浅谈重型链轮轴组的设计原则与参数确定

摘 要：链轮轴组也叫链轮组件，适用于煤矿井下刮板输送机、顺槽用刮板转载机。链轮轴组是刮板输送机的重要组成部分，并且还是输送机受扭矩最大的零件。链轮轴组的设计合理性，直接影响到整机的使用性能。本文以SGZ1000/2400型刮板输送机用链轮轴组为例，阐述了链轮轴组设计基本原则选；分析了如何确定链轮轴组的链轮齿数和输出端花键长度；目的是为链轮轴组合理设计提供思路。

关键词：链轮轴组；链轮组件；设计原则； 参数确定

0前言

随着煤炭机械的发展和国家对中小煤矿的整改与合并，大型的综采设备在煤矿中应用越来越广泛，对于刮板输送机来说，为了不断适应运输量的提升，其规模逐渐向大型、重型刮板输送机发展。链轮轴组是是煤矿井下刮板输送机的关键传动部件，大功率电机将扭矩传递到链轮轴组上后，链轮轴组拖动刮板链运行拉煤。

1 链轮轴组设计原则

设计之前首先要充分了解煤矿井下地质条件、煤质硬度、含矸量等，其次要考虑设备质保期、大修周期、使用年限。设计阶段除要考虑满足支撑、润滑、出轴方式等涉及轴本身结构的问题外，还必须满足此结构设计下的可靠性要求，即满足强度、刚度、稳定性的要求。输送机上使用的链轮轴组基本都是转速低、承载能力大短粗传动轴，一般不进行稳定性的计算，只进行轴的弯矩、扭矩的分析、进行危险界面的分析、计算，与轴相关零件的计算。从结构、材料、工艺三方面充分考虑它的适用性和可靠性。

1）如下图1所示，链轮轴组主要由主要由轴、轴承、轴承座、链轮、密封件、透盖、轴套等零件组成为一整体。

2）链轮轴组运行时存在多处摩擦副，所以润滑剂的正确选用和添加对链轮轴组的正常运行具有重要意义。目前主要使用的润滑剂为润滑油和润滑脂（半固体润滑剂）两大类。润滑油由于液体的不可压缩性和流动性，使产生的润滑油膜具有缓冲、吸振的能力，性能较稳定，潤滑油的添加和更换较方便，但润滑油抗水性、密封性和抗漏失性差。润滑脂无需复杂的密封装置和供油系统，润滑脂的粘附性使其在摩擦表面上的保持力强，与润滑油相比，其抗水性、密封性、和抗漏失性强。基于本次链轮轴组功率比较大，现阶段轴组漏油失效形式比较严重，大功率链轮轴组润滑剂选用润滑脂。

3）链轮采用GR链轮，GR链轮经过特殊设计，可将载荷分配在三个齿上，确保输送机运行时链环与轮齿之间的接触面积最大，降低链轮和链条的磨损并延长其使用寿命。

模块划设计：把链轮、轴、轴承合为一个驱动模块，多种尺寸的模块适应不同的安装功率。

4）链轮材质的选择。由于刮板输送机的功率变大和运输量增大，所以对链轮轴组的韧性和强度都有很大的要求，如果材质选择不恰当，链轮轴组就会在使用过程中容易出现事故，影响生产进度，甚至发生安全事故。目前较常用的材质有ZG45Mn、42CrMo和45CrNiMnMu等材质，本次由于功率大选用45CrNiMnMu材质。

5）链轮轴组的制作工艺。由于对链轮轴组的韧性和强度都有很高的要求，所以制作工艺也不能马虎，目前而言，链轮轴组的制作工艺主要有锻造，铸造和 焊接 。小型的普采刮板输送机可以选择铸造和焊接的链轮轴组。对于大型的综采链轮轴组为了保证其性能的要求就只能选择锻造链轮轴组，并且对其进行热处理调质等工艺加工。

2 链轮轴组参数确定

3总结

链轮轴组是煤矿井下刮板输送机的关键传动部件，在刮板输送机整体强度满足要求的情况下，驱动部能否正常工作是保证。在实际使用中，驱动部出现故障最频繁的组件是链轮轴组件，但通过优选的高性能链轮轴组可为井下刮板输送机正常运行和可靠工作提供保障。

参考文献；

[1]李红.浅谈刮板输送机选型计算方法[J].煤矿机械，2008（3）：48-49.

[2]牛树仁，陈滋平.煤矿固定机械及运输设备[M].北京：煤炭工业出版社，1988.

作者简介：

邢海龙（1988 - ），男，汉族，学士，助理工程师，现在宁夏天地奔牛集团刮板机研究所从事煤矿运输机械研发工作。