【正文】 圖 101 3Z??? 型行星齒輪傳動(dòng) Fig101. 3Z??? the transmission of plaary gear 配齒計(jì)算 現(xiàn)考慮到該行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸較小，故選擇中心輪 a的齒數(shù) aZ =18 和行星輪數(shù)目 pn = b和 e的齒數(shù)盡量可能小 ，即應(yīng)取 ?? be ZZ pn =3。因此，只有煤壁、輸送機(jī)滑架和刨頭裝煤斜面形成的空間結(jié)構(gòu)較合理，才能有助于裝煤。 裝煤原理 研究表明，刨頭前面運(yùn)動(dòng)的煤，實(shí)際上處于一個(gè)近似六面體之中，煤壁、底板、刨頭、輸送機(jī)可看成是四個(gè)不可擠壓的面，即是一個(gè)非自由面，所以這部分運(yùn)動(dòng)的煤只能被擠向剩下的兩個(gè)自由平面。 取 1345mm。 ) 30 45 60 75 90 ? (176。對(duì)于濕煤 0? 取較大值，對(duì)于干煤 0? 取較小值 .取 . ? －刨頭裝載表面的傾斜角度， ? 如圖 6－ 4 所示，選取 60176。 1 1 1 1 1m m m m mX X S i X C i X T i X D i i X X ii i i i iF F F F F K F? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ??????? （ 6－ 10） 式中 : XSiF — 刨頭頂部刨刀所受的平均側(cè)向力， N ； XCiF — 超前刨刀所受的平均側(cè)向力， N ； XTiF — 掏槽刨刀所受的平均側(cè)向力， N ； XDiF — 刨頭底部刨刀所受的側(cè)向力， N ； XXiF — 工作在階梯式刨刀所受的平均側(cè)向力， N ； m — 各種刨刀所對(duì)應(yīng)的數(shù)量； iK — 刨刀同時(shí)工作系數(shù)， iK 的取值見表 6－ 6。 這里 hK =. ● 直線排列式： ? ?52 . 2 7 5 4 0 1 0 0X i o h zF K A K h K t? ? ? ?=0 N ● 階梯排列式： ? ?52 . 2 7 5 4 0 1 0 0X i o h zF K A K h K t? ? ? ? = ? ?1 0 2 ????????? = N ● 頂部刨刀（由上至下）： ① ? ?52 . 2 7 5 4 0 1 0 0X i o h zF K A K h K t? ? ? ? = ? ? ????????? = N ② ? ?52 . 2 7 5 4 0 1 0 0X i o h zF K A K h K t? ? ? ? = ? ? ????????? = N ③ ? ?52 . 2 7 5 4 0 1 0 0X i o h zF K A K h K t? ? ? ? = ? ?1 0 2 ????????? 劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 28 = N ● 底部刨刀（由上至下）： ① ? ?52 . 2 7 5 4 0 1 0 0X i o h zF K A K h K t? ? ? ? = ? ? ????????? = N ② ? ?52 . 2 7 5 4 0 1 0 0X i o h zF K A K h K t? ? ? ? = ? ?1 0 2 ????????? = N ③ ? ?52 . 2 7 5 4 0 1 0 0X i o h zF K A K h K t? ? ? ? = ? ? ????????? = N ZF 刨刀所受的刨削阻力 ZF 應(yīng)是刨頭中心線一側(cè)各種刨刀所受刨削阻力的合力。 當(dāng) A 200 /KNm 時(shí) bS ＝ ；當(dāng) A =200～ 250 /KNm 時(shí) bS ＝ ； 當(dāng) A 250 /KNm 時(shí) bS ＝ 。 對(duì)于直線式排列刨刀，外露自由表面系數(shù) 1k 按式（ 6－ 6）計(jì)算。 ? — 刨刀相對(duì)刨頭牽引方向的安裝角度。 其中：直線式和階梯式排列的刨刀和頂部、底部刨刀所 受的 刨削阻力 ZdiF 按 上式 計(jì)算。 B Z m nF F F F? ? ????????????? （ 6— 1） 式中： ZF — 刨削阻力， kN ； mF — 刨頭運(yùn)行摩擦阻力， kN ； nF — 刨頭裝煤阻力， kN ； 圖 6－ 1 刨刀受力示意圖 forc e of planing tool in the sc hematic diagram 在實(shí)際刨深選取過程中，一定要注意刨深的合理選取，應(yīng)參照不同工況下刨深的優(yōu)化結(jié)果來確定，在滿 足生產(chǎn)能力和其他條件下，刨深的選取應(yīng)盡量趨于優(yōu)化值。實(shí)際頂?shù)秹K的刨刀把數(shù)應(yīng)該是安裝在頂?shù)秹K上的刨刀數(shù)量。 設(shè)計(jì)的 bst :,(由上至下 )。 