MG200500-WD采煤機(jī)牽引部設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】

MG200500-WD采煤機(jī)牽引部設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】,含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū),mg200500,wd,采煤,牽引,設(shè)計(jì),cad,圖紙,說(shuō)明書(shū),仿單 編號(hào)：（ ）字 號(hào) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 年六月 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 設(shè)計(jì)題目： MG200/500-WD采煤機(jī)牽引部設(shè)計(jì) 專 題： 指導(dǎo)教師： 學(xué)院 任務(wù)下達(dá)日期： 2011.3.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 2011.3.1-2011.6.17 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：MG200/500-WD采煤機(jī)牽引部設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目： 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求： 1. 搜集資料，了解采煤機(jī)牽引部的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用、工作環(huán)境，翻譯相關(guān)文獻(xiàn)一篇； 2. 完成采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)； 3. 進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)和主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 4. 完成采煤機(jī)牽引部主要零件的零件圖和總裝圖的設(shè)計(jì)，總計(jì)3.5張A0圖紙左右； 5. 完成計(jì)算說(shuō)明書(shū)的書(shū)寫(xiě)工作，包括中英文摘要，參考文獻(xiàn)不少于20篇。 設(shè)計(jì)參數(shù)： ? 采高：1.8-3.6m； ? 牽引力：580-350KN； ? 牽引速度：0-7.28/12 m/min； ? 傾角：0-30o； ? 煤質(zhì)：硬或中硬。 院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字： 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū) 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；②獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）： 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū) 評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；④工作量的大??；⑤取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑥寫(xiě)作的規(guī)范程度；⑦總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑧存在問(wèn)題；⑨是否同意答辯等）： 成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū) 評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑥寫(xiě)作的規(guī)范程度；⑦總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑧存在問(wèn)題；⑨是否同意答辯等）： 成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī) 答 辯 情 況 提 出 問(wèn) 題 回 答 問(wèn) 題 正 確 基本 正確 有一般性錯(cuò)誤 有原則性錯(cuò)誤 沒(méi)有 回答 答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)： 答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)： 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日  摘 要 采煤機(jī)是一個(gè)集機(jī)械、電氣和液壓為一體的大型復(fù)雜系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)機(jī)械化和現(xiàn)代化的重要設(shè)備之一。滾筒式采煤機(jī)的采高范圍大，對(duì)各種煤層適應(yīng)性強(qiáng)，能截割硬煤，并能適應(yīng)較復(fù)雜的頂?shù)装鍡l件，因而得到廣泛的應(yīng)用。 采煤機(jī)一般由截割部、牽引部及其附屬裝置組成，本文主要針對(duì)新型滾筒式采煤機(jī)的牽引部進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。在綜述采煤機(jī)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)基礎(chǔ)上，本文分析了以往典型采煤機(jī)在中、厚煤層開(kāi)采中的液壓部分存在的問(wèn)題，權(quán)衡許多重要參數(shù)將牽引部定為由交流變頻電機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)兩級(jí)直齒和兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)減速后，傳遞給行走箱的行走輪，使其與工作面的刮板輸送機(jī)的銷(xiāo)軌相嚙合，從而帶動(dòng)采煤機(jī)行走。 本文主要進(jìn)行了牽引部的整體設(shè)計(jì)和行走箱的設(shè)計(jì)，主要包括行走箱各軸、齒輪以及軸承等的選型設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核，其中以動(dòng)力傳動(dòng)與行走機(jī)構(gòu)的確定為主。最后，為牽引部的生產(chǎn)和使用中遇到的實(shí)際問(wèn)題以及問(wèn)題的解決提出了一些要求和建議，以幫助用戶能更好的使用采煤機(jī)。 關(guān)鍵詞：采煤機(jī)； 牽引部； 行走箱； 牽引機(jī)構(gòu)； ABSTRACT Shearer is a large and complex systems which collection mechanical, electrical and hydraulic, is a key equipment to achieve coal production mechanization and modernization. Drum shearer cutting height ranging more , strong adaptability to various coal, hard coal can be cutting, and can adapt to the more complex the roof and floor conditions, which are widely used. Shearer generally unit with cutting unit, traction department and its subsidiary, this paper, mainly design of the new drum shearer traction department. Review Shearer in the present situation and development trend of domestic and international basis, the paper analyzes the problemof the typical miner in the past, the hydraulic part of the thick seam mining,balancing a number of important parameters will be the grounds of the Ministry of AC traction inverter Motor powered by two direct and two-stage planetary gear drive gear reducer, the pass to walk me to walk round them with the face conveyor engage the pin track, so as to drive shearer walk. This paper was the overall design of the haulage box design and walking, including walking me the shaft, gears and bearings of the type design and strength check, of which the power transmission and determined based travel agency. Finally, as the lead department in the production and use of practical problems encountered and the solution to the problem made ??some requests and suggestions to help users make better use of coal mining.