本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓 名 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 II摘 要國(guó)內(nèi)薄煤層開(kāi)采在許多礦井中都面臨著很多的問(wèn)題，而朔里礦區(qū)也是如此。隨著礦井可采儲(chǔ)量的日益枯竭，薄煤層的開(kāi)采問(wèn)題已越來(lái)越突出。 由于開(kāi)采設(shè)備原因，對(duì)于 1.3～1.5m 的較薄煤層開(kāi)采，機(jī)械化程度普遍不高，其生產(chǎn)效率也比較低。薄煤層開(kāi)采制約了下序其它煤層的開(kāi)采速度，直接影響著 礦井高產(chǎn)高效生產(chǎn)。較薄煤層使用大架型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開(kāi)采，不僅開(kāi)采成本增高，而且頂板常會(huì)被切割，導(dǎo)致煤炭灰分增高，甚至資源不能得到回收。目前國(guó)內(nèi)的薄煤層綜采技術(shù)，尤其是綜采機(jī)械化裝備配套技術(shù)還很不成熟，正處于探索階段。對(duì)于大傾角較薄煤層綜采方面的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)實(shí)踐就更少了，其理論研究工作也相對(duì)薄弱。根據(jù)我們朔里礦業(yè)的自然資源情況，有些就屬于大傾角薄煤層。因此，積極探索機(jī)械化開(kāi)采途徑就很有必要。本課題分析的在采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要進(jìn)行了采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)，采煤機(jī)截煤部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采煤機(jī)牽引部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算。關(guān)鍵詞：煤層；開(kāi)采；機(jī)械式IIIABSTRACTThin seam mining in many domestic mines are facing many problems, and Schori mine as well. With the increasing depletion of mine recoverable reserves, mining in thin seam has become increasingly prominent. Due to reasons mining equipment for thin seam mining 1.3 ~ 1.5m, the degree of mechanization is generally not high, production efficiency is relatively low. Thin coal seam under the order restricting the other seam exploitation rate directly affects the production of high yield and efficiency of mine. Use large frame-type thin seam mining machinery and equipment, not only increased the cost of mining, and the roof will often be cut, resulting in coal ash increased, even resources can not be recovered.Current domestic Thin Seam Mining technology, especially mechanized mining machinery equipment technology is still immature, we are at the exploratory stage. For inclination and thinner seam fully mechanized coal-site technical aspects of the practice and even less, its theoretical research is relatively weak. According to the natural resources we Schori mining, some belong to deep inclined thin seam. Therefore, actively explore ways of mechanized mining is very necessary.This paper analyzes the shearer cutting unit drive system design. Mainly for the overall design of the shearer, shearer coal unit design, shearer haulage unit structure design, calculation.Keywords: Coal; mining; mechanicalIV目 錄第 1 章 緒論.11.1 采煤機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.11.2 大傾角薄煤層開(kāi)采技術(shù)及設(shè)備概述.21.2.1 概述.21.2.2 選擇合適的綜采配套設(shè)備.21.2.3 回采技術(shù)工藝.31.2.4 支架和運(yùn)輸機(jī)防倒滑措施.3第 2 章 采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì).52.1 采煤機(jī)基本概況.52.1.1 采煤機(jī)的分類.52.1.2 我國(guó)采煤機(jī)發(fā)展史.52.1.3 我國(guó)采煤機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì).62.2 牽引方式.72.3 驅(qū)動(dòng)方式.72.4 采煤機(jī)的附屬設(shè)備.8第 3 章 采煤機(jī)截割部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).93.1 截割部概述.93.2 截割部特點(diǎn).93.3 采煤機(jī)的滾筒.93.4 采高和截深.93.5 設(shè)計(jì)生產(chǎn)功率.93.6 裝機(jī)功率.103.7 搖臂和電動(dòng)機(jī).113.8 電牽引采煤機(jī)截割部設(shè)計(jì).113.8.1 螺旋滾筒設(shè)計(jì).113.8.2 螺旋滾筒的轉(zhuǎn)向.123.8.3 滾筒的三個(gè)直徑.133.8.4 滾筒升角.143.8.5 螺旋頭數(shù).153.8.6 截齒.153.8.7 截齒的材料以及截齒的固定.173.9 截割部減速器傳動(dòng)系統(tǒng).173.9.1 截割部搖臂傳動(dòng)系統(tǒng).183.9.2 截割部搖臂傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪.183.9.3 各齒輪的基本尺寸及相關(guān)計(jì)算183.9.4 傳動(dòng)比以及輸出轉(zhuǎn)速223.7.5 各軸承選用的規(guī)格和代號(hào).233.9.5 電牽引采煤機(jī)的搖臂233.10 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算.233.10.1 第一傳動(dòng)組齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算.233.10.2 