【正文】 in order to better play the Shearer39。 gear box。 driving gear design structure 目 錄 第一章 概述 ?????????????????????? 1 第一節(jié) 國(guó)外采煤機(jī)的發(fā)展歷史 ?????????????? 1 第二節(jié) 采煤機(jī)的發(fā)展概況 ???????????????? 2 第 三 節(jié) 我國(guó)采煤機(jī) 30 多年的發(fā)展 進(jìn)程 ?????????? 3 第 四 節(jié) 國(guó)內(nèi) 外 電牽引采煤機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)及趨勢(shì) ??????? 5 第 五 節(jié) 采煤機(jī)類型及組成 ??????????????? 10 第 二章 采煤機(jī)總體方案的確定 ………………………………… 13 第一節(jié) MG300/700WD 型采煤機(jī)簡(jiǎn)介 ??????????? 13 第二節(jié) 搖臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定 ???????????? 13. 第三 節(jié) 主要技術(shù)參數(shù) ????????????????? 13 第四 節(jié) 采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)概述 ??????????? 14 第 五 節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選擇 ????????????????? 15 第六節(jié) 傳動(dòng)方案的確定 ???????????????? 16 第 三 章 截割部的設(shè)計(jì)及計(jì)算 …………………………………… 18 第一節(jié) 齒輪正確嚙合條件 ??????????????? 18 第二節(jié) 齒輪材料的選擇 ???????????????? 19 第三節(jié) 各級(jí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)速，功率，轉(zhuǎn)矩的確定 ???????? 19 第四節(jié) 齒輪的受力分析 ???????????????? 20 第五節(jié) 齒輪的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核 ????????????? 21 第六節(jié) 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng) 度校核 ?????????????? 31 第七節(jié) 截割部行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ??????????? 36 第八節(jié) 軸承的壽命校核 ???????????????? 55 第九節(jié) 花鍵的強(qiáng)度校核 ???????????????? 57 第四章 采煤機(jī)的使用和維護(hù) …………………………………… 58 第一節(jié) 大功率采煤機(jī)截割部溫升過(guò)高現(xiàn)象及解決方法 ??? 58 第二節(jié) 采煤機(jī)使用過(guò)程中常見故障與處理 ???????? 59 第三節(jié) 采煤機(jī)軸承的維護(hù)及漏油的防治 ????????? 60 第四節(jié) 采煤機(jī)的井下檢修工作操作規(guī)程 ????????? 63 結(jié)論 ????????????????????????? 65 參考文獻(xiàn) ??????????????????????? 66 致謝 ????????????????????????? 67 1 緒論 振興煤炭行業(yè)，煤機(jī)要先行。然而我國(guó)的煤炭裝備制造工廠沒(méi)有技術(shù)研發(fā)中心，企業(yè)規(guī)模小而分散，制造工藝落后，缺乏產(chǎn)業(yè)巨頭的支持。行業(yè)內(nèi)優(yōu) 秀人才較為稀缺。盡管煤炭作為能源被石油大規(guī)模替代已經(jīng)過(guò)了 100多年，但當(dāng)石油出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，其還是最直接的替代能源。 近年來(lái)由于國(guó)家對(duì)于振興裝備制造業(yè)的重視，一些地區(qū)和煤炭裝備企業(yè)開始積極建設(shè)煤炭裝備制造基地和組建綜合性的煤機(jī)制造集團(tuán)，并取得了令人矚目的突破。與此同時(shí)，民營(yíng)煤炭裝備制造企業(yè)業(yè)表現(xiàn)出勃勃生機(jī)。 