【正文】 ,5mms? 則： mmsBL 1651051501 ???????? Ⅱ段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位，取軸段直徑 ,91mm 軸段長度 mmL 1102 ? Ⅲ段取齒輪右端軸肩高度 ,4mmh? 軸環(huán)直徑 91 ,mm 軸段長mmL 1783 ? Ⅳ 段 用 于 裝 軸 承 ， 選 用 深 溝 球 軸承 Nj419 ，尺寸3016090BDd ????? ，取 軸段直徑 ,903 mmd ? 軸段長 164mm 2）軸上零件的周向定位 兩個齒輪均采用花鍵聯結，花鍵適用于載荷較大和定心精度要求較高的靜聯接 和動聯接，它的鍵齒多，工作面總接觸面積大，承載能力高，它的鍵布置對稱，軸、轂受力均勻，齒槽淺，應力集中較小，對軸和輪轂的消弱小。 = 由于采煤機機身高度 受到嚴格限制，每級傳動比一般為 。傳動時，內齒圈 b 固定不動，太陽輪 a 為主動輪，行星架 x上的行星輪 g— 面繞自身的軸線 ox— ox 轉動，從而驅動行星架 x 回轉，實現減速。 總傳動比 總i 7536401470nnI ．＝＝＝ 滾總 n —— 電動機轉速 r/min 滾n —— 滾筒轉速 r/min 傳動比的分配 在進行多級傳動系統(tǒng)總體設計時，傳動比分配是一個重要環(huán)節(jié)，能否合理分配傳動比，將直接影響到傳動系統(tǒng)的外闊尺寸、重量、結構、潤滑條件、成本及工作能力。 截割部電動機的選擇 由設計要求知，截割部功率為 400 2KW，即每個截割部功率為400KW。 主要技術參數 該機的主要技術 參數如下： 采高 m 截深 mm 800 適應傾角 ≤ 25 176。隨著綜采設備向大功率發(fā)展，目前采煤機最大功率達 1220kW ， 截割電機最大功率達6000kW，刮板輸送機最大功率達 1125kW，驅動電機最大功率達 525 kW，加上工作面長度的不斷增長，所以必須提高采區(qū)的供電電壓，目前各國生產的大功率采煤機，其供電電壓一般為 2300、 3300、 4160 和 5000V等幾檔。 采煤機的發(fā)展趨勢 80 年代以來，滾筒式采煤機在結構、性能參數、可靠性和易維修性上都有很大的改進。太原礦山機械廠在引進英國 Electra1000 直流電牽引全套技術的基礎上，開發(fā)出 MG400/900WD 和 MG250/600WD 型兩種電牽引采煤機，雞西煤機廠、遼源煤機廠也開發(fā)了交流電牽引采煤機。 3．無鏈牽引的推廣使用，使采煤機工作平穩(wěn)，使用安全 在引進大功率采煤機的同時，無鏈牽引技術傳入中國，德國艾柯夫公司的銷軌式無鏈牽引和英國安德森公司的齒軌式無鏈牽引占絕大 多數，而且技術成熟。 20 世紀 80 年代是我國采煤機發(fā)展的興旺時期 20 世紀 70 年代后期，我國總共引進 143 套綜采成套設備。然而通過對采煤機搖臂進行有限元分析 ,可以得出采煤機搖臂殼體在不同位置、不同工況的應力、應變規(guī)律 ,摸清其危險截面、極限工況、極限載荷和極限應力 ,提出搖臂承載能力的優(yōu)化方案。進入60 年代，英國、德國、法國和前蘇聯先后對采煤機的截割滾筒做出革命性改進。本說明書主要針對主要部件的設計計算和強度校核進行了敘述和介紹。 （ 2）對截割部的傳動及結構進行設計。 MG400/機截割部主要是由一個減速箱和四級齒輪傳動組成，截割部電機放在搖臂內橫向布置，電動機輸出的動力經由三級直齒圓拄齒輪和行星輪系的傳動，最后驅動滾筒旋轉。 50 年代初，英國和德國相繼研制出了滾筒式采煤機，在這種采煤機上安裝有截煤滾筒，這是一種圓筒形部件，其上安裝有截齒，用截煤滾筒實現落煤和裝煤。工 礦自動檢測、故障診斷以及計算機數據處理和數顯等先進的監(jiān)控技術已經在采煤機上得到應用。 2．有鏈牽引，輸出牽引力小 此時期的采煤機牽引方式都是圓環(huán)鏈輪與牽引鏈輪嚙合傳動，傳遞牽引力小，牽引力在 200KN 以下。 