548.MG200460WD型双电机采煤机截割部设计.doc

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1、摘 要MG200/460-WD型采煤机是一台采用多电机驱动、电机横向布置，采用非机载方式变频调速的无链（Eicotrack）电牵引新型采煤机。该采煤机适用于煤层厚度 1.01.9m，工作面倾角25P0P(两象限变频器)或者45P0P(四象限变频器)，煤层可有一定仰俯角，煤质中硬(f 4)的煤层中开采，能够配套(630)、730、764 等运输机，在综合机械化采煤工作面完成落煤与装煤。采煤机在工作面按斜切方式自开缺口，双向穿梭式采煤。采煤机各部份按组装可分为机身及牵引部，截割部，电气控制及调速设备，液压调高系统，冷却喷雾系统，辅助装置等。本说明书主要介绍了采煤机截割部的设计计算。MG200/46

2、0-WD型采煤机截割部主要是由一个减速箱和四级齿轮传动组成，截割部电机放在摇臂内横向布置，电动机输出的动力经由三级直齿圆拄齿轮和行星轮系的传动，最后驱动滚筒旋转。截割部采用四行星单浮动结构，减小了结构尺寸，采用大角度弯摇臂设计，加大了过煤空间，提高了装煤效果。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。本说明书主要针对主要部件的设计计算和强度校核进行了叙述和介绍。此外，还对MG200/460-WD采煤机的使用与维护进行了说明，以便能更好的发挥该采煤机的性能，达到最佳工作效果。关键词：采煤机；截割部；减速箱；行星轮系；传动齿轮；设计Abstrac

3、tMG200/460 - WD type coal winning machine is a using motor drive, motor horizontal layout, using the way of airborne inverter Eicotrack chain (new) in electrical traction shearer. This machine is suitable for coal seam thickness 1.0 1.9 m, face 25P0P acuities Angle two quadrant inverter) or (45P0P a

4、cuities quadrant (coal), frequency converter, can have certain Yang bow Angle of coal hard (f) in more than 4 coal mining, can complete (6.3), 73, 133 etc, the comprehensive mechanized transport coal mining face complete loading. The coal mining machine in the face by crosswise way since open, two-w

5、ay shuttle type coal.The coal mining machine parts assembly can be divided according to the airframe and traction, cutting part, electrical control, hydraulic control equipments and system, cooling system, auxiliary device spray.This manual mainly introduces the coal mining machine cutting part desi

6、gn calculation. MG200/460 - WD type coal winning machine cutting part is mainly composed of a gear reducer and 4, cutting part motor on horizontal layout, motor rocker within the power output by triple straight tooth planetary gear transmission round on the drive, and the final drive roller rotation

7、. Cutting part adopts four planets sheet floating structure, reduce the size of large Angle, structure design, increase the rocker bend over coal space and improves coal loading effects.In the design process of cutting part of the shaft, transmission gears, bearings and connecting with the internal

8、components etc design and calculation, the intensity and selection. This manual mainly aimed at the main parts of the design calculation and intensity is described and the introduction.In addition, MG200/460 - on the coal mining machine WD use and maintenance, so as to better use the coal mining mac

9、hine performance, to achieve the best effect.Keywords: coal winning machine, Cutting part, Reducer, Planetary gear train, Transmission gears, design第1章 概述0第1.1节 采煤机发展的历史和现状0第1.2节 我国采煤机30多年的发展进程1第1.3节 国外采煤机的发展8第1.4节 采煤机的发展趋势11第1.5节 采煤机的类型及主要组成13第2章 总体方案的确定15第2.1 节MG200/460-WD型采煤机简介15第2.2节 摇臂结构设计方案的确定

