【正文】 慮采用 1500mm 截深的可能性。美國(guó)現(xiàn)有長(zhǎng)壁工作面中 , 45 %以上的電牽引采煤機(jī)供電電壓為≥ 2300V。 就地控制、無(wú)線電隨機(jī)控制 , 并已能控制液壓 支架、輸送機(jī)動(dòng)作和滾筒自動(dòng)調(diào) 高。 國(guó)內(nèi)電牽引采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)從 20 世紀(jì) 80 年代末期 , 煤科總院上海分院與波蘭合作研制開(kāi)發(fā)了我國(guó)第 1 臺(tái) MG3442PWD薄煤層強(qiáng)力爬底板交流電牽引采煤機(jī) , 在大同局雁崖礦使用取得成功。第 1 臺(tái) MG300/ 6802WD 型電牽引采煤機(jī)是在雞西煤礦機(jī) 械廠生產(chǎn)的 MG300 系列液壓牽引采煤機(jī)的基礎(chǔ)上改造成功 , 并于 1996 年7 月在大同晉華宮礦開(kāi)始使用。截止目前 , 我國(guó)已形成 5 個(gè)電牽引采煤機(jī)生產(chǎn)基地 , 雞西煤礦機(jī)械廠、太原礦山機(jī)器廠、煤炭科學(xué)研究總院上海分院、遼源煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)交流電牽引采煤機(jī) , 西安煤礦機(jī)械廠則生產(chǎn)直流電牽引采煤機(jī)。截割電 機(jī)橫向布置在搖臂上 , 取消了螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸。 (3) 電牽引采煤機(jī)以交流變頻調(diào)速牽引裝置占主導(dǎo)地位 , 部分廠商同時(shí)也研制生產(chǎn)直流電牽引采煤機(jī)。 (5) 電控技術(shù)研究和采煤機(jī)電氣控制裝置可靠性不斷提高。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) (6) 在橫向布置的截割電機(jī)上 , 設(shè)計(jì)使用了具有彈性緩沖性能的扭矩軸 ,改善了傳動(dòng)件的可靠性 , 對(duì)提高采煤機(jī)的整體可靠性和時(shí)間利用率起到了積極作用。具有使用中軸向力波動(dòng)小 ,工作平穩(wěn)性好 ,塊煤率高 ,能耗低等優(yōu)點(diǎn)。左右搖臂減速器除殼體不同外，其余零部件完全相同，可互換使用。 搖臂有如下特點(diǎn)： （ 1）搖臂回轉(zhuǎn)采用小鉸軸結(jié)構(gòu)。 （ 3）行星傳動(dòng)內(nèi)齒圈采用座入搖臂殼內(nèi)結(jié)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)中不易松動(dòng)，工作平穩(wěn)。 （ 5）搖臂殼體采用整體鑄鋼結(jié)構(gòu)，外殼有焊接的冷卻水套，用于冷卻和中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 內(nèi)噴霧供水噴霧降塵。 左右截割電動(dòng)機(jī)通用，接線喇叭口可以改變方向，方便電纜引入，拆裝時(shí)，可以利用電動(dòng)機(jī)聯(lián)接法蘭上的頂絲螺孔頂出，從老塘側(cè)抽出，拆裝方便。 一軸組件由軸齒輪、軸承、端蓋、骨架油封、油封架等組成，軸齒輪由軸承對(duì)稱(chēng)支撐在軸承杯上，并通過(guò)漸開(kāi)線花鍵與電動(dòng)機(jī)輸出軸相聯(lián)接，軸承的軸向間隙應(yīng)保持 ～ 之間。 二軸組件主要由齒輪Ⅰ、齒輪Ⅱ、軸承、花鍵軸、端蓋等組成。調(diào)整墊用來(lái)調(diào)整軸承的軸向間隙，保持在 ～ 。 四軸組件為行星減速器輸入軸組，其齒輪大齒輪內(nèi)孔為花鍵與太陽(yáng)輪相連，兩軸承內(nèi)圈安裝在大齒輪的空心軸上，而外圈安裝在套杯上，軸承間隙應(yīng)調(diào)整在 ～ 。 不銹鋼送水管插入靠煤壁側(cè)管座時(shí)，管上的缺口對(duì)準(zhǔn)座上的定位銷(xiāo)，使送水管和滾筒軸（行星架）一起轉(zhuǎn)動(dòng)，靠?jī)?nèi)外兩道○型圈密封，送水管靠老塘側(cè)通過(guò)軸承支撐在軸承裝置外殼內(nèi)，因兩者有相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為防止內(nèi)噴霧水進(jìn)入搖臂油池，在送水管殼體，靠特制的水封防漏水，在水封的后面又架設(shè)了一只骨架油封（材料與普通油封不同）起防水，防塵作用，在該水封和油封間裝有泄漏環(huán)，經(jīng)水封泄漏的水通過(guò)水封裝置外殼流出搖臂殼體外，中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 油封是為防止油 液外漏而設(shè)置的。 