关于改进40T刮板机机头与减速器联结装置的探讨

1   前言

链式刮板输送机是煤矿采煤工作面的主要运输工具，我矿使用的40T、80T刮板机，主要在普采工作面和掘进工作面使用。由于用量大；降低成本，提高效益就显得比较重要。

2   机头结构存在的问题

SGW—40T刮板输送机是采用减速器输出端花键轴(盲轴)直接插入机头链轮花键槽来传动。这种联结结构紧凑，但仍存在不足：

1)机头靠近减速器的一侧，无法安装轴承拉支托，稳定性差；

2)机头没有通轴，仅用两半边滚筒联结左、右链轮传动，平衡度差；

3)有时两边圆环链运行不同步而造成掉链、卡链等故障。

3   改进机头联结结构的设想

分析上述存在的几个问题的症结，归于机头没有通轴，克服上述缺点的设想，是采用机头通轴，即轴端与减速器输出端各开槽孔，直接套装75mm×75mm×35mm的特厚联结键来传动，两者之间采用H7/g6配合，既能装卸方便，又有良好的配合，见图1。

图1   刮板输送机机头与减速器联结装置

1.轴承盖；2.轴承；3.轴承座；4.隔套；5.油封；6.机头轴；7.联结键；8.减速器输出轴；9.滚筒；10.对键；11.链轮；12.侧板

这种联结传动装置的优点是：

1)缩小机头横向安装尺寸，结构简单紧凑，装卸方便；

2)闭式联结，封闭良好，避免煤尘、泥沙渗入，延长使用寿命；

3)机头两侧均有轴承支托安装，传动平衡；

4)由于采用通轴，保证了刮板链的同步运行，避免故障，提高效率；

5)机尖链轮以对开平键槽代替花键槽，制作简单，降低成本。

4  改进后联结装置各数据的校核

以SGW—40型刮板运输机为例进行校核[2]主要技术参数为：

电动机型号DSB—40，转速n₁＝1470r/min

减速器型号1ST0101，三级减速

总传动比I＝24.564

减速器输出轴直径Φ100

SGW—40型刮板输送机

输送量Q＝150t/h时，刮板机辅设长度t＝100m,刮板机辅设角度β＝0(讨论β＝0时)，链速υ＝0.86m/s，刮板链规格Φ18mm×64mm，刮板链每米长度重量q₀＝19.5kgf/m(槽宽600mm)。

1)输送机每米长度上的货载重量

2)刮板链每米长度重量q₀=19.5kgf/m

3)刮板链空段阻力

W_k＝q₀×L×(fcosβsinβ)，取f=0.15

W_k＝19.5×100×0.15＝292.5kgf/m

4)刮板链重段阻力

W_k＝q₀×L×(fcosβsinβ)+q×L×(Wcosβ±sinβ)

取W＝0.15

W_k=19.5×100×0.15+48.4×100×0.15＝1018.5kgf/m

5)刮板链总阻力

W=W_k-W_z=295.2+1018.5=1311kgf/m

6)机头轴功率^[3]

N₀＝(W_k+W_z)υ/102＝(1311×0.86)/102=11kW，机头轴负载的实际功率为11kW机头轴与减速器输出传递的扭矩为：

式中  n₂—减速器输出轴转速；

i—减速器总传动比。

用75mm×75mm×35mm的特厚键来传动(见图1)，其主要失效形式是键和机头轴及减速器输出轴三者中最薄弱的工作面被压溃或被扭转剪断，分析知，键是最薄弱的一环，应校核键所受最大剪应力。

从图1中A—A剖面，可做出横截面上剪应力分布情况，如图2，矩形横截面上的最大剪应力发生在矩形的长边的中点^[4]。

其中α＝0.246，b、h分别为键的宽、高。图2（略）

τ_max<[τ]，[τ]为中等冲击

经分析和校核计算，这种机头于减速器的联结装置形式是可靠可行的。

5  结束语

近年来，我矿正逐步采用双电机驱动刮板运输机，双电机驱动，对减小起动电流及线路压降、提高起动转矩、运行功率因数和工作效率等都有许多优越性，具有普遍推广价值。上述联结装置用两件75mm×75mm×35mm联结键分别嵌入机头轴的两头键槽中，适用于双电机驱动的刮板机。