10、17第2.3节 截割部电动机的选择18第2.4节传动方案的确定19第3章 传动系统的设计23第3.1节各级传动转速、功率、转矩的确定23第3.2节 齿轮设计及强度效核26第3.3节轴的设计及强度效核32第3.4节截割部行星机构的设计计算37第4章 采煤机的使用与维护50第4.1节 采煤机使用过程中常见故障与处理50第4.2节 大功率采煤机截割部温升过高现象及解决方法52第4.3节 采煤机轴承的维护及漏油的防治53第4.4节 煤矿机械传动齿轮失效的改进途径56第4.5节 硬齿面齿轮的疲劳失效及对策62第4.6节 井上检查与试运行66第4.7 节 采煤机的操作66第4.8节 采煤机的井下安装：68

11、第4.9节 采煤机的维护70第4.10节 采煤机常见故障的一般处理方法71 第1章 概述第1.1节 采煤机发展的历史和现状20世纪 40年代初，英国和前苏联相继研制出了链式采煤机。这种采煤机是用截链式截落煤，在截链上安装有被称为截齿的专用截煤工具，其工作效率低。同时德国研制出了用刨削方式落煤的刨煤机。50年代初，英国和德国相继研制出了滚筒式采煤机，在这种采煤机上安装有截煤滚筒，这是一种圆筒形部件，其上安装有截齿，用截煤滚筒实现落煤和装煤。这种采煤机与可弯曲输送机配套，奠定了煤炭开采机械化的基础。这种采煤机的主要缺点有二：其一是截煤滚筒的高度不能在使用中调整，对煤层厚度及其变化适应性差；其二是截

12、煤滚筒的装煤效果不佳，限制了采煤机生产率的提高。进入60年代，英国、德国、法国和前苏联先后对采煤机的截割滚筒做出革命性改进。1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；2把圆筒形截割滚筒改进成螺旋叶片截煤滚筒，即螺旋滚筒，极大地提高了装煤效果。这俩项关键的改进是滚筒式采煤机称为现代化采煤机械的基础。可调高螺旋滚筒采煤机或刨煤机与液压支架和可弯曲输送机配套，构成综合机械化采煤设备，使煤炭生产进入高产、高效、安全和可靠的现代化发展发展阶段。从此，综合机械化采煤设备朝着大功率、遥控、遥测方向发展，其性能日臻完善，生产率和可靠性进一步提高。工矿自动检测、故障诊断以及计算机数据处理

13、和数显等先进的监控技术已经在采煤机上得到应用。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

14、、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。第1.2节 我国采煤机30多年的发展进程1.2.1 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

15、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

16、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。1.2.2 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”45m一

17、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8

18、0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

19、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。1.2.3 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MG2X

20、400W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直流电牵引全套技术的基础上，开发出MG400/900-WD和MG250/600-

21、WD型两种电牵引采煤机，鸡西煤机厂、辽源煤机厂也开发了交流电牵引采煤机。国产电牵引采煤机虽然发展速度很快，但在性能和可靠性上与世界先进国家的I采煤机相比，还存在较大的差距，所以一些有实力的矿务局，在装备高产高效工作面时，把目光移到国外，进口国外先进电牵引采煤机。如神府华能集团引进美国的7LS、6LS电牵引采煤机；兖州矿业集团公司引进德国的SL-500型和日本的MCLE-DR102型交流电牵引采煤机，但由于价格昂贵，故引进数量较少，90年代采煤机技术发展的特点如下：1多电机驱动横向布置的总体结构成为电牵引采煤机发展的主流我国开发的电牵引采煤机，一般都采用横向布置。各大部件由单独的电动机驱动，传动

22、系统彼此独立，无动力传递，结构简单，拆装方便，因而有取代电动机纵向布置的趋势。2我国采煤机的主要参数与世界先进水平的差距在缩小在装机功率方面，我国的液压牵引采煤机装机功率达到800KW，电牵引采煤机装机功率达到1020KW，其牵引功率为2X50KW，可满足高产高效工作面对功率的要求。在牵引力和牵引速度方面，电牵引的最大牵引力已达到700KN，最大牵引速度达1256m/min,微处理机的工矿监测、故障显示、无线电离机控制等方面已达到较高技术水平。3液压紧固技术的开发研究取得成功采煤机连接构件经常松动是影响工作可靠性的重要因素，而且解决难度较大，液压螺母和专用超高压泵，在电牵引采煤机中得到推广应用