st 和 dt 的確定需考慮以下幾點(diǎn) ： （ 1） 直線式排列刨刀的間距一般不應(yīng)超過 11cm ，頂部和底部刨刀間距應(yīng)取較小值，但不應(yīng)小于 5cm ； （ 2） 考慮到煤層性質(zhì)有所變化，在設(shè)計(jì)刨刀間距時(shí)，可對(duì)刨刀間距的計(jì)算值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。 m =16. c. 刨頭最小和最大高度的截線數(shù) 刨頭最小截線數(shù) minn 按式 計(jì)算。因此，刨刀間距必然存在一個(gè)臨界值，刨刀間距的臨界值 jt 按式 (5－ 4)計(jì)算。有實(shí)驗(yàn)表明比直線式排列的能耗高劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 16 約 17%。此外，刨刀的排列方式?jīng)Q定著刨頭的裝煤效果，下面分別介紹三種不同形式的刨刀排列。 刨頭的設(shè)計(jì)高度是指刨頭在設(shè)計(jì)和制造時(shí)中所采用的高度。 這里取 ?=5cm。刨頭的最低高度 minbH 是指對(duì)應(yīng)某一具體工作面采高的最低高度。假設(shè)輸送機(jī)中部槽的長度為 zL ，考慮到刨頭穩(wěn)定性和為了減小摩擦阻力，以及刨頭運(yùn)行中可能被輸送機(jī)溜槽卡住，通常刨頭的長度應(yīng)該在 zL 與2 zL 之間。 k? — 輸送機(jī)溜槽充滿系數(shù)。 (2).在通常情況下，刨速應(yīng)盡量采用較大值。 （ 2）高速刨煤法（ bsVV? ） 這種刨煤方式，刨頭無論沿工作面哪個(gè)方向運(yùn)行，刨速 bV 總是大于鏈速 sV ，并且鏈速 sV 、刨深 h和刨速 bV 在刨頭上下行刨煤過程中不變。 因此，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)角度考慮，必須確定合理的刨速，才能既保證用戶要遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 求的生產(chǎn)能力，又能降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。輸送機(jī)單位劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 8 小時(shí)理論輸送能力 sQ 按式（ 2－ 1） 03600s s sQ A k V? ?? ? ? ? ??????????? （ 2－ 1） 式中： 0A — 輸送機(jī)允許裝載斷面積， 2m ； k? — 輸送機(jī)溜槽充滿系數(shù)； sV — 輸送機(jī)鏈速， ms； s? — 煤的松散密度， 3tm。 表 2— 1 刨煤機(jī)系統(tǒng)原始資料 Tab21 the original data of plow system 名稱 符號(hào) 單位 用戶要求的生產(chǎn)能力 Q 240 /th 工作面煤層的厚度 最大厚度 maxH 最小厚度 minH 刨煤機(jī)系統(tǒng)工作方式 單刨穿梭式刨煤 煤層抗截強(qiáng)度 A 225Ncm 煤的脆塑性 脆性煤 韌性煤 特脆煤 韌性煤 輸送機(jī)允許裝載斷面積 0A 2m 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 煤的實(shí)體密度 ? 3tm 煤的松散系數(shù) sk 對(duì)于具體煤層的物理機(jī)械性質(zhì)、煤層可刨性、煤層夾矸的情況以及工作面煤層的厚度變化范圍， 都應(yīng)到井下實(shí)地測定。由于噴嘴距截齒近，除塵效果好，耗水量少，沖淡瓦斯、冷卻截齒和撲滅火花的效果也較好。一般常采用與裝載機(jī)構(gòu)相同的驅(qū)動(dòng)方式。 輸送機(jī)構(gòu)的型式選擇 刨煤機(jī) 多采用刮板鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)構(gòu)。第四，刨頭底部的裝煤性能更好，刨頭要求工作面兩端的缺口尺寸盡量小。 A、緩沖器安裝在刨煤機(jī)兩端機(jī)頭機(jī)尾處，與終端限位裝 置配合使用，以吸收刨頭沖擊能量。但由于牽引鏈和導(dǎo)架設(shè)在煤壁側(cè)，安裝和維護(hù)不方便，運(yùn)行穩(wěn)定 性也較差。分別有不同的特點(diǎn)和使用條件。 (3).煤層傾角：在煤層傾角 15 度以下的緩傾斜煤層中工作，刨煤機(jī)不會(huì)產(chǎn)生下滑。造成這種現(xiàn)象的原因就是機(jī)械化的 程度比較低，適于薄煤層開采的機(jī)械比較少。尋找一種高產(chǎn)、高效、一直是眾望所歸之事。但在傾角較大的煤層中使用，刨煤機(jī)在上行刨煤時(shí)，截煤阻力及輸送機(jī)自身容易使機(jī)組整體下滑，所以，刨煤機(jī)對(duì)緩傾斜煤層的適應(yīng)性較好 (4).頂?shù)装鍡l件：穩(wěn)定頂板有利于刨煤機(jī)的使用，但在支持技術(shù)發(fā)展以后，特別是采用液壓支架后，頂板并不是使用刨煤機(jī)的限制條件，刨煤機(jī)對(duì)煤層底板條件也無嚴(yán)格要求，只要底板起伏不大，斷層發(fā)育較好，底板硬度大于煤層硬度，即可使用刨煤機(jī)。 