刮板输送机选型课程设计.docx

课程设计

XGZ型刮板输送机的选型设计

院系： 矿业工程学院
专业： 采矿工程
班级： 采矿1107班
老师： 孟巧荣
学号： 2011002746
姓名： 胡茂森

目录

1. 第一章 序言 ……………………………… 1
2. 第二章 刮板输送机的课程设计目的………… 2
3. 第三章 其工作原理、使用范围及发展特点… 3
4. 第四章 刮板输送机的设计计算及选型说明… 7
5. 第五章 课设总结……………………………… 14
6. 第五章 参考文献…………………………… 15

1 序言
刮板式输送机是一种在封闭的矩形断面的壳体内，借助于运动着的刮板链条连续输送散状物料的运输设备。
因为在输送过程中，刮板链条埋于被输送的物料之中，故而又称埋板输送机机槽宽度水平型刮板式刮板给煤机在水平输送时，物料受到刮板链条在运动方向的压力及物料自身重量的作用，在物料间产生了内摩擦力。这种摩擦力保证了料层之间的稳定状态，并足以克服物料在机槽中移动而产生的外摩擦力，使物料形成连续整体的料流而被输送。
刮板给煤机结构简单、重量轻、体积小、密封性强、安装维修比较方便。它不但能水平输送，也能倾斜或垂直提升输送；不但能单机输送，而且能组合布置，串联输送；能多点加料，也能多点卸料，给煤机工艺布置较为灵活。由于壳体是封闭的，这在输送易飞扬的、有毒的、易爆的、高温的物料时，对改善工人的操作条件和防止环境污染等方面都有较突出的优点。

2 课程设计目的

课程设计是一个当代大学生的综合能力的考察，是所学知识系统的复习与实际生产相结合的能力培养，因此对这次设计我提出了较高的要求，用自己的所学的知识和查询相关的资料独立分析做出合理的解决方案，完成各项要求，努力提高自己的独立思考，独立分析问题的能力，培养自己细心严谨，实事求是的态度，为将来的毕业论文设计和步入工作岗位打下坚实的基础，都是这次设计的任务所在。

以XGZ型刮板输送机为例，是将本学期所学的选煤厂辅助设备知识的一次系统的复习和运用，利用理论实际分析，实践中在学习能力的锻炼。结合这次选煤厂刮板输送机的设计，将课程设计学习明白。煤矿井下运输机械工作任务繁重，工作条件恶劣。特别是采掘工作面的运输机械，要求其主要运动部件和工作机构（牵引机构及承载机构）强度高、刚度大、韧性好、耐磨损、抗腐蚀。根据这些要求，使用链条作为输送机的牵引机构比较合适。

