MGTY400900-3.3d电牵引采煤机截割部设计【含8张cad图纸、说明书】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共108页)
编号：17218323
类型：共享资源
大小：2.35MB
格式：ZIP
上传时间：2019-03-29
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
含8张cad图纸、说明书
设计】MGTY400900-3.3D
电牵引采煤机牵引部
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
摘 要MGTY400/900-3.3D型采煤机是一种电牵引大功率采煤机，该机机身矮，装机功率大，采用大角度弯摇臂设计，加大了过煤空间，提高了装煤效果，机械传动都是直齿传动，传动效率高，容易安装和维护。本次设计以MGTY400/900-3.3D型电牵引型采煤机截割部为设计对象,采煤机截割部主要是由四级齿轮传动组成,电动机输出的动力经由两级直齿圆柱齿轮和双级行星轮系的传动，最后驱动滚筒旋转。设计任务有：一初步确定设计方案；二是通过查找有关资料及设计手册设计计算截割部的传动系统。在设计过程中，对截割部的轴、传动齿轮、轴承和联接用的花键等部件进行了设计计算、强度校核和选用。同时在计算过程中我们应该正确应用设计手册，认真计算每个过程的具体数据，确保设计数据的准确率，达到设计所要求的目的。关键字：采煤机 截割部 减速器 行星轮 齿轮AbstractMGTY400/900-3.3D Shearer is a high-power electric traction shearer with a short body and strong power. And it was designed with a wide-angle rocker arm, so that the space to deliver the coal was expanded, and the coal loading speed was efficiently improved. Mechanical transmissionisa straight transmission with high transmission efficiency,easy to install and maintain. This research takes the cutting unit of MGTY400/900-3.3D type electric traction shearer as the design object. The cutting unit is mainly composed of four - stage of gear transmission. The motors output power passes through two-stage of spur gears transmission and two-stage planetary gear train transmission, finally, rotates the drive rollers .The targets of the research: first, determine the basic design scheme. Second, design the transmission system of the cutting part by looking up some relevant information. In the process, we will design, choose and check the parts of shearer ,such as axle,transmission gears, bearings, the spline and so on. At the same time, we should make good use of the design manual when calculating, carefully calculate each specific data, ensure the accuracy of design data, and finally reaches the design requirements.Key words：Coal mining machines Cutting Department Reducer Planetary gear Gearii 目 录绪 论1第一章 MGTY400/9003.3D型采煤机整机概述3第一节 采煤机的组成与特点3第二节 采煤机的工作面布置情况及工作过程6第三节 采煤机的主要技术特征7第二章 采煤机截割部设计的原则和依据11第一节 采煤机截割部总体设计原则11第二节 传动方案设计13第三节 传动零件的设计计算17第三章 采煤机附属装置79第一节 辅助液压系统作用79第二节 调高油缸83第三节 冷却系统84第四章 采煤机的运输、操作与检修88第一节 运输88第二节 井上井下检查与运输89第三节 采煤机的启动、操作和停机90第四节 采煤机的维护91结束语95参考文献96英文文献97中文翻译100结 论103致 谢104毕 业 论 文毕业生姓名：专业：学号：指导教师所属系（部）：毕业设计评阅书题目: MGTY400/9003.3D电牵引采煤机截割部设计 机电 系 机械设计制造及其自动化 专业 姓名 设计时间：2014年3月24日2014年6月15日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：201 年月日毕业设计答辩记录卡机电 系 机械设计制造及其自动化专业 姓名 答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。 专业答辩组组长：（签名） 201 年月日5英文文献Gears Gears are vital factors in machinery ,which are uses to transmit power or motion from one shaft to another .They may be used only to transmit motion from one part of a machine to another,or they may be used to change the speed or the torque of one shaft with with relation to another.One of the first mechanism invented using gears wad the clock.In fact,a clock is little more than a train of gears.Considerable study and research have been made on gears in recent years because of their wide use under exacting conditions.They have to transmit heavier loads and run at high speeds than ever before.The engineers and the machinists all consider gearing the prime element in nearly all classes of machinery.Super Gears Spur gears will be considered first for several reasons.In the first place, hey are simplest and the least expensive of gears and they may be used to transmit power between parallel shafts, also spur gears definitions are usually applicable to other types .It is important go understand the following definitions, since they are important factors in the design of any equipment utilizing gears.Diametric Pitch The number of teeth per inch of pitch cirle diameter .The diameter pitch is usually an integer .A small number for the pitch implies a large tooth size.Meshing spur gears must have the same diameter pitch .The speed ratio is based on the fact that meshing gears may have different-sized pitch circles and hence different number of teeth.Circular Pitch The distance from a point on one tooth to the corresponding point on an adjacent tooth, is measrued along the pitch circle.This is a liner dimension and thus bas liner units.Pitch Circle The circle on which the ratio of the gear set is based, when two gears are meshing, the two pitch circles must be exactly tangent if the gears are to function properly.The tangency point is known as the pitch point.Pressure Angle The angle between the line of action and a line perpendicular to the centerlines of the two gears in mesing .Pressure Angles for spur gears are usually 14.5 or 20 degrees, although other values can be used.Meshing gears must have the same pressure angles.In the case of a rack, the teeth have the straight sides inclined at an angle corresponding to the pressure angle.Base Circle A circle tangent to the line of action (or pressure line ) .The base circle is the imaginary circle about which an involutes cure is developed .Most spur gears follow an involutes cure from the base circle to the top of the tootch,this cure can be visualized by observing a point on a taut cord an it is unwound from a cylinder .In a gear ,the cylinder is the best circle.Addendum The radial distance is from the pitch circle to the top of the tooth. Dedendum The radial distance from file pitch circle to the root of the tooth.Clearance The difference between gear addendum