行星減速器為四個(gè)行星輪減速機(jī)構(gòu)，主要由太陽(yáng)輪、行星輪、內(nèi)齒圈、行星架支撐軸承，平面浮動(dòng)油封裝置和方形聯(lián)接套等組成，太陽(yáng)輪的另一端與搖臂大齒輪的內(nèi)花鍵相聯(lián)，輸入轉(zhuǎn)矩，當(dāng)太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)行星輪沿本身軸線自轉(zhuǎn)，同時(shí)又帶動(dòng)行星架繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，行星架通過(guò)花鍵和方形連接套聯(lián)接，將輸出轉(zhuǎn)矩傳給滾筒。傳動(dòng)可靠，考慮行星輪間 均載，采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，太陽(yáng)輪浮動(dòng)靈敏，反力矩小，浮動(dòng)量通過(guò)與大齒輪相配合的外花鍵側(cè)隙來(lái)保證。 方形聯(lián)結(jié)套采用平面浮動(dòng)油封裝置，能適應(yīng)行星機(jī)構(gòu)的軸向竄動(dòng)，適應(yīng)在有煤塵和煤泥的工況下工作。 牽引電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)二級(jí)直齒圓柱齒輪和二級(jí)行星齒輪減速器減速后，由行星架輸出，通過(guò)驅(qū) 動(dòng)輪與行走輪相嚙合，再由行走輪與工作面輸送機(jī)上的銷(xiāo)軌嚙合使采煤機(jī)來(lái)回行走，同時(shí)制動(dòng)軸出軸通過(guò)花鍵與液壓制動(dòng)器相連，實(shí)現(xiàn)電牽引的制動(dòng)。 3 液壓制動(dòng)器 液壓制動(dòng)器是由螺塞、外殼、碟形彈簧、活塞、圓盤(pán)、壓盤(pán)、外摩擦片、內(nèi)摩擦片、底座、花鍵套等組成。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 4 右電牽引部 右電牽引部?jī)?nèi)的傳動(dòng)系統(tǒng)與左電牽引部完全相同，所不同的是其內(nèi)部還裝有調(diào)高電動(dòng)機(jī)，雙聯(lián)齒輪泵、集成塊、過(guò)濾器、壓力表、制動(dòng)電磁閥等元件。 ㈣ 輔助液壓系統(tǒng) 1 采煤機(jī)輔助液壓系統(tǒng)包括兩部分： A 調(diào)高回路。它由調(diào)高泵 站、機(jī)外油管、左右調(diào)高油缸和液壓制動(dòng)器等組成。泵站布置在右電牽引部?jī)?nèi)，液壓制動(dòng)器布置于左右電牽引部?jī)?nèi)，調(diào)高油缸布置在機(jī)身下。 調(diào)高回路的主要功能是使?jié)L筒能按司機(jī)所需的位置工作，調(diào)高回路的動(dòng)力由調(diào)高電動(dòng)機(jī)提供，調(diào)高油缸調(diào)高阻力太大時(shí)，為防止系統(tǒng)回路油壓過(guò)高，損壞油泵及附件，在調(diào)高系統(tǒng)排油路設(shè)置一高壓溢流閥作為安全閥，調(diào)高壓力 20MPa。 2 調(diào)高電動(dòng)機(jī) 該電動(dòng)機(jī)為礦用隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)，可適用環(huán)境低于 40℃，且有甲烷或爆炸性煤塵的工作面。 4 齒輪泵 該泵為 CBK1012B3F 型齒輪泵，體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。 6 壓力表 采煤機(jī)的工作過(guò)程中，為了隨時(shí)監(jiān)視液壓系統(tǒng)中工作狀況，因此在泵站中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 中安裝有高低壓壓力表，分別顯示調(diào)高及控制油源的壓力，為防止表針劇烈振動(dòng)而損壞，壓力表表座中有阻尼塞。 8 電磁閥 本機(jī)選用 24GDEYH6BT2 隔爆型電磁換向閥作為制動(dòng)電磁閥，當(dāng)采煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)，制動(dòng)電磁閥待電動(dòng)作，壓力油進(jìn)入制動(dòng)器克服彈簧力，內(nèi)外摩擦片分離，牽引進(jìn)入進(jìn)行狀態(tài)，當(dāng)采煤機(jī)停止時(shí)，制動(dòng)電磁閥斷電復(fù)位，壓力油回油池，制動(dòng)器內(nèi)外摩擦片貼緊，采煤機(jī)被制動(dòng)。 1 在采空區(qū)側(cè)：行走輪組、行走輪、導(dǎo)向滑靴、行走輪軸承、芯軸等組成。 