【正文】 被廣泛采用。 采煤機(jī)截割部設(shè)計 6 6 滾筒的截深不斷增大 牽引速度的加快，支架隨機(jī)支護(hù)也相應(yīng)跟上，使機(jī)道寬度內(nèi)空頂時間縮短，為加大支架步距創(chuàng)造了條件，也為加大滾筒截深提供了可能性。美國阿巴拉契煤礦正在考慮采用 1500mm 截深的可能性。美國現(xiàn)有長壁工作面中 45％以上的電牽引采煤機(jī)供電電壓不小于2300V。 高的可靠性 據(jù)了解美國 LS 系列采煤機(jī)、英國 Electra1000 型采煤機(jī)的利用率可達(dá) 95％～ 98％，維修期都在采煤 350 萬 t 以上，最高的達(dá) 1000萬 t。目前使用量最大的液壓牽引采煤機(jī)有 MG150(200)－ W MG200－ W、 MG300(2179。 雙級行星齒輪減 速器的設(shè)計 采用了四個行星輪結(jié)構(gòu)的行星齒輪減速器，在均載措施、材料及熱處理工藝、齒輪的修形修緣加工等技術(shù)方面有了進(jìn)一步提高。鏈軌式雖然也是鏈條，但強(qiáng)度余量較大，彈性變形對牽引速度影響較小； ④牽引力大，能適應(yīng)大功率采煤機(jī)和高產(chǎn)高效的需要； ⑤取消鏈牽引的張緊裝置，使工作面切口縮短。 )條件下工作，利用制動器使采煤機(jī)防滑問題得到解決。 采用液壓緊固技術(shù) 液壓緊固技術(shù)為 80 年代末 90 年代初的高新技術(shù)，為超高壓技術(shù)和材料熱處理、超高壓密封技術(shù)的綜合應(yīng)用領(lǐng)域。 交流變頻調(diào)速牽引裝置的研制 對日本東芝和東洋公司的 100kVA、 150VA 兩個規(guī)格的 51 系列變頻器進(jìn)行技術(shù)消化， 其中 100kVA 的變頻器成功改制成和 MG344－ PWD型采煤機(jī)配套的交流變頻調(diào)速牽引裝置，并推廣使用。 200kVA61 系列的交流變頻調(diào)速牽引裝置配套MG400/920－ WD型采煤機(jī)，也取得了較好的效果。 截割部電動機(jī)使用彈性扭矩軸 結(jié)合截割電動機(jī)橫向布置多電機(jī)驅(qū)動采煤機(jī)的開發(fā)，將動態(tài)分析運(yùn)用于具有彈性緩沖性能的扭矩軸設(shè)計，提出一套關(guān)于該類軸的理論設(shè)計依據(jù)，提高設(shè)計質(zhì)量，改善傳動件的可靠性，對提高采煤機(jī)的整體可靠度和利用率起到了積極作用。 1．彈性緩沖 2．過載保護(hù) 3．傳遞動力 彈性轉(zhuǎn)矩軸典型結(jié)構(gòu) d 為卸載槽外徑，在開有卸載槽的一端設(shè)有螺紋孔 為了提高塊煤率，采用耐磨滾筒及鎬形截齒 點(diǎn)開發(fā)硬煤耐磨滾。采用 35mm 的等截線距布置，葉片齒截割面積相等，此外葉片齒采用－ 7176。角，確保其處于回轉(zhuǎn)狀態(tài)工作。 采煤機(jī)截割部設(shè)計 10 10 第二章 傳動方案的設(shè)計 在目前的國內(nèi)采煤機(jī)市場，不管從研發(fā)、設(shè)計、制造還是使用方面中厚煤層所使用的重型采煤機(jī)都占據(jù)著主導(dǎo)的地位，也正是這種龐大的市場優(yōu)勢使得中厚煤層采煤機(jī)在技術(shù)上日趨成熟，而且有著非常大的改進(jìn)刷新速度 。 按滾筒數(shù)目分為單滾筒和雙滾 筒采煤機(jī)，其中雙滾筒采煤機(jī)應(yīng)用最普遍。按行走驅(qū)動裝置的調(diào)速方式分機(jī)械調(diào)速、液壓調(diào)速和電氣調(diào)速滾筒采煤機(jī)（通常簡稱機(jī)械牽引、液壓牽引和電牽引采煤機(jī)）。按機(jī)身與工作面輸送機(jī)的配合導(dǎo)向方式分騎槽式和爬底板式采煤機(jī)。按適用的煤層厚度分厚煤層、中厚煤層和薄煤層采煤機(jī)。 采煤機(jī) 主要由電動機(jī)、牽引部、截割部和附屬裝置等部分組成（如圖 ）。采煤機(jī)的電動機(jī)都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以縮小電動機(jī)的尺寸。 左、右截割部減速箱：將電動機(jī)的動力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂 5的齒輪，驅(qū)動滾筒 6 旋轉(zhuǎn)。螺旋葉片將截齒割下的煤裝到刮板輸送機(jī)中。 底托架：是固定和承托整臺采煤機(jī)的底架，通過其下部四個滑靴9 將采煤機(jī)騎在刮板輸送機(jī)的槽幫上，其中采空區(qū)側(cè)兩個滑靴套在輸送機(jī)的導(dǎo)向管上，以保證采煤機(jī)的可靠導(dǎo)向。 