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滚筒采煤机
抢庄牛牛毕业设计论文-采煤机牵引部设计doc
来源:admin 时间:2019-08-02

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  结业论文标题:采煤机牵引部安排 要紧参数: 装机总功率:700-900KW 截割部功率2×(300-400)KW 采高鸿沟:2.2-3.5m 符合煤质硬度:f≤4 煤层倾角:γ≤25 滚筒截深:800mm 电机转速:1470r/min 牵引速率:0-15m/min 央浼: 联合采煤机总体计划的安排竣事运输机、液压支架的选型配套安顿图。 牵引部传动及布局总体安排。 要紧部件、组件、零件图安排; 牵引部强力轮齿组件图安排; 牵引部壳体(铸件)安排; 传动齿轮、轴的零件加工图安排; 编写竣事牵引部壳体加工工艺; 编写竣事整机安排筹划仿单、中英文翻译; 摘 要 G400/900-WD型采煤机是一种众电机驱动,横向安顿的调换电牵引采煤机。该机功率大,众电机横向安顿,整机布局紧凑,采用调换变频调速编制,变频调速采用机载式。截割电机、牵引电机等要紧元部件均可从采空区抽出,容易调动,利便维修。 牵引电机输出的转矩经三级圆柱齿轮和二级行星齿轮减速器减速后,由行星架输出,通过驱动轮与行走轮相啮合,再由行走轮与作事面刮板输送机上的齿轨啮合使采煤机来回行走,同时制动轴输出轴通过键与制动器相连,达成电牵引部的制动。 阁下牵引部,中央电控箱的团结螺柱,定位销,摇臂与阁下电牵引部铰接销轴四组,这些装配将采煤机各大部件联接成一个全体,起到紧固及毗邻的功用。牵引部与行走部做成一体,使机身全体尺寸紧凑,缩小了机身宽度。 G400/900-WD型采煤机,操作利便,牢靠性高,事情率低,开机效果高,可餍足高产高效作事面的必要。 闭头词:采煤机;牵引部;行走部;行星齿轮 ABSTRACT The G400/900-WD coal mining machine is more than one kind of motor-driven, crosswise arrangement alternating current hauling coal mining machine. This machine power is big, the multi-electrical machinery crosswise arrangement, the complete machine structure is compact, uses the exchange frequency conversion velocity modulation system, the frequency conversion velocity modulation uses aircraft-borne -like. Cuts the electrical machinery, the pulling motor and so on main part to be possible to extract from the worked-out section, easy to replace, facilitates the service. The pulling motor outputs torque decelerates after the third-level cylindrical gears and the second-level planet gear reduction gear, by the planet carrier outputs, with walks lining on the feet and palms of buddha meshing through the driving gear, by walks again round and on working surface scraper conveyers rack rail meshing causes the coal mining machine back and forth to walk, simultaneously the brake spindle output shaft is connected through the key and the brake, realizes the electricity hauling department brake. About the hauling department, the middle electrically controlled boxs joint stud, the positioning pin, the rocking shaft sells the axis four groups with about electricity hauling department hinge, these installments join coal mining machine various major assemblies a whole, plays the fastening and the connection role. The hauling department with walks to make a body, caused the fuselage overall size to be compact, reduced the fuselage width. The G400/900-WD coal mining machine, the ease of operation, the reliability is high, the accident rate is low, the starting efficiency is high, may satisfy the high production highly effective working surface the need. Key word: The coal mining machine; the hauling department; walks;Planet gear 目 录 1 概述 1 1.1采煤机的发扬大概 1 1.2邦际上电牵引采煤机的本事发扬情况 1 1.3邦内电牵引采煤机的发扬情况 3 1.3.1. 20世纪70年代是我邦归纳呆板化采煤起步阶段 3 1.3.2 .20世纪80年代是我邦采煤机发扬的繁荣光阴 4 1.3.3 .20世纪90年代至今是我邦电牵引采煤机发扬的时期 5 1.4采煤机的发扬趋向 7 1.5采煤机类型 7 1.6采煤机的构成 10 1.7电牵引采煤机的便宜 12 2 牵引部的安排 14 2.1牵引机构传动编制 14 2.1.1要紧本事参数 14 2.1.2电动机的拣选 14 2.1.3传动比的分拨 15 2.2牵引部传动筹划 17 2.2.1各级传动转速、功率、转矩 17 2.3牵引部齿轮安排筹划 18 2.3.1齿轮1和惰轮2的安排及强度效核 18 2.3.2齿轮3和惰轮4的安排及强度效核 24 2.3.3齿轮5和惰轮6的安排及强度效核 30 2.4牵引部行星机构的安排筹划 35 2.4.1行星齿轮的筹划 37 2.4.2行星轮啮合因素验算 49 3 轴的安排及校核 53 3.1 确定轴的最小直径 53 3.2轴的校核 56 3.3花键的强度校核 63 3.4轴承的校核 65 4采煤机的行使和爱护 67 4.1采煤机的爱护 67 4.2采煤机轴承的爱护及漏油的防治 69 4.3煤矿呆板传动齿轮失效的革新途径 71 5呆板密封 78 参考文献 82 英文原文 83 中文译文 91 称谢 98 1概述 1.1采煤机的发扬大概 呆板化采煤入手于二十世纪40年代,是跟着采煤呆板的展示而入手的。40年代初期,英邦、苏联接踵临蓐了采煤机,德邦临蓐了刨煤机,使作事面落煤、装煤达成了呆板化。但当时的采煤机都是链式作事机构,能耗大、效果低,加上作事面输送机不行自移,因而节制了采煤机临蓐率的升高。 