新型电牵引采煤机切割部分设计.docx

新型电牵引采煤机切割部设计摘 要：本说明书主要介绍了采煤机截割部的设计计算此新型电牵引采煤机 截割部主要是由一个摇臂减速箱和一个行星减速机构组成，截割部电机放在摇 臂内横向布置，电动机输出的动力经由三级直齿圆拄齿轮和行星轮系的传动，最 后驱动滚筒旋转截割部采用四行星单浮动结构，减小了结构尺寸，采用大角 度弯摇臂设计，加大了过煤空间，提高了装煤效果关键词：采煤机；截割部；减速箱；行星轮系；设计New type of electric traction coal winning machine cutting partdesignAbstract： Calculate in design which cuts the cutting department of main introduction mining machine of this manual.lt is made up of a gearbox and moderate breeze gear wheel transmission that the advanced mining machine cuts the cutting department,cut the electrical machinery of cutting department and put to fix up horizontally in the rocker arm,the power that the motor outputs leans on around of transmission of department of gear wheel and planet round via the tertiary straight tooth ,urge the cylinder it rotate finally. Cut the cutting department and adopt the floating structure of four planetary forms,have reduced the physical dimension, adopt the large angle to curve the rocker arm to design,have strengthened the space of coal,have improved the coal result of putting.Key words: Mining machine;Cut the cutting department;Gearbox;A department of planet;Design1绪论 11.1采煤机发展概述 11.2国内外发展现状及研究趋势 21.2. 1国外电牵引采煤机发展概况 21.2.2国内电牵引采煤机发展概况 32截割部的设计与计算 42. 1主要技术参数 42.2传动比和各轴转矩的计算 52. 3齿轮强度校核 72. 2. 1第I级、高速级减速齿轮 72. 2. 2第II级减速齿轮 132.4行星机构的计算 182.5截割部轴的设计计算 352. 5. 1离合器齿轮轴 352. 5. 2齿轮组轴 412. 6截割部轴承寿命校核 472. 6. 1离合齿轮组轴承 472. 6. 2齿轮组轴轴承 48参考文献 50致谢 511绪论1.1采煤机发展概述1940年采煤机械的发明，机械化的采煤方式开始被使用。

早在1940年英国、 苏联先后生产了煤炭采煤机，机械化的采煤方式开始被使用但在1940年所使 用的链式工作机构的采煤机，其工作效率低、工作面输送机不能自移、能源消 耗大的缺陷，因而生产率是有限的早在1950年英国和联邦德国改进生产了滚筒式采煤机、单体液压支柱和可 弯曲刮板输送机，采煤技术得到了发展和进步螺旋滚筒是滚筒式采煤机的截 割机构，滚筒旋转切割煤壁时，滚筒螺旋叶片上的截齿将煤破碎，破碎下来的 煤被螺旋叶片装入工作面输送机但由于滚筒被固定，不能实现调高，因此采 煤机的适用范围不是很广泛因此50年代普通机械化水平还是各国采煤机械化 的主流虽然在1954年自移式液压支架被英国研制和使用，但由于采煤机和可 弯曲刮板输送机尚不完善，该技术仅仅处在开始开发试验的阶段二十世纪60年代综采技术进入发展时期第二代采煤机一一单摇臂滚筒采 煤机的出现，解决了采煤高度调整的问题，使采煤机的适用范围扩大这种采 煤机的滚筒装在可以上下摆动的摇臂上，通过摆动摇臂来调节滚筒的截割高度, 使采煤机适应煤层厚度变化的能力得到了大大加强1964年，第三代采煤机一 一双摇臂滚筒采煤机的出现，进一步解决了工作面自开切口问题。

另外，液压 支架和可弯曲输送机技术的不断完善，把综采技术推向了一个新水平，并在生 产中显示了综合机械化采煤的优越性一一高效、高产、安全和经济，因此各国 竞相采用综采进入70年代，综采机械化得到了进一步的发展和提高，综采设 备开始向大功率、高效率及完善性能和扩大使用范围等方向发展，相继出现了 功率为750—1000kW的采煤机，功率为900—lOOOkW,生产能力达1500t / h的 刮板输送机，以及工作阻力达1500kN的强力液压支架等1970年采煤机无链牵 引系统的研制成功以及1976年出现的第四代采煤机一一电牵引采煤机，大大改 善了采煤机的性能，并扩大了它的使用范围世界上第一台直流电牵引（他励） 采煤机是由西德艾柯夫公司1976年研制的EDW 一 150—2L型采煤机该采煤机 首次使用就显示出电牵引的优越性，即效率高、产量大、可靠性高，其故障率 只是液压牵引采煤机的1/5同年，美国久益公司研制出了 1LS直流（串励）电 牵引采煤机，以后陆续改进发展为2LS、2LS、4LS系列；1996年生产的6LS05 型采煤机，其总装机功率为1520kW,是目前世界上功率最大的采煤机我国采煤机始于50年代，主要从国外引进，自70年代开始，我国处于引进与 开发相结合的发展时期，能自行设计和生产适合各种煤层的螺旋滚筒式采煤机。