and dedendum face width.Face Width The width of the tooth measured axially.Face The surface is between the pitch circle and top of tooth.Flank The surface is between the pitch circle and the bottom of the tooth.Helical Gears These gears have their tooth element at an angle or helix to the axis of the gear. They are more difficult and expensive to make than spur gears, ut are quieter and stronger. They may be used to transmit power between parallel shafts at an angle to each in the same or different planes.Herringbone Gears A herringbone gear is equivalent to a right-hand and a left-hand helical gear placed side by side.Because of the angle of the tooth, elical gears create considerable side thrust on the shaft. A herringbone gear corrects this thrust by neutralizing it, allowing the use of a small thrust bearing instead of a large one and perhaps eliminating one altogether.Often a central groove is made round the gear for ease in machining.Bevel Gears Bevel gears are used to connect shafts, which are not parallel to each other.Usually the shafts are 90 deg.To each other, but they may be more or less than 90 deg.The two meshing gears may have the same number of teeth for the purpose of changing direction of motion only,or they may have a different number of teeth for the purpose of changing both speed and direction .The faces of the teeth lie on the surface of the frustum of a cone,therefore the teeth elements are not parallel to each other it can be seen that this lack of parallelism creates a machining problem so that two passes with a tool must be made.The tooth elements may be straight or spiral ,so that we have plain anti spiral evel gears.Worm and Worm GearsA worm-and-worm-gear combination is used chiefly where it is desired to obtain a high gear reduction in a limited space, normally the worm drivers the worm gear and is not reversible, that is to say, the worm gear can not drive the worm.Most worms can be rotated in either direction, clockwise or counterclockwise.Racks A rack is a gear with an infinite radius, or a gear with its perimeter stretched out into a straight line.It is used to change reciprocating motion to rotary motion or vice versa.A lathe rack and pinion is a good example of this mechanism. Various materials are used in manufacturing gears .Usually,the materials selected depends on the method used for making the gear and the application to which it will be put.Gears can be cast,cut,or extruded.Typical materials include cast iron,cast steel,plain carbon steel,alloy steel aluminum,phosphor bronze,laminated phonetics,and nylon.中文翻译齿轮齿轮是机器中的动力元件,用来传递轴与轴之间的运动及动力。它们可能仅被用来传递运动,即机器的一个部分到另一个部分,或者被用来改变轴与轴之间相对速度和转矩,第一个被发现用齿轮的机器是钟表,事实上,钟表的齿轮与火车上的齿轮相比是非常小的。由于齿轮在实际环境中的广泛应用,人们在齿轮的应用方面进行了许多的研究和调查。现在,齿轮传动比起以前来不得不传递很重的载荷,和在高速度下运转。目前工程师和机械师都在考虑存在于机械中的这种因素。直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮被作为传动中的首选有许多原因。它们是最简单也是最廉价的，并且它们可以被用作传动平行轴之间的力，还有它的概念同于其它类型的齿轮，以下的几个定义是非常重要的，因为，它们在设计任何与齿轮有关的方面都是非常重要的。径节节圆直径单位距离上的齿数，径节通常是一个整数。小小的一段齿距包括了许多的齿形。直齿圆柱齿轮啮合的条件是必须有相同的径节，齿轮的传动比决定于啮合齿轮的不同的节圆和不同数目的齿数。齿距沿着节圆从齿上的一点到临近齿上对应相同的另一点的距离，这是一个线尺寸和线性单位。节圆作为齿轮比率设定基础的圆。若要是互相啮合的齿轮正常运行，则两节圆必须精确相切。压力角运动方向与垂直于两啮合齿轮中心线的直线所形成的夹角。对于直齿圆柱齿轮压力角为14.5度或20度，因此可以有许多的用途，相啮合的齿轮必须有相同的压力角。对于齿条，齿相对于直边有与压力角相同的倾斜角度。基圆与运动方向相切（或与压力角方向相切）的圆。基圆是产生渐开线所假想的圆。许多直齿圆柱齿轮都是渐开线从基圆到齿顶，当绷紧绳索从一个圆柱体展开时，仔细观察绳索上某点的运动，即可想象出此段渐开线的形状。在齿轮中，基圆是最主要的圆。齿顶高从节圆到齿顶的径向距离。齿根高从节圆到齿底的径向距离。间隙齿顶高与齿根高之间的不同。面宽齿在轴向的宽度。面 节圆和齿顶之间的表面。齿腹节圆和齿底之间的表面。斜齿轮这些齿轮的齿相对于齿轮轴线由一个角度或螺旋角度，它们比直齿圆柱齿轮的制造更难，造价更昂贵，但是它们传动无噪音并且可靠。它们可以用来在相同或不同平面中构成一定角度的相两轴之间的力的传递。人字形齿轮人字形齿轮是在齿轮两边有相同数量在左旋和右旋形的齿轮。由于齿轮有角度，齿轮制造时需要考虑轴受到的轴向力，人字形齿轮是用平衡的方法来抵消轴向推力的，固而允许选用轻系列轴承取代重系列轴承，甚至可以完全取消轴承，通常在切削加工中在齿轮的周围有一个中心槽来抵消。锥齿轮锥齿轮用作互相不平行的轴之间的连接。通常轴之间的夹角是90度，但它们比90多或少，相啮合的两齿轮仅改变运动方向，或者为改变速度具有不同的齿数，齿的表面沿着圆锥的表面，圆头齿之间不相互平行，它就使得在机械加工中产生类似的问题及必须要一套夹具。齿轮的线可能是直的或螺旋的，因此有平直的锥齿和螺旋的锥齿。蜗杆和蜗轮蜗杆蜗轮机构主要用作有限空间需较小齿轮的体积的情况。通常蜗杆为主动件并且不能颠倒，也就是说，蜗轮不能作为主动件。许多蜗杆能左右移动，转动为顺时针或逆时针。齿条齿条是有无穷半径的齿轮或是边缘随着直线扩展的齿轮，它被用来往复运动改变为螺旋运动或反过来，车床齿条和小齿轮是这种机器的最好例子。各种材料被用于制造齿轮。通常被选用的材料取决于齿轮的制造与齿轮将来的实现用途，齿轮能被铸，轧或挤压出来。材料类型包括：铸铁碳素钢，合金钢，铝，青铜，尼龙。 摘 要MGTY400/900-3.3D型采煤机是一种电牵引大功率采煤机，该机机身矮，装机功率大，采用大角度弯摇臂设计，加大了过煤空间，提高了装煤效果，机械传动都是直齿传动，传动效率高，容易安装和维护。本次设计以MGTY400/900-3.3D型电牵引型采煤机截割部为设计对象,采煤机截割部主要是由四级齿轮传动组成,电动机输出的动力经由两级直齿圆柱齿轮和双级行星轮系的传动，最后驱动滚筒旋转。设计任务有：一初步确定设计方案；二是通过查找有关资料及设计手册设计计算截割部的传动系统。在设计过程中，对截割部的轴、传动齿轮、轴承和联接用的花键等部件进行了设计计算、强度校核和选用。同时在计算过程中我们应该正确应用设计手册，认真计算每个过程的具体数据，确保设计数据的准确率，达到设计所要求的目的。关键字：采煤机 截割部 减速器 行星轮 齿轮AbstractMGTY400/900-3.3D Shearer is a high-power electric traction shearer with a short body and strong power. And it was designed with a wide-angle rocker arm, so that the space to deliver the coal was expanded, and the coal loading speed was efficiently improved. Mechanical transmissionisa straight transmission with high transmission efficiency,easy to install and maintain. This research takes the cutting unit of MGTY400/900-3.3D type electric traction shearer as the design object. The cutting unit is mainly composed of four - stage of gear transmission. The motors output power passes through two-stage of spur gears transmission and two-stage planetary gear train transmission, finally, rotates the drive rollers .The targets of the research: first, determine the basic design scheme. Second, design the transmission system of the cutting part by looking up some relevant information. In the process, we will design, choose and check the parts of shearer ,such as axle,transmission gears, bearings, the spline and so on. At the same time, we should make good use of the design manual when calculating, carefully calculate each specific data, ensure the accuracy of design data, and finally reaches the design requirements.Key words：Coal mining machines Cutting Department Reducer Planetary gear Gear104 目 录绪 论1第一章 MGTY400/9003.3D型采煤机整机概述3第一节 采煤机的组成与特点3第二节 采煤机的工作面布置情况及工作过程6第三节 采煤机的主要技术特征7第二章 采煤机截割部设计的原则和依据11第一节 采煤机截割部总体设计原则11第二节 传动方案设计13第三节 传动零件的设计计算17第三章 采煤机附属装置79第一节 辅助液压系统作用79第二节 调高油缸83第三节 冷却系统84第四章 采煤机的运输、操作与检修88第一节 运输88第二节 井上井下检查与运输89第三节 采煤机的启动、操作和停机90第四节 采煤机的维护91结束语95参考文献96英文文献97中文翻译100结 论103致 谢104绪 论一、产品设计的意义改革开放以来，我国煤炭科学技术取得了突飞猛进得发展，开采工艺和装备水平不断提高，机械化程度逐年上升。