MG400-930-WD型电牵引采煤机截割部设计【6张CAD图纸+PDF图】
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中国矿业大学2007届本科生毕业设计（论文） 第 87 页 1 综述1.1对设计题目的分析1.1.1 设计思路的提出在目前的国内采煤机市场，不管从研发、设计、制造还是使用方面中厚煤层所使用的重型采煤机都占据着主导的地位，也正是这种庞大的市场优势使得中厚煤层采煤机在技术上日趋成熟，而且有着非常大的改进刷新速度，目前国内生产这种类型采煤机的大型企业有西安煤矿机械厂、鸡西煤矿机械厂、佳木斯煤矿机械厂等，其中以西安煤矿机械厂设计制造的MG400/930-WD型交流电牵引采煤机为典型代表，2004年中国能源集团旗下的进出口设备公司出口俄罗斯的成套综采设备中，采煤机就选用的是西安煤机厂的MG400/930-WD型交流电牵引采煤机 ，该机型在国内也有着广泛的应用，其优越的性能得到了各大矿的好评。其成功的设计思想和理念给了我很大的震撼，也给我的这次毕业设计提出了一个基本的框架和蓝图，所以我的设计以此为启发、也以此为依据展开。1.1.2设计蓝图1) 整机的设计方案 主要技术特征项目数据单位最大计算生产能力2500t/h采高 1.803.76m装机功率 2400+255+20kW供电电压 3300v滚筒直径 1800, 2000mm截深 800mm牵引力 680410kN牵引速度 08.313.8m/min灭尘方式 内处喷雾拖电缆方式 自动拖缆主机外形尺寸1440022921535mm主机重量 60t最大不可拆卸尺寸 307012001000 mm最大不可拆卸重量 7.0t2) 主要结构特点1.整机为多电机横向布置，框架式结构，机身由三段组成，无底托架。三段机身采用液压拉杠联结，所有部件均可从老塘侧抽出。 2.采用直摇臂，左右可互换，左右牵引部对称，结构完全相同。 3.用二台交流电机牵引，电气拖动系统为一拖一。 4.电气系统具有四象限运行的能力，可用于大倾角工作面。 5.采用水冷式变频器，技术领先，可靠性高，体积小。 6.采用PLC控制，全中文液晶显示系统。 7.具有简易智能监测，系统保护功能齐全，查找故障方便。 8.具有手控、电控、遥控操作方式。3) 用途及适用条件该机型的采煤机是一种多电机驱动,电机横向布置,交流变频调速无链 双驱动电牵引采煤机.总装机功率930kW，机面高度1535mm，适用于采高1.803.76m，煤层倾角40的中厚煤层综采工作面，要求煤层顶板中等稳定，底板起伏不大,不过于松软,煤质硬或中硬,能截割一定的矸石夹层.工作面长度以150200m为宜。1.1.3选取采煤机的摇臂完成传动和结构的设计1) 摇臂处其动力通过两级直齿圆柱齿轮减速和两级行星齿轮减速传给输出轴，再由方法兰驱动滚筒旋转，摇臂减速箱设有离合装置、冷却装置、润滑装置、喷雾降尘装置等，摇臂减速箱壳体与一连接架铰接后再与牵引部机壳铰接，摇臂和滚筒之间采用方榫连接。2) 截割部的机械传动 截割电机的空心轴通过扭矩轴花键与一轴轴齿轮连接，将动力传入摇臂减速箱，在通过二级圆柱直齿齿轮和三级惰轮组传递到二级行星减速器，末级的行星减速器的行星架出轴渐开线花键连接驱动滚筒。3) 摇臂传动系统图 1.1.4牵引行走部 牵引行走部包括固定箱和型走箱两大部分组成。固定箱内有三级直齿传动和一级行星传动。行走箱内有驱动轮、行走轮和导向滑靴。牵引电机输出的动力经过减速后，传到行走箱的行走轮，与刮板输送机销轨相啮合，使采煤机行走。导向滑靴通过销轨对采煤机进行导向，保证行走轮与销轨正常啮合。 为使采煤机能在较大倾角条件下安全工作，在固定箱内设有液压制动器，能可靠防滑。该牵引行走部有如下特点：1) 采用销轨牵引，承载能力大，导向好，拆装、维修方便；2) 采用双浮动、四行星轮行星减速机构，轴承寿命和齿轮的强度裕度大，可靠性高； 3) 导向滑靴回转中心与行走轮中心同轴，保证行走轮与销轨的正常啮合。 牵引行走部的传动系统图如下； 1.1.5截割部、行走部电机的选用截割部：选取型号为YBCS3400(A)的矿用隔爆型三相交流异步电动机。行走部：选取型号为YB280M-4的矿用隔爆型三相交流异步电动机。1.1.6摇臂减速箱 有壳体、一轴、第一级减速惰轮组、二轴、第二级惰轮组、中心齿轴轮组、第一级行星减速器、第二级行星减速器、中心水路、离合器等组成。1.2采煤机的概况1.2.1采煤机的类型 采煤机有不同的分类方法，按工作机构可分为滚筒式、钻削式和链式采煤机；按牵引部位置可分为内牵引和外牵引；按牵引部动力可分为机械牵引、液压牵引和电牵引；按工作机构位置可分为额面式和侧面式；还可以按层厚、倾角来进行分类。1.2.2采煤机的主要组成 电动机是采煤机的动力部分，它通过两端出轴驱动滚筒和牵引部。牵引部通过其主动轮与固定在工作面前方的轨道相啮合，使采煤机沿工作面移动，因此牵引部是采煤机的行走机构；左、右截割部减速箱将电动机的动力经齿轮减速传到摇臂的齿轮，以驱动滚筒；滚筒式采煤机直接进行落煤和装煤的机构，称为采煤机的工作机构。滚筒上焊接有端盘及螺旋叶片，其上装有截煤用的截齿，由螺旋叶片将落下的煤装到刮板输送机种，为了提高螺旋滚筒的装煤效果，滚筒侧装有弧形挡煤板，它可以根据不同的采煤方向来回翻转180；底托架用来固定整个采煤机，底托架内的调高油缸用来使摇臂升降，以调整采煤机的采高；采煤机的电缆和供水管靠托缆装置来夹持，并由采煤机托着在工作面输送机的电缆槽中移动；电气控制箱内装有各种电控元件，以实现各种控制及电气保护；为降低电动机和牵引部的温度来提供喷雾降尘用水，采煤机上还设有专门的供水系统和内喷雾系统。1.2.3滚筒采煤机的工作原理 单滚筒采煤机的滚筒一般位于采煤机下端，以使滚筒割落下来的煤不经机身下部运走，从而可降低采煤机机面高度，单滚筒采煤机上行工作时，滚筒割顶部煤并把落下的煤装入刮板输送机，同时跟机悬挂铰接顶梁，割完工作面全长后，将弧形挡煤板翻转180；接着，机器下行工作，滚筒割底部煤及装煤，并随之推移工作面输送机。这种采煤机沿工作面往返一次进一刀的采煤法叫单向采煤机；双滚筒采煤机工作时，前滚筒割顶部煤，后滚筒割底部煤，因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次，可以进一刀，返回时，又可以进一刀，即采煤机往返一次进二刀，这种采煤法称为双向采煤法；必须指出，为了使滚筒落下的煤能装入刮板输送机，滚筒上螺旋叶片的螺旋方向必须与滚筒旋转方向相适应；对顺时针旋转的滚筒，螺旋叶片方向必须右旋；逆时针旋转的滚筒，其螺旋叶片方向必须左旋。或者形象地归结为“左转左旋，右转右旋”，即人站在采空区侧从上面看滚筒，截齿向左的用左旋滚筒，向右的用右旋滚筒。1.2.4采煤机的进刀方法1) 端部斜切法2) 中部斜切法3) 正切进刀法1.3采煤机的发展趋势 电牵引采煤机仍然是采煤机的发展方向，液压牵引采煤机制造进度高，在井下易被污染，因而维修困难，使用费用高，效率和可靠性则较低。德国Eickhoff公司于1976年制造出了世界上第一台电牵引采煤机，在随后的20年中，美国、日本、法国、英国等都大力研制并发展了电牵引采煤机。电牵引采煤机具有良好的牵引特性、可用于大倾角煤层、运行可靠、适用寿命长、反应灵敏、动态特性好、效率高、结构简单、有完善的检测和显示系统。因此，电牵引采煤机是今后的发展方向，近年来综采高产高效的世界记录都是由电牵引采煤机创造的。2 设计过程2.1整机功率的安排 设计机型的总装机功率为900KW，其中左右摇臂处各设一个功率为400KW的矿用隔爆型三相交流异步电动机，左右牵引部各设一个功率为55KW的矿用隔爆型三相交流异步电动机，液压部分的泵用电机采用一个功率为20KW的矿用隔爆型三相交流异步电动机 。2.2摇臂减速器传动比的安排根据采煤机械手册，总装机功率在900KW左右的重型采煤机滚筒的转速没有一个确定的数值，只要在2035r/min之间都可以满足所需的要求，再根据摇臂减速箱的结构安排，参考西安煤矿机械厂的MG400/930-WD型交流电牵引采煤机选取总的传动比为53，当电机的转速为1470r/min时，滚筒的转速为： n=147053 =27.73符合要求2.3摇臂减速箱的具体结构2.3.1壳体采取直摇臂形式，用ZG25Mn材料铸造成整体，并在壳体内腔壳体表面设置有八组冷却水管；2.3.2一轴 轴齿轮、轴承、端盖、密封座、铜套、密封件等组成，与截割电机空心轴以花键轴联接的扭矩轴通过INT/ET16Z5m30p6H/6h花键与一轴轴齿轮相联；2.3.3第一级减速惰轮组 齿轮、轴承、距离垫、挡圈组成，先成组装好，再与惰轮轴一起装入壳体；2.3.4二轴轴齿轮、齿轮、轴承、端盖、距离垫、密封圈等组成；2.3.5第二级减速惰轮由齿轮、轴承、挡圈、垫等组成，先成组装好，再与惰轮轴一起装入壳体；2.3.6中心齿轮组由轴齿轮、太阳轮、两个轴承座、两个NCF2940V轴承和四个骨架油封等组成，太阳轮通过花键与轴齿轮相联并将动力传给第一级行星减速器；2.3.7第一级行星减速器内齿圈、行星架、太阳轮、行星轮及轮轴、行星轮轴承、两个距离垫，该行星减速器为三个行星轮结构，太阳轮浮动，行星架靠两个铜质距离垫轴向定位，径向有一定的配合间隙，因而行星架径向也有一定的浮动量；2.3.8第二级行星减速器行星架、内齿圈、行星轮、行星轮轴及轴承、支承行星轮的两个轴承、轴承座、联接法兰、滑动密封圈、及一些辅助材料和密封件组成，该行星减速器为四行星轮结构，太阳轮浮动，行星架一端通过轴承HM266449/HM266410和轴承座支承与壳体上，另一端通过轴承M268749/M268710支承与轴承杯上，轴承杯、内齿圈通过螺栓、销子和壳体紧固为一体；2.3.9中心水路有水管和一些接头组成；2.3.10离合器离合手把、压盖、转盘、推杆轴、扭矩轴等组成。2.4各轴的转速 一轴齿轮的转速：由于与电机相连所以 二轴的转速： 中心轮组的转速： 第二级行星减速器太阳轮的转速：2.5各轴的功率 一轴齿轮的功率： 二轴齿轮的功率： 中心轮组的功率： 第二级行星减速器太阳轮的功率：2.6截割部齿轮的设计计算2.6.1第一级减速圆柱直齿轮的设计计算1) 选择齿轮材料查机械手册：小齿轮选用18Cr2Ni4WA调质 惰轮选用20CrMnTi调质 大齿轮选用18Cr2Ni4WA调质2) 按齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按vt=(0.0130.022) n11估计圆周速度vt=17.15m/s,参考机械设计工程学中的表8-14，表8-15选取小轮分度圆直径d1,查机械手册得齿宽系数查表按齿轮相对轴承为对称布置，取=0.4小轮齿数Z1 在推荐值2040中选Z1=28大轮齿数Z2 Z2=iZ1=1.4328=40.04圆整取Z2=40齿数比u= Z2/ Z1=40/28传动比误差u/u u/u=(1.43-1.428)/1.43=0.001误差在5%范围内，所以符合要求小轮转矩T1 由公式得T1=9550P/n=9550392.04/1470=2546.926KNm 载荷系数K 由公式得 使用系数 查表得=2 动载荷系数 查表得=1.3 齿向载荷分布系数 查表得=1齿间载荷分配系数 由公式及=0得 = = =1.68查表并插值得=1.1则载荷系数的初值 = =2.01.311.1 =2.86弹性系数 查表得=189.8节点影响系数 查表得（=0，x1=0.2568、x2=0.2529）=2.4重合度系数 查表得（）=1.0许用接触应力 由公式得接触疲劳极限应力查图得=1650N/mm2 =1300 N/mm2应力循环次数由公式得：N1=60njLh=6014701(243008)=5.08109 N2=N1/u =5.08109/1.428 =3.56109则查表得接触强度的寿命系数、（不允许有点蚀） =1硬化系数查表及说明得 =1按接触强度安全系数 查表，按较高可靠强度=1.251.3取 =1.2则 =165011/1.2 =1375 N/mm2 =130011/1.2 =1083 N/mm2d1的设计初值d1t为 223.578mm齿轮模数m m=d1t/Z1 =223.578/28 =7.89查表取m=8小齿轮分度圆直径的参数圆整值=Z1m =288 =224mm圆周速 与估计值vt=17.15m/s 很相近，对值影响不大，不必修正=t=1.3,小齿轮分度圆直径大齿轮分度圆直径中心矩齿宽大齿轮齿宽小齿轮齿宽3) 考虑到摇臂的长度以及大小齿轮的直径，在大小齿轮间加一级惰轮组由于要分别和大小齿轮啮合传递扭矩，所以模数必须和大小齿轮的模数相同都取8，惰轮的齿数按推荐值取，变位系数取，也采用圆柱直齿渐开线齿形。