【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) (6) 在橫向布置的截割電機(jī)上 , 設(shè)計(jì)使用了具有彈性緩沖性能的扭矩軸 ,改善了傳動(dòng)件的可靠性 , 對(duì)提高采煤機(jī)的整體可靠性和時(shí)間利用率起到了積極作用。 (3) 電牽引采煤機(jī)以交流變頻調(diào)速牽引裝置占主導(dǎo)地位 , 部分廠(chǎng)商同時(shí)也研制生產(chǎn)直流電牽引采煤機(jī)。截止目前 , 我國(guó)已形成 5 個(gè)電牽引采煤機(jī)生產(chǎn)基地 , 雞西煤礦機(jī)械廠(chǎng)、太原礦山機(jī)器廠(chǎng)、煤炭科學(xué)研究總院上海分院、遼源煤礦機(jī)械廠(chǎng)生產(chǎn)交流電牽引采煤機(jī) , 西安煤礦機(jī)械廠(chǎng)則生產(chǎn)直流電牽引采煤機(jī)。 國(guó)內(nèi)電牽引采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)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(kāi)發(fā)了我國(guó)第 1 臺(tái) MG3442PWD薄煤層強(qiáng)力爬底板交流電牽引采煤機(jī) , 在大同局雁崖礦使用取得成功。美國(guó)現(xiàn)有長(zhǎng)壁工作面中 , 45 %以上的電牽引采煤機(jī)供電電壓為≥ 2300V。目前 , 這類(lèi)采煤機(jī)既有電牽引 , 也有液壓牽引 , 既有中厚煤層用大功率 , 也有薄煤層的 , 有取代傳統(tǒng)的截割電動(dòng)機(jī)縱向布置的趨勢(shì)。 (3) 牽引速度和牽引力不斷增大 液壓牽引采煤機(jī)的最大牽引速度為 8m/ min 左右 , 而實(shí)際可用割煤速度為 4 ～ 5m/ min , 不適應(yīng)快速割煤需要。日本三井三池公司 80 年代中期著手開(kāi)發(fā)高起點(diǎn)交流電牽引采煤機(jī) , 最具代表的是 MCL E2DR101101 , MDL E2DR102102 采煤機(jī) , 為國(guó)際首創(chuàng)。直流電牽引功率最大達(dá) 2 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 56kW , 交流電牽引功率最大達(dá) 2 60kW。美國(guó)喬依公司從 3LS～ 7LS , 機(jī)身為 3 段焊接結(jié)構(gòu)形式 , 搖臂為分體聯(lián)結(jié)、左右通用 , 牽引部電氣傳動(dòng)系統(tǒng)為 2電機(jī)串激串聯(lián) , 目前已開(kāi)始投入使用 7LS 交流電牽引采煤機(jī)。其中 , 最具代表的是英國(guó)安德森的 Eiect ra 系列 , 德國(guó)艾柯夫的 SL 系列 , 美 國(guó)喬依的 LS 系列和日本三井三池的 MCL E2DR 系列電牽引采煤機(jī)。在牽引力和牽引速度方面，電牽引的最大牽引力已達(dá)到700KN，最大牽引速度達(dá) 12． 56m/min,微處理機(jī)的工礦監(jiān)測(cè)、故障顯示、無(wú)線(xiàn)電離機(jī)控制等方面已達(dá)到較高技術(shù)水平。 國(guó)產(chǎn)電牽引采煤機(jī)雖然發(fā)展速度很快，但在性能和可靠性上與世界先進(jìn)國(guó)家的 I采煤機(jī)相比，還存在較大的差距， 所以一些有實(shí)力的礦務(wù)局，在裝備高產(chǎn)高效工作面時(shí)，把目光移到國(guó)外，進(jìn)口國(guó)外先進(jìn)電牽引采煤機(jī)。 （ 2）高性能電牽引采煤機(jī)：電牽引采煤機(jī)的研制從 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始起步， 20 世紀(jì) 90 年代全面發(fā)展，電牽引的發(fā)展存在直流和交流兩種技術(shù)途徑。為此，我國(guó)研制采煤機(jī)的無(wú)鏈牽引都向引進(jìn)機(jī)組的結(jié)構(gòu)上靠攏。 20 世紀(jì) 80 年代起重視系列化采煤機(jī)的開(kāi)發(fā)工作，一種功率的采煤機(jī)可以派生出多種機(jī)型，主要元部件在不同功率的采煤機(jī)上都能通用，這樣不僅擴(kuò)大了工作面的適應(yīng)范圍，而且便 于用戶(hù)配件的管理。世界主要采煤機(jī)生產(chǎn)國(guó)如英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、波蘭、日本等都進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，其技術(shù)也展示在中國(guó)人的面前，為我們深入了解外國(guó)技術(shù)和掌握這些技術(shù)創(chuàng)造了條件，同時(shí)通過(guò) 20世紀(jì) 70 年代自行研制采煤機(jī)的實(shí)踐，獲得了成功和失敗的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，確立了我國(guó)采煤機(jī)的發(fā)展方向，即仿制和自行研制并舉。 2．