【正文】 紀 60 年代，是隨著采煤機械的出現(xiàn)而出現(xiàn)的。滾筒式采煤機采用螺旋滾筒作為截割機構(gòu)，當滾筒轉(zhuǎn)動并切人煤壁后，通過安裝在滾筒螺旋葉片上的截齒將煤破碎，并利用螺旋葉片把破碎下來的煤裝人工作面輸送機。 進人 20 世紀 70 年代，綜采機械化得到了進一步的發(fā)展和提高，綜采設(shè)備開始向大功率、高效率及完善性能和擴大使用范圍等方向發(fā)展，相繼出現(xiàn)了功率為 750 一 1000KW的采煤機，功率為 9001000 kW、生產(chǎn)能力達 1500 t/h 的刮板輸送機，以及工作阻力達1500 kN 的強力液壓支架等。同年，美國久益公司研制出了 1LS 直流 (串勵 )電牽引采煤機，以后陸續(xù)改進發(fā)展為 2LS, 3LS, 4LS 系列； 1996 年生產(chǎn)的 6LS05 型采煤機，其總裝機功率為 1530 kW ,是目前世界上功率較大的采煤機。直流電牽引技術(shù)能滿足采煤機牽引特性 (恒扭矩一恒功率 )的要求，調(diào)速平穩(wěn)，能四象限運行，適應大傾角工作面的運行，系統(tǒng)簡單，但存在著火花、炭粉、更換電刷和換向器、過載能力較低以及機身較寬、較長等缺點。借助MG3442PWD 電牽引采煤機的電牽引技術(shù) , 對液壓牽引采煤機進行技術(shù)更新。 我國近期開發(fā)的電牽引采煤機有以下特點 : (1) 多電機驅(qū)動橫向布置電牽引采煤機。 (4) 主機身多分為 3 段 , 取消了底托架 , 各零部件設(shè)計、制造強度大大提高 , 部件間用高強度液壓螺母聯(lián)接 , 拆裝方便 , 提高了整機的可靠性。 (7) 耐磨滾筒及鎬形截齒的研究 , 推進了我國的滾筒及截齒制造技術(shù) ,開發(fā)研制的耐 第 5 頁 磨滾筒 ,可適用于截割 f = 3～ 4 的硬煤。直流電牽引功率最大達 2 56kW , 交流電牽引功率最大達 2 60kW。自日本 80 年代中期研制成功第 1 臺交流電牽引采煤機 ,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 , 是今后電牽引采煤機發(fā)展的新目標。 (4) 多電機驅(qū)動橫向布置的總體結(jié)構(gòu)日益發(fā)展 。 10 年前滾筒采煤 機截深大都是 630 ～ 700mm , 現(xiàn)已采用 800mm ,1000mm , 1200mm 截深 , 美國正在考慮采用 1500mm 截深的可能性。 就地控制、無線電隨機控制 , 并已能控制液壓 支架、輸送機動作和滾筒自動調(diào)高。我國也已成功研制了 MG344 一 PWD 型交流電牽引爬底板薄煤層采煤機和 MGA463 DW型直流電牽引采煤機等。 ⑵ 結(jié)構(gòu)形式向多電機驅(qū)動橫向布置發(fā)展。 國內(nèi)電牽引采煤機研制方向與國際發(fā)展基本一致經(jīng)過近 15 年的研究，已取得較大進展但離國際先進水平特別是在監(jiān)控技術(shù)及可靠性方面尚有較大差距，必須進行大量的技術(shù)和試驗研究。此外，進一步發(fā)展電牽引采煤機已列人我國重要科技攻關(guān)計劃。 總減速比 滾筒直徑 Φ 2700 mm 滾筒線速度 m/s 滾筒轉(zhuǎn)速 電動機的選擇 設(shè)計要求 截割部 功率為 750KW，根據(jù)具體工作環(huán)境情況，電機必須具有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對安全，而且電機工作要可靠，啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強，效率高。 總傳動比： 總i = 電n / 滾n =1485/= 假設(shè)兩級直齒輪傳動 和兩級行星齒輪傳動的傳動比分別為 1i 、 2i 、 ?i 、 ??i 。 2) 各級傳動間應做到尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱； 3) 各傳動件彼此間不應發(fā)生干涉碰撞； 4) 所有傳動零件應便于安裝。因此，這里先確定行星減速機構(gòu)的傳動比。 從電動機出發(fā)，各軸依次命名為軸 1(接電動機 )、軸 2(惰軸 )、軸 軸 4(惰軸 )、 軸5(惰軸 )、 軸 6(惰軸 )、 軸 7（高速級太陽輪軸） 、 軸 8高速級行星架 、 軸 9（低速級太陽輪軸） 、 軸 10（低速級行星架） 。由于磨損、塑性變形等的設(shè)計計算至今未建立完善的計算方法，所以目前一般齒輪的設(shè)計計算，通常按齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度計算。 齒輪 1 和齒輪 2 設(shè)計校核 二級圓柱直齒輪傳動采用 2 級減速，為加長搖臂的長度，齒輪 2 和齒輪 3 為完全一樣的惰輪，齒輪 齒輪 6 和齒輪 7 為完全一樣的惰輪。