4) 齿根弯曲疲劳强度校核计算由公式 齿形系数 查表得 小轮 2.3 大轮 2.2应力修正系数 查表得 小轮 =1.725 大轮 =1.755 重合度系数 由公式 =许用弯曲应力 由式 弯曲疲劳极限 查表得=1100N/mm2 =660 N/mm2弯曲寿命系数 查表得=1尺寸系数 查表得=1安全系数 查表得=1.6则 =110011/1.6=687.5 66011/1.6=412.5故 287.96 N/mm2 193.16N/mm2所以齿根弯曲强度足够5) 其他尺寸的计算 已知参数： 计算参数：啮合角 按如下公式计算 中心矩变动系数 按如下公式计算 中心矩 按如下公式计算 齿高变动系数 按如下公式计算 齿顶高 按如下公式计算 齿根高 按如下公式计算=（+-x）m 齿全高 =（2+-）m 齿顶圆直径 =d12 齿根圆直径 =d1-2 一齿轮轴与第一级惰轮啮合传动的相关参数的计算值： 啮合角 =中心矩变动系数 =0.5025中心矩 =272.02mm齿高变动系数 =0.0243齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 齿根圆直径 =208.10mm 大齿轮与第一级惰轮啮合传动的相关参数的计算值： 啮合角 =中心矩变动系数 = 0.4963中心矩 = 319.97mm齿高变动系数 = 0.0266齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 齿根圆直径 = 304.22mm 注：其他的大、小齿轮参数一样。6) 结构设计小齿轮的结构设计：考虑到齿轮直接和电动机的输出轴相连，因此采用内设花键与电动机的扭矩轴连接， 大齿轮的结构： 第一级惰轮的结构： 2.6.2第二级减速圆柱直齿轮的设计计算1) 选择齿轮材料查机械手册：小齿轮选用18Cr2Ni4WA调质 大齿轮选用18Cr2Ni4WA调质2) 按齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按vt=(0.0130.022) 估计圆周速度=14.26m/s,参考机械设计工程学中的表8-14，表8-15选取齿轮的公差组为7级小轮分度圆直径d1,查机械手册得齿宽系数查表按齿轮相对轴承为非对称布置，取=0.3小轮齿数Z3 在推荐值2040中选Z3=27大轮齿数Z4 Z4=iZ3=1.4527=39.15圆整取Z4=40齿数比u= Z2/ Z1=40/27传动比误差u/u u/u=(1.48-1.45)/1.48=0.020误差在5%范围内，所以符合要求小轮转矩T3 由公式得T3=9550P/n3=9550376.476/1029=3494.019KNmm 载荷系数K 由公式得 使用系数 查表得=2.2 动载荷系数 查表得=1.4 齿向载荷分布系数 查表得=1.08齿间载荷分配系数 由公式及=0得 = = =1.68查表并插值得=1.1则载荷系数的初值 = =2.21.41.081.1 =3.65弹性系数 查表得=189.8节点影响系数 查表得（=0，x3=0.2662、x4=0.2611）=2.35重合度系数 查表得（）=0.856许用接触应力 由公式得接触疲劳极限应力查图得=1650N/mm2 =1300 N/mm2应力循环次数由公式得：N3=60njLh=6010291(243008)=3.56109 N4=N3/u =3.56109/1.48 =2.41109则查表得接触强度的寿命系数、（不允许有点蚀） =1硬化系数查表及说明得 =1按接触强度安全系数 查表，按较高可靠强度=1.251.3取 =1.2则 =165011/1.2 =1375 N/mm2 =130011/1.2 =1083 N/mm2D3的设计初值d3t为 267.46mm齿轮模数m m=d3t/Z3 =267.46/27 =9.906查表取m=10小齿轮分度圆直径的参数圆整值=Z3m =2710 =270mm圆周速 与估计值vt=14.26m/s 很相近，对值影响不大，不必修正=t=1.4,小齿轮分度圆直径mm大齿轮分度圆直径mm中心矩齿宽考虑到受内部花键的影响取大齿轮齿宽mm小齿轮齿宽mm3) 考虑到摇臂的长度以及大小齿轮的直径，在大小齿轮间加二级惰轮组由于要分别和大小齿轮啮合传递扭矩，所以模数必须和大小齿轮的模数相同都取10，惰轮的齿数按推荐值取，变位系数取，也采用圆柱直齿渐开线齿形。4) 齿根弯曲疲劳强度校核计算由公式 齿形系数 查表得 小轮 2.1 大轮 2.063应力修正系数 查表得 小轮 =1.85 大轮 =1.855 重合度系数 由公式 =许用弯曲应力 由式 弯曲疲劳极限 查表得=1100N/mm2 =660 N/mm2弯曲寿命系数 查表得=1尺寸系数 查表得=1安全系数 查表得=1.6则 =110011/1.6=687.5 66011/1.6=412.5故 241.44N/mm2 164.99N/mm2所以齿根弯曲强度足够5) 其他尺寸的计算 已知参数： 计算参数：啮合角 按如下公式计算 中心矩变动系数 按如下公式计算 中心矩 按如下公式计算 齿高变动系数 按如下公式计算 齿顶高 按如下公式计算 齿根高 按如下公式计算=（+-x）m 齿全高 =（2+-）m 齿顶圆直径 =d12 齿根圆直径 =d1-2 二齿轮轴与第二级惰轮啮合传动的相关参数的计算值： 啮合角 =中心矩变动系数 = 0.5069中心矩 = 305.06mm齿高变动系数 = 0.0229齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 齿根圆直径 = 254.10mm 第三级惰轮与第二级惰轮啮合传动的相关参数的计算值： 啮合角 =中心矩变动系数 = 0.4926中心矩 = 334.926mm齿高变动系数 = 0.0346齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 齿根圆直径 中心齿轮与第三级惰轮啮合传动的相关参数的计算值： 啮合角 =中心矩变动系数 = 0.5055中心矩 = 370.055mm齿高变动系数 = 0.0192齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 齿根圆直径 = 380.22mm 注：其他的大、小齿轮参数一样。6) 结构设计小齿轮的结构设计：考虑到齿轮直接和电动机的输出轴相连，因此采用内设花键与电动机的扭矩轴连接，二轴齿轮中心轮组齿轮结构：第二级惰轮的结构：2.6.3第一级行星减速器的设计计算1) 选择行星传动的类型为2K-HA。2) 选择齿轮的材料及热处理太阳轮和行星轮均选用18Cr2Ni4WA，渗碳淬火，齿面硬度为：太阳轮aHRC=60;行星轮Ghrc=58。内齿圈b选用40Cr调质，硬度为HB=256。3) 此传动采用直齿圆柱齿轮，精度等级为8-7-7，齿面光洁度为7。4) 采用太阳轮a浮动的均载机构，各行星轮间载荷分配不均匀系数KP的数值取为：KPH=1.1（计算接触强度时）；KPF=1.15（计算弯曲强度时）5) 行星轮个数的确定：由公式得，=1-5.36=-4.36，由此查表得取行星轮的个数为np=3.6) 确定各轮的齿数Za 、Zg 、Zb: 首先试选太阳轮a的齿数Za=19,则 Zb=pZa=4.3619=82.84 同时考虑“转配条件”，故取Zb=83,即 中心齿轮圆整后数,其传动误差i甚少，仅为0.2%，对动力传动完全合用； 其次计算行星轮g的名义吃数值 取，选取高变位齿轮传动，所以7) 强度计算a) 外齿轮副a-g的强度计算A. 计算中心距 根据公式 式中各参数的数值计算如下： 齿数比 齿宽系数 查表取为： 材料系数ZE 查表取ZE=189.8 节点啮合系数ZH 查表得ZH=2.5 转矩T1 根据公式 =9.55106 =2.02106 Nmm 载荷系数 工作情况系数KA查表得 KA=1 动载荷系数 查表得=1.3 载荷分布系数 查表得 ， 故 许用接触应力 按下式计算： （N/mm2） 齿轮材料的接触疲劳强度极限查表有 =23HRC 对太阳轮a =2360=1380（N/mm2） 对行星轮g =2358=1334（N/mm2） 安全系数取为 =1.2 齿面光洁度系数 =1.0 速度系数 =1 接触寿命系数 其中应力循环系数 =30HB2.4 对太阳轮a =306142.4=1.47108 对行星轮g =305782.4=1.28108 齿轮的应力循环次数按下式计算 对太阳轮a为 对行星轮g为 按每天工作24小时，每年工作300天，使用寿命10年，计算出t=2430010=72000 (h) 根据传动比 及 可计算出 故太阳轮a的循环次数为 行星轮g的循环次数为 因，故取 于是有太阳轮a的许用接触应力为 行星轮g的许用接触应力为 计算时应取较小的 将以上各值代入按接触强度计算的中心距圆整中心距，取工作中心距B. 确定齿轮模数m 根据BG1357-87，取m=7C. 确定变位系数、 因工作中心距=180(mm) 标准中心距 比较，故外齿轮副a-g要采用变位齿轮传动（正传动） 按下式计算啮合角和 计算得啮合角.38 总变位系数 按滚切的外齿轮副变位系数的线图差得各齿轮变位系数的分配 ，D. 校核接触强度 根据公式有 按，查表得2.1 小齿轮分度圆直径 （mm） 根据 所以重新取 ，那么将所求的各值代入接触强度校核公式所以满足接触强度E. 校核弯曲强度 弯曲强度的校核公式为 许用弯曲应力安下式计算 查表齿根弯曲疲劳强度极限 =750（N/mm2） 因行星轮g在此传动中是公用齿轮系双向受载荷，故应取=7500.8=600（N/mm2） 安全系数取为 =1.75 尺寸系数=1 弯曲寿命系数 因齿轮的应力循环次数Nl均大于4106，故取YN=1 对太阳轮a 对行星轮g 根据载荷分布系数 查表得 ， =1.2 故 从而载荷系数 转矩（Nmm） 齿行系数查表有 太阳轮a =2.08 行星轮g =1.98 齿根应力集中系数查表有 太阳轮a =1.83 行星轮g =1.97 将求得的各值代入弯曲强度校核公式有 太阳轮a的齿根弯曲应力 行星轮g的齿根弯曲应力 所以都满足弯曲强度b) 内齿轮副g-b的强度计算A. 