電動滾筒科技論文
電動滾筒科技論文
電動滾筒組分傳動滾筒組和改向滾筒組，電動滾筒作為皮帶運(yùn)輸機(jī)和提升等設(shè)備的動力。這是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的電動滾筒科技論文，僅供參考!
電動滾筒科技論文篇一
滾筒采煤機(jī)的工作原理分析
摘要：采煤機(jī)是機(jī)械化采煤作業(yè)的主要機(jī)械設(shè)備，其功能是落煤和裝煤。�煤機(jī)械分為�煤機(jī)和刨煤機(jī)兩大類，目前應(yīng)用最廣泛的采煤機(jī)械是滾筒采煤機(jī)。文章主要就滾筒采煤機(jī)的工作原理進(jìn)行簡單的分析。
關(guān)鍵詞：采煤機(jī)械煤礦機(jī)械采煤
中圖分類號：TD421文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2012)03(a)-0000-00
1滾筒采煤機(jī)的組成
主要組成現(xiàn)以雙滾筒采煤機(jī)為例，說明其組成。如圖1所示，它主要由電動機(jī)、牽引部、截割部和附屬裝置等部分組成。
1是滾筒采煤機(jī)的動力部分，它通過兩端輸出軸分別驅(qū)動兩個截割部和牽引部。采煤機(jī)的電動機(jī)都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以縮小電動機(jī)的尺寸。牽引部2通過其主動鏈輪與固定在工作面輸送機(jī)兩端的牽引鏈3相嚙合，使采煤機(jī)沿工作面移動，因此，牽引部是采煤機(jī)的行走機(jī)構(gòu)。左、右截割部減速箱4將電動機(jī)的動力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂5的齒輪，驅(qū)動滾筒6旋轉(zhuǎn)。滾筒是采煤機(jī)落煤和裝煤的工作機(jī)構(gòu)，滾筒上焊有端盤及螺旋葉片，其上裝有截齒。螺旋葉片將截齒割下的煤裝到刮板輸送機(jī)中。為提高螺旋滾筒的裝煤效果，滾筒一側(cè)裝有弧形擋煤板7，底托架8是固定和承托整臺采煤機(jī)的底架，其中采空區(qū)側(cè)兩個滑靴套在輸送機(jī)的導(dǎo)向管上，以保證采煤機(jī)的可靠導(dǎo)向。底托架內(nèi)的調(diào)高油缸10可使搖臂連同滾筒升降，以調(diào)節(jié)采煤機(jī)的采高。調(diào)斜油缸1l用于調(diào)整采煤機(jī)的縱向傾斜度，以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時的截割要求。
2 滾筒式采煤機(jī)各部分的工作原理
2.1 截割部
采煤機(jī)的截割部是由采煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)和驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)的減速器所組成的部件。截割部還包括工作機(jī)構(gòu)的調(diào)高機(jī)構(gòu)和擋煤板及其翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。調(diào)高機(jī)構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)都是采用液壓驅(qū)動及控制的。截割部的作用是破煤和裝煤，由圖1中的擋煤板、螺旋滾筒、搖臂減速器和截割部減速器等部件組成。螺旋滾筒是采煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，它應(yīng)能適應(yīng)煤層的地質(zhì)條件和先進(jìn)的采煤方法及回采工藝的要求。還應(yīng)具有落煤、裝煤、自開工作面切口的功能。螺旋滾筒的優(yōu)點(diǎn)是簡單可靠，缺點(diǎn)是煤被過于破碎，產(chǎn)生的煤塵較大，截割比能耗較高。
滾筒屬于淺截式工作機(jī)構(gòu)，切人煤壁的深度小于1m，可以充分利用煤層的壓酥區(qū)，降低采煤比能耗。為了保證螺旋葉片向運(yùn)輸機(jī)裝煤，而不是向煤壁推煤，滾筒葉片的螺旋方向應(yīng)與滾筒轉(zhuǎn)向相適應(yīng)。站在采空區(qū)一側(cè)看滾筒，右螺旋滾筒應(yīng)是順時針方向轉(zhuǎn)動，左螺旋滾筒應(yīng)是逆時針方向轉(zhuǎn)動。不論采煤機(jī)的牽引方向如何，都必須保持這個關(guān)系。在螺旋葉片長度一定的條件下，螺旋頭數(shù)少，螺旋升角大，裝煤效果好。但葉片螺旋升角過大，增加循環(huán)煤量和粉塵的飛揚(yáng)，因此，螺旋頭數(shù)也不能太少。
