連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械培訓(xùn)資料

第二章 連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械7 課時(shí)我們可以按功能結(jié)構(gòu)特征把全部現(xiàn)有的和可能的連續(xù)運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備和往返運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行一般系統(tǒng)化，進(jìn)而將其分為以下四組主要元件：承載元件承載并同貨載一起移動(dòng)的承載機(jī)構(gòu)或容器；牽引機(jī)構(gòu)克服物料運(yùn)輸阻力用的動(dòng)力元件；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承載元件和牽引機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向元件，物料沿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)或相對(duì)于導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)輸；傳動(dòng)裝置保證被運(yùn)輸物料移動(dòng)用的傳動(dòng)元件。用一定的方式把這些元件進(jìn)行組合，就能夠編制任何一種實(shí)際運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式。同時(shí)，能夠編制包括在動(dòng)力上有直接聯(lián)系的全部元件(傳動(dòng)裝置除外)的運(yùn)輸機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)式。對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)式主要元件的組合法分析,證實(shí)了存在著兩種類似的組合方法：配合法和結(jié)合法。配合法具有往返運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備的特征,結(jié)合法具有連續(xù)運(yùn)行式運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備的特征。例如，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與隨物料一起移動(dòng)的承載機(jī)構(gòu)相配合，一般就產(chǎn)生機(jī)車運(yùn)輸一類的機(jī)械設(shè)備。承載機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)合時(shí)，即承載機(jī)構(gòu)或容器與一臺(tái)(數(shù)臺(tái))傳動(dòng)裝置作相對(duì)移動(dòng)時(shí)。就產(chǎn)生了連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備。上述四組元件中，承載元件和牽引機(jī)構(gòu)是共性較多的元件。第一節(jié) 連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械的基本運(yùn)算1、運(yùn)輸能力運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力是運(yùn)輸設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)所能運(yùn)送的貨載量。按運(yùn)行方式不同，其基本計(jì)算方法有兩種。 一、連續(xù)運(yùn)行式的運(yùn)輸設(shè)備 連續(xù)運(yùn)行式的輸送設(shè)備在均勻、連續(xù)裝載時(shí)，其運(yùn)輸能力為： (1-1)式中：Q為運(yùn)輸能力，t/h； q為單位長(zhǎng)度上所裝物料的質(zhì)量,kg/m； 為物料的運(yùn)行速度，m/s。由 (1-2)得 (1-3) 式中：A為物料運(yùn)行的斷面積；為物料的松散密度 式(13)即為連續(xù)運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸能力的基本計(jì)算公式。 從式中可以看出，運(yùn)輸能力的大小與輸送距離無(wú)關(guān)，它主要取決于運(yùn)送貨載的運(yùn)行速度和單位長(zhǎng)度上的貨載質(zhì)量q。 (一)貨載均勻分布在載運(yùn)輸設(shè)備上 貨載均勻分布在運(yùn)輸設(shè)備上的輸送設(shè)備有：帶式輸送機(jī)、板式輸送機(jī)、鏈板輸送機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、氣力及水力設(shè)備等。它們的共同特點(diǎn)是物料均勻分布在運(yùn)輸設(shè)備上，理論上都 可以確定運(yùn)輸物料的理論截面積，但是，在實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中，物料并不可能完全達(dá)到理論截面積，因此計(jì)算中應(yīng)考慮其裝滿程度，一般以裝滿系數(shù)來(lái)表示。 (1-4) 式中： A0為運(yùn)輸設(shè)備的理論截面積，m2 ；A為運(yùn)輸設(shè)備的實(shí)際物料截面積，m2；為裝滿系數(shù)。因此 (1-5)從而可得運(yùn)輸能力為 (1-6)(二)運(yùn)輸容器在運(yùn)輸線路上等間距運(yùn)行貨載裝在單個(gè)容器內(nèi)，而容器按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)并保持一定的間隔距離，這時(shí)貨載量q可由下式求出： (1-7)式中：G為容器中的貨載質(zhì)量，kg；a為容器間隔距離，m 。則小時(shí)運(yùn)輸能力為： (1-8)屬于這一類的運(yùn)輸設(shè)備有：無(wú)極繩運(yùn)輸設(shè)備、架空索道以及斗式提升機(jī)等。