我们应该具备自主创新和自我创新的思想意识，重点锻炼独立思考，独立分析，独立解决问题的能力，能在这次课设中得到很好的体现，我也要在这种思想下完成本次课程设计。

3 其工作原理、使用范围及发展特点

3.1刮板输送机的工作原理和基本结构组成
刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械。溜槽是煤炭的承载机构，其牵引推运机构是绕过机头链轮和机尾链轮（或滚筒）而进行循环运动的无极闭合的刮板链。起动电动机，经液力联轴器、减速器传动链轮而驱动刮板链连续运转，将装在溜槽中的煤炭推运到机头处卸载转运。
各种类型的刮板输送机的组成部件的型式和布置方式不完全相同，但主要结构和基本组成部件是相同的。刮板输送机一般是由机头部、；机身部和机尾部三部分组成。（在部件组成内容中加作用与功能的内容简介）
刮板输送机的组成部件：
1、机头部：由机头架和安装其上的链轮组件、联轴器、减速箱和电动机组成。
2、机尾部：机尾架、链轮组件、联轴器、减速箱、电动机。
3、机身部：中部槽、刮板链、铲煤板、挡煤板。
4、辅助装置：主要包括紧链装置、推移装置、和锚固定装置。
3.2刮板输送机的使用范围和主要类型、系列
刮板输送机适用于煤层倾角不超过25度的采煤工作面，但对于间作采煤机轨道与机组配合工作的刮板输送机，适用的煤层角度一般不超过10度。煤层倾角大时，要采用防滑措施。此外，在采煤工作面下顺槽和联络眼都可以使用刮板输送机运送煤炭。目前，采煤工作面多使用可弯曲刮板输送机，以适应机械化、综合机械化采煤的需要，与相应的采煤机、金属支架或自移式液压支架配套使用。
刮板输送机的电动机功率从7.5KW-1000KW输送能力从30t/h-3000t/h之间，常用的分类方式有以下几种：
（1）按牵引的条数和布置方式，可分为单中链、边双联和中双链及三链型刮板输送机。、
（２）按溜槽的布置方式，可分为重叠式和并列式溜槽刮板输送机。
（３）按溜槽的结构，可分为开底式和封底式溜槽刮板输送机。
（４）按卸载方式，可分为端卸式和侧卸式刮板输送机。
（５）按功率大小，可分为轻型（单电动机额定功率小于或等于４０KW）、中型（大于４０KW,小于等于９０KW）和重型（大于９０KW）刮板输送机。
3.３刮板输送机的发展
刮板输送机的发展大致经历了三个阶段，
第一阶段：二十世纪初叶，在英国常壁式采煤工作面首先使用单链刮板输送机，由于适应工作面的运输条件而得到很大的发展和广泛的使用。
第二阶段：四十年代初，德国制造了可弯曲刮板输送机与刨煤机或深截式采煤机配合工作，使工作面实现了机械落煤、装煤和运煤，进入了机械化采煤的新阶段。可弯曲刮板输送机可作为采煤机的运行轨道，能沿垂直和水平方向有小角度（2-4*）弯曲。随着采煤机的工作和移动，刮板输送机及时推移到紧靠煤壁处，为采煤机下一循环截落煤准备好机道，并缩短控顶距，有利于顶板管理。
第三阶段：五十年代初，由于机械化采煤工作面运输量大大增加，要求提高刮板输送机牵引链强度和电动机功率，出现了双链牵引和多电动机传动；也相应的使用了适应多电动机传动的液力耦合器，中部槽也有了较大的改进。
随着综合机械化采煤生产能力的不断提高，刮板输送机主要的发展趋势是：
1） 大输送量。世界上已出现日产12000吨的综合工作面，刮板输送机的生产能力已达到每小时2000吨。
2） 长输送距离，为了加长采区阶段开采，刮板输送机的长度已打300米。
3） 大直径圆环链。为了增加刮板链的强度，已制出38*137mm的圆环链，其破断强度达1820KN。
4） 大中部槽，边双链中部槽高度为268mm，中单链和中双链中部槽高度为255mm，槽宽达930~1030mm，中板厚度达30mm，槽间联结强度达3000KN。
长使用寿命：大运量（600吨/时）。中部槽的过煤量在200万吨以上，中运量300——600）吨/时中部槽的过煤量为150万吨左右，减速器设计寿命10000小时，整机大修寿命3年以上（采用封底）和可更换中板及上链道的中部槽.
随着我国煤炭工业的迅速发展，煤矿机械化程度也不断提高。我国缓倾斜煤层工作面较多，刮板输送机的应用极广、数量颇大；又由于我国煤炭资源丰富、分布宽广，地质条件多变，为适应不同条件，需要多种型号的刮板输送机。历年来，我国使用、仿制及自行设计的刮板输送机，据不完全统计，品种多达30余种。这些产品均不外乎上述三个发展阶段的类型，如SGB-13型、SGD-20型等刮板输送机，即属于第一阶段的产品类型；SGW-44型和SGW-80型可弯曲刮板输送机属于第二阶段的产品类型而SGW-150型和SGW-250型可弯曲刮板输送机则属于第三阶段的产品类型。
3.4刮板输送机的主要特点：
刮板输送机的主要特点：
1、优点
由于它机身低矮，可以弯曲，运输能力大，结构强度高，能适应采煤工作面较恶劣的工作条件，并可作为采煤机运行轨道，有时还作为移置液压支架的支点：在推移刮板输送机时，铲煤板可自动清扫机道浮煤；挡煤板后面有安全电缆、水管的槽架，并对电缆、水管起保护作用，推移输送机时，电缆、水管随着同时移动。
所以刮板输送机现在仍是缓倾斜长臂式采煤工作面唯一的煤炭运输设备。
2、缺点
运行阻力大，耗电量高，溜槽磨损严重；使用维护不当时易出现掉链、漂链、卡链、甚至断链等事故，影响正常运行。

3 刮板输送机的设计计算及选型说明
在矿井设计时或在生产现场，工作面运输设备的选择，一般是根据刮板输送机产品系列及制造厂产品说明书介绍的技术特征及其适用条件来选择型号，并决定其台数。但产品说明书中所列铺设长度一般均为水平长度或一定倾角煤层（如10°倾角）向下运煤时的，实际上铺设长度和工作面长度和煤层倾角，煤层厚度等条件各不相同，所以需要验算所选刮板输送机的运输能力、电动机功率和刮板链强度，并确定应铺设几台刮板输送机，每台刮板输送机应安装几台电动机。
我国刮板输送机的型号较多，无论是炮采，机采或综合机械化采煤，都有适应的刮板送机，基本上能满足各种条件下的使用。刮板输送机选型得当是刮板输送机安全使用的第一步。
1． 炮采工作面选型的要求。
2． 采煤机械化对刮板输送机的要求。
3． 刮板输送机与采煤机的配合原则。
4． 刮板输送机与液压支架的配合原则。
原始的计算数据
3
4

1 2

1 输送物料为原煤，粒度0-300mm,堆积密度0.85t/m3
2 倾斜角度 18度 β=180
3水平长度150米 L= 150m
4采煤机生产能力 Q0=450t/h
5 牵引速度 V0=4.5m/s

选型设计
根据这四项基本原则和仔细分析计算，并综合老师的建议，选SGZ-764/320型刮板输送机
表2-10 （主要技术参数）
项目
单位
数值
运输能力
T/h
900
出厂长度
M
150
刮板链速
M/s
0.95
形式