23、，防松效果显著，基本解决采煤机连接可靠性的问题。回顾这30多年我国采煤机发展的历程，走的是一条自力更生和仿制引进结合的道路，也是一条不断学习国外先进技术为我所用的发展道路，从20世纪70年代主要靠进口采煤机来满足我国生产需要，到近年几乎是国产采煤机占我国整个采煤机市场，这也是个了不起的进步。我国煤矿综合机械化采煤设备的研制水平，经过几十年的引进技术、消化吸收和自主研发，已有长足进步。国内某些技术如综采放顶煤支架技术处于国际领先水平；国产综采设备的主要技术参数已接近或达到本世纪初的国际先进水平，落后约5年；国产综采设备的机电一体化程度接近或达到20世纪90年代中期的国际先进水平，落后约10年；国

24、产综采设备的可靠性接近或达到20世纪90年代初的国际先进水平，落后约15年。国产设备的价格约是引进设备的1/2，中国煤机制造企业设计制造的煤矿机电装备已经广泛地在国各类煤矿中使用，成为中国煤矿工业技术装备的主体，为中国煤矿安全生产和高产高效矿井的建设提供了可靠的保证。我国20世纪80年代曾大量引进德国、英国、波兰、日本液压牵引采煤机；通过技贸结合于80年代引进英国液压牵引采煤机技术、90年代引进德国直流电牵引采煤机技术；通过引进消化于80年代掌握了德国液压牵引采煤机技术；通过引进消化再创新于90年代掌握了国际先进的交流变频电牵引采煤机技术、 2005年初步掌握了大功率大采高采煤机技术和机电一体

25、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。2001年能量回馈型四象限交流变频技术、2002年中压开关磁阻调速和中压电磁调速、2005年中压交流变频调速技术标志着我国采煤机电气调速技术达到或接近国际先进水平。目前我国已经研制生产截高15.5m、倾角055、装机功率1002215kW、供电电压6603300V的滚筒式采煤机系列产品。2001年全国生产采煤机161台；其中电牵引采煤机21台，占13%。2005年全国生产采煤机516台，其中电牵引采煤机244台，占 47%。五年中采煤机增长了2.2倍，电牵引采煤机增长了10.6倍

26、。1990年我国掌握并向波兰出口交流变频电牵引技术，1998年以来我国已向印度、孟加拉、越南、俄罗斯等国出口200600kW的液压牵引采煤机和930kW的电牵引采煤机14台。国内主要生产企业有鸡西煤矿机械公司、西安煤矿机械厂、太原矿机集团公司、天地科技股份有限公司上海分公司等，其2005年生产的采煤机分别占全国的26%、18%、13%、9%。2大功率厚煤层电牵引采煤机大功率厚煤层电牵引采煤机（以下简称采煤机），2002年来引进27台，2004年列入国家科技部项目“45m厚煤层综采关键技术与成套装备”的子项，2006年列入国家发改委项目“年产600万t综采成套装备研制”的子项。2001年天地科技

27、股份有限公司率先开始研制，2005年810月西安的MG750/1910WD、上海的MG750/1815GWD、鸡西的MG850/2040WD、太矿的MG750/1800型采煤机相继出厂并参加北京国际采矿展。到2006年10月上海MG7501815在大同、万利，在华泰（MG800/1915），西安MG750/1910WD在大同已先后采煤 1Mt以上。同煤集团四老沟矿在相近条件下使用EickhoffSL500和国产MG800/1915WD，到2006年9月累计采煤面积分别为920200m2和209838m2，平均产量分别为5415t/d和3776t/d，在相近的低强度开采条件下，国产采煤机达到进口

