【正文】 ( ??? 1． 56 2． 29 5． 747）247。 min1? ) 轉(zhuǎn)矩 T/(N 花鍵尺寸為： 1 1 61 1 21 0 210 ??????? BDdN 軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證的，因此軸段直徑公差取為 6K . 軸端倒角 ??452 軸的強度效核： 首先根據(jù)軸的結(jié)構圖作出軸的計算簡圖 ： 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 27 頁 軸承1 軸承2 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 28 頁 166。Α 2） 求支反力： 水平面： ? ?? ? ? ? NFFR ttRB 7 8 4 3901 2 583/831 2 583 43 ???????? NRFFR HBttHA ???? 垂直面： ? ?? ? ? ? NFFR rrRB 8 2 5901 2 583/831 2 5)83( 43 ????????? NRFFR rBrrHA 21 2743 ???? 3） 計算彎矩，繪彎矩圖 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 29 頁 水平彎矩：圖（ b）所示 mmNRM HACH ?????? 0 5 9 8 4 mmNRM HBDH ?????? 垂直面彎矩：圖（ c）所示 mmNRM VACV ???????? 1 7 6 5 4 1832 1 2 783 mmNRM VBDV ?????? 5 2 4 3 3 8 2 590 合成彎矩：圖（ d）所示 mmNMMM CHCVC ?????? 0 6 7 3 9 51 7 6 5 4 0 5 9 8 4 4 2222 mmNMMM DHDVD ?????? 5 6 0 1 5 55 2 4 3 3 12 5 0 5 8 8 8 2222 4) 扭矩： mmNT ?? 32511003 mmNT ????? 1 9 5 0 6 6 03 2 5 1 1 0 ? 5） 計算當量彎矩：圖（ f）所示 mmNMM CCa ???? 39502? ? mmNTMM DDa ?????? 2222 ?左mmNMM DDa ??? 顯然 D 處為危險截面，故只對該處進行強度效核 軸的材料為 45鋼，調(diào) 質(zhì)處理，查表 4－ 1得 2/650 mmNB ?? 由 ? ??? ?? WM Da 得 ? ? 2/65~~ mmNB ?? ?? 取 ? ? 2/60 mmN?? 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 30 頁 3333 mmddW ????? ? 2/ 267 1861 3 mmNWM Ca ???? ? ? 2/60 mmN?? 安全系數(shù)效核計算： 1）確定參數(shù) 由前述計算可知： mNT ?? mmNM Ca ?? 0 6 7 3 9 5 mmW ? min/ rn ? 抗扭截面模量： 3333 mmddW ????? ?? 2）計算應力參數(shù) 彎曲應力幅 2/ mmNa ?? ?? 因彎矩為對稱循環(huán)， 故彎曲平均應力 0?m? 扭剪應力幅 23 / 32511002 mmNWTa ???? ?? 因轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，故扭剪平均應力 2/ mmNma ?? ?? 3）確定影響系數(shù) 軸的材料為 45 鋼 ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 由 表 4 － 1 查得212 /300,/650 mmNmmNB ?? ??? ， 21 /155 mmN??? 軸肩圓角處得有效應力集中系數(shù) ?? KK, 根據(jù) 0 1 ??dr ??dD 由表 4－ 5經(jīng)插值可得： ??k ??k 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 31 頁 尺寸系數(shù) ?? 、 ?? 根據(jù)軸截面為圓截面查圖 4－ 18得： ?? ＝ ?? = 表面質(zhì)量系數(shù) ?? 、 ?? 根據(jù) 2/650 mmNB ?? 和表面加工方法為精車，查圖 4－ 19，得 ?? ＝ ?? ＝ 。 