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广东省广州市番禺经济开发区
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滚筒采煤机
采煤机的机械CAD图纸设计doc
来源:admin 时间:2020-10-18

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  目 录 1 绪论 1 1.1我邦采煤机30众年的繁荣经过 1 1.1.1 20世纪70年代是我邦归纳机器化采煤起步阶段 1 1.1.2 20世纪80年代是我邦采煤机繁荣的繁盛岁月 1 1.1.3 20世纪90年代至今是我邦电牵引采煤机繁荣的时期 2 1.2 邦际上电牵引采煤机的手艺繁荣情景 4 1.3邦内电牵引采煤机的繁荣情景 5 2总体计划切实定 6 2.1MG300/700-WD型采煤机简介 6 2.1.1概述 6 2.1.2闭键手艺参数 7 2.1.3布局特质 7 2.2摇臂布局打算计划切实定 7 2.3截割部电动机的抉择 7 2.4传动计划切实定 8 2.4.1 传动比切实定 8 2.4.2 传动比的分拨 9 3 传动体例的打算 11 3.1各级传动转速、功率、转矩切实定 11 3.2 齿轮打算及强度效核 13 3.3轴的打算及强度效核 23 3.3.1 先确定Ⅲ轴 23 3.3.2轴4的打算及强度效核 29 3.3.3惰一轴的打算 35 4 行星传动机构的打算历程 37 5 采煤机的操纵与保护 57 5.1采煤机操纵历程中常睹滞碍与治理 57 5.2 大功率采煤机截割部温升过高形势及管理方式 58 5.3采煤机轴承的保护及漏油的防治 59 5.4煤矿机器传动齿轮失效的革新途径 61 5.5 硬齿面齿轮的疲惫失效及对策 65 总结 68 参考文献 69 致 谢 70 1 绪论 1.1我邦采煤机30众年的繁荣经过 1.1.1 20世纪70年代是我邦归纳机器化采煤起步阶段 20世纪70年代初期,煤炭科学查究总院上海分院聚积闭键科技骨干,研制出综采面配套的MD-150型双滚筒采煤机,另一方面革新普采配套的DY100型、DY150型单滚筒采煤机;70年代中后期,创制出MLS3-170型双滚筒采煤机。20世纪70年代我邦采煤机的繁荣有以下特质: 1.装机功率小 比方,MLS3-170型双滚筒采煤机,装机功率170KW;KD-150型双滚筒采煤机,装机功率150KW;DY-100和DY-150型单滚筒采煤机,装机功率100KW和150KW。 2.有链牵引,输出牵引力小 此岁月的采煤机牵引方法都是圆环链轮与牵引链轮啮合传动,传达牵引力小,牵引力正在200KN以下。 3.牵引速率低 因为受液压元部件牢靠性的限度,打算的牵引力功率较小,牵引速率平常不凌驾6m /min 。 4.自开暗语差 因为双滚筒采煤机摇臂短,又都是有链牵引,很难割透两头头,且容易留下三角煤,故必要人工算帐,单滚筒采煤机更是这样. 5.事情牢靠性较差 我邦根基工业比拟微弱,元部件质料较差,反响正在采煤机的寿命普通较低,特殊是液压元部件的损坏比拟告急。 1.1.2 20世纪80年代是我邦采煤机繁荣的繁盛岁月 20世纪70年代后期,我邦总共引进143套综采成套修立。天下闭键采煤机临蓐邦如英邦、德邦、法邦、波兰、日本等都进入中邦墟市,其手艺也揭示正在中邦人的眼前,为咱们深刻会意外邦手艺和掌管这些手艺创设了条款,同时通过20世纪70年代自行研制采煤机的执行,得到了告成和铩羽的体验与教训,确立了我邦采煤机的繁荣目标,即仿制和自行研制并举。 管理难采煤层的题目是20世纪80年代庞大课题之一:简直的课题是薄煤层归纳机器化成套修立的研制:大倾角综采成套修立的研制:“三硬”、“三软”4.5m一次采全高综采修立的研制:管理短事情面的开采题目,短煤臂采煤机的研制。 据开端统计,20世纪80年代自行开辟和研制的采煤机种类有50余种,是我邦采煤机得益的年代,根基满意我邦种种煤层开采的必要,多量仰仗进口的年代已一去不复返了。20世纪80年代采煤机的繁荣有如下特质: 1.侧重采煤机系列的开辟,伸张操纵界限 20世纪70年代开辟的采煤机,一品种型只要一个种类,相称简单,笼罩面小,很难满意分歧煤层开采必要。20世纪80年代起侧重系列化采煤机的开辟事情,一种功率的采煤机可能派生绝伦种机型,闭键元部件正在分歧功率的采煤机上都能通用,如此不单伸张了事情面的合适界限,况且便于用户配件的收拾。采煤机系列化是20世纪80年代采煤机繁荣中卓殊越过的特质。 2.元部件攻闭先行,促使采煤机事情牢靠性的普及 总结20世纪70年代采煤机开辟中的体验教训,元部件的牢靠性直接肯定采煤机开辟的告成率,因而功闭实质为:主电机的攻闭,以管理烧机的形势;齿轮攻闭,从抉择材质上,热治理工艺上起首,进修邦外里优秀手艺告成体验,以德邦齿轮为倾向举行攻闭,抵达预期主意,管理了低速重载齿轮早失效的题目:液压体例和液压元部件的攻闭,主油泵和油马达的牢靠性直接影响牵引部事情的牢靠性,正在20世纪80年代中期,把斜轴泵、斜轴马达、阀组和调速机构等都列入核心攻闭实质。 3.无链牵引的扩充操纵,使采煤机事情安定,操纵安然 正在引进大功率采煤机的同时,无链牵引手艺传入中邦,德邦艾柯夫公司的销轨式无链牵引和英邦安德森公司的齿轨式无链牵引占绝大大都,况且手艺成熟。为此,我邦研制采煤机的无链牵引都向引进机组的布局上逼近。仿制和引进手艺临蓐的采煤机更是这样。无链牵引使采煤机事情安定,操纵安然,承袭的牵引力大,于是,获得用户的广大接待,大功率采煤机都采用无链牵引体例。 1.1.3 20世纪90年代至今是我邦电牵引采煤机繁荣的时期 进入20世纪90年代后,跟着煤炭临蓐向集约化目标繁荣,减员提效,普及事情面单产成为煤炭繁荣的主流,繁荣高产高效事情面势正在必行,此采煤机开辟研制环绕高产高效的哀求举行,其闭键目标是: (1)大功率高参数的液压牵引采煤机:最具代外性的机型是MG2X400-W型采煤机。 (2)高功能电牵引采煤机:电牵引采煤机的研制从20世纪80年代动手起步,20世纪90年代总共繁荣,电牵引的繁荣存正在直流和相易两种手艺途径。进入20世纪90年代后,相易变频调速手艺正在中厚煤层采煤机中扩充操纵,上海分院先后开辟告成MG200/500-WD、MG200/450-BWD、MG250/600-WD、MG400/920-WD和MG450/1020-WD等采煤机,变频调速箱可能是机载,也可能吵嘴机载。此外派生出8种机型,都已进入操纵,获得较好的成果。太原矿山机器厂正在引进英邦Electra1000直流电牵引全套手艺的根基上,开辟出MG400/900-WD和MG250/600-WD型两种电牵引采煤机,鸡西煤机厂、辽源煤机厂也开辟了相易电牵引采煤机。 邦产电牵引采煤机固然繁荣速率很速,但正在功能和牢靠性上与天下优秀邦度的I采煤机比拟,还存正在较大的差异,因而少少有气力的矿务局,正在设备高产高效事情面时,把眼光移到海外,进口海外优秀电牵引采煤机。如神府华能集团引进美邦的7LS、6LS电牵引采煤机;兖州矿业集团公司引进德邦的SL-500型和日本的MCLE-DR102型相易电牵引采煤机,但因为价值腾贵,故引进数目较少,90年代采煤机手艺繁荣的特质如下: 1.