這種刨煤機(jī)的牽引鏈設(shè)在輸送機(jī)的采空區(qū)側(cè)，用掌板帶動(dòng)刨頭實(shí)現(xiàn)刨煤，掌板直接在底板上滑行。這種機(jī)型主要用于硬度和底板起伏較大的煤層。輸送部分的工作原理及結(jié)構(gòu)與可彎曲刮板輸送機(jī)類似。 D、刨頭牽引鏈傳動(dòng)部件是向刨頭傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，選用時(shí)候應(yīng)考慮第一，減數(shù)器尺寸應(yīng)盡量小，以利于縮小缺口尺寸，第四，刨鏈輪傳動(dòng)要平穩(wěn)，材料耐磨。輸送機(jī)構(gòu)可采用聯(lián)合驅(qū)動(dòng)方式，即將電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)和減速器布置在刮板輸送機(jī) 機(jī)身和機(jī)尾 ，在驅(qū)動(dòng)裝載機(jī)構(gòu)同時(shí)，間接地以輸送機(jī)構(gòu)機(jī)尾為主動(dòng)軸帶動(dòng)刮板輸送機(jī)構(gòu)工作。 除塵裝置的型式選擇 噴霧泵站給 刨煤機(jī)提供一定壓力的噴霧水，以減少或者降低煤塵、巖塵的飛揚(yáng)，防止煤塵爆炸。但噴嘴容易堵塞和損壞，供水管路復(fù)雜，活動(dòng)聯(lián)接處密封較困難。需要指出的是：在井下工作面實(shí)地測定煤層的各種物理機(jī)械性能有一定的困難，可取煤巖試樣在實(shí)驗(yàn)室測定。 式（ 2－ 1）表明，輸送機(jī)理論輸送能力 sQ 主要受 0A 和 sV 的限制。 對(duì)于刨速如何確定，國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)沒有統(tǒng)一的理論推導(dǎo)。 （ 3）組合刨煤法 1 這種刨煤方式采用低速刨煤法與高速刨煤法相結(jié)合，采用兩種刨深 sh (上行刨深 )、 xh (下行刨深 )和兩種刨速。刨速提高，一方面可增強(qiáng)刨煤機(jī)刨硬煤的能力； 另一方面刨深相同的情況下，刨煤機(jī)的生產(chǎn)能力較大。 所以，0036003600t b bps s s s sQ V h H V h Hk Q A V k A V k??????? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ?= 3 4 3 6 0 9 2 4 0 ????? 設(shè) bv sVk V?，則 2 1(3 1)vp vkk kk??? ??????????? ?? （ 49） 劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 12 223 9 4 42p p pv k k k k k kk ? ? ?? ? ? ? ? ?? = 2 4134 ????????? b v sV k V??????????????? （ 410） 假定用戶要求的生產(chǎn)能力 Q ＝ 240 /th，則刨煤機(jī)的理論生產(chǎn)能力 tQ 應(yīng)該最小 等于 Q ＝ 240 /th。 因此我設(shè)計(jì)的刨頭的長度確定在 1500～ 3000mm，現(xiàn)取 2170mm。 minbH 按式（ 5— 1）計(jì)算。 maxbH 刨頭的最大高度 maxbH 是指對(duì)應(yīng)于某一具體工作面采煤高度，刨頭應(yīng)該達(dá)到的最大高度值。參考上面的計(jì)算結(jié)果和刨頭在設(shè)計(jì)、制造過程中需考慮的一些因素以及煤層的性質(zhì)，確定刨頭的最后設(shè)計(jì)高度。 jt 2 tan( )pibh ??? ????????????? (5－ 4) jt ≤ +2 6? tan(? )=+2 tan? 40176。 m i nm i n 1 ..........................bzbHn t?? ????????? （ 5－ 6） = ?? 刨頭的最大截線數(shù)按 式 計(jì)算。 （ 3）刨刀間距對(duì)刨頭的穩(wěn)定性有較大影響，因此，刨刀間距的取值，要考慮如何使刨頭的高度較合理，從而增加刨頭的穩(wěn)定性。 bdt ： ， 8， （由上至下）。頂?shù)秹K中心線一側(cè)的刨刀把數(shù) sn ，包括有角度刨刀把數(shù) san 和寬刨刀把數(shù) skn 。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 刨刀所受的刨削阻力 ZF 刨頭工作時(shí)受到總的刨削阻力 ZF 按式（ 6— 2）計(jì)算。 ? ? 1 2 3 4 560 .3 5 0 .3 11 .1 .. .. .c o spZd i i bp i ibF A h t k k k k kb h tg k ???? ?????? (6— 4) ●直線排列刨刀受力： zdiF = ? ? 1 8 5 a n64 7 7 2 ??????