煤炭工业战线上的技术人员和广大职工，在设计制造矿山机械设备和引进吸收国外先进技术等方面积累了丰富的经验，取得了丰硕的成果。高产高效综采技术的核心是工作面综采设备近10年来，工作面三大配套设备采煤机，刮板输送机和液压支架，在设计方法和结构上都有了重大的发展，主要是提高设备生产能力和可靠性，改进操作性能。采煤机技术发展得一个重要突破是采用了多电机电牵引技术，大大简化了机械传动系统。采煤机得模块化设计使机器的维护和监测更加简单，可靠性更高。现代先进采煤机的主要特点是：1. 多电机交流变频调速或直流调速电牵引，牵引速度不断提高，最大牵引速度已达到30m/min。2. 大功率、高电压、大截深，采煤机装机功率超过1200kw，最大达到2285kw。现行1100V工作电压已不适应大功率采煤机的要求。美国目前常用电压为2300V，部分工作面采用4160V电压；英国、澳大利亚使用3300V电压；法国使用5000V电压；波兰使用6000V电压。采煤机截深达到11.2m。3. 积木式结构，各单元之间没有机械动力传动，简单可靠。4. 更先进得设备，可实现滚筒自动导向，其关键是煤岩界面探测技术。它能自动识别煤岩界面，并据此自动调节滚筒截割高度。5. 采用煤层控制和故障诊断系统。现阶段，在我国煤炭开采中，机械化采煤的采量占主要地位，其中高档普采、综合机械化采煤占有一定的比例，同时，我国目前生产的滚筒式采煤机的品种并不齐全，主要技术性能还不是很完善，因此我国设计的双滚筒采煤机是适应要求的。二、设计目的 1. 这次毕业设计是所学课程的应用和巩固，也是一次全面性的总结，学习煤矿采掘机械部改装设计的一般方法和步骤，掌握解决煤矿机械化技术问题的初步能力，为以后的工作打下一定基础，适应日趋深奥的科学技术。2. 根据所给定的地质条件，通过拟定传动的结构方案，并结合现有的生产条件等独立完成采煤机的局部改装设计全过程，熟悉正确运用设计资料，加深采煤机的设计正确认识，培养分析和解决问题的能力。第一章 MGTY400/9003.3D型采煤机整机概述第一节 采煤机的组成与特点MGTY400/900-3.3D型交流电牵引采煤机是一种多电机驱动、横向抽屉式布置，采用机载式交流变频调速装置的新型电牵引采煤机。该采煤机型号：MGTY400/900-3.3D型号含义： TY太原 M采煤机G滚筒式400/900截割电机功率/装机总功率（kW）3.3电压等级D电牵引采煤机端面及与工作面运输机配套尺寸见图1-1采煤机端面配套图。采煤机由左、右摇臂，左、右螺旋滚筒，牵引传动箱，外牵引，泵站，控制箱，牵引调速装置，调高油缸，主机架，辅助部件，电器系统及附件等部件组成。见图1-2交流电牵引采煤机。采煤机主要特点是总体结构为多电机横向布置，牵引方式为机载式交流变频调速-销轨式无链牵引，电源电压为3300伏，采用单电缆供电，以计算机操作、控制并能中文显示运行状态、故障检测。下面是该机型一些与其它机型不同之处以及其本身的特点：1. 主机架为整体铸焊结构，其强度大、刚性好，各部件的安装均可单独进行，部件间没有动力传递和连接，该机上所有切割反力、牵引力、采煤机的限位、导向作用力均由主机架承受。2. 摇臂为悬挂铰接与主机架相联接，无回转轴承及齿轮啮合环节，摇臂功率大，输出轴转速低。3. 牵引采用强力链轨式无链牵引系统，牵引力大，工作平稳可靠，使采煤机能适应底板起伏较大的工作面。4. 采用镐型截齿强力滚筒，减少了截齿的消耗，提高了滚筒的使用寿命，并且提高块煤率。5. 采煤机电源电压等级为3300伏，减小了电缆直径；单电缆供电使采煤机拖移电缆方便自如，减小工作面电缆故障。6. 采用机载式交流变频调速系统，提高了牵引速度和牵引力。7. 采用计算机控制，系统简单可靠，对运行状态随时检测显示，显示内容全部中文显示，适应国内煤矿使用。8. 液压系统和水路系统的主要元件都是集中在集成块上，管路连接点少，维护简单。图1-1 采煤机配套图第二节 采煤机的工作面布置情况及工作过程一、 工作面布置如图13图1-3 工作面布置图1、7-端头支架 2-液压安全铰车 3-喷雾泵站 4-液压支架 5-刮板输送机；6-双滚筒采煤机 8-集中控制台 9-配电箱 10-乳化液泵站 11-移动变电站； 12-轨道 13-带式输送机 14-转载机二、工作过程MGTY400/900-3.3D交流电牵引采煤机适用于较倾斜、中硬煤层长壁式综采工作面，采高范围为2.53.5米(根据配置可以改变采高)。可在周围空气中的甲烷、煤尘、硫化物、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；该电气系统应用两台DTC变频器采用光缆通讯技术，一拖一的牵引方式。该机主要与工作面输送机、液压支架、皮带运输机等配套使用，可实现采、装、运的机械化，达到综采的高产高效。 综合机械化采煤工艺过程如下：1、 采煤机自工作面一端开始向另一端采煤；2、 随着采煤机的移动，紧接着移动液压支架以便及时的支护底板；3、 在采煤机后面的一定距离处，推移工作面输送机；当采煤机移动到工作面的另一端，各工序也都相应的完成之后，就实现了一完整的采煤循环过程。第三节 采煤机的主要技术特征序 号名 称参 数1采高范围 m2.23.52机面高度 mm15933主机架长度mm76704适应煤层倾角 255适应煤层硬度f46装机总功率kW9007供电源电压 V33008摇臂摇臂长度 mm2168摇臂回转中心距 mm7520摇臂水平时最大长度mm13648摇臂摆角上摆角度 30.7下摆角度 28.889截割部截割电机功率 kW400转速 r/min1480电压 V3300冷却方式水冷滚筒转速 r/min32.7截割速度 m/s3.1滚筒直径 mm1800滚筒截深 mm800喷雾方式内、外喷雾11牵引部牵引电机功率 kW240转速 r/min014722455电压 V380冷却方式水 冷牵引形式机载式交流变频调速频率范围Hz35083牵引传动比258.58牵引速度 m/min07.712.8牵引力 kN300500牵引中心距 mm597012泵站泵站电机功率 kW20转速 r/min1465电压 V3300冷却方式水冷调高泵额定压力 MPa20调高泵排量 ml/r20.9制动器压力 MPa213调高油缸内径mm200外径mm120活塞杆行程mm71414最大卧底量 mm25015总重 kg5153516整机尺寸（长宽高）1364821281593一. 采煤机理论生产率它是采煤机的最大生产率，是在所给工作面条件下，以最大参数运行时的生产率，其计算公式为其中H为工作面的平均采高，单位m ；B为滚筒的有效截深，单位m；为在所给工作面条件下可能的最大工作牵引速度，m/min；为煤的实体密度，一般为1.31.4t/。采煤机的理论生产率是选择与采煤机配套的工作面输送机、转载机、带式输送机生产能力的依据。一般工作面输送机的生产率应略大于采煤机的理论生产率。二. 采煤机技术生产率它指在除去采煤机必要的辅助工作（如调动机器、检查机器、更换截齿、自开缺口等）和排除故障所占用的时间外的生产率。其计算公式为式中，为采煤机技术上的可靠性和完备性有关的参数，一般为0.50.7。三. 采煤机实际生产率它是采煤机工作面每小时的实际产量，其计算公式为式中，为考虑由于工作面其他配套设备的影响（如采空区运输系统衔接不良、输送机和支护设备出现故障等）、处理顶底板事故、劳动组织不周等原因造成的采煤机被迫停机所占用时间的系数，一般为0.60.65。四. 滚筒直径与截深滚筒直径是指中心到截齿齿尖的直径，滚筒直径大小应按煤层厚度来选取。双滚筒采煤机一般都是一次采全高，即上行或下行各进一刀，各完成一个循环，故滚筒直径应稍大于最大采高的一半。滚筒直径已经系列化：0.6 m、0.65 m、0.7 m、0.8 m、0.9 m、1.0 m、1.25 m、1.4 m、1.6 m、1.8 m、2.0 m、2.3 m、2.6 m 。滚筒宽度即截深，是指滚筒外缘到端盘外侧截齿齿尖的距离，即一次截割的深度。一般取0.751.0m 。五. 采高、卧底量及机面高度本采煤机适用于2.23.5米的中厚煤层，滚筒直径采用D=1.8米，该采煤机滚筒直径选用时按下原则进行：1. 保证满足最大采高和卧底量需求，且经济合理。2. 保证能把所采煤全部装入刮板输送机。3. 保证上摆角不大于65度（因为上摆角大于65度，摇臂受力不好，其稳定性差、刚性很差，同时，调高油缸的受力恶劣）。如图1-4，该方案设计的摇臂长度L=2168mm，机面高度A=1593mm，图3-1截割高度与采煤机尺寸关系最大采高 最小采高 最大卧底量 最小卧底量 式中h为电动机高度，经计算得：上摆角 上摆角 最大卧底量 第二章 采煤机截割部设计的原则和依据第一节 采煤机截割部总体设计原则机械传动的方案的优势对整台机器的工作能力和外廓尺寸有着极大的影响，因此，设计时因遵循以下原则：1. 确定机械传动的方案应满足机器生产过程或工艺对机械传动系统的要求，既要做到先进又要符合我国目前生产能力和技术水平，要求截割部结实可靠，结构紧凑，密封性能好这是由于井下空间所限制和特殊的工作条件所要求的。2. 机械传动系统应简单，传动级数要尽可能的少，级数减少可以减少零件数目和机器的外廓尺寸，降低制造成本，便于使用和维护，同时也减少了传动零件的积累误差，提高传动系统的运动精度，但在某些情况下，传动级数的减少反而会增大传动的外廓尺寸。设计时要进行方案比较，做到统筹兼顾，合理安排。3. 拟订传动系统时，要注意整机性能和尺寸，同时要注意和主要设备的配合尺寸等。一. 传动比的分配原则1. 各级传动比不应超过其总传动比的最大值。2. 使所设计的传动系统的各传动机构具有最小的外廓尺寸。3. 使各级大齿轮的浸油深度大致相等，以便实现喷油润滑。4. 使各级圆柱齿轮传动中心距保持一定的比例。5. 摇臂箱中的传动比不能过大，否则使摇臂厚度加大，对装煤不利特别是薄煤层。二. 齿轮设计原则(一) 齿数比齿数比,对于一般减速器传动，取u=68。(二) 齿数当中心距一定时，齿数取的越多，则重合度增大，改善了传动的平稳性。同时，齿数多则模数小，齿顶圆直径小，可使滑动比减小，因此磨损小，胶合的危险性小，并且又能减小金属切削量，节省材料，降低加工成本。但是齿数增多则模数减小，轮齿的抗弯强度降低，因此，在满足抗弯强度的条件下，宜取较多的齿数。通常取齿数小于等于 1830，闭式传动，硬度小于350HBS,过载不大，宜取较大值；硬度大于350HBS,过载大，宜取较小值；开式传动宜取较小值。对载荷平稳、不重要的手动机构甚至可取1012，而对高速胶合危险性大的传动，用大于等于2527，一般减速器中常取=100200。(三) 模数m模数由强度计算或结构设计确定，要求圆整为标准值，传递动力的传动齿轮模数m2。初步确定模数时，一般对于软齿面齿轮（齿面硬度350HBS）外啮合传动，m =（0.0070.02）a ；对硬齿面齿轮（齿面硬度350HBS）外啮合传动m =（0.0160.0315）a； 载荷平稳，中心距大的取小值，反之取大值。(四) 齿宽系数 由齿轮的强度公式可知，轮齿越宽，承载能力也愈高，因而轮齿不宜过窄；但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应取得适合。圆柱齿轮齿宽系数的荐用值列于下表。