第二傳動(dòng)組齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算.33V3.10.3 第三傳動(dòng)組齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算.413.11 截一軸及其軸承壽命驗(yàn)算.493.11.1 求軸上的載荷.493.11.2 校核該軸的強(qiáng)度.513.12 截二軸的詳細(xì)校核.513.12.1 求軸上的載荷.513.12.2 校核該軸的強(qiáng)度.533.13 截三軸的詳細(xì)校核.533.13.1 求軸上的載荷.533.13.2 校核該軸的強(qiáng)度.553.13.3 軸承壽命的驗(yàn)算.56第 4 章 采煤機(jī)牽引部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).574.1 牽引部傳動(dòng)系統(tǒng)的分析.574.2 各級(jí)齒輪的傳動(dòng)比的確定.57第 5 章 使用說(shuō)明.58第 6 章 技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析.58總結(jié).68參考文獻(xiàn).70新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1第 1 章 緒論1.1 采煤機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀機(jī)械化采煤開(kāi)始于上世紀(jì) 40 年代，是隨著采煤機(jī)械（采煤機(jī)和刨煤機(jī)）的出現(xiàn)而開(kāi)始的。40 年代初期，英國(guó)、蘇聯(lián)相繼生產(chǎn)了采煤機(jī)，聯(lián)邦德國(guó)生產(chǎn)了刨煤機(jī)，使工作面落煤，裝煤實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。但是當(dāng)時(shí)的采煤機(jī)都是鏈?zhǔn)焦ぷ鳈C(jī)構(gòu)，能耗大、效率低，加上工作面輸送機(jī)不能自移，所以生產(chǎn)率受到一定的限制。50 年代初期，英國(guó)、聯(lián)邦德國(guó)相繼生產(chǎn)力電牽引采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和單體液壓支柱，大大推進(jìn)了采煤機(jī)械化的發(fā)展。由于當(dāng)時(shí)采煤機(jī)上的滾筒式死滾筒，不能實(shí)現(xiàn)跳高，因而限制了采煤機(jī)械的適用范圍，我們稱這種固定滾筒的采煤機(jī)為第一代采煤機(jī)。這樣，50 年代各國(guó)的采煤機(jī)械化的主流還只是處于普通機(jī)械化水平。雖然載 1954 年英國(guó)已經(jīng)研制出了液壓自移式支架，但是由于采煤機(jī)和可彎曲刮板輸送機(jī)尚不完善，綜采技術(shù)僅僅處于開(kāi)始試驗(yàn)階段。60 年代是世界綜采技術(shù)的發(fā)展時(shí)期。第二代采煤機(jī)——單搖臂電牽引采煤機(jī)的出現(xiàn)，解決了采高調(diào)整的問(wèn)題，擴(kuò)大了采煤機(jī)的適用范圍；特別式 1964 年第三代采煤機(jī)——雙搖臂采煤機(jī)的出現(xiàn)，進(jìn)一步解決了工作面自開(kāi)缺口問(wèn)題；再加上液壓支架和可彎曲刮板輸送機(jī)的不斷完善，滑行刨的研制成功等，把綜采技術(shù)推向了一個(gè)新水平，并在生產(chǎn)中顯示了綜合機(jī)械化采煤的優(yōu)越性——高校、高產(chǎn) 、安全和經(jīng)濟(jì)，因此各國(guó)競(jìng)相采用綜采。進(jìn)入 70 年代。綜采機(jī)械化得到了進(jìn)一步發(fā)掌和提高，綜采設(shè)備開(kāi)始向大功率、高效率及完善性能和擴(kuò)大使用范圍等方向發(fā)掌，相繼出現(xiàn)了功率為750～1000KW，生產(chǎn)率大 1500T/H 的刮板輸送機(jī)，以及工作阻力大 1500KN 的強(qiáng)力液壓支架等。1970 年采煤機(jī)無(wú)鏈牽引系統(tǒng)的研制成功以及 1976 年出現(xiàn)的第四代采煤機(jī)——電牽引采煤機(jī)，大大改善了采煤機(jī)的性能，并擴(kuò)大了它的使用范圍。80 年代以來(lái),世界各主要采煤國(guó)家,為適應(yīng)高產(chǎn)高效綜采工作面發(fā)展和實(shí)現(xiàn)礦井集中化生產(chǎn)的需要,積極采用新技術(shù),不斷加速更新和改進(jìn)電牽引采煤機(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)。目前，各主要產(chǎn)煤國(guó)家已基本上實(shí)現(xiàn)力采煤機(jī)械化。衡量一個(gè)國(guó)家采煤機(jī)械新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2化水平的指標(biāo)是采煤機(jī)械化程度和綜采機(jī)械化程度。采煤機(jī)械化的發(fā)展方向是：不斷完善各類采煤設(shè)備，使之達(dá)到高效、高產(chǎn)、安全、經(jīng)濟(jì)；向遙控及自動(dòng)控制發(fā)展，以逐步過(guò)渡到無(wú)人工作面采煤；提高單機(jī)的可靠性，并使之系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化；研制后、薄及急傾斜等難采煤層的機(jī)械設(shè)備。1.2 大傾角薄煤層開(kāi)采技術(shù)及設(shè)備概述1.2.1 概述國(guó)內(nèi)薄煤層開(kāi)采在許多礦井中都面臨著很多的問(wèn)題，而朔里礦區(qū)也是如此。隨著礦井可采儲(chǔ)量的日益枯竭，薄煤層的開(kāi)采問(wèn)題已越來(lái)越突出。 由于開(kāi)采設(shè)備原因，對(duì)于 1.3～1.5m 的較薄煤層開(kāi)采，機(jī)械化程度普遍不高，其生產(chǎn)效率也比較低。薄煤層開(kāi)采制約了下序其它煤層的開(kāi)采速度，直接影響著 礦井高產(chǎn)高效生產(chǎn)。較薄煤層使用大架型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開(kāi)采，不僅開(kāi)采成本增高，而且頂板常會(huì)被切割，導(dǎo)致煤炭灰分增高，甚至資源不能得到回收。目前國(guó)內(nèi)的薄 煤層綜采技術(shù)，尤其是綜采機(jī)械化裝備配套技術(shù)還很不成熟，正處于探索階段。對(duì)于大傾角較薄煤層綜采方面的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)實(shí)踐就更少了， 其理論研究工作也相對(duì)薄弱。根據(jù)我們朔里礦業(yè)的自然資源情況，有些就屬于大傾角薄煤層。因此，積極探索機(jī)械化開(kāi)采途徑就很有必要。1.2.2 選擇合適的綜采配套設(shè)備1.工作面情況與薄煤層設(shè)備性能1)地質(zhì)情況朔里礦業(yè)回采區(qū)域內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)單一，一些薄煤層厚度1.0～2.0m 左右，斷層附近煤層變化較大。煤層傾角在 16～27o，局部最大可達(dá) 30o。一些煤層直接頂為粉砂巖， 中等穩(wěn)定。老頂為細(xì)砂巖， 來(lái)壓比較明顯。不少工作面有性脆易破碎的偽頂，對(duì)開(kāi)采影響較大。2)薄煤層機(jī)械化開(kāi)采設(shè)備基本性能目前國(guó)外已研制出一些薄煤層機(jī)械化開(kāi)采設(shè)備，如烏克蘭頓巴斯研制的適于開(kāi)采薄煤層和極薄煤層（煤層厚 0.4～1.5m）的刨煤機(jī)和螺旋鉆機(jī)，波新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3蘭研制的 適用于厚 1.0～1.6m、傾角小于 35o 薄煤層開(kāi)采的 KSE-360 型電牽引采煤機(jī)等。