众电机驱动横向安排的总体布局成为电牵引采煤机繁荣的主流 我邦开辟的电牵引采煤机,平常都采用横向安排。各大部件由稀少的电动机驱动,传动体例互相独立,无动力传达,布局简便,拆装利便,于是有代替电动机纵向安排的趋向。 2.我邦采煤机的闭键参数与天下优秀秤谌的差异正在缩小 正在装机功率方面,我邦的液压牵引采煤机装机功率抵达800KW,电牵引采煤机装机功率抵达1020KW,其牵引功率为2X50KW,可满意高产高效事情面临功率的哀求。正在牵引力和牵引速率方面,电牵引的最大牵引力已抵达700KN,最大牵引速率达12.56m/min,微治理机的工矿监测、滞碍显示、无线电离机限度等方面已抵达较能手艺秤谌。 3.液压紧固手艺的开辟查究获得告成 采煤机相联构件往往松动是影响事情牢靠性的要紧成分,况且管理难度较大,液压螺母和专用超高压泵,正在电牵引采煤机中获得扩充利用,防松成果明显,根基管理采煤机相联牢靠性的题目。 回头这30众年我邦采煤机繁荣的经过,走的是一条白手起家和仿制引进维系的道途,也是一条络续进修海外优秀手艺为我所用的繁荣道途,从20世纪70年代闭键靠进口采煤机来满意我邦临蓐必要,到近年险些是邦产采煤机占我邦一共采煤机墟市,这也是个了不得的进取。 1.2 邦际上电牵引采煤机的手艺繁荣情景 80 年代以后, 天下各闭键产煤邦度, 为合适高产高效综采事情面繁荣和完成矿井集约化临蓐的必要, 踊跃采用新手艺, 络续加快更新滚筒采煤机 的手艺功能和布局, 接踵研制出一批高功能、高牢靠性的“重型”采煤机。个中, 最具代外的是英邦安德森的Eiect ra 系列, 德邦艾柯夫的SL 系列, 美 邦乔依的LS 系列和日本三井三池的MCL E2DR 系列电牵引采煤机。这些采煤机, 显露了马上日下电牵引采煤机的最新繁荣目标。 德邦艾柯夫公司, 整机布局特质为机身3 段式, 双方传动片面为锻制箱体布局, 中心电气片面为焊接框架布局, 摇臂为分体连合, 驾御对称通用, 可满意分歧的配套哀求; 牵引部电气传动体例采用两直流电机他激并列, 电枢采用微机限度, 励磁采用串联, 既能满意四象限运转, 又能满意双牵引, 趋于负载平衡, 目前正努力繁荣相易电牵引。美邦乔依公司从3LS~7LS , 机身为3 段焊接布局形态, 摇臂为分体连合、驾御通用, 牵引部电气传动体例为2电机串激串联, 目前已动手进入操纵7LS 相易电牵引采煤机。日本三井三池公司RD101101 和RD102102 均为相易电牵引采煤机, 其布局形态为以前的截割电机安排正在机身的守旧布局形态, 机器传动和连合相当繁复。 总结这些邦度电牵引采煤机的手艺繁荣有如下几个特质: (1) 装机功率和截割电动机功率有较大幅度填补为了合适高产高效综采事情面急迅割煤的必要, 非论是厚、中厚和薄煤层采煤机, 均正在络续加大装机功率(网罗截割功率和牵引功率) 。装机功率多半正在1000kW 驾御, 单个截割电机功率都正在375kW以上, 最高达600kW。直流电牵引功率最大达2 ×56kW , 相易电牵引功率最大达2 ×60kW。 (2) 电牵引采煤机已代替液压牵引采煤机而成为主导机型天下各闭键采煤机厂商20 世纪80 年代都已把核心转向开辟电牵引采煤机, 如德邦艾柯 夫公司是最早开辟电牵引采煤机的, 80 年代中后期根基撒手临蓐液压牵引采煤机, 研制出EDW 系列电牵引采煤机, 90 年代又研制告成相易直流两 用的SL300 , SL400 , SL500 型采煤机。美邦乔依公司70 年代中期动手开辟众电机驱动的直流电牵引采煤机, 80 年代先后推出3LS , 4LS 和6LS 3 个 新机型, 其电控体例众次革新, 更趋完满。英邦安德森公司80 年代中期先后开辟了EL ECTRA1000和EL ECTRA 薄煤层电牵引采煤机。日本三井三池公司80 年代中期起首开辟超过发点相易电牵引采煤机, 最具代外的是MCL E2DR101101 , MDL E2DR102102 采煤机, 为邦际创办。法邦萨吉姆公司 正在90 年代也已研制告成Panda2E 型相易电牵引采煤机。相易电牵引近几年繁荣很速, 因为手艺优秀,牢靠性高、简便, 有代替直流电牵引的趋向。自日 本80 年代中期研制告成第1 台相易电牵引采煤机,至今除美海外, 其它邦度如德邦、英邦、法邦等都先后研制告成相易电牵引采煤机, 是以来电牵引采 煤机繁荣的新倾向。 (3) 牵引速率和牵引力络续增大液压牵引采煤机的最大牵引速率为8m/ min 驾御, 而实践可用割煤速率为4 ~5m/ min , 不对适急迅割煤必要。电牵引采煤机牵引功率成倍填补, 最大牵引速率达15~20m/ min , 美邦18m/ min 的牵引速率很普通,美邦乔依公司的1 台经革新的4LS 采煤机的牵引速率高达2815m/ min。因为采煤机必要急迅牵引割煤, 滚筒截深的加大和转速的低浸, 又导致滚筒进给量和促进力的加大, 故哀求采煤机增大牵引力, 目前已普通加大到450~600kN , 现正研制最大牵引力为1000kN 的采煤机。 (4) 众电机驱动横向安排的总体布局日益繁荣 70 年代中期仅有美邦的LS 系列采煤机、西德EDW215022L22W 型采煤机采用众电机驱动, 机器传动体例互相独立, 部件之间无机器传动, 破除了锥齿轮传动副和繁复通轴, 机器布局简便, 装拆利便。目前, 这类采煤机既有电牵引, 也有液压牵引, 既有中厚煤层用大功率, 也有薄煤层的, 有代替守旧的截割电动机纵向安排的趋向。 (5) 滚筒的截深络续增大牵引速率的加快,支架随机支护也相应跟上, 使机道空顶时刻缩短,为加大采煤机截深创设了条款。10 年前滚筒采煤机截深多半是630 ~ 700mm , 现已采用800mm ,1000mm , 1200mm 截深, 美邦正正在切磋采用1500mm 截深的也许性。 (6) 普通普及供电电压因为装机功率大幅度普及, 为了保障供电质料和电机功能, 新研制的大功率电牵引采煤机险些都普及供电电压, 闭键有2300V , 3300V , 4160V 和5000V。美邦现有长壁事情面中, 45 %以上的电牵引采煤机供电电压为≥2300V。 (7) 有完满的监控体例网罗采用微治理机限度的工况监测、数据搜聚、滞碍显示的自愿限度体例; 马上限度、无线电随机限度, 并已能限度液压 支架、输送机行为和滚筒自愿调高。 (8) 高牢靠性据会意美邦操纵的EL ECTRA 1000 型采煤机的时刻诈骗率可达95 %~98 % ,采煤量350 万t 以上,最高达1000 万t 。 1.3邦内电牵引采煤机的繁荣情景 我邦从20 世纪80 年代末期, 煤科总院上海分院与波兰互助研制开辟了我邦第1 台MG3442PWD薄煤层强力爬底板相易电牵引采煤机, 正在大同局雁崖矿操纵获得告成。借助MG3442PWD 电牵引采煤机的电牵引手艺, 对液压牵引采煤机举行手艺更新。第1 台MG300/ 6802WD 型电牵引采煤机是正在鸡西煤矿机器厂临蓐的MG300 系列液压牵引采煤机的根基上改酿成功, 并于1996 年7 月正在大同晋华宫矿动手操纵。与此同时, 正在太原矿山呆板厂临蓐的AM2500 液压牵引采煤机上利用相易电牵引调速装配改制MG375/8302WD 型电牵引采煤机。截止目前, 我邦已变成5 个电牵引采煤机临蓐基地, 鸡西煤矿机器厂、太原矿山呆板厂、煤炭科学查究总院上海分院、辽源煤矿机器厂临蓐相易电牵引采煤机, 西安煤矿机器厂则临蓐直流电牵引采煤机。 