【正文】 ，而且解決難度較大，液壓螺母和專用超高壓泵，在電牽引采煤機(jī)中得到推廣應(yīng)用，防松效果顯著，基本解決采煤機(jī)連接可靠性的問題。回顧這30多年我國采煤機(jī)發(fā)展的歷程，走的是一條自力更生和仿制引進(jìn)結(jié)合的道路，也是一條不斷學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)為我所用的發(fā)展道路，從20世紀(jì)70年代主要靠進(jìn)口采煤機(jī)來滿足我國生產(chǎn)需要，到近年幾乎是國產(chǎn)采煤機(jī)占我國整個(gè)采煤機(jī)市場，這也是個(gè)了不起的進(jìn)。 采煤機(jī)的類型及其組成滾筒采煤機(jī)的類型很多，可按滾筒數(shù)目、行走機(jī)構(gòu)形式、行走驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速傳動(dòng)方式、行走部布置位置、機(jī)身與工作面輸送機(jī)配合導(dǎo)向方式、總體結(jié)構(gòu)布置方式等分類。按滾筒數(shù)目分為單滾筒和雙滾筒采煤機(jī)，其中雙滾筒采煤機(jī)應(yīng)用最普遍。按行走機(jī)構(gòu)形式分鋼絲繩牽引、鏈牽引和無鏈牽引采煤機(jī)。按行走驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速方式分機(jī)械調(diào)速、液壓調(diào)速和電氣調(diào)速滾筒采煤機(jī)（通常簡稱機(jī)械牽引、液壓牽引和電牽引采煤機(jī)）。按行走部布置位置分內(nèi)牽引和外牽引采煤機(jī)。按機(jī)身與工作面輸送機(jī)的配合導(dǎo)向方式分騎槽式和爬底板式采煤機(jī)。按適用的煤層厚度分厚煤層、中厚煤層和薄煤層采煤機(jī)。按適用的煤層傾角分緩斜、大傾角和急斜煤層采煤機(jī)。按總體結(jié)構(gòu)布置方式分截割（主）電動(dòng)機(jī)縱向布置在搖臂上的采煤機(jī)和截割（主）電動(dòng)機(jī)橫向布置在機(jī)身上的采煤機(jī)、截割電動(dòng)機(jī)橫向布置在搖臂上的采煤機(jī)。采煤機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、牽引部、截割部和附屬裝置等部分組成（如圖11）。電動(dòng)機(jī)：是滾筒采煤機(jī)的動(dòng)力部分，它通過兩端輸出軸分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)截割部和牽引部。采煤機(jī)的電動(dòng)機(jī)都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以縮小電動(dòng)機(jī)的尺寸。牽引部：通過其主動(dòng)鏈輪與固定在工作面輸送機(jī)兩端的牽引鏈3相嚙合，使采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)，因此，牽引部是采煤機(jī)的行走機(jī)構(gòu)。每臺(tái)采煤機(jī)裝有兩個(gè)牽引傳動(dòng)箱。減速箱的主要功能是將電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速后傳給行走箱。行走箱最終驅(qū)動(dòng)齒輪，與固定在輸送機(jī)上的銷排嚙合，從而驅(qū)動(dòng)整臺(tái)采煤機(jī)行走。采煤機(jī)牽引部工作過程是由錐齒輪減速和圓柱齒輪減速通過花鍵連接實(shí)現(xiàn)減。 左、右截割部減速箱：將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂5的齒輪，驅(qū)動(dòng)滾筒6旋轉(zhuǎn)。滾筒：是采煤機(jī)落煤和裝煤的工作機(jī)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(jī)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，它可以根據(jù)不同的采煤方向來回翻轉(zhuǎn)180176。圖11 雙滾筒采煤機(jī)底托架：是固定和承托整臺(tái)采煤機(jī)的底架，通過其下部四個(gè)滑靴9將采煤機(jī)騎在刮板輸送機(jī)的槽幫上，其中采空區(qū)側(cè)兩個(gè)滑靴套在輸送機(jī)的導(dǎo)向管上，以保證采煤機(jī)的可靠導(dǎo)向。調(diào)高油缸：可使搖臂連同滾筒升降，以調(diào)節(jié)采煤機(jī)的采高。調(diào)斜油缸：用于調(diào)整采煤機(jī)的縱向傾斜度，以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時(shí)的截割要求。電氣控制箱：內(nèi)部裝有各種電控元件，用于采煤機(jī)的各種電氣控制和保護(hù)。此外，為降低電動(dòng)機(jī)和牽引部的溫度并提供內(nèi)外噴霧降塵用水，采煤機(jī)設(shè)有專門的供水系統(tǒng)。采煤機(jī)的電纜和水管夾持在拖纜裝置內(nèi)，并由采煤機(jī)拉動(dòng)在工作面輸送機(jī)的電纜槽中卷起或展。 