G300/700WD型采煤機(jī)適用于 。這款采煤機(jī)的的設(shè)計(jì)生產(chǎn)和使用，能大大的提高采煤的效率，對(duì)降低工人工作的強(qiáng)度，提高年產(chǎn)量都有很大的幫助。潤(rùn)滑系統(tǒng) 等組成，采煤機(jī)截割部減速器主要是由固定減速器和搖臂行星減速器兩部分組成，截割部承擔(dān)截煤和裝煤任務(wù)，書采煤機(jī)的主要部件之一，通過(guò)對(duì)截割部設(shè)計(jì)的完善，從總體上提高了我國(guó)對(duì)中煤層的開采效率。美國(guó) JOY公司研制成功了 1LS多電機(jī)橫向布置直流電牽引采煤機(jī)， 此后又陸續(xù)研制了 2LS6LS等型多電機(jī)橫向布置電牽引采煤機(jī)。 德國(guó) Eickhoff公司于 1976 年研制成功直流電牽引采煤機(jī) ,并基本停止了液壓牽引采煤機(jī)的研發(fā) ,此后又陸續(xù)開發(fā)了多種形式電牽引采煤機(jī)。其中 SL500型電牽引采煤機(jī)裝機(jī)功率達(dá) 1 815 kW,最大牽引力 869 kN。SL1000型采煤機(jī)裝機(jī)功率達(dá) 2600 kW,牽引力 1003kN。 英國(guó) long Airdox公司于 1984年研制成功第 1臺(tái)將截割電機(jī)布置在搖臂上的多電機(jī)橫向布置 Electra55V型直流電牽引采煤機(jī) ,在此基礎(chǔ)上又開發(fā)出功率更大的 Electra1000型直流電牽引采煤機(jī)。在 EL系列機(jī)型上裝置的 Impact集成保護(hù)及監(jiān)控系統(tǒng)具有負(fù)荷控制、機(jī)器監(jiān)控、采煤機(jī)自動(dòng)定位、自動(dòng)調(diào)高、區(qū)域控制、智能化安全聯(lián)鎖、隨機(jī)故障診斷和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋２擅簷C(jī)裝有微機(jī) 工況監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng) ,可數(shù)字顯示牽引速度、滾筒位置、留頂?shù)酌汉穸?、電機(jī)負(fù)載及各處溫度 ,具有無(wú)線遙控裝置 ,并可加裝紅外線發(fā)射器操縱液壓支架。采煤機(jī)截深有 630mm提高到 800~1000mm。 90年代開發(fā)了 K88型等交 流電牽引采煤機(jī)。 第二節(jié) 采煤機(jī)的發(fā)展概況 80 年代以來(lái)，滾筒式采煤機(jī)在結(jié)構(gòu)﹑性能參數(shù)﹑可靠性和易維修性上都有很大的改進(jìn)。滾筒式采煤機(jī)有一下特征是發(fā)展趨勢(shì)： （ 1） 增大功率和能力 為了適應(yīng)綜采工作面高產(chǎn)﹑搞笑和在不同地質(zhì)條件下快速截割煤巖需要，不論厚﹑中厚和薄煤層的采煤機(jī)均在不斷增大裝機(jī)功率和生產(chǎn)能力。 （ 3）增大牽引速度和牽引 力，并改進(jìn)無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu) 為了適應(yīng)綜采高產(chǎn)高效的要求，近代采煤機(jī)的牽引速度和牽引力都有較大的增大。 （ 5）截割滾筒的改革和改進(jìn) 截割滾筒的改進(jìn)是圍繞增大截深﹑減低煤塵﹑增大塊煤率和提高壽命等目標(biāo)進(jìn)行的其主要改進(jìn)有增大截深﹑采用強(qiáng)力截齒﹑增大塊煤驢和減少 煤塵生成﹑滾筒設(shè)計(jì) CAD﹑高壓水射流噴霧降塵和助切﹑加固滾筒結(jié)構(gòu)等方面。 （ 7）提高采區(qū)工作電壓 80 年代以前，各國(guó)采區(qū) 工作面設(shè)備電壓多位 1000V 左右。 （ 8）采用微電子技術(shù)，事先機(jī)電液一體化的采集，工況檢測(cè)﹑故障診斷和自動(dòng)控制 現(xiàn)代采煤機(jī)均裝有功能完善的用微處理器控制的數(shù)據(jù)采集﹑工況檢測(cè)﹑故障診斷和自動(dòng)控制，這是代表采煤機(jī)水平的重要標(biāo)志。 （ 9）貫徹標(biāo)準(zhǔn)化﹑系列化和通用化原則，加速開發(fā)適合不同地質(zhì)條件的新機(jī)型 目前各主要采煤機(jī)生產(chǎn)廠家都十分重視三化原則，將采煤機(jī)各主要部件（如電動(dòng)機(jī)﹑截割部固定減速箱﹑搖臂﹑滾筒﹑牽引部﹑截牽箱﹑行走箱﹑牽引機(jī)構(gòu)等）制定標(biāo)準(zhǔn)，作為適合不同條件的通用部分，各部件間的連接尺寸一致。 （ 10）提高采煤機(jī)的可靠性和壽命，提高易維修性，縮短井下更換部件時(shí)間，延長(zhǎng)大修周期，提高機(jī)器的使用率和 開機(jī)率。