【正文】 邵啟飛 :薄煤層采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及截割減速器的設(shè)計(jì) 8 2 薄煤層采煤機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)基本功能的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 用于走向長(zhǎng)臂采煤法的采煤機(jī)應(yīng)該具有的如下三種基本功能； （ 1） 把煤從煤煤壁上破碎下來(lái)的功能； （ 2）把破碎先來(lái)的煤裝在工作面輸送機(jī)上的功能； （ 3）采煤機(jī)能沿著工作面自移的功能； 一、實(shí)現(xiàn)破碎煤壁功能結(jié)構(gòu)方案 銑削式結(jié)構(gòu)方案 在鼓形滾筒的表面或在旋轉(zhuǎn)滾筒的葉片上安裝截齒，滾筒隨采煤機(jī)前移并自轉(zhuǎn)，截齒便用銑削的方式把煤從煤壁上截割下來(lái)，這就是銑削 式結(jié)構(gòu)。 精品文檔 值得下載 圖 21水平軸螺旋滾筒結(jié)構(gòu) 圖 22 垂直軸滾筒結(jié)構(gòu) Horizontal axis roller spiral structure Verticalaxis roller structure 圖 23端銑式結(jié)構(gòu)方案 Millingstructure programme 鉆削式結(jié)構(gòu)方案 鉆削式結(jié)構(gòu)在喚醒懸臂的前端安裝截齒，這種懸臂的內(nèi)表面上也安裝有截齒。其缺點(diǎn)是這種結(jié)構(gòu)應(yīng)布置于采煤機(jī)的端面，機(jī)身必沿其鉆削出的空間前進(jìn)，因此，機(jī)身長(zhǎng)；這種結(jié)構(gòu)不能自開(kāi)缺口；為使地板平整還必須配有截割盤(pán)，沿頂板和地板截割煤層，因此使整個(gè)機(jī)器復(fù)雜化；此外這種結(jié)構(gòu)對(duì)煤層厚度的適應(yīng)性小。 采煤機(jī)的落煤功能是采煤機(jī)的第一功功能，因此，現(xiàn)在把既有落煤功能的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為采煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)。經(jīng)過(guò)淘汰和篩選，只有兩種類(lèi)型的裝煤結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)往往與沒(méi)有裝煤功能的工作機(jī)構(gòu)配合。牽引鏈的兩端固定在緊鏈裝置上，并與采煤機(jī)的鏈輪嚙合。因此牽引鏈機(jī)構(gòu)已限制了采煤機(jī)功率的提高。 實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)輔助功能的結(jié)構(gòu)方案 只具有基本功能的采煤機(jī)，能勉強(qiáng)完成在工作面破落煤壁和裝煤的任務(wù)。 適應(yīng)煤層沿走向波浪起伏以及存在的斷層的功能的結(jié)構(gòu)方案 采煤機(jī)在采空區(qū)安裝有調(diào)斜油缸，采空區(qū)側(cè)的滑靴安裝在活塞桿上。 ，一旦及其牽引部失靈，采煤機(jī)有可能下滑，具體防滑裝邵啟飛 :薄煤層采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及截割減速器的設(shè)計(jì) 12 置有： （ 1）抱閘式防滑裝置 （ 2）盤(pán)式制動(dòng)器防滑裝置 （ 3）輔助牽引與防滑絞車(chē) 二、實(shí)現(xiàn)降塵和冷卻功 能的結(jié)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)降塵功能的方案 采煤機(jī)的滾筒在截割煤壁的同時(shí)，產(chǎn)生的煤塵嚴(yán)重污染井下空氣，威脅工人身體健康。 （ 5）吸入式降塵 機(jī)構(gòu)，壓力水精油在滾筒軸內(nèi)的中心管送到噴嘴，有噴嘴噴出壓力水在水束周?chē)纬韶?fù)壓區(qū)，含塵空氣被吸入負(fù)壓區(qū)并隨水束穿過(guò)滾筒內(nèi)部降塵后，重新進(jìn)入截煤空間。 （ 7）泡沫滅塵，有發(fā)泡劑的水自噴嘴噴出進(jìn)入一個(gè)與噴嘴緊挨的罩體。讓噴霧水首先流過(guò)需要冷卻的不見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)冷卻功能，然后再被送到噴霧系統(tǒng)中。因此要用專(zhuān)門(mén)的電纜拖移裝置。夾板鏈終端借助于可回轉(zhuǎn)的彎頭懸掛于采煤機(jī)身上。對(duì)于中厚和厚煤層，考慮到工作面輸送機(jī)的最大輸送能力以及充分利用頂板壓力對(duì)煤壁的予破壞效應(yīng)，截深絕定為 。