對(duì)于本地區(qū)的這種情況，應(yīng)用國(guó)內(nèi)較薄煤層開(kāi)采的液壓支架， 然后再進(jìn)行三機(jī)配套選型比較合適。2.綜采設(shè)備的選擇1)采煤機(jī)現(xiàn)使用的電牽引采煤機(jī)，比較適用于現(xiàn)代化的長(zhǎng)壁開(kāi)采 工作面。當(dāng)采高低于 2m 時(shí)，電牽引采煤機(jī)的工作性能會(huì)受到發(fā)揮（如操作人員不能快速調(diào)轉(zhuǎn)采煤機(jī)的采煤方向、工作面煤炭運(yùn)輸緩慢和采煤機(jī)切割速度慢等） 。為適 應(yīng)采高小的條件，可選用與支架相配套的 MG150/355-BWD 型電牽引雙電牽引采煤機(jī)。其滾筒直徑 1.25m，截深 0.6m，最大采高 2.3m，裝機(jī)功 率 355kW。適應(yīng)傾角小于 25o 工作面。2)液壓支架與普通綜采支架相比的特點(diǎn)：支架前梁與頂梁用兩根銷軸剛性鉸接成整體頂梁，增大了回采面的安全空間和前端支撐能力，有利于割煤， 支架運(yùn)輸、拆裝方便；支架頂梁和掩護(hù)梁一側(cè)安裝固定側(cè)護(hù)板，另側(cè)安裝活動(dòng)側(cè)護(hù)板，除能防止矸石竄入架內(nèi)外，在調(diào)架、防倒上也具有重要作用；支架掩護(hù)梁、前 后連桿均為箱形截面結(jié)構(gòu)，抗拉、抗壓、抗扭能力強(qiáng)；支架整體剛性底座穩(wěn)定性好，不易變形，與底板接觸比壓??；推移裝置采用倒置千斤頂，增大拉架力，提高移 架速度，可有效地控制頂板；主進(jìn)液、回液系統(tǒng)、立柱、推移千斤頂采用了大流量液壓系統(tǒng)，提高了移架、推溜速度；架寬窄，重量輕，調(diào)高范圍大，適應(yīng)煤厚變化 能力強(qiáng)和復(fù)雜地質(zhì)條件。1.2.3 回采技術(shù)工藝采煤機(jī)進(jìn)刀方式為端部斜切進(jìn)刀，割煤為雙向割煤。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭機(jī)尾各伸出采面兩端 1m 左右，以保證采煤機(jī)滾筒能割透煤壁。割煤速度應(yīng)與刮板輸送 機(jī)的運(yùn)輸能力相配套。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好。1.2.4 支架和運(yùn)輸機(jī)防倒滑措施1.選擇合適的偽斜角度新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4合適的角度進(jìn)是防止設(shè)備下滑的有效措施。例如某工作面，為保證工作面?zhèn)涡蓖七M(jìn)，在最初的采區(qū)巷道布置中，按力學(xué)計(jì)算，設(shè)計(jì)工作面切眼與下運(yùn)巷間夾角為 94o。經(jīng)推采試驗(yàn)，當(dāng)下運(yùn)巷超前上風(fēng)巷 8～10m，即工作面與下運(yùn)巷夾角為 97o 時(shí)，支架在推移運(yùn)輸機(jī)時(shí)產(chǎn)生的向上分力與工作面運(yùn)輸機(jī)自重產(chǎn)生的下滑力 相平衡，可較好地制止運(yùn)輸機(jī)下滑，保持工作面運(yùn)輸機(jī)與下運(yùn)巷轉(zhuǎn)載機(jī)相對(duì)距離的穩(wěn)定。2.順序移架所試用的工作面，采用端部割三角煤斜切進(jìn)刀方式，往返一次割兩刀，每刀進(jìn)尺 0.5m。為有效控制頂板，采 取分段追機(jī)移架方式，推移支架順序由下向上，鄰架操作，帶壓移架。每組支架在移動(dòng)過(guò)程中都以其下側(cè)相鄰的支架側(cè)護(hù)板為導(dǎo)向和支撐點(diǎn)，這樣有效地控制、預(yù)防 了移架過(guò)程中支架的傾倒和下滑。3.隨調(diào)支架方向與垂直度煤層傾角大，移架過(guò)程中前梁易下甩，改變支架推移方向，有時(shí)也可造成支 架歪斜，所以必須隨時(shí)調(diào)整支架方向和與頂?shù)装宓拇怪苯嵌?，保證支架頂梁與頂?shù)装迤叫?，支架推移方向與運(yùn)輸機(jī)垂直。使用的工作面就是按要求，隨時(shí)觀察支架的 工作狀態(tài)，利用位于頂梁下側(cè)的可活動(dòng)側(cè)護(hù)板使頂梁向上移動(dòng)，同時(shí)使用倒推千斤頂進(jìn)行調(diào)架，或使用 DZ215 系列液壓支柱向上戧液壓支架的架前腳，使支架處 于垂直頂?shù)装宓恼缀挝恢谩Ｐ滦碗姞恳擅簷C(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)5第 2 章 采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)2.1 采煤機(jī)基本概況2.1.1 采煤機(jī)的分類采煤機(jī)定義及種類采煤機(jī)是一種集機(jī)械、電氣、液壓于一身的大型復(fù)雜系統(tǒng)，與刮板輸送機(jī)、液壓支架共同構(gòu)成綜合機(jī)械化采煤設(shè)備“三機(jī)”，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。采煤機(jī)按工作機(jī)構(gòu)形式分鋸削式、刨削式、鉆削式、銑削式四類，其中，鋸削式采煤機(jī)也稱截煤機(jī)，依托安裝在循環(huán)運(yùn)動(dòng)的截鏈上的截齒深入煤壁截煤；鉆削式采煤機(jī)靠鉆頭邊緣的刀齒鉆入煤體，由鉆頭中部的破煤刀齒將中部的煤體破碎；刨削式采煤機(jī)又稱刨煤機(jī)，靠刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)刨削破煤；銑削式采煤機(jī)靠滾筒上的截齒旋轉(zhuǎn)銑削破煤。2.1.2 我國(guó)采煤機(jī)發(fā)展史作為世界上最早利用煤炭資源的國(guó)家之一，中國(guó)的煤炭資源利用史可追溯至六七千年前，與如此長(zhǎng)遠(yuǎn)的煤炭利用史相比，采煤機(jī)的發(fā)展史則簡(jiǎn)單得多。20世紀(jì)40年代，英國(guó)、前蘇聯(lián)相繼研發(fā)鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)，雖在一定程度上變革了煤炭生產(chǎn)方式，卻因較低的工作效率為人詬病，與此同時(shí)德國(guó)研發(fā)刨煤機(jī)；50年代，英國(guó)、德國(guó)又相繼研發(fā)出滾筒式采煤機(jī)；60年代，英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、前蘇聯(lián)先后革新滾筒式采煤機(jī)，奠定了現(xiàn)代化采煤機(jī)械的基礎(chǔ)，自此，煤炭生產(chǎn)進(jìn)入高產(chǎn)高效、安全可靠的現(xiàn)代化發(fā)展階段；70年代以來(lái)，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備日臻成熟完善，向著數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。中國(guó)的采煤機(jī)發(fā)展史始于20世紀(jì)50年代初，從前蘇聯(lián)引進(jìn)鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)并組織自行生產(chǎn)，而其較低的工作效率決定了其不可能得到廣泛推廣應(yīng)用；60年代，我國(guó)從波蘭引進(jìn)滾筒式采煤機(jī)并組織自行生產(chǎn)；70年代，我國(guó)從英國(guó)、波蘭、法國(guó)、德國(guó)等大量引進(jìn)雙滾筒可調(diào)高采煤機(jī)，走上大規(guī)模研制和生產(chǎn)現(xiàn)代化采煤設(shè)備之路。