50年代初期,英邦、德邦接踵临蓐出滚筒式采煤机、可弯曲刮板输送机和单体液压支柱,大大推动了采煤呆板化本事的发扬。因为当时采煤机上的滚筒是死滚筒,不行达成调高,所以节制了采煤机的实用鸿沟,咱们称这种固定滚筒采煤机为第一代采煤机。 60年代是全邦综采本事的发扬光阴,第二代采煤机——单摇臂滚筒采煤机的展示,治理了采高调度题目,推广了采煤机的实用鸿沟,分外是1964年第三代采煤机——双摇臂滚筒采煤机的展示,进一步治理了作事面自开缺口的题目,再加上液压支架和可弯曲输送机的连续完美等等,把综采本事推向了一个新秤谌,而且正在临蓐中显示了综采呆板化采煤的良好性——高产、高效、安适和经济。 进入70年代,综采呆板化获得了进一步的发扬和升高,综采装备入手向大功率、高效果及完美本能和推广行使鸿沟等倾向发扬。1970年采煤机无链牵引编制的研制获胜以及1976年展示的第四代采煤机——电牵引采煤机,大大改观了采煤机的本能,并推广了它的行使鸿沟。 80年代,德邦、美邦、英毂下拓荒获胜种种交、直流电牵引采煤机,同时把筹划机支配编制用正在采煤机上。而且入手注意系列化采煤机的拓荒作事,一种功率的采煤性能够派生轶群种机型,要紧元部件正在分歧功率的采煤机上都能通用,如此不只推广了作事面的符合鸿沟,并且便于用户配件的料理。采煤机系列化是20世纪80年代采煤机发扬中格外卓绝的特色。 至此,缓倾斜中厚煤层的综采呆板化题目仍旧基础获得治理,专家入手对达成厚煤层、薄煤层、急倾斜及其它难采煤层开采的综采呆板的研发,以实用分歧的开采要求。 80 年代往后, 全邦各要紧产煤邦度, 为符合高产高效综采作事面发扬和达成矿井集约化临蓐的必要, 主动采用新本事, 连续加快更新滚筒采煤机的本事本能和布局, 接踵研制出一批高本能、高牢靠性的“重型”采煤机。此中, 最具代外的是英邦安德森的Eiect ra 系列, 德邦艾柯夫的SL 系列, 美邦乔依的LS 系列和日本三井三池的MCL E2DR 系列电牵引采煤机。这些采煤机, 外示了当今全邦电牵引采煤机的最新发扬倾向。 德邦艾柯夫公司, 整机布局特色为机身3 段式, 双方传动部门为锻制箱体布局, 中央电气部门为焊接框架布局, 摇臂为分体团结, 阁下对称通用, 可餍足分歧的配套央浼; 牵引部电气传动编制采用两直流电机他激并列, 电枢采用微机支配, 励磁采用串联, 既能餍足四象限运转, 又能餍足双牵引, 趋于负载平衡, 目前正极力发扬调换电牵引。美邦乔依公司从3LS~7LS , 机身为3 段焊接布局体式, 摇臂为分体团结、阁下通用, 牵引部电气传动编制为2电机串激串联, 目前已入手加入行使7LS 调换电牵引采煤机。日本三井三池公司RD101101 和RD102102 均为调换电牵引采煤机, 其布局体式为以前的截割电机安顿正在机身的古代布局体式, 呆板传动和团结相当庞杂。总结这些邦度电牵引采煤机的本事发扬有如下几个特色: (1) 装机功率和截割电动机功率有较大幅度添加为了符合高产高效综采作事面迅疾割煤的必要, 无论是厚、中厚和薄煤层采煤机, 均正在连续加大装机功率(包含截割功率和牵引功率) 。装机功率多半正在1000kW 阁下, 单个截割电机功率都正在375kW以上, 最高达600kW。直流电牵引功率最大达2 ×56kW , 调换电牵引功率最大达2 ×60kW。 (2) 电牵引采煤机已庖代液压牵引采煤机而成为主导机型全邦各要紧采煤机厂商20 世纪80 年代都已把核心转向拓荒电牵引采煤机, 如德邦艾柯夫公司是最早拓荒电牵引采煤机的, 80 年代中后期基础放弃临蓐液压牵引采煤机, 研制出EDW 系列电牵引采煤机, 90 年代又研制获胜调换直流两用SL300 ,SL400 , SL500 型采煤机。美邦乔依公司70 年代中期入手拓荒众电机驱动的直流电牵引采煤机, 80 年代先后推出3LS , 4LS 和6LS 3 个新机型, 其电控编制众次革新, 更趋完美。英邦安德森公司80 年代中期先后拓荒了EL ECTRA1000和EL ECTRA 薄煤层电牵引采煤机。日本三井三池公司80 年代中期起头拓荒高开始调换电牵引采煤机, 最具代外的是MCL E2DR101101 , MDL E2DR102102 采煤机, 为邦际初创。法邦萨吉姆公司正在90 年代也已研制获胜Panda2E 型调换电牵引采煤机。调换电牵引近几年发扬很速, 因为本事前辈,牢靠性高、浅易, 有庖代直流电牵引的趋向。自日本80 年代中期研制获胜第1 台调换电牵引采煤机,至今除美外洋, 其它邦度如德邦、英邦、法邦等都先后研制获胜调换电牵引采煤机, 是从此电牵引采煤机发扬的新宗旨。 (3) 牵引速率和牵引力连续增大液压牵引采煤机的最大牵引速率为8m/ min 阁下, 而实践可用割煤速率为4 ~5m/ min , 不符合迅疾割煤必要。电牵引采煤机牵引功率成倍添加, 最大牵引速率达15~20m/ min , 美邦18m/ min 的牵引速率很广博,美邦乔依公司的1 台经革新的4LS 采煤机的牵引速率高达2815m/ min。因为采煤机必要迅疾牵引割煤, 滚筒截深的加大和转速的低重, 又导致滚筒进给量和推动力的加大, 故央浼采煤机增大牵引力, 目前已广博加大到450~600kN , 现正研制最大牵引力为1000kN 的采煤机。 (4) 众电机驱动横向安顿的总体布局日益发扬:70 年代中期仅有美邦的LS 系列采煤机、西德EDW215022L22W 型采煤机采用众电机驱动, 呆板传动编制相互独立, 部件之间无呆板传动, 解除了锥齿轮传动副和庞杂通轴, 呆板布局浅易, 装拆利便。目前, 这类采煤机既有电牵引, 也有液压牵引, 既有中厚煤层用大功率, 也有薄煤层的, 有庖代古代的截割电动机纵向安顿的趋向。 (5) 滚筒的截深连续增大牵引速率的加快,支架随机支护也相应跟上, 使机道空顶韶华缩短,为加大采煤机截深创建了要求。10 年前滚筒采煤机截深多半是630 ~ 700mm , 现已采用800mm ,1000mm , 1200mm 截深, 美邦正正在酌量采用1500mm 截深的能够性。 (6) 广博升高供电电压:因为装机功率大幅度升高, 为了保障供电质地和电机本能, 新研制的大功率电牵引采煤机险些都升高供电电压, 要紧有2300V , 3300V , 4160V 和5000V。美邦现有长壁作事面中, 45 %以上的电牵引采煤机供电电压为≥2300V。 (7) 有完美的监控编制:包含采用微执掌机支配的工况监测、数据搜聚、滞碍显示的自愿支配编制; 马上支配、无线电随机支配, 并已能支配液压支架、输送机作为和滚筒自愿调高。 (8) 高牢靠性:据通晓美邦行使的EL ECTRA 1000 型采煤机的韶华行使率可达95 %~98 % ,采煤量350 万t 以上,最高达1000 万 1.3邦内电牵引采煤机的发扬情况 1.3.1. 20世纪70年代是我邦归纳呆板化采煤起步阶段 20世纪70年代初期,煤炭科学讨论总院上海分院凑集要紧科技骨干,研制出综采面配套的MD-150型双滚筒采煤机,另一方面革新普采配套的DY100型、DY150型单滚筒采煤机;70年代中后期,缔制出MLS3-170型双滚筒采煤机。20世纪70年代我邦采煤机的发扬有以下特色: 1.装机功率小 比方,MLS3-170型双滚筒采煤机,装机功率170KW;KD-150型双滚筒采煤机,装机功率150KW;DY-100和DY-150型单滚筒采煤机,装机功率100KW和150KW。 2.有链牵引,输出牵引力小 此光阴的采煤机牵引格式都是圆环链轮与牵引链轮啮合传动,转达牵引力小,牵引力正在200KN以下。 3.牵引速率低 因为受液压元部件牢靠性的节制,安排的牵引力功率较小,牵引速率普通不赶上6m /min 。 4.自开暗语差 因为双滚筒采煤机摇臂短,又都是有链牵引,很难割透两头头,且容易留下三角煤,故必要人工致理,单滚筒采煤机更是如许. 5.作事牢靠性较差 我邦根本工业比力软弱,元部件质地较差,反应正在采煤机的寿命广博较低,分外是液压元部件的损坏比力首要。 1.3.2 20世纪80年代是我邦采煤机发扬的繁荣光阴 20世纪70年代后期,我邦总共引进143套综采成套装备。