薄煤层电牵引采煤机牵引部结构设计(编辑修改稿)

薄煤层电牵引采煤机牵引部结构设计(编辑修改稿)内容摘要：

815 1 915 2 215 1 910 2 040 1 800 变频器 安川 CIMR—G7 ABB ACS 800 ABB ACS 800 ABB ACS 800 故障诊断检测 较全面 较简单 较全面 较全面 主控 工控机 CAN 总线 PLC 工控机 CAN总线 工控机 CAN 总线 远程通讯 有 无 有 有 记忆截割 有 无 有 有 采煤机简述 采煤机的分类 滚筒采煤机的类型很多，可按滚筒数目、行走机构形式、行走驱动装置的调速传动方式、行走部布置位置、机身与工作面输送乳汁机配合导向方式、总体结构布置方式等分类。 按滚筒数目分为单滚筒和双滚筒采煤机，其中双滚筒采煤机应用最普 遍。 按行走机构形式分钢丝绳牵引、链牵引和无链牵引采煤机。 按行走驱动装置的调速方式分机械调速、液压调速和电气调速滚筒采煤机（通常简称机械牵引、液压牵引和电牵引采煤机）。 按行走部布置位置分内牵引和外牵引采煤机。 按机身与工作面输送机的配合导向方式分骑槽式和爬底板式采煤机。 按总体结构布置方式分截割（主）电动机纵向布置在摇臂上的采煤机和截割（主）电动机横向布置在机身上的采煤机、截割电动机横向布置在摇臂上的采煤机。 按适用中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 10 的煤层厚度分厚煤层、中厚煤层和薄煤层采煤机。 按适用的煤层倾角分缓斜、大倾角和急斜煤层采煤机。 滚筒式采煤机 滚筒式采煤机是 一种铣削式浅截深采煤机， 它 由截割部分、牵引部分和动力部分组成。 截割部分包括工作机构和减速器，牵引部分包括行走机构（链轮、牵引链及其拉紧装置）和液压传动装置，动力部分包括电动机和电气控制箱。 另外，还有辅助装置，包括底托架、电缆架、喷雾装置和信号照明等设备。 滚筒采煤机适于在煤层厚度变化小、无夹石、地质构造简单、煤层倾角 15176。 以下、顶板易于管理的条件下使用。 倾角较大时，需装防滑装置。 滚筒采煤机骑在可弯曲刮板输送机上工作，沿工作面往返运行。 螺旋式滚筒上装有按一定规律排列的截齿。 滚 筒转动时，截齿按一定顺序在煤体上先后截出很多沟槽，使沟槽之间的煤体破落，通过滚筒旋叶和弧形挡煤板装入输送机。 滚筒直径为测量到截齿齿尖的截割直径。 根据滚筒数目， 滚筒 式 采煤机 可以 分 为 单滚筒和双滚筒两种： （ 1） 单滚筒采煤机 单滚筒采煤机的 进刀方式有三种： ① 先进刀后移机头，一般采用斜切进刀，这种方式简单易行，但进刀时间长； ② 先移机头后进刀，能充分利用工时，但开缺口工作量大； ③ 进刀同时移机头，进刀简单，时间短，但需强力推移输送机的设备。 割煤方式有两种： ① 单向采煤，采煤机上行进一刀割煤，下行装煤。 优点是能充分利用机器装煤，效率高，但工作面割一刀时间长，顶板悬露时间长，一般适用于顶板稳定、采高较大、装余煤量大的煤层。 ② 双向采煤，往返各进一刀。 优点是能提高工时利用率，工作面生产能力大，支护顶板及时，工序紧凑，但采高大时清浮煤工作量大。 （ 2） 双滚筒采煤机 双滚筒采煤机为 一次采全厚，采煤机两端各有一个滚筒。 前滚筒在上割顶煤，后滚筒在下割底煤。 两滚筒一般相背旋转，司机左侧滚筒用左螺旋，司机右侧滚筒用右螺旋。 也可相向旋转，司机左侧滚筒用右螺旋，司机右侧滚筒用左螺旋。 一般采用双向采煤，先进刀后移机头的斜切 进刀方式；也可采用进刀同时移机头的正切进刀方式。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 11 1截割部； 2轴承架； 3牵引部； 4动力箱； 5中间箱； 6液压装置 图 采煤机总体结构图 如图 所示，该采煤机主要由牵引部、截割部、电动机和附属装置等部分组成。 电动机是采煤机的动力部分，它通过两端输出轴分别驱动两个截割部和牵引部。 采煤机的电机都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以缩小电动机的尺寸。 牵引部通过其主动齿轮与固定在工作面输送机一侧的销轨啮合，使采煤机沿工作面移动，因此，牵引部是采煤机的行走机构。 