毕业设计论文MG400920WD采煤机牵引部设计.docx

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1、毕业设计课题：mg400920Wd采煤机牵引部设计专业机械设计制造及其自动化学生姓名_班级_学号指导教师专业系主任发放日期20XX年月日摘要我国煤炭储量巨大，而薄煤层又占据了储量的很大一部分，所以说薄煤层开采是构成我国煤炭产量不可或缺的一部分。滚筒采煤机是煤矿井下综采工作面上应用最广泛的采掘机械，其性能的好坏将直接关系到井下人员的生命安全以及煤炭的产量。牵引部是电牵引采煤机的重要组成部分，是采煤机的关键部件和易损件，牵引系统的可靠性决定着采煤机的质量和使用效果。随着煤炭开采效率的提高，采煤机牵引速度和牵引力不断提高，电动机负载也在加重。为了使采煤机牵引系统既能满足牵引速度要求，又能保证电机的安

2、全和关键零件的可靠性。本文以mg400920wd采煤机牵引部作为设计研究的主体，分析了采煤机械的发展背景以及发展现状，对牵引部的基本传动体系进行了设计分析，并通过Proe软件建立了牵引部的三维立体模型。关键字：采煤机、牵引部、滚筒AbstractChinashugecoa1reserves,andthincoa1seamisoccupieda1argepartofthereserves,sothincoa1seamminingisconstituteanintegra1partofChina,scoa1production.Drumsheareriswide1yusedinthecoa1min

3、efu11ymechanizedworkingfaceinminingmachinery,itsperformanceisgoodorbadwi11direct1yre1atedtothe1ifesafetyoftheminepersonne1andproductionofcoa1.Tractiondivisionisanimportantcomponentofthee1ectrictractionshearer,isthekeytothecoa1miningmachinepartsandwearingparts,there1iabi1ityofthetractionsystemdecides

4、thequa1ityofcoa1winningmachineandusingeffect.Withtheincreasingefficiencyofcoa1mining,thetractionspeedandtractionofthecoa1miningmachineareincreasing,andthee1ectricmotor1oadisincreasing.Inordertomaketheminingmachinetractionsystemmeetthedemandofthetractionspeed,there1iabi1ityofthesafetyandkeypartsofthe

5、motorisguaranteed.Takinga920mg400wdshearertractionasthemainbodyofdesignresearch,ana1yzesthedeve1opmentbackgroundandcurrentsituationofthedeve1opmentofcoa1miningmachinery,thebasictransmissionsystemoftractionpartana1yzesdesign,andthroughtheproesoftwaretractionofthree-dimensiona1mode1isestab1ished.Keywo

6、rds:Coa1miningmachine,tractiondepartment,ro11er摘要-2-Abstract-3-第一一章绪论-6-1.1 课题研究背景-6-1.2 采煤机的研究现状-7-1.2.1 国外研究现状-7-1.2.2 国内研究现状-8-1.3 采煤机牵引部-9-第二章提升机的整体设计分析-12-1.1 主要技术参数-12-1.2 牵引部传动方案图-12-1.3 电动机结构部件的选择-13-1.4 传动比参数的分配-13-2. 5.牵引部传动计算-15-第三章齿轮传动的设计分析-17-2.1 第一对啮合齿轮设计-17-2.2 第二对啮合齿轮的设计-22-3. 3第三对啮合

7、齿轮的设计-28-第四章行星齿轮的设计求解-35-3.1 配齿参数求解-35-4. 2行星齿轮的求解-36-4.2.1 齿轮材料热处理工艺及制造工艺的选定-37-4.2.2 齿轮材料热处理工艺及制造工艺的选定-40-423确定各主要参数-41-4.3行星齿轮的啮合要素验算-48-第五章各零件的设计及校核-52-5.1 轴结构部件的最小直径-52-5.2 键的选择和校核-57-5.3 轴承结构部件的校核-59-第六章采煤机牵引部模型建立-61-6.1 PROE软件介绍-61-6.1.1 PROE背景-61-6.1.2 PROE软件建模途径-63-6.2 采煤机牵引部的三维模型的建立-64-6.2

8、.1 机头结构部件-64-6.2.2 筒体结构部件-65-6.2.3 底座结构部件-65-6.2.5 整机模型-66-结论-68-致谢-69-参考文献-70-第一章绪论1.1 课题研究背景随着我国市场经济的快速发展，能源的使用量正在急剧加大，煤矿开采的高产高效化是煤炭行业发展的必由之路，大规模综采现已经成为现代煤炭行业发展的一个趋势，作为煤矿生产最为重要的设备之一，采煤机的发展将直接影响着煤矿开采的产量及效率，决定着煤矿高产高效化的进程。从第一台采煤机诞生到现在，采煤机随时代的发展逐步地走向完善、成熟、自动化。其中牵引部作为采煤机的重要组成部分，随着科学技术的日益更新和行业的变革也已经得到了高

9、速发展，主要包括牵引部的调速方式和行走机构形式的改变。采煤机牵引机构的发展可以通过我国采煤机的发展历程来说明，中国的第一台采煤机是在1954年仿制“顿巴斯”深截式采煤机，最初采煤机行走是利用钢丝绳牵引实现的；直到上世纪60年代初，随着波兰采煤机的进口，牵引部的行走机构由钢丝绳牵引改为了链轮和牵引链牵引的形式，且有链牵引在采煤机上应用长达十几年。虽然应用时间很长但早期的行走机构存在以下明显的缺点：（1）钢丝绳或链牵引过程中绳和链都受到了巨大的拉力，如果拉力过大超过其承受能力而崩断，这对采煤机和工作人员的安全会造成严重的隐患；（2）不管是钢丝绳还是牵引链在工程过程中都会造成非常大的噪音，且容易磨损