有鏈牽引，輸出牽引力小 此時(shí)期的采煤機(jī)牽引方式都是圓環(huán)鏈輪與牽引鏈輪嚙合傳動(dòng)，傳遞牽引力小，牽引力在 200KN 以下。 普通機(jī)械化采煤機(jī) 工作面用采煤機(jī)或刨煤機(jī)和工作面刮板輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)破煤、裝煤和運(yùn)煤工序的機(jī)械化，用單體支護(hù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)人工控制頂板。我們廣泛使用長(zhǎng)壁式采煤法。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 1 概述 引言 采煤機(jī)械的裝備水平是煤礦技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。 長(zhǎng)壁式采煤法所使用的機(jī)械設(shè)備按機(jī)械化程度分為爆破采煤機(jī)械、普通機(jī)械化采煤機(jī)械和綜合機(jī)械化采煤機(jī)械三類(lèi)。 綜合機(jī)械化采煤工作面將各種相對(duì)獨(dú)立的機(jī)電設(shè)備合理的組合在一起，在工藝過(guò)程中協(xié)調(diào)工作，使采煤工作面的破、裝、運(yùn)、支全部工序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化。 3．牽引速度低 由于受液壓元部件可靠性的限制，設(shè)計(jì)的牽引力功率較小，牽引速度一般不超過(guò) 6m /min 。 解決難采煤層的問(wèn)題是 20 世紀(jì) 80年代重大課題之一：具體的課題是薄煤層綜合機(jī)械化成套設(shè)備的研制：大傾角綜采成套設(shè)備的研制：“三硬”、“三軟” 4． 5m 一次采全高綜采設(shè)備的研制：解決短工作面的開(kāi)采問(wèn)題，短煤臂采煤機(jī)的研制。采煤機(jī)系列化是 20世紀(jì) 80年代采煤機(jī)發(fā)展中非常突出的特點(diǎn)。仿制和引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的采煤機(jī)更是如此。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代后，交流變頻調(diào)速技術(shù)在中厚煤層采煤機(jī)中推廣使用，上海分院先后開(kāi)發(fā)成功 MG200/500WD、 MG200/450BWD、 MG250/600WD、MG400/920WD 和 MG450/1020WD 等采煤機(jī)，變頻調(diào)速箱可以是機(jī)載，也可以是非機(jī)載。如神府華能集團(tuán)引進(jìn)美國(guó)的 7LS、 6LS 電牽引采煤機(jī)；兗州礦業(yè)集團(tuán)公司引進(jìn)德國(guó)的 SL500型和日本的 MCLEDR102型交流電牽引采煤機(jī)，但由于價(jià)格昂貴，故引進(jìn)數(shù)量較少， 90年代采煤機(jī)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)如下： 1．多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置的總體結(jié)構(gòu)成為電牽引采煤機(jī)發(fā)展的主流 我國(guó)開(kāi)發(fā)的電牽引采煤機(jī)，一般都采用橫向布置。 3．液壓緊固技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究取得成功 采煤機(jī)連接構(gòu)件經(jīng)常松動(dòng)是影響工作可靠性的重要因素，而且解決難度較大，液壓螺母和專(zhuān)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(wèn)題。這些采煤機(jī) , 體現(xiàn)了當(dāng)今世界電牽引采煤機(jī)的最新發(fā)展方向。日本三井三池公司 RD101101 和 RD102102 均為交流電牽引采煤機(jī) , 其結(jié)構(gòu)形式為以前的截割電機(jī)布置在機(jī)身的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式 , 機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)結(jié)相當(dāng)復(fù)雜。 (2) 電牽引采煤機(jī)已取代液壓牽引采煤機(jī)而成為主導(dǎo)機(jī)型 世界各主要采煤機(jī)廠(chǎng)商 20 世紀(jì) 80 年代都已把重點(diǎn)轉(zhuǎn)向開(kāi)發(fā)電牽引采煤機(jī) , 如德國(guó)艾柯 夫公司是最早開(kāi)發(fā)電牽引采煤機(jī)的 , 80 年代中后期基本停止 生產(chǎn)液壓牽引采煤機(jī) , 研制出 EDW 系列電牽引采煤機(jī) , 90 年代又研制成功交流直流兩 用的 SL300 , SL400 , SL500 型采煤機(jī)。法國(guó)薩吉姆公司 在 90 年代也已研制成功 Panda2E 型交流電牽引采煤機(jī)。