【正文】 ???? ???????????? 雙裝 （ 52） 式中 DH滾筒直徑與采高的比值 = ? WBX前滾筒截割阻抗 250 /XA kgfcm? 煤質(zhì)的比能耗 /200XWBX WBAH H kwhtA? ? ? ? ? ? WBX?后滾筒截割同樣煤質(zhì)的比能耗 H?=3 ? ??? ? ? WB查表其 /kwht? 系數(shù)3，當(dāng)后滾筒在煤層下部逆后旋轉(zhuǎn)時(shí)，取3K=1 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 1K功率利用系數(shù)，單擊驅(qū)動(dòng)1K=1 2功率水平系數(shù)，查表，取2= 雙滾筒采煤機(jī)的裝機(jī)功率 121WBX WBXDDQ H HHHN KK???? ???????????? 雙裝 ? ? ? ? ? ?? ? ? 從以上結(jié)果看，該薄煤層采煤機(jī)裝機(jī)功率為 100kw 是合理的，能夠滿足截割部系數(shù)f≤ 煤質(zhì)的需要。m Ⅲ 軸： Ⅲ 軸即減速器低速軸 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 3 2 03 2 P? ???????????齒 惰 kw 22700 i ? ? r/min 3 333 3 n ?? ? ? ? N所以， ac 齒輪副滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。 此 軸上有 2 個(gè)軸承，軸承上面套齒輪。 低速軸尺寸的確定與校核 輸出軸的轉(zhuǎn)矩 T 3 333 3 ?? ? ? ? ? N 如圖 71。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) K? ,K? ： 根據(jù) / 1 .6 / 7 0 0 .0 2 3rd ??， / 73 / 70 ??， 由 參考文獻(xiàn) [2]表 45 經(jīng)插值后可得2k?? ， ? ? 。由 參考文獻(xiàn) [2]表 41 查得 700B? ? 2/Nmm , 則? ? ~ ??? ， 63~70 2/N mm ， 取 ? ? 65? ? 2/N mm ， 軸的計(jì)算應(yīng)力為 ? ?6 10 40 .82 65 / 70cc M N m mW ?????? ? ? ? ?? （ 78） 根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，該軸滿足強(qiáng)度要求 圖 72 低速軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 Fig. Lowspeed shaft Calculation Sketch 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 張帥：薄煤層滾筒采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 與 搖臂設(shè)計(jì) 36 判斷危險(xiǎn)截面 判斷危險(xiǎn)截面：危險(xiǎn)截面應(yīng)該是應(yīng)力最大，同時(shí)應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面?？招闹睆竭x取 d=90mm。此軸為光軸，選取 GB/T2831994 圓柱滾子軸承 NJ 型 02 系列 ，尺寸寬度 B=32mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擋圈直徑為 6mm，小齒輪齒寬為 158mm，大齒輪齒寬為 120mm，大齒輪與小齒輪之間的 擋板距離為 20mm，此軸長(zhǎng)度為 32+6+120+20+158+6+32=374mm。代入上式得 22 9600 2 . 0 5 3 2 . 6 5 0 . 7 6 1 1 . 5 1 . 1 1 1 . 2 6 1 . 1 1 2 0 9 /7 3 6F N m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 取 2F? =210 2/N mm 2l i ml i m260 2 0 . 9 2 1 . 0 3 0 . 9 8 1 . 0 1 3 0 5 /1 . 6FF P S T N T r e lT R r e lT XF Y Y Y Y Y N m mS ??? ? ? ? ? ? ? ? ? 