(biāo)準(zhǔn)的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈型三種。除了用于輕型刮板輸送機(jī)的中單鏈采用冷壓槽幫鋼外，其它都用熱扎槽幫鋼制成。中部槽的斷面形狀三種形式如圖2-3所示。
圖2-3 中部槽的三種斷面形狀
中部槽除了標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度以外，為適應(yīng)采煤工作面長(zhǎng)度變化的需要，設(shè)有500mm和1000mm長(zhǎng)的調(diào)節(jié)槽。
機(jī)頭過(guò)度槽和機(jī)尾過(guò)度槽是機(jī)頭架與機(jī)尾架連接的特殊槽，它的一端與中部槽連接，另一端與機(jī)頭架或機(jī)尾架連接。為了使從下槽脫出的刮板鏈在運(yùn)行種回到槽內(nèi)，可在尾部過(guò)度槽的下翼緣裝設(shè)上鏈器。
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(guò)媒量衡量?！豆伟遢斔蜋C(jī)通用技術(shù)條件》種規(guī)定的過(guò)煤量列于表2-1中。
表2-1 中部槽過(guò)煤量
槽寬/mm
280
320
420
520
620
630
730
830
764
輕型
≥6
≥8
≥12
≥20
≥30
≥40
中型
≥60
重型
≥120
≥180
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(jìn)行淬火處理，或加焊高錳鋼鑄造端頭，中板兩端鏈道處于等離子噴焊耐磨合金；易磨損處堆焊硬質(zhì)合金鋼；加大中板厚度；改進(jìn)槽幫鋼的斷面以增加強(qiáng)度和剛度。
制造中部槽的槽幫鋼有規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定的形式有D型、E型和M型三種。
D型為中單鏈刮板輸送機(jī)用熱軋槽幫鋼，E型為中單鏈和邊雙鏈用，邊雙鏈也可以使用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，而且還增大了中板與槽幫鋼的焊接強(qiáng)度，便于焊接，鏈子不磨焊縫。中部槽的擦幫剛中腰上的連接座供安裝鏟煤板、擋煤板和無(wú)鏈牽引齒條用。在綜合工作面使用中，液壓支架上的推移千斤頂連接在擋煤板下部的長(zhǎng)孔上，由于推移輸送機(jī)特別是拉移液壓支架的阻力很大，致使支座的負(fù)荷特別大，如果焊接不牢會(huì)拉壞支座。因此提高支座的可靠性是一個(gè)重要問(wèn)題。
中部槽的連接裝置是將單個(gè)中部槽連接成刮板輸送機(jī)機(jī)身的組件，它既要保證對(duì)中性，使兩槽之間上下、左右的錯(cuò)口量不超過(guò)規(guī)定，又要允許相鄰兩槽在平、豎兩個(gè)面內(nèi)能折曲一定角度，使機(jī)身有良好的彎曲性能，還要求同一型號(hào)中部槽的安裝、連接尺寸相同，能通用互換。目前應(yīng)用的有插銷(xiāo)式、啞鈴式、插入圓柱銷(xiāo)式等。連接裝置是中部槽的薄弱環(huán)節(jié)，目前還在不斷改進(jìn)。
鏟煤板在推移中部槽時(shí)用來(lái)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(yīng)低于槽幫，下緣要超出槽底，寬度方向與采煤機(jī)滾筒應(yīng)有一間隔。鏟煤板的刃口應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。
機(jī)采礦用的擋煤板是一個(gè)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(jī)導(dǎo)向、放置電纜和水管、為千斤頂提供連接點(diǎn)等。擋煤板必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，因?yàn)樗淖冃魏蛽p壞會(huì)影響采煤機(jī)的運(yùn)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(yīng)使采煤機(jī)能正常運(yùn)行。平巷中使用刮板輸送機(jī)時(shí)，擋煤板僅作增加裝煤量和防止撒沒(méi)之用。
圖2-4 中部槽及其附件的連接
1--電纜槽；2--擋煤板；3--無(wú)縫牽引齒條；4--導(dǎo)向裝置；5--千斤頂連接孔；
6--定位架；7--中部槽；8--采煤機(jī)導(dǎo)軌；9--鏟煤板
2.3 刮板鏈
刮板鏈有鏈條和刮板組成，是刮板輸送機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)。刮板鏈的作用是刮推槽內(nèi)的物料。目前使用的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈三種。