我邦近期开辟的电牵引采煤机有以下特质: (1) 众电机驱动横向安排电牵引采煤机。截割电机横向安排正在摇臂上, 破除了螺旋伞齿轮和布局繁复的通轴。 (2) 总装机功率、牵引功率大幅度普及, 供电电压(对单个电机400kW 及以上) 由1140V 升至3300V , 保障了供电质料和电机功能。 (3) 电牵引采煤机以相易变频调速牵引装配占主导名望, 片面厂商同时也研制临蓐直流电牵引采煤机。 (4) 主机身众分为3 段, 破除了底托架, 各零部件打算、创制强度大大普及, 部件间用高强度液压螺母联接, 拆装利便, 普及了整机的牢靠性。 (5) 电控手艺查究和采煤机电气限度装配牢靠性络续普及。正在通用性、相易性和集成型方面迈进了一大步, 成效渐渐周备, 无线电随机限度研制告成, 数字化、微机的电控装配已进入试用阶段。 (6) 正在横向安排的截割电机上, 打算操纵了具有弹性缓冲功能的扭矩轴,革新了传动件的牢靠性, 对普及采煤机的集体牢靠性和时刻诈骗率起到了踊跃用意。 (7) 耐磨滚筒及镐形截齿的查究, 促进了我邦的滚筒及截齿创制手艺,开辟研制的耐磨滚筒,可实用于截割f = 3~4 的硬煤。具有操纵中轴向力震荡小,事情安定性好,块煤率高,能耗低等甜头。 2总体计划切实定 2.1MG300/700-WD型采煤机简介 2.1.1概述 MG300/700-WD型机载相易电牵引采煤机,该机装机功率700KW,截割功率2×300KW,牵引功率82KW。 该采煤机操纵的电气限度箱适宜矿用电气修立防爆规程的哀求,可正在有瓦斯或煤层爆炸危机的矿井中操纵,并可正在海拔不凌驾2000m、边缘介质温度不凌驾+40℃或低于-10℃、亏空以腐化和反对绝缘的气体与导电灰尘的环境下操纵。 2.1.2闭键手艺参数 该机的闭键手艺参数如下: 合适煤层 采高界限:1.9~3.7m 煤层倾角:≤35度 煤层硬度:中硬或硬煤层 总体 机面高度:1457 mm 摇臂摆动核心距:2541mm 2.1.3布局特质 MG300/700-WD型采煤机采用众电机横向安排方法,截割部用销轴与牵引部连合,左、右牵引部及中心箱采用高强度液压螺栓连合,正在中心箱中装有泵箱、电控箱、水阀和水分拨阀。该机具有以下特质: 1.截割电机横向安排正在摇臂上,摇臂和机身相联没有动力传达,破除了纵向安排布局中的螺旋伞齿轮和布局繁复的通轴。 2.主机职位为三段,即左牵引部、中心限度箱、右牵引部,采用高度液压螺栓连合,布局简便牢靠、拆装利便。 2.2摇臂布局打算计划切实定 因为煤层地质条款的众样性,煤炭临蓐必要众品种型和规格的采煤机。诈骗通用部件,拼装成系列型号的采煤机,可能给临蓐带来良众利便。系列化、轨范化和通用化是采掘机器繁荣的必定趋向。因而,这里把驾御摇臂打算成对称布局。 2.3截割部电动机的抉择 由打算哀求知,截割部功率为300×2KW,即每个截割部功率为300KW。依据矿下电机的简直事情环境,要有防爆和电火花的安然性,以保障正在有爆炸危机的含煤尘和瓦斯的气氛中绝对安然;况且电机事情要牢靠,启动转矩大,过载才华强,服从高。据此抉择由抚顺厂临蓐的三相鼠笼异步防爆电动机YBC3─300,其闭键参数如下: 额定功率:300KW; 额定电压:1140V 额定电流:206A; 额定转速:1475P/m 额定功率:50HZ; 绝缘品级: H 接线方法:Y 事情方法:S1 质料: 1502KG 冷却方法:外壳水冷 该电机总体呈圆形,其示妄图及外形闭键尺寸如图1所示: 该电动机输出轴上带有渐开线花键,通过该花键电机将输出的动力传达给摇臂的齿轮减速机构。 2.4传动计划切实定 2.4.1 传动比切实定 滚筒上截齿的切线速率,称为截割速率,它可由滚筒的转速和直径估计打算而的,为了淘汰滚筒截割形成的细煤和粉尘,增大块煤率,滚筒的转速显示低速化的趋向。滚筒转速对滚筒截割和装载历程影响都很大;但对粉尘天生和截齿操纵寿命影响较大的是截割速率而不是滚筒转速。 总传动比 ——电动机转速 r/min ——滚筒转速 r/min 2.4.2 传动比的分拨 正在举行众级传动体例总体打算时,传动比分拨是一个要紧闭键,能否合理分拨传动比,将直接影响到传动体例的外阔尺寸、重量、布局、润滑条款、本钱及事情才华。众级传动体例传动比切实定有如下法则: 1.各级传动的传动比平常应正在常用值界限内,不应凌驾所首肯的最大值,以适宜其传动形态的事情特质,使减速器得到最小外形。 2.各级传动间应做到尺寸调和、布局均匀;各传动件互相间不应产生干预碰撞;总共传动零件应便于装配。 3.使各级传动的承载才华亲近相称,即要抵达等强度。 4.使各级传动中的大齿轮进入油中的深度大致相称,从而使润滑比拟利便。 因为采煤机正在事情历程中常有过载和抨击载荷,维修比拟坚苦,空间限度又比拟厉苛,故对行星齿轮减速装配提出了很高哀求。于是,这里先确定行星减速机构的传动比。 本次打算采用NWG型行星减速装配,其道理如图2所示: 该行星齿轮传动机构闭键由太阳轮a、内齿圈b、行星轮g、行星架x等构成。传动时,内齿圈b固定不动,太阳轮a为主动轮,行星架x上的行星轮g—面绕本身的轴线ox—ox转动,从而驱动行星架x展转,完成减速。运转中,轴线ox—ox是转动的。 这种型号的行星减速装配,服从高、体积小、重量轻、布局简便、创制利便、传动功率界限大,可用于种种事情条款。于是,它用正在采煤机截割部末了一级减速是合意的,该型号行星传动减速机构的操纵服从为0.97~0.99,传动比平常为2.1~13.7。如图2-7所示,当内齿圈b固定,以太阳轮a为主动件,行星架g为从动件时,传动比的举荐值为2.7~9。查阅文献[4],采煤机截割部行星减速机构的传动比平常为4~6。这里定行星减速机构传动比 则其他三级减速机构总传动比 ÷36.75÷5.747=6.39 因为采煤机机身高度受到厉苛限度,每级传动比平常为依据前述众级减数齿轮的传动比分拨法则和摇臂的简直布局,初定各级传动比为: 以此估计打算,四级减速传动比的总偏差为: ×1.56×2.29×5.747)÷36.75=0.2‰ 正在偏差首肯界限5﹪内,合意。 3 传动体例的打算 3.1各级传动转速、功率、转矩切实定 各轴转速估计打算: 从电动机出来,各轴按序定名为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ轴。 