可見(jiàn)， 2F FP??? ，故 bc 齒輪副滿足齒根彎曲條件。因此該行星輪傳動(dòng)滿足非變位的同心條件。 張帥：薄煤層滾筒采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 與 搖臂設(shè)計(jì) 18 6 傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì) 確定總傳動(dòng)比及分配傳動(dòng)比 由電機(jī)轉(zhuǎn)速 1470 r/min 和滾筒轉(zhuǎn)速 得知 :總傳動(dòng)比 1470 ?? 該薄煤層采煤機(jī)經(jīng)過(guò)二級(jí)直齒輪和一級(jí)行星齒輪傳動(dòng)逐級(jí)減小。 此時(shí)采煤機(jī)裝機(jī)功率 60 rQ H T V? ? ? ? ?裝 （ 51） 6 0 1 .2 0 .7 3 2 .0 1 .3 5? ? ? ? ? 式中 H采高（ m） 。 (11)液壓調(diào)高油缸采用外置平衡閥取代液壓鎖，消除搖臂振動(dòng)，便 于維修。夾有電纜和水管的電纜夾至于工作面輸送機(jī)采空區(qū)側(cè)的電纜槽 之中，使之得到保護(hù)。壓力水經(jīng)過(guò)滾筒內(nèi)流出，并由 裝在也便上的噴咀噴出，稱為內(nèi)噴霧。 3) 在可能條件下，減少滾筒上安裝截齒的數(shù)量，增大碎煤塊度，降低煤塵。 具有開(kāi)采大傾角煤層功能的結(jié)構(gòu)方案 當(dāng)采煤工作面傾角大于 10176。使一個(gè)滾筒沿地板 截割 ，另一個(gè)沿滾筒鹽頂板截割，兩個(gè)滾筒完成同一層沒(méi)的截割。 電動(dòng)機(jī) — 搖臂 — 行星齒輪傳動(dòng) — 滾筒 這種傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)是，電動(dòng)機(jī)與搖臂形成一體，支撐剛度大，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)系統(tǒng)，尤其取消的錐齒輪傳動(dòng)，減小了加工難度，也增加了截割 部傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性；調(diào)高范圍打；縮短了采煤機(jī)機(jī)身。所以，錨鏈牽引有改進(jìn)的必要。 和內(nèi)牽引相比，外牽引有不少缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在： 1) 牽引部設(shè)在工作面一端時(shí)，要用兩條在工作面上不斷拖動(dòng)的牽引鏈，對(duì)滾筒裝煤、輸送機(jī)和液壓支架的推移都有妨礙，而且容易傷人； 2) 如果在工作面兩端各設(shè)一個(gè)主動(dòng)鏈輪，雖然可以減少一根牽引鏈，但是牽引鏈的收放很麻煩。而液壓傳動(dòng)的無(wú)鏈雙牽引部采煤機(jī)，因?yàn)橛捅霉?，牽引力提高一倍時(shí)牽引速度將降低一倍。隨著及其功率的加大和長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，使油的溫度升高，會(huì)造成容積效率降低和油質(zhì)變劣等后果。為了減少浮煤量，有時(shí)在螺旋滾筒軸上懸有弧形擋煤板，置于滾筒后面，浮于底板之上，收集底板上的浮煤，再由螺旋滾筒通外運(yùn)。經(jīng)過(guò)淘汰和篩選，只有兩種 類 型的裝煤機(jī)構(gòu)被廣泛應(yīng)用。當(dāng)鉆削頭自轉(zhuǎn)并沿其軸線方向推進(jìn)時(shí)，首先在煤層中鉆削頭截割出現(xiàn)形截槽，而此環(huán)形槽所圍成的柱狀煤體則被軸線頭內(nèi)的截齒所破碎。的煤層，可采普氏硬度系數(shù) f≤3 的煤質(zhì)和非金屬層狀礦床。如采煤機(jī)齒輪壽命國(guó) 內(nèi) 5000h，而國(guó)外為 2萬(wàn) h，僅為國(guó)外同類產(chǎn)品的 1/4； 很簡(jiǎn)單的帶式輸送機(jī)托輥，國(guó)內(nèi)最好產(chǎn)品的壽命達(dá)到 3 萬(wàn)h，而國(guó)外同類產(chǎn)品壽命可達(dá) 9 萬(wàn) h。這樣做雖能保證其正常運(yùn)行，但其強(qiáng)度余量過(guò)大。 