【文章內(nèi)容簡介】 霧化，使粉塵附在霧狀水珠表面沉降下來，達(dá)到滅塵效果。這種除塵方式有以下兩種：①外噴霧降塵。是在工作機(jī)構(gòu)的懸臂上裝設(shè)噴嘴，向截割頭噴射壓力水，將截割頭包圍。這種方式結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用壽命長。由于噴嘴距粉塵源較遠(yuǎn)，粉塵容易擴(kuò)散，除塵效果較差；②內(nèi)噴霧降塵。噴嘴在截割頭上按螺旋線布置，壓力水對著截齒噴射。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。但噴嘴容易堵塞和損壞，供水管路復(fù)雜，活動聯(lián)接處密封較困難。為提高除塵效果，一般采用內(nèi)外噴霧相結(jié)合的辦法，并且和截割電機(jī)、液壓系統(tǒng)的冷卻要求結(jié)合起來考慮，將冷卻水由噴嘴噴出降塵。 (2)抽出式。常用的吸塵裝置是集塵器。設(shè)計掘進(jìn)機(jī)時，應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)條件來選集塵器。為提高除塵效果，可采用兩級凈化除塵。由于集塵器跟隨掘進(jìn)機(jī)移動，風(fēng)機(jī)的噪音很大，應(yīng)安裝消音裝置。抽出式除塵裝置滅塵效果好，但因設(shè)備增多，使工作面空間減小。近年來，除塵設(shè)備有向抽出式和噴霧式聯(lián)合并用方向發(fā)展的趨勢。 對于全煤巷或很軟的巖巷，利用掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，效率高、成本低。但對于巖巷掘進(jìn)和隧道掘進(jìn)，一般其巖體f≥8(抗壓強(qiáng)度在80～100MPa以上)，掘進(jìn)機(jī)效率明顯降低，截齒消耗量大增，導(dǎo)致生產(chǎn)成本顯著提高。這時，應(yīng)考慮采用高壓水細(xì)射流輔助切割技術(shù)。 該技術(shù)為利用20MPa以上、流量為4L/min左右的壓力水，～，對截齒的機(jī)械破碎起輔助作用。 掘進(jìn)機(jī)截割頭上噴出的壓力水按壓力高低分級： 輔助切割壓力水分級（MPa） 項目 低壓 中壓 中高壓 高壓 超高壓 水壓 ＜ ～20 20～140 140～400 ＞400 經(jīng)驗(yàn)表明，對煤輔助切割作用的最低壓力約40MPa，對巖石的最低水壓為70MPa左右。在掘進(jìn)機(jī)上安裝的高壓水細(xì)射流系統(tǒng)為：外來水經(jīng)過控制閥、濾水器進(jìn)入增壓器，壓力增高后的高壓水進(jìn)入懸臂端的旋轉(zhuǎn)密封，由截割頭上安裝的數(shù)個噴嘴噴射出去。 器由液壓油驅(qū)動，可提供70MPa以上的壓力水，旋轉(zhuǎn)密封裝置裝在截割頭轉(zhuǎn)軸處，保證截割頭處的水壓和水量，噴嘴的直徑根據(jù)水壓和流量選取。 在掘進(jìn)機(jī)的截割頭上，噴嘴安裝位置有3種：①裝設(shè)在截齒前方。優(yōu)點(diǎn)是截齒和齒座為通常型，成本低；噴嘴安裝位置不受限制，可選用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴；更換截齒或噴嘴互不影響，便于維修；不存在巖?；貜棑p壞噴嘴問題；但噴嘴因水束流程遠(yuǎn)，打擊巖石的力較小，能耗高、水耗大，破巖效率不佳。②安裝在截齒上靠近齒尖處。優(yōu)點(diǎn)是冷水通過齒座和齒身對截齒的冷卻效果好，可延長截齒壽命；噴嘴靠近煤巖體，破巖效果好；除塵和撲滅火的效果也很好。缺點(diǎn)是需用專用的截齒和齒座，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高；噴嘴離煤巖體近，回彈的巖粒會加速噴嘴的損壞。③噴嘴裝在齒座上。當(dāng)截齒與煤巖體接觸才噴水的方式，齒不工作時不噴射，可節(jié)省水；除塵和撲滅火花的效果好。