全邦要紧采煤机临蓐邦如英邦、德邦、法邦、波兰、日本等都进入中邦墟市,其本事也呈现正在中邦人的眼前,为咱们深刻通晓外邦本事和驾驭这些本事创建了要求,同时通过20世纪70年代自行研制采煤机的实习,得到了获胜和腐朽的体味与教训,确立了我邦采煤机的发扬倾向,即仿制和自行研制并举。 治理难采煤层的题目是20世纪80年代庞大课题之一:详细的课题是薄煤层归纳呆板化成套装备的研制:大倾角综采成套装备的研制:“三硬”、“三软”4.5m一次采全高综采装备的研制:治理短作事面的开采题目,短煤臂采煤机的研制。 据初阶统计,20世纪80年代自行拓荒和研制的采煤机种类有50余种,是我邦采煤机成果的年代,基础餍足我邦种种煤层开采的必要,洪量依赖进口的年代已一去不复返了。20世纪80年代采煤机的发扬有如下特色: 1.注意采煤机系列的拓荒,推广行使鸿沟 20世纪70年代拓荒的采煤机,一品种型唯有一个种类,万分简单,笼盖面小,很难餍足分歧煤层开采必要。20世纪80年代起注意系列化采煤机的拓荒作事,一种功率的采煤性能够派生轶群种机型,要紧元部件正在分歧功率的采煤机上都能通用,如此不只推广了作事面的符合鸿沟,并且便于用户配件的料理。采煤机系列化是20世纪80年代采煤机发扬中格外卓绝的特色。 2.元部件攻闭先行,促使采煤机作事牢靠性的升高 总结20世纪70年代采煤机拓荒中的体味教训,元部件的牢靠性直接决议采煤机拓荒的获胜率,因而功闭实质为:主电机的攻闭,以治理烧机的形势;齿轮攻闭,从拣选材质上,热执掌工艺上起头,研习邦外里前辈本事获胜体味,以德邦齿轮为宗旨举行攻闭,到达预期目标,治理了低速重载齿轮早失效的题目:液压编制和液压元部件的攻闭,主油泵和油马达的牢靠性直接影响牵引部作事的牢靠性,正在20世纪80年代中期,把斜轴泵、斜轴马达、阀组和调速机构等都列入核心攻闭实质。 3.无链牵引的增加行使,使采煤机作事安稳,行使安适 正在引进大功率采煤机的同时,无链牵引本事传入中邦,德邦艾柯夫公司的销轨式无链牵引和英邦安德森公司的齿轨式无链牵引占绝大大批,并且本事成熟。为此,我邦研制采煤机的无链牵引都向引进机组的布局上逼近。仿制和引进本事临蓐的采煤机更是如许。无链牵引使采煤机作事安稳,行使安适,承担的牵引力大,所以,获得用户的遍及接待,大功率采煤机都采用无链牵引编制。 1.3.3 20世纪90年代至今是我邦电牵引采煤机发扬的时期 进入20世纪90年代后,跟着煤炭临蓐向集约化倾向发扬,减员提效,升高作事面单产成为煤炭发扬的主流,发扬高产高效作事面势正在必行,此采煤机拓荒研制环绕高产高效的央浼举行,其要紧倾向是: (1)大功率高参数的液压牵引采煤机:最具代外性的机型是MG2X400-W型采煤机。 (2)高本能电牵引采煤机:电牵引采煤机的研制从20世纪80年代入手起步,20世纪90年代整个发扬,电牵引的发扬存正在直流和调换两种本事途径。进入20世纪90年代后,调换变频调速本事正在中厚煤层采煤机中增加行使,上海分院先后拓荒获胜MG200/500-WD、MG200/450-BWD、MG250/600-WD、MG400/920-WD和MG450/1020-WD等采煤机,变频调速箱能够是机载,也能够詈骂机载。其余派生出8种机型,都已加入行使,赢得较好的成效。太原矿山呆板厂正在引进英邦Electra1000直流电牵引全套本事的根本上,拓荒出MG400/900-WD和MG250/600-WD型两种电牵引采煤机,鸡西煤机厂、辽源煤机厂也拓荒了调换电牵引采煤机。 邦产电牵引采煤机固然发扬速率很速,但正在本能和牢靠性上与全邦前辈邦度的I采煤机比拟,还存正在较大的差异,因而少少有势力的矿务局,正在配备高产高效作事面时,把眼神移到外洋,进口外洋前辈电牵引采煤机。如神府华能集团引进美邦的7LS、6LS电牵引采煤机;兖州矿业集团公司引进德邦的SL-500型和日本的MCLE-DR102型调换电牵引采煤机,但因为价值高贵,故引进数目较少,90年代采煤机本事发扬的特色如下: 1.众电机驱动横向安顿的总体布局成为电牵引采煤机发扬的主流 我邦拓荒的电牵引采煤机,普通都采用横向安顿。各大部件由孑立的电动机驱动,传动编制相互独立,无动力转达,布局浅易,拆装利便,所以有庖代电动机纵向安顿的趋向。 2.我邦采煤机的要紧参数与全邦前辈秤谌的差异正在缩小 正在装机功率方面,我邦的液压牵引采煤机装机功率到达800KW,电牵引采煤机装机功率到达1020KW,其牵引功率为2X50KW,可餍足高产高效作事面临功率的央浼。正在牵引力和牵引速率方面,电牵引的最大牵引力已到达700KN,最大牵引速率达12.56m/min,微执掌机的工矿监测、滞碍显示、无线电离机支配等方面已到达较高本事秤谌。 3.液压紧固本事的拓荒讨论赢得获胜 采煤机毗邻构件通常松动是影响作事牢靠性的紧急要素,并且治理难度较大,液压螺母和专用超高压泵,正在电牵引采煤机中获得增加运用,防松成效明显,基础治理采煤机毗邻牢靠性的题目。 记忆这30众年我邦采煤机发扬的进程,走的是一条白手起家和仿制引进联合的道道,也是一条连续研习外洋前辈本事为我所用的发扬道道,从20世纪70年代要紧靠进口采煤机来餍足我邦临蓐必要,到近年险些是邦产采煤机占我邦全豹采煤机墟市,这也是个了不得的前进。 我邦从20 世纪80 年代末期, 煤科总院上海分院与波兰合营研制拓荒了我邦第1 台MG3442PWD薄煤层强力爬底板调换电牵引采煤机, 正在大同局雁崖矿行使赢得获胜。借助MG3442PWD 电牵引采煤机的电牵引本事, 对液压牵引采煤机举行本事更新。第1 台MG300/ 6802WD 型电牵引采煤机是正在鸡西煤矿呆板厂临蓐的MG300 系列液压牵引采煤机的根本上更改成功, 并于1996 年7 月正在大同晋华宫矿入手行使。与此同时, 正在太原矿山呆板厂临蓐的AM2500 液压牵引采煤机上运用调换电牵引调速装配改制MG375/8302WD 型电牵引采煤机。截止目前, 我邦已酿成5 个电牵引采煤机临蓐基地, 鸡西煤矿呆板厂、太原矿山呆板厂、煤炭科学讨论总院上海分院、辽源煤矿呆板厂临蓐调换电牵引采煤机, 西安煤矿呆板厂则临蓐直流电牵引采煤机。我邦近期拓荒的电牵引采煤机有以下特色: (1) 众电机驱动横向安顿电牵引采煤机。截割电机横向安顿正在摇臂上, 解除了螺旋伞齿轮和布局庞杂的通轴。 (2) 总装机功率、牵引功率大幅度升高, 供电电压(对单个电机400kW 及以上) 由1140V 升至3300V , 保障了供电质地和电机本能。 (3) 电牵引采煤机以调换变频调速牵引装配占主导位子, 部门厂商同时也研制临蓐直流电牵引采煤机。 (4) 主机身众分为3 段, 解除了底托架, 各零部件安排、缔制强度大大升高, 部件间用高强度液压螺母联接, 拆装利便, 升高了整机的牢靠性。 (5) 电控本事讨论和采煤机电气支配装配牢靠性连续升高。正在通用性、换取性和集成型方面迈进了一大步, 效用渐渐齐备, 无线电随机支配研制获胜, 数字化、微机的电控装配已进入试用阶段。 (6) 正在横向安顿的截割电机上, 安排行使了具有弹性缓冲本能的扭矩轴,改观了传动件的牢靠性, 对升高采煤机的全体牢靠性和韶华行使率起到了主动功用。 (7) 耐磨滚筒及镐形截齿的讨论, 推动了我邦的滚筒及截齿缔制本事,拓荒研制的耐磨滚筒,可实用于截割f = 3~4 的硬煤。具有行使中轴向力颠簸小,作事安稳性好,块煤率高,能耗低等便宜。 1.4采煤机的发扬趋向 电牵引采煤机经由25年的发扬,本事已趋成熟。新一代大功率电牵引采煤机已凑集采用了当今全邦最前辈的科学本事成为具有人工智能的高自 动化机电装备代庖液压牵引已成肯定。本事发扬趋向可扼要归结如下: ⑴电牵引编制向调换变频调速牵引编制发扬。 ⑵布局体式向众电机驱动横向安顿发扬。 ⑶监控本事向自愿化、智能化、作事面编制支配及长途监控发扬。 ⑷本能参数向大功率、高参数发扬。 ⑸归纳本能向高牢靠性和高行使率发扬。 邦内电牵引采煤机研制倾向与邦际发扬基础划一经由近15年的讨论,已赢得较大希望但离邦际前辈秤谌分外是正在监控本事及牢靠性方面尚有较 大差异,务必举行洪量的本事和试验讨论。采煤机类型 滚筒采煤机的类型许众,可按滚筒数目、行走机构体式、行走驱动装配的调速传动格式、行走部安顿位子、机身与作事面输送乳汁机配合导向格式、总体布局安顿格式平分类。 