【正文】 率電牽引采煤機 。 20 世紀(jì) 50 年代初期，美國、德國 相繼，生產(chǎn)出了滾筒式采煤機、可彎曲刮板輸送機和單體液壓支柱，從而大大推進(jìn)了采煤機械化技術(shù)的發(fā)展。這種采煤機的滾筒裝在可以上下擺動的搖臂上，通過擺動搖臂來調(diào)節(jié)滾筒的截割高度，使采煤機適應(yīng)煤層厚度變化的能力大大加強 1964 年，第三代采煤機 — 雙搖臂滾筒采煤機的出現(xiàn)，進(jìn)一步解決了工作面自開切口的問題另外，液壓支架和可彎曲刮板輸送機技術(shù)的不斷完善，把綜采技術(shù)推向了一個新的水平，并在生產(chǎn)中顯示廠綜合機械化采煤的優(yōu)越性 — 高效、高產(chǎn)、安全和經(jīng)濟(jì)，因 此各國競相采用綜采技術(shù)。該采煤機首次使用就顯示出電牽引的優(yōu)越性，即效率高，產(chǎn)量大， 第 4 頁 可靠隊高，其故障率儀為液壓牽引采煤機的 1/5。 1986 年，日本三井三池制作所研制出世界上第一臺交流電牽引采煤機( MCL400 一 DR6868 型 )。 采煤機的發(fā)展趨勢 國內(nèi)采煤機發(fā)展趨勢 我國從 20 世紀(jì) 80 年代末期 , 煤科總院上海分院與波蘭合作研制開發(fā)了我國第 1臺MG3442PWD薄煤層強力爬底板交流電牽引采煤機 , 在大同局雁崖礦使用取得成功。截止目前 , 我國已形成 5 個電牽引采煤機生產(chǎn)基地 , 雞西煤礦機械廠、太原礦山機器廠、煤炭科學(xué)研究總院上海分院、遼源煤礦機械廠生產(chǎn)交流電牽引采煤機 , 西安煤礦機械廠則生產(chǎn)直流電牽引采煤機。 (3) 電牽引采煤機以交流變頻調(diào)速牽引裝置占主導(dǎo)地位 , 部分廠商同時也研制生產(chǎn)直流電牽引采煤機。 (6) 在橫向布置的截割電機上 , 設(shè)計使用了具有彈性緩沖性能的扭矩軸 ,改善了傳動件的可靠性 , 對提高采煤機的整體可靠性和時間利用率起到了積極作用。裝機功率大都在 1000kW 左右 , 單個截割電機功率都在 375kW以上 , 最高達(dá)600kW。交流電牽引近幾年發(fā)展很快 , 由于技術(shù)先進(jìn) ,可靠性高、簡單 , 有取代直流電牽引的趨勢。由于采煤機需要快速牽引割煤 , 滾筒截深的加大和轉(zhuǎn)速的降低 , 又導(dǎo)致滾筒進(jìn)給量和推進(jìn)力的加大 , 故要求采煤機增大牽引力 , 目前已普遍加大到 450～ 600kN , 現(xiàn)正研制最大牽引力為 1000kN 的采煤機。 (5) 滾筒的截深不斷增大 牽引速度的加快 ,支架隨機支護(hù)也相應(yīng)跟上 , 使機道空頂時間縮短 ,為加大采煤機截深創(chuàng)造了條件。 (7) 有完善的監(jiān)控系統(tǒng) 包括采用微處理機控制的工況監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、故障顯示的自動控制系統(tǒng) 。電牽引采煤機既可以實現(xiàn)采煤機要求的工作特性，而且更容易實 第 6 頁 現(xiàn)檢測和控制自動化，又可以克服液壓牽引采煤 機加工精度要求高、工作液體易被污染、維修較困難以及工作可靠性較差和傳動效率較低等缺點，還便于實現(xiàn)工況參數(shù)顯示和故障顯示。技術(shù)發(fā)展趨勢可簡要歸結(jié)如下 : ⑴ 電牽引系統(tǒng)向交流變頻調(diào)速牽引系統(tǒng)發(fā)展。 ⑸ 綜合性能向高可靠性和高利用率發(fā)展。 現(xiàn)在，我國已生產(chǎn)出適合緩傾斜中厚及薄煤層的多種采煤機械，完全能滿足今后采煤機械化發(fā)展的需要?！?45176。根據(jù)厚煤層采煤機螺旋滾筒轉(zhuǎn)速低至 20～ 30 r/min，這里取 m in/ rn ?滾 。多級傳動系統(tǒng)傳動比的確定有如下原則： 如果把傳動比分配的合理時，傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理緊湊，重量輕，成本低，潤滑條件也好；但若分配不合理，其結(jié)果正好相反，因此分配傳動比時要考慮以下幾條原則： 1) 各級傳動的傳動比一般應(yīng)在常用值范圍內(nèi)，不應(yīng)超過所允許的最大值，以符合其傳動形式的工作特點，使減速器獲得最小的外形 。 由于采煤機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，故對行星齒輪減速裝置提出了很高要求。 對行星齒輪減速部分的傳動比分配如下： ??i ???i 總傳動比誤差 δ =總總 i iiiii ??? ??? 