我国采煤机的发展在80年代处于兴盛时期，在90年代进入电牵引阶段1997年 研制了我图第一台大功率电牵引采煤机，实现了采煤机技术的升级换代现在 我国采煤机技术正向高技术、高性能、高可靠性及电牵引方向发展滚筒式采煤机总体结构一般由截割部、电动机、牵引部和电气控制系统以及 辅助装置组成截割部是工作机构及其驱动装置的总称，它包括固定减速箱、 摇臂和滚筒，是采煤机实现截煤、破煤和装煤的工作部分采煤机截割部减速 器一般分为固定减速器和摇臂减速器，其作用是将电动机的动力传递给螺旋滚 筒，它主要包括齿轮减速的机械传动系统和供摇臂调高滚筒用的液压传动系统 本文设计的电牵引采煤机就是采用了摇臂减速器与行星机构的传动系统1.2国内外发展现状及研究趋势1.2.1国外电牵引采煤机发展概况20世纪70年代，美国J0Y公司研制成功了1LS多电机横向布置直流电牵引采煤 机，此后又陆续研制了2LS-6LS等型多电机横向布置电牵引采煤机7LS5采煤机 总功率1940kW,牵引速度20m/min,采用JOY Ultratrac2000型强力销轨无链牵 引系统，加大销轨节距和宽度，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。

德国Eickhoff公司于1976年研制成功直流电牵引采煤机，并基本停止了液压 牵引采煤机的研发，此后又陆续开发了多种形式电牵引采煤机20世纪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 SL500型电牵引采煤机装机功率达1815kW,最大牵引力869kN； SL200型电牵引采 煤机总装机功率1128kW,采用双变频器一拖一系统，最大牵引速度达26. 7 m/ min： SL1000型采煤机装机功率达2600kW,牵引力1002kNo控制系统具有交互式人机对话、设备状态监测与故障预报、控制、数据传输等功能英国long-Airdox公司于1984年研制成功第1台将截割电机布置在摇臂上的多电机 横向布置的Electra55V型直流电牵引采煤机，在此基础上又开发出功率更大的 ElectralOOO型直流电牵引采煤机20世纪90年代，在Electra系列机型基础上， 进一步加大功率，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、EL2000、EL2000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 '智能化安全联锁、随机故障诊断和数据传输等功能。

日本三井三池制作所1987 年后陆续研制成功多种截割电机纵向布置的MCLE. DR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，具有无线遥控装置，并可加装红外线发射器操纵液压支 架1.2.2国内电牵引采煤机发展概况我国电牵引采煤机在消化吸收国外引进采煤机技术的基础上，通过二次开发拥 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1 台采用交流变频调速技术的薄煤层爬底板采煤机，接着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上海分院研制的MG系列电牵引采煤机已形成九大系列 共几十个品种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MG275 / 820-WD型交流电牵引采煤机后，又自主研制成功了 MGTY400 / 900-2 • 2D型和MG750 / 1800-2. 2D型机载交流变频调速链轨式电牵引采煤机， 现正在国家“十一五”科技支撑计划资助下研发装机总功率达2 500kW、最大采 高6.0 m、年产1000万t的交流电牵引采煤机；鸡西煤机厂与上海分院合作将 MG2x200-W型液压牵引采煤机改造成MG200 / 260-WD型交流电牵引采煤机后，又 开发了MG200 / 462型、MG400 / 985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-WD型电牵 引采煤机；无锡采煤机厂与中纺机电研究所合作研制成功国内首台应用开关磁阻电机调速技术的MG200 / 500-CD型电牵引采煤机2截割部的设计与计算2. 1主要技术参数适应煤层：米局范围1. 5~2. 0 m煤层倾角C20°煤质硬度W4. 50MPa截割电机电机型号YBC-150A （水冷）额定功率（kW）150额定电压（V）1140额定转速（r/min）1475牵引电机电机型号YBC-75 （水冷）额定功率（kW）75额定电压（V）1140额定转速（r/min）14651.其它参数：截深（mm）800牵引速度（m/min）0~7. 7牵引力（kN）400滚筒直径（mm）中 1400滚筒转速（r/min）29. 262.配套输送机:SGB620/220型刮板输送机2.2传动比和各轴转矩的计算1.确定总传动比'总i 乂 n电动机1475揣n一=29. 26。