【正文】 圖 21 截割部傳動方式 1－電動機； 12－固定減速箱； 3－搖臂； 4－滾筒； 5－行星齒輪傳動； 6－泵箱； 7－機身及牽引部 ⑴電動機 — 固定減速箱 — 搖臂 — 滾筒 (如圖 21(a))。 調(diào)高油缸：可使搖臂連同滾筒升降，以調(diào)節(jié)采煤機的采高。 電動機：是滾筒采煤機的動力部分，它通過兩端輸出軸分別驅(qū)動兩個截割部和牽引部。按行走機構(gòu)形式分鋼絲繩牽引、鏈牽引和無鏈牽引采煤機。 30 個截齒通過非均布葉片的特殊設(shè)計而達(dá)到葉片齒與端盤齒交錯均布的目的，同時三個葉片各自的齒高不等，從而可確保葉片截齒截深相等。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 5 5 4） 交流變頻調(diào)速牽引裝置的研制 對日本東芝和東洋公司的 100kVA、 150VA 兩個規(guī)格的 51 系列變頻器進(jìn)行技術(shù)消化，其中 100kVA 的變頻器成功改制成和 MG344－ PWD 型采煤機配套的交流變頻調(diào)速牽引裝置，并推廣使用。 雙級行星齒輪減速器的設(shè)計 采用了四個行星輪結(jié)構(gòu)的行星齒輪減速器，在均載措施、材料及熱處理工藝、齒輪的修形修緣加工等技術(shù)方面有了進(jìn)一步提高。美國阿巴拉契煤礦正在考慮采用 1500mm 截深的可能性。 3) 牽引速度和牽引力不斷增加 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(相對最大牽引力時的牽引速度 )，實際牽引功率僅為 40～ 50kW，不適應(yīng)快速割煤的需要。 2) 電牽引采煤機成為主導(dǎo)機型 德國艾柯 夫公司最早開發(fā)電牽引采煤機， 80 年代中后期已基本停止生產(chǎn)液壓牽引采煤機，研制出 EDW 系列電牽引采煤機，其中 EDW450/1000 和 EDW300－ LN 是代表性的機型， 90 年代又研制成功交直流兩用的 SL300、 SL400、 SL500型采煤機。隨著采煤機械化的發(fā)展，采煤機是現(xiàn)在最主要的采煤機械。二級傳動的圓柱齒輪為可換齒輪，使輸出轉(zhuǎn)速可根據(jù)不同的煤質(zhì)硬度在兩檔速度內(nèi)選取。與傳統(tǒng)的縱向布置的單電機采煤機相比，該采煤機將截割電機直接安裝在截割部殼體內(nèi)，齒輪減速裝置全部集中在截割部殼體及行星減速器內(nèi)，取消了螺旋傘齒輪、固定減速箱、搖臂回轉(zhuǎn)套等結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，可靠性更高。 我國是產(chǎn)煤大國，煤炭也是我國最主要的能源，是保證我國國民經(jīng)濟飛速增長的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。直流電牽引的牽引功率最大已達(dá) 2179。世界各主要采煤機廠商 80 年代都已把重點轉(zhuǎn)向開發(fā)電牽引采煤機，目前，美國長壁工作面中電牽引采煤機已超過 90％，德國已占 56％，澳大利亞占 52％，而且近幾年來，幾乎所有綜采工作面的高產(chǎn)高效記錄都是由電牽引采煤機創(chuàng)造的。包括電牽引的 (如英國 Electra 系列、德國的 SL系列 )和液壓牽引的 (如波蘭的 KGS系列 )，以及中厚煤層用大功率的 (如Electra1000,SL500)和薄煤層的 (如英國 Electra)，并有取代傳統(tǒng)的截割電動機縱向布置的趨勢。 國內(nèi)外應(yīng)用狀況 我國目前廣泛使用的三大系列采煤機，主要有上海分院開發(fā)設(shè)計的 MG 系列，西安煤礦機械廠生產(chǎn)的 MXA300 和太原礦山機器廠的 AM500 系列采煤機，其中 MXA300 和 AM500 系列采煤機主要用于綜采工作面， MG 系列采煤機 既有配套液壓支架使用綜采工作面的，也有配套單體液壓支柱適用于普通機采工作面內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 4 4 的采煤機，可分別使用在厚煤層、中厚煤層和薄煤層。 