21 = ??? =%5% 滿足傳動比要求。輪齒的主要失效形式包括輪齒折斷、齒面點蝕、齒面膠合、齒面磨損和塑性變形。 以下計算參考程志紅主編《機械設(shè)計》 和《機械設(shè)計手冊》第四版 。 實踐證明，對于受沖擊載荷的齒輪，應(yīng)當(dāng)選用芯部沖擊韌性較好的材料?？梢詤⒄找延邢嚓P(guān)采煤機設(shè)計，確定每級的傳動比和中心距，進(jìn)而確定各級的幾何參數(shù)。 本次兩級圓柱齒輪減速機構(gòu)的設(shè)計采用齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算，齒根彎曲疲勞強度校核的方式。 圖 截割部傳動效率及輸出功率計算 傳動效率 ： 花鍵效率 1? = 軸承效率 2? = 圓柱直齒輪傳動效率 3? = 單級行星齒輪傳動效率 4? = 第 10 頁 各軸轉(zhuǎn)速計算 軸 1 m in1 4 8 5 r /1 ??電動機nn 軸 3 m i nr/??? inn 軸 7 m i n5 7 2 .2 5 r / 5 8 .3 8 / 1/ 237 ??? inn 軸 8 m i nr/??? ?inn 軸 10 m i n2 5 . 3 6 r /1 2 7 . 1 7 / 5 . 0/810 ??? ??inn 各軸功率計算 軸 1 kW 7 2 0 .3 00 .9 80 .9 87 5 0211 ?????? ?電動機PP 軸 2 kW 6 9 8 .8 30 .9 90 .9 87 2 0 .33212 ??????? ??PP 軸 3 kW 6 6 4 . 4 40 .9 90 .9 80 .9 ????????? ???PP 軸 4 kW 6 4 4 .6 40 .9 90 .9 86 6 4 .4 43234 ??????? ??PP 軸 5 6 2 5 .4 3 kW0 .9 90 .9 86 4 4 .6 43245 ??????? ??PP 軸 6 kW 6 0 6 .8 00 .9 90 .9 86 2 5 .4 33256 ??????? ??PP 軸 7 kW 5 7 6 . 9 40 .9 90 .9 80 .9 86 0 6 . 8 032167 ????????? ???PP 軸 8 kW 5 6 5 . 4 00 .9 85 7 6 . 9 4478 ?????? ?PP 軸 9 kW 5 5 4 . 1 00 .9 85 6 5 . 4 0189 ?????? ?PP 軸 10 kW 5 4 3 . 0 00 .9 85 5 4 . 1 04910 ?????? ?PP 各軸扭矩計算 扭矩計算公式： nPT 9550? 軸 1： ??T 軸 2： ??T 軸 3 7 3 9 2 . 3 0 N m4 / 8 5 8 .3 89 5 5 0 x 6 6 4 . 43 ??T 軸 4 1 7 ??T 軸 5 9 5 ??T 軸 6 7 5 ??T 軸 7 9 6 2 8 . 2 7 N m4 / 5 7 2 .2 59 5 5 0 x 5 7 6 . 97 ??T 軸 8 4 2 4 5 9 . 4 6 N m0 / 1 2 7 . 1 79 5 5 0 x 5 6 5 . 48 ??T 軸 10 m2 0 4 4 8 1 .4 7 N0 / 2 5 . 3 69 5 5 0 x 5 4 3 . 010 ??T 數(shù)據(jù)匯總 將以上數(shù)據(jù)列于 下 表中。 截割部分傳動系統(tǒng)圖如圖 ：截割部電機通過漸開線花鍵副和齒輪 1 相連，齒輪 齒輪 齒輪 齒輪 5 為墮輪，齒輪 6 通過齒形聯(lián)軸器和雙級行星輪（ NWG）高速級的中心輪相連接。 5) 使各級傳動的承載能力接近相等，即達(dá)到等強度?？倐鲃颖鹊扔诟鱾鲃又e，即 1i .2i .?i .??i =總i = 該電動機輸出 扭矩 軸上帶有漸開線花鍵，通過該花鍵電機將輸出的動力傳遞給 齒輪減速機構(gòu) 。所以選擇由撫順廠生產(chǎn)的 采煤機用隔爆型三相異步電動機 ，型號為 YBCS750；其主要 技術(shù) 參數(shù)如下： 1. 型 式： YBCS750； 2. 額定功率： 750KW； 3. 額定電壓： 3300 V； 4. 額定電流： 153 A； 5. 接線方式： Y； 6. 額定頻率： 50 Hz； 7. 額定轉(zhuǎn)速： 1485 r/min； 8. 冷卻水量： 33m/h? ； 9. 冷卻水壓： 3MPa? ； ： 30C??； 第 8 頁 ： 1188 ?500 ?1025 mm :3060 kg 該電動機輸出 扭矩 軸上帶有漸開線花鍵，通過該花鍵電機將輸出的動力傳遞給 齒輪減速機構(gòu) 。 