2132-WD采煤机双电机驱动截割部设计.pdf

第3 1 卷第0 8 期 煤 矿机械V 0 1 ．3 1 N o ．0 8 2 0 1 0 年0 8 月 C o a lM i n eM a c h i n e r vA u g ．2 0 1 0 2 x13 2 ／6 3 0 一W D 采煤机双电机驱动截割部设计 徐志杨．李艾民．张传辉．陈小辉 中国矿业大学机电学院。江苏徐州2 2 1 1 1 6 摘要结合我国煤炭开采现状．提出薄煤层采煤机大功率截割传动部的设计方案，采用单截 割部双电机驱动方式实现大功率。且在行星头采用二级行星齿轮传动以有效减小尺寸，并对其结 构特点与使用效果进行了介绍． 关键词截割传动部；双电机驱动；薄煤层采煤机 中图分类号T D 4 2 1 ．6 文献标志码A 文章编号1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 1 0 0 8 0 0 3 3 0 2 D e s i g no fD u a l - m o t o rD r i v eM o d eU s e di n2x13 2 ／6 3 0 一W DS h e a r e r C u t t i n gU n i t X UZ h i - y a n g 。L IA i - m i n ．Z H A N GC h u a n - h u i 。C H E NX i a o - h u i E l e c t r i c a la n dM e c h a n i c a lC o l l e g eC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n ga n dT e c h n o l o g y ，X u z h o u2 2 111 6 ，C h i n a A b s t r a c t C o m b i n e dw i t ht h es t a t u sq u oo fC h i n a ’S c o a lm i n i n g ，d e s i g no ft h i ns e a ms h e a r e rw i t h m u l t i - m o t o rd r i v ew a sp r o p o s e d ．A d o p t i n gd u a l - m o t o rd r i v em o d ei nc u t t i n gu n i tt oa c h i e v eh i g h p o w e r a n dt nI ’一s t a g ep l a n e t a r yg e a rm e c h a n i s m i nC a l lr e d u c et h es i z e ．T h e i rs t r u c t u r a lf e a t u r e sa n da p p l i c a t i o n e f f e c t sa r ei n t r o d u c e d ． K e yw o r d s g e a r e d h e a d ；d u a lm o t o rd r i v e ；t h i ns e a ms h e a r e r 0 前言 根据我国煤层厚度划分原则．煤层厚度小于 0 ．8m 的煤层为极薄煤层．厚度为O ．8 1 ．3m 的煤层 属于薄煤层．我国煤炭储量大且赋存多样化．其中 薄与极薄煤层的可采储量约为6 0 多亿t ．约占全国 煤炭总储量的1 9 ％。而产量只占总产量的1 0 ．4 ％。迫 切需要新型大功率采煤机用于薄与极薄煤层的开 采，使一些用传统采煤工艺不能开采的薄煤层、极 薄煤层得到有效开采利用。 在薄煤层工作面采煤机开采中．采煤机不仅需 要拥有足够大的功率．适应薄煤层的特殊环境和足 够的空间使机器运行。而且还需要采煤机可以截割 岩石。截割传动部是采煤机的关键部件，其消耗的 功率约占采煤机装机功率的8 0 ％。目前薄煤层采煤 机单个截割传动部功率仅为1 3 2k W ．所以如何解决 大功率与机身高度之间的矛盾是设计薄煤层采煤 机的关键。 1 截割部主要设计参数和要求 截割部主要参数 开采煤层倾角， o 截割功率几W 电动机转速／r m i n 。1 截割部滚筒转速／r m i n I 截深／r a m 采煤机滚筒直径别m 主要部件设计寿命／} l 采煤现场环境条件差．