【正文】 MG650/1630WD型采煤機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要 IABSTRACT II目錄 III1概述 1 我國(guó)采煤機(jī)的發(fā)展史 1 我國(guó)采煤機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) 1 提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性 2 高度自動(dòng)化、智能化 22采煤機(jī)總體結(jié)構(gòu) 4 4 MG650/1630WD的組成 5 5 5 6 6 MG650/1630WD型電牽引采煤機(jī)“三機(jī)”配套尺寸 73截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模數(shù)的確定 8 8 9 9 10 11 12 12 13 13 14 14 14 14 15 18 18 19 20 20 20 21 22 23 36 37 37 374牽引部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 41 4模數(shù)的確定 42 42 43 44 46 49 52 52 52 52 53 66 67 705搖臂箱體設(shè)計(jì) 726齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì) 737噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì) 748調(diào)高液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 76 76 779技術(shù)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)分析 78致 謝 79參考文獻(xiàn) 80附錄 82V1概述 我國(guó)采煤機(jī)的發(fā)展史 作為世界上最早利用煤炭資源的國(guó)家之一,中國(guó)的煤炭資源利用史可追溯至六七千年前,與如此長(zhǎng)遠(yuǎn)的煤炭利用史相比,采煤機(jī)的發(fā)展史則簡(jiǎn)單得多。20世紀(jì)40年代,英國(guó)、前蘇聯(lián)相繼研發(fā)鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī),雖在一定程度上變革了煤炭生產(chǎn)方式,卻因較低的工作效率為人垢病,與此同時(shí)德國(guó)研發(fā)刨煤機(jī)。50年代,英國(guó)、德國(guó)又相繼研發(fā)出滾筒式采煤機(jī)。60年代,英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、前蘇聯(lián)先后革新滾筒式采煤機(jī),奠定了現(xiàn)代化采煤機(jī)械的基礎(chǔ),自此,煤炭生產(chǎn)進(jìn)入高產(chǎn)高效、安全可靠的現(xiàn)代化發(fā)展階段。70年代以來(lái),綜合機(jī)械化采煤設(shè)備日臻成熟完善,向著數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。 中國(guó)的采煤機(jī)發(fā)展史始于20世紀(jì)50年代初,從前蘇聯(lián)引進(jìn)鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)并組織自行生產(chǎn),而其較低的工作效率決定了其不可能得到廣泛推廣應(yīng)用。60年代,我國(guó)從波蘭引進(jìn)滾筒式采煤機(jī)并組織自行生產(chǎn)。70年代,我國(guó)從英國(guó)、波蘭、法國(guó)、德國(guó)等大量引進(jìn)雙滾筒可調(diào)高采煤機(jī),走上大規(guī)模研制和生產(chǎn)現(xiàn)代化采煤設(shè)備之路。70年代至今,經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,我國(guó)己能自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)適合于各種煤區(qū)環(huán)境的滾筒式采煤機(jī),并致力于采煤機(jī)機(jī)械化力度的加強(qiáng)。 我國(guó)采煤機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) 經(jīng)過(guò)幾十多年的發(fā)展,目前我國(guó)采煤機(jī)械技術(shù)水平取得長(zhǎng)足進(jìn)步,與國(guó)外距離逐漸縮小,中低端產(chǎn)品己基本可以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求,個(gè)別產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)出口。