【文章內(nèi)容簡介】 線型噴嘴分別安裝在截割頭的齒座之間；外噴霧噴霧架固定在懸臂筒法蘭上，安裝有10個霧狀噴嘴；加強(qiáng)型外噴霧的噴霧架固定在叉形架前端，安裝有 8 個線型噴嘴。圖 12 水系統(tǒng)原理圖1Y 型過濾器 2球閥 3減壓器 4耐震壓力表5油箱冷卻器 6球閥 7霧狀噴嘴 8線型噴嘴圖第三章 EBH90型掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)設(shè)計截割機(jī)構(gòu)主要由切割頭，水冷電動機(jī)，減速器，伸縮機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)臺等組成，具有破碎煤巖功能的機(jī)構(gòu)。截割頭裝有截齒，用于破碎煤巖的部件。截割頭主要由截割頭體、齒座、螺旋葉片、截齒、噴嘴及筋板等構(gòu)成；螺旋葉片焊在切割頭體上，沿螺旋線并按截線間距排列齒座和截齒。作為新一代的煤巷掘進(jìn)設(shè)備，要求掘進(jìn)機(jī)具有生產(chǎn)效率高、截割塊度大、截割比能耗低的特點(diǎn)，因此，截割頭的設(shè)計尤為關(guān)鍵。影響截割效果的因素很多，有運(yùn)動參數(shù)和幾何參數(shù)兩方面。其中運(yùn)動參數(shù)主要表現(xiàn)在截割頭橫向擺動速度和轉(zhuǎn)速。增加橫向擺動速度可提高生產(chǎn)率，增大截割塊度，降低截割比能耗，但卻使截割頭載荷加大，所需截割功率增加；而提高轉(zhuǎn)速能降低截割頭載荷，但又使粉塵量增加，截割效率降低。合理確定截割頭的工作參數(shù)是保證截割頭高效工作的關(guān)鍵之一。經(jīng)綜合考慮，本次設(shè)計掘進(jìn)機(jī)截割頭的橫向擺動速度為6m/min。截割電機(jī)為外水冷式，且機(jī)體為焊接結(jié)構(gòu)，前端與減速器相聯(lián)，后端連接回轉(zhuǎn)臺。電機(jī)輸出力矩，通過花鍵套傳遞給減速器，再由花鍵套傳到主軸，主軸通過內(nèi)花鍵套與截割頭相聯(lián)，把力矩傳遞到割頭上，截割頭進(jìn)行工作。截割電機(jī)應(yīng)根據(jù)工作條件選取，而且應(yīng)當(dāng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT4771996《YBU系列掘進(jìn)機(jī)用隔爆型三相異步電動機(jī)》。《掘進(jìn)機(jī)截割的關(guān)鍵技術(shù)研究》李曉豁著f7,抗截強(qiáng)度A=310N/mm截割頭轉(zhuǎn)矩T=9550P/n截割頭轉(zhuǎn)速n(r/min)截割頭平均直徑D=500截齒的截割阻力Z截齒切屑平均厚度h=25切屑寬度b=20Z=A*h*(+) =310*25*(+*20) =56575ND≤2T/ZT≥D*Z/2=MP≥T*N/9550=選用YBU90型電動機(jī)，電機(jī)功率90kw電機(jī)額定頻率50Hz，同步轉(zhuǎn)速1500r/min，額定轉(zhuǎn)速1440r/min，額定電壓660V。 電機(jī)結(jié)構(gòu)外型圖：傳動方案的擬定 根據(jù)工作機(jī)的要求，傳動裝置將原動機(jī)的動力和運(yùn)動傳遞給工作機(jī)。實(shí)際表明，傳動裝置設(shè)計得合理與否，對整部裝置的性能，成本以及整體尺寸都有很大影響。因此，合理地設(shè)計傳動裝置是整部機(jī)器設(shè)計工作中的重要環(huán)節(jié)，即合理地擬定傳動方案又是保證傳動裝置設(shè)計質(zhì)量的基礎(chǔ)。本次設(shè)計要求使用三級圓錐圓柱齒輪傳動減速器，此減速器的優(yōu)點(diǎn)：傳動比較大，適用于載荷較平穩(wěn)的場合，要求軸具有較大的剛度。圓錐齒輪傳動承載能力高、傳動平穩(wěn)、工作可靠、噪聲及振動小。 通過查閱有關(guān)資料，為了便于計算按以下方法分配傳動比：高速級傳動比i1= 中速級傳動比i2=4低速級傳動中增加一個惰輪，惰輪與主動輪的傳動比：惰輪與從動輪的傳動比： 低速級的傳動比：截割頭轉(zhuǎn)速： 錐齒輪傳動效率: 彈性聯(lián)軸器效率: 圓柱滾子軸承: 直齒輪傳動效率: 總傳動效率: ： 從減速器的高速軸開始各軸命名為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸、Ⅳ軸、Ⅴ軸。