发布时间 : 星期三 文章采煤机截割部传动系统的几何参数设计毕业设计论文更新完毕开始阅读4f55bf9b29ea81c758f5f61fb7360b4c2f3f2a4e
电动机是采煤机的动力来源，驱动采煤机行走，驱动滚筒截割煤层。一般大型采煤机有四个电动机，左右各一个牵引电机和一个截割电机。分别完成左右截割和行走功能，而且相互独立，这样便于维修。牵引部由牵引电机驱动，实现左右行走，速度可以控制，一般情况下，左右牵引部只有一个在进行工作，要么左，要么右，不会同时工作的。截割部的主要作用就是将截割电机的动力传给滚筒，使滚筒旋转起来，滚筒就相当于是切割煤层的刀具，在滚筒的作用下，煤层被切成块状，掉落在输送机运出煤矿。其他一些附属装置就不一一介绍了。
1.4采煤机截割部的结构及技术特征
1.4.1采煤机截割部传动方式的确定
截割部的作用就是驱动滚筒旋转，那么怎样滚筒才能旋转呢？滚筒旋转需要一个动力驱动，所以截割电机就给滚筒提供动力来源，但是电机提供的转速过高，转矩偏小，所以不能直接传递给滚筒，因此需要一个中间变量把电机的高速度低转矩变化为低转速大转矩。这个中间变量的过程就是由减速箱来完成的，在采煤机中减速箱的尺寸不能太大，不然的话不利于采煤机的运转，而且造成结构复杂，体积庞大，所以截割部在设计中必须具有合适的尺寸，但是还必须满足强度和其他方面的要求。所以截割部的设计是一个非常复杂的过程。所以在零部件选用上要格外注意，不仅要符合要求，还必须在一定的尺寸范围内才行。采煤机截割部是整个采煤机的关键，消耗了采煤机大部分功率，因此对传动装置要求很高。在机体的设计过程中要满足强度和刚度，还必须满足一定的可靠性，当然在装配的过程中还需要考虑到配合的一些问题，所以对尺寸的要求极高，一不小心一个尺寸的错误就可能导致最后生产出来的采煤机不能运转，或者装配的时候发生干涉，不能正常配装。在这些严格的要求下，截割部中零部件的几何尺寸要反复修改，力争在满足各种条件的要求下尽可能使尺寸保持在合适的范围内。
1.4.2采煤机截割部的传动方式
采煤机截割部常见的传动方式有以下四种[1]如图1-3所示。截割部传动的方式大概就分为这四种，每种方式有各自的特点。但也有共同的特点，都是电动机提供动力源，由减速系统减速，最后输出给滚筒，进行切割煤层。在四种方式里最简单的是第三种，由电动机把动力传给减速箱，在经减速箱传给滚筒，尺寸链
短小，简单。第一种比第三种多了一个摇臂，摇臂可以调节滚筒高度，从而适合切割不同的煤层。第二种比第一种多了行星齿轮传动。行星齿轮设计相对比较复杂一点，但是他有不可替代的一些优点，尺寸小，减速大，所以一直被人们所青睐。第四种比第二种少了一个固定的减速箱，从而缩短了传动的距离，效率更高。这四种方式有各自的优缺点，在选择的时候要根据具体的环境和设计要求，选择最合适的一个，在不同工作面，不同的矿井中，对采煤机的要求不一样。当然在设计上可能就采用不同的传动方式，视具体情况具体对待，不可以形成固定的惯性思维，适当的时候还要突破常规，勇于创新，那样才会取得更大的成就。
图1-3 采煤机截割部四种传动方式
1.4.3采煤机截割部传动方式的选择
对以上传动方式进行认真分析，分析其优点和缺点，再根据我设计的题目，经过认真的讨论和商议，最后我选择的传动方式是:电动机—摇臂—行星齿轮传动—滚筒（如图1-4）。该截割部通过销铰接在机身上，可以实现摇臂的摆动，因此可以使滚筒达到不同的高度，有利于采煤。摇臂和机身是铰接关系，没有其他动力的传递，这样可以提高安全性和可靠性，可以最大程度扩大采煤空间，他的电机横向布置于摇臂上，这样便于减小尺寸，增加可靠性和强度，使得截割部在布局上显得结构紧凑合理。减速箱内都采用的是标准直齿圆柱齿轮传动。直齿圆柱齿轮有很多优点，例如：强度高，传递动力平稳，机械效率高，因为是标准件，一旦某一个零件发生故障了，可以及时更换零部件，使用标准件也可以减小复杂的加工程序，降级成本，增加收益。便于安装和维护。在控制方面，截割电机使用的是旋转开关，操作简单方便。在控制上截割部还需要对牵引速度进行控
制，不能过高也不能过低，要符合实际的工作要求。一般情况下还需要进行调高控制，摇臂不能在一个高度一直工作，他必须伴随着采煤机的行进而上下摆动，这样才能切割不同高度的煤层，当采煤机发生不能扭转的故障时，要求他必须立刻停止工作，因此必须有一个紧急制动的开关，在一些突发的情况下，可以立即让机器停止运转，以免造成更大的伤害。在液压系统当中，绝不能出现漏油等现象，所以各种管路连接必须可靠，控制阀要便于操作，管路不能随意安放，所以在设计中要格外注意。减速器中还有一个非常重要组件设计，那就是行星系统，有的采煤机使用多级行星系统，最少也采用单级行星系统。在采煤机截割部使用行星系统的目的在于减少结构尺寸。因为行星机构有很多优点，行星机构结构紧凑，承载能力大，机械效率高。所以行星机构被应用采煤机中，但是行星机构设计复杂，加工困难，技术要求高，所以设计行星机构显得异常重要。在符合强度、刚度、安全性、可靠性的前提条件下，尽量减小尺寸，以满足设计的需求。图1-4所示表示采煤机截割部传动系统简图。
图1-4采煤机截割部传动系统简图
1.5本章小结
本章简述了采煤机截割部传动系统几何参数设计的意义，以及国内外采煤机的发展状况，技术特点，研究现状。叙述了采煤机的分类方法以及采煤机机构的组成。叙述了四种主要的传动方式，并分析了每种方式的特点与不同。在了解采
煤机传动方式的基础上，对采煤机截割部传动方式进行了选择。
2 采煤机截割部传动参数的确定
2.1采煤机截割部总传动比的计算
采煤机选用的是隔爆型三相异步电动机，电机的功率为400KW，额定转速
nm?1482rmin，滚筒转速为nw?35rmin。根据上述条件就可以求出总的传动
比i总?电机输入转速1482rmin??42.34滚筒输出转速35rmin。此传动比较大，不能直接传递，所
以要分级传动，最后采用四级传动。若传动装置由多级串联而成，则必须使各级传动比的乘机等于总传动比[8]。
2.2采煤机截割部传动比的分配
表2-1采煤机截割部传动比数值表
级数 传动比i 一级传动比 i13?1.7 二级传动比 i45?1.8 三级传动比 i68?2.3 四级传动比 i行星?6 如表2-1所示，对采煤机截割部总传动比进行分配，采煤机截割部实际分配后的总传动比为：i总?1.7?1.8?2.3?6?42.2[3]
2.3采煤机截割部各轴的转速n、功率P、转矩T
2.3.1采煤机截割部各轴的转速n
n1?n电机?1482rmin n2?n1?1482rmin
n3?n2i1?14821.7?872rmin n4?n3i2?8721.8?484rmin
n5?n4?484rmin
n6?n5i3?4842.3?210rmin n7?n6i行星?2106?35rmin