Ⅰ轴 min Ⅲ轴 Ⅳ轴 Ⅵ轴 各轴功率估计打算: Ⅰ轴 ×0.99=297 Ⅱ轴 ×0.98×0.99=288.15 Ⅲ轴 ×0.98×0.99=279.56 Ⅳ轴 ×0.98×0.99×0.99=271.23 Ⅴ轴 ×0.98×0.99×0.99=263.15 Ⅵ轴 ×0.98×0.99=255.31 Ⅶ轴 ×0.98×0.99×0.99=247.70 Ⅷ轴 ×0.98×0.99×0.99=240.32 各轴扭矩估计打算: Ⅰ轴 × Ⅲ轴 × Ⅳ轴 × Ⅶ轴 × Ⅷ轴 × 将上述估计打算结果列入下外,供从此打算估计打算操纵 运动和动力参数 编号 功率/kW 转速n/(r·min) 转矩T/(N·m) 传动比 Ⅰ轴 297 1470 1929.5 1.79 Ⅲ轴 279.56 821.2 3251.1 Ⅳ轴 271.23 526.43 4920.4 1.56 Ⅶ轴 247.70 229.88 10290.3 2.29 Ⅷ轴 240.32 229.88 427494.2 5.747 3.2 齿轮打算及强度效核 这里闭键是依据查阅的闭联册本和原料,模仿以往采煤机截割部传动体例的打算体验开端确定各级传动中齿轮的齿数、转速、传动的功率、转矩以及各级传动的服从,进而对各级齿轮模数举行开端确定,简直估计打算历程级估计打算结果如下:统的打算体验开端确定各级传动中齿轮的齿数、转速、传动的功率、转矩以及各级传动的服从,进而对各级齿轮模数举行开端确定,截割部齿轮的打算及强度效核,简直估计打算历程及估计打算结果如下: 齿轮1和惰轮2的打算及强度效核 估计打算历程及阐发 估计打算结果 1)抉择齿轮质料 查文献1外8-17 齿轮选用20GrMnTi渗碳淬火 2)按齿面接触疲惫强度打算估计打算 确定齿轮传动精度品级,按估取圆周速率,参考文献1外8-14,外8-15选用 小轮分度圆直径,由式(8-64)得 齿宽系数查文献1外8-23按齿轮相对轴承为非对称安排,取=0.6 小轮齿数 惰轮齿数 =34.01 齿数比 = 传动比偏差 偏差正在界限内 小轮转矩 载荷系数 由式(8-54)得 操纵系数 查外8-20 动载荷系数 查图8-57得初值 齿向载荷分散系数 查图8-60 齿间载荷分拨系数 由式8-55及得 =[1.88-3.2(1/19+1/34)]=1.617 查外8-21并插值 =1 则载荷系数的初值 弹性系数 查外8-22 =189.8 节点影响系数 查图8-64 重合度系数 查图8-65 许用接触应力 由式得 = 接触疲惫极限应力 查图8-69 应力轮回次数由式得 则 查图8-70得接触强度得寿命系数 硬化系数 查图8-71及阐发 接触强度安然系数 查外8-27,按高牢靠度查 取 故的打算初值为 齿轮模数 查外8-3 小齿分度圆直径的参数圆整值= 圆周速率 与估取很邻近,对取值影响不大,不必改进 =1.11, 小轮分度圆直径 惰轮分度圆直径 核心距 齿宽 惰轮齿宽 小轮齿宽 齿根弯曲疲惫强度效荷估计打算 由式 齿形系数 查图8-67 小轮 大轮 应力改进系数 查图8-68 小轮 大轮 重合度系数,由式8-67 许用弯曲应力由式8-71 弯曲疲惫极限 查图8-72 弯曲寿命系数 查图8-73 尺寸系数 查图8-74 安然系数 查外8-27 则 4. 齿轮几何尺寸估计打算 分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 齿距 齿厚 核心距 圆整 HRC 56~62 公差组6级 =0.6 =19 =34 =1.79 合意 =1.75 =1.11 =1.08 =1 =189.8 =2.5 =0.897 =1 =171mm =2.86 =2.47 =1.54 =1.63 =1 =2 齿轮4和齿轮5打算及强度效核: 1)抉择齿轮质料 查文献1外8-17 齿轮5选用20GrMnTi渗碳淬火 齿轮4选用45钢调质 2)按齿面接触疲惫强度打算估计打算 确定齿轮传动精度品级,按估取圆周速率,参考文献1外8-14,外8-15选用 小轮分度圆直径,由式(8-64)得 齿宽系数查文献1外8-23按齿轮相对轴承为非对称安排,取=0.6 小轮齿数 大轮齿数 =35.88圆整取 齿数比 = 传动比偏差 偏差正在界限内 小轮转矩 载荷系数 由式(8-54)得 操纵系数 查外8-20 动载荷系数 查图8-57得初值 齿向载荷分散系数 查图8-60 齿向载荷分拨系数 由式8-55及得 =[1.88-3.2(1/23+1/36)]=1.65 查外8-21并插值 =1.1 则载荷系数的初值 弹性系数 查外8-22 =189.8 节点影响系数 查图8-64 重合度系数 查图8-65 许用接触应力 由式得 = 接触疲惫极限应力 查图8-69 应力轮回次数由式得 则 查图8-70得接触强度得寿命系数 硬化系数 查图8-71及阐发 接触强度安然系数 查外8-27,按高牢靠度查 取 故的打算初值为 齿轮模数 查外8-3 小齿分度圆直径的参数圆整值= 圆周速率 与估取很邻近,对取值影响不大,不必改进=1.18, 小轮分度圆直径 惰轮分度圆直径 核心距 齿宽 惰轮齿宽 小轮齿宽 齿根弯曲疲惫强度效荷估计打算 由式 齿形系数 查图8-67 小轮 大轮 应力改进系数 查图8-68 小轮 大轮 重合度系数,由式8-67 许用弯曲应力由式8-71 弯曲疲惫极限 查图8-72 弯曲寿命系数 查图8-73 尺寸系数 查图8-74 安然系数 查外8-27 则 (4)齿轮几何尺寸估计打算 分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 齿距 齿厚 核心距 圆整 齿轮6和惰轮7的几何尺寸估计打算: 齿轮几何尺寸估计打算: 分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 齿距 齿厚 核心距 圆整 HRC 56~62 HBS 245~275 公差组7级 =0.6 =23 =36 =1.565 合意 =1.75 =1.18 =1.08 =1.1 =189.8 =2.5 =0.87 =1 =207mm =2.71 =2.45 =1.58 =1.64 =0.98 =2 惰轮8和齿轮9的几何尺寸估计打算: 齿轮几何尺寸估计打算: 分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 齿距 齿厚 核心距 圆整 因为齿轮的强度效核方式都是类似的,于是对其它齿轮的强度效核历程陈设正在打算仿单以外的篇幅中举行,并所有强度验算及格。 3.3轴的打算及强度效核 3.3.1 先确定Ⅲ轴 1.抉择轴的质料 选用轴的质料为45钢,调质治理 2.轴径的开端估算 由外4-2取A=115, 可得 3.求用意正在齿轮上的力 Ⅲ轴上大齿轮分度圆直径为: 圆周力,径向力和轴向力的巨细如下 小轮分度圆直径为: 4.轴的布局打算 1)拟定轴向定位哀求确定各轴段直径和长度 Ⅰ段装配调心滚子轴承。轴承型号3517,尺寸 取轴段直径 取齿轮距箱体内壁隔绝轴承距箱体内壁则: Ⅱ段做成齿轮轴,轴段长度 Ⅲ段取齿轮右端轴肩高度采用花键轴.轴段长 Ⅳ段用于装轴承,选用调心滚子轴承3518,尺寸,取轴段直径轴段长。 2)轴上零件的周向定位 齿轮3采用花键连合,花键实用于载荷较大和定心精度哀求较高的静联接和动联接,它的键齿众,事情面总接触面积大,承载才华高,它的键安排对称,轴、毂受力平均,齿槽浅,应力聚积较小,对轴和轮毂的消弱小。 轴承与轴的周向定位采用过渡配合保障的,于是轴段直径公差取为. 轴端倒角 5.轴的强度效核: 最先依据轴的布局图作出轴的估计打算简图: 2) 求支反力: 秤谌面: 笔直面: 3) 估计打算弯矩,绘弯矩图 秤谌弯矩:图(b)所示 笔直面弯矩:图(c)所示 合成弯矩:图(d)所示 4) 扭矩: 5) 估计打算当量弯矩:图(f)所示 分明D处为危机截面,故只对该处举行强度效核 轴的质料为45钢,调质治理,查外4-1得 由得 取 6.安然系数效核估计打算: 1)确定参数 由前述估计打算可知: 抗扭截面模量: 2)估计打算应力参数 弯曲应力幅 因弯矩为对称轮回,故弯曲均匀应力 扭剪应力幅 因转矩为脉动轮回,故扭剪均匀应力 3)确定影响系数 轴的质料为45钢,调质治理,由外4-1查得, 轴肩圆角处得有用应力聚积系数 依据 由外4-5经插值可得: 尺寸系数、 依据轴截面为圆截面查图4-18得:=0.75 =0.85 轮廓质料系数、 依据和轮廓加工方式为精车,查图4-19,得 ==0.88。