28、采煤机产量的70%。到2006年10月，同煤集团白洞矿使用MG750/1815WD累计采煤面积126633m2，平均产量3121t/d。在神华主力工作面的高强度开采条件下，目前还不敢用国产采煤机。第1.3节 国外采煤机的发展今年4月份，全球最大的煤炭开采设备生产商之一的JoyGlobalInc.(JOYG)获得了其在华建厂的首张执照。 这家坐落在天津市的工厂预计将于2007年年初投产。实际上，此次建厂正是JoyGlobal提高在华销量计划的一部分，公司的目标是2010年将在华销售额从2005年的1.7亿美元提升至5亿美元。 面对中国不断扩大的采矿设备市场，许多外国公司都在跃跃欲试，JoyGlo

29、bal并不是唯一的一家。德国的DBTGroup、EickhoffCorp.、瑞典的SandvikMiningandConstructionLtd.及其他一些大型国际采煤设备生产商都已设法进入了中国市场。 煤矿伤亡事故频发及采煤效率低下问题引起了中国政府的担忧，目前中国国内正积极地推进煤炭行业的改革重组。未来几年，中国将关闭更多能效低下且存在安全问题的小型煤矿，转而组建一些大型煤炭生产集团。在这样的背景下，对于高端采矿设备的需求也在相应上升。而国内的相关设备供应商却无法满足此类需求，这就给海外生产商提供了抢占市场立足点的机会。美国驻中国使馆事务处的一位资深商务专家梅报春表示，从开采效率、设备质量

30、、对矿山的环境保护及安全和健康等方面来考虑，中国的主要采煤设备普遍落后其他国家10-15年。虽然中国是全球最大的煤炭生产国，2005年的煤炭总产量达21.1亿吨，但中国煤矿的安全纪录则非常糟糕。几乎每天都有因煤矿爆炸、透水和塌方导致矿工丧生的报导。2005年，中国共有5,986名煤炭工人在事故中丧生。中国的煤矿数量接近2.5万座，其中90%以上是村镇所有的小型煤矿。1 高端采矿设施需求强劲目前，中国煤矿的机械化程度平均为42%，小型煤矿的机械化程度则更低。极低的自动化和机械化水平意味着煤炭采出率少得可怜。中国煤矿目前的平均采出率仅为35%左右，小型煤矿的采出率更是不到10%。煤炭行业的数据显示

31、，中国约五分之二煤矿的年产量均不到3万吨。除了关闭安全状况差及非法的煤矿（此类煤矿使用的一般都是小型采矿设备）外，中国还将在2010年前建立13个大型煤炭生产基地，并组建5-7家年产量超过1亿吨的大型煤炭生产商。在2010年年底前，国有大中型煤矿的机械化程度将从目前75%的平均水平分别提高至95%和80%。不过，凯基证券(KGISecurities)分析师张伟(AaronZhang)表示，国产的采煤设备已经过时，而且主要是在小型煤矿中使用。实际上，刨煤机、综掘机和支架等一些关键的井下采煤设备还需依赖进口。中国90%的煤矿都属于井下作业。JoyGlobal的一位管理人士表示，该公司在中国最畅销的

32、产品是连续采煤机，这种设备已在美国和其他发达国家的大型煤矿中得到了普遍使用。这位不愿透露姓名的管理人士称，到目前为止，中国的生产商已生产出几台类似的样机，但还远没有达到真正的商业化水准。2 中国市场吸引全球关注过去几年来，外国采煤设备生产商亲眼目睹了在华销售额的大幅增长。2003年，JoyGlobal在中国的销售额仅为5,000万美元，但2004年很快激增至1.4亿美元，2005年为1.7亿美元，今年有可能达到2亿美元。其他外国公司当然也没有袖手旁观。2005年末，德国DBT集团与中国的煤炭公司达成了三笔大宗合同，这使其中国客户的数量在不到18个月的时间里由5个增加到11个。其中有一份合同就是