按滚筒数目分为单滚筒和双滚筒采煤机,此中双滚筒采煤机运用最广博。按行走机构体式分钢丝绳牵引、链牵引和无链牵引采煤机。按行走驱动装配的调速格式分呆板调速、液压调速和电气调速滚筒采煤机(大凡简称呆板牵引、液压牵引和电牵引采煤机)。按行走部安顿位子分内牵引和外牵引采煤机。按机身与作事面输送机的配合导向格式分骑槽式和爬底板式采煤机。按实用的煤层厚度分厚煤层、中厚煤层和薄煤层采煤机。按实用的煤层倾角分缓斜、大倾角和急斜煤层采煤机。按总体布局安顿格式分截割(主)电动机纵向安顿正在摇臂上的采煤机和截割(主)电动机横向安顿正在机身上的采煤机、截割电动机横向安顿正在摇臂上的采煤机。 采煤机的构成 采煤机要紧由电动机、牵引部、截割部和附庸装配等部门构成(如图1.1)。 电动机:是滚筒采煤机的动力部门,它通过两头输出轴差别驱动两个截割部和牵引部。采煤机的电动机都是防爆的,并且大凡都采用定子水冷,以缩小电动机的尺寸。 牵引部:通过其主动链轮与固定正在作事面输送机两头的牵引链3相啮合,使采煤机沿作事面转移,所以,牵引部是采煤机的行走机构。 左、右截割部减速箱:将电动机的动力经齿轮减速后传给摇臂5的齿轮,驱动滚筒6回旋。 滚筒:是采煤机落煤和装煤的作事机构,滚筒上焊有端盘及螺旋叶片,其上装有截齿。螺旋叶片将截齿割下的煤装到刮板输送机中。为升高螺旋滚筒的装煤成效,滚筒一侧装有弧形挡煤板7,它能够依据分歧的采煤方原来回翻转180°。 如图1.1 双滚筒采煤机 底托架:是固定和承托整台采煤机的底架,通过其下部四个滑靴9将采煤机骑正在刮板输送机的槽助上,此中采空区侧两个滑靴套正在输送机的导向管上,以保障采煤机的牢靠导向。 调高油缸:可使摇臂连同滚筒起落,以调整采煤机的采高。 调斜油缸:用于调度采煤机的纵向倾斜度,以符合煤层沿走向晃动近日常的截割央浼。 电气支配箱:内部装有种种电控元件,用于采煤机的种种电气支配和守卫。 其它,为低重电动机和牵引部的温度并供应外里喷雾降尘用水,采煤机设有特意的供水编制。采煤机的电缆和水管夹持正在拖缆装配内,并由采煤机拉动正在作事面输送机的电缆槽中卷起或睁开。 图2.1 牵引机构传动编制图 2.1.1要紧本事参数 要紧本事参数及配套装备: 采高(m):~3.; 符合倾角(°):≤5; 煤质硬度 : f≤4; 截深(m):0.滚筒直径 (m): ¢1.6 电压(V):1140; 牵引体式 :—齿轨电牵引; 牵引电机型号:YBXn225S-4 装机功率(KW): (此中两个截割电机2×KW两个牵引电机2×KW,一个泵电机KW,共计2×0+2×+=904KW) 2.1.2电动机的拣选 安排央浼功率为KW,依据矿井电机的详细作事境况环境,电机务必具有防爆和电火花的安适性,以保障正在有爆炸告急的含煤尘和瓦斯的气氛中绝对安适,并且电机作事要牢靠,启动转矩大,过载才华强,效果高。因而拣选由临蓐的三相鼠笼异步防爆电动机,型号为YBXn225S-4;其要紧参数如下: 额定功率:KW; 额定电压:0V; 满载电流:A; 额定转速:14r/min; 满载效果:0.9; 满载功率因数:0.8; 接线格式:Y; 质地:KG; 冷却格式:水冷 该电动机输出轴上带有渐开线花键,通过该花键电机将输出的动力转达给齿轮减速机构。传动比的分拨 正在举行众级传动编制总体安排时,传动比分拨是一个紧急闭键,能否合理分拨传动比,将直接影响到传动编制的外阔尺寸、重量、布局、润滑要求、本钱及作事才华。众级传动编制传动比实在定有如下规矩: 1.各级传动的传动比普通应正在常用值鸿沟内,不应赶上所答应的最大值,以适应其传动体式的作事特色,使减速器得到最小外形。 2.各级传动间应做到尺寸和洽、布局均匀;各传动件相互间不应爆发干预碰撞;统统传动零件应便于安设。 3.使各级传动的承载才华贴近相称,即要到达等强度。 4.使各级传动中的大齿轮进入油中的深度大致相称,从而使润滑比力利便。 因为采煤机正在作事经过中常有过载和障碍载荷,维修比力艰苦,空间节制又比力庄重,故对行星齿轮减速装配提出了很高央浼。所以,这里先确定行星减速机构的传动比。 安排采用NGW型行星减速装配,其作事道理如下图所示: a太阳轮 b内齿圈 c行星轮 行星架 图NGW型行星机构 该行星齿轮传动机构要紧由太阳轮a、内齿圈b、行星轮c、行星架等构成。传动时,内齿圈b固定不动,太阳轮a为主动轮,行星架上的行星轮c绕本身的轴线ox—ox转动,从而驱动行星架反转,达成减速。运转中,轴线ox—ox是转动的。 这种型号的行星减速装配,效果高、体积小、重量轻、布局浅易、缔制利便、传动功率鸿沟大,可用于种种作事要求。所以,它用正在采煤机截割部末了一级减速是适当的,该型号行星传动减速机构的行使效果为0.97~0.99,传动比普通为2.1~13.7。如图2.3,当内齿圈b固定,以太阳轮a为主动件,行星架为从动件时,传动比的保举值为2.7~9。从《采掘呆板与支护装备》上可知,采煤机截割部行星减速机构的传动比普通为5~6。因而这里先定行星减速机构传动比: i 依据前述众级减速齿轮的传动比分拨规矩及齿轮不爆发根切的最小齿数为17为凭据,另参考MG250/591型采煤机截割部各齿轮齿数分拨规矩,初定齿数及各级传动比为:=z/z=2.84 i=z/z=2.13 i=1.36 2.2牵引部传动筹划 2.2.1各级传动转速、功率、转矩 各轴转速筹划: 从电动机出来,各轴按次定名为、、、、轴。 轴 r/min Ⅱ轴 = n/ i =1470/2.84 =517.6 r/min Ⅲ轴 n= n/ i =517.6/2.13 =243 r/min Ⅳ轴 = n/ i =243/6。3 =38.57 r/min Ⅴ轴= n/ i =38./4.5 =8.57 r/min 各轴功率筹划: 轴 kW Ⅱ轴 =35.89×0.98×0.97 =34.124kW Ⅲ轴 =P =34.124×0.98×0.97 =33.107 kW Ⅳ轴 =P = 33.107×0.98×0.97 =32.12kW Ⅴ轴 =P =32.12×0.98×0.97 =30.534 kW 式中 ——滚动轴承效果 =0.99 ——闭式圆柱齿轮效果 =0.97 ——花键效果 =0.99 各轴扭矩筹划: 轴 =9550 Ⅱ轴 =9550 Ⅲ轴 =9550 Ⅳ轴 =9550 Ⅶ轴 =9550 将上述筹划结果列入下外:轴号 输出功率 P(kW) 转速n(r/min) 输出转矩T/(N·m) 传动比 轴 1470 233.211 2.84 2.13 6.3 Ⅱ轴 Ⅲ轴 Ⅳ轴 轴 齿轮安排筹划齿轮和惰轮的安排及强度效核筹划经过及解释)拣选齿轮质料 查1外 两个齿轮都选用20GrMnTi渗碳淬火 2)按齿面接触疲乏强度安排筹划 确定齿轮传动精度等第,按估取圆周速率小轮分度圆直径,由式得 齿宽系数:查外按齿轮相对轴承为非对称安顿,取 =0.小轮齿数: =惰轮齿数: ==71 齿数比 : ==71/25 传动比偏差 偏差正在鸿沟内 小轮转矩: =233211.N 载荷系数: 由文献1式(8-54)得 行使系数: 查外 =1.75 动载荷系数: =1.齿向载荷散布系数: =1.齿间载荷分拨系数: 则载荷系数的初值 =2.541 弹性系数: 查外 节点影响系数: 重合度系数: =0.89 许用接触应力: 由式= 接触疲乏极限应力: 查文献=1430N =1430N 应力轮回次数: 由式得=60njL=60 N= N/i=/2.84=2.795 则 查文献1图8-70得接触强度得寿命系数 ,(不许有点蚀) 硬化系数: 查文献1图8-71及解释 =1 接触强度安适系数: 查文献1外8-27,按较高牢靠度查=1~1.5, 取 故的安排初值为 =66.587mm 齿轮模数:=66.587/25=2.66 查外小齿分度圆直径的参数圆整值: 小轮分度圆直径: =mZ=4 核心距 : + Z)=192mm 齿宽:0.8mm 圆整 b=54mm 齿宽: 小轮齿宽: 齿根弯曲疲乏强度效荷筹划 由文献1式 齿形系数: 查文献 小轮=2.62 大轮=2.222 应力厘正系数: 查文献 小轮=1.59 大轮=1.752 重合度 = =1.675 重合度系数:由式 =0.25+0.75/1.675 =0.698 许用弯曲应力: 由式 弯曲疲乏极限: 查图 弯曲寿命系数: 查图 尺寸系数: 查图 安适系数: 查=1.5 则] ==107.69 ==93.62 及格 2.3.2齿轮和惰轮的安排及强度效核筹划经过及解释)拣选齿轮质料 查外 两个齿轮都选用20GrMnTi渗碳淬火 2)按齿面接触疲乏强度安排筹划 确定齿轮传动精度等第,按估取圆周速率 小轮分度圆直径,由式得 齿宽系数:查外按齿轮相对轴承为非对称安顿,取 =0.