SGB630-220型刮板输送机的设计.docx

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1、1概述近年来随着高产高效集约化矿井的迅速发展，煤矿都在争取实现一矿一井一面的高度集约化生产模式。作为长臂工作面的主要运输设备，刮板输送机的输送能力主要由高产高效矿井的生产能力来决定，同时也决定了刮板输送机的发展趋势。1.1 刮板输送机的机构与作用刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续输送机械。它的牵引构件是刮板链，承载装置是溜槽。在综采工作面，为了与采煤机、液压支架配合使用，在溜槽的采空区侧设有挡煤板及挡煤板座、导向管（链牵引采煤机用）、齿条、销轨或埋链（无链牵引采煤机用）。刮板输送机在综采工作面中起着承载、运煤和采煤机导向以及液压支架推移支承等作用，是整套综采设备的“中坚”，其性能、可靠程度和

2、寿命是综采工作面正常生产和取得良好技术经济效果的重要保证。1.2 刮板输送机的技术现状20世纪80年代以来，国内外刮板输送机都在向大运量、长运距、大功率、高强度、长寿命与高可靠性方向发展。目前，国外综采最大的工作面刮板输送机，总运量已达6000th,装机功率4X800Kw,运距450m。国内自主研发的刮板输送机运量己达3500th,装机功率3X700Kw,运距300m。随着神东等大型煤炭基地400In工作面的出现，国产刮板输送机将朝着更大型的方向发展。但是运量、运距和功率的增大受到诸多因素的限制。首先，中部槽的高度不宜太高，否则会影响装煤效果。其次，输送机的长度也不宜太长，会降低推进速度。然后

3、最主要的影响因素还在于元部件的技术性能和寿命。所以，在刮板输送机向大型化发展的同时，高性能元部件的研发将成为今后刮板输送机的发展重点，软启动技术、工况检测、运行状态控制等机电一体化技术的运用将成为今后刮板输送机发展的重要标志。1.3 刮板输送机的发展趋势刮板输送机是一种挠性牵引机构的连续输送机械，是为采煤工作面和采区巷道运煤布置的机械。它的牵引机构是刮板链，承载装置是中部槽，刮板链安装在中部槽的槽面。中部槽沿运输路线全线铺设，刮板链绕经机头、机尾的链轮接成封闭形置于中部槽中，与滚筒采煤机和输送机推移装置配套，实现落煤、装煤、运煤及推移输送机械化。沿输送机全长都可向溜槽中装煤，装入中部槽中的煤被

4、刮板链拖拉，在中部槽内滑行到卸载端卸下。一般的刮板输送机能在25以下的条件使用。刮板输送机在使用中要受拉、压、弯曲、冲击、摩擦和腐蚀等多种作用，因此，必须有足够的强度、刚度、耐磨和耐腐蚀性。由于它的运输方式是物料和刮板链都在槽内滑行，因此运行阻力和磨损都很大。但是，在采煤工作面运煤，目前还没有更好的机械可代替，只能从结构上、强度上和制造工艺上不断研究，使它更加完善、耐用。用刮板输送机运送散碎物料的方式20世纪初出现于工业发达的英国。早期的刮板输送机结构简单轻便，仅用作运煤，需人工装煤，运输能力低，每小时最多只能运几十吨；输送机长度只有几十米；功率小，牵引链的强度也不高。经过多年的改进和发展，目

5、前综采矿用的刮板输送机除了运煤之外，还有四种功能：给采煤机作运行轨道；为拉移液压支架作伸缩油缸的固定点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆、水管、乳化液管等。刮板输送机在综采工作面与采煤机和液压支架配套工作。刮板输送机在煤矿是使用量大、消耗多的重要设备。多年来，我国制造的刮板输送机有几十种型号。目前，我国制造的最大的刮板输送机运输能力为900th;装机总功率为320Kw；一条牵引链的破断负荷为85t；沿水平线的运输距离为150m；整机全部重量为204t。为使刮板输送机的生产达到标准化、系列化和通用化，提高产品的制造质量，我国于1991年制定并发布了矿用刮板输送机型式与参数(MT15-1991),199