朗讀 顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音 Keywords：Shearer; Traction department; Walking mechnism; Traction; 目 錄 1 緒論……………………………………………………………………………………………1 1.1概述………………………………………………………………………………………1 1.2采煤機(jī)械的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………………1 1.2.1 采煤機(jī)的發(fā)展歷史……………………………………………………………………1 1.2.2國(guó)外采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r………………………………………………………………1 1.2.3 國(guó)內(nèi)采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r………………………………………………………………2 1.3 中國(guó)煤炭開(kāi)采的重要性…………………………………………………………………3 1.4煤炭行業(yè)機(jī)械化發(fā)展是國(guó)家的政策……………………………………………………3 1.5采煤機(jī)的配套設(shè)備………………………………………………………………………4 1.6采煤機(jī)的組成及總體結(jié)構(gòu)………………………………………………………………5 1.7 滾筒采煤機(jī)的工作原理…………………………………………………………………5 2 牽引部總體方案設(shè)計(jì)………………………………………………………………………6 2.1 牽引部概述…………………………………………………………………………6 2.2牽引機(jī)構(gòu)的選擇…………………………………………………………………………7 2.2.1鏈牽引機(jī)構(gòu)………………………………………………………………………7 2.2.2無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)……………………………………………………………………7 2.3牽引傳動(dòng)裝置的選擇……………………………………………………………………9 2.4牽引機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的選擇…………………………………………………………10 2.4.1牽引部結(jié)構(gòu)確定 ……………………………………………………………………10 2.4.2牽引部與行走箱一體設(shè)計(jì) …………………………………………………………12 2.4.3牽引部與行走箱獨(dú)立箱體設(shè)計(jì) ……………………………………………………12 3 牽引部的主要技術(shù)參數(shù)計(jì)算及強(qiáng)度校核…………………………………………………12 3.1 牽引部總體參數(shù)計(jì)算…………………………………………………………………12 3.1.1牽引電機(jī)的選擇………………………………………………………………………12 3.1.2傳動(dòng)比的分配……………………………………………………………………14 3.1.3傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算……………………………………………………………14 3.2漸開(kāi)線圓柱齒輪承載能力校核計(jì)算……………………………………………………17 3.2.1第一級(jí)直齒傳動(dòng)的計(jì)算與校核………………………………………………………17 3.2.2第二級(jí)直齒傳動(dòng)的計(jì)算與校核………………………………………………………20 3.2.3高速級(jí)行星機(jī)構(gòu)的計(jì)算與校核………………………………………………………23 3.2.4低速級(jí)行星機(jī)構(gòu)的計(jì)算與校核………………………………………………………32 3.3 軸與軸承的校核計(jì)算…………………………………………………………………40 3.3.1牽一軸組的校核………………………………………………………………………40 3.3.2惰輪軸組的校核………………………………………………………………………42 3.3.3牽二軸組的校核………………………………………………………………………45 3.3.4牽三軸組的校核………………………………………………………………………49 3.3.5高速行星軸組的校核…………………………………………………………………51 3.3.6低速行星軸組的校核…………………………………………………………………52 3.4 漸開(kāi)線花鍵的校核計(jì)算………………………………………………………………53 3.4.1牽一軸組花鍵聯(lián)接的校核……………………………………………………………53 3.4.2牽二軸組花鍵聯(lián)接的校核……………………………………………………………53 3.4.3牽三軸組花鍵聯(lián)接的校核……………………………………………………………54 3.4.4高速行星花鍵聯(lián)接的校核……………………………………………………………54 3.4.5低速行星花鍵聯(lián)接的校核……………………………………………………………55 4 牽引部附屬組件設(shè)計(jì)………………………………………………………………………55 4.1液壓制動(dòng)器……………………………………………………………………………56 4.2調(diào)高油缸………………………………………………………………………………57 4.3滑靴組件………………………………………………………………………………57 4.4液壓螺母………………………………………………………………………………58 4.5行走箱…………………………………………………………………………………59 5 采煤機(jī)使用與維護(hù)說(shuō)明……………………………………………………………………59 5.1 采煤機(jī)的安裝與調(diào)試…………………………………………………………………59 5.1.1井上檢查與試運(yùn)轉(zhuǎn)……………………………………………………………………59 5.1.2采煤機(jī)的入井和運(yùn)輸…………………………………………………………………60 5.1.3井下安裝與試驗(yàn)………………………………………………………………………60 5.2采煤機(jī)的維護(hù)……………………………………………………………………………60 5.3采煤機(jī)的檢修……………………………………………………………………………60 小結(jié) …………………………………………………………………………………………61 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………………62 翻譯部分………………………………………………………………………………………63 英文原文……………………………………………………………………………………63 中文譯文……………………………………………………………………………………70 致謝 ……………………………………………………………………………………………75 2011屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第75頁(yè) 1 緒論 1.1概述 隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的使用量正在急劇加大，我國(guó)不僅是全世界最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)，也是世界上最大的煤炭消費(fèi)國(guó)，煤礦的高產(chǎn)高效化是煤炭行業(yè)發(fā)展的必由之路。作為煤礦生產(chǎn)最為主要的設(shè)備之一，采煤機(jī)的發(fā)展直接影響著煤礦的產(chǎn)量及效率，決定著煤礦高產(chǎn)高效化和進(jìn)程。 1.2采煤機(jī)械的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1采煤機(jī)的發(fā)展歷史 目前國(guó)內(nèi)使用的采煤機(jī)械主要是可調(diào)高的雙牽引部液壓采煤機(jī)，這種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的液壓牽引采煤機(jī)，可追溯到長(zhǎng)臂截煤機(jī)，是早期用于煤層底部掏槽的采煤機(jī)械。