MG400920-WD型采煤机截割部设计开题报告
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1.1引言 (1)1.2采煤机械概述 (1)1.2.1采煤机械化的发展 (1)1.2.2机械化采煤的类型 (2)1.3采煤机简述 (2)1.3.1采煤机的分类、组成和工作原理 (2)1.3.2滚筒采煤机的工作原理 (3)1.3.3滚筒采煤机的特点 (4)1.3.4采煤机与刨煤机的比较 (4)2 MG300/700-WD型采煤机 (4)2.2主要用途及适用范围 (5)2.3型号的组成及其代表的含义 (5)2.4 使用环境条件 (5)3 MG3000/700-WD型采煤机截割部的设计 (7)3.1 截割部概述 (7)3.2 截割部传动总体方案 (7)3.2.1 设计总则 (7)3.2.2 已知条件 (8)3.2.3 截割部传动方案的确定 (8)3.2.4 计算传动效率 (9)3.2.5 传动比的分配及配齿情况 (10)3.3 截割部传动系统齿轮的校核计算 (11)3.3.1 概述 (11)3.3.2 截一齿轮,惰一齿轮,截二大齿轮校核计算 (11)3.3.3 变速齿轮校核计算 (19)3.3.4 截三轴小齿轮,惰二轴齿轮,对三轴齿轮,截四轴齿轮校核计算 (24)3.4 截割部传动系统辅助装置的校核计算 (45)3.4.1 各轴花键的设计与校核 (45)3.4.2 截割部传动系统各传动轴、轴承的校核 (50)4 MG300/700-WD型采煤机截割部说明 (58)4.1截割机构 (58)4.2截割机构的传动系统 (58)4.3截割部减速箱 (59)4.4截割滚筒 (60)4.5 维护与检修 (60)翻译部分.............................................................................................. 错误!未定义书签。
英文原文....................................................................................... 错误!未定义书签。
电牵引大功率采煤机截割部的改进设计张建武【摘要】采煤机在使用过程中已经远远不能满足生产的需求,尤其是截割部出现故障的频次越来越高,阻碍了井下的正常生产,因此针对某矿MG400/940-WD型采煤机截割部在使用过程中出现的壳体变形、高速端轴承损坏以及传动噪声大的问题,进行了相应的改进设计,并确定了截割部的传动方式及电动机形式,改进了摇臂的结构.实践表明,通过上述改进设计后的截割部使用效果良好,提高了采煤机的回采效率.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2019(034)006【总页数】3页(P28-29,102)【关键词】电牵引采煤机;大功率;截割部;优化设计【作者】张建武【作者单位】山煤集团鹿台山煤业有限公司,山西沁水048200【正文语种】中文【中图分类】TD82引言在我国采煤机械化程度不断发展的前提下,煤矿逐渐实现了工作面的高产、高效运行,同时随着生产能力的提高,对采煤机械设备的安全性和可靠性提出了更高的要求,且当煤层的地质条件复杂、赋存不稳定、生产环境恶劣时,采煤机的安全性和可靠性就更低,此外,我国煤层开采已由浅部煤层向深部延伸,当煤层的埋深增加时,开采的难度也会加大,而且会带来诸如地应力升高、瓦斯压力增大、开采条件复杂等问题,因此提高采煤机在运行过程中的安全性和可靠性,实现工作面的高效生产,是目前亟需解决的问题。
而对于整个采煤机来说,其截割部是保证采煤机安全运行的关键组成部件,故提高采煤机截割部的使用性能、降低截割部的故障率,对于采煤机的质量和使用效果来说是十分重要的。
1 采煤机的使用概况及存在问题某矿在进行采煤作业过程中所使用的MG400/940-WD型采煤机是一种电牵引采煤机,牵引功率比较大,其中电动机整体上呈现横向布置,采用直齿机械传动的方式,且在运行期间电动机和行走箱驱动轮部件可以从采煤机的侧面抽出,不仅便于工人进行检修作业,而且具有较大的传动效率。
该采煤机所适应的煤层厚度最小为2.4 m,最大为4.1 m,在开采过程中不仅提高了回采的效率,而且减轻了工人的负担。
山东科技大学
本科毕业设计(论文)开题报告
题目济宁唐口煤矿机电设备选型设计
学院名称机械电子工程学院
专业班级机械设计制造及其自动化(定单)07—2 学生姓名信聪
学号 200701041821
指导教师王亮
填表时间: 2011 年 4 月 20 日
填表说明
1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
2.此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期完成,经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。
