【正文】 , 不論是厚、中厚和薄煤層采煤機(jī) , 均在不斷加大裝機(jī)功率 (包括截割功率和牽引功率 ) 。美國(guó)喬依公司 70 年代中期開(kāi)始開(kāi)發(fā)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直流電牽引采煤機(jī) , 80 年代先后推出 3LS , 4LS 和 6LS 3 個(gè) 新機(jī)型 , 其電控系統(tǒng)多次改進(jìn) , 更趨完善。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(jiǎn)單 , 有取代直流電牽引的趨勢(shì)。由于采煤機(jī)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(jī)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(jī)。 10 年前滾筒采煤機(jī)截中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 深大都是 630 ～ 700mm , 現(xiàn)已采用 800mm ,1000mm , 1200mm 截深 , 美國(guó)正在考慮采用 1500mm 截深的可能性。 就地控制、無(wú)線電隨機(jī)控制 , 并已能控制液壓 支架、輸送機(jī)動(dòng)作和滾筒自動(dòng)調(diào) 高。第 1 臺(tái) MG300/ 6802WD 型電牽引采煤機(jī)是在雞西煤礦機(jī) 械廠生產(chǎn)的 MG300 系列液壓牽引采煤機(jī)的基礎(chǔ)上改造成功 , 并于 1996 年7 月在大同晉華宮礦開(kāi)始使用。截割電 機(jī)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。 (5) 電控技術(shù)研究和采煤機(jī)電氣控制裝置可靠性不斷提高。具有使用中軸向力波動(dòng)小 ,工作平穩(wěn)性好 ,塊煤率高 ,能耗低等優(yōu)點(diǎn)。 搖臂有如下特點(diǎn)： （ 1）搖臂回轉(zhuǎn)采用小鉸軸結(jié)構(gòu)。 （ 5）搖臂殼體采用整體鑄鋼結(jié)構(gòu)，外殼有焊接的冷卻水套，用于冷卻和中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 內(nèi)噴霧供水噴霧降塵。 一軸組件由軸齒輪、軸承、端蓋、骨架油封、油封架等組成，軸齒輪由軸承對(duì)稱支撐在軸承杯上，并通過(guò)漸開(kāi)線花鍵與電動(dòng)機(jī)輸出軸相聯(lián)接，軸承的軸向間隙應(yīng)保持 ～ 之間。調(diào)整墊用來(lái)調(diào)整軸承的軸向間隙，保持在 ～ 。 不銹鋼送水管插入靠煤壁側(cè)管座時(shí)，管上的缺口對(duì)準(zhǔn)座上的定位銷，使送水管和滾筒軸（行星架）一起轉(zhuǎn)動(dòng)，靠?jī)?nèi)外兩道○型圈密封，送水管靠老塘側(cè)通過(guò)軸承支撐在軸承裝置外殼內(nèi)，因兩者有相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為防止內(nèi)噴霧水進(jìn)入搖臂油池，在送水管殼體，靠特制的水封防漏水，在水封的后面又架設(shè)了一只骨架油封（材料與普通油封不同）起防水，防塵作用，在該水封和油封間裝有泄漏環(huán)，經(jīng)水封泄漏的水通過(guò)水封裝置外殼流出搖臂殼體外，中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 油封是為防止油 液外漏而設(shè)置的。傳動(dòng)可靠，考慮行星輪間 均載，采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，太陽(yáng)輪浮動(dòng)靈敏，反力矩小，浮動(dòng)量通過(guò)與大齒輪相配合的外花鍵側(cè)隙來(lái)保證。 牽引電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)二級(jí)直齒圓柱齒輪和二級(jí)行星齒輪減速器減速后，由行星架輸出，通過(guò)驅(qū) 動(dòng)輪與行走輪相嚙合，再由行走輪與工作面輸送機(jī)上的銷軌嚙合使采煤機(jī)來(lái)回行走，同時(shí)制動(dòng)軸出軸通過(guò)花鍵與液壓制動(dòng)器相連，實(shí)現(xiàn)電牽引的制動(dòng)。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 4 右電牽引部 右電牽引部?jī)?nèi)的傳動(dòng)系統(tǒng)與左電牽引部完全相同，所不同的是其內(nèi)部還裝有調(diào)高電動(dòng)機(jī)，雙聯(lián)齒輪泵、集成塊、過(guò)濾器、壓力表、制動(dòng)電磁閥等元件。它由調(diào)高泵 站、機(jī)外油管、左右調(diào)高油缸和液壓制動(dòng)器等組成。 調(diào)高回路的主要功能是使?jié)L筒能按司機(jī)所需的位置工作，調(diào)高回路的動(dòng)力由調(diào)高電動(dòng)機(jī)提供，調(diào)高油缸調(diào)高阻力太大時(shí)，為防止系統(tǒng)回路油壓過(guò)高，損壞油泵及附件，在調(diào)高系統(tǒng)排油路設(shè)置一高壓溢流閥作為安全閥，調(diào)高壓力 20MPa。 