70年代至今，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)已能自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)適合于各種煤區(qū)環(huán)境的滾筒式采煤機(jī)，并致力于采煤機(jī)機(jī)械化力度的加強(qiáng)。新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)62.1.3 我國(guó)采煤機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)經(jīng)過(guò)幾十多年的發(fā)展，目前我國(guó)采煤機(jī)械技術(shù)水平取得長(zhǎng)足進(jìn)步，與國(guó)外距離逐漸縮小，中低端產(chǎn)品已基本可以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，個(gè)別產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)出口。但是，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)采煤機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域仍然存在很多方面的問(wèn)題，如高端產(chǎn)品缺失，產(chǎn)品質(zhì)量存在隱患，自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化程度偏低等。在此背景下，增產(chǎn)提效，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)械自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化成為我國(guó)應(yīng)對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)和提高國(guó)家能源安全的必然選擇，同時(shí)也是我國(guó)采煤機(jī)械技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。1. 提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性質(zhì)量及可靠性一直是“中國(guó)制造”為人“詬病”的軟肋，要想擺脫這一命運(yùn)，就必須采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)和分析方法提高采煤機(jī)設(shè)計(jì)可靠性，重點(diǎn)是提高系統(tǒng)裝置的抗振、散熱和防潮等性能。計(jì)算機(jī)技術(shù)與虛擬樣機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展為采煤機(jī)產(chǎn)品制造提供了新的機(jī)遇，通過(guò)三維造型，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行虛擬制造、裝配、試驗(yàn)，極大地提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和可靠性，縮短了新產(chǎn)品的研制周期。2. 高度自動(dòng)化、智能化自動(dòng)化、智能化采煤機(jī)是信息時(shí)代發(fā)展的必然產(chǎn)物，直接影響了礦井的綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的實(shí)施。采煤機(jī)自動(dòng)化、智能化主要體現(xiàn)在：第一，基于網(wǎng)絡(luò)的采煤機(jī)故障分析智能技術(shù)。當(dāng)前，采煤機(jī)故障的表現(xiàn)方式為“黑洞現(xiàn)象”，并無(wú)過(guò)程記錄。對(duì)于多種綜合因素聯(lián)合誘發(fā)的采煤機(jī)故障，現(xiàn)場(chǎng)故障診斷較難。在無(wú)故障發(fā)生的過(guò)程記錄條件下，難以判斷故障誘發(fā)因素，采煤機(jī)信息處理處于“信息孤島”狀態(tài)。增加故障診斷功能，及時(shí)挖掘“病灶”，并給出解決方案，防止采煤機(jī)故障擴(kuò)大引起工作面停產(chǎn)的嚴(yán)重后果。第二，工作面顯示與信息傳輸系統(tǒng)。在采煤機(jī)上安裝高清晰低光攝像頭,隨機(jī)監(jiān)測(cè)滾筒位置并將視頻信息通過(guò)隨機(jī)光纜傳送回采巷道控制臺(tái)計(jì)算機(jī)。操作人員可以在工作面輸送機(jī)頭通過(guò)監(jiān)視計(jì)算機(jī)監(jiān)視采煤機(jī)工作情況。第三，采煤機(jī)與液壓支架聯(lián)動(dòng)技術(shù)。如同為采煤機(jī)安裝了GPS定位系統(tǒng)，支架能及時(shí)獲取采煤機(jī)的位置、方向等信息，并基于這些信息自動(dòng)控制支架動(dòng)作。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，我國(guó)采煤機(jī)技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展，當(dāng)前已研制出適新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7應(yīng)不同開(kāi)采條件的系列采煤機(jī)產(chǎn)品。但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)采煤機(jī)在生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、自動(dòng)化和智能化監(jiān)測(cè)監(jiān)控等方面仍存在較大差距。基于世界采煤機(jī)發(fā)展趨勢(shì)和潮流，開(kāi)發(fā)研制安全可靠礦井“三機(jī)一架”綜合配套技術(shù)是未來(lái)我國(guó)煤機(jī)事業(yè)主攻方向。2.2 牽引方式電牽引采煤機(jī)有各種不同的牽引方式。牽引部和截割部聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，在工作面上來(lái)回移動(dòng)，稱為內(nèi)牽引。工作面上只有截割部，卻把牽引部設(shè)在工作面短頭上下順槽里，牽引部不跟截割部一起移動(dòng)，只隨工作面向前推移，則為外牽引。外牽引只能為有鏈牽引，而內(nèi)牽引可以為有鏈條牽引和無(wú)鏈牽引。有鏈牽引有斷鏈和跳鏈的危險(xiǎn)，鏈條的彈性振動(dòng)和鏈傳動(dòng)造成的速度脈動(dòng)，使采煤機(jī)受到較大的動(dòng)負(fù)荷，鏈條對(duì)于滾筒的裝載、運(yùn)輸機(jī)和液壓支架的推移也有一定的妨礙，所以有鏈牽引有很多不足之處。而無(wú)鏈牽引和有鏈牽引相比具有很多優(yōu)點(diǎn)：（1）采煤機(jī)移動(dòng)比較平穩(wěn)，保證了采煤機(jī)的載荷比較穩(wěn)定；(2) 提高了設(shè)備的可靠性和生產(chǎn)的安全；（3） 采煤機(jī)移動(dòng)所消耗的能量較少；（4）采煤機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)噪音較低，有利于改善工作面的勞動(dòng)條件；（5） 提高了采煤機(jī)的爬坡能力；（6） 在一個(gè)工作面上可能采用多臺(tái)采煤機(jī)同時(shí)作業(yè)，以提高工作面量。通過(guò)以上比較本機(jī)采用無(wú)鏈牽引中的液壓傳動(dòng)。