連續(xù)采煤機(jī)總體設(shè)計(jì)及截割部設(shè)計(jì)
購買設(shè)計(jì)請(qǐng)充值后下載,資源目錄下的文件所見即所得,都可以點(diǎn)開預(yù)覽,資料完整,充值下載可得到資源目錄里的所有文件。【注】:dwg后綴為CAD圖紙,doc,docx為WORD文檔,原稿無水印,可編輯。具體請(qǐng)見文件預(yù)覽,有不明白之處,可咨詢QQ:12401814
長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章 概 述1.設(shè)計(jì)背景和目的當(dāng)前,我國煤礦由于一井一面采煤方法的普遍采用,其開采速度大大加快,因而帶來采掘機(jī)械化比例失調(diào)的矛盾更加突出。特別是易采的中厚煤層資源日益減少,而薄煤層的開采比例逐年增加,在全部采準(zhǔn)巷道中,半煤巖巷的比例已經(jīng)達(dá)到25%,但這些巷道中的90%仍舊采用著傳統(tǒng)的炮掘作業(yè),勞動(dòng)強(qiáng)度大,安全性差。目前,我國大部分局、礦使用的幾種主要機(jī)型多是上世紀(jì)六、七十年代設(shè)計(jì)的,這些老產(chǎn)品設(shè)計(jì)陳舊過時(shí)、元部件可靠性差、開機(jī)率低、維護(hù)量大,而且機(jī)重偏輕、截割功率較小、過斷層和截割巖石的能力差,僅適合在煤巷中使用。 因此急待開發(fā)研制綜合性能好、適應(yīng)范圍廣的連續(xù)采煤機(jī),來解決采煤機(jī)更新?lián)Q代的問題,緩解采掘比例失調(diào)的緊張局面。1.1連續(xù)采煤機(jī)的發(fā)展概況連續(xù)采煤機(jī)起源于美國,從1949年美國利諾斯公司研制成功第一臺(tái)連續(xù)采煤機(jī)以來,已經(jīng)歷半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程。到現(xiàn)在,連續(xù)采煤機(jī)已日益完善,其采掘工藝走向成熟,不僅美國,而且世界許多國家,在房柱式采煤、回收邊角煤以及長壁開采的煤巷快速掘進(jìn)中得到了廣泛的應(yīng)用,在單產(chǎn)、單進(jìn)作業(yè)過程中創(chuàng)出了前所未有的水平,效益十分可觀,為采煤界所公認(rèn)。這套技術(shù)裝備,在60年代之前,主要用于房柱式或房柱式采煤,到60年代之后,美國推廣應(yīng)用于長壁采煤的準(zhǔn)備巷道快速掘進(jìn)中,現(xiàn)在在世界許多國家中使用,發(fā)展很快,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。它的發(fā)展演變過程,按落煤機(jī)構(gòu)來劃分,大體上經(jīng)歷了以下三個(gè)階段:第一階段,40年代,以利諾斯公司CM28H型和久益公司的3JCM及6CM型為代表的截鏈?zhǔn)竭B續(xù)采煤機(jī),主要用于開采煤炭、鉀堿、鋁土、硼砂、頁巖及永凍土等;缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、裝煤效果差、生產(chǎn)能力不高。第二階段,50年代,以久益公司8CM型為代表的擺動(dòng)式截割頭連續(xù)采煤機(jī),其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)能力較高,裝煤效果好,缺點(diǎn)是振動(dòng)大,維護(hù)費(fèi)用高。第三階段,60年代,是滾筒式連續(xù)采煤機(jī)高速發(fā)展,且日趨成熟的階段。60年代末,久益公司生產(chǎn)出10CM、11CM系列的連續(xù)采煤機(jī),它是現(xiàn)代這種機(jī)型的形,到70年代末,在11CM型的基礎(chǔ)上又生產(chǎn)出12CM系列的連續(xù)采煤機(jī)。經(jīng)過對(duì)12CM型系列連續(xù)采煤機(jī)的不斷改進(jìn)、完善和提高,生產(chǎn)出適用于開采中硬煤層的12CM12-10B、12CM18-10D和B型機(jī),以及適用于特別堅(jiān)硬煤層的12HM31C型和B型機(jī)。美國是使用臺(tái)數(shù)最多、使用成效最好的國家。井工采煤產(chǎn)量的50%是靠連續(xù)采煤機(jī)生產(chǎn)的。長壁工作面的采區(qū)巷道、工作面平巷全由連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)。美國連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)平均班進(jìn)尺60m,日產(chǎn)煤2000t,并有許多高產(chǎn)工作面,日進(jìn)達(dá)百米,月產(chǎn)煤超10萬t。在南非井工煤產(chǎn)量的90%是用連續(xù)采煤機(jī)房柱式生產(chǎn)的,但南非的煤質(zhì)特別的硬,截齒消耗量一般為萬噸125個(gè),相當(dāng)于每個(gè)截齒只能生產(chǎn)80t煤。據(jù)95年不完全統(tǒng)計(jì),目前,世界上使用的連續(xù)采煤機(jī)約有2100余套,其中美國1600臺(tái)套,南非220臺(tái)套,澳大利亞有190臺(tái)套,英國有90臺(tái)套。1.2國內(nèi)連續(xù)采煤機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1976年我國開始引進(jìn)連續(xù)采煤機(jī),到現(xiàn)在為止,大體上可分為三個(gè)階段:第一階段: 1983年在巷道斷面15m平巷掘進(jìn)中使用12CM11和12CM14型連續(xù)采煤機(jī),最高月產(chǎn)量3.5萬噸,年產(chǎn)30萬噸,年進(jìn)尺萬米,平均日進(jìn)尺30m。目前,這一批設(shè)備由于多數(shù)不配套,掘進(jìn)巷道斷面偏小 ,備件供應(yīng)困難,維護(hù)管理技術(shù)跟不上等原因,基本上在生產(chǎn)中已不使用了。第二階段:90年代,以配套引進(jìn)為主。黃陵礦區(qū)和神東公司先后配套引進(jìn)27臺(tái),用于房柱式開采和長壁工作面煤巷掘進(jìn),取得了優(yōu)異的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。據(jù)神東公司的統(tǒng)計(jì),使用它比使用懸臂式掘進(jìn)機(jī)每米成本低160元。第三階段:2008年由神東公司和太原煤科院共同研發(fā)的國內(nèi)首臺(tái)連續(xù)采煤機(jī)EML340型在神東公司大柳塔礦完成井下工業(yè)性試驗(yàn)。這臺(tái)設(shè)備填補(bǔ)了國內(nèi)該領(lǐng)域的空白,打破了國外連續(xù)采煤機(jī)一統(tǒng)中國市場(chǎng)的局面。1.3我的設(shè)計(jì)我的設(shè)計(jì)是依照在網(wǎng)上查到神東維修中心的JOY公司生產(chǎn)的12CM15-10D連續(xù)采煤機(jī),對(duì)其截割部進(jìn)行設(shè)計(jì)。第二章 連續(xù)采煤機(jī)的特點(diǎn)2.1概述1.特點(diǎn):本次設(shè)計(jì)的截割部所對(duì)應(yīng)的連續(xù)采煤機(jī),采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)、縱向布置(電機(jī))積木組合,各部件之間為干式對(duì)接,可采中厚煤層中的硬煤。2.主要用途、適用范圍:主要適用于房柱式采煤和回收邊角煤,也適用于條件類似的其它礦山及工程巷道的開采。該機(jī)可采巷道最大寬度(定位時(shí))3.3m,最大高度 4.6m,可采任意斷面形狀的巷道,適應(yīng)巷道坡度15。