2） 但是無鏈牽引也存在需要解決的問題： ①加強輸送機本身結(jié)構(gòu)，使用和管理中保持平直度； ②齒輪、齒軌或銷軸在 嚙合傳動中傳遞力很大，且起支點作用，磨損加快 ——材質(zhì)和熱處理要求較高，結(jié)構(gòu)上要能快速更換； ③為適應(yīng)采煤機在推移中水平和垂直方向的傾斜，仍能保證正確的嚙合，在銷軸座或齒軌之間的連接方式上注意可調(diào)性，同時注意溜槽的連接強度； ④無鏈牽引機構(gòu)使機道寬度增加約 100mm，提高了對支架控頂能力的要求。 彈性緩沖性能的扭矩軸設(shè)計，提出一套關(guān)于該類軸的理論設(shè)計依據(jù)，提高設(shè)計質(zhì)量，改善傳動件的可靠性，對提高采煤機的整體可靠度和利用率起到了積極作用。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 6 6 第二章 傳動方案的設(shè)計 總體傳動方案的設(shè)計 在目前的國內(nèi)采煤機市場，不管從研發(fā)、設(shè)計、制造還是使用方面中厚煤層所使用的重型采煤機都占據(jù)著主導(dǎo)的地位， 也正是這種龐大的市場優(yōu)勢使得中厚煤層采煤機在技術(shù)上日趨成熟，而且有著非常大的改進(jìn)刷新速度。按適用的煤層厚度分厚煤層、中厚煤層和薄煤層采煤機。螺旋葉片將截齒割下的煤裝到刮板輸送機中。 截割部傳動裝置的功用：是將電動機的動力傳遞到滾筒上，以滿足滾筒工作的需要。這種方式在滾筒內(nèi)裝了行星傳動，故前幾級傳動比減小，簡化了傳動系統(tǒng)，但筒殼尺寸卻增大了，故這 種傳動方式適用于中厚煤層采煤機，如在 MLS3 170、 MXA300、AM500 和 MG 系列等型采煤機中采用。（如圖 ） 該截割部采用銷軸與牽引部聯(lián)結(jié)，截割電機橫向布置在搖臂上，搖臂和機身連接沒有動力傳遞，取消了縱向布置結(jié)構(gòu)中的螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸。主要技術(shù)參數(shù)如下： 適應(yīng)煤層：傾角 ? ?18 的中厚煤層 采高范圍： 2～ 4m 煤質(zhì)傾角： ? ?18 煤層硬度： f≤4 滾筒轉(zhuǎn)速 (r/min)：低速 、中速 、高速 ； 滾筒直徑 (mm)： 1800； 最大截深 (mm)： 1000； 滾筒水平中心距（ m）： ； 搖臂回轉(zhuǎn)中心距（ m）： ； 傳動比分配 由設(shè)計要求知，截割部功率為 700kW，根據(jù)礦井電機的具體工作環(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。 =178。 300179。 1/ =1083 N/mm2 d1 的設(shè)計初值 d1t 為 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 14 14 321 1083 ?????? ????????td ≥ 齒輪模數(shù) m m= td1 /Z1 = = 查表取 m=8 小齒輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值 td1? =Z1m =28179。 2 ?h 齒根圓直徑 1fd =d12 fh 一齒輪軸與第一級惰輪嚙合傳動的相關(guān)參數(shù)的 計算值： 嚙合角 39。 5%范圍內(nèi)，所以符合要求 小輪轉(zhuǎn)矩 T3 由公式得 T3=9550P/n3 =9550179。 (24179。 1179。? 按如下公式計算 ? ?12122 ta nxxin v in vZZ? ? ??? ??? 中心矩變動系數(shù) y 按如下公式計算 12 c o s 12 c o sZZy ??? ????????? 中心矩 a? 按如下公式計算 a a ym??? 齒高變動系數(shù) y? 按如下公式計算 y x y?? ? ? 齒頂高 h? 按如下公式計算 ? ?h h x y m???? ? ? ? 齒根高 fh 按如下公式計算 fh =（ ??h + ?c x） m 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 25 25 齒全高 h=（ 2 ??h + ?c y? ） m 齒頂圓直徑 1?d =d1177。 小齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計：考慮到齒輪直接和電動機的輸出軸相連，因此采用內(nèi)設(shè)花鍵與電動機的扭矩軸 連接，二軸齒輪 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 27 27 中心輪組齒輪結(jié)構(gòu)： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 28 28 第二級惰輪的結(jié)構(gòu)： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 29 29 截割部第一級行星傳動設(shè)計 選擇行星傳動的類型為 2KH[A]。 106 Nmm 載荷系數(shù) ?HVA KKKK ? 工作情況系數(shù) KA 查表得 KA=1 動載荷系數(shù) VK 查表得 VK = 載荷分布系數(shù) ? ? HbHK ??? 11 ??? 查表得 ?b? ， ?H? 故 ? ? ??????HK ????K 許用接觸應(yīng)力 ??H? 按下式計算： ? ?VRNHOH ZZZS ???? （ N/mm2） 齒輪材料的接觸疲勞強度極限 oH? 查表有 oH? =23HRC 對太陽輪 a oH? =23179。 10=72021 (h) 根 據(jù) 傳 動 比 198311 ??????? abba ZZHii 及 ? ?m in/5 94 rn a ? 可計算出 ? ?m i n/ rinn aH ??? ? ? ?m i n/1 8 6 53 9 2 95 7 9 4 rnn Ha ???? ∵ 1931??????? HgHg HaHa ZZnn nngi ∴ ? ?m i n/ rZZnnnnagHaHg ???????? 故太陽輪 a 的 循 環(huán) 次 數(shù) 為 ? ? 2 0 0 ??????alN 行星輪 g 的循環(huán)次數(shù)為 ? ? 9104 9 2 0 0 04 0 4 660 ?????glN 因 0NNl ? ，故取 1?NZ 于是有太陽輪 a 的許用接觸應(yīng)力為? ? ? ?2/ mmNH ?????? 行星輪 g 的許用接觸應(yīng)力為? ? ? ?2/ mmNH ?????? 計算時應(yīng)取較小的 ? ? ? ?2/1 1 1 2 mmNH ?? 將以上各值代入按接觸強度計算的中心距內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 33 33 ? ? ? ?mma W 3 62 ???????????? ? ???圓整中心距，取工作中心距 ? ?mma W 1 8 0? 確定齒輪模數(shù) m 3119 18022 ?????? ga WZZ am 根據(jù) BG135787，取 m=7 確定變位系數(shù) ax 、 gx 因工作中心距 Wa =180(mm) 標(biāo)準(zhǔn)中心距 ? ? ? ?mmZZma ga 1752 5072 ????? 比較 aaW? ，故外齒輪副 ag 要采用變位齒輪傳動（正傳動） 按下式計 算嚙合角 ? ? ??? invtgZZ xxinv ga gaw ???? 2和 ???? coscos ww ? 計算得嚙合角 25?w? .38176。 106（ Nmm） 根據(jù) d? = ，查圖取 ?b? 根據(jù) ??? ???? ?? ?? HgwHgnndv 查圖有 ?H? ? ? HbHK ??? 11 ??? =1+（ ）179。 265=477（ N/mm2） YN=1， YX=1， SF=， ? ? ? ?2/ mmNF ????? 查表有 ?F? ， ?VK 于是 ? ? ? ? ???????? FbFK ??? 0 7 7 ??????? ?FVA KKKK 扭矩 ? ?266 / mmNZZKnTT agPFpa ?????? 取內(nèi)齒輪 b 的齒形。 1= 許用接觸應(yīng)力 ? ?VRNHHH ZZZS ???? 0?? 對于內(nèi)齒圈 b,齒輪材料的接觸疲勞強度疲勞極限 H0? 查表有 H0? =2HB+70=2179。=600（ N/mm2） 安全系數(shù) FS 取為 FS = 尺寸系數(shù) XY =1 彎曲壽命系數(shù) NYN6104?? 因齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) Nl 均大于 4179。 58=1334（ N/mm2） 安全系數(shù) HS 取為