2.3 驅(qū)動(dòng)方式采煤機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式有以下幾種：1） 單驅(qū)動(dòng)方式——用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)的各個(gè)部分，包括牽引部、全部截割部及其他輔助裝置等2） 分別驅(qū)動(dòng)方式——各截割部由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，牽引部和其他輔助裝置可以由截割部電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，或另設(shè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；3） 聯(lián)合驅(qū)動(dòng)方式——把兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)結(jié)合成整體，共同驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)的各部分。新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)8分別驅(qū)動(dòng)時(shí)，各電動(dòng)機(jī)的功率一般相同。雙電牽引采煤機(jī)每臺(tái)截割部電動(dòng)機(jī)的功率只有單機(jī)驅(qū)動(dòng)和聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)的一半，截割部可以設(shè)計(jì)的較小，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以取消易引起發(fā)熱等問(wèn)題的橫貫牽引部的過(guò)軸。本次設(shè)計(jì)采用分別驅(qū)動(dòng)方式，用兩個(gè)250KW的電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)截割部，用兩個(gè)40KW的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)牽引部，也可用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)牽引部。2.4 采煤機(jī)的附屬設(shè)備1.滅塵方式：采煤機(jī)在工作中會(huì)產(chǎn)生很多的粉塵，需要采取多方面的處理措施。主要有噴霧滅塵、泡沫滅塵和吸塵器捕塵。噴霧滅塵就是用噴嘴把具有一定壓力的水高度擴(kuò)散，使其霧化，形成把粉塵源與外界隔離的水幕。泡沫滅塵雖然具有一定的優(yōu)點(diǎn)但是泡沫滅塵需要較復(fù)雜的設(shè)備，目前還不能大量生產(chǎn)高效、無(wú)毒和廉價(jià)的泡沫劑，因此在采煤機(jī)上未能得到推廣。吸塵器從粉塵源吸取塵空氣，排入捕塵器，利用擴(kuò)散、碰撞或離心力等，使粉塵與空氣分離，沉積在捕塵器的殼體內(nèi)壁，然后用水沖洗排入運(yùn)輸機(jī)，凈化空氣直接排出。通過(guò)吸塵器的粉塵約95%-98%，滅塵效率相當(dāng)高。但是，吸風(fēng)管口要靠近粉塵源，吸入的含塵空氣要多，否則含塵空氣在旁邊流走，就達(dá)不到凈化空氣的目的了。本機(jī)采用噴霧滅塵方式。噴霧滅塵有可分為內(nèi)噴霧滅塵和外噴霧滅塵，在這里我們選擇內(nèi)外噴霧結(jié)合滅塵。2.調(diào)高方式本機(jī)采用搖臂調(diào)高，這種調(diào)高方式不僅調(diào)高范圍大，并且隨時(shí)可以調(diào)高。3.搖臂采用大角度彎搖臂。這樣可以加大過(guò)煤空間，提高裝煤效果，臥底量大。4.軸承軸承主要有滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承?；瑒?dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封條件一般都比較差，軸承的磨損可能引起搖臂較大的徑向竄動(dòng)。截割部主減速箱最后一級(jí)傳動(dòng)不宜用圓錐齒輪，以免搖臂的徑向竄動(dòng)嚴(yán)重影響齒輪的嚙合質(zhì)量。滾動(dòng)軸承的密封和潤(rùn)滑問(wèn)題比較好解決，軸承的磨損也比較輕微。本機(jī)采用滾動(dòng)軸承。新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)9第 3 章 采煤機(jī)截割部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 截割部概述截割部是采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)落煤、裝煤的主要部件，它分別由左右截割部組成，每個(gè)截割部主要由截割部殼體、截割電機(jī)、齒輪減速器裝置、滾筒等組成，截割部?jī)?nèi)設(shè)有冷卻系統(tǒng)、內(nèi)噴霧等裝置。3.2 截割部特點(diǎn)1、截割部（搖臂）回轉(zhuǎn)采用學(xué)銷鉸軸結(jié)構(gòu)，與其它部件間沒(méi)有傳動(dòng)聯(lián)，回轉(zhuǎn)部分的磨損與截割部傳動(dòng)齒輪嚙合無(wú)關(guān)。2、截割部齒輪減速都是簡(jiǎn)單的直齒傳動(dòng)，傳動(dòng)效率高。3、截割電機(jī)和截割部一軸齒輪之間采用細(xì)長(zhǎng)扭矩軸聯(lián)接，電機(jī)和截割部一軸齒輪安裝位置的小量誤差不影響動(dòng)力傳遞，便于安裝，在受到較大的沖擊載荷時(shí)對(duì)截割傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪和軸承起到緩沖作用。4、高速軸油封線速度大大降低，提高了油封的可靠性和使用壽命。5、截割部殼體采用彎搖臂結(jié)構(gòu)形式，較直搖臂可以加大裝煤口，提高裝煤效率，增加塊煤率。3.3 采煤機(jī)的滾筒本采煤機(jī)采用雙滾筒對(duì)稱布置，采用機(jī)械調(diào)高，調(diào)高范圍：1.3~3.0（米）。3.4 采高和截深采高為：1.6~ 3.2（米）。截深為 0.62m 0.66m。滾筒直徑分別為：1400m 1600m。牽引速度為0~ 8（米 /分）3.5 設(shè)計(jì)生產(chǎn)功率設(shè)計(jì)生產(chǎn)功率： [1]Q = 60·J·H·Vq·γ （3-1）式中 J——滾筒的有效截深（米）J = 0.63；新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)10H——采煤機(jī)的平均采高（米）H = 2.4；Vq——采煤機(jī)的最大工作牽引速度（米/分）Vq =8；γ = 1.35——煤的重率（噸/ ）。2米Q = 60×0.63×2.4×8×1.35= 979.7（噸/時(shí)）= 979.7/60（噸/分）3.6 裝機(jī)功率裝機(jī)功率： [1]（3-2）1260.0.4WBXBXQNHK????（ ） 312.6K?=（ ） （ 千 瓦 ）式中 ——功率利用系數(shù)，以為該機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式為分別驅(qū)動(dòng)所以=0.8。1K——功率水平系數(shù)，由表3—1查得 =0.9。2 2K——后滾筒的工作條件系數(shù)， =0.8。3——采煤機(jī)的比能耗，由表3—2查得 =0.44（KW.h/T）。WBHWBH=WBXHXA?≈ =300N/mm。。0.4./WBXKhT?（ ）3WBXH??69760.808N???（ ）取 N = 591KW。?5（ K）表3—1功率水平系數(shù) 2新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)11電動(dòng)機(jī) max/HM自動(dòng)調(diào)速 人工調(diào)速2.0-2.2 0.90 0.802.2-2.4 0.95 0.852.4-2.6 1.00 0.90表3—2螺旋電牽引采煤機(jī)比能耗 WBH牽引速度 （米/分）2.0 3.0 4.0 5.0 6.0（ KWWBH.h/T）0.50 0.44 0.42 0.403.7 搖臂和電動(dòng)機(jī)彎搖臂 2055.02mm，搖臂上擺角36.3°，下擺角17.3°。 