該機(jī)后配套轉(zhuǎn)載運(yùn)輸設(shè)備可采用橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮式帶式輸送機(jī),實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸,以利于機(jī)器效能的發(fā)揮。2.2主要技術(shù)參數(shù)1.總體參數(shù) 機(jī) 長: 11.002m機(jī) 寬: 3.3m機(jī) 高: 2.657m總 功 率: 530kW可經(jīng)濟(jì)截割煤巖硬度: 20-80MPa最大可采高度: 3685mm最大可掘?qū)挾龋?3300mm可掘巷道斷面: 18-20m2 適應(yīng)巷道坡度: 15機(jī)器供電電壓: 660/1140V2.截割部電動(dòng)機(jī): 型 號(hào): YBUS2-170 功 率: 170KW 轉(zhuǎn) 速: 1470r/min截割頭: 轉(zhuǎn) 速: 50r/min 截 齒: 鎬形3.裝載部裝載形式 三爪轉(zhuǎn)盤裝運(yùn)能力 180m3/h鏟板寬度 2.5m/2.8m鏟板臥底 250mm鏟板抬起 360mm轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 30r/min4.刮板輸送機(jī)運(yùn)輸形式 邊雙鏈刮板槽 寬 510mm龍門高度 390mm鏈 速 0.93m/s錨鏈規(guī)格 1864mm張緊形式 雙油缸張緊5.行走部行走形式 履帶式(液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng))行走速度 工作 3m/min 調(diào)動(dòng) 6m/min接地長度 2.46m制動(dòng)形式 摩擦離合器履帶板寬度 500mm張緊形式 雙油缸張緊6.液壓系統(tǒng)系統(tǒng)額定壓力: 油缸回路 16MPa 行走回路 16MPa 裝載回路 14Mpa 輸送機(jī)回路 14Mpa 轉(zhuǎn)載機(jī)回路 10MPa 錨桿鉆機(jī)回路 10MPa系統(tǒng)總流量: 450 L/min泵站電動(dòng)機(jī): 型號(hào) YB250M-4 功率 55kW 轉(zhuǎn)速 1470 r/min泵站三聯(lián)齒輪泵流量 50/50/40ml/r泵站雙聯(lián)齒輪泵流量 63/40ml/r錨桿泵站電動(dòng)機(jī): 型號(hào) YB160L-4 功率 15kW 轉(zhuǎn)速 1470 r/min錨桿泵站雙聯(lián)齒輪泵流量 32/32ml/r油箱: 有效容積 610L 冷卻方式 板翅式水冷卻器油缸數(shù)量: 8 個(gè)7.噴霧冷卻系統(tǒng)滅塵形式 內(nèi)噴霧、外噴霧供水壓力 3MPa外噴霧壓力 1.5MPa流 量 63L/min冷卻部件 切割電動(dòng)機(jī)、油箱8.電氣系統(tǒng)供電電壓 660/1140V總 功 率 190kW隔爆形式 隔爆兼本質(zhì)安全型2.3主要結(jié)構(gòu)和工作原理2.3.1連續(xù)采煤機(jī)的基本組成連續(xù)采煤機(jī)通常由截割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、履帶行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、冷卻噴霧除塵系統(tǒng)及安全保護(hù)裝置等組成。參見圖3.1.連續(xù)采煤機(jī)雖然型號(hào)、規(guī)格有許多,但它的各主要組成部分大同小異,其區(qū)別主要在截割機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)和截割部上。1.截割部截割部又稱工作機(jī)構(gòu),主要由布置在截割部?jī)蓚?cè)橫置的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)及其安全保護(hù)裝置、一臺(tái)減速器、左、中、右截割滾筒、截鏈及截割臂等組成。截割部分別為兩套對(duì)稱布置的三級(jí)減速傳動(dòng)同一根實(shí)心主軸的特殊結(jié)構(gòu),三級(jí)減速傳動(dòng)分別是一級(jí)直齒傳動(dòng)、二級(jí)錐齒傳動(dòng)和三級(jí)行星輪傳動(dòng)。由 170kW的電動(dòng)機(jī)輸入動(dòng)力,經(jīng)電動(dòng)機(jī)扭矩軸傳至減速器I軸,經(jīng)過一級(jí)直齒傳動(dòng)、二級(jí)錐齒傳動(dòng)和三級(jí)行星輪傳動(dòng),最后由兩個(gè)行星輪架以花鍵連接方式同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一根橫軸旋轉(zhuǎn),橫軸中間和兩端以花鍵連接方式裝有筒形鑄鋼輪轂的特殊結(jié)構(gòu),從而帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)達(dá)到截割的目的。圖3.1 整機(jī)系統(tǒng)圖1截割部 2搖臂 3裝載機(jī)構(gòu) 4刮板輸送機(jī) 5機(jī)架6左行走機(jī)構(gòu) 7右行走機(jī)構(gòu) 8電動(dòng)機(jī) 9電氣系統(tǒng)10駕駛座 11液壓系統(tǒng) 12支撐防護(hù)總成整個(gè)截割部通過一個(gè)叉形框架、兩個(gè)銷軸鉸接于回轉(zhuǎn)臺(tái)上。借助安裝于截割部和回轉(zhuǎn)臺(tái)之間的兩個(gè)升降油缸,以及安裝于回轉(zhuǎn)臺(tái)與機(jī)架之間的兩個(gè)回轉(zhuǎn)油缸,來實(shí)現(xiàn)整個(gè)截割部的升、降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),由此截割出任意形狀的斷面。2.裝載部裝載部結(jié)構(gòu)如圖3.2所示,主要由鏟板及左右對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)裝置組成,通過低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)三爪轉(zhuǎn)盤向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),從而達(dá)到裝載煤巖的目的。裝載部安裝于機(jī)器的前端。通過一對(duì)銷軸和鏟板左右升降油缸鉸接于主機(jī)架上,在鏟板油缸的作用下,鏟板繞銷軸上、下擺動(dòng),可向上抬起360mm,向下臥底 250mm。當(dāng)機(jī)器截割煤巖時(shí),應(yīng)使鏟板前端緊貼底板,以增加機(jī)器的截割穩(wěn)定性。3.刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3.3所示,主要由機(jī)前部、機(jī)后部、驅(qū)動(dòng)裝置、邊雙鏈刮板、張緊裝置和脫鏈器等(改向輪組裝在裝載部上)組成。刮板輸送機(jī)位于機(jī)器中部,前端與主機(jī)架和鏟板鉸接,后部托在機(jī)架上。機(jī)架在該處設(shè)有可拆裝的墊塊,根據(jù)需要,刮板輸送機(jī)后部可墊高,增加刮板輸送機(jī)的卸載高度。刮板輸送機(jī)采用低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng),刮板鏈條的張緊是通過在輸送機(jī)尾部的張緊油缸來實(shí)現(xiàn)的。