采煤機(jī)牽引部設(shè)計【全套CAD圖紙+畢業(yè)答辯論文】

買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 編號： （ ）字 號 本科生畢業(yè)設(shè)計 題目： 姓名： 學(xué)號： 班級： 二八年六月 采煤機(jī)牽引部設(shè)計 馬動地 21040247 機(jī)械工程及自動化專業(yè) 04 要 00采煤機(jī)是一種多電機(jī)驅(qū)動，橫向 布置的交流電牽引采煤機(jī)。該機(jī)功率大，多電機(jī)橫向布置，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，變頻調(diào)速采用機(jī)載式。截割電機(jī)、牽引電機(jī)等主要元部件均可從采空區(qū)抽出，容易更換，方便維修。 牽引電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)三級圓柱齒輪和二級行星齒輪減速器減速后，由行星架輸出，通過驅(qū)動輪與行走輪相嚙合，再由行走輪與工作面刮板輸送機(jī)上的齒軌嚙合使采煤機(jī)來回行走，同時制動軸輸出軸通過鍵與制動器相連，實現(xiàn)電牽引部的制動。 左右牽引部，中間電控箱的聯(lián)結(jié)螺柱，定位銷，搖臂與左右電牽引部鉸接銷軸四組，這些裝置將采煤機(jī)各大部件聯(lián)接成一個整體，起到 緊固及連接的作用。牽引部與行走部做成一體，使機(jī)身整體尺寸緊湊，縮小了機(jī)身寬度。 00采煤機(jī)，操作方便，可靠性高，事故率低，開機(jī)效率高，可滿足高產(chǎn)高效工作面的需要。 關(guān)鍵詞 ：采煤機(jī)；牽引部；行走部；行星齒輪 400/900is of is is so on to be to to by on of by on s to is s a to a to be 400/900of is is is 國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 1 頁 目 錄 1 概述 . 1 煤機(jī)的發(fā)展概況 . 6 際上電牽引采煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r . 7 內(nèi)電牽引采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r . 9 20 世紀(jì) 70 年代是我國綜合機(jī)械化采煤起步階段 . 9 20 世紀(jì) 80 年代是我國采煤機(jī)發(fā)展的興旺時期 . 9 20 世紀(jì) 90 年代至今是我國電牽引 采煤機(jī)發(fā)展的時代 . 10 煤機(jī)的發(fā)展趨勢 . 12 煤機(jī)類型 . 13 煤機(jī)的組成 . 16 牽引采煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn) . 17 2 牽引部的設(shè)計 . 19 引機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng) . 19 要技術(shù)參數(shù) . 20 動機(jī)的選擇 . 20 動比的分配 . 21 引部傳動計算 . 23 級傳動轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩 . 23 引部齒輪設(shè)計計算 . 24 輪 1 和惰輪 2 的設(shè)計及強(qiáng)度效核 . 24 輪 3 和惰輪 4 的設(shè)計及強(qiáng)度效核 . 30 輪 5 和惰輪 6 的設(shè)計及強(qiáng)度效核 . 36 引部行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 . 41 星齒輪的計算 . 43 星輪嚙合要素驗算 . 55 3 軸的設(shè)計及校核 . 60 定軸的最小直徑 . 60 的校核 . 63 鍵的強(qiáng)度校核 . 70 承的校核 . 72 4 采煤機(jī)的使用和維護(hù) . 74 煤機(jī)的維護(hù) . 74 中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 2 頁 煤機(jī)軸承的維護(hù)及漏油的防治 . 76 礦機(jī)械傳動齒輪失效的改進(jìn)途徑 . 78 5 機(jī)械密封 . 85 參考文獻(xiàn) . 89 英文原文 . 錯誤 !未定義書簽。 中文譯文 . 錯誤 !未定義書簽。 致謝 . 90 中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 3 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 4 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 5 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 6 頁 1 概述 煤機(jī)的發(fā)展概況 機(jī)械化采煤開始于二十世紀(jì) 40 年代，是隨著采煤機(jī) 械的出現(xiàn)而開始的。