刮板鏈?zhǔn)褂玫逆湕l，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(yùn)行中不僅要承受很大的靜負(fù)荷和動(dòng)負(fù)荷，而且還要在受滑動(dòng)摩擦作用的條件下運(yùn)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(zhì)合金鋼焊接而成的，并經(jīng)熱處理和預(yù)拉伸處理，使之具有強(qiáng)度高、韌性大、耐磨和耐腐蝕等特性。
圓環(huán)鏈已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，《礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈》（GB/T12718-1991）對(duì)圓環(huán)鏈的形式、基本參數(shù)及尺寸、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法及驗(yàn)收規(guī)則都作了規(guī)定。
圓環(huán)鏈會(huì)歌是以連環(huán)棒料直徑和鏈節(jié)距的毫米尺寸表示，標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格有七種：10×40，14×50，18×64，22×86，24×86，26×92，30×108。圓環(huán)鏈按強(qiáng)度劃分為B、C、D三個(gè)等級(jí)，各級(jí)的基礎(chǔ)機(jī)械性能要求見(jiàn)表2-2。
表2-2機(jī)械性能要求
項(xiàng)目
強(qiáng)度等級(jí)
B
C
D
最小破斷拉力/
630
800
1000
破斷最小伸長(zhǎng)度/ %
12
12
12
試驗(yàn)應(yīng)力/
500
640
800
試驗(yàn)負(fù)荷下最大總伸長(zhǎng)度/ %
1.4
1.6
1.9
試驗(yàn)應(yīng)力與最小破斷應(yīng)力之比/ %
80
80
80
GB/T12718-1991對(duì)圓環(huán)鏈的脈沖負(fù)荷壽命及彎曲繞度值都有規(guī)定。為保證鏈子與鏈輪正常嚙合，對(duì)圓環(huán)鏈尺寸公差也作了規(guī)定。
刮板的形式的狀態(tài)要能在運(yùn)行時(shí)有刮底清幫、防止煤粉粘結(jié)和堵塞的作用，并應(yīng)盡量減小質(zhì)量。刮板可用軋制異型鋼或用鍛造、鑄造合金鋼經(jīng)韌化熱處理制成。刮板了、鏈條不與中板接觸，兩側(cè)與槽幫形狀相同，刮底清幫效果好。
掛不能的間距按所運(yùn)物料的性質(zhì)和煤塊塊度及安裝傾角確定。刮板鏈切入物料的阻力，應(yīng)大于物料在槽內(nèi)移動(dòng)的阻力。刮板間距過(guò)大，不能帶動(dòng)物料運(yùn)行，或只能帶動(dòng)部分物料運(yùn)行；刮板間距過(guò)小，加大了鏈子重力，曾加了運(yùn)行阻力，讓費(fèi)了材料。雙鏈刮板鏈的刮板，還有制成兩條鏈子使之保持中心距，并使繞經(jīng)鏈輪的鏈環(huán)與鏈窩能正常嚙合的功用，因?yàn)楣伟遄冃螄?yán)重時(shí)，通過(guò)鏈輪時(shí)容易掉鏈。
刮板與鏈條的連接，邊雙鏈?zhǔn)侥壳岸嗖捎肬型連接環(huán)的兩側(cè)套入鏈環(huán)，然后用螺栓與刮板連接；中單鏈刮板上有窩鏈，以此鏈窩與鏈條的平行環(huán)相配，用特制的U形螺栓和自鎖螺母固定；中雙鏈的刮板上有鏈窩，用卡鏈橫梁和刮板夾保持平環(huán)，以螺栓和自鎖螺母固定。
目前使用的三種刮板鏈可作如下比較。邊雙鏈的拉煤能力強(qiáng)，特別適于拉大塊較多的硬煤，單邊雙鏈兩條鏈?zhǔn)芰Σ痪鶆颍貏e是中部槽在彎曲在狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)更為嚴(yán)重；中單鏈用大直徑圓環(huán)鏈，強(qiáng)度很高且沒(méi)有受力不均勻的問(wèn)題，多練事故少，刮板遇到刮卡阻塞時(shí)可偏移通過(guò)，刮板變形時(shí)不會(huì)導(dǎo)致過(guò)鏈輪時(shí)跳鏈，中單鏈的缺點(diǎn)是因鏈環(huán)尺寸大，所用鏈輪直徑增大，機(jī)頭、機(jī)尾的高度相應(yīng)增加，拉煤能力不如邊雙鏈，特別時(shí)對(duì)大塊煤較多的硬煤；中雙鏈能較好地克服邊雙鏈?zhǔn)芰Σ痪鶆虻娜秉c(diǎn)，顯示出它的優(yōu)點(diǎn)。
圖2-5,2-6,2-7分別為中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈三種刮板鏈的結(jié)構(gòu)。
圖2-5 中單鏈?zhǔn)焦伟彐?
1--接鏈器；2--開(kāi)口銷(xiāo)；3--刮板；4--U形螺栓；5--自鎖螺母；6--圓環(huán)鏈
圖2-6 中雙鏈?zhǔn)焦伟彐?
1--卡鏈橫梁；2--刮板；3--螺栓；4--螺母；5--圓環(huán)鏈；6--接鏈環(huán)
圖2-7 邊雙鏈?zhǔn)焦伟彐?
