791 滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)

791 滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì),滾筒,采煤,機(jī)截割,部分,部份,設(shè)計(jì) 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 1 -1 引言煤是重要的能源物質(zhì)，在我國(guó)有著很大的儲(chǔ)量。采煤一直以來(lái)都被人們看作一項(xiàng)非常危險(xiǎn)的事情。在以前國(guó)內(nèi)有很多小型煤窯，由于規(guī)模小，技術(shù)落后，大部分都是靠人工進(jìn)行挖煤、運(yùn)輸煤。因此經(jīng)常出現(xiàn)各種事故，而且大量浪費(fèi)了資源。大型的采煤機(jī)械的出現(xiàn)使這一現(xiàn)象得到了改觀。采煤機(jī)作為采煤的主要工具是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)機(jī)械化和現(xiàn)代化的重要設(shè)備之一。機(jī)械化采煤可以減輕體力勞動(dòng)、提高安全性，達(dá)到高產(chǎn)量、高效率、低消耗的目的。它對(duì)提高煤的采掘效率有著重要的影響。因此國(guó)內(nèi)外采煤機(jī)的設(shè)計(jì)、改進(jìn)一直都在以較快的速度向前發(fā)展。最早的滾筒采煤機(jī)出現(xiàn)在英國(guó)，它是把截煤機(jī)的減速箱部分改成允許安裝一根橫軸和截割滾筒。由于其水平軸截割滾筒的設(shè)計(jì)優(yōu)于截煤機(jī)，因此其改進(jìn)型比刨煤機(jī)更適宜英國(guó)開(kāi)采條件，但在 20 世紀(jì) 50 年代這種采煤機(jī)并非是唯一應(yīng)用的采煤設(shè)備。另外有一種有競(jìng)爭(zhēng)的采煤機(jī)是鉆削式采煤機(jī)。這種采煤機(jī)配有一個(gè)按螺鉆原理設(shè)計(jì)的主截割部，其應(yīng)用范圍主要局限與薄煤層。滾筒采煤機(jī)經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)設(shè)計(jì)而得到不斷的發(fā)展。最早設(shè)計(jì)的滾筒采煤機(jī)僅能單向采煤，輸送機(jī)和液壓支架在向前推移之前，留在軌道上采出的煤在回空段被裝載。后來(lái)又研發(fā)了雙向采煤的滾筒采煤機(jī)。然而由于這種采煤機(jī)受到調(diào)向的限制，加之固定滾筒缺乏自由性，因此搖臂滾筒采煤機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。20世紀(jì)60年代末，久益公司生產(chǎn)出10CM、11CM 系列的連續(xù)采煤機(jī)，它是現(xiàn)代這種機(jī)型的雛形。到70年代末，在11CM型基礎(chǔ)上又生產(chǎn)出12CM系列連續(xù)采煤機(jī)。經(jīng)過(guò)對(duì)12CM系列連續(xù)采煤機(jī)的不斷改進(jìn)、完善和提高，生產(chǎn)出適用于開(kāi)采中硬煤層的12CM12—10B、12CM18—10D和B型機(jī)，以及適用于特別堅(jiān)硬煤層的12HM31C型和B型機(jī)(神東常用12CM12—10B、12CM18—10D)。80年代后期至今連續(xù)采煤機(jī)在采煤業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。我國(guó)對(duì)這種連續(xù)型采煤機(jī)的應(yīng)用始于70年代中期。那時(shí)主要靠引進(jìn)外國(guó)的產(chǎn)品，80年代以前主要是引進(jìn)單機(jī)。隨著國(guó)內(nèi)采煤機(jī)技術(shù)的發(fā)展到了90年代變成以配套引進(jìn)為主。目前國(guó)內(nèi)在采煤機(jī)研發(fā)和設(shè)計(jì)方面和國(guó)外有很大的差距。煤炭科學(xué)研究總院太原分院早在1990年就開(kāi)始進(jìn)行連續(xù)采煤機(jī)的研究，曾完成了輕型連續(xù)采煤機(jī)的設(shè)計(jì)、引進(jìn)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化大修等工作。煤炭科學(xué)研究總院李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 2 -上海分院也承擔(dān)了一些項(xiàng)目。盡管國(guó)內(nèi)各大科研院所、生產(chǎn)廠家、煤礦企業(yè)曾開(kāi)展過(guò)規(guī)模不等的連續(xù)采煤機(jī)等技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化研究，但均存在一些問(wèn)題，仍沒(méi)有真正在煤礦上見(jiàn)到國(guó)產(chǎn)連采機(jī)的新產(chǎn)品。我國(guó)引進(jìn)連續(xù)采煤機(jī)早期使用效果不好的主要問(wèn)題是：連續(xù)采煤機(jī)及其配套設(shè)備體積大、噸位高，我國(guó)老礦井條件受到限制，設(shè)備下井困難；缺乏支護(hù)、清道、除塵等配套設(shè)備，生產(chǎn)能力受到一定限制；引進(jìn)的連續(xù)采煤機(jī)設(shè)備電氣防爆性能與我國(guó)防爆標(biāo)準(zhǔn)不一致；主要部件或零件在國(guó)內(nèi)買不到，備件進(jìn)口渠道不暢通、價(jià)格昂貴；國(guó)內(nèi)沒(méi)有對(duì)連續(xù)采煤機(jī)開(kāi)采的成套技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究；對(duì)回采工藝，支護(hù)方式和工藝及煤巖柱控制等相關(guān)問(wèn)題沒(méi)有得到閉，對(duì)通風(fēng)管理不利；對(duì)有自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井，煤體暴露多，帶來(lái)了安全隱患。因此我國(guó)需要自己對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改進(jìn)使其適合我國(guó)的煤礦生產(chǎn)情況。連續(xù)采煤機(jī)的特點(diǎn)是截割滾筒長(zhǎng)，截割功率大，因此截割能力強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，調(diào)動(dòng)靈活，可控性好。尚需研究的主要內(nèi)容如下。1 連續(xù)采煤機(jī)總體參數(shù)的研究。機(jī)器牽引力及速度的確定，滾筒長(zhǎng)度、直徑、功率、轉(zhuǎn)速及切割牽引力大小和變化等研究。2 整機(jī)截割穩(wěn)定性的研究。機(jī)器的重心位置、截割臂長(zhǎng)度、截割速度、功率等切割參數(shù)對(duì)機(jī)器工作穩(wěn)定性的影響。3 截割機(jī)構(gòu)方式的研究。根據(jù)電機(jī)不同的安裝形式，其截割機(jī)構(gòu)方式的確定須進(jìn)行專項(xiàng)調(diào)查研究與分析對(duì)比。4 切割技術(shù)的研究。截割滾筒上截齒排列對(duì)機(jī)器的截割效率、振動(dòng)及截齒的壽命有著重要的影響，必須利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行截齒排列優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)。5 行走電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究。連續(xù)采煤機(jī)工作時(shí)，需要頻繁調(diào)動(dòng)；截割時(shí)，根據(jù)煤的硬度，行走速度在0～4m／rain之間自動(dòng)調(diào)整，以適應(yīng)截割電動(dòng)機(jī)的工作特性；調(diào)動(dòng)時(shí)，需以20m／rain的行走速度實(shí)現(xiàn)快速調(diào)動(dòng)。6 機(jī)器的自動(dòng)控制、工況檢測(cè)和故障診斷系統(tǒng)的研究。連續(xù)采煤機(jī)常在環(huán)境惡劣、安全得不到保障的工況下工作，因此必須使機(jī)器具有自動(dòng)化控制功能，裝設(shè)離機(jī)搖控系統(tǒng)。