MG110260-WD型电牵引薄煤层截割部设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 我国是产煤大国，煤炭现在和将来几十年也都还是我国最主要的能源，随着煤炭开采的不断推进，资源总量不断减少，占煤炭资源总量的 20%以上，含量多达 吨的薄和极薄煤层将是保证我国国民经济飞速增长的重要能源物质基础。现阶段薄煤层主要的采煤技术是滚筒式采煤机，螺旋钻采煤机，刨煤机等，其中，滚筒式采煤机因为适应性强，生产产量大，机械化程度和截割效率高等优点得到了飞速的发展，但是由于在薄煤层开采中采煤机工作空间受到很大的限制，对于滚筒，影响其装煤效果的因素很多，其中，摇臂壳对煤流阻挡就是一个主要的因素 ，这也是为什么很多摇臂都做成弯曲的原因。当螺旋滚筒直径较小，提高滚筒转速可以一定程度提高装煤效果，但是这种提高受到转速限制，所以本设计通过提出一种新型式布置的双滚筒式采煤机，将阻挡装煤的摇臂向采空区一侧进行布置，以便增加装煤效果，对于薄煤层开采具有重要意义，同时在设计过程中简化采煤机截割部的设计，尤其是采用直摇臂和常规的直齿圆柱齿轮传动，增加了可靠性，减少了加工和制造的难度。 关键词 ： 薄煤层 滚筒式采煤机 装煤 截割部 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is a in is of is of in 0% of be an of of At is of of of e is of of is is a of is to is by so a of of in of in to of it in of of it of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 一、绪论 . 1 . 1 . 1 . 1 . 1 . 2 . 2 . 3 . 3 60 . 3 60 电牵引薄煤层采煤机总体介绍 . 3 60 电牵引薄煤层采煤机主要特点： . 3 途及适用范围 . 4 . 4 . 4 二、设计过程和思想 . 4 三、采煤机截割部的设计 . 6 电机的选择： . 6 2、传动比分配 . 6 传动比 . 6 级传动比分配 . 6 3、各级传动齿轮计算与校核 . 7 轮 1和 2设计与校核： . 7 轮 4和 5号设计与校核： . 12 轮 6和 7设计与校核： . 18 轮 9和 10 设计与校核： . 24 4、轴的计算和校核 . 30 一轴的设计与校核： . 30 二轴设计与校核： . 36 三轴设计与校核： . 43 四轴的设计与校核： . 49 5、总结 . 55 四 、参考文献 . 56 五、附录一：基于 的轴的结构分析和疲劳分析 . 57 六、附录二：基于 的轴的结构分析和优化设计 . 64 七、附录三、采煤机三维设计 . 72 八 、英文文献 . 73 九、中文翻译 . 77 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 十、致 谢 . 81 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一、绪论 言 我国是产煤大国，煤炭现在和将来几十年也都还是我国最主要的能源，随着煤炭开采的不断推进，资源总量 不断减少，可以预见占煤炭资源总量的 20%以上，吨的薄和极薄煤层将是保证我国国民经济飞速增长的重要能源物质基础。对以前难开采利用的薄和极薄煤层，边角煤等都要被有效地利用起来，这将增加对资源的有效利用率，也是保障能源供应的重要举措。 当前，中厚煤层整套采煤技术已经相当成熟了，薄煤层和极薄煤层采煤技术由于难度大，效率低等问题还没有大规模地应用于实际生产。