薄煤层采煤机截割部设计说明书(编辑修改稿)

薄煤层采煤机截割部设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

煤急各大部件联接成一个整体，起到紧固及连接的作用。 液压螺母由螺母、油堵、密封圈、活塞紧圈组成，其工作原理和使用方法如下： 在打压前应先将液压螺母拧紧后取下一个油堵，接通超高压泵当手动超高压泵产生的高压油，注入螺母与密封圈之间的油腔时，螺母在液压力的作用下向上移动，将螺栓强行拉伸，产生很大的豫紧力，打压到限定的油压后，将紧固旋紧至螺母底部，卸去高压油拧上油堵，这时螺母靠紧圈和活塞锁在预定的位置。 本机选用两种规格的液压螺母 M30，限定油 压 200MPa 和 M36 3 限定油压180MP 采用液压锁紧，预紧力大，螺栓受力均匀，防松可靠。 ㈥ 滚筒 滚筒是采煤机工作机构，担负着破煤，装煤的作用，主要由滚筒体、截齿、齿座和喷嘴等组成。 滚筒与摇臂行星减速器输出轴采用方形联结套联接，联接可靠，拆卸方便。 滚筒体采用焊接结构，三头螺旋叶片，设有内喷雾水道和喷嘴压力水从喷嘴雾状喷出，直接喷向齿尖，以达到冷却截齿，降低煤尘和稀释瓦斯的目的。 为延长螺旋叶片的使用寿命，在其出煤口处采用耐磨材料喷煤处理。 ㈦ 机外液压管路 由于采用手动换向阀安装在左中部，两端电动换向机外 管路简单，由泵箱端集成块引出四根去左右油缸进出油口，二根去制动器，即可将左右油缸，制动器与系统连接起来。 2 总体方案的确定 电牵引采煤机，该机装机功率 ，截割功率 2 200KW，牵引功率 2 40。 该采煤机使用的电气控制箱符合矿用电气设备防爆规程的要求，可在有瓦斯或煤层爆炸危险的矿井中使用，并可在海拔不超过 20xxm、周围介质温度不超过＋ 40℃或低于－ 10℃、不足以腐蚀和破坏绝缘的气体与导电尘埃的情况下使用。 主要技术参数如下： 采高（ m） ： －。 中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 13 页 适应倾角 (。 )： ≤ 40。 煤质硬度：硬或中硬。 机面高度 (mm)： 1000 滚筒直径 (mm)： 1100。 滚筒转速 (r/min)： 40。 截深 (mm)： 630。 牵引力 (KN)： 360。 牵引速度 (m/min)： 0－ －。 灭尘方式：内外喷雾。 拖电缆方式：自动拖缆 装机功率 (KW)： 2 200+2 40＋。 电压 (V)： 1140。 摇臂长度 (mm):2572 采煤机结构方案 采煤机采用多电机横向布置方式，截割部用销轴与牵引部联结，左、右牵引部及中间箱采用高强度液压螺栓联结，在中间箱中装有泵箱、电控箱、水阀和水分配阀。 该机具有以下特点： 1．截割电机横向布置在摇臂上，摇臂和机身连接没有动力传递，取消了纵向布置结构中的螺旋伞齿轮和结构复杂的通轴。 2．主机身分为三段，即左牵引部、中间控制箱、右牵引部，采用高度液压螺栓联结，结构简单可靠、拆装方便。 2． 2摇臂结构设计方案的确定 由于煤层地质 条件的多样性，煤炭生产需要多种类型和规格的采煤机。 利用通用部件，组装成系列型号的采煤机，可以给生产带来很多方便。 系列化、标准化和通用化是采掘机械发展的必然趋势。 所以，这里把左右摇臂设计成对称结构。 截割部电动机的选择 由设计要求知，截割部功率为 200 2KW，即每个截割部功率为 200KW。 根据矿下电机的具体工作情况，要有防爆和电火花的安全性，以保证在有爆炸危险的含煤尘和瓦斯的空气中绝对安全。 而且电机工作要可靠，启动转矩大，过载能力强，效率高。 