裝機(jī)功率P=591KW，機(jī)重36T。本機(jī)采用無(wú)鏈牽引，多電動(dòng)機(jī)橫向布置同時(shí)驅(qū)動(dòng)，可以電液互換。截割電機(jī)功率為：2×250 = 500KW。電牽引速度為0~ 8（m/min），液壓牽引速度為0~6.9（m/min ）。滾筒轉(zhuǎn)速 40~50（r/min）。滅塵方式：內(nèi)外噴霧。3.8 電牽引采煤機(jī)截割部設(shè)計(jì)3.8.1 螺旋滾筒設(shè)計(jì)螺旋滾筒是一個(gè)帶有螺旋葉片的圓柱體，刀具裝在焊于螺旋葉片上的齒座中，工作時(shí)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)并作徑向移動(dòng)，截割破碎煤炭，再由螺旋葉片把煤沿滾筒的軸線方向推運(yùn)出來(lái)，裝進(jìn)工作面運(yùn)輸機(jī)。通常所說(shuō)的滾筒直徑是指刀尖所在的圓的直徑 。齒座焊到葉片上后，螺旋葉片的最大回轉(zhuǎn)直徑，稱為葉片直徑 。螺旋cD yD新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)12葉片的內(nèi)緣和筒彀相結(jié)合處的直徑 稱為筒彀直徑。gD螺旋葉片的表面是螺旋面，其上任意點(diǎn)的螺旋升角為（4-1）iiSarct??式中 、 ——該點(diǎn)所在螺旋線的直徑和螺距（采用多頭螺旋滾筒時(shí)則應(yīng)為iDiS導(dǎo)程）。切削厚度 [1]（4-2）max10(.qvhn??厘 米 ）式中 ——最大切削厚度；maxhm ——刀具同一條軌跡（截線）上安設(shè)的刀具數(shù)；n ——滾筒的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）；——牽引速度（米/分）。qv刀具的平均切削厚度可用月牙形面積和截割長(zhǎng)度相除而得： max263.8qcvDhn????p （ 厘 米 ）式中 ——平均切削厚度。ph3.8.2 螺旋滾筒的轉(zhuǎn)向?yàn)榱吮ＷC螺旋葉片向運(yùn)輸機(jī)裝煤，而不是向煤壁推煤，滾筒葉片的螺旋方向應(yīng)與滾筒轉(zhuǎn)向相適應(yīng)。站在采空區(qū)一側(cè)看滾筒，右螺旋滾筒應(yīng)是順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，左螺旋滾筒應(yīng)是逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。在采煤機(jī)往返采煤的過(guò)程中，滾筒轉(zhuǎn)向雖然不變，卻有兩種不同的情況：順轉(zhuǎn)時(shí)，刀具截割方向與碎煤下落方向相同；逆轉(zhuǎn)時(shí)，刀具截割方向與碎煤下落的方向相反。為了增強(qiáng)采煤機(jī)的工作穩(wěn)定性，避免兩個(gè)滾筒受到的截割阻力方向相同，雙電牽引采煤機(jī)的兩個(gè)滾筒的轉(zhuǎn)向應(yīng)該相反。兩滾筒的轉(zhuǎn)向有前順后逆和前逆和順兩種方案。滾筒直徑較大時(shí)，滾筒生產(chǎn)率大于運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)率，確定滾筒轉(zhuǎn)向應(yīng)偏重于節(jié)省能耗和提高工作穩(wěn)定性及操作新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)13安全的要求。前滾筒截煤量大于后滾筒，后滾筒裝煤量大于前滾筒，是采煤機(jī)騎座運(yùn)輸機(jī)工作的一般情況，因此在該采煤機(jī)中滾筒采用前順后逆。3.8.3 滾筒的三個(gè)直徑雙電牽引采煤機(jī)一般要在每個(gè)行程中開(kāi)采全部采高，滾筒直徑不宜小于采高的一半。根據(jù)保持兩滾筒裝煤量相同的要求確定滾筒的直徑，設(shè)滾筒直徑 與采cD高H的比值為a，滾筒的裝載效率是η，則：A·H = （1-a）·H + （1-η）ah （4-3）aH和（1-a）H分別是兩個(gè)滾筒的截割高度，（1-η）ah是前滾筒丟剩的浮煤量，應(yīng)由后滾筒裝走。整理即得1a???大直徑滾筒的裝載效率約為70~80%，所以a = 0.6。= 0.6×H = 0.6×1.6~0.6×3.2cD= 0.96~1.98（米）由經(jīng)驗(yàn)類比取兩滾筒的 分別為1.4米和1.6米。c滾筒的最大切削厚度受到最大截距的限制：（4-4）max2tbhg????式中 ——滾筒刀具的最大截距（厘米）；maxtb——刀具的截刃寬度（厘米）截刃寬一般取12~20mm，本機(jī)取b = 15mm=1.5cm；——截槽側(cè)面的崩角，由表4—1取值。 =38°。??表4—1截槽崩裂角與煤質(zhì)和切削厚度的關(guān)系新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)140.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 8.0 10 15 20 25脆性煤 82 77 73 71 68 65 61 58 55 52 49 43 38 34韌性煤 69 63 58 55 52 49 45 42 41 38 36 32 29 25max2tnbh???整理得 axaxth??=2×0·7813×7·75+1.5=13.6cm為了避免螺旋葉片與截槽間殘留的煤棱相抵觸，滾筒的最大切削厚度不得超過(guò)刀具伸出刀座長(zhǎng)度的70%，即（4-5）max()t0.7()cytbcgD?????整理得 max1.43ycDb?≦ -22.15=1600-221.5 =1278.5mm取 =1.2m，y葉片直徑與筒彀直徑應(yīng)保持適當(dāng)?shù)谋壤笾睆綕L筒應(yīng)保持比值大于或者等于2。因此?。簓gDm0.62ygD?3.8.4 滾筒升角對(duì)于直徑為1.5米左右的滾筒，螺旋升角 。20ya??3.8.5 螺旋頭數(shù)實(shí)驗(yàn)研究證明：葉片螺旋頭數(shù)對(duì)滾筒裝煤過(guò)程的影響很小。但是為了調(diào)節(jié)滾筒葉切 削厚 度崩裂煤質(zhì) ?新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)15片的螺旋升角常采用多頭螺旋。雙頭螺旋滾筒每條皆線上可以安裝1~2把刀。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使葉片高度和葉片間距 保持適當(dāng)?shù)谋壤?，?yīng)使2ygD?（ ） tS（ ）n（4-6）ygKD???t2（ ）式中 ——螺旋線導(dǎo)程；S——螺旋頭數(shù)。tn大直徑滾筒K=0.8，因此2tygDSK??（ ）= =0.48m=48mm1.06.8?（ ）取S=50mm。3.8.6 截齒采煤機(jī)滾筒設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問(wèn)題是截齒配置，基本要求是：采出的塊煤要多，產(chǎn)生的煤塵要小，截割阻力和牽引力要比較均衡地作用在滾筒上。這些要求若能實(shí)現(xiàn)，則采煤機(jī)使用壽命延長(zhǎng)，同時(shí)也將提高煤的售價(jià)，保護(hù)了井下工作人員的身體健康。塊煤率的大小與截齒的尺寸、安裝數(shù)量以及排列方式都有較大的關(guān)系，加大截齒的伸出長(zhǎng)度或減少截齒的數(shù)量都可以提高塊煤率，但這將會(huì)加劇整個(gè)采煤機(jī)的振動(dòng)，影響采煤機(jī)的使用壽命。新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)16圖4-1、采煤機(jī)滾筒端面結(jié)構(gòu)圖1.端盤(pán)端面截齒 2．端盤(pán)截齒3．