1--圓環(huán)鏈；2--連接環(huán)；3--刮板；4、5、6--螺栓、螺母、彈簧墊圈
2.4 緊鏈裝置
刮板鏈安裝時(shí)，要給予一定的預(yù)緊力，使它運(yùn)行時(shí)在張力最小點(diǎn)不發(fā)生鏈條松弛或堆積。給刮板鏈?zhǔn)┘訌埦o力的裝置叫緊鏈裝置。
緊鏈常用的方法是鏈輪反轉(zhuǎn)式，其原理如圖2-8所示，緊鏈時(shí)先把刮板鏈一端固定在機(jī)頭架上，另一端繞經(jīng)機(jī)頭鏈輪，反向點(diǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，待鏈條拉緊時(shí)立即用緊鏈器閘住鏈輪，拆除多余的鏈條，再接好刮板鏈。刮板鏈的張緊程度，以運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)頭下方下垂兩個(gè)鏈環(huán)為宜。
圖2-8 鏈輪反轉(zhuǎn)緊鏈?zhǔn)疽鈭D
早期是輕型刮板輸送機(jī)用改變機(jī)尾軸位置的辦法人力緊鏈，現(xiàn)在都采用定軸距緊鏈。目前應(yīng)用的方式有三種：一種是將刮板鏈一端固定在機(jī)頭架上，另一端繞經(jīng)機(jī)頭鏈輪，用機(jī)頭部的電動(dòng)機(jī)使鏈輪反轉(zhuǎn)，將鏈條拉緊，電動(dòng)機(jī)停止反轉(zhuǎn)時(shí)，立即用一種制動(dòng)裝置將鏈輪閘住，防止鏈條回松；另一種方式與目前一種基本相同，只是不用電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)緊鏈，而用專(zhuān)設(shè)的液壓馬達(dá)緊鏈；第三種方式是采用專(zhuān)用的液壓缸緊鏈。
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(pán)緊鏈器。
棘輪緊鏈器裝在I型和Ⅱ的減速器二軸的伸出端，棘輪固裝在二軸端，手把在運(yùn)行位置時(shí)，彈簧頂桿使插爪脫離棘輪，棘輪任意轉(zhuǎn)動(dòng)，緊鏈時(shí)將緊鏈器把手扳到“緊鏈位置”，插爪被彈簧頂入棘輪的齒跟，然后反向繼續(xù)開(kāi)動(dòng)電機(jī)，使機(jī)頭鏈輪反轉(zhuǎn)，因棘輪插爪的限制，電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)鏈條不能回松。當(dāng)鏈條被拉伸到有足夠拉力時(shí)，停止電動(dòng)機(jī)，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(dòng)電機(jī)使鏈輪反轉(zhuǎn)的同時(shí)，將手把復(fù)位到“運(yùn)行位置”，使插爪脫離棘輪，拆除緊鏈器掛鉤即可正常運(yùn)行。
棘輪緊鏈器機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適于輕型刮板輸送機(jī)。因?yàn)橛糜诠β瘦^大的刮板輸送機(jī)時(shí)，緊鏈后棘輪與插爪之間的壓力很大，搬開(kāi)把手不安全。
摩擦輪緊鏈器如圖2-9所示，裝在I 型和Ⅱ型減速器二軸的伸出端，制動(dòng)輪固定裝在二軸端閘帶環(huán)繞在制動(dòng)輪外緣。制動(dòng)時(shí)使用把手經(jīng)凸輪和拉桿將閘帶拉緊，在制動(dòng)輪緣上產(chǎn)生摩擦制動(dòng)力。該緊鏈操作與棘輪緊鏈器不同的是，緊鏈時(shí)需由兩人配合操作，一人開(kāi)動(dòng)電機(jī)，一人操作凸輪手把；斷電時(shí)，立即扳動(dòng)凸輪，用閘帶將制動(dòng)輪閘住；緊鏈結(jié)束時(shí)，僅有一人扳轉(zhuǎn)凸輪并松開(kāi)閘帶即可。摩擦輪緊鏈器比棘輪緊鏈器操作安全，它在減速器的安裝位置與棘輪緊鏈器相同。
閘盤(pán)緊鏈器由閘盤(pán)和制動(dòng)裝置組成如圖2-10所示，閘盤(pán)裝在III型減速器的一軸上，制動(dòng)裝置安裝在連接筒上。
緊鏈時(shí)反轉(zhuǎn)開(kāi)動(dòng)電機(jī)，鏈輪反轉(zhuǎn)，刮板鏈逐漸拉緊到電機(jī)堵轉(zhuǎn)為止，立即扳動(dòng)手輪，用夾鉗將閘盤(pán)閘住，同時(shí)切斷電機(jī)電源。由于夾鉗對(duì)閘盤(pán)的制動(dòng)力與刮板鏈的張緊力有一定的比例關(guān)系，鏈條的張緊力顯示在張力指示器上。慢慢反轉(zhuǎn)手輪松開(kāi)夾鉗，放松被拉緊的刮板鏈，到指示器顯示出刮板鏈需要的張緊力為止，立刻將閘盤(pán)閘死。手輪是利用螺旋副和杠桿夾緊或松開(kāi)夾鉗；張力指示器依靠螺旋副一端的液壓缸，通過(guò)液壓作用顯示處閘盤(pán)制動(dòng)力或鏈條張緊力。
圖2-9摩擦輪緊鏈器
圖2-10 閘盤(pán)緊鏈器
1--減速器一軸；2--夾鉗式制動(dòng)裝置；3--閘盤(pán)；
4--液力耦合器；5--連接罩；6--彈性聯(lián)軸器
第二種緊鏈方式使用的液壓馬達(dá)，安在聯(lián)接筒上，減速箱一軸上裝緊鏈齒輪。如圖2-11所示。