在此基礎(chǔ)上，又研制出 M6250/550 BWD 型采煤機(jī)。適用于采高范圍為 ~、煤質(zhì)較硬的薄煤層工作面。 BM 系列采煤機(jī)在我國(guó)多個(gè)局、礦均有推廣使 用，其牽引力達(dá) 120kN，牽引速度為0~6m/min 可適用于采高 ~,煤質(zhì)硬度為中硬以下緩傾斜薄煤層中使用，平均年產(chǎn)量為 16 萬(wàn) t 左右。這類薄煤層滾筒采煤機(jī) 主要有 MLQ 系列采煤機(jī)，如 1964年生產(chǎn)的 MLQ 一 64 型， 1980 年生產(chǎn)的 MLQ 一 80 型淺截石單滾筒采煤機(jī)，另外還有 MLQ3一 100 型采煤機(jī)。在一些省、區(qū)薄煤層儲(chǔ)量比重很大，如四川省占 60%，山東省 54% ,黑龍江省占 51%，貴州省占37%。因此，研制適合我國(guó)實(shí)際國(guó)情的薄煤層采煤機(jī)，以適應(yīng)不同的煤層結(jié)構(gòu)，提高薄煤層采煤的工作效率是當(dāng)務(wù)之急。 80 年代，我們?cè)谝M(jìn)了德國(guó)、英國(guó) 等采煤機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主開(kāi)發(fā)和制造適應(yīng)我國(guó)不同的煤層條件的滾筒式采煤機(jī)系列產(chǎn)品，并在 90 年代中期初步完成了主導(dǎo)機(jī)型，由液壓牽引采煤機(jī)向電牽引采煤機(jī)升級(jí)換型工作。 SM G200 B 型采煤機(jī)裝機(jī)功率為 200kW，采用液壓驅(qū)動(dòng)、無(wú)級(jí)調(diào)速，鏈牽引，最大牽引力 180kN，適用采高為 ~， 是國(guó)內(nèi)同類型薄煤層采煤機(jī)中功率較大的一種，平均日產(chǎn)在 1000t左右?？傃b機(jī)功率達(dá) 450kW，其中截割功率 200kW,牽引功率 25kW，牽引力 400kN，牽引速度 0~6m/min。該采煤機(jī)的使用效果有待進(jìn)一步考察。 近 幾 年來(lái)，我國(guó)薄煤層采煤機(jī)得到了很大的發(fā)展，但在質(zhì)量和壽命和高新技術(shù)應(yīng)用等方面與國(guó)內(nèi)大型采煤機(jī)，特別是與國(guó)外采煤機(jī)相比，還存在較大的差距。 該機(jī)是一種沿長(zhǎng)壁回采工作面全長(zhǎng)穿梭式采煤的薄煤層采煤機(jī)。 垂直滾筒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，滾筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；破碎煤層時(shí)，截齒沿層里運(yùn)動(dòng)，截齒所受截割阻力小，采煤機(jī)能耗比較低；這種滾筒只能在煤層厚度變化不大的薄煤層中工作，或與其 他結(jié)構(gòu) 形式的破煤結(jié)構(gòu)組合在一起共同工作，滾筒的適應(yīng)性小。 綜合上述各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合該采煤機(jī)是在煤層厚度小的薄煤層中工作，適用螺旋滾筒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，所以實(shí)現(xiàn)破碎煤壁功能結(jié)構(gòu)方案選擇螺旋滾筒結(jié)構(gòu)。經(jīng)驗(yàn)表明，通常還有 5%~20%的采落煤不能裝入輸送機(jī)里而留在工作面底板上，這些沒(méi)被稱為浮煤。通過(guò)改變油泵的排油方向和排油量的大小，改變油馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)牽引的換向和牽引速度的調(diào)整。在電動(dòng)機(jī)的控制回路中裝設(shè)了可控硅調(diào)速回路，該回路可接受兩個(gè)反饋信號(hào)，一個(gè)是牽引鏈輪的轉(zhuǎn)速，經(jīng)截割部電動(dòng)機(jī)的截割回路反饋到控硅調(diào)速回路實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。 錨鏈牽引機(jī)構(gòu) 采煤機(jī)錨鏈牽引方式有兩種：內(nèi)牽引和外牽引。 