40 年代初期，英國、蘇聯(lián)相繼生產(chǎn)了采煤機(jī)，德國生產(chǎn)了刨煤機(jī)，使工作面落煤、裝煤實現(xiàn)了機(jī)械化。但當(dāng)時的采煤機(jī)都是鏈?zhǔn)焦ぷ鳈C(jī)構(gòu)，能耗大、效率低，加上工作面輸送機(jī)不能自移，所以限制了采煤機(jī)生產(chǎn)率的提高。 50 年代初期，英國、德國相繼生產(chǎn)出滾筒式采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和單體液壓支柱，大大推進(jìn)了采煤機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展。由于當(dāng)時采煤機(jī)上的滾筒是死滾筒，不能實現(xiàn)調(diào)高，因而限制了采煤機(jī)的適用范圍，我們稱這種固定滾筒采煤機(jī)為第一代采煤機(jī)。 60 年代是世界綜采技術(shù)的發(fā)展時期，第二代采煤機(jī) 單搖臂滾筒采煤機(jī)的 出現(xiàn)，解決了采高調(diào)整問題，擴(kuò)大了采煤機(jī)的適用范圍，特別是 1964年第三代采煤機(jī) 雙搖臂滾筒采煤機(jī)的出現(xiàn)，進(jìn)一步解決了工作面自開缺中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 7 頁 口的問題，再加上液壓支架和可彎曲輸送機(jī)的不斷完善等等，把綜采技術(shù)推向了一個新水平，并且在生產(chǎn)中顯示了綜采機(jī)械化采煤的優(yōu)越性 高產(chǎn)、高效、安全和經(jīng)濟(jì)。 進(jìn)入 70 年代，綜采機(jī)械化得到了進(jìn)一步的發(fā)展和提高，綜采設(shè)備開始向大功率、高效率及完善性能和擴(kuò)大使用范圍等方向發(fā)展。 1970 年采煤機(jī)無鏈牽引系統(tǒng)的研制成功以及 1976年出現(xiàn)的第四代采煤機(jī) 電牽引采煤機(jī)，大大改善了采煤機(jī)的性能，并擴(kuò) 大了它的使用范圍。 80 年代，德國、美國、英國都開發(fā)成功各種交、直流電牽引采煤機(jī)，同時把計算機(jī)控制系統(tǒng)用在采煤機(jī)上。并且開始重視系列化采煤機(jī)的開發(fā)工作，一種功率的采煤機(jī)可以派生出多種機(jī)型，主要元部件在不同功率的采煤機(jī)上都能通用，這樣不僅擴(kuò)大了工作面的適應(yīng)范圍，而且便于用戶配件的管理。采煤機(jī)系列化是 20 世紀(jì) 80 年代采煤機(jī)發(fā)展中非常突出的特點(diǎn)。 至此，緩傾斜中厚煤層的綜采機(jī)械化問題已經(jīng)基本得到解決，專家開始對實現(xiàn)厚煤層、薄煤層、急傾斜及其它難采煤層開采的綜采機(jī)械的研發(fā)，以適用不同的開采條件。 際上電牽引 采煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 80 年代以來 , 世界各主要產(chǎn)煤國家 , 為適應(yīng)高產(chǎn)高效綜采工作面發(fā)展和實現(xiàn)礦井集約化生產(chǎn)的需要 , 積極采用新技術(shù) , 不斷加速更新滾筒采煤機(jī)的技術(shù)性能和結(jié)構(gòu) , 相繼研制出一批高性能、高可靠性的“重型”采煤機(jī)。其中 , 最具代表的是英國安德森的 列 , 德國艾柯夫的 列 , 美國喬依的 列和日本三井三池的 2列電牽引采煤機(jī)。這些采煤機(jī) , 體現(xiàn)了當(dāng)今世界電牽引采煤機(jī)的最新發(fā)展方向。 德國艾柯夫公司 , 整機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為機(jī)身 3 段式 , 兩邊傳動部分為鑄造箱體 結(jié)構(gòu) , 中間電氣部分為焊接框架結(jié)構(gòu) , 搖臂為分體聯(lián)結(jié) , 左右對稱通用 , 可滿足不同的配套要求 ; 牽引部電氣傳動系統(tǒng)采用兩直流電機(jī)他激并列 , 電樞采用微機(jī)控制 , 勵磁采用串聯(lián) , 既能滿足四象限運(yùn)行 , 又能滿足雙牽引 , 趨于負(fù)載均衡 , 目前正全力發(fā)展交流電牽引。美國喬依公司從 37 機(jī)身為 3 段焊接結(jié)構(gòu)形式 , 搖臂為分體聯(lián)結(jié)、左右通用 , 牽引部電氣傳動系統(tǒng)為 2 電機(jī)串激串聯(lián) , 目前已開始投入使用 7流電牽引采煤機(jī)。日本三井三池公司 為交流電牽引采煤機(jī) , 其結(jié) 構(gòu)形式為以前的截割電機(jī)布置在機(jī)身的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式 , 機(jī)械傳動和聯(lián)結(jié)相當(dāng)復(fù)雜?？