刮板输送机选型原则与参数确定研究
【摘要】刮板输送机是一种以挠性体作为牵引机构的连续动作式运输机械，它主要用于煤矿的回采工作面或顺槽等其他场所.由于其特殊的结构和工作环境，刮板输送机迄今为止仍是综采工作面唯一的运输设备.把刮板链视为刚体进行受力分析，就难以真实地揭示其产生动载荷的规律和运动过程中的本质问题.本文以安徽某矿为例，阐述了刮板输送机选型基本原则，分析了如何确定主要参数，其设计思路具有一定的推广应用价值。

【关键词】刮板输送机；选型原则；参数确定
0.前言
刮板输送机是综采工作面实现机械化生产的重要设备之一，针对刮板输送机工况恶劣、负载情况复杂等问题，实现综采工作面机械化生产是煤炭行业发展的必然趋势之一，作为工作面必不可少的重要设备，刮板输送机担负着煤炭运输的艰巨任务，同时配合采煤机、液压支架等配套设备，以实现工作面破、装、运、支等采煤工序的连续作业。

由于采煤工作面生产环境较为恶劣，且生产负荷较大，为了能够保证刮板输送机的稳定性，必须保证输送机的选型合理，设计参数满足核定生产力设计需求。

本文以安徽某矿为例，结合矿山实际情况与数据分析，提出了刮板输送机的选型原则与参数确定的方法。

1.刮板输送机选型原则
煤矿输送设备的技术指标不仅包含具体的技术参数，而且包含可靠性指标。

工作面输送机的主要技术性能参数有：输送能力、铺设长度、总装机功率。

可靠性指标则以整机寿命和无故障连续运行时间表示。

煤矿选择输送机性能的基本原则是：输送机的性能在特定的安装条件下，能够实现煤矿工作面的单产期望指标；输送机可靠性应保证在一次工作面安装运行期间无大修，基础部件无更换。

1.1与输送机性能有关的选型原则
（1）由工作面的预期年产量或日产量参照输送机的设计输送能力确定大致的输送机型号范围。

（2）输送机的输送能力应大于采煤机的生产能力。

（3）工作面的实际铺设长度通常应小于输送机的设计长度。

但要注意的是，输送机的输送能力是工作面长度和倾角的函数，当工作面长度或倾角变化时，应对输送能力进行调整。

尤其是工作面铺设长度超过设计长度时更要注意，应避免出现输送机能力不足的弊端。

必要时，对于输送机的实际输送能力应咨询输送机设计工程师。

（4）输送机的中部槽高度应与开采条件相适应。

较薄煤层和普通机械化开采应选用高度较矮的中部槽，高产高效综合机械化开采一般不受中部槽高度的限制。

（5）工作面煤炭的可采储量应与输送机的寿命相适应。

（6）中双链输送机较边双链输送机具有更高的运行可靠性，尽量不采用单链输送机。

（7）性能相同（相近）的输送机建议选择圆环链规格较大的输送机，可大幅度减少圆环链断链事故的频次。

（8）现代输送机选型倾向于具有较大的功率储备。

（9）单电机功率大于375kW的输送机建议采用3300V电压供电。

（10）输送机的结构和尺寸应满足与其他设备总体配套要求。

1.2与输送机可靠性有关的选型原则
输送机的可靠性主要考核指标是输送机的整机寿命和无故障连续运行时间，对于输送机的整机寿命在性能选型中已得到解决，延长输送机的无故障连续运行时间的关键是降低输送机的故障率由于可靠性对于输送机运行至关重要，选型中应重视以下几点：
（1）输送机应留有足够的功率储备。

（2）圆环链应选购质量稳定厂商的产品。

在输送机总体尺寸允许的前提下，选配高一个规格的圆环链，可有效减少不可预测故障的发生。

（3）输送机配置可有效进行机械保护的传动装置，可削减瞬间冲击负荷对于传动系统的冲击幅值，减少断链事故的发生。

这类传动装置有摩擦限矩离合器、CST液黏传动减速器和液力偶合器等传动装置。

（4）在输送机的减速器等关键部位配置实时监控装置，自动监测关键部位的工作状态，可为输送机检修提供数据依据。

（5）输送机配置可伸缩机尾，尤其是配置可随链张力变化自动调整行程的伸缩机尾，可以使刮板链处于适度张紧的状态下工作，有利于输送机正常运行，延缓机件的磨损。

从上述针对输送机可靠性的技术对策中可以看出，与可靠性有关的技术与现代传动控制技术密切相关。

在这一领域，国产输送机还存在不小的差距，迫切期望国产输送机在传动控制技术领域有所突破。

1.3输送机有关结构的选择
（1）输送机的卸载方式有端卸式和侧卸式两种。

端卸式是最常用的卸载方式，大功率单采工作面输送机优选交叉式侧卸结构，不推荐上下重叠式的侧卸结构。

（2）选用行星减速器传动装置可使输送机传动结构更加紧凑，有利于总体配套。

张家口煤矿机械有限公司的行星减速器已形成系列，功率从90kW直至1000kW。

型思路和方法作简要介绍。

2.刮板输送机的主要参数确定
2.1运输能力的计算
刮板输送机生产能力的选择要保证采煤机采落的煤被全部运出，并留有一定备用能力。

刮板输送机的运输能力可由相关公式计算。

考虑到工作面输送条件差，工作面输送机实际运输能力应为工作面最大需运出煤流量的1.2倍。

另外，输送机铺设长度和装机功率应依工作面长度等采煤参数予以确定。

经计算可知，刮板输送机的运输能力为2450t/h。

2.2运行阻力的计算
在计算刮板输送机的运行阻力时，可分为直线段、弯曲段两部分运行阻力。

直线段运行阻力：直线段运行阻力包括两部分：①货载及刮板链在溜槽中移动的阻力；②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。

经相关计算公式计算重段阻力310480N；空段阻力42532N。

曲线段运行阻力：对于可弯曲刮板输送机，在计算运行阻力时，还要考虑由于机身弯曲导致刮板链和溜槽侧壁之间的摩擦而产生的附加阻力，为简化计算，该附加阻力用一个附加阻力系数计入。

可弯曲刮板输送机的总牵引力为388310 N。

2.3电动机功率的计算
经电动机功率的计算公式计算可知所需电机的功率为1950kW。

由于有两点都是主动链轮的分离点，到底哪点是最小张力点，由逐点计算法得。

为了限制刮板链垂度，保证链条与链轮正常啮合平稳运行，刮板链每条链子最小张力点的张力，一般可取3000～5000N，可由机尾伸缩紧链装置来提供。

2.4刮板链强度的验算
验算刮板链的强度，需先算出链条最大张力点的张力值。

计算各点张力时，首先确定出最小张力点的位置，然后按逐点计算法求出各点张力值。

若利用相关计算公式经计算确定了最小张力点，又设所计算的刮板链为双链，经计算所得的安全系数若远大于规定数值，证明刮板链的强度符合要求。

根据分析和计算，考虑该矿地质特性和综采工作面的实际情况，设计选用SGZ1000/2100型刮板输送机，其技术参数如表1所示。

3.结论
科学合理的刮板输送机选型设计是实现现代化矿井高产、高效、安全生产的技术关键，由于综采工作面开采条件复杂多变，输送机型号琳琅满目，如何选择与工作面生产能力相匹配的输送机型号成为煤矿生产的重要课题研究之一。

工作面具体条件是影响刮板输送机工作参数与结构参数等参数的重要因素，本文结合安徽某矿14203工作面情况，对刮板输送机参数进行了设计分析，该设备选型思路具有一定的推广应用价值。

[科]
【参考文献】
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