小轮齿数: =齿数: ==80.94 圆整取=81 齿数比 : ==81/38 传动比偏差 偏差正在鸿沟内 小轮转矩: =629600N 载荷系数: 由文献1式(8-54)得 行使系数: 查外 =1.75 动载荷系数: =1.齿向载荷散布系数: =1.齿间载荷分拨系数: 则载荷系数的初值 =2.541 弹性系数: 查外 节点影响系数: 重合度系数: =0.89 许用接触应力: 由式= 接触疲乏极限应力: 查文献=1430N =1430N 应力轮回次数: 由式得=60njL=60 N= N/i=/2.13=1.312 则 查文献1图8-70得接触强度得寿命系数 = Z=1 硬化系数: 查文献1图8-71及解释 =1 接触强度安适系数: 查文献1外8-27,按较高牢靠度查=1~1.5, 取 故的安排初值为 =95.33mm 齿轮模数:=95.33/38=2.51 查外小齿分度圆直径的参数圆整值: 小轮分度圆直径: =mZ=4 核心距 : + Z)=238mm 齿宽:0.8mm 惰轮齿宽: 小轮齿宽: 齿根弯曲疲乏强度效荷筹划 由文献1式 齿形系数: 查文献 小轮=2.43 大轮=2.202 应力厘正系数: 查文献 小轮=1.652 大轮=1.771 重合度 = =1.66 重合度系数:由式 =0.25+0.75/1.66 =0.701 许用弯曲应力: 由式 弯曲疲乏极限: 查图 弯曲寿命系数: 查图 尺寸系数: 查图 安适系数: 查=1.7 [] []=581/358.24 []=581/358.24 则==194.86 ==175.442 及格 2.3.3齿轮和惰轮的安排及强度效核筹划经过及解释)拣选齿轮质料 查1外 两个齿轮都选用20GrMnTi2)按齿面接触疲乏强度安排筹划 确定齿轮传动精度等第,按估取圆周速率 小轮分度圆直径,由式得 齿宽系数:查外按齿轮相对轴承为非对称安顿,取 =0.小轮齿数: =惰轮齿数: ==23.18 圆整 =23 齿数比 : ==23/17 传动比偏差 偏差正在鸿沟内 小轮转矩: =34025640N 载荷系数: 由文献1式(8-54)得 行使系数: 查外 =1 动载荷系数: =1.齿向载荷散布系数: =1.齿间载荷分拨系数: =1.1 则载荷系数的初值 =1.45 弹性系数: 查外 节点影响系数: 重合度系数: =0.89 许用接触应力: 由式= 接触疲乏极限应力: 查文献 =1430N =1430N 应力轮回次数: 由式得=60njL=60 N= N/i=/1.36=3.39 则 查文献1图8-70得接触强度得寿命系数 =1.04 Z=1.06 硬化系数: 查文献1图8-71及解释 =1 接触强度安适系数: 查文献1外8-27,按较高牢靠度查=1~1.5, 取 故的安排初值为 =275.335mm 齿轮模数:=275.335/17=16.1 查外小齿分度圆直径的参数圆整值: 小轮分度圆直径: =mZ=16 核心距 : + Z)=320mm 齿宽:0.8mm 圆整b=220 惰轮齿宽: 小轮齿宽: 齿根弯曲疲乏强度效荷筹划 由文献1式 齿形系数: 查文献 小轮=2.97 大轮=2.69 应力厘正系数: 查文献 小轮=1.52 大轮=1.575 重合度 = =1.554 重合度系数:由式 =0.25+0.75/1.554 =0.732 许用弯曲应力: 由式 弯曲疲乏极限: 查图 弯曲寿命系数: 查图 尺寸系数: 查图 安适系数: 查=1.5 则] 得: []=595425 []=595/210 ==328.177 ==319.621 及格 2.4牵引部行星机构的安排筹划,内齿圈的齿数为Zb,核心轮的齿数为Za,则上述三个量餍足餍足下列闭连: =1+Zb/Za (4-1) (2)同轴要求:为保障行星轮g同时与核心轮a,太阳轮b达成精确啮合,对付圆柱齿轮行星传动机构,央浼外啮合副的核心距与内啮合副的核心距相称,即=。对付规范传动或高度变位传动,有 = 可得: (4-2) 正在规范传动中,外啮合齿轮副的接触强度远低于内啮合齿轮的接触强度,为妥当调整外里啮合齿轮副的接触强度,常采用角度变位传动,外啮合齿轮副大凡采用大啮合角的正传动,;内啮合齿轮副普通采用小啮合角的正传动或负传动,,如此全豹行星传动的接触强度可升高30%,采用角变度传动时,外啮合和内啮合的核心距差别为: 由以上两式可得: (4-3) 以上三式中 —分度圆压力角;—外啮合齿轮副的啮合角; —内啮合齿轮副的啮合角 (3)安装要求:为保障各行星齿轮匀称散布正在核心轮的边缘,并且能精确的装入两核心轮的齿间达成精确啮合,则务必餍足两核心轮的齿数和与行星轮的数目标比值为整数,即: (整数) 亦可外现为: (4-4) (4)连接要求:行星机构正在运动的经过中,行星轮之间不行爆发干预,即要保障两行星轮的核心距L大于两行星轮齿顶圆半径之和,即: 或外现为: (4-5) 对付规范传动或高度变位传动有: 将以上两式代入式(3-5)得: (4-6) 凭据上述四个要求,初阶确定太阳轮,内齿圈以及行星轮的齿数。 2.4.1行星齿轮的筹划 已知:输入功率KW, 转速r/min, 输出转速=r/min 齿轮质料热执掌工艺及缔制工艺的选定 太阳轮和行星轮的质料为20CrNi2MoA,外观渗碳淬火执掌,外观硬度为57~61HRC。由于对付承担障碍重载荷的工件,常采用韧性高淬透性大的18Cr2Ni4WA和20CrNi2MoA等高级渗碳钢,经热执掌后,外观有高的硬度及耐磨性,心部又具有高的强度及杰出的韧性和很低的缺口敏锐性。 试验齿轮齿面接触疲乏极限MPa 试验齿轮齿根弯曲疲乏极限: 太阳轮: MPa 行星轮: MPa 齿形为渐开线直齿,最终加工为磨齿,精度为6级。 内齿圈的质料为,调质执掌,硬度为262~302HBS. 齿形的加工为插齿,精度为7级。确定各要紧参数 ⑴行星机构总传动比: i=,采用NGW型行星机构。 ⑵行星轮数目: 取。 ⑶载荷不服衡系数: 采用太阳轮浮动和行星架浮动的均载机构,取 =1.15 ⑷配齿筹划: 太阳轮齿数 内齿圈齿数 =z圆整z=69 行星轮齿数 = =29 取 =28 ⑸齿轮模数: 按公式筹划核心距: 归纳系数: K2)太阳轮单个齿轮转达的转矩: ==1301.119=498.76N 3)齿数比: u= /z=28/13=2.15 4)取齿宽系数: 5)初定核心距: 将以上各值代入强度筹划公式,得 =106mm 6)筹划模数: = 取规范值m=7)未变位时核心距a: mm (6)筹划变位系数 1)a-c传动 a)啮合角: cos20 =0.9308 因而 b)总变位系数: =(inv--inv) = =0.20834 c)核心距转移系数:= d)齿顶低重系数: e)分拨变位系数:=0.28 x=-0.07166 2)c-b传动 a)啮合角: cos20 式中, =(69-28) =102.5 代入 cos20 =(102.5/106)cos20 因而 b)变位系数和: (inv--inv) = = =0.7835 c)核心距转移系数: d)齿顶低重系数: e)分拨变位系数: =-0.07166 x=+ x=0.7835-0.07166=0.7118 第二对行星齿轮的筹划 已知:输入功率KW, 转速r/min, 输出转速=r/min 齿轮质料热执掌工艺及缔制工艺的选定 太阳轮和行星轮的质料为20CrNi2MoA,外观渗碳淬火执掌,外观硬度为57~61HRC。由于对付承担障碍重载荷的工件,常采用韧性高淬透性大的18Cr2Ni4WA和20CrNi2MoA等高级渗碳钢,经热执掌后,外观有高的硬度及耐磨性,心部又具有高的强度及杰出的韧性和很低的缺口敏锐性。 试验齿轮齿面接触疲乏极限MPa 试验齿轮齿根弯曲疲乏极限: 太阳轮: MPa 行星轮: MPa 齿形为渐开线直齿,最终加工为磨齿,精度为6级。 