液壓馬達(dá)緊鏈裝置的液壓系統(tǒng)裝置的液壓系統(tǒng)及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。緊鏈時(shí)，將操作手把扳到J位，惰輪將主減速器一軸上的緊鏈齒輪與緊鏈減速器上的齒輪嚙合。手動(dòng)換向閥扳到緊鏈位置，壓力液經(jīng)梭閥進(jìn)入液控腔，克服彈簧壓力，時(shí)插爪從齒槽中脫出，與此同時(shí)液壓馬達(dá)供壓力液，液壓馬達(dá)帶動(dòng)機(jī)頭鏈輪反轉(zhuǎn)緊鏈，緊鏈力的大小用溢流閥調(diào)節(jié)，有壓力表上的讀數(shù)經(jīng)換算得到，緊鏈運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，壓力表上升到規(guī)定的壓力值，即表明已達(dá)到了規(guī)定的緊鏈力。將手動(dòng)換向閥扳到中間位置，馬達(dá)停止，液控鎖卸壓，在彈簧作用下，插爪插入齒輪的齒槽。刮板鏈保持張緊狀態(tài)。拆去多余的鏈段，接好鏈子后，將手動(dòng)換向閥換到運(yùn)轉(zhuǎn)位置，液壓馬達(dá)帶動(dòng)接好的刮板鏈運(yùn)轉(zhuǎn)，緊鏈掛鉤松開(kāi)后，停止馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，卸載緊鏈掛鉤，將操作手把扳到K位，惰輪脫開(kāi)緊鏈齒輪，關(guān)斷截止閥，完成緊鏈操作。
圖2-11 液壓馬達(dá)緊鏈裝置
1--液壓馬達(dá)；2--齒輪箱；3--液控機(jī)械閉鎖裝置；4--惰輪；5--聯(lián)接閥
6--減速器輸入軸；7--緊鏈齒輪
電氣閉鎖裝置的作用是：當(dāng)惰輪與緊鏈齒輪嚙合時(shí)，切斷主電機(jī)的電源，惰輪脫開(kāi)時(shí)主電機(jī)才能接通，以防止誤操作。
第三種緊鏈方式是使用單獨(dú)的液壓缸緊鏈器。這種緊鏈器是一個(gè)帶增壓缸的液壓千斤頂裝置，由泵站供給壓力液，緊鏈時(shí)需要將它抬到緊鏈位置使用。
上述各種緊鏈裝置中：
1）棘輪緊鏈器和摩擦緊鏈器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，單它們不能顯示出鏈子張力的大小。
2）其余三種都能顯示和準(zhǔn)確控制鏈子的張緊力。
3）液壓馬達(dá)緊鏈裝置的操作簡(jiǎn)單，安全性高。
4）液壓缸緊鏈器使用雖不方便，但它可以移到任何部位使用。
2.5設(shè)計(jì)任務(wù)及原始數(shù)據(jù)
橫軸式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其技術(shù)設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)依據(jù)或原始條件、參數(shù)：
可截割硬度：≤70 MPa;
適用巷道斷面：20 m2；
機(jī)身高度：≤1.85 m；
臥底深度：≥250 mm；
龍門(mén)高度：≥400 mm；
爬坡能力：≤± 15°；
最小轉(zhuǎn)彎半徑：≥7 m；
理論裝運(yùn)能力：≥15
3 總體方案的確定
3.1 刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力計(jì)算
3.1.1 工作面刮板輸送機(jī)的輸送生產(chǎn)能力計(jì)算
刮板輸送機(jī)的輸送能力，是指輸送機(jī)每小時(shí)運(yùn)送貨載的質(zhì)量。它取決于輸送機(jī)每米長(zhǎng)度上的貨載的質(zhì)量和鏈速。即：
=3.6q
=3.6A
式中：--刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，t/h；
q--每米長(zhǎng)度貨載質(zhì)量，kg/m；
A--中部槽物料運(yùn)行時(shí)的斷面積，；
--物料的散碎密度，kg/,對(duì)于煤；
--刮板鏈速，m/s；
由于刮板鏈占據(jù)一定空間和運(yùn)輸角度的影響，貨載實(shí)際斷面積比A小一些，計(jì)算時(shí)要乘以小于1的裝滿系數(shù)。故運(yùn)輸能力按下式計(jì)算：
式中：--裝滿系數(shù)，水平及向下運(yùn)輸時(shí)，=0.9~1；傾斜向上運(yùn)輸時(shí)=0?.6~0.9?（傾角<5°；傾角5°~10°，=0.8；傾角>15°，=0.6）。
3.1.2 溜槽上物料段面積計(jì)算
圖3-1 溜槽中貨載最大斷面積
溜槽上物料段面積A：
式中：--單側(cè)擋板溜槽上物料端面各部分的面積，；
--導(dǎo)向管斷面面積，；
b--溜槽寬度；m；
--溜槽槽口高度，m；
--流槽槽口寬度，m；
--刮板輸送機(jī)工作時(shí)擋煤凈高，m；
--物料的動(dòng)堆積角，取=25°；
--溜槽上框架寬度，m；
--溜槽距擋板的距離，m；
D--導(dǎo)向管直徑，m；
--轉(zhuǎn)載系數(shù)。
A=0.56×0.087+×0.9×（0.64+0.2-0.085）×0.35-=0.158（）
3.1.3 刮板輸送機(jī)上的物料斷面面積的計(jì)算
當(dāng)給定工作面刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，驗(yàn)算溜槽最大物料斷面面積：
（）
所設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)中部槽尺寸滿足生產(chǎn)能力需求。
3.2 刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力的計(jì)算
運(yùn)行阻力包括直線段運(yùn)行阻力和曲線段運(yùn)行阻力。
3.2.1 每米長(zhǎng)度上貨載質(zhì)量
3.2.2 運(yùn)行阻力
直線段運(yùn)行阻力是指貨載及刮板鏈在溜槽中運(yùn)行時(shí)的阻力（摩擦阻力），以及傾斜運(yùn)輸時(shí)貨載與刮板鏈的自重沿斜面的分力。運(yùn)行阻力有重段阻力和空段阻力，即：
式中：--重段阻力，N；
--空段阻力，N；
g--重力加速度，9.8m/;
