1、摘 要MG400/900-WD型采煤机是一种多电机驱动，横向布置的交流电牵引采煤机。根据采煤机现在的发展动态通过分析与比较，确定了采煤机的牵引方式，并且对牵引部的基本参数进行了详细的计算，介绍了行走部传动系统的拟定；传动装置的运动及动力参数的计算；各个齿轮的几何尺寸的确定；以及轴、行星齿轮和花键的设计计算和校核。牵引电机输出的转矩经三级圆柱齿轮和二级行星齿轮减速器减速后，由行星架输出，通过驱动轮与行走轮相啮合，再由行走轮与工作面刮板输送机上的齿轨啮合使采煤机来回行走，同时制动轴输出轴通过键与制动器相连，实现电牵引部的制动。MG400/900-WD型采煤机，操作方便，可靠性高，事故率低，开机效率
2、高，可满足高产高效工作面的需要。关键词：采煤机；牵引部；行走部；行星齿轮AbstractThe MG300/900-WD coal mining machine is more than one kind of motor-driven, crosswise arrangement alternating current hauling coal mining machine. TAccording to the coal mining machine now development through analysis and comparison, determine the shearer
3、traction, and the traction of the basic parameters are calculated in detail, introduces the walking part of the transmission system of the protocol; transmission device of kinematic and dynamic parameters calculation; each gear to determine the geometric size, and shaft; planetary reduction gear and
4、 spline design calculation and checking.he pulling motor outputs torque decelerates after the third-level cylindrical gears and the second-level planet gear reduction gear, by the planet carrier outputs, with walks lining on the feet and palms of buddha meshing through the driving gear, by walks aga
5、in round and on working surface scraper conveyers rack rail meshing causes the coal mining machine back and forth to walk, simultaneously the brake spindle output shaft is connected through the key and the brake, realizes the electricity hauling department brake.The MG400/900-WD coal mining machine,
6、 the ease of operation, the reliability is high, the accident rate is low, the starting efficiency is high, may satisfy the high production highly effective working surface the need.Key word: The coal mining machine； the hauling department； walks；目 录 摘 要IAbstractII1引 言- 1 -1.1采煤机械发展的历史- 1 -1.2国外采煤机的
7、发展状况- 1 -1.3国内采煤机的发展状况- 3 -1.4电牵引采煤机产生和发展- 4 -1.5采煤机类型- 5 -1.6采煤机的组成- 6 -1.7电牵引采煤机的优点- 7 -2.牵引机构传动系统- 8 -2.1主要技术参数- 8 -2.1.1电动机的选择- 9 -2.1.2传动比的分配- 11 -2.2.牵引部传动计算- 13 -3.牵引部齿轮设计计算- 16 -3.1齿轮1和齿轮2的设计及强度效核- 16 -3.2齿轮3和齿轮4的设计及强度效核- 25 -3.3齿轮5和齿轮6的设计及强度效核- 32 -4.牵引部行星机构的设计计算- 39 -4.1配齿计算- 39 -4.2行星齿轮的计
8、算- 41 -4.3行星轮啮合要素验算- 54 -5轴的设计及校核- 58 -5.1 确定轴的最小直径- 58 -5.2花键的强度校核- 70 -5.3轴承的校核- 72 -6 采煤机的使用和维护- 74 -7总结- 76 -参考文献- 77 -致 谢- 78 - - 78 -1引 言1.1采煤机械发展的历史 煤炭企业由劳动密集型转向资本及技术高密集型。在矿井开采方面采用以日产万吨的超大型综合机械化采，煤工作面为核心的生产工艺。在实现煤炭生产工艺综合机械化的基础上，向遥控和自动化发展，机器人与人工智能和专家系统相结合，为采煤自动化开辟了新的途径。采掘行业的安全将不断提高，安全性将更加受到重视。