3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式,用A4纸打印。
4.参考文献不少于8篇,其中应有适当的外文资料(一般不少于2篇)。
5.开题报告作为毕业设计(论文)资料,与毕业设计(论文)一同存档。
摘要截割部摇臂传动设计部分是本设计首先要作的工作。
设计中首先确定了摇臂内各零部件的传动方案、分配传动比、初步确定个齿轮的齿数、齿轮的设计计算及其校核、行星机构的设计计算、轴的设计计算及其校核、并初步选取了轴承和键,以及简要分析了各个零部件的作用。
最终通过分析计算完成了截割部摇臂传动设计过程。
设计中的重点及难点是以参数化设计思想为依据,以开发专业化的计算机辅助设计系统为目的,采用Visual-Basic 为编程语言,以ACCESS为数据库支撑,开发研制了集几何参数设计、承载能力计算、技术文件生成与管理为一体的综合型渐开线齿轮辅助设计系统,对提高渐开线齿轮设计的效率、可靠性具有重要意义。
关键词:截割部;行星机构;渐开线齿轮;参数化设计;计算机辅助设计AbstractThe part of cutting department rocker-arm drive design is this graduation project most important work. I firstly determined the transmission programme, distribution transmission ratio of various parts of the rocker, initially set the teeth of gears, the design and calculation of gear and checking, the design of planetary bodies, the design calculation and verification of axis ,and preliminary selected bearings and key, then briefly analyze the function of spare parts as well as the role of the various components.In the end, according to analysising and calculation finish the proess of the part of cutting department rocker-arm drive design.It is as a key and a difficult point that the study is based on the thought of the parameters design and with the purpose of the professionalcomputer aided design system. In the design it developed a computer aided design system of the involute gear with parameters design , carrying capacity calculation , technical files creation and management supported by database ofACCESS. So it makes an important meaning for efficiency and reliability of the involute gear design.Key words: cutting unit;planetary bodies;within the spray system involute gear ;parameters design ;computer aided design目录摘要 (I)A BSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1采煤机的概述 (1)1.2采煤机齿轮传动的计算机辅助设计 (1)第二章采煤机截割部设计及强度计算 (3)2.1采煤机截割部传动系统方案的选择 (3)摇臂传动方案的选择 (3)截割部电动机的选择 (3)2.1.3 分配传动比 (3)初选各个齿轮齿数 (3)2.2传动轴功率、扭矩的计算 (4)计算各轴的转速 (4)各轴转矩的计算 (5)2.3齿轮的设计和计算 (6)选择齿轮材料及确定其许用应力 (6)按齿轮弯曲疲劳强度设计 (6)确定许用弯曲应力σFP (6)选取载荷系数K (7)初步选定齿轮参数 (7)确定复合齿形系数YFS (7)计算几何尺寸 (8)按接触疲劳强度进行校核 (8)设计齿轮5、6、7 (8)选择齿轮材料及确定其许用应力 (9)确定许用弯曲应力ΣFP (9)转矩 (9)选取载荷系数K (9)初步确定齿轮参数 (10)确定复合齿形系数YFS (10)计算几何尺寸 (10)按接触疲劳强度校核 (10)2.4行星齿轮的设计 (11)2.4.1行星齿轮Ⅰ的设计 (11)行星齿轮Ⅱ的设计 (15)2.5 采煤机摇臂内各轴的设计 (20)Ⅰ轴的设计 (20)行星轴的设计 (27)第三章齿轮传动的计算机辅助设计计算 (29)3.1 设计系统的设计过程及主要内容 (29)建立数学模型 (29)齿轮传动设计计算计算机辅助系统总体结构 (29)算法设计 (30)3.2 系统功能结构 (33)文件管理 (33)计算机辅助设计过程 (33)3.3 系统开发中的关键技术 (35)材料建立数据库 (36)简单的表和直线图插值法 (36)复杂的直线图分段拟合 (36)3.4 数据库结构 (37)3.5 界面设计 (37)3.6 程序调试与运行 (38)第四章结论 (39)参考文献 (40)附录 (42)致谢 (45)第一章绪论1.1采煤机的概述采煤机又称掘采机[1],是用正面切削式工作机构采煤或掘进的大重型煤矿机械。
摘要长壁工作面采煤设备由三大件组成:液压支架,刮板运输机和采煤机。
随着长壁采煤经验的增加,根据不同地质条件对采煤机做了一些改进,使长壁工作面采煤在将来的煤炭工业上起到更显著的作用。
本论文设计的是电动机功率为700hp。
电动机主要是为截割部割煤和牵引部提供动力,采煤机装有两个电动机,一台用于牵引部和一个截割部,另一个电动机则为另一个截割部和其他辅助设备提供动力。
本文主要讲述了采煤机截割部的设计。
采煤机截割部是实现采煤机减速的单元。
截割部里采用了四级减速,动力由采煤机电动机通过齿轮传递到采煤机滚筒来实现割煤。
对称的摇臂结构使采煤机实现左右摇臂可以互换。
截割部采用增加惰轮的个数来增加摇臂的长度,从而实现增大采煤机的截深。
关键词:滚筒采煤机截割部摇臂长壁工作面采煤ABSTRACTLongwall equipment consists of three major components:the hydraulically powered roof support,the chain conveyor,and the coal-cutting machine.As a result of increased experience with longwall installations under different conditions,certain improvements are being made.since longwall mining is obviously going to play a much larger role in the coal mining industry in the future.this text design is the electric motor power is a 700 hps.Electric motor mainly is the power source for the shearer.It provides for the cutting drum.The large capacity shearers are generally equipped with two electric motors: one for the haulage unit and one gearhead and the other for the other gearhead and other ancillary equipment.This paper is mainly about the design of the ranging-arm of the cut unit.The ranging-arm is a speed reduction unit.It consists of four stage drives.The power applied by the cutter motor through three spur gear transmissions and one epicyclic gearing drives the drum to cut coal. The external form of the ranging-arm is straight and symmetrical structure which enables the lest and right ranging-arms can replace each other. The gears referred in this parper are all profile-shifted gears in order to increase their strength.Keywords:Shearer cut unit Ranging-arm longwall mining目录1 绪论 (1)1.1我国采煤机30多年的发展进程 (1)1.1.1 20世纪70年代是我国综合机械化采煤起步阶段 (1)1.1.2 20世纪80年代是我国采煤机发展的兴旺时期 (1)1.1.3 20世纪90年代至今是我国电牵引采煤机发展的时代 (2)1.2国际上电牵引采煤机的技术发展状况 (4)1.3国内电牵引采煤机的发展状况 (5)2总体方案的确定 (6)2.1MG300/700-WD型采煤机简介 (6)2.1.1概述 (6)2.1.2主要技术参数 (7)2.1.3结构特点 (7)2.2摇臂结构设计方案的确定 (7)2.3截割部电动机的选择 (8)2.4传动方案的确定 (9)2.4.1 传动比的确定 (9)2.4.2 传动比的分配 (9)3 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齿轮设计及强度效核 (13)3.3轴的设计及强度效核 (23)3.3.1 先确定Ⅲ轴 (23)3.3.2轴4的设计及强度效核 (29)3.3.3惰一轴的设计 (35)4 行星传动机构的设计过程 (37)5 采煤机的使用与维护 (57)5.1采煤机使用过程中常见故障与处理 (57)5.2大功率采煤机截割部温升过高现象及解决方法 (59)5.3采煤机轴承的维护及漏油的防治 (60)5.4煤矿机械传动齿轮失效的改进途径 (62)5.5硬齿面齿轮的疲劳失效及对策 (66)总结 (69)参考文献 (70)致谢 (71)1 绪论1.1我国采煤机30多年的发展进程1.1.1 20世纪70年代是我国综合机械化采煤起步阶段20世纪70年代初期,煤炭科学研究总院上海分院集中主要科技骨干,研制出综采面配套的MD-150型双滚筒采煤机,另一方面改进普采配套的DY100型、DY150型单滚筒采煤机;70年代中后期,制造出MLS3-170型双滚筒采煤机。
采煤机的⾏⾛部分设计摘要MG400/900-WD型采煤机是⼀种多电机驱动,横向布置的交流电牵引采煤机。
根据采煤机现在的发展动态通过分析与⽐较,确定了采煤机的牵引⽅式,并且对牵引部的基本参数进⾏了详细的计算,介绍了⾏⾛部传动系统的拟定;传动装置的运动及动⼒参数的计算;各个齿轮的⼏何尺⼨的确定;以及轴、⾏星齿轮和花键的设计计算和校核。
牵引电机输出的转矩经三级圆柱齿轮和⼆级⾏星齿轮减速器减速后,由⾏星架输出,通过驱动轮与⾏⾛轮相啮合,再由⾏⾛轮与⼯作⾯刮板输送机上的齿轨啮合使采煤机来回⾏⾛,同时制动轴输出轴通过键与制动器相连,实现电牵引部的制动。
MG400/900-WD型采煤机,操作⽅便,可靠性⾼,事故率低,开机效率⾼,可满⾜⾼产⾼效⼯作⾯的需要。
关键词:采煤机;牵引部;⾏⾛部;⾏星齿轮AbstractThe MG400/900-WD coal mining machine is more than one kind of motor-driven, crosswise arrangement alternating current hauling coal mining machine. TAccording to the coal mining machine now development through analysis and comparison, determine the shearer traction, and the traction of the basic parameters are calculated in detail, introduces the walking part of the transmission system of the protocol; transmission device of kinematic and dynamic parameters calculation; each gear to determine the geometric size, and shaft; planetary reduction gear and spline design calculation and checking.he pulling motor outputs torque decelerates after the third-level cylindrical gears and the second-level planet gear reduction gear, by the planet carrier outputs, with walks lining on the feet and palms of buddha meshing through the driving gear, by walks again round and on working surface scraper conveyer's rack rail meshing causes the coal mining machine back and forth to walk, simultaneously the brake spindle output shaft is connected