要求可在周围空气中的 甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过煤矿安全 规程中所规定的安全含量的矿井中使用。 2 薄煤层采煤机截割部结构设计 1 截割部电机布置 薄煤层滚筒采煤机电机采用多台横向布置形 式。机身高度主要取决于截割电机的尺寸。表l 为 国产薄煤层采煤机常用电机的功率与电机高度 值。 襄1国产薄煤层采煤机常用电机的功率与电机高度值 每个截割部采用双电机方式驱动．2 台电机输 出轴通过各自花键与齿轮联接．2 个齿轮之间通过 惰轮联接，动力通过惰轮合成后输出。可以在保证 小机身高度的条件下，成倍增加截割部功率。 2 截割部齿轮传动方案 由于采煤机机身高度受到严格限制．所以各级 ≤3 0 传动比不能平均分配。一般前级传动比较大，而后 9 Y 1 2 ，级逐渐减小，在传动强度相近条件下获得较小的外 ⋯．J - 14 7 5 形尺寸。总传动比为2 5 ，采用五级传动，其中含有3 6 0 级直齿圆柱齿轮和二级行星齿轮传动。机械传动链 8 0 0 高速端设有扭矩轴过载保护装置在低速端采用四 50 0 0 所示。 一3 3 万方数据 第3 1 卷第0 8 期煤 矿机械 V 0 1 ．3 I N o ．0 8 2 0 1 0 年0 8 月 C o a lM i n eM a c h i n e r yA u g ．2 0 1 0 悬移顶梁液压支架双向滑块的可靠性设计 李秋生。王勇。姚贵英。张兴旺 河北工程大学机电学院，河北邯郸0 5 6 0 3 8 摘要双向滑块是悬移顶梁液压支架推移机构的重要组成部分，它对整个液压支架的升降、 移架等操作起着关键性作用。通过对双向滑块的受力分析和数学模型的建立。得出了其可靠性设 计结果．使双向滑块设计更准确更接近于实际工作状况，保证其可靠度。 关键词悬移顶梁液压支架；双向滑块；强度；可靠性设计 中图分类号T D 3 5 4 文献标志码A文章编号1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 1 0 0 8 0 0 3 4 0 3 R e l i a b i l i t yD e s i g no fB i d i r e c t i o n a lS l i d e ro fH y d r a u l i cS u p p o r to f S u s p e n s i o nR o o fT i m b e r L IQ i u - s h e n g 。W A N GY o n g 。Y A OG l l i y i n g ．Z H A N GX i n g - w a n g C o l l e g eo fM e c h a n i c a la n dE l e c t r i c a lE n 西n e e f i n g ，H e b e iU n i v e r s i t yo fE n g i n e e r i n g ，H a n d a n0 5 6 0 3 8 ，C h i n a A b s t r a c t T h eb i d i r e c t i o n a ls l i d e ri si m p o r t a n ts t r u c t u r a lp a r t so fh y d r a u l i cs u p p o r to fs u s p e n s i o nr o o f t i m b e r ，a n di tp l a y sak e yr o l eo nt h er i s ea n df a l la n dt h et r a n s f e ro ft h e e n t i r eh y d r a u l i cs u p p o r t ． T h r o u g hm e c h a n i c a la n a l y s i sa n dm a t h e m a t i c a lm o d eo ft h eb i d i r e c t i o n a ls l i d e r , i ts h o w st h er e s u l t so f t h er e l i a b i l i t yd e s i g na n dm a k e st h eb i d i r e c t i o n a ls l i d e rm o r ea c c u r a t ec l o s e rt ot h ea c t u a lw o r k i n g c o n d i t i o n sa n de n s u r e st h es l i d e r ’sr e l i a b l ed e g r e e s ． K e yw o r d s h y d r a u l i cs u p p o r to fs u s p e n s i o nr o o ft i m b e r ；, b i d i r e c t i o n a ls l i d e r ；s t r e n g t h ；r e l i a b i l i t yd e s i g n ‘◆◆- ●。