对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数取为；所以对于外啮合齿轮传动的值规定为0.2，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，0.80，1.0，1.2。运用设计计算公式时，对于标准减速器，可先选定再用上式计算出相应的值 。表2-1圆柱齿轮的齿宽系数装置状况 两支撑相对小齿轮作对称布置 两支撑相对小齿轮作不对称布置小齿轮作悬臂布置0.91.4（1.21.9）0.71.15（1.11.65）0.40.6注：1）大、小齿轮皆为硬齿面时应取表中偏下限的数值；若皆为软齿面或仅大齿轮为软齿面时可取表中偏上限的数值； 2)括号内的数值用于人自齿轮，此时b为人字齿轮的总宽度； 3)金属切削机床的齿轮传动，若传递的功率不大时，可小到0.2； 4)非金属齿轮可取0.51.2。 三. 轴承类型的选取本方案设计时所用的轴承均从机械工业出版社的机械设计手册一书中的第四版第二卷查取。本方案设计时，所用轴承多为圆柱调心滚子轴承，该轴承有如下优点：1. 具有两列滚子，主要承受径一载荷，同时也能承受任一方向的轴向载荷。2. 有高的径向载荷能力，特别适用于重载或振动载荷下工作，但不能承受纯轴向载荷。3. 该类轴承外圈滚道是球面形，故其调心性能良好，允许内外圈相错一定角度，能补偿同轴度误差。4. 对于制造偏差及冲击载荷的作用，基本不影响轴承的正常工作。5. 在相同尺寸大小的条件下，它比同类轴承承载能力大寿命长。第二节 传动方案设计一. 确定传动类型根据采煤机的总体设计原则，本机在设计前考虑过两种方案。方案一：如图2-1，采用四级传动，第一级采用直齿轮传动，第二级采用圆弧锥齿轮传动，三、四级采用直齿轮传动。方案一的特点：这种传动方式改装较为方便，箱体结构简单，易铸造，侧面摇臂突出在采煤机身宽度外面，所以滚筒离运输机较远，对装煤效果和工作稳定性都不利。侧面摇臂的支承呈悬臂结构，支承间距一般较小，故支承刚度差。但是，侧面摇臂不影响大块煤的通过和滚筒的卧底，有利于扩大采煤机的工作行程。当采高较大时，采落的块度较大，因而需要在截割部端头设破碎器时，只能用侧面摇臂。而且锥齿轮容易损坏，机身长度较大。图2-1方案二: 如图2-2所示，采用四级传动，第一级采用直齿轮传动，第二级采用直齿轮传动，三、四级采用行星齿轮传动。方案二的特点：这种传动方式的电动机轴和滚筒轴平行，取消了容易损坏的锥齿轮，使传动更加简单，而且调高范围大，机身长度小，承载能力大，工作平稳；但传动结构较复杂，要求制造精度高。由安装在摇臂端部的交流电机（1）的动力通过与电机输出轴联接的第一传动轴（）带动与第一传动轴用花键联接的变速齿轮（j），变速齿轮（j）带动变速齿轮（g），变速齿轮（g）通过与之联接的齿轮轴（h）传递给一系列惰轮（f）、（e）、（d），把动力传递给双行星减速装置的太阳轮（a），通过太阳轮（a）上齿轮传递给安装在图2-21.电动机 2.双级行星减速器 3.滚筒安装盘行星架（H）上的3 个行星齿轮（c），行星齿轮（c）又与一个固定的内齿轮（b）相啮合，这样就带动行星架（H）转动，行星架（H）上的齿又传动第二级行星减速机构，行星架（H）上的齿带动安装于二级行星架（H）上的二级行星齿轮（C），行星齿轮（C）又与固定的内齿轮（b）相啮合，这样就带动二级行星架（H）转动，滚筒座（3）用花键连接在二级行星架（H）上，行星架（H）的转动就带动滚筒座旋转。滚筒是通过本身的锥形法兰结构安装在摇臂的滚筒座上。各级传动的特点：第一级采用直齿轮传动，与轴通过矩形花键连接，可拆换以改变滚筒转速。第二级采用直齿轮传动，为增强齿轮的接触强度，提高两轮的齿根弯曲强度，采用正角度变位。第3、 四级采用采用双行星机构，行星齿轮传动具有体积小，重量轻，承载能力大、效率高和工作平稳等优点。为使行星架减速传动的行星轮载荷分配均匀，补偿制造误差，本机双行星减速设计有均载机构，第一级行星减速为中心轮柔动与行星架浮动，其噪音低，浮动效果好，工作可靠。第二级行星减速为中心轮浮动。为抗振需要，内齿圈设计成薄壁构件，以增加柔性。方案三：如图2-3因截割部输入功率较大（输入功率为400kw）为提高稳定性，同时为使整体结构更加紧凑，而且有效的摇臂长度，在第一级和第三级传动的大小齿轮之间各加以惰轮。 因电机功率较大，若采用单电机驱动，电机尺寸过大，影响截煤，而且不适于在采煤面的狭窄空间中工作，所以拟采用双电机驱动，为使两电机转向相同，用一惰轮把两电机串联起来图2-3 1、电动机 2、摇臂 3、行星齿轮机构 4、滚筒 截割部的传动方式为：电动机摇臂行星齿轮传动滚筒，采用纵向出轴的两个电动机，使电动机轴与滚筒轴平行。采用独立摇臂，其本身就是个单独的减速箱，进出油口都密封。截割部的减速器用飞溅润滑。从整体上看，方案二较方案一,方案三好，因此，本截割部传动按系统方案二设计。如图2-2所示，图为MGTY400/900-3.3D电牵引采煤机截割部传动系统图。二. 确定电动机类型及转速选择YBC-400G(防爆型)电动机，输出功率400KW，转速1480r/m。三. 分配传动比传动装置总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速确定,即设第一级直齿传动比为，第二级直齿传动比为，第三级两级行星齿轮传动比。取第一级直齿传动比为=1.3，第二级直齿传动比为=2.15，则第三级双行星齿轮传动比=16.176。 根据各级传动机构传动比选择合适的齿数:=39, =30 , =27 , =58=1.32.14816.19256=45.219205传动比误差=0.0038%5% 合格。四. 计算传动装置的运动参数(一) 计算各轴的转速轴：1480r/m轴：轴、轴、轴、轴：轴：(二) 计算各轴功率滚动轴承效率=0.98，圆柱直齿齿轮效率=0.97，双NGW型效率=0.95。轴: =400kw轴: =380.24kw轴: =361.46kw轴: =343.60kw轴: =326.63kw轴: =310.49kw轴：=294.97kw(三) 计算各轴的输入转矩 计算公式：T=9550将以上计算结果列表如下：轴名功率(kw)转矩（）转速(r/min)传动比效率轴4002581.114801.30.95轴380.243189.71138.462.150.95轴361.466504.8530.010.95轴343.606191.3530.010.95轴326.635885.5530.010.95轴310.4920293.3530.016.1930.95轴294.9786145.732.7第三节 传动零件的设计计算一. 第一级圆柱直齿齿轮传动的设计计算(一) 选择材料、齿轮精度等级、齿数等由表选择小齿轮： 20CrMnTi, 渗碳淬火，硬度：HRC 59，=1475 Mpa，850 Mpa大齿轮： 20CrMnTi，渗炭淬火，硬度：HRC 59, =1475 MPa，830 MPa根据表得：精度等级：估算圆周速度约为15m/s，选择7级精度。齿 数：=30 ,=39。(二) 按弯曲疲劳强度设计计算项目计算说明及过程计算结果初步确定小齿轮模数m由公式9-17输入转矩=9.55N=2.58 N齿宽系数由表9-12，硬齿面、齿轮对称安装=0.6使用系数由表9-7，电动机平稳、严重冲击特性=1.75动载系数由图9-10，设v=15m/s=1.4齿向载荷分布系数由弯曲强度图9-15，=1.02齿间载荷分布系数由表9-9，直齿，设,7级精度=1.1载荷系数由公式 =2.75齿根弯曲疲劳应力=齿轮齿形系数由图9-21查得变位为齿轮应力修正系数重合度由图9-22查得由图12-4 =1.69重合度系数=0.68许用齿根弯曲疲劳应力由公式9-19齿轮弯曲疲劳极限应力由图12-23查得寿命系数由表9-14 图9-24 =0.863=0.863尺寸系数由图9-25查取=0.98应力修正系数由式12-21算取=2.0弯曲疲劳强度安全系数由表9-13查取=1.25比较选择齿轮校核弯曲疲劳强度小齿轮0.0062较大按小齿轮计算计算模数m由（6-20） m=7.646取m=8mm中心距aa = a = 276齿轮分度圆直径=240mm=312mm=240mm=312mm小齿轮齿宽b=145 取=145=145大齿轮齿宽=5=140(三) 按齿面疲劳强度校核计算项目计算说明及过程计算结果齿面接触应力动载系数由图9-10得=1.41齿间载荷分布系数,原假设合理=1.1载荷系数=2.76节点区域系数由图9-17=2.5重合度系数由图12-11=0.9弹性系数由9-11得齿面接触许用应力=小齿轮接触疲劳极限应力由图15-22大齿轮接触疲劳极限应力由图15-22小齿轮寿命系数由表15-35，允许有一定点蚀，大齿轮寿命系数由表15-35，允许由一定点蚀，工作硬化系数由图15-37查取=1.1安全系数由表15-31得=1.25小齿轮齿面接触许用应力大齿轮齿面接触许用应力齿面接触许用应力校核符合条件(四) 主要几何尺寸计算项目小齿轮大齿轮模数m8压力角20中心距a276传动比u1.3重合度1.69齿顶高齿根高全齿高h18齿数z3039齿顶圆直径256328齿根圆直径220292分度圆直径d240312齿宽b145140二. 第二级圆柱直齿齿轮传动设计计算(一) 选择材料、齿轮精度等级、齿数等由表9-6选择小齿轮： 20CrMnTi, 渗炭淬火，硬度：HRC 59， =1475 MPa，830 Mpa大齿轮： 20CrMnTi，渗炭淬火，硬度：HRC 59, =1475 MPa，830 MPa精度等级：估算圆周速度约为15m/s，选择7级精度。齿 数：=27 ,=58。(二) 按弯曲疲劳强度设计计算项目计算说明及过程计算结果初步确定小齿轮模数m由公式9-17得输入转矩=9.55Nmm=3.19 N齿宽系数由表9-12，软齿面、齿轮对称安装=0.6使用系数由表9-7，电动机、严重冲击=1.75动载系数由图9-10，设v=10m/s=1.2齿向载荷分布系数由图9-15，硬齿面、=0.6=1.0齿间载荷分布系数由表9-9，齿面硬化，直齿，设,7级精度=1.1载荷系数=2.31齿根弯曲疲劳应力=齿轮齿形系数由图9-21查得 变位为齿轮应力修正系数 由图9-22查得重合度由12-4得=1.725重合度系数=0.68齿轮弯曲疲劳极限应力由图12-23查得寿命系数由表9-14 图9-24 =0.863=0.863尺寸系数由图9-25查取=0.98应力修正系数由式12-21查取=2.0弯曲疲劳强度安全系数由表6-13查取=1.25许用齿根弯曲疲劳应力比较选择齿轮弯曲疲劳强度小齿轮0.0058较大按小齿轮设计计算模数m由（6-20） m=7.23 第二系列取m=7m齿轮分度圆直径=189mm=406mm=189mm=406mm小齿轮宽度b=116 取=116=116大齿轮宽度=中心距aa = a = 297.5变位后中心距强度不足，调整中心距，采用正变位齿轮提高齿轮强度=300啮合角变位后啮合角由表6-2=211624确定变位系数查图15-2，按的 =0.38=0.28=0.1小齿轮节圆直径=190.59大齿轮节圆直径=409.41(三) 按齿面疲劳强度校核计算项目计算说明及过程计算结果齿面接触应力动载系数v=11.35m/s=1.22齿间载荷分布系数，,原假设合理=1.1载荷系数=2.35节点区域系数由图9-17得=2.4重合度由图12-4得重合度系数由图12-11得=0.775节点区域系数由图9-17=2.4重合度系数由图12-11初步确定=0.875弹性系数由表9-11得齿面接触许用应力=小齿轮接触疲劳极限应力由图15-22，=1600 Mpa大齿轮接触疲劳极限应力由图15-22，=1600 Mpa小齿轮寿命系数由表15-35，允许由一定点蚀，=1大齿轮寿命系数由表15-35，允许由一定点蚀，=1工作硬化系数由图15-37查取=1.1安全系数由表15-31得=1.25小齿轮齿面接触许用应力=1408MPa大齿轮齿面接触许用应力=1408MPa校核符合要求(四) 主要几何尺寸计算项目小齿轮大齿轮模数m7压力角20啮合角211624中心距a297.5变位后中心距300传动比u2.14重合度1.72齿顶高9.566齿根高6.1768齿全高h15.743变位系数x中心距变动系数y0.357齿高变动系数y0.023齿数z2758齿顶圆直径208.1425.1齿跟圆直径176.6393.6分度圆直径d189406节圆直径190.59409.41齿宽b116110三. 惰轮传动的设计计算(一) 选择材料由表9-6选择惰轮：20CrMnTi, 渗炭淬火，硬度：HRC 60，=1475 MPa，830 Mpa精度等级：估算圆周速度约为10m/s，选择7级精度。齿 数：=58 。