最早的滾筒采煤機(jī)是在截煤機(jī)的基礎(chǔ)上，將減速箱部分改成允許安裝一根水平軸和截割滾筒而演變成的。這種滾筒采煤機(jī)與可彎曲輸送機(jī)配套，奠定了煤炭開(kāi)采機(jī)械化的基礎(chǔ)。早期的滾筒采煤機(jī)主要存在2個(gè)問(wèn)題 （1） 截煤滾筒的安裝高度不能在使用中調(diào)整（即所謂的固定滾筒），對(duì)煤層厚度及變化適應(yīng)性差； （2） 截煤滾筒的裝煤效果不佳（即所謂的圓形滾筒），限制了采煤機(jī)生產(chǎn)率的提高。20世紀(jì)60年代，英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和前蘇聯(lián)等先后對(duì)采煤機(jī)的截割滾筒做出兩項(xiàng)改進(jìn)。一是截煤滾筒可以在使用中調(diào)整其高度，完全解決對(duì)煤層賦存條件的適應(yīng)性；二是把圓形滾筒改進(jìn)成螺旋葉片截煤滾筒，極大地提高了裝煤效果。這兩項(xiàng)改進(jìn)使?jié)L筒式采煤機(jī)成為現(xiàn)代化采煤機(jī)械的基礎(chǔ)。在滾筒采煤機(jī)發(fā)展的同時(shí)，還研制出用刨削方式落煤的刨煤機(jī)、以鉆削方式落煤的鉆削式采煤機(jī)，以及螺旋鉆式采煤機(jī)?，F(xiàn)代滾筒采煤機(jī)均為可調(diào)高搖臂滾筒采煤機(jī)，其發(fā)展是從有鏈到無(wú)鏈；由機(jī)械牽引到液壓牽引再到電牽引；由單機(jī)縱向布置驅(qū)動(dòng)到多機(jī)橫向布置驅(qū)動(dòng)；由單滾筒到雙滾筒，且向大功率、遙控、遙測(cè)、智能化發(fā)展，其性能日臻完善，生產(chǎn)率和可靠性進(jìn)一步提高，工況自動(dòng)監(jiān)測(cè)、故障診斷以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)已在采煤機(jī)上得到應(yīng)用。 1.2.2國(guó)外采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r (1)牽引方式向電牽引方式發(fā)展。傳統(tǒng)的液壓牽引采煤機(jī)在國(guó)外仍然在生產(chǎn)和使用中，但已不占主導(dǎo)地位，由于電牽引采煤機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)，國(guó)外目前開(kāi)發(fā)的采煤機(jī)，特別是大功率采煤機(jī)基本上都是采用電牽引方式。 (2)裝機(jī)總功率不斷增大。為適應(yīng)煤礦生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，國(guó)外采煤機(jī)的功率在不斷提高，電機(jī)截割功率通常在400kw以上，最新報(bào)道已達(dá)850kw。牽引電機(jī)功率均在40kw以上，大的甚至達(dá)到125kw，總裝機(jī)功率通常超過(guò)1000kw，如EL3000型采煤機(jī)總裝機(jī)功率高達(dá)2000kw，7LS5型采煤機(jī)達(dá)1940kw。牽引速度、牽引力也大幅提高，目前大功率電牽引采煤機(jī)的牽引速度普遍達(dá)到15-25m/min，最大牽引速度達(dá)50m/min，牽引力高達(dá)1000KN。牽引速度的加快，支架隨機(jī)支護(hù)的實(shí)現(xiàn)，使工作面頂板空頂時(shí)間縮短，為加大支架步距和滾筒截深創(chuàng)造了條件。采用大截深滾筒以成為提高采煤機(jī)生產(chǎn)能力的重要途徑，目前普遍采用的截深為1000-1200mm，個(gè)別已達(dá)1500mm。 (3)元部件可靠性大幅提高。為提高采煤機(jī)的可靠性，減少故障率，采煤機(jī)齒輪的設(shè)計(jì)壽命以提高到2000h以上，軸承的壽命提高到3000h以上，并且還有進(jìn)一步提高的趨勢(shì)。液壓泵和液壓馬達(dá)的壽命已達(dá)10000h。 (4)電牽引方式趨向交流變頻調(diào)速。電牽引采煤機(jī)的牽引方式按牽引電機(jī)的類(lèi)型可分為直流牽引和交流牽引。由于交流變頻調(diào)速電牽引系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)可靠、維護(hù)管理簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，近幾年發(fā)展很快。20世紀(jì)90年代中后期研制的大功率電牽引采煤機(jī)均采用交流變頻調(diào)速牽引系統(tǒng)。交流牽引正逐步替代直流牽引。成為今后電牽引采煤機(jī)的發(fā)展方向。早期的交流電牽引均采用一個(gè)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)牽引電機(jī)，變頻器對(duì)電機(jī)的性能參數(shù)難以準(zhǔn)確檢測(cè)，控制和保護(hù)功能無(wú)法完全發(fā)揮。德國(guó)在開(kāi)發(fā)SL300時(shí)，采用兩個(gè)變頻器分別拖動(dòng)兩臺(tái)牽引電機(jī)的牽引系統(tǒng)，使?fàn)恳目刂坪捅Ｗo(hù)性能更加完善。這種一拖一的牽引系統(tǒng)也正被逐步的采用，成為電牽引技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)特點(diǎn)。 (5)無(wú)鏈牽引向齒輪一齒軌式演變。隨著牽引力不斷增大，銷(xiāo)輪一齒軌式無(wú)鏈牽引已近淘汰，齒輪一銷(xiāo)軌式無(wú)鏈牽引已使用不多，正逐步趨向于采用齒輪一齒軌式無(wú)鏈牽引。這是一種從齒輪一銷(xiāo)軌式演變而來(lái)的無(wú)鏈牽引結(jié)構(gòu)，圓柱銷(xiāo)被齒軌所取代，焊接結(jié)構(gòu)改成了整體精密鑄造或鍛造，寬度增大，節(jié)距由125mm增加到175mm。無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)取消了固定在工作面兩端的牽引鏈，而采用采煤機(jī)上的驅(qū)動(dòng)輪與輸送機(jī)上的齒條等相嚙合的方式來(lái)移動(dòng)機(jī)器。 (6)普遍采用中、高壓供電。由于裝機(jī)功率大幅度提高以及工作面的不斷加長(zhǎng)（達(dá)到300m），整個(gè)工作面供電容量超過(guò)5000kW。為了減少輸電線路損耗，保證供電質(zhì)量和電機(jī)性能，新研制的大功率電牽引采煤機(jī)幾乎都采用中、高壓供電。主要供電等級(jí)有2300，3300，4160，5000V等。 (7)監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)的智能化。新型的電采煤機(jī)具有建立在微處理機(jī)基礎(chǔ)上的智能監(jiān)控、監(jiān)測(cè)和保護(hù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)交互式人機(jī)對(duì)話、遠(yuǎn)近控制、無(wú)線電隨機(jī)遙控、工況監(jiān)測(cè)及狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)及傳輸、故障診斷及預(yù)警、自動(dòng)控制等多種功能，以保證采煤機(jī)具有最低的維修量和最高的利用率；并可實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)滾筒沿工作面煤層自動(dòng)調(diào)節(jié)采高等控制功能。 1.2.3國(guó)內(nèi)采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r (1)新設(shè)計(jì)的滾筒采煤機(jī)幾乎都采用多電機(jī)橫向布置；取消底托架；各大部件間采用液壓螺栓、啞鈴銷(xiāo)、偏心鎖緊螺母等連接，以構(gòu)成采煤機(jī)的機(jī)身、左、右搖臂通過(guò)銷(xiāo)軸鉸接在機(jī)身的兩端。 (2)大力開(kāi)發(fā)電牽引采煤機(jī)。裝功率1000kW以下的電牽引采煤機(jī)已逐步走向成熟，且形成系列，裝機(jī)功率1800kW電牽引采煤機(jī)在研制中。目前國(guó)內(nèi)使用的交流電牽引采煤機(jī)的電牽引調(diào)速系統(tǒng)主要有三種：即交流變頻調(diào)速系統(tǒng)、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱SRD）。在這3種交流電牽引調(diào)速系統(tǒng)中，交流變頻調(diào)速技術(shù)在采煤機(jī)的應(yīng)用已逐步走向成熟并具有發(fā)展?jié)摿?；電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速技術(shù)本身比較成熟，但是在采煤機(jī)的應(yīng)用存在低速性能等問(wèn)題，從目前來(lái)看，交流變頻調(diào)速技術(shù)和SRD技術(shù)應(yīng)該是未來(lái)采煤機(jī)應(yīng)用的主要方向。 (3)我國(guó)經(jīng)濟(jì)型綜采和高檔普采的主要機(jī)型是MG200，目前在冊(cè)近千臺(tái)，該機(jī)型由于功率偏小、過(guò)斷層能力差、結(jié)構(gòu)上的局限性等，而需要改進(jìn)以至換代。為此，近年來(lái)進(jìn)行了MG200采煤機(jī)的換代設(shè)計(jì)?，F(xiàn)已完成的MG150/375w型及MG160/375w采煤機(jī)均可作為MG200的換代產(chǎn)品，使用中已取得良好效果。