变位系数的确定 标准中心距 a aw=180(mm) 故应采用变位齿轮传动（负传动）再按下式计算啮合角和 得10、12，总变位系数0.00438 已有 xg=0.2730 所以xb=0.2686B. 校核接触强度 根据校核的公式 查表有=189.8 按，查表得=2.5 齿数比=2.677 小齿轮分度圆直径 =731=217（mm）齿宽系数 查表取=0.315转矩 =2.02106=3.296106（Nmm）根据=0.238 ，查图取 根据 查图有 0.3 =1+（1.02-1）0.3=1 1.41=1.4 许用接触应力 对于内齿圈b,齿轮材料的接触疲劳强度疲劳极限 查表有 =2HB+70=2265+70=600（N/mm2） 因内齿轮副的实际承载能力低于计算结果，当Zb/Zg=83/31=2.6772 时应将降低8%，即内齿轮b的接触疲劳 极限=6000.92 =552（N/mm2） 安全系数 取为=1.1，ZR=1.2，ZV=1 内齿轮b的应力循环基数 内齿轮b轮齿的应力循环次数按下式计算 129.392372000=1.677109 因NlN0,故ZN=1 于是内齿轮b的许用接触应力 将求得的个值代入接触强度的校核公式有C. 校核弯曲强度 弯曲强度的校核公式为 许用弯曲应力安下式计算 查表齿根弯曲疲劳强度极限 =1.8HB=1.8265=477（N/mm2） YN=1，YX=1，SF=1.75， 查表有 ， 于是 扭矩 取内齿轮b的齿形系数 YF=1.96 应力集中系数 YS=1.97 行星轮的齿根弯曲应力 aw=228(mm) 故应采用变位齿轮传动（负传动）再按下式计算啮合角和 得54、，总变位系数0.0011 已有 xg=0.2590 所以xb=0.2579B. 校核接触强度 根据校核的公式 查表有=189.8 按，查表得=2.52 齿数比=2.869 小齿轮分度圆直径 =1123=253（mm）齿宽系数 查表取=0.315转矩 =6.827106=8.723Nmm）根据=0.238 ，查图取 根据 查图有 0.3 =1+（1.02-1）0.3=1 1.31=1.3 许用接触应力 对于内齿圈b,齿轮材料的接触疲劳强度疲劳极限 查表有 =2HB+70=2265+70=600（N/mm2） 因内齿轮副的实际承载能力低于计算结果，当Zb/Zg=66/23=2.8692 时应将降低8%，即内齿轮b的接触疲劳 极限=6000.92 =552（N/mm2） 安全系数 取为=1.1，ZR=1.2，ZV=1 内齿轮b的应力循环基数 内齿轮b轮齿的应力循环次数按下式计算 79.533472000=1.374109 因NlN0,故ZN=1 于是内齿轮b的许用接触应力 将求得的个值代入接触强度的校核公式有C. 校核弯曲强度 弯曲强度的校核公式为 许用弯曲应力安下式计算 查表齿根弯曲疲劳强度极限 =1.8HB=1.8265=477（N/mm2） YN=1，YX=1，SF=1.75， 查表有 ， 于是 扭矩 取内齿轮b的齿形系数 YF=1.96 应力集中系数 YS=1.97 行星轮的齿根弯曲应力 内齿轮b的齿根弯曲应力 所以满足弯曲强度 校核结果表明，此传动的承载能力满足要求。2.7截割部轴的设计及校核以及轴承的选用和校核2.7.1齿轮轴11) 确定轴的最小直径 选取轴的材料为，淬火渗碳处理。按机械设计工程学24-2查表取 A=107可得： 考虑到轴中空取：d=120mm2) 轴的结构设计装配方案如图：轴段1 装配轴承 ，=d=120mm选圆柱滚子轴承NJ224E 轴段 2 为了给轴承定位，根据轴承的定位尺寸取=150mm，考虑到齿轮与箱体的间隔 取轴段 3 此段为轴齿轮，=224mm，轴段 4 此段和轴段 2一样给轴承定位，齿轮与箱体的间隔。取 =150mm，轴段 5 此段和轴段 1一样装配轴承，选圆柱滚子轴承NJ224E 但考虑到内花键的影响取3) 轴的强度校核a) 轴的载荷 圆周力： 轴向力：支反力：水平面 垂直面 弯矩： 水平面 垂直面 合成弯矩： 当量弯矩：b) 校核轴的强度 轴的材料为，淬火渗碳。由表4-1查得，则=0.09-0.1，即58-65，取=60，轴的计算应力为 所以强度满足强度要求 4) 轴承强度的校核a) 查机械设计手册圆柱滚子轴承NJ224E的主要性能参数： b) 计算轴承支反力 水平支反力 垂直支反力 合成支反力 c) 轴承的当量载荷 即： d) 轴承的寿命因为=，固都可以，由机械设计工程学2表5-9 ，5-10 查得： 按式5-5 采煤机的轴承寿命要求为：10000-30000 所以满足要求2.7.2第一级惰轮轴1) 确定轴的最小直径 选取轴的材料为45钢，调质处理。按机械设计工程学24-2查表取 A=115可得： 考虑到轴为心轴：取 d=115mm2) 轴的结构设计 装配方案如图轴段1 装配箱体 ，=d=115mm考虑到箱体的厚度，以及与齿轮的间隔取：轴段 2 为了方便装配轴承，根据选取的轴承的尺寸取=120mm，选取的轴承为：圆柱滚子轴承NJ224E 考虑到轴段1次段应该缩进4mm 取轴段 3 此段为装配箱体，考虑圆柱滚子轴承NJ224E的装配尺寸取：=140mm 跟轴段1考虑到箱体的厚度，以及与齿轮的间隔取：3) 轴的强度校核a) 轴的载荷 圆周力： 轴向力：支反力：水平面 垂直面 弯矩： 水平面 垂直面 合成弯矩： 当量弯矩：b) 校核轴的强度 轴的材料为45钢，淬火渗碳。由表4-1查得则=0.09-0.1，即58-65，取=60，轴的计算应力为 所以满足强度满足4) 轴承强度的校核a) 查机械设计手册调心滚子轴承22216c/w33的主要性能参数： b) 计算轴承支反力 水平支反力 垂直支反力 合成支反力 c) 轴承的当量载荷 即： d) 轴承的寿命因为=，固都可以，由机械设计工程学2表5-9 ，5-10 查得： 按式5-5 采煤机的轴承寿命要求为：10000-30000完全满足要求2.7.3二轴齿轮1) 确定轴的最小直径 选取轴的材料为，淬火渗碳处理。按机械设计工程学24-2查表取 A=107可得： 考虑到轴承的承受能力以及花键的影响 取：d=140mm2) 轴的结构设计 装配方案如图轴段1 装配轴承 ，=d=140mm选圆柱滚子轴承NJ228E 轴段 2 根据轴承的定位尺寸取=165mm，考虑到齿轮与箱体的间隔 取轴段 3 此轴段为轴齿轮 =270mm，轴段 4 此轴段为台阶用于齿轮的轴向定位 取=180mm, 轴段 5 此段装配齿轮，考虑内花键的影响以及齿轮4的承受能力取，轴段6 此段和轴段 1一样装配轴承，选圆柱滚子轴承选圆柱滚子轴承NJ228E ，考虑到要与箱体的接触3) 轴的强度校核a) 轴的载荷 圆周力： 轴向力：支反力：水平面 垂直面 弯矩： 水平面 垂直面 合成弯矩： 当量弯矩：b) 校核轴的强度 轴的材料为45钢，淬火渗碳。由表4-1查得则=0.09-0.1，即58-65，取=60，轴的计算应力为 强度满足4) 轴承强度的校核a) 查机械设计手册圆柱滚子轴承选圆柱滚子轴承NJ228E 的主要性能参数： b) 计算轴承支反力 水平支反力 垂直支反力 合成支反力 c) 轴承的当量载荷 即： d) 轴承的寿命因为，由机械设计工程学2表5-9 ，5-10 查得： 按式5-5 采煤机的轴承寿命要求为：10000-30000 所以满足要求 2.7.4第二级惰轮轴 1) 确定轴的最小直径 选取轴的材料为45钢，调质处理。按机械设计工程学24-2查表取 A=115可得：取 d=110mm2) 轴的结构设计 装配方案如图轴段1 装配箱体 ，=d=110mm考虑到箱体的厚度，以及与齿轮的间隔取：轴段 2 为了方便装配轴承，根据选取的轴承的尺寸取=120mm，选取的轴承为：两个调心滚子轴承22224CC/W33 120x215x58考虑到轴段1次段应该缩进4mm 取轴段 3 此段为装配箱体，考虑调心滚子轴承的装配尺寸取：=140mm 跟轴段1考虑到箱体的厚度，以及与齿轮的间隔取： 3) 轴的强度校核a) 轴的载荷圆周力： 轴向力：支反力：水平面 垂直面 弯矩： 水平面 垂直面 合成弯矩： 当量弯矩：b) 校核轴的强度 轴的材料为45钢，淬火渗碳。由表4-1查得则=0.09-0.1，即58-65，取=60，轴的计算应力为 所以强度满足4) 轴承强度的校核a) 查机械设计手册调心滚子轴承22224CC/W33 120x215x58的主要性能参数： b) 计算轴承支反力 水平支反力 垂直支反力 合成支反力 c) 轴承的当量载荷 即： d) 轴承的寿命因为=，固都可以，由机械设计工程学2表5-9 ，5-10 查得： 按式5-5 采煤机的轴承寿命要求为：10000-30000所以满足寿命要求2.7.5第三级惰轮轴（雨第二级惰轮轴相同）2.7.6中心齿轮轴1) 确定轴的最小直径 选取轴的材料为，淬火渗碳处理。按机械设计工程学24-2查表取 A=107可得：考虑到中空以及内花键的影响 取 d=170mm2) 轴的结构设计装配方案如图：轴段1 用于安装两个骨架油封，取=d=170mm 轴段2 装配轴承 ，=200mm选圆柱滚子轴承NCT2940V 轴段 3 为了给轴承定位，根据轴承的定位尺寸取=220mm，考虑到齿轮与箱体的间隔 取轴段 4 此段为轴齿轮，=400mm，轴段 5 此段和轴段 2一样给轴承定位，齿轮与箱体的间隔。取=220mm，轴段 6 此段和轴段 1一样装配轴承，选圆柱滚子轴承NCT2940V 轴段 7 和轴段1一样用于安装两个骨架油封，取=d=170mm 3) 轴的强度校核a) 轴的载荷 圆周力： 轴向力：支反力：水平面 垂直面 弯矩： 水平面 垂直面 合成弯矩： 当量弯 b) 校核轴的强度 轴的材料为，淬火渗碳。由表4-1查得，则=0.09-0.1，即58-65，取=60，轴的计算应力为 所以强度满足强度要求 4) 轴承强度的校核a) 查机械设计手册圆柱滚子轴承NCT2940V的主要性能参数： b) 计算轴承支反力 水平支反力 垂直支反力 合成支反力 c) 轴承的当量载荷 即： d) 轴承的寿命因为=，固都可以，由机械设计工程学2表5-9 ，5-10 查得： 按式5-5 采煤机的轴承寿命要求为：10000-30000 所以满足要求2.8截割部花键连接强度校核2.8.1电动机输出轴与齿轮啮合处的花键1) 花键的参数：D=80(mm) d=75(mm) m=5 Z=16 L=71（mm） 2) 花键连接强度校核：按花键的挤压强度校核，校核公式： 载荷计算：输入转矩各齿间载荷不均匀系数取键齿工作高度h=m=5(mm)平均直径查表取将以上结果带入校核公式得所以满足要求2.8.2二轴处与齿轮啮合的花键1) 花键的参数：D=150(mm) m=5 Z=30 l=57（mm） 2) 花键连接强度校核：按花键的挤压强度校核，校核公式： 载荷计算：输入转矩3494019Nmm各齿间载荷不均匀系数取键齿工作高度h=m=5(mm)平均直径查表取将以上结果带入校核公式得所以满足要求2.8.3中心轮与太阳轮啮合处的花键1) 花键的参数：D=120(mm) m=5 Z=24 l=90（mm） 2) 花键连接强度校核：按花键的挤压强度校核，校核公式： 载荷计算：输入转矩各齿间载荷不均匀系数取键齿工作高度h=m=5(mm)平均直径查表取将以上结果带入校核公式得所以满足要求2.8.4第一级行星减速器机架与第二级行星减速器太阳轮啮合处的花键1) 花键的参数：D=165(mm) m=5 Z=33 L=78（mm） 2) 花键连接强度校核：按花键的挤压强度校核，校核公式： 载荷计算：输入转矩各齿间载荷不均匀系数取键齿工作高度h=m=5(mm)平均直径查表取将以上结果带入校核公式得所以满足要求2.8.5方法兰与第二级行星减速器机架啮合处的花键1) 花键的参数：D=360(mm) m=5 Z=72 L=100（mm） 2) 花键连接强度校核：按花键的挤压强度校核，校核公式： 载荷计算：输入转矩各齿间载荷不均匀系数取键齿工作高度h=m=5(mm)平均直径查表取将以上结果带入校核公式得所以满足要求专题论述重载齿轮变位系数的选择：变位齿轮的产生19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，使齿轮的加工已具有较完备的手段后，渐开线齿轮更显示出更巨大的优越性。