3 拖纜裝置：拖纜裝置由拖纜架，連接板、銷(xiāo)、電纜板等組成，當(dāng)采煤機(jī)沿工作面運(yùn)行時(shí)，拖拽并保護(hù)纜和水管使用電纜夾來(lái)承受，這樣使電纜，水管不受力磨損小，同時(shí)還能防砸及拖拽平穩(wěn)且阻力小，在工作面刮板輸送機(jī)的電纜槽內(nèi)可靠的來(lái)回拖動(dòng)。 4 噴霧冷卻系統(tǒng) 采煤機(jī)工作時(shí)，滾筒在破 煤和裝煤過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量煤塵，不及降低了工作面的能見(jiàn)度，影響正常生產(chǎn)，而且對(duì)安全生產(chǎn)和工人的健康也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此，必須及時(shí)降塵，最大限度的降低空氣中的含量，同時(shí)采煤機(jī)在工作時(shí)，各主要部件會(huì)產(chǎn)生很大熱量需及時(shí)進(jìn)行冷卻，已保證工作面生產(chǎn)的順利進(jìn)行。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 5 機(jī)身連接裝置 左右電牽 引部，中間電控箱的連接螺柱，搖臂與左右電牽引部鉸接銷(xiāo)軸四組，這些裝置將采煤急各大部件聯(lián)接成一個(gè)整體，起到緊固及連接的作用。 本機(jī)選用兩種規(guī)格的液壓螺母 M30，限定油 壓 200MPa 和 M36 3 限定油壓180MP 采用液壓鎖緊，預(yù)緊力大，螺栓受力均勻，防松可靠。滾筒與搖臂行星減速器輸出軸采用方形聯(lián)結(jié)套聯(lián)接，聯(lián)接可靠，拆卸方便。為延長(zhǎng)螺旋葉片的使用壽命，在其出煤口處采用耐磨材料噴煤處理。 2 總體方案的確定 電牽引采煤機(jī)，該機(jī)裝機(jī)功率 ，截割功率 2 200KW，牽引功率 2 40。 主要技術(shù)參數(shù)如下： 采高（ m） ： － 。 )： ≤ 40。 機(jī)面高度 (mm)： 1000 滾筒直徑 (mm)： 1100。 截深 (mm)： 630。 牽引速度 (m/min)： 0－ － 。 拖電纜方式：自動(dòng)拖纜 裝機(jī)功率 (KW)： 2 200+2 40＋ 。 搖臂長(zhǎng)度 (mm):2572 采煤機(jī)結(jié)構(gòu)方案 采煤機(jī)采用多電機(jī)橫向布置方式，截割部用銷(xiāo)軸與牽引部聯(lián)結(jié)，左、右牽引部及中間箱采用高強(qiáng)度液壓螺栓聯(lián)結(jié)，在中間箱中裝有泵箱、電控箱、水閥和水分配閥。 2．主機(jī)身分為三段，即左牽引部、中間控制箱、右牽引部，采用高度液壓螺栓聯(lián)結(jié)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、拆裝方便。利用通用部件，組裝成系列型號(hào)的采煤機(jī)，可以給生產(chǎn)帶來(lái)很多方便。所以，這里把左右搖臂設(shè)計(jì)成對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)礦下電機(jī)的具體工作情況，要有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險(xiǎn)的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對(duì)安全 。據(jù)此選擇 YBCS3200C， 其主要參數(shù)如下： 額定功率 :200KW； 額定電壓： 1140V； 滿(mǎn)載電流： 130A； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 額定轉(zhuǎn)速： 1478r/min； 滿(mǎn)載效率： ； 絕緣等級(jí)： H； 滿(mǎn)載功率因數(shù)： ； 接線方式： Y； 質(zhì)量： 1280KG； 冷卻方式：外殼水冷 該電動(dòng)機(jī)輸出軸上帶有漸開(kāi)線花鍵，通過(guò)該花鍵電機(jī)將輸出的動(dòng)力傳遞給搖臂的齒輪減速機(jī)構(gòu) 。滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒截割和裝載過(guò)程影響都很大；但對(duì)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(zhuǎn)速。多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的確定有如下原則： ，不應(yīng)超過(guò)所允許的最大值，以符合其傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，使減速器獲得最小外形。 ，即要達(dá)到等強(qiáng)度。 