該換代產(chǎn)品在配套尺寸不變的情況下，將裝機(jī)功率由200kW提高到375kW，其結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，即三個(gè)電機(jī)橫向布置，150（160）kW的左右截割電機(jī)分別布置在左右搖臂內(nèi)，兩段或三段式機(jī)身通過(guò)液壓螺栓聯(lián)為一體，左、右截割部通過(guò)銷(xiāo)軸鉸接在左、右牽引行走箱上，其生產(chǎn)效率截割能力大大提高，使用更為方便。 (4)特殊機(jī)型采煤機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用。如天地科技股份有限公司上海分公司開(kāi)發(fā)的MG250/300.NWD型電牽引短壁采煤機(jī)，可用于急傾斜特厚煤層水平分層放頂煤開(kāi)采：“三下一上”采煤；煤柱和邊角媒回收；短臂工作面雙巷或單巷開(kāi)采；長(zhǎng)壁面開(kāi)機(jī)窩；煤巷掘進(jìn)等。再如，新汶礦業(yè)集團(tuán)從烏克蘭引進(jìn)的螺旋鉆式采煤機(jī)已成功用于難采煤層，一臺(tái)螺旋鉆機(jī)僅需3-4名工人在工作面回采巷道內(nèi)操作，月產(chǎn)6000t以上，實(shí)現(xiàn)了真正的無(wú)人工作面安全生產(chǎn)。 1.3中國(guó)煤炭開(kāi)采的重要性 從資源上看，我國(guó)富煤貧油，一次能源以煤為主。在探明的化石能源中，煤炭占94.3%，石油天然氣僅占5.7%；其中煤炭探明可采儲(chǔ)量1145億噸，按同等發(fā)熱量計(jì)算，相當(dāng)于目前已探明石油和天然氣總和的17倍。煤炭提供了78%的發(fā)電能源、70%的化工原料和60%民用商品能源；國(guó)家的資源條件決定了我國(guó)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，只能選擇以煤為主的一次能源結(jié)構(gòu)。 從經(jīng)濟(jì)上來(lái)看，煤炭與其他能源相比具備明顯的優(yōu)勢(shì)，按同等發(fā)熱量比較，煤炭?jī)r(jià)格僅相當(dāng)于石油的1/3，電力的1/7,天然氣的1/4，對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)經(jīng)濟(jì)上還欠發(fā)達(dá)的國(guó)家來(lái)說(shuō)，煤炭是我國(guó)目前最經(jīng)濟(jì)、最現(xiàn)實(shí)的能源。 從環(huán)保來(lái)看，煤炭通過(guò)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，經(jīng)過(guò)潔凈加工后可減少煤的硫分、灰分，通過(guò)潔凈燃燒可顯著減排大量的SO2和一定量的CO2，通過(guò)轉(zhuǎn)化可把煤變?yōu)榍鍧嵉囊后w、氣體燃料，使煤炭得到清潔的利用。因此可以說(shuō)，未來(lái)的煤炭工業(yè)將完全有可能是一個(gè)潔凈的新型的工業(yè)。 從需求前景來(lái)看，我國(guó)人均能源消費(fèi)量不足世界人均能源消費(fèi)水平（2.4噸標(biāo)準(zhǔn)煤）的一半，僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的1/10-1/5。經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，將使得我國(guó)人均能源消費(fèi)量和能源消費(fèi)總量長(zhǎng)期保持著高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。 1.4煤炭行業(yè)機(jī)械化發(fā)展是國(guó)家的政策 我國(guó)政府對(duì)煤炭行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)十分重視，按照煤炭工業(yè)“十一五”規(guī)劃，截至到2010年，我國(guó)大型煤礦采掘機(jī)械化程度達(dá)到95%以上，中型煤礦達(dá)到70%以上，小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化開(kāi)始起步。大中型煤礦科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率達(dá)到60%以上，通過(guò)采用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)，在礦井開(kāi)發(fā)、煤炭加工、安全生產(chǎn)和信息管理等領(lǐng)域提高技術(shù)和裝備水平，是增強(qiáng)煤炭工業(yè)發(fā)展的后勁、實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)全面升級(jí)的有效途徑。國(guó)家在《“十一五”計(jì)劃綱要》中提出，要用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，振興裝備制造業(yè)，開(kāi)發(fā)制造大型、高效和先進(jìn)成套設(shè)備。 1.5采煤機(jī)的配套設(shè)備 一、普采工作面采煤機(jī)的配套設(shè)備 普通機(jī)械化采煤工作面的配套設(shè)備主要由單滾筒采煤機(jī)(或雙滾筒采煤機(jī))、刮板輸送機(jī)及支護(hù)設(shè)備組成。支護(hù)設(shè)備用金屬摩擦支柱時(shí)，稱普采工作面；支護(hù)設(shè)備采用單體液壓支柱時(shí)，稱高檔普采工作面。 單滾筒采煤機(jī)坐在刮板輸送機(jī)上，并以輸送機(jī)導(dǎo)向，沿工作面移動(dòng)進(jìn)行落煤和裝煤。用金屬支柱和金屑鉸接頂梁支護(hù)裸露出的頂板。當(dāng)采煤機(jī)采裝完煤以后，用千斤頂把刮板輸送機(jī)推向煤壁一個(gè)步距。推移步距等于采煤機(jī)的截深，即滾筒的寬度。推溜完畢后應(yīng)立即架設(shè)支架。當(dāng)工作面控頂距離達(dá)到一定值后，在采空區(qū)不再需要支護(hù)的地方，應(yīng)將金屬支柱和頂粱拆除回收，使頂扳巖石冒落下來(lái)，稱為回往放頂。沿工作面全長(zhǎng)采完一刀，工作面推進(jìn)一個(gè)步距，稱為完成一個(gè)循環(huán)。 二、綜采工作面采煤機(jī)設(shè)備配套 在使用雙滾筒采煤機(jī)的綜采工作面中，主要配套的設(shè)備有采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和自移式液壓支架；另外，在工作面運(yùn)輸巷內(nèi)還有橋式轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮帶式輸送機(jī)。綜合機(jī)械化采煤，就是通過(guò)以上設(shè)備相互配合和協(xié)調(diào)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)落煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)、頂板管理以及工作面巷道運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)工序的全部機(jī)械化。 綜合機(jī)械化采煤工作面的配套設(shè)備及工作面布置是采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架用來(lái)組成工作面設(shè)備。端頭支架用來(lái)推移輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾并支護(hù)端頭空間。橋式轉(zhuǎn)載機(jī)與刮板輸送機(jī)搭接，用來(lái)將工作面運(yùn)來(lái)的煤轉(zhuǎn)載到可伸縮帶式輸送機(jī)上運(yùn)出。乳化濃泵站用來(lái)為液壓支架提供壓力液。設(shè)備列車(chē)用來(lái)安放移動(dòng)變電站、乳化液泵站、集中控制臺(tái)等設(shè)備。噴霧泵用來(lái)為采煤機(jī)提供噴霧冷卻用的壓力水。液壓安全絞車(chē)用于當(dāng)煤層傾角大于16時(shí)防止采煤機(jī)斷鏈下滑。集中控制臺(tái)用于控制刮板輸送機(jī)、橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、帶式輸送機(jī)及通訊等。 綜采工作面主要是三機(jī)配合：如下圖1-1所示： 圖1-1 綜采工作面三機(jī)配套圖 1.6采煤機(jī)的組成及總體結(jié)構(gòu) （1）采煤機(jī)的組成 采煤機(jī)的類(lèi)型很多，但基本上以雙滾筒采煤機(jī)為主,其基本組面成部分也大體相同。各種類(lèi)型的采煤機(jī)一般都由下列部分組成： a.截割部 截割部包括搖臂齒輪箱(對(duì)整體調(diào)高采煤機(jī)來(lái)說(shuō)，搖臂齒輪箱和機(jī)頭齒輪箱為—整體)、機(jī)頭齒輪箱、滾筒及附件。截割部的主要作用是落煤、碎煤和裝煤。 b.牽引部 牽引部由牽引傳動(dòng)裝置和牽引機(jī)構(gòu)組成。牽引機(jī)構(gòu)是移動(dòng)采煤機(jī)的執(zhí)行機(jī)，又可分為鏈牽引和無(wú)鏈牽引兩類(lèi)。牽引部的主要作用是控制采煤機(jī)，使其按要求沿工作面運(yùn)行，并對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。 