二、往返運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備 如前所述，往返運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備的特點(diǎn)是按一定的工作方式作周期性往返運(yùn)行，把一定量的貨載從一個(gè)地點(diǎn)運(yùn)至另一個(gè)地點(diǎn)，然后將空容器返回原處完成一個(gè)循環(huán)。其往返一次的運(yùn)輸量為： (1-9)式中：Qy為往返一次的運(yùn)輸量，kg；G為每個(gè)容器的貨載量，kg；Z為一組容器的容器數(shù)。 每小時(shí)的運(yùn)輸能力為： (1-10)式中：Q為運(yùn)輸能力，kgh；T為往返一次的運(yùn)輸時(shí)間，min。一次運(yùn)輸量決定于設(shè)備的構(gòu)造。從式(1-3)和式(1-10)兩個(gè)基本公式可以看出，連續(xù)運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力與運(yùn)輸距離無(wú)關(guān)，而往返運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力將隨運(yùn)輸距離的增加而降低。為了滿足生產(chǎn)率的要求，必須增加每次運(yùn)輸量或列車組數(shù)、運(yùn)行次數(shù)，同時(shí)，欲提高運(yùn)輸能力，還必須縮短輔助時(shí)間。 需要說(shuō)明的是：運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力和運(yùn)輸設(shè)計(jì)生產(chǎn)率是兩個(gè)概念，運(yùn)輸設(shè)計(jì)生產(chǎn)率是由礦山產(chǎn)量任務(wù)和它的工作制度所決定的單位時(shí)間的運(yùn)輸量，是選擇運(yùn)輸設(shè)備的原始依據(jù)，它由采礦設(shè)計(jì)提供，一般可由下式確定： (1-11)式中：Q1為運(yùn)輸設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，t/h；Ar為日產(chǎn)量，t/d；Tr為日運(yùn)輸工作時(shí)間，h；一般取1819h；K為運(yùn)輸不均衡系數(shù)，一般取1.21.25。考慮到所選擇的運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力應(yīng)滿足礦山產(chǎn)量任務(wù)所要求的運(yùn)輸生產(chǎn)率，因此，運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力應(yīng)等于或稍大于運(yùn)輸生產(chǎn)率，即： (1-12)為方便計(jì)算，通常采用Q=Q1，來(lái)計(jì)算求取運(yùn)輸設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，例如F，G，Qy等。2、運(yùn)輸設(shè)備阻力計(jì)算工程計(jì)算中，常用阻力系數(shù)計(jì)算運(yùn)輸機(jī)械的運(yùn)行阻力。阻力系數(shù)是等速運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行阻力與運(yùn)行支承面上受到的正壓力之比。阻力系數(shù)可由分析得出其表達(dá)式，實(shí)際工作中使用的是由試驗(yàn)得出的具體數(shù)值。 一、礦車運(yùn)行的阻力和阻力系數(shù) 當(dāng)?shù)V車沿水平直線鋼軌作等速運(yùn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生下列阻力： (2)軸頸與軸承之間的摩擦力； (2)車輪沿鋼軌運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的滾動(dòng)摩擦阻力； (3)車輪凸緣與鋼軌間的摩擦阻力。 圖1-1(a)所示為單個(gè)礦車在水平直線軌道上等速運(yùn)行時(shí)的受力狀況。圖1-2(b)所示為其中一個(gè)輪對(duì)上的作用力，列出各作用力對(duì)軸心的力矩方程為：(a) (b)圖1-2 礦車運(yùn)行阻力分析 (1-13)整理得： (1-14)當(dāng)N1=N2時(shí)，F(xiàn)2=F1，全部運(yùn)行阻力為： (1-15) 礦車運(yùn)行的阻力系數(shù)即為： (1-16) 式中：F為礦車運(yùn)行阻力，N；m為礦車的總質(zhì)量，kg；g為重力加速度，ms2；k為車輪與軌道間的滾動(dòng)摩擦因數(shù)，其數(shù)值與車輪直徑及軌面形狀和材料關(guān)，k=0.50.16 mm；為車輪軸承的摩擦因數(shù)；d為車輪的軸徑，mm；D為車輪直徑，mm。式(1-16)所表達(dá)的阻力系數(shù)，用于分析影響礦車阻力的諸因素。工程計(jì)算中用的阻力系數(shù)是由試驗(yàn)得出的，用下式計(jì)算礦車運(yùn)行阻力： (1-17) 最終礦車運(yùn)行總牽引力F0為： (118) (119) 二、有牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械的運(yùn)行阻力和阻力系數(shù)有牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)行式運(yùn)輸機(jī)械，其牽引機(jī)構(gòu)連接成封閉環(huán)形，在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下，沿線路連續(xù)循環(huán)運(yùn)行，如圖13所示。整個(gè)線路由沿直線運(yùn)行的直線段和繞曲線運(yùn)行的曲線段組成。直線段和曲線段的運(yùn)行條件不同，其運(yùn)行阻力也不同，通常分別計(jì)算。(一)直線段運(yùn)行阻力直線段的運(yùn)行阻力，因牽引機(jī)構(gòu)及支承方式的不同而異，有鏈條滑行、滾輪鏈運(yùn)行及牽引構(gòu)件在托輥上運(yùn)行三種。 圖1-3運(yùn)行示意圖 圖1-4刮板鏈與中部槽的接觸 2、3直線段；1、4曲線段 1中部槽；2刮板鏈（1）鏈條滑行 刮板輸送機(jī)的刮板鏈在中部槽中滑動(dòng)運(yùn)行，刮板鏈在槽內(nèi)的運(yùn)行阻力，是滑動(dòng)面上的摩擦阻力。