质料弯曲回旋的特色系数、 取=0.1 =0.5=0.05 可得: 因而强度足够。 3.3.2轴4的打算及强度效核 1.抉择轴的质料 选用轴的质料为45钢,调质治理 2.轴径的开端估算 由外4-2取A=115, 可得 3.求用意正在齿轮上的力 Ⅳ轴上大齿轮分度圆直径为: 圆周力,径向力和轴向力的巨细如下 小轮分度圆直径为: 4.轴的布局打算 1)拟定轴向定位哀求确定各轴段直径和长度 Ⅰ段装配调心滚子轴承。轴承型号3520,尺寸 取轴段直径 取齿轮距箱体内壁隔绝轴承距箱体内壁则: Ⅱ段做成齿轮轴,取轴段直径轴段长度 Ⅲ段用于装轴承,选用调心滚子轴承3520,尺寸,取轴段直径该段采用渐开线花键来装配齿轮,该轴段长 2)轴上零件的周向定位 齿轮5采用渐开线花键连合,花键实用于载荷较大和定心精度哀求较高的静联接和动联接,它的键齿众,事情面总接触面积大,承载才华高,它的键安排对称,轴、毂受力平均,齿槽浅,应力聚积较小,对轴和轮毂的消弱小。 轴承与轴的周向定位采用过渡配合保障的,于是轴段直径公差取为. 轴端倒角 5.轴的强度效核: 最先依据轴的布局图作出轴的估计打算简图3: 2) 求支反力: 秤谌面: 笔直面: 3) 估计打算弯矩,绘弯矩图 秤谌弯矩:图(b)所示 笔直面弯矩:图(c)所示 合成弯矩:图(d)所示 4) 扭矩: 5) 估计打算当量弯矩:图(f)所示 分明C右处为危机截面,故只对该处举行强度效核 轴的质料为45钢,调质治理,查外4-1得 由得 取 6.安然系数效核估计打算: 1)确定参数 由前述估计打算可知: 抗扭截面模量: 2)估计打算应力参数 弯曲应力幅 因弯矩为对称轮回,故弯曲均匀应力 扭剪应力幅 因转矩为脉动轮回,故扭剪均匀应力 3)确定影响系数 轴的质料为45钢,调质治理,由外4-1查得, 轴肩圆角处得有用应力聚积系数 依据 由外4-5经插值可得: 尺寸系数、 依据轴截面为圆截面查图4-18得:=0.75 =0.85 轮廓质料系数、 依据和轮廓加工方式为精车,查图4-19,得 =0.75,=0.85。质料弯曲回旋的特色系数、 取=0.1 =0.5=0.05 可得: 因而强度足够。 3.3.3惰一轴的打算 因为心轴不传达转矩,转矩法估算直径正在这里不再实用,采用体验法估算心轴的直径,轴径与核心距的联系为: 初取,经受力理会正在确定轴的直径. 该心轴分三段,从右端起: 轴段1:该轴段直接装配正在摇臂壳体上,起撑持用意.取其直径,为使该轴有足够的撑持强度,取其长度 轴段2:该段装配轴承,轴承外圈支承着惰了轮.取其直径,这里抉择调心滚子轴承253520,以使其自愿补充轴和外壳核心线的相对偏斜,轴承的闭键尺寸为:两轴间有一长为10的隔绝套对其举行周向定位,该轴的长度 轴段3:为了对轴承举行定位,取其直径,因为箱体的厚度,为了保障惰轮与截一轴的齿轮准确啮合,取该段的长度 1.轴的受力理会,由于此轴为心轴,仅受弯矩用意. 圆周力: 选用45钢调质治理HBS=, 由于心轴只受弯矩用意,其危机截面正在轴的中心,的双支点梁,可能以为轴沿一共跨度承袭均布载荷 由于相差无几,其径向力抵消后与圆周力比拟可能纰漏,因而弯矩为: 抗弯截面模量: 许用弯曲应力 因而该轴强度及格。 4 行星传动机构的打算历程 电牵引采煤机是直接以电动机行为驱动减速箱的原动力, 于是哀求减速箱有较大的速比, 同时受事情面空间条款限度, 哀求传动装配尺寸小。于是, 电牵引采煤机无论牵引部或截煤部均正在末了输出级采用行星机构。行星传动布局紧凑、速比大。 行星传动的甜头是动力分流, 功率流数取决于行星轮个数。于是, 电牵引采煤机用的行星机构大家打算成4 个行星轮, 以低浸每一行星轮的负载, 但对行星架及齿轮的加工精度哀求更高。为减小加工装配偏差所形成的偏载和弹性变形、惯性力、摩擦力等阻滞载荷平均分散的成分, 把太阳轮作成无支承的浮动件(单浮动) , 通过渐开线花键与前一级齿轮联接, 花键侧隙则满意了浮动量的哀求。或打算成双浮动(太阳轮、内齿圈浮动)、三浮动布局(太阳轮、内齿圈、行星架浮动)。这些均载举措布局简便、浮动灵便、反力矩小, 有用地补充种种偏差, 使行星轮间的载荷平衡分拨。行星轮与内齿圈平常打算成薄壁轮缘。行星轮轮缘的变形对装配好手星轮内孔中轴承的滚动体间的载荷分散会产生影响, 由此得到可普及轴承寿命的最佳间隙。内齿圈轮缘的柔性变形, 同样也有利于行星轮间的载荷分拨平均, 并低浸啮当令的动载荷。 以下参考《今世机器传入手册》 机器工业出书社 已知:输入功率kW,转速=kW,输出转速=r/min 1.齿轮质料热治理工艺及创制工艺的选定 太阳轮和行星轮的质料为20CrNi2MoA,轮廓渗碳淬火治理,轮廓硬度为57~61HRC。由于对付承袭抨击重载荷的工件,常采用韧性高淬透性大的18Cr2Ni4WA和20CrNi2MoA等高级渗碳钢,经热治理后,轮廓有高的硬度及耐磨性,心部又具有高的强度及优良的韧性和很低的缺口敏锐性。 试验齿轮齿面接触疲惫极限MPa 行星轮: 齿形为渐开线直齿,最终加工为磨齿,精度为6级。 内齿圈的质料为42CrMo,调质治理,硬度为262~302HBS. 试验齿轮的接触疲惫极限: 试验齿轮的弯曲疲惫极限: 齿形的终加工为插齿,精度为7级。 2.确定各闭键参数: ⑴行星机构总传动比:i=5.747,采用一级NGW型行星减速机构。 ⑵行星轮数目, 依据外2.9-3及传动比i,取。 ⑶载荷不服衡系数,采用太阳轮浮动和行星架浮动的均载机构,取 =1.15 ⑷配齿估计打算 太阳轮齿数 式中取 c=20(整数) 内齿圈齿数 行星轮齿数 ⑸a-c齿轮接触强度开端估计打算按外义14-1-60中的公式估计打算核心距 式中 /14=1.786 归纳系数为2.2 太阳轮单个齿传达的转矩 齿宽系数为0.7 代入: 模数 取 则 取 (6) 估计打算变位系数 1)a-c传动 A.实践核心距改变系数y B.实践啮合角 C.总变位系数 D.分拨变位系数: 和取归纳功能较好区. 取 (睹《机器传动装配打算手册》上册) 则: 齿顶低浸系数 2) c-b传动 啮合角, 式中, 变位系数和 核心距改变系数 齿顶低浸系数 分拨变位系数 3.几何尺寸估计打算 分度圆 齿顶圆 齿根圆 基圆直径 齿顶高系数 太阳轮,行星轮— 内齿轮— 顶隙系数 太阳轮,行星轮— 内齿轮— 代入上组公式估计打算如下: 太阳轮 行星轮 内齿轮 太阳轮,齿宽b 由外2.5-12,取 则 取 ~ 4.啮合因素验算 ⑴ a-c传动端面重合度 太阳轮 行星轮 B.端面啮合长度 式中“”号正号为外啮合,负号为内啮合; — 端面节圆啮合角 直齿轮 则 C.端面重合度 ⑵.c-b端面重合度 A.顶圆齿形曲径 由上式估计打算得 行星轮 内齿轮 B.端面啮合长度 C. 端面重合度 5.齿轮强度验算 (1)㈠.a-c传动 (以下为相啮合的小齿轮(太阳轮)的强度估计打算历程,太阳轮(行星轮)的估计打算方式肖似。) ⑴.确定估计打算负荷 外面转矩 外面圆周力 ⑵.应力轮回次数 式中 —太阳轮相对付行星架的转速, ; —寿命期内哀求传动的总运转时刻,。 ⑶.