33、和中国煤炭产量最大的生产商神华集团有限责任公司(ShenhuaGroupCorp.，简称：神华集团)签定的，这也是DBT有史以来签订的最大的一笔订单。该公司在新闻稿中称，合同履行完成后，DBT对神华集团的支架交货量将达到2,700架。不仅是采煤设备生产商，一些投资公司也开始进入了这片市场.6月14日，总部在纽约的投资公司JordanCo.旗下InternationalMiningMachineryLtd.宣布，已向国有黑龙江煤矿机械集团有限公司,收购了鸡西煤矿机械有限公司和佳木斯煤矿机械有限公司的全部股权。上述交易在国内遭到激烈的批评，一些业内人士指出，当地政府不应该把一切都卖给海外公司，因为

34、这两家采煤设备制造企业生产的综掘机和支架各占到国内销量的近40%。 JoyGlobal的一位管理人士表示，当前最大的挑战是中国政府正在不断要求煤炭企业购买国产设备。该管理人士称，除民族主义情绪外，价格也是一个问题，进口采煤设备通常比国产设备贵2-3倍。 第1.4节 采煤机的发展趋势80年代以来，滚筒式采煤机在结构、性能参数、可靠性和易维修性上都有很大的改进。归结起来，滚筒式采煤机有以下特征和发展趋势：1）增大功率和能力为了适应综采工作面高产、高效和在不同地质条件下快速截割煤岩的需要，不论厚、中厚和薄煤层的采煤机均在不断增大装机功率和生产能力。2）电牵引采煤机已成为主导机型目前电牵引采煤机已成为

35、德国、英国、美国、日本和法国等主要生产国的主导机型。3）增大牵引速度和牵引力，并改进无链牵引机构为了适应综采高产高效的要求，近代采煤机的牵引速度和牵引力都有较大的增大。4）机器的结构布置有新的发展 近年来不断发展和研制出了多机横向布置、部件可侧面拉装的整机箱式机身、纵向布置采煤机的牵引部和截割部合为一个部件、破碎机采用单独电动机传动、改进挡煤板传动装置、无底托架或不用整体底托架等新的结构布置方式。5）截割滚筒的革新和改进 截割滚筒的改进是围绕增大截深、减低煤尘、增大块煤率和提高寿命等目标进行的其主要改进有增大截深、采用强力截齿、增大块煤率和减少煤尘生成、滚筒设计CAD、高压水射流喷雾降尘和助切

36、、加固滚筒结构等方面。6）扩大采煤机的使用范围，不断开发难采煤层的机型 薄煤层、厚煤层、硬粘并有夹矸煤层、大倾角、破碎顶板等难采煤层的机型的发展有，开发出了薄煤层、厚煤层、大倾角、短机身、窄机身等机型。7）提高采区工作电压 80年代以前，各国采区工作面设备电压多为1000V左右。随着综采设备向大功率发展，目前采煤机最大功率达1220kW，截割电机最大功率达6000kW，刮板输送机最大功率达1125kW，驱动电机最大功率达525 kW，加上工作面长度的不断增长，所以必须提高采区的供电电压，目前各国生产的大功率采煤机，其供电电压一般为2300、3300、4160和5000V等几档。8）采用微电子技

37、术，实现机电液一体化的采集、工况监测、故障诊断和自动控制现代采煤机均装有功能完善的用微处理器控制的数据采集、工况监测、故障诊断和自动控制，这是代表采煤机水平的重要标志。现代采煤机的微处理系统除了工况监测，还可以对其采集信息进行分析处理，再输出显示、存储、控制和传输等，以实现检测、预警、保护、健康诊断、事故查询、维修指导和调度分析等多种功能。9）贯彻标准化、系列化和通用化原则，加速开发适合不同地质条件的新机型 目前各主要采煤机生产厂家都十分重视三化原则，将采煤机各主要部件（如电动机、截割部固定减速箱、摇臂、滚筒、牵引部、截牵箱、行走箱、牵引机构等）制定标准，作为适合不同条件的通用部件，各部件间的