調(diào)斜油缸：用于調(diào)整采煤機(jī)的縱向傾斜度，以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時的截割要求 。 此外，為降低電動機(jī)和牽引部的溫度并提供內(nèi)外噴霧降塵用水，采煤機(jī)設(shè)有專門的供水系統(tǒng)。 截割部傳動裝置的功用：是將電動機(jī)的動力傳遞到滾筒上，以滿足滾筒工作的需要。由于截割消耗采煤機(jī)總功率的 80％～ 90％，因此要求設(shè)計出的截割部傳動裝置具有高的強(qiáng)度、剛度和可靠性，良好的潤滑密封、散熱條件和高的傳 動效率。這種傳動方式的特點(diǎn)是傳動簡單，搖臂從固定減速箱端部伸出，支承可靠，強(qiáng)度和剛度好。DY150、 BM100型采煤機(jī)均采用這種傳動方式。這種方式在滾筒內(nèi)裝了行星傳動，故前幾級傳動比減小，簡化了傳動系統(tǒng)，但筒殼尺寸卻增大了，故這種傳動方式適用于中厚煤層采煤機(jī)，如在 MLS3 170、 MXA300、 AM500 和 MG 系列等型采煤機(jī)中采用。這種傳動方式取消了搖臂，靠由電動機(jī)、減速箱和滾筒組成的截割部來調(diào)高 (稱為機(jī)身調(diào)高 )，使齒輪數(shù)大大減少，機(jī)殼的強(qiáng)度、剛度增大，且調(diào)高范圍大，采煤機(jī)機(jī)身也可縮短，有利于采煤機(jī)開缺口工作。 ⑷電動機(jī) — 搖臂 — 行星齒輪傳動 — 滾筒 (圖 21(d))。新的電牽引采煤機(jī)都采取這種傳動方式。（如圖 ） 該截 割部采用銷軸與牽引部聯(lián)結(jié)，截割電機(jī)橫向布置在搖臂上，搖臂和機(jī)身連接沒有動力傳遞，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。 ⑵ 截割電機(jī)采用旋轉(zhuǎn)開關(guān)控制外，其余控制如牽引速度調(diào)整、方向設(shè)定、左右搖臂的升降，急停等操作均由設(shè)在機(jī)身兩端操作站的按鈕進(jìn)行控制，操作簡單、方便。 ⑷ 截割機(jī)械傳動鏈設(shè)有扭矩軸過載保護(hù)裝置，并可設(shè)有強(qiáng)制潤滑冷卻系統(tǒng)，提高了傳動件，支承件的使用壽命。采用大角度彎搖臂設(shè)計，加大過煤空間，提高裝煤效果，臥底量大 ⑹調(diào)高油缸與調(diào)高液壓鎖采用分離布置，液壓鎖置于殼體空腔內(nèi)，打開蓋板即可取出液壓鎖，方便井下查找故障和更換調(diào)高油缸、液壓鎖等維修工作。 主要技術(shù)參數(shù)如下： 適應(yīng)煤層：傾角 ? ?18 的中厚煤層 采高范圍： 2～ 4m 煤質(zhì)傾角： ? ?18 煤層硬度： f≤4 滾筒轉(zhuǎn)速 (r/min)：低速 、中速 、高速 ； 滾筒直徑 (mm)： 1800； 最大截深 (mm)： 1000； 滾筒水平 中心距（ m）： ； 搖臂回轉(zhuǎn)中心距（ m）： ； 傳動比分配 由設(shè)計要求知，截割部功率為 700kW，根據(jù)礦井電機(jī)的具體工作環(huán)境情況，電機(jī)必須具有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對安全，而且電機(jī)工作要可靠，啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，效率高。 根據(jù)采煤機(jī)械手冊，總裝機(jī)功率在 700KW 左右的采煤機(jī)滾筒的轉(zhuǎn) 采煤機(jī)截割部設(shè)計 15 15 速沒有一個確定的數(shù)值，只要在 20～ 35r/min 之間都可以滿足所需的要求，再根據(jù)搖臂減速箱的結(jié)構(gòu)安排，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1470r/min 時，滾筒的轉(zhuǎn)速為： n=1470247。 是性能優(yōu)良的含鎳鋼種，鎳除了提高鋼的淬透性外，還能提高韌性，并可大大改善鋼的抗沖擊疲勞強(qiáng)度，也是鎳鋼在重載下壽命高的原因； 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算 確定齒輪傳動精度等級，按 vt=(～ ) n13 /nP 1 估計圓周速度 vt=,參考機(jī)械設(shè)計工程學(xué)［Ⅰ］中的表 814，表815 選取 小輪分度圓直徑 d1,查機(jī)械手冊得 ? ?32112 ???????? ??????HHEdZZZKTd???? ? 