圖3.2 裝載部1鏟板體 2-刮板輸送機(jī)改向鏈輪組 3-三爪轉(zhuǎn)盤 4-驅(qū)動(dòng)裝置圖3.3 刮板輸送機(jī)1-機(jī)前部 2-機(jī)后部 3-邊雙鏈刮板 4-張緊裝置5-驅(qū)動(dòng)裝置 6-液壓馬達(dá) 4.行走部本次設(shè)計(jì)的采煤機(jī)采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。左、右履帶行走機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置,分別驅(qū)動(dòng)。各由 10 個(gè)高強(qiáng)度螺栓(M302、10.9 級(jí))與機(jī)架相聯(lián)。左、右履帶行走機(jī)構(gòu)各由液壓馬達(dá)經(jīng)三級(jí)園柱齒輪和二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)減速后,將動(dòng)力傳給主動(dòng)鏈輪,驅(qū)動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng)?,F(xiàn)以左行走機(jī)構(gòu)為例,說明其結(jié)構(gòu)組成及傳動(dòng)系統(tǒng)。如圖3.4所示,左行走機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)向張緊裝置、左履帶架、履帶鏈、左行走減速器、液壓馬達(dá)、摩擦片式制動(dòng)器等組成。摩擦片式制動(dòng)器為彈簧常閉式,當(dāng)機(jī)器行走時(shí),泵站向行走液壓馬達(dá)供油的同時(shí),向摩擦片式制動(dòng)器提供壓力油推動(dòng)活塞,壓縮彈簧,使摩擦片式制動(dòng)器解除制動(dòng)。本機(jī)工作行走速度為 3m/min,調(diào)動(dòng)行走速度為 6m/min。通過使用黃油槍向安裝在導(dǎo)向張緊裝置油缸上的注油嘴注入油脂,來完成履帶鏈的張緊(油缸張緊行程 120mm),調(diào)整完畢后,裝入適量墊板及一塊鎖板,擰松注油嘴螺塞,泄除油缸內(nèi)壓力后再擰緊該螺塞,使張緊油缸活塞不承受張緊力。圖3.4 左履帶行走機(jī)構(gòu)1-導(dǎo)向張緊裝置 2-履帶架 3-履帶鏈 4-行走減速器 5-行走液壓馬達(dá) 6-摩擦片式制動(dòng)器5.液壓傳動(dòng)本機(jī)除截割頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外,其余各部分均采用液壓傳動(dòng)。系統(tǒng)主泵站由一臺(tái)55kW的電動(dòng)機(jī)通過同步齒輪箱驅(qū)動(dòng)一臺(tái)雙聯(lián)齒輪泵和一臺(tái)三聯(lián)齒輪泵(轉(zhuǎn)向相反),同時(shí)分別向油缸回路、行走回路、裝載回路、輸送機(jī)回路、皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)回路供壓力油,主系統(tǒng)由五個(gè)獨(dú)立的開式系統(tǒng)組成。該機(jī)還設(shè)有液壓錨桿鉆機(jī)泵站,可同時(shí)為二臺(tái)錨桿鉆機(jī)提供壓力油,另外系統(tǒng)還設(shè)置了文丘里管補(bǔ)油系統(tǒng)為油箱補(bǔ)油,避免了補(bǔ)油時(shí)對(duì)油箱的污染。液壓系統(tǒng)原理如圖3.5所示。圖3.5 液壓系統(tǒng)原理圖(1)油缸回路油缸回路采用雙聯(lián)齒輪泵的后泵(40 泵)通過四聯(lián)多路換向閥分別向 4組油缸(截割升降、回轉(zhuǎn)、鏟板升降、支撐油缸)供壓力油。油缸回路工作壓力由四聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)自帶的溢流閥調(diào)定,調(diào)定的工作壓力為6MPa。截割機(jī)構(gòu)升降、鏟板升降和后支撐各兩個(gè)油缸,它們各自兩活塞腔并接,兩活塞桿腔并接。而截割機(jī)構(gòu)兩個(gè)回轉(zhuǎn)油缸為一個(gè)油缸的活塞腔與另一油缸的活塞桿腔并接。(2)行走回路行走回路由雙聯(lián)齒輪泵的前泵(63 泵)向兩個(gè)液壓馬達(dá)供油,驅(qū)動(dòng)機(jī)器行走。行走速度為 3m/min;當(dāng)裝載轉(zhuǎn)盤不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),供裝載回路的 50 泵自動(dòng)并入行走回路,此時(shí)的兩個(gè)齒輪泵(63 泵和 50 泵)同時(shí)向行走馬達(dá)供油,實(shí)現(xiàn)快速行走,其行走速度為 6m/min。系統(tǒng)工作壓力為 16MPa?;芈饭ぷ鲏毫τ裳b在兩聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)的溢流閥調(diào)定。注意:根據(jù)該機(jī)器液壓系統(tǒng)的特點(diǎn),行走回路的工作壓力調(diào)定時(shí),必須先將裝載轉(zhuǎn)盤開動(dòng)??焖傩凶邥r(shí),由于并入了裝載回路的 50 泵,其系統(tǒng)工作壓力為 14Mpa。(3)裝載回路裝載回路由三聯(lián)齒輪泵的前泵(50泵),通過一個(gè)齒輪分流器分別向2個(gè)液壓馬達(dá)供油, 用一個(gè)手動(dòng)換向閥控制馬達(dá)的正、反轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)的工作壓力為 14Mpa,通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實(shí)現(xiàn)。齒輪分流器內(nèi)的兩個(gè)溢流閥的調(diào)定壓力均為 16MPa。該閥的壓力是通過專用的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)調(diào)定的。注意:該溢流閥的調(diào)定壓力在機(jī)器出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)節(jié)好,在機(jī)器使用過程中不允許調(diào)節(jié)壓力。(4)輸送機(jī)回路輸送機(jī)回路由三聯(lián)齒輪泵的中泵(50 泵)向一個(gè)(或兩個(gè))液壓馬達(dá)供油,用一個(gè)手動(dòng)換向閥控制馬達(dá)的正、反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)工作壓力為 14MPa,通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實(shí)現(xiàn)。a.轉(zhuǎn)載機(jī)回路轉(zhuǎn)載機(jī)回路由三聯(lián)齒輪泵的后泵(40 泵)向轉(zhuǎn)載馬達(dá)供油,通過一手動(dòng)換向閥控制馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)工作壓力為 10MPa,通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實(shí)現(xiàn)。b.錨桿鉆機(jī)回路錨桿鉆機(jī)回路由一臺(tái) 15kW 電機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)雙聯(lián)齒輪泵,通過二個(gè)手動(dòng)換向閥可同時(shí)向兩臺(tái)液壓錨桿鉆機(jī)供油。系統(tǒng)工作壓力為 10MPa,通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實(shí)現(xiàn)。c.