電牽引采煤機(jī)牽引功率成倍增加 , 最大牽引速度達(dá) 15～ 20m/ min , 美國(guó) 18m/ min 的牽引速度很普遍 ,美國(guó)喬依公司的 1 臺(tái)經(jīng)改進(jìn)的 4LS 采煤機(jī)的牽引速度高達(dá) 2815m/ min。 (5) 滾筒的截深不斷增大 牽引速度的加快 ,支架隨機(jī)支護(hù)也相應(yīng)跟上 , 使機(jī)道空頂時(shí)間縮短 ,為加大采煤機(jī)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(jī)控制的工況監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集、故障顯示的自動(dòng)控制系統(tǒng) 。借助 MG3442PWD 電牽引采煤機(jī)的電牽引技術(shù) , 對(duì)液壓牽引采煤機(jī)進(jìn)行技術(shù)更新。 我國(guó)近期開(kāi)發(fā)的電牽引采煤機(jī)有以下特點(diǎn) : (1) 多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置電牽引采煤機(jī)。 (4) 主機(jī)身多分為 3 段 , 取消了底托架 , 各零部件設(shè)計(jì)、制造強(qiáng)度大大提高 , 部件間用高強(qiáng)度液壓螺母聯(lián)接 , 拆裝方便 , 提高了整機(jī)的可靠性。 (7) 耐磨滾筒及鎬形截齒的研究 , 推進(jìn)了我國(guó)的滾筒及截齒制造技術(shù) ,開(kāi)發(fā)研制的耐磨滾筒 ,可適用于截割 f = 3～ 4 的硬煤。 搖臂直接由截割電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，經(jīng)三級(jí)直齒輪傳動(dòng)和一級(jí)行星機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，將動(dòng)力傳遞到截割滾筒，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)落煤和裝煤的作用。 （ 4）采用彎搖臂形式 ，加大了裝煤口，提高裝煤效率，增加塊煤率。 使用時(shí)注意開(kāi)機(jī)前應(yīng)先檢查冷卻水的水量，先通 水后起電動(dòng)機(jī)，嚴(yán)禁斷水使用，電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后不要馬上關(guān)閉冷卻水，發(fā)現(xiàn)有異樣聲響時(shí)，應(yīng)立即停車(chē)檢查。矩形花鍵由二個(gè)軸承支撐在箱體上，花鍵上裝有二個(gè)齒輪，其中一個(gè)為離合齒輪與撥叉相連，推動(dòng)撥叉可實(shí)現(xiàn)搖臂的離 或合兩個(gè)位置，軸承的軸向間隙，保持在 ～ . 三軸組件主要由軸齒輪Ⅰ、齒輪Ⅱ、軸承、端蓋、距離套、密封圈等組成，齒輪通過(guò)矩形花鍵套在軸齒輪Ⅰ上，軸齒輪Ⅰ由二個(gè)軸承支撐在箱體上。 內(nèi)噴霧供水 裝置由接頭、水封、泄漏環(huán)、油封、軸承裝置外殼、軸承、不銹鋼送水管、○形圈、定位銷(xiāo)、管座、高壓軟管等組成。 行星齒輪傳動(dòng)利用四個(gè)行星輪嚙合的形式，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大。 牽引部 1 左電牽引部 左電牽引部由左電牽引部殼體、牽引電機(jī)、電機(jī)軸組、牽引二軸、制動(dòng)軸、雙行星減速器、液壓制動(dòng)器、行走輪組成等組成。當(dāng)采煤機(jī)在正常工況下工作時(shí)，由調(diào)高泵輸出的壓力油經(jīng)集成塊和制動(dòng)電磁閥進(jìn)入液壓制動(dòng)器的外接油口，活塞在油壓下壓緊碟形彈簧組 ，壓盤(pán)與內(nèi)外摩擦片脫離接觸，液壓制動(dòng)器呈現(xiàn)自由空轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)電控系統(tǒng)發(fā)出制動(dòng)信號(hào)時(shí)，制動(dòng)電磁閥斷電復(fù)位，制動(dòng)器內(nèi)的油腔與油池連通，使得活塞在碟形彈簧的作用下推動(dòng)壓盤(pán)壓緊內(nèi)外摩擦片，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，花鍵套被抱閘，起到制動(dòng)采煤機(jī)的作用。 B 制動(dòng)回路。 泵站由調(diào)高電動(dòng)機(jī)、單泵、集成塊、過(guò)濾器、制動(dòng)電磁閥、壓力表、高低壓溢流閥等組成。 3 調(diào)高油缸 兩只調(diào)高油缸設(shè)置在靠煤壁側(cè)機(jī)身下方，油缸的活塞桿與搖臂的小支臂，缸體與左右牽引部下面分別用銷(xiāo)軸聯(lián)結(jié)，已實(shí)現(xiàn)左右滾筒的調(diào)高，調(diào)高油缸由液力鎖缸體，活塞桿和活塞等組成。 7 手動(dòng)換向閥 本機(jī)設(shè)有兩只手動(dòng)換向閥，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能完全一樣，均為 H 型三位四通換向閥，閥中彈簧是使閥芯復(fù)位，此時(shí)無(wú)壓力油進(jìn)入油缸，用手 直接操作確定閥的工作位置，使壓力油進(jìn)入油缸，使其伸縮實(shí)現(xiàn)搖臂的升降。 