在九十年代，電牽引技術(shù)逐漸成熟，多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置的總體結(jié)構(gòu)成為電牽引采煤機(jī)發(fā)展的主流，為提高生產(chǎn)效率立下了汗馬功勞。 1991 年 ，煤炭科學(xué)總院上海分院與波蘭合作，在國(guó)內(nèi)率先研制成功了我國(guó)第一臺(tái)交流變頻調(diào)速技術(shù)的薄煤層爬底板采煤機(jī)后，上海分院又先后研制成功了截割電機(jī)縱向布置的交流電牽引采煤機(jī)、截割電機(jī)橫向布置的適用于中厚和較薄煤層的交流電牽引采煤機(jī)，并成功應(yīng)用于晉城、淮南、徐州、大同等礦務(wù)局。上海分院研制的 MG 系列電牽引采煤機(jī)已 形成 9 大系列共幾十個(gè)品種，現(xiàn)正在開發(fā)裝機(jī)功率達(dá)1800kw 的交流電牽引采煤機(jī)；太原礦上機(jī)器廠與上海分院合作，將 AM500 液壓牽引采煤機(jī)改造成 MG375/830WD 型交流電牽引采煤機(jī)后，又與兗州礦業(yè)集團(tuán)合作，研制成功了MGTY400/ 型交流電牽引采煤機(jī)；雞西煤機(jī)廠與上海分院合作將 MG2 300W 型液壓牽引采煤機(jī)改造 MG300/360WD 型交流電牽引采煤機(jī)后，又開發(fā)了 MG200/463 型、 MG400/985型交流電牽引采煤機(jī)；遼源煤機(jī)廠與邢臺(tái)礦業(yè)集團(tuán)合作研制成功了我國(guó)首臺(tái)應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速技 術(shù)的 MG668WD型電牽引采煤機(jī)；無(wú)錫采煤機(jī)廠與中紡機(jī)電研究所合作，開發(fā)研制成功了國(guó)內(nèi)首臺(tái)應(yīng)用開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速技術(shù)的 MG200/500CD型電牽引采煤機(jī)。故障診斷于控制系統(tǒng)的研究 （ 3） 為最大限度的利用我國(guó)能源，著力研制發(fā)展薄煤層采掘機(jī)械 （ 4） 應(yīng)用高新技術(shù)，嚴(yán)格管理，提高可靠性 在電牽引采煤機(jī)的研制領(lǐng)域，我國(guó)雖然取得了一些客觀的成績(jī)，但與目前與國(guó)外先進(jìn)的 采煤機(jī)相比，再總體參數(shù)性能方面尚有較大差距，某些關(guān)鍵部件的性能、功能、適用范圍還亟待完善和提高，尤其是線監(jiān)控、故障診斷及預(yù)報(bào)、信號(hào)傳輸與采煤機(jī)自動(dòng)控制、傳感器等智能化技術(shù)和機(jī)械部件的可靠性、壽命與國(guó)外的相比差距很大，此外，我國(guó)在采煤機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)、加工制造和材質(zhì)性能上與國(guó)外先進(jìn)水平也有較大的差距。 第四節(jié) 國(guó)內(nèi)外電牽引采煤機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)及趨勢(shì) 1 國(guó)際上電牽引采煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 80年代以來(lái)，世界各主要產(chǎn)煤國(guó)家，為適應(yīng)高產(chǎn)高效綜采工作面發(fā)展和 實(shí) 現(xiàn)礦井集約化生產(chǎn)的需要，積極采用新技術(shù)，不斷加速更新滾筒采煤機(jī)的技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)，相繼研制出一批高性能、高可靠性的“重型”采煤機(jī)。這些采煤機(jī)，體現(xiàn)了當(dāng)今世界電牽引采煤機(jī)的最新發(fā)展方向，見表 表2。在整體框架內(nèi)的其它元，部件可變化，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)采用兩直流 電機(jī)他激串、聯(lián)，勵(lì)磁電樞部分采用兩套可編程控制器模塊控制，可滿足四象限運(yùn)行的要求。 美國(guó)喬依公司從 3LS～ 7LS，機(jī)身為 3 段焊接結(jié)構(gòu)形式，搖臂為分體聯(lián)結(jié)、左右通用，牽引部電氣傳動(dòng)系統(tǒng)為 2電機(jī)串激串聯(lián)，目前已開始 投入使用 7LS交流電牽引采煤機(jī)。 總結(jié)這些國(guó)家電牽引采煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展有如下幾個(gè)特點(diǎn)： (1)裝機(jī)功率和截割電動(dòng)機(jī)功率有較大幅度增加 為了適應(yīng)高產(chǎn)高效綜采工作面快速割煤的需要，不論是厚、中厚和薄煤層采煤機(jī)，均在不斷加大裝機(jī)功率 (包括截割功率和牽引功率 )。