【正文】 for use. This manual mainly designs for main part one calculating to check with the intensity have narrated and introduced. In addition， returning use for MG400/ mining machine and maintenance proves,In order to be able to good full play performance of person who should mine, reach the best working result. Keyword: Mining machine Cut the cutting department Gearbox A department of pla Gear wheel of the transmission Design 目 錄 第一章 概述 ......................................................................................... 1 采煤機(jī)發(fā)展的歷史 ..................................................................................... 1 我國采煤機(jī) 30 多年的發(fā)展進(jìn)程 ............................................................... 2 采煤機(jī)的發(fā)展趨勢 ................................................................................... 4 采煤機(jī)的類型及主要組成 ....................................................................... 6 第二章 總體方案的確定 ...................................................................... 8 MG400/ 型采煤機(jī)簡介 ................................................................. 8 搖臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定 ......................................................................... 9 截割部電動(dòng)機(jī)的選擇 ................................................................................. 9 傳動(dòng)方案的確定 .......................................................................................... 9 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .................................................................... 12 各級(jí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩的確定 ........................................................ 12 齒輪設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核： ........................................................................... 13 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核 ............................................................................. 24 截割部行星 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................................................... 31 軸承的壽命校核 ....................................................................................... 53 花鍵的強(qiáng)度校核 ....................................................................................... 54 第四章 采煤機(jī)的使用與維護(hù) ............................................................. 56 采煤機(jī)使用過程中常見故障與處理 ........................................................ 56 大功率采煤機(jī)截割部溫升過高現(xiàn)象及解決方法 ................................... 57 采煤機(jī)軸承的維護(hù)及漏油的防治 ............................................................ 58 煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效的改進(jìn)途徑 ........................................................ 