标准渐开线齿轮的特点是设计计算简单并有互换性，尤其在滚齿加工方法出现以后，这种有点就更加突出。但是在工程设计中常常会遇到需要齿数很少的齿轮，加工出来以后，发现它产生了根切或腹切现象，破坏了正确的渐开线齿廓，在运动中振动加剧，噪音增高，而且使齿根强度显著降低，非常容易断齿。另外，在各种减速器的设计中，中心矩多为标准的。采用标准渐开线齿轮就很难保证每对齿轮的中心矩都与保准所规定的要求相符合。为了克服上述标准齿轮的两个主要缺点，于是出现了变位齿轮，即在切齿时只要将切齿工具从正常的啮合位置稍作移动，就能用标准刀具在加工标准齿轮的机床上切出相应的变位齿轮。归纳起来，变位齿轮有以下几种功用：1） 由于传动比和空间的限制，必须采用齿数很少的齿轮时，可以消除根切现象，并且可提高齿轮的抗弯强度及使用寿命；2） 提高齿轮传动的接触强度。变位齿轮虽然仍是渐开线齿轮，但齿廓是利用曲率半径较大的渐开线线段。也就是说，取较大的总变位系数xc,即啮合角aw增大可以提高齿轮的接触强度。根据计算和试验，齿轮采用变位的方法可使齿轮传动的承载能力增高20%-25%，甚至更高，而使用寿命则可增长200%或更长；3） 提高轮齿抗磨损和耐胶合的性能。应用适当的变位方法可以显著的降低啮合的滑动速度和减小滑动比，从而提高轮齿抗磨损和耐胶合的性能。此外，如果采用正变位，即利用曲率半径较大的渐开线线段时，两个相互啮合的齿面更接近于雷诺方程的推导条件，所以还可以改善齿轮传动的流体力学性能和润滑状态；4） 在使用多于需用最小齿数的齿轮时，也会使齿轮的抗弯强度有较大的提高。在模数不变的情况下，轮齿的抗弯强度随着齿形系数YF的增大而增大，而齿形系数YF 又随着变位系数的增大而增加。如果总的变位系数不变，为了提高某个齿轮的抗弯强度，还可以在两个齿轮之间适当分配这一数值，使抗弯强度较弱的齿轮得到较大的增强，以提高整个齿轮传动的抗弯强度。在个别情况下，采用变位可使齿轮的抗弯强度提高一倍以上；5） 配凑中心矩。在齿数和模数已定的前提下，如果啮合齿轮对的中心矩不能满足时，通过变位可使连个啮合的齿轮的中心矩满足上述要求。这种功能在减速器的设计中应用最广泛，因此减速器的中心矩都是标准的；6） 修复费旧齿轮。增大相互啮合大齿轮的负变位系数并重新制造正变位的小齿轮，即保证了原有中心矩不变，又可满足原来传动比的要求。尤其在大型开式齿轮传动中应用，效益更为显著，因为一个大齿圈有达50t的，其价值可达50-70万元，甚至更贵重一些。7） 此外，采用变位还可以增大重合度系数，加大齿根圈以保证齿轮强度等其他功用。变位齿轮的优点8） 提高齿轮的接触强度；9） 减少吃面磨损和胶合的可能性。两滑动表面的磨损与其摩擦面的材料、正压力、滑动速度、加工精度和润滑条件等因素有关。如果材料和加工精度已经确定，则吃面的磨损就只与正压力、滑动速度和润滑条件有关。采用变为啮合可以显著地降低齿轮表面的相对滑动速度和正压力，并且能够大大地改善润滑条件；10） 提高齿轮的抗弯强度；11） 提高传动效率；12） 减轻齿轮的重量；13） 修复废旧齿轮；14） 改造现有的标准齿轮变为系数的选择变位齿轮的性能与其变位系数的选择正确与否有着极为密切的关系。在变位齿轮的设计计算中，能够迅速而正确地选择变位系数十分关键，不仅可加快计算速度，而且还能满足所要求的啮合性能指标。参考文献：1.王洪欣、李 木、刘秉忠，机械设计工程学，中国矿业大学出版社，20012.唐大放、冯晓宁、杨现卿，机械设计工程学，中国矿业大学出版社，20013.李昌熙、沈立山、高 荣，采煤机，中国矿业大学出版社，19924.马新民、钟光耀，煤矿机械，中国矿业大学出版社，19895.程居山等，矿山机械，中国矿业大学出版社，19976.李爱军、曾维鑫，画法几何及机械制图，中国矿业大学出版社，20027.杨廷栋、周寿华、申 哲，渐开线齿轮行星传动，成都科技大学出版社，19898.江旭昌，大变位齿轮，中国建材工业出版社，20019.机械设计手册，机械工业出版社，199610.赫桐生，理论力学，高等教育出版社，200311.刘鸿文，材料力学、，高等教育出版社，200312.张世洪等，电牵引采煤机的技术现状与发展趋势，200113.何敬德等，国内外煤矿采掘运装备技术现状、发展对策和思考，煤矿机电，200214.刘春生，国内大功率自动化电牵引采煤机的现状和发展，煤矿机电，200415.戴绍诚等，高产高效综合机械化采煤技术与装备，煤炭工业出版社，199716.梁正强，机械零件设计计算实例，国防工业出版社，198917.饶振纲，行星机构传动设计，国防工业出版社，198018.于学谦、方佳雨，矿山运输机械，中国矿业大学出版社，1989英文原文The Technical Situation and Development Trend of Electrical Haulage ShearersAbstract： In this paper，the technical development history and technical situation of electrical haulage shearersfor thin seam of China are reviewed，and the main technical parameters，general structure，serialization anddevelopment trend of such sheares are introducedKeywords： thin seam；shearer；electrical haulage；multimotor driving；transverse arrangementGerman Eickhoff company and American JOY company, the mid 70s in 20 centuries develops a direct current to lead to adopt coal machine one after another.Henceforth, each mainly adopted coal machine a research a manufacturing a company to all lead to adopt coal machine to carry on to the electricity in the world a great deal of of study a development.80The age expected to appear alternate current to lead to adopt coal machine behind.90Age, the big power electricity which develops to gather electronics, micro-electronics, information management and calculator intelligence technique in the integral whole leads to adopt coal machine, like the LS series of American JOY company, British Long-Airdox the Electra, SL series of the company, the EDW, SL series of German Eickhof company, three wells in Japan three pond creation the MCLE-DR of series etc. the electricity lead to adopt coal machine.The electricity leads to adopt coal machine good and dependable sex with its function parameter Gao, automation degree Gao, operation convenience, supervision protection and examination the function perfect and economic performance Gao Deng3s advantage be quickly expanded an usage.1 The foreign electricity leads long to adopt the coal machine development general situation1.1German Eickhof companyAfter 1976 developped successful direct current to lead to adopt coal machine, it was basic to stopped a liquid to press to lead a development research of adopt the coal machine and continuously developped various form electricities to lead to adopt coal machine.90The SL series that the age develop is horizontal to arrange the alternate current lead to adopt coal machine, cut to mow electrical engineering to arrange in shaking arm.Among them, the S type electricity leads to adopt coal machine to pack machine power to reach to one 580 kWs, biggest lead dint 998 LSOkNs.SL300 type electricity leads to adopt