(二) 按齿面疲劳强度校核计算项目计算说明及过程计算结果齿面接触应力转矩由=9.55N=6.5 N使用系数由表9-7，电动机、严重冲击=1.75动载系数由图9-10，设v=10m/s=2.0齿向载荷分布系数由图9-15，硬齿面、=0.6=1.0齿间载荷分布系数由表9-15，齿面硬化，直齿，设,7级精度=1.1载荷系数=3.85节点区域系数由图9-17得=2.5重合度由图12-4得=1.66重合度系数由图6-13得=0.77齿面接触应力=1334 MPa 487622N，轴承符合要求。(五) 行星架设计计算采用双壁整体式行星架，按经验取壁厚。两壁之间的扇形断面连接板，其惯性中心ON所在半径按式9-41计算为： 计算行星架变形，连接板相当于固定连接在两侧板之间的双支点梁，在行星轮轴的作用力作用下，连接板和侧板都产生变形，为侧板的内力素。因两侧板近似相等，相对切向变形的柔度按式9-48计算，参数如下：代号名称说明取值Fn圆周上的切向力38905NE弹性模量ZG45钢连接板节距403.8mm连接板长度123mm侧板有效长度由图9-34得294mm连接板有效长度由图9-34111mm侧板惯性矩316568mm4侧板断面积5211mm圆盘侧板形状系数m=0.7,n=0.45,查图9-351.32对侧板的变形系数由式9-441829.7连接板惯性矩63998008连接板断面积1801.8mm2连接板侧面形状系数，查图9-331.05连接板形状系数凸四边形1连接板变形影响系数由式9-452.94mm/N故由式9-55得，在NGW型传动中，由于行星架变形而产生的轮齿歪斜角，可以补偿太阳轮扭转变形而产生的沿齿轮长方向的载荷集中现象。(六) 低速级设计计算设计计算方法和步骤与高速级相同，在此从略，仅将部分计算结果给出1. 配齿数 2. 中心距 3. 变位计算结果 外啮合：内啮合：4.啮合效率五. 轴的设计计算 一、第一传动轴的设计如下：(一) 选择材料20CrMnTi渗碳淬火硬度：HRC5862,抗拉强度：屈服强度：弯曲疲劳强度：(二) 估算轴最小直径由式12-2有：由表12-2得切应力，材料系数C=118-106。 则YBC-400G输出轴直径80mm，取d=80mm。(三) 轴的结构设计如图2-5a所示，电动机输出轴与第一传动轴使用花键联结，第一传动轴与齿轮也采用花键联结，为了便于轴承装配选用NF221圆柱滚子轴承105X190X36，由齿轮的宽度可知d=240，b=145。由轴承宽度可知：，由于挡圈长度所以，由于存在旋转密封圈，轴肩偏大5至10mm，长为15至20mm，取20mm。图2-5(四) 按许用弯曲应力校核(1) 计算轴的受力并画出轴的空间受力简图如图2-5b 所示。转矩： 圆周力： 径向力： (2) 计算水平支承反力和各点弯矩，画出水平面受力图2-5c和弯矩图2-5d支点反力：设的方向为负方向考虑到B点处为可能的危险截面，计算弯矩。(3) 计算支承反力和各点弯矩，画出水平面受力图2-5e和弯矩图2-5f支点反力：设的方向为负方向考虑到B点处为可能的危险截面，计算弯矩。(4) 计算合成弯矩，画出合成弯矩图如图 2-5g 所示(5) 校核轴的强度根据弯矩及轴的结构选定B截面进行强度校核。按表12-1查得，应力集中系数，查附表12-8，校核如下： 由上可知，轴的弯曲强度足够，安全。 (五)B截面安全系数校核计算(1) 求B截面的应力由前述求得B截面得合成弯矩，转矩，由附录表12-8可得抗弯截面系数W和抗扭截面系数计算公式及结果为：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭转切应力：切应力和平均切应力：(2) 综合影响系数因和，B截面有花键产生应力集中，有效应力集中系数由附录表12-1中查得，,查附表12-4，当材料为碳钢，毛坯直径100-200，尺寸系数,附表12-5中查出表面状态系数=0.92，则 , 。(3) 求安全系数并校核设按无限寿命（即=1）计算，由式12-7,12-8得复合安全系数：由表12-4查得，因此S，轴的强度安全。二、 第二轴设计设计步骤如下(一) 选择材料20CrMnTi，调质处理，硬度：55-60HRC ,抗拉强度：屈服强度：弯曲疲劳强度：(二) 估算轴最小直径 由式12-2有：由表12-2得切应力，材料系数C=118-106。则取。轴的结构设计如图2-6a所示，根据轴的受力，选取圆柱滚子轴承，为便于轴承装配，取装配轴承处得直径，选用NF200E型轴承，轴承尺寸为10018034，则；装齿轮i 处轴与 齿轮采用花键连接， 查表5-12 ，选用规格为1011212018 的花键轴 ，花键轴大径，；齿轮h处采用齿轮轴，；中间轴环直径d=140，；齿轮与轴承间的轴肩直径，。画出轴的结构图如图2-6a所示。(三) 按许用弯曲应力校核（1）计算轴的受力并画出轴的空间受力简图如图2-6b 所示。转矩： =圆周力： 径向力： （2）计算水平的承反力和各点弯矩，画出水平面受力图2-6c和弯矩图2-6d支点反力：设的方向为正方向考虑到A、B、C、D点处为可能的危险截面，计算各处弯矩。（3）计算支承的力和各点弯矩，画出水平面受力图2-6e和弯矩图2-6f支点反力：设的方向为正方向考虑到A、B、C、D点处为可能的危险截面，计算各处弯矩。图2-6(4) 计算合成弯矩，画出合成弯矩图如图 2-6g 所示(5) 画出轴的扭矩图如图2-6h所示(6) 计算当量弯矩，画出当量弯矩图如图2-6i所示计算公式：式中是根据转矩产生得循环特征差异而定得应力校正系数，对于扭转切应力为脉动循环变应力取。(7) 校核轴的强度 据弯矩及轴的结构选定A、B、C、D四个截面进行强度校核。由表12-1，20CrMnTi=650 MPa。按表12-1得，校核如下：由上可知，轴的弯曲强度足够，安全。(四) 按安全系数校核轴的强度1. 结构分析并确定危险截面初步分析，A、B、C、D四个截面由较大得应力集中，确定其为危险截面进行安全系数校核。由表2-5查得45钢，调质处理，。由表2-2查得等效系数，。2. A截面安全系数校核计算(1) 求A截面的应力由前述求得A截面得合成弯矩，转矩，由附录表7可得抗弯截面系数W和抗扭面系数计算公式及结果为：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭转切应力：切应力和平均切应力：(2) 综合影响系数因和，A截面有圆角产生应力集中，圆角对轴的有效应力集中系数由附录3中查得（插值法），,查附表4，当材料为碳钢，毛坯直径100-200，尺寸系数, 由附表5中查出， 表面状态系数=0.82，则。(3) 求安全系数并校核设按无限寿命（即=1）计算，由式（2-21）得复合安全系数:由表2-3查得，因此S，轴的强度安全。3. B截面安全系数校核计算(1) 求B截面的应力由前述求得B截面得合成弯矩，转矩，由附录表7可得抗弯截面系数W和抗扭截面系数计算公式及结果为：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭转切应力：切应力和平均切应力：(2) 综合影响系数因和，B截面有花键产生应力集中，有效应力集中系数由附录表1中查得（插值法），,查附表4，当材料为碳钢，毛坯直径100-200，尺寸系数,附表5中查出表面状态系数=0.92，则 , 。(3) 求安全系数并校核设按无限寿命（即=1）计算，由式（2-21）得复合安全系数：由表2-3查得，因此S，轴的强度安全。4. C截面安全系数校核计算(1) 求C截面的应力由前述求得C截面得合成弯矩，转矩，由附录表12-7可得抗弯截面系数W和抗扭截面系数计算公式及结果为：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭转切应力：切应力和平均切应力：(2) 综合影响系数因和，A截面有花键和过盈配合产生应力集中，比较两种有效应力集中，取大值计算。花键对轴的有效应力集中系数由附录表12-1中查得（插值法），,，过盈配合H7/r6时，,。因为过盈配合产生得应力集中系数均比花键大，取过盈配合时得有效应力集中系数计算。查附表12-4，当材料为碳钢，毛坯直径100-200，尺寸系数 由附表5中查出表面状态系数=0.94，则，。(3) 求安全系数并校核设按无限寿命（即=1）计算，由式（2-21）得复合安全系数由表2-3查得，因此S，轴的强度安全。5. D截面安全系数校核计算(1) 求D截面的应力由前述求得D截面得合成弯矩，转矩，由附录表12-7可得抗弯截面系数W和抗扭截面系数计算公式及结果为：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭转切应力：切应力和平均切应力：(2) 综合影响系数因和，A截面有圆角产生应力集中，圆角对轴的有效应力集中系数由附录12-3中查得（插值法），,，查附表12-4，当材料为碳钢，毛坯直径100-200，尺寸系数， ，由附表12-5中查出，,表面状态系数=0.82，则，。(3) 求安全系数并校核设按无限寿命（即=1）计算，由式（2-21）得复合安全系数：由表2-3查得，因此S，轴的强度安全。三、惰轮轴设计步骤如下(一) 选择材料45钢，毛坯直径200，调质处理，硬度：217HBS255HBS ,抗拉强度：屈服强度：弯曲疲劳强度：(二) 估算轴最小直径 由式12-2有：由表2-6得切应力，材料系数C=118-106。 则，取。 图2-7轴的结构设计 如图2-7a所示，根据轴的受力，选取调心滚子轴承，为便于轴承装配，取装配轴承处得直径，选用23128型轴承，双列滚子调心轴承尺寸为14022568，则；齿轮与轴装配采用过渡配合，画出轴的结构图如图2-7a所示. (三) 按许用弯曲应力校核（1）计算轴的受力并画出轴的空间受力简图如图2-7b 所示。转矩： =圆周力：径向力： （2）计算水平支承反力和各点弯矩，画出水平面受力图2-7c和弯矩图2-7d支点反力：设的方向为负方向考虑到D点处为可能的危险截面，计算弯矩。（3）计算支承反力和各点弯矩，画出水平面受力图2-7e和弯矩图2-7f支点反力：设的方向为负方向考虑到D点处为可能的危险截面，计算弯矩。(4) 计算合成弯矩，画出合成弯矩图如图 2-7g 所示(5) 校核轴的强度根据弯矩及轴的结构选定D截面进行强度校核。由表12-1，45钢 =650 MPa，得，校核如下：由上可知，轴的弯曲强度足够，安全。（四）D截面安全系数校核计算(1) 求D截面的应力由前述求得D截面得合成弯矩，转矩，由附录表12-7可得抗弯截面系数W和抗扭截面系数计算公式及结果为：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭转切应力：切应力和平均切应力：(2) 综合影响系数因和，A截面有圆角产生应力集中，圆角对轴的有效应力集中系数由附录12-2中查得，,，查附表12-4，当材料为碳钢，毛坯直径100-200，尺寸系数， ，由附表12-5中查出， 表面状态系数=0.82，则，。(3) 求安全系数并校核设按无限寿命（即=1）计算，由式12-7,12-8得复合安全系数：由表2-3查得，因此S，轴的强度安全。 四、 第五轴的设计步骤如下(一) 选择材料45钢，毛坯直径200，调质处理，硬度：217HBS255HBS ,抗拉强度：屈服强度：弯曲疲劳强度：(二) 估算轴最小直径 由式（2-44）有：由表2-6得切应力，材料系数C=118-106。 则，取。 轴的结构设计如图2-8a所示，根据轴的受力，选取调心滚子轴承，为便于轴承装配，取装配轴承处得直径，选用24128CC/W33型轴承，轴承尺寸为14022568，则；齿轮与轴承装配采用过渡配合。 画出轴的结构图如图2-8a所示. 图2-8(三) 按许用弯曲应力校核（1）计算轴的受力并画出轴的空间受力简图如图2-8b 所示。转矩： =圆周力：径向力： （2）计算水平支承反力和各点弯矩，画出水平面受力图2-8c和弯矩图2-8d支点反力：设的方向为负方向考虑到D点处为可能的危险截面，计算弯矩。（3）计算支承反力和各点弯矩，画出水平面受力图2-8e和弯矩图2-8f支点反力：设的方向为负方向考虑到D点处为可能的危险截面，计算弯矩。(4) 计算合成弯矩，画出合成弯矩图如图 2-8g 所示(5) 校核轴的强度根据弯矩及轴的结构选定D截面进行强度校核。由表12-1，45钢=650 MPa，得，校核如下： 由上可知，轴的弯曲强度足够，安全。 (四)D截面安全系数校核计算(1) 求D截面的应力由前述求得D截面得合成弯矩，转矩，由附录表12-8可得抗弯截面系数W及抗扭截面系数计算公式及结果为：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭转切应力：切应力和平均切应力：(2) 综合影响系数因和，B截面有花键产生应力集中，有效应力集中系数由附录表12-1中查得（插值法），,查附表12-4，当材料为碳钢，毛坯直径100-200，尺寸系数,附表12-5中查出表面状态系数=0.92，则 , 。