20 世紀 80 年代起重視系列化采煤機的開發(fā)工作，一種功率的采煤機可以派生出多種機型 ，主要元部件在不同功率的采煤機上都能通用，這樣不僅擴大了工作面的適應范圍，而且便于 用戶配件的管理。 （ 2）高性能電牽引采煤機：電牽引采煤機的研制從 20 世紀 80 年代開始起步， 20 世紀 90 年代全面發(fā)展，電牽引的發(fā)展存在直流和交流兩種技術途徑。在牽引力和牽引速度方面，電牽引的最大牽引力已達到 700KN，最大牽引速度達 12． 56m/min,微處理機的工礦監(jiān)測、故障顯示、無線電離機控制等方面已達到較高技術水平。 5）截割滾筒的革新和改進 截割滾筒的改進是圍繞增大截深、減低煤塵、增大塊煤率和提高壽命等目標進行的其主要改進有增大截深、采用強力截齒、增大塊煤率和減少煤塵生成、滾筒設計 CAD、高壓水射流噴霧降塵和助切、加固滾筒結構等方面。 10）提高采煤機的可靠性和壽命，提高易維修性，縮短井下更換部件時間，延長大修周期，提高機器的使用率和開機率。利用通用部件，組裝成系列型號的采煤機，可以 給生產帶來很多方便。 絕緣等級： H 接線方式： Y 工作方式： S1 質量： 1502KG 冷卻方式：外殼水冷 該電機總體呈圓形 , 其 電動機輸出軸上 帶有漸開線花鍵，通過該花鍵電機將輸出的動力傳遞給搖臂的齒輪減速機構。 由于采煤機在工作過程中常有過載和沖擊載荷，維修比較困難，空間限制又比較嚴格，故對行星齒輪減速裝置提出了很高要求。查閱文獻 [4],采煤機截割部行星減速機構的傳動比一般為 4～ 6。 min1? ) 轉矩 T/(NΑ 2） 求支反力： 水平面： ? ?? ? ? ? NFFR ttRB 7 8 4 3901 2 583/831 2 583 43 ???????? NRFFR HBttHA ???? 垂直面： ? ?? ? ? ? NFFR rrRB 8 2 5901 2 583/831 2 5)83( 43 ????????? NRFFR rBrrHA 21 2743 ???? 3） 計算彎矩，繪彎矩圖 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 29 頁 水平彎矩：圖（ b）所示 mmNRM HACH ?????? 0 5 9 8 4 mmNRM HBDH ?????? 垂直面彎矩：圖（ c）所示 mmNRM VACV ???????? 1 7 6 5 4 1832 1 2 783 mmNRM VBDV ?????? 5 2 4 3 3 8 2 590 合成彎矩：圖（ d）所示 mmNMMM CHCVC ?????? 0 6 7 3 9 51 7 6 5 4 0 5 9 8 4 4 2222 mmNMMM DHDVD ?????? 5 6 0 1 5 55 2 4 3 3 12 5 0 5 8 8 8 2222 4) 扭矩： mmNT ?? 32511003 mmNT ????? 1 9 5 0 6 6 03 2 5 1 1 0 ? 5） 計算當量彎矩：圖（ f）所示 mmNMM CCa ???? 39502? ? mmNTMM DDa ?????? 2222 ?左mmNMM DDa ??? 顯然 D 處為危險截面，故只對該處進行強度效核 軸的材料為 45鋼，調 質處理，查表 4－ 1得 2/650 mmNB ?? 由 ? ??? ?? WM Da 得 ? ? 2/65~~ mmNB ?? ?? 取 ? ? 2/60 mmN?? 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 30 頁 3333 mmddW ????? ? 2/ 267 1861 3 mmNWM Ca ???? ? ? 2/60 mmN?? 安全系數效核計算： 1）確定參數 由前述計算可知： mNT ?? mmNM Ca ?? 0 6 7 3 9 5 mmW ? min/ rn ? 抗扭截面模量： 3333 mmddW ????? ?? 2）計算應力參數 彎曲應力幅 2/ mmNa ?? ?? 