采煤機(jī)截割部設(shè)計 16 16 齒寬系數(shù) d? 查表按齒輪相對軸承為對稱布置，取 d? = 小輪齒數(shù) Z1 在推薦值 20～ 40 中選 Z1=28 大輪齒數(shù) Z2 Z2=i178。 28= Z2=40 齒數(shù)比 u= Z2/ Z1=40/28 傳動比誤差△ u/u △ u/u=()/= 誤差在177。 =178。 179。 = 采煤機(jī)截割部設(shè)計 17 17 彈性系數(shù) EZ 查表得 EZ = 2/mmN 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) HZ 查表得（β =0， x1=、 x2=） HZ = 重合度系數(shù) ?Z 查表得（ 0??? ） ?Z = 許用接觸應(yīng)力 ? ?H? 由公式得 ? ? HWNHH SZZ /l i m ??? ?? 接觸疲勞極限應(yīng)力21lim kunHH ??查圖得1limH?=1650N/mm2 2limH?=1300 N/mm2 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由公式得： N1=60njLh =60179。 1179。 300179。 109 N2=N1/u =179。 109 則查表得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)1NZ、1NZ（不允許有點(diǎn)蝕） 1NZ=1NZ=1 硬化系數(shù) WZ 查表及說明得 WZ =1 按接觸強(qiáng)度安全系數(shù) HS 查表，按較高可靠強(qiáng)度 minHS =～ 取 HS = 則 ? ?1H?=1650179。 1/ =1375 N/mm2 ? ?2H?=1300179。 1/ 采煤機(jī)截割部設(shè)計 18 18 =1083 N/mm2 d1的設(shè)計初值 d1t為 321 1083 ?????? ????????td ≥ 齒輪模數(shù) m m= td1 /Z1 = = 查表取 m=8 小齒輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值 td1? =Z1m =28179。 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計算 由公式 ? ?FSFF YYYmbdKT ?? ??? ??? 1 12 齒形系數(shù)?FY 查表得 小輪 ?1?FY 大輪 ?2?FY 應(yīng)力修正系數(shù) ?SY 查表得 小輪 1?SY = 大輪 2?SY = 重合度系數(shù) ?Y 由公式 ?Y =+=/?? ?? 許用彎曲應(yīng)力 ? ?F? 由式 ? ? FXNFF SYY /lim?? ? 彎曲疲勞極限 limF? 查表得 1limF? =1100N/mm2 2limF? =660 N/mm2 彎曲壽命系數(shù) NY 查表得 1NY = 2NY =1 尺寸系數(shù) XY 查表得 XY =1 安全系數(shù) FS 查表得 FS = 則 ? ? FXNFF SYY /1111lim?? ?=1100179。 1/= ? ? FXNFF SYY /2222lim?? ?＝ 660179。 1/= 采煤機(jī)截割部設(shè)計 20 20 故 ?????? ??? 2598 ? N/mm2≤ ? ?1F? ?????? ??? ?≤ ? ?2F? 所以齒根彎曲強(qiáng)度足夠 其他尺寸的計算 已知參數(shù)：o12121m = 8 Z = 28 Z = 40 39 = 20 h = 1. 00c = 0. 25 d = 22 4m m d = 32 0m m = 31 2m mx = 0. 25 68 0. 27 00Zx??????惰 輪 1惰 輪 12 惰 輪 1， ， ， ， ， ， ， d， x =0 .2 52 9 ， 計算參數(shù)：嚙合角 39。 2 ?h 齒根圓直徑 1fd =d12 fh 一 齒輪軸與第一級惰輪嚙合傳動的相關(guān)參數(shù)的計算值： 嚙合角 39。? =2213o ?? 中心矩變動系數(shù) y y = 中心矩 a? a? = 齒高變動系數(shù) y? y? = 齒頂高 h? 1 ? ? ? ?惰 輪 齒根高 fh 1 ? fh ?惰 輪 齒全高 h 1 ? mm?惰 輪