對采中厚煤層的采煤機(jī)多用兩頭螺旋。當(dāng)工作條件較穩(wěn)定、�煤機(jī)裝機(jī)功率富余時，可采用三頭螺旋滾筒。滾筒轉(zhuǎn)速是一個比較重要的參數(shù)，它對于滾筒的截割和裝載過程影響較大。滾筒轉(zhuǎn)速過高則切屑太薄，將產(chǎn)生較多的粉煤，粉塵飛揚(yáng)，比能耗較高。同時，也會引起循環(huán)煤增多，帶來不利的影響。但轉(zhuǎn)速高可以提高滾筒的裝載能力。
截割部減速器的作用是向工作機(jī)構(gòu)傳遞動力并使工作機(jī)構(gòu)保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。不同型號的采煤機(jī)，其截割部減速器的結(jié)構(gòu)也不盡相同，但基本上都是采用齒輪傳動。滾筒轉(zhuǎn)速已呈現(xiàn)低速化的趨勢，要使截割比能耗低和生產(chǎn)率高，必須是牽引速度要高，滾筒轉(zhuǎn)速要低，齒數(shù)要少，即使煤的塊度較大。采用棋盤式配置和大截齒就能達(dá)到比能耗低和生產(chǎn)率高的要求。所以，提高截齒的質(zhì)量和工作性能，正確選用和安裝截齒，對于提高�煤機(jī)的生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本有著重要的意義。
2.2 牽引部
為了提高牽引力，在液壓牽引方式中常采用雙牽引方式，即液壓泵向兩個液壓馬達(dá)同時供油的方式。能實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，隨著采煤機(jī)外載荷的不斷變化，要求牽引速度能隨著載荷的變化而變化。在液壓牽引采煤機(jī)中通過控制變量泵的流量來實(shí)現(xiàn);在電牽引采煤機(jī)中則通過控制牽引電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。能實(shí)現(xiàn)正反向牽引和停止?fàn)恳?，在液壓牽引采煤機(jī)中常采用單電動機(jī)，即截割和牽引使用1臺電動機(jī)，因此牽引方向的改變或停止?fàn)恳ㄟ^液壓泵供油方向的改變或停止供油來實(shí)現(xiàn)。
電牽引采煤機(jī)采用多電動機(jī)，截割電動機(jī)和牽引電動機(jī)是分開的，很容易實(shí)現(xiàn)牽引部正反向牽引和停止?fàn)恳Ｓ型晟瓶煽康陌踩Ｗo(hù)由于采煤機(jī)的負(fù)載變化很劇烈，牽引部必須設(shè)有安全保護(hù)裝置。在液壓牽引采煤機(jī)中主要根據(jù)電動機(jī)的負(fù)荷變化和牽引阻力的大小來實(shí)現(xiàn)自動調(diào)速或過載回零，先進(jìn)的采煤機(jī)還設(shè)有故障監(jiān)測和診斷裝置。在電牽引采煤機(jī)中主要是對牽引電動機(jī)的監(jiān)測和控制來保證牽引部的安全可靠運(yùn)行。
牽引部的組成及牽引方式牽引部由傳動裝置和牽引機(jī)構(gòu)兩大部分組成。傳動裝置的重要功能是進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，即將電動機(jī)的電能轉(zhuǎn)換成傳動主鏈輪或驅(qū)動輪的機(jī)械能。牽引機(jī)構(gòu)是協(xié)助采煤機(jī)沿工作面行走的裝置。傳動裝置裝在采煤機(jī)上是內(nèi)牽引，裝在采煤工作面兩端為外牽引。絕大部分采煤機(jī)為內(nèi)牽引，僅在薄煤層和急傾斜煤層的采煤機(jī)上才使用外牽引。采煤機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)有有鏈牽引和無鏈牽引兩種。目前大多數(shù)滾筒采煤機(jī)是采用錨鏈牽引。
在采高較大的中厚以上煤層的采煤機(jī)上，廣泛采用立鏈輪布置方式。但隨著采煤機(jī)功率的不斷增大，對牽引鏈的強(qiáng)度要求也越來越高。由于使用了大直徑的錨鏈后，節(jié)距越來越大，傳動中牽引速度的周期性變化，產(chǎn)生脈動沖擊負(fù)荷，對采煤機(jī)的運(yùn)行不利。無鏈牽引提高了采煤機(jī)的可靠性和生產(chǎn)的安全性。采用無鏈牽引后，工作面取消了牽引鏈，比較安全，采煤機(jī)牽引時無沖擊負(fù)荷，受力情況得到了改善，同時也取消了工作面兩端的張緊補(bǔ)償裝置，為工作面使用多臺采煤機(jī)創(chuàng)造了條件。隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)以及采煤機(jī)功率和牽引力的增大，同時也為了工作面更加安全可靠，無鏈牽引機(jī)構(gòu)方式將逐漸取代有鏈牽引方式。
