【正文】 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。 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） 。 2) 各級傳動間應(yīng)做到尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱； 3) 各傳動件彼此間不應(yīng)發(fā)生干涉碰撞； 4) 所有傳動零件應(yīng)便于安裝。 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。 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。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。 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。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。 (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。 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。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(yīng)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。 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。 國外發(fā)展歷程 機械化采煤開始于 20 世紀 60 年代，是隨著采煤機械的出現(xiàn)而出現(xiàn)的。電牽引采煤機成為我國第四代采煤機。采煤機的兩個可調(diào)高滾筒放在采煤機的兩 端利用搖臂調(diào)高 。 采煤機國內(nèi)外發(fā)展情況及現(xiàn)狀 國內(nèi)發(fā)展歷程 世界上第一臺采煤機是蘇聯(lián)于 1932 年生產(chǎn)并在頓巴斯煤礦開始使用的。每個截割部中，搖臂主要起減速、傳動、改變采高的作用；滾筒旋轉(zhuǎn)直接作用于煤壁，靠安裝其上的截齒破煤，并利用螺旋葉片將破落下來 第 2 頁 的煤輸送到與采煤機配套的刮板輸送機上。按行走部布置位置分內(nèi)牽引和外牽引采煤機。 采煤機簡述 采煤機有不同的分類方式。在新技術(shù)革命的帶動下，煤礦開采技術(shù)與裝備技術(shù)迅速發(fā)展，高生產(chǎn)能力、高性能的開采技術(shù)設(shè)備是采礦行業(yè)的未來目標采煤機械化是最終發(fā)展的必然。所以對厚薄煤層來說開發(fā)適應(yīng)高檔普采的采煤機是非常必要的，而 MG750/2210WD型交流電牽引采煤機正是針對厚薄煤層適應(yīng)高普而進行的設(shè)計。 摘 要 采煤機械的裝備水平是煤礦技術(shù)水平的重要標志之一。 MG750/2210700WD 型采煤機的截割部機械傳動由兩級直齒傳動和兩級行星機傳動實現(xiàn)。所以如何提高采煤效率以滿足我國現(xiàn)代化建設(shè)中迅猛發(fā)展的經(jīng)濟對能源的需要就成了十分迫切的要求。 一般按工作機構(gòu)形式可分為滾筒式、鉆削式和鏈式采煤機。按機身與工作面輸送機的配合導(dǎo)向方式分騎槽式和爬底板式采煤機。 牽引部為行走部的動力源和傳動部分，牽引方式不同其動力源也不同，主要有液壓牽引和電牽引兩種形式，靠固定箱下邊的滑靴與布置在工作面的刮板輸送機滑軌接觸，并被支撐。我國于 1952年購進并使用頓巴斯采煤機 (當時稱采煤康拜因 )。采用圓環(huán)鏈牽引機構(gòu)，牽引部液壓系統(tǒng)采用斜軸式軸向柱塞變量泵和斜軸式軸向柱塞定量馬達 。第四代采煤機采用多電動機驅(qū)動，橫向布置，電控為機載方式，整機為無底托架，整體積木式組合結(jié)構(gòu)，各部件間為干式對接，對接面間無任何機械或液壓連帶關(guān)系 。 