為了提高機(jī)器的可靠性，需研制工況檢測(cè)和故障診斷系統(tǒng)，使連續(xù)采煤機(jī)具有監(jiān)控電流、電壓、電機(jī)功率、油溫油位油壓等的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)、顯示、報(bào)警及故障提示等功能。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 3 -7 機(jī)載集塵裝置的研究。需進(jìn)行水噴霧集塵系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。8 對(duì)專用電動(dòng)機(jī)、傳感器、扭矩軸等特性元部件的研究。我國(guó)在長(zhǎng)期煤炭生產(chǎn)實(shí)踐中，也已陸續(xù)研制生產(chǎn)了一系列國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)，并且在借鑒國(guó)外先進(jìn)機(jī)型的基礎(chǔ)上，迅速發(fā)展了大功率電牽引采煤機(jī)(總裝機(jī)功率達(dá)1 400KW 以上)，但是和國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備相比較還有很大的差距。因此我們必須抓住機(jī)遇，加快采煤機(jī)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)步伐，加快縮短與國(guó)外技術(shù)和設(shè)備的差距。關(guān)于采煤機(jī)的設(shè)計(jì)可以從以下方面著手進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)：1 橫向布置多個(gè)電動(dòng)機(jī)。即將截割部、牽引部、泵站和破碎機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成橫向布置方式。采用這種電動(dòng)機(jī)布置方式，可將搖臂回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置取消，而代之不傳動(dòng)功率的鉸接軸，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減少了薄弱環(huán)節(jié)和故障因素；可將傳動(dòng)鏈中錐齒輪取消，消除了加工、裝配、維修錐齒輪的復(fù)雜工藝，提高了可靠性；各電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)功能單一，無(wú)過(guò)軸、旁輪等多余饑件和交叉重疊環(huán)節(jié)，部件為自封閉，部件之間無(wú)饑械傳動(dòng)， 只有管線等柔性聯(lián)接，故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、機(jī)身長(zhǎng)度可縮短；便于組裝拆卸及在維修更換部件、換搖臂及截割電動(dòng)機(jī)時(shí)不需拆卸底托架和對(duì)口螺栓。2 將機(jī)身設(shè)計(jì)成使部件可側(cè)面拉裝的整體箱式。即整個(gè)機(jī)身是個(gè)箱形結(jié)構(gòu)的焊接件，根據(jù)需要分成若干個(gè)間隔室，安放變壓器電控部 電牽引部、液壓站等部分；而在采空區(qū)一側(cè)將其敞開(kāi)，可以將上述具有自封結(jié)構(gòu)的部件方便地裝入固定和拆下拉出，而機(jī)身兩端鉸接的截割部及其電動(dòng)機(jī)也可以從采空區(qū)側(cè)拆裝。采用這種機(jī)身設(shè)計(jì)方式，可以為井下組裝維修創(chuàng)造更方便快捷的條件，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)身無(wú)對(duì)口螺栓，也無(wú)底托架，強(qiáng)度大，剛性好， 免除了螺栓緊固的麻煩可將機(jī)身做成兩段拼裝，并用液壓螺栓緊固。3 破碎機(jī)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。即將滾筒做成電動(dòng)滾筒，由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)經(jīng)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)破碎滾筒。采用這種破碎機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，可以利用按鈕控制破碎機(jī)，操作方便，而且單獨(dú)電動(dòng)機(jī)還便于控制和保護(hù)。改進(jìn)擋煤板傳動(dòng)裝置。即用中低速擺線馬達(dá)，通過(guò)內(nèi)齒輪或柱銷傳動(dòng)。比如，可在擋煤板回轉(zhuǎn)臂環(huán)架圓周安裝軸向柱銷，利用固裝在搖臂上的液壓馬達(dá)帶動(dòng)長(zhǎng)牙齒輪驅(qū)動(dòng)柱銷翻轉(zhuǎn)擋煤板。采用這種擋煤板傳動(dòng)裝置，可使擋煤板結(jié)構(gòu)更可靠，且不怕煤粉堵塞，不易存煤泥，可大幅減少故障。4 增大截煤深度。截深在750mm 以上方能稱為大截深，由于加大了截深，相應(yīng)的李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 4 -滾筒軸、軸承和搖臂強(qiáng)度也應(yīng)加大，同時(shí)適當(dāng)增大螺旋葉片的升角(一般大于等于20)，以改善裝煤效果。采用強(qiáng)力截齒。由于速度加大，截齒的切削厚度增大， 可采用齒伸較長(zhǎng)(120mm -l50mm 左右)、大斷面齒柄(30*50ram)、硬質(zhì)合金片厚度達(dá)l8ram以上的強(qiáng)力截齒，同時(shí)加大齒座尺寸和強(qiáng)度，這樣可減少截齒數(shù)、降低截齒消耗、增大塊煤率和降低煤塵。5 增大塊煤率，減少煤塵生成。即采用雙行星傳動(dòng)截割頭，適當(dāng)降低滾筒轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速在22—24r／rain左右，以增大塊煤率，減少二次破碎；或減少截齒數(shù)，增大截距(60ram左右)以使塊煤率增加；滾筒結(jié)構(gòu)上還可采用碟形端盤開(kāi)窗口，輪轂采用錐形或指數(shù)曲線形，以使截落的煤快速排出，從而減少二次破碎；此外還可在螺旋葉片上采用盤形滾刀以及采用抽風(fēng)和吸塵滾筒。加設(shè)高壓水射流噴霧裝置。即在采煤機(jī)上加裝增壓水泵(60—70kW )，使噴霧水壓達(dá)到l8MPa以上，流量達(dá)到140L／min以上，這樣可有效降低煤塵和防止截割時(shí)產(chǎn)生火花。另外減少噴霧噴嘴的直徑(0．5—0．8ram)，可形成高壓射流，起到輔助切割作用，以減少截齒受力，降低能耗。同時(shí)還可加設(shè)流量壓力自動(dòng)控制型水泵，使采煤機(jī)滾筒只在割煤時(shí)噴霧灑水，以節(jié)約水能源。改進(jìn)滾筒材質(zhì)和結(jié)構(gòu)。即采用國(guó)際最新耐磨合金鋼板制造滾筒，以提高其剛度、強(qiáng)度和耐磨性，同時(shí)加大輪轂板厚度和葉片板厚度。在有條件的情況下，我國(guó)煤機(jī)廠可適當(dāng)引進(jìn)國(guó)外成型高強(qiáng)度滾筒。由上述分析，我們確定了我國(guó)新型采煤機(jī)的設(shè)計(jì)的大方向以及在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的方面。下面我就對(duì)本次采煤機(jī)設(shè)計(jì)作一個(gè)總體的介紹。本次采煤機(jī)設(shè)計(jì)采用電牽引，多電機(jī)橫向布置。該機(jī)具有電機(jī)橫擺、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、可實(shí)現(xiàn)電液互換、大功率能力強(qiáng)等特點(diǎn)。截割電機(jī)、牽引電機(jī)的啟動(dòng)、停止等操作采用旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)控制外，其余控制如牽引速度調(diào)整、方向設(shè)定、左右搖臂的升降，急停等操作均由設(shè)在機(jī)身兩端操作站的按鈕進(jìn)行控制，操作簡(jiǎn)單、方便。 所有電機(jī)橫向布置。機(jī)械傳動(dòng)都是直齒傳動(dòng)。電機(jī)、行走箱驅(qū)動(dòng)輪組件等均可從老塘側(cè)抽出。故傳動(dòng)效率 高，容易安裝和維護(hù)。