through the key and the brake, realizes the electricity hauling department brake.The MG400/900-WD coal mining machine, the ease of operation, the reliability is high, the accident rate is low, the starting efficiency is high, may satisfy the high production highly effective working surface the need.Key word: The coal mining machine;the hauling department;walks;⽬录1.引⾔ (1)1.1采煤机械发展的历史 (1)1.2国外采煤机的发展状况 (1)1.3国内采煤机的发展状况 (3)1.4电牵引采煤机产⽣和发展 (4)1.5采煤机类型 (5)1.6采煤机的组成 (6)1.7电牵引采煤机的优点 (7)2.牵引机构传动系统 (9)2.1主要技术参数 (9)2.1.1电动机的选择 (10)2.1.2传动⽐的分配 (11)2.2牵引部传动计算 (15)2.2.1各级传动转速、功率、转矩 (15)3.牵引部齿轮设计计算 (18)3.1齿轮1和齿轮 2的设计及强度效核 (18)3.2齿轮3和齿轮 4的设计及强度效核 (27)3.3齿轮5和齿轮 6的设计及强度效核 (34)4.牵引部⾏星机构的设计计算 (42)4.1配齿计算 (42)4.2⾏星齿轮的计算 (44)4.3⾏星轮啮合要素验算 (58)5.轴的设计及校核 (62)5.1 确定轴的最⼩直径 (62)5.2花键的强度校核 (74)5.3轴承的校核 (75)6.采煤机的使⽤和维护 (78)6.1采煤机轴承的维护 (78)7.总结 (80)参考⽂献 (81)致谢 (82)1引⾔1.1采煤机械发展的历史煤炭企业由劳动密集型转向资本及技术⾼密集型。
前言我国现行采煤机摇臂壳体的设计基本上都采用传统的设计方法:根据经验和以往设计实例设计人员在纸面上设计所需的产品,根据小功率采煤机摇臂尺寸适当加大来设计更大功率的采煤机摇臂,如果出现问题或不满足预定设计要求的情况,就要修改设计,这在现实设计中确实出现了许多的问题。
随着采煤机装机功率越来越大,单纯依靠经验,根据小型机器设计大功率机器和加大安全系数的方法,往往使设计产品的尺寸越来越大,结构的应力分布、变形分布、内力分布也很难得到合理保证。
然而通过对采煤机摇臂进行有限元分析,可以得出采煤机摇臂壳体在不同位置、不同工况的应力、应变规律,摸清其危险截面、极限工况、极限载荷和极限应力,提出摇臂承载能力的优化方案。
同时还可以对摇臂壳体固有频率、各阶振型、动力性能进行探索性分析研究。
应用该技术可以在产品设计阶段预测产品质量,使产品在投入生产之前进行优化以提高产品质量,从而缩短产品开发周期,进而降低开发成本,提高市场竞争力。
采煤机截割部设计1 绪论1.1 课题的设计目的及意义当今全球制造业企业之间的竞争越来越激烈。
企业要赢得竞争,就要以市场为中心,就要以用户为中心,快速地响应市场的需求,快速地满足用户的需要。
换句话说,就是要以最短的产品开发时间(Time)、最优的产品质量(Quality)、最低的成本(Cost)和最佳的服务(Service),既“TQCS”,去赢得用户和市场。
随着采煤机控制系统的发展,它的功能越来越齐全,操作越来越方便。
虽然以数控系统为控制系统的采煤机生产效率会很高,而且质量也非常好,但这些消耗的成本较高,固我们采取常用的设计结构。
这样不但能满足生产条件还能节省资金。
1.2 与课题相关国内外研究现状分析1.2.1 采煤机在国内的发展情况随着近年来我国煤炭行业的快速发展,与之唇齿相依的煤机行业也日益受到重视。
从去年出台的煤炭行业纲领性文件《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》,到去年召开的全国煤炭工业科学技术大会,再到近日的国家发改委出台的煤炭行业结构调整政策,都涉及到发展大型煤炭井下综合采煤设备等内容。
【机电专业毕业设计】MGTY400900-3.3D电牵引采煤机截割部设计毕业论文源设计图纸请联系本人,参见豆丁备注。
MGTY400/900—3.3D电牵引采煤机截割部设计毕业生姓名:专业:机械设计制造及其自动化学号:指导教师所属系(部):机械电子工程系二〇一四年六月摘要MGTY400/900-3.3D型采煤机是一种电牵引大功率采煤机,该机机身矮,装机功率大,采用大角度弯摇臂设计,加大了过煤空间,提高了装煤效果,机械传动都是直齿传动,传动效率高,容易安装和维护。
本次设计以MGTY400/900-3.3D型电牵引型采煤机截割部为设计对象,采煤机截割部主要是由四级齿轮传动组成,电动机输出的动力经由两级直齿圆柱齿轮和双级行星轮系的传动,最后驱动滚筒旋转。