油箱補(bǔ)油回路油箱補(bǔ)油回路由兩個(gè)截止閥、文丘里管和接頭等輔助元件組成,為油箱加補(bǔ)液壓油。如圖3.6所示,補(bǔ)油系統(tǒng)并接在錨桿鉆機(jī)回路的回油管路上(若掘進(jìn)機(jī)不為錨桿鉆機(jī)提供油源,則補(bǔ)油系統(tǒng)并接在運(yùn)輸回路或轉(zhuǎn)載機(jī)回路的回油管路上)。當(dāng)需要向油箱補(bǔ)油時(shí),截止閥關(guān)閉,截止閥開啟,油液經(jīng)過文丘里管時(shí),在 A 口產(chǎn)生負(fù)壓,通過插入油筒 5 內(nèi)的吸油管吸入,將油補(bǔ)入油箱。在補(bǔ)油系統(tǒng)不工作時(shí),務(wù)必將截止閥關(guān)閉,截止閥開啟。圖 3.6 補(bǔ)油回路原理圖1- 換向閥 2-截止閥 3-截止閥 4-文丘里管5-裝油容器 6-油箱 7-錨桿電機(jī) 8-雙聯(lián)齒輪泵6.幾種主要液壓元件的選型設(shè)計(jì)(1)吸油過濾器為了保護(hù)油泵及其它液壓元件,避免吸入污染雜質(zhì),有效地控制液壓系統(tǒng)污染,提高液壓系統(tǒng)的清潔度,在油泵的吸油口處設(shè)置了兩個(gè)吸油過濾器,該過濾器為精過濾。當(dāng)更換、清潔濾芯或維修系統(tǒng)時(shí),只需旋開濾油器端蓋(清洗蓋),抽出濾芯,此時(shí)自封閥就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,隔絕油箱油路,使油箱內(nèi)油液不會(huì)向外流出。這樣使清洗、更換濾芯及維修系統(tǒng)變得非常方便。(2)回油過濾器為了使流回油箱的油液保持清潔,在液壓系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)回油過濾器,該過濾器為粗過濾,位于油箱的上部。當(dāng)濾芯被污染物堵塞或系統(tǒng)液溫過低,流量脈動(dòng)等因素造成進(jìn)出油口壓差為 0.35MPa 時(shí),壓差發(fā)訊裝置便彈出,發(fā)出訊號(hào),此時(shí)應(yīng)及時(shí)更換濾芯或提高油液溫度。更換濾芯時(shí),只需旋開濾油器濾蓋(清洗蓋)即可更換濾芯或向油箱加油。若未能及時(shí)停機(jī)更換濾芯時(shí),則設(shè)在濾芯下部的旁通閥就會(huì)自動(dòng)開啟工作(旁通閥開啟壓力為0.4MPa,以保護(hù)系統(tǒng)。(3)四聯(lián)手動(dòng)換向閥四聯(lián)手動(dòng)換向閥,主要由進(jìn)油閥、多路換向閥、回油閥三部分組成。進(jìn)油閥有壓力油口 P 和回油口 O,在 P 和 O 之間裝有閥組總溢流閥。換向閥部分是由閥體和滑閥組成,滑閥的機(jī)能均為 Y 型,閥體為并聯(lián)型,因此,既可以分別操作又可以同時(shí)操作,當(dāng)同時(shí)操作時(shí)工作速度減慢。當(dāng)滑閥處于中位時(shí),油泵通過閥組卸荷。為了防止工作腔的壓力油向 P 腔倒流,設(shè)置了單向閥。(5)油缸本次設(shè)計(jì)中機(jī)器有三組油缸,共六根。截割機(jī)構(gòu)升降油缸、鏟板升降油缸和后支撐油缸各兩根,結(jié)構(gòu)形式均相同,其中鏟板升降油缸和后支撐油缸通用。(6)油箱本液壓系統(tǒng)采用封閉式油箱,采用 N68 號(hào)抗磨液壓油。油箱采用二級(jí)過濾,設(shè)置了兩個(gè)吸油過濾器和兩個(gè)回油過濾器,有效地控制了油液的污染,并采用文丘里管補(bǔ)油,進(jìn)一步降低了油液的污染。油箱上還配有液位液溫計(jì),當(dāng)液位低于工作油位或油溫超過規(guī)定值(70)時(shí),應(yīng)停機(jī)加油或降溫。油箱冷卻器采用了熱交換量較大的板翅式散熱器,總熱交換量達(dá)40000kcal/h,以保障系統(tǒng)正常油溫和粘度的要求。 (7)六點(diǎn)壓力表按操縱臺(tái)標(biāo)牌表明的位置接好油管。旋轉(zhuǎn)壓力表表盤,其指針?biāo)傅奈恢眉礊闃?biāo)牌表明的回路的工作壓力。a.內(nèi)、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng)本系統(tǒng)主要用于滅塵、冷卻掘進(jìn)機(jī)切割電機(jī)及油箱,提高工作面能見度,改善工作環(huán)境,內(nèi)、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng)如圖3.7所示。水從井下輸水管通過過濾器粗過濾后進(jìn)入總進(jìn)液球閥,一路經(jīng)減壓閥減壓至 1.5MPa 后,冷卻油箱和切割電機(jī),再引至前面霧狀噴嘴架處噴出。另一路不經(jīng)減壓閥的高壓水,引至懸臂段上的內(nèi)噴霧系統(tǒng)的霧狀噴嘴噴出,當(dāng)沒有內(nèi)噴霧時(shí),此路水引至叉形架前方左右兩邊的加強(qiáng)型外噴霧處的線型噴嘴噴出。內(nèi)噴霧配水裝置安裝在懸臂段內(nèi),8 個(gè)線型噴嘴分別安裝在截割頭的齒座之間;外噴霧噴霧架固定在懸臂筒法蘭上,安裝有 10 個(gè)霧狀噴嘴;加強(qiáng)型外噴霧的噴霧架固定在叉形架前端,安裝有 8 個(gè)線型噴嘴。圖 3.7 水系統(tǒng)原理圖1-Y 型過濾器 2-球閥 3-減壓器 4-耐震壓力表5-油箱冷卻器 6-球閥 7-霧狀噴嘴 8-線型噴嘴圖7.潤滑正確的潤滑可以防止磨損、防止生銹和減少發(fā)熱,如經(jīng)常檢查機(jī)器的潤滑狀況,就可以在機(jī)器發(fā)生故障之前發(fā)現(xiàn)一些問題。比如,水晶狀的油表示可能有水,乳狀或泡沫狀的油表示有空氣;黑色的油脂意味著可能已經(jīng)開始氧化或出現(xiàn)污染。潤滑周期因使用條件的差異而有所不同。始終要使用推薦的潤滑油來進(jìn)行潤滑,并且在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行檢查和更換,否則,就無法給機(jī)器以保障,因而導(dǎo)致過度磨損以及非正常停機(jī)檢修。潤滑油的更換:在最初開始運(yùn)轉(zhuǎn)的三百小時(shí)左右,應(yīng)更換潤滑油。由于在此時(shí)間內(nèi),齒輪及軸承完成了跑合,隨之產(chǎn)生了少量的磨損。初始換油后,相隔1500小時(shí)或者6個(gè)月內(nèi)必須更換一次。當(dāng)更換新潤滑油時(shí),清洗掉齒輪箱體底部附著的沉淀物后再加入新油。8.電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)由前級(jí)饋電開關(guān)、KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型采煤機(jī)用電控箱、CZD24/8 型礦用隔爆型采煤機(jī)電控箱用操作箱、XEFB-127(36)/150 隔爆型蜂鳴器、DGY35/48(36)B(B) 礦用隔爆型機(jī)車照明燈、BZA1-5/127-2 型礦用隔爆型控制按鈕、KDD2000 型瓦斯斷電儀以及驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)各工作機(jī)構(gòu)的防爆電動(dòng)機(jī)和連接電纜組成。電氣設(shè)備明細(xì)表見表本次設(shè)計(jì)的采煤機(jī)電控設(shè)備為 KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進(jìn)機(jī)用電控箱(以下簡(jiǎn)稱電控箱)、CZD24/8 型礦用隔爆型掘進(jìn)機(jī)電控箱用操作箱(以下簡(jiǎn)稱操作箱),符合我國的煤礦安全規(guī)程、防爆規(guī)程和有關(guān)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,適用于具有爆炸性危險(xiǎn)氣體(甲烷)和煤塵的礦井中,控制掘進(jìn)機(jī)切割電機(jī)、油泵電機(jī)、備用電機(jī)及錨桿電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn),并對(duì)電機(jī)及有關(guān)線路進(jìn)行保護(hù)。