采用強(qiáng)力耐磨滾筒，提高割煤效果和滾筒壽命，降低截齒消耗量和用戶成本?？赏ㄟ^(guò)更換電控部或液壓傳動(dòng)部而成為交流變頻調(diào)速電牽引或液壓牽引采煤機(jī)以實(shí)現(xiàn)電液互換，而其它 部件通用。兩動(dòng)力輸入部位可安裝液壓馬達(dá)，也可安裝40Kw牽引電機(jī)。兩種形式聯(lián)接尺寸相同。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 5 -2 技術(shù)任務(wù)書2.1滾筒的數(shù)量和位置滾筒采煤機(jī)有單滾筒和雙滾筒之分。由于滾筒直徑不宜過(guò)大，當(dāng)煤層較厚單滾筒采煤機(jī)往返截割兩個(gè)行程才能推進(jìn)一個(gè)截深；雙滾筒采煤機(jī)每截割一個(gè)行程就可以推進(jìn)一個(gè)截深，對(duì)煤層變化和頂板、底板的起伏，適應(yīng)性也好。在滾筒采煤機(jī)的設(shè)計(jì)中雖然也曾出現(xiàn)過(guò)三滾筒或四滾筒，但因出煤碎、粉塵多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，卻對(duì)提高采煤機(jī)性能無(wú)益，故不予考慮。綜上述本次設(shè)計(jì)采用雙滾筒。對(duì)于雙滾筒可有兩種位置布置，一是對(duì)稱布置于兩端，另一種就是兩滾筒都布置于一端即采用不對(duì)稱布置。不對(duì)稱布置雖然設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是其工作穩(wěn)定性不好。所謂工作穩(wěn)定性就是采煤機(jī)在工作過(guò)程中保持不翻轉(zhuǎn)、傾斜和不脫離導(dǎo)向物的能力。工作穩(wěn)定性好將有利于正常工作。而對(duì)稱布置的滾筒采煤機(jī)受到的外力基本是平衡的，因而工作穩(wěn)定性較好。因此采用雙滾筒對(duì)稱布置。2.2 調(diào)高方式本機(jī)采用搖臂調(diào)高，這種調(diào)高方式不僅調(diào)高范圍大，并且隨時(shí)可以調(diào)高。2.3 搖臂采用大角度彎搖臂。這樣可以加大過(guò)煤空間，提高裝煤效果，臥底量大。2.4 軸承軸承主要有滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承?；瑒?dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封條件一般都比較差，軸承的磨損可能引起搖臂較大的徑向竄動(dòng)。截割部主減速箱最后一級(jí)傳動(dòng)不宜用圓錐齒輪，以免搖臂的徑向竄動(dòng)嚴(yán)重影響齒輪的嚙合質(zhì)量。滾動(dòng)軸承的密封和潤(rùn)滑問(wèn)題比較好解決，軸承的磨損也比較輕微。本機(jī)采用滾動(dòng)軸承。2.5 牽引方式滾筒采煤機(jī)有各種不同的牽引方式。牽引部和截割部聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，在工作面上來(lái)回移動(dòng)，稱為內(nèi)牽引。工作面上只有截割部，卻把牽引部設(shè)在工作面短頭上下順李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 6 -槽里，牽引部不跟截割部一起移動(dòng)，只隨工作面向前推移，則為外牽引。外牽引只能為有鏈牽引，而內(nèi)牽引可以為有鏈條牽引和無(wú)鏈牽引。有鏈牽引有斷鏈和跳鏈的危險(xiǎn)，鏈條的彈性振動(dòng)和鏈傳動(dòng)造成的速度脈動(dòng)，使采煤機(jī)受到較大的動(dòng)負(fù)荷，鏈條對(duì)于滾筒的裝載、運(yùn)輸機(jī)和液壓支架的推移也有一定的妨礙，所以有鏈牽引有很多不足之處。而無(wú)鏈牽引和有鏈牽引相比具有很多優(yōu)點(diǎn)：（1）采煤機(jī)移動(dòng)比較平穩(wěn)，保證了采煤機(jī)的載荷比較穩(wěn)定；(2) 提高了設(shè)備的可靠性和生產(chǎn)的安全；（3） 采煤機(jī)移動(dòng)所消耗的能量較少；（4）采煤機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)噪音較低，有利于改善工作面的勞動(dòng)條件；（5） 提高了采煤機(jī)的爬坡能力；（6） 在一個(gè)工作面上可能采用多臺(tái)采煤機(jī)同時(shí)作業(yè)，以提高工作面量。通過(guò)以上比較本機(jī)采用無(wú)鏈牽引中的液壓傳動(dòng)。2.6 驅(qū)動(dòng)方式采煤機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式有以下幾種：1） 單驅(qū)動(dòng)方式——用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)的各個(gè)部分，包括牽引部、全部截割部及其他輔助裝置等2） 分別驅(qū)動(dòng)方式——各截割部由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，牽引部和其他輔助裝置可以由截割部電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，或另設(shè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；3） 聯(lián)合驅(qū)動(dòng)方式——把兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)結(jié)合成整體，共同驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)的各部分。分別驅(qū)動(dòng)時(shí)，各電動(dòng)機(jī)的功率一般相同。雙滾筒采煤機(jī)每臺(tái)截割部電動(dòng)機(jī)的功率只有單機(jī)驅(qū)動(dòng)和聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)的一半，截割部可以設(shè)計(jì)的較小，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以取消易引起發(fā)熱等問(wèn)題的橫貫牽引部的過(guò)軸。本次設(shè)計(jì)采用分別驅(qū)動(dòng)方式，用兩個(gè)250KW的電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)截割部，用兩個(gè)40KW的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)牽引部，也可用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)牽引部。2.7 采煤機(jī)的附屬設(shè)備滅塵方式：采煤機(jī)在工作中會(huì)產(chǎn)生很多的粉塵，需要采取多方面的處理措施。主要有噴霧滅塵、泡沫滅塵和吸塵器捕塵。噴霧滅塵就是用噴嘴把具有一定壓力的水高度擴(kuò)散，使其霧化，形成把粉塵源與外界隔離的水幕。泡沫滅塵雖然具有一定的優(yōu)點(diǎn)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 7 -但是泡沫滅塵需要較復(fù)雜的設(shè)備，目前還不能大量生產(chǎn)高效、無(wú)毒和廉價(jià)的泡沫劑，因此在采煤機(jī)上未能得到推廣。吸塵器從粉塵源吸取塵空氣，排入捕塵器，利用擴(kuò)散、碰撞或離心力等，使粉塵與空氣分離，沉積在捕塵器的殼體內(nèi)壁，然后用水沖洗排入運(yùn)輸機(jī)，凈化空氣直接排出。通過(guò)吸塵器的粉塵約95%-98%，滅塵效率相當(dāng)高。但是，吸風(fēng)管口要靠近粉塵源，吸入的含塵空氣要多，否則含塵空氣在旁邊流走，就達(dá)不到凈化空氣的目的了。本機(jī)采用噴霧滅塵方式。噴霧滅塵有可分為內(nèi)噴霧滅塵和外噴霧滅塵，在這里我們選擇內(nèi)外噴霧結(jié)合滅塵。3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書3.1 采煤機(jī)的滾筒本采煤機(jī)采用雙滾筒對(duì)稱布置，采用液壓缸調(diào)高，調(diào)高范圍：1.3~3.0（米）。由經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)取滾筒水平中心距為10810mm、兩搖臂鉸接中心距為6700mm、兩牽引輪中心距為5591mm， 機(jī)身寬為1210mm。