q--每米長(zhǎng)度貨載質(zhì)量，kg/m；
--刮板連每米質(zhì)量，18.8kg/m；
L--輸送機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度，5.6m；
--輸送機(jī)鋪設(shè)傾角,15°；
--貨載及刮板鏈在溜槽內(nèi)的阻力系數(shù)，見(jiàn)表3-2；
--對(duì)于重段，向上運(yùn)行取“+”，向下運(yùn)行取“-”；對(duì)于空段，符號(hào)與重段相反。
表3-2 煤及刮板鏈在溜槽中移動(dòng)的阻力系數(shù)
類(lèi)型
阻力系數(shù)
單鏈
0.4~0.6
0.3~0.4
雙鏈
0.6~0.8
0.3~0.4
總阻力是指直線段和曲線段運(yùn)行阻力之和，其值為：
式中：--刮板輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)的總阻力，N；
--附加阻力系數(shù)，=1.1，輸送機(jī)不彎曲時(shí)=1。
總阻力即為主動(dòng)鏈輪的牽引力。
3.3 刮板輸送機(jī)鏈條張力和牽引力的計(jì)算及強(qiáng)度計(jì)算
3.3.1 計(jì)算各特殊點(diǎn)張力
因?yàn)楸竟伟遢斔蜋C(jī)由一臺(tái)NHM11-7001液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)輸方式如圖3-1所示。當(dāng)傳動(dòng)裝置一端布置時(shí)，且重端阻力>0,時(shí)，按逐點(diǎn)計(jì)算法分析計(jì)算得出1點(diǎn)張力最小，即。
最小張力點(diǎn)的張力一般取
最大張力點(diǎn)
式中：--最大張力點(diǎn)的張力，N；
--最小張力點(diǎn)的張力，N；
n--鏈條數(shù)。
圖3-1 各點(diǎn)張力計(jì)算圖
3.3.2 刮板輸送機(jī)兩端鏈輪總牽引力
刮板輸送機(jī)兩端鏈輪總牽引力W：
W=+
其中
=
=
式中：W--刮板輸送機(jī)兩端鏈輪總牽引力，kN；
--頭部鏈輪的牽引力，kN；
W--尾部鏈輪的牽引力，kN。
=26622-9722+0.05×（26622+9722）=18717.2（N)
=6132-6000+0.05×（6132+6000）=738.6（N）
W=18717.2+738.6=19455.8（N）
3.3.3 圓環(huán)鏈的選擇計(jì)算
圓環(huán)鏈在工作時(shí)受拉伸和彎曲，環(huán)內(nèi)應(yīng)力狀況復(fù)雜，理論計(jì)算較困難。因此，圓環(huán)鏈通常按最大牽引力選擇，即：
單鏈牽引時(shí)
雙鏈牽引時(shí)
式中: --圓環(huán)鏈的最小破斷負(fù)荷，N；
--雙鏈牽引時(shí)的不均勻系數(shù)，一般取；
--安全系數(shù)，采煤機(jī)用的圓環(huán)鏈，可??；；刮板輸送機(jī)用的圓環(huán)鏈，取。
則 (kN)
選擇圓環(huán)鏈為-B級(jí)。
3.3.4 刮板鏈強(qiáng)度運(yùn)算
式中：k--刮板鏈抗拉安全系數(shù)；
n--鏈條數(shù)，單鏈n=1，雙鏈n=2；
--鏈條間負(fù)荷分配不均勻系數(shù)，單鏈=1，雙鏈=0.85；
--一條刮板鏈的破斷力，410000N。
所以刮板鏈強(qiáng)度足夠。
3.4 液壓馬達(dá)的選擇
3.4.1 刮板輸送機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)電機(jī)功率P的計(jì)算
刮板輸送機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)功率P：
式中：k--刮板輸送機(jī)電機(jī)功率備用系數(shù)；
F--刮板輸送機(jī)鏈輪總牽引力，kN；
--刮板輸送機(jī)傳動(dòng)效率。
P=
3.4.2 單向割煤采煤工作面刮板輸送機(jī)電機(jī)功率的計(jì)算
采煤機(jī)下放時(shí)，刮板輸送機(jī)空載運(yùn)行（q=0）的電機(jī)最小功率：
單向割煤工作面采煤機(jī)割煤時(shí)，刮板輸送機(jī)最大功率為：
刮板輸送機(jī)電機(jī)的等效功率：
式中：--刮板輸送機(jī)空載運(yùn)行時(shí)電機(jī)最小功率；
--刮板輸送機(jī)空載運(yùn)行時(shí)電機(jī)最大功率。
考慮20%的備用功率，電動(dòng)機(jī)的設(shè)備功率為：
3.4.3 液壓馬達(dá)的選定
液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，根據(jù)公式
T
式中：T--液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩，；
P--電機(jī)功率，kW；
N--液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，r/min。
可初步選定轉(zhuǎn)矩為2667，轉(zhuǎn)速為0~400r/min的NHM11-700I型曲軸連桿徑向柱塞液壓馬達(dá)，其主要技術(shù)參數(shù)為：
型號(hào)：NHM11-700I
排量：682mL
額定壓力：25MPa
最高壓力：32MPa
額定轉(zhuǎn)矩：2667
單位理論轉(zhuǎn)矩：114
轉(zhuǎn)速范圍：4-400r/min
質(zhì)量：94kg
3.5 鏈條預(yù)張力和緊鏈力的計(jì)算
3.5.1 鏈條預(yù)張力
