【正文】 33723??aca b)總變位系數(shù)： )(20in v ain v atg azzx acca ???? = )20233723(2 2514 39。39。39。39。 233723 ??? act aa 則 39。39。） 1）確定計(jì)算負(fù)荷： 名義轉(zhuǎn)矩 T ()p ap。39。12( s in )a a a tg a a??? ? ? =+? ?39。39。39。 ??cba b)變位系數(shù)和 ?x ： tga inv ainv azzx bccb 2)( ??? ?? ? ? 202 39。39。39。 ?????? ca ZZ am 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁 取標(biāo)準(zhǔn)值 m=8 7）未變位時(shí)中心距 a： ? ? mma 15625148210 ????? 根據(jù)實(shí)際情況取 mma 160? （ 6）計(jì)算變位系數(shù) 1） ac 傳動(dòng) a)嚙合角 ac? ： ??????? aaaa ac c osa rc c os 0 ? ?????? ?20c os160156a rc c os 39。 內(nèi)齒圈的材料為 42CrMo，調(diào) 質(zhì)處理，硬度為 262～ 302HBS. 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限： ? ?2lim 750 mmNH ?? 試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限： ? ?2lim 280 mmNF ?? 齒形的加工為插齒，精度為 7級。內(nèi)齒圈輪緣的柔性變形 , 同樣也有利于行星輪間的載荷分配均勻 , 并降低嚙合時(shí)的動(dòng)載荷?；蛟O(shè)計(jì)成雙浮動(dòng) (太陽輪、內(nèi)齒圈浮動(dòng) )、三浮動(dòng)結(jié)構(gòu) (太陽輪、內(nèi)齒圈、行星架浮動(dòng) )。行星傳 動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、速比大 。 min1? ) 轉(zhuǎn)矩 T/(N所以這里先定 行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比： ? 則其他三級減速機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比 總II? 247。 這種型號的行星減速裝置，效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、傳動(dòng)功率范圍大，可用于各種工作條件。因此，這里先確定行星減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。 、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。 傳動(dòng)方案的確定 傳動(dòng)比的確定 滾筒上截齒的切線速度，稱為截割速度，它可由滾筒的轉(zhuǎn)速和直徑計(jì)算而的，為了減少滾筒截割產(chǎn)生的細(xì)煤和粉塵，增大塊煤率，滾筒的轉(zhuǎn)速 出現(xiàn)低速化的趨勢。 截割部電動(dòng)機(jī)的選擇 由設(shè)計(jì)要求知，截割部功率為 200 2KW，即每個(gè)截割部功率為 200KW。 2． 2搖臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定 由于煤層地質(zhì) 條件的多樣性，煤炭生產(chǎn)需要多種類型和規(guī)格的采煤機(jī)。 電壓 (V)： 1140。 牽引力 (KN)： 360。 煤質(zhì)硬度：硬或中硬 。 該采煤機(jī)使用的電氣控制箱符合礦用電氣設(shè)備防爆規(guī)程的要求，可在有瓦斯或煤層爆炸危險(xiǎn)的礦井中使用，并可在海拔不超過 20xxm、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(dǎo)電塵埃的情況下使用。 滾筒體采用焊接結(jié)構(gòu)，三頭螺旋葉片，設(shè)有內(nèi)噴霧水道和噴嘴壓力水從噴嘴霧狀噴出，直接噴向齒尖，以達(dá)到冷卻截齒，降低煤塵和稀釋瓦斯的目的。 液壓螺母由螺母、油堵、密封圈、活塞緊圈組成，其工作原理和使用方法如下： 在打壓前應(yīng)先將液壓螺母擰緊后取下一個(gè)油堵，接通超高壓泵當(dāng)手動(dòng)超高壓泵產(chǎn)生的高壓油，注入螺母與密封圈之間的油腔時(shí)，螺母在液壓力的作用下向上移動(dòng)，將螺栓強(qiáng)行拉伸，產(chǎn)生很大的豫緊力，打壓到限定的油壓后，將緊固旋緊至螺母底部，卸去高壓油擰上油堵，這時(shí)螺母靠緊圈和活塞鎖在預(yù)定的位置。 