c.電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)及其箱體和裝有各種電氣元件的中間箱(聯(lián)接筒)。該系統(tǒng)和主要作用是為采煤機(jī)提供動(dòng)力，并對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)及控制其動(dòng)作。 d.輔助(附屬)裝置 輔助裝置包括擋煤扳、底托架、電纜拖曳裝置、供水噴霧冷卻裝置以及調(diào)高、調(diào)斜等裝置。該裝置的主要作用是同各主要部件一起構(gòu)成完整的采煤機(jī)功能體系，以滿足高效、安全采煤的要求。 此外，為了實(shí)現(xiàn)滾筒升降，機(jī)身調(diào)斜以及翻轉(zhuǎn)擋煤板，采煤機(jī)上還裝有輔助液壓裝置。 （2）采煤機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 圖1-2 雙滾筒采煤機(jī) 1.7滾筒采煤機(jī)的工作原理 圖1-3 滾筒采煤機(jī)的工作原理 采煤機(jī)的割煤是通過(guò)螺旋滾筒上的截齒對(duì)煤壁進(jìn)行切割實(shí)現(xiàn)的。 采煤機(jī)的裝煤是通過(guò)滾筒螺旋葉片的螺旋面進(jìn)行裝載的，將從煤壁上切割下的煤運(yùn)出，再利用葉片外緣將煤拋到刮板輸送機(jī)溜槽內(nèi)運(yùn)走。 單滾筒采煤機(jī)(圖1-3a、b)的滾筒一般位于采煤機(jī)下端，以使?jié)L筒割落下的煤不經(jīng)機(jī)身下部運(yùn)走，從而可降低采煤機(jī)機(jī)面(由底板到電動(dòng)機(jī)上表面)高度。單滾筒采煤機(jī)上行工作(圖l-3a)時(shí)，滾筒割頂部煤并把落下的煤裝入刮板輸送機(jī)，同時(shí)跟機(jī)懸掛鉸接頂梁，割完工作面全長(zhǎng)后，將弧形擋煤板翻轉(zhuǎn)180度；接著，機(jī)器下行工作(圖1-3b)，滾筒割底部煤及裝煤，并隨之推移刮板輸送機(jī)。這種采煤機(jī)沿工作面往返一次進(jìn)一刀的采煤法叫單向采煤法。 雙滾筒采煤機(jī)(圖1-3c)工作時(shí)，前滾筒割頂部煤，后滾筒割底部煤。因此，雙滾筒采煤機(jī)沿工作面牽引一次，可以進(jìn)一刀；返回時(shí)，又可進(jìn)一刀，即采煤機(jī)往返一次進(jìn)二刀，這種采煤法稱為雙向采煤法。 必須指出，為了使?jié)L筒落下的煤能裝入刮板輸送機(jī)，滾筒上螺旋葉片的螺旋方向必須與滾筒旋轉(zhuǎn)方向相適應(yīng)。對(duì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(人站在采空區(qū)側(cè)看)的滾筒，螺旋葉片方向必須右旋；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的滾筒，其螺旋葉片方向必須左旋?；蛘邭w結(jié)為“左轉(zhuǎn)左旋，右轉(zhuǎn)右旋”，即人站在采空區(qū)側(cè)從上面看滾筒，截齒向左的用左旋滾筒，向右的用右旋滾筒。 2 牽引部總體方案設(shè)計(jì) 2.1牽引部概述 采煤機(jī)的牽引部是采煤機(jī)的重要組成部件，它不但負(fù)擔(dān)采煤機(jī)工作時(shí)的移動(dòng)和非工作時(shí)的調(diào)動(dòng)，而且牽引速度的大小直接影響工作機(jī)構(gòu)的效率和質(zhì)量，并對(duì)整機(jī)的生產(chǎn)能力和工作性能產(chǎn)生很大影響。 牽引部由傳動(dòng)裝置和牽引機(jī)構(gòu)兩大部分組成。傳動(dòng)裝置的重要功能是進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，即將電動(dòng)機(jī)的電能轉(zhuǎn)換成傳動(dòng)主鏈輪或驅(qū)動(dòng)輪的機(jī)械能。牽引機(jī)構(gòu)是協(xié)助采煤機(jī)沿工作面行走的裝置。傳動(dòng)裝置裝于采煤機(jī)本身為內(nèi)牽引，裝在采煤工作面兩端為外牽引。絕大部分采煤機(jī)為內(nèi)牽引，僅在薄煤層中為了縮短機(jī)身長(zhǎng)度才采用外牽引。隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)以及采煤機(jī)功率和牽引力的增大，同時(shí)，為了工作面更加安全可靠，無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)方式已逐漸取代了有鏈牽引。 一般對(duì)牽引部的要求都有： (1)傳動(dòng)比大。在液壓傳動(dòng)或機(jī)械傳動(dòng)的牽引部中，因?yàn)椴擅簷C(jī)牽引速度一般為v＝0-10m／min，所以傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比在300左右。如果采用可調(diào)速的電動(dòng)機(jī)，則傳動(dòng)比可相對(duì)減小。 (2)牽引力大。隨著工作面生產(chǎn)能力的提高，采煤機(jī)必須具有很大的牽引力。為了提高牽引力，在液壓牽引方式中常采用雙牽引方式，即液壓泵向2個(gè)液壓馬達(dá)同時(shí)供油的方式，但牽引速度隨之下降；而在電牽引采煤機(jī)中則無(wú)此問(wèn)題，牽引力最大可達(dá)950KN。 (3)能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。隨著采煤機(jī)外載荷的不斷變化，要求牽引速度能隨著載荷的變化而變化。在液壓牽引采煤機(jī)中通過(guò)控制變量泵的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)；在電牽引采煤機(jī)中則通過(guò)控制牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (4)能實(shí)現(xiàn)正反向牽引和停止?fàn)恳Ｔ谝簤籂恳擅簷C(jī)中常采用單電動(dòng)機(jī)．即截割和牽引共用1臺(tái)電動(dòng)機(jī)，因此牽引方向的改變或停止?fàn)恳峭ㄟ^(guò)按壓泵供油方向的改變或停止供油來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電牽引采煤機(jī)采用多電動(dòng)機(jī)，截割電動(dòng)機(jī)和牽引電動(dòng)機(jī)是分開(kāi)的，因此易于實(shí)現(xiàn)牽引部正反向牽引和停止?fàn)恳以诓擅簷C(jī)各種工況下的操作方法也大為簡(jiǎn)化。 (5)有完善可靠的安全保護(hù)。在液壓牽引采煤機(jī)中主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷變化和牽引阻力的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速或過(guò)載回零(停止?fàn)恳?，先進(jìn)的采煤機(jī)中還設(shè)有故障監(jiān)測(cè)和診斷裝置。在電牽引采煤機(jī)中主要是對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的控制來(lái)保證牽引部的安全可靠運(yùn)行。 (6)操作方便。牽引部應(yīng)有手動(dòng)操作、離機(jī)操作及自動(dòng)調(diào)速等裝置。 (7)零部件應(yīng)有高的強(qiáng)度和可靠性。雖然牽引部只消耗采煤機(jī)裝機(jī)功率的10％-15％但因牽引速度低、牽引力大、零部件受力大，所以必須要有足夠的強(qiáng)度和可靠性。 2.2牽引機(jī)構(gòu)的選擇 2.2.1鏈牽引機(jī)構(gòu) 鏈牽引機(jī)構(gòu)包括礦用圓環(huán)鏈、鏈輪和鏈接頭三種形式。 鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)且鏈速不均勻。當(dāng)平環(huán)進(jìn)入嚙合區(qū)α角范圍內(nèi)時(shí)，鏈輪與平環(huán)開(kāi)始嚙合，鏈輪窩稽推功平環(huán)，牽引速度變化很快。因此工作時(shí)很不穩(wěn)定，不宜用于采煤機(jī)的牽引裝置中。 必須指出，采用緊夠裝置時(shí)，應(yīng)保證其有足夠的行程或壓縮量，避免松邊緊鏈裝置在工作過(guò)程中因收縮頂死而呈剛件固定。為此，應(yīng)當(dāng)估計(jì)采煤機(jī)工作時(shí)牽引鏈中的最大的彈性伸長(zhǎng)量。 2.2.2無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu) 1)無(wú)鏈牽引的優(yōu)缺點(diǎn) 隨著采煤機(jī)向強(qiáng)力、重型化及大傾角的方向發(fā)展，其電動(dòng)機(jī)功率已逐漸增大到450一750kw，牽引力己達(dá)到400一600KN。對(duì)于這樣大的牽引力，目前的圓環(huán)鏈傳動(dòng)的強(qiáng)度已不能滿足實(shí)際需要，牽引鏈極易拉斷，而且拉斷時(shí)，牽引鏈儲(chǔ)存的巨大彈性能被釋放，將造成嚴(yán)重傷害。因此，七十年代以來(lái)，無(wú)鏈牽引采煤機(jī)得到了大力發(fā)展。無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)取消了固定在工作面兩端的牽引鏈．