但是,與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)采煤機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域仍然存在很多方面的問(wèn)題,如高端產(chǎn)品缺失,產(chǎn)品質(zhì)量存在隱患,自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化程度偏低等。在此背景下,增產(chǎn)提效,實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)械自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化成為我國(guó)應(yīng)對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)和提高國(guó)家能源安全的必然選擇,同時(shí)也是我國(guó)采煤機(jī)械技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。 提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性 質(zhì)量及可靠性一直是“中國(guó)制造”為人“垢病”的軟肋,要想擺脫這一命運(yùn),就必須采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)和分析方法提高采煤機(jī)設(shè)計(jì)可靠性,重點(diǎn)是提高系統(tǒng)裝置的抗振、散熱和防潮等性能。計(jì)算機(jī)技術(shù)與虛擬樣機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展為采煤機(jī)產(chǎn)品制造提供了新的機(jī)遇,通過(guò)三維造型,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行虛擬制造、裝配、試驗(yàn),極大地提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和可靠性,縮短了新產(chǎn)品的研制周期。 高度自動(dòng)化、智能化自動(dòng)化、智能化采煤機(jī)是信息時(shí)代發(fā)展的必然產(chǎn)物,直接影響了礦井的綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的實(shí)施。采煤機(jī)自動(dòng)化、智能化主要體現(xiàn)在:第一,基于網(wǎng)絡(luò)的采煤機(jī)故障分析智能技術(shù)。當(dāng)前,采煤機(jī)故障的表現(xiàn)方式為“黑洞現(xiàn)象”,并無(wú)過(guò)程記錄。對(duì)于多種綜合因素聯(lián)合誘發(fā)的采煤機(jī)故障,現(xiàn)場(chǎng)故障診斷較難。在無(wú)故障發(fā)生的過(guò)程記錄條件下,難以判斷故障誘發(fā)因素,采煤機(jī)信息處理處于“信息孤島”狀態(tài)。增加故障診斷功能,及時(shí)挖掘“病灶”,并給出解決方案,防止采煤機(jī)故障擴(kuò)大引起工作面停產(chǎn)的嚴(yán)重后果。第二,工作面顯示與信息傳輸系統(tǒng)。在采煤機(jī)上安裝高清晰低光攝像頭,隨機(jī)監(jiān)測(cè)滾筒位置并將視頻信息通過(guò)隨機(jī)光纜傳送回采巷道控制臺(tái)計(jì)算機(jī)。操作人員可以在工作面輸送機(jī)頭通過(guò)監(jiān)視計(jì)算機(jī)監(jiān)視采煤機(jī)工作情況。第三,采煤機(jī)與液壓支架聯(lián)動(dòng)技術(shù)。如同為采煤機(jī)安裝了GPS定位系統(tǒng),支架能及時(shí)獲取采煤機(jī)的位置、方向等信息,并基于這些信息自動(dòng)控制支架動(dòng)作。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步,我國(guó)采煤機(jī)技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展,當(dāng)前己研制出適應(yīng)不同開(kāi)采條件的系列采煤機(jī)產(chǎn)品。但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)采煤機(jī)在生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、自動(dòng)化和智能化監(jiān)測(cè)監(jiān)控等方面仍存在較大差距?；谑澜绮擅簷C(jī)發(fā)展趨勢(shì)和潮流,開(kāi)發(fā)研制安全可靠礦井“三機(jī)一架”綜合配套技術(shù)是未來(lái)我國(guó)煤機(jī)事業(yè)主攻方向。