由定義可知，鏈條預(yù)張力引起鏈條的彈性伸長(zhǎng)量應(yīng)等于鏈條在額定負(fù)載下的彈性伸長(zhǎng)量，即=。由胡克定律和上述張力代入該等式，可得：
(kN）
式中：T--鏈條預(yù)張力，kN。
（kN）
3.5.2 鏈條緊鏈力
鏈條緊鏈力：
（kN）
式中：T--刮板輸送機(jī)鏈條預(yù)張力，kN；
--緊鏈時(shí)低鏈移動(dòng)阻力，kN；
--接連時(shí)鏈條松弛量（0.5~0.6t）需要的附加牽引力，kN；按下式計(jì)算：
（kN）
式中：E--刮板鏈條的彈性模量，取E=206×109（N/）；
--鏈條橫斷面積，；
P--圓環(huán)鏈鏈條的節(jié)距；
L--刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，m。
（）
（kN）
=12.119+0.132+30.8=43.24（kN）
4 傳動(dòng)部件及其零件的設(shè)計(jì)
此次設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)最為重要的部件為刮板鏈傳動(dòng)部件，整臺(tái)機(jī)器運(yùn)行的質(zhì)量直接取決于其傳動(dòng)部，為此特別把次部分及其零件詳細(xì)設(shè)計(jì)以下:
目前,采煤機(jī)、刨煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、板式輸送機(jī)、倉(cāng)式列車(chē)及彎曲膠帶輸送機(jī)等許多礦山機(jī)械廣泛采用圓環(huán)鏈牽引或傳動(dòng)。實(shí)踐證明，這種傳動(dòng)或牽引方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，工作可靠，牽引力大，壽命長(zhǎng)，可彎曲，能充分適應(yīng)礦山機(jī)械的特殊技術(shù)及安全要求和惡劣的工作條件。因此，本次設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)采用圓環(huán)鏈傳動(dòng)。
4.1 圓環(huán)鏈鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)和規(guī)格
圓環(huán)鏈鏈段的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸用棒料直徑d、節(jié)距t和外寬b表示，圓環(huán)鏈的規(guī)格標(biāo)記為dxt。每一鏈段由N個(gè)鏈環(huán)組成，鏈段長(zhǎng)度為L(zhǎng)0隨著技術(shù)的發(fā)展，鏈段長(zhǎng)度將逐步增加。礦用高度圓環(huán)鏈的規(guī)格和尺寸見(jiàn)部標(biāo)MT36—80中的規(guī)格。圓環(huán)鏈的鏈段長(zhǎng)度及其公差為一般常用值，其鏈段長(zhǎng)度及公差按下式確定：
式中：t--鏈環(huán)的節(jié)距，mm
N--鏈段的 鏈環(huán)數(shù)。
圖4-1 圓環(huán)鏈
4.2 圓環(huán)鏈接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)型式
為便于使用，圓環(huán)鏈應(yīng)按不同的鏈段長(zhǎng)度進(jìn)行制造，各鏈段之間可用鏈環(huán)進(jìn)行連接。制造接鏈環(huán)的常用材料有、、、及等，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為HB320～350。為提高接鏈環(huán)的強(qiáng)度和耐磨性，加工后應(yīng)進(jìn)行等溫淬火處理，硬度達(dá)HRC42～50。
接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)型式有以下幾種：
a.凸緣式接鏈環(huán)
如圖圖4-2所示，凸緣式接鏈環(huán)由兩個(gè)半鏈環(huán)1、一個(gè)卡塊2及一個(gè)彈性圓柱銷(xiāo)3組成。半鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖4-3所示，右上方為一凸緣，左下方有一凸緣槽。安裝時(shí)將兩個(gè)半鏈環(huán)的凸緣和凸緣槽相嵌合，并從側(cè)面嵌入卡塊2，再?gòu)捻敳垦b入彈性圓柱銷(xiāo)3，便組成凸緣式接鏈環(huán)。整個(gè)接鏈環(huán)靠彈性圓柱銷(xiāo)在銷(xiāo)孔內(nèi)的彈性變形實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖緊。這種接鏈環(huán)的特點(diǎn)是破斷拉力大、連接可靠，但制造較困難，主要用于采煤機(jī)、刨煤機(jī)和倉(cāng)式列車(chē)中聯(lián)結(jié)圓環(huán)鏈。
圖4-2 凸緣式接鏈環(huán) 圖4-3凸緣式接鏈環(huán)
1--半鏈環(huán)；2-卡塊；3--彈性圓柱銷(xiāo)
b.開(kāi)口式接鏈環(huán)
如圖4-4所示，開(kāi)口式接鏈環(huán)由開(kāi)口鏈環(huán)1、卡塊2及兩個(gè)彈性圓柱銷(xiāo)3組成。開(kāi)口鏈環(huán)1和卡塊2的兩端分別做有互相嵌合的頭和槽。整個(gè)接鏈環(huán)靠彈性圓柱銷(xiāo)在銷(xiāo)孔內(nèi)的彈性變形實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖緊。這種接鏈環(huán)的破斷拉力也很大，但制造困難，通常在刨煤機(jī)和輸送機(jī)上使用。