9、环境治理及综合利用成为煤炭企业经营的重要方面。采掘工人将变得自由化、市场化人力配备管理。 早期的滚筒采煤机主要存在2个问题，（1）截煤滚筒的安装高度不能在使用中调整(即所谓的固定滚筒)，对煤层厚度及变化适应性差；（2） 截煤滚筒的装煤效果不佳(即所谓的圆形滚筒)，限制了采煤机生产率的提高。20世纪60年代，英国、德国、法国和前苏联等先后对采煤机的截割滚筒做出两项改进。一是截煤滚筒可以在使用中调整其高度，完全解决对煤层赋存条件的适应性；二是把圆形滚筒改进成螺旋叶片式截煤滚筒，极大地提高了装煤效果。这两项改进使滚筒式采煤机成为现代化采煤机械的基础。1.2国外采煤机的发展状况(1) 牵引方式向电牵引
10、方向发展。传统的液压牵引采煤机在国外仍然在生产和使用中，但已不占主导地位，由于电牵引采煤机的诸多优点，国外目前新开发的采煤机，特别是大功率采煤机基本上都是采用电牵引方式。(2) 装机总功率不断增大。为适应煤矿生产实现高产高效，国外采煤机的功率在不断提高，电机截割功率通常在400 kW 以上，最新报道已达850 kW。牵引电机功率均在40 kW 以上，大的甚至达到125kW。总装机功率通常超过1000Kw，如EL3000型采煤机总装机功率高达2000 Kw，7LS5型采煤机达1 940Kw。(3) 电牵引方式趋向交流变频调速。电牵引采煤机的牵引方式按牵引电机的类型可分为直流牵引和交流牵引，由于交
11、流变频调速电牵引系统具有技术先进可靠、维护管理简单、价格低廉等特点，近几年发展很快。20世纪90年代中后期研制的大功率电牵引采煤机均采用交流变频调速牵引系统。交流牵引正逐步替代直流牵引，成为今后电牵引采煤机的发展方向。(4) 无链牵引向齿轮一齿轨式演变。随着牵引力不断增大，销轮一齿轨式无链牵引已近淘汰，齿轮一链轨式无链牵引已使用不多，正逐步趋向于采用齿轮一齿轨式无链牵引。这是一种从齿轮一销轨式演变而来的无链牵引结构，圆柱销被齿轨所取代，焊接结构改成了整体精密铸造或锻造，宽度增大，节距由125mm增加到175mm。无链牵引的优缺点 无链牵引机构取消了固定在工作面两端的牵引链，而采用采煤机上的驱动
12、轮与输送机上的齿条等相啮合的方式来移动机器。无链牵引具有一系列优点： 采煤机移动平稳、振动小，因而载荷均匀，延长了机器的使用寿命，故障率也大减小。 可利用无链双牵引传动将牵引力提高到400600kN，以适应采煤机在大倾角（最大达54）条件下工作，利用制动器还可以使机器的防滑问题得到解决。 可以实现工作面多台采煤机同时工作，提高工作产量。 啮合效率高，可将牵引力有效地用在割煤上 消除了牵引链带来的断链、反链敲缸等事故，大大提高了安全性。无链牵引的缺点是对输送机的弯曲和起伏不平的要求较高，对煤层地质条件变化的适应性较差，因底板及输送机起伏度太大，会影响无链牵引机构的啮合，造成传动件的损环事故。无链
13、牵引机构使机道宽度增加约100mm，所以提高了对支架控顶能力的要求。1.3国内采煤机的发展状况(1)新设计的滚筒采煤机几乎都采用多电机横向布置；取消底托架；各大部件间采用液压螺栓、哑铃销、偏心锁紧螺母等联接，以构成采煤机的机身，左、右摇臂通过销轴铰接在机身的两端。(2)大力开发电牵引采煤机。装机功率1000kW以下的电牵引采煤机已逐步走向成熟，且形成系列，装机功率1800kW电牵引采煤机在研制中。目前国内使用的交流电牵引采煤机的电牵引调速系统主要有3种：即交流变频调速系统、电磁转差离合器调速系统和开关磁阻电机调速系统(简称SRD)。(3)我国经济型综采和高档普采的主要机型为MG200，目前在册
14、近千台，该机型由于功率偏小、过断层能力差、结构上的局限性等，而需要改进以至换代。为此，近年来进行了MG200采煤机的换代设计。现已完成的MG150375w型及MG160375w采煤机均可作为MG200的换代产品，使用中已取得良好效果。(4)特殊机型采煤机的发展与应用。如天地科技股份有限公司上海分公司开发的MG250300NWD型电牵引短壁采煤机，可用于急倾斜特厚煤层水平分层放顶煤开采；“三下一上”采煤；煤柱和边角煤回收；短壁工作面双巷或单巷开采；长壁面开机窝；煤巷掘进等。1.4电牵引采煤机产生和发展近几年来，我国薄煤层采煤机得到了很大的发展，但在质量和寿命和高新技术应用与国内大型采煤机，特别是
15、与国外采煤机相比还存在较大的差距。主机用原材料、关键零部件、轴承、密封件、电机、电器元件、液压元部件等都存在较大的差距。这些问题造成了我们的产品可靠性不高，寿命较低。国外综采工作面采煤机一般都装有自动监控、诊断、数据传输、无线电遥控装置，不仅操作方面，而且能通过诊断装置预先发现故障并及时排出。20世纪90年代后，随着煤炭生产集约化方向发展，减员提效，提高工作面单产成为煤炭发展的主流，发展高产高效工作面势在必行，此采煤机开发研制围绕高产高效的要求进行其主要方向是高性能电牵引采煤机：电牵引采煤机的研制从20世纪80年代开始起步，20世纪90年代全面发展，电牵引的发展存在直流和交流两种技术途径。进入20世纪90年代后，交流变频调速技术在中厚煤层采煤机中推广使用，上海分院先后成功开发MG200/500-WD、MG200/450-BWD、MG250/600-WD、MG400/920-WD和MG450/1020-WD等采煤机，变频调速箱可以使机载，也可以是非机载。1.5采煤机类型 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