(1)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)電控箱隔爆外殼由主腔和接線腔兩個(gè)獨(dú)立的隔爆部分組成。主腔面板裝有隔離開關(guān)操作手把(手把有通、斷兩個(gè)位置)、急停按鈕(SB1)、電壓表視窗和顯示器視窗;主腔中門板裝有控制器、繼電器、顯示器、電壓表;主腔后壁裝有各回路接觸器、阻容吸收器、互感器;主腔頂板裝有熔斷器;右底板裝有主變壓器、隔離變壓器和電源部分的熔斷器等;左底板裝有保護(hù)器(JB)和五個(gè)接頭座;主腔和接線腔之間的連接板上裝有九星盤和接線端子。電控箱門與箱體為螺栓緊固,并設(shè)有回轉(zhuǎn)鉸鏈。電控箱箱體通過減震器和主機(jī)連接。操作箱為礦用隔爆型。操作箱分為二個(gè)通過接線端子相互連接的獨(dú)立腔體,上邊為進(jìn)出線腔,下邊為主腔。進(jìn)出線腔內(nèi)設(shè)有接線端子和內(nèi)接地端子。主腔門上裝有轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制按鈕等。電控箱的主要技術(shù)參數(shù)額定電壓:V 主回路: AC:1140/660控制回路:AC:220、36 DC:24額定電流:A 250額定頻率:Hz 50主回路數(shù):4660/1140V 電壓下各回路的額定電流大小為:切割回路:130/75A;油泵回路:59.0/34.1A;錨桿回路:17.4/10.1A;備用回路:4.5/7.7A(7.5kW) 6.6/11.3A(11kW)。機(jī)載功率:190kW (2)工作原理電氣系統(tǒng)在原理上可以分為四個(gè)部分:主回路部分、電源部分、保護(hù)單元和控制部分。主回路部分 主回路部分明確了系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu),我們采用了隔離開關(guān)作為電控箱主回路電源的開關(guān),在主回路中設(shè)有兩組熔斷器,用于短路保護(hù),別為:切割電機(jī)回路 FU1-FU3 (400A);油泵電機(jī)及其它回路FU4-FU6(250A)。在控制上,切割回路和油泵回路均采用了真空接觸器,并加裝了阻容吸收裝置,用于吸收真空接觸器斷開時(shí)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高壓;在備用回路和錨桿泵站回路采用了空氣接觸器(由于它的功率較低)。以上四個(gè)回路中設(shè)有檢測(cè)主回路電流的電流互感器TA1-TA9(備用和錨桿回路公用互感器) 來完成保護(hù)電路的信號(hào)采集,每回路三個(gè)。在附錄圖2 中主回路原理圖中明確的指明了接觸器線圈和自保接點(diǎn)的線號(hào)及控制繼電器的接點(diǎn)。 電源部分電源部分是有一臺(tái)主變壓器、一臺(tái)隔離變壓器和控制熔斷器FU7-FU13 組成。主變壓器有五個(gè)電壓范圍的輸入抽頭:660V、726V、1050V、1140V、1250V。當(dāng)井下電壓不穩(wěn)定時(shí),可以隨著電壓的變化來調(diào)整變壓器的抽頭,來保證輸出電壓的穩(wěn)定,進(jìn)而保證控制回路的可靠性。隔離變壓器(21號(hào)線和22號(hào)線)為保護(hù)設(shè)備 JB 和控制單元提供 180V 電源,由 SB1 來控制。36V(6號(hào)線和7號(hào)線)為照明燈、蜂鳴器和瓦斯斷電儀提供電源。220V(17 號(hào)線和18號(hào)線)為接觸器線圈提供電源。繼電器的線圈電源由保護(hù)器 JB 內(nèi)部模塊(27號(hào)線和28號(hào)線)供 24V 直流電源。熔斷器 FU7-FU13 的位置見附錄圖 3所示??刂茊卧?控制單元由四部分組成,主要控制部件為西門子 PLC-CPU226;另外,包括三擴(kuò)展單元。在附錄圖4 主控單元中,可以很明確的顯示出系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止的控制接點(diǎn)、各保護(hù)接點(diǎn)的輸入接點(diǎn)以及相應(yīng)的輸出接點(diǎn),同時(shí)也表示出了顯示器(TD200)和控制器的接口;由于輸入為模擬信號(hào),所以又增添了模擬量擴(kuò)展模塊(3個(gè)模塊),其接線情況如附錄圖5 所示。TD200 為兩行中文液晶顯示器,可以顯示整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和故障情況,如果在多項(xiàng)故障同時(shí)出現(xiàn)的情況下,顯示器的右下角出現(xiàn)閃動(dòng)的光標(biāo)提示。 本系統(tǒng)采用 PLC 作為主控元件,從而在軟件上實(shí)現(xiàn)了各機(jī)構(gòu)電機(jī)的邏輯控制和保護(hù)中斷功能。第三章 截割部設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)任務(wù)相關(guān)參數(shù)截割硬度:40-80MPa生產(chǎn)能力:15-27t/min截割頭轉(zhuǎn)速:50r/min截割部電機(jī)功率:2170KW機(jī)身長:11.020m 寬:3.3m高:1.775m 機(jī)重:58.3噸裝機(jī)功率:530KW 適用傾角:15 最大可采高度:4.6m最大可掘?qū)挾龋?.3m滾筒的直徑:1.12m刮板速度:0.9-1.0m/s運(yùn)輸形式:邊雙鏈 履帶寬度:2250mm行走速度:3m/min(工作) 6m/min(調(diào)動(dòng))額定電壓:1140/660v3.2 傳動(dòng)裝置的選擇原則機(jī)械傳動(dòng)裝置系統(tǒng)的兩大任務(wù)是保證工作裝置實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)要求和傳遞動(dòng)力。如工作機(jī)上現(xiàn)有的機(jī)器,則傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)僅在于選擇一個(gè)合理的傳動(dòng)裝置,使動(dòng)力機(jī)的輸出與工作機(jī)的輸入相匹配即可。如設(shè)計(jì)任務(wù)上實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與動(dòng)力機(jī)的匹配,則傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就比較復(fù)雜,需要分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)要求:行程、速度、加速度、調(diào)速范圍、實(shí)現(xiàn)急回要求、位置要求、軌跡要求、停歇要求、相互間動(dòng)作配合要求;以及動(dòng)力要求,力、轉(zhuǎn)矩和功率等。在選定動(dòng)力機(jī)后,根據(jù)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的要求來確定傳動(dòng)系統(tǒng)方案并進(jìn)行具體的設(shè)計(jì),這時(shí),傳動(dòng)系統(tǒng)就可能包含連桿機(jī)構(gòu),凸輪機(jī)構(gòu)和間歇機(jī)構(gòu)等。