當(dāng)厚煤層分層開(kāi)采時(shí)，按最大分層厚度約為最大才高的 9095%，最下煤層厚度約為最小采高的 110120%來(lái)確定采煤機(jī)的采高。牽引速度即采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)的速度。我國(guó)采煤機(jī)的牽引速度在 圍，國(guó)外的可達(dá) 15m/ 15t/min 故由 QT =60HJVq ? 式中 H— 薄煤層采煤機(jī)采高， m。截深 J 也已設(shè)計(jì)給出為 。采煤機(jī)的牽引阻力取決于煤層的物理機(jī)械性質(zhì)、工作面傾角、采煤機(jī)自重以及導(dǎo)向裝置摩擦阻力等。實(shí)踐證明，截齒的截割速度與截齒的磨損速度相關(guān)。 6）裝機(jī)功率 采煤機(jī)裝機(jī)功率，是指采煤機(jī)總裝機(jī)功率。 Vq — 薄煤層采煤機(jī)可能達(dá)到的平均牽引速度， m/min。因此，采煤機(jī)實(shí)際生產(chǎn)率 QT ； QT =Q 39。 小結(jié) 該采煤機(jī)是基于 BW150 進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，改為薄煤層爬底板式的采煤機(jī)。聯(lián)結(jié)橋與機(jī)身部、兩個(gè)搖臂和連個(gè)滾筒裝配在一起，形成一個(gè)整體，在工作面往返穿梭式采煤。 精品文檔 值得下載 其優(yōu)點(diǎn)是： 1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便； 2） 破碎煤層時(shí)，截齒 沿層理運(yùn)動(dòng)，截齒所受截割阻力小，采煤機(jī)能耗比較低。調(diào)速方便調(diào)速范圍廣，調(diào)速特性好；牽引部傳動(dòng)效率比液壓牽引部提高近 30%；可以用于有鏈和無(wú)鏈牽引系統(tǒng)；裝有兩臺(tái)兩臺(tái)電牽引部的采煤機(jī)，可以在不降低牽引速度的條件下吧牽引力提高一倍。 圖 25 采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng) Shearer cutting of the transmission system 降塵功能的方案 吸入空氣式降塵結(jié)構(gòu)。 （ 4） 結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少。 邵啟飛 :薄煤層采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及截割減速器的設(shè)計(jì) 20 圖 26 機(jī)身的支撐與導(dǎo)向結(jié)構(gòu) Supplied with the support structureoriented 1 輸送機(jī)； 2千斤頂； 3機(jī)身； 4連桿； 5連桿； 6橋形桿； 7導(dǎo)向套架； 1 conveyor。 5 linkage。兩套相同的傳動(dòng)裝置分別裝設(shè)在工作面輸送機(jī)的機(jī)頭和機(jī)尾處。當(dāng)外負(fù)荷增加，電磁 滑差離合器的輸出轉(zhuǎn)速減小。 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 按指導(dǎo)書(shū)表 確定各零件效率?。郝?lián)軸器效率 聯(lián)? = 齒輪嚙合效率 齒? =（齒輪精度為 7 級(jí)） 滾動(dòng)軸承效率承?= 0 軸（電動(dòng)機(jī)軸）： P0 =Pr =75Kw T0= 0 /n0 = 75 103 /1470= （ 34） Ⅰ軸（減速器高速軸）： P1 = P 0 01? =P0 聯(lián)? =75 = （ 35） m i n/r14701/1470// 00101 ???? 聯(lián)ininn （ 36） mNnPT .4 8 21 4 7 0/?????? 精品文檔 值得下載 Ⅱ 軸（減速器中間軸）： P2 =P1 12? =P1 齒? 承? = = m i n/???? ininn mNnPT .1197563/?????? Ⅲ軸（減速器輸出軸）： P3=P2 23? =P2 齒? 承? = = m/r5631/563// 222323 ???? ininn 1 1 3 8 N . m1 0 3 / 5 6 36 7 .0 99 .5 5/nP9 .5 5T 333 ?????? Ⅳ 軸（開(kāi)式傳動(dòng)高速軸）： P4=P3 34? =P3 齒? 承? = = 2 6 8 r / m i5 6 3 / 2 . 1/in/inn 33434 ???? 聯(lián) 2 2 7 2 N .m1 0 3 / 2 6 86 3 . 7 89 . 5 5/nP9 . 5 5T 444 ?????? Ⅴ 軸（傳動(dòng)卷筒軸）： P5=P4 45? =P4 齒? 承? = = 1 0 7 r / m i n=2 6 8 / 2 .5= / in= /in =n 344545 5 4 1 1 N .m=1 0 3 / 1 0 76 0 . 