偨Y(jié)這些國家電牽引采煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展有如下幾個特點(diǎn) : (1) 裝機(jī)功率和截割電動機(jī)功率有較大幅度增加為了適應(yīng)高產(chǎn)高效綜中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 8 頁 采工作面快速割煤的需要 , 不論是厚、中厚和薄煤層采煤機(jī) , 均在不斷加大裝機(jī)功率 (包括截割功率和牽引功率 ) 。裝機(jī)功率大都在 1000右 , 單個截割電機(jī)功率都在 375 最高達(dá) 600流電牽引功率最大達(dá) 2 56 交流電牽引功率最大達(dá) 2 60 (2) 電牽引采煤機(jī)已取代液壓牽引采煤機(jī)而 成為主導(dǎo)機(jī)型 世界各主要采煤機(jī)廠商 20 世紀(jì) 80 年代都已把重點(diǎn)轉(zhuǎn)向開發(fā)電牽引采煤機(jī) , 如德國艾柯夫公司是最早開發(fā)電牽引采煤機(jī)的 , 80 年代中后期基本停止生產(chǎn)液壓牽引采煤機(jī) , 研制出 列電牽引采煤機(jī) , 90 年代又研制成功交流直流兩用 采煤機(jī)。美國喬依公司 70 年代中期開始開發(fā)多電機(jī)驅(qū)動的直流電牽引采煤機(jī) , 80 年代先后推出 3 4 6 個新機(jī)型 , 其電控系統(tǒng)多次改進(jìn) , 更趨完善。英國安德森公司 80 年代中期先后開發(fā)了 煤層電牽引采煤機(jī)。日本三井三池公司80 年代中期著手開發(fā)高起點(diǎn)交流電牽引采煤機(jī) , 最具代表的是 2 2煤機(jī) , 為國際首創(chuàng)。法國薩吉姆公司在90 年代也已研制成功 交流電牽引采煤機(jī)。交流電牽引近幾年發(fā)展很快 , 由于技術(shù)先進(jìn) ,可靠性高、簡單 , 有取代直流電牽引的趨勢。自日本80 年代中期研制成功第 1 臺交流電牽引采煤機(jī) ,至今除美國外 , 其它國家如德國、英國、法國等都先后研制成功交流電牽引采煤機(jī) , 是今后電牽引 采煤機(jī)發(fā)展的新目標(biāo)。 (3) 牽引速度和牽引力不斷增大液壓牽引采煤機(jī)的最大牽引速度為 8m/ 右 , 而實際可用割煤速度為 4 5m/ 不適應(yīng)快速割煤需要。電牽引采煤機(jī)牽引功率成倍增加 , 最大牽引速度達(dá) 15 20m/ 美國 18m/ 牽引速度很普遍 ,美國喬依公司的 1 臺經(jīng)改進(jìn)的 4煤機(jī)的牽引速度高達(dá) 2815m/ 于采煤機(jī)需要快速牽引割煤 , 滾筒截深的加大和轉(zhuǎn)速的降低 , 又導(dǎo)致滾筒進(jìn)給量和推進(jìn)力的加大 , 故要求采煤機(jī)增大牽引力 , 目前已普遍加大到 450 600 現(xiàn)正研制最大牽引力為 1000采煤機(jī)。 (4) 多電機(jī)驅(qū)動橫向布置的總體結(jié)構(gòu)日益發(fā)展： 70 年代中期僅有美國的列采煤機(jī)、西德 采煤機(jī)采用多電機(jī)驅(qū)動 , 機(jī)械傳動系統(tǒng)彼此獨(dú)立 , 部件之間無機(jī)械傳動 , 取消了錐齒輪傳動副和復(fù)雜通軸 , 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單 , 裝拆方便。目前 , 這類采煤機(jī)既有電牽引 , 也有液壓牽引 , 既有中厚煤層用大功率 , 也有薄煤層的 , 有取代傳統(tǒng)的截割電動機(jī)縱向布置的趨勢。 (5) 滾筒的截深不斷增大 牽引速度的加快 ,支架隨機(jī)支護(hù)也相應(yīng)跟上 , 使機(jī) 道空頂時間縮短 ,為加大采煤機(jī)截深創(chuàng)造了條件。 10 年前滾筒采煤機(jī)截中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 9 頁 深大都是 630 700 現(xiàn)已采用 8001000 1200深 , 美國正在考慮采用 1500深的可能性。 (6) 普遍提高供電電壓：由于裝機(jī)功率大幅度提高 , 為了保證供電質(zhì)量和電機(jī)性能 , 新研制的大功率電牽引采煤機(jī)幾乎都提高供電電壓 , 主要有2300V , 3300V , 4160V 和 5000V。美國現(xiàn)有長壁工作面中 , 45 %以上的電牽引采煤機(jī)供電電壓為 2300V。 (7) 有完善的監(jiān)控系統(tǒng)：包括采 用微處理機(jī)控制的工況監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、故障顯示的自動控制系統(tǒng) ; 就地控制、無線電隨機(jī)控制 , 并已能控制液壓支架、輸送機(jī)動作和滾筒自動調(diào)高。 (8) 高可靠性：據(jù)了解美國使用的 000 型采煤機(jī)的時間利用率可達(dá) 95 % 98 % ,采煤量 350 萬 t 以上 ,最高達(dá) 1000 萬 內(nèi)電牽引采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 20 世紀(jì) 70 年代是我國綜合機(jī)械化采煤起步階段 20 世紀(jì) 70 年代初期，煤炭科學(xué)研究總院上海分院集中主要科技骨干，研制出綜采面配套的 雙滾筒采煤機(jī)，另一方面 改進(jìn)普采配套的、 單滾筒采煤機(jī)； 70 年代中后期，制造出 雙滾筒采煤機(jī)。 20 世紀(jì) 70 年代我國采煤機(jī)的發(fā)展有以下特點(diǎn)： 1裝機(jī)功率小 例如， 雙滾筒采煤機(jī)，裝機(jī)功率 170雙滾筒采煤機(jī)，裝機(jī)功率 150 單滾筒采煤機(jī)，裝機(jī)功率 100 150 2有鏈牽引，輸出牽引力小 此時期的采煤機(jī)牽引方式都是圓環(huán)鏈輪與牽引鏈輪嚙合傳動，傳遞牽引力小，牽引力在 200下。 3牽引速度低 由于受液壓元部件可靠性的限制，設(shè)計的牽引力功率較小，牽引速度一般不超過 6m / 4自開切口差 由于雙滾筒采煤機(jī)搖臂短 ,又都是有鏈牽引 ,很難割透兩端頭 ,且容易留下三角煤 ,故需要人工清理 ,單滾筒采煤機(jī)更是如此 . 5工作可靠性較差 我國基礎(chǔ)工業(yè)比較薄弱 ,元部件質(zhì)量較差 ,反映在采煤機(jī)的壽命普遍較低 ,特別是液壓元部件的損壞比較嚴(yán)重。 0 世紀(jì) 80 年代是我國采煤機(jī)發(fā)展的興旺時期 中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 10 頁 20 世紀(jì) 70 年代后期，我國總共引進(jìn) 143 套綜采成套設(shè)備。世 界主要采煤機(jī)生產(chǎn)國如英國、德國、法國、波蘭、日本等都進(jìn)入中國市場，其技術(shù)也展示在中國人的面前，為我們深入了解外國技術(shù)和掌握這些技術(shù)創(chuàng)造了條件，同時通過 20 世紀(jì) 70 年代自行研制采煤機(jī)的實踐，獲得了成功和失敗的經(jīng)驗與教訓(xùn)，確立了我國采煤機(jī)的發(fā)展方向，即仿制和自行研制并舉。 解決難采煤層的問題是 20 世紀(jì) 80 年代重大課題之一：具體的課題是薄煤層綜合機(jī)械化成套設(shè)備的研制：大傾角綜采成套設(shè)備的研制：“三硬”、“三軟” 4 5m 一次采全高綜采設(shè)備的研制：解決短工作面的開采問題，短煤臂采煤機(jī)的研制。 據(jù)初步統(tǒng)計， 20 世紀(jì) 80 年代自行開發(fā)和研制的采煤機(jī)品種有 50 余種，是我國采煤機(jī)收獲的年代，基本滿足我國各種煤層開采的需要，大量依靠進(jìn)口的年代已一去不復(fù)返了。 20 世紀(jì) 80 年代采煤機(jī)的發(fā)展有如下特點(diǎn)： 1重視采煤機(jī)系列的開發(fā)，擴(kuò)大使用范圍 20 世紀(jì) 70 年代開發(fā)的采煤機(jī)，一種類型只有一個品種，十分單一，覆蓋面小，很難滿足不同煤層開采需要。 20 世紀(jì) 80 年代起重視系列化采煤機(jī)的開發(fā)工作，一種功率的采煤機(jī)可以派生出多種機(jī)型，主要元部件在不同功率的采煤機(jī)上都能通用，這樣不僅擴(kuò)大了工作面的適應(yīng)范圍，而且便于用戶配件的管理。采煤機(jī)系列化是 20 世紀(jì) 80 年代采煤機(jī)發(fā)展中非常突出的特點(diǎn)。 2元部件攻關(guān)先行，促使采煤機(jī)工作可靠性的提高 總結(jié) 20 世紀(jì) 70 年代采煤機(jī)開發(fā)中的經(jīng)驗教訓(xùn)，元部件的可靠性直接決定采煤機(jī)開發(fā)的成功率，所以功關(guān)內(nèi)容為：主電機(jī)的攻關(guān)，以解決燒機(jī)的現(xiàn)象；齒輪攻關(guān)，從選擇材質(zhì)上，熱處理工藝上著手，學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)成功經(jīng)驗，以德國齒輪為目標(biāo)進(jìn)行攻關(guān)，達(dá)到預(yù)期目的，解決了低速重載齒輪早失效的問題：液壓系統(tǒng)和液壓元部件的攻關(guān)，主油泵和油馬達(dá)的可靠性直接影響牽引部工作的可靠性，在 20 世紀(jì) 80 年代中期，把斜軸泵、斜軸馬達(dá)、閥組和調(diào)速機(jī)構(gòu)等都列 入重點(diǎn)攻關(guān)內(nèi)容。 3無鏈牽引的推廣使用，使采煤機(jī)工作平穩(wěn)，使用安全 在引進(jìn)大功率采煤機(jī)的同時，無鏈牽引技術(shù)傳入中國，德國艾柯夫公司的銷軌式無鏈牽引和英國安德森公司的齒軌式無鏈牽引占絕大多數(shù)，而且技術(shù)成熟。為此，我國研制采煤機(jī)的無鏈牽引都向引進(jìn)機(jī)組的結(jié)構(gòu)上靠攏。仿制和引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的采煤機(jī)更是如此。無鏈牽引使采煤機(jī)工作平穩(wěn)，使用安全，承受的牽引力大，因此，得到用戶的廣泛歡迎，大功率采煤機(jī)都采用無鏈牽引系統(tǒng)。 