coal machine to always pack machine power one 018 kWs, the adoption double change once the Pin machine drag along one system, biggest lead speed to reach to 54.5 ms/rai system the system have to hand over with each other a type a person the machine dialogue, equipments healthily forecasts, the on-line control, data deliver etc. function.1.2 :British Long-Airdox companyAfter 1984 developped success the first set cut to mow electrical engineering to arrange at many decorations with horizontal electrical engineerings of shake the arms get Electra550 type direct current led to adopt coal machine, at its foundation top enlargement power, and then develop into an Electra1000 type direct current to lead to adopt coal machine.90Age, on the model foundation of the Electra series, enlargement power, the improvement controls system, developped EL series alternate current to lead to adopt coal machine and the main model contains EL600, EL1000, EL1500, EL3000 type.At EL series model up equip of the Impact integrate protection and supervise and control system and have burden to control, machine supervision, adopt coal machine to automatically position, automatically key up, district control, the intelligence turn safe catena and random break down diagnosis, data to deliver etc. function.1.3American JOY company2070s in centurys developping successfully a 1 ls many electrical engineerings is successfullyhorizontal to arrange the direct current after lead adopt coal machine continuously developped a 2 IS ISs-7s again etc. type many electrical engineerings are horizontal to arrange the direct current lead to adopt coal machine.71.55 adopt the coal machine total power one 940 kWs, lead the speed 30 ms/min.Adopt a strong dint sells a track to have no chain to lead system, the enlargement chain track stanza is apart from with width, and adopt a forging to sell a row;Equip and 6 LS5 type the in general use JNA machine carry calculator information center and have persons machine communication interface, break down diagnosis sketch to show and store, wireless control from a distance, lead functions such as control and protection etc.1.4 Japan1987The year continuously develops to succeed various series alternate current of the MCLE-DR which mow electrical engineering to lengthways set outs to lead to adopt coal machine behind and developped to cut many electrical engineering alternate currents of mow the electrical engineering horizontal decorations to lead to adopt coal machine again for the last few years.Adopt the coal machine has tiny machine work condition a monitor and breaks down diagnosis system, can the numerical manifestation lead speed, roller position, stay a bottom coal thickness, electrical engineering load and everywhere temperature, have wireless remote control, and can add infrared ray shoot the machine manipulate a liquid to press a support.1.5 Poland the KOMAG mine for minerals a mechanization research centerPoland continuously developped KSE in developping successful KSE a 344 thin coal seam alternate currents with Chinese cooperation to lead foundation of adopt the coal machine a 360, KSE a 700, KSE one 800 RWs/2 BPs, KSE a 535 Ss/2 BPs, KSE1000 type etc. alternate current lead to adopt coal machine.Adopt the coal machine cuts deeply from 630171111 raise 800-1000 mms.1.6 RussiaThe former Soviet Union 70s in 20 centuries develops a K128 Is-Is.The direct current after lead adopt coal machine develops to succeed various direct currents to lead to adopt coal machine one after another again.9The age of the o developped K a 8 etc. alternate currents to lead to adopt coal machine.Every consider, the electricity of Russia leads to adopt coal machine power smaller, the direct current lead and the function parameter is lower.2 The local electricity leads to adopt the coal machine development general situationIn recent years.The our country electricity led to adopt develop of coal machine to obtain a substantial progress with development, carry on two developments in digesting to absorb abroad to usher in to adopt the coal machine technical foundation and owned many have an independent intelligent property right of change a product, at our country coal mine comprehensive the mechanization adopt coal work noodles, coal science studies total Shanghai branch in the hospital and Poland cooperates, after the local initiative develop successful our countrys first adoption exchanges change Pin adjust soon technical thin coal seam to climb scaleboard to adopt coal machine, branch in Shanghai again successively develop succeed cut to mow the alternate current that the electrical engineering lengthways sets out to lead to adopt coal machine and cut to mow electrical engineering horizontal set out of be applicable to in thick with the alternate current of thinner coal seam lead to adopt coal machine, and succeed applied at the Jin city, Huai south, Xu2 Zhou, big equal mineral duty bureau.3 Technique characteristics and develop trend3.1 pack machine power to enlarge.The function parameter raise(1)The single set piece mows electrical engineering power all in the 400 kWs above.The most adopts the coal machine single set piece to mow electrical engineering power to already arrive 6 OO kW, the 7 LS5s adopts the coal machine single set piece to mow electrical engineering power to be up to 750 kWs.