滚筒采煤机截割部传动系统变速机构的设计

目录第一章绪论 (1)1.1国内情况 (1)1.2国外情况 (2)1.3发展趋势 (3)1.4采煤机的分类 (4)1.5采煤机的特点 (6)第二章总体方案的确定 (7)2.1MG650/1620-WD型采煤机简介 (7)2.2使用环境 (7)2.3 主要特点 (8)2.4摇臂结构设计方案的确定 (8)2.5截割部电动机的选择 (8)2.6传动方案的确定 (9)2.6.1 传动比的确定 (9)2.6.2传动比的分配 (9)第三章传动系统的设计 (11)3.1各级传动转速、功率、转矩的确定 (11)3.2齿轮设计及强度校核 (12)3.2.1齿轮1和齿轮3的设计及强度校核 (12)3.2.2齿轮4和齿轮5的设计及强度校核 (17)3.2.3齿轮6和齿轮9的设计及强度校核 (20)3.3轴的设计及强度校核 (23)3.3.1确定Ⅲ轴 (23)3.3.2确定IV轴 (27)3.4轴承的寿命校核 (29)3.4.1对截二轴的轴承24028C进行寿命计算 (30)3.4.2对截三轴的轴承24028C进行寿命计算 (30)3.5截割部行星机构的设计计算 (31)3.5.1齿轮材料热处理工艺及制造工艺的选定 (31)3.5.2确定各主要参数 (32)3.5.3几何尺寸计算 (35)3.5.4啮合要素验算 (37)3.5.5齿轮强度验算 (39)第四章采煤机的使用与维护 (54)4.1采煤机使用过程中常见故障与处理 (54)4.2大功率采煤机截割部温升过高现象及解决方法 (55)4.3采煤机轴承的维护及漏油的防治 (56)4.4煤矿机械传动齿轮失效的改进途径 (58)4.5硬齿面齿轮的疲劳失效及对策 (62)第一章绪论1.1 国内情况（1）购进与仿制世界上第一台采煤机是苏联于1932年生产并在斯巴顿煤矿开始使用的。

我国于1952年购进并使用斯巴顿采煤机（当时称采煤康拜因）。

与此同时，鸡西煤矿机械厂开始进行仿制工作，于1954年制造出中国第一台深截式采煤机，即斯巴顿-1型采煤康拜因。

辽宁工程技术大学课程设计题目：采煤机截割部传动系统设计一，设计题目掘进机试验平台二，设计要求1.提高工作效率，使用寿命长2.使其耐用并且省时省力容易装修3.使其在工作中能够有更好的经济效益。

结构简单、操作方便、适应性强、安全可靠的特点，性能卓越三、完成后应上交的材料四、进度安排三周的课程设计，前三天，选定根据资料选题目，一周确定整体思路、准备材料，一周落实计划着手设计，整理设计内容，交给老师五、指导教师评语成绩：指导教师日期摘要我国薄煤层资源丰富，可采储量约占总可采储量的19%，而且分布广、煤质好。

薄煤层采煤机械化经过多年的发展，取得了一定的成效，但由于薄煤层采煤工作面生产条件艰难，长期存在推进速度慢，效率低、经济效益差等突出问题。

特别是有些矿井厚、薄煤层并存，薄煤层作为解放层开采，由于薄煤层开采速度缓慢，使下部厚煤层资源长期得不到开采，影响采煤工作面的正常接替，甚至被迫丢失一部分薄煤层资源。

研制适合的薄煤层采煤机,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。

虽然薄煤层采煤机的型号、规格有许多,但它的各主要组成部分大同小异，合理选择薄煤层采煤机的截割部的参数，可以改善其工作性能和减少采煤比能耗。

选择这个题目就是要进一步熟悉薄煤层采煤机各部分的工作原理，对其进行更好的改进，并对它的截割部减速器进行细致分析设计，使其耐用并且省时省力容易装修，使其在工作中能够有更好的经济效益。