3.2 采高和截深采高為：1.6~3.2（米）。截深為 0.62m 0.66m。滾筒直徑分別為：1400m 1600m。牽引速度為0~8（米/分）3.3 設(shè)計(jì)生產(chǎn)功率設(shè)計(jì)生產(chǎn)功率： [1]Q = 60·J·H·Vq·γ （3-1）式中 J——滾筒的有效截深（米）J = 0.63；H——采煤機(jī)的平均采高（米）H = 2.4；Vq——采煤機(jī)的最大工作牽引速度（米/分）Vq =8；γ = 1.35——煤的重率（噸/ ）。2米Q = 60×0.63×2.4×8×1.35= 979.7（噸/時(shí)）李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 8 -= 979.7/60（噸/分）3.4 裝機(jī)功率裝機(jī)功率： [1]（3-2）1260.0.4WBXBXQNHK????（ ） 312.6BXK?=（ ） （ 千 瓦 ）式中 ——功率利用系數(shù)，以為該機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式為分別驅(qū)動(dòng)所以 =0.8。1K 1K——功率水平系數(shù)，由表3—1查得 =0.9。2 2K——后滾筒的工作條件系數(shù)， =0.8。3——采煤機(jī)的比能耗，由表3—2查得 =0.44（KW.h/T）。WBHWBH=WBXHXA?≈ =300N/mm。X。0.4./WBXHKhT?（ ）3BXWBXH??6097..604.88N????（ ）取 N = 591KW。?5（ K）山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 9 -表3—1功率水平系數(shù) 2K電動(dòng)機(jī) max/HM自動(dòng)調(diào)速 人工調(diào)速2.0-2.2 0.90 0.802.2-2.4 0.95 0.852.4-2.6 1.00 0.90表3—2螺旋滾筒采煤機(jī)比能耗 WBH牽引速度 （米/分）2.0 3.0 4.0 5.0 6.0（KWWBH.h/T）0.50 0.44 0.42 0.403.5 搖臂和電動(dòng)機(jī)彎搖臂 2055.02mm，搖臂上擺角36.3°，下擺角17.3°。 裝機(jī)功率P=591KW，機(jī)重36T。本機(jī)采用無(wú)鏈牽引，多電動(dòng)機(jī)橫向布置同時(shí)驅(qū)動(dòng)，可以電液互換。截割電機(jī)功率為：2×250 = 500KW。電牽引速度為0~8（m/min），液壓牽引速度為0~6.9（m/min）。李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 10 -滾筒轉(zhuǎn)速40~50（r/min）。滅塵方式：內(nèi)外噴霧。3.6 滾筒采煤機(jī)截割部設(shè)計(jì)3.6.1 螺旋滾筒設(shè)計(jì) [1] [17] [12]螺旋滾筒是一個(gè)帶有螺旋葉片的圓柱體，刀具裝在焊于螺旋葉片上的齒座中，工作時(shí)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)并作徑向移動(dòng)，截割破碎煤炭，再由螺旋葉片把煤沿滾筒的軸線方向推運(yùn)出來(lái)，裝進(jìn)工作面運(yùn)輸機(jī)。通常所說(shuō)的滾筒直徑是指刀尖所在的圓的直徑 。齒座cD焊到葉片上后，螺旋葉片的最大回轉(zhuǎn)直徑，稱為葉片直徑 。螺旋葉片的內(nèi)緣和筒彀yD相結(jié)合處的直徑 稱為筒彀直徑。gD3.6.2 螺旋葉片的表面是螺旋面，其上任意點(diǎn)的螺旋升角為（4-1）iiSarctgD??式中 、 ——該點(diǎn)所在螺旋線的直徑和螺距（采用多頭螺旋滾筒時(shí)則應(yīng)為導(dǎo)程）iDiS。3.6.3 切削厚度 [1]（4-2）max10(.qvhn??厘 米 ）式中 ——最大切削厚度；maxhm ——刀具同一條軌跡（截線）上安設(shè)的刀具數(shù)；n ——滾筒的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）；山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 11 -——牽引速度（米/分）。qv刀具的平均切削厚度可用月牙形面積和截割長(zhǎng)度相除而得： max263.8qcvDhn????p （ 厘 米 ）式中 ——平均切削厚度。ph3.6.4 螺旋滾筒的轉(zhuǎn)向?yàn)榱吮ＷC螺旋葉片向運(yùn)輸機(jī)裝煤，而不是向煤壁推煤，滾筒葉片的螺旋方向應(yīng)與滾筒轉(zhuǎn)向相適應(yīng)。站在采空區(qū)一側(cè)看滾筒，右螺旋滾筒應(yīng)是順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，左螺旋滾筒應(yīng)是逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。在采煤機(jī)往返采煤的過(guò)程中，滾筒轉(zhuǎn)向雖然不變，卻有兩種不同的情況：順轉(zhuǎn)時(shí)，刀具截割方向與碎煤下落方向相同；逆轉(zhuǎn)時(shí)，刀具截割方向與碎煤下落的方向相反。為了增強(qiáng)采煤機(jī)的工作穩(wěn)定性，避免兩個(gè)滾筒受到的截割阻力方向相同，雙滾筒采煤機(jī)的兩個(gè)滾筒的轉(zhuǎn)向應(yīng)該相反。兩滾筒的轉(zhuǎn)向有前順后逆和前逆和順兩種方案。滾筒直徑較大時(shí)，滾筒生產(chǎn)率大于運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)率，確定滾筒轉(zhuǎn)向應(yīng)偏重于節(jié)省能耗和提高工作穩(wěn)定性及操作安全的要求。前滾筒截煤量大于后滾筒，后滾筒裝煤量大于前滾筒，是采煤機(jī)騎座運(yùn)輸機(jī)工作的一般情況，因此在該采煤機(jī)中滾筒采用前順后逆。3.6.5 滾筒的三個(gè)直徑雙滾筒采煤機(jī)一般要在每個(gè)行程中開(kāi)采全部采高，滾筒直徑不宜小于采高的一半。根據(jù)保持兩滾筒裝煤量相同的要求確定滾筒的直徑，設(shè)滾筒直徑 與采高H的比cD值為a，滾筒的裝載效率是η，則：A·H = （1-a）·H + （1-η）ah （4-3）aH和（1-a）H分別是兩個(gè)滾筒的截割高度，（1-η）ah是前滾筒丟剩的浮煤量，應(yīng)由后滾筒裝走。整理即得李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 12 -1a???大直徑滾筒的裝載效率約為70~80%，所以a = 0.6。= 0.6×H = 0.6×1.6~0.6×3.2cD= 0.96~1.98（米）由經(jīng)驗(yàn)類比取兩滾筒的 分別為1.4米和1.6米。cD滾筒的最大切削厚度受到最大截距的限制：（4-4）max2tbhg????式中 ——滾筒刀具的最大截距（厘米）；maxtb——刀具的截刃寬度（厘米）截刃寬一般取12~20mm，本機(jī)取b = 15mm=1.5cm；——截槽側(cè)面的崩角，由表4—1取值。 =38°。??表4—1截槽崩裂角與煤質(zhì)和切削厚度的關(guān)系0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 8.0 10 15 20 25脆性煤 82 77 73 71 68 65 61 58 55 52 49 43 38 34切 削厚 度崩裂煤質(zhì) ?山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 13 -韌性煤 69 63 58 55 52 49 45 42 41 38 36 32 29 25max2tnbh???整理得 maxmaxtth??=2×0·7813×7·75+1.5=13.6cm為了避免螺旋葉片與截槽間殘留的煤棱相抵觸，滾筒的最大切削厚度不得超過(guò)刀具伸出刀座長(zhǎng)度的70%，即（4-5）max()t0.7()cytbcgD?????整理得 ax1.43()ycDt?≦ -22.15=1600-221.5 =1278.5mmc取 =1.2m，yD葉片直徑與筒彀直徑應(yīng)保持適當(dāng)?shù)谋壤?，大直徑滾筒應(yīng)保持比值大于或者等于2。因此?。簓gDm0.62ygD?3.6.6 滾筒升角李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 14 -對(duì)于直徑為1.5米左右的滾筒，螺旋升角 。20ya??3.6.7 螺旋頭數(shù)實(shí)驗(yàn)研究證明：葉片螺旋頭數(shù)對(duì)滾筒裝煤過(guò)程的影響很小。