3.3電機(jī)選型截割機(jī)構(gòu)是連續(xù)采煤機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu),它主要由電動(dòng)機(jī)、叉形架、減速器、滾筒、截割頭等組成。電動(dòng)機(jī)經(jīng)扭矩軸驅(qū)動(dòng)減速器,將動(dòng)力傳給滾筒,通過截割頭轉(zhuǎn)動(dòng)而達(dá)到破碎煤巖的目的。3.3.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型電動(dòng)機(jī)分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種,工業(yè)上廣泛應(yīng)用三相交流電動(dòng)機(jī),尤其以三相籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最為廣泛。目前應(yīng)用最多的是Y系列自扇冷式籠型電動(dòng)機(jī),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便,應(yīng)用于輸送機(jī)、攪拌機(jī)、機(jī)床等。3.3.2選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下,電動(dòng)機(jī)發(fā)熱不超過許可溫升的最大功率稱為額定功率。負(fù)荷達(dá)到額定功率時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速稱為滿載轉(zhuǎn)速。(1)確定電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)的功率與電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能有直接的聯(lián)系。如果電動(dòng)機(jī)的功率小于工作要求,則不能保證工作機(jī)的正常工作,并且電動(dòng)機(jī)易損壞;如果電動(dòng)機(jī)的功率過大,則電動(dòng)機(jī)不能滿載工作,效率較低,增加電能消耗,造成浪費(fèi)。因此,再設(shè)計(jì)中要選擇合適的電動(dòng)機(jī)功率。電動(dòng)機(jī)的功率主要根據(jù)工作機(jī)的功率來確定。 工作機(jī)的功率根據(jù)工作阻力和速度來確定,即Pw=或Pw= 式中,Pw是工作機(jī)的功率(KW);F是工作機(jī)的阻力(N);v是工作機(jī)的線速度(m/s);是工作機(jī)的效率;T是工作機(jī)的轉(zhuǎn)矩(N.m);n是工作機(jī)的轉(zhuǎn)速(r/min)。 電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率式中,為電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的傳動(dòng)裝置總效率,可按下式計(jì)算。式中, 為傳動(dòng)裝置中各零部件的效率,見表2-3機(jī)械傳動(dòng)的效率概略值。(2)確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 同一類型、相同額定功率的電動(dòng)機(jī)也有幾種不同的的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速越高,則電動(dòng)機(jī)的外形尺寸越小,重量越輕,價(jià)格越便宜,效率也越高。但是,當(dāng)工作機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí),選擇轉(zhuǎn)速較高的電動(dòng)機(jī),則減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比就越大,從而使減速機(jī)構(gòu)的外形尺寸,重量、成本等加大。 可由工作機(jī)的轉(zhuǎn)速要求和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理傳動(dòng)比范圍,推算出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍,即式中,nd為電動(dòng)機(jī)的可選轉(zhuǎn)速范圍;i1-in為各級(jí)傳動(dòng)比的合理范圍;nw為工作機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍。由以上公式可計(jì)算得出所選擇電機(jī)的類型為:型號(hào)為 YBC170S額定功率為 170kw滿載轉(zhuǎn)速為 1470r/min重量為 80kg額定電壓為 660/1140kw電機(jī)的一些基本尺寸如下:A=216mm B=140mm C=89mm D=38mm E=80mm F=1Omm G=33mm H=132mm K=12mm AB=280mm AC=270mm AD=240mm HD=470mm L=510mm3.5傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)分傳動(dòng)比的分配3.5.1分配傳動(dòng)比 總的傳動(dòng)比:i1470/5029.4預(yù)計(jì)分別采用圓柱齒輪傳動(dòng)、圓錐齒輪傳動(dòng)和NGW行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行三級(jí)減速。預(yù)設(shè)直尺錐齒輪 =3.08,3.5.2傳動(dòng)裝置參數(shù)計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算:軸: 1470 r/min軸: 1470/2.367= 621.0393 r/min軸: = 621.0393/3.08=201.6361 r/min軸: 201.6361/4.03 = 50 r/min各軸功率計(jì)算:軸: =170 KW軸: =156.786 KW軸: = 147.504 KWIV軸: = 143.108 KW 花鍵效率0.99。 直齒傳動(dòng)效率0.97。錐齒傳動(dòng)效率0.96。圓柱滾子軸承效率 0.98。各軸扭矩計(jì)算:軸: =9550 Nm軸: =9550 Nm 軸: =9550 Nm IV軸 =9550 Nm 3.6 三級(jí)減速器的具體設(shè)計(jì)計(jì)算3.6.1 確定各齒輪的參數(shù) 1、計(jì)算兩直齒圓柱齒輪1、2。(1)選擇齒輪材料小齒輪40調(diào)制 =260 HBS大齒輪45正火 =210 HBS許用接觸應(yīng)力由文獻(xiàn)1式6-6, = =700 N/ =550 N/接觸疲勞極限查圖6-4接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由式6-7 =60j= 60= 1.04 =/= 6.53查圖6-5得 =1 =1.02接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) =1則 = 700= 700 N/ = 550=561 N/=561 N/許用彎曲應(yīng)力 由式6-12,=彎曲疲勞極限 查圖6-7,雙向傳動(dòng)乘0.7 =378 N/ =294 N/彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù) 查圖6-8 =1彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) 查圖6-9 =1彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) =1.4則: =378/1.4 = 270 N/ =294/1.4 = 210 N/(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí),按,估取圓周速度=3.941m/s,參考文獻(xiàn)1表814,表815選取級(jí)公差組8及精度。