60 硬齒面齒輪的疲勞失效及對策 ............................................................... 64 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 第一章 概述 采煤機(jī)發(fā)展的歷史 20 世紀(jì) 40 年代初， 英國和前蘇聯(lián)相繼研制出了鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)。同時(shí)德國研制出了 用刨削方式落煤的刨煤機(jī)。這種 采煤機(jī)與可彎曲輸送機(jī)配套，奠定了煤炭開采機(jī)械化的基礎(chǔ)。進(jìn)入60 年代，英國、德國、法國和前蘇聯(lián)先后對采煤機(jī)的截割滾筒做出革命性改進(jìn)。這倆項(xiàng)關(guān)鍵的改進(jìn)是滾筒式采煤機(jī)稱為現(xiàn)代化采煤機(jī)械的基礎(chǔ)。從此，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備朝著大功 率、遙控、遙測方向 發(fā)展，其性能日臻完善，生產(chǎn)率和可靠性進(jìn)一步提高。 我國現(xiàn)行 采煤機(jī)搖臂殼體的設(shè)計(jì)基本上都采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 :根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和以往設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)人員在紙面上設(shè)計(jì)所需的產(chǎn)品 ,根據(jù)小功率采煤機(jī)搖臂尺寸適當(dāng)加大來設(shè)計(jì)更大功率的采煤機(jī)搖臂 ,如果出現(xiàn)問題或不滿足預(yù)定設(shè)計(jì)要求的情況 ,就要修改設(shè)計(jì) ,這在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中確實(shí)出現(xiàn)了許多的問題。然而通過對采煤機(jī)搖臂進(jìn)行有限元分析 ,可以得出采煤機(jī)搖臂殼體在不同位置、不同工況的應(yīng)力、應(yīng)變規(guī)律 ,摸清其危險(xiǎn)截面、極限工況、極限載荷和極限應(yīng)力 ,提出搖臂承載能力的優(yōu)化方案。應(yīng)用該技術(shù)可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段預(yù)測產(chǎn)品質(zhì)量 ,使產(chǎn)品在投入生產(chǎn)之前進(jìn)行優(yōu)化以提高產(chǎn)品質(zhì)量 ,從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期 ,進(jìn)而降低開發(fā)成本 ,提高市場競爭力。 20 世紀(jì) 70 年代我國采煤機(jī)的發(fā)展有以下特點(diǎn)： 1．裝機(jī)功率小 例如， MLS3170 型雙滾筒采煤機(jī)，裝機(jī)功率 170KW； KD150 型雙滾筒采煤機(jī)，裝機(jī)功率 150KW； DY100 和 DY150 型單滾筒采煤機(jī)，裝機(jī)功率 100KW 和 150KW。 3． 牽引 速度低 由于受液壓元部件可靠性的限制，設(shè)計(jì)的牽引力功率較小，牽引速度一般不超過 6m /min 。 20 世紀(jì) 80 年代是我國采煤機(jī)發(fā)展的興旺時(shí)期 20 世紀(jì) 70 年代后期，我國總共引進(jìn) 143 套綜采成套設(shè)備。 解決難采煤層的問題是 20 世紀(jì) 80 年代重大課題之一：具體的課題是薄煤層綜合機(jī)械化成套設(shè)備的研制：大傾角綜采成套設(shè)備的研制 ：“ 三硬”、“三軟” 4． 5m一次采全高綜采設(shè)備的研制：解決短工作面的開采問題，短煤臂采煤機(jī)的研制。 20 世紀(jì) 80 年代采煤機(jī)的發(fā)展有如下特點(diǎn)： 1． 重視采煤機(jī)系列的開發(fā)，擴(kuò)大使用范圍 20 世紀(jì) 70 年代開發(fā)的采煤機(jī)，一種類型只有一個(gè)品種，十分單一，覆蓋面小，很難滿足不同煤層開采需要。采煤機(jī)系列化是 20 世紀(jì) 80 年代采煤機(jī)發(fā)展中非常突出的特點(diǎn)。 3．無鏈牽引的推廣使用，使采煤機(jī)工作平穩(wěn)，使用安全 在引進(jìn)大功率采煤機(jī)的同時(shí)，無鏈牽引技術(shù)傳入中國，德國艾柯夫公司的銷軌式無鏈牽引和英國安德森公司的齒軌式無鏈牽引占絕大 多數(shù)，而且技術(shù)成熟。仿制和引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的采煤機(jī)更是如此。 20 世紀(jì) 90 年代至今是我國電牽引采煤機(jī)發(fā)展的時(shí)代 進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代后，隨著煤炭生產(chǎn)向集約化方向發(fā)展，減員提效，提高工作面單產(chǎn)成為煤炭發(fā)展的主流，發(fā)展高產(chǎn)高效工作面勢在必行，此采煤機(jī)開發(fā)研制圍繞高產(chǎn)高效的要求進(jìn)行，其主要方向是： （ 1）大功率高參數(shù)的液壓牽引采煤機(jī)：最具代表性的機(jī)型是 MG2X400－ W 型采煤機(jī)。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代后，交流變頻調(diào) 速技術(shù)在中厚煤層采煤機(jī)中推廣使用，上海分院先后開發(fā)成功 MG200/500WD 、 MG200/450BWD、MG250/600WD、 MG400/920WD 和 MG450/1020WD 等采煤機(jī)，變頻調(diào)速中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 箱可以是機(jī) 載，也可以是非機(jī)載。