傳動比的確定及分配高速級i1=中速級i2=4低速級i31= 惰輪與主動輪 i32= 惰輪與從動輪 i3=i31* i32=*=截割頭轉(zhuǎn)速：=電動機(jī)轉(zhuǎn)速n / 總傳動比i=1440/= r/min彈性聯(lián)軸器效率：η聯(lián)=圓柱滾子軸承效率：η承=錐齒輪傳動效率：η錐=直齒輪傳動效率：η直=總效率：η=η聯(lián)* η承5 * η錐* η直3=***=傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速計算Ⅰ軸：n1=n=1440r/minⅡ軸：n2= n1/ i1=1440/=Ⅲ軸：n3= n2/ i2=Ⅳ軸：n4= n3/ i31=Ⅴ軸：n5= n4/ i32=各軸功率計算 Ⅰ軸：p1= p=90*=Ⅱ軸：p2= p1*η錐*η承=**=Ⅲ軸：p3= p2*η承*η直=**=Ⅳ軸：p4= p3*η承*η直=**=Ⅴ軸：p5= p4*η承*η直=**=3各軸轉(zhuǎn)矩計算 Ⅰ軸：T1= 9550* p1/ n1=9550*mⅡ軸：T2= 9550* p2/ n2=9550*mⅢ軸：T3= 9550* p3/ n3=9550*mⅣ軸：T4= 9550* p4/ n4=9550*mⅤ軸：T5= 9550* p5/ n5=9550*m第一級錐齒輪傳動計算由于錐齒輪的大端齒頂圓直徑過大，錐齒輪會與相鄰的軸發(fā)生干涉，所以這一級的傳動比不能過大。齒數(shù)選擇查手冊當(dāng)i1=，z1=13 ，z2=36材料的選擇大齒輪選用20CrMnMo，滲碳淬火，齒面強(qiáng)度56~62HRC小齒輪選用20CrMnMo，滲碳淬火，齒面強(qiáng)度56~62HRC σFE=700N/mm2初步設(shè)計按手冊中錐齒輪接觸強(qiáng)度設(shè)計公式，d1≥1951式中齒數(shù)比U===載荷系數(shù)K=~2，取K=齒輪轉(zhuǎn)矩T1= Nm齒輪的接觸強(qiáng)度極限安全系數(shù)齒輪的許用接觸強(qiáng)度σHP===1300N/mm2齒輪分度圓直徑mm 齒輪大端模數(shù)me=d1/z1=幾何尺寸的計算齒形角齒頂高系數(shù)ha*=1頂隙系數(shù)C*=小齒輪分錐角大齒輪分錐角小端分度圓直徑d1= z1* me=13*9=117mm大端分度圓直徑d2= z2* me=36*9=324mm外錐距Re=d1/2sin=117/2*sin=齒寬系數(shù)齒寬b=中點(diǎn)模數(shù)變位系數(shù)X1=*（11/22）= X2= X1= Xi1= Xi2= Xi1=中點(diǎn)螺旋角中點(diǎn)分度圓直徑dm1=m*z1=*13= dm2=m*z2=*36=大端齒頂高大端齒根高全齒高 頂錐角 根錐角大端齒頂圓直徑 da1=d1+2haecosδ1=117+2*176。=da2=d2+2haecosδ2=324+2*176。=大端分度圓齒厚 大端分度圓齒高 當(dāng)量齒數(shù) 端面重合度5齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核：由機(jī)械手冊的計算公式得：中點(diǎn)分度圓上的切向力使用系數(shù)查表112426得動載系數(shù)由七級精度和中點(diǎn)節(jié)線速度查圖1114得由表112428取有效工作齒寬齒向載荷分布系數(shù)端面載荷系數(shù)由表111429得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)彈性系數(shù)螺旋角系數(shù)錐齒輪系數(shù)接觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力齒輪的接觸疲勞極限安全系數(shù)壽命系數(shù)長期工作，取為無限壽命設(shè)計潤滑油膜影響系數(shù)工作硬化系數(shù)尺寸系數(shù)許用接觸應(yīng)力值 安全通過6齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計算公式： 復(fù)合齒形系數(shù)： 重合度系數(shù)：齒根彎曲應(yīng)力：許用彎曲應(yīng)力：齒根彎曲極限應(yīng)力值：壽命系數(shù)：長期工作，取無限壽命設(shè)計相對齒根圓角敏感系數(shù)：相對齒根表面狀況系數(shù)：尺寸系數(shù)：最小安全系數(shù)：應(yīng)力修正系數(shù)：許用彎曲應(yīng)力值：齒根彎曲強(qiáng)度校核結(jié)果： 通過第二級齒輪傳動計算齒輪的材料選擇由于尺寸較小，所以選用合金鋼硬齒面齒輪，小齒輪選用20CrMnMo，滲碳淬火，齒面強(qiáng)度56~62HRC，大齒輪選用20CrMnMo，滲碳淬火，齒面強(qiáng)度56~62HRC，齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量計算。