小輪分度圓直徑,由式(864)得:齒寬系數(shù) 查文獻(xiàn)1表823按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置,取 0.6輪齒數(shù) 初取 =25齒數(shù) 25 圓整取79齒數(shù)比 傳動(dòng)比誤差 誤差在范圍內(nèi)小輪轉(zhuǎn)矩 =1071.51 nm載荷系數(shù) 由文獻(xiàn)1式(854)得使用系數(shù) 查文獻(xiàn)1表6.3動(dòng)載荷系數(shù) 查文獻(xiàn)1齒向載荷分布系數(shù) 查文獻(xiàn)1齒間載荷分配系數(shù) 由文獻(xiàn)1 材料彈性系數(shù) 查文獻(xiàn)1表6.4 =189.8 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查文獻(xiàn)1圖6-3 =2.5重合度系數(shù) 有推薦值0.850.92 故的設(shè)計(jì)初值為121.33 mm齒輪模數(shù)m= 查文獻(xiàn)1表6.6,得m= 5 mm小齒分度圓直徑的參數(shù)圓整值 mm圓周速度: m/s與估取 很相近,對(duì)取值影響不大,不必修正。標(biāo)準(zhǔn)中心距 mm齒寬 mm大輪齒寬 mm小輪齒寬 = 80 mm(3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校荷計(jì)算由文獻(xiàn)1式6-10 齒形系數(shù) 查文獻(xiàn)1圖6.5 小輪= 2. 62 大輪= 2.28應(yīng)力修正系數(shù) 查文獻(xiàn)1圖868 小輪= 1.59大輪= 1.73重合度 =1.688重合度系數(shù)由文獻(xiàn)1 故177.57N/ 74.41 N/滿足(4) 齒輪幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑 d 齒頂高 齒根高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑: 齒距: 齒厚: 齒槽寬e 基圓齒距: 頂隙: 2減速機(jī)齒輪錐1和齒輪錐2兩錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算(1)選擇齒輪材料,確定許用應(yīng)力小齒輪40調(diào)制 =260 HBS大齒輪45正火 =210 HBS許用接觸應(yīng)力由文獻(xiàn)1式6-6, = =700 N/ =550 N/接觸疲勞極限查文獻(xiàn)1圖6-4接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由文獻(xiàn)1式6-7 =60j= 60= 4.85 =/= 1.732查圖6-5得 =1.04 =1.12接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) =1則 = 700= 728 N/ = 550=616 N/=616 N/許用彎曲應(yīng)力 由式6-12,=彎曲疲勞極限 查圖6-7,雙向傳動(dòng)乘0.7 =378 N/ =294 N/彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù) 查圖6-8 =1彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) 查圖6-9 =1彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) =1.4則 =378/1.4 = 270 N/ =294/1.4 = 210 N/(2) 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí),估取圓周速度= 2.45 m/s,查文獻(xiàn)1表6.7、表6.8選小輪大端分度圓直徑由式6-20得 ( 1 +)齒寬系數(shù) 查表6.14 =0.5小輪齒數(shù) 在推薦值2040中選 =23大輪齒數(shù) =2.8 圓整取72齒數(shù)比u=72/23=3.13傳動(dòng)比誤差 錐齒輪1 轉(zhuǎn)矩=2410.953 Nmm載荷系數(shù) K=1.32使用系數(shù) =1動(dòng)載系數(shù) =1.2齒向載荷分布系數(shù) =1.1材料彈性系數(shù) 查表6.4 =189.8 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖6-3 =2.5故 ( 1 +) 170.67 mm齒輪模數(shù) m=170.6723=7.42 圓整 m=8小輪大端分度圓直徑 =m=823=184 mm小輪平均分度圓直徑 =184/(1+)= 174.5 mm圓周速度 =/60000 =621.0393/60000 = 5.33 m/s齒寬 b=0.5184=92 mm(3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由式6-21 當(dāng)量齒數(shù) =/cos=23=24.15 =24.15齒形系數(shù) 查表6.5 小輪=2.69大輪=2.24應(yīng)力修正系數(shù) 查表6.5 小輪=1.575大輪=1.75故 =288.88 =267.11 齒根彎曲強(qiáng)度滿足(4)齒輪其他主要尺寸計(jì)算大輪大端分度圓直徑 = m=872=576 mm錐距R= = 302.34 mm小輪大端頂圓直徑=+2m cos=184+2mm大輪大端頂圓直徑=+2m cos=576+mm3單級(jí)行星齒輪計(jì)算齒輪材料熱處理工藝及制造工藝的選定高速級(jí)和低速級(jí)太陽輪和行星輪的材料為20CrMnTi,表面滲碳淬火處理,表面硬度為5660HRC。經(jīng)熱處理后,表面有高的硬度及耐磨性,心部又具有高的強(qiáng)度及良好的韌性和很低的缺口敏感性。試驗(yàn)齒輪齒面接觸疲勞極限=1300 MPa試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限:太陽輪:=1300 MPa行星輪:=1300 MPa齒形為漸開線直齒,最終加工為磨齒,精度為6級(jí)。兩內(nèi)齒圈的材料均為42CrMo,調(diào)質(zhì)處理,硬度為262302HBS.試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限:Mpa試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限:Mpa齒形的加工為插齒,精度為7級(jí)。確定各主要參數(shù)(1)行星機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比:i=4.03,采用單級(jí)NGW型行星機(jī)構(gòu)。(2)高速級(jí)計(jì)算1)行星輪數(shù)目:要根據(jù)文獻(xiàn)2表17。2-1及傳動(dòng)比i,取。2)載荷不均衡系數(shù)采用太陽輪浮動(dòng)均載機(jī)構(gòu),取 =13)配齒:由文獻(xiàn)2表17.2-4選取=31,=17 ,=187。