由 于采煤機(jī)在工作過(guò)程中常有過(guò)載和沖擊載荷，維修比較困難，空間限制又比較嚴(yán)格，故對(duì)行星齒輪減速裝置提出了很高要求。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 設(shè)計(jì)采用 NGW 型行星減速裝置，其工作原理如下圖所示（圖 ）： a 太陽(yáng)輪 b 內(nèi)齒圈 c 行星輪 x 行星架 圖 NGW 型行星機(jī)構(gòu) 該行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由太陽(yáng)輪 a、內(nèi)齒圈 b、行星輪 c、行星架 x等組成。運(yùn)轉(zhuǎn)中，軸線 ox— ox 是轉(zhuǎn)動(dòng)的。因此，它用在采煤機(jī)截割部最后一級(jí)減速是合適的，該型號(hào)行星傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)的使用效率為 ～ ,傳動(dòng)比一般為 ～ 。從《采掘機(jī)械與支護(hù)設(shè)備》上可知 ,采煤機(jī)截割部行星減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比一般為 5～ 6。 ?bagi 247。 Ⅰ軸 14701 ?n /r min Ⅲ軸 m in/?? Ⅳ軸 2 ??inn ＝ min/r Ⅵ軸 m i n/ 2 ??＝ 各 軸功率計(jì)算： Ⅰ軸 20xx1 ??η＝ PP =198kW Ⅱ軸 19821212 ??? ηη＝ PP = Ⅲ軸 ??? ηη＝ PP = Ⅳ軸 8 431234 ???? ηηη＝ PP = Ⅴ軸 7 731245 ???? ηηη＝ PP = Ⅵ軸 ??? ηη＝ PP = Ⅶ軸 6 531267 ???? ηηη＝ PP = Ⅷ軸 5 831278 ???? ηηη＝ PP = 各軸扭矩計(jì)算 : Ⅰ軸 95509550111 ?? nPT mN ?? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) Ⅲ軸 95509550333 ?? nPT mN ?? 1 4 Ⅳ軸 95509550444 ?? nPT mN ?? Ⅶ軸 95509550777 ?? nPT mN ?? 8 Ⅷ軸 95509550888 ?? nPT mN ?? 2 將上述計(jì)算結(jié)果列入下表 ,供以后設(shè)計(jì)計(jì)算使用 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 編號(hào) 功率 /kW 轉(zhuǎn)速n/(r m) 傳動(dòng)比 Ⅰ軸 198 1470 Ⅲ軸 Ⅳ軸 Ⅶ軸 Ⅷ軸 齒輪設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核 這里主要是根據(jù)查閱的相關(guān)書(shū)籍和資料，借鑒以往采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)初步確定各級(jí)傳動(dòng)中齒輪的齒數(shù)、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)的功率、轉(zhuǎn)矩以及各級(jí)傳動(dòng)的效率，進(jìn)而對(duì)各級(jí)齒輪模數(shù)進(jìn)行初步確定，具體計(jì)算過(guò)程級(jí)計(jì)算結(jié)果如下：統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)初步確定各級(jí)傳動(dòng)中齒輪的齒數(shù)、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)的功率、轉(zhuǎn)矩以及各級(jí)傳動(dòng)的效率，進(jìn)而對(duì)各級(jí)齒輪模數(shù)進(jìn)行初步確定，截割部齒輪的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核，具體計(jì)算過(guò)程及計(jì)算結(jié)果如下： 齒輪 1和惰輪 2的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核 計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 1)選擇齒輪材料 查文獻(xiàn) 1表 817 齒輪選用 20GrMnTi 滲碳淬火 2)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 3 111t /np0. 02 2) n~(0. 01 3v ? 估取圓周速度 smvt /10? ，參考文獻(xiàn) 1表 8－ 14，表 8－