缺點(diǎn)是在截割軟煤時不射流；水射流破巖作用滯后于齒尖的切割作用；齒和齒座結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，事故多，維修量大。應(yīng)用高壓水細(xì)射流輔助切割技術(shù)，是擴(kuò)大掘進(jìn)機(jī)的使用范圍、提高掘進(jìn)速度的最佳途徑，但其系統(tǒng)形式、水壓和流量，及其零件的結(jié)構(gòu)尺寸要根據(jù)煤巖體性質(zhì)合理地確定。下圖為EBZ200型掘進(jìn)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)簡圖。3. 截割部的設(shè)計及計算行星齒輪傳動與普通定軸齒輪傳動相比較，具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小、噪聲小、傳動比大、壽命長、承載能力大、傳動平穩(wěn)、傳動效率高、 運(yùn)動平穩(wěn)、抗沖擊和振動的能力強(qiáng)、工作可靠性高以及實(shí)現(xiàn)各種變速的復(fù)雜的運(yùn)動等優(yōu)點(diǎn)。由于在各種類型的行星齒輪傳動中均有效地利用了功率分流性和輸入、輸出的同軸性以及合理地采用了內(nèi)嚙合，才使得其具有了上述的許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪傳動不僅適用于高速、大功率，而且可用于低速、大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械傳動裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳動，運(yùn)動的合成和分解，以及其特殊的應(yīng)用中，這些功用對于現(xiàn)代機(jī)械傳動的發(fā)展有著較重要的意義。因此，行星齒輪傳動在起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器和航空航天等工業(yè)部門均獲得了日益廣泛的應(yīng)用。將普通傳動改為行星傳動，可保證使重量降低，有可能利用普通傳動所不宜于采用或不能采用的設(shè)計(因齒輪尺寸較大)來提高承載能力。 我所設(shè)計的EBZ200型掘進(jìn)機(jī)截割部分的減速裝置上采用的是行星減速系統(tǒng)。 傳動原理圖 a代表太陽輪，b代表內(nèi)齒輪，c代表行星輪 第一級直齒輪傳動設(shè)計計算根據(jù)齒面硬度要求預(yù)選材料18CrNi4WA滲碳淬火EBZ200型掘進(jìn)機(jī)是工作在礦井下用于中型斷面煤及半煤巖巷的掘進(jìn)，故選取YB系列隔爆型三相異步電動機(jī)。電動機(jī)型號——YB315L24主要技術(shù)參數(shù)：額定功率——200KW 同步轉(zhuǎn)速——1500 r/min 額定電壓——380V 滿載轉(zhuǎn)速——1475 r/min 輸出效率——%確定齒輪傳動精度等級：按估取圓周速度根據(jù)圓周速度取精度等級為Ⅱ組6級精度小輪分度圓直徑選取齒寬系數(shù)小齒輪齒數(shù)選取為：大齒輪齒數(shù)選取為：傳動比齒輪齒數(shù)比小齒輪轉(zhuǎn)距載荷系數(shù)使用系數(shù)預(yù)取動載荷系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)齒間載荷分配系數(shù)根據(jù)來確定。查相關(guān)資料得則動載荷系數(shù)K的初值彈性系數(shù)預(yù)取模數(shù)m＝6預(yù)取嚙合角可得傳動中心距變位系數(shù)初算中心距 實(shí)際中心距 實(shí)際變位系數(shù)計算 計算實(shí)際變位角 得計算傳動變位系數(shù)：查相關(guān)資料得：由于都是正變位，變位系數(shù)在綜合性能較好段，所以變位系數(shù)合理。