据此选择 YBCS3200C， 其主要参数如下： 额定功率 :200KW； 额定电压： 1140V； 满载电流： 130A； 中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 14 页 额定转速： 1478r/min； 满载效率： ； 绝缘等级： H； 满载功率因数： ； 接线方式： Y； 质量： 1280KG； 冷却方式：外壳水冷 该电动机输出轴上带有渐开线花键，通过该花键电机将输出的动力传递给摇臂的齿轮减速机构。 传动方案的确定 传动比的确定 滚筒上截齿的切线速度，称为截割速度，它可由滚筒的转速和直径计算而的，为了减少滚筒截割产生的细煤和粉尘，增大块煤率，滚筒的转速 出现低速化的趋势。 滚筒转速对滚筒截割和装载过程影响都很大；但对粉尘生成和截齿使用寿命影响较大的是截割速度而不是滚筒转速。 总传动比 总i 7536401470nnI ．＝＝＝ 滚总 n —— 电动机转速 r/min 滚n —— 滚筒转速 r/min 传动比的 分配 在进行多级传 动系统总体设计时，传动比分配是一个重要环节，能否合理分配传动比，将直接影响到传动系统的外阔尺寸、重量、结构、润滑条件、成本及工作能力。 多级传动系统传动比的确定有如下原则： ，不应超过所允许的最大值，以符合其传动形式的工作特点，使减速器获得最小外形。 、结构匀称；各传动件彼此间不应发生干涉碰撞；所有传动零件应便于安装。 ，即要达到等强度。 ，从而使润滑比较方便。 由 于采煤机在工作过程中常有过载和冲击载荷，维修比较困难，空间限制又比较严格，故对行星齿轮减速装置提出了很高要求。 因此，这里先确定行星减速机构的传动比。 中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 15 页 设计采用 NGW 型行星减速装置，其工作原理如下图所示（图 ）： a 太阳轮 b 内齿圈 c 行星轮 x 行星架 图 NGW 型行星机构 该行星齿轮传动机构主要由太阳轮 a、内齿圈 b、行星轮 c、行星架 x等组成。 传动时，内齿圈 b 固定不动，太阳轮 a 为主动轮，行星架 x上的行星轮 c 绕 自身的轴线 ox— ox 转动，从而驱动行星架 X 回转，实现减速。 运转中，轴线 ox— ox 是转动的。 这种型号的行星减速装置，效率高、体积小、重量轻、结构简单、制造方便、传动功率范围大，可用于各种工作条件。 因此，它用在采煤机截割部最后一级减速是合适的，该型号行星传动减速机构的使用效率为 ～ ,传动比一般为 ～。 如图 ，当内齿圈 b 固定，以太阳轮 a 为主动件，行星架 c为从动件时，传动比的推荐值为 ～ 9。 从《采掘机械与支护设备》上可知 ,采煤机截割部行星减速机构的传动比一般为 5～ 6。 所以这里先定 行星减速机构传动比：  则其他三级减速机构总传动比 总II 247。 bagi 247。 = 根据前述多级减速齿轮的传动比分配原则及齿轮不发生根切的最小齿数为 17为依据，另参考 MG250/591 型采煤机截割部各齿轮齿数分配原则，初定齿数及各级传动比为： 1 3 1/ 34 / 19 9i z z   2 5 4/ 36 / 23 6i z z   3 9 6/ 39 / 17 9i z z   3 传动系统的设计 中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 16 页 截割部传动系统图 各级传动转速、功率、转矩的确 定 截割部传动系统图 各轴转速计算： 从电动机出来，各轴依次命名为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ轴。 