圖4-4 開(kāi)口式接鏈環(huán)
1-開(kāi)口鏈環(huán)；2-卡塊；3-彈性圓拄銷(xiāo)
c.鉸鏈?zhǔn)浇舆B環(huán)
如圖4-5所示，鉸鏈?zhǔn)浇舆B環(huán)由兩端做有耳子的兩個(gè)半鏈環(huán)1、銷(xiāo)軸2、套筒3及鋼絲4組成。整個(gè)接鏈環(huán)用鋼絲4鎖緊，靠銷(xiāo)軸2、傳遞載荷。這種接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、制造方便、壽命長(zhǎng)，在采煤機(jī)中應(yīng)用較廣。
圖4-5 鉸鏈?zhǔn)浇舆B環(huán)
1--鏈環(huán)；2--銷(xiāo)軸；3--套筒；4--鋼絲
d.雙邊鏈用接連環(huán)
圖4-6所示為用于可彎曲刮板輸送機(jī)的雙邊鏈結(jié)構(gòu)，兩條圓環(huán)鏈1和刮板2用接連環(huán)3、螺栓4、螺母5及彈簧墊圈6相連接，被連接的圓環(huán)鏈規(guī)格為。接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖4-7所示。這種雙鏈牽引用接鏈環(huán)的特點(diǎn)是：牽引力大、工作可靠、裝拆方便，在刮板輸送機(jī)中應(yīng)用廣泛。
圖4-6 雙邊鏈用接連環(huán) 圖4-7接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)和尺寸
1-圓環(huán)鏈；2-刮板；3-接連環(huán)；
4-螺栓；5-螺母；6-彈簧墊圈
接鏈環(huán)在工作時(shí)承受的負(fù)荷按大小和性質(zhì)同被連接的圓環(huán)鏈?zhǔn)且粯拥?。因此，為保證接鏈環(huán)使用可靠，新制的接鏈環(huán)同樣需抽樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，其破斷力應(yīng)不小于同規(guī)格圓環(huán)鏈的最小破斷負(fù)荷，伸長(zhǎng)率也不得超過(guò)規(guī)定值。
綜合比較以上形式的接連環(huán)，選用邊雙鏈用接鏈環(huán)。
4.3 圓環(huán)鏈的性能指標(biāo)
4.3.1 圓環(huán)鏈的損壞形式
礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈的損壞形式主要有：
a. 靜力斷裂
當(dāng)鏈環(huán)承受的載荷超過(guò)靜力破斷負(fù)荷時(shí)，如啟動(dòng)狀態(tài)或遇到嚴(yán)重刮卡，圓環(huán)鏈將產(chǎn)生斷裂。為避免這種斷裂，圓環(huán)鏈的最小破斷負(fù)荷不得低于規(guī)定值。
b. 疲勞斷裂
當(dāng)鏈環(huán)受正常變負(fù)荷反復(fù)作用時(shí)，盡管實(shí)際應(yīng)力遠(yuǎn)小于鏈環(huán)的破斷應(yīng)力，但如變應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)超過(guò)一定數(shù)值，鏈環(huán)仍可能產(chǎn)生斷裂稱(chēng)為疲勞斷裂。為避免過(guò)早地發(fā)生疲勞斷裂，要求圓環(huán)鏈在變應(yīng)力50~250MPa的反復(fù)作用下能安全承受一定的循環(huán)次數(shù)（）。
c. 沖擊斷裂
沖擊斷裂分一次沖擊斷裂和多次沖擊斷裂兩種。前者是由于鏈環(huán)材料脆性高、韌性低和沖擊負(fù)荷大所造成的；后者介于疲勞斷裂和一次沖擊斷裂之間，與鏈輪疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性的大小有關(guān)。為避免發(fā)生這種斷裂，圓環(huán)鏈應(yīng)具有足夠的韌性、塑性和使用壽命。
d. 不合格鏈環(huán)的斷裂
當(dāng)鏈環(huán)未經(jīng)充分預(yù)拉時(shí)，很難發(fā)現(xiàn)熱處理及焊接缺陷。若把這種鏈環(huán)接入鏈條用來(lái)牽引負(fù)荷，一旦啟動(dòng)或遇到卡鏈很可能發(fā)生斷裂。這種未經(jīng)充分預(yù)拉的鏈環(huán)的斷裂，稱(chēng)為不合格鏈環(huán)的斷裂。為避免這種損壞，新制鏈條必須經(jīng)預(yù)拉處理，預(yù)拉負(fù)荷約為破斷負(fù)荷的80%～85%。
e. 伸長(zhǎng)失效
鏈條受載后將產(chǎn)生一定的彈性和塑性伸長(zhǎng)。在額定極限負(fù)荷作用下，當(dāng)鏈段的伸長(zhǎng)量超過(guò)一定限度時(shí)，鏈條與鏈輪因不能正確嚙合而無(wú)法正常工作。圓環(huán)鏈的這種失效形式稱(chēng)為伸長(zhǎng)失效。
4.3.2 圓環(huán)鏈的強(qiáng)度指標(biāo)
礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈多采用合金鋼制造，調(diào)質(zhì)處理。常用的材料20MnVK和20CrTi，拉伸強(qiáng)度限。為提高鏈條的強(qiáng)度和韌性，圓環(huán)鏈及其棒料應(yīng)進(jìn)行熱處理。
圓環(huán)鏈制造的工藝程序分為：下料、編鏈、整形、焊接及熱處理等。為保證圓環(huán)鏈的制造質(zhì)量，原棒料應(yīng)有較好的冷彎性和焊接性，即冷彎時(shí)不容許出現(xiàn)局部收縮現(xiàn)象，焊接處不應(yīng)有影響使用質(zhì)量的夾渣和燒傷。當(dāng)棒料直徑較大時(shí)（），一般采用熱彎。熱彎效果比冷彎好，但彎曲表面同樣不容許產(chǎn)生任何裂紋或傷痕。