(3) 求安全系数并校核设按无限寿命（即=1）计算，由式12-7,12-8得复合安全系数：由表12-4查得，因此S，轴的强度安全。 五、太阳齿轮轴的设计如下：(一) 选择材料20CrMnTi渗碳淬火硬度：HRC58-62,抗拉强度：屈服强度：弯曲疲劳强度：图2-9（二）轴的结构设计 如图2-9a所示，齿轮轴与第五轴上的齿轮通过花键联接传动，故为了与齿轮配合选取,b=34mm，根据前边计算得太阳轮齿轮的宽度，b=66mm。估算轴肩。轴的结构图如下（三）按许用弯曲应力校核（1）计算轴的受力并画出轴的空间受力简图如图4-8b 所示。转矩： = 圆周力：径向力： （2）计算水平支承反力和各点弯矩，画出水平面受力图2-9c和弯矩图2-9d支点反力：设的方向为负方向考虑到A,C点处为可能的危险截面，计算弯矩。（3）计算支承反力和各点弯矩，画出水平面受力图2-9e和弯矩图2-9f支点反力：设的方向为负方向 考虑到A,C点处为可能的危险截面，计算弯矩。(4) 计算合成弯矩，画出合成弯矩图如图 2-9g 所示(5) 计算当量弯矩，画出当量弯矩图如图2-9i所示计算公式：式中是根据转矩产生得循环特征差异而定得应力校正系数，对于扭转切应力为脉动循环变应力取。(6) 校核轴的强度根据弯矩及轴的结构选定A,C截面进行强度校核。由表12-1，45钢=650 MPa,得，校核如下：由上可知，轴的弯曲强度足够，安全。(四)A截面安全系数校核计算(1) 求A截面的应力由前述求得A截面得合成弯矩，转矩，由附录表12-8可得抗弯截面系数W和抗扭截面系数计算公式及结果为：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭转切应力：切应力和平均切应力：(2) 综合影响系数因和，A截面有圆角产生应力集中，圆角对轴的有效应力集中系数由附录12-2中查得（插值法），,，查附表12-4，当材料为碳钢，毛坯直径100-200，尺寸系数， ，由附表12-5中查出， 表面状态系数=0.82，则，。(3) 求安全系数并校核设按无限寿命（即=1）计算，由式（2-21）得复合安全系数：由表12-4查得，因此S，轴的强度安全。(五)C截面安全系数校核计算(1) 求C截面的应力由前述求得C截面得合成弯矩，转矩，由附录表7可得抗弯截面系数W和抗扭截面系数计算公式及结果为：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭转切应力：切应力和平均切应力：(2) 综合影响系数因和，C截面有圆角产生应力集中，圆角对轴的有效应力集中系数由附录3中查得（插值法），,，查附表4，当材料为碳钢，毛坯直径100-200，尺寸系数， ，由附表5中查出， 表面状态系数=0.82，则，。(3) 求安全系数并校核设按无限寿命（即=1）计算，由式12-7,12-8得复合安全系数：由表12-4查得，因此S，轴的强度安全。 五、 第一级行星轴的设计步骤如下(一) 选择材料45钢，毛坯直径200，调质处理，硬度：217HBS255HBS ,抗拉强度：屈服强度：弯曲疲劳强度：(二) 估算轴最小直径由前边计算可知，可得，。由式（2-44）有：由表2-6得切应力，材料系数C=118-106。 则取。轴的结构设计如图2-10a所示，根据轴的受力，选取两个相同的深沟球轴承，为便于轴承装配，取装配轴承处得直径,选用6207型轴承，则估算轴的直径，轴承与轴装配采用过渡配合。 画出轴的结构图如图2-10a所示图2-10(三) 按许用弯曲应力校核(1) 计算轴的受力并画出轴的空间受力简图如图4-9b 所示。转矩： =前边算的圆周力：径向力： (2) 计算水平支承反力和各点弯矩，画出水平面受力图4-9c和弯矩图4-9d支点反力：设的方向为负方向考虑到B点处为可能的危险截面，计算弯矩。(3) 计算支承反力和各点弯矩，画出水平面受力图2-10e和弯矩图2-10f支点反力：设的方向为负方向考虑到D点处为可能的危险截面，计算弯矩。(4) 计算合成弯矩，画出合成弯矩图如图 2-10g 所示 (5) 校核轴的强度根据弯矩及轴的结构选定D截面进行强度校核。由表12-1，45钢=650 MP得，校核如下：由上可知，轴的弯曲强度足够，安全。（四）B截面安全系数校核计算(1) 求B截面的应力由前述求得B截面得合成弯矩，转矩，由附录表12-8可得抗弯截面系数W和抗扭截面系数计算公式及结果为：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭转切应力：切应力和平均切应力：(2) 综合影响系数因和，A截面有圆角产生应力集中，圆角对轴的有效应力集中系数由附录12-3中查得，,，查附表12-4，当材料为碳钢，毛坯直径100-200，尺寸系数， ，由附表12-5中查出， 表面状态系数=0.82，则，。(3) 求安全系数并校核设按无限寿命（即=1）计算，由式12-7,12-8得复合安全系数：由表12-4查得，因此S，轴的强度安全。六. 键联接的设计计算第二传动轴轴段需要花键键联结，其为齿轮与轴的联结。齿轮i段花键轴大径为120mm，小径为112，轴长176mm，齿轮h段花键轴大径为120mm，小径为112，轴长156mm，根据GB/T1144-2001选取选用矩形花键键，查表得。挤压强度：挤压强度足够满足要求，故安全。七. 轴承设计计算(1) 轴承NF221采用轴的校核过程中的力，查圆柱滚子轴承表8-24得，受力分析，合成支反力轴向载荷略小，查表14-9得查表14-5,14-6得 轴承符合要求。(2) 轴承NF220E采用轴的校核过程中的力，查圆柱滚子轴承表8-24得，受力分析，对较大力校核合成支反力轴向载荷略小，查表14-9得查表14-5,14-6得 轴承符合要求。(3) 轴承23128采用轴的校核过程中的力，查圆柱滚子轴承表8-24得，受力分析，合成支反力轴向载荷略小，查表14-9得查表14-5,14-6得 轴承符合要求。第三章 采煤机附属装置第一节 辅助液压系统作用一. 摇臂的升降摇臂的升降通过调高油缸来实现。在调高油缸的端部安装有组合阀，在组合阀内设有两个交叉油路安全阀，压力油通过组合阀进入调高油缸，组合阀中交叉油路安全阀用来防止油缸过载。二. 采煤机行走牵引的停止/启动每个牵引部后侧都安装有一个制动器。当泵站停止向其供油时制动器起作用，摩擦片上产生的摩擦力阻止轴齿轮转动，从而销轨轮停止传动，保证采煤机的安全。为了松开制动器，让采煤机沿工作面运行，首先起动泵站电机，需制动电磁阀得电，辅助压力油才通过管道接头进入制动器，克服碟形弹簧的作用力，松开摩擦片，轴齿轮转动，最终带动销轨轮转动。三. 泵站概述泵站是电牵引采煤机的一个重要部件，其主要作用是将机械能转变为液压能。该系统分为两部分：一是为采煤机的调高系统提供液压动力，二是为牵引传动部的制动器提供控制油路。原理图（见图3-1）如下：图3-1原理图泵站由序号1阀组、序号2油箱和序号3电机装置三部分组成。阀组固定在油箱上面，如图3-2所示。 图3-2泵 站电机装置位于泵站的左边，它主要由电机、调高泵、内外花键、法兰盘、距离套等组成。电机通过内外花键的传动，将动力直接传递给调高泵使其旋转，完成泵的吸油、排油动作。油箱由放气阀、注油装置、精过滤器、温度表、压力表组、油位计、放油堵等组成。本油箱箱体体积较大，可以装有足够的液压油，一方面为系统提供油源，另一方面可以使从系统回来的热油得到充分的热交换，使油温降下来。阀组由手液动换向阀、电磁换向阀、刹车电磁阀、压力继电器、精过滤器、高低压安全阀等组成。本阀组采用集成块形成，内部油路沟通，外部安装各种阀，省去了复杂的外部管路连接，便于安装、维修，另外也缩小了体积。从调高泵输出的压力油通过阀组，从阀组后面的接头通向左、右调高油缸。同时，一路低压油也从阀组后面接出通向刹车电磁阀去控制制动器的动作。四. 泵站的主要液压元件(一) 调高泵 为了确保液压系统的正常工作，采用了德国进口的高压齿轮泵1PE2G3-3X/020RC07MS，该泵理论排量为20.7ml/r，额定工作压力为20MPa。1. 单向阀在调高泵的上方并联着一个单向阀S20A1，此阀的目的在于，当电机反转时，为了避免泵吸空造成损害，可以通过此阀吸油。2. 粗、精过滤器 为了保证液压系统油质的清洁，以保证液压元件工作的可靠性，系统中设了粗、精过滤器各一个。 粗过滤器安装在油箱左下方，它采用德国技术制造，结构合理，功能齐全，清洗更换滤芯或检修时，只要拧动上盖即可自动切断和开启油箱通路。另外装有污染指示器，一旦滤芯被污物堵塞，压差增至0.03MPa时即可通过真空表显示出来，如现场无人，则旁通阀开启，避免泵吸空损坏，还在泵出口处装一个单向阀，更好地保护泵平稳工作。粗过滤器型号为SF56G80RUA，过滤精度为80m。当真空表显示200mm Hg 时，需清洗或更换粗过滤器滤芯。精过滤器安装在阀组上，型号为250P32T10MV0,过滤精度为10m，本滤油器同样采用德国技术制造，结构紧凑，装有污染指示器、旁通阀，还装有永久磁铁以吸附油中的铁屑，以便提高系统的安全可靠性。3. 溢流阀本系统装有两个溢流阀，一个为高压溢流阀来调定系统的最高压力20MPa；另一个为低压溢流阀安装在系统的低压回油油路上，负责提供背压，调定压力为2MPa，从而使系统建立起一个低压回路，低压油去控制手液动换向阀和制动器的动作。4. 压力继电器在通向制动器的油路上装有一个压力继电器，调定压力为1.5MPa。当低压油的压力由于管路泄露、元件漏损或低压安全阀失效而无法建立起足够的压力时，压力继电器就会发出电信号，使刹车电磁阀产生动作，制动器油路泄载，采煤机停止牵引，以便于维修人员查找原因，排除故障。5. 手液动换向阀从调高泵出来的油进入手液动换向阀。此阀是一个手控、液控两种控制方式的三位四通换向阀，通过此阀可以使压力油进入调高油缸的不同油腔，从而完成摇臂的升降动作。6. 电磁换向阀在阀组上还装有两个电磁换向阀。阀的出油口连接在手液动换向阀的控制油口上，通过它的换向，可以使从精过滤器来的低压油作用在手液动换向阀阀芯的一端，改变其工作位置，从而完成对摇臂升降的控制。五. 泵站的安装与调定泵站安装与调定的好坏直接关系到它的工作性能，所以安装前必须熟悉安装程序以及注意事项。安装时，要精心挑选零部件，严格遵守安装顺序和方法，安装后，要进行严格调试，以保证泵站的各项指标都达到出厂标准。(一) 泵站安装注意事项调高泵等外购件在安装前必须要检查是否有合格证，必要时，必须进行必要的性能试验（如耐压和外漏的测定），各技术指标必须达到有关检验标准。隔爆电磁阀必须有产品防爆合格证。对于液压件，在安装前进行必要的性能试验，各项技术指标必须达到出厂试验检验标准。油箱箱体内，不得残留铁屑和其它杂物，而且需用汽油和压缩空气进行冲洗，吹净，然后用塑料布罩住，以免脏物再次进入箱体内。外部管路连接要求整齐，不得有死弯。安装后不允许有油向外渗漏。(五) 安装顺序泵站的一般安装顺序为：先下层零部件，后上层零部件。注意：安装电机装配时，要注意小齿轮端面和泵的轴线垂直，不能只敲击小齿轮的一边，造成泵和电机不同心；要求在安装调高泵时，首先把安装电机的法兰盘上的螺栓全部紧固，安装时保证调高泵和电机的同心度，以免调高泵发热损坏。泵站的维护与常见故障的分析六. 泵站的维护1、 检查液压油油位是否低于油标高度，液压油是否乳化变质。2、 检查真空表读数是否大于220mm Hg，如大于则需要清洗或更换粗过滤器滤芯。3、 检查外部零件是否损坏，各紧固螺栓是否松动。4、 检查手液动换向阀手柄是否灵活。七. 液压油液压油是传递动力的介质，其质量和清洁度对液压系统关系较大，液压系统发生的故障和液压元件磨损，多数是由于液压油不洁和变质而引起的。因此，液压油的选择、运输、存放、更换和过滤应严格按有关规定进行。（1） 液压油更换标准 液压油可根据外观和气味来判定油质的好坏，从而决定是否需要更换,下表为更换标准。外 观气 味处 理透明、澄清良照常使用透明、有黑色良过滤后可使用乳白色良需更换黑褐色良需更换（2）液压油维护液压油进水后易发生乳化变质，所以泵站要有可靠的密封，防止喷雾冷却水混入油箱，并且要定期检查油质，若发现乳化或变质现象，应及时更换油液。在更换油液时，要对泵站进行彻底清洗，一般可用泡沫塑料擦洗，严禁用棉纱或旧布进行擦洗。在工作面上，清洗时，应停止其它作业。彻底清洗上面的煤灰，并且在泵站上方挂防尘布，以免煤块或矸石落在油箱上。第二节 调高油缸液压缸为普通双作用液压缸一. 调高油缸的作用调高油缸是辅助液压系统的执行元件，它的伸长与收缩给摇臂的升降提供了动力，使摇臂在规定范围内上下摆动，并锁定在需要的位置上，以满足采煤机的采高和卧底量的要求。二. 调高油缸的结构 图3-3调高油缸由吊环、油缸体和液控单向阀组成。