圓周速度 m/s修正節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)重合度系數(shù)根據(jù)來選取許用接觸應(yīng)力接觸疲勞極限應(yīng)力 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查得壽命系數(shù) 取硬化系數(shù) 則許用接觸應(yīng)力齒輪分度圓直徑的計算 齒輪模數(shù)的計算 小于6，則取m＝6可行實(shí)際分度圓直徑的計算中心距的計算 齒寬b的計算 按小齒輪齒寬比大齒輪齒寬大5mm的原則得：根據(jù)公式 計算：查得：齒形系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù) 重合度系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 查得：彎曲壽命系數(shù) 尺寸系數(shù) 安全系數(shù) 則故 所以合格（1）行星齒輪的總傳動比式中 ——高速級直齒輪傳動傳動比——總傳動比——行星齒輪總傳動比根據(jù)值，考慮實(shí)際情況和查表采用NGW型二級行星減速器。（2）傳動比的分配選取高低速兩級的齒輪材料相同，齒面硬度相同，則齒寬系數(shù)比 由以上參數(shù)得A＝2，,B=1得E＝2查得，選擇太陽輪和行星輪的材料為18CrNi4WA，滲碳淬火，齒面硬度為58～62HRC查表取試驗(yàn)齒輪齒面接觸疲勞極限太陽輪 ＝100 MPa＝1300 N/行星輪 ＝1300 MPa＝1300 N/查表取試驗(yàn)齒輪根彎曲疲勞極限太陽輪 ＝400 N/ 行星輪 ＝400 MPa＝280 N/（載荷對稱）齒形為漸開線直齒，最終加工為磨齒，精度為6級選擇內(nèi)齒圈材料為38CrMoAL，調(diào)質(zhì)處理，硬度為262302HBC查表取試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限 查表試取試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限齒形的終加工為插齒，精度為7級高速級輸出轉(zhuǎn)矩 （Nm） 低速級輸出轉(zhuǎn)矩（Nm）式中 ——高速級傳動效率，取=98%式中 ——低速級傳動效率 取=98%代入數(shù)據(jù) =根據(jù)傳動比值的大小查表?。焊咚偌? 低速級 低速級采用太陽輪浮動的均載機(jī)構(gòu)，故，查表取 高速級采用太陽輪和行星架同時浮動的均載機(jī)構(gòu)，故，查表取 （1）太陽輪齒數(shù)的確定根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備能力及相關(guān)資料初取 （2）內(nèi)齒輪齒數(shù)的確定根據(jù)2KH(NGW)型行星齒輪傳動的傳動比公式 （31） （32）式中——行星齒輪傳動的特性參數(shù)。特性參數(shù)與給定的傳動比 有關(guān)。值必須合理地選取。值太大或太小都是不合理的。如果值太大，或許可能使得內(nèi)齒輪值很大；或使得中心輪 值很小。通常，內(nèi)齒輪的尺寸是受到減速器總體尺寸的限制。為了不過分地增大其外形尺寸，故值不能很大。另外，值接近于1也是不允許的，因?yàn)檫@樣會使得行星輪的尺寸太小。一般應(yīng)選取=3~8。由式（32）得出內(nèi)齒輪齒數(shù) 對內(nèi)齒輪齒數(shù)進(jìn)行圓整取 （3）行星輪齒數(shù)的確定行星傳動裝置的特點(diǎn)為輸入軸與輸出軸是同軸線的，即各中心論的軸線與行星架的軸線是重合。為保證中心論與行星架軸線重合條件下的正確嚙合，由中心輪和行星輪組成的各嚙合副的實(shí)際中心距必須相等，即同心條件。設(shè)ag嚙合副實(shí)際中心距，gb嚙合副實(shí)際中心距，依據(jù)同心條件，各對相嚙合的齒輪的中心距相等。即： = （33）對于非變位、高度變位、等嚙合角度變位中心距 （34）式中“+”用于外嚙合，“”用于內(nèi)嚙合由式（33）和（34）得 （35）如果為偶數(shù)，則可按公式（35）計算即： （36）由上面的式子所求得的值只適合用于非變位或高度變位的行星傳動。