由阻力系數(shù)的定義可得，刮板鏈在中部槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù)為：圖15滾輪鏈 （1-20）式中：l為刮板鏈運(yùn)行的阻力系數(shù)；Fl為刮板鏈的運(yùn)行阻力，N；ql為刮板鏈單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kgm；L為刮板鏈長(zhǎng)度，m。 刮板鏈的運(yùn)行阻力： (1-21)（2）滾輪鏈運(yùn)行 滾輪鏈?zhǔn)茄b有可轉(zhuǎn)動(dòng)滾輪的牽引鏈，如圖1-5(a)所示，鏈條用滾輪支承在導(dǎo)軌上運(yùn)行，以減小運(yùn)行阻力。滾輪鏈在直線導(dǎo)軌上的運(yùn)行狀況與礦車在軌道上運(yùn)行相似，滾輪鏈的運(yùn)行阻力系數(shù)也用式(116)表示。 圖1-5(b)所示是以滾輪鏈為牽引構(gòu)件的板式輸送機(jī)的承載牽引部件。被運(yùn)物料裝在承載板上，物料與承載牽引部件一起運(yùn)行，這種結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)承載段沿水平運(yùn)行時(shí)的阻力為： (2-22)式中：Fzh為重段(承載段)運(yùn)行阻力，N； q為單位長(zhǎng)承載板上裝運(yùn)的物料量，kg/m； q0為單位長(zhǎng)承載板和滾輪鏈的質(zhì)量，kg/m L為承載段長(zhǎng)度，m； 1為滾輪鏈的運(yùn)行阻力系數(shù)。（3）牽引構(gòu)件在托輥上運(yùn)行牽引構(gòu)件在托輥上運(yùn)行,如圖1-6所示。若牽引構(gòu)件無(wú)彎曲變形從牽引構(gòu)件與托輥的相互作用關(guān)系看，也與礦車在軌道上運(yùn)行相似。這種條件下的運(yùn)行阻力系數(shù)也可用式(116)表示 圖1-6(b)所示是輸送帶在托輥上運(yùn)行的帶式輸送機(jī)被運(yùn)物料裝在輸送帶上，與輸送帶一起運(yùn)行，輸送帶既是承載構(gòu)件，又是牽引構(gòu)件。若輸送帶在運(yùn)行中沒(méi)有形變，這種方式沿水平運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)行阻力， （b）（a）圖1-6牽引構(gòu)件在托輥上運(yùn)行1牽引構(gòu)件；2托輥；3輔送帶；4物料重段(承載段)為： (1-23)返回的空行程段為： (1-24)式中：Fzh為重段(承載段)運(yùn)行阻力； Fk為空段運(yùn)行阻力，N；q為單位長(zhǎng)度輸送帶上裝運(yùn)物料量，kg/m；qd為輸送帶單位長(zhǎng)的質(zhì)量，kg/m；L為重段和空段的長(zhǎng)度，m；qg為重段(承載段)單位長(zhǎng)度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，kg/m； ，為牽引構(gòu)件在重段，空段托輥組上運(yùn)行的阻力系數(shù)； qg為空段單位長(zhǎng)度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，（二）繞經(jīng)曲線段的阻力 在運(yùn)輸設(shè)備中，牽引構(gòu)件繞經(jīng)的曲線段，有繞經(jīng)可轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)向體和繞經(jīng)固定的圓弧導(dǎo)向體兩種，這兩種導(dǎo)向體的阻力不同。（1）繞經(jīng)可轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)向體 可轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)向體，依牽引構(gòu)件的不同，有鏈輪、繩輪和滾筒三種。這類導(dǎo)向體，牽引構(gòu)件與導(dǎo)向體的轉(zhuǎn)動(dòng)部件一起繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。牽引構(gòu)件繞經(jīng)這類導(dǎo)向體的阻力。由以下三部分組成。 在牽引構(gòu)件與導(dǎo)向體的相遇點(diǎn)，當(dāng)它由直線變成彎曲時(shí)，因牽引構(gòu)件的彎曲轉(zhuǎn)折所產(chǎn)生的阻力； 導(dǎo)向體轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力；在牽引構(gòu)件繞出導(dǎo)向體的分離點(diǎn)，當(dāng)它由彎變直時(shí)，因牽引構(gòu)件轉(zhuǎn)折所產(chǎn)生的阻力。圖1-7鏈條繞經(jīng)鏈輪的阻力圖1-7所示，設(shè)鏈條的張力在鏈條與鏈輪的相遇點(diǎn)Fy為，在鏈條與鏈輪的分離點(diǎn)為Fl 。在相遇點(diǎn)由直變彎繞進(jìn)鏈輪時(shí)，鏈軸上的摩擦阻力為: (1-25) 按做功相等的條件得： (126)將式(217)代人式(226)并整理得： (127) 式中：F1為鏈條由直變彎的阻力，N； d1為鏈軸直徑，mm；D為鏈輪直徑，mm； 為鏈條繞進(jìn)鏈輪時(shí)，相鄰兩鏈節(jié)轉(zhuǎn)折的角度。同理可得，在分離點(diǎn)鏈條由彎變直，因鏈軸上的摩擦給鏈輪旋轉(zhuǎn)增加的阻力為： (128)式中：F3為鏈條由彎變直的阻力，N；Fl為鏈條在分離點(diǎn)的張力，N。鏈輪轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力，當(dāng)繞進(jìn)和繞出的兩股鏈條相互平行時(shí)： (129) 式中：F2f為輪轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力，N；f為鏈輪轉(zhuǎn)軸的摩擦因數(shù)。把作用于鏈輪轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力變?yōu)殒溳喒?jié)圓周上的,即為轉(zhuǎn)軸上的摩擦力給鏈輪旋轉(zhuǎn)的阻力F2。按力矩相等的條件得： （130） 將式(1-29)代人式(1-30) 得： （131） 式中：F2為鏈輪周上的摩擦阻力； d為鏈輪轉(zhuǎn)軸的直徑，mm。