試驗齒輪齒面接觸疲勞極限 lim 1450H? ? MPa 試驗齒輪齒根彎曲疲 勞極限： 太陽輪： lim 1450H? ? MPa 行星輪： lim 1450H? ? MPa 齒形為漸開線直齒，最終加工為磨齒，精度為 6 級。 ⑶ 載荷不均衡系數(shù) pk ： 采用太陽輪浮動和行星架浮動的均載機構，取 pk = ⑷ 配齒計算： 太陽輪齒數(shù) az . 4 2 2 145 .7 4p。 確定各主要參數(shù) ⑴ 行星機構總傳動比： i=，采 用 NGW 型行星機構。 截割部行星機構的設計計算 已知：輸入功率 7 ? KW, 轉(zhuǎn)速 7n =， 輸出轉(zhuǎn)速 n滾 =40r/min 齒輪材料熱處理工藝及制造工藝的選定 太陽輪和行星輪的材料為 20CrNi2MoA，表面滲碳淬火處理，表面硬度為 57～ 61HRC。Α 1166。 軸的設計及強度效核 先確定Ⅲ軸 選擇軸的材料 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 軸徑的初步估算 由表 4－ 2取 A＝ 115， 可得 mmnpAd 33 331 ????? 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 25 頁 3軸示意圖 求作用在齒輪上的力 Ⅲ軸上大齒輪分度圓直徑為： mmmZd 3403 ?＝Ⅲ 圓周力 tF ，徑向力 rF 和軸向力 ?F 的大小如下 NdTF t 25636306435800022 2 31 ???? NFF ntr 9 3 3 120t a n2 5 6 3 6t a n1 ????? ? 小輪分度圓直徑為： mmd 2644 ? NdTF t 580 0022 4 32 ???? NFF ntr 1 2 0 1 1 4 1 1tan2 ????? ? 軸的結(jié)構設計 1）擬定軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 Ⅰ 段 安 裝 調(diào) 心 滾 子 軸 承 。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 12 頁 第三章 傳動系統(tǒng)的設計 截割部傳動系統(tǒng)圖 各級傳動轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩的確 定 各軸轉(zhuǎn)速計算 ： 從電動機出來，各軸依次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ軸。 ?bagi 247。因此，它用在采煤機截割部最后一級減速是合適的，該型號行星傳動減速機構的使用效率為 ～ ,傳動比一般為 ～ 。 本次設計采用 NWG 型行星減速裝置，其原理如圖所示： 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 11 頁 a太 陽輪 b 內(nèi)齒圈 g 行星輪 x行 星架 NWG行星機 構 該行星齒輪傳動機構主要由太陽輪 a、內(nèi) 齒圈 b、 行星輪 g、行星架 x等組成。 3．使各級傳動的承載能力接近相等，即要達到等強度。滾筒轉(zhuǎn)速對滾筒截割和裝載過程影響都很大；但對粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度而不是滾筒轉(zhuǎn)速。據(jù)此選擇由撫順廠生產(chǎn)的三相鼠籠異步防爆電動機 YBC3─ 400,其主要參數(shù)如下： 額定功率： 400KW； 額 定電壓： 1140V 額定電流： 296A。所以，這里把左右搖臂設計成對稱結(jié)構。 2．主機身分為三段，即左牽引部、中間控制箱、右牽引部，采用高 度液壓螺栓聯(lián)結(jié)，結(jié)構簡單可靠、拆裝方便。中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 7 頁 左截割部 右截割部 左行走部 右行走部 左旋滾筒 右旋滾筒 液壓傳動 電控部 銘牌電控部編程站中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 8 頁 第二章 總體方案的確定 MG400/ 型采煤機簡介 MG400/900WD 型機載交流電牽引采煤機，該機裝機功率 900KW，截割 功率 2 400KW,牽引功率 該采煤機使用的電氣控制箱符合礦用電氣設備防爆規(guī)程的要求，可在有瓦斯或煤層爆炸危險的礦井中使用，并可在海拔不超過 2021m、周圍介質(zhì)溫度不超過＋ 40℃ 或低于－ 10℃ 、不足以腐蝕和破壞絕緣的氣體與導電塵埃的情況下使用。 