葉片截齒端盤(pán)截齒的作用是平衡軸向力與自開(kāi)缺口。(1)端盤(pán)截齒的工作條件接近為半封閉，截齒負(fù)荷大，消耗的功率占工作機(jī)構(gòu)的1／3左右，端盤(pán)截齒消耗占滾筒截齒消耗的一半左右，故其截距要縮小，每條截線上安裝的截齒數(shù)要增多。。端盤(pán)端面安裝有6個(gè)端面截齒，以利于采煤機(jī)開(kāi)缺口及防止端盤(pán)接觸煤壁，增加摩擦和磨損。端盤(pán)截齒截距從煤壁向外逐漸加大，即18mm一28mm一34mm — 40 mm。(2)滾筒截齒在截煤過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)采煤機(jī)截割部?jī)?nèi)的各部件及整個(gè)采煤機(jī)的使用壽命和工作可靠性的影響都是極為嚴(yán)重的。產(chǎn)生振動(dòng)的原因除了煤是脆性非均勻材料外，另一個(gè)較重要的因素是滾筒本身的結(jié)構(gòu)。切槽斷面形狀不對(duì)稱是產(chǎn)生截齒側(cè)向力的根本原因 J，所有截齒的側(cè)向力之和就形成了沿滾筒軸向作用的滾筒側(cè)向力，這個(gè)力對(duì)采煤機(jī)的穩(wěn)定性起著決定性的作用，側(cè)向不平衡力大小的不斷變化導(dǎo)致了滾筒、搖臂以及整個(gè)采煤機(jī)沿著這個(gè)方向振動(dòng)。因此在每組截齒中設(shè)置一個(gè)向采空區(qū)負(fù)傾斜截齒，用以平衡軸向力，以減輕采煤機(jī)的振動(dòng)，提高采煤機(jī)的穩(wěn)定性。(3)開(kāi)道截齒采用零度齒，這樣對(duì)截割是最有利的，因?yàn)殚_(kāi)道截齒是在半封閉一封閉截槽里工作，條件最差，當(dāng)它開(kāi)出一個(gè)自由面后，即為以后截齒開(kāi)創(chuàng)了良好的工作條件。端盤(pán)的截割寬度為120 mm，與滾筒的有效截深630 mm相比只是很小的一個(gè)寬度，但對(duì)整個(gè)滾筒的影響卻是不能忽視的。對(duì)截齒的基本要求是：1)耐磨性要好；2)截齒的幾何形狀要能適應(yīng)不同的煤質(zhì)和截割條件，截割比能耗要低；3)拆裝截齒要簡(jiǎn)便迅速，安裝固定要可靠，以免截齒丟失；4)截齒及其固定裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，以利制造和維護(hù)。電牽引采煤機(jī)采用的截齒基本可分為兩大類：扁截齒和鎬型截齒。該滾筒選用扁截齒。根據(jù)比較其他產(chǎn)品，去截角α=25°、前角β=90°-α=5°、后角γ=18°、側(cè)角 =6°、尖角 ω=3°。截刃b取15mm。?新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)173.8.7 截齒的材料以及截齒的固定為了保證截齒的強(qiáng)度和耐磨性，截齒齒身常用30~35CrMnSi，30~ 35SiMnV或者40Cr鋼制作，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。為了減少截齒的丟失和更換截齒所消耗的時(shí)間，要求截齒裝拆方便而固定可靠。由于截煤過(guò)程中截齒受到的載荷較重，且有振動(dòng)所以現(xiàn)代采煤機(jī)多采用彈性元件固定截齒。該機(jī)的滾筒采用彈簧鋼絲擋住柱銷來(lái)固定截齒。3.9 截割部減速器傳動(dòng)系統(tǒng)截割部減速器要傳遞采煤機(jī)的絕大部分裝機(jī)功率，載荷重而不穩(wěn)定，工作條件惡劣，可靠性要求高，外形和尺寸卻受到工作環(huán)境的嚴(yán)格限制。截割部減速器的強(qiáng)度、剛度、潤(rùn)滑、密封、效率和散熱等問(wèn)題，都應(yīng)予以著重考慮。由以往的經(jīng)驗(yàn)，以及原來(lái)采煤機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)可以了解到電牽引采煤機(jī)截割部減速器傳動(dòng)系統(tǒng)都具有以下特點(diǎn)：1） 由于滾筒軸和電機(jī)軸互相垂直，傳動(dòng)系統(tǒng)中必須有一隊(duì)圓錐齒輪；2） 截割部系統(tǒng)中還應(yīng)該有一個(gè)離合器或者一個(gè)離合齒輪，當(dāng)離合器或離合齒輪脫開(kāi)時(shí)，調(diào)高泵應(yīng)仍能獲得動(dòng)力。3） 為了操作輕便，離合器或離合齒輪不設(shè)在低速軸上；為了避免圓錐齒輪的模數(shù)過(guò)大，圓錐齒輪也不宜設(shè)在低速軸上。新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)183.9.1 截割部搖臂傳動(dòng)系統(tǒng)圖 4-2、截割部傳動(dòng)系統(tǒng)圖3.9.2 截割部搖臂傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪齒輪代號(hào)Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12齒數(shù) 19 33 34 25（23、26）34（33、36）17 28 28 39 25 14 66模數(shù) 7 7 7 8 8 10 10 10 10 8 8 83.9.3 各齒輪的基本尺寸及相關(guān)計(jì)算由于采煤機(jī)齒輪采用較大的變位系數(shù)，齒輪的最小齒數(shù)一般為 13 或者 14。但第一級(jí)齒輪轉(zhuǎn)速很高，齒數(shù)不宜太小。本傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪的最小齒數(shù)取 14，第一級(jí)齒輪的齒數(shù)取 19。齒輪受到偏載常使齒輪端部折斷。為了避免偏載，特別是為了消除機(jī)殼剛度不足造成的偏載的影響，齒輪可沿齒寬方向進(jìn)行鼓形修緣，修緣量為 0.1~0.15mm。1）Z1：Z = 19，m = 7；新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)19齒距： P = πm = 21.98；齒頂高： = m = 7；ah齒根高： = 1.25m = 8.75；f齒高： h = 2.25m = 15.75；分度圓直徑： d = mZ = 133；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 147；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=115.5；f2）Z2： Z = 33，m = 7；齒距： P = πm = 21.98；齒頂高： = m = 7；ah齒根高： = 1.25m = 8.75；f齒高： h = 2.25m = 15.75；分度圓直徑： d = mZ = 231；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 245；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=213.5；f3）Z3： Z = 34，m = 7；齒距： P = πm = 21.98；齒頂高： = m = 7；ah齒根高： = 1.25m = 8.75；f齒高： h = 2.25m = 15.75；分度圓直徑： d = mZ = 238；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 252；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=220.5；f4）Z4： Z = 25，m = 8；齒距： P = πm = 25.12；新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)20齒頂高： = m = 8；ah齒根高： = 1.25m = 10；f齒高： h = 2.25m = 18；分度圓直徑： d = mZ = 