而采用采煤機(jī)上的驅(qū)動(dòng)輪與輸送機(jī)上的齒條等相嚙合的方式來(lái)移動(dòng)機(jī)器。無(wú)鏈牽引具有一系列優(yōu)點(diǎn)： (1)采煤機(jī)移動(dòng)平穩(wěn)、振動(dòng)小，因而裁荷均勻，延長(zhǎng)了機(jī)器的使用壽命，故障率也大大減少 。 (2)可利用無(wú)鏈雙牽引傳動(dòng)將牽引力提高到400一600kN，以適應(yīng)采煤機(jī)在大傾角(最大達(dá)54°)條件下工作，利用制動(dòng)器還可使機(jī)器的防滑問(wèn)題得到解決。 (3)可以實(shí)現(xiàn)工作面多臺(tái)采煤機(jī)同時(shí)工作，提高工作面產(chǎn)量。 (4)嚙合效率高，可將牽引力有效地用在割煤上。因它沒(méi)有原來(lái)鏈牽引的鏈條通過(guò)三個(gè)鏈輪時(shí)產(chǎn)生的圍繞折曲嚙合合損失，所以噪聲也有降低。 (5)消除了牽引鏈帶來(lái)的斷鏈、反鏈敲缸等事故，大大提高了安全性。 無(wú)鏈牽引的缺點(diǎn)是： (1)對(duì)輸送機(jī)的彎曲和起伏不平的要求較高，對(duì)煤層地質(zhì)條件變化的適應(yīng)件較差，叛及輸送機(jī)起伏太大，會(huì)影響無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)的嚙合，造成傳動(dòng)件的損壞事故。 (2)無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)使機(jī)道寬度增加了約100mm，所以提高了支架控頂能力的要求。 因此，此采煤機(jī)的牽引結(jié)構(gòu)采用無(wú)鏈牽引。 2)無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)的分類(lèi) 據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前已有20多種無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)，但歸結(jié)起來(lái)可分為三類(lèi)： (1)驅(qū)動(dòng)輪——齒條系統(tǒng) 利用牽引部上的驅(qū)動(dòng)輪直接或經(jīng)齒軌輪與固定在輸送璣上的齒條相嚙合而移動(dòng)采煤機(jī)。這種無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度高，傳力大，可獲得大的牽引力；可以單牽引或雙牽引傳動(dòng)，雙牽引時(shí)同一主泵供給相互獨(dú)立的傳動(dòng)裝置，使?fàn)恳υ龃笠槐?，但牽引速度減小一倍；齒條或齒軌的撓曲性好，可以適應(yīng)輸送機(jī)的彎曲和起伏；傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有制動(dòng)裝置，機(jī)器停止?fàn)恳磿r(shí)制動(dòng)，以防機(jī)器下滑；系統(tǒng)既可以裝在檔煤板側(cè)，也可以裝在鏟煤板側(cè)，以適應(yīng)不同的需要。所以，驅(qū)動(dòng)輪——齒條系統(tǒng)是目前應(yīng)用最多的無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)。 (2)傳動(dòng)鏈一齒軌系統(tǒng) 這種牽引機(jī)構(gòu)是通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪經(jīng)齒軌輪與鋪設(shè)在輸送機(jī)上的圓柱排銷(xiāo)式齒軌嚙合而使采煤機(jī)移動(dòng)的，其結(jié)構(gòu)如2-1所示。驅(qū)動(dòng)輪和中間傳動(dòng)輪都是擺線齒廓，后者采用長(zhǎng)齒以適應(yīng)排銷(xiāo)的起伏。 排銷(xiāo)的安裝方式可以分為固定式與滑動(dòng)式是兩種，固定式排銷(xiāo)用螺栓固定在齒軌座的長(zhǎng)孔中，以保證中部槽水平偏轉(zhuǎn)。齒軌座用螺栓固定在中部槽上?；瑒?dòng)式銷(xiāo)排分為兩種，一種是將銷(xiāo)排安裝在輸送機(jī)導(dǎo)向槽中，它可以沿導(dǎo)向滑動(dòng)，但滑動(dòng)量受到導(dǎo)向槽的擋塊限制，并靠間隙來(lái)保證其水平和垂直偏轉(zhuǎn)；另一種是將排銷(xiāo)的卡套安裝在導(dǎo)向管上，使排銷(xiāo)能沿輸送機(jī)方向在導(dǎo)向管上滑動(dòng)，為限制動(dòng)量，導(dǎo)向管上也有擋塊。 這種系統(tǒng)可利用原采煤機(jī)改裝，但因傳動(dòng)鐵強(qiáng)度低、移動(dòng)速度不均、磨損大和效率低而應(yīng)用不多。法國(guó)SIRUS—400型采煤機(jī)采用這種系統(tǒng)，但驅(qū)動(dòng)鏈輪用水平鏈輪，傳動(dòng)鏈采用圓環(huán)鏈。 (3)液壓缸推進(jìn)系統(tǒng) 利用兩個(gè)液壓缸交替推移前進(jìn)而使機(jī)器移動(dòng)。工作時(shí)，一個(gè)液壓缸的卡爪夾緊導(dǎo)軌，該缸進(jìn)油使活塞桿伸出推動(dòng)機(jī)器前移；另一卡爪松開(kāi)，活塞桿收回，難備下次推移。這種系統(tǒng)雖可簡(jiǎn)化牽引部結(jié)構(gòu)，但是斷續(xù)運(yùn)動(dòng)，卡爪和導(dǎo)軟磨損大。 因此本設(shè)計(jì)采用齒輪銷(xiāo)排式無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)如圖2-1所示。 圖2—1 齒輪銷(xiāo)排式無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu) 2.3牽引傳動(dòng)裝置選擇 本設(shè)計(jì)牽引傳動(dòng)裝置為電牽引。 在行走驅(qū)動(dòng)裝置方面，機(jī)械牽引其特點(diǎn)是工作可靠，但只能有級(jí)調(diào)速，且傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前已很少使用了。液壓牽引，液壓調(diào)速行走部是利用容積式液壓傳動(dòng)的調(diào)速特性來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速性能的行走部，具有無(wú)級(jí)調(diào)速特性，且換向、停止、過(guò)載保護(hù)易于實(shí)現(xiàn)，便于根據(jù)負(fù)載變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速，保護(hù)系統(tǒng)比較完善；但是其缺點(diǎn)是效率低，油液容易污染，致使零部件容易損壞，使用壽命較低。由于液壓牽引采煤機(jī)制造精度要求高，在井下易被污染，因而維修困難，使用費(fèi)用高，效率和可靠性較低的缺點(diǎn)，各采煤大國(guó)都在大力研發(fā)并發(fā)展電牽引采煤機(jī)。電牽引采煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是： 1) 具有良好的牽引特性。可在采煤機(jī)前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使機(jī)器克服阻力移動(dòng)；也可在采煤機(jī)下滑時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，向電網(wǎng)反饋電能。 2) 可用于大傾角煤層。牽引電動(dòng)機(jī)軸端裝有停止時(shí)防止采煤機(jī)下滑的制動(dòng)器。它的設(shè)計(jì)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1.6~2.0倍，因此電牽引采煤機(jī)可以用在40°傾角的煤層。 3) 運(yùn)行可靠，使用壽命長(zhǎng)。電牽引和液壓牽引不同，前者除了電動(dòng)機(jī)的電刷和整流子有磨損外，其他件均無(wú)磨損，因此使用可靠，故障少，壽命長(zhǎng)，維修工作量小。 4) 反應(yīng)靈敏，動(dòng)態(tài)特性好。電子控制系統(tǒng)能將多種信號(hào)快速傳遞到調(diào)節(jié)器中，以便及時(shí)調(diào)整各參數(shù)，防止機(jī)器超載荷運(yùn)行。 5) 效率高。電牽引采煤機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能只做一次轉(zhuǎn)換，效率可達(dá)到0.9；而液壓牽引由于能量的幾次轉(zhuǎn)換，再加上存在的泄露損失、機(jī)械摩擦損失和液壓損失，效率只有0.65~0.7。 6) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。電牽引部的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕。 7) 有完善的檢測(cè)和顯示系統(tǒng)。采煤機(jī)在運(yùn)行中，各種參數(shù)如電壓、電流、溫度、速度等均可檢測(cè)和顯示。當(dāng)某些參數(shù)超過(guò)允許值時(shí)，便會(huì)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，嚴(yán)重時(shí)可以自行切斷電源。 