拖纜裝置固定在電控箱前面右上部，以便電纜能順利進(jìn)入電控箱，電纜和水管進(jìn)入工作面后安裝在工作面輸送機(jī)的固定電纜槽內(nèi)，在輸送機(jī)的中點(diǎn)在進(jìn)入電纜槽并安裝電纜夾，故移動(dòng)電纜和管的長度的一半略有多余。 ㈤ 輔助裝置 由左右行走箱、滑靴組、拖纜裝置、冷卻噴霧管路系統(tǒng)、機(jī)身聯(lián)結(jié)、截割滾筒、機(jī)外液壓管路組成。 5 過濾器 在輔助液壓系統(tǒng)中，設(shè)有過濾器一個(gè)，安裝在右電牽引部泵站中，采用網(wǎng)式濾芯，型號為 MDY01042，其流量為 63l/min。 液壓制動(dòng)回路的壓力油回油路設(shè)置低壓溢流閥，為制動(dòng)器壓力及調(diào)高電磁反向閥所用壓力，為保證 液壓制動(dòng)器打開，在制動(dòng)回路設(shè)置一低壓溢流閥，調(diào)定壓力為 ，它由二位三通電磁閥，液壓制動(dòng)器，低壓溢流閥及其管路等組成，制動(dòng)電磁閥在集成塊上，通過特定管路與安裝在左右電牽引部上的液壓制動(dòng)器相連。其中。用于采煤機(jī)調(diào)高系統(tǒng)及液壓制動(dòng)器的動(dòng)力來源。 2 牽引電動(dòng)機(jī) 牽引電動(dòng)機(jī)為隔爆型三相交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，與變頻調(diào)速裝置配套作為采煤機(jī)的牽引動(dòng)力源，可適用于環(huán)境溫度小于 40℃，相對濕度不大于 97﹪。 行星架前端靠軸承支撐，此軸承兩端面需控制軸向間隙 ～ 后端靠軸承支撐。 內(nèi)噴霧水通過接頭座與噴霧冷卻系統(tǒng)的相應(yīng)管路相通，經(jīng)送水管，煤壁側(cè)高壓管與滾筒的內(nèi)噴霧供水口相連，進(jìn)入滾筒水道。惰輪軸Ⅱ共有兩組，其定位方式與惰輪軸Ⅰ相同，這兩組軸安裝方向相反。 惰輪軸組 I 主要由齒輪、心軸、軸承、距離套等組成，靠心軸與殼體臺階定位。 截割電動(dòng)機(jī) 截割電動(dòng)機(jī)為礦用割爆型三相交流異步電動(dòng)機(jī)，可用于環(huán)境溫度下于40℃，有甲烷或爆炸性煤塵工作面，橫向安裝在采煤機(jī)搖臂上，采用實(shí)心軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，外殼采用水套冷卻。 （ 2）搖臂齒輪減速器都是簡單的直齒傳動(dòng)，精度高，傳動(dòng)效率高。 結(jié)構(gòu)特征與工作原理 如圖 雙滾筒采煤機(jī) 搖臂 搖臂主要由截割電動(dòng)機(jī)、搖臂殼、一軸組件、惰輪組件、二軸組件、三軸組件、拔叉組件、行星減速器，內(nèi)噴霧系統(tǒng)等組成。在通用性、互換性和集成型方面邁進(jìn)了一大步 , 功能逐步齊全 , 無線電隨機(jī)控制研制成功 , 數(shù)字化、微機(jī)的電控裝置已進(jìn)入試用階段。 (2) 總裝機(jī)功率、牽引功率大幅度提高 , 供電電壓 (對單個(gè)電機(jī) 400kW 及以上 ) 由 1140V 升至 3300V , 保證了供電質(zhì)量和電機(jī)性能。與此同時(shí) , 在太原礦山機(jī)器廠生產(chǎn)的 AM2500 液壓牽引采煤機(jī)上應(yīng)用交流電牽引調(diào)速裝置改造 MG375/8302WD 型電牽引采煤機(jī)。 (8) 高可靠性 據(jù)了解美國使用的 EL ECTRA 1000 型采煤機(jī)的時(shí)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(jī)功率大幅度提高 , 為了保證供電質(zhì)量和電機(jī)性能 , 新研制的大功率電牽引采煤機(jī)幾乎都提高供電電壓 , 主要有2300V , 3300V , 4160V 和 5000V。 (4) 多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置的總體結(jié)構(gòu)日益發(fā)展 70 年代中期僅有美國的 LS 系列采煤機(jī)、西德 EDW215022L22W 型采煤機(jī)采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng) , 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)彼此獨(dú)立 , 部件之間無機(jī)械傳動(dòng) , 取消了錐齒輪傳動(dòng)副和復(fù)雜通軸 , 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單 , 裝拆方便。