现阶段薄煤层主要的采煤技术是滚筒式采煤机，螺旋钻采煤机，刨煤机等，其中，滚筒式采煤机适应性强，生产产量大，机械化程度高，截割效率高等等优点得到 了飞速的发展，但是由于在薄煤层开采中工作空间的限制，螺旋滚筒直径较小，转速较高，装煤效果不好是一个突出的问题，本设计通过提出一种新型式布置的双滚筒式采煤机，将阻挡装煤的摇臂向采空区一侧进行布置，以便增加装煤效果，同时简化采煤机设计，尤其是采用直摇臂，采用常规的直齿圆柱齿轮传动，减少了加工和制造的难度。 煤机械概述 煤机械化的发展 煤炭工业的机械化是指采掘、支护、运输、提升的机械化。其中 采掘包括采煤和掘进巷道。随着采煤机械化的发展，采煤机是现在最主要的采煤机械。 20 世纪 40 年代初，英国 和苏联相继研制出来了链式采煤机。这种采煤机是用截链落煤，在截链上安装有被称为截齿的专用截煤工具，其工作效率低。同时德国研制出了用刨削方式落煤的刨煤机。 50 年代初，英国和德国相继研制出了滚筒采煤机，在这种采煤机上安装有截煤滚筒，这是一种圆筒形部件，其上装有截齿，用截煤滚筒实现装煤和落煤。这种采煤机与可弯曲输送机配套，奠定了煤炭开采机械化的基础。这种采煤机的主要缺点有二，其一是截煤滚筒的安装高度不能在使用中调整，对煤层厚度及其变化适应性差；其二是把圆筒形截煤滚筒改进成螺旋叶片式截煤滚筒，即螺旋滚筒，极大地提高了 装煤效果。这两项关键的改进是滚筒式采煤机成为现代化采煤机械的基础。 可提高螺旋滚筒采煤机或刨煤机与液压支架和可弯曲输送机配套，构成综合机械化采煤设备，使煤炭生产进入高产、高效、安全和可靠的现代化发展阶段。从此，综合机械化采煤机采煤设备成为各国地下开采煤矿的发展方向。自 70 年代以来，综合机械化采煤设备朝着大功率、遥控、遥测方向发展，其性能日益完善，生产率和可靠性进一步提高。工矿自动监测、故障诊断以及计算机数据处理和数显等先进的监控技术已经在采煤机上得到应用。 械化采煤的类型 长壁采煤工作面的采 煤过程主要包括：落煤、装煤、工作面运煤、顶板支护及处理采空去五个工序，按照这些工序来分有两种机械化采煤方式： 1） 普通机械化采煤（普采）：利用采煤机械（刨煤机或采煤机）来实现 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 落煤和装煤，工作面输送机运煤，并用单体液压（或金属磨擦）支柱及金属铰接梁来支护顶板的采煤法称普通机械化采煤。 2） 综合机械化采煤（综采） ： 用大功率采煤机来实现落煤装煤，刮板输 送机运煤，自移式液压支架来支护顶板而使工作面采煤过程完全实现机械化的采煤法称综合机械化采煤。综采工作面主要是三机配合：如下图 1示： 图 1 - 11 . 采 煤 机2 . 刮 板 输 送 机3 . 液 压 支 架图 1 1、三机配套图 煤机简述 煤机的分类和组成 采煤机有不同的分类方法，一般我们按照工作机构的形式进行分类，可分为：滚筒式、钻削式和链式采煤机；现在我们所说的采煤机主要是指滚筒采煤机，这种采煤机适用范围广，可靠性高，效率高，所以现在有很广泛的使用。 滚筒采煤机的组成如图 1示： Y B Q Y S 2 - 4 5 - 2 双 滚 筒 采 煤 机1 . 右 滚 筒 2 . 右 摇 臂 3 . 右 牵 引 部 4 . 中 间 箱 5 . 左 牵 引 箱 6 . 左 摇 臂 7 . 左 滚 筒买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 筒采煤机的工作原理 第四代采煤机研发成功后，现在采煤机的设计基本上传承了他们的特点，随着机械电子的飞速发展，对采煤机产生了很大的影响，现在采煤机是集电子系统，液压系统，机械传动系统于一身的复杂的系统。在机械传动部分现代的采煤机去掉了以前采煤机的的托架，全部采用双滚筒设计。 筒采煤机的特点 滚筒采煤机对煤层地质条件的要求较低，对于地板起伏 不平、层厚变化大、煤粘顶、有落差不大的断层以及不同性质的顶板等煤层条件，采煤机都能适应； 2调高方便，免开缺口； 3功率大、生产率高、工作可靠； 4操作方便并有完善的保护、监测系统 5向标准化、系列化、通用化发展。 