吊环与摇臂通过轴销连接，油缸的尾部缸座上的孔与主机架通过轴销相连。三. 调高油缸的主要特点调高油缸的压力油是由泵站提供的，双液控单向阀固定在油缸尾部，该阀的作用与普通的双向液控单向阀不同，它起液控单向阀和过载保护两种作用，即能将摇臂锁定在任一位置，而且能使摇臂在锁定位置上实现过载保护。保证调高油缸在供油管破裂或按钮操作阀渗漏的情况下也不会使摇臂降落。当采煤机截割滚筒受冲击超载，使调高油缸内产生超过规定的例如，遇到冒顶大块煤下压或支架顶梁下压以及滚筒卧底遇到大块岩石而上抬时，均能通过压力阀的卸压使摇臂由锁定位置下移或上移，从而保护了调高油缸。四. 拆卸及更换 首先把油缸与摇臂的铰销卸下，然后将油缸与主机架的铰销拆下，这样就可以将调高油缸从采煤机上拆下。五. 润滑 在吊环的铰销衬套处每周注入适量的ZL-3锂基润滑脂。第3节 冷却系统一. 喷雾冷却系统的作用采煤机工作时，滚筒在破煤和装煤过程中会产生大量煤尘，不仅降低了工作面的能见度，影响正常生产，而且对安全生产和工人健康也会产生严重影响，因此必须及时降尘，最大限度地降低空气中的含尘量。同时采煤机在工作时，各主要部件（如水冷电动机、变频器、变压器、摇臂等）会产生很大热量，须及时进行冷却，以保证工作面生产的顺利进行。a 为滚筒提供内喷雾，降低工作面粉尘含量，改善工人的工作条件。b 冷却截割电机，牵引电机和泵站电机，破碎电机。c 冷却截割传动部和牵引传动部。d 冷却泵站油箱和电气控制箱。e 用于外喷雾，冲淡瓦斯和湿润煤层等。二. 喷雾冷却系统组成喷雾冷却系统主要由反冲洗过滤器组件、总流量/压力表组件、高压节流阀组件、减压阀组件、低压节流阀组件、排水组件、接头、软管和喷水块等组成。来自喷雾泵的水由送水管经电缆槽、拖缆装置进入水阀。由水阀分配成五路，用于冷却、喷雾降尘(1) 反冲洗过滤器组件的组成及作用反冲洗过滤器组件是由反冲洗过滤器、高压安全阀组成。反冲洗过滤器是由一个四挡和棘轮手柄组成，其工作原理如图 3.7-1 所示。高压安全阀是整个供水系统的安全装置，在供水压力超过高压安全阀的设定压力值(7MPa)时而泄压,对供水系统起保护作用。(2) 流量/压力表组件的组成及作用流量/压力表是由流量表和压力表组合而成，显示供水系统的总流量和总压力。(3) 高压节流阀组件的组成及作用高压节流阀是由高压节流阀块和安装在其上的压力开关组成。高压节流阀块是由三个节流阀组成，分别用来控制左滚筒内喷雾及强力外喷雾、右滚筒内喷雾及强力外喷雾、冷却水的流量。压力开关是一个开关量，当总进水压力小于4MPa 时，系统进行报警，显示总进水压力不足。(4) 减压阀组件的组成及作用减压阀组件是由减压阀和低压安全阀组成。减压阀是将7MPa 的供水压力减压到1.8MPa，用以保证电机和箱体的冷却水压力。低压安全阀的设定压力为2MPa，用以保证经过减压阀减压后的压力不超过此压力，当压力超过2MPa 时，此安全阀开始泄压。(5) 低压节流阀组件的组成及作用低压节流阀组件是由低压节流阀块和安装在其上的压力开关组成。低压节流阀块上有六个节流塞，用以调整六个冷却水路的水量调节。压力开关是一个开关量，设定压力为2MPa，当冷却水压超过此压力时，系统报警，应停机检修或更换减压阀。(6) 排水组件的组成及作用排水组件是由三个排水口组成，分别为反冲洗过滤器排污口、高压安全阀泄水口、低压安全阀泄水口。反冲洗过滤器排污口可观察反冲洗过滤器的冲洗情况。高压安全阀泄水口排水，应调整总进水压力。低压安全阀泄水口排水，应停机检修或更换减压阀。三. 喷雾冷却系统如图3-4，来自喷雾泵站的水通过反冲洗过滤器的进水口进入采煤机，要求进水压力67MPa，流量360L/min，进入反冲洗过滤器组件的水经过滤后进入流量/压力表组件，以显示其总进水流量和压力，然后进入高压节流阀组件后分三路,此三路水路的水量可调节。图3-4 1.滚筒内喷雾 2.摇臂腔冷却 3.牵引电机及箱体冷却 4.摇臂电机冷却 5.泵站及油箱冷却 一路经过节流阀进入左滚筒和左喷水块，用于左滚筒的内喷雾和左喷水块上的三个强力文丘里喷嘴。 另一路经过节流阀进入右滚筒和右喷水块，用于右滚筒的内喷雾和右喷水块上的三个强力文丘里喷嘴。 再一路经过节流阀进入减压阀组件后经减压进入低压节流阀组件，经低压节流阀组件再分为水量可调节的六路冷却水路。第一路水进入左牵引传动冷却器对牵引传动进行冷却，之后进入左牵引电机，对左牵引电机进行冷却后通过固定在左摇臂上的喷水块将水喷向滚筒；第二路水进入油箱冷却器，对油箱进行冷却后再进入泵站电机，对泵站电机进行冷却后通过固定在左摇臂上的喷水块将水喷向滚筒；第三路水进入左截割传动高速腔冷却器，对左截割传动高速腔进行冷却后再进入左截割传动低速腔冷却器，对左截割传动低速腔进行冷却后再进入左截割电机，对左截割电机进行冷却后通过固定在左摇臂上的喷水块将水喷向滚筒；第四路水进入电器控制箱冷却器（电器控制箱两冷却器串接），对电器控制箱进行冷却后再进入破碎电机，对破碎电机冷却后通过固定在右摇臂上的喷水块将水喷向滚筒；第五路水进入右牵引传动冷却器对牵引传动进行冷却，之后进入右牵引电机，对右牵引电机进行冷却后通过固定在右摇臂上的喷水块将水喷向滚筒；第六路水进入右截割传动高速腔冷却器，对右截割传动高速腔进行冷却后再进入右截割传动低速腔冷却器，对右截割传动低速腔进行冷却后再进入右截割电机，对右截割电机进行冷却后通过固定在右摇臂上的喷水块将水喷向滚筒。四. 注意事项1.定期检查喷雾泵站至采煤机输水胶管的各连接口是否密合，不得有渗漏水现象2.定期检查和清洁采煤机水阀内的过滤器，严重堵塞时须及时更换。3.注意内喷雾供水装置的外壳泄漏孔，如果发生线状漏水现象，应及时检查原因，必要时更换水密封件。4.加强对滚筒喷雾系统的日常维护，随时注意各喷嘴的工作状态，如有堵塞和丢失，应及时疏通和安装喷嘴。5.采煤机运行时，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，进行处理。必须特别注意：摇臂外壳上外喷雾冷却水的喷嘴，若无冷却水喷出，应立即停机。6.前必须先通水，当喷雾泵站停止供水时，应立即停止运行，有连续半小时以上停机时应关停喷雾泵站。第四章 采煤机的运输、操作与检修第一节 运输一. 一般说明(一) 防腐处理机器部件和钢结构部件在供货前根据各自可能遭受的腐蚀情况对其表面都进行了防腐处理。如果用户没有特殊要求，表层都作如下处理：1. 所有无机械加工的内外表面都经涂层防锈处理：2. 有减速器内腔、液压箱内腔经防油、防腐处理：3. 没有涂层的表面（一般是光亮的金属外表面），比如轴端、法兰面等，都进行了外防腐处理。（二）存放1. 采煤机和组件必须完全置于室内存放。如果存放时间超过1年，必须进行长期防腐处理，并定期对防腐措施进行检查；2. 如果存放时间非常长，那么再投入使用前必须进行全面检查。至于电机、泵等组件的存放，必须遵守有关的存放说明。（三）大部件固定1. 必须委托有经验的人员进行大部件固定、由工作人员指挥进行运输和装卸工作；2. 零部件和较大的组件在运输前必须小心固定在吊车上并防止其滑落。选择有足够起吊能力的性能良好的吊车进行起吊工作。二. 运输单元采煤机在生产车间最后验收后解体成运输单元，以便运送并下井。采煤机可以分割成以下标准的运输单元：运输单元数量运输单元数量摇臂2高压箱1牵引传动箱2控制箱1外牵引2主机架1泵站1辅助部件1调高油缸2截割滚筒2第二节 井上井下检查与运输一. 检查的主要内容1. 检查机器各部件是否正常，有无缺损；2. 外接管路是否挤压、碰撞损坏，接头是否拧紧；3. 各部件连接部位有无松动；4. 各油池、润滑点是否按注油系统图（图6-1）要求的油质和油位注油，有无渗漏现象。5. 操作手把是否灵活、可靠。二. 试运转1. 铺设刮板输送机，将采煤机骑在输送机上；2. 按正常井下操作顺序接上符合要求的水、电后，进行整机空载运行，并检查；各运转部分的声音是否正常，有无异常的发热和渗漏现象，再操作各电控按钮和手把，检查动作是否灵活、可靠。内外喷雾是否正常，采煤机与输送机配套是否合适；3. 进行司机操作培训。三. 解体下井运输在条件许可时，应尽量减少分解后的件数，并应根据组装程序，确定下井的先后顺序。1、 整机解体一般分为八大件：左滚筒、左摇臂、左牵引传动箱、主机架、右牵引传动箱、右摇臂、右滚筒、破碎机等。2、 对裸露的结合面、管接头、电缆、操作手把、按纽必须采取保护措施；3、 对活动部分必须采取固定措施，油缸必须与主机架固定；4、 油管、水管端头必须堵后包扎方能下井；5、 对于紧固件及零碎小件必须分类装箱下运，以免丢失。第三节 采煤机的启动、操作和停机一. 启动采煤机在启动采煤机前，必须让所有工作人员弄清采煤机和截割滚筒的位置，如若不然，会引起严重损伤。(一) 冷却启动前必须打开采煤机电机和其它部件的冷却水源。注意事项：采煤机电机运转时不得切断水源这会造成电机密封的损害。（二）控制选择按钮在开机前，各控制选择按钮，设置所需控制方式。（三）隔离开关采煤机机身布置的隔离开关与高压设备上的急停开关相连，隔离开关的触头装有消弧装置，在特殊情况下，可带负荷切断电源。一般情况下需检查故障或检修采煤机，应打开隔离开关，以防误操作。设备在井下闲置几天不用时，应拉下隔离开关。 二. 操作运行(一) 机械控制操纵任意机械控制都不应用力过大，如果操作困难或根本不能，则应立即通知维修人员。（二）工作面情况操作者应不断检查障碍物、破碎顶板和底板条件等，使采煤机走刀良好，以便能及时补救和避免造成的损伤。应经常测量工作面走向的直线性。应尽量减小坡度的起伏变化以满足运输机的要求。应注意推运输机不要过急（滞后采煤机1015M即810节溜槽），否则会对采煤机的外牵引造成损坏。保证煤层最大变化不超过上下40mm。为消除煤层偏差带来的问题，如果需要，则每刀后检查煤层和稍加校正即可解决。三. 停机(一) 标准步骤：使采煤机停止截割的正确步骤是减慢牵引速度至零，然后关闭采煤机电源。（二）电动跳闸如果采煤机因失速而跳闸（如滚筒脱离和压住顶蓬支护）那么应采取以下步骤：1. 脱离主摇臂电机的中空轴2. 启动采煤机反向切割3. 停机4. 再合上离合轴5. 在摇臂电机快速转动时，不得重新联接离合轴，否则会对离合轴造成损伤。6. 启动采煤机继续割煤。四. 对采煤机司机要求：采煤机司机应了解机器并清楚是否处于正常。应经常检查是否有不正常现象，听是否有不正常噪音，并将任何不正常现象、明显缺陷、故障和破损情况报告于维修人员。如果司机能按此要求做到，采煤机才会运行安全可靠。(一) 开机前检查：1. 必须检查机器附近有无工作人员；2. 检查各操作手把、按钮及离合手把位置是否正常；3. 油位是否符合规定要求，有无渗漏现象。（二）操作注意事项：1. 采煤机在启动前，必须先供水，后开机；停机时，先停机，后断水。并检查各路水量，特别是用作冷却后喷出的水量需保证。2. 未遇意外情况，在停机时不允许使用“紧急停机措施”。3. 操作规程中随时注意滚筒位置，要防止割顶、割梁、割底或丢顶、漂底等。4. 随时注意电缆和水管工作状态，防止电缆和水管挤压、蹩劲和跳槽等事故的发生。5. 注意观察油压、油温及机器的运转情况，如有异常，应立即停机检查。6. 长时间停机或换班时，必须打开隔离开关，并把离合器手把脱开，关闭水阀开关。第四节 采煤机的维护一. 采煤机的注油采煤机的注油应按注油润滑图的要求及时加入，保证采煤机的正常运转。注油时必须注意：1、 按表4-1标明的油脂牌号进行注油，不允许混用；2、 液压油与齿轮油，注入时必须过滤，以保证油质清洁；3、 注入油量应适当，要符合注油标明的要求；4、 截割电动机、牵引电动机、泵站电动机，需按各自要求的时间及油脂牌号注油脂。表4-1注油点润滑部位润滑油牌号注油量检 查8左摇臂箱（集中）N320#中极压工业齿轮油摇臂放平后至油标1中位 每班开机前应仔细检查油位，并及时加油。按实际情况更换新油。22左摇臂箱（外）12右摇臂箱（集中）19右摇臂箱（外）9左牵引箱（集中）加至上油标7、14中位11右牵引箱（集中）10泵站油箱N100#抗磨液压油至油标13上位2湿式切割装置锂基润滑油脂适量每周检查一次并注油3左摇臂回转销轴4、6左牵引内驱动轴承5左牵引外驱动轴承21左牵引销滚轮轴承18右摇臂回转销轴15、17右牵引内驱动轴承16右牵引外驱动轴承20右牵引销滚轮轴承二. 维护与检修说明(一) 一般说明1. 本章针对负责采煤机检修工作的人员。2. 采煤机检修工作的人员应具有机器装配钳工、电器技术员或者类似资质。3. 应该重视本操作说明。（二）维修工作的安全说明1. 只有在切断了采煤机的电源之后，才允许进行检修工作。隔离开关必须置于“关”的位置。未经授权时，开关不得接通。2. 在倾斜工作面检修时要确保采煤机不会滑动！3. 在检修时，拆下的各个组件以及在井下需更换的组件的运输包装和防护盖板，需保存以备今后再用。4. 