4)按接觸強(qiáng)度計(jì)算a-c傳動(dòng)中心距和齒輪模數(shù):按文獻(xiàn)2表16.2-20中的公式計(jì)算中心距: 接觸強(qiáng)度使用的綜合系數(shù)按文獻(xiàn)2表17.2-31查得:太陽輪單個(gè)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:齒數(shù)比:取齒寬系數(shù):初定中心距:將以上各值代入強(qiáng)度計(jì)算公式,得計(jì)算模數(shù):取標(biāo)準(zhǔn)值m=9中心距a 216 2165)計(jì)算變位系數(shù)采用高變位,因?yàn)?124,所以太陽輪正變位,行星輪和內(nèi)齒輪負(fù)變位。即: xa=-xc=-xb按文獻(xiàn)2圖16.2-8分配 (Za1+zc1)/2=(17+85)/2=51Xa1=0.398 xc1=- 0.398 xb1= -0.3986)幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑:=m=319= 279 mm =m=179=153 mm =m=659=585 mm齒輪寬: 取 齒頂圓直徑:=+2(ha*+xa)m=34+2(1+0.398) 2=39.592 mm =+2(ha*+xc)m=170+2(1-0.398) 2=199 mm =-2(ha*-xb-k2)m=374-2(1+0.398) 2=368.74 mm齒根圓直徑=-2(ha*+c*-xa1)m=34-2(1+0.25-0.398) 2 = 30.592mm=-2(ha*+c*-xc1)m=170-2(1+0.25+0.398) 2 =163.408 mm=+2(ha*+c*+xb1)m=374+2(1+0.25-0.398) 2 =377.408 mm7) 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算太陽輪齒輪 20CrMnTi調(diào)制 =60HRC行星齒輪正火20CrMnTi調(diào)制 =60HRC試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限:太陽輪:=1300 MPa行星輪:=1300 MPa齒形為漸開線直齒,最終加工為磨齒,精度為7級(jí)。內(nèi)齒圈的材料均為42CrMo,調(diào)質(zhì)處理,硬度為262302HBS。許用接觸應(yīng)力由文獻(xiàn)1式6-6, =接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由文獻(xiàn)1式6-7每天工作4小時(shí),每年300天,用十年。 =60j= 60= 1.72 =/= 3.456查圖6-5得 =1.11 =1.02接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) =1則 = 1300= 1443 N/ = 1300=1560 N/=1443 N/許用彎曲應(yīng)力 由文獻(xiàn)1式6-12,=彎曲疲勞極限 查文獻(xiàn)1圖6-7,雙向傳動(dòng)乘0.7 =700 N/ =700 N/彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù) 查圖6-8 =1彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) 查圖6-9 =1彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) =1.4則 =700/1.4 = 500 N/ =700/1.4 = 500 N/有文獻(xiàn)3式6-10 齒形系數(shù) 查文獻(xiàn)1表6.5 太陽輪= 2.52 行星輪= 2.97應(yīng)力修正系數(shù) 查文獻(xiàn)1表6.5 太陽輪= 1.63行星輪= 1.52重合度 =2.636重合度系數(shù)由文獻(xiàn)1 故241.95 N/ 157.68 N/齒根彎曲強(qiáng)度要求滿足3.6.2軸的設(shè)計(jì)1. I軸的設(shè)計(jì)去效核計(jì)算作用在齒輪上的力1)輸入軸上的轉(zhuǎn)矩 2)求作用在齒輪上的力小直齒輪的受力分析圓周力徑向力和軸向力 (2)確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。初估軸的最小直徑,取,可得: (3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)軸的結(jié)構(gòu)如圖4.2所示:圖4.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)圖2)確定各軸段直徑和長度軸段 用于安裝電動(dòng)機(jī)扭矩軸,其直徑應(yīng)該與安全摩擦離合器的輸出摩擦盤的孔徑相配合。故取軸段的直徑 ,其長度取軸段 為了便于裝拆軸承內(nèi)圈,且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑,選用圓錐滾子軸承,取,選用33118型圓錐滾子軸承,尺寸,軸段 該軸段與圓柱齒輪做成一體,取,。軸段 齒輪寬度為81mm,直徑為115mm,則,。軸段 該軸段也與圓柱齒輪做成一體,取,。軸段 為便于裝拆軸承內(nèi)圈,選用圓錐滾子軸承,取,選用30211型圓錐滾子軸承,尺寸 ,3)繪制軸的彎矩圖和扭矩圖:求軸承反力: H水平面:V垂直面:求齒寬中心處彎矩:H水平面: V垂直面: 合成彎矩: 扭矩T:按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度:當(dāng)量彎Mca=,取折合系數(shù)a=0.6, 校核軸的強(qiáng)度軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表4-1查得,則軸的計(jì)算應(yīng)力為根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知,該軸滿足強(qiáng)度要求。軸設(shè)計(jì)時(shí)所用到的表和圖,參考機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)。彎扭圖、扭矩圖見下面圖2.3 輸入軸受力分析圖2. II軸的設(shè)計(jì)去效核(1)計(jì)算作用在齒輪上的力1)中間軸上的轉(zhuǎn)矩 2)求作用在錐齒輪上的力大直齒輪的受力分析:大錐齒輪與小錐齒輪的受力存在著一種關(guān)系,所以可以由輸入軸的受力分析得:: (2)
收藏
編號(hào):12680536
類型:共享資源
大小:2.87MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2020-05-13
40
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
連續(xù)采煤機(jī)總體設(shè)計(jì)及截割部設(shè)計(jì)
連續(xù)
采煤
總體
整體
設(shè)計(jì)
截割部
- 資源描述:
-
購買設(shè)計(jì)請(qǐng)充值后下載,,資源目錄下的文件所見即所得,都可以點(diǎn)開預(yù)覽,,資料完整,充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?!咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙,doc,docx為WORD文檔,原稿無水印,可編輯。。。具體請(qǐng)見文件預(yù)覽,有不明白之處,可咨詢QQ:12401814
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請(qǐng)勿作他用。