2.4牽引機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的選擇 2.4.1牽引部結(jié)構(gòu)確定 縱觀近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外多電機(jī)橫向布置電牽引采煤機(jī)發(fā)展模式，牽引部結(jié)構(gòu)類(lèi)型大致有以下三種: (l)整體式結(jié)構(gòu) 以美國(guó)Joy機(jī)械制造公司生產(chǎn)的LS系列電牽引采煤機(jī)、德國(guó)艾柯夫公司生產(chǎn)的EDW一SL系列電牽引采煤機(jī)和我國(guó)煤科總院上海分院自行研制MG20O/500、MG25O/60O系列電牽引采煤機(jī)為代表。這種結(jié)構(gòu)是把采煤機(jī)牽引傳動(dòng)箱體與底托架合二為一，鑄造成一個(gè)整體，布置在采煤機(jī)兩端。其傳動(dòng)部一般采用2-3級(jí)直齒傳動(dòng)及1-2級(jí)行星齒輪傳動(dòng)(圖2-2)，搖臂、調(diào)高油缸直接支承于該箱體上。 圖2-2 整體式結(jié)構(gòu) (2)整體框架式結(jié)構(gòu) 以英國(guó)Electro系列電牽引采煤機(jī)為代表，這種結(jié)構(gòu)是把牽引傳動(dòng)部設(shè)計(jì)成獨(dú)立的整體減速箱，通過(guò)鍵和螺栓等連接件安裝在焊接結(jié)構(gòu)的大框架內(nèi)(圖2-3).焊接大框架兼有底托架和功能，搖臂和調(diào)高油缸直接支承于框架上。 圖2-3 整體框架式結(jié)構(gòu) 1-框架 2-行走傳動(dòng)部 3-牽引電機(jī) (3)分體框架式結(jié)構(gòu) 以英國(guó)薄煤層電牽引采煤機(jī)和我國(guó)煤科總院上海分院自行研制的MG400/920、MG450/1020型系列電牽引采煤機(jī)為代表。該結(jié)構(gòu)與整體框架式結(jié)構(gòu)的不同之處是把牽引傳動(dòng)部減速箱一分為二，設(shè)計(jì)成二個(gè)獨(dú)立的小減速箱，一個(gè)是二級(jí)直齒傳動(dòng)減速箱，另一個(gè)是二級(jí)行星傳動(dòng)減速箱，兩者分別通過(guò)止口螺栓、穩(wěn)釘?shù)冗B接件，固定于焊接結(jié)構(gòu)的大框架內(nèi)，框架結(jié)構(gòu)可以分段，也可以整段(圖2-4)。 圖2-4 分體框架式結(jié)構(gòu) 1-牽引電機(jī) 2-直齒傳動(dòng)箱 3-行星齒輪傳動(dòng)箱 4-框架 對(duì)比以上三種結(jié)構(gòu)的組成和特點(diǎn)可得出以下結(jié)論： (1)整體式結(jié)構(gòu)牽引傳動(dòng)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，井下運(yùn)輸較方便。但采煤機(jī)整體連接強(qiáng)度欠佳，不利于采煤機(jī)系列化設(shè)計(jì)，左、右牽引傳動(dòng)部不能互換，井下維修困難。此種結(jié)構(gòu)較適合于中、小功率采煤機(jī)。 (2)采用整體框架式結(jié)構(gòu)牽引傳動(dòng)部的采煤機(jī)整體強(qiáng)度好，框架焊接加工簡(jiǎn)單，制造周期短，生產(chǎn)成本低。有利于采煤機(jī)系列化設(shè)計(jì)，左、右牽引傳動(dòng)箱通用，井下維修方便，但與框架連接較復(fù)雜，影響可靠性。 (3)分體框架式結(jié)構(gòu)，牽引傳動(dòng)部與框架連接簡(jiǎn)單、可靠，裝拆維修方便，此種結(jié)構(gòu)適合于大功率電牽引采煤機(jī)。 本設(shè)計(jì)是中小型采煤機(jī)，所以選用整體式結(jié)構(gòu)。 2.4.2牽引部與行走箱一體設(shè)計(jì) 牽引部與行走箱設(shè)計(jì)在一個(gè)箱體內(nèi)部，既不利于防塵，同時(shí)制造出的機(jī)箱的總體積也較大，不便于維修，互換性比較差。最重要的是這種箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜質(zhì)量過(guò)于集中，對(duì)軌道的壓力過(guò)于集中。 2.4.3牽引部和行走箱獨(dú)立箱體設(shè)計(jì) 牽引部和行走箱獨(dú)立箱體設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)對(duì)配不同槽寬的運(yùn)輸機(jī)或不同的牽引形式時(shí)只需要改變行走箱，其他主機(jī)箱不變，配套適應(yīng)性強(qiáng)。兩個(gè)牽引部和行走箱左右對(duì)稱分布在兩側(cè)，由兩個(gè)液壓馬達(dá)分別經(jīng)牽引不減速驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)雙牽引。采用現(xiàn)在國(guó)內(nèi)不常使用的銷(xiāo)軌式牽引系統(tǒng)，導(dǎo)向滑靴和行走輪中心合一騎在運(yùn)輸機(jī)銷(xiāo)軌上，一是保證采煤機(jī)不掉道，同時(shí)還能保證行走輪和銷(xiāo)軌柱銷(xiāo)有較好的嚙合性能。 因此，箱體設(shè)計(jì)采用牽引部和行走箱獨(dú)立箱體設(shè)計(jì)。 綜合上面行走機(jī)構(gòu)和行走驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)的表述，在本次設(shè)計(jì)中，主要采用了電牽引、牽引部整體式結(jié)構(gòu)，牽引部與行走箱獨(dú)立箱體，齒輪—銷(xiāo)軌式無(wú)鏈牽引的設(shè)計(jì)方案。采煤機(jī)的部分功率是通過(guò)牽引部減速器傳遞的。牽引部工作條件惡劣，外形尺寸受到嚴(yán)格限制，可靠性要求很高。牽引部的總傳動(dòng)比一般在200左右，減速級(jí)數(shù)為3—5級(jí)；采用了二級(jí)行星減速器在增大傳動(dòng)比的同時(shí)減少了齒輪的數(shù)量，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本。 3 牽引部的主要技術(shù)參數(shù)計(jì)算及強(qiáng)度校核 3.1 牽引部總體參數(shù)計(jì)算 3.1.1牽引電機(jī)的選擇 1)電動(dòng)機(jī)輸出功率計(jì)算 牽引部的功率消耗為： —采煤機(jī)的牽引力，N —采煤機(jī)的牽引速度，m/S 得采煤機(jī)牽引部的功率消耗為 2）確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 采用雙電機(jī)一拖一牽引方式。 選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為40，根據(jù)目前比較常用的調(diào)速系統(tǒng)有直流調(diào)速系統(tǒng)、交流變頻調(diào)速系統(tǒng)和開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速系統(tǒng)。和直流調(diào)速系統(tǒng)相比，交流變頻調(diào)速可達(dá)更高的轉(zhuǎn)速和更大的功率。而開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速系統(tǒng)既有交流變頻調(diào)速電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、無(wú)刷無(wú)整流子的優(yōu)點(diǎn),又有直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速性能好,控制電路簡(jiǎn)單、廉價(jià)等優(yōu)勢(shì),尤其是開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,起動(dòng)電流小,“堵轉(zhuǎn)”不燒電機(jī)、效率高、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),非常適合在煤礦井下采掘機(jī)械中使用。優(yōu)先選取開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，但發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)磁阻的安裝尺寸過(guò)大，不利于控制機(jī)面高度。故最終選取礦用防爆異步電機(jī)。 最終選取的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：YBQYS-40B型隔爆異步電機(jī) 圖3-1 行走電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，為礦用隔爆型三相交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，與變頻調(diào)速裝置配套，作為采煤機(jī)的行走動(dòng)力源，采用外殼水套冷卻。 適用范圍： a) 海拔不超過(guò)2000m； b) 周?chē)\(yùn)行環(huán)境溫度一般為 -5℃～ +40℃； c) 周?chē)諝庀鄬?duì)濕度不大于95%（+25℃）； d) 周?chē)諝庵械募淄?、煤層、硫化氫、二氧化碳等不超過(guò)《煤礦安全規(guī)定》中規(guī)定的安全含量的礦井中。 