如果為奇數(shù)，即在采用角度變位的傳動中，則可按下面的公式計算 （37）將數(shù)據(jù)代入公式（36）得 取 EBJ120TP型掘進(jìn)機(jī)是工作在礦井下用于中型斷面煤及半煤巖巷的掘進(jìn)。減速器裝配在掘進(jìn)機(jī)的截割部。根據(jù)實(shí)際工況，該減速器是在重載、低速的情況進(jìn)行工作。依據(jù)設(shè)計手冊及相關(guān)資料，行星齒輪傳動為閉式硬齒面齒輪傳動，主要失效形式為齒輪折斷，按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度公式計算齒輪的模數(shù)m 。按照齒根彎曲強(qiáng)度條件的設(shè)計公式確定起模數(shù) （38）式中 ——算式系數(shù)，—— 小齒輪承受的扭矩（Nmm)——綜合系數(shù)；——彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)；—— 齒輪寬度系數(shù)；—— 齒輪副中小齒輪齒數(shù)；——試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限（N/mm2）——計算彎曲強(qiáng)度的使用系數(shù)；——載荷作用于齒頂時的小齒輪齒形系數(shù)；2KH型傳動有兩個嚙合齒輪副：。減速器傳動的轉(zhuǎn)矩主要由中心輪與行星輪嚙合傳遞。因此，我們在這里先按照齒輪副進(jìn)行模數(shù)的初算。 Nm（1） 選擇齒寬系數(shù)為 查相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以得到；=400N/mm2；齒形系數(shù)=；=；取接觸強(qiáng)度計算的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)=，由于，所；；將上面得到的數(shù)據(jù)代入公式（38）得：取模數(shù)為102. 齒輪副嚙合中心距的確定 所以未變位前中心距 mm預(yù)取變位角實(shí)際中心距 （1）ag傳動根據(jù)中心距的實(shí)際情況，采用角度變位嚙合角 變位系數(shù)和中心距變動系數(shù)y分配變位系數(shù)查表取 （2）gb傳動嚙合角 （39）式中 mm所以未變位前中心距 mm預(yù)取變位角實(shí)際中心距 把數(shù)據(jù)代入式（39）得變位系數(shù)和根據(jù)中心距的實(shí)際情況=分配變位系數(shù)由ag變位系數(shù)分配可知根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選?。街行木嘧儎酉禂?shù)y=分度圓直徑 （310）齒頂圓直徑 （311）齒根圓直徑 （312）基圓直徑 （313）式中“+”用于外嚙合，“”用于內(nèi)嚙合齒高系數(shù)：太陽輪、行星輪齒高系數(shù)——內(nèi)齒輪齒高系數(shù)——頂隙系數(shù)內(nèi)齒輪頂隙系數(shù)——將數(shù)據(jù)代入公式（310）、(311)、（312）、（313）(1)中心輪的幾何尺寸分度圓直徑 mm齒頂圓直徑 mm 齒根圓直徑 mm 基圓直徑 mm(2)行星輪的幾何尺寸分度圓直徑 mm 齒頂圓直徑 mm 齒根圓直徑 mm 基圓直徑 mm (3)內(nèi)齒輪的幾何尺寸分度圓直徑 mm 齒頂圓直徑 mm 齒根圓直徑 mm 基圓直徑 mm(1)ag傳動端面重合度的計算頂圓齒形曲率半徑 （314）將數(shù)據(jù)代入公式（314）得 中心輪 行星輪 端面嚙合長度 （315）式中：——端面節(jié)圓嚙合角，直齒圓柱齒輪==22176?！?”用于外嚙合，“”用于內(nèi)嚙合將數(shù)據(jù)代入公式（315）得 =端面重合度式中：——螺旋角，直齒圓柱齒輪=0——端面壓力角，=0176。代入數(shù)據(jù)= 〉1 符合要求（2）gb傳動端面重合度的計算頂圓齒形曲率半徑將數(shù)據(jù)代入公式（314）內(nèi)齒輪頂圓齒