38、连接尺寸一致。这样，就可以根据不同的地质条件的要求，很容易用积木式方法将各部件组合成新机型，以扩大采煤机的系列和加速研制过程。10）提高采煤机的可靠性和寿命，提高易维修性，缩短井下更换部件时间，延长大修周期，提高机器的使用率和开机率。第1.5节 采煤机的类型及主要组成采煤机有不同的分类方法：按工作机构形式可分为滚筒式、钻削式和链式采煤机；按牵引方式可分为链牵引和无链牵引采煤机；按牵引部位置可分为内牵引和外牵引；按牵引部动力可分为机械牵引、液压牵引与电牵引；按工作机构位置可分为额面式与侧面式；还可以按层厚和倾角来分类。第2章 总体方案的确定第2.1 节MG200/460-WD型采煤机简介2.1.

39、1MG200/460-WD型采煤机简介MG200/460-WD型采煤机是一台采用多电机驱动、电机横向布置，采用非机载方式变频调速的无链（Eicotrack）电牵引新型采煤机。该采煤机适用于煤层厚度 1.12.2m(2.6m)，工作面倾角25P0P(两象限变频器)或者45P0P(四象限变频器)，煤层可有一定仰俯角，煤质中硬(f 4)的煤层中开采，能够配套(630)、730、764 等运输机，在综合机械化采煤工作面完成落煤与装煤。采煤机在工作面按斜切方式自开缺口，双向穿梭式采煤。采煤机各部份按组装可分为机身及牵引部，截割部，电气控制及调速设备，液压调高系统，冷却喷雾系统，辅助装置等。2.1.2主要

40、技术参数该机的主要技术参数如下：采高m10-1.9 截深mm600 适应倾角 25 适应煤质硬度F4滚筒转速r/min 44.36 摇臂长度mm 1896 牵引速度m/min 0-6-10 牵引型式摆线轮-销轨无链牵引、交流变频牵引机面高度mm 853最小卧底量mm 265 灭尘方式内外喷雾装机功率kw 2（2100）+225+10=460 电压v 11402.1.3MG200/460-WD型采煤机主要特点1 机身及牵引部1.1 主机身分三段，由左牵引部、右牵引部、电控箱组成，与以往相比，取消底托架结构，采用键及高强度液压螺栓联接，简单可靠，装拆方便。1.2 左、右牵引箱分别由2 台25kW

41、交流牵引电机驱动，通过牵引减速机构来驱动左、右行走轮，行走轮与销轨啮合，驱动采煤机沿输送机行走。2 截割部2.1 左、右截割部通过销轴铰接在机身上，没有动力传递，与以往相比，取消了螺旋伞齿轮复杂传动结构。2.2 为了增大装机功率和降低机面高度，左、右截割部分别由各自的两个截割电机驱动，每个电机功率为100kW，每个摇臂的总传递功率为200kW。2.3 电机采用横向布置方式且布置在销排以外，利于保证下切深度。2.4 截割机构包括电机，经圆柱直齿轮、行星机构减速后，通过花键轴上的方型联接套与螺旋滚筒连接，来驱动滚筒旋转。2.5 截割电机安装在摇臂上，每个摇臂上采用两个100kW 的电机联合驱动，以

42、满足大功率与较低机面高度的需要；2.6 摇臂回转采用铰接结构，与采煤机机身没有机械传动，回转部分的磨损和机身联接螺栓的松动不会对截割传动部齿轮啮合产生不利影响。2.7 摇臂齿轮传动均采用直齿圆柱齿轮，结构简单，传动效率高。2.8 采用水套冷却，以降低摇臂齿轮箱的温度。第2.2节 摇臂结构设计方案的确定由于煤层地质条件的多样性，煤炭生产需要多种类型和规格的采煤机。利用通用部件，组装成系列型号的采煤机，可以给生产带来很多方便。系列化、标准化和通用化是采掘机械发展的必然趋势。所以，这里把左右摇臂设计成对称结构。第2.3节 截割部电动机的选择由设计要求知，截割部功率为22100KW，即每个截割部功率为