（132）（133）（134）由以上分析得到鏈條繞經(jīng)鏈輪的阻力Fr為：一般主動(dòng)鏈輪或主動(dòng)滾筒的此項(xiàng)阻力為： (135) 對(duì)于換向鏈輪或換向滾筒，一般要考慮的是相遇點(diǎn)的張力Fy，和分離點(diǎn)的張力Fl之間的關(guān)系：（136）（137）通常取k=1.051.07。（2）繞經(jīng)固定的圓弧導(dǎo)向體 牽引構(gòu)件繞經(jīng)固定的圓弧導(dǎo)向體如圖1-8所示，其運(yùn)行阻力也是由三部分組成的。與繞經(jīng)可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向體不同的是，此時(shí)導(dǎo)向體固定不動(dòng)，因而導(dǎo)向體對(duì)牽引構(gòu)件運(yùn)行的阻力，是撓性體在圓弧上的摩擦力，其摩擦力大小可由歐拉柔索公式求出。 由歐拉柔索公式得： (138)式中：Fl為牽引構(gòu)件在分離點(diǎn)的張力； Fy為牽引構(gòu)件在相遇點(diǎn)的張力； u為牽引構(gòu)件與導(dǎo)向體間的摩擦因數(shù)； a為圓弧導(dǎo)向體的圓心角。牽引構(gòu)件繞經(jīng)固定導(dǎo)向體，其兩端張力差就是運(yùn)行阻力 Fg： 圖1-8牽引構(gòu)件繞經(jīng)固定的圓弧導(dǎo)向體 (139) 由以上分析可知：牽引構(gòu)件沿直線運(yùn)行時(shí)，阻力與牽引構(gòu)件的張力無(wú)關(guān)，與負(fù)載、運(yùn)輸距離、牽引構(gòu)件及其支承條件有關(guān)，沿曲線運(yùn)行時(shí)，阻力與牽引構(gòu)件的張力成正比。3.牽引機(jī)構(gòu)張力、牽引力及功率計(jì)算一、牽引構(gòu)件的張力分析及計(jì)算 有牽引機(jī)構(gòu)的運(yùn)輸機(jī)械，驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)牽引構(gòu)件傳遞牽引力，以克服各種運(yùn)行阻力使機(jī)器運(yùn)行。阻力愈大，需要的牽引力愈大，牽引構(gòu)件的張力增加也越大。由于連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械的運(yùn)行阻力是沿運(yùn)輸路徑分布的，因而牽引構(gòu)件的張力沿運(yùn)行方向逐漸變化。牽引構(gòu)件在各點(diǎn)的張力用“逐點(diǎn)計(jì)算法”計(jì)算。 逐點(diǎn)計(jì)算法，是計(jì)算牽引構(gòu)件在運(yùn)行時(shí)各點(diǎn)張力的方法，其規(guī)則是：牽引構(gòu)件某一點(diǎn)上的張力，等于沿其運(yùn)行方向后一點(diǎn)的張力與這兩點(diǎn)間的運(yùn)行阻力之和。用公式表達(dá)為： (140)式中：Fi，F(xiàn)i-1，分別為牽引構(gòu)件上前后兩點(diǎn)的張力; F(i-1)i為前后兩點(diǎn)間的運(yùn)行阻力。 用逐點(diǎn)計(jì)算法求牽引構(gòu)件各點(diǎn)上的張力，可以從任意點(diǎn)開始，依次分別向繞進(jìn)和繞出驅(qū)動(dòng)裝置的相遇點(diǎn)和分離點(diǎn)進(jìn)行。由于連續(xù)運(yùn)行的運(yùn)輸機(jī)械對(duì)牽引構(gòu)件的最小張力往往有一定的要求，所以，計(jì)算各點(diǎn)張力時(shí)，通常是從牽引構(gòu)件的最小張力點(diǎn)開始。牽引構(gòu)件運(yùn)行時(shí)，最小張力點(diǎn)的位置依運(yùn)動(dòng)方向、驅(qū)動(dòng)裝置的位置和安裝傾角的不同而異，因此，應(yīng)在給定的工作條件下，按逐點(diǎn)計(jì)算規(guī)則，經(jīng)比較確定。 例如，向下運(yùn)輸物料，驅(qū)動(dòng)裝置在下端，最簡(jiǎn)的線路如圖1-9所示，用逐點(diǎn)計(jì)算法求各點(diǎn)張力的方法如下。圖1-9 用逐點(diǎn)計(jì)算法求張力圖沿牽引構(gòu)件的運(yùn)行方向，將直線和曲線段的變換點(diǎn)逐點(diǎn)編號(hào)，根據(jù)逐點(diǎn)計(jì)算法的規(guī)則，可寫出下列各式：F2=F1+Fk (141)F3=F2+F23 (142) F4=F3+Fzh (143)最小張力點(diǎn)的位置，按圖2-8的條件，當(dāng)傾角不大，F(xiàn)zhO時(shí)，可以看出：F4F3F2F1 (144)在這種情況下，1點(diǎn)的張力最小。當(dāng)傾角較大，F(xiàn)zh0時(shí)，F(xiàn)40，則表明整臺(tái)機(jī)器的運(yùn)行阻力為正值，需要外加動(dòng)力給驅(qū)動(dòng)裝置，由驅(qū)動(dòng)輪傳遞牽引力給牽引構(gòu)件。在這種條件下，F(xiàn)4F1，1點(diǎn)的張力最?。蝗?Fzh+Fk)0，則表明整臺(tái)機(jī)器的運(yùn)行阻力為負(fù)值，靠承載物料的重力，推動(dòng)牽引構(gòu)件克服阻力運(yùn)行。在這種條件下，F(xiàn)4FK時(shí)，分析計(jì)算方法同前，圖1-ll(a)所示為合理機(jī)頭位置。(2)FZH=Fk時(shí)，機(jī)頭放在上部和下部對(duì)于牽引機(jī)構(gòu)的最大張力都一樣，因此機(jī)頭放在上部、下部都可以，都是合理的機(jī)頭位置。(3)FZhFZh，即第二種布置的F4小于第一種布置的F4，同樣地第二種布置的改向阻力和主軸牽引力也小，故圖1-11(b)所示的布置優(yōu)于圖1-11(a)所示的布置。從對(duì)傾斜向上運(yùn)輸及傾斜向下運(yùn)輸貨載時(shí)機(jī)頭有利位置的分析可得出結(jié)論：當(dāng)輸進(jìn)機(jī)具有簡(jiǎn)單的布置且較短時(shí)，也就是只有兩個(gè)滾筒或鏈輪時(shí)，機(jī)頭位置應(yīng)設(shè)置在阻力大的一段(即重段或空段)運(yùn)行方向的前端。對(duì)于復(fù)雜布置的輸送機(jī)采用分析方法顯得非常繁瑣因而可以采用圖解法。第二節(jié) 刮板輸送機(jī)1、概述刮板輸送機(jī)是一種撓性牽引機(jī)構(gòu)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。它的牽引構(gòu)件是刮板鏈,承載裝置是中部槽,刮板鏈安置在中部槽的槽面。