2采煤機(jī)總體結(jié)構(gòu) 采煤機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖 （1）組成：采煤機(jī)主要由左、右截割滾筒，左、右搖臂，左、右行走減速箱，行走箱，電氣控制箱，變頻調(diào)速箱，調(diào)高泵箱，中間框架，拖纜裝置及噴霧冷卻系統(tǒng)等組成。 （2）截割部：截割部電動(dòng)機(jī)橫向布置在搖臂上單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)搖臂減速箱三級(jí)直齒，一級(jí)行星傳動(dòng)減速后，通過(guò)方形出軸與截割滾筒聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)截割滾筒旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)截煤、落煤、裝煤工序。 （3）牽引部：兩臺(tái)行走電動(dòng)機(jī)橫向分別布置在左、右行走減速箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙牽引，經(jīng)行走減速箱的減速后，帶動(dòng)行走箱中的驅(qū)動(dòng)輪回轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)行走輪與銷軌嚙合，使采煤機(jī)沿工作面刮板輸送機(jī)正或反方向移動(dòng)。 （4）電控箱：該電控箱為獨(dú)立隔爆箱體，可從采空側(cè)抽出。電氣控制系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC）控制，具有瓦斯報(bào)警裝置，各項(xiàng)保護(hù)和顯示功能齊全，并配置中文液晶顯示屏，實(shí)時(shí)顯示采煤機(jī)的工況參數(shù)。 （5）變頻調(diào)速器：該變頻調(diào)速箱為獨(dú)立隔爆箱體。由三個(gè)腔體組成：變壓器箱，變頻器腔和接線腔。大蓋板上沒(méi)有電控按鈕和顯示窗，箱體上沒(méi)有冷卻水道。 （6)支撐：由采煤機(jī)煤壁側(cè)的兩個(gè)滑靴和采空側(cè)兩個(gè)導(dǎo)向靴滑分別支撐在工作面刮板輸送機(jī)的槽幫和銷軌上。 （7）調(diào)高泵：主要由調(diào)高電動(dòng)機(jī)、調(diào)高泵、粗過(guò)濾器，手液動(dòng)換向閥、集成閥塊和郵油箱等組成。各部件均可從中間框架的采空側(cè)抽出，維修方便。（8） 噴霧冷卻系統(tǒng)：由水閥、安全閥、節(jié)流閥、噴嘴、高壓軟管及有關(guān)聯(lián)接件等組成。來(lái)自噴霧泵的水由送水管經(jīng)電纜槽、拖纜裝置進(jìn)入水閥。由水閥分配成五路，用于冷卻、噴霧、降塵。 MG650/1630WD的組成MG650/1630WD型交流電牽引采煤機(jī)是一種新型大功率、智能化交流電牽引采煤機(jī)。該采煤機(jī)采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)、橫向布置結(jié)構(gòu)?？傃b機(jī)功率1639kW,截割功率2650kW,牽引功率290kW，破碎功率120kW，調(diào)高功率30kW,供電電壓3300V；采用機(jī)載“一拖一”交流變頻調(diào)速，強(qiáng)力銷軌式牽引；～,煤層傾角≤，煤質(zhì)硬的大采高綜采工作面。該采煤機(jī)主要有左、右截割部電機(jī)，左、右搖臂，左、右滾筒，機(jī)身框架及連接，行走部，行走箱，左、右牽引電機(jī)，變頻器箱，變壓器箱，開(kāi)關(guān)箱，左、右調(diào)高泵箱，調(diào)高泵電機(jī)，拖纜裝置，破碎裝置等組成。適用煤層 適用傾角 α≤16176。機(jī)面高度 1628mm最大采高 4600mm滾筒直徑 216。2240牽引力 980/495kN牽引速度 0—10—截深 800mm裝機(jī)功率 1140kW 截割電機(jī)型號(hào) YBCS650A截割電機(jī)功率 2650kW牽引電機(jī)型號(hào) YBQYG90牽引電機(jī)功率 290kW牽引形式 交流變頻 無(wú)鏈牽引方式 銷軌截割電機(jī)電壓 3300V 牽引電機(jī)電壓 380V泵電機(jī)型號(hào) YBRB30泵電機(jī)功率 30kW搖臂長(zhǎng)度 2716mm整機(jī)重量 92t配套刮板機(jī) SGZ1000/1050 配套噴霧泵站 PB320/ MG650/1630WD型電牽引采煤機(jī)如圖，是一種多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)橫向布置，交流變頻調(diào)速無(wú)鏈雙驅(qū)動(dòng)大型電牽引采煤機(jī)?？傃b機(jī)功率1639kW,截割功率2650kW,牽引功率290kW，破碎功率120kW，調(diào)高功率30kW,供電電壓3300V；采用機(jī)載“一拖一”交流變頻調(diào)速，強(qiáng)力銷軌式牽引,機(jī)面高度1628mm，最大采高4600mm，下切量651mm,搖臂長(zhǎng)度2716mm,～,煤層傾角≤，煤質(zhì)硬的大采高綜采工作面。 