【机电专业毕业设计】MGTY400900-3.3D电牵引采煤机截割部设计.doc
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1、毕 业 论 文源设计图纸请联系本人,参见豆丁备注。MGTY400/9003.3D电牵引采煤机截割部设计毕业生姓名:专业:机械设计制造及其自动化学号:指导教师所属系(部):机械电子工程系二一四年六月摘 要MGTY400/900-3.3D型采煤机是一种电牵引大功率采煤机,该机机身矮,装机功率大,采用大角度弯摇臂设计,加大了过煤空间,提高了装煤效果,机械传动都是直齿传动,传动效率高,容易安装和维护。本次设计以MGTY400/900-3.3D型电牵引型采煤机截割部为设计对象,采煤机截割部主要是由四级齿轮传动组成,电动机输出的动力经由两级直齿圆柱齿轮和双级行星轮系的传动,最后驱动滚筒旋转。设计任务有:一
2、初步确定设计方案;二是通过查找有关资料及设计手册设计计算截割部的传动系统。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。同时在计算过程中我们应该正确应用设计手册,认真计算每个过程的具体数据,确保设计数据的准确率,达到设计所要求的目的。关键字:采煤机 截割部 减速器 行星轮 齿轮AbstractMGTY400/900-3.3D Shearer is a high-power electric traction shearer with a short body and strong power. And it was designed with a
3、 wide-angle rocker arm, so that the space to deliver the coal was expanded, and the coal loading speed was efficiently improved. Mechanical transmissionisa straight transmission with high transmission efficiency,easy to install and maintain. This research takes the cutting unit of MGTY400/900-3.3D t
4、ype electric traction shearer as the design object. The cutting unit is mainly composed of four - stage of gear transmission. The motors output power passes through two-stage of spur gears transmission and two-stage planetary gear train transmission, finally, rotates the drive rollers .The targets o
5、f the research: first, determine the basic design scheme. Second, design the transmission system of the cutting part by looking up some relevant information. In the process, we will design, choose and check the parts of shearer ,such as axle,transmission gears, bearings, the spline and so on. At the
6、 same time, we should make good use of the design manual when calculating, carefully calculate each specific data, ensure the accuracy of design data, and finally reaches the design requirements.Key words:Coal mining machines Cutting Department Reducer Planetary gear Gear103 太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书目 录绪 论
7、1第一章 MGTY400/9003.3D型采煤机整机概述3第一节 采煤机的组成与特点3第二节 采煤机的工作面布置情况及工作过程6第三节 采煤机的主要技术特征7第二章 采煤机截割部设计的原则和依据11第一节 采煤机截割部总体设计原则11第二节 传动方案设计13第三节 传动零件的设计计算17第三章 采煤机附属装置79第一节 辅助液压系统作用79第二节 调高油缸83第三节 冷却系统84第四章 采煤机的运输、操作与检修88第一节 运输88第二节 井上井下检查与运输89第三节 采煤机的启动、操作和停机90第四节 采煤机的维护91结束语95参考文献96英文文献97中文翻译100结 论103致 谢104太原