3 結(jié)論
采煤機(jī)械是機(jī)械化采煤工作面的主要機(jī)械設(shè)備，擔(dān)負(fù)落煤和裝煤任務(wù)。現(xiàn)在普遍使用的采煤機(jī)械有滾筒式采煤機(jī)和刨煤機(jī)兩種。因?yàn)闈L筒式采煤機(jī)對各種煤層適應(yīng)性很強(qiáng)，能適應(yīng)較復(fù)雜的頂板條件，因而得到了廣泛應(yīng)用。而刨煤機(jī)要求的煤層地質(zhì)條件較嚴(yán)，故刨煤機(jī)的使用數(shù)量近年來逐漸減少。
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電動滾筒科技論文篇二
改向滾筒結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國科學(xué)技術(shù)水平在近年來也有顯著提高，尤其在機(jī)械化水平上最為顯著，這給滾筒結(jié)構(gòu)、加工工藝及裝配工藝帶來了巨大的變化。當(dāng)今社會焊接技術(shù)在不斷發(fā)展，焊接強(qiáng)度變得穩(wěn)定可靠，在滾筒設(shè)計過程中，越來越多的設(shè)計師們注意到焊接結(jié)構(gòu)的作用，替換原有的鑄造結(jié)構(gòu)。采用脹套連接方式替換掉鏈槽連接細(xì)部結(jié)構(gòu)部分。在加工技術(shù)方面，原有的加強(qiáng)肋板也被輻板代替。就當(dāng)前發(fā)展形勢來看，由剛性向柔性的設(shè)計理念已逐漸滲透到滾筒設(shè)計當(dāng)中，并逐步成型且不斷發(fā)展。
關(guān)鍵詞：滾筒;結(jié)構(gòu);設(shè)計
1 滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計中傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與存在的缺點(diǎn)
用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方法進(jìn)行設(shè)計時，首先要根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)及判斷來確定滾筒的結(jié)構(gòu)形式，一般指結(jié)構(gòu)布置、材料的選擇、制定尺寸及制定相應(yīng)工藝;其次是全面分析其結(jié)構(gòu);最后在滾筒成品生產(chǎn)完成之后才可以進(jìn)行校對工作，一般都是通過力學(xué)模型來檢測其強(qiáng)度是否符合規(guī)定條件，并對一些參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修訂。由此可以得出結(jié)論：在傳統(tǒng)設(shè)計理念中，缺乏合理的更新，只將結(jié)構(gòu)分析視為校對及檢驗(yàn)的工具。
由此可以分析傳統(tǒng)設(shè)計中存在的缺陷是：(1)在有限的校對過程中，單次校對時間長，難度高，工作量大等問題，直接給設(shè)計人員帶來困難;(2)材料分布情況不能得到有效合理的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對于提出理想的經(jīng)濟(jì)適用的方案有很大難度;(3)大量的精力都投入到初始設(shè)計方案當(dāng)中，因此如果原則性問題出現(xiàn)在初始方案中，就會給整個設(shè)計帶來不良影響，從而無法保證正確性，在年輕的設(shè)計師中，缺乏經(jīng)驗(yàn)，壓力又大。
2 滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化現(xiàn)狀
