MG100采煤机牵引部设计开题报告

欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321南华大学本科生毕业设计（论文）开题报告设计题目MG100型采煤机牵引部设计设计题目来源设计题目类型起止时间一. 设计（论文）依据及研究意义：进入20世纪90年代后，随着煤炭生产向集约化方向发展，减员提效，提高工作面单产成为煤炭发展的主流，发展高产高效工作面势在必行，此采煤机开发研制围绕高产高效的要求进行，其主要方向是：（1）大功率高参数的液压牵引采煤机：最具代表性的机型是MG2X400W型采煤机。（2）高性能电牵引采煤机：电牵引采煤机的研制从20世纪80年代开始起步，20世纪90年代全面发展，电牵引的发展存在直流和交流两种技术途径。进入20世纪90年代后，交流变频调速技术在中厚煤层采煤机中推广使用，上海分院先后开发成功MG200/500-WD、MG200/450-BWD、MG250/600-WD、MG400/920-WD和MG450/1020-WD等采煤机，变频调速箱可以是机载，也可以是非机载。另外派生出8种机型，都已投入使用，取得较好的效果。太原矿山机械厂在引进英国Electra1000直流电牵引全套技术的基础上，开发出MG400/900-WD和MG250/600-WD型两种电牵引采煤机，鸡西煤机厂、辽源煤机厂也开发了交流电牵引采煤机。国产电牵引采煤机虽然发展速度很快，但在性能和可靠性上与世界先进国家的I采煤机相比，还存在较大的差距，所以一些有实力的矿务局，在装备高产高效工作面时，把目光移到国外，进口国外先进电牵引采煤机。如神府华能集团引进美国的7LS、6LS电牵引采煤机；兖州矿业集团公司引进德国的SL-500型和日本的MCLE-DR102型交流电牵引采煤机，但由于价格昂贵，故引进数量较少，90年代采煤机技术发展的特点如下：1多电机驱动横向布置的总体结构成为电牵引采煤机发展的主流我国开发的电牵引采煤机，一般都采用横向布置。各大部件由单独的电动机驱动，传动系统彼此独立，无动力传递，结构简单，拆装方便，因而有取代电动机纵向布置的趋势。2我国采煤机的主要参数与世界先进水平的差距在缩小在装机功率方面，我国的液压牵引采煤机装机功率达到800KW，电牵引采煤机装机功率达到1020KW，其牵引功率为2X50KW，可满足高产高效工作面对功率的要求。在牵引力和牵引速度方面，电牵引的最大牵引力已达到700KN，最大牵引速度达1256m/min,微处理机的工矿监测、故障显示、无线电离机控制等方面已达到较高技术水平。3液压紧固技术的开发研究取得成功采煤机连接构件经常松动是影响工作可靠性的重要因素，而且解决难度较大，液压螺母和专用超高压泵，在电牵引采煤机中得到推广应用，防松效果显著，基本解决采煤机连接可靠性的问题。回顾这30多年我国采煤机发展的历程，走的是一条自力更生和仿制引进结合的道路，也是一条不断学习国外先进技术为我所用的发展道路，从20世纪70年代主要靠进口采煤机来满足我国生产需要，到近年几乎是国产采煤机占我国整个采煤机市场，这也是个了不起的进步。我国从20 世纪80 年代末期, 煤科总院上海分院与波兰合作研制开发了我国第1 台MG3442PWD薄煤层强力爬底板交流电牵引采煤机, 在大同局雁崖矿使用取得成功。借助MG3442PWD 电牵引采煤机的电牵引技术, 对液压牵引采煤机进行技术更新。第1 台MG300/ 6802WD 型电牵引采煤机是在鸡西煤矿机械厂生产的MG300 系列液压牵引采煤机的基础上改造成功, 并于1996 年7 月在大同晋华宫矿开始使用。与此同时, 在太原矿山机器厂生产的AM2500 液压牵引采煤机上应用交流电牵引调速装置改造MG375/8302WD 型电牵引采煤机。截止目前, 我国已形成5 个电牵引采煤机生产基地, 鸡西煤矿机械厂、太原矿山机器厂、煤炭科学研究总院上海分院、辽源煤矿机械厂生产交流电牵引采煤机, 西安煤矿机械厂则生产直流电牵引采煤机。我国近期开发的电牵引采煤机有以下特点:(1) 多电机驱动横向布置电牵引采煤机。截割电机横向布置在摇臂上, 取消了螺旋伞齿轮和结构复杂的通轴。(2) 总装机功率、牵引功率大幅度提高, 供电电压(对单个电机400kW 及以上) 由1140V 升至3300V , 保证了供电质量和电机性能。(3) 电牵引采煤机以交流变频调速牵引装置占主导地位, 部分厂商同时也研制生产直流电牵引采煤机。(4) 主机身多分为3 段, 取消了底托架, 各零部件设计、制造强度大大提高, 部件间用高强度液压螺母联接, 拆装方便, 提高了整机的可靠性。(5) 电控技术研究和采煤机电气控制装置可靠性不断提高。在通用性、互换性和集成型方面迈进了一大步, 功能逐步齐全, 无线电随机控制研制成功, 数字化、微机的电控装置已进入试用阶段。(6) 在横向布置的截割电机上, 设计使用了具有弹性缓冲性能的扭矩轴,改善了传动件的可靠性, 对提高采煤机的整体可靠性和时间利用率起到了积极作用。(7) 耐磨滚筒及镐形截齿的研究, 推进了我国的滚筒及截齿制造技术,开发研制的耐磨滚筒,可适用于截割f = 34 的硬煤。具有使用中轴向力波动小,工作平稳性好,块煤率高,能耗低等优点。二.设计（论文）主要研究内容、预期目标：（技术方案、路线）1本设计是MG100型采煤机牵引部设计，其牵引机构传动系统如下 图牵引机构传动系统图2主要技术参数主要技术参数及配套设备：采高（m）：2.23.5；适应倾角（）：25；煤质硬度 : f4；截深（m）：0.8滚筒直径 （m）： 1.6 电压（V）：1140；牵引形式 ：强力轮齿齿轨电牵引；牵引电机型号：YBXn225S-4装机功率（KW）：904 （其中两个截割电机2400KW两个牵引电机237KW，一个泵电机30KW，共计240023730=904KW）3电动机的选择设计要求牵引部功率为37KW，根据矿井电机的具体工作环境情况，电机必须具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。