薄煤层电牵引采煤机牵引部设计-毕业设计开题报告

现代科技学院现代科技学院 毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告 毕业设计（论文）题目：毕业设计（论文）题目：薄煤层电牵引采煤机牵引部设计薄煤层电牵引采煤机牵引部设计 学学生生：赵鑫赵鑫 指指导导教教师：师：袁红兵袁红兵 专专业业班班级：级：机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 机测机测 20142014 年年 0303 月月 1818 日日 1 1.1. 课题名称课题名称： 薄煤层电牵引采煤机牵引部设计 2.2.课题研究背景课题研究背景： 20 世纪 40 年代初，英国和前苏联相继研制出了链式采煤机，这 种采煤机是通过截链截落煤， 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式采煤机，在这种采煤 机上安装有截煤滚筒，这是一种圆筒形部件，其上安装有截齿，用截 煤滚筒实现落煤和装煤。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点：其一是截煤滚 筒的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 截煤滚筒的装煤效果不佳，限制了采煤机生产率的提高。 进入 60 年代，英国、德国、法国和前苏联先后对采煤机的截割 滚筒做出革命性改进。其一是截煤滚筒可以在使用中调整其高度，完 全解决对煤层赋存条件的适应性； 其二是把圆筒形截割滚筒改进成螺 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称为现代化采煤机械的基础。 可调高螺旋滚 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，综合机械化采煤设备成为各国地下开采。 我国 80 年代后期开始研制交流电牵引采煤机，90 年代初研制成 2 功样机，经过十多年攻关研究，开采的系列电牵引采煤机在国内得到 了广泛的应用，取得了明显的经济和社会效益。 根据我国煤矿煤层的厚度划分，厚度为 0.8-1.3m 的煤层属薄煤 层， 目前我国使用的薄煤层采煤机， 其采高下限基本上都是大于 1.1m （上限为 2m）。由于受技术和使用条件的限制，采高小于 1m 的薄煤 层开采主要是人工炮采，严重的影响了效率和效益。我国的薄煤层资 源分布广泛，储量丰富。目前，已探明的薄煤层可采储量约为 60 多 亿，所以说薄煤层的开采很重要。 今年来，我国的综采设备有了长足的发展，特别是中厚煤层和厚 煤层机械化采煤装备迅速的发展，同时其采煤工艺也不断的进步，有 力的促进了高产高效的矿井建设。然而，较薄煤层，由于受技术条件 和开采工艺的限制，产量一直上不去，丢薄采厚的状况严重，造成采 储比例失调，资源丢失严重。薄煤层机械化开采存在着：（1）工作 条件差，设备移动困难；（2）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；（3）投出产出比高，经济效益不如中厚 煤层，造成薄煤层电牵引采煤机技术发展速度相对较慢。 在这个情况下我们对薄煤层采煤机的改造和创新是非常重要的. 3.3. 课题研究意义课题研究意义 在我国一些薄、厚煤层并存的煤矿，由于薄煤层开采速度较慢， 使其下部的中厚煤层长期的得不到及时开采， 以至影响工作面的正常 接替，而有的被迫需要丢掉一些薄煤层资源造成浪费。随着大批煤矿 中、厚煤层的资源开采，使得资源越来越少，所以薄煤层的开采已经 3 列入日程。因此，研制适合我国国情的薄煤层采煤机，以适应不同的 煤层结构，提高薄煤层采煤的工作效率是当务之急。 发展机械化开采，是提高薄煤层工作而产生效率的唯一出路，而 实现薄煤层工作而高产高效的关键是要有高性能的薄煤层生产设备。 因此，发展研制高性能薄煤层电牵引采煤机，是具有重要的意义的。 通过本题目使我在进行薄煤层电牵引采煤机牵引部设计方面经 行一次全面的系统的训练，使我们能综合运用所学的课程，系统地巩 固基本理论和专业知识，培养分析问题和解决问题的独立工作能力： 提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术文件及计算机 辅助设计计算等基本技能，掌握采煤机设计原则、设计方法、步骤。 树立正确的设计思想及认真的工作态度。 为今后工作打下良好的基础 并能提高我的综合运用知识的能力同时也有助于以后再工作岗位能 很快的适应工作的坏境。 经过本次的毕业设计，我一定会学的更多的知识和更多的能力， 增加自己一个人独自面对问题的能力，使得自己找到自己的不足之 处。为以后的工作和生活增加一分能力。 4.4.文献文献查阅查阅概况概况 （1） 基于动态故障树的采煤机牵引部可靠性分析张海民，程 刚，葛世荣（中国矿业大学机电工程学院 ） 刊名：矿山机械，出版 日期：2010期号：第21期页码：1-5 【摘要】 介绍了动态故障树(DFT)分析方法,即将模块化处理 DFT得到的静态子树和动态子树分别采用二元决策图(BDD)和马尔 4 可夫方法进行分析。