自日 本 80 年代中期研制成功第 1 臺交流電牽引采煤機(jī) ,至今除美國外 , 其它國家如德國、英國、法國等都先后研制成功交流電牽引采煤機(jī) , 是今后電牽引采 煤機(jī)發(fā)展的新目標(biāo)。英國安德森公司 80 年代中期先后開發(fā)了 EL ECTRA1000和 EL ECTRA 薄煤層電牽引采煤機(jī)。裝機(jī)功率大都在 1000kW 左右 , 單個(gè)截割電機(jī)功率都在 375kW以上 , 最高達(dá) 600kW。 牽引部電氣傳動(dòng)系統(tǒng)采用兩直流電機(jī)他激并列 , 電樞采用微機(jī)控制 , 勵(lì) 磁采用串聯(lián) , 既能滿足四象限運(yùn)行 , 又能滿足雙牽引 , 趨于負(fù)載均衡 , 目前正全力發(fā)展交流電牽引。 國際上電牽引采煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 80 年代以來 , 世界各主要產(chǎn)煤國家 , 為適應(yīng)高產(chǎn)高效綜采工作面發(fā)展和實(shí)現(xiàn)礦井集約化生產(chǎn)的需要 , 積極采用新技術(shù) , 不斷加速更新滾筒采煤機(jī) 的技 術(shù)性能和結(jié)構(gòu) , 相繼研制出一批高性能、高可靠性的“重型”采煤機(jī)。 2．我國采煤機(jī)的主要參數(shù)與世界先進(jìn)水平的差距在縮小 在裝機(jī)功率方面，我國的液壓牽引采煤機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到 800KW，電牽引采煤機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到 1020KW，其牽引功率為 2X50KW，可滿足高產(chǎn)高效工作中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 面對功率的要求。太原礦山機(jī)械廠在引進(jìn)英國 Electra1000 直流電牽引全套技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出MG400/900WD 和 MG250/600WD 型兩種電牽引采煤機(jī)，雞西煤機(jī)廠、遼源煤機(jī)廠也開發(fā)了交流電牽引采煤機(jī)。 20 世紀(jì) 90 年代至今是我國電牽引采煤機(jī)發(fā)展的時(shí)代 進(jìn)入 20世紀(jì) 90 年代后，隨著煤炭生產(chǎn)向集約化方向發(fā)展，減員提效，提高工作面單產(chǎn)成為煤炭發(fā)展的主流，發(fā)展高產(chǎn)高效工作面勢在必行，此采煤機(jī)開發(fā)研制圍繞高產(chǎn)高效的要求進(jìn)行，其主要方向是： （ 1）大功率高參數(shù)的液壓牽引采煤機(jī)：最具代表性的機(jī)型是 MG2X400－ W型采煤機(jī)。 3．無鏈牽引的推廣使用，使采煤機(jī)工作平穩(wěn)，使用安全 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 在引進(jìn)大功率采煤機(jī)的同時(shí)，無鏈牽引技術(shù)傳入中國，德國艾柯夫公司的銷軌式無鏈牽引和英國安德森公司的齒軌式無鏈牽引占絕大多數(shù)，而且技術(shù)成熟。 20世紀(jì) 80年代采煤機(jī)的發(fā)展有如下特點(diǎn)： 1．重視采煤機(jī)系列的開發(fā)，擴(kuò)大使用范圍 20 世紀(jì) 70 年代開發(fā)的采煤機(jī)，一種類型只有一個(gè)品種，十分單一，覆蓋面小，很難滿足不同煤層開采需要。 20 世紀(jì) 80 年代是我國采煤機(jī)發(fā)展的興旺時(shí)期 20 世紀(jì) 70 年代后期，我國 總共引進(jìn) 143 套綜采成套設(shè)備。 20 世紀(jì) 70年代我國采煤機(jī)的發(fā)展有以下特點(diǎn)： 1．裝機(jī)功率小 例如， MLS3170 型雙滾筒采煤機(jī)，裝機(jī)功率 170KW； KD150 型雙滾筒采煤機(jī)，裝機(jī)功率 150KW； DY100 和 DY150 型單滾筒采煤機(jī)，裝機(jī)功率 100KW和 150KW。破煤工序有直接打眼放炮和先掏槽后打眼放炮兩種，裝煤工序主要依靠人工攉煤 ，運(yùn)煤工序依靠工作面刮板輸送機(jī)來完成。 