刮板输送机的优化设计与故障分析

摘要

综采技术是当今世界最先进的煤矿井下开采技术，近几年在新技术革命影响的带动下，正发生着变革性的进步。综采设备是综采技术的核心部分，工作面刮板输送机是关键的综采设备之一。 由于刮板输送机具有机身高度小，便于装载，机身伸长或缩短方便，移置容易，机体坚固，能用于爆破装煤的工作面等特点，所以在煤矿生产中得到广泛应用。但刮板输送机运行时工作阻力大，功率消耗大，中部槽磨损严重，维修和使用不当时易断链，使它的应用受到了一定的限制。在影响开机率的主要因素中以刮板输送机的故障最多，可占总事故的50％以上。据不完全统计，我国由于磨损失效、断链引起停机所造成的损失每年可达数亿元。 针对我国刮板输送机的使用现状，本文对刮板输送机的断链、中部槽磨损失效等故障从破坏形式、原因等方面进行了分析与研究，并提出了应对方法，达到了减少刮板输送机的运行故障，提高开机率的目的。从如何降低刮板输送机的功率消耗，提高运输效率，降低运输成本的角度，运用优化设计的方法对刮板输送机进行了优化设计数学模型的研究，使刮板输送机在满足工况和工作面运输能力的条件下功率消耗降低。通过对刮板输送机的优化设计，达到了降低功率消耗，提高运输效率的目的，从而降低了煤矿企业的生产成本，提高了企业的经济和社会效益。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1矿井运输的地位与作用

1.2井下运输设备的类型及特点

1.3刮板输送机的现状及发展趋势

1.3.1国外水平

1.3.2我国刮板输送机的发展情况和差距

1.3.3工作面刮板输送机发展趋势

1.4我国刮板输送机的使用现状

1.5问题的提出

1.6本论文研究的目的、意义和研究内容

第二章 刮板输送机的主要部件及技术要求

2.1刮板输送机的工作原理及结构

2.1.1工作原理及适用范围

2.1.2刮板输送机的分类及系列

2.2主要部件的结构设计和技术要求

2.2.1机头、机尾部

2.2.2溜槽及附件

2.2.3刮板链

第三章 刮板输送机的力学分析

3.1输送能力的计算

3.2运行阻力的分析与计算

3.3刮板链张力的分析与计算

3.3.1最小张力点张力

3.3.2刮板链最小和最大张力点的确定

3.4刮板链的强度验算

3.5牵引力和驱动功率

3.6紧链力分析与计算

第四章 刮板输送机的优化设计

4.1矿山机械的现代设计方法

4.1.1现代设计方法及内容

4.1.2现代设计方法在矿山机械设计中的应用及意义

4.2优化设计概述

4.2.1机械优化设计的特点及发展概况

4.2.2优化设计问题的数学模型

4.3刮板输送机的优化设计

4.3.1优化设计数学模型的建立

4.3.2刮板输送机的数学模型

4.4利用MATLAB优化工具箱优化刮板输送机设计

4.4.1刮板输送机设计参数

4.4.2利用MATLAB中的constr()函数求解

4.4.3分析与结论

第五章 刮板输送机运行故障的分析与研究

5.1中部槽磨损与磨蚀失效的分析

5.1.1中部槽的破坏、失效形式

5.1.2失效原因分析

5.1.3提高中部槽寿命的措施

5.1.4大面积耐磨堆焊技术

5.2刮板输送机断链故障的分析

5.2.1链条的破坏形式

5.2.2圆环链破坏的原因

5.2.3防止断链的措施

第六章 结论

参考文献

致谢