使用時(shí)應(yīng)注意： a)應(yīng)仔細(xì)檢查所有螺釘及其部件是否完好，出軸轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，觀察水道有無(wú)阻塞現(xiàn)象； b)測(cè)量其絕緣電阻，若其值低于規(guī)定值，電機(jī)必須進(jìn)行干燥處理； c)開(kāi)機(jī)前必須先通水，當(dāng)斷水或有其他異常響聲時(shí)，必須立即停機(jī)檢查。拆裝時(shí)應(yīng)特別注意部件的隔爆面，不得損傷。 行 走 功 率： 2×40 kW 牽 引 方 式： 銷(xiāo)軌式（Eicotrack）牽引 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 0-1472~2455 r/min 最大工作牽引力： 580 kN 最大工作牽引速度： 12 m/min 行走電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3-1 。 表3-1 3.1.2傳動(dòng)比的分配 （1）總傳動(dòng)比 行走輪模數(shù)為39.79mm，取行走箱行走輪齒數(shù)為11，驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)為8 d=mz=39.79x11=437.69mm l=πxd=437.69xπ=1375mm 轉(zhuǎn)速n=7280/1375=5.29 已知電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為n=1477r/min,采煤機(jī)行走箱行走輪轉(zhuǎn)速為=5.29r/min，有總傳動(dòng)比為 （2）傳動(dòng)比分配 按最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則，總傳動(dòng)比傳動(dòng)級(jí)數(shù)取4 考慮到采煤機(jī)機(jī)面高度的限制,牽引部的體積不能太大,故選取傳動(dòng)效率高而體積又小的行星傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的直齒傳動(dòng)的結(jié)合.總體傳動(dòng)方案選取為前級(jí)為直齒后兩級(jí)為行星傳動(dòng). 因牽引部的尺寸在很大程度上取決于最后一級(jí)傳動(dòng)齒輪的尺寸,故最先選取最后一級(jí)的傳動(dòng)比,類(lèi)比同類(lèi)型近似功率的采煤機(jī)選擇行星部分傳動(dòng)比為,前兩級(jí)直齒按等接觸強(qiáng)度分配傳動(dòng)比:當(dāng)兩級(jí)齒輪材質(zhì)相同時(shí)，齒寬系數(shù)相等時(shí)，得， 則實(shí)際傳動(dòng)比為 傳動(dòng)比誤差為在誤差范圍內(nèi). 3.1.3傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 從電動(dòng)機(jī)出軸開(kāi)始各軸，太陽(yáng)輪，行星架命名為1、2、3、4、5、6、7和8軸 （1）各部件轉(zhuǎn)速計(jì)算 （2）各部件功率計(jì)算 效率：齒輪傳動(dòng) 電機(jī)效率 花鍵效率 滾動(dòng)軸承效率 行星傳動(dòng)效率 （3）各部件扭矩計(jì)算 （4）將以上計(jì)算數(shù)據(jù)列表 表3-2 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)表 部件號(hào) 轉(zhuǎn)速 輸出功率 輸出扭矩 1 1477 34.89 225.59 2 679.42 33.51 471.02 3 574.71 32.18 534.74 4 268.56 30.9 1098.8 5 268.56 30.59 1087.78 6 40.08 29.98 7143.44 7 40.08 29.68 7071.96 8 7.29 29.08 38095.2 表3-2 3.2漸開(kāi)線圓柱齒輪承載能力校核計(jì)算 3.2.1第一級(jí)直齒傳動(dòng)的計(jì)算與校核 因前兩級(jí)受力相對(duì)小，而且電動(dòng)機(jī)與最后兩面級(jí)行星輪之間要保持有一定的空間以保證能安裝聯(lián)接行走機(jī)構(gòu)的螺栓。因此要求前兩級(jí)的尺寸要大一些?？梢钥紤]選擇制造成本低的軟齒面齒輪傳動(dòng)。 （1）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 1為小齒 2為惰齒 3為大齒輪 齒輪材料 滲碳淬火 硬度取值范圍 HRC=58～62 接觸疲勞極限σHlim 查圖得 σHlim1＝1430 σHlim2＝1430 σHlim3＝1430 許用接觸應(yīng)力[σH] 由式計(jì)算。 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由式 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) 則 [σH1]＝1100 N/mm [σH2]＝1100 N/mm [σH3]＝1100 N/mm [σH]＝1100 N/mm 許用彎曲應(yīng)力[σF] 由式 彎曲疲勞極限σFlim 查圖，雙向傳動(dòng)乘0.7 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)YN 查圖YN 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)YX 查圖YX 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)SFmin 則 ＝ = = （2）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)，按估取圓周速度vt=7.6m/s， 選取II公差組7級(jí) 齒寬系數(shù)ψd 查表，按齒輪相對(duì)軸承為對(duì)稱布置取 小輪分度圓直徑d1，由式 小輪齒數(shù)zl 在推薦值20～40中選 選取 惰輪齒數(shù)z2 取 大輪齒數(shù)z3 圓整取 齒數(shù)比u 小輪轉(zhuǎn)矩 惰輪轉(zhuǎn)矩 載荷系數(shù)K K= KA KV Kα Kβ KA—使用系數(shù) 查表取 KV—?jiǎng)虞d系數(shù) 由推薦值1.05～1.4 取 Kα—齒間載荷分配系數(shù) 由推薦值1.0～1.2 取 Kβ—齒向載荷分布系數(shù) 由推薦值1.0～1.2 取 載荷系數(shù)K 材料彈性系數(shù)ZE 查表 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH 查圖（β＝0，x1＝x2＝0） 重合度系數(shù)Zε 由推薦值0.85～0.92 故 齒輪模數(shù)m m= d1/z1=69.49/23=3.02mm 圓整 小輪分度圓直徑d1 d1＝m z1＝4×23=92mm 圓周速度v v=πd1n1/60000=π×92×1477/60000=7.11(m/s) 惰輪分度圓直徑d2 d2＝m z2＝4×50=200mm 大輪分度圓直徑d3 d3＝m z3＝4×59=236mm 齒寬b b =ψd d1=0.7×92=64.4mm 大輪齒寬b3 b3＝b=65 mm 惰輪齒寬b2 b2=70 mm 小輪齒寬b1 b1＝75 mm （3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 由式 齒形系數(shù)YFα 查表 小輪YFα1 惰輪YFα2 大輪 YFα3 應(yīng)力修正系數(shù)YSα 查表 小輪YSα1 惰輪YSα2 大輪 YSα3= ①②重合度εα 重合度系數(shù) 故 < < 滿足要求 ②③重合度εα 重合度系數(shù) 故 < < 滿足要求 （4）齒輪其它主要尺寸計(jì)算 齒輪①分度圓直徑d1 頂圓直徑 根圓直徑 齒輪②分度圓直徑d2 頂圓直徑 根圓直徑 齒輪③分度圓直徑d3 頂圓直徑 根圓直徑 3.2.2第二級(jí)直齒傳動(dòng)的計(jì)算與校核 （1）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 4為小齒 5為大齒輪 齒輪材料 滲碳淬火 硬度取值范圍 HRC=58～62 接觸疲勞極限σHlim 查圖得 σHlim4＝1430 σHlim5＝1430 許用接觸應(yīng)力[σH] 由式計(jì)算。 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由式 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) 則 [σH4]＝1100 N/mm2 [σH5]＝1155 N/mm2 [σH]＝1100 N/mm2 許用彎曲應(yīng)力[σF] 由式 彎曲疲勞極限σFlim 查圖，雙向傳動(dòng)乘0.7 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)YN 查圖YN 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)YX 查圖YX 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)SFmin =1.5 則 ＝ = （2）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)，按估取圓周速度vt=3.5m/s， 選取II公差組8級(jí) 齒寬系數(shù)ψd 查表，按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置取 小輪分度圓直徑d1，由式 小輪齒數(shù)z4 在推薦值