设计任务有:一初步确定设计方案;二是通过查找有关资料及设计手册设计计算截割部的传动系统。
在设计过程中,对截割部的轴、传动齿轮、轴承和联接用的花键等部件进行了设计计算、强度校核和选用。
同时在计算过程中我们应该正确应用设计手册,认真计算每个过程的具体数据,确保设计数据的准确率,达到设计所要求的目的。
关键字:采煤机截割部减速器行星轮齿轮AbstractMGTY400/900-3.3D Shearer is a high-power electric traction shearer with a short body and strong power. And it was designed with a wide-angle rocker arm, so that the space to deliver the coal was expanded, and the coal loading speed was efficiently improved. Mechanical transmission is a straight transmission with high transmission efficiency, easy to install and maintain.This research takes the cutting unit of MGTY400/900-3.3D type electric traction shearer as the design object. The cutting unit is mainly composed of four - stage of gear transmission. The motor’s output power passes through two-stage of spur gears transmission and two-stage planetary gear train transmission, finally, rotates the drive rollers .The targets of the research: first, determine the basic design scheme. Second, design the transmission system of the cutting part by looking up some relevant information. In the process, we will design, choose and check the parts of shearer ,such as axle,transmission gears, bearings, the spline and so on. At the same time, we should make good use of the design manual when calculating, carefully calculate each specific data, ensure the accuracy of design data, and finally reaches the design requirements.Key words:Coal mining machines Cutting Department ReducerPlanetary gear Gear目录绪论 (1)第一章 MGTY400/900—3.3D型采煤机整机概述 (3)第一节采煤机的组成与特点 (3)第二节采煤机的工作面布置情况及工作过程 (6)第三节采煤机的主要技术特征 (7)第二章采煤机截割部设计的原则和依据 (11)第一节采煤机截割部总体设计原则 (11)第二节传动方案设计 (13)第三节传动零件的设计计算 (18)第三章采煤机附属装置 (80)第一节辅助液压系统作用 (80)第二节调高油缸 (85)第三节冷却系统 (86)第四章采煤机的运输、操作与检修 (91)第一节运输 (91)第二节井上井下检查与运输 (92)第三节采煤机的启动、操作和停机 (93)第四节采煤机的维护 (94)结束语 (98)参考文献 (99)英文文献 (102)中文翻译 (105)结论 (108)致谢 (109)绪论一、产品设计的意义改革开放以来,我国煤炭科学技术取得了突飞猛进得发展,开采工艺和装备水平不断提高,机械化程度逐年上升。
机械设计开题报告(精选3篇)机械设计篇1课题名称:hc轧机主体设计一、课题的目的与要求:通过本题目的研究和设计,使该学生得到——市场调查、资料检索、机械设计、cad软件应用、技术文件撰写等系统的工程师技能的综合训练。