但是為了調(diào)節(jié)滾筒葉片的螺旋升角常采用多頭螺旋。雙頭螺旋滾筒每條皆線上可以安裝1~2把刀。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使葉片高度和葉片間距 保持適當(dāng)?shù)谋壤?，?yīng)使2ygD?（ ） tS（ ）n（4-6）ygKD???t2S（ ）式中 ——螺旋線導(dǎo)程；S——螺旋頭數(shù)。tn大直徑滾筒K=0.8，因此..2tygnDSK??（ ）= =0.48m=48mm1.06.8?（ ）取S=50mm。3.6.8 截齒 [11] [1]采煤機(jī)滾筒設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問(wèn)題是截齒配置，基本要求是：采出的塊煤要多，產(chǎn)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 15 -生的煤塵要小，截割阻力和牽引力要比較均衡地作用在滾筒上。這些要求若能實(shí)現(xiàn)，則采煤機(jī)使用壽命延長(zhǎng)，同時(shí)也將提高煤的售價(jià)，保護(hù)了井下工作人員的身體健康。塊煤率的大小與截齒的尺寸、安裝數(shù)量以及排列方式都有較大的關(guān)系，加大截齒的伸出長(zhǎng)度或減少截齒的數(shù)量都可以提高塊煤率，但這將會(huì)加劇整個(gè)采煤機(jī)的振動(dòng)，影響采煤機(jī)的使用壽命。圖4-1、采煤機(jī)滾筒端面結(jié)構(gòu)圖1.端盤端面截齒 2．端盤截齒3．葉片截齒端盤截齒的作用是平衡軸向力與自開(kāi)缺口。(1)端盤截齒的工作條件接近為半封閉，截齒負(fù)荷大，消耗的功率占工作機(jī)構(gòu)的1／3左右，端盤截齒消耗占滾筒截齒消耗的一半左右，故其截距要縮小，每條截線上安裝的截齒數(shù)要增多。。端盤端面安裝有6個(gè)端面截齒，以利于采煤機(jī)開(kāi)缺口及防止端盤接觸煤壁，增加摩擦和磨損。端盤截齒截距從煤壁向外逐漸加大，即18mm一28mm一34mm — 40 mm。(2)滾筒截齒在截煤過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)采煤機(jī)截割部?jī)?nèi)的各部件及整個(gè)采煤機(jī)的使用壽命和工作可靠性的影響都是極為嚴(yán)重的。產(chǎn)生振動(dòng)的原因除了煤是脆性非均勻材料外，另一個(gè)較重要的因素是滾筒本身的結(jié)構(gòu)。切槽斷面形狀不對(duì)稱是產(chǎn)生截齒側(cè)向力的根本原因 J，所有截齒的側(cè)向力之和就形成了沿滾筒軸向作用的滾筒側(cè)向力，這個(gè)力對(duì)采煤機(jī)的穩(wěn)定性起著決定性的作用，側(cè)向不平衡力大小的不斷變化導(dǎo)致了滾筒、搖臂以及整個(gè)采煤機(jī)沿著這個(gè)方向振動(dòng)。因此在每組截齒中設(shè)置一個(gè)向采空區(qū)負(fù)傾斜截齒，用以平衡軸向力，以減輕采煤機(jī)的振動(dòng)，提高采煤機(jī)的穩(wěn)定性。(3)開(kāi)道截齒采用零度齒，這樣對(duì)截割是最有利的，因?yàn)殚_(kāi)道截齒是在半封閉一封閉截槽里工作，條件最差，當(dāng)它開(kāi)出一個(gè)自由面后，即為以后截齒開(kāi)創(chuàng)了良好的工作李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 16 -條件。端盤的截割寬度為120 mm，與滾筒的有效截深630 mm相比只是很小的一個(gè)寬度，但對(duì)整個(gè)滾筒的影響卻是不能忽視的。對(duì)截齒的基本要求是：1)耐磨性要好；2)截齒的幾何形狀要能適應(yīng)不同的煤質(zhì)和截割條件，截割比能耗要低；3)拆裝截齒要簡(jiǎn)便迅速，安裝固定要可靠，以免截齒丟失；4)截齒及其固定裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，以利制造和維護(hù)。滾筒采煤機(jī)采用的截齒基本可分為兩大類：扁截齒和鎬型截齒。該滾筒選用扁截齒。根據(jù)比較其他產(chǎn)品，去截角α=25°、前角β=90°-α=5°、后角γ=18°、側(cè)角=6°、尖角ω=3°。截刃b取15mm。?3.6.9 截齒的材料以及截齒的固定為了保證截齒的強(qiáng)度和耐磨性，截齒齒身常用30~35CrMnSi，30~35SiMnV或者40Cr鋼制作，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。為了減少截齒的丟失和更換截齒所消耗的時(shí)間，要求截齒裝拆方便而固定可靠。由于截煤過(guò)程中截齒受到的載荷較重，且有振動(dòng)所以現(xiàn)代采煤機(jī)多采用彈性元件固定截齒。該機(jī)的滾筒采用彈簧鋼絲擋住柱銷來(lái)固定截齒。3.7 截割部減速器傳動(dòng)系統(tǒng)截割部減速器要傳遞采煤機(jī)的絕大部分裝機(jī)功率，載荷重而不穩(wěn)定，工作條件惡劣，可靠性要求高，外形和尺寸卻受到工作環(huán)境的嚴(yán)格限制。截割部減速器的強(qiáng)度、剛度、潤(rùn)滑、密封、效率和散熱等問(wèn)題，都應(yīng)予以著重考慮。由以往的經(jīng)驗(yàn)，以及原來(lái)采煤機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)可以了解到滾筒采煤機(jī)截割部減速器傳動(dòng)系統(tǒng)都具有以下特點(diǎn)：1）由于滾筒軸和電機(jī)軸互相垂直，傳動(dòng)系統(tǒng)中必須有一隊(duì)圓錐齒輪；2）截割部系統(tǒng)中還應(yīng)該有一個(gè)離合器或者一個(gè)離合齒輪，當(dāng)離合器或離合齒輪脫開(kāi)時(shí)，調(diào)高泵應(yīng)仍能獲得動(dòng)力。3）為了操作輕便，離合器或離合齒輪不設(shè)在低速軸上；為了避免圓錐齒輪的模數(shù)過(guò)大，圓錐齒輪也不宜設(shè)在低速軸上。3.7.1 截割部搖臂傳動(dòng)系統(tǒng)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 17 -圖 4-2、截割部傳動(dòng)系統(tǒng)圖3.7.2 截割部搖臂傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪齒輪代號(hào)Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12齒數(shù) 19 33 34 25（23、26）34（33、36）17 28 28 39 25 14 66模數(shù) 7 7 7 8 8 10 10 10 10 8 8 83.7.3 各齒輪的基本尺寸及相關(guān)計(jì)算： [7]由于采煤機(jī)齒輪采用較大的變位系數(shù)，齒輪的最小齒數(shù)一般為 13 或者 14。但第一級(jí)齒輪轉(zhuǎn)速很高，齒數(shù)不宜太小。本傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪的最小齒數(shù)取 14，第一級(jí)齒輪的齒數(shù)取 19。齒輪受到偏載常使齒輪端部折斷。為了避免偏載，特別是為了消除機(jī)殼剛度不足造成的偏載的影響，齒輪可沿齒寬方向進(jìn)行鼓形修緣，修緣量為 0.1~0.15mm。