mg300-700wd型采煤机截割部设计-毕业论文.doc
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1、中 国 矿 业 大 学本科生毕业论文姓 名:林晓蕙 学 号: 03101007 学 院: 机电工程学院 专 业: 机械工程及自动化 论文题目: MG300/700-WD型采煤机截割部设计 专 题: 指导教师: 杨金勇 职 称: 讲师 二O一四年六月 徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院 机电工程学院 专业年级 机自10-3班 学生姓名 林晓蕙 任务下达日期:2014年3月1日 毕业论文日期: 2014 年3 月1日至2014年6月16日毕业论文题目:MG300/700-WD型采煤机截割部设计毕业论文专题题目:毕业论文主要内容和要求: 采高范围(m):1.4-2.6 煤层倾角(度):35度以下 煤
2、质硬度:中硬或中硬以上 滚筒转速( r/min):29.4, 33.6, 38.3 滚筒直径(mm):18001、完成MG300-700WD采煤机截割部的主要结构设计,包括:齿轮减速装置、行星机构等零部件的设计以及强度校核; 2、完成3.5张以上A0图纸和标准格式下不少于60页的毕业设计论文; 3、完成不少于3000字的外文翻译;院长签字: 指导教师签字:中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语(基础理论及基本技能的掌握;独立解决实际问题的能力;研究内容的理论依据和技术方法;取得的主要成果及创新点;工作态度及工作量;总体评价及建议成绩;存在问题;是否同意答辩等):成 绩: 指导教师签字:
3、 年 月 日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语(选题的意义;基础理论及基本技能的掌握;综合运用所学知识解决实际问题的能力;工作量的大小;取得的主要成果及创新点;写作的规范程度;总体评价及建议成绩;存在问题;是否同意答辩等):成 绩: 评阅教师签字: 年 月 日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩: 答辩委员会主任签字: 年 月 日学院领导小组综合评定成绩:学院领导小组负责人: 年 月 日摘 要采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一,是一个集机械、电气和液压为一体的
4、大型复杂系统,采煤机一般由截割部、牵引部及其附属装置组成,本文主要针对MG300/700-WD滚筒式采煤机的截割部进行整体设计。本文首先综述了采煤机的国内外研究现状及其发展趋势,论述了采煤机的分类及其工作原理,根据相关设计参数对采煤机的截割部进行了相关设计。MG300/700-WD采煤机采用多电机驱动横向布置形式,截割摇臂用销轴与牵引部联接,左、右牵引部及中间箱采用高强度液压螺栓联接。在牵引减速箱内横向装有开关磁阻电机,通过牵引机构为采煤机提供520KN的牵引力,中间控制箱中装有调高泵站,电控、变压器、水阀,主要部件易维修更换。本文进行的MG300/700-WD型采煤机截割部设计主要是由四级齿
5、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。关键词:采煤机;截割部;减速箱;行星轮系;传动齿轮 ABSTRACT Shearer is an important equipment to achieve coal mechanization and modernization, it is a large complex system
6、of mechanical, electrical and hydraulic. Shearer generally composed of the cutting unit, traction device and its subsidiary.This article is exclusively for the overall design of MG300/700-WD shearer cutting unit .This article reviews the shearers international status and trends , discussed the shear
7、ers classification and its works, and make a design according to the relevant design parameters of the shearer cutting unit. MG300/700WD coal minning machine, its all electric motor are fixed up horizontally,the cut rocker and traction department are connected with pin shaft, the left, right tractio
8、n department and middle box use traction of the high strength hydraulic bolts to connect. The slowdown box in traction with horizontal switched reluctance motor , through the traction institutions for coal winning machine provide 520 KN traction ,the control box equipped with adjustable high pump st
9、ation, electric motor, transformers, water valve, each major component can be drawn from old pond side, so it is easy install and replace. This article about MG300/700-WD shearer cutting unit designed primarily formed by the four gears, cutting unit arranged laterally within the motor on the arm, th