20 世紀 40 年代初期，英國 ,蘇聯(lián)相繼生產(chǎn)了采煤機，使工作面落煤、裝煤實現(xiàn)機械化。 1970 年采煤機無鏈牽引系統(tǒng)的研制成功以及 1976 年出現(xiàn)的、第四代采煤機 — 電牽引采煤機，大大改善了采煤機的性能，并擴大了其使用范圍。血交掀調(diào)速甩牢引采煤機的電動機結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，堅固耐用， 運行可靠，維護方便，無電刷和換向器，無火花和炭粉，耐震動，過載能力大。 截割電機橫向布置在搖臂上 , 取消了螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸。具有使用中軸向力波動小 ,工作平穩(wěn)性好 ,塊煤率高 ,能耗低等優(yōu)點。 (3) 牽引速度和牽引力不斷增大 液壓牽引采煤機 的最大牽引速度為 8m/ min 左右 , 而實際可用割煤速度為 4 ～ 5m/ min , 不適應(yīng)快速割煤需要。 (6) 普遍提高供電電壓 由于裝機功率大幅度提高 , 為了保證供電質(zhì)量和電機性能 , 新研制的大功率電牽引采煤機幾乎都提高供電電壓 , 主要有 2300V , 3300V , 4160V 和5000V。 電牽引采煤機經(jīng)過 25 年的發(fā)展，技術(shù)已趨成熟。 今后，國際采煤機機械化的發(fā)展方向是：不斷完善各類采煤設(shè)備，使之達到高產(chǎn)、高效、安全、經(jīng)濟 。所以選擇由撫順廠生產(chǎn)的 采煤機用隔爆型三相異步電動機 ，型號為 YBCS750；其主要 技術(shù) 參數(shù)如下： 1. 型 式： YBCS750； 2. 額定功率： 750KW； 3. 額定電壓： 3300 V； 4. 額定電流： 153 A； 5. 接線方式： Y； 6. 額定頻率： 50 Hz； 7. 額定轉(zhuǎn)速： 1485 r/min； 8. 冷卻水量： 33m/h? ； 9. 冷卻水壓： 3MPa? ； ： 30C??； 第 8 頁 ： 1188 ?500 ?1025 mm :3060 kg 該電動機輸出 扭矩 軸上帶有漸開線花鍵，通過該花鍵電機將輸出的動力傳遞給 齒輪減速機構(gòu) 。 5) 使各級傳動的承載能力接近相等，即達到等強度。 圖 截割部傳動效率及輸出功率計算 傳動效率 ： 花鍵效率 1? = 軸承效率 2? = 圓柱直齒輪傳動效率 3? = 單級行星齒輪傳動效率 4? = 第 10 頁 各軸轉(zhuǎn)速計算 軸 1 m in1 4 8 5 r /1 ??電動機nn 軸 3 m i nr/??? inn 軸 7 m i n5 7 2 .2 5 r / 5 8 .3 8 / 1/ 237 ??? inn 軸 8 m i nr/??? ?inn 軸 10 m i n2 5 . 3 6 r /1 2 7 . 1 7 / 5 . 0/810 ??? ??inn 各軸功率計算 軸 1 kW 7 2 0 .3 00 .9 80 .9 87 5 0211 ?????? ?電動機PP 軸 2 kW 6 9 8 .8 30 .9 90 .9 87 2 0 .33212 ??????? ??PP 軸 3 kW 6 6 4 . 4 40 .9 90 .9 80 .9 ????????? ???PP 軸 4 kW 6 4 4 .6 40 .9 90 .9 86 6 4 .4 43234 ??????? ??PP 軸 5 6 2 5 .4 3 kW0 .9 90 .9 86 4 4 .6 43245 ??????? ??PP 軸 6 kW 6 0 6 .8 00 .9 90 .9 86 2 5 .4 33256 ??????? ??PP 軸 7 kW 5 7 6 . 9 40 .9 90 .9 80 .9 86 0 6 . 8 032167 ????????? ???PP 軸 8 kW 5 6 5 . 4 00 .9 85 7 6 . 