MG650/1630WD型電牽引采煤機(jī)“三機(jī)”配套尺寸采煤機(jī)依靠工作面輸送機(jī)導(dǎo)向并在其上移動(dòng)，而工作面輸送機(jī)與液壓支架又移架和推溜的支點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，采煤機(jī)工作面的“三機(jī)—采煤機(jī)、輸送機(jī)和液壓支架必須合理配合；否則，不僅高產(chǎn)高效難以實(shí)現(xiàn)，甚至連正常的生產(chǎn)也難以維持。下式是三機(jī)配套的一般要求，從安全角度考慮，工作面無(wú)立柱空間寬度R應(yīng)盡可能小，但它受到設(shè)備寬度的制約。式中 B截深，mm； E煤壁與鏟煤板間應(yīng)留的間隙，一般取100～150mm； W工作面輸送機(jī)的寬度，mm； X支架前柱與輸送機(jī)電纜槽間的距離，一般為150～200mm； d立柱外徑，mm。3截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模數(shù)的確定 （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(guò)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容^方便。 滾筒上截齒的切線速度，稱為截割速度，它可以有滾筒的轉(zhuǎn)速和直徑計(jì)算而來(lái)，為了減少滾筒截割時(shí)產(chǎn)生的細(xì)煤和粉塵，增大塊煤率，滾筒的轉(zhuǎn)速不宜過(guò)大，滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒截割影響極大，因此，傳動(dòng)比的分配需涉及滾筒轉(zhuǎn)速。則總傳動(dòng)比i為：式中 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,r/min； 滾筒轉(zhuǎn)速，r/min。 MG650/1630WD型采煤機(jī)采用四級(jí)減速。前三級(jí)減速機(jī)構(gòu)采用齒輪減速裝置，最后以及采用行星減速裝置。查閱相關(guān)文獻(xiàn)知，采煤機(jī)截割部行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比一般為46，這里取行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比= 由上述傳動(dòng)比分配原則知，其它三級(jí)每一級(jí)的傳動(dòng)比。因此，初步定各級(jí)傳動(dòng)比為：根據(jù)上述分配，取一級(jí)齒輪減速模數(shù)m=10,二級(jí)齒輪減速模數(shù)m=11,三級(jí)齒輪減速模數(shù)m=12,行星機(jī)構(gòu)齒輪減速模式m=14，則齒輪初步設(shè)計(jì)參數(shù)如下表1。表31 齒輪初步數(shù)據(jù)參數(shù)Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12齒數(shù)244343225020454545173082分度圓2404304302425502405405405402384201148模數(shù)10111214傳動(dòng)比分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 齒距 齒厚 頂隙C C=5）齒輪參數(shù)列表 表32齒輪參數(shù)表 mm分度圓直徑2404304302425502405405405402384201148齒數(shù)244343225020454545173082模數(shù)101010111112121212141414齒頂高101010111112121212141414齒根高15151515齒全高27272727齒頂圓直徑2604504502645722645645645642664481176齒根圓直徑2154054052105105105102033851113基圓直徑齒距齒厚頂隙3333 由設(shè)計(jì)可知，MG650/1630WD型采煤機(jī)截割部功率為 2650kW，即兩臺(tái)分別為650kW功率的電機(jī)。根據(jù)礦下工作安全，要求電機(jī)具有防爆、防電火花的安全性，以確保在含有煤塵、瓦斯等的危險(xiǎn)爆炸物的空氣中絕對(duì)安全。此外，要求電機(jī)工作可靠，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，負(fù)載、過(guò)載能力強(qiáng)，效率高。據(jù)此選擇電機(jī)YBCS650A，具體參數(shù)如下：型號(hào):YBCS650A工作電壓：3300V額定轉(zhuǎn)速：1486r/min支口直徑：螺孔：分布圓直徑：輸出軸：904mm鍵長(zhǎng)：85mm 該電機(jī)總體呈圓形，電機(jī)輸出軸上帶有漸開(kāi)線花鍵，通過(guò)該花鍵電機(jī)與搖臂的齒輪減速機(jī)構(gòu)相連接，并將輸出動(dòng)力傳遞給搖臂的齒輪減速機(jī)構(gòu)。