10、，更换起来也相当麻烦；（3）绳、链牵引会导致牵引运行平稳性差,脉冲载荷大，会直接影响采煤机机械零部件的使用寿命。因此，研究学者一直在探索新型的采煤机行走机构。到上世纪80年代终于出现了使采煤机运行更加平稳，安全系数更高的牵引机构：行走轮一行走轨形式，这一改变对采煤机行业来说是革命性的，实现了采煤机行走由有链到无链的转变，彻底的改善了链牵引带来的弊端。我国的第一台交流电牵引采煤机是由煤炭科学院研制的，其牵引部的行走机构采用的也是无链牵引机构：摆线轮一销轨形式，对于无链牵引来说，牵引机构的种类有很多，多年来采煤机使用最多的有三种形式:销轮一齿轨、齿轮一链轨和齿轮一销轨，其中齿轮一销轨式占据市场主导

11、地位，很多学者也针对销轨的齿形开展了大量研究，销齿齿廓由圆销发展成多段曲线合成的齿廓，牵引性能得到了很大提高，因此现在新研发的大功率型采煤机也统统采用该种行走机构。1.2 采煤机的研究现状1.2.1 国外研究现状机械化采煤开始于本世纪40年代，是随着采煤机械的出现而开始的。40年代初期，英国、苏联相继生产了采煤机，使工作面落煤炭、装煤实现了机械化。但当时的采煤机都是链式工作机构，能耗大、效率低，加上工作面输送机不能自修，所以生产率受到一定的限制。50年代初期，英国、联邦德国相继生产出了滚筒式采煤机、可弯曲刮板输送机和单体液压支柱，从而大大推进了采煤机械化技术的发展。但当时采煤机上的滚筒是死滚筒

12、，不能实现调高，因而限制了采煤机的适用范围，我们称这种固定滚筒采煤机为第一代采煤机。图1.1MDY-150单摇臂滚筒采煤机图1.2MG675-W双摇臂滚筒采煤机60年代是世界综采技术的发展时期。第二代采煤机一一单摇臂滚筒采煤机的出现,解决了采高问题。这种采煤机的滚筒在可以上下摆动的摇臂上，通过摆动摇臂来调节滚筒的截割高度，这期间采煤机的代表有图11所示的MDY-150单摇臂滚筒采煤机。1964年，第三代采煤机一一双摇臂滚筒采煤机的出现，进一步解决了工作面自切口问题，如图1.2所示。1.2.2 进入70年代，综采机械化得到了进一步的发展和提高，综采设备开始向大功率、高效率及完善性能和扩大使用范围

13、等方向发展。1970年采煤机无链牵引系统的研制成功以及1976年出现的第四代采煤机一一电牵引采煤机，大大改善了采煤机的性能，并1.2.3 国内研究现状到上世纪九十年代至本世纪初，各采煤机生产厂家相继开发了薄煤层电牵引采煤机，象鸡西煤机厂的MG240102-TWD,如图1.5所示，辽源煤机厂的MG2X40/188-BWD,天地公司的MG100/238-WD采煤机，这些型号采煤机在控制方面相比液压牵引采煤机简化很多，功能全，但受变频器等电器元件的限制，采煤机工作不稳定，开机率低，远没有电牵引采煤机在中厚煤层所达到的先进性。在目前电器元件没有大的突破时电牵引采煤机在薄煤层开采工作面的优越性得不到发挥

14、，也基本不太适合薄煤层采煤机，所以在目前我国现有的阶段，薄煤层采煤机仍要采用液压牵引的形式,这一点鸡西煤机厂的MG100/240-BW采煤机就是一个很好的例证，如图1.6所示。但该型号采煤机液压系统仍采用传统的结构方式，操作控制方式单一，故障率较多，在维护和检修还存在有不完善的方面，这些都需要进一步改进。图1.5MG240102-TWD型采煤机图1.6MG100/240-BW型采煤机今后采煤机械化的发展方向是：不断完善各类采煤设备，使之达到高产、高效、安全、经济；向遥控及自动控制发展，逐步过渡到无人工作面采煤；提高单机可靠性，并使之系列化、标准化和通用化；研制厚、薄及急倾等难采煤层的机械化设备

15、；解决端头技术，研制工作面巷道与工作面端部连接处的设备等等，以进一步提高工作面产量和安全性。图1.7为我国目前综采工作面图片。1.3 图1.7综采工作面1.4 采煤机牵引部采煤机的整体结构如图1.8,主要由截割部、牵引部和中间箱三个部分组成，本文主要的研究对象牵引部，其功能就是为采煤机连续开采工作提供行走驱动力。1,9一左右截割滚筒；2,8一左右摇臂；3,71左右截割电机；4,6一左右牵引部；5中间箱图1.8采煤机结构图采煤机牵引部如图19所示，主要由牵引电机、传动系统和牵引箱体等组成。左、右牵引部和中间箱固接，构成采煤机的机身部分，而行走箱固定在牵引部箱体上。牵引部为采煤机的行走机构提供驱动力，它不仅驱动采煤机沿工作面的移动，同时也为左右摇臂、液压调高系统和其他机械部件等提供安装位置，而且牵引部的调速性能直接影响到采煤机工作的效率和煤块率，牵引速度的大小会对整机的生产能力和工作性能产生很大影响。图1.9采煤机牵引部采煤机的行走机构发展到如今，无链牵引已经基本上取代有链牵引，而牵弓I部的传动装置目前也有几种形式：机械传动，液压传动和电传动。本文所研究的采煤机为电牵引采煤机，且牵引速度调节采用交流调速。在设计采煤机牵引部时主要考虑的问题有如下几点：能提供足够的牵引力，确保采煤机能适应一定的倾斜煤层工况。满足采煤