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度初步確定中心距，并初選主要參數(shù) 式中小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)K：考慮齒輪非對稱軸承布置，有輕微沖擊，取K=2齒寬系數(shù)：齒數(shù)比：最小安全系數(shù)：許用接觸應(yīng)力：中心距：圓整為標(biāo)準(zhǔn)中心距：按經(jīng)驗(yàn)公式取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 取齒數(shù) 分度圓直徑 齒寬校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度：按表16234 分度圓上的圓周力使用系數(shù)查表動載系數(shù)由7級精度和中點(diǎn)節(jié)線速度查表 代入得齒向載荷分布系數(shù) 齒間載荷分布系數(shù)按 查表16242的, 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 彈性系數(shù) 將以上各數(shù)代入齒面接觸應(yīng)力計算的： =計算安全系數(shù) 式中：壽命系數(shù)，先計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 允許有一定量的點(diǎn)蝕，查圖得生命系數(shù) 潤滑油膜影響系數(shù) 工作硬化系數(shù)尺寸系數(shù): 1將上數(shù)代入安全系數(shù)的計算公式的： 按表16246， ， 故安全。4齒根彎曲疲勞強(qiáng)度效核：計算公式：=，， 復(fù)合齒型系數(shù)： 重合度系數(shù)： 齒根彎曲應(yīng)力：= =計算安全系數(shù)： 壽命系數(shù)：, 相對齒根圓角敏感系數(shù)： 相對齒根表面狀況系數(shù)： 尺寸系數(shù)： 將上數(shù)代入安全系數(shù)的計算公式的： 由表查最小安全系數(shù)： ， 故安全。5尺寸參數(shù)： a=275mm 第三級齒輪傳動計算：a. 主動輪與惰輪的設(shè)計：主動輪的轉(zhuǎn)速為 1齒輪材料的選擇：由于尺寸較小,所以選用合金鋼硬齒面齒輪，小齒輪選用20CrMnMo,滲碳淬火，齒面強(qiáng)度56~62HRC，大齒輪選用20CrMnMo,滲碳淬火，齒面強(qiáng)度56~62HRC。,齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量計算， 2齒面接觸強(qiáng)度計算：確定齒輪766級精度等級，按估計齒寬中點(diǎn)分度圓上的圓周速度m/s。查表?。? 小輪大端分度圓由式： 計算： 齒寬系數(shù) 按齒輪相對軸承為非對稱布置： 小輪齒數(shù) 在推薦值 中選：惰輪齒數(shù) 13=42 齒數(shù)比 傳動比誤差 在范圍內(nèi)，合格 小輪轉(zhuǎn)矩 載荷系數(shù) 使用系數(shù) 查表得： 動載荷系數(shù) 查表得： 齒向載荷分布系數(shù) 齒間載荷分布系數(shù) 由推薦值 材料彈性系數(shù) 查表得： 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查表得： 重合度系數(shù) 計算許用接觸應(yīng)力: 式中：壽命系數(shù)，先計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 查圖得: 工作硬化系數(shù) 最小安全系數(shù): 代入計算的: 故：的值為： 齒輪模數(shù): 圓整： m=15小輪分度圓直徑: 大輪分度圓直徑: 標(biāo)準(zhǔn)