8、理工大学阳泉学院-毕业设计说明书绪 论一、产品设计的意义改革开放以来,我国煤炭科学技术取得了突飞猛进得发展,开采工艺和装备水平不断提高,机械化程度逐年上升。煤炭工业战线上的技术人员和广大职工,在设计制造矿山机械设备和引进吸收国外先进技术等方面积累了丰富的经验,取得了丰硕的成果。高产高效综采技术的核心是工作面综采设备近10年来,工作面三大配套设备采煤机,刮板输送机和液压支架,在设计方法和结构上都有了重大的发展,主要是提高设备生产能力和可靠性,改进操作性能。采煤机技术发展得一个重要突破是采用了多电机电牵引技术,大大简化了机械传动系统。采煤机得模块化设计使机器的维护和监测更加简单,可靠性更高。现代先
9、进采煤机的主要特点是:1. 多电机交流变频调速或直流调速电牵引,牵引速度不断提高,最大牵引速度已达到30m/min。2. 大功率、高电压、大截深,采煤机装机功率超过1200kw,最大达到2285kw。现行1100V工作电压已不适应大功率采煤机的要求。美国目前常用电压为2300V,部分工作面采用4160V电压;英国、澳大利亚使用3300V电压;法国使用5000V电压;波兰使用6000V电压。采煤机截深达到11.2m。3. 积木式结构,各单元之间没有机械动力传动,简单可靠。4. 更先进得设备,可实现滚筒自动导向,其关键是煤岩界面探测技术。它能自动识别煤岩界面,并据此自动调节滚筒截割高度。5. 采用
10、煤层控制和故障诊断系统。现阶段,在我国煤炭开采中,机械化采煤的采量占主要地位,其中高档普采、综合机械化采煤占有一定的比例,同时,我国目前生产的滚筒式采煤机的品种并不齐全,主要技术性能还不是很完善,因此我国设计的双滚筒采煤机是适应要求的。二、设计目的 1. 这次毕业设计是所学课程的应用和巩固,也是一次全面性的总结,学习煤矿采掘机械部改装设计的一般方法和步骤,掌握解决煤矿机械化技术问题的初步能力,为以后的工作打下一定基础,适应日趋深奥的科学技术。2. 根据所给定的地质条件,通过拟定传动的结构方案,并结合现有的生产条件等独立完成采煤机的局部改装设计全过程,熟悉正确运用设计资料,加深采煤机的设计正确认
11、识,培养分析和解决问题的能力。第一章 MGTY400/9003.3D型采煤机整机概述第一节 采煤机的组成与特点MGTY400/900-3.3D型交流电牵引采煤机是一种多电机驱动、横向抽屉式布置,采用机载式交流变频调速装置的新型电牵引采煤机。该采煤机型号:MGTY400/900-3.3D型号含义: TY太原 M采煤机G滚筒式400/900截割电机功率/装机总功率(kW)3.3电压等级D电牵引采煤机端面及与工作面运输机配套尺寸见图1-1采煤机端面配套图。采煤机由左、右摇臂,左、右螺旋滚筒,牵引传动箱,外牵引,泵站,控制箱,牵引调速装置,调高油缸,主机架,辅助部件,电器系统及附件等部件组成。见图1-
12、2交流电牵引采煤机。采煤机主要特点是总体结构为多电机横向布置,牵引方式为机载式交流变频调速-销轨式无链牵引,电源电压为3300伏,采用单电缆供电,以计算机操作、控制并能中文显示运行状态、故障检测。下面是该机型一些与其它机型不同之处以及其本身的特点:1. 主机架为整体铸焊结构,其强度大、刚性好,各部件的安装均可单独进行,部件间没有动力传递和连接,该机上所有切割反力、牵引力、采煤机的限位、导向作用力均由主机架承受。2. 摇臂为悬挂铰接与主机架相联接,无回转轴承及齿轮啮合环节,摇臂功率大,输出轴转速低。3. 牵引采用强力链轨式无链牵引系统,牵引力大,工作平稳可靠,使采煤机能适应底板起伏较大的工作面。
13、4. 采用镐型截齿强力滚筒,减少了截齿的消耗,提高了滚筒的使用寿命,并且提高块煤率。5. 采煤机电源电压等级为3300伏,减小了电缆直径;单电缆供电使采煤机拖移电缆方便自如,减小工作面电缆故障。6. 采用机载式交流变频调速系统,提高了牵引速度和牵引力。7. 采用计算机控制,系统简单可靠,对运行状态随时检测显示,显示内容全部中文显示,适应国内煤矿使用。8. 液压系统和水路系统的主要元件都是集中在集成块上,管路连接点少,维护简单。图1-1 采煤机配套图第二节 采煤机的工作面布置情况及工作过程一、 工作面布置如图13图1-3 工作面布置图1、7-端头支架 2-液压安全铰车 3-喷雾泵站 4-液压支架
14、 5-刮板输送机;6-双滚筒采煤机 8-集中控制台 9-配电箱 10-乳化液泵站 11-移动变电站; 12-轨道 13-带式输送机 14-转载机二、工作过程MGTY400/900-3.3D交流电牵引采煤机适用于较倾斜、中硬煤层长壁式综采工作面,采高范围为2.53.5米(根据配置可以改变采高)。可在周围空气中的甲烷、煤尘、硫化物、二氧化碳等不超过煤矿安全规程中所规定的安全含量的矿井中使用;该电气系统应用两台DTC变频器采用光缆通讯技术,一拖一的牵引方式。该机主要与工作面输送机、液压支架、皮带运输机等配套使用,可实现采、装、运的机械化,达到综采的高产高效。 综合机械化采煤工艺过程如下:1、 采煤机