0 世紀(jì) 90 年代至今是我國電牽引采煤機(jī)發(fā)展的時代 進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代后，隨著煤炭生產(chǎn)向集 約化方向發(fā)展，減員提效，中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 11 頁 提高工作面單產(chǎn)成為煤炭發(fā)展的主流，發(fā)展高產(chǎn)高效工作面勢在必行，此采煤機(jī)開發(fā)研制圍繞高產(chǎn)高效的要求進(jìn)行，其主要方向是： （ 1）大功率高參數(shù)的液壓牽引采煤機(jī)：最具代表性的機(jī)型是 W 型采煤機(jī)。 （ 2）高性能電牽引采煤機(jī)：電牽引采煤機(jī)的研制從 20 世紀(jì) 80 年代開始起步， 20 世紀(jì) 90 年代全面發(fā)展，電牽引的發(fā)展存在直流和交流兩種技術(shù)途徑。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代后，交流變頻調(diào)速技術(shù)在中厚煤層采煤機(jī)中推廣使用，上海分院先后開發(fā)成功 00500020 020采煤機(jī)，變頻調(diào)速箱可以是機(jī)載，也可以是非機(jī)載。另外派生出 8 種機(jī)型，都已投入使用，取得較好的效果。太原礦山機(jī)械廠在引進(jìn)英國 流電牽引全套技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出 00 00兩種電牽引采煤機(jī)，雞西煤機(jī)廠、遼源煤機(jī)廠也開發(fā)了交流電牽引采煤機(jī)。 國產(chǎn)電牽引采煤機(jī)雖然發(fā)展速度很快，但在性能和可靠性上與世界先進(jìn)國家的 I 采煤機(jī)相比，還存在較大的差距，所以一些有實力的礦務(wù)局，在裝備高產(chǎn)高效工作 面時，把目光移到國外，進(jìn)口國外先進(jìn)電牽引采煤機(jī)。如神府華能集團(tuán)引進(jìn)美國的 76牽引采煤機(jī)；兗州礦業(yè)集團(tuán)公司引進(jìn)德國的 和日本的 交流電牽引采煤機(jī)，但由于價格昂貴，故引進(jìn)數(shù)量較少， 90 年代采煤機(jī)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)如下： 1多電機(jī)驅(qū)動橫向布置的總體結(jié)構(gòu)成為電牽引采煤機(jī)發(fā)展的主流 我國開發(fā)的電牽引采煤機(jī)，一般都采用橫向布置。各大部件由單獨(dú)的電動機(jī)驅(qū)動，傳動系統(tǒng)彼此獨(dú)立，無動力傳遞，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，因而有取代電動機(jī)縱向布置的趨勢。 2我國采煤機(jī)的主要參數(shù)與世界先進(jìn)水平的 差距在縮小 在裝機(jī)功率方面，我國的液壓牽引采煤機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到 800牽引采煤機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到 1020牽引功率為 2滿足高產(chǎn)高效工作面對功率的要求。在牽引力和牽引速度方面，電牽引的最大牽引力已達(dá)到 700大牽引速度達(dá) 12 56m/處理機(jī)的工礦監(jiān)測、故障顯示、無線電離機(jī)控制等方面已達(dá)到較高技術(shù)水平。 3液壓緊固技術(shù)的開發(fā)研究取得成功 采煤機(jī)連接構(gòu)件經(jīng)常松動是影響工作可靠性的重要因素，而且解決難度較大，液壓螺母和專用超高壓泵，在電牽引采煤機(jī)中得到推廣應(yīng)用，防松效果顯著，基 本解決采煤機(jī)連接可靠性的問題。 回顧這 30 多年我國采煤機(jī)發(fā)展的歷程，走的是一條自力更生和仿制引中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 12 頁 進(jìn)結(jié)合的道路，也是一條不斷學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)為我所用的發(fā)展道路，從 20世紀(jì) 70 年代主要靠進(jìn)口采煤機(jī)來滿足我國生產(chǎn)需要，到近年幾乎是國產(chǎn)采煤機(jī)占我國整個采煤機(jī)市場，這也是個了不起的進(jìn)步。 我國從 20 世紀(jì) 80 年代末期 , 煤科總院上海分院與波蘭合作研制開發(fā)了我國第 1 臺 煤層強(qiáng)力爬底板交流電牽引采煤機(jī) , 在大同局雁崖礦使用取得成功。借助 牽引采煤機(jī)的電牽引技術(shù) , 對液壓牽引采煤機(jī)進(jìn) 行技術(shù)更新。