6、3年制定并发布了刮板输送机通用技术条件(MTlO5T993)。矿用刮板输送机型式与参数是产品系列的规划，是今后一个时期设计制造产品的依据。刮板输送机通用技术条件规定了刮板输送机的主要质量标准和技术要求，以提高产品质量。矿用刮板输送机按刮板链是形式分三种：中单链型、边双链型、中双链型。系列型谱中的刮板输送机都采用以矿用高其强度圆环链制成的刮板链。刮板输送机按功率大小分为轻、中、重型。刮板输送机配套单电动机设计额定功率为40KW及以下的为轻型；大于40Kw,小于等于90KW的为中型；大于90KW的重型。系列型谱规定的刮板输送机产品型号编制方法如下：例如，中部槽槽宽为63Omnb配用电动机功率为2x

7、75KW的边双链型矿用刮板输送机的型号表示为：SGB-630150oSG输送机代号：S输送机；G舌IJ板式。B型式代号：D中单链型；B边双链型；Z中双链型。630中部槽槽宽，mmO150配有电动机总功率，Kw01.4 与国外刮板输送机存在的差距L4.1输送能力方面的差距上个世纪90年代后期，国外工作面刮板输送机装机功率达到3700Kw3855Kw,现在已达到3X1250Kw,溜槽内宽也由1OoOmm扩大到I250mm,链条直径648-4)52,中板厚度50mm以上，运输能力达到4500t/h以上。目前国内使用的重型刮板输送机装机功率多为2525Kw或2700Kw,个别的使用2855Kw,溜槽内

8、宽1OoOmIn或120OmiTb运输能力达到2500t/h或3000t/h,链条多采用“38648,中板厚度为45mm。L4.2关键零部件寿命差距我国生产的刮板输送机的主要零部件寿命大都低于国外先进水平，其中关键零部件，如圆环链和中部槽。有资料表明：国外大于634的圆环链过煤量在200万t,国内同规格的圆环链过煤量100万t左右。而且国外规格为。42圆环链过煤量可达400500万t,国外重型刮板输送机中部槽过煤量保证值为600万t,最高寿命可达1200万t,而国产中部槽过煤量只有400-500万to造成这种寿命差距的主要原因是国内没有研制、开发出生产这些关键零部件的材料，国内重型刮板输送机中

9、部槽用的中板、链条等关键材料都是依靠进口，这样造成国内生产的产品总是滞后于国外产品。1.4.3技术性能差距20世纪末期以来，美、澳、英、德等先进采煤国家积极应用机电一体化技术，研制、开发新型自动化运输设备，这些设备采用计算机工况监测监控，在增加传动功率，提高生产能力的同时，使设备的功能内涵发生了重大突破。经过十多年的努力，已经研制出限矩摩擦离合器作为输送机启动或运行时的过载保护，利用调速耦合器实现输送机的软启动和过载保护，通过链条张力自动调节装置来实现刮板链随运行工况变化以调节链条的张紧力。通过工况监测和故障诊断系统，及时了解设备运行的工况，保证设备的安全运行。国内的轻型、中型刮板输送机多采用

10、液力耦合器或双速电机来改善输送机的启动性能,重型刮板输送机采用限矩摩擦离合器保护电机，虽然在个别输送机上使用了调速耦合器和自动伸缩机尾可是由于不能准确的对输送机运行过程中的数据进行采集、分析，这些设备还不能达到自动控制的要求。1.5 未来刮板输送机发展的趋势综合国内外刮板输送机的现状，未来刮板输送机的发展具有以下特点：1.5.1设备重型化设备重型化是煤炭集约化生产、高强度开采、单机单产不断提高的要求，也是提高劳动生产率、节约投资、降低生产成本的重要途径。重型化集中表现为生产能力大，装机功率不断增大，重量大，电压高。未来几年，国内“一矿一面、一个采区、一条生产线”的矿区将逐渐增多，工作面长度30

11、0m左右。这些工作面可将实现日产23万3年产510Mt,这样就需要刮板输送机装机功率2000-3000Kw,输送能力高达4OOOt/h01.5.2设备自动化设备自动化是提高劳动生产率、减轻劳动强度、保障安全的重要手段。刮板输送机的自动化主要是根据刮板输送机启动、运行中的负载状况、采煤机的截割速度、采煤机的位置随时调整输送机的运行参数，实现自我控制，保证设备的安全、可靠运行，以更好的发挥设备的效率。并且，对采煤机、液压支架、刮板输送机实现联动作业，最终实现工作面自动化。1.5.3设备智能化设备智能化是通过一些监测和监控装置，对刮板输送机运行过程监控，实现工况检测和故障诊断。如通过对输送机电机电压