采煤方法按采煤工藝可分為長壁式采煤法和房柱式采煤法兩大類。采煤機(jī)械的選用取決于煤層的賦存條件、采煤方法和采煤工藝，而采煤機(jī)械的技術(shù)發(fā)展又促進(jìn)了采 煤方法和采煤工藝的更新。 炮采工作面的機(jī)電設(shè)備較少，主要靠人力完成各項(xiàng)工序。 我國采煤機(jī) 30多年的發(fā)展進(jìn)程 20 世紀(jì) 70 年代是我國綜合機(jī)械化采煤起步階段 20 世紀(jì) 70 年代初期，煤炭科學(xué)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(jī)，另一方面改進(jìn)普采配套的DY100 型、 DY150 型單滾筒采煤機(jī)； 70 年代中后期，制造出 MLS3170 型雙滾筒采煤機(jī)。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 4．自開切口差 由于雙滾筒采煤機(jī)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(jī)更是如此 . 5．工作可靠性較差 我國基礎(chǔ)工業(yè)比較薄弱 ,元部件質(zhì)量較差 ,反映在采煤機(jī)的壽命普遍較低 ,特別是液壓元部件的損壞比較嚴(yán)重。 據(jù)初步統(tǒng)計(jì)， 20世紀(jì) 80 年代自行開發(fā)和研制的采煤機(jī)品種有 50 余種，是我國采煤機(jī)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(jìn)口的年代已一去不復(fù)返了。 2．元部件攻關(guān)先行，促使采煤機(jī)工作可靠性的提高 總結(jié) 20世紀(jì) 70 年代采煤機(jī)開發(fā)中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，元部件的可靠性直接決定采煤機(jī)開發(fā)的成功率，所以功關(guān)內(nèi)容為：主電機(jī)的攻關(guān)，以解決燒機(jī)的現(xiàn)象；齒輪攻關(guān)，從選擇材質(zhì)上，熱處理工藝上著手，學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)成功經(jīng)驗(yàn)，以德國齒輪為目標(biāo)進(jìn)行攻關(guān)，達(dá)到預(yù)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(guān)，主油泵和油馬達(dá)的可靠性直接影響牽引部工作的可靠性，在 20 世紀(jì) 80年代中期， 把斜軸泵、斜軸馬達(dá)、閥組和調(diào)速機(jī)構(gòu)等都列入 重點(diǎn)攻關(guān)內(nèi)容。無鏈牽引使采煤機(jī)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(jī)都采用無鏈牽引系統(tǒng)。另外派生出 8種機(jī)型，都已投入使用，取得較好的效果。各大部件由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)彼此獨(dú)立，無動(dòng)力傳遞，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，因而有取代電動(dòng)機(jī)縱向布置的趨勢。 回顧這 30 多年我國采煤機(jī)發(fā)展的歷程，走的是一條自力更生和仿制引進(jìn)結(jié)合的道路，也是一條不斷學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)為我所用的發(fā)展道路，從 20世紀(jì) 70 年代主要靠進(jìn)口采煤機(jī)來滿足我國生產(chǎn)需要，到近年幾乎是國產(chǎn)采煤機(jī)占我國整個(gè)采煤機(jī)市場，這也是個(gè)了不起的進(jìn)步 。 德國艾柯夫公司 , 整機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為機(jī)身 3 段式 , 兩邊傳動(dòng)部分為鑄造箱體結(jié)構(gòu) , 中間電氣部分為焊接框架結(jié)構(gòu) , 搖臂為分體聯(lián)結(jié) , 左右對稱通用 , 可滿足不同的配套要求 。 總結(jié)這些國家電牽引采煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展有如下幾個(gè)特點(diǎn) : (1) 裝機(jī)功率和截割電動(dòng)機(jī)功率 有較大幅度增加 為了適應(yīng)高產(chǎn)高效綜采工作面快速割煤的需要