第 1 臺 6802電牽引采煤機(jī)是在雞西煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的 列液壓牽引采煤機(jī)的基礎(chǔ)上改造成功 , 并于 1996 年 7 月在大同晉華宮礦開始使用。與此同時 , 在太原礦山機(jī)器廠生產(chǎn)的 壓牽引采煤機(jī)上應(yīng)用交流電牽引調(diào)速裝置改造302電牽引采煤機(jī)。截止目前 , 我國已形成 5 個電牽引采煤機(jī)生產(chǎn)基地 , 雞西煤礦機(jī)械廠、太原礦山機(jī)器廠、煤炭科學(xué)研究總院上海分院、遼源煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)交流電牽引采煤機(jī) , 西安煤礦機(jī)械廠則生產(chǎn)直流電牽引采煤機(jī)。我國近期開發(fā) 的電牽引采煤機(jī)有以下特點(diǎn) : (1) 多電機(jī)驅(qū)動橫向布置電牽引采煤機(jī)。截割電機(jī)橫向布置在搖臂上 , 取消了螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸。 (2) 總裝機(jī)功率、牽引功率大幅度提高 , 供電電壓 (對單個電機(jī) 400以上 ) 由 1140V 升至 3300V , 保證了供電質(zhì)量和電機(jī)性能。 (3) 電牽引采煤機(jī)以交流變頻調(diào)速牽引裝置占主導(dǎo)地位 , 部分廠商同時也研制生產(chǎn)直流電牽引采煤機(jī)。 (4) 主機(jī)身多分為 3 段 , 取消了底托架 , 各零部件設(shè)計、制造強(qiáng)度大大提高 , 部件間用高強(qiáng)度液壓螺母聯(lián)接 , 拆裝方便 , 提高了整機(jī)的可 靠性。 (5) 電控技術(shù)研究和采煤機(jī)電氣控制裝置可靠性不斷提高。在通用性、互換性和集成型方面邁進(jìn)了一大步 , 功能逐步齊全 , 無線電隨機(jī)控制研制成功 , 數(shù)字化、微機(jī)的電控裝置已進(jìn)入試用階段。 (6) 在橫向布置的截割電機(jī)上 , 設(shè)計使用了具有彈性緩沖性能的扭矩軸 ,改善了傳動件的可靠性 , 對提高采煤機(jī)的整體可靠性和時間利用率起到了積極作用。 (7) 耐磨滾筒及鎬形截齒的研究 , 推進(jìn)了我國的滾筒及截齒制造技術(shù) ,開發(fā)研制的耐磨滾筒 ,可適用于截割 f = 3 4 的硬煤。具有使用中軸向力波動小 ,工作平穩(wěn)性好 ,塊煤率高 ,能 耗低等優(yōu)點(diǎn)。 煤機(jī)的發(fā)展趨勢 電牽引采煤機(jī)經(jīng)過 25 年的發(fā)展，技術(shù)已趨成熟。新一代大功率電牽引中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 13 頁 采煤機(jī)已集中采用了當(dāng)今世界最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成為具有人工智能的高自 動化機(jī)電設(shè)備代替液壓牽引已成必然。技術(shù)發(fā)展趨勢可簡要?dú)w結(jié)如下 : 電牽引系統(tǒng)向交流變頻調(diào)速牽引系統(tǒng)發(fā)展。 結(jié)構(gòu)形式向多電機(jī)驅(qū)動橫向布置發(fā)展。 監(jiān)控技術(shù)向自動化、智能化、工作面系統(tǒng)控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)展。 性能參數(shù)向大功率、高參數(shù)發(fā)展。 綜合性能向高可靠性和高利用率發(fā)展。 國內(nèi)電牽引采煤機(jī)研制方向與國際發(fā)展基本一致經(jīng)過近 15 年的研究，已取得較 大進(jìn)展但離國際先進(jìn)水平特別是在監(jiān)控技術(shù)及可靠性方面尚有較 大差距，必須進(jìn)行大量的技術(shù)和試驗研究。 煤機(jī)類型 滾筒采煤機(jī)的類型很多，可按滾筒數(shù)目、行走機(jī)構(gòu)形式、行走驅(qū)動裝置的調(diào)速傳動方式、行走部布置位置、機(jī)身與工作面輸送乳汁機(jī)配合導(dǎo)向方式、總體結(jié)構(gòu)布置方式等分類。 按滾筒數(shù)目分為單滾筒和雙滾筒采煤機(jī)，其中雙滾筒采煤機(jī)應(yīng)用最普遍。按行走機(jī)構(gòu)形式分鋼絲繩牽引、鏈牽引和無鏈牽引采煤機(jī)。按行走驅(qū)動裝置的調(diào)速方式分機(jī)械調(diào)速、液壓調(diào)速和電氣調(diào)速滾筒采煤機(jī)（通常簡稱機(jī)械牽引、液壓牽引和電牽引采煤機(jī)）。按行走部布置 位置分內(nèi)牽引和外牽引采煤機(jī)。按機(jī)身與工作面輸送機(jī)的配合導(dǎo)向方式分騎槽式和爬底板式采煤機(jī)。按適用的煤層厚度分厚煤層、中厚煤層和薄煤層采煤機(jī)。按適用的煤層傾角分緩斜、大傾角和急斜煤層采煤機(jī)。按總體結(jié)構(gòu)布置方式分截割（主）電動機(jī)縱向布置在搖臂上的采煤機(jī)和截割（主）電動機(jī)橫向布置在機(jī)身上的采煤機(jī)、截割電動機(jī)橫向布置在搖臂上的采煤機(jī)。 