左右截害 U部减速箱将电动机的动力经 齿轮减速后传给摇臂的齿轮，驱动滚筒旋转。 滚筒是采煤机落煤和装煤的工作机构，滚筒上焊有端盘及螺旋叶片，其上装有截齿。 螺旋叶片将截齿割下的煤装到刮板输送机中。 为提高螺旋滚筒的装煤效果，滚筒一侧装有弧形挡煤板，它可以根据不同的采煤方向来回旋转 180176。 在采煤机两个牵引部主动齿轮的对面分别有两个滑靴，通过它们将采煤机骑在刮板输送机上。 这两个滑靴套在输送机的导向管上，以保证采煤机的可靠导向。 底托架内的调高油缸可使摇臂连同滚筒升降，以调节来煤机的采高。 调斜油缸用于调整采煤机的纵向倾斜度，以适应煤层沿走向起伏不平时的截割 要求。 电器控制箱内部装有各种电控元件。 用于采煤机的各种电气控制和保护。 此外为降低电动机和牵引部的温度并提供内外喷雾降尘用水，采煤机设有专门的供水系统。 采煤机的电缆和水管夹持在拖缆装置内，并由采煤机拉动在工作面输送机的电缆槽中卷起或展开。 采煤机的工作是通过一边截割部滚筒割煤、装煤，一边牵引部驱动采煤机向前移动来实现的。 （ 3）滚筒式采煤机特点 滚筒式采煤机具有以下特点： 1）使用范围广。 滚筒采煤机对煤层地质条件的要求较低，对于地板起伏不平、层厚变化大、煤粘顶、有落差不大的断层以及不同性质的顶板等煤层条件， 采煤机都能适应； 2）调高方便，免开缺口； 3）功率大、生产率高、工作可靠； 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 12 4）操作方便并有完善的保护、监测系统； 5）向标准化、系列化、通用化发展。 但是滚筒采煤机也有其缺点：结构复杂，价格昂贵；割落的煤的块度小，粉 尘含量多，因而破碎单位体积煤的能量消耗大。 本文研究的内容 基于上述 的课题 背景，在导师的指导下， 经过近三个月的努力， 根据已知设计参数， 我 完成了薄煤层电牵引采煤机 牵引部的结构 设计： （ 1）根据已知设计参数条件，提出了采煤机牵引部的整体设计方案，完成牵引部的结构设计：包括牵引箱体以及内 部机械传动系统。 其中机械传动部分的传动形式主要是二级直齿圆柱齿轮传动和二级 NGW 型行星齿轮传动，它充分利用了行星齿轮传动的优点，不仅可以实现各轴的传动，有利于系统在井下的布置，还可以承载大载荷，传动效率也很高。 除此以外，在论文中还会简要介绍采煤机的整机结构组成，工作原理以及使用、维护和检修。 （ 2）在工程生产尤其煤矿部门，安全可靠性是一项重要的内容。 在本文设计的采煤机牵引部更是如此，因为一旦发生意外将产生不可估量的后果对生产以及人身安全产生不可估量的后果。 对于牵引部的重要零部件，比如行星轮系，各传动轴，轴承 以及连接键运用传统的材料力学进行分析校核。 （ 3）运用清华天河 2020 软件参考 MG150/345 型采煤机完成了该薄煤层电牵引采煤机总图、牵引部装配图以及部分零件图。 通过二维 CAD 图较为清晰的展现了 该薄煤层 采煤机牵引部的整体布置、传动系统系统的原理与结构以及各零部件间的装配关系。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 13 第二章 MG150/345 型交流电牵引采煤机 产品概述 MG150/345W型薄煤层液压牵引采煤机 (以下简称 MG150/345W采煤机 )，为多电机横向布置液压无链牵引采煤机，该机装机总功率 345kW， 截割功率 2 150kW，牵引功率 45kW，采用液压无级调速系统来控制采煤机牵引速度。 MG150/345W采煤机，主机身分左右两个箱体，采用高强度液压螺栓连接。 左箱体包括左行走部和电控部分 , 右箱体包括牵引电机、右行走部和液压泵箱等。 此结构简单、可靠，整机尺寸小，机身高度低，适合薄煤层开采。 多电机驱动采用横向布置形式，拆装方便。 在主机身右箱体中横向装有牵引电机，通过牵引机构为采煤机提供 300kN的牵引力。 采煤机控制面板位于主机身左箱体电控隔腔，除油马达外，所有液压元件都安装在液压泵箱内。 液压调高手把设在主 机身左右两侧，控制采煤机左、右摇臂的升降。 瓦斯断电仪（型号： DJB4）接线根据其自身的使用说明书进行，电源由牵引变压器提供，把其一组常闭接点串接在采煤机控制回路中，根据煤矿要求调整瓦斯超标动作值。 