圆环链
规格
mm
Ф26 x 92 C级
破断拉力
Kn
850
电动机型号

KBY680-160
功率
Kw
2 x 160
电压
V
1140
转速
r/min
1470
液力偶合器型号

Yl-560
额定功率
Kw
160
工作液体

UH-20 汽轮机油
充液量
L
22
中部槽长x宽x高

1500x764x222
紧链方式

闸盘
机器总质量

131.5
出产长

张家口煤机厂
链单位长度q0=52kg/m
SGZ-764/320型刮板输送能力Q=900T/H刮板输送机是连续式输送设备，其每秒钟运输能力为Q=qv（公斤/秒）
式中v——刮伴链运行速度（米/秒）
q——输送机上单位长度货载量）（公斤/米）
每小时输送能力为Q=3.6qv（吨/小时）
刮板输送机工作时，货载沿溜槽连续均匀分布，被刮板链拖带而沿溜槽移动，所以q值与溜槽中货载断面积有关。
Q=1000F （公斤/米）
式中F ——刮板输送机溜槽中和载断面积（m ）
——货载的散集容量（吨/m ）
（对于煤炭 =0.85—1.0吨/m ）
刮板输送机装运和载的最大横截面积与溜槽的结构形式及结构尺寸有关，还与松散煤的堆及角（安息角）有关。
货载的实际断面为F =F
F——货载的最大断面积（m ）。
F ——货载的实际横断面积（m ）。
——货载的装满系数。
一般 =0.65~0.9，根据不同的工作条件（如工作面倾角，煤的硬度，块度和湿度，刮板输送机溜槽及挡煤板的结构形式等）和使用寿命来选取。
煤的堆积角（安息角） =30~40
所以q1000F (公斤/米)
刮板输送机的小时输送能力为：
Q=3600F v（吨/小时）
（1）输送能力的验算
实际输送能力QC=Q0V/V-(V0/60)=427.5/0.875=489t/h
QC < Q = 900 t/h 故输送能力满足。

（2）运行阻力的运算
在计算刮板输送机的运行阻力时，可概括为直线段、弯曲段
两部分运行阻力。
直线段运行阻力包括两部分：一是货载及刮板链在溜槽中
移动的阻力；二是倾斜运输时货载及刮板链的自重分力。直线段
运行阻力又分为重段阻力和空段阻力两部分

取ω= 0.6 ω1=0.4
表2-6 《矿井运输提升》

ω
ω
单链
0.4-0.6
0.3-0.4
双链
0.6-0.8
0.3-0.4

取n =0.85 （n在0.8-0.85取值）

重段阻力：Fzh =q l g (ωcosβ- sinβ) + ql l g (ω1cosβ- sinβ)
=50812.7 + 56276.1
= 56276.1 N
q = Q0/3.6 V = 450 / 3.6 X 0.95 = 132

（式中，Q0 为运输地点的设计生产率，t/h；q 为输送机单位长度上的货载质量，kg/m；v 为刮板链运行速度m/s。）
。
空段阻力：FK = ql l g ( ω1 cosβ + sin β )
= 52 x 150 x 9.81 x 0.6894
= 52751.5 N

（3） 牵引力的计算
F0 = k1 k2 ( FZH + Fk ) = 1.1 x 1.1 x (56276.1 + 52751.5) = 131923 N

（4） 电机功率的计算
N = F0 V / 1000 n =131923 x 0.95 / 1000 x 0.85
= 147.4 kw
考虑15 % -- 20 % 的富裕量，则 N’ = （1.15—1.2）N=
(169.6 –176.9 ) N
而SGZ—764 / 320 配有两台160 kw 的电动机，所以满足。

（5） 刮板链强度验算
因为 FZH – FK > 0 所以3处的张力最小，令F3 = 0
则 Fmax = F4 = F3 + Fzh = 56276.1 N
中双链负荷分配不均匀系数取 0.88 则安全系数
n = 2 x Fd λ/1.2 x Fmax = 2 x 850 x 0.88/ 1.2 x 56276.1
= 22.6
因为双链 n = 2 Fd λ/1.2 x F max >= 3.5
所以 刮板链强度满足要求，可在给定条件下工作。

5 课设总结

课程设计是一次知识再次运用的过程，在设计的日子里系统而认真的复习了课程，锻炼了我独立思考、独立分析及解决问题的能力，符合这次设计的目的及要求，为毕业积累了一定的经验，它是我们大学生活中一段难忘的经历。
我选择的是将原煤运至洗选车间的XGZ型刮板输送机，由于第一次做设计加上自己知识的疏漏在有限的时间内完成，在设计过程中出现了许多问题，经过老师的多次指正和解析，使设计圆满完成。两周的设计时间充满了欢乐， 感谢老师的指导与校正，感谢我的团队在搜集资料过程的默默无闻，我设计的成功就是对你们最好的感谢！

6 参考文献

1、洪晓华 《矿井运输提升》第二版 中国矿大出版社
2、谢广元《选矿学》中国矿业大学出版社2005
3、黄阳全、王栋《重力选煤技术》煤炭工业出版社2011