电牵引采煤机牵引部的强化设计.pdf

第3期总第112期 2001年9月 山 西 机 械 SHANX I MACH I N ERY No13 Sep1 文章编号 10082834220010320020202 电牵引采煤机牵引部的强化设计 丁志勇 太原矿山机器集团有限公司 设计院,山西 太原 030009 摘要论述了电牵引采煤机牵引传动部的工作原理。针对该机在井下的使用情况进行了强化设计,使该机的适 应性、可靠性得到较大的改进。 关键词采煤机;牵引;设计 中图分类号TD42116 文献标识码 A 引 言 牵引传动部是M GTY600250- 111D电牵引采 煤机的重要组成部分,担负着移动采煤机并使工作机 构落煤或进行调动的工作,同时又是采煤机的关键部 件和易损件。牵引传动部的结构决定着采煤机的质量 和使用效果。随着煤田开采条件日趋复杂,高产高效 工作面对大功率采煤机牵引速度和牵引力的要求不断 提高,针对电牵引采煤机在煤矿井下使用中出现的问 题,为提高其可靠性和适应性,对牵引传动部进行了 重新设计。 1 牵引传动部的组成、作用及工作原理 111 组成 牵引传动部的传动系统见图1。它由牵引传动箱 和外牵引两部分组成。 112 作用 牵引传动部布置在采煤机采空区一侧的两端,与 主机架固定成一体,各由一台40kW交流电机驱动。 每 个牵引传动部装有1个13齿的链轮与工作面输送机 的销轨相啮合,驱动采煤机沿着工作面输送机运行,并 通过外牵引上的导向滑靴来保证与销轨的正确啮合。 为适应不同煤质的需要,电机由交流变频器控制,以 获得不同的转速,从而使采煤机实现不同的牵引速度。 每个牵引箱上都装有一个制动器,当采煤机停止牵引 时制动器工作,以防止采煤机下滑。 113 工作原理 牵引传动箱端部电机A的动力,通过花键带动安 装在电机输出轴上的第一传动轴B与第二齿轮轴C 啮合,带动齿轮D与齿轮E相啮合;齿轮E通过花 A -电机; B-第一传动轴; C- 第二齿轮轴; D, E, G, O, P-齿轮;F-第三齿轮轴; H-太阳轮; I- 行星轮; J-行星轮架; K-行星齿轮; L -第二级行星轮架; M -双联内齿圈; N - 花键轴; Q -链轮 图1 传动系统 键带动第三齿轮轴F与齿轮G相啮合;齿轮G通过花 键带动太阳轮 H, 将动力传递到安装在行星轮架J上 的3个行星齿轮 I, 与一个固定的双联内齿圈M啮合, 从而使行星轮架J转动;行星轮架J的另一端齿轮再 将动力传递给安装在第二级行星轮架L上的5个行 星齿轮 K, 并与双联内齿圈M的另一个内齿圈相啮 合,使行星轮架L转动,通过花键轴N将牵引传动箱 中的动力传递至外牵引中的齿轮 O , 使之与齿轮P相 收稿日期2001204201 作者简介丁志勇19642 , 女,山西万荣县人,工程师,1987年毕业于山西矿业学院,本科。 啮合,通过花键与链轮Q联接为一体;链轮与销排啮 合,驱动采煤机行走。 2 牵引部的强化设计 211 提高适用范围 由于煤质不同和煤中含有坚硬夹杂物,即使在同 一工作面,截割阻力变化也很大,它直接影响牵引载 荷的波动。为了避免牵引电机过载或欠载,并使负载 稳定,从而充分发挥电牵引采煤机的生产效能,使采 煤机载荷波动于电机额定功率附近,应参照不同的地 质条件选用合适的传动比,以得到理想的牵引速度。 为 此,我们通过变换齿轮D、E的齿数,实现了5种不同 的传动比。 212 加大制动力 为了扩展电牵引采煤机的应用范围,适应大倾角 高产高效工作面的需要,防止采煤机在停机状态因设 备重力的影响而下滑溜车,对制动器进行了设计修改。 增加了内外摩擦片的数量,提高了摩擦片烧结合金的 质量,加大了制动力,以保证紧急停机时安全停车,使 采煤机制动。 213 加强牵引部与主机架联接的可靠性 外牵引不但要承受机身的重量,还要克服随机截 割阻力和摩擦阻力。 外牵引与主机架的联接必须牢固、 可靠,才能适应截煤过程中的长时间、无规则冲击载 荷,防止其产生松动,故增加了如图2所示楔块装置, 使螺栓、键及凸台配合时,与主机架始终为一个整体。 图2 外牵引与主机架楔块装置 214 提高零件的强度 因外牵引部分的齿轮转动速度低,牵引力大,承 受扭矩大,齿轮为开式传动,受力大并有无规律冲击, 所以需要足够的强度和可靠性。设计时加大了齿轮的 有效啮合宽度,使其有足够的承载能力;加大了轴承 尺寸,以提高其使用寿命。 215 提高了工艺性 改进前,链轮Q的齿形由数段圆弧连接而成,衔 接过渡凹凸不平,不光滑。现在运用计算机辅助设计, 将齿形改为等距的坐标点连接而成,齿面光滑平整,有 利于加工制造;改进了热处理工艺,将芯部硬度提高 到HB270～300,齿面淬火硬度达HRC48～55,硬化 层深9mm～12mm ,耐磨性较改进前得到很大提高。 