1）Z1：Z = 19，m = 7；齒距： P = πm = 21.98；齒頂高： = m = 7；ah齒根高： = 1.25m = 8.75；f李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 18 -齒高： h = 2.25m = 15.75；分度圓直徑： d = mZ = 133；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 147；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=115.5；f2）Z2： Z = 33，m = 7；齒距： P = πm = 21.98；齒頂高： = m = 7；ah齒根高： = 1.25m = 8.75；f齒高： h = 2.25m = 15.75；分度圓直徑： d = mZ = 231；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 245；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=213.5；f3）Z3： Z = 34，m = 7；齒距： P = πm = 21.98；齒頂高： = m = 7；ah齒根高： = 1.25m = 8.75；f齒高： h = 2.25m = 15.75；分度圓直徑： d = mZ = 238；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 252；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=220.5；f4）Z4： Z = 25，m = 8；齒距： P = πm = 25.12；齒頂高： = m = 8；ah齒根高： = 1.25m = 10；f齒高： h = 2.25m = 18；山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 19 -分度圓直徑： d = mZ = 200；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 216；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=180；f5）Z5： Z = 34， m = 8；齒距： P = πm = 25.12；齒頂高： = m = 8；ah齒根高： = 1.25m = 10；f齒高： h = 2.25m = 18；分度圓直徑： d = mZ = 272；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 288；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=252；f6）Z7： Z = 28，m = 10；齒距： P = πm = 31.4；齒頂高： = m = 10；ah齒根高： = 1.25m = 12.5；f齒高： h = 2.25m = 22.5；分度圓直徑： d = mZ = 280；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 300；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=255；f7）Z9： Z = 39，m = 10；齒距： P = πm = 31.4；齒頂高： = m = 10；ah齒根高： = 1.25m = 12.5；f齒高： h = 2.25m = 22.5；分度圓直徑： d = mZ = 390；李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 20 -齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 410；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=365；f8）Z11： Z = 14，m = 8；齒距： P = πm = 25.12；齒頂高： = m = 8；ah齒根高： = 1.25m = 10；f齒高： h = 2.25m = 18；分度圓直徑： d = mZ = 112；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 128；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=92；f9）Z12： Z = 66，m = 8；齒距： P = πm = 25.12；齒頂高： = m = 8；ah齒根高： = 1.25m = 10；f齒高： h = 2.25m = 18；分度圓直徑： d = mZ = 528；齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 544；ad齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=508；f山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 21 -圖 4-3、齒輪結(jié)構(gòu)圖 4-4、齒輪結(jié)構(gòu)圖3.7.4 傳動(dòng)比以及輸出轉(zhuǎn)速：3.7.4.1 傳動(dòng)比高速傳動(dòng)比 i = 34/19×33/26×39/17×（1+66/14）=29.774；中速傳動(dòng)比 i = 34/19×34/25×39/17×（1+66/14）=31.904；低速傳動(dòng)比 i = 34/19×36/23×39/17×（1+66/14）=36.718；3.7.4.2 輸出轉(zhuǎn)速采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速一般為 1460~1475 轉(zhuǎn)/分。本機(jī)采用 YBCS4—250C 型電機(jī)，李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 22 -功率為 250KW，電壓 1140V，轉(zhuǎn)速 1476r/min。輸出轉(zhuǎn)速：高速 n = 1476/i = 1476/29.774 = 49.6（r/min） ；中速 n = 1476/i = 1476/31.904 = 46.3（r/min） ；低速 n = 1476/i = 1476/36.718 = 40.2（r/min） ；3.7.5 各軸承選用的規(guī)格和代號(hào)采煤機(jī)中普遍采用滾動(dòng)軸承。適應(yīng)采煤機(jī)載荷重而尺寸受到嚴(yán)格限制的特點(diǎn)，本采煤機(jī)采用調(diào)心滾子軸承和圓柱滾子軸承。序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10軸承代號(hào)NJ220E 22218C NJ19 22219C 22224C 22222C 22222C 42136 22314C 22224C3.7.6 滾筒采煤機(jī)的搖臂 [14]采煤機(jī)搖臂是采煤機(jī)的關(guān)鍵部件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不規(guī)則。它的一端聯(lián)接截割滾筒，一端接電機(jī)。電機(jī)經(jīng)過(guò)多級(jí)齒輪傳動(dòng)，將動(dòng)力傳給滾筒，齒輪軸通過(guò)軸承安裝在搖臂上。本機(jī)采用彎搖臂，搖臂長(zhǎng)度為2055.02mm。搖臂上擺角36.3°，下擺角17.3°。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 23 -4-5 采煤機(jī)搖臂殼簡(jiǎn)圖1、2、3、4、5、6 工藝基準(zhǔn)塊3.7.7 截割部減速器的潤(rùn)滑采用飛濺潤(rùn)滑時(shí)，油面位置應(yīng)適當(dāng)，使?jié)櫥湍鼙晦D(zhuǎn)動(dòng)的齒輪濺到嚙合面上，同時(shí)也甩到箱壁上，以利散熱，軸承也應(yīng)獲得必要的潤(rùn)滑。減速器的軸布置在同一水平或接近同一水平，潤(rùn)滑效果一般較好。飛濺潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)是：潤(rùn)滑強(qiáng)度高，散熱快，對(duì)潤(rùn)滑油的粘度變化和雜質(zhì)不敏感，也不要添加潤(rùn)滑設(shè)備。但當(dāng)采煤機(jī)在傾斜煤層中工作時(shí)，潤(rùn)滑油集中在低處，位于高處的傳動(dòng)件潤(rùn)滑條件較差。為了保證正常的潤(rùn)滑條件，應(yīng)避免加速器過(guò)長(zhǎng)，如不可避免，應(yīng)將減速器內(nèi)腔分隔成幾個(gè)獨(dú)立油池。搖臂減速器的潤(rùn)滑是個(gè)特殊的問(wèn)題。當(dāng)搖臂下傾，滾筒截割底煤時(shí)，搖臂內(nèi)的潤(rùn)滑油積在端頭；反之，上傾截割頂煤時(shí)，搖臂端頭的齒輪得不到良好的潤(rùn)滑。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需設(shè)置回油裝置。另外為了保證噴油潤(rùn)滑系統(tǒng)能正常工作，需要設(shè)置過(guò)濾器、流量監(jiān)測(cè)元件和油位指李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 24 -示器等。采煤機(jī)搖臂和機(jī)頭減速箱連接處，支承搖臂套的軸承載荷重而運(yùn)動(dòng)速度很低，滾筒軸靠近煤壁處的軸承，載荷也很大，這些軸承最好與截割部減速器隔開(kāi)，采用壓力注油器定期注入潤(rùn)滑脂。