Ⅰ轴 14701 n /r min Ⅲ轴 m in/ Ⅳ轴 2 inn ＝ min/r Ⅵ轴 m i n/ 2 ＝ 各 轴功率计算： Ⅰ轴 20xx1 η＝ PP =198kW Ⅱ轴 19821212  ηη＝ PP = Ⅲ轴  ηη＝ PP = Ⅳ轴 8 431234  ηηη＝ PP = Ⅴ轴 7 731245  ηηη＝ PP = Ⅵ轴  ηη＝ PP = Ⅶ轴 6 531267  ηηη＝ PP = Ⅷ轴 5 831278  ηηη＝ PP = 各轴扭矩计算 : Ⅰ轴 95509550111  nPT mN  中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 17 页 Ⅲ轴 95509550333  nPT mN  1 4 Ⅳ轴 95509550444  nPT mN  Ⅶ轴 95509550777  nPT mN  8 Ⅷ轴 95509550888  nPT mN  2 将上述计算结果列入下表 ,供以后设计计算使用 运动和动力参数 编号 功率 /kW 转速n/(r min1 ) 转矩 T/(N m) 传动比 Ⅰ轴 198 1470 Ⅲ轴 Ⅳ轴 Ⅶ轴 Ⅷ轴 齿轮设计及强度效核 这里主要是根据查阅的相关书籍和资料，借鉴以往采煤机截割部传动系统的设计经验初步确定各级传动中齿轮的齿数、转速、传动的功率、转矩以及各级传动的效率，进而对各级齿轮模数进行初步确定，具体计算过程级计算结果如下：统的设计经验初步确定各级传动中齿轮的齿数、转速、传动的功率、转矩以及各级传动的效率，进而对各级齿轮模数进行初步确定，截割部齿轮的设计及强度效核，具体计算过程及计算结果如下： 齿轮 1和惰轮 2的设计及强度效核 计算过程及说明 计算结果 中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 18 页 1)选择齿轮材料 查文献 1表 817 齿轮选用 20GrMnTi 渗碳淬火 2)按齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级，按 3 111t /np0. 02 2) n~(0. 01 3v  估取圆周速度 smvt /10 ，参考文献 1表 8－ 14，表 8－ 15 选取 小轮分度圆直径 1d ，由式（ 8－ 64）得 3 2HHEd11 )][ ZZZ(u 1ukT2d   齿宽系数 d 查文献 1 表 8－ 23 按齿轮相对轴承为非对称布置，取 d ＝ 0． 6 小轮齿数 1Z 1Z =19 惰轮齿数 2Z 2Z ＝  Zi 齿数比 u u ＝ 19/34/ 12 ZZ 传动比误差 0/  uu 误差在 %3 范围内 小轮转矩 mmNnpT  61 载荷系数 K 由式（ 8－ 54）得  KKKKK VA  使用系数 AK 查表 8－ 20 动载荷系数 VK 查图 8－ 57 得初值 VtK 齿向载荷分布系数 K 查图 8－ 60 齿间载荷分配系数 K 由式 8－ 55 及 0 得   c o s)]Z/1Z/1([ 21  ＝ [－ (1/19+1/34)]= 查表 8－ 21 并插值 K ＝ 1 则载荷系数 K 的初值 tK tK 弹性系数 EZ 查表 8－ 22 EZ ＝ 2/mmN 节点影响系数 HZ 查图 8－ 64 0xx,021  重合度系数 Z 查图 8－ 65 0 许用接触应力 由式  698 得  H ＝ HHHLim SZZ /  接触疲劳极限应力 21 HLimHLim  、 查图 8－ 69 HRC 56～ 62 smvt /10 公差组 7级 d ＝ 0． 6 1Z =19 2Z ＝ 34 u ＝ 合适 AK ＝ 1． 75 VtK ＝ 1． 11 K ＝ K ＝ 1 tK EZ ＝ 2/mmN HZ ＝ Z ＝ 中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 19 页 应力循环次数由式  708 得 )1030020(2147060n jL60N h1  912  则 查图 8－ 70得接触强度得寿命系数。