4 齒輪泵 該泵為 CBK1012B3F 型齒輪泵，體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。 8 電磁閥 本機(jī)選用 24GDEYH6BT2 隔爆型電磁換向閥作為制動(dòng)電磁閥，當(dāng)采煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)，制動(dòng)電磁閥待電動(dòng)作，壓力油進(jìn)入制動(dòng)器克服彈簧力，內(nèi)外摩擦片分離，牽引進(jìn)入進(jìn)行狀態(tài)，當(dāng)采煤機(jī)停止時(shí)，制動(dòng)電磁閥斷電復(fù)位，壓力油回油池，制動(dòng)器內(nèi)外摩擦片貼緊，采煤機(jī)被制動(dòng)。 3 拖纜裝置：拖纜裝置由拖纜架，連接板、銷、電纜板等組成，當(dāng)采煤機(jī)沿工作面運(yùn)行時(shí)，拖拽并保護(hù)纜和水管使用電纜夾來(lái)承受，這樣使電纜，水管不受力磨損小，同時(shí)還能防砸及拖拽平穩(wěn)且阻力小，在工作面刮板輸送機(jī)的電纜槽內(nèi)可靠的來(lái)回拖動(dòng)。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 5 機(jī)身連接裝置 左右電牽 引部，中間電控箱的連接螺柱，搖臂與左右電牽引部鉸接銷軸四組，這些裝置將采煤急各大部件聯(lián)接成一個(gè)整體，起到緊固及連接的作用。滾筒與搖臂行星減速器輸出軸采用方形聯(lián)結(jié)套聯(lián)接，聯(lián)接可靠，拆卸方便。 2 總體方案的確定 電牽引采煤機(jī)，該機(jī)裝機(jī)功率 ，截割功率 2 200KW，牽引功率 2 40。 )： ≤ 40。 截深 (mm)： 630。 拖電纜方式：自動(dòng)拖纜 裝機(jī)功率 (KW)： 2 200+2 40＋ 。 2．主機(jī)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(gòu)簡(jiǎn)單可靠、拆裝方便。所以，這里把左右搖臂設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)。據(jù)此選擇 YBCS3200C， 其主要參數(shù)如下： 額定功率 :200KW； 額定電壓： 1140V； 滿載電流： 130A； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 額定轉(zhuǎn)速： 1478r/min； 滿載效率： ； 絕緣等級(jí)： H； 滿載功率因數(shù)： ； 接線方式： Y； 質(zhì)量： 1280KG； 冷卻方式：外殼水冷 該電動(dòng)機(jī)輸出軸上帶有漸開(kāi)線花鍵，通過(guò)該花鍵電機(jī)將輸出的動(dòng)力傳遞給搖臂的齒輪減速機(jī)構(gòu) 。多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的確定有如下原則： ，不應(yīng)超過(guò)所允許的最大值，以符合其傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，使減速器獲得最小外形。 由 于采煤機(jī)在工作過(guò)程中常有過(guò)載和沖擊載荷，維修比較困難，空間限制又比較嚴(yán)格，故對(duì)行星齒輪減速裝置提出了很高要求。運(yùn)轉(zhuǎn)中，軸線 ox— ox 是轉(zhuǎn)動(dòng)的。從《采掘機(jī)械與支護(hù)設(shè)備》上可知 ,采煤機(jī)截割部行星減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比一般為 5～ 6。 Ⅰ軸 14701 ?n /r min Ⅲ軸 m in/?? Ⅳ軸 2 ??inn ＝ min/r Ⅵ軸 m i n/ 2 ??＝ 各 軸功率計(jì)算： Ⅰ軸 20xx1 ??η＝ PP =198kW Ⅱ軸 19821212 ??? ηη＝ PP = Ⅲ軸 ??? ηη＝ PP = Ⅳ軸 8 431234 ???? ηηη＝ PP = Ⅴ軸 7 731245 ???? ηηη＝ PP = Ⅵ軸 ??? ηη＝ PP = Ⅶ軸 6 531267 ???? ηηη＝ PP = Ⅷ軸 5 831278 ???? ηηη＝ PP = 各軸扭矩計(jì)算 : Ⅰ軸 95509550111 ?? nPT mN ?? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) Ⅲ軸 95509550333 ?? nPT mN ?? 1 4 Ⅳ軸 95509550444 ?? nPT mN ?? Ⅶ軸 95509550777 ?? nPT mN ?? 8 Ⅷ軸 95509550888 ?? nPT mN ?? 2 將上述計(jì)算結(jié)果列入下表 ,供以后設(shè)計(jì)計(jì)算使用 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 編號(hào) 功率 /kW 轉(zhuǎn)速n/(r因此 , 電牽引采煤機(jī)無(wú)論牽引部或截煤部均在最后輸出級(jí)采用行星機(jī)構(gòu)。