15、自工作面一端开始向另一端采煤;2、 随着采煤机的移动,紧接着移动液压支架以便及时的支护底板;3、 在采煤机后面的一定距离处,推移工作面输送机;当采煤机移动到工作面的另一端,各工序也都相应的完成之后,就实现了一完整的采煤循环过程。第三节 采煤机的主要技术特征序 号名 称参 数1采高范围 m2.23.52机面高度 mm15933主机架长度mm76704适应煤层倾角 255适应煤层硬度f46装机总功率kW9007供电源电压 V33008摇臂摇臂长度 mm2168摇臂回转中心距 mm7520摇臂水平时最大长度mm13648摇臂摆角上摆角度 30.7下摆角度 28.889截割部截割电机功率 kW400转
16、速 r/min1480电压 V3300冷却方式水冷滚筒转速 r/min32.7截割速度 m/s3.1滚筒直径 mm1800滚筒截深 mm800喷雾方式内、外喷雾11牵引部牵引电机功率 kW240转速 r/min014722455电压 V380冷却方式水 冷牵引形式机载式交流变频调速频率范围Hz35083牵引传动比258.58牵引速度 m/min07.712.8牵引力 kN300500牵引中心距 mm597012泵站泵站电机功率 kW20转速 r/min1465电压 V3300冷却方式水冷调高泵额定压力 MPa20调高泵排量 ml/r20.9制动器压力 MPa213调高油缸内径mm200外径mm
17、120活塞杆行程mm71414最大卧底量 mm25015总重 kg5153516整机尺寸(长宽高)1364821281593一. 采煤机理论生产率它是采煤机的最大生产率,是在所给工作面条件下,以最大参数运行时的生产率,其计算公式为其中H为工作面的平均采高,单位m ;B为滚筒的有效截深,单位m;为在所给工作面条件下可能的最大工作牵引速度,m/min;为煤的实体密度,一般为1.31.4t/。采煤机的理论生产率是选择与采煤机配套的工作面输送机、转载机、带式输送机生产能力的依据。一般工作面输送机的生产率应略大于采煤机的理论生产率。二. 采煤机技术生产率它指在除去采煤机必要的辅助工作(如调动机器、检查机
18、器、更换截齿、自开缺口等)和排除故障所占用的时间外的生产率。其计算公式为式中,为采煤机技术上的可靠性和完备性有关的参数,一般为0.50.7。三. 采煤机实际生产率它是采煤机工作面每小时的实际产量,其计算公式为式中,为考虑由于工作面其他配套设备的影响(如采空区运输系统衔接不良、输送机和支护设备出现故障等)、处理顶底板事故、劳动组织不周等原因造成的采煤机被迫停机所占用时间的系数,一般为0.60.65。四. 滚筒直径与截深滚筒直径是指中心到截齿齿尖的直径,滚筒直径大小应按煤层厚度来选取。双滚筒采煤机一般都是一次采全高,即上行或下行各进一刀,各完成一个循环,故滚筒直径应稍大于最大采高的一半。滚筒直径已
19、经系列化:0.6 m、0.65 m、0.7 m、0.8 m、0.9 m、1.0 m、1.25 m、1.4 m、1.6 m、1.8 m、2.0 m、2.3 m、2.6 m 。滚筒宽度即截深,是指滚筒外缘到端盘外侧截齿齿尖的距离,即一次截割的深度。一般取0.751.0m 。五. 采高、卧底量及机面高度本采煤机适用于2.23.5米的中厚煤层,滚筒直径采用D=1.8米,该采煤机滚筒直径选用时按下原则进行:1. 保证满足最大采高和卧底量需求,且经济合理。2. 保证能把所采煤全部装入刮板输送机。3. 保证上摆角不大于65度(因为上摆角大于65度,摇臂受力不好,其稳定性差、刚性很差,同时,调高油缸的受力恶劣
20、)。如图1-4,该方案设计的摇臂长度L=2168mm,机面高度A=1593mm,图3-1截割高度与采煤机尺寸关系最大采高 最小采高 最大卧底量 最小卧底量 式中h为电动机高度,经计算得:上摆角 上摆角 最大卧底量 第二章 采煤机截割部设计的原则和依据第一节 采煤机截割部总体设计原则机械传动的方案的优势对整台机器的工作能力和外廓尺寸有着极大的影响,因此,设计时因遵循以下原则:1. 确定机械传动的方案应满足机器生产过程或工艺对机械传动系统的要求,既要做到先进又要符合我国目前生产能力和技术水平,要求截割部结实可靠,结构紧凑,密封性能好这是由于井下空间所限制和特殊的工作条件所要求的。2. 机械传动系统
21、应简单,传动级数要尽可能的少,级数减少可以减少零件数目和机器的外廓尺寸,降低制造成本,便于使用和维护,同时也减少了传动零件的积累误差,提高传动系统的运动精度,但在某些情况下,传动级数的减少反而会增大传动的外廓尺寸。设计时要进行方案比较,做到统筹兼顾,合理安排。3. 拟订传动系统时,要注意整机性能和尺寸,同时要注意和主要设备的配合尺寸等。一. 传动比的分配原则1. 各级传动比不应超过其总传动比的最大值。2. 使所设计的传动系统的各传动机构具有最小的外廓尺寸。3. 使各级大齿轮的浸油深度大致相等,以便实现喷油润滑。4. 使各级圆柱齿轮传动中心距保持一定的比例。5. 摇臂箱中的传动比不能过大,否则使
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