内齿圈的质料为,调质执掌,硬度为262~302HBS. 齿形的加工为插齿,精度为7级。 确定各要紧参数 ⑴行星机构总传动比: i=,采用NGW型行星机构。 ⑵行星轮数目: 取。 ⑶载荷不服衡系数: 采用太阳轮浮动和行星架浮动的均载机构,取 =1.15 ⑷配齿筹划:太阳轮齿数 内齿圈齿数 =z 取50 行星轮齿数 = =17.5 取 =18 齿轮模数: 按公式筹划核心距: 归纳系数: K太阳轮单个齿轮转达的转矩: ==7953.09=3048.6845N 齿数比: u= /z=18/14=1.28 取齿宽系数: 初定核心距: 将以上各值代入强度筹划公式,得 =142mm 筹划模数: =mm 取规范值m=未变位时核心距a: mm (6)筹划变位系数 1)a-c传动 a)啮合角: cos20 =0.938 因而 b)总变位系数: =(inv--inv) = =0.0286 c)核心距转移系数:= d)齿顶低重系数: =0.016 e)分拨变位系数:=0.0191 x=0.0095 2)c-b传动 a)啮合角: cos20 式中, =(50-18) =144mm 代入 cos20 =(144/142)cos20 =0.9412 因而 b)变位系数和: (inv--inv) = = =-0.03 c)核心距转移系数: d)齿顶低重系数: e)分拨变位系数: =0. 0095 x=+ x=-0. 03+0. 0095 =-0.0205 第一对行星轮配齿验算: (1)传动比要求: z= 28=(69-13) 餍足 (2)安设要求: (+ z)/2=整数 即(69+13)/2=整数 餍足 (3)同轴线)连接要求: np 即: 3180/59.9=3.005 餍足 第一对行星轮配齿验算: (1)传动比要求: z= 18=(50-14) 餍足 (2)安设要求: (+ z)/2=整数 即(50+14)/2=整数 餍足 (3)同轴线)连接要求: np 即: 3180/49.88=3.6 餍足 3.几何尺寸筹划 分度圆 齿顶圆 齿根圆 基圆直径 齿顶高系数 太阳轮,行星轮— 内齿轮— 顶隙系数 太阳轮,行星轮— 内齿轮— 代入上组公式筹划如下:太阳轮 d=5 =77.72mm d=65-2 =53.8mm d=dcos20=65 =61.08mm 行星轮 d=5 =149.2mm d=140-2 =125.93mm d=dcos20=140 =131.55mm 内齿轮 d=5 =345mm da= 345-2 =329.96mm d=345+2 =364.118mm d=dcos20=345 =324.19mm 第二对太阳轮 d=9 =126mm da= 126+2 =143.74mm d=126-2 =101.14mm d=dcos20=126 =118.4mm 行星轮 d=9 =162mm da= 162+2 =179.88mm d=162-2 =136.97mm d=dcos20=162 =152.23mm 内齿轮 d=9 =450mm da= 450-2 =432.55mm d=450+2 =471.23mm d=dcos20=350 =422.86mm 第一对太阳轮,齿宽b 取 则 b =1.1=71.5mm 取 =b=70 ~ 第一对太阳轮,齿宽b 取 则 b =1.1=138.6mm 取 =b=138 ~啮合因素验算 ⑴a-c传动端面重合度 顶圆齿形曲径: 太阳轮==11.11mm 行星轮 ==23.95mm 2)端面啮合长度: 式中 “”号正号为外啮合,负号为内啮合角 — 端面节圆啮合则 =11.11-23.95+106sin21.44 =25.9(mm) 3)端面重合度: ==1.756 ⑵ c-b端面重合度 顶圆齿形曲径 : 由上式筹划得 行星轮 内齿轮 2)端面啮合长度: 3)端面重合度: =1.65 第二对行星轮啮合因素验算 ⑴a-c传动端面重合度 顶圆齿形曲径: 太阳轮==21.55mm 行星轮 ==27.7mm 2)端面啮合长度: 式中 “”号正号为外啮合,负号为内啮合角 — 端面节圆啮合则 =21.55-27.7+142sin20.2816 =43.07(mm) 3)端面重合度: ==1.62 ⑵ c-b端面重合度 顶圆齿形曲径 : 由上式筹划得 行星轮 内齿轮 2)端面啮合长度: 3)端面重合度: =1.8 3轴的安排及校核根本前进行的。 为了餍足安排央浼,保障轴上零件的定位和法则,便于安装,并有杰出的加工工艺性,因而拣选阶梯轴形。装滚动轴承的定位轴肩尺寸应查相闭的安设尺寸。为便于安装及减小应力凑集,有配合的轴段直径改观处做成劝导锥。正在一根轴上的轴承普通都取相同型号,使轴承孔尺寸相通,可一次镗孔,保障精度。 输入轴为齿轮轴布局,如下图采用轴的质料为20Cr,渗碳、淬火、回火执掌。初估轴的最小直径,可得 惰一轴的安排 因为心轴不转达转矩,转矩法估算直径正在这里不再实用,采用体味法估算心轴的直径,轴径与核心距的闭连为: 初取,经受力剖判正在确定轴的直径. 该心轴分三段,从右端起: 轴段1:该轴段直接安设正在摇臂壳体上,起支柱功用.取其直径,为使该轴有足够的支柱强度,取其长度 轴段2:该段安设轴承,轴承外圈支承着惰了轮.取其直径,这里拣选调心滚子轴承253520,以使其自愿赔偿轴和外壳核心线的相对偏斜,轴承的要紧尺寸为:两轴间有一长为10的隔断套对其举行周向定位,该轴的长度 轴段3:为了对轴承举行定位,取其直径,因为箱体的厚度,为了保障惰轮与截一轴的齿轮精确啮合,取该段的长度 1.轴的受力剖判,由于此轴为心轴,仅受弯矩功用. 圆周力: 选用45钢调质执掌HBS=, 由于心轴只受弯矩功用,其告急截面正在轴的中央,的双支点梁,能够以为轴沿全豹跨度承担均布载荷 由于相差无几,其径向力抵消后与圆周力比拟能够忽视,因而弯矩为: 抗弯截面模量: 许用弯曲应力 因而该轴强度及格。 公式为: 3.2轴校核 轴的安排与校核 (1)轴上的转矩 T=9.55 =9550 =233.211 由外4-2取A=115, 可得A=115 =33.36 取 d=67mm (2)求功用正在齿轮上的力 轴上大齿轮分度圆直径为: =mZ=100mm 圆周力,径向力和轴向力的巨细如下 = = =4664.22N =4664.22tan20 =1697.64N F= F/cosa=2T/( dcosa) = 4664.22/cos20 = 4963.56N (5)轴的强度效核: 最先依据轴的布局图作出轴的筹划简图: 轴的筹划简图 (睹下页插图) 求支反力 秤谌面: = 1313.23N R = 3350.99N 笔直面: = 1219.66N R = 477.97N 3) 筹划弯矩 秤谌面弯矩: =194358.04Nmm M =194358.04 Nmm 笔直面弯矩: = 70740.28Nmm M = 70739.56Nmm 合成弯矩: =M=206831.17 Nmm 扭矩 T = 233211 Nmm 轴的筹划简图 扭矩: mm 5) 筹划当量弯矩: =249717 Nmm 轴的质料为45钢,调质执掌,查文献2外4-1得 由得 取=0.1d=30754 =249717/30754=8.12 该轴餍足强度央浼 轴的安排与校核 (1)轴上的转矩 =9550 =34025.64N.mm 由外4-2取A=115, 可得A=115 =168mm 取 d=170mm (2)求功用正在齿轮上的力 轴上大齿轮分度圆直径为: =mZ=272mm 圆周力,径向力和轴向力的巨细如下 = = =22247.35N =22247.35tan20 =8097.37N F= F/cosa=2T/( dcosa) = 22247.35/cos20 = 23675.14N (5)轴的强度效核: 最先依据轴的布局图作出轴的筹划简图: 轴的筹划简图 (睹下页插图) 求支反力 秤谌面: = 11441.49N R = 10805.85N 笔直面: = 4164.36N R = 3933N 3) 筹划弯矩 秤谌面弯矩: =2059468.2Nmm M =1836850Nmm 笔直面弯矩: = 7495848Nmm M = 668610Nmm 合成弯矩: =7773610 Nmm M=1954752.5 Nmm 扭矩 T = 34025640 Nmm 轴的筹划简图 扭矩: =0.634025640 =20415384 Nmm 5) 筹划当量弯矩: =21845295 Nmm = =20508753 Nmm 轴的质料为45钢,调质执掌,查文献2外4-1得 由得 取=0.1d=491300 =21845295/491300=44.464 该轴餍足强度央浼 3.3花键的强度校核 花键强度校核 按公式 式中-转达的转矩 -各齿载荷不匀称系数取(0.70.8) -齿数 -齿的作事长度 -均匀直径mm -齿的作事高度mm渐开线花键[]-许用压强查外2-23 []=(1020) 则 P=3.8[]强度校核及格行星轮系花键校核按公式 代入数据得 P=4.9[] 强度校核及格行星轮系花键校核按公式 代入数据得 P=7.1[] 强度校核及格 10000h~30000h。