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明大功率采煤機(jī)截割部應(yīng)采用極壓工業(yè)齒輪油。這種油是在齒輪油中加入極壓添加劑，以改善油液的品質(zhì)，提高抗磨性和抗燒結(jié)性。本機(jī)在齒輪腔中加注 N320 硫磷工業(yè)齒輪油。4 使用說(shuō)明書4.1 產(chǎn)品名稱滾筒采煤機(jī)4.2 產(chǎn)品的用途和使用范圍此滾筒采煤機(jī)可采高：1.6~3.2（米）。截深 0.62m 0.66m。4.3 主要結(jié)構(gòu)由截割部分 搖臂 軸承及其附件組成4.4 使用維護(hù)和注意事項(xiàng)注意定期檢查各部件的受損情況，保證機(jī)器的正常工作。還應(yīng)該保持載荷在允許的范圍之內(nèi)，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)使用壽命的目的。5 標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告5.1 產(chǎn)品圖樣的審查滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)及其工作圖樣符合 ZB/TJ01035.1.9《產(chǎn)品圖樣的基本要求》的規(guī)定。1. 產(chǎn)品圖樣完整、統(tǒng)一表達(dá)準(zhǔn)確清楚、圖樣清楚. 符合 GB4460-84、GB-83《機(jī)械山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 25 -制圖》的規(guī)定。2. 產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標(biāo)準(zhǔn)符合 GB/T1800、3-1998 的規(guī)定。3. 產(chǎn)品圖樣形位公差的選擇與標(biāo)準(zhǔn)符合 GB/T1184-1996 的規(guī)定。4. 產(chǎn)品圖樣的編號(hào)符合 JB/T5054.5-2000《中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)的完整性。5. 圖紙標(biāo)題欄與明細(xì)欄符合 GB/T10609.1-1989GB/T10690.2-1989 的規(guī)定。5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件審查1 產(chǎn)品技術(shù)文件名詞、術(shù)語(yǔ)符合 ZB/TJ01. 0351-90《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件、術(shù)語(yǔ)》及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。2 量和單位符合中華人民共和國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB3100～GB3102-93。6 技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析一直以來(lái)，采煤機(jī)的發(fā)展方向都是向大功率、高效率、采掘厚煤層方面發(fā)展。這符合國(guó)內(nèi)目前的煤炭采掘業(yè)的實(shí)際情況。在以前很多采煤機(jī)也已經(jīng)開(kāi)始采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)，以提高采煤機(jī)的功率。本機(jī)吸取了前人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用多電機(jī)橫向布置電牽引。兩臺(tái)截割部分別由兩個(gè) 250KW 的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，牽引部以及其他的輔助裝置由單獨(dú)的 2 個(gè) 40KW 的電動(dòng)機(jī)或者液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。另外，該機(jī)還可通過(guò)更換電控部及液壓傳動(dòng)部面成為交流變頻調(diào)速電牽引或液壓牽引采煤機(jī)，并且可通過(guò)更換行走部和支承組件，形成 1.1m 和 1.2m 兩種機(jī)面高度，而其它部件通用。本機(jī)機(jī)身矮，裝機(jī)功率大。截割電機(jī)容量調(diào)整范圍寬。為了加寬截割電機(jī)的功率調(diào)整范圍，采煤機(jī)截割部設(shè)計(jì)強(qiáng)度為 300Kw，電機(jī)容量調(diào)整范圍為 150～300Kw，通過(guò)調(diào)整截割電機(jī)容量，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多型。從而能夠更好地適應(yīng)不同工作面煤質(zhì)變化要求。三種容量截割電機(jī)的聯(lián)接尺寸完全相同?？刹芍泻衿∶簩又械挠裁?，是采高范圍1.5～3.2m 硬煤層選擇的理想機(jī)型。該采煤機(jī)可以根據(jù)各個(gè)煤礦企業(yè)煤層的不同，生產(chǎn)不同的機(jī)型以適應(yīng)市場(chǎng)的要求，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的靈活性。另外也節(jié)約了研發(fā)設(shè)計(jì)的時(shí)間和資金。李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 26 -該機(jī)機(jī)械傳動(dòng)都是直齒傳動(dòng)。電機(jī)、行走箱驅(qū)動(dòng)輪組件等均可從老塘側(cè)抽出。故傳動(dòng)效率高，容易安裝和維護(hù)。截割機(jī)械傳動(dòng)鏈設(shè)有扭矩軸過(guò)載保護(hù)裝置，并設(shè)有強(qiáng)制潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)，提高了傳動(dòng)件，支承件的使用壽命。保證可靠性及使用壽命，傳動(dòng)系統(tǒng)中的軸承和高速端的油封采用進(jìn)口件，齒輪材料選用國(guó)內(nèi)最好的鋼種 18Cr2Ni4WA（軍工材料） 。雖然這些材料價(jià)格不便宜，但質(zhì)量?jī)?yōu)異，能夠保證采煤機(jī)的正常工作時(shí)間，提高采煤機(jī)的生產(chǎn)效率。這就應(yīng)了那句買的貴，用的便宜的俗語(yǔ)。機(jī)器采用了強(qiáng)力耐磨滾筒，提高割煤效果和滾筒壽命，降低截齒消耗量和用戶成本。為提高采煤機(jī)的維護(hù)性，液壓傳動(dòng)各主要控制閥，均設(shè)于箱體以外，以便于調(diào)整。為進(jìn)一步提高采煤機(jī)的可靠性，除設(shè)有電機(jī)過(guò)載，過(guò)熱保護(hù)之外，液壓傳動(dòng)設(shè)有恒功率自動(dòng)控制，高壓保 護(hù)和失壓保護(hù)，另外左右截割部（搖臂）高速端各設(shè)有機(jī)械離合，機(jī)身兩端和中間各設(shè)有急停開(kāi)關(guān)。能夠很好的保證機(jī)器的正常工作。7 總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對(duì)采煤機(jī)截割部進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)我對(duì)礦山機(jī)械和采掘機(jī)械都有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和了解。滾筒采煤機(jī)作為煤炭采掘的重要工具之一，已經(jīng)經(jīng)歷了近百年的發(fā)展歷程，目前其設(shè)計(jì)技術(shù)也日趨成熟。本次設(shè)計(jì)主要是在前人的基礎(chǔ)上，對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行改進(jìn)和革新。本次設(shè)計(jì)的采煤機(jī)采用了兩個(gè) 250KW 的大功率電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)左右截割部，另外還還用了 2 個(gè) 40KW 的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)牽引部和采煤機(jī)的輔助設(shè)備。