确定强度估计打算中的种种系数 A.操纵系数 依据对截割部操纵负荷的实测与理会,取(较大抨击) B.动负荷系数 由于 和 可依据圆周速率: 和 由图2.4-4查得6级精度时: C.齿向载荷分散系数 由外2.4-8查得渗碳淬火齿轮 : 由外2.4-9, 由外2.4-8查得, 依据和由图2.4-5查得 式中: D.齿间载荷分散系数 因 由图2.4-6查得 E.节点区域系数 式中,直齿轮 —端面节圆啮合角 直齿轮 —端面压力角,直齿轮 F.弹性系数 由外2.4-11查得 (钢—钢) G.齿形系数 依据和,由图2.4-14查 H.应力改进系数 由图2.4-18,查得 I.重合度系数 J.螺旋角系数 因 得 得 ⑷.齿数, ⑸.接触应力的根基值 ⑹.接触应力 ⑺.弯曲应力的根基值 ⑻.齿根弯曲应力 ⑼.确定估计打算许用接触应力时的种种系数 A.寿命系数 因,由图2.4-7,得 B.润滑系数 因和 由图2.4-9查得 C.速率系数 因 由图2.4-10 查得 D.粗疏硬化系数 因和 由图2.4-11查得 E.事情硬化系数 ∵ 巨细齿轮均为硬齿面 ∴ F.尺寸系数 由外2.4-15 查得 ⑽.许用接触应力 ⑾.接触强度安然系数 ⑿.确定估计打算许用弯曲应力时的种种系数 A试验齿轮的应力改进系数 B.寿命系数 因 查图2.4-8得 C.相对齿根圆角敏锐系数 因,由图2.4-20查得 D.齿根轮廓情景系数 E.尺寸系数,由外2.4-16得 ⒀.许用弯曲应力 ⒁.弯曲强度安然系数 ㈡. c-b传动 本节仅列出相啮合的大齿轮(内齿轮)的强度估计打算历程,小齿轮(行星轮)的强度较高,助估计打算从略。 ⑴.外面切向力 ⑵.应力轮回次数 式中:—内齿轮相对付行星架的转速(r/mim) ⑶.确定强度估计打算中的种种系数 A.操纵系数 B.动负荷系数 依据 和 由图2.4-4查得, (7级精度) C. 齿向载荷分散系数 由外2.4-8查得调质钢 , 由外2.4-9, 由外2.4-10查得 (∵ 齿宽100b200) 依据和由图2.4-5,查得 式中: D. 齿间载荷分散系数 因 由图2.4-6查得 E.节点区域系数 式中,直齿轮 —端面节圆啮合角 直齿轮 —端面压力角,直齿轮 F.弹性系数 由外2.4-11查得 G.齿形系数 由图2.4-14查 H.应力改进系数 由图2.4-18,查得 I.重合度系数 J.螺旋角系数, 因 得 得 ⑷.齿数, ⑸.接触应力的根基值 ⑹.接触应力 ⑺.弯曲应力的根基值 ⑻.齿根弯曲应力 ⑼.确定估计打算许用接触应力时的种种系数 A.寿命系数 因,由图2.4-7,得 B.润滑系数 因和 由图2.4-9查得 C.速率系数 因 由图2.4-10 查得 D.粗疏度硬化系数 因和 由图2.4-11查得 E.事情硬化系数 ∵ 内齿轮齿面硬度为 ∴ 由公式 得: F.尺寸系数 由外2.4-15 查得 ⑽.许用接触应力 ⑾.接触强度安然系数 ⑿.确定估计打算许用弯曲应力时的种种系数 A试验齿轮的应力改进系数 B.寿命系数 因 查图2.4-8得 C.相对齿根圆角敏锐系数 因,由图2.4-20查得 D.齿根轮廓情景系数 E.尺寸系数,由外2.4-16得 ⒀.许用弯曲应力 ⒁.弯曲强度安然系数 5 采煤机的操纵与保护 5.1采煤机操纵历程中常睹滞碍与治理 邦产电牵引采煤机正在邦内扩充操纵的时刻比拟短,打算创制体验不众,因而产物布局和合适分歧地质条款以及闭联修立配套上还存正在很众亏空,其牵引和截割相联部位存正在告急亏空。 1 MG300/700 - WD 型采煤机截割部与牵引部相联部位损坏的原由理会: (1) 截割部截煤滚筒不配套。 煤种和地质条款不对适滚筒的布局,滚筒截煤时往往截实助,滚筒端面的煤助放不出来,越聚越众后,酿成使滚筒向煤壁目标的推力,此推力通过摇臂传达到相联绞轴孔,使绞轴及耳孔永久受力,一但采煤机速率过速,就有也许酿成绞孔断裂或绞轴拆断。 (2) 采煤机与刮板机配套尺寸有误,酿成截割部终端外壳体与刮板机机头架铲板产生干预。 (3) 牵引传动箱打算中是分体的上、下壳体。这种壳体的弊病正在于机组正在斜切进刀时,假若推溜工将刮板机推出硬弯即大于3°时,机组运转到此处,导向滑靴与下壳体产生干预,导向滑靴与下壳体同时受力,导向滑靴与下壳体固然都是铸件,然而从两者的布局看,下壳体的布局强度较弱一点,如此下壳体正在不服常的轨道中运转就会产生下壳体离散的形势,从而影响事情面的平常临蓐。 2 .MG300/700 - WD 型采煤机的维修正制工艺 针对上述原由理会,众次举行维修计划的改进,完成共鸣后分辩对采煤机以下几个部位举行维修正制: (1) 采煤机截煤滚筒的维修正制通过原由理会和手艺计划的打算,对截煤滚筒举行了维修正制。正在采煤机的滚筒端面截割齿陈设布局上,把齿座分成三组,每组3 个截齿,按一组120°,径向均布焊接正在滚筒端面,截齿沿滚筒回旋目标与端面呈30°角焊接装配,每一列的3个截齿按端面有用隔绝,间隔200 mm 举行分散,并使截齿齿尖与滚筒开助齿平行,正在滚筒端面齿座与滚筒边际之间均布120°切割3 个长300 mm、宽200mm 的腰形孔。 (2) 牵引部与截割部相联轴孔的维修正制 采煤机的牵引侧,再焊装一块轴孔板,同时将绞轴1 和绞轴2 的轴孔衬套材质由正本的20Cr 改为铸铜,耽误绞轴1 的长度,轴孔相联由3 个填补到4 个。如此即普及了衬套的耐磨性,又管理了衬套易分裂的题目,此外新增的轴孔板对截割部的回旋力,起到了一个限度用意,如此就彻底地管理了采煤机截割部绞轴折断和轴孔体牺牲的庞大变乱隐患。 (3) 简直维修正制工艺 最先将变形的绞轴里孔用502 型高锰钢焊条举行补焊,补焊的里孔用自 制的液压镗孔机举行镗孔,镗孔完毕后再配装上用铸铜加工的衬套,衬套的内径保障与原打算尺寸肖似。正在截割部与牵引部对接时,先将绞轴2 穿入轴孔内,把绞轴1 套上待固定的轴孔板,穿入轴孔内,绞轴穿到位后,再将轴孔板扶正,固定正在牵引部的机壳上。正在施工历程中,施工职员驯服了井下功课的诸众坚苦,从装配暂且泵站,固定镗孔机,调试刀架、丈量尺寸到机组对接等每一道工序都做了充实的绸缪,使工程转机层次分明,末了对接试机一举告成。 5.2 大功率采煤机截割部温升过高形势及管理方式 近几年来跟着综采手艺的络续繁荣,高产高效事情面的普及,对采煤机的功能哀求也络续普及,开辟研制大功率电牵引采煤机成为各煤机创制厂家的热门。跟着采煤机的装机功率的增大,采煤机的截割功率也相应的加大,因为截割功率加大,其油池温渡过高的题目也日渐越过,怎样管理这一题目将成为研制的环节。 1.发烧原由的理会 当传动体例的总发烧量E小于截割部正在许用最高油温时的散热量L 时,截割部将正在低于最大温升的某一温度仍旧均衡,当E 大于L 时,体例的温度将高于许用最高温度,形成发烧形势。通过估计打算和与其它机型对照理会形成这一形势的原由如下: 截割功率加大导致温升过高。 正在机器传动体例服从必然的条件下,加大输入功率,体例的功率损耗也随之加大。损耗的量大片面转化成热能,使体例的温度上升。 体例的机器传动副数目填补导致温升过高。 目前大功率电牵引采煤机均采用众部电机横向安排的传动布局,截割部由电机直接驱动,导致截割部的总传动比加大,传动级数增加。同时,此类机型对采高哀求较高,呆板多半采用长摇臂,这也使机器传动副数目填补。因为传动副填补,体例的功率损耗加大。 (3) 呆板的散热条款受限度。 因为受布局的限度,正在呆板的截割功率大副度普及和机器传动副数目填补的同时,油池的体积相对填补很小,使呆板散热坚苦。同时因为注油量和搅油发烧的抵触,润滑油的体积不也许大幅填补也会导致油温的升高。 管理方式 通过以上的原由理会,并维系正在执行中的体验,提出管理题目的方式如下: (1) 通过普及传动副的加工创制精度来普及体例的机器服从,淘汰功率的损耗,低浸发烧量; (2) 普及轴承的精度品级,淘汰轴承副的功率损耗。 (3) 打算历程中,正在保障整机功能的前题下,妥善加大油腔的体积,普及散热面积。 (4) 普及冷却成果。可通过加大冷却水套的截面积,加大冷却水的流量和加长冷却水的冷却流程来普及冷却成果,也可能对油池直接加装冷却器或强迫冷却装配来普及冷却成果。 (5) 合理估计打算润滑油的用量,正在能保障润滑的前题下,厉苛限度注油量,使搅油发烧降至最低。 (6) 普及摇臂排气装配的牢靠性,保障与外界处境的对流热换取。 5.3采煤机轴承的保护及漏油的防治 据不齐全统计,正在采煤机产生滞碍的总数中,机器变乱占 80% 驾御,而因润滑题目酿成变乱占很大的比例。采煤机轴承的保护及漏油的防治又是个中环节的一个闭键。 1. 采煤机轴承损坏形态和原由 采煤机各传动轴承中,强度微弱,容易损坏的部位有: (1) 截割部轴齿轮(小伞齿轮轴) 它转速高,温升速、易发烧,使径向逛隙变小,并正在缺油环境下烧伤,酿成卓殊噪声、振动; (2) 截割部行星机构行星轮轴承袭力大 (为齿轮啮合切向力的二倍) ,而受空间巨细和轮缘壁厚的限度,轴承直径不行增大,滚动体和滚道轮廓接触应力高,常产生早期点蚀和告急磨损; (3) 摇壁展转轴套和滚筒轴其转速低,但负荷高,并有告急抨击力,轴承常产生套圈变形,边断裂; (4) 牵引部行走链轮轴承袭抨击交变负荷,密封润滑条款差,煤尘易进入滚道把仍旧损坏。 2. 注意和革新举措 (1) 加紧润滑和密封 轴承事情时,滚动体与滚道、仍旧架和外里圈用滚动体都有摩擦,润滑剂可减小磨损,特殊正在滚动体和滚道之间变成油膜,可减小接触应力,低浸温度,从而耽误轴寿命。采煤机轴承润滑用油平常为 N220,N320 极压工业齿轮油,众采用油池飞溅或加轮回协同润滑方法。闭键存正在题目是,密封不牢靠,酿成油多量败露,外部煤粉尘埃络续浸入,轴承磨损加剧,轴承润滑油不良,以至缺油使轮廓过热烧伤。于是需核心采用举措: 1) 高速轴油封选用最合意密封质料、布局、普及其操纵寿命; 2) 摇壁展转轴承用油脂 (2# 锂基脂) 润滑并用油封把它与固定箱油池隔离; 3) 对低速轴 (如滚筒轴、行走轮轴等) 改用端面浮动油封。通过 O 型密封圈弹性变形形成端比压。使浮动环靠紧并传达扭矩,补充磨损。该油封对振动、抨击及轴向、径向偏斜不敏锐,特殊实用于低速 (2m/ s以下) 、有煤粉泥浆条款下密封。 (2) 厉苛验收,确保创制和装配质料 1) 轴承自己质料是影响装配功能和操纵寿命的要紧成分。如今邦内轴承厂家繁众质料错落有致,订货时要选好厂家确保轴承质料。 2) 轴承组件的创制和装配应适宜哀求。壳体孔直径超差更正了轴承准确配合哀求,过盈量大,使径隙变小,内圈形成拉应力。间隙大,径隙变大,组件刚性低浸并惹起套圈滑动。 3) 壳体孔卵形或锥形偏差,使套圈滚动道变形。当滚动体验通过期,滚道直径内经受压应力应明显增大,使区域过早磨损和反对。 4) 轴和壳体孔挡肩对配合轮廓不笔直及二侧配合处分歧轴偏差,使轴承外里圈轴线歪斜,也使局限轮廓应力增大。 5) 轴承装配中必需调治轴向间隙抵达打算哀求,对圆柱滚子轴承,轴向间隙小,内圈搬动受阻,当受到抨击载荷时易产生挡边撞裂,正在润滑不充实时,也会导致轴承烧伤。 3 加紧轴承操纵中保护和调治 采煤机轴承正在装配前的储运中要仍旧完美包装,不受碰撞并防御浸水而生锈。操纵中要特殊细心到滑油量和质料。哀求做到: (1) 常可检油位,加足油; (2) 避免分歧型号油混用; (3) 翻开盖加油时,要防御煤尘、水等杂质进入,以防油质反对,加剧磨擦面粒磨损和锈蚀。如察觉油脏,实时入油并冲洗再加新油。 4 采煤机漏油及治理 (1) 摇臂摆动轴的漏油及治理截割部箱内的油流经摇壁套外侧摇壁摆动轴上的大轴承,有两个 O 形密封圈,正在操纵中察觉该处漏油,经拆检理会察觉,因为大轴承的外圆大,压不紧 O 型密封圈,加上部分轴承精度不足,内、外圈直径超差告急;此外轴承孔壁较微弱,操纵中振动变形导致漏油。为此需正在摇臂轴小端加外骨架油封将该处与截割部油池分散,改用润滑脂润滑即可废除此处漏油。 (2) 滚筒轴的漏油及治理采煤机割煤时,滚筒轴受阻力大且繁复,受切向力、轴向力、煤壁推力、装煤力等。滚筒既绕滚筒轴转动,还沿滚筒轴笔直面作上下摆动,使油封漏油。其次,油封外径尺寸偏小导致油沿孔隙漏出,于是检修时应挑合意油封。此外迷宫间隙大,导致煤粉始末迷宫间隙、油封进入或滞留正在油封刃口与轴之间,将油封垫起酿成漏油,同时加快油封磨损,于是需采用加毛毡或涂密封胶。 (3) 壳体盖板的漏油及治理采煤机牵引部泵箱盖的密封最初采用石棉纸垫,因为石棉纸自己渗油,盖板大,不服度大,对纸垫比压不匀导致漏油。尔后又采用橡胶垫,但其正在长时刻油用意下还是变形起包动手漏油。末了采用 O 形密封绳粘接成环形密封盖板,但若粘接不牢也会漏油。治理举措是粘接处采用大斜暗语,且要平,粘接坚韧后方可装配。 采煤机是综采事情面的闭键修立,因为井下功课处境的出格性,以及对采煤机的保护、调治 、操作等方面的人工才华分歧,将会形成种种不行料思滞碍。于是,正在采煤机正在操纵历程中,必要加紧保护,按期检修,对易损部位实时采用举措举行转圜,防御变乱的产生和伸张,从而普及开机率和 耽误其操纵寿命。 5.4煤矿机器传动齿轮失效的革新途径 近20 年来, 煤矿机器的功率增大很速, 采煤机的功率填补了4~6 倍, 掘进机的功率填补了2~3 倍, 大型、特大型矿井提拔机功率已达数千kW, 功率的增大导致机器修立的输出扭矩增大,使修立部件特殊是传动齿轮的受力增大。煤矿机器的齿轮大家为中、大模数(6~20 mm) 的低速(6m/ s 以下) 重载传动, 单元齿宽的载荷值高达20kN/ cm2 。因为受煤矿操纵条款和呆板尺寸的限度,传动齿轮的外形尺寸没有众大变动, 易酿成机器传动齿轮失效, 导致煤矿机器修立不行平常运转。煤矿机器齿轮的失效有轮齿折断、齿面胶合、齿面点蚀和齿面塑性变形等闭键形态。因为轮齿啮合不对理, 酿成超负荷或抨击负荷而形成轮齿较软齿片面金属的塑性变形, 告急时正在齿顶的边棱或端部显示飞边、齿顶变圆, 主动齿轮的齿面上有凹陷, 被动齿轮的节线左近升起一脊形, 使齿面遗失准确的齿形。齿轮失效直接影响着煤矿机器服从的外现, 亟待管理,提出几种革新途径。 1 .打算 煤矿机器齿轮, 特殊是承袭重载和抨击载荷的提拔和采掘运输机器齿轮, 其弯曲极限应力强度增大到1 200 MPa , 接触耐久性极限强度亦增大到1 600 MPa , 怎样正在不加大外形尺寸的条款下普及其强度和寿命, 需进一步举行科研手艺攻闭, 优化打算参数。优化打算的实质网罗载荷的切确估计打算、强度估计打算公式的改进、优化选材、优化齿形布局、优秀的加工和治理工艺、普及轮廓光洁度、合理的硬度和啮合参数、有用的润滑参数和装置哀求等,普及轨范化、系列化水平。 因为渐开线齿形共轭齿轮的相对曲率半径较小, 故接触强度受到必然限度。