MG132-315-WD型采煤机设计
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MG132-315-WD型采煤机装配图.dwg
MG132-315-WD型采煤机设计论文.doc
三轴大齿轮.dwg
低速级大齿轮.dwg
行星轮.dwg
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 项目研究意义 1
1.2设计意义 1
1.3总体方案确定 1
1.4截割部结构的技术特征 2
第2章 减速部分的设计与计算 4
2.1 传动比的分配 4
2.2一级减速齿轮传动设计及计算 4
2.2.1 基本参数确定 4
2.2.2 设计计算 5
2.2.3 一级减速齿轮强度校核 7
2.3 第二级减速齿轮传动设计及计算 9
2.3.1几何尺寸设计计算 9
2.3.2齿面接触强度校核 11
2.3.3齿根弯曲强度校核 11
2.4减速齿轮静强度校核 12
2.4.1 一级齿轮静强度校核 12
2.4.2 第二级齿轮静强度校核 13
2.5 惰轮的设计计算与校核 14
2.5.1一级减速中惰轮的设计计算与校核 14
2.5.2 第二级减速中惰轮的设计计算与校核 17
2.6行星齿轮校核 20
2.6.1配齿计算 20
2.6.2按接触强度初算中心距和模数 20
2.6.3.计算行星齿轮的几何尺寸 21
2.6.4齿面接触强度校核计算 22
2.6.5轮齿弯曲强度校核计算 25
第3章 轴的设计计算与校核 27
3.1一轴设计计算与强度校核 27
3.1.1 材料选择 27
3.1.2 一轴的结构确定和设计计算 27
3.1.3 轴的疲劳强度安全系数校核 30
3.1.4 一轴的刚度校核 32
3.2 二轴设计计算与强度校核 32
3.2.1二轴尺寸的设计计算 32
3.2.2 二轴强度校核 34
3.3.3 二轴的静强度校核计算 35
3.3 三轴设计计算与强度校核 36
3.3.1三轴尺寸的设计计算 36
3.3.2 三轴强度校核 39
3.4四轴设计计算与强度校核 42
3.4.1四轴尺寸的设计计算 42
3.4.2四轴的静强度校核计算 45
3.5五轴的校核及轴承寿命计算 46
3. 6 行星轮轴的校核及轴承寿命计算 51
第４章 轴承和键的设计计算与校核 55
4.1轴承的设计计算 55
4.1.1 一轴受力分析 55
（5）行星轮轴承受力分析 59
4.2 轴上渐开线花键的强度计算 59
对于动联结，花键的主要失效形式是工作面的过度磨损。 59
第5章 经济效益分析 61
第6章 环保分析 62
结论 63
参 考 文 献 65
摘 要
MG132/315-WD型采煤机是电牵引型的采煤机，它的截割部是由电动机带动，通过二级直齿轮减速和一级行星减速带动滚筒，最后，达到用户所需的转速。截割部的设计采用弯摇臂结构，可满足有较大的卧底量。本结构还采用行星减速机构大齿圈与太阳轮浮动，使截割部受力能承受较大的载荷，工作更加平稳。采用两腔分离结构，飞溅润滑方式，解决了行星机构的润滑问题。结合鸡西煤矿机械有限公司提出的要求，针对原有机型进行结构改进，适当增加摇臂的长度，实现高开采率，提高采煤效率。
关键词 采煤机； 电牵引； 截割部
Abstract
The type of MG132/315- WD adopts coal machine is piece that electricity lead the type adopt the coal machine, it mow a the department is to be aroused by electric motor to pass second class keeping the wheel gear decelerate to decelerate to arouse the roller with the second class planet, finally, attain the customer need of turn soon.The electricity leads to adopt the coal machine is from now on the direction that develop, it have to lead the characteristic goodly, can used for the big cape of sloped coal seam, circulating dependable, the service life is long, responding intelligent, the dynamic characteristic is good, the efficiency is high, the construction is simple, having the perfect examination with show the system, the comprehensive adopts the high the world record that produce to all give or get an electric shock to lead to adopt the coal machine creation in recent years.
The type of MG132/315- WD adopts the design success of the coal machine can used for the thick layer in inside in well in mineral comprehensive adopts the work can adopt the hard coal quality, combining can adapt to the complicated a scaleboard term.