◆- ●- ◆●- ●●●- ◆◆- - , o - - ◆- ‘‘●●■。◆- ●。◆- ●- ●◆●- ◆◆_ ◆‘◆◆‘◆‘◆‘◆‘◆‘◆‘◆‘◆‘◆。◆‘◆‘◆ 精度，内齿轮使用4 2 C r M o ，调质处理、插齿，达到7 级精度低速级行星轮轴承使用宽而薄的专用滚动 轴承；齿轮及轴承均采用油池和强制循环联合润滑。 采用M A T L A B 优化工具箱中的有约束非线性 多目标优化求解函数f g o a l a t t a i n 对行星机构齿轮齿 数进行最优化求解，以体积 重量 最小、传递效率最 高作为优化目标．结果经过圆整以后各齿轮齿数为 z , l 1 5 ，Z b l 4 9 ，z 。l 1 7 ，z 日2 1 7 ，z l l 2 5 2 ，z 0 2 1 9 0 图1 双电机驱动采煤机截割传动部 经检验该设计不仅能够满足各项约束条件．而 3 薄煤层采煤机截割部特点 且显著减小了行星齿轮传动机构的体积。 截割传动部采用双电机驱动，可在不增加机身 4 结语 高度的情况下，截割功率得到成倍增加，而且可在 大功率薄煤层采煤机的出现提高了工作面单 满足采煤机原有技术性能指标的同时，通过对截割 产．提高了工作面安全性能．更重要的是提高了资 部电机的实时选择性运用，可有效避免或减少采煤 源回收率。本文从实际需求出发设计了2 x 1 3 2 ／6 3 0 一 机轻载的现象。同时，这一驱动方式由于单电机容 W D 采煤机双电机驱动截割部．并对行星传动机构 量降低，可大大减少电动机启动电流对电网的冲 进行了优化，在机面高度低、采高范围大的条件下 击，减小采煤机相关电气设备的选用容量，在某种 实现截割传动部大功率。 程度上可减小综采工作面的设备投资。 参考文献． 截割部行星头采用二级行星齿轮传动方式，具[ 1 ] 李建平，杜长龙，张永忠．我国薄与极薄煤层开采设备的现状和 有效率高的优点。它的单级效率可达9 8 ％以上．体 发展趋势⋯．煤炭科学技术．2 0 0 5 ，3 3 6 6 5 - 6 7 ． 积可比普通粤孽粤冀减多器爿 1 ／4 - 1 ／2 0 该减速器毋晗1 焉箍髫思机大功率截割传动部的研制与应脚刀 两级行星齿轮传动，每级行星轮个数为4 ，采用整体 [ 3 】韩军峰．’大功辜备牵引采煤机截割部采用双电机驱动方式初探 铸造机体，内齿轮用平键装于机体内，输出转架与 [ J3 ．科技情报开发与经济。2 0 0 9 ，1 9 3 1 2 0 9 - 2 1 0 ． 输出轴是整体铸钢件．输出轴与联轴器采用无键连 [ 4 ] 胡青春，闵锐段福海两级行星齿轮传动系统多目标优化设计 接，高速级太阳轮与行星架同时浮动，低速级太阳一一焉篓碧彳翼嚣嚣；嚣j 淼正雨谳孚 轮浮动；太阳轮、行星轮使用1 8 C r 2 N i 4 W A 渗碳淬机电学院机械制造及自动化专业．电子信箱】【z y a t 。。m t 1 6 3 ．c o m ． 火，再喷丸、磨齿，齿轮精度达到J B l 7 9 。8 3 的6 级 责任编辑王海英收稿日期2 0 1 0 0 2 2 5 3 4 万方数据 2132/630-WD采煤机双电机驱动截割部设计2132/630-WD采煤机双电机驱动截割部设计 作者徐志杨， 李艾民， 张传辉， 陈小辉， XU Zhi-yang， LI Ai-min， ZHANG Chuan-hui， CHEN Xiao-hui 作者单位中国矿业大学机电学院,江苏,徐州221116 刊名 煤矿机械 英文刊名COAL MINE MACHINERY 年，卷期2010,318 参考文献4条参考文献4条 1.李建平.杜长龙.张永忠 我国薄与极薄煤层开采设备的现状和发展趋势 20056 2.周常飞.张伟 薄煤层采煤机大功率截割传动部的研制与应用 20055 3.韩军峰 大功率电牵引采煤机截割部采用双电机驱动方式初探 200931 4.胡青春.闵锐.段福海 两级行星齿轮传动系统多目标优化设计研究 20083 本文链接