12、、电流、功率及温升等监测以监视多电机驱动时电动功率分配及供电系统的工况。通过对减速器油质、油位、温升、链轮轴组、刮板链的运行等进行过程控制，并对运行状况进行预测，使设备维修可以从事前进行计划，提高故障维修方法和处理方案，使排除故障的时间尽可能的减少。1.5.4开发薄煤层开采设备此外，统计资料表明，国内薄和较薄煤层产量在整个煤炭产量中所占比重始终偏低，特别是近年来薄及较薄煤层的产量更是呈逐年下降的趋势。通过对国内煤炭生产企业的调查发现，国内绝大多数矿区受经济驱使使采厚综采设备薄现象十分普遍，受此影响，薄煤层综采设备的发展缓慢。特别是厚度低于1.3米的及薄煤层，大多数都被丢弃。造成煤炭资源的极大消

13、费。造成这种状况的原因除经济利益外，同时也由于现有的国产技术设备无法满足及薄煤层所占的比例越来越多。因此，为避免资源浪费，实现资源均衡开采，设计出结构满足极薄煤层采煤工艺要求的高产高效高可靠性的工作面刮板输送机设备将越来越成为各矿局迫切的需求。而传统的刮板输送机多采用铸焊结构的中部槽，在应用到极薄煤层工作面时，结构形式都存在着以下不足。1. 5.5刮板输送机的技术改进方向1 .技术先进性。随着科学技术的进步和市场的发展，输送机的国际竞争将越来越激烈，对输送机的设计水平和生产能力要求也越来越高，不仅要求造型科学、配套合理，在技术上不断创新、完善，去适应不断变化着的使用条件，而且关键部件（如刮板链

14、、减速器、保护装置等）的设计或选用，要求与国际接轨，实现标准化。2 .性能可靠性。设备的可靠性是进行高效作业的根本保证。井下受场地、灯光等条件的限制，维修条件较差.有些高瓦斯矿井基本不具备现场维修的条件，一旦出现故障就会严重影响安全生产。因此，输送机各部分的结构型式、传动方式、使用材料等，不仅要求设计合理，还要建立在实践验证的基础上。3 .设备安全性。安全性是至关重要的环节。是所有设备必须具备的性能，同样也贯穿在输送机的设计、制造、使用过程中。目前国家高度重视煤矿安全生产，引起煤矿井下事故的除了瓦斯爆炸、透水、冒顶等之外.设备事故也会引起人员伤亡和财产损失。因此，输送机各部件的防护装置应设计合

15、理、安装完备，在易发生事故的部位尤其要加强防护.防止因断链、飞溅、高温等引发人员伤亡事故。4 .机电液一体化趋势明显。随着实用型新技术的发展，大功率输送机控制系统与保护装置的机电液一体化趋势越来越明显。主要表现为：机头部与机尾部功率分配、顺序启动，电机保护除过流保护、过热保护外.增加过压保护，阀控充液型液力耦合器的推广使用。链条张力监控及工况检测和故障诊断等。虽然还有部分技术的实现与应用尚需时日，但输送机机电液一体化的发展趋势不会变。随着当今世界综采技术的发展和设计思路的不断创新、高产高效工作面的相继投产，大功率刮板输送机的研制与开发已势在必行，要加强计算机辅助设计、模拟工况、仿真等技术的应用

16、。对此，应该抓紧机遇.一方面提高现有机型的可靠性、安全性，降低事故发生率；另一方面要研制开发国产大功率刮板输送机.尽快投入市场，提高与国外同类产品的竞争力，以适应我国煤炭工业迅猛发展的需要。16刮板输送机类型及组成刮板输送机的类型很多，可按刮板链型式、卸载方式、中部槽结构、采煤机牵引方式、电动机类型、承载重类型、整机适用条件分类。按刮板链型式分为中单链型刮板输送机、边双链型刮板输送机、中双链型刮板输送机、准边双链型刮板输送机。按卸载方式分为端卸式刮板输送机、侧卸式刮板输送机、直弯式刮板输送机、交叉侧卸式刮板输送机，现在重型、超重型刮板输送机多用于交又侧卸式刮板输送机。按中部槽结构分为开底式刮板输送机、封底式刮板输送机、分体中部槽刮板输送机、整体焊接中部槽刮板输送机、框架式中部槽刮板输送机、铸造式中部槽刮板输送机。按采煤机