Keywords Adopt the coal machine; give or get an electric shock to lead; cut to mow department
第1章 绪论
1.1 项目研究意义
目前的采煤机机组中的大多数适应性不广，可靠性不太高，因而使用不够广泛。薄煤层属难采煤层,由于受到工作面条件、空间狭小、地质条件变化大等因素的限制,从整体水平上远远落后于中厚及厚煤层开采水平。在机采工作面中采煤机是所有配套设备中的关键设备,要使薄煤层工作面技术经济指标接近或达到中厚煤层工作面的水平,根据薄煤层开采的迫切需要,开发适合国情的新一代大功率薄煤层采煤机是非常必要的。电牵引采煤机生产能力大；操作简便，使用灵活，保护、控制功能齐全，适用于薄煤层开采。结合鸡西煤矿机械有限公司提出的要求，对现有采煤机摇臂长度进行改进，以保证足够大的卧底量，对薄煤层实现高开采率，提高采煤效率。
1.2设计意义
我国机械化采煤经过多年的发展，然而，我国薄煤层开采机械化程度还很低，有相当一部分薄煤层工作面采用炮采，人工装煤，生产效率低，工人劳动强度大，对一些厚薄煤层并存的煤矿，由于薄煤层开采速度缓慢，使下部中厚煤层长期得不到及时开采，以至影响工作面的正常接替，而且被迫丢失一些薄煤层资源。因而迅速提高薄煤层开采机械化程度，加快薄煤层开采速度具有重要意义。根据市场需要设计MG132/320WD型薄煤层采煤机截割部，上摆角32度，下摆角11度，所采煤层厚度800mm到1400mm之间，电机驱动，转数1460转每分。滚筒长600毫米。卧底开采深度120mm。机构高400mm左右。使用寿命15000小时左右。
1.3总体方案确定
采煤机的截割部承担落煤和装煤任务，是采煤机的重要部件之一。一个完善的工作机构应满足以下要求
(1)能适应不同的煤层和有关地质条件。
(2)能充分利用煤壁的压张效应，降低能耗，提高块煤率，减少煤尘。
(3)能装煤和自开缺口。
(4)载荷均匀分布，机械效率高。
(5)结构简单，工作可靠，拆装维修方便。
方案一截割部减速部分采用行星机构；
方案二截割部减速部分采用配对直齿轮。
方案比较薄煤层属难采煤层,由于受到工作面条件、空间狭小、地质条件变化大等因素的限制,如果采用配对直齿轮减速,而不采用行星机构，想得到较大的传动比，势必要增加齿轮副的数目，这样将增加摇臂的长度，对摇臂的刚度要求较高或者造成机壳体积大，所采煤层厚度受到很大限制。采用行星机构减速，能够适应较恶劣的工作环境，并且使采煤机工作平稳，可开采煤层厚度达到800mm 到1400mm之间。安全性提高，避免截割部经常出现问题，由于井下空间小，工人维修极不方便的问题。有效缩小机身体积，降低滚筒的转速，增加块煤量。经多方调查和研究，确定方案如下。
（1）经环保分析、资源分析，设计成本等考虑，此结构设计可行行高。
（2）煤层开采时，螺旋滚筒采煤机的工作机构在采煤过程中会产生大量煤尘，所以考虑降低滚筒转速，增加块煤量。
（3）、经济分析、成本核算，在安全性和使用寿命满足设计目的的前提下尽量降低生产成本。
（4）、机构便于安装，拆卸和维修。尽量提高部件的互换性、可靠性。
（5）、在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适合于整体或解体搬运。尽量做到标准化，通用化，系列化。
1.4截割部结构的技术特征
该机构主要由箱体，原电机，输出轴，减速部分，除尘及冷却系统，润滑系统等组成。电动机功率132kw，电动机转速1460r/min，传动比，根据设计需要，欲把滚筒输出转速控制在60r/min左右，所以 ,本设计结构采用两级直齿传动和一级行星传动。下面进行齿数分配，为避免互质，增加齿轮使用寿命，依次选为如表1-1所示
输出转速n=1460/i=1460/24.28=60.11，使用寿命15000h，采煤深度: 800mm 到1400mm之间，上摆角22度下摆角10度，电机为煤矿专用电机YBS2—132，本设备符合矿用防爆规格，可用于有瓦斯和煤尘爆炸的矿井。能在海拔高度不超过2000米，周围介质温度不高于55°C、空气湿度不大于95％的情况下可靠的工作。输出功率为132kw，三相交频电动机，机壳带有冷却系统，为水冷，该电机设计了弹性扭拒轴，用于过载保护。该电机体积小，便于更换，适合于煤矿中使用。截割部与牵引部相连，该截割部电机输出轴与惰轮轴通过齿轮啮合，惰轮轴上的齿轮在与三轴上的齿轮啮合，组成一级减速，同样，二级减速构成一级减速系统构成方式类似，三级减速系统为行星减速系统，输出轴与滚筒相联结，滚筒转动带动切齿，进行煤的开采，滚筒的转速直接影响到块煤量，降尘方法采用内喷雾式。箱体内采用N320硫磷极压齿轮油润滑，工作油液的状况直接影响机器性能和使用寿命，因此要定期检查，及第5章 经济效益分析
本次设计的采煤机为薄煤层采煤机。我国薄煤层储量丰富，1 .3m以下煤层可采储量约占全部可采储量的20%。但由于薄煤层开采煤层厚度薄，与中厚及厚煤层相比，薄煤层机械化开采存在着工作条件差，设备移动困难;煤层厚度变化、断层等地质构造对薄煤层设备生产性能影响大，以及投入产出比高，经济效益不如厚与中厚煤层等特殊问题，造成薄煤层机械化开采技术发展速度相对缓慢。发展机械化开采，是提高薄煤层工作面生产效率的唯一出路，而实现薄煤层工作面高产高效的关键是要有高性能的薄煤层生产设备。滚筒采煤机由于具有截割效率高、破煤岩能力强、适应性好等优点，必将成为薄煤层开采的主力设备。所以，设计薄煤层采煤机截割部具有广阔的市场前景。