圖2-1所示是SGWD-250型可彎曲刮板輸送機(jī)，中部槽沿運(yùn)輸線路全線鋪設(shè),刮板鏈繞經(jīng)機(jī)頭、機(jī)尾的鏈輪接成封閉形置于中部槽中，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。沿輸送機(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。圖2-1 SGWD-250型礦用刮板輸送機(jī)1機(jī)頭；2機(jī)頭支撐推移裝置；3機(jī)頭過(guò)渡槽；4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 一般刮板輸送機(jī)能在25以下的條件下使用。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。目前綜采礦用的刮板輸送機(jī)除了運(yùn)煤之外，還有四種功能：給采煤機(jī)作運(yùn)行軌道；為拉移液壓支架作伸縮油缸的固定點(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)在綜采工作面與采煤機(jī)和液壓支架配套工作的情況如圖2-2所示。刮板輸送機(jī)在煤礦是使用量大、消耗多的重要設(shè)備。礦用刮板輸送機(jī)按刮板鏈的形式分有三種：中單鏈型、邊雙鏈型、中雙鏈型。 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40 kW，小于等于90 kW的為中型；大于90 kW的為重型。 刮板輸送機(jī)產(chǎn)品型號(hào)編制：例如：中部槽槽寬為630 mm、配用電動(dòng)機(jī)功率為275 kW的邊雙鏈型礦用刮板輸送機(jī)的型號(hào)表示為SGB-630150。 其中：S輸送機(jī)，刮板式:邊雙鏈型、D:中單鏈型、Z:中雙鏈型630:中部槽槽寬630mm 150：配用電動(dòng)機(jī)總功率150kw圖2-2綜采工作面配套機(jī)械1滾筒采煤機(jī)；2刮板輸送機(jī)；3液壓支架2、刮板輸送機(jī)的組成部分、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用條件礦用的刮板輸送機(jī)，按工作需要，對(duì)其結(jié)構(gòu)有如下要求：(1)能用于左或右工作面；(2)各部件便于在井下拆裝和運(yùn)輸；(3)同一型號(hào)的部件安裝尺寸和連接尺寸應(yīng)保證相同，同類部件應(yīng)保證通用互換；(4)刮板鏈安裝后，在正、反方向都能順利運(yùn)行；(5)有緊鏈裝置，且操作方便，安全可靠；(6)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)；(7)要有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性；(8)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；(9)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；(10)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)自開切口。(11)用于機(jī)械采煤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： 采煤機(jī)的導(dǎo)向裝置；鏟煤板；擋煤板；無(wú)鏈牽引采煤機(jī)的齒軌；放置電纜水管、乳化液管路的槽或支座；在機(jī)頭部和機(jī)尾部能安裝采煤機(jī)外牽引的傳動(dòng)裝置、牽引鏈的固定裝置或刨煤機(jī)的傳動(dòng)裝置和控制保護(hù)裝置。(12)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；(13)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、中部槽及其附屬部件、刮板鏈、緊鏈裝置、推移裝置和錨固裝置組成。下面分述其結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。一、機(jī)頭部機(jī)頭部由機(jī)頭架、鏈輪、減速器、盲軸、聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)組成，是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給刮板鏈的裝置。圖2-3所示是一種輕型中單鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C(jī)的機(jī)頭部。圖23輕型中單鏈刮板輸送機(jī)的機(jī)頭部 1 墊塊；2減速器；3盲軸；4鏈輪；5撥鏈器；6護(hù)軸板；7墊塊；8緊鏈裝置；9聯(lián)軸器；10連接筒；11電動(dòng)機(jī)；12機(jī)頭架(一)機(jī)頭架機(jī)頭架是機(jī)頭部的骨架，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，由厚鋼板焊接制成，各型機(jī)頭部的共同點(diǎn)如下：(1)兩側(cè)對(duì)稱，兩側(cè)壁上都能安裝減速器，以適應(yīng)左、右采煤工作面的需要；(2)鏈輪(圖2-4)由減速器伸出軸和盲軸支承連接，這種連接方式，便于在井下拆裝；(3)撥鏈器和護(hù)軸板固定在機(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，又可更換；(4)機(jī)頭架的易磨損部位采取耐磨措施，例如加焊高錳鋼堆焊層或局部采用耐磨材料的可更換零件。圖2-4 邊雙鏈用的鏈輪連接組件1鏈輪；2剖分式滾筒；3定位銷；4、5、6螺栓、螺母、墊圈(二)鏈輪鏈輪是一個(gè)組件，由鏈輪和連接筒組成。鏈輪是傳力部件，也是易損件，運(yùn)轉(zhuǎn)中除受靜載荷外，還受有脈動(dòng)和沖擊載荷。圖2-3所示為邊雙鏈用的鏈輪連接筒用組件，采用剖分式連接筒連接筒兩端有環(huán)槽與鏈輪的環(huán)槽相接，內(nèi)孔用平鍵分別與減速器伸出軸及盲軸連接，部分用螺栓固接。鏈輪用花鍵與減速器的伸出軸和盲軸連接。安裝時(shí)必須保證兩個(gè)鏈輪的輪齒在相同的相位角上。