200；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 216；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=180；f5）Z5： Z = 34， m = 8；齒距： P = πm = 25.12；齒頂高： = m = 8；ah齒根高： = 1.25m = 10；f齒高： h = 2.25m = 18；分度圓直徑： d = mZ = 272；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 288；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=252；f6）Z7： Z = 28，m = 10；齒距： P = πm = 31.4；齒頂高： = m = 10；ah齒根高： = 1.25m = 12.5；f齒高： h = 2.25m = 22.5；分度圓直徑： d = mZ = 280；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 300；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=255；f7）Z9： Z = 39，m = 10；齒距： P = πm = 31.4；齒頂高： = m = 10；ah新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)21齒根高： = 1.25m = 12.5；fh齒高： h = 2.25m = 22.5；分度圓直徑： d = mZ = 390；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 410；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=365；f8）Z11： Z = 14，m = 8；齒距： P = πm = 25.12；齒頂高： = m = 8；ah齒根高： = 1.25m = 10；f齒高： h = 2.25m = 18；分度圓直徑： d = mZ = 112；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 128；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=92；f9）Z12： Z = 66，m = 8；齒距： P = πm = 25.12；齒頂高： = m = 8；ah齒根高： = 1.25m = 10；f齒高： h = 2.25m = 18；分度圓直徑： d = mZ = 528；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 544；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=508；f新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)22圖 4-3、齒輪結(jié)構(gòu)圖 4-4、齒輪結(jié)構(gòu)圖3.9.4 傳動(dòng)比以及輸出轉(zhuǎn)速1. 傳動(dòng)比高速傳動(dòng)比 i = 34/19×33/26×39/17×（1+66/14）=29.774；中速傳動(dòng)比 i = 34/19×34/25×39/17×（1+66/14）=31.904；低速傳動(dòng)比 i = 34/19×36/23×39/17×（1+66/14）=36.718；2. 輸出轉(zhuǎn)速新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)23采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速一般為 1460~1475 轉(zhuǎn)/分。本機(jī)采用 YBCS4—250C型電機(jī)，功率為 250KW，電壓 1140V，轉(zhuǎn)速 1476r/min。輸出轉(zhuǎn)速：高速 n = 1476/i = 1476/29.774 = 49.6（r/min） ；中速 n = 1476/i = 1476/31.904 = 46.3（r/min） ；低速 n = 1476/i = 1476/36.718 = 40.2（r/min） ；3.7.5 各軸承選用的規(guī)格和代號(hào)采煤機(jī)中普遍采用滾動(dòng)軸承。適應(yīng)采煤機(jī)載荷重而尺寸受到嚴(yán)格限制的特點(diǎn)，本采煤機(jī)采用調(diào)心滾子軸承和圓柱滾子軸承。序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10軸承代號(hào)NJ220E 22218C NJ19 22219C 22224C 22222C 22222C 42136 22314C 22224C3.9.5 電牽引采煤機(jī)的搖臂采煤機(jī)搖臂是采煤機(jī)的關(guān)鍵部件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不規(guī)則。它的一端聯(lián)接截割滾筒，一端接電機(jī)。電機(jī)經(jīng)過(guò)多級(jí)齒輪傳動(dòng)，將動(dòng)力傳給滾筒，齒輪軸通過(guò)軸承安裝在搖臂上。本機(jī)采用彎搖臂，搖臂長(zhǎng)度為2055.02mm。搖臂上擺角36.3°，下擺角17.3°。3.10 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.10.1 第一傳動(dòng)組齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算1、材料及熱處理大小齒輪均為 ,滲碳、淬火，硬度均為 .CrMnTi20 HRC62~5由圖 8-3-8[文獻(xiàn) 8]查得 ，查得21/50mNHli?? 21lim/40NF??2、齒輪基本參數(shù)確定由 可查預(yù)估模數(shù)為 m=6， （思路是先粗選，然后再校核是否合mNT??12.41適）確定該組的齒輪齒數(shù)為：, , 1Z21.9541Zi???32410.853Zi???新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)24分度圓直徑 mzd2546121???齒頂高 ha??齒根高 cf .1)(?m5.7621??全齒高 mhfa 5.1362???齒頂圓直徑 hdaa 26425821????齒根圓直徑 mhdff 2375.21121????基圓直徑 db 2370cos25cs1816o21??????齒距 mmp43??基節(jié) b .1cs81cos?端面重合度)](2.3[21Z?????? )]412(.38[????` m6.1縱向重合度 0???總重合度 2.?中心距 mda189)256(1)(1???新型電牽引采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)25齒寬 圓整取 b=60mmmab5718930.?????則確定齒寬為： 1263、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核名義切向力： 110017460.322tTFNd????強(qiáng)度條件： 或者 []H??[]HS?計(jì)算應(yīng)力： ???? HVAtEB kkubdFZZ ????????11DH?12?（1）使用系數(shù) AK查表 8-3-31[文獻(xiàn) 8] 查得 2.5AK?（2）動(dòng)載荷系數(shù) V20BVAKv?????????.548ln()1.4l()2.85ln()3.2nptCZmf???查表得 1Z6140tm??0.l().l().l().nptf?548n21428532???6.3圓整取 7C?查表得 241Z6m18ptfm??0.58ln()1.4l()2.5ln()3.2ntZ???84?6.7