要求按照学院下发的“学生毕业设计手册”中的规定,认真完成毕业设计工作二、设计的技术要求与参数(或论文的主要研究内容、目标):最大轧制力:XX0kn轧制力矩:150mpa轧件:q195q215q235工作辊直径:400mm来料规格:1.2-4/700-1250轧机辊数:6要求轧机能自动要自动咬入轧件三、毕业设计(论文)应完成的具体工作1.根据工艺要求完成本课题所有力能参数的计算2.根据所得的数据完成主要零件的强度计算,以及相应的选材,热处理的选择3.根据计算以及工艺需要对零、部件进行结构设计4.按毕业设计要求完成所有的计算以及说明,应配以必要的插图5.完成毕业设计四、查阅文献要求及主要的参考文献:黄华清《轧钢机械》冶金工业出版社邹家祥《轧钢机械》冶金工业出版社王邦文《新型轧机》冶金工业出版社成大先《机械设计手册》化学工业出版社邓文英《金属工艺学》高教出版社五、进度计划:2.25~3.8:毕业实习、调研,收集资料,查阅中外文文献,完成开题报告等工作。
3.11~3.22:比较方案,确定方案,完成,外文翻译。
3.22~6.14:完成计算及毕业设计说明书(论文)全部内容,完成所有图纸的绘制工作。
6.14~6.21:计算说明书整理、打印,图纸打印、提交毕业设计论文等,学生准备毕业设计答辩,交光盘。
6.21~6.28:准备答辩机械设计开题报告篇2一、选题背景及依据(简述国内外研究现状、生产需求状况,说明选题目的、意义,列出主要参考文献)随着我国经济繁荣发展,尤其是房地产业的火爆,带动了运输业的繁荣。
同时也对运输效率提出了更高要求。
以往的人工装卸已经不能满足行业的发展。
更高效省力的汽车自卸系统越来越普遍被使用。
山 东 科 技 大 学 本科毕业设计(论文)开题报告
题 目 MG400/920-WD型采煤机截割部设计
学 院 名 称 机械电子工程学院 专业班级 学生姓名 学 号 指 导 教 师
填表时间: 2011 年 3月12日 填表说明 1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2.此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期完成,经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。 3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式,用A4纸打印。 4.参考文献不少于8篇,其中应有适当的外文资料(一般不少于2篇)。 5.开题报告作为毕业设计(论文)资料,与毕业设计(论文)一同存档。 设计(论文) 题目 MG400/920-WD型采煤机截割部设计 设计(论文) 类型(划“√”)
工程设计 应用研究 开发研究 基础研究 其它
√ 一、 本课题的研究目的和意义 随着经济的迅速发展,我国对能源的需求量日益增加。煤炭在我国经济发展中仍占有重要的战略位置。我国目前煤矿大部分都已经过了多年的开采,由于矿井深,开采难度大,开采条件日趋复杂,对采煤机截割部的性能要求也不断提高。而截割部的结构决定采煤机的质量和使用效果,国内目前所设计的高性能采煤机的截割部并不是很完善,而该设计正是在这样一个背景下进行的,对采煤机截割部的设计是为了满足实际工况需求,使其发挥更大的作用,提高煤炭的开采率。 MG400/920-WD型采煤机适用于2.0-4.0m煤层的开采。它采用了当今国内外的一些比较先进的技术,例如变频技术、机载操作站操作等。这款采煤机的的设计生产和使用,能大大的提高采煤的效率,对降低工人工作的强度,提高年产量都有很大的帮助。采煤机截割部主要由箱体、原动机、输出轴、减速部分、除尘及冷却系统。润滑系统等组成,采煤机截割部减速器主要是由三级直齿圆柱齿轮和摇臂行星减速器两部分组成,截割部承担截煤和装煤任务,是采煤机的主要部件之一,通过对截割部设计的完善,从总体上提高了我国对煤炭的开采效率。 二、 本课题的主要研究内容(提纲) 主要研究内容: 1、了解采煤机截割部的使用和工作环境,截割设备功能,以及相关传动知识。 2、截割部总体设计构想,进行多方案分析比较,确定最佳方案。 3、传动系统所有零件的零件图和装配图设计。 4、机构设计,设计部件总图,零件图,要求结构尺寸合理、加工精度、表面粗糙度的经济适当,加工制造、安装调整、使用维修方便,工艺性能好。 5、齿轮传动系统和各部件的集合尺寸设计及各齿轮弯曲、疲劳强度的校核。 6、绘制装配图零件图。
三、 文献综述(国内外研究情况及其发展) 国外采煤机发展 在20世纪70年代初期,国外部分厂商开始在煤矿机械上使用电气调速技术,用于改进采机械设备的牵引方式。美国JOY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30m/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1815 kW,最大牵引力869 kN;SL300型电牵引采煤机总装机功率1138 kW,采用双变频器一拖一系统,最大牵引速度达36.7 m /min;SL1000型采煤机装机功率达2600 kW,牵引力1003kN。控制系统具有交互式人机对话、设备状态监测与故障预报、在线控制、数据传输等功能。 