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)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。 圖2-5所示為整體的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25 中雙鏈用焊接鏈輪組件1滾筒；2鏈輪 (三)減速器 為適應(yīng)不同的需要，三級(jí)傳動(dòng)的圓錐圓柱齒輪減速器有三種裝配形式，如圖2-6所示I 型減速器的第二軸端裝緊鏈裝置，第四軸(或第一軸)裝斷銷過(guò)載保護(hù)裝置，這種形式用于30kW以下的減速器；型減速器的第二軸端裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，單機(jī)功率為4075kW的減速器多采用這種形式；型減速器的第一軸裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，單機(jī)功率90kW以上的減速器采用這種形式。圖2-6減速器的裝配形式采用雙速電動(dòng)機(jī)時(shí)，不能用液力耦合器，因液力耦合器不能在低速下工作。用雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械或電氣過(guò)載保護(hù)裝置。減速器的軸端形式按配套需要選用。輸入軸端有圓頭平鍵和漸開線外花鍵兩種；輸出軸有矩形花鍵、漸開線內(nèi)花健和漸開線外花鍵三種。為使其在左右兩種采煤工作面和在機(jī)頭部、機(jī)尾部都能通用，刮板輸送機(jī)減速器的箱體應(yīng)上下對(duì)稱。箱體的結(jié)構(gòu)還應(yīng)使刮板輸送機(jī)在大傾角條件下工作時(shí)，各齒輪和軸承都能得到充分的潤(rùn)滑。為便于改變鏈速，減速器應(yīng)能用更換第二對(duì)齒輪的辦法，在一定范圍內(nèi)改變傳動(dòng)比。中型和重型刮板輸送機(jī)的減速器都采用圓弧錐齒輪。圓弧錐齒輪的承載能力大、傳動(dòng)平 穩(wěn)，噪聲低。檢修更換齒輪時(shí)，必須注意齒形的齒制相同，并應(yīng)成對(duì)更換。 行星齒輪減速器的體積、質(zhì)量小，效率高，大功率的減速器采用它有利。 (四)盲軸盲軸是裝在機(jī)頭架的不裝減速器一側(cè)、支承鏈輪的一個(gè)組件。圖28所示是用于與2-4所示鏈輪連接組件相配的盲軸組件，其軸承座裝在機(jī)頭架側(cè)板的座孔內(nèi)，用螺栓固定。圖28 盲軸組件1花鍵軸；2軸承座；3軸承；4蓋板；5軸承托扳；6軸套；7油封 (五)聯(lián)軸器電動(dòng)機(jī)與減速器的連接有彈性聯(lián)軸器和液力耦合器兩種。用液力耦合器有以下優(yōu)點(diǎn)：使電動(dòng)機(jī)輕載啟動(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)；多電機(jī)驅(qū)動(dòng)能使各電機(jī)的負(fù)荷較均勻；如果與電動(dòng)機(jī)的特性匹配得當(dāng)，能增大驅(qū)動(dòng)裝置的啟動(dòng)力矩。 中型和重型刮板輸送機(jī)都采用液力耦合器。 圖2-10 YL型液力耦臺(tái)器結(jié)構(gòu)1后輔助室；2泵輪；3外殼；4透平輪；5注油塞；6彈性聯(lián)軸器；7易熔合金塞圖2-9液力耦合器示意圖1泵輪；2外殼；3易熔塞4渦輪；5工作液 (六)電動(dòng)機(jī)刮板輸送電動(dòng)機(jī)不用液力耦合器時(shí)，采用雙鼠籠轉(zhuǎn)子并具有高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的隔爆型電動(dòng)機(jī)。采用液力耦合器時(shí),對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩?zé)o高要求，只是要求最大轉(zhuǎn)矩要高。因?yàn)橛靡毫︸詈掀鲿r(shí)，電動(dòng)機(jī)是輕載啟動(dòng)，如果液力耦合器的輸入特性與電動(dòng)機(jī)特性匹配得當(dāng)，則對(duì)負(fù)載的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可接近電動(dòng)機(jī)的最大力矩。為解決刮板輸送機(jī)重載啟動(dòng)的困難，德國(guó)和英國(guó)使用雙速電動(dòng)機(jī)雙速電動(dòng)機(jī)是有兩種額定轉(zhuǎn)速的鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，它的定子上裝兩套繞組，一套低轉(zhuǎn)速繞組，一套高轉(zhuǎn)速繞組，其特性曲線如圖2-11所示。采用雙速電動(dòng)機(jī)需要專用的控制開關(guān)，以低速啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)到給定的時(shí)間，斷開低速繞組，間隔約150m。接通高速繞組運(yùn)行。在換接的斷電間隔中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速因負(fù)載不同約下降50250 rr/min，即使是滿負(fù)荷啟動(dòng)，高速繞組也不是從靜止啟動(dòng)的，因而高速啟動(dòng)的電流也不高。雙速電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性使刮板輸送機(jī)在重載下能平穩(wěn)啟動(dòng)。采用雙速電動(dòng)機(jī)與使用液力耦合器相比，因沒(méi)有液力耦合器的滑差，不需經(jīng)常檢查和補(bǔ)充工作液體，沒(méi)有過(guò)載噴油之患。但是，它也沒(méi)有液力耦合器的幾種有益功能。雙速電動(dòng)機(jī)專用的控制開關(guān)中，必須有完善可靠的電氣保護(hù)裝置。目前我 圖211 雙速電動(dòng)機(jī)特性曲線國(guó)生產(chǎn)的雙速電動(dòng)機(jī)有YDB系列和KBY系列。 二、機(jī)尾部機(jī)尾部分為有驅(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，因尾部不需卸載高度，除了尾部架與機(jī)頭架有所不同外，其他部件與機(jī)頭部相同，如圖21所示；無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)尾部，尾架上只有供刮板鏈改向用的尾部軸部件，圖212所示是一種邊雙鏈型的，尾部軸上的鏈輪也可用滾筒代替。