瓦斯超标时，常闭接点打开，即控制真空磁力起动器断电，使整机停止运转。 MG150/345W 采煤机可根据用户要求配置遥控装置。 采煤机电气一级控制采用可编程序控制器（ PLC）来实现，带有中文显示功能，能显示采煤机正常运行状态及电控故障指示 ,方便维修。 采煤机可与 SGZ630/150、 SGZ630/220B型刮板输送机 配套。 其外形如图 所示： 图 MG150/345W 型采煤机 整机主要有下列几部分组成： 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 14 （ 1）截割部。 截割部由左右滚筒、左右摇臂、内外喷雾冷却装置等组成起截煤和装煤的作用。 它采用了柔性并联双电机驱动、双排四行星传动、浮动密封、内置水冷等技术，实现了结构尺度小、功率大、可靠性高的要求。 （ 2）牵引部。 牵引部由左右牵引减速箱、行走轮组件、滑靴组件、调高泵箱、调高油缸等组成，是机器行走的执行结构。 它采用两端下卧式液压拉杆结构，设计了集成式双级行星减速器，降低了机面高度，并且维修方便。 （ 3） 电气系统。 电气系统由变压器箱、交流变频调速装置、拖揽装置等组组成，变压器、变频器位于顺槽中，拖揽装置固定在电控箱上。 这是机器控制和保护装置的首脑部分。 （ 4）操作系统。 本系列采煤机有三种操作：① 手动操作：操作点在调高泵箱和电控箱面板上；② 端头站操作：电按钮集中在电气操作盒上，分别布置在机器两端；③ 无线电遥控操作：司机随身携带无线电遥控器，可以在机身周围任何位置操作机器。 这三种操作的功能是控制摇臂的升降、机器的牵引方向和速度以及停机等。 主要用途及适用范围 该产品适用于采高 ， 倾角≤ 35176。 ，煤质中硬或中硬以下，含有少量夹矸的长壁式工作面。 MG 150 / 345 －W无链液压牵引分隔符号：右边无代号时不标出装机总功率（k W ）分隔符号：代表多电机横向布置方式采煤机代号：M －采煤机 G －滚筒式截割电机功率（kW ） 主要特点及技术参数 主要特点 该型采煤机具有以下的主要特点： １、主机身分左右两个箱体，采用高强度液压螺栓连接。 此结构简单可靠、拆装方便，且尺寸小，大大的降低了采煤机的机身高度，适用薄煤层开采。 截割电机横向布置在摇臂上，摇臂和机身连接没有动力传递，取消了螺旋伞齿轮和结构复杂的通轴。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 15 液压系统采用斜轴式柱塞马达，主要元部件与成熟采煤机通用，系统效率高，故障率低 ，互换性好。 主要部件都可以从老塘侧抽出，而不影响其它元部件，更换容易，维修方便。 采煤机电气一级控制采用可编程序控制器（ PLC）来实现，带有中文显示功能，能显示采煤机正常运行状态及电控故障指示 ,方便维修。 主要技术参数 该机的主要技术参数如下： 适应煤层 采高范围 (m)： 煤层倾角（176。 ）： ≤ 35176。 煤质硬度： 中硬或中硬以下 总体 机身厚度（ mm）： 400 机面高度（ mm）： 750850 最大采高（ mm）： 17002020 最小卧底量（ mm）： 110 摇臂摆动中心距（ mm）： 4620 行走轮中心距（ mm）： 3020 过煤高度（ mm）： 205 滚筒直径（ mm）： φ 900、φ 1000、 φ 1100 截深 (mm)： 6 800 截割部 摇臂结构形式 ： 整体、弯摇臂 摇臂长度（ mm）： 1736 摇臂摆角（176。 ）： 上摆 27176。 下摆 11176。 截割功率（ kW）： 2 150 转速（ r/min）： 61 牵引行走部 牵引形式： 齿轮销排式电牵引 牵引功率（ kW）： 牵引速度（ m/min）： 0— 6 牵引力（ kN）： 300 主油泵： ZB107 油马达： 齿轮泵： CBK1016/6B3F 液压系统工作压力（ MPa）： 12 调高系统工作压力（ MPa）： 18 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 16 电机 截割电机 电机型号： YBC2150 额定功率（ kW）： 1。