但是滚筒采煤 机也有其缺点：结构复杂，价格昂贵；割落的煤的块度小， 粉尘含量多，因而破碎单位体积煤的能量消耗大。 60 薄煤层采煤机 60 电牵引薄煤层采煤机总体介绍 60 电牵引薄煤层采煤机 （以下简称 35煤机），为多电机横向布置，该机装机总功率 260割功率 2 X 110引功率 40 60煤机，主机身采用整体结构形式，取消了长螺柱及传统意义上的螺栓联接。此结构简单、可靠，且尺寸 小，大大的降低了采煤机的机身高度，适用薄煤层开采。多电机驱动采用横向布置形式，拆装方便。 60 电牵引薄煤层采煤机主要特点： 1、除了具有传统双滚筒采煤机的所有特点为，由于采用摇臂向采空区一侧放置，有效地解决了采煤机摇臂对滚筒装煤过程中的阻挡，尤其是在薄煤层中，滚筒装煤效果不佳，这个作用就非常突出了。 2、采用直摇臂，简化了摇臂的加工和制造，节约成本。 3、采用四级圆柱直齿轮传动，没有变位齿轮，也没有行星结构，结构简化，制造复杂性减低，可靠性增加。 要用途及适 用范围 35煤机适用于采高 薄煤层，倾角小于或等于 35 度，煤质中硬或中硬以下，含有少量夹矸的长壁式工作面。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 号的组成及其代表的含义 电牵引无链牵引总装机功率单个截割电机功率采煤机的代号， M 没采煤机， G 为滚筒式10 3、采煤机型号含义 用环境条件 及 安全警示 1、 可在周围空气中的甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过煤矿安全规程中所规定的安全含量的矿井中使用。 2、 海拔高度小于 200m。 3、 周围介质温度不超过 40 摄氏度、不低于 氏度。 4、 环境温度为 25 摄氏度时，周围空气湿度不大于 97。 5、 周围介质中无足以腐蚀和破坏绝 缘的气体和导电尘埃。 6、该产品必须取得矿用产品安全标志后方可下井使用。 7、该产品的电控腔急接线腔的箱盖严禁在带电的情况下打开。该产品在箱盖的显著位置已标有“严禁带电开盖”的字样。 8、用的隔离开关“ 禁带电离合。 9、该产品的电路严禁乱拆乱调。 10、该产品开机前必须先通水，后开机，当喷雾泵站停止供水时，应立即停止电机运行。 11、随时注意冷却水路中的安全阀，如产生释放现象，应及时检查原因。 12、定期检查清洗水阀内的过滤器。 13、随时注意各喷嘴运行情况，如有堵塞，应及时疏通。 14、定期检查喷 雾泵站至采煤机输水管各连接口是否密合，不得有渗透水现象。 二、设计过程和思想 本设计作为毕业设计，具有以下几个特点：第一、检验大学四年对基础和专业课知识的学习和掌握情况，尤其是知识的运用能力，是综合化和运用性的集中体现；第二、这次设计是作为我们由学校向工作单位的过渡，是一个缓冲和连接，这也是利用所学知识联系实际情况，综合解决问题的一次机会。第三、理论性和实践性高度统一，从设计过程中体会课堂上学不到的经验和知识。 面对这次设计，我的工作流程大体如下：分析设计题目和要求 收集和查阅想关文献 确定设计思路和核 心思想 方案设计和论证 具体结构细化 利用工买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 具软件（ ， 化分析 绘图和编写设计说明书。 截割部轴系电机摇臂壳密封系统润滑系统冷却系统惰一轴系截二轴系截三轴系惰二轴系截四轴系截一轴系截五轴系外喷雾系统轴的安装和固定基础回转和调高防尘防漏油水冷油冷齿轮润滑轴承润滑图 2本次设计主要采用功能的核心思想，在现代设计理论中描述，设计最核心的理念是功能，设计的最终目标是完成既定的功能，功能决定结构，结构是功能的反映。基于此，将设计对象的功能进行分解，再从每一个子功能入手来设计和完成结构，这一保证了设计过程中不漏掉主要结构部件，每一个功能都有它自身明确的对应结构来完成，用功能来检查结构的设计。在功能等价，而结构不同 的指导思想下，清晰的功能思想同时对于改进设计有指导性帮助。