毕业设计(论文)-MG200500-WD采煤机牵引部设计(全套图纸)(53页).doc
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1、-毕业设计(论文)-MG200500-WD采煤机牵引部设计(全套图纸)-第 48 页本科生毕业设计(论文)MG200/500-WD采煤机牵引部设计题目: 摘 要采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统,是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。滚筒式采煤机的采高范围大,对各种煤层适应性强,能截割硬煤,并能适应较复杂的顶底板条件,因而得到广泛的应用。采煤机一般由截割部、牵引部及其附属装置组成,本文主要针对新型滚筒式采煤机的牵引部进行整体设计。在综述采煤机的国内外现状及其发展趋势基础上,本文分析了以往典型采煤机在中、厚煤层开采中的液压部分存在的问题,权衡许多重要参数将牵引部定为由交流变
2、频电机提供动力,经两级直齿和两级行星齿轮传动减速后,传递给行走箱的行走轮,使其与工作面的刮板输送机的销轨相啮合,从而带动采煤机行走。本文主要进行了牵引部的整体设计和行走箱的设计,主要包括行走箱各轴、齿轮以及轴承等的选型设计及强度校核,其中以动力传动与行走机构的确定为主。最后,为牵引部的生产和使用中遇到的实际问题以及问题的解决提出了一些要求和建议,以帮助用户能更好的使用采煤机。关键词:采煤机; 牵引部; 行走箱; 牵引机构;全套图纸加153893706ABSTRACTShearer is a large and complex systems which collection mechanica
3、l, electrical and hydraulic, is a key equipment to achieve coal production mechanization and modernization. Drum shearer cutting height ranging more , strong adaptability to various coal, hard coal can be cutting, and can adapt to the more complex the roof and floor conditions, which are widely used
4、.Shearer generally unit with cutting unit, traction department and its subsidiary, this paper, mainly design of the new drum shearer traction department. Review Shearer in the present situation and development trend of domestic and international basis, the paper analyzes the problemof the typical mi
5、ner in the past, the hydraulic part of the thick seam mining,balancing a number of important parameters will be the grounds of the Ministry of AC traction inverter Motor powered by two direct and two-stage planetary gear drive gear reducer, the pass to walk me to walk round them with the face convey
6、or engage the pin track, so as to drive shearer walk.This paper was the overall design of the haulage box design and walking, including walking me the shaft, gears and bearings of the type design and strength check, of which the power transmission and determined based travel agency. Finally, as the
7、lead department in the production and use of practical problems encountered and the solution to the problem made some requests and suggestions to help users make better use of coal mining.朗读显示对应的拉丁字符的拼音Keywords:Shearer; Traction department; Walking mechnism; Traction;目 录1 绪论1 1.1概述1 1.2采煤机械的技术现状与发展趋