以采煤机牵引部不牵引为动态故障树分析实例, 利用MATLAB仿真,通过定性与定量分析找出了系统的薄弱环节为行 星机构和行走轮。当设备运行1000h时,牵引部不牵引发生的概率为 0.095198。 结果表明,将模块化的动态故障树分析方法用于采煤机可靠 性分析是可行的,所得结论对采煤机的设计、生产、使用和维护都具 有重要的参考价值。 （2） 采煤机牵引部机液伺服机构的合理性探讨与改进王希斌 刊名：焦作矿业学院学报出版日期：1993期号：第2期页码： 93-98,112 【摘要】 本文在采煤机牵引部机液伺服机构的动态特性分析基 础上,对该机构的合理性作了进一步探讨,指出它存在的问题。并提出 改进方案,为采煤机伺服机构的改进设计提供理论依据。 （3） 微机控制采煤机牵引部试验台研制王增才刊名：山东 矿业学院学报，出版日期：1996期号：第4期页码：57-59 【摘要】 讨论一种微机控制采煤机牵引部试验台，该试验台采 用发电加载方法，加载功率大，可任意调节。牵引部输出轴与加载部 分联节方法新颖。该试验台的数据采集和处理有计算机完成。 （4） MG750/1915型采煤机牵引部故障树分析沈利华，程刚， 冯文龙（中国矿业大学机电工程学院） ，刊名：煤矿机电 出版日期： 2009期号：第6期页码：46-48 【摘要】 针对 MG750/1915-GWD 型采煤机,建立牵引部的故障树 模型。运用 RELEX 可靠性分析软件,定量分析各故障模式发生概率、 5 不可靠度及不可用度等可靠性参数。根据分析结果,改进故障发生概 率高的部件结构,以提高整体可靠性。 （5）电牵引采煤机牵引部可靠性建模探讨 贺声阳， 刘混举 （中 国矿业大学机电工程学院）刊名：机械工程与自动化 出版日期： 2009期号：第6期页码：111-112 【摘要】 将可靠性理论应用于采煤机的牵引部,探讨其可靠性模型 的建立方法,建立采煤机牵引部的结构框图和可靠性框图,并对建立的 可靠性模型给出其数学表示方法及其可靠性指标的计算方法。 （6） 采煤机牵引部与摇臂联接轴孔失效分析 孙颖， 王本海 （皖 北煤电公司机械总厂） 。 刊名：煤矿机械出版日期：2008期号： 第2期页码：135-136 【摘要】对采煤机牵引部与摇臂联接轴孔经常出现的失效原因进 行分析,提出一些注意事项和预防措施,为进行采煤机大修工作和正常 生产检修提供经验和方法。 （7） 采煤机牵引部电动机筒返修的措施陈克华，赵晓辉，薛 强（西安煤矿机械有限公司）刊名：煤矿机电 出版日期：2012期 号：第1期页码：99-101 【摘要】简要介绍了某滚筒采煤机牵引部壳体铸造后电动机筒部 位因筒体偏置及筒体直径过大导致机加工后仍有大面积黑皮,影响电 动机在矿井下安装和使用的问题。 提出了沿筒体圆周方向均布焊接板 条、筒体圆周面整体堆焊焊材、筒体镗孔后镶套三种返修方案。根据 焊接工艺控制及筒体结构等的可行性分析,最终确定了筒体镗孔后镶 6 套的返修方案,顺利地解决了铸造后电动机筒的缺陷,并节约了返修成 本。 （8） 采煤机牵引部壳体铸改焊方案优化分析贾龙，史仁贵， 李钰（西安煤矿机械有限公司采煤机研究所） 。 刊名：煤矿机电出 版日期：2012期号：第1期页码：90-92 【摘要】对采煤机牵引部铸造壳体模型和焊接壳体模型进行有限 元仿真结果的对比分析,得出焊接壳体模型的薄弱环节。通过对焊接 牵引部应力较大部位进行结构和工艺的改进,提高了采煤机焊接壳体 结构的可靠性和使用寿命。 （9） 采煤机牵引部传动系统扭振分析廉自生，李铁军（太原 理工大学,机械工程学院） 。刊名： 太原理工大学学报 出版日期： 2005 期号：第3期页码：323-325 【摘要】利用传递矩阵法建立了采煤机牵引部传动系统的扭转振 动模型,通过计算其固有频率及在低阶模态中的势能分布率及模态柔 度,找出该采煤机牵引部传动系统的薄弱环节,为改善其动态特性提供 了理论依据。 （10） 采煤机牵引部、摇臂用联接铰轴结构的改进李显，刘永 刚， 周晓红 （西安煤矿机械有限公司） 刊名： 机械工程师 出版日期： 2009期号：第11期页码：142 【摘要】 通过对采煤机上牵引部、摇臂与连接架间联接铰轴结构 及材料、热处理的改进,改善了铰轴的润滑条件,提高了耐磨性,解决了 铰轴拆卸困难、紧固不可靠等问题。 7 （11） 采煤机牵引部补油系统的改进盛光英（北岳职业技术学 院） 刊名： 矿山机械 出版日期： 2002期号： 第6期页码： 78-78。 【摘要】 综采工作面采煤机是综采生产的主力设备,在生产 过程中,牵引事故的频繁出现,直接影响综采工作面的正常生产。针对 煤峪口矿6MG200采煤机牵引部存在的问题,进行了大胆改进,使采 煤机既满足了生产需求,又减少了投入,收到了良好的经济效益。 （12） 采煤机牵引部优化设计杨若愚，付大鹏，窦长茂（东北 电力学院； 煤科总院太原分院）刊名： 煤矿机械出版日期： 1998期 号：第6期页码：7-8 【摘要】 以采煤机为例，以减少结构尺寸和重量 为目的，对采煤机牵引部进行优化设计。 （13） 电牵引采煤机牵引部直齿传动箱的设计李占权，战晓 红 刊名：煤矿机械 出版日期：1999 期号：第12期 页码：7-8 【摘要】 结合电牵引采煤机牵引部直齿传动箱，应用数学规划理 论进行机械优化设计 。 （14） 电牵引采煤机牵引部的强化设计丁志勇 （太原矿山机 器集团有限公司设计院 ）刊名：山西机械 出版日期：2001 期号： 第3期 页码：20-21，23 【摘要】 论述了电牵引采煤机牵引传动部的工作原理。针对该机 在井下的使用情况进行了强化设计 ,使该机的适应性、可靠性得到较 大的改进 。 （15） Research on Cutting Teeth Forms Influence on Coal Shearer 8 Vibration Di Liu;Hai Jiang;Xiao Dong Ji;Miao Wu 刊名：Advanced Materials Research 出版日期：2013 页码：3072-3075 【摘 要】Electric traction coal shearer is widely applied by the coal industry in present China. Its stable and safe working status is a key factor to guarantee the stability and safety of collierys production. This paper aims to analyze coal shearers fuselage vibration characteristics under different forms of cutting teeth conditions via actual measurement in working face and try to work out different teeth formsinfluence degree on shearers fuselage vibration. The research have surely drawn some significant conclusions, which will provide theoretical guidance for industrial practicing and help to avoid bodys damage caused by the fuselage vibration（电力牵引煤炭希勒在中国目前煤炭行业的广泛应 用。 其稳定和安全的工作状态是一个关键因素保证煤矿生产的稳定性 和安全性。 本文旨在分析煤炭希勒的机身振动特性在不同形式的牙齿 条件下通过实测工作面,试图找出不同的牙齿形式对希勒的机身振动 的影响程度。研究肯定了一些重要的结论,将为工业实践提供理论指 导和帮助避免机身振动造成身体的损害） 。 （16）Fracture Reasons and Improvements for the Running Gear of ShearersChun Yu Song;Jing Ru Liu;Xiu Juan Zhang 刊名：Advanced Materials Research 出版日期：2012页码：2733-2737 【摘 要】Running traction mechanism of shearers is adopted as the analysis object in this paper. The finite element models for the elastic 9 contact analysis between the running gears and pin-rails are created. When the gears are running, the variation principles of contact spots, contact force, and internal stress for the gears and pin-rails at the different contact positions are analyzed. The calculation results show that the maximum stress is located at the edges of the gear teeth for the different contact positions. When the teeth are loaded with the repeated large stress, cracks are produced at the tooth edges at first and then are growing. The tooth breakage is produced at last. Gear chamfers using two circulars at the tooth edges can change the location of the maximum stress and the maximum MISES stress can be reduced by 20% or more. Therefore, the fracture problem of gear teeth is solved basically（运行牵 引采煤机制作为分析对象。 