利用數(shù)學(xué)思想中的函數(shù)編程求解是滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計得到優(yōu)化的一個重要方式。利用數(shù)學(xué)思想，將數(shù)學(xué)模型運(yùn)用到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化當(dāng)中，然后同樣設(shè)置參數(shù)及目標(biāo)函數(shù)，并且將約束條件抽離出來，進(jìn)而可以將位置數(shù)值確定下來。通過此法得到的參數(shù)值可以達(dá)到使用條件標(biāo)準(zhǔn)，對細(xì)部尺寸進(jìn)行參數(shù)化，進(jìn)一步通過三維軟件進(jìn)行討論，理論上可以實(shí)現(xiàn)最終目的，即優(yōu)化滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計。
雖然當(dāng)前已經(jīng)經(jīng)歷過很多的實(shí)驗(yàn)，然而，滾筒設(shè)計仍然不能在參數(shù)上給出最優(yōu)化的一系列參數(shù)，在設(shè)計的過程中，設(shè)計人員僅僅改進(jìn)了單一的零部件結(jié)構(gòu)，以及研究其在整體結(jié)構(gòu)中起到的作用及造成的影響。截至目前為止，仍然沒有一套完整的參考設(shè)計方法可以應(yīng)用到帶式輸送機(jī)整體參數(shù)的系統(tǒng)設(shè)計，優(yōu)化所有零部件，特別是優(yōu)化設(shè)計細(xì)部參數(shù)部分，裝配方式組成的滾筒結(jié)構(gòu)模式，有利于展開理論分析及參數(shù)驗(yàn)證整體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而可以對所有參數(shù)組合進(jìn)行最優(yōu)的設(shè)計?？紤]到整體結(jié)構(gòu)的效果，設(shè)計員們都將思路集中到優(yōu)化思想上，在滾筒設(shè)計研究課題中，這種思想極具突破性，值得人們關(guān)注并實(shí)踐。
3 改向滾筒的優(yōu)化設(shè)計
在滾筒設(shè)計優(yōu)化的過程中，是徹底的將滾筒功能加以應(yīng)用，仍然利用托輥為原型，利用托輥運(yùn)動原理將滾筒設(shè)計為軸承內(nèi)置形式[1，2]，在進(jìn)行設(shè)計的過程中，主要思考方向是對結(jié)構(gòu)的設(shè)計，對受力的分析，同時進(jìn)行理論驗(yàn)證;在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，主體內(nèi)容是在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)中應(yīng)用到軸承內(nèi)置理論，目的是實(shí)現(xiàn)突破改向滾筒的設(shè)計結(jié)構(gòu);然后利用對受力程度的分析來檢驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計滾筒結(jié)構(gòu)的功能是否可以在實(shí)際中應(yīng)用，是否具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，同時能夠?qū)崿F(xiàn)同等運(yùn)力的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù)，因此此項(xiàng)工作急需解決;接下來理論驗(yàn)證就要通過全面比較軸承外置式和軸承內(nèi)置式兩種滾筒得出結(jié)論：改向滾筒的設(shè)計理念具有一定的優(yōu)越性，同時還要找出這種理念下存在的問題及不完美的地方。綜合所有信息對改向滾筒設(shè)計進(jìn)行整體的評價[3]。
帶式輸送機(jī)在進(jìn)行常規(guī)作業(yè)時，改向滾筒在整個運(yùn)行過程中擔(dān)負(fù)著端部變更運(yùn)輸方向的角色和增加輸送帶在傳動滾筒上的包角， 同時利用改向滾筒拉緊裝置從而達(dá)到張緊效果，實(shí)現(xiàn)其作用。在這三種功能作用不同的情況下，人們之所以稱其為改向滾筒，是由于改向的功能體現(xiàn)在不同位置上，同時滿足改向滾筒的受力分析，其承擔(dān)的壓力及摩擦力僅來自其上部的張緊力，并且不會受到來自主動力方向力的作用。出于對以上兩點(diǎn)的考慮，在輪轂和軸中間放置軸承，避免軸隨整個滾筒一起轉(zhuǎn)動，此方法既可以實(shí)現(xiàn)改向滾筒的作用，還起到固定軸的作用，有利于實(shí)現(xiàn)整體滾筒的定位及受力強(qiáng)度的平衡[4]。