8、势1 1.2.1 采煤机的发展历史1 1.2.2国外采煤机的发展状况1 1.2.3 国内采煤机的发展状况2 1.3 中国煤炭开采的重要性3 1.4煤炭行业机械化发展是国家的政策3 1.5采煤机的配套设备4 1.6采煤机的组成及总体结构5 1.7 滚筒采煤机的工作原理52 牵引部总体方案设计6 2.1 牵引部概述6 2.2牵引机构的选择7 2.2.1链牵引机构7 2.2.2无链牵引机构7 2.3牵引传动装置的选择9 2.4牵引机构结构的选择10 2.4.1牵引部结构确定 10 2.4.2牵引部与行走箱一体设计 12 2.4.3牵引部与行走箱独立箱体设计 123 牵引部的主要技术参数计算及强度校核
9、12 3.1 牵引部总体参数计算12 3.1.1牵引电机的选择12 3.1.2传动比的分配14 3.1.3传动装置运动参数的计算14 3.2渐开线圆柱齿轮承载能力校核计算17 3.2.1第一级直齿传动的计算与校核17 3.2.2第二级直齿传动的计算与校核20 3.2.3高速级行星机构的计算与校核23 3.2.4低速级行星机构的计算与校核32 3.3 轴与轴承的校核计算40 3.3.1牵一轴组的校核40 3.3.2惰轮轴组的校核42 3.3.3牵二轴组的校核45 3.3.4牵三轴组的校核49 3.3.5高速行星轴组的校核51 3.3.6低速行星轴组的校核52 3.4 渐开线花键的校核计算53 3
10、.4.1牵一轴组花键联接的校核53 3.4.2牵二轴组花键联接的校核53 3.4.3牵三轴组花键联接的校核54 3.4.4高速行星花键联接的校核54 3.4.5低速行星花键联接的校核554 牵引部附属组件设计55 4.1液压制动器56 4.2调高油缸57 4.3滑靴组件57 4.4液压螺母58 4.5行走箱595 采煤机使用与维护说明59 5.1 采煤机的安装与调试59 5.1.1井上检查与试运转59 5.1.2采煤机的入井和运输60 5.1.3井下安装与试验60 5.2采煤机的维护60 5.3采煤机的检修60小结 61参考文献 62翻译部分63 英文原文63 中文译文70致谢 751 绪论1
11、.1概述随着我国市场经济的快速发展,能源的使用量正在急剧加大,我国不仅是全世界最大的煤炭生产国,也是世界上最大的煤炭消费国,煤矿的高产高效化是煤炭行业发展的必由之路。作为煤矿生产最为主要的设备之一,采煤机的发展直接影响着煤矿的产量及效率,决定着煤矿高产高效化和进程。1.2采煤机械的技术现状与发展趋势1.2.1采煤机的发展历史目前国内使用的采煤机械主要是可调高的双牵引部液压采煤机,这种经过改进的液压牵引采煤机,可追溯到长臂截煤机,是早期用于煤层底部掏槽的采煤机械。最早的滚筒采煤机是在截煤机的基础上,将减速箱部分改成允许安装一根水平轴和截割滚筒而演变成的。这种滚筒采煤机与可弯曲输送机配套,奠定了煤
12、炭开采机械化的基础。早期的滚筒采煤机主要存在2个问题(1) 截煤滚筒的安装高度不能在使用中调整(即所谓的固定滚筒),对煤层厚度及变化适应性差;(2) 截煤滚筒的装煤效果不佳(即所谓的圆形滚筒),限制了采煤机生产率的提高。20世纪60年代,英国、德国、法国和前苏联等先后对采煤机的截割滚筒做出两项改进。一是截煤滚筒可以在使用中调整其高度,完全解决对煤层赋存条件的适应性;二是把圆形滚筒改进成螺旋叶片截煤滚筒,极大地提高了装煤效果。这两项改进使滚筒式采煤机成为现代化采煤机械的基础。在滚筒采煤机发展的同时,还研制出用刨削方式落煤的刨煤机、以钻削方式落煤的钻削式采煤机,以及螺旋钻式采煤机。现代滚筒采煤机均
13、为可调高摇臂滚筒采煤机,其发展是从有链到无链;由机械牵引到液压牵引再到电牵引;由单机纵向布置驱动到多机横向布置驱动;由单滚筒到双滚筒,且向大功率、遥控、遥测、智能化发展,其性能日臻完善,生产率和可靠性进一步提高,工况自动监测、故障诊断以及计算机数据处理和数显等先进的监控技术已在采煤机上得到应用。1.2.2国外采煤机的发展状况(1)牵引方式向电牵引方式发展。传统的液压牵引采煤机在国外仍然在生产和使用中,但已不占主导地位,由于电牵引采煤机的诸多优点,国外目前开发的采煤机,特别是大功率采煤机基本上都是采用电牵引方式。(2)装机总功率不断增大。为适应煤矿生产实现高产高效,国外采煤机的功率在不断提高,电
14、机截割功率通常在400kw以上,最新报道已达850kw。牵引电机功率均在40kw以上,大的甚至达到125kw,总装机功率通常超过1000kw,如EL3000型采煤机总装机功率高达2000kw,7LS5型采煤机达1940kw。牵引速度、牵引力也大幅提高,目前大功率电牵引采煤机的牵引速度普遍达到15-25m/min,最大牵引速度达50m/min,牵引力高达1000KN。牵引速度的加快,支架随机支护的实现,使工作面顶板空顶时间缩短,为加大支架步距和滚筒截深创造了条件。采用大截深滚筒以成为提高采煤机生产能力的重要途径,目前普遍采用的截深为1000-1200mm,个别已达1500mm。(3)元部件可靠性