研究目的和意義我國是采煤大國，煤炭是我國主要的能源，是保證國民經(jīng)濟(jì)增長的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。煤炭工業(yè)的機(jī)械化是指采掘、支護(hù)、運(yùn)輸、提升的機(jī)械化。其中采掘包括采煤和掘進(jìn)巷道。隨著采煤機(jī)械化的發(fā)展，采煤機(jī)是現(xiàn)在最主要的采煤機(jī)械。而采煤機(jī)牽引部是采煤機(jī)的重要組成部件，它不但負(fù)擔(dān)采煤機(jī)工作時(shí)的移動(dòng)和非工作時(shí)的調(diào)動(dòng)，而且牽引速度大小直接影響工作機(jī)構(gòu)的效率和質(zhì)量，并對(duì)整機(jī)的生產(chǎn)能力和工作性能產(chǎn)生很大影響。所以采煤機(jī)牽引部設(shè)計(jì)是整臺(tái)采煤機(jī)重中之重，因?yàn)樗P(guān)系到采煤機(jī)牽引力、牽引功率等重要參數(shù)。對(duì)采煤機(jī)牽引部的設(shè)計(jì)就是為了滿足實(shí)際工況的需求，使其發(fā)揮必要的作用。在石油、天然氣、水力發(fā)電和核動(dòng)力獲得巨大發(fā)展的今天，煤炭仍然是我國一次性能源的主體。煤炭工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)的發(fā)展是順利進(jìn)行社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的重要條件。采掘機(jī)械自動(dòng)化、先進(jìn)化是煤炭工業(yè)增加產(chǎn)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善勞動(dòng)環(huán)境和保證安全生產(chǎn)的必要技術(shù)手段，也是煤炭生產(chǎn)過程中節(jié)約能源、動(dòng)力和原材料消耗的有效技術(shù)措施。采煤機(jī)是目前重要的采煤設(shè)備，它的技術(shù)狀況和我國煤炭事業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)。因此，對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和改善是必要的，有現(xiàn)實(shí)意義。52第2章 總體方案的確定 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及參數(shù)采煤機(jī)牽引部由一個(gè)防爆電機(jī)、一級(jí)錐齒輪傳動(dòng)、二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)組成，本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)采煤機(jī)牽引部進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理分配傳動(dòng)比，主要零部件的設(shè)計(jì)，以及進(jìn)行強(qiáng)度校核等。通過計(jì)算牽引部各個(gè)組件的傳動(dòng)比，確定牽引部各個(gè)組件尺寸參數(shù)。在滿足牽引速度0~7m/min，滾筒轉(zhuǎn)速48r／min。～，煤層傾角小于等于30176。，生產(chǎn)能力800t/h的井下采煤工作的要求。 設(shè)計(jì)方案的確定綜合參考國內(nèi)外各種采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)方案，同時(shí)類比相似型號(hào)的采煤機(jī)的牽引部傳動(dòng)方案，初步定出滾筒式采煤機(jī)牽引部傳動(dòng)方案如下：方案一(如圖21)牽引部減速機(jī)構(gòu)由一級(jí)錐齒輪和NGW一級(jí)行星機(jī)構(gòu)組成，牽引電機(jī)通過花鍵與牽引減速一軸相連。由兩個(gè)軸承支承在殼體上，電機(jī)功率首先通過錐齒輪嚙合傳遞至低速級(jí)，然后傳遞到一級(jí)行星組件，最后由行星架輸出。圖21 方案一方案二(如圖22)牽引部減速機(jī)構(gòu)由一級(jí)錐齒輪和二級(jí)圓柱齒輪組成，牽引電機(jī)通過花鍵與牽引減速一軸相連。由兩個(gè)軸承支承在殼體上，通過錐齒輪改變轉(zhuǎn)速方向，再傳遞給齒輪低速級(jí)齒輪，然后通過內(nèi)花鍵傳遞到一級(jí)齒輪，最后通過內(nèi)花鍵與長軸相連，該軸另一端與截割軸部相連輸出。圖22 方案二方案三(如圖23)牽引部減速機(jī)構(gòu)由一級(jí)直齒圓錐齒輪和二級(jí)直齒圓錐齒輪組成，在一級(jí)直齒圓柱齒輪中間加入一個(gè)惰輪組，調(diào)節(jié)中心距，牽引電機(jī)通過花鍵與牽引減速一軸相連。一軸為軸齒輪，由兩個(gè)軸承支承在殼體上。電機(jī)將動(dòng)力傳遞給錐齒輪，由齒輪傳遞給齒輪低速級(jí)齒輪，最后輸出至截割部。