采煤机正在作事经过中时常受到障碍载荷,对其零部件的捣蛋相对较大,所以,为了饱满保障轴承行使的牢靠性,取其安排寿命低少少,采用Lh=12000h。 轴承的寿命按下式筹划: Lh=ε 式中 n-轴承外里圈的相对速率;C-轴承的额定载荷; P-轴承承担确当量载荷; Fp-载荷系数; Ft-温度系数;ε-寿命系数,取ε=. 1)筹划轴承的支柱反力 秤谌支反力 R =148F/206 =1484664.22/206 =3350.99N R=58 F/206 =584664.22/206 =1313.23N 笔直支反力 R = 1219.66 N R = 477.97 N 合成支反力 R= = =3565.823N R= = =1397.5N 3)轴承确当量动载荷=X=3565.823N =X=1397.5N 4)轴承的寿命 查文献2外5-9,5-10得=1.2 =272643h20000h 轴承的寿命及格 4 采煤机的行使和爱护 4.1采煤机的爱护 正在作事面的临蓐编制中,采煤机是影响产量的要紧装备。除了保障作事面采煤、装煤、运煤、支护和执掌装备的杰出结婚外,对这些装备的精确爱护、珍重和操作行使,不只可阐明其最大的临蓐才华,并且可到达安适临蓐。 润滑及传动用油的质地口角,是保障呆板寻常作事的闭头,所以务必实时、庄重用法则的明净油注油及润滑,用油商标不行混用与放肆代换,不然应一起调动。 牵引部液压传动箱用油,注油时务必用注油器,精滤芯要按期调动。 地面反省与试运转 采煤机下井前务必按井下工况,设不小于30米运输机,使采煤机可正在其上运动行走。 举行地面反省与式运转,确认及格后方可下井。 试运转前的反省: 最先反省各部件是否齐备、圆满,安设是否精确,一口气螺栓是否欠缺或松动,各运动闭键及手把的作为是否精确圆活。各油池及润滑点务必按法则加注明净油。水道是否通顺,反省各出轴处,盖板等是否漏油,电气部门的绝缘、隔爆等是否适应央浼。调高及喷雾编制管道是否齐备和接好等,应先用手盘动各运转部位,应无无意阻塞和其它不寻常形势。 试运转时反省: 启动前把各手把,聚散器等置于中立或断开位。接通电源,反省三相均衡环境,无题目时方可只支配一台电机的隔摆脱闭,启动此电机,观望空运转环境,然后放弃,看其是否轻速。再合上另一个隔摆脱闭,启动另一台电机及牵引电机,观望空运转环境,同时留心凹凸压压力外,然后放弃,看是否轻速。再盘动滚筒,看截割部传动是否杰出。无题目方可合聚散器再启动电机,观望运转环境,音响、发烧、转向等。 牵引部的反省,试运转前应先排气,试运转是正在电机启动后,待辅助泵压力寻常后,先把调速手把放肆向一方转动一小角度,观望齿轨轮与齿轮间啮合环境,同时留心观望凹凸压压力外,留心运转音响是否寻常,若无特地再缓慢增大手把角度,留心听音及观望,寻常后再缓慢回零,观望降速是否寻常,以同样措施反省“反向牵引”环境,并正在高速时按放弃牵引钮放弃牵引。 转移调高阀观望调高环境,反省管道编制是否漏油,测定阁下摇臂最大行程韶华,以上反省完毕后,使呆板正在运输机上往来行走,反省配套闭连,人工弯曲运输机,反省过弯环境,行行运行肯定要先慢后速。 正在全豹试运转经过中,要留心人身安适。发明题目实时执掌,不行带“病”下井。下井及井下拼装 正在不答应整机下井的要求下,可将呆板崩溃装运,但崩溃越少越好,主机是由摇臂铰接点处了解为三大部门为好。滚筒、附件等可差别装运。 留心,装运前务必将拆下的小零件如销子、螺栓、管接头号包装好。包裹好掀开的每个接触面,隔爆面,裸露的轴、孔、齿、手把、接头号,油缸活塞杆应一起缩回缸内,并固定好。运送前应注意反省所经道道环境,装运规律应顾及井下拼装的利便。 采煤机的拼装应正在预先计算的“缺口”中举行,规律为:先拼装好溜槽及作事面附件,然后使中架部门骑正在运输机和齿轨上,穿好导向滑靴,再装好阁下摇臂及滚筒,接电缆、水管及拖缆带,拼装时应留心人身及装备的安适,对机件的外露部门如手把等,要留心守卫。还要留心销轴、轴孔及接头号处的明净,不得有污物带入。 拼装后的运转与地口试运转央浼相通井下操作由每班装备的,经由特意磨练的两名司机举行。各班司机要不苛的推广交交班轨制。 操作前的反省:作事前要对呆板运转境况如煤壁、顶板、支护、配套装备等举行反省,发明题目实时执掌,并对呆板作好下列反省: 截齿是否齐备圆满,抢庄牛牛坚硬牢靠。 各把手按钮是否齐备,圆活牢靠。 油位是否适应央浼。亏空时增加。 各紧固螺栓要齐备,不松动。 电缆、水管、油管是否损坏及显露。 运输机是否铺设平直。 拖缆架是否卡挂。 供水是否寻常,不然不得开机。 滚筒前后两米以内不得站人。 试运转中留心事项: 各部门运转音响及发烧是否寻常。 联合面、出轴处、盖、管道等有无渗漏。 压力外指示是否寻常,指针有无不寻常发抖。 各运转部件及整机有无晃动与发抖。 调高及牵引是否寻常。 操作规律: 送电、磁力启动器合闸。 合上隔摆脱闭。 合上截割部聚散器。 发信号给作事面运输司机并解锁、使运输机启动。 给水冷却喷雾。 差别启动电机使滚筒寻常运转。 调采高到适当的高度。 拣选牵引倾向并缓慢调速到适当的速率。 呆板运转时留心事项: 留心滚筒运转环境,机道有无阻塞,呆板音响、牵引力(压力外)巨细,拖缆带卡挂形势等。 厉禁滚筒正在不运转环境下牵引或调高。 停运输机、停水时,机道有大块贫苦,支柱影响通过,电机闷车,夹石过硬,或其他有碍呆板寻常运转环境等时,应速即停机,执掌后方可开机。 留心顶板支护环境,职员位子,确保临蓐及人身安适。 停机规律: 牵引调速换向手把打回零位,危险泊车后也要把此手把回零。 放弃电动机、放弃运输机。 停水。 拉开截割部聚散器。 拉开隔摆脱闭。 80% 阁下,而因润滑题目变成事情占很大的比例。采煤机轴承的爱护及漏油的防治又是此中闭头的一个闭键。 1. 采煤机轴承损坏体式和因为 采煤机各传动轴承中,强度软弱,容易损坏的部位有: (1) 截割部轴齿轮(小伞齿轮轴) 它转速高,温升速、易发烧,使径向逛隙变小,并正在缺油环境下烧伤,变成特地噪声、振动; (2) 截割部行星机构行星轮轴承担力大 (为齿轮啮合切向力的二倍) ,而受空间巨细和轮缘壁厚的节制,轴承直径不行增大,滚动体和滚道外观接触应力高,常爆发早期点蚀和首要磨损; (3) 摇壁反转轴套和滚筒轴其转速低,但负荷高,并有首要障碍力,轴承常爆发套圈变形,边断裂; (4) 牵引部行走链轮轴承担障碍交变负荷,密封润滑要求差,煤尘易进入滚道把保留损坏。 2. 注意和革新法子 (1) 巩固润滑和密封 轴承作事时,滚动体与滚道、保留架和外里圈用滚动体都有摩擦,润滑剂可减小磨损,分外正在滚动体和滚道之间酿成油膜,可减小接触应力,低重温度,从而拉长轴寿命。采煤机轴承润滑用油普通为 N220,N320 极压工业齿轮油,众采用油池飞溅或加轮回连合润滑格式。要紧存正在题目是,密封不牢靠,变成油洪量吐露,外部煤粉尘埃连续浸入,轴承磨损加剧,轴承润滑油不良,乃至缺油使外观过热烧伤。所以需核心接纳法子: 1) 高速轴油封选用最适当密封质料、布局、升高其行使寿命; 2) 摇壁反转轴承用油脂 (2# 锂基脂) 润滑并用油封把它与固定箱油池隔绝; 3) 对低速轴 (如滚筒轴、行走轮轴等) 改用端面浮动油封。