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輸機和提升等設(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
滾筒采煤機的工作原理分析
摘要：采煤機是機械化采煤作業(yè)的主要機械設(shè)備，其功能是落煤和裝煤。�煤機械分為�煤機和刨煤機兩大類，目前應(yīng)用最廣泛的采煤機械是滾筒采煤機。文章主要就滾筒采煤機的工作原理進行簡單的分析。
關(guān)鍵詞：采煤機械煤礦機械采煤
中圖分類號：TD421文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)03(a)-0000-00
1滾筒采煤機的組成
主要組成現(xiàn)以雙滾筒采煤機為例，說明其組成。如圖1所示，它主要由電動機、牽引部、截割部和附屬裝置等部分組成。
1是滾筒采煤機的動力部分，它通過兩端輸出軸分別驅(qū)動兩個截割部和牽引部。采煤機的電動機都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以縮小電動機的尺寸。牽引部2通過其主動鏈輪與固定在工作面輸送機兩端的牽引鏈3相嚙合，使采煤機沿工作面移動，因此，牽引部是采煤機的行走機構(gòu)。左、右截割部減速箱4將電動機的動力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂5的齒輪，驅(qū)動滾筒6旋轉(zhuǎn)。滾筒是采煤機落煤和裝煤的工作機構(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的底架，其中采空區(qū)側(cè)兩個滑靴套在輸送機的導(dǎo)向管上，以保證采煤機的可靠導(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)采煤機的采高。調(diào)斜油缸1l用于調(diào)整采煤機的縱向傾斜度，以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時的截割要求。
2 滾筒式采煤機各部分的工作原理
2.1 截割部
采煤機的截割部是由采煤機的工作機構(gòu)和驅(qū)動工作機構(gòu)的減速器所組成的部件。截割部還包括工作機構(gòu)的調(diào)高機構(gòu)和擋煤板及其翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。調(diào)高機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機構(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。螺旋滾筒是采煤機的工作機構(gòu)，它應(yīng)能適應(yīng)煤層的地質(zhì)條件和先進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)點是簡單可靠，缺點是煤被過于破碎，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輸機裝煤，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，因此，螺旋頭數(shù)也不能太少。
對采中厚煤層的采煤機多用兩頭螺旋。當工作條件較穩(wěn)定、�煤機裝機功率富余時，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，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構(gòu)傳遞動力并使工作機構(gòu)保持在適當?shù)奈恢?。不同型號的采煤機，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同時供油的方式。能實現(xiàn)無級調(diào)速，隨著采煤機外載荷的不斷變化，要求牽引速度能隨著載荷的變化而變化。在液壓牽引采煤機中通過控制變量泵的流量來實現(xiàn);在電牽引采煤機中則通過控制牽引電動機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。能實現(xiàn)正反向牽引和停止牽引，在液壓牽引采煤機中常采用單電動機，即截割和牽引使用1臺電動機，因此牽引方向的改變或停止牽引往往通過液壓泵供油方向的改變或停止供油來實現(xiàn)。
電牽引采煤機采用多電動機，截割電動機和牽引電動機是分開的，很容易實現(xiàn)牽引部正反向牽引和停止牽引。有完善可靠的安全保護由于采煤機的負載變化很劇烈，牽引部必須設(shè)有安全保護裝置。在液壓牽引采煤機中主要根據(jù)電動機的負荷變化和牽引阻力的大小來實現(xiàn)自動調(diào)速或過載回零，先進的采煤機還設(shè)有故障監(jiān)測和診斷裝置。在電牽引采煤機中主要是對牽引電動機的監(jiān)測和控制來保證牽引部的安全可靠運行。
牽引部的組成及牽引方式牽引部由傳動裝置和牽引機構(gòu)兩大部分組成。傳動裝置的重要功能是進行能量轉(zhuǎn)換，即將電動機的電能轉(zhuǎn)換成傳動主鏈輪或驅(qū)動輪的機械能。牽引機構(gòu)是協(xié)助采煤機沿工作面行走的裝置。傳動裝置裝在采煤機上是內(nèi)牽引，裝在采煤工作面兩端為外牽引。絕大部分采煤機為內(nèi)牽引，僅在薄煤層和急傾斜煤層的采煤機上才使用外牽引。采煤機的牽引機構(gòu)有有鏈牽引和無鏈牽引兩種。目前大多數(shù)滾筒采煤機是采用錨鏈牽引。
在采高較大的中厚以上煤層的采煤機上，廣泛采用立鏈輪布置方式。但隨著采煤機功率的不斷增大，對牽引鏈的強度要求也越來越高。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)生脈動沖擊負荷，對采煤機的運行不利。無鏈牽引提高了采煤機的可靠性和生產(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，采煤機牽引時無沖擊負荷，受力情況得到了改善，同時也取消了工作面兩端的張緊補償裝置，為工作面使用多臺采煤機創(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，無鏈牽引機構(gòu)方式將逐漸取代有鏈牽引方式。