10、e motor output power by three straight tooth gear and round planetary gear transmission, final drive roller rotation. Cutting unit with four single-floating planetary structure, reducing the structure size, with wide-angle curved rocker design, increased over the coal space, improve the coal loading
11、 effect. In the design process, the cutting unit of the shaft, transmission gears, bearings , the splined connection and other parts of the design calculations, checking and selection intensity.Keyword: Shearer; The cutting unit; Gearbox ; A department of planet ; Gear wheel of the transmission 目 录1
12、 绪论11.1我国采煤机的发展现状11.2 采煤机的分类11.3滚筒采煤机的工作原理11.4滚筒式采煤机技术发展趋势21.4.1 提升牵引速度和加大装机功率是增产提效的必要手段21.4.2 1140V电压等级的多形态电牵引技术21.4.3 高电压的采煤机供电系统21.4.4 大截齿的高强度块煤截割机构31.4.5 基于记忆截割的采煤机自适应控制系统31.4.6 基于网络的采煤机故障分析的智能技术31.4.7 基于网络化、模块化的分布式采煤机电气控制系统31.4.8 基于采煤机械产品寿命周期的现代设计分析技术42 MG300/700-WD型采煤机概述42.1 概述42.2 主要用途及适用范围52
13、.3 使用环境条件52.4 技术特征52.5 技术特点63 M300/700-WD型采煤机截割部总体设计63.1 整机功率的安排63.2 摇臂减速器传动比的安排73.2.1 总传动比的确定73.2.2 传动比的分配73.2.3 各轴转速的确定73.2.4 各传动件的效率83.2.5 各轴的功率83.2.6 各轴的扭矩94 截割部齿轮设计94.1第一级圆柱直齿轮设计计算及强度校核94.1.1 选择齿轮材料,确定许用应力94.1.2 按齿根弯曲疲劳强度设计计算114.1.3齿面接触疲劳强度校核134.1.4齿根弯曲疲劳强度校核计算134.1.5齿轮其他主要尺寸计算134.2第二级齿轮传动的设计计算
14、及校核144.2.1选择齿轮材料,确定许用应力144.2.2 按齿根弯曲疲劳强度设计计算164.2.3齿面接触疲劳强度校核184.2.4 齿根弯曲疲劳强度校核计算184.2.5 齿轮其他主要尺寸计算194.3第三级齿轮传动的设计计算及校核194.3.1 选择齿轮材料,确定许用应力194.3.2按齿根弯曲疲劳强度设计计算214.3.3 齿面接触疲劳强度校核234.3.4 齿根弯曲疲劳强度校核计算234.3.5 齿轮其他主要尺寸计算244.3.6惰轮尺寸计算244.4 行星齿轮的设计计算254.4.1 行星齿轮的减速器的优缺点254.4.2齿轮材料、热处理工艺及制造工艺的选定264.4.3 确定各
15、主要参数264.4.4 几何尺寸计算284.4.5 啮合要素验算294.4.6 齿轮强度校核305截割部传动系统各传动轴和轴承的设计375.1截一轴和轴承的设计计算375.1.1 截一轴的设计计算375.1.2轴承寿命的计算415.2第一级惰轮轴的设计和轴承寿命计算425.2.1第一级惰轮轴的设计425.2.2轴承寿命计算445.3截二轴的设计和轴承寿命计算455.3.1截二轴的设计和强度校核455.3.2截二轴轴承寿命计算495.4 截三轴设计计算及轴承的寿命计算505.4.1 截三轴设计计算及校核505.4.2 截三轴轴承寿命计算545.5第三级惰轮轴的设计和轴承寿命计算545.5.1三级
16、惰轮轴的设计及校核545.5.2 第三级惰轮轴的轴承寿命计算575.6中心齿轮轴的设计计算585.6.1中心齿轮轴的设计计算586截割部花键连接强度校核596.1截一轴处与电动机轴啮合的花键596.2 截二轴处与齿轮啮合的花键606.3 截三轴花键设计校核616.4 行星轴花键设计校核62结束语64参考文献65翻译部分66英文原文66中文译文72致 谢761 绪论1.1我国采煤机的发展现状 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,
17、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内各类煤矿中使用,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
18、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5
19、16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。1990年我国掌握并向波兰出口交流变频电牵引采煤机,1998年以来我国已向印度、孟加拉、越南、俄罗斯等国出口20060kW的液压牵引采煤机和930kW的电牵引采煤机14台。1.2 采煤机的分类 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。1.3滚筒采煤机的工作原理 单滚筒采煤机的滚筒一
20、般位于采煤机下端,以使滚筒割落下来的煤不经机身下部运走,从而可降低采煤机机面高度,单滚筒采煤机上行工作时,滚筒割顶部煤并把落下的煤装入刮板输送机,同时跟机悬挂铰接顶梁,割完工作面全长后,将弧形挡煤板翻转180;接着,机器下行工作,滚筒割底部煤及装煤,并随之推移工作面输送机。这种采煤机沿工作面往返一次进一刀的采煤法叫单向采煤机。 双滚筒采煤机工作时,前滚筒割顶部煤,后滚筒割底部煤,因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次,可以进一刀,返回时,又可以进一刀,即采煤机往返一次进二刀,这种采煤法称为双向采煤法;必须指出,为了使滚筒落下的煤能装入刮板输送机,滚筒上螺旋叶片的螺旋方向必须与滚筒旋转方向相适应;对顺
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