太原礦山機(jī)械廠在引進(jìn)英國 Electra1000 直流電牽引全套技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出 MG400/900WD 和 MG250/600WD 型兩種電牽引采煤機(jī)，雞西煤機(jī)廠、遼源煤機(jī)廠也開發(fā)了交流電牽引采煤機(jī)。如神府華能集團(tuán)引進(jìn)美國的 7LS、 6LS 電牽引采煤機(jī)；兗 州礦業(yè)集團(tuán)公司引進(jìn)德國的 SL500 型和日本的 MCLEDR102 型交流電牽引采煤機(jī)，但由于價(jià)格昂貴，故引進(jìn)數(shù)量較少， 90 年代采煤機(jī)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)如下： 1．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 我國開發(fā)的電牽引采煤機(jī)，一般都采用橫向布置。 2． 我國采煤機(jī)的主要參數(shù)與世界先進(jìn)水平的差距在縮小 在裝機(jī)功率方面，我國的液壓牽引采煤機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到 800KW，電牽引采煤機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到 1020KW，其牽引功率為 2X50KW，可滿足高產(chǎn)高效工作面對功率的要求。 3．液壓緊固技術(shù)的開發(fā)研究取得成功 采煤機(jī)連接構(gòu)件經(jīng)常松動(dòng)是 影響工作可靠性的重要因素，而且解決難度較大，液壓螺母和專用超高壓泵，在電牽引采煤機(jī)中得到推廣應(yīng)用， 防松效果顯著，基本解決采煤機(jī)連接可靠性的問題。 采煤機(jī)的發(fā)展趨勢 80 年代以來，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)。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 2）電牽引采煤機(jī)已成為主導(dǎo)機(jī)型 目前電牽引采煤機(jī)已成為德國、英國、美國、日本和法國等主要生產(chǎn)國的主導(dǎo)機(jī)型。 4）機(jī)器的結(jié)構(gòu)布置有新的發(fā)展 近年來不斷發(fā)展和研制出了多機(jī)橫向布置、部件可側(cè)面拉裝的整機(jī)箱式機(jī)身、縱向布置采煤機(jī)的牽引部和截割部合為一個(gè)部件、破碎機(jī)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng) 、改進(jìn)擋煤板傳動(dòng)裝置、無底托架或不用整體底托架等新的結(jié)構(gòu)布置方式。 6）擴(kuò)大采煤機(jī)的使用范圍，不斷開發(fā)難采煤層的機(jī)型 薄煤層、厚煤層、硬粘并有夾矸煤層、大傾角、破碎頂板等難采煤層的機(jī)型的發(fā)展有，開發(fā)出了 薄煤層、厚煤層、大傾角、短機(jī)身、窄機(jī)身等機(jī)型。隨著綜采設(shè)備向大功率發(fā)展，目前采煤機(jī)最大功率達(dá) 1220kW ， 截割電機(jī)最大功率達(dá)6000kW，刮板輸送機(jī)最大功率達(dá) 1125kW，驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率達(dá) 525 kW，加上工作面長度的不斷增長，所以必須提高采區(qū)的供電電壓，目前各國生產(chǎn)的大功率采煤機(jī)，其供電電壓一般為 2300、 3300、 4160 和 5000V等幾檔?，F(xiàn)代采煤機(jī)的微處理系統(tǒng)除了工況監(jiān)測，還可以對其采集信息進(jìn)行分析處理，再輸出顯示、存儲(chǔ)、控制和傳輸?shù)?，以?shí)現(xiàn)檢測、預(yù)警、保護(hù)、健康診斷、事故查詢、維修指導(dǎo)和調(diào)度分析等多種功能。這樣，就可以根據(jù)不同的地質(zhì)條件的要求，很容易用積木式方法將各部件組合成新機(jī)型，以擴(kuò)大采煤機(jī)的系列和加速研制過程。 采煤機(jī)的類型及主要組成 采煤機(jī)有不同的分類方法：按工作機(jī)構(gòu)形式可分為滾筒式、鉆削式和鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)；按牽引方式可分為鏈牽引和無鏈牽引采煤機(jī)；按牽引部位置可分為內(nèi)牽引和外牽引；按牽引部動(dòng)力可分為機(jī)械牽引、液壓牽引與電 牽引；按工作機(jī)構(gòu)位置可分為額面式與側(cè)面式；還可以按層厚和傾角來分類。 主要技術(shù)參數(shù) 該機(jī)的主要技術(shù) 參數(shù)如下： 采高 m 截深 mm 800 適應(yīng)傾角 ≤ 25 176。該機(jī)具有以下特點(diǎn)： 1．截割電機(jī)橫向布置在搖臂上，搖臂和機(jī)身連接沒有動(dòng)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。 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)需要多種類型和規(guī)格的采煤機(jī)。系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化是采掘機(jī)械發(fā)展的必然趨勢。 截割部電動(dòng)機(jī)的選擇 由設(shè)計(jì)要求知，截割部功率為 400 2KW，即每個(gè)截割部功率為400KW。而且電機(jī)工作要可靠，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，效率高。