零件和较大的组件在更换时应该非常小心地固定在起吊设备上，并确保不会因此产生危险。5. 只使用性能良好并有足够起重力的起吊装置。6. 不要在悬挂空中的重物底下停留或者工作。7. 只委托有经验的人员固定重物并给吊车司机发指令！发令人必须处在操作人员的视力范围内或者同他保持说话联系。8. 在检修/修理开始时，需将采煤机表面的脏物清理干净，尤其是清洁接头和螺栓连接副。不要使用腐蚀性的清洁剂。9. 如果在装配、检修和修理的时候有必要拆下安全装置，那么在检修和修理工作结束后，不要使用腐蚀性清洁剂。10. 只有在上述工作结束之后才可以让采煤机继续工作。（三）对特别危险种类的说明1. 电气1) 只使用电流强度有规定的原装熔断器。在供电方面出现故障时，马上切断采煤机电源。2) 定期检查采煤机的电器元件，出现缺陷、连接脱落以及损伤，必须马上解决。2. 液压系统1) 定期检查所有的管子、软管和连接处是否泄漏，有无外观可辨认的损伤！否则喷出管子的油会产生故障并引起火灾。2) 在对液压装置和水管进行各种检修工作时，这些设备都必须处于无压状态。三. 维护和检修内容正确的维护和检修，对提高机器的可靠性，减少事故率，延长使用寿命十分重要。其主要内容一般分日检、周检、季检及大修。(一) 日检1. 检查各大部件联接的液压螺母及其他螺钉是否紧固齐全，发现松动要及时拧紧；2. 电缆、水管、油管是否有挤压和破损；3. 检查各压力表是否损坏；4. 各部位油位是否符合要求，是否有渗漏现象5. 各操作手柄、按扭动作是否灵活；6. 截齿和齿座是否损坏与丢失，截齿丢失，必须及时补上；7. 喷嘴是否堵塞和损坏，水阀是否正常工作，堵塞的喷嘴要及时清洗更换；8. 平滑靴与导向滑靴的工作状况；9. 机器运转时，各部位的油压、温升及声响，以及段间连接是否有松动；10. 水量检查，特别是用作冷却后喷出的水量一定要符合要求。（二）周检1. 清洗泵站及水阀中的过滤器滤芯；2. 从放油口取样化验工作油中的过滤油质是否符合要求；3. 检查和处理日检中不能处理的问题，并对整机的大致情况作好记录；4. 检查司机对采煤机的日常维护情况和故障记录。（三）季检 季检除了周检内容外，对周检处理不了的问题进行维护和检修，并对采煤机司机的日检、周检进行检查，并做好季检记录。（四）大修采煤机在采完一个工作面后应升井大修。大修要求采煤机进行解体清洗检查，更换损坏零件，测量齿轮啮合间隙，对液压元件应按要求进行维护和实验，电气元件检修更换时，应做电气试验。机器大修后，主要零部件应做性能试验、整机空转试验，检测有关参数，符合大修要求后方可下井。 结束语本设计根据所给定的地质条件，通过拟定传动的结构方案，并结合现有的生产条件等独立完成采煤机的局部改装设计全过程，熟悉正确运用设计资料，加深采煤机的设计正确认识，培养分析和解决问题的能力。在截割部传动方式上选用了电动机摇臂行星齿轮传动滚筒的传动方式，新的电牵引采煤机都采用这种传动方式，该传动系统的可靠性高，结构紧凑，是一种大功率及大传动比的传动装置，对中厚煤层开采适用。在齿轮材料选择上选择了大功率采煤机使用较广的中淬透性合金渗碳钢20CrMnTi，实际生产设计中可通过优化设计分析选择更为合理来提高机器本身的性价比、尺寸等，如性能更好的高淬透性合金渗碳钢18Cr2Ni4WA等材料。这次毕业设计是所学课程的应用和巩固，也是一次全面性的总结，学习了煤矿采掘机械部改装设计的一般方法和步骤，初步掌握解决煤矿机械化技术问题的初步能力，为以后的工作打下了一定基础。 参考文献1 李树军. 机械原理 M. 科学出版社，2009.2 席伟光，杨光，李波. 机械设计基础课程设计 M. 高等教育出版社出版，2003.3 柴鹏飞，王晨光. 机械设计课程设计指导书 M. 机械工业出版社，2011.4 安琦，顾大强. 机械设计 M. 科学出版社，2011.5 吴宗泽. 机械零件设计手册 M. 机械工业出版社，2004.6 苟文选. 材料力学（） M. 科学出版社，2012.7 王铎，程靳. 理论力学（） M. 高等教育出版社出版，2003.8 东北大学机械零件设计手册编写组. 机械零件设计手册（上）M. 冶金工业出版社，1994.9 朱真才,韩振铎. 采掘机械与液压传动 M. 中国矿业大学出版社，2005.10 陶驰东. 采掘机械. 煤炭工业出版社，1993.11 李昌熙,乔石. 矿山机械与液压传动 M. 煤炭工业出版社，1995.12 谢锡纯,李晓豁. 矿山机械与设备 M. 中国矿业大学出版社，2000.13 李占权. 行星齿轮减速器的设计 J. 煤矿机械，2000（21）.14 王蓓. 行星机构在电牵引采煤机中的应用 J. 煤矿机械，2000（30）.15 马从谦. 渐开线行星齿轮传动设计 M. 机械工业出版社，1987.16 王启广，黄嘉兴.液压传动与采掘机械 M. 中国矿业大学出版社，2005.17 吕明. 机械制造技术基础 M. 武汉理工大学出版社，2011.18 邓文英，郭小鹏. 金属工艺学(上册) M. 高等教育出版社，2008.19 毛平淮. 互换性与测量技术基础 M. 机械工业出版社，2012.20 韩变枝. 机械制图与识图 M. 机械工业出版社，2009.21 杨建乐. MGTY400/900-3.3D电牵引采煤机 N. 太原矿山机器集团，2000.22 Ikuta K,Hasegawa T,Adachi T,Maruo S.Fluid drive chips containing multiple pumps and switching valves for Biochemical IC Family.Mico Electro Mechanical Systems,200023 liu ji chang. Readings in mining English. 2001英文文献Gears Gears are vital factors in machinery ,which are uses to transmit power or motion from one shaft to another .They may be used only to transmit motion from one part of a machine to another,or they may be used to change the speed or the torque of one shaft with with relation to another.One of the first mechanism invented using gears wad the clock.In fact,a clock is little more than a train of gears.Considerable study and research have been made on gears in recent years because of their wide use under exacting conditions.They have to transmit heavier loads and run at high speeds than ever before.The engineers and the machinists all consider gearing the prime element in nearly all classes of machinery.Super Gears Spur gears will be considered first for several reasons.In the first place, hey are simplest and the least expensive of gears and they may be used to transmit power between parallel shafts, also spur gears definitions are usually applicable to other types .It is important go understand the following definitions, since they are important factors in the design of any equipment utilizing gears.Diametric Pitch The number of teeth per inch of pitch cirle diameter .The diameter pitch is usually an integer .A small number for the pitch implies a large tooth size.Meshing spur gears must have the same diameter pitch .The speed ratio is based on the fact that meshing gears may have different-sized pitch circles and hence different number of teeth.Circular Pitch The distance from a point on one tooth to the corresponding point on an adjacent tooth, is measrued along the pitch circle.This is a liner dimension and thus bas liner units.Pitch Circle The circle on which the ratio of the gear set is based, when two gears are meshing, the two pitch circles must be exactly tangent if the gears are to function properly.The tangency point is known as the pitch point.Pressure Angle The angle between the line of action and a line perpendicular to the centerlines of the two gears in mesing .Pressure Angles for spur gears are usually 14.5 or 20 degrees, although other values can be used.Meshing gears must have the same pressure angles.In the case of a rack, the teeth have the straight sides inclined at an angle corresponding to the pressure angle.Base Circle A circle tangent to the line of action (or pressure line ) .The base circle is the imaginary circle about which an involutes cure is developed .Most spur gears follow an involutes cure from the base circle to the top of the tootch,this cure can be visualized by observing a point on a taut cord an it is unwound from a cylinder .In a gear ,the cylinder is the best circle.Addendum The radial distance is from the pitch circle to the top of the tooth. Dedendum The radial distance from file pitch circle to the root of the tooth.Clearance The difference between gear addendum and dedendum face width.Face Width The width of the tooth measured axially.F
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号