根据滚筒转速，v=60r/min,采煤机牵引速度3m/min,滚筒直径1米，可估算出使用该采煤机的所采煤的年产量，MG132型薄煤层采煤机运行1个月，产煤量58000t，最高月产60000t，平均日产2000t，按照目前煤炭的市场价格，320元/吨左右，那么，每月的总收入为1920万元，如果除去每月的员工工资，维修费用等，大概92万元左右。该截割部共用齿轮5个，材料为20CrMnTi,价格初步估算为30000元；轴5个，其中两个为齿轮轴，估计价格为2500元；壳体体加工加上材料成本估算为24500元，轴承共用33个，用国产轴承，估计价格为20000元，电机为外购定货，价格估计为60000元，整个产品人力花费是15000。传动机构中采用行星机构传动，减少了齿轮数量，此项可节约20000元。售出价格初步拟定2000000元,这样一年卖出去十台就可以节省20万元。
该机构可靠性高，维修方便，能够满足用户的使用要求。目前全球能源紧张，石油和煤炭的价格均呈现上扬趋势，由于石油的资源减少，人们想利用煤转油来代替石油，所以煤炭生产行业具有广阔的前景，只要购买公司合理使用本产品，定能带来不错的经济效益。
第6章 环保分析
产品的设计要顺应绿色和环保的潮流，就要从产品的设计、制造、包装、营销甚至于整个产品使用后的废弃物回收，都要建立一套有效率、有系统的制度，尽量生产符合环保要求的产品，以减少企业活动对生态环境产生的破坏。因此，进行采煤机截割部设计过程中也需考虑环境保护的问题，如何将环境保护意识纳入设计理念策略中.确实值得我们深思与探讨。 考虑以上因素本人在进行采煤机截割部设计时考虑到强化产品结构、设计零件少量化、标准化、提高零件的互换性、组装与拆卸简易化、避免使用有害材料、掌握绿色设汁信息、提高薄煤层开采程度和有效降低矿井下采煤时的粉尘等。设计过程中尤其应考虑设计的成本效益、组装效益及零件维修的方便性。此外还必须考虑生态环境、法规限制、消费需求及企业面临的竟争压力与获利的两难抉择。设计时必须先评估新生产的产品，从设计、制造、使用与废弃物处理的整个过程。煤炭和原油一样属于不可再生能源，这类能源的开采与利用的如何不对环境产生负面影响一直是人们探讨的问题，所以在本次设计中，在采煤机中体现了良好的密封，以防止其污染地下水。这里我呼吁广大学者为了地球的明天，发挥聪明才智，开发出新的能源物质、用合理的方法进行能源的开采利用。
结论
目前的采煤机机组中的大多数适应性不广，可靠性不太高，因而使用不够广泛。薄煤层属难采煤层,由于受到工作面条件、空间狭小、地质条件变化大等因素的限制,从整体水平上远远落后于中厚及厚煤层开采水平。在机采工作面中采煤机是所有配套设备中的关键设备,要使薄煤层工作面技术经济指标接近或达到中厚煤层工作面的水平,根据薄煤层开采的迫切需要,开发适合国情的新一代大功率薄煤层采煤机是非常必要的。
参 考 文 献
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5 徐颧. 机械设计手册3—4 北京: 机械工业出版社, 1981:78-90
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11 花国梁. 互换性与测量技术基础. 北京北京理工大学出版社.1990
12 保晋.王庆康.门迎春译.采煤机破煤理论. 北京煤炭工业出版社.1992
13 李贵轩.采煤机工作机构的运动学分析及应用.1980年煤矿机械化学术交流学术报选编，1980
14 张仕红.何敬德.管亚平.电牵引采煤机的技术现状和发展趋势.煤矿机电
15 刘春生.刘华利.采煤机摇壁壁厚的最佳确定.煤炭技术.1995（4）
16 成大先.机械设计手册(第3卷).北京:化学工业出版社
17 绕振刚.行星机构传动设计(第2版).北京:国防工业出版社.1 99410-35
18 李永树.等.采动沉陷对建筑物的破坏作用.河北煤炭建筑工程学院学报.1994(2) 15-30
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20 程居山.矿山机械.徐州:中国矿业大学出版社.1997.
21 Theory of Hydrodynamic Lubrication.O.Pinkus,B.Sternlicht.Mc gray-Hill.1961.
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26 FAG Kugellager, Rollenlager Katalog 41000.1966
27 DIN3992 Profilverschiebung bei Stirnva-dern mit Aubenverzahnung.1964
川公网安备: 51019002004831号