(2)Lead power all above in the 80 kWs, biggest already 220 kWs.(3)Always pack machine power more than one 000 kWs, reach to one 94 OkWs such as the 7 LS5s, the EL3000 always packs machine power as tallest as 2000 kWs.(4)Lead speed and lead dint to significantly raise.Lead the speed l 5-25 ms/min, lead the dint 500 kNs above.Biggest lead speed 54.5 ms/rain(SL300), biggest lead dint 998 kNs.(5)Cut to mow power aggrandizement, the support random pays to protect of realization, the enlargement roller cuts deeply.The l is 0 year agos and cut deeply mostly is a 630-700 Inll1s, widespread now adopt 1000-1200 Zis to cut deeply, separately attain 1500 Infnses to cut deeply.(6)The exaltation adopts the coal machine credibility with can utilization.The abroad adopts coal machine a dollar a parts a design life span:The wheel gear 12500 hs, the bearings is 20000-30000 hses, the electrical engineering insulates the life span 44000 hs, and the roller adopts coal 640,000 ts.Adopt coal machine to greatly fix a period for 2 years, the coal measure 300-5,000,000 ts.Our country requests that adopting coal machine coal measures a 150-2,000,000 ts but not and greatly fixs, the margin is very big.3.2 medium high pressure power suppliesAlong with adopt coal machine to pack the machine power significant exaltation, the work noodles continuously lengthens, the whole work noodles capacity works over the 5000 kWs the noodles length attain 300 ms.In order to reduce power line road to exhaust, quality and electrical engineering function of the exaltation power supply, high pressure power supply in the widespread adoption.The main power supply grade has a 2300, 3300, 4160 and 5000 V etc.3.3 supervisions protection system intelligence turnThe modern electricity leads to adopt the intelligence that the coal machine all has establishment in the microprocessor foundation to turn supervision, monitor and protection system, can carry out to hand over with each other type person machine dialogue, wireless control from a distance, the work condition monitor and appearance show, the data collect to save and deliver, health(break down) diagnosis and with early warning, auto control, automatically key up etc. various functions, adopt the coal machine maintenance quantity least by assurance, the utilization is the tallest, and can carry out to press a support with liquid and work the noodles transport the information of machine to hand over with each other with allied move a control etc. function.Such as Anne virtuous Sen company EL series the model up equips Impac:The t integrates protection and supervision system, the Eichhof of the Eichhof company a data gathers together technique system, the JOY company 6 LS type the electricity lead the JNA network information center of adopt the coal machine etc.Supervise and control protection system intelligence to turn main function:(1)Load the control passes the monitor that the piece mows electrical engineering electric current, adjust to adopt lead of coal machine speed and make to adopt coal machine under the different work condition with superior turn of the parameter carry on a work and promise to spread to move system to dont easily be continuously pounded at influence;(2)Work noodles fixed position controls identifying to adopt coal machine is work the position of noodles, automatically decelerate in the machine head, machine tail with stop, match with a realization auto with support to random move;(3)Transport machine with work noodles allied machine burden the control pass a burden monitor of transport the machine to regulate to adopt the adopt of coal machine amount of coal and make to adopt coal machine and transport the production ability of machine to match mutually;(4)Automatically keying up a control will have the coal rock boundary of certain resolution to identify to spread a feeling machine to combine a calculator control and constitute a coal rock boundary to spread feeling device and coal rock boundary to identify system.Have already apply to physically or just be placed in research at the production currently with experiment the coal rock of stage identify a method and analytical the system mainly have:Remember the intelligence distance