而圆弧齿轮正在接触点处的齿面相对曲率半径大, 其轮廓强度和弯曲疲惫强度较高(约为渐开线 倍) , 振动小、噪声低、尺寸和重量较小。除新打算齿轮应优先采用圆弧齿轮外, 原有渐开线齿轮减速器, 正在传动功率稳固、核心距稳固的条件下, 从新搭配模数、螺旋角等参数, 可优化打算更新为圆弧齿轮,大大耽误操纵寿命。此外还可能采用以下几种比拟优秀的优化打算方式: (1) 服从GB3480 —1997《渐开线载才华的估计打算方式》和相闭行业轨范, 采用CAD举行齿轮强度估计打算和齿轮布局计划的类比, 选出最优的打算计划。 (2) 诈骗保角照射和有限元法等方式理会齿根弯曲应力, 采用较泰半径的齿根过渡圆角并采用凸头留磨滚刀加工外齿轮齿形, 以此低浸齿根弯曲应 力聚积, 普及弯曲强度。 (3) 依据弹性力学学问理会轮齿的啮合形变,采用齿顶修缘, 修缘线是采用较大压力角的渐开线; 采用齿面喷丸治理等工艺来普及轮齿的接触和弯曲疲惫强度。 (4) 依据弹流润滑外面查究齿轮润滑形态后,采用极压增添剂的高粘度齿轮润滑油来革新齿轮的润滑形态。 2 .选材 齿轮质料的抉择, 要依据强度、韧性和工艺功能哀求, 归纳切磋。参考工业发财邦度煤矿机器齿轮选用钢材的体验, 维系我邦实践, 宜选用低碳合 金渗碳钢。对付承袭重载和抨击载荷的齿轮, 采用以Ni - Cr 和Ni - Cr - Mo 合金渗碳钢为主的钢材(含Ni 量2 %~4 %) ; 对付负载比拟坚固或功率较小、模数较小的齿轮, 亦可选用无Ni 的Ni - Mn钢。这些渗碳合金钢的含碳量较低, 均匀为012 %以下, 个中的Mo 、Mn 均能填补钢的淬透性(含Mn 量以014 %~016 %为宜) , Cr 能填补钢的淬透性和耐磨性, Ni 对普及钢的韧性特殊有用。应研制、采用新型淬透性好的渗碳齿轮钢(海外称为“H”钢系列) , 它具有较窄界限的淬透性带, 可保障齿轮变形界限小并抵达哀求的芯部硬度。应尽量选用冶金质料好的真空脱气精练钢(R —H 脱气钢) 和电渣重熔合金钢, 这种钢材的纯度高, 具有较好的致密度, 含氧、氮和非金属杂质极少, 塑性和韧性好, 淘汰了机器功能和各向异性。用这种钢材创制的齿轮与浅显电炉钢创制的齿轮比拟, 其接触和弯曲疲惫寿命可普及3~5 倍, 齿轮极限载荷可普及15 %~20 %。创制齿轮应尽量少用铸钢, 众用锻钢, 非用铸钢不行的大齿轮, 可采用铸钢轮芯镶锻钢齿圈组合件。锻钢要保障锻制比(平常选大于3 为好) 。无论铸、锻件, 创制历程中要举行超声波探伤、质料 的机器功能试验和查抄, 以确保质料的质料及格。 3 .加工工艺 机加工滚齿时, 粗、精滚工序要分散, 先用滚刀举行粗切, 再用专用滚刀举行精滚齿, 仍旧滚刀精度, 用百分外限度切齿深度, 切齿深度偏差应限度正在零位左近, 精滚齿滚刀的齿形偏差应不大于0.103 mm。齿形加工平常要抵达9 级精度。齿面粗疏度必需抵达打算哀求, 可正在磨齿后, 举行电扔光或振动扔光, 普及轮廓粗疏度, 粗疏度好的齿轮的寿命比粗疏度差的可普及15%~20 %。采用齿面修形、齿形修缘和挖根大圆弧(大圆弧齿根) 新手艺(网罗倒角、磨光、修圆) , 能扫除或减轻啮合干预和偏载, 普及齿轮的承载才华, 使齿根应力聚积低浸, 齿轮的弹性柔度增大。对齿形举行装扮(磨齿、剃齿、研齿) , 齿轮的接触极限应力可普及15 %~25 %。对齿作纵向修形(修齿腹) , 齿轮的寿命可普及2 倍, 弯曲应力可淘汰17 %~23 % , 并可低浸噪声。当切齿刀具的硬度大于工件硬度的2~5 倍以上, 并有较好的韧性和耐磨性时,切削成果较好。硬齿面齿轮常采用磨削法和刮削法加工, 齿胚经众次热治理和切削加工。齿轮加工后拼装的减速器, 出厂前应举行加载跑合, 采用电火花跑合新工艺, 可普及齿轮接触精度, 保障操纵成果。 4. 热治理 煤矿机器齿轮的承载才华不单取决于轮廓硬度, 还取决于外层向芯部过渡区的剪应力与剪切强度的比值, 它不行大于0155 。深层渗碳淬火是这种齿轮硬化治理最理思的方式, 它可能获得高的芯部硬度, 较小的过渡区残剩拉应力和宽裕的硬化层深度。齿面含碳量平常限度正在018 %~1 %为宜,由齿轮廓到芯部的硬度梯度要温和。渗碳齿轮始末淬火和回火, 轮廓硬度应抵达HRC58~62 , 要扫除齿轮特殊是外层的残剩内应力。扩充碳、氮共渗新工艺, 氮的渗透深度平常限度正在012 mm 以内, 它不只能硬化外层, 还能形成压应力, 可比纯朴渗碳齿轮的强度极限应力普及13 %以上, 寿命可普及1倍。热治理后, 尚需举行油浴人工时效治理。矿井提拔绞车减速器齿轮的齿面硬度宜由现正在大都软齿面( 即调质—正火方式, 齿面硬度≤HB300) 向中硬齿面(淬火—调质方式, 齿面硬度HB300~400) 过渡, 以普及齿轮操纵寿命。 5. 轮廓加强治理 对齿面和齿根举行喷丸加强治理, 时时是齿轮加工的末了一道工序, 可正在渗碳淬火或磨齿后举行。它能使齿轮的接触疲惫强度普及30 %~50 % ,使齿根弯曲疲惫强度获得革新; 能有用反对裂纹扩展, 使实践载荷比外加载荷小得众; 能有用抵拒反对性抨击, 淘汰点蚀, 增大耐久极限; 有利于齿轮润滑的革新; 可扫除种种切齿加工正在齿面留下的衔接刀痕以及磨削形成的缺陷(形成残剩应力和淬火压应力的开释) 。依据海外体验, 齿轮喷丸比不喷丸寿命可普及6 倍。 6. 准确装配运转 执行标明, 减速器齿轮副的装配精度, 对齿轮的承载才华、磨损和操纵寿命有很大影响。无论是新装配、退换或检修装配, 都应做到厉苛、精巧, 服从装配手艺范例和轨范举行, 特殊是齿轮轴心线的秤谌度、平行度、核心距、轴承间隙、齿轮侧隙、顶隙、接触区域或轴向窜动量等, 必需抵达质料轨范和手艺哀求。新齿轮正在投运前, 应举行充实的跑合。订定运转操作规程, 讲究推广, 厉禁违章功课, 超负荷运转。服从创制厂的减速器操纵仿单和保护检修规程、轨范, 举行科学保护收拾。按期监测齿轮磨损情景, 化验润滑油, 发展滞碍诊断, 察觉题目实时治理。按期冲洗减速箱和齿轮, 退换油脂, 仍旧油量, 防御煤粉、水份、异物混入减速器内。革新减速器密封, 防御漏油。 7. 润滑 润滑对付齿轮的磨牺牲效有着要紧的影响, 该当惹起足够的侧重。煤矿机器传动齿轮的特色是:众采用低速重载齿轮, 接触应力时时很高, 于是轮齿接触轮廓材质的局限弹性变形阻挡看轻; 同时齿轮正在共轭啮合历程中, 除切点部位以外, 均为滚、滑运转。这一特色齐全适宜弹性流体动力润滑(EHL) 外面。它与守旧的Martin 润滑外面的根基区别正在于: 上述齿轮轮廓的局限弹性变形量往往比按刚性畛域估计打算的油膜厚度大很众倍, 于是对油膜的样式和压力分散带来显明的影响。咱们该当服从这个外面和纪律举行齿轮润滑参数打算。抽象地以为“润滑对普及齿面强度是有利的”见地并不总共, 应当依据各样润滑工况对齿面强度的影响举行简直的理会, 能力革新润滑质料。以此来确定啮合轮廓的终加工粗疏度, 便能极大减轻质料的磨损水平, 耽误齿面疲惫寿命; 同时此种油膜切实立, 使轮廓摩擦力值大大降低, 减小了齿面的内应力幅值, 延缓疲惫裂纹的扩展速度。要依据分歧的齿轮, 合理选用润滑油品种。对付传达负荷较轻的(

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