对于现在使用较为广泛的薄煤层采煤机的减速器中存在的锥齿轮，影响电动机的安放和使用寿命，针对此处进行改进。

关键词：薄煤层采煤机；截割机构；减速器。

AbstractThin seam in China is rich in resources, recoverable reserves total recoverable reserves of 19 percent, and widely distributed, coal good. Thin seam coal mining mechanization after years of development, has achieved some results, but because of thin seam coal face difficult production conditions, promote the long-standing slow, low efficiency, poor outstanding problems in economic benefits. Especially some of mine thick, thin seam coexist as a liberation layer thin seam mining, as a result of the slow pace of thin coal seam, so that the lower part of thick coal seam is not a long-term exploitation of resources, affecting the normal coal face to succeed, and even forced the loss of part of a thin coal resources. Development of suitable thin seam shearer in order to adapt to different seam structure and improve the thin seam coal mining efficiency is a priority.Although the thin coal seam shearer models, specifications there are many, but it is the major component of the more or less the same, a reasonable choice of thin coal seam shearer cutting unit parameters, can improve its performance and reduce power consumption than coal. Choose this subject is to become more familiar with the thin coal seam shearer parts of the working principle, its better to improve, and its cutting unit carried out a detailed analysis of reducer design, make it durable and easy to save time and manpower on decoration, their work can have a better economic benefits. For now the more extensive use of thin coal seam shearer reducer existing bevel gears, the impact of the installation and service life of electric motors for improved here.Key words: thin coal seam shearer; cutting institutions; reducer.目录1引言 (6)2薄煤层采煤机主要技术参术 (7)2.1截深 (7)2.2 采高 (8)2.3牵引速度 (8)2.4牵引力 (9)2.5截割速度 (10)2.6装机功率 (10)3截割部减速器的具体设计说明 (11)3.1电动机的选择 (11)3.2 传动装置的运动和动力参数计算 (12)3.3 齿轮部分设计 (13)3.4轴的设计 (18)4技术特点 (24)5 结论 (25)1.引言1.1 国内外采煤机械的发展及其现状采煤机设计模型及手段可以反应现代化采掘机械的技术水平；装机总功率2000kW、牵引速度达30m/mim、生产能力2000t/h、截割高度6.0m、滚筒寿命大于500万吨；具有建立在微机基础上的智能化监测、监控和保护系统技术；实现交互式人机对话、远程控制，具有工况监测及运行状态显示、数据采集、储存及传输、故障诊断及预警、自动控制、自动调高等多种功能技术；实现液压支架、输送机的信号交流和联动控制等功能及整个工作面自动化技术，井下、地面两级故障诊断及维修管理系统机电一体化技。

滚筒采煤机截割部的设计1 引言煤是重要的能源物质，在我国有着很大的储量。

采煤一直以来都被人们看作一 项非常危险的事情。

在以前国内有很多小型煤窑，由于规模小，技术落后，大部分 都是靠人工进行挖煤、运输煤。

因此经常出现各种事故，而且大量浪费了资源。

大 型的采煤机械的出现使这一现象得到了改观。

采煤机作为采煤的主要工具是实现煤 矿生产机械化和现代化的重要设备之一。

机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全 性，达到高产量、高效率、低消耗的目的。

它对提高煤的采掘效率有着重要的影响。

因此国内外采煤机的设计、改进一直都在以较快的速度向前发展。

最早的滚筒采煤机出现在英国，它是把截煤机的减速箱部分改成允许安装一根 横轴和截割滚筒。

由于其水平轴截割滚筒的设计优于截煤机，因此其改进型比刨煤 机更适宜英国开采条件，但在 20 世纪 50 年代这种采煤机并非是唯一应用的采煤设 备。

另外有一种有竞争的采煤机是钻削式采煤机。

这种采煤机配有一个按螺钻原理 设计的主截割部，其应用范围主要局限与薄煤层。

滚筒采煤机经过多次改进设计而得到不断的发展。

最早设计的滚筒采煤机仅能 单向采煤，输送机和液压支架在向前推移之前，留在轨道上采出的煤在回空段被装 载。

后来又研发了双向采煤的滚筒采煤机。

然而由于这种采煤机受到调向的限制， 加之固定滚筒缺乏自由性，因此摇臂滚筒采煤机应运而生。

20世纪60年代末，久益公司生产出10CM、11CM 系列的连续采煤机，它是现代这 种机型的雏形。

到70年代末，在11CM型基础上又生产出12CM系列连续采煤机。

经过 对12CM系列连续采煤机的不断改进、完善和提高，生产出适用于开采中硬煤层的12CM12—10B、12CM18—10D和B型机，以及适用于特别坚硬煤层的12HM31C型和B型机 (神东常用12CM12—10B、12CM18—10D)。