為提高圓環(huán)鏈工作的可靠性和使用壽命，新制的圓環(huán)鏈需進(jìn)行額定極限負(fù)荷實(shí)驗(yàn)、靜拉伸破斷試驗(yàn)、額定變負(fù)荷壽命試驗(yàn)及彎曲撓度試驗(yàn)等，以保證圓環(huán)鏈達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度指標(biāo)要求。
圓環(huán)鏈的的靜力拉伸破斷試驗(yàn)主要測(cè)定破斷負(fù)荷和破斷伸長(zhǎng)率兩項(xiàng)指標(biāo)，反映圓環(huán)鏈抵抗靜拉伸破斷和沖擊斷裂的能力。額定極限靜負(fù)荷試驗(yàn)主要測(cè)定圓環(huán)鏈?zhǔn)茴~定極限負(fù)荷作用時(shí)的試驗(yàn)應(yīng)力和拉伸率，反映鏈段正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工作負(fù)荷，而接近于鏈段因啟動(dòng)或刮卡而超載時(shí)的最大負(fù)荷。顯然，額定極限負(fù)荷代表使用負(fù)荷的極限值。因而，為充分利用鏈環(huán)的強(qiáng)度，理論上按鏈段的屈服限確定額定極限負(fù)荷，實(shí)際上通常取破斷負(fù)荷的80%作為額定極限負(fù)荷。
額定變負(fù)荷壽命試驗(yàn)主要測(cè)定圓環(huán)鏈?zhǔn)茏儜?yīng)力作用時(shí)發(fā)生疲勞破斷前的試驗(yàn)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的要求，額定變應(yīng)力的最小值為50MPa，最大值為250MPa。圓環(huán)鏈發(fā)生疲勞破斷前的試驗(yàn)應(yīng)力允許循環(huán)次數(shù)（5～7）次。試驗(yàn)指出，圓環(huán)鏈的疲勞強(qiáng)度主要取決于變應(yīng)力幅度的大小。此外，鏈環(huán)破斷負(fù)荷與破斷伸長(zhǎng)率的乘積（即鏈環(huán)抵抗沖擊的能力）、棒料屈服限的大小，鏈環(huán)表面缺陷或焊接缺陷，棒料及其焊縫的晶粒粗細(xì)等，對(duì)鏈段的疲勞強(qiáng)度也有重要的影響。
對(duì)圓環(huán)鏈的彎曲變形試驗(yàn)要求是，當(dāng)鏈環(huán)的彎曲變形達(dá)到額定值時(shí)，試體不允許斷裂或出現(xiàn)裂紋及其它缺陷，而且作用于鏈環(huán)上的彎曲負(fù)荷不得小于鏈環(huán)最小破斷負(fù)荷的50%。
4.4 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形參數(shù)和幾何計(jì)算
4.4.1 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形參數(shù)
圓環(huán)鏈與鏈輪屬于一種具有多邊形撓性作用的非共軛嚙合齒輪傳動(dòng)。因此，圓環(huán)鏈與鏈輪要實(shí)現(xiàn)良好地嚙合，合理選擇鏈輪的齒廓曲線和正確設(shè)計(jì)鏈輪的齒形是鏈輪設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
如圖4-8所示，當(dāng)圓環(huán)鏈與鏈輪嚙合時(shí)，在鏈輪的每一齒距上都有兩個(gè)鏈環(huán)：鏈環(huán)1平臥于兩齒間的鏈窩里，稱(chēng)為平環(huán)；鏈環(huán)2立卡在齒寬中部的窄槽內(nèi)，稱(chēng)為立環(huán)。鏈輪上鏈窩的形狀與平環(huán)外行基本一致，但為滿足鏈環(huán)節(jié)距伸長(zhǎng)的需要，鏈窩長(zhǎng)度A應(yīng)比鏈環(huán)長(zhǎng)▽?zhuān)?。此外，為減少立環(huán)的嚙合阻力，鏈輪齒寬中部的立槽寬度也應(yīng)比鏈環(huán)棒料直徑稍大些。
圖4-8 圓環(huán)鏈鏈輪的齒形結(jié)構(gòu)和尺寸
對(duì)于礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈的鏈輪，其齒廓曲線和齒形參數(shù)的選擇需滿足以下要求：
a.保證圓環(huán)鏈能順利地進(jìn)入和退出嚙合；
b.保證鏈輪齒有較高地傳遞轉(zhuǎn)矩的能力；
c.保證鏈窩的形狀和尺寸能適應(yīng)鏈環(huán)節(jié)距伸長(zhǎng)的需要。
圓環(huán)鏈鏈輪的齒廓曲線，國(guó)外推薦采用的有：直線、圓弧線和直線-圓弧線三種。從加工制造和嚙合性能分析，直線齒廓加工簡(jiǎn)單，但齒高不宜過(guò)大，否則嚙合時(shí)容易發(fā)生干涉；直線-圓弧線齒廓加工復(fù)雜，應(yīng)用較少；圓弧線齒廓雖然加工也較復(fù)雜，但輪齒強(qiáng)度較高，齒高可適當(dāng)增大。所以，一般推薦采用圓弧線齒廓。
對(duì)于各種規(guī)格的圓環(huán)鏈，鏈輪齒形設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題是：合理選擇鏈輪齒數(shù)z、正確計(jì)算鏈輪節(jié)圓直徑和齒廓圓弧半徑等。
4.4.2 鏈輪的幾何尺寸計(jì)算
圖4-9 鏈輪型式和尺寸
鏈輪型式和尺寸如圖4-9所示。初選圓環(huán)鏈規(guī)格為，圓環(huán)鏈最小內(nèi)寬為d=21mm，最大外寬為b=60mm，破斷負(fù)荷320kN；
選定該鏈輪的齒數(shù)為N=6，所以該鏈輪節(jié)距角為：