整体履带板用驱动轮齿形的设计方法.pdf

第 30卷第 2期 2009年2月 煤 矿 机 械 CoalM ineMachinery Vo. l 30 No. 2 Feb. 2009 整体履带板用驱动轮齿形的设计方法 高春花 佳木斯煤矿机械有限公司, 黑龙江 佳木斯 154003 摘 要 目前悬臂式掘进机多采用履带式行走机构, 该行走机构采用整体式履带板, 由驱动轮 驱动履带板, 从而实现整机的移动。驱动轮的齿形设计是驱动平稳可靠的关键, 提出一种比较简单 而且实用的设计方法, 供相关设计人员参考。 关键词 整体式履带板;驱动轮;齿形 中图分类号 TH 132 文献标志码 A 文章编号1003- 0794 2009 02- 0015- 02 DesignM ethod forTeeth Shape ofDrivingWheel ofHolistic Track GAO Chun- hua Jia musiCoalM ining M achinery Co. , Ltd . ,Jiamusi154003, China Abstract Now the boom- type roadheader has track travel uni. t And track travel unit al waysusesholis tic track . The driving wheel drive the track ,then the roadheadermove by them. The design of the driving wheel is very i mportant for the travel smooth and reliability . A si mple and practicalitywere intro duced .It can provide reference for engineer design. Key words holistic track ; driving whee;l teeth shape 0 引言 目前煤矿用掘进机多采用整体式履带板, 由驱 动轮驱动履带板, 从而实现整机的移动。履带板可 遵照 MT /T579- 1996悬臂式掘进机履带板及其销 轴标准设计, 但是驱动轮没有相应的设计标准, 各厂 家都有自己的设计方法, 但没有达成共识的设计方 法, 本文提出一种比较简单而且实用的设计方法, 供 相关设计人员参考。 1 履带式行走机构驱动方式 总结国内外众多生产厂家的掘进机, 行走机构 形式有 3种 迈步式、 导轨式和履带式。前 2种方式 都行走不灵活, 只能在特殊的地质条件下使用, 局限 性很强而不被广泛采用。目前国内外部分断面掘进 机通常都是采用履带式行走机构, 履带式行走机构 适用于底板不平或松软的条件, 不需要修路铺轨, 具 有牵引力大, 机动性能好, 工作可靠, 调动灵活和对 底板适应性好等优点, 但是结构复杂, 零配件磨损较 严重。佳木斯煤矿机械有限公司的掘进机也同样都 采用履带式行走机构。 履带式行走机构驱动方式有 2种 工程机械 3确保每个托辊 特别是承载托辊 的辊子轴 线与输送带运行方向垂直; 4托辊安装牢靠, 不能有松动。 通过对输送机的改进, 其工作性能和工作状况 有了一定的改善, 振动和噪音明显降低, 跑偏现象很 少发生, 达到预期目的。 参考文献 [ 1]李宏德, 孙爱芳. 带式输送机机械传动系统方案设计专家系统研 究 [ J]. 煤矿机械, 2008, 29 2 141- 142 . [ 2]鲁金海, 武保全. 带式输送机机尾系统改造 [ J]. 煤矿机械, 2007, 28 7 118- 120 . [ 3]孙靖民. 机械优化设计 [M ].北京 机械工业出版社, 1998 , 7 . [ 4]张钺. 新型带式输送机设计手册 [ K ]. 北京 冶金工业出版社, 2007, 2. [ 5]洪致育等. 连续输送机 [M ].北京 机械工业出版社, 1982, 12 . 作者简介 祝小军 1963- , 江苏东台人, 高级工程师, 上海理 工大学毕业, 硕士学位, 机械设计制造及其自动化专业, 主要从事机 械设计与制造的研究与教学工作, 电子信箱 zx jycit . cn . 收稿日期 2008- 10- 04 15 Vo. l 30No. 2 整体履带板用驱动轮齿形的设计方法 高春花 第 30卷第 2期 常用的套筒滚子链式履带行走机构; 整体式履带 板行走机构。整体式履带板又有整体锻造和整体铸 造 2种形式。目前佳煤机公司多种型号的掘进机采 用了驱动轮带动整体式履带板的行走驱动方式, 同 时, 在国内的众多掘进机生产制造厂也相继采用了 这种方式, 它可以简化行走部结构, 以滑动摩擦代替 以往的滚动摩擦, 运行平稳、 传动可靠、 结构简单, 减 少跳链、 使用维修方便。 2 驱动轮齿形的设计方法 驱动轮设计首先要具备的已知条件是 传递功 率; 驱动轮转速; 传动用途、 载荷性质以及原动机种 类。根据所设计机型的整机重量和截割岩石的硬 度, 确定所需驱动力, 从而确定行走功率; 根据总体 要求, 确定行走速度, 选择合适的行走减速机, 确定 减速比, 选择驱动轮的大小、 节距、 齿数。 驱动轮齿形主要参数的选择见表 1 。 表 1 驱动轮齿形式主要参数的选择 名称代号计算公式说明 链轮齿数z已知根据设计选 履带链节距t已知根据设计选 滚子直径d已知根据设计选 节圆直径DD t/ sin 180/z 辅助圆直径D∀D∀ D - 0 . 2t 齿沟半径rR 0 . 5d 齿沟圆弧圆心 距离 e e 0. 04z Q 1/3 Q 为链条的破 断载荷, kg 齿顶半径RR t- e r 根圆直径 DiDi D - d 齿根宽bb 0. 9b1b1为履带齿槽宽 齿顶宽cc 0 . 83b 顶圆直径 De De D 0 . 5 d 6 当 d75时 De D 0 . 5 d 10当 d∃ 75时 以上根据表中的技术参数, 可进行驱动轮齿形 的绘制, 绘制出的齿形见图 1。 图 1 齿形示意图 3 采用此方法设计举例 某履带传动链节距为 t 120, 滚子直径 d 50 , 驱动轮齿数 z 13尽量选奇数, 最好是质数 。相 关参数及设计计算如表 2 。 表 2 驱动轮齿形主要参数的选择实例 名称代号计算参数说明 节圆直径D501 . 4 辅助圆直径D∀477 . 4 齿沟半径r25 齿沟圆弧圆心 距离 e17 . 48Q 38 000 kg 齿顶半径R80 根圆直径 Di 451 . 4 齿根宽b60b1 67 齿顶宽c45 顶圆直径 D e D 0. 5d 6当 d 75时 536 . 4当 d∃75时 绘制出的齿形见图 2为驱动轮齿形设计实例 图。 图 2 驱动轮齿形设计实例图 4 结语 本文介绍的设计方法是在多次重复设计制造 的基础上, 参照其他同类驱动方式的设计方法得出 的经验公式, 它能够简化设计, 缩短设计周期。多年 使用后发现, 该方法设计的驱动轮在运行过程中无 卡阻, 齿面磨损均匀, 使用寿命能够达到设计要求。 作者简介 高春花 1966- , 黑龙江双鸭山人, 在读工程硕士, 高级工程师, 现任佳木斯煤矿机械有限公司设计研究院副院长, 主要 从事掘进机开发设计与技术管理工作。 收稿日期 2008- 10- 06 16