80年代后期至今连续采煤机在采煤业中得 到了广泛的应用，并且得到了长足的发展。

采煤机的减速机械结构和运动传递结构作为机械化设备出现的最主要的意义，运动的传递与功的转化是为机械的意义，公元前，在巴勒斯坦地区的犹太人建立了杰里科城，城市首次出现了，最早的机械—车轮或许是此时诞生的。

车轮是人类最为重要的发明之一，正是由于车轮的产生，才令车成为人类最主要的交通工具。

到近代瓦特的蒸汽机让机械化展现在人类眼前。

机械的发展就像人类文明的进步历史，每一次巨大的进步都是由于人类对于机械的理解进一步深化。

因此，研究采煤机机械的减速机械结构和运动传递结构，可以帮助采煤机更好地进行结构的完善，提高工作效率。

2 采煤机机械的减速机械结构行星减速机构是一种动力传递装置，可以在有限的空间内实现降低输入转速的目的，具有结构紧、传动比大，传动效率高及输出扭矩大等优点。

这些优点恰好迎合了采煤机井下有限、恶劣的工作条件，因此行星减速机构在采煤机械中被大量使用。

由于采煤机井下工作环境较为复杂，采煤机截割部行星机构承受着较大的冲击和振动作用，在恶劣的工作环境中行星减速机构极易发生损坏，造成采煤机无法进行截割作业。

其基本传动结构分为四个部分：太阳齿轮、行星齿轮（组合于行星架）、内齿轮环、电机经过多级直齿轮传动，齿轮九经由1/ 5内花键和行星减速器的太阳轮的一端相联接，进而为行星减速器输入转矩；在行星减速器中太阳轮的转动，既能够使行星轮环绕本身的轴线自转，同时能够通过行星轴带动行星架沿着行星架中心轴线转动，通过行星架输出端的外渐开线花键和方头的联接，能够将输出转矩传递到滚筒。

该行星减速器主要零部件由一个太阳轮、四个行星轮、一个行星架、一个内齿轮构成。

行星减速器作为截割部传动系统的重要组成部分，一旦损坏将会影响采煤机的正常工作。

采煤机过岩石断层时，验证行星减速器的关键部件能否正常工作，首先需要建立太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架的三维模型，其次对关键零部件做受力分析，在本章需要计算出行星轴作用在行星架左右侧板上的载荷以及太轮、行星轮、内齿圈的切向力、径向力、法向力。

本科毕业设计开题报告题目： 900/2215型采煤机截割部传动结构设计院（系）：机械工程学院班级：机设09-2班姓名：学号：指导教师：教师职称：黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题目900/2215型采煤机截割部传动系统结构设计来源工程实际1、研究目的和意义煤炭开采已经不仅仅是投入与采出的问题，随着经济社会的发展，市场对煤炭的需求越来越大，企业对于煤炭的开采要求越来越高，对煤炭的开采既要充分又要高效，能够适应不同的开采条件，既有薄煤层，又有厚煤层。

尤其是对于大功率电牵引采煤机应用更是提出了挑战与创新，因此，这次毕业设计的大功率 900/2215型采煤机是适应我国煤炭开采发展趋势而设定的。

2、国内外发展情况(文献综述)采煤机国内发展情况：我国与1963 年设计出的MLQ- 64 型单滚筒采煤机,这是我国第一台以螺旋滚筒为工作机构,集破煤、装煤为一体的采煤机。

从20 世纪80 年代后期至90 年代中期的近10年的间,我国采煤机设计、开发进入了大发展阶段。

，2005 年初步掌握了大功率大采高采煤机技术和机电一体化技术，2001 年大倾角电牵引采煤机和2002 年短壁电牵引采煤机标志着我国采煤机总体设计技术达到或接近国际先进水平。

2009 年研制出世界最大功率2500KW电牵引采煤机，2011 年11 月研制出世界上最大功率3000kw电牵引采煤机[3]。

随着科技的进步，开发高产高效矿井综合配套设备已成为我国煤炭科技发展的主流：大功率，大截深电牵引采煤机被广泛的开发和使用，一些世界前沿的先进技术也被用到了采煤机的开发应用中，如变频调速技术，远程监控，无线遥控等等，为更好的服务我国煤矿事业奠定了坚实的基础。

20世纪九十年代以来，随着科技的迅猛发展，开发出集电子，微电子，信息管理及计算机智能技术一体化的的大功率采煤机，在自诊断检测、记忆截割和多参数远程监控等方面的技术日益成熟。