43、200KW由两个发动机共同驱动，根据矿下电机的具体工作情况，要有防爆和电火花的安全性，以保证在有爆炸危险的含煤尘和瓦斯的空气中绝对安全;而且电机工作要可靠，启动转矩大，过载能力强，效率高。电动机YBCS3-100,其主要参数如下：型号 YBCS3-100 工作制 S1功率(kW) 100 接法 Y极数 4 绝缘等级 H额定电压(V) 1140 冷却方式 水套冷却额定电流(A) 68 冷却水量(l/min) 25频率(Hz) 50 冷却水压(MPa) 1.5转速(r/min) 1470 外形尺寸 400870该电机总体呈圆形, 其电动机输出轴上 带有渐开线花键，通过该花键电机将输出的动力传递给摇

44、臂的齿轮减速机构。截割电机第2.4节传动方案的确定2.4.1传动比的确定 滚筒上截齿的切线速度，称为截割速度，它可由滚筒的转速和直径计算而的，为了减少滚筒截割产生的细煤和粉尘，增大块煤率，滚筒的转速出现低速化的趋势。滚筒转速对滚筒截割和装载过程影响都很大；但对粉尘生成和截齿使用寿命影响较大的是截割速度而不是滚筒转速。总传动比 电动机转速 r/min 滚筒转速 r/min2.4.2 传动比的分配在进行多级传动系统总体设计时，传动比分配是一个重要环节，能否合理分配传动比，将直接影响到传动系统的外阔尺寸、重量、结构、润滑条件、成本及工作能力。多级传动系统传动比的确定有如下原则：1各级传动的传动比一般

45、应在常用值范围内，不应超过所允许的最大值，以符合其传动形式的工作特点，使减速器获得最小外形。2.各级传动间应做到尺寸协调、结构匀称；各传动件彼此间不应发生干涉碰撞；所有传动零件应便于安装。3使各级传动的承载能力接近相等，即要达到等强度。4使各级传动中的大齿轮进入油中的深度大致相等，从而使润滑比较方便。由于采煤机在工作过程中常有过载和冲击载荷，维修比较困难，空间限制又比较严格，故对行星齿轮减速装置提出了很高要求。因此，这里先确定行星减速机构的传动比。本次设计采用NWG型行星减速装置，其原理如图所示：该行星齿轮传动机构主要由太阳轮a、内齿圈b、行星轮g、行星架x等组成。传动时，内齿圈b固定不动，太

46、阳轮a为主动轮，行星架x上的行星轮g面绕自身的轴线oxox转动，从而驱动行星架x回转，实现减速。运转中，轴线oxox是转动的。这种型号的行星减速装置，效率高、体积小、重量轻、结构简单、制造方便、传动功率范围大，可用于各种工作条件。因此，它用在采煤机截割部最后一级减速是合适的，该型号行星传动减速机构的使用效率为0.970.99,传动比一般为2.113.7。如上图所示，当内齿圈b固定，以太阳轮a为主动件，行星架g为从动件时，传动比的推荐值为2.79。查阅文献4,采煤机截割部行星减速机构的传动比一般为46。这里定行星减速机构传动比 则其他三级减速机构总传动比 33.144.75=6.98由于采煤机机身高度受到严格限制，每级传动比一般为根据前述多级减数齿轮的传动比分配原则和摇臂的具体结构，初定各级传动比为： 以此计算，四级减速传动比的总误差为： 1.672264.75）33.1402在误差允许范围5内，合适。第3章 传动