9 4478 ?????? ?PP 軸 9 kW 5 5 4 . 1 00 .9 85 6 5 . 4 0189 ?????? ?PP 軸 10 kW 5 4 3 . 0 00 .9 85 5 4 . 1 04910 ?????? ?PP 各軸扭矩計算 扭矩計算公式： nPT 9550? 軸 1： ??T 軸 2： ??T 軸 3 7 3 9 2 . 3 0 N m4 / 8 5 8 .3 89 5 5 0 x 6 6 4 . 43 ??T 軸 4 1 7 ??T 軸 5 9 5 ??T 軸 6 7 5 ??T 軸 7 9 6 2 8 . 2 7 N m4 / 5 7 2 .2 59 5 5 0 x 5 7 6 . 97 ??T 軸 8 4 2 4 5 9 . 4 6 N m0 / 1 2 7 . 1 79 5 5 0 x 5 6 5 . 48 ??T 軸 10 m2 0 4 4 8 1 .4 7 N0 / 2 5 . 3 69 5 5 0 x 5 4 3 . 010 ??T 數(shù)據(jù)匯總 將以上數(shù)據(jù)列于 下 表中?？梢詤⒄找延邢嚓P(guān)采煤機設(shè)計，確定每級的傳動比和中心距，進而確定各級的幾何參數(shù)。 以下計算參考程志紅主編《機械設(shè)計》 和《機械設(shè)計手冊》第四版 。 對行星齒輪減速部分的傳動比分配如下： ??i ???i 總傳動比誤差 δ =總總 i iiiii ??? ??? 21 = ??? =%5% 滿足傳動比要求。多級傳動系統(tǒng)傳動比的確定有如下原則： 如果把傳動比分配的合理時，傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理緊湊，重量輕，成本低，潤滑條件也好；但若分配不合理，其結(jié)果正好相反，因此分配傳動比時要考慮以下幾條原則： 1) 各級傳動的傳動比一般應(yīng)在常用值范圍內(nèi)，不應(yīng)超過所允許的最大值，以符合其傳動形式的工作特點，使減速器獲得最小的外形 ?！?45176。 ⑸ 綜合性能向高可靠性和高利用率發(fā)展。電牽引采煤機既可以實現(xiàn)采煤機要求的工作特性，而且更容易實 第 6 頁 現(xiàn)檢測和控制自動化，又可以克服液壓牽引采煤 機加工精度要求高、工作液體易被污染、維修較困難以及工作可靠性較差和傳動效率較低等缺點，還便于實現(xiàn)工況參數(shù)顯示和故障顯示。 (5) 滾筒的截深不斷增大 牽引速度的加快 ,支架隨機支護也相應(yīng)跟上 , 使機道空頂時間縮短 ,為加大采煤機截深創(chuàng)造了條件。交流電牽引近幾年發(fā)展很快 , 由于技術(shù)先進 ,可靠性高、簡單 , 有取代直流電牽引的趨勢。 (6) 在橫向布置的截割電機上 , 設(shè)計使用了具有彈性緩沖性能的扭矩軸 ,改善了傳動件的可靠性 , 對提高采煤機的整體可靠性和時間利用率起到了積極作用。截止目前 , 我國已形成 5 個電牽引采煤機生產(chǎn)基地 , 雞西煤礦機械廠、太原礦山機器廠、煤炭科學(xué)研究總院上海分院、遼源煤礦機械廠生產(chǎn)交流電牽引采煤機 , 西安煤礦機械廠則生產(chǎn)直流電牽引采煤機。 1986 年，日本三井三池制作所研制出世界上第一臺交流電牽引采煤機( MCL400 一 DR6868 型 )。這種采煤機的滾筒裝在可以上下擺動的搖臂上，通過擺動搖臂來調(diào)節(jié)滾筒的截割高度，使采煤機適應(yīng)煤層厚度變化的能力大大加強 1964 年，第三代采煤機 — 雙搖臂滾筒采煤機的出現(xiàn)，進一步解決了工作面自開切口的問題另外，液壓支架和可彎曲刮板輸送機技術(shù)的不斷完善，把綜采技術(shù)推向了一個新的水平，并在生產(chǎn)中顯示廠綜合機械化采煤的優(yōu)越性 — 高效、高產(chǎn)、安全和經(jīng)濟，因 此各國競相采用綜采技術(shù)。太原礦山機械集團研制出 MG750/1800 一 WD 型大功率電牽引采煤機；雞西煤礦機械有限公司研制出 MG6800/2040 一 WD 型大功率電牽引采煤機