1高速級(jí)小齒輪z1 2高速級(jí)大齒輪z2 3中間級(jí)小齒輪z3 4中間級(jí)大齒輪z4 5低速級(jí)小齒輪z5 6低速級(jí)大齒輪z6圖23 方案三比較三個(gè)方案：方案一有行星機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，簡化了傳動(dòng)系統(tǒng)，但筒殼增大了，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，所以此方案也不宜采用。方案二無惰輪調(diào)節(jié)中心距，且轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，橫向齒輪大，造成徑向負(fù)荷增大，使軸承使用壽命縮短。方案三是通過惰輪調(diào)節(jié)中心，使齒輪結(jié)構(gòu)緊湊，齒輪傳動(dòng)，體積小，效率高，外廓尺寸小，用于大功率的轉(zhuǎn)動(dòng)裝。綜上所述，此次設(shè)計(jì)方案確定為方案三。 電動(dòng)機(jī)的選用設(shè)計(jì)要求牽引部功率為375KW，根據(jù)礦井電機(jī)的具體工作環(huán)境情況，電機(jī)必須具有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險(xiǎn)的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對(duì)安全，而且電機(jī)工作要可靠，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，效率高。所以選擇電機(jī)為陜西新普南陽防爆電機(jī)有限公司生產(chǎn)的電機(jī)。其主要參數(shù)如下：產(chǎn)品類型：三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)：YBSS—375—4 375KW 1140V 級(jí)數(shù)：4級(jí)額定轉(zhuǎn)速：1480rpm效率：%滾筒轉(zhuǎn)速：48r/min總傳動(dòng)比的分配i = i總==式中 ——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,r/min； ——滾筒轉(zhuǎn)速,r/min。 傳動(dòng)比的分配在進(jìn)行多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，傳動(dòng)比分配是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，能否合理分配傳動(dòng)比，將直接影響到傳動(dòng)系統(tǒng)的外闊尺寸、重量、結(jié)構(gòu)、潤滑條件、成本及工作能力。多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的確定有如下原：（1）各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般應(yīng)在常用值范圍內(nèi)，不應(yīng)超過所允許的最大值，以符合其傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，使減速器獲得最小外形。（2）各級(jí)傳動(dòng)間應(yīng)做到尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱；各傳動(dòng)件彼此間不應(yīng)發(fā)生干涉碰撞；所有傳動(dòng)零件應(yīng)便于安裝。（3）使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力接近相等，即要達(dá)到等強(qiáng)度。（4）使各級(jí)傳動(dòng)中的大齒輪進(jìn)入油中的深度大致相等，從而使?jié)櫥奖?。由于采煤機(jī)在工作過程中常有過載和沖擊載荷，維修比較困難，空間限制又比較嚴(yán)格，故對(duì)齒輪減速裝置提出了很高要求。截割部傳動(dòng)比為13～14之間，因此牽引部設(shè)計(jì)傳動(dòng)比i：～由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中減速變化確定各級(jí)傳動(dòng)比。圓錐齒輪傳動(dòng)比常用值2～3，精度等級(jí)7～8級(jí)精度（稀油潤滑）圓錐齒輪加工成本高且加工困難，因此選用較小傳動(dòng)比。根據(jù)前述多級(jí)減速齒輪的傳動(dòng)比分配原則及齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)為17為依據(jù)，初定齒數(shù)及各級(jí)傳動(dòng)比為： 傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)各軸轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩計(jì)算：牽Ⅰ軸: 轉(zhuǎn) 速： =1480功 率: P1=375轉(zhuǎn) 矩： T1=9550=9550=m牽Ⅱ軸: = 牽Ⅲ軸: = 牽Ⅳ軸: =式中 ——傳動(dòng)比，，；——滾動(dòng)軸承效率，；——圓柱、錐齒輪傳動(dòng)效率，；——花鍵效率，；——聯(lián)軸