2 在煤臂側(cè)：滑靴組，用螺栓、銷(xiāo)子固定在左右牽引部下面。 噴霧冷卻系統(tǒng)由水閥、水壓、繼電器、安全閥、節(jié)流閥、噴嘴、高壓軟管及有關(guān)連接件組成，來(lái)自噴霧泵的水壓由送水管經(jīng)電纜槽，拖纜裝置進(jìn)入水閥，由水閥到機(jī)身后面的兩個(gè)分配閥，分多路用于冷卻截割電機(jī)，牽引電機(jī)，調(diào)高電機(jī)，電控箱，內(nèi)外噴霧降塵。 ㈥ 滾筒 滾筒是采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)，擔(dān)負(fù)著破煤，裝煤的作用，主要由滾筒體、截齒、齒座和噴嘴等組成。 ㈦ 機(jī)外液壓管路 由于采用手動(dòng)換向閥安裝在左中部，兩端電動(dòng)換向機(jī)外 管路簡(jiǎn)單，由泵箱端集成塊引出四根去左右油缸進(jìn)出油口，二根去制動(dòng)器，即可將左右油缸，制動(dòng)器與系統(tǒng)連接起來(lái)。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 適應(yīng)傾角 (。 滾筒轉(zhuǎn)速 (r/min)： 40。 滅塵方式：內(nèi)外噴霧 。該機(jī)具有以下特點(diǎn)： 1．截割電機(jī)橫向布置在搖臂上，搖臂和機(jī)身連接沒(méi)有動(dòng)力傳遞，取消了縱向布置結(jié)構(gòu)中的螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸。系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化是采掘機(jī)械發(fā)展的必然趨勢(shì)。而且電機(jī)工作要可靠，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)，效率高。 總傳動(dòng)比 總i 7536401470nnI ．＝＝＝ 滾總 n —— 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 滾n —— 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(rùn)滑條件、成本及工作能力。 ，從而使?jié)櫥容^方便。傳動(dòng)時(shí)，內(nèi)齒圈 b 固定不動(dòng)，太陽(yáng)輪 a 為主動(dòng)輪，行星架 x上的行星輪 c 繞 自身的軸線(xiàn) ox— ox 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)行星架 X 回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)減速。如圖 ，當(dāng)內(nèi)齒圈 b 固定，以太陽(yáng)輪 a 為主動(dòng)件，行星架 c為從動(dòng)件時(shí)，傳動(dòng)比的推薦值為 ～ 9。 = 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)，另參考 MG250/591 型采煤機(jī)截割部各齒輪齒數(shù)分配原則，初定齒數(shù)及各級(jí)傳動(dòng)比為： 1 3 1/ 34 / 19 9i z z? ? ? 2 5 4/ 36 / 23 6i z z? ? ? 3 9 6/ 39 / 17 9i z z? ? ? 3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 截割部傳動(dòng)系統(tǒng)圖 各級(jí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩的確 定 截割部傳動(dòng)系統(tǒng)圖 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算： 從電動(dòng)機(jī)出來(lái)，各軸依次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ軸。 截割部行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 電牽引采煤機(jī)是直接以電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)減速箱的原動(dòng)力 , 因而要求減速箱有較大的速比 , 同時(shí)受工作面空間條件限制 , 要求傳動(dòng)裝置尺寸小。因此 , 電牽引采煤機(jī)用的行星機(jī)構(gòu)大多設(shè)計(jì)成 4 個(gè)行星輪 , 以降低每一行星輪 的負(fù)載 , 但對(duì)行星架及齒輪的加工精度要求更高。行星輪與內(nèi)齒圈一般設(shè)計(jì)成薄壁輪緣。因?yàn)閷?duì)于承受沖擊重載荷的工件，常采 用韌性高淬透性大的18Cr2Ni4WA 和 20CrNi2MoA 等高級(jí)滲碳鋼，經(jīng)熱處理后，表面有高的硬度及耐磨性，心部又具有高的強(qiáng)度及良好的韌性和很低的缺口敏感性。 ⑵ 行星輪數(shù)目 pn ： 要根據(jù)文獻(xiàn) 3表 及傳動(dòng)比 i，取 4pn? 。39。2