圖2-12無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置的尾部1機(jī)尾架；2機(jī)尾軸部件三、中部槽及其附屬部件中部槽是刮板輸送機(jī)的機(jī)身，由槽幫鋼和中板焊接而成，如圖2-13所示。上槽是裝運(yùn)物料的承載槽，下槽底部敞開供刮板鏈返程用。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)鹿瘦^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。 圖2-13中部槽1、2高錳凸端頭，2槽幫鋼，4支座, 5中板,6、7高錳鋼凹端頭中部槽的形式列入標(biāo)準(zhǔn)的有中單鏈型、邊雙鏈型、中雙鏈型三種。除了用于輕型刮板輸送機(jī)的中單鏈型采用冷壓槽幫鋼外，其他都用熱軋槽幫鋼制成。中部槽的斷面形狀有如圖2-14所示的三種，其尺寸在刮板輸送機(jī)中部槽標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定。圖214標(biāo)準(zhǔn)中部槽的斷面(a)中單鏈型壓制中部槽(b)中單鏈、中雙鏈軋制中部槽(c)邊雙鏈型軋制中部槽機(jī)頭過(guò)渡槽和尾部過(guò)渡槽是與機(jī)頭架與尾部架連接的特殊槽，它的一端與中部槽連接，另與機(jī)頭架或尾部架連接。為了使從下槽脫出的刮板鏈在運(yùn)行中回到槽內(nèi)，可在尾部過(guò)渡槽的下翼緣裝設(shè)上鏈器。圖2-15所示是一種上鏈器的結(jié)構(gòu)。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，如圖213所示，中板兩端鏈道處用等離子噴焊耐磨合金，易磨損處堆焊硬質(zhì)合金；加大中板厚度；改進(jìn)槽幫鋼的斷面以增加強(qiáng)度和剛度。 圖2-15 上鏈器1板翼；2板簧固定架制造中部槽的槽幫鋼已有定型標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定的形式有D型、E型和M型三種；其斷面形狀如圖2-16所示。圖2-16槽幫鋼的斷面形狀四、刮板鏈刮板鏈由鏈條和刮板組成，是刮板輸送機(jī)的牽引構(gòu)件。刮板的作用是刮推槽內(nèi)的物料。目前使用的有中單鏈、中雙鏈和邊雙鏈三種。如圖2-18，2-19，2-20所示圖2-18中單鏈?zhǔn)焦伟彐?接鏈器；2開口銷；3刮板；4U型螺栓； 5自鎖螺母；6圓環(huán)鏈圖219中雙鏈?zhǔn)焦伟彐?卡鏈橫梁；2刮板；3螺栓；4螺母； 5圓環(huán)鏈；6接鏈環(huán)圖2-20邊雙鏈?zhǔn)焦伟彐?1圓環(huán)鏈； 2連接環(huán)；3刮板；4螺栓；5螺母；6彈簧墊圈 刮板的形狀要能在運(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、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。刮板的間距按所運(yùn)物料的性質(zhì)和塊度及安裝傾角確定。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，但邊雙鏈兩條鏈?zhǔn)芰Σ痪?，特別是中部槽在彎曲狀態(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)有受力不均問(wèn)題，斷鏈?zhǔn)鹿噬伲伟逵龅焦慰ㄗ枞麜r(shí)可偏斜通過(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，特別是對(duì)大塊較多的硬煤，中雙鏈能較好地克服邊雙鏈?zhǔn)芰Σ痪娜秉c(diǎn)，顯示出它的優(yōu)越性。 五、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。早期的輕型刮板輸送機(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，如圖2-22所示，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；另一種方式與前一種基本相同，只是不用電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)緊鏈，而用專設(shè)的液壓馬達(dá)緊鏈，第三種方式是采用專用的液壓缸緊鏈。圖2-22鏈輪反轉(zhuǎn)緊鏈?zhǔn)疽鈭D六、推移裝置推移裝置是在采煤工作面內(nèi)將刮板輸送機(jī)向煤壁推移的機(jī)械。綜采工作面使用液壓支架上的推移千斤頂，非綜采礦用單體液壓推溜器或手動(dòng)液壓推溜器。 單體液壓推溜器如圖2-29所示：圖2-29單體液壓推溜器安裝圖1擋煤板；2活塞桿接頭；3缸體；4底座；5斜撐支柱七、錨固裝置錨固裝置是刮板輸送機(jī)在傾角較大的工作面工作有下滑可能時(shí)，用以固定、防滑之用。它由單體液壓支架和錨固架組成，錨固架與機(jī)頭架、機(jī)尾架連接，使用液壓支架的泵站。 3、鏈嚙合傳動(dòng)原理及運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)一、鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)鏈嚙合傳動(dòng)，是驅(qū)動(dòng)鏈輪通過(guò)輪齒與鏈節(jié)的嚙合，將鏈輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩變成直線牽引力傳給牽引鏈。鏈條由許多剛性鏈節(jié)組成，繞經(jīng)鏈輪時(shí)呈多邊形圍繞，鏈條間歇地隨相遇點(diǎn)輪齒運(yùn)動(dòng)。當(dāng)鏈輪作等速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，鏈條是變速直線運(yùn)動(dòng)，并以鏈輪旋轉(zhuǎn)一個(gè)鏈節(jié)所對(duì)應(yīng)的中心角為周期。這種運(yùn)動(dòng)特性，可由下述分析看出。把鏈條當(dāng)作剛體，設(shè)鏈輪節(jié)圓的半徑為R，鏈輪旋轉(zhuǎn)的角速度為，如圖2-32(a)所示，為相遇點(diǎn)輪齒的圓周速度。