2. 總體設(shè)計 采煤機主要技術(shù)參數(shù)及配套設(shè)備 適用煤層 采高范圍 ～ 煤層傾角 ≤ 15176。 今后，國際采煤機機械化的發(fā)展方向是：不斷完善各類采煤設(shè)備，使之達(dá)到高產(chǎn)、高效、安全、經(jīng)濟(jì) 。 ⑶ 監(jiān)控技術(shù)向 自動化、智能化、工作面系統(tǒng)控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)展。 電牽引采煤機經(jīng)過 25 年的發(fā)展，技術(shù)已趨成熟。 (8) 高可靠性 據(jù)了解美國使用的 EL ECTRA 1000 型采煤機的時間利用率可達(dá) 95 %～98 % ,采煤量 350 萬 t 以上 ,最高達(dá) 1000 萬 t 。 (6) 普遍提高供電電壓 由于裝機功率大幅度提高 , 為了保證供電質(zhì)量和電機性能 , 新研制的大功率電牽引采煤機幾乎都提高供電電壓 , 主要有 2300V , 3300V , 4160V 和5000V。 70 年代中期僅有美國的 LS 系列采煤機、西德 EDW215022L22W 型采煤機采用多電機驅(qū)動 , 機械傳動系統(tǒng)彼此獨立 , 部件之間無機械傳動 , 取消了錐齒輪傳動副和復(fù)雜通軸 , 機械結(jié)構(gòu)簡單 , 裝拆方便。 (3) 牽引速度和牽引力不斷增大 液壓牽引采煤機 的最大牽引速度為 8m/ min 左右 , 而實際可用割煤速度為 4 ～ 5m/ min , 不適應(yīng)快速割煤需要。 (2) 電牽引采煤機已取代液壓牽引采煤機而成為主導(dǎo)機型。具有使用中軸向力波動小 ,工作平穩(wěn)性好 ,塊煤率高 ,能耗低等優(yōu)點。 (5) 電控技術(shù)研究和采煤機電氣控制裝置可靠性不斷提高。 截割電機橫向布置在搖臂上 , 取消了螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸。第 1 臺 MG300/ 6802WD 型電牽引采煤機是在雞 西煤礦機械廠生產(chǎn)的 MG300 系列液壓牽引采煤機的基礎(chǔ)上改造成功 , 并于 1996 年 7 月在大同晉華宮礦開始使用。血交掀調(diào)速甩牢引采煤機的電動機結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，堅固耐用， 運行可靠，維護(hù)方便，無電刷和換向器，無火花和炭粉，耐震動，過載能力大。英國于 1984 年生產(chǎn)了第一臺 ELECTRA550型直流 (復(fù)勵 )電牽引采煤機，其后生產(chǎn)的 ELECTRAI000型采煤機在 1994年創(chuàng)下了年產(chǎn) 408 x 10000 t商品煤的世界最高紀(jì)錄，其截割牽引速度達(dá) 25 m/min。 1970 年采煤機無鏈牽引系統(tǒng)的研制成功以及 1976 年出現(xiàn)的、第四代采煤機 — 電牽引采煤機，大大改善了采煤機的性能，并擴大了其使用范圍。但由于當(dāng)時采煤機上的滾筒是死滾筒，不能實現(xiàn)調(diào)高，因而限制了采煤機的使用范圍，我們稱這種固定滾筒采煤機為第一代采煤機。 20 世紀(jì) 40 年代初期，英國 ,蘇聯(lián)相繼生產(chǎn)了采煤機，使工作面落煤、裝煤實現(xiàn)機械化。隨后，西安煤礦機械廠研制出 MG650/1480 一 WD 型、 MG750/1910 一 WD 型大功率電牽引采煤機 。第四代采煤機采用多電動機驅(qū)動，橫向布置，電控為機載方式，整機為無底托架，整體積木式組合結(jié)構(gòu)，各部件間為干式對接，對接面間無任何機械或液壓連帶關(guān)系 。 MG300 系列采煤機由上海煤礦機械研究所設(shè)計，雞西煤礦機械廠制造， 1986 年生產(chǎn)出第一臺，具有同期國際水平，現(xiàn)已廣泛使用。采用圓環(huán)鏈牽引機構(gòu)，牽引部液壓系統(tǒng)采用斜軸式軸向柱塞變量泵和斜軸式軸向柱塞定量馬達(dá) 。 20 世紀(jì) 60 年代初，在頓巴斯一 1 型采煤康拜因的基礎(chǔ)上，我國開始自行研制生產(chǎn)采煤機， 1964 年生產(chǎn)出 MLQ 一 64 型采煤機， 1968 年生產(chǎn)出 MLQ1 一 80 型淺截式單滾機，稱為我國第二代采煤機。我國于 1952年購進(jìn)并使用頓巴斯采煤機 (當(dāng)時稱采煤康拜因 )。 附屬裝置包括增壓系統(tǒng)、供水滅塵裝置和電纜拖移裝置。 牽引部為行走部的動力源和