通过 O 型密封圈弹性变形发生端比压。使浮动环靠紧并转达扭矩,赔偿磨损。该油封对振动、障碍及轴向、径向偏斜不敏锐,分外实用于低速 (2m/ s以下) 、有煤粉泥浆要求下密封。 (2) 庄重验收,确保缔制和安设质地 1) 轴承自身质地是影响安设本能和行使寿命的紧急要素。如今邦内轴承厂家繁众质地错落有致,订货时要选好厂家确保轴承质地。 2) 轴承组件的缔制和安设应适应央浼。壳体孔直径超差更改了轴承精确配合央浼,过盈量大,使径隙变小,内圈发生拉应力。间隙大,径隙变大,组件刚性低重并惹起套圈滑动。 3) 壳体孔卵形或锥形偏差,使套圈滚动道变形。当滚动体验通落伍,滚道直径内经受压应力应明显增大,使区域过早磨损和捣蛋。 4) 轴和壳体孔挡肩对配合外观不笔直及二侧配合处分歧轴偏差,使轴承外里圈轴线歪斜,也使个别外观应力增大。 5) 轴承安设中务必调度轴向间隙到达安排央浼,对圆柱滚子轴承,轴向间隙小,内圈转移受阻,当受到障碍载荷时易爆发挡边撞裂,正在润滑不饱满时,也会导致轴承烧伤。 3 巩固轴承行使中爱护和珍重 采煤机轴承正在安设前的储运中要保留圆满包装,不受碰撞并防范浸水而生锈。行使中要分外留心到滑油量和质地。央浼做到: (1) 常可检油位,加足油; (2) 避免分歧型号油混用; (3) 掀开盖加油时,要防范煤尘、水等杂质进入,以防油质捣蛋,加剧磨擦面粒磨损和锈蚀。如发明油脏,实时入油并洗刷再加新油。 4 采煤机漏油及执掌 (1) 摇臂摆动轴的漏油及执掌截割部箱内的油流经摇壁套外侧摇壁摆动轴上的大轴承,有两个 O 形密封圈,正在行使中发明该处漏油,经拆检剖判发明,因为大轴承的外圆大,压不紧 O 型密封圈,加上个体轴承精度不足,内、外圈直径超差首要;其余轴承孔壁较软弱,行使中振动变形导致漏油。为此需正在摇臂轴小端加外骨架油封将该处与截割部油池分裂,改用润滑脂润滑即可扫除此处漏油。 (2) 滚筒轴的漏油及执掌采煤机割煤时,滚筒轴受阻力大且庞杂,受切向力、轴向力、煤壁推力、装煤力等。滚筒既绕滚筒轴转动,还沿滚筒轴笔直面作上下摆动,使油封漏油。其次,油封外径尺寸偏小导致油沿孔隙漏出,所以检修时应挑适当油封。其余迷宫间隙大,导致煤粉经由迷宫间隙、油封进入或滞留正在油封刃口与轴之间,将油封垫起变成漏油,同时加快油封磨损,所以需采用加毛毡或涂密封胶。 (3) 壳体盖板的漏油及执掌采煤机牵引部泵箱盖的密封最初采用石棉纸垫,因为石棉纸自身渗油,盖板大,不服度大,对纸垫比压不匀导致漏油。然后又采用橡胶垫,但其正在长韶华油功用下依然变形起包入手漏油。末了采用 O 形密封绳粘接成环形密封盖板,但若粘接不牢也会漏油。执掌法子是粘接处采用大斜暗语,且要平,粘接坚硬后方可安设。 采煤机是综采作事面的要紧装备,因为井下功课境况的卓殊性,以及对采煤机的爱护、珍重 、操作等方面的人工才华分歧,将会发生种种不行预念滞碍。所以,正在采煤机正在行使经过中,必要巩固爱护,按期检修,对易损部位实时接纳法子举行挽救,防范事情的爆发和推广,从而升高开机率和 拉长其行使寿命。 4.3煤矿呆板传动齿轮失效的革新途径 20 年来, 煤矿呆板的功率增大很速, 采煤机的功率添加了4~6 倍, 掘进机的功率添加了2~3 倍, 大型、特大型矿井提拔机功率已达数千kW, 功率的增大导致呆板装备的输出扭矩增大,使装备部件分外是传动齿轮的受力增大。煤矿呆板的齿轮众人为中、大模数(6~20 mm) 的低速(6m/ s 以下) 重载传动, 单元齿宽的载荷值高达20kN/ cm2 。因为受煤矿行使要求和呆板尺寸的节制,传动齿轮的外形尺寸没有众大改观, 易变成呆板传动齿轮失效, 导致煤矿呆板装备不行寻常运转。煤矿呆板齿轮的失效有轮齿折断、齿面胶合、齿面点蚀和齿面塑性变形等要紧体式。因为轮齿啮合分歧理, 变成超负荷或障碍负荷而发生轮齿较软齿部门金属的塑性变形, 首要时正在齿顶的边棱或端部展示飞边、齿顶变圆, 主动齿轮的齿面上有凹陷, 被动齿轮的节线相近升起一脊形, 使齿面遗失精确的齿形。齿轮失效直接影响着煤矿呆板功效的阐明, 亟待治理,提出几种革新途径。 1 .安排 煤矿呆板齿轮, 分外是承担重载和障碍载荷的提拔和采掘运输呆板齿轮, 其弯曲极限应力强度增大到1 200 MPa , 接触耐久性极限强度亦增大到1 600 MPa , 怎样正在不加大外形尺寸的要求下升高其强度和寿命, 需进一步举行科研本事攻闭, 优化安排参数。优化安排的实质包含载荷的精确筹划、强度筹划公式的厘正、优化选材、优化齿形布局、前辈的加工和执掌工艺、升高外观光洁度、合理的硬度和啮合参数、有用的润滑参数和安装央浼等,升高规范化、系列化水准。 因为渐开线齿形共轭齿轮的相对曲率半径较小, 故接触强度受到肯定节制。而圆弧齿轮正在接触点处的齿面相对曲率半径大, 其外观强度和弯曲疲乏强度较高(约为渐开线 倍) , 振动小、噪声低、尺寸和重量较小。除新安排齿轮应优先采用圆弧齿轮外, 原有渐开线齿轮减速器, 正在传动功率褂讪、核心距褂讪的条件下, 从新搭配模数、螺旋角等参数, 可优化安排更新为圆弧齿轮,大大拉长行使寿命。其余还能够采用以下几种比力前辈的优化安排措施: (1) 服从GB3480 —1997《渐开线载才华的筹划措施》和相闭行业规范, 采用CAD举行齿轮强度筹划和齿轮布局计划的类比, 选出最优的安排计划。 (2) 行使保角照射和有限元法等措施剖判齿根弯曲应力, 采用较泰半径的齿根过渡圆角并采用凸头留磨滚刀加工外齿轮齿形, 以此低重齿根弯曲应 力凑集, 升高弯曲强度。 (3) 依据弹性力学学问剖判轮齿的啮合形变,采用齿顶修缘, 修缘线是采用较大压力角的渐开线; 采用齿面喷丸执掌等工艺来升高轮齿的接触和弯曲疲乏强度。 (4) 依据弹流润滑外面讨论齿轮润滑形态后,采用极压增加剂的高粘度齿轮润滑油来改观齿轮的润滑形态。 2 .选材 齿轮质料的拣选, 要依据强度、韧性和工艺本能央浼, 归纳酌量。参考工业富强邦度煤矿呆板齿轮选用钢材的体味, 联合我邦实践, 宜选用低碳合 金渗碳钢。对付承担重载和障碍载荷的齿轮, 采用以Ni - Cr 和Ni - Cr - Mo 合金渗碳钢为主的钢材(含Ni 量2 %~4 %) ; 对付负载比力不乱或功率较小、模数较小的齿轮, 亦可选用无Ni 的Ni - Mn钢。这些渗碳合金钢的含碳量较低, 均匀为012 %以下, 此中的Mo 、Mn 均能添加钢的淬透性(含Mn 量以014 %~016 %为宜) , Cr 能添加钢的淬透性和耐磨性, Ni 对升高钢的韧性分外有用。应研制、采用新型淬透性好的渗碳齿轮钢(外洋称为“H”钢系列) , 它具有较窄鸿沟的淬透性带, 可保障齿轮变形鸿沟小并到达央浼的芯部硬度。应尽量选用冶金质地好的真空脱气精华钢(R —H 脱气钢) 和电渣重熔合金钢, 这种钢材的纯度高, 具有较好的致密度, 含氧、氮和非金属杂质极少, 塑性和韧性好, 省略了呆板本能和各向异性。用这种钢材缔制的齿轮与平凡电炉钢缔制的齿轮比拟, 其接触和弯曲疲乏寿命可升高3~5 倍, 齿轮极限载荷可升高15 %~20 %。缔制齿轮应尽量少用铸钢, 众用锻钢, 非用铸钢不行的大齿轮, 可采用铸钢轮芯镶锻钢齿圈组合件。锻钢要保障锻制比(普通选大于3 为好) 。无论铸、锻件, 缔制经过中要举行超声波探伤、质料 的呆板本能试验和反省, 以确保质料的质地及格。 3 .加工工艺 机加工滚齿时, 粗、精滚工序要分裂, 先用滚刀举行粗切, 再用专用滚刀举行精滚齿, 保留滚刀精度, 用百分外支配切齿深度, 切齿深度偏差应支配正在零位相近, 精滚齿滚刀的齿形偏差应不大于0.103 mm。齿形加工普通要到达9 级精度。齿面粗疏度务必到达安排央浼, 可正在磨齿后, 举行电扔光或振动扔光, 升高外观粗疏度, 粗疏度好的齿轮的寿命比粗疏度差的可升高15%~20 %。采用齿面修形、齿形修缘和挖根大圆弧(大圆弧齿根) 新本事(包含倒角、磨光、修圆) , 能取消或减轻啮合干预和偏载, 升高齿轮的承载才华, 使齿根应力凑集低重, 齿轮的弹性柔度增大。对齿形举行粉饰(磨齿、剃齿、研齿) , 齿轮的接触极限应力可升高15 %~25 %。对齿作纵向修形(修齿腹) ,

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