3 結(jié)論
采煤機械是機械化采煤工作面的主要機械設(shè)備，擔負落煤和裝煤任務(wù)?，F(xiàn)在普遍使用的采煤機械有滾筒式采煤機和刨煤機兩種。因為滾筒式采煤機對各種煤層適應(yīng)性很強，能適應(yīng)較復(fù)雜的頂板條件，因而得到了廣泛應(yīng)用。而刨煤機要求的煤層地質(zhì)條件較嚴，故刨煤機的使用數(shù)量近年來逐漸減少。
參考文獻
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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。當今社會焊接技術(shù)在不斷發(fā)展，焊接強度變得穩(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部結(jié)構(gòu)部分。在加工技術(shù)方面，原有的加強肋板也被輻板代替。就當前發(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
用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方法進行設(shè)計時，首先要根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗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)完成之后才可以進行校對工作，一般都是通過力學(xué)模型來檢測其強度是否符合規(guī)定條件，并對一些參數(shù)進行適當修訂。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，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)模型運用到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化當中，然后同樣設(shè)置參數(shù)及目標函數(shù)，并且將約束條件抽離出來，進而可以將位置數(shù)值確定下來。通過此法得到的參數(shù)值可以達到使用條件標準，對細部尺寸進行參數(shù)化，進一步通過三維軟件進行討論，理論上可以實現(xiàn)最終目的，即優(yōu)化滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計。
雖然當前已經(jīng)經(jīng)歷過很多的實驗，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)驗證整體結(jié)構(gòu)，進而可以對所有參數(shù)組合進行最優(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，利用托輥運動原理將滾筒設(shè)計為軸承內(nèi)置形式[1，2]，在進行設(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，同時進行理論驗證;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優(yōu)化設(shè)計滾筒結(jié)構(gòu)的功能是否可以在實際中應(yīng)用，是否具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，同時能夠?qū)崿F(xiàn)同等運力的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù)，因此此項工作急需解決;接下來理論驗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)計進行整體的評價[3]。
帶式輸送機在進行常規(guī)作業(yè)時，改向滾筒在整個運行過程中擔負著端部變更運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到張緊效果，實現(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，此方法既可以實現(xiàn)改向滾筒的作用，還起到固定軸的作用，有利于實現(xiàn)整體滾筒的定位及受力強度的平衡[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)滾筒進行受力分析的過程中可以得知，筒皮中點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)驗方面，能夠滿足輻板附近位置的筒皮強度即可，根據(jù)現(xiàn)場真實狀態(tài)來選擇型號，并且仔細確認參數(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，滾筒運行過程中保證筒體運轉(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行。載負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，容易使得軸承受力點偏移，造成軸承損壞。經(jīng)過改進后的滾筒結(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，降低運轉(zhuǎn)時的能量消耗，延長了軸承的運轉(zhuǎn)壽命，保持了良好的運轉(zhuǎn)性能，安全可靠性高。
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