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 三、采煤机截割部的设计 销轴轴1 轴2 轴3 轴4 轴5 轴6 轴7齿轮1 齿轮2 齿轮3齿轮4 齿轮5 齿轮6齿轮7 齿轮8 齿轮9 齿轮10电机滚筒图 3 1、 截割部方案简图 电机的选择： 电机型号： 100 额定功率（ 100 时功率 110 额定电压（ V）： 1140 V 额定电流（ A）： 68 额定转速（ 1470 作效率： 率因数： 动机的转距： T 69 1 0 1 0 01470= 0 、传动比分配 传动比 总传动比等于截割电动机的转速与滚筒的转速比值：根据计算和优化后的结果， 电动机转速： 1470 转 /分 ；滚筒转速： /分； 所以：总传动比： 1 4 7 0 / m i n 2 1 . 5 66 8 . 1 8 / m i r总 级传动比分配 总体结构采用四级圆柱直齿轮加上两级惰轮传动， 在保证总传动比的前提下，传动系统体积要最小（等价于用料最小），发挥的功效接近 相同，而不出现浪费。基于计买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 算和优化，得出各级传动比如下：第一级为 二级为 三级为 四级为 加两级惰轮传动，传动比为 1。 3、各级传动齿轮计算与校核 轮 1和 2设计 与校核 ： 原动机为防爆电动机，高速齿轮 （小齿轮） 传递功率 110齿轮转速1n1470r/动比 i= 向传递， 齿轮的传递效率 承的效率 效率， 工作有 严重 冲击，预期寿命 5000小时。 择齿轮材料，确定许用应力： 小齿轮： 20淬火加渗碳处理 ； 0 大齿轮： 20淬火加渗碳处理 ； 0 许用接触应力 = 表取： 16502mm 16502力循环次数 N: 1 60 hN 60 1470 1 5000 n：齿轮转速， n=j：齿轮每转一圈时同一齿面的啮合次数； j=1 轮的工作寿命，000h 1N10 2 60 hN 60 2 5000 n：齿轮转速， n=1470 j：齿轮每转一圈时同一齿面的啮合次数； j=2 轮的工作寿命，000h 2N10 查 机械设计第 80页的图 6算的 寿命系数N如下 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1NN触强度 计算的 最小安全系数 上面的参数所以得出： 1 1650 2 1650 许用弯曲应力 F: li mm i 弯曲疲劳极限表取： 9002mm9002曲强度寿命系数表取： 11 21 弯曲强度尺寸系数表取： 弯曲强度最小安全系数 上面的数据可以计算出： 1F 900 1 1= 2F 900 1 1= 齿面接触疲劳强度设计计算： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 确定齿轮传动的精度等级， 参考机械设计第 84页的表 公差组 7级 精度 按式子：31 ( 0 . 0 1 3 0 . 0 2 2 ) n估取圆周速度 : 31 110( 0 . 0 1 3 0 . 0 2 2 ) 1 4 7 0 8 . 0 5 1 3 . 6 3 /1470v m s 小轮的分度圆直径 1d ： 3 2 11 2 ( 1 )() Z KT u 齿宽系数d，查 机械设计第 85 页表 d 齿轮齿数1Z，按照推荐值选择： 1Z=17 大齿轮齿数2Z： 21Z i Z 整后取 49 传动比 u ： 21zu z49/17=动比误差 ： （ 差范围满足要求 小 齿 轮的转矩计算1T： 6 11 19 . 