刮板输送机传动系统的性能研究与改进

刮板输送机传动系统的性能研究与改进

霍文斌

洛阳涧光特种装备股份有限公司  471000

摘要：刮板输送机作为煤炭、石油焦等散状物料连续运输的关键设备，在采矿、化工、建材等多个行业中发挥着不可替代的作用。其传动系统作为刮板输送机的核心组成部分，其性能直接关系到设备的运行效率、可靠性和使用寿命。然而，随着现代工业对刮板输送机性能要求的不断提高，以及工作环境日益复杂多变，传动系统面临着诸多挑战，如高负荷、长距离运输、复杂工况下的稳定运行等。因此，对刮板输送机传动系统的性能进行深入研究和改进显得尤为重要。

关键词：刮板输送机；传动系统；性能研究；改进措施

引言

刮板输送机在化工、矿山等行业中是一种重要的运输设备，其传动系统的性能直接关系到刮板输送机的工作效率、可靠性和使用寿命。随着现代工业的不断发展，对刮板输送机的输送能力、运行稳定性等要求越来越高，因此深入研究其传动系统的性能并进行改进具有重要的现实意义。

1刮板输送机传动系统的结构与工作原理

1.1结构组成

刮板输送机传动系统主要由电动机、减速器、联轴器、链轮等部件组成。电动机作为动力源，为整个传动系统提供动力。减速器用于降低电动机的转速，增大输出扭矩，以满足刮板输送机的工作需求。联轴器将电动机和减速器连接起来，传递动力并补偿一定的轴向和径向位移。链轮则与刮板链相啮合，带动刮板链在溜槽内循环运动，从而实现物料的输送。

1.2工作原理

电动机输出的高速旋转动力通过联轴器传递到减速器，经减速器减速增扭后，由链轮将扭矩传递给刮板链。刮板链在链轮的驱动下，沿着溜槽不断运动，刮板在运动过程中推动物料向前移动。在这个过程中，传动系统需要克服刮板链与溜槽之间的摩擦力、物料与溜槽之间的摩擦力以及刮板链自身的重力等阻力。

2刮板输送机传动系统的性能指标分析

2.1传动效率

传动效率可从理论与实际两方面分析。理论上，电动机-减速器-链轮传动系统效率为各部件效率乘积。电动机效率与电机类型、负载率有关，异步电动机在额定负载时效率高。减速器效率受多种因素影响，圆柱齿轮减速器效率在0.9-0.95之间，圆锥的略低。链轮效率与齿数、节距有关，在0.9-0.96之间。实际测试时，通过功率传感器测电动机输入功率和刮板链输出功率来计算实际传动效率。但因部件磨损、润滑不良等，实际效率常低于理论值。

2.2可靠性

电动机可靠性受制造质量、绝缘和散热影响，绝缘不好会引起短路，散热差缩短寿命。减速器可靠性与齿轮强度、轴承寿命、密封性能有关，齿轮会磨损或折断，轴承润滑不足或受力过降低使用寿命，提早损坏，密封不良致润滑油泄漏影响齿轮和轴承。链轮和刮板链可靠性也重要，链轮齿面易磨损，刮板链可能伸长或断裂。故障统计表明，减速器故障率高，齿轮磨损和轴承损坏常见，电动机故障多为过载烧毁和绝缘损坏，链轮和刮板链在恶劣环境下易故障。

2.3负载能力

刮板输送机的设计参数可用于计算传动系统理论负载能力。理想时，链轮输出最大扭矩与节圆半径等因素能确定最大拉力，但实际中，刮板链受力不均、物料分布不均等会使实际负载能力低于理论值。通过在刮板输送机上加负载，测量电动机电流、减速器油温、刮板链张力等运行状态，可确定实际负载能力。当电动机过载保护、刮板链打滑或者减速器油温过高时，就意味着达到或接近实际负载能力极限。

3影响刮板输送机传动系统性能的因素

3.1设计因素

传动比设计不当影响传动系统性能。过大使减速器结构复杂、体积和效率问题凸显；过小无法满足扭矩需求致刮板链无法正常运行。电动机功率选择也很重要，过大浪费能源且加速刮板链磨损，过小无法满足工作要求致电机过载。链轮和刮板链选型关键，齿数与节距不匹配影响啮合效果，降低传动效率并增加磨损。

3.2制造与安装因素

减速器齿轮制造精度低，如齿形、齿距误差会使啮合不良，产生振动噪声、降低效率和加速磨损。链轮制造精度影响传动，不符合要求会使刮板链受力不均、易脱链。安装时电动机、减速器和链轮同轴度误差会损坏联轴器，影响稳定性和效率。刮板链安装张力不当，过大增加磨损和能耗，过小导致打滑影响物料输送。

3.3运行与维护因素

减速器、链轮需良好润滑，润滑油问题会增大摩擦、降低效率、加速磨损甚至损坏部件。物料流量不均、刮板链堵塞等会使传动系统过载，增大电机电流易烧毁电机，也使其他部件应力过大、寿命缩短。不进行定期检查维护保养，故障隐患积累会导致故障发生。

4刮板输送机传动系统的改进方案

4.1传动部件的优化

采用新型的齿轮材料和制造工艺，提高齿轮的强度和耐磨性。例如，采用高强度合金钢制造齿轮，并采用先进的渗碳淬火工艺，使齿轮表面硬度高、心部韧性好。优化减速器的结构设计，采用模块化设计，便于制造、安装和维修。合理设计齿轮的参数，如模数、齿数、螺旋角等，提高齿轮的啮合性能，降低振动和噪声。改进链轮的齿形设计，采用特殊的齿形曲线，使链轮与刮板链的啮合更加平稳，减少磨损。提高链轮的制造精度，降低齿面粗糙度，保证齿距的一致性。对于刮板链，可以采用新型的链条材料，如高强度耐磨合金钢，提高链条的强度和耐磨性。

4.2润滑系统的改进

智能润滑系统能够根据传动部件的工作状态自动调节润滑油的供给量和供给时间。例如，通过传感器监测减速器的油温、转速等参数，当油温升高或者转速变化时，智能润滑系统会自动增加或减少润滑油的供给量，确保部件始终处于良好的润滑状态。根据刮板输送机传动系统的工作环境和负荷情况，选择合适的润滑油。在高温、重载的情况下，选择具有高粘度指数、良好的抗磨损和抗氧化性能的润滑油；在低温环境下，选择低温流动性好的润滑油，以保证在低温下也能正常润滑。

4.3控制系统的升级

变频调速控制系统可以根据刮板输送机的实际负载情况自动调节电动机的转速。当物料流量较小时，降低电动机的转速，减少能耗；当物料流量增大时，提高电动机的转速，保证刮板输送机的正常运行。变频调速控制系统还可以实现电动机的软启动和软停止，减少启动和停止过程中的冲击，延长传动系统的使用寿命。建立故障诊断与预警系统，通过传感器监测传动系统的各项参数，如电动机的电流、电压、温度，减速器的油温、振动，链轮的转速等。当参数超出正常范围时，系统能够及时诊断出故障类型，并发出预警信号，提醒操作人员进行维修，避免故障的进一步扩大。

结束语

通过对刮板输送机传动系统的性能研究，分析了影响其性能的设计、制造与安装、运行与维护等因素。提出了传动部件优化、润滑系统改进、控制系统升级等改进方案，这些改进措施能够有效提高刮板输送机传动系统的传动效率、可靠性和负载能力，降低故障率，延长使用寿命，从而提高刮板输送机整体的工作效率和经济性，为刮板输送机在煤炭、矿山等行业的高效运行提供了有力的保障。

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