兩種總體結(jié)構(gòu)布置方式的分析比較： 1)整機(jī)布置 縱向布置 縱向布置的采煤機(jī)由左、右搖臂、左、右截割部固定減速箱、主 (副 )電機(jī)、牽引泵箱和中間箱共七段 (或八段 )組成。截割電機(jī)布置在采煤機(jī) 中段、采用偏心兩端出軸，一側(cè)留出足夠?qū)挾裙┌惭b采煤機(jī)電器與控制元件。各大部件間除對接聯(lián)接外，還通過地腳螺柱與底托架相聯(lián)、因而機(jī)身較長。但機(jī)身寬度可做得窄些，有利于減小控頂距。 中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 14 頁 橫向布置 滾筒采煤機(jī)采用橫向布置時，截割主電機(jī)與搖臂直接相聯(lián)，中間段是左、右牽引行走減速箱和中間箱 (其中分成調(diào)高泵箱和電控箱兩個隔腔 )。這種布置方式，機(jī)身較短，無底托架，（為了克服調(diào)斜底托架鉸接點(diǎn)多、間圍大、扳動大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和難維護(hù)等缺點(diǎn)，近年來采煤機(jī)改用固定式底托架，在多電機(jī)布局推廣中又發(fā)展了框式底托架。機(jī)器各主要部件以插件形式裝入 底托架。另 接用強(qiáng)力液壓自鎖螺栓將采煤機(jī)各部件固定在一起。螺栓的張緊力約為 500大的張緊力將各部件聯(lián)為一個整體，采煤機(jī)因此沒有底托架，使得總體結(jié)構(gòu)簡化，并且增加了過煤空間。采煤機(jī)工作過程中要承受震動沖擊載荷，聯(lián)結(jié)件采用普通高強(qiáng)度螺栓時，松動現(xiàn)象不可避免。由于采煤機(jī)工作環(huán)境的特殊性，要求螺栓松動后隨時緊固和檢修時按規(guī)定緊固所有聯(lián)接螺栓是無法做到的。因此，采煤機(jī)在聯(lián)結(jié)件松動的情況下仍繼續(xù)工作是一種普遍現(xiàn)象，并最終導(dǎo)致采煤機(jī)部件和機(jī)身限位裝置損壞和機(jī)器殼的某些部位變形。液壓螺栓的使用從 根本上解決了這些問題 2)動力傳遞 縱向布置 縱向布置形式的采煤機(jī)，各大部件間都有動力傳遞，部件間的聯(lián)接對中要求高。聯(lián)接面存在有漏油環(huán)節(jié)。 橫向布置 橫向布置的采煤機(jī)各大部件間沒有動力傳遞、獨(dú)立性強(qiáng)，安裝、維護(hù)、檢修方便。 3)受力狀況 橫向布置 橫向布置的采煤機(jī)，其搖臂支承座受到的截割阻力、油缸支承座受到的支承反力、行走機(jī)構(gòu)受到的牽引反力均由牽引行走箱箱體來承受。受力情況簡化，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。 中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 15 頁 縱向布置 縱向布置的采煤機(jī)，上述幾種力都要通過底托架及其對接螺栓和各大部件的對接螺栓來 承受，一旦這些聯(lián)接螺栓有松動，會帶來嚴(yán)重后果。 4)部件設(shè)計的合理性 橫向布置 橫向布置的采煤機(jī)由于截割電機(jī)橫向布置、從截割電機(jī)出軸到滾筒輸出軸，全部采用正齒輪傳動，省去一對加工、調(diào)整復(fù)雜的錐齒輪傳動使結(jié)構(gòu)簡化、傳動效率高、降低制造成本。 縱向布置 縱向布置的采煤機(jī)，因截割電機(jī)布置在中間段。從電機(jī)到滾筒輸出軸必須有一對錐齒輪傳動，因此加工、調(diào)整都比較復(fù)雜、制造成本高；由于電機(jī)布置在機(jī)身中段，動力從電機(jī)傳到左、右滾筒輸出軸，其中一端必須通過液壓泵箱。為此，需要有一根貫穿液壓泵箱全長的通軸， 給泵箱的設(shè)計帶來一定的難度，也使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。 5)對煤層的適應(yīng)性 縱向布置 縱向布置的采煤機(jī)對煤層厚度的適應(yīng)強(qiáng)，綜采和普采都有機(jī)型。 橫向布置 橫向布置的采煤機(jī)，因主電機(jī)的長度尺寸大，采煤機(jī)的寬度相應(yīng)增大。工作面的控頂距大。因而，在普采或煤層較薄以及對工作面的控頂距有嚴(yán)格要求的情況下，橫向布置的采煤機(jī)在使用上受到一定的限制。隨著電機(jī)功率的增大，電機(jī)寬度加寬，對工作面支護(hù)會帶來困難。在較薄煤層時，如果使用橫向布置的采煤機(jī)，還存在一個截割電機(jī)擋煤的問題。 6)設(shè)置破碎結(jié)構(gòu) 橫向布置 橫向布置采煤機(jī)設(shè)置破碎結(jié)構(gòu)難度較大，目前國外雖然也有帶破碎結(jié)構(gòu)中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 16 頁 的，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且功率偏小，最大功率也只有 75 縱向布置 縱向布置采煤機(jī)的破碎機(jī)構(gòu)設(shè)置方便、合理、破碎功率可根據(jù)需要設(shè)計，因其動力是直接從主電機(jī)取得的。 