如德国Eickhoff 公司的EDW 系列、SL 系列，美国JOY 公司的LS 系列等[2]。

MGYB 2X125型采煤机截割部减速器的设计摘要：采煤机是煤炭采掘的重要设备，是实现煤炭生产机械化和现代化的重要设备之一。

因此，它对提高煤炭的采掘效率有着重要的影响。

目前，采煤机的设计技术已经发展的相当完善，但是在国内采煤机技术和国外相比依然还比较落后。

本次设计主要是对采煤机截割部的减速器进行设计和改进，主要的内容有采煤机研究的背景，以及减速器设计的时候总传动方案、传动参数的设计。

并且主要计算了齿轮、轴和行星机构等零部件。

在本次的设计过程中发现了很多问题，也解决了很多问题。

通过对减速器的不断改进，使得采煤机的性能得到了很大的提高，从而更好的尾煤炭工业服务，使我国的经济发展更加迅速。

关键词：采煤机；截割部；齿轮；行星轮MG2×125/250-WD Drum shearer cutting the Departmentof DesignAbstract：Coal mining machine is the important equipment in coal mining, is one of the important equipment to achieve coal production mechanization and modernization. Therefore, it has important effects on the improvement of the efficiency of coal mining. At present, the design of coal mining machine has developed quite perfect, but compared with domestic coal mining machine technology and abroad is still relatively backward. This design is mainly on the cutting part of shearer reducer design and improvement, the main contents of the research on Shearer background, design and the design of reducer of the total transmission scheme, the transmission parameters. And the gear, shaft and other parts of the planet mechanism. Many of the problems found in the process of design, but also solve a lot of problems. Through the continuous improvement of the reducer, the performance of the shearer has been greatly improved, the tail coal industry services so as to better, make the economy of our country develop more quickly.Key words：Shearer；Cutting Unit；Gear；Planetary Gear目录第1章绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.1.1采煤机的发展。

采煤机截割部两级行星齿轮系统的设计。

采煤机截割部的两级行星齿轮系统是一种常见的传动装置，用于驱动截割机械臂或刀盘进行煤矿开采。

该系统一般由输入轴、太阳轮、行星轮、环轮、输出轴和齿轮箱等组成。

设计该系统时，需要考虑以下几个关键因素：
1. 功率传递：根据需要传递的功率和转速，在设计系统时选择合适的齿轮尺寸、材料和齿数，以确保足够的传递能力和可靠性。

2. 负载承载能力：在开采过程中，截割机械臂或刀盘会承受较大的载荷。

因此，在选择行星齿轮的载荷能力时，应充分考虑工作条件和安全因素。

3. 效率和平稳性：设计时应尽可能提高系统的传动效率，减小能量损失，并避免震动和噪声产生，以确保截割机械的稳定运行和操作人员的安全。

4. 可维护性和寿命：选择合适的行星齿轮材料、润滑方式和维护周期，以提供较长的使用寿命和方便的维护。

5. 安全性和防护措施：采煤机截割部是一个高风险的工作环境，因此在设计齿轮系统时，必须考虑安全性，并采取相应的防护措施，例如安全制动装置和紧急停车装置等。

综上所述，采煤机截割部的两级行星齿轮系统的设计需要考虑
功率传递、负载承载能力、效率和平稳性、可维护性和寿命、安全性和防护措施等因素，以确保系统的可靠运行和工作环境的安全。