直流電牽引功率最大達(dá) 2 56kW，交流電牽引功率最大達(dá) 2 60kW。美國(guó)喬依公司 70年代中期開始開發(fā)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直流電牽引采煤機(jī)， 80年代先后推出3LS， 4LS 和 6LS 3 個(gè)新機(jī)型，其電控系統(tǒng)多次改進(jìn)，更趨完善。日本三井三池公司 80年代中期著手開發(fā)高起點(diǎn)交流電牽引采煤機(jī)，最具代表的是 MCLE— DR101101， MDLE— DR102102采煤機(jī)，為國(guó)際首創(chuàng)。自日本 80年代中期研制成功第 1臺(tái)交流電牽引采煤機(jī) ,至今除美國(guó)外，其它國(guó)家如德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等都先后研制成功交流電牽引采 煤機(jī)，是今后電牽引采煤機(jī)發(fā)展的新目標(biāo)。由于采煤機(jī)需要快速牽引割煤，滾筒截深的加大和轉(zhuǎn)速的降低，又導(dǎo)致滾筒進(jìn)給量和推進(jìn)力的加大，故要求采煤機(jī)增大牽引力，目前已普遍加大到 450～ 600kN，現(xiàn)正研制最 大牽引力為 1000kN的采煤機(jī)。目前，這類采煤機(jī)既有電牽引，也有液壓牽引，既有中厚煤層用大功率，也有薄煤層的，有取代傳統(tǒng)的截割電動(dòng)機(jī)縱向布置的趨勢(shì)。 10年前滾 筒采煤機(jī)截深大都是 630～ 700mm，現(xiàn)已采用 800mm， 1000mm， 1200mm截深，美國(guó)正在考慮采用 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。 (8)高可靠性 據(jù)了解美國(guó)使用的 ELECTRA1000型采煤機(jī)的時(shí)間利用率可達(dá) 95％～ 98％，采煤量 350萬(wàn) t以上，最高達(dá) 1000萬(wàn) t。借助 MG344一 PWD電牽引采煤機(jī)的電牽引技術(shù)，對(duì)液壓牽引采煤機(jī)進(jìn)行技術(shù)更新。與此同時(shí)，在太原礦山機(jī)器廠生產(chǎn)的 AM一 500液壓牽引采煤機(jī)上應(yīng)用交流電牽引調(diào)速裝置改造成 MG375／ 830一 WD型電牽引采煤機(jī)。主要技術(shù)參數(shù)見表 3。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。 (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)。 滾筒式采煤機(jī)的組成如圖 11所示。 （ 1） 采煤機(jī) 主要組成：左﹑右截割滾筒，左﹑右行走減速箱，左﹑右行走箱，電氣控制箱，變頻調(diào)速箱，中間框架，托纜裝置及噴霧冷卻系統(tǒng)等組成。 （ 3） 牽引部：兩臺(tái)行走電機(jī)橫向布置在左右行走箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙牽引，經(jīng)行星減速器的減速后，帶動(dòng)左右行走箱體中的小齒輪輪回轉(zhuǎn)，經(jīng)一級(jí)直齒減速后，驅(qū)動(dòng)行走輪和銷軌齒合，使采煤機(jī)沿工作面刮板輸送機(jī)正或是反方向移動(dòng)，牽引多采用交流變頻調(diào)速﹑齒輪 銷軌式牽 引系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)采用可編程控制器（ PLC） 控制，具有瓦斯報(bào)警裝置。 （ 5） 變頻調(diào)速箱（礦用隔爆型交流變頻）：該變頻調(diào)速箱為獨(dú)立隔爆箱體，右三個(gè)腔體組成，變壓器腔﹑變頻器腔和接線腔。 （ 6） 支撐：由采煤機(jī)煤壁側(cè)的兩個(gè)滑靴和采空側(cè)的兩個(gè)導(dǎo)向滑靴分別支撐在工作面刮板機(jī)的槽幫和銷軌上。各部分均可以從中間框架的采空側(cè)抽出，維修方便。 第二章 采煤機(jī)總體方案的確定 第一節(jié) MG300/700WD 型采煤機(jī)簡(jiǎn)介 MG300/700WD型機(jī)載交流電牽引采煤機(jī)，該機(jī)裝機(jī)功率 700KW，截割功率 2X300KW，牽引功率 2X40KW。 第二節(jié) 搖臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定 由于煤層地質(zhì)條件的多樣性，煤炭生產(chǎn)需