5 5 1 0 PT n=1000000 110 1470 =10 载荷系数 K 的计算公式为 : K K K 用系数，查 机械设计第 76 页 表 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 K,动载系数，由 机械设计第 76 页 推荐值取 为 ： ,齿间载荷分配 系数，由 机械设计第 76页的简化计算 推荐值取： K ,齿向载荷分配系数，由 机械设计简化计算的 推荐值取： K 以上的参数可以计算出 载荷系数 K ： K K K =料的弹性系数机械设计第 78页表 ： 机械设计第 79页图 6 ： 合度系数 Z,由推荐值取： Z 以可以得出 3 2 11 2 ( 1 )() Z KT u 3 2 11 2 ( 1 )() Z KT u 6233 1 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 5 2 2 . 2 2 3 0 . 7 1 5 1 0 ( 2 . 8 8 2 1 )()1 5 6 0 0 . 8 2 . 8 8 2 =小 齿轮的模数 11dm z7=圆整后取 5买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 查表圆整后取 模数为 ： m =5小轮分度圆直径1d： 11d 5 17=85圆周速度 v： 11 60000v d n=0000=m/s 在估计的范围内部。 标准中心距 a ： 12()2m z 5（ 17+49） 2=165齿宽 b： 185 8大轮齿宽2b： 由于2以取2b70 小轮齿宽1b： 12( 5 1 0 )，取为 75根弯曲疲劳强度校核计算： 112F F a S a Y Yb d m齿形系数机械设计 表 ： 小 齿 轮1 齿 轮2力修正系数 小 齿 轮1 齿 轮2合度 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 2 21 t a n t a n t a n t a n2 00001 5 1 7 c o s 2 0 5 4 9 c o s 2 01 7 t a n ( a r c c o s ) t a n 2 0 4 9 t a n ( a r c c o s ) t a n 2 02 5 1 7 2 5 5 4 9 2 5 = 重合度系数 Y： 0 . 7 50 . 2 5 以上的各个参数得出： 11 1 1 1112F F a S Y Yb d m 22 2 2 2212F F a S Y Yb d m = 由以上的校核 结果可以判断 ：齿根弯曲强度满足要求 轮的其它尺寸的计算： 大 齿 轮的分度圆直径2d： 22d 5 49=245顶圆直径 112d h 85+2 5=9522d h 245+2 5=255 根 圆直径 112 . 5d h 5=22 . 5d h 5=轮 4和 5号设计 与校核 ： 原动机为防爆电动机，高速齿轮 （小齿轮） 传递功率 齿轮转速1n动比 i= 向传递， 齿轮的传递效率 承的效率 效率， 工作有 严重 冲击，预期寿命 5000小时。 择齿轮材料，确定许用应力： 小齿轮： 20淬火加渗碳处理 ； 0 大齿轮： 20淬火加渗碳处理 ； 0 许用接触应力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 = 表取： 16502mm 16502力循环次数 N: 1 60 hN 60 1 5000 n：齿轮转速， n=j：齿轮每转一圈时同一齿面的啮合次数； j=1 轮的工作寿命，000h 1N10 2 60 hN 60 1 5000 n：齿轮转速， n=j：齿轮每转一圈时同一齿面的啮合次数； j=1 轮的工作寿命，000h 2N10 查 机械设计第 80页的图 6算的 寿命系数N如下 ： 1NN触强度 计算的 最小安全系数 上面的参数 所以得出： 1 1650 2 1650 许用弯曲应力 F: 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 li mm i 弯曲疲劳极限表 取： 9002mm9002曲强度寿命系数表取： 11