因彎矩為對稱循環(huán)， 故彎曲平均應力 0?m? 扭剪應力幅 23 / 32511002 mmNWTa ???? ?? 因轉矩為脈動循環(huán)，故扭剪平均應力 2/ mmNma ?? ?? 3）確定影響系數 軸的材料為 45 鋼 ， 調 質 處 理 ， 由 表 4 － 1 查得212 /300,/650 mmNmmNB ?? ??? ， 21 /155 mmN??? 軸肩圓角處得有效應力集中系數 ?? KK, 根據 0 1 ??dr ??dD 由表 4－ 5經插值可得： ??k ??k 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 31 頁 尺寸系數 ?? 、 ?? 根據軸截面為圓截面查圖 4－ 18得： ?? ＝ ?? = 表面質量系數 ?? 、 ?? 根據 2/650 mmNB ?? 和表面加工方法為精車，查圖 4－ 19，得 ?? ＝ ?? ＝ 。 ⑶ 載荷不均衡系數 pk ： 采用太陽輪浮動和行星架浮動的均載機構，取 pk = ⑷ 配齒計算： 太陽輪齒數 az . 4 2 2 145 .7 4p。 截割部行星機構的設計計算 已知：輸入功率 7 ? KW, 轉速 7n =， 輸出轉速 n滾 =40r/min 齒輪材料熱處理工藝及制造工藝的選定 太陽輪和行星輪的材料為 20CrNi2MoA，表面滲碳淬火處理，表面硬度為 57～ 61HRC。 軸的設計及強度效核 先確定Ⅲ軸 選擇軸的材料 選取軸的材料為 45 鋼，調質處理 軸徑的初步估算 由表 4－ 2取 A＝ 115， 可得 mmnpAd 33 331 ????? 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 25 頁 3軸示意圖 求作用在齒輪上的力 Ⅲ軸上大齒輪分度圓直徑為： mmmZd 3403 ?＝Ⅲ 圓周力 tF ，徑向力 rF 和軸向力 ?F 的大小如下 NdTF t 25636306435800022 2 31 ???? NFF ntr 9 3 3 120t a n2 5 6 3 6t a n1 ????? ? 小輪分度圓直徑為： mmd 2644 ? NdTF t 580 0022 4 32 ???? NFF ntr 1 2 0 1 1 4 1 1tan2 ????? ? 軸的結構設計 1）擬定軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 Ⅰ 段 安 裝 調 心 滾 子 軸 承 。 ?bagi 247。 本次設計采用 NWG 型行星減速裝置，其原理如圖所示： 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 11 頁 a太 陽輪 b 內齒圈 g 行星輪 x行 星架 NWG行星機 構 該行星齒輪傳動機構主要由太陽輪 a、內 齒圈 b、 行星輪 g、行星架 x等組成。滾筒轉速對滾筒截割和裝載過程影響都很大；但對粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度而不是滾筒轉速。所以，這里把左右搖臂設計成對稱結構。中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 7 頁 左截割部 右截割部 左行走部 右行走部 左旋滾筒 右旋滾筒 液壓傳動 電控部 銘牌電控部編程站中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 8 頁 第二章 總體方案的確定 MG400/ 型采煤機簡介 MG400/900WD 型機載交流電牽引采煤機，該機裝機功率 900KW，截割 功率 2 400KW,牽引功率 該采煤機使用的電氣控制箱符合礦用電氣設備防爆規(guī)程的要求，可在有瓦斯或煤層爆炸危險的礦井中使用，并可在海拔不超過 2021m、周圍介質溫度不超過＋ 40℃ 或低于－ 10℃ 、不足以腐蝕和破壞絕緣的氣體與導電塵埃的情況下使用。 7）提高采區(qū)