6 39 .5 5= /nP9 .5 5=T 555 表 32 結(jié)論 Table 32 Conclusion 功率 P(KW) 轉(zhuǎn)矩 T () 轉(zhuǎn)速 n（ r/min） 連接方式 傳動(dòng)比 I 效率 ? 0 軸 75 487 1470 Ⅰ軸 482 1470 Ⅱ 軸 1197 563 Ⅲ軸 1197 563 Ⅳ 軸 2272 268 聯(lián)軸器 斜齒輪 斜齒輪 斜齒輪 邵啟飛 :薄煤層采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及截割減速器的設(shè)計(jì) 24 Ⅴ 軸 5411 107 斜齒輪 齒輪部分設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)輸出部 分齒輪傳動(dòng)計(jì)算 1) 高速齒輪傳動(dòng)計(jì)算 (1)選擇齒輪材料： 小輪選用合金剛，表面滲碳 HRC1=56— 62 大輪選用合金剛，表面滲碳 HRC2=56— 62 (2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算： 采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，按 Vt =(～ )n 3 22 /np 估取圓周速度 Vt =,參考教材表 814， 815 選取 II 公差組 7 級(jí) ? ?321 12d1 ???????? ?????????HHEdZZZZuuTK ?? ?? （ 37） 齒寬系數(shù) d? ,查教材表 823 按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱(chēng)布置，取 d? = 小齒輪齒數(shù) Z1選 Z1=17 大齒輪齒數(shù) Z2=Z1 i=17 = 圓整取 Z2=44 齒數(shù)比 u=Z2/Z1=44/17＝ 合適 傳動(dòng)比誤差 uu/? =（ ） /=0 誤差在 ? 5%內(nèi) 小輪轉(zhuǎn)矩 T1= 載荷系數(shù) K 由教材式（ 854）得 K=KA KV K? K? 使用系數(shù) KA，查教材表（ 820） KA= 動(dòng)載荷系數(shù) KV 的初值 KVt 由教材圖（ 857）查得 KVt = 齒向載荷分布系數(shù) K? 由教材圖（ 860）查得 K? = 齒間載荷分布系數(shù) K? 的初值 Kt? 在推薦值（ ?7?? ～ 20? ）中初選 0? =16? 精品文檔 值得下載 由式（ 855），（ 856）得 ??? ??? ?? （ 38） =[(1/Z1+1/Z2)]cos? +(1/? )Z1 d? tan? =[(1/17+1/44)] cos16? +(1/? ) 17 tan16? =+ = ?? = ?? = 查教材表（ 821）得 Kt? = 則載荷系數(shù)的初值為 : K=KA ?? KKKv ?? = = （ 39） 彈性系數(shù) ZE,查教材表（ 822）得 ZE= 2/mmN 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) ZH，查教材圖（ 864）得 ZH= 重合度系數(shù) ?Z ，查教材圖（ 865） Z? = 螺旋角系數(shù) ?Z = ?cos = ?16cos = 接觸疲勞極限應(yīng)力 2lim1lim , HH ?? 查教材圖（ 869）得 1limH? =1500N/mm2 2limH? =1400N/mm2 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1 =60njLh =60 1470 1 (16 300 10)= 109 h （ 311） N2 = N1 /u= 109 /= 109 h （ 312） 則查教材圖（ 870）得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù) z1N ,z 2N z1N= z2N=1 硬化系數(shù) zw 查教材圖（ 871）得 zw = 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) HS ，查教材表（ 827）得 HS = 許用接觸應(yīng)力由教材式（ 869）得 [ H? ]= limH? ZN Zw/SH則： 邵啟飛 :薄煤層采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及截割減速器的設(shè)計(jì) 26 [ ]! ???H?=[ ]2 ???H?=故 d1的設(shè)計(jì)初值 d1t 為 d1t ? 3 25 ?????? ????????? d1t ? 法面模數(shù) mn=d1t t cos ? /Z1 = 取 mn=6 （ 313） 中心距 a=mn(Z1+Z2)/ (2cos? ) （ 314） =6 (17+44)/ (2cos16o) =190mm 分度