和鋼絲繩牽引相比較，錨牽引具有如下特點(diǎn)： a) 錨鏈強(qiáng)度高，承載能力大，能滿足采煤機(jī)增大牽引力和提高牽引速度的要求； b) 錨鏈牽引是鏈輪輪齒與鏈環(huán)相嚙合，工作較可靠，并便于采用外牽引方式； c) 錨鏈?zhǔn)褂脡勖^長(zhǎng)，一般在六個(gè)月以上。 電動(dòng)機(jī) — 固定減速箱 — 搖臂 — 行星齒輪傳動(dòng) — 滾筒 張帥：薄煤層滾筒采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 與 搖臂設(shè)計(jì) 10 這種傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)是，在傳動(dòng)系統(tǒng)的末端是行星傳動(dòng)，使其前幾級(jí)的傳動(dòng)比減小，系統(tǒng)簡(jiǎn)化，而行星傳動(dòng)的齒輪魔術(shù)也減小，由于在滾筒內(nèi)設(shè)有行星傳動(dòng)，滾筒筒轂直徑大，因此這種傳動(dòng)系統(tǒng)適于中厚以上煤層的采煤機(jī)；搖臂側(cè)置，滾筒臥底量大； 由于搖臂側(cè)置，其支撐剛性在設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先應(yīng)注意保證；搖臂與固定減速箱內(nèi)部機(jī)件的聯(lián)接也容易松動(dòng)，應(yīng)注意加固。至今這些輔 助功能已成為現(xiàn)代采煤機(jī)所必須的。對(duì)于雙滾筒采煤機(jī)而言，借助于兩個(gè)滾筒到賬高度的變化的改變，能就完全適應(yīng)煤層厚度等于或小于滾筒直徑的變化情況。因此降塵是采煤機(jī)的一個(gè)重要輔助功能。壓力水由設(shè)在工作面下順槽的遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 水泵供水。懸鏈固定板用幾節(jié)懸鏈與尼龍電纜夾板相連。 (8)采用彎搖臂設(shè)計(jì)，提高裝煤效果，行星頭外徑小，整體長(zhǎng)度短，保證臥底要求和縮短整機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度。)： ≤30176。 由裝機(jī)功率估算出，截割部驅(qū)動(dòng)功率為 100kw， 由此選出防爆電機(jī)型號(hào)為 YBCS3100。m 行星 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 4 3 04 3 P? ???????????齒 齒 kw 33 ? ? r/min 3 344 4 n ?? ? ? Nm? 中速軸齒輪模數(shù)的確定及校核 選擇齒輪材料 查 參考文獻(xiàn) [1]表 817 小齒輪選用30 r niCMT滲碳淬火 大齒輪選用r i滲碳淬火 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按31 2 2(~)tv npn?估取圓周速度tv=4m/s， 查參考文獻(xiàn) [1]表 814， 表 815 選取 公差組 8 級(jí) 小輪分度圓直徑2d，由下式得 ? ?232 221 EHddHZ Z ZKT uu????????? ???? （ 61） 齒寬系數(shù)d?查 參考文獻(xiàn) [1]表 823 按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置，取?? 小輪齒數(shù)1Z， 選取1=18 張帥：薄煤層滾筒采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 與 搖臂設(shè)計(jì) 20 大輪齒數(shù)2Z 21 ????? 圓整取2Z=30 齒數(shù)比u 21 30/? ? 傳動(dòng)比誤差 u/u? ? ?u / u = 1 . 6 7 1 . 6 7 / 1 . 6 7 0?? 誤差在5%?范圍內(nèi)，合適 小輪轉(zhuǎn)矩T由 公 式得 6 6 62 2 295510 ?? ??? ?? Nm? （ 62） 載荷系數(shù) K 由 公 式得 AVKKKKK??? （ 63） 使用系數(shù)A， 查 參考文獻(xiàn) [1]表 820 得 AK= 動(dòng)載荷系數(shù)V 查 參考文獻(xiàn) [1]圖 857 得初值Vt = 齒向載荷分布系數(shù)