9）貫徹標準化、系列化和通用化原則，加速開發(fā)適合不同地質(zhì)條件的新機型 目前各主要采煤機生產(chǎn)廠家都十分重視三化原則，將采煤機各主要部件 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 6 頁 （如電動機、截割部固定減速箱、搖臂、滾筒、牽引部、截牽箱、行走 箱 、牽引機構等 ） 制定 標準，作為適合不同條件的通用部件，各部件間的連接尺寸一致。 7）提高采區(qū)工作電壓 80 年代以前，各國采區(qū)工作面設備電壓多為 1000V左右。 3）增大牽引速度和牽引力，并改進無鏈牽引機構 為了適應綜采高產(chǎn)高效的要求，近代采煤機的牽引速度和牽引力都有較大的增大。 回顧這 30 多年我國采煤機發(fā)展的歷程，走的是一條自力更生和仿制引進結(jié)合的道路，也是一條不斷學習國外先進技術為我所用的發(fā)展道路，從 20世紀 70 年代主要靠進口采煤機來滿足我國生產(chǎn)需要，到近年幾乎是國產(chǎn)采煤機占我國整個采煤機市場，這也是個了不起的進步。各大部件由單獨的電動機驅(qū)動，傳動系統(tǒng)彼 此獨立，無動力傳遞，結(jié)構簡單，拆裝方便，因而有取代電動機縱向布置的趨勢。另外派生出 8 種機型，都已投入使用，取得較好的效果。無鏈牽引使采煤機工作 平穩(wěn)，使用安全，承受的牽引力大，因此，得到用戶的廣泛歡迎，大功率采煤機都采用無鏈牽 引系統(tǒng)。 2．元部件攻關先行，促使采煤機工作可靠性的提高 總結(jié) 20 世紀 70 年代采煤機開發(fā)中的經(jīng)驗教訓，元部件的可靠性直接決定采煤機開發(fā)的成功率，所以功關內(nèi)容為：主電機的攻關，以解決燒機的現(xiàn)象；齒輪攻關，從選擇材質(zhì)上，熱處理工藝上著手，學習國內(nèi)外先進技術成功經(jīng)驗，以德國齒輪為目標進行攻關，達到預期 目的，解決了低速重載齒輪早失效的問題：液壓系統(tǒng)和液壓元部件的攻關，主 油泵和油馬達的可靠性直接影響牽引部工作的可靠性，在 20 世紀 80 年代中期， 把斜軸泵、斜軸馬達、閥組和調(diào)速機構等都列入重點攻關內(nèi)容。 據(jù)初步統(tǒng)計， 20 世紀 80 年代自行開發(fā)和研制的采煤機品種有 50 余種，中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 3 頁 是我國采煤機收獲的年代，基本滿足我國各種煤層開采的需要，大量依靠進口的年代已一去不復返了。 4． 自開切口差 由于雙滾筒采煤機搖臂短 ,又都是有鏈牽引 ,很難割透兩端頭 ,且容易留下三角煤 ,故需要人工清理 ,單滾筒采煤機更是如此 . 5．工作可靠性較差 我國基礎工業(yè)比較薄弱 ,元部件質(zhì)量較差 ,反映在采煤機的壽命普遍較低 ,特別是液壓元部件的損壞比較嚴重 。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 2 頁 我國采煤機 30 多年的發(fā)展進程 20 世紀 70 年代是我國綜合機械化 采煤起步階段 20 世紀 70 年代 初期，煤炭科學研究總院上海分院集中主要科技骨干，研制出綜采面配套的 MD150 型雙滾筒采煤機，另一方面改進普采配 套的DY100 型、 DY150 型單滾筒采煤機； 70 年代中后期，制造出 MLS3170 型雙滾筒采煤機。隨著采煤機裝機功率越來越大 ,單純依靠經(jīng)驗 ,根據(jù)小型機器設計大功率機器 和加大安全系數(shù)的方法 ,往往使設計產(chǎn)品的尺寸越來越大 ,結(jié)構的應力分布、變形分布、內(nèi)力分布也很難得到合 理保證。 可調(diào)高螺旋滾筒采煤機或刨煤機與液壓支架和可彎曲輸送機配套，構成綜合機械化采煤設備，使煤炭生產(chǎn)進入高產(chǎn)、高效、安全和可靠的現(xiàn)代化 發(fā)展 發(fā)展階段。這種采煤機的主要缺點有二：其一是截煤滾筒的高度不能在使用中調(diào)整，對煤層厚度及其變化適應性差；其二是截煤滾筒的裝煤效果不佳，限制了采煤機生產(chǎn)率的提高。這種采煤機是用截鏈式截落煤，在截鏈上安裝有被稱為截齒的專用截煤工具，其工作效率低。 在設計過程中，對截割部的軸、傳動齒輪、軸承和聯(lián)接用的花鍵等部件進行了設計計算、強度校核和選用。 院長簽字：