control, the analytical and natural D of the vibration frequency chart shoot line, measure dint to cut Chi, radioisotope, Zao voice the infrared ray, radar probe into etc.Remember an intelligence distance to control a coal rock boundary to identify and control system among them an application at most is what foreign main model adopt to automatically key up a technique currently in actually the production.But radars probing into a technique to be think be a kind of coal rock boundary which have application foreground mostIdentify a method;(5)Circulate appearance supervision and manifestation adopts coal machine a data to collect systemCan collect machine parameter:If the Eickhof company SL series adopts coal machine a material to have MICOS68 mineralses to use tiny machine system, main course 10 single submenus include to adopt coal luck to go appearance;Automatically manipulate;Cut to mow a parameter;Lead a parameter, liquid presses system parameter, each examination to order temperature, each electric motor electric current;Water measure, water pressure;Control system soft, hardware model number;Diagnosis, early warning(password) etc., the most protection item can hand over a way to with each other shield through persons machine;(6)The data deliver, agreeable slot control and ground supervisions adopting the coal machine long range communication and work noodles concentration a control technique be the marking of modern mineral well.(7)Expert system and breakdown diagnose data and information from the examination and movement parameter of the supervision, function with former machine maintenance, usage the circumstance carry on a comparison, carry on diagnosis to the healthy movement of machine, can also to particular mistake and recommend the project provide risk valuation.3.4 electricities lead system to adjust to soon develop toward the exchangesThe electricity leads to adopt a lead of coal machines method to press the type of lead the electrical engineering and can is divided into direct current to lead and communicates to lead.The electricity in earlier period leads to adopt coal machine to mostly adopt direct current to adjust soon system.Develop success from the mid 80s of Japan 20 centuries the first set alternate current lead to adopt coal machine and communicate that adjusting soon system is advanced with its technique, dependable sex Gao, the maintenance manage in brief, the price cheap etc. advantage, drive quick expansion application.9The big power electricity expected to develop behind in the age of the o lead3.6 have no chain to lead toward the wheel gear one Chi track the type turn intoAlong with lead continuously enlarge of the dint, sell a round one Chi track types having no chain to lead have already eliminate, wheel gear one chain track types having no chain to lead have already not much use as well, now adopt coal machine have no the chain lead to just and gradually incline toward adoption wheel gear one Chi track type have no the chain lead, this is 1 kind from the wheel gear on selling a track type to turn in to since then have no chain to lead structure, cylinders sell is replace by the Chi track and weld structure to change whole nicety cast or forge, the width enlarge, the stanza is apart from to increase tofrom the 125 mms l 75 mms.4 The local electricity leads to adopt the coal machine research contentsThe local electricity leads to adopt coal machine a representative model and foreign electricity to lead to adopt coal machine to compare and have already near in the total parameter function foreign 20 centuries age initial stage of 9 o level.But some key partses and it the total function, function, orientation scope.etc. still treat further perfect with raise.Particularly on-line work condition monitor, breakdown diagnosis and forecast, the signal deliver and adopt coal machine to automatically control, spread a feeling machine etc. the intelligence turn technique and abroad to compare to still have a bigger margin.As a result the local electricity leads intelligence of adopt the coal machine to turn degree low, the equipments credibility, safety with can support sex worse, the local electricity will lead to adopt coal machine from now onMain research contents is as follows:(1)Further perfect communicate with exaltation change the Pin adjust soon credibility of lead the system.The point is perfect and raises system device of anti- earthquake, spread hot and defend tide etc. function;(2)The research dependable tiny machine electricity controls system.Point is the exaltation adopts coal machine the electricity controls the system anti- interference, anti- hot effect of ability;(3)Development or to build up the electricity control the supervision function of system.Point is the research