15、大幅提高。为提高采煤机的可靠性,减少故障率,采煤机齿轮的设计寿命以提高到2000h以上,轴承的寿命提高到3000h以上,并且还有进一步提高的趋势。液压泵和液压马达的寿命已达10000h。(4)电牵引方式趋向交流变频调速。电牵引采煤机的牵引方式按牵引电机的类型可分为直流牵引和交流牵引。由于交流变频调速电牵引系统具有技术先进可靠、维护管理简单、价格低廉等特点,近几年发展很快。20世纪90年代中后期研制的大功率电牵引采煤机均采用交流变频调速牵引系统。交流牵引正逐步替代直流牵引。成为今后电牵引采煤机的发展方向。早期的交流电牵引均采用一个变频器拖动两台牵引电机,变频器对电机的性能参数难以准确检测,控制和
16、保护功能无法完全发挥。德国在开发SL300时,采用两个变频器分别拖动两台牵引电机的牵引系统,使牵引的控制和保护性能更加完善。这种一拖一的牵引系统也正被逐步的采用,成为电牵引技术发展的又一个特点。(5)无链牵引向齿轮一齿轨式演变。随着牵引力不断增大,销轮一齿轨式无链牵引已近淘汰,齿轮一销轨式无链牵引已使用不多,正逐步趋向于采用齿轮一齿轨式无链牵引。这是一种从齿轮一销轨式演变而来的无链牵引结构,圆柱销被齿轨所取代,焊接结构改成了整体精密铸造或锻造,宽度增大,节距由125mm增加到175mm。无链牵引机构取消了固定在工作面两端的牵引链,而采用采煤机上的驱动轮与输送机上的齿条等相啮合的方式来移动机器。
17、(6)普遍采用中、高压供电。由于装机功率大幅度提高以及工作面的不断加长(达到300m),整个工作面供电容量超过5000kW。为了减少输电线路损耗,保证供电质量和电机性能,新研制的大功率电牵引采煤机几乎都采用中、高压供电。主要供电等级有2300,3300,4160,5000V等。(7)监控保护系统的智能化。新型的电采煤机具有建立在微处理机基础上的智能监控、监测和保护系统,可实现交互式人机对话、远近控制、无线电随机遥控、工况监测及状态显示、数据采集存储及传输、故障诊断及预警、自动控制等多种功能,以保证采煤机具有最低的维修量和最高的利用率;并可实现采煤机滚筒沿工作面煤层自动调节采高等控制功能。1.2
18、.3国内采煤机的发展状况(1)新设计的滚筒采煤机几乎都采用多电机横向布置;取消底托架;各大部件间采用液压螺栓、哑铃销、偏心锁紧螺母等连接,以构成采煤机的机身、左、右摇臂通过销轴铰接在机身的两端。(2)大力开发电牵引采煤机。装功率1000kW以下的电牵引采煤机已逐步走向成熟,且形成系列,装机功率1800kW电牵引采煤机在研制中。目前国内使用的交流电牵引采煤机的电牵引调速系统主要有三种:即交流变频调速系统、电磁转差离合器调速系统和开关磁阻电机调速系统(简称SRD)。在这3种交流电牵引调速系统中,交流变频调速技术在采煤机的应用已逐步走向成熟并具有发展潜力;电磁转差离合器调速技术本身比较成熟,但是在采
19、煤机的应用存在低速性能等问题,从目前来看,交流变频调速技术和SRD技术应该是未来采煤机应用的主要方向。(3)我国经济型综采和高档普采的主要机型是MG200,目前在册近千台,该机型由于功率偏小、过断层能力差、结构上的局限性等,而需要改进以至换代。为此,近年来进行了MG200采煤机的换代设计。现已完成的MG150/375w型及MG160/375w采煤机均可作为MG200的换代产品,使用中已取得良好效果。该换代产品在配套尺寸不变的情况下,将装机功率由200kW提高到375kW,其结构更为简单,即三个电机横向布置,150(160)kW的左右截割电机分别布置在左右摇臂内,两段或三段式机身通过液压螺栓联为
20、一体,左、右截割部通过销轴铰接在左、右牵引行走箱上,其生产效率截割能力大大提高,使用更为方便。(4)特殊机型采煤机的发展及应用。如天地科技股份有限公司上海分公司开发的MG250/300.NWD型电牵引短壁采煤机,可用于急倾斜特厚煤层水平分层放顶煤开采:“三下一上”采煤;煤柱和边角媒回收;短臂工作面双巷或单巷开采;长壁面开机窝;煤巷掘进等。再如,新汶矿业集团从乌克兰引进的螺旋钻式采煤机已成功用于难采煤层,一台螺旋钻机仅需3-4名工人在工作面回采巷道内操作,月产6000t以上,实现了真正的无人工作面安全生产。1.3中国煤炭开采的重要性从资源上看,我国富煤贫油,一次能源以煤为主。在探明的化石能源中,
21、煤炭占94.3%,石油天然气仅占5.7%;其中煤炭探明可采储量1145亿吨,按同等发热量计算,相当于目前已探明石油和天然气总和的17倍。煤炭提供了78%的发电能源、70%的化工原料和60%民用商品能源;国家的资源条件决定了我国在未来相当长的一段时间内,只能选择以煤为主的一次能源结构。从经济上来看,煤炭与其他能源相比具备明显的优势,按同等发热量比较,煤炭价格仅相当于石油的1/3,电力的1/7,天然气的1/4,对于我国这样一个经济上还欠发达的国家来说,煤炭是我国目前最经济、最现实的能源。从环保来看,煤炭通过发展洁净煤技术,经过洁净加工后可减少煤的硫分、灰分,通过洁净燃烧可显著减排大量的SO2和一定
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