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用集成閥塊結(jié)構(gòu)，管路少，連接可靠；經(jīng)常調(diào)整的閥設(shè)在液壓箱體外，便于檢修和更換；這次設(shè)計(jì)我主要制作截割部的設(shè)計(jì)，在這次設(shè)計(jì)中我對(duì)采煤機(jī)的滾筒、搖臂以及截割部傳動(dòng)系統(tǒng)等做了技術(shù)分析和類比，對(duì)這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行了革新設(shè)計(jì)。該機(jī)的滾筒采用強(qiáng)力耐磨滾筒，提高了割煤效果和滾筒壽命，降低截齒消耗量和用戶成本。搖臂采用彎搖臂。傳動(dòng)系統(tǒng)都采用直齒輪，在最后一級(jí)傳動(dòng)中采用行星輪進(jìn)行傳動(dòng)。 本次所設(shè)計(jì)的采煤機(jī)截割功率大、適用于中厚煤層。 ，另外該機(jī)還可以通過(guò)調(diào)整截割電機(jī)的容量，還可以隨媒質(zhì)的變化實(shí)行一機(jī)多型。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。在以前的課程設(shè)計(jì)中我們大都是對(duì)一個(gè)機(jī)器中的一個(gè)小部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，工作量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。通過(guò)簡(jiǎn)單的查山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 27 -點(diǎn)資料基本上就可以解決問(wèn)題了。而這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)一個(gè)大型的機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，雖然我只做了截割部的設(shè)計(jì)，但工作量卻是以前的好幾倍。而且完全是按照實(shí)際工作中查找資料、調(diào)研、分析、方案論證、整體設(shè)計(jì)再到具體設(shè)計(jì)的步驟走下來(lái)的。這是一次獨(dú)立的設(shè)計(jì)的鍛煉，使我們?cè)O(shè)計(jì)的過(guò)程和步驟有了 更進(jìn)一步的了解，將對(duì)我以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。另外在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中幾乎用到了大學(xué)四年所有的專業(yè)課知識(shí)，包括機(jī)械制圖、機(jī)械原理、材料成型、公差配合，機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造技術(shù)等等。這次設(shè)計(jì)使我們系統(tǒng)的總結(jié)了以前的理論知識(shí)，鞏固了所學(xué)的知識(shí)，加深了對(duì)那些知識(shí)的理解。使我們認(rèn)識(shí)到了所學(xué)專業(yè)知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用方式以及在實(shí)際生產(chǎn)的作用。再者通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我重新認(rèn)識(shí)了機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和設(shè)計(jì)思想。那就是在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程必須在吸取前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，大膽改進(jìn)、大膽創(chuàng)新。自己設(shè)計(jì)的東西需要經(jīng)過(guò)各種各樣的理論和實(shí)踐的檢驗(yàn)，一旦都合格了就可以應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)然也有失敗的時(shí)候，但是不能怕失敗，因?yàn)榍叭说脑O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)就是從不斷的失敗中慢慢摸索出來(lái)的。也就是說(shuō)創(chuàng)新設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的生命力的源泉。最后這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們離校前的一項(xiàng)重要任務(wù)，它是我們從學(xué)校步入生產(chǎn)的橋梁。我們通過(guò)這次設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程有了進(jìn)一步的了解，為我們即將開(kāi)始的工作做一個(gè)心理的準(zhǔn)備。這也應(yīng)該是畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大的意義。雖然在畢業(yè)設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)很多的問(wèn)題，但是這樣的接近實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)習(xí)是非常必要的，它給我們提供了一個(gè)非常好的鍛煉機(jī)會(huì)。這樣的鍛煉很可能對(duì)我們以后的工作生活產(chǎn)生不可替代的影響。李樂(lè)：滾筒采煤機(jī)截割部分的設(shè)計(jì)- 28 -參考文獻(xiàn)[1].陶馳東.采掘機(jī)械（M）.北京：煤炭工業(yè)出版社，1985.10[2].吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.6[3].成 大 先 .機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) （ 單 行 本 ） 常 用 設(shè) 計(jì) 資 料[M].北 京 ： 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 2004.1[4].成 大 先 .機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) （ 單 行 本 ） 機(jī) 械 傳 動(dòng)[M].北 京 ： 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 2004.1[5].成 大 先 .機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) （ 單 行 本 ） 聯(lián) 結(jié) 與 緊 固[M].北 京 ： 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 2004.1[6]. 濮 良 貴 .紀(jì) 名 剛 .機(jī) 械 設(shè) 計(jì) [M].北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 ， 2001[7].大 連 理 工 大 學(xué) 工 程 畫 教 研 室.機(jī) 械 制 圖 [M].北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 ， 1993.5[8].趙 則 祥 .公 差 配 合 與 質(zhì) 量 控 制 [M].河 南 ： 河 南 大 學(xué) 出 版 社 ， 1999.3[9].王 連 明 .機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) [M].哈 爾 濱 ： 哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學(xué) 出 版 社 ，1996.2[10].劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京.高等教育出版社 2004.[11].李占權(quán)、趙宏梅、閆曉林、何燕成.采煤機(jī)滾筒截齒的配置.煤炭技術(shù)，2006，25（5） 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