與水平線的夾角，為鏈條水平運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)度?？梢钥闯觯?(2-1)其中：的變化范圍為；式中：為一個(gè)鏈節(jié)所對(duì)應(yīng)的鏈輪圓心角。由此可知，即使鏈輪的角速度不變，鏈條的瞬時(shí)速度也是變化的。其速度特性如式(2-1)所示，速度變化的周期為鏈輪旋轉(zhuǎn)一個(gè)角。鏈條速度變化曲線如圖2-32(b)所示，鏈速的變化范圍為： 由于鏈速的變化，鏈條運(yùn)動(dòng)中就有加速度，鏈條運(yùn)動(dòng)的加速度為 (2-2)鏈條運(yùn)動(dòng)的加速度也隨0角變化，其變化范圍為： 圖2-32鏈傳動(dòng)的速度分析加速度變化曲線如圖2-32(b)所示。可以看出，鏈條在相遇點(diǎn)嚙合開始時(shí)的加速度最大，隨鏈輪旋轉(zhuǎn)，加速度逐漸減小到0，然后達(dá)到最大負(fù)值；到另一個(gè)輪齒嚙合時(shí)，鏈條運(yùn)行的加速度由最大負(fù)值突變成最大正值。加速度變化周期也是鏈輪旋轉(zhuǎn)一個(gè)角所需的時(shí)間。最大加速度的絕對(duì)值為： (2-3)由鏈輪的幾何關(guān)系得: (2-4)將式(2-51)代人式(2-50)得 (2-5)式中為鏈條最大加速度；為鏈輪旋轉(zhuǎn)的角速度；l為鏈節(jié)距；R為鏈輪分度圓半徑。二、牽引力的動(dòng)負(fù)荷鏈條是作變加速運(yùn)動(dòng)的，有加速度就有慣性力，因此，鏈條在運(yùn)行中不僅受靜負(fù)荷，還受有動(dòng)負(fù)荷，并且是周期性動(dòng)負(fù)荷。若加速度為正，慣性力的方向與運(yùn)行方向相反，則動(dòng)負(fù)荷使鏈條的張力增加；若加速度為負(fù)，慣性力的方向與運(yùn)行方向相同，則動(dòng)負(fù)荷使鏈條的張力減小。由圖232(b)可以看出，在后一個(gè)輪齒開始嚙合的瞬間，鏈條的加速度從增加到，在這一瞬間的加速度為。如果參與這一加速運(yùn)動(dòng)的物體質(zhì)量為M，則鏈條所受的動(dòng)負(fù)荷為。由于這一負(fù)荷是瞬間施加的，按力學(xué)原理，突加載荷在鏈條中產(chǎn)生的應(yīng)力大一倍，這樣，鏈條所受的動(dòng)負(fù)荷應(yīng)按計(jì)?？紤]到在這個(gè)變化瞬間，后一個(gè)輪齒嚙合之前的加速度為其慣性力與鏈條運(yùn)動(dòng)方向相同，因此，鏈條實(shí)際所受的最大動(dòng)負(fù)荷按下式計(jì)算： (2-6)4、刮板輸送機(jī)選型設(shè)計(jì)的方法刮板輸送機(jī)的計(jì)算通常是為了設(shè)計(jì)新機(jī)器，或?yàn)橐欢ㄊ褂脳l件驗(yàn)算現(xiàn)有設(shè)備是否適用。兩者計(jì)算內(nèi)容都相同，區(qū)別在于前者按通用條件計(jì)算，后者按具體使用條件計(jì)算。刮板輸送機(jī)計(jì)算的內(nèi)容包括：運(yùn)輸能力、運(yùn)行阻力、刮板鏈張力、電動(dòng)機(jī)功率、預(yù)緊力和緊鏈力、鏈子的安全系數(shù)等。一、運(yùn)輸能力按連續(xù)運(yùn)行的公式，其運(yùn)輸能力為：。式中：運(yùn)行物料斷面積A與中部槽的規(guī)格及其承載能力有關(guān)。中部槽的裝載情況如圖233所示，運(yùn)行物料斷面的上界限呈曲線形，形狀與物料的性質(zhì)、塊度情況有關(guān)，需經(jīng)實(shí)測(cè)確定，通常按等腰三角形計(jì)算，其底角取物料的堆積角，一般取2030，按物料性質(zhì)、塊度情況選定，F(xiàn)按中部槽的尺寸由幾何關(guān)系求得。由于刮板鏈占據(jù)一定空間，實(shí)際面積比F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： (2-7)上面分析的是刮板輸送機(jī)自身具有的運(yùn)輸能力的計(jì)算方法。為使工作面選擇刮板輸送時(shí)，所選設(shè)備的運(yùn)輸能力不能小于工作地點(diǎn)所需要的運(yùn)輸能力Qc ，即QQc。 Qc的計(jì)算分兩種情況：(1) 非機(jī)械化作業(yè)的采煤工作面所需要的運(yùn)輸能力用下式計(jì)算： (2-8)(2) 采煤機(jī)或刨煤機(jī)作業(yè)的工作面所需要的運(yùn)輸能力用下式計(jì)算： (2-9) 由上述條件可得中部槽應(yīng)具有的裝載面積為： (2-10) 圖2-33中部槽檔物料斷面根據(jù)式(2-10)算得的A值，結(jié)合所采用的鏈型，從標(biāo)準(zhǔn)中選定適用的中部槽。 用于綜采工作面的輸送機(jī)，中部槽的規(guī)格還應(yīng)與所用采煤機(jī)及液壓支架的相關(guān)尺寸配套。如中部槽的尺寸受限制，可改變鏈速，以滿足一定生產(chǎn)能力的需要。為一定使用條件驗(yàn)算現(xiàn)有的刮板輸送機(jī)是否適用時(shí)，如果需要的運(yùn)輸能力小于該機(jī)的技術(shù)特征值，就不必驗(yàn)算；若比技術(shù)特征值大，就應(yīng)以所選輸送機(jī)中部槽的幾何尺寸按圖2-33結(jié)合所選物料性質(zhì)計(jì)算其最大裝載斷面積，然后用式(2-7)選擇適當(dāng)?shù)难b滿系數(shù)，計(jì)算該刮板輸送機(jī)在具體條件下的運(yùn)輸能力。如不能滿足需要，可用提高鏈速的方法解決，即更換減速器中的一對(duì)齒輪。 二、運(yùn)行阻力刮板輸送機(jī)的運(yùn)行阻力按直線段和曲線段分別計(jì)算。圖2-34所示為沿傾斜面運(yùn)行的刮板輸送機(jī)的重段直線段。運(yùn)行時(shí)除了要克服煤和刮板鏈的運(yùn)行阻力外，還需克服煤和刮板鏈的重力。通常將它們一起計(jì)為總運(yùn)行阻力。 從圖2 -34可以看出，作為牽引機(jī)構(gòu)的刮板鏈，在重段直線段運(yùn)行的總阻力為： (2-58)刮板鏈在空段直線段的運(yùn)行總阻力為： (2-59)阻力系數(shù)的數(shù)值與煤的性質(zhì)、刮板鏈形式、中部槽形式、安裝條件等許多因素有關(guān)。圖2-34 重段直線段的運(yùn)行阻力當(dāng)機(jī)身在中部槽平面有彎曲段時(shí)，如圖2-35所示。在彎曲段，刮板鏈沿槽幫滑行，相當(dāng)于牽引鏈繞固定的圓弧導(dǎo)向體。這種情況下應(yīng)計(jì)入彎曲段的附加阻力。彎曲段的中心角可由幾何關(guān)系求出。圖2-