參考以往采煤機設(shè)計經(jīng)驗 選擇齒輪材料 小齒輪 18Cr2Ni4WA 滲碳淬火 大齒輪 18Cr2Ni4WA 滲碳淬火 HRC 5662 許用 接觸應力 ? ?H? =NHminHlim ZS? 式中：接觸疲勞極限 Hlim? 查圖 64 Hlim1? = 21650N/mm Hlim3? = 21650N/mm 應力循環(huán)次數(shù) N 由式 67 hjLnN 11 60? 其中： n —— 齒輪轉(zhuǎn)速 ； j —— 齒輪每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的嚙合次數(shù)； hL —— 齒輪的工作壽命； 第 12 頁 103001011485601 ??????N 91 ??N 9113 ??? iNN 93 ??N 接觸強度壽命系數(shù) NZ 查圖 65 N1Z = N3Z =1 接觸強度最小安全系數(shù) HminS 通常為 ?S 則 ? ?H? =16501/1. 25 ? ? 2H 1320N /m m?? 許用彎曲應力 ? ?F? =XNFminFlim YYS? 彎曲疲勞極限 Flim? 查圖 67 2Flim 800N/mm?? 彎曲強度壽命極限 NY 查圖 68 N3N1 YY ? =1 彎曲強度尺寸系數(shù) XY 查圖 69 X3X1 YY ? = 彎曲強度最小安全系數(shù) FminS FminS = 則 ? ? .9 9 /1800F ???? ? ? 2F 1N /m m?? （ 2） 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算 確定齒輪精度等級 3 /)0 2 ~0 1 ( nPnv t ? m / s 57 2 0 .3 0 / 1 4 3???tv ?tv 估取圓周速度為 4 m/s 參考表 ，表 選取 Ⅱ 公差組 6 級 小輪分度圓直徑 ? ?3d12HεHE1 12 uuKTZZZd ?????????? ?? 小齒輪齒數(shù) 1z 暫取為 23 231?z 大齒輪齒數(shù) 3z . 7 3113 ????? ziz 圓整為 40 403?z 惰輪齒數(shù) 2z 132 zz ? 392?z 齒數(shù)比 u 23/40/ 13 ?? zzu ?u 第 13 頁 傳動比誤差 uu/? Δ u/u= %?5% 滿足傳動比要求 齒寬系數(shù) d? 查表 ，按齒輪相對軸承 為非對稱分布 ?? 材料彈性系數(shù) EZ 查表 ，都為鍛鋼 2E N /m m8189.?Z 節(jié)點區(qū)域系數(shù) HZ 查圖 63(β =0， 021 ??xx ) ?Z 重合度系數(shù) εZ 推薦值 ~ ?Z 載荷系數(shù) βαVA KKKKK ? 使用系數(shù) AK 查表 （按具有輕微沖擊的工作特性） ?K 動載系數(shù) VK 推薦值 ?K 齒間載荷分配系數(shù) αK 推薦值 ~ ?K 齒向載荷分配系數(shù) βK 推薦值 ~ ?K 所以 ????K ?K 則 3 21 ????????? ???d ?d 齒輪模數(shù) 7 . 9 8231 8 3 .6 0 //z 11 ??? dm 按表 圓整 mm8?m 小輪分度圓直徑 23811 ??? mzd 184mm1 ?d 圓周速 度 6 0 0 0 0/1 4 8 51 8 0 0 0 0/11 ???? ndv t ? ?tv 與估取值相近 齒寬 b 8 2 . 8184. 4 501d ????? db ? ,圓整 83mm?b 大齒輪齒寬 3b ）（ 10~53 ??bb 88mm3 ?b 惰輪齒寬 2b 32 bb? 88mm2 ?b 小齒輪齒寬 1b ）（ 10~531 ??bb 93mm1 ?b （ 3）按 齒根彎曲疲勞強度校核計算 第 14 頁 由式 610 ? ?FεSaFa1 1F 2 ?? ?? YYYmbdKT 載荷系數(shù) βαVA KKKKK ? 使用系數(shù) AK 查表 （按輕微沖擊的工作特性） ?K 動載系數(shù) VK 推薦值 ?K 齒間載荷分配系數(shù) αK 推薦值 ?K 齒向載荷分配系數(shù) βK 推薦值 ?K 所以 ????K K= 齒形系數(shù) FaY 查表 小輪 Fa1Y ?Y 惰輪 Fa2Y ?Y 大輪 Fa3Y ?Y 應力修正系數(shù) SaY 查表 小輪 Sa1Y ?Y 惰輪 Sa2Y ?Y 大輪 Sa3Y ?Y 重合 度系數(shù) εY αε 75/. ???Y 重合度 α? ? ? ? ?? ??????? tantanztantanz2 1211α a2a ?? 其中 壓力角 ?20?? ?? 20c os238a rc c os1 ??????a? ?? 20c os408a rc c os2 ??????a? 所以 ? ? ? ?? ????? 20t a a n4020t a a n232 1α ???? ?? = ）（ 1 ?? ?? ??Y ?Y 第 15 頁 則 ???? ???? = 818488 ????? ???? = ????? ???? = 2F1 /m m?? 2F2 /m m??