同时，还需要根据具体要求，选择合适的材料、齿轮尺寸和传动方式等。

摘要滚筒采煤机是煤炭采掘的重要设备。

是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。

因此，它对提高煤的采掘效率有着重要的影响。

目前，采煤机的设计技术已经发展的相当完善，但是在国内采煤机技术和国外相比依然还比较落后。

本次设计在吸取了前人经验的基础上设计了大功率，适合于中厚煤层的采煤机。

对于采煤机的截割部进行了革新设计，采用强力耐磨型滚筒对称布置，提高了割煤效果和滚筒寿命，降低截齿消耗量和用户成本。

机械传动系统采用直齿圆柱齿轮和行星轮传动动。

故传动效率高，容易安装和维护，分别用两台250KW的电动机驱动两截割部。

截割部电机容量调整范围宽，其调整范围为150～300Kw，通过调整截割电机容量，可实现一机多型。

截割部采用四行星单浮动结构，承载能力大，减小了结构尺寸。

采用大角度弯摇臂设计，加大过煤空间，提高装煤效果，卧底量大。

本次设计的采煤机采煤效率高，生产可随不同的煤质的变化生产不同的机型，市场适应性强。

关键词：采煤机、强力耐磨滚筒、截割部、弯摇臂、传动系统AbstractSheare is an important equipment for excavation. It is one of the important facilities for the mechanization and modernization of coal-mining production. Hence it has important effects on the improvement of excavation efficiency. Presently the design technologies of sheares have developed relatively perfect. When comparing with abroad, however, the technology of this area is still behindhand.Basing on assimilating the experience of people has worked in this area, this design, schemes out High-power sheare which is suitable for medium thickness seam. It does innovatory design on the cutting unit of shears by resorting to disposal symmetry of Mightiness Worn Roller, which improves the cutting effect and longevity. At the same time it reduces the wastage of truncation straight and customers’ cost. As to Machine driven system, its transmission resorts to spur gear and planetary wheel. Hence the transmission efficiency is improved and its installation and maintenance are easier. Two of the departments of crop are driven by two separate 250kw- electromotors. The modulation range of electromotors’ capacity in the departments of crop is large, which is ranging from 150kw to 300kw. Through the modulation of the electromotors’capacity, the one machine-multi-type style can be carried out. The departments of crop resort to globe certificate floating structure, whose carrying capacity is large and reducing the structure measure. The applications of ply rockerarm increase the coal’s transit space and improve the coal’s load effect. The bottom taking quantity is large. This design of sheare has the features as follows:The excavation efficiency is high; the production of types can be different according to different coal quality. The adaptability in marketing is strong. Key Words: Sheare; Mightiness Worn Roller; cutting unit; ply rockerarm ; transition system目录1 前言 (1)2 方案选定 (5)3 滚筒采煤机的总体设计及计算 (7)3.1 采煤机的滚筒 (7)3.2 采高和截深 (7)3.3 设计生产功率 (7)3.4 装机功率 (7)3.5 摇臂和电动机 (8)4 滚筒采煤机截割部设计 (9)4.1 螺旋滚筒设计 (9)4.2 截割部减速器传动系统 (15)5 滚筒采煤机的主要技术参数和配套设备 (21)6 采煤机的主要特点 (23)7 技术和经济分析 (25)8 总结 (26)致谢 (28)参考文献 (29)明细表 (30)目录1 前言 (1)2 方案选定 (5)3 滚筒采煤机的总体设计及计算 (7)3.1 采煤机的滚筒 (7)3.2 采高和截深 (7)3.3 设计生产功率 (7)3.4 装机功率 (7)3.5 摇臂和电动机 (8)4 滚筒采煤机截割部设计 (9)4.1 螺旋滚筒设计 (9)4.2 截割部减速器传动系统 (15)5 滚筒采煤机的主要技术参数和配套设备 (21)6 采煤机的主要特点 (23)7 技术和经济分析 (25)8 总结 (26)致谢 (28)参考文献 (29)明细表 (30)1 引言煤是重要的能源物质，在我国有着很大的储量。

图书分类号：密级：毕业设计(论文)滚筒采煤机截割部的设计The design of the shearer drum cutting姓名班级专业名称指导教师XXX学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：日期：年月日XXX学位论文版权协议书本人完全了解XXX关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归XXX所拥有。

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论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要滚筒采煤机是煤矿开采过程中的重要设备。

它可以实现机械化，煤矿生产现代化。

所以，煤的采掘效率能够进一步的提高。

现在，采煤机的设计国外更好。

此次的采煤机比较适合中厚煤层。

我对采煤机滚筒、截割部传动体系等进行了改变以及创新。

选用强力而又耐磨滚筒，因为它能够具有降低成本等特点。

摇臂使用的是弯摇臂。

传动系统全部都是用直齿轮，行星轮被用于最后一级传动。

一种行星单浮动机构用于截割部。

它具有承载能力强，并且能够使截割部的结构尺寸变小的特点。

通过把弯摇臂进行加大角度的改装，这样的设计能够使过煤空间大小增加，并且装煤效果得到进一步的提高，煤炭的卧底量将会变大。

分别使用两个动力源(功率为二百五十千瓦的电动机)来驱动左右截割部，此外用两个功率为四十千瓦的电动机分别驱动牵引部以及机器的其他设备。

使电液互换得以实现，它是经过替换电控部而形成交流变频调速的电牵引或者更换液压的传动部以形成液压牵引，但是其他部件都差不多。