breaks down diagnosis and expert system, the works condition monitor, manifestation and information to deliver system and work the noodles adopt coal machine to automatically circulate control system and change from the orientation Pin electric circuit of electric leakage examination and protection technique, shake arm to automatically key up system etc.;(4)Development can the mineral of four quadrant movements use to communicate change the Pin adjust to soon equip.Make to adopt coal function to adapt the demand that bigger Qing Cape coal seam mine;(5)The development packs machine power to largerly adopt coal machine, the exaltation adopts coal machine can the research of utilization and life span;(6)The research that the electric appliances component is small scaled to turn.In order to packing machine power to enlarge, electric motor, transformer, change Pin machine etc. the physical volume of the equipments also corresponds aggrandizement, for satisfy whole the machine structure arrange tightly packed of request, have to study an equipments small scaled turn of technique path.中文译文电牵引采煤机的技术现状和发展趋势现摘 要： 本文介绍了我国薄煤层电牵引采煤机的技术发展历史和现状，重点介绍薄煤层电牵引采煤机的主要技术参数、总体结构、系列化及其发展趋势。关键词： 薄煤层；采煤机；电牵引；多电机驱动；横向布置德国Eickhoff公司和美国JOY公司，20世纪70年代中期相继研制出直流电牵引采煤机。此后，世界上各主要采煤机研究制造公司均对电牵引采煤机进行了大量的研究开发。80年代后期出现了交流电牵引采煤机。90年代，开发出集电子、微电子、信息管理以及计算机智能技术于一体的大功率电牵引采煤机，如美国JOY公司的LS系列、英国Long-Airdox公司的Electra、SL系列，德国Eickhof公司的EDW、SL系列， 日本三井三池制作所的MCLEDR系列等电牵引采煤机。电牵引采煤机以其性能参数优良、可靠性高、自动化程度高、操作方便、监控保护及检测功能完善、经济效益高等优点被迅速推广使用。1 国外电牵采煤机发展概况1.1德国Eickhof公司自1976年研制成功直流电牵引采煤机后，基本停止了液压牵引采煤机的开发研究，陆续开发了多种形式电牵引采煤机。90年代开发的SL系列横向布置交流电牵引采煤机，将截割电机布置在摇臂上。其中S型电牵引采煤机装机功率达1 580kW，最大牵引力998LSOkN。SL300型电牵引采煤机总装机功率1 018 kW，采用双变频器一拖一系统，最大牵引速度达545mrai制系统具有交互式人机对话、设备健康预报、在线控制、数据传输等功能。1.2 ：英国LongAirdox公司自1984年研制成功第一台将截割电机布置在摇臂上的多电机横向布置得Electra550型直流电牵引采煤机后，在其基础上加大功率，又研制成Electra1000型直流电牵引采煤机。90年代，在Electra系列机型基础上，加大功率，改进控制系统，开发了EL系列交流电牵引采煤机，主要机型有EL600、EL1000、EL1500、EL3000型。在EL系列机型上装置的Impact集成保护及监控系统，具有负荷控制、机器监控、采煤机自动定位、自动调高、区域控制、智能化安全连锁、随机故障诊断、数据传输等功能。1.3美国JOY公司20世纪70年代研制成功1ls多电机横向布置直流电牵引采煤机后，又陆续研制了2IS-7IS等型多电机横向布置直流电牵引采煤机。7155采煤机总功率1 940kW， 牵引速度30mmin。采用JOYUltratmc2000型强力销轨无链牵引系统，加大链轨节距和宽度，并采用锻造销排；装备了与6LS5型通用的JNA机载计算机信息中心，具有人机通讯界面、故障诊断图形显示和储存、无线电遥控、牵引控制和保护等功能。1.4 日本1987年后陆续研制成功多种截割电机纵向布置的MCLEDR系列交流电牵引采煤机，近几年又开发了截割电机横向布置的多电机交流电牵引采煤机。采煤机装有微机工况监测及故障诊断系统，可数字显示牵引速度、滚筒位置、留顶底煤厚度、电机负载及各处温度，具有无线遥控，并可加装红外线发射器操纵液压支架。15 波兰KOMAG采矿机械化研究中心波兰在与中国合作研制成功KSE一344型薄煤层交流电牵引采煤机的基础上，陆续开发了KSE一360、KSE一700、KSE一800RW2BP、KSE一535S2BP、KSE1000型等交流电牵引采煤机。采煤机截深由630 171111提高到8001 000 mm.16 俄罗斯前苏联20世纪70年代研制出K128I-I直流电牵引采煤机后，又相继研制成功多种直流电牵引采煤机。9o年代开发了K一8国型等交流电牵引采煤机。总体来看，俄罗斯的电牵引采煤机功率较小，直流牵引，性能参数较低。2 国内电牵引采煤机发展概况近年来。我国电牵引采煤机的研制和开发取得了长足的进步，在消化吸收国外引进采煤机技术的基础上，进行二次开发，拥有了许多具有自主知识产权的换代产品，在我国煤矿综合机械化采煤工作面，国产采煤机已经占据主导地位， 完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现。1991年，煤炭科学研究总院上海分院与波兰合作，在国内率先研制成功我国第一台采用交流变频调速技术的薄煤层爬底板采煤机后，上海分院又先后研制成功了截割电机纵向布置的交流电牵引采煤机、截割电机横向布置的适用于中厚和较薄煤层的交流电牵引采煤机，并成功应用于晋城、淮南、徐州、大同等矿务局。到目前为止，国内各采煤机生产厂家均对交流电牵引采煤机进行了大量的研究开发。上海分院研制的MG系列电牵引采煤机已形成9大系列共几十个品种，现正在开发装机总功率达l 800 kW 的交流电牵引采煤机； 太原矿山机器厂与上海分院合作， 将AM500液压牵引采煤机改造成MG 375830一WD型交流电牵引采煤机后， 又与兖州矿业集团合作，研制成功了MGTY 40090033D型交流电牵引采煤机；鸡西煤机厂与上海分院合作将MG2300一W 型液压牵引采煤机改造成MG300 360一WD型交流电牵引采煤机后，又开发了MG200463型、MG400985型交流电牵引采煤机；辽源煤机厂与邢台矿业集团合作研制成功我国首台应用电磁转差离合器调速技术的MG668一WD型电牵引采煤机；无锡采煤机厂与中合作，开发研制成功国内首台应用开关磁阻电机调速纺机电研究所技术的MG200500一CD型电牵引采煤机。3 技术特点与发展趋势31 装机功率增大。性能参数提高(1)单台截割电机功率均在400 kW 以上。多数采煤机单台截割电机功率已达到6OO kW，7LS5采煤机单台截割电机功率高达750 kW。(2)牵引功率均在80 kW 以上，最大已达220 kW。(3)总装机功率超过1 000 kW，如7LS5达1 94OkW，EL3000总装机功率最高达2 000 kW。(4)牵引速度、牵引力大幅提高。牵引速度l525mmin，牵引力500 kN以上。最大牵引速度545 mrain(SL300)，最大牵引力998 kN。(5)截割功率增大，支架随机支护的实现，加大滚筒截深。l0年前，截深大多是630700 Inll1，现普遍采用1 0001 200眦截深，个别达到1 500 Infn截深。(6)提高采煤机可靠性和可利用率。国外采煤机元部件设计寿命：齿轮12500h，轴承20 00030000h，电机绝缘寿命44000h，滚筒采煤64万t。采煤机大修周期2年，出煤量300500万t。我国要求采煤机出煤量150200万t而不大修，差距很大。32 中高压供电随着采煤机装机功率大幅度提高， 工作面不断加长，整个工作面容量超过5000kW，工作面长度达到300m。为减少输电线路损耗，提高供电质量和电机性能，普遍采用中高压供电。主要供电等级有2300、3300、4160、5000V等。33 监控保护系统智能化现代电牵引采煤机均装有建立在微处理机基础上的智能化监控、监测和保护系统，可以实现交互式人机对话、无线电遥控、工况监测及状态显示、数据采集存储及传输、健康(故障)诊断及与预警、自动控制、自动调高等多种功能，以保证采煤机维护量最小，利用率最高，并可实现与液压支架、工作面输送机的信息交互和联动控制等功能。如安德森公司EL系列机型上装置Impac：t集成保护与监控系统，Eichhof公司的Eichhof一数据汇集技术系统，JOY公司6LS型电牵引采煤机的JNA网络信息中心等。监控保护系统智能化主要功能：(1)负载控制通过截割电机电流的监测，调整采煤机的牵引速度，使采煤机在不同工况下以最优化的参数进行工作，保证传动系统不易受持续冲击影响；(2)工作面定位控制 识别采煤机在工作面的位置，在机头、机尾自动减速和停止，与支架配合实现自动随机移架；(3)与工作面输送机联机负荷控制 通过输送机的负荷监测来调节采煤机的采煤量，使采煤机和输送机的生产能力相匹配；(4)自动调高控制 将具有一定分辨率的煤岩分界识别传感器结合计算机控制，组成煤岩分界传感装置及煤岩分界识别系统。目前已应用于生产实际或正处于研究和试验阶段的煤岩识别方法及分析系统主要有：记忆智能程控、振动频谱分析、天然丁射线、测力截齿、放射性同位素、噪声红外线、雷达探测等。其中记忆智能程控煤岩分界识别及控制系统在实际生产中应用最多，是目前国外主要机型所采用的自动调高技术。而雷达探测技术被认为是最有应用前景的一种煤岩分界识别方法；(5)运行状态监控与显示 采煤机数据采集系统可采集机器参数：输入电压，电机电流，轴承、绕组和冷却水温度，控制电流，润滑油温度、消耗量，液压系统油位、压力、温度，冷却和喷雾降尘水量、水压，牵引速度、方向，摇臂操作角度，过载保护监控等。如Eickhof公司SL系列采煤机装备有MICOS68矿用微机系统，主菜单10个子菜单包括采煤
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