波兰在与中国合作研制成功KSE-344型薄煤层交流电牵引采煤机的基础上,陆续开发了KSE-360、KSE-700、KSE-800RW/2BP、KSE-535S、KSE1000型等交流电牵引采煤机。采煤机截深有630mm提高到800~1000mm。 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Electra55V型直流电牵引采煤机,在此基础上又开发出功率更大的Electra1000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EL600、EL1000、EL2000、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采煤机。 前苏联20世纪70年代研制出K128Ⅱ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。90年代开发了K-88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。 国内采煤机发展 1、20世纪70年代是我国综合机械化采煤起步阶段 20世纪70年代初期,煤炭科学研究总院上海分院集中主要科技骨干,研制出综采面配套的MD-150型双滚筒采煤机,另一方面改进普采配套的DY100型、DY150型单滚筒采煤机;70年代中后期,制造出MLS3-170型双滚筒采煤机。20世纪70年代我国采煤机的发展有以下特点: (1)装机功率小 例如,MLS3-170型双滚筒采煤机,装机功率170KW;KD-150型双滚筒采煤机,装机功率150KW;DY-100和DY-150型单滚筒采煤机,装机功率100KW和150KW。 (2)有链牵引,输出牵引力小 此时期的采煤机牵引方式都是圆环链轮与牵引链轮啮合传动,传递牵引力小,牵引力在200KN以下。 (3)牵引速度低 由于受液压元部件可靠性的限制,设计的牵引力功率较小,牵引速度一般不超过6m /min 。 (4)自开切口差 由于双滚筒采煤机摇臂短,又都是有链牵引,很难割透两端头,且容易留下三角煤,故需要人工清理,单滚筒采煤机更是如此. (5)工作可靠性较差 我国基础工业比较薄弱,元部件质量较差,反映在采煤机的寿命普遍较低,特别是液压元部件的损坏比较严重。 2 、20世纪80年代是我国采煤机发展的兴旺时期 20世纪70年代后期,我国总共引进143套综采成套设备。世界主要采煤机生产国如英国、德国、法国、波兰、日本等都进入中国市场,其技术也展示在中国人的面前,为我们深入了解外国技术和掌握这些技术创造了条件,同时通过20世纪70年代自行研制采煤机的实践,获得了成功和失败的经验与教训,确立了我国采煤机的发展方向,即仿制和自行研制并举。 解决难采煤层的问题是20世纪80年代重大课题之一:具体的课题是薄煤层综合机械化成套设备的研制:大倾角综采成套设备的研制:“三硬”、“三软”4.5m一次采全高综采设备的研制:解决短工作面的开采问题,短煤臂采煤机的研制。 据初步统计,20世纪80年代自行开发和研制的采煤机品种有50余种,是我国采煤机收获的年代,基本满足我国各种煤层开采的需要,大量依靠进口的年代已一去不复返了。20世纪80年代采煤机的发展有如下特点: (1)重视采煤机系列的开发,扩大使用范围 20世纪70年代开发的采煤机,一种类型只有一个品种,十分单一,覆盖面小,很难满足不同煤层开采需要。20世纪80年代起重视系列化采煤机的开发工作,一种功率的采煤机可以派生出多种机型,主要元部件在不同功率的采煤机上都能通用,这样不仅扩大了工作面的适应范围,而且便于用户配件的管理。采煤机系列化是20世纪80年代采煤机发展中非常突出的特点。 (2)元部件攻关先行,促使采煤机工作可靠性的提高 总结20世纪70年代采煤机开发中的经验教训,元部件的可靠性直接决定采煤机开发的成功率,所以功关内容为:主电机的攻关,以解决烧机的现象;齿轮攻关,从选择材质上,热处理工艺上着手,学习国内外先进技术成功经验,以德国齿轮为目标进行攻关,达到预期目的,解决了低速重载齿轮早失效的问题:液压系统和液压元部件的攻关,主油泵和油马达的可靠性直接影响牵引部工作的可靠性,在20世纪80年代中期,把斜轴泵、斜轴马达、阀组和调速机构等都列入重点攻关内容。 (3)无链牵引的推广使用,使采煤机工作平稳,使用安全 在引进大功率采煤机的同时,无链牵引技术传入中国,德国艾柯夫公司的销轨式无链牵引和英国安德森公司的齿轨式无链牵引占绝大多数,而且技术成熟。为此,我国研制采煤机的无链牵引都向引进机组的结构上靠拢。仿制和引进技术生产的采煤机更是如此。无链牵引使采煤机工作平稳,使用安全,承受的牵引力大,因此,得到用户的广泛欢迎,大功率采煤机都采用无链牵引系统。 3 20世纪90年代至今是我国电牵引采煤机发展的时代 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MG2X400-W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