結(jié)合以往常用軸承外置式滾筒結(jié)構(gòu)，以及基于創(chuàng)新的想法，現(xiàn)在所設(shè)計的軸承內(nèi)置式改向滾筒新結(jié)構(gòu)由軸座、軸、筒皮、接盤、軸承、透蓋、密封圈Ⅰ和密封圈Ⅱ構(gòu)成，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1：
圖1 新型改向滾筒結(jié)構(gòu)示意圖
設(shè)計軸承座時，借鑒聯(lián)軸器的連接方式，在兩端軸座與軸之間采用鍵連接，接盤由輻板和輪轂兩部分結(jié)構(gòu)通過焊接技術(shù)使之成為一體結(jié)構(gòu)，接盤與筒皮的連接方式則采用現(xiàn)如今比較可靠的埋弧焊接方式焊接而成，新設(shè)計結(jié)構(gòu)中接盤與透蓋通過螺栓連接，接盤與軸承采用過盈配合，軸承與軸也是采用過盈配合，配合尺寸滿足接盤的內(nèi)徑比軸的外徑大，透蓋的內(nèi)徑比軸的外徑大，而軸承則設(shè)計于接盤的內(nèi)部，透蓋的主要任務(wù)是用來保證內(nèi)部軸承的干凈不被污染，為了防止雜質(zhì)等進(jìn)入軸承，保障軸承的壽命，密封的作用則尤為重要，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計時設(shè)置了兩個密封圈，(如圖2)密封圈Ⅰ設(shè)在接盤與軸之間，密封圈Ⅱ設(shè)在透蓋與軸之間。
圖2 新型改向滾筒局部示意圖
由上述本實(shí)用新型的技術(shù)方案可以看出，文章所述的新型改向滾筒，在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)軸承外置式改向滾筒的結(jié)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計簡易合理，同時在生產(chǎn)以及現(xiàn)場應(yīng)用上更為簡便，對提高產(chǎn)量以及現(xiàn)場安裝應(yīng)用測試等操作提供了極大地空間和便利。新型改向滾筒的受力分析[5]：改向滾筒受力為：輸送帶所受的張緊力引起的對改向滾筒的壓力P和兩者之間的摩擦力Ff。兩種滾筒受力相比，新型改向滾筒比傳統(tǒng)滾筒少受到一個主動力矩的作用。
在傳統(tǒng)滾筒進(jìn)行受力分析的過程中可以得知，筒皮中點(diǎn)被視為筒皮的危險處，同時在輪轂輻板附近位置有較大的應(yīng)力，無論從現(xiàn)場使用情況還是從經(jīng)驗(yàn)方面，能夠滿足輻板附近位置的筒皮強(qiáng)度即可，根據(jù)現(xiàn)場真實(shí)狀態(tài)來選擇型號，并且仔細(xì)確認(rèn)參數(shù)，接下來即可利用有限元分析軟件展開模擬滾筒的現(xiàn)場操作。
在進(jìn)行滾筒設(shè)計的過程中，設(shè)計員們就全面注意滾筒性能方面的穩(wěn)定可靠，滾筒運(yùn)行過程中保證筒體運(yùn)轉(zhuǎn)，同時保證軸不轉(zhuǎn)，在任何情況下，都要保證筒體、軸、軸承及軸承座可以在同一圓心下運(yùn)行。載負(fù)力始終由兩個軸承均勻受載。相較于傳統(tǒng)通用的改向滾筒兩邊的軸承和軸承座，都設(shè)置在滾筒體兩側(cè)外面的軸端處，筒體通過軸和軸承以及軸承座與輸送機(jī)的鋼架相連接有更大的優(yōu)越性。傳統(tǒng)的軸承外置式改向滾筒，在運(yùn)轉(zhuǎn)時筒體和軸一起轉(zhuǎn)動，對軸承座的安裝定位，正確性要求很高，稍不注意，就容易出現(xiàn)偏心，使得軸和軸承，軸承座三者不在同一個圓心上，軸承上受力就容易偏離軸承的中心線，增加了軸承的旋轉(zhuǎn)阻力，容易造成軸承的局部磨損加速導(dǎo)致軸承的損壞。另一個細(xì)節(jié)就是為了糾正皮帶跑偏現(xiàn)象不得不改變改向滾筒原有的定位點(diǎn)，容易使得軸承受力點(diǎn)偏移，造成軸承損壞。經(jīng)過改進(jìn)后的滾筒結(jié)構(gòu)，不論在何種工況下，軸，軸承，軸承座都在同一個圓心上運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了旋轉(zhuǎn)阻力，降低了材料消耗和制造成本，降低運(yùn)轉(zhuǎn)時的能量消耗，延長了軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命，保持了良好的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，安全可靠性高。
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