所以选择由南阳生产的三相鼠笼异步防爆电动机，型号为YBXn225S-4；其主要参数如下：额定功率：37KW；额定电压：380V；满载电流：69A；额定转速：1470r/min；满载效率：0.936；满载功率因数：0.87；接线方式：Y；质量：400KG；冷却方式：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齿轮减速机构。4.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：1.各级传动的传动比一般应在常用值范围内，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。2.各级传动间应做到尺寸协调、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。3.使各级传动的承载能力接近相等，即要达到等强度。4.使各级传动中的大齿轮进入油中的深度大致相等，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。设计采用型行星减速装置，其工作原理如下图所示：a太阳轮 b内齿圈 c行星轮 h行星架图 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h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h上的行星轮c绕自身的轴线oxox转动，从而驱动行星架h回转，实现减速。运转中，轴线oxox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0.970.99,传动比一般为2.113.7。如图2.3，当内齿圈b固定，以太阳轮a为主动件，行星架h为从动件时，传动比的推荐值为2.79。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56。所以这里先定行星减速机构传动比：ii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：i=z/z=2.84i=z/z=2.13i=1.365牵引部传动计算 三、设计（论文）的研究重点及难点： 采煤机牵引负载特性在截割时多为恒转矩特性，所需动力为机械特性为硬特性；调动时是恒功率特性，所需动力机械的机械特性为软特性。这对于电动机或泵马达系统只有调速才能满足这种恒转矩恒功率的负载特性，这种特性是为人为机械特性，即负载的变化按人规定的规律来变化。对调还特性来讲，需要速度刚度越大越好，其调速过程或工作速度就越平稳。从这点出发，直流电动机、交流电动机、液压泵马达系统都是硬特性。因此，不论电牵引或液压牵引，应该说都具有良好的调速特性。但液压牵引的机械特性除了受负载影响外，还受油液的泄漏、粘度、温度和清洁度、制造和维修质量的影响到，特性曲线慢慢变软，但电动机特性除了受负载影响外，就没有像液压传动那么多的影响，也就是电牵引的牵引特性好，调速平稳性好，牵引特性曲线可长时间的保持稳定。目前的液压牵引，当双牵引时牵引力增加倍，牵引速度比单牵引时大约减少一半，这在设计中可以使泵马达的排量增大倍，但液压件的体积要增大很多。电牵引动力源泉就没有此问题。四、设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：时间你自己写搜集资料整理资料、拟订方案，写开题报告，文献综述设计绘制部装图、及重要部件零件图整理、汇编设计说明书整理锥被上交材料准备进行答辩五、进行设计（论文）所需条件：主要技术参数及配套设备：采高（m）：2.23.5；适应倾角（）：25；煤质硬度 : f4；截深（m）：0.8滚筒直径 （m）： 1.6 电压（V）：1140；牵引形式 ：强力轮齿齿轨电牵引；牵引电机型号：YBXn225S-4装机功率（KW）：904 （其中两个截割电机2400KW两个牵引电机237KW，一个泵电机30KW，共计240023730=904KW）参考文献1 王洪欣. 机械设计工程学(). 徐州: 中国矿业大学出版社, 2004 2 唐大放. 机械设计工程学(). 徐州: 中国矿业大学出版社, 20043 李昌熙. 采煤机. 北京: 煤炭工业出版社, 19884 许洪基. 现代机械传动手册. 北京: 机械工业出版社, 19955 谢锡纯. 矿山机械与设备. 徐州: 中国矿业大学出版社, 20046 李贵轩. 采掘机械. 北京: 煤炭工业出版社,19827 赖昌干. 采掘运机械的控制. 徐州: 中国矿业大学出版社,19948 王启广. 采掘机械与支护设备. 徐州: 中国矿业大学出版社,20069 刘鸿文. 简明材料力学. 北京: 高等教育出版社,200410 单丽云. 工程材料(第二版). 徐州: 中国矿业大学出版社, 200311 成大先. 机械设计手册第三版第2卷. 北京: 化学工业出版社.199912 吴相宪. 实用机械设计手册. 徐州: 中国矿业大学出版社, 200113 陶驰东. 采掘机械. 北京: 煤炭工业出版社,199314 宁思渐. 采掘机械. 北京: 冶金工业出版社,198015 掘进机械化成套设备选型手册. 北京: 煤炭工业出版社,199016 方慎权. 煤矿机械. 徐州: 中国矿业大学出版社,198617 程居山等.矿山机械. 徐州: 中国矿业大学出版社,199718 王启广. 电牵引采煤机的现状与发展. 矿山机械,200419 苏保晋等.采煤机破煤理论.王庆康等译. 北京: 煤炭工业出版 社,199220 苏B.索洛德等著:刘福棠等译,采矿机械与自动化机组, 北京: 煤炭工业出版社,198721 Proposed Technologies for Mining System Deep-Seabed