7）裝機(jī)功率 橫向布置 橫向布置的采煤機(jī)采用多電機(jī)驅(qū)動。其牽引與截割所需的動力均由各自的電機(jī)提供。近十年來隨著采煤機(jī)功率和生產(chǎn)能力的增大，單電機(jī)驅(qū)動已不能適應(yīng)生產(chǎn)力的發(fā)展，因此各先進(jìn)國家先后采用了多電機(jī)驅(qū)動采煤機(jī)。特別是電牽引采煤機(jī)都采用多電機(jī)驅(qū)動。 縱向布置 縱向布置的采煤機(jī) 的主電機(jī)，除用于割煤外，還要分出一部分動力用于采煤機(jī)的牽引與搖臂調(diào)高。 煤機(jī)的組成 采煤機(jī) 主要由電動機(jī)、牽引部、截割部和附屬裝置等部分組成（ 電動機(jī)：是滾筒采煤機(jī)的動力部分，它通過兩端輸出軸分別驅(qū)動兩個截割部和牽引部。采煤機(jī)的電動機(jī)都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以縮小電動機(jī)的尺寸。 牽引部：通過其主動鏈輪與固定在工作面輸送機(jī)兩端的牽引鏈 3相嚙合，使采煤機(jī)沿工作面移動，因此，牽引部是采煤機(jī)的行走機(jī)構(gòu)。 左、右截割部減速箱：將電動機(jī)的動力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂 5 的齒輪，驅(qū)動滾筒 6 旋 轉(zhuǎn)。 滾筒：是采煤機(jī)落煤和裝煤的工作機(jī)構(gòu)，滾筒上焊有端盤及螺旋葉片，其上裝有截齒。螺旋葉片將截齒割下的煤裝到刮板輸送機(jī)中。為提高螺旋滾筒的裝煤效果，滾筒一側(cè)裝有弧形擋煤板 7，它可以根據(jù)不同的采煤方向來回翻轉(zhuǎn) 180。 中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 17 頁 如圖 滾筒采煤機(jī) 底托架：是固定和承托整臺采煤機(jī)的底架，通過其下部四個滑靴 9 將采煤機(jī)騎在刮板輸送機(jī)的槽幫上，其中采空區(qū)側(cè)兩個滑靴套在輸送機(jī)的導(dǎo)向管上，以保證采煤機(jī)的可靠導(dǎo)向。 調(diào)高油缸：可使搖臂連同滾筒升降，以調(diào)節(jié)采煤機(jī)的采高。 調(diào)斜油缸：用于調(diào)整采煤機(jī)的縱向傾斜度，以適應(yīng)煤 層沿走向起伏不平時的截割要求。 電氣控制箱：內(nèi)部裝有各種電控元件，用于采煤機(jī)的各種電氣控制和保護(hù)。 此外，為降低電動機(jī)和牽引部的溫度并提供內(nèi)外噴霧降塵用水，采煤機(jī)設(shè)有專門的供水系統(tǒng)。采煤機(jī)的電纜和水管夾持在拖纜裝置內(nèi)，并由采煤機(jī)拉動在工作面輸送機(jī)的電纜槽中卷起或展開。 牽引采煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 采煤機(jī)牽引負(fù)載特性在截割時多為恒轉(zhuǎn)矩特性，所需動力為機(jī)械特性為硬特性；調(diào)動時是恒功率特性，所需動力機(jī)械的機(jī)械特性為軟特性。這對于電動機(jī)或泵馬達(dá)系統(tǒng)只有調(diào)速才能滿足這種恒轉(zhuǎn)矩恒功率的負(fù)載特性，這種特性是為人為機(jī)械特 性，即負(fù)載的變化按人規(guī)定的規(guī)律來變化。對調(diào)還特性來講，需要速度剛度越大越好，其調(diào)速過程或工作速度就越平穩(wěn)。從這點(diǎn)出發(fā)，直流電動機(jī)、交流電動機(jī)、液壓泵馬達(dá)系統(tǒng)都是硬特性。因此，不論電牽引或液壓牽引，應(yīng)該說都具有良好的調(diào)速特性。但液壓牽引的機(jī)械特性除了受負(fù)載影響外，還受油液的泄漏、粘度、溫度和清潔度、制造和維修質(zhì)中國礦業(yè)大學(xué) 2008 屆畢業(yè)設(shè)計 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 18 頁 量的影響到，特性曲線慢慢變軟，但電動機(jī)特性除了受負(fù)載影響外，就沒有像液壓傳動那么多的影響，也就是電牽引的牽引特性好，調(diào)速平穩(wěn)性好，牽引特性曲線可長時間的保持穩(wěn)定。 在牽引特性的實際應(yīng)用中還有兩個問題： 1、目前的液壓牽引，當(dāng)雙牽引時牽引力增加倍，牽引速度比單牽引時大約減少一半，這在設(shè)計中可以使泵馬達(dá)的排量增大倍，但液壓件的體積要增大很多。電牽引動力源泉就沒有此問題。 2、直流和交流電牽引可以在負(fù)載特性坐標(biāo)系中四象限運(yùn)行，能向采煤機(jī)提供牽引力或制動力，而液壓牽引中能在象限運(yùn)行，只能提供牽引力，制動力由制動閘提供。液壓牽引也有用液控背壓來產(chǎn)生制動的，如法國、采煤機(jī)，但制動力不大。電牽引采煤機(jī)在超速