弹性接触分析的有限元模型之间创建齿轮 和pin-rails运行。当齿轮运行,接触点的变化原理,对齿轮接触力和内部 压力和pin-rails不同接触位置进行了分析。计算结果表明,最大应力位 于不同的齿轮齿接触的边缘位置。当牙齿都含有重复大压力、裂缝产 生的齿边开始,然后正在增长。牙产生破损。齿轮倒角使用两个通告 齿边缘可以改变位置的最大应力和最大米塞斯应力可以减少20%或 更多。因此,齿轮齿的断裂问题基本解决） 。 （17） Optimization Design of Planetary Gear Transmission Mechanism of Traction UnitLi Li 刊名：Advanced Materials Research 出版日期：2013 页码：164-167 【摘 要】In order to make the coal mining machine adapt the narrow 10 work space underground, and the height of shearer is decided by the planetary gear transmission mechanism of traction unit. In this paper, the volume of planetary gear transmission mechanism is selected as objective function, and module of gear, teeth of sun gear, width of gear are considered as design variables based on mechanical transmission theory, and the optimized mathematical model of the planetary gear transmission mechanism of traction unit is established. The optimized mathematical model is solved by SQP(sequential quadratic programming) basd on Matlab program, the volume of planetary gear transmission mechanism reduces 20.22%, and the height of shearer decreases 11.3%（为了使地下 采煤机适应狭窄工作空间,和希勒的高度是由行星齿轮传动的牵引机 制决定的。本文选择行星齿轮传动机构的体积作为目标函数,和齿轮 模数,牙齿的太阳齿轮,齿轮的宽度作为设计变量是基于机械传动理 论,和行星齿轮传动机构的优化数学模型,建立了牵引装置。优化数学 模型解决了SQP(序贯二次规划)的Matlab程序基础上,行星齿轮传动机 构的体积减少了20.22%,和希勒的高度减少11.3%） 。 （18） Reliability Study of Thin Seam Hearer Cutting Unit under Multi-ConditionLi Juan Zhao;Zhong Gang Sun 刊名：Advanced Materials Research 出版日期：2011 页码：591-596 【摘 要】 Application of a variety of software construct co-simulation environment, establishment of model of thin seam shearer cutting unit rigid-flexible coupling multimode system, do correctness verification to 11 model from speed characteristics and mechanical properties. Simulation by loading, get characteristics of principal stress and weak links of key parts. Compared to the prototype model simulation under multi-condition, got the best traction speed of shearer when working in a particular coal seam.Axis of the planet given to different materials to comparative