216 适应运输机的弯曲性 为使采煤机完成斜切、进刀等功能,并适应底板 起伏,导向滑靴见图 3 既要承受重力、摩擦力,又 要承受弯曲应力,它骑在运输机的销排上,采煤机行 走时,起导向限位作用。改进前导向滑靴的孔为圆孔, 但因工作面输送机产生水平和垂直弯曲,需随时摆动, 极易损坏。改进设计后,导向滑靴变为长孔,适应了 工作面输送机的弯曲,大大提高了其使用寿命。 图3 导向滑靴 217 减轻了工人的劳动强度 外牵引的盖板原为整体式结构,因井下工作空间 狭小,导向滑靴和驱动链轮又为易损件。为拆卸方便, 改进为由三块组成的分体式盖板,既有利于维护和检 修,又省时省力。 3 结束语 强化设计后的牵引传动部结构合理,可靠性和适 应性大大提高,维护方便,使用寿命长,已生产数台, 现在潞安、西山等矿服役近一年,工作良好,故障率 低,取得了较高的经济效益,得到了用户的好评。 英文摘要转第23页 122001年第3期 丁志勇电牵引采煤机牵引部的强化设计 的。在切口前将枣按大小分类,然后根据枣的大小选 用合适的刀具来加工。如果采用圆柱形滚筒筛,则应 在安装时倾斜4～6,对于传动系统有一定的要求。 而 采用圆锥形的滚筒筛,筛面有一定的斜度,可以将枣 筛下去。滚筒筛结构见图3。 表1 刀具参数表mm 刀具内 壁直径 d 刀具 外径 D 钢管 厚度 a 灌锡 厚度 b 刀片 高度 H 刀尖所围成 的圆柱直径 d1 刀片个数 n 2534131561350 30401471650 35451481960 40511492260 图3 圆锥型滚筒筛结构示意图 筛子的每段长度为200mm ,用于筛选一定类型的 枣。太小的枣由筛子小端130mm长的一端筛下,尺寸 大于40mm的枣由筛子大端选出。 筛子采用直径4mm 的冷拉圆钢条焊接而成,每段相应的钢条数为48、44、 40、38、36,组成不同的筛子以筛选不同尺寸的枣。 213 顶枣机构 在加工枣的过程中,顶枣运动机构用来将上料槽 送入的枣顶入刀筒,进行切口加工,并将加工好的枣 推出去。结合受力情况、刀具结构及行程等因素,采 用曲柄机构, [1, 2]即用销轴将曲柄与主动轴连接来实现 顶枣机构的运动。该机构的运动简图见图4。 图4 顶枣机构运动简图 214 传动系统 传动系统的设计应满足加工过程的精度要求和速 度要求,包括电机的选择,皮带传动的设计,轴的计 算校核,齿轮的设计等一系列问题。 [3] 3 结束语 金丝蜜枣切口机的设计过程涉及到经济性和结构 的合理性等问题。这一机器的研制成功,对于蜜枣加 工技术的发展,有着重要的意义。 参考文献 [1] 曲继方 1 机械原理课程设计[M ]1 北京机械工业出版 社, 19831 [2] 邱宣怀 1 机械零件[M ]1 北京高等教育出版社, 19821 [3] 刘鸿文 1 材料力学[M ]1 北京高等教育出版社, 19821 The design of jujube incising machine WU Jian-de, ZOU L in-hao, KONGWei-m in North China Institute of Technology, Taiyuan 030051, China Abstract The jujube incisingmachine’s developing steps are introduced in this paper, and the general designing scheme is discussed, the machining tool’s structure is addressed in details1It has certain practical value1 Key words machine;development;structure 上接第21页 Reinforcing design of the haulage-transm ission-un it of the electric haulage shearer D ING Zhi-yong TaiyuanM iningM achinery Group, Taiyuan 030009, China Abstract This paper demonstrates the working principle and reinforcing design of the haulage2transm ission2unit of the electric haulage shearer1The shearer’s appliability and reliability are i mproved by reinforcing design1 Key wordselectric haulage shearer; design; haulage2transm ission2unit 32 2001年第3期 山 西 机 械