為減小加工安裝誤差所產(chǎn)生的偏載和彈性變形、慣性力、摩擦力等妨礙載荷均勻分布的因素 , 把太陽(yáng)輪作成無(wú)支承的浮動(dòng)件 (單浮動(dòng) ) , 通過(guò)漸開(kāi)線花鍵與前一級(jí)齒輪聯(lián)接 , 花鍵側(cè)隙則滿足了浮動(dòng)量的要求。行星輪輪緣的變形對(duì)安裝在行星輪內(nèi)孔中軸承的滾動(dòng)體間的載荷分布會(huì)發(fā)生影響 , 由此獲得可提高軸承壽命的最佳間隙。 試驗(yàn)齒輪齒面接觸疲勞極限 lim 1450H? ? MPa 試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限： 太陽(yáng)輪： 400lim ?F? （ 2mmN ） 行星輪： )(280 2lim mmNF ?? 齒形為漸開(kāi)線直齒，最終加工為磨齒，精度為 6 級(jí)。 ⑶ 載荷不均衡系數(shù) pk ： 采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)和行星架浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)，取 pk = ⑷ 配齒計(jì)算： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 太陽(yáng)輪齒數(shù) az 204 ????? i z pa 式中：取 c=20（整數(shù)） 內(nèi)齒圈齒數(shù) ( 1 ) 14 ( 1 ) 66baz z i? ? ? ? ? ? ? 行星輪齒數(shù) 1 ( ) 2 62c b az z z? ? ? ? ? 取 25cz ? ⑸ a c 齒輪接觸強(qiáng)度初步計(jì)算按表義 14160 中的公式計(jì)算中心距： 3 2lim)1(483 uKTuaaA???? 1) 綜合系數(shù)： ? 2）太陽(yáng)輪單個(gè)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： 21 mmNnknpTppA ??????? 3）齒數(shù)比： 25 814cazu z? ? ? 4）取齒寬系數(shù)： ?? 5）初定中心距： 將以上各值代入強(qiáng)度計(jì)算公式，得 mma )(483 3 20 ??? ???? 6）計(jì)算模 數(shù) m ： 39。233723?? 所以 39。39。39。 ????? ? ?? tg invinv c)中心距變動(dòng)系數(shù) y ： 1641600 ?????? m aay d)齒頂降低系數(shù) y? ： 0 4 9 )(4 5 0 ???????? ? yxy e)分配變位系數(shù)： ? ?cx ? 1 8 6 5 0 ??????? ? cb xxx 幾何尺寸計(jì)算 分度圓 d mz? 齒頂圓 )(2 * yxhmdd aa ???? ? 齒根圓 )(2 ** xchmdd af ?? ?? 基圓直徑 addb cos? 齒 頂 高系數(shù) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 太陽(yáng)輪，行星輪 — 1*?ah 內(nèi)齒輪 — * ?ah 頂隙系數(shù) 太陽(yáng)輪，行星輪 — * ?c 內(nèi)齒輪 — * ?c 代入上組公式計(jì)算如下： 太陽(yáng)輪 8 14d?? 112mm? ? ? ??????ad ? ? ? ??????fd ? 1 1 2 co s 2 0bd ? ? 行星輪 258??d =200mm ? ?0 6 6 0 0 ??????ad = ? ?2 6 0 0 ??????fd = 2 0 0 c o s 2 0bd ? ? 內(nèi)齒輪 8 66d ?? 528mm? ? ?? ?0 4 9 8 2 8 ???????ad = ? ?? ? ???????fd = 5 2 8 co s 2 0bd ? mm? 太陽(yáng)輪，齒寬 b 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 由表 , 取 1/ ? 則 112 123 .2 m mab ? ? ? 取 150mmb? 150 m mbabb?? 5(?? ac bb ～ 10) 155 mm? ⑴a c 傳動(dòng)端面重合度 a? 1） 齒 頂圓齒形曲徑： 2222 ?????????????? baa dd? 太陽(yáng)輪 221 ??????????????a? = 行星輪 222 ??????????????a? = 2）端面嚙合 長(zhǎng)度 ag ： )s in( 39。39。39。233723? =（ mm） 3）端面重合度 a? ： ? ?tnaa amg c o sc o s ??? ? ??20cos8 ?? ?? ? = ⑵ c b端面重合度 a? 1） 頂圓齒形曲徑 a? ： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 31 頁(yè) 22 )2()2( baa dd ??? 由上式計(jì)算得 行星輪 mma ?? 內(nèi)齒輪 mma ?? 2）端面嚙合長(zhǎng)度 ag ：