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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:2020-11-14

  ·Z3050摇臂钻床反转盘的死板加工工艺规程及局限夹具死板CAD图纸计划.doc

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  ·Z3050摇臂钻床预选阀体死板加工工艺规程及镗孔工装夹具卒业死板CAD图纸计划.doc

  目 录 1 绪论 1 1.1我邦采煤机30众年的繁荣过程 1 1.1.1 20世纪70年代是我邦归纳死板化采煤起步阶段 1 1.1.2 20世纪80年代是我邦采煤机繁荣的畅旺时间 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本事繁荣情形 4 1.3邦内电牵引采煤机的繁荣情形 5 2总体计划确凿定 6 2.1MG300/700-WD型采煤机简介 6 2.1.1概述 6 2.1.2苛重本事参数 7 2.1.3组织特质 7 2.2摇臂组织计划计划确凿定 7 2.3截割部电动机的选取 7 2.4传动计划确凿定 8 2.4.1 传动比确凿定 8 2.4.2 传动比的分派 9 3 传动编制的计划 11 3.1各级传动转速、功率、转矩确凿定 11 3.2 齿轮计划及强度效核 13 3.3轴的计划及强度效核 23 3.3.1 先确定Ⅲ轴 23 3.3.2轴4的计划及强度效核 29 3.3.3惰一轴的计划 35 4 行星传动机构的计划经过 37 5 采煤机的运用与保护 57 5.1采煤机运用经过中常睹窒碍与处罚 57 5.2 大功率采煤机截割部温升过高景色及处置本领 58 5.3采煤机轴承的保护及漏油的防治 59 5.4煤矿死板传动齿轮失效的改善途径 61 5.5 硬齿面齿轮的委顿失效及对策 65 总结 68 参考文献 69 致 谢 70 1 绪论 1.1我邦采煤机30众年的繁荣过程 1.1.1 20世纪70年代是我邦归纳死板化采煤起步阶段 20世纪70年代初期,煤炭科学商酌总院上海分院凑集苛重科技骨干,研制出综采面配套的MD-150型双滚筒采煤机,另一方面改善普采配套的DY100型、DY150型单滚筒采煤机;70年代中后期,修设出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 比如,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 此时间的采煤机牵引体例都是圆环链轮与牵引链轮啮合传动,转达牵引力小,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局部,计划的牵引力功率较小,牵引速率大凡不凌驾6m /min 。 4.自开隐语差 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,故必要人工清算,单滚筒采煤机更是如许. 5.事业牢靠性较差 我邦根源工业斗劲懦弱,元部件质地较差,反应正在采煤机的寿命广大较低,异常是液压元部件的损坏斗劲重要。 1.1.2 20世纪80年代是我邦采煤机繁荣的畅旺时间 20世纪70年代后期,我邦总共引进143套综采成套修立。寰宇苛重采煤机临盆邦如英邦、德邦、法邦、波兰、日本等都进入中邦市集,其本事也浮现正在中邦人的眼前,为咱们深化分解外邦脉事和操作这些本事成立了条款,同时通过20世纪70年代自行研制采煤机的实行,取得了获胜和腐烂的履历与教训,确立了我邦采煤机的繁荣倾向,即仿制和自行研制并举。 处置难采煤层的题目是20世纪80年代宏大课题之一:实在的课题是薄煤层归纳死板化成套修立的研制: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:处置短事业面的开采题目,短煤臂采煤机的研制。 据发轫统计,20世纪80年代自行开荒和研制的采煤机种类有50余种,是我邦采煤机成绩的年代,基础满意我邦百般煤层开采的必要,多量倚赖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.着重采煤机系列的开荒,增加运用限度 20世纪70年代开荒的采煤机,一品种型惟有一个种类,万分简单,掩盖面小,很难满意分歧煤层开采必要。20世纪80年代起着重系列化采煤机的开荒事业,一种功率的采煤机可能派生超群种机型,苛重元部件正在分歧功率的采煤机上都能通用,如许不只增加了事业面的适合限度,并且便于用户配件的办理。采煤机系列化是20世纪80年代采煤机繁荣中万分特别的特质。 2.元部件攻闭先行,促使采煤机事业牢靠性的进步 总结20世纪70年代采煤机开荒中的履历教训,元部件的牢靠性直接定夺采煤机开荒的获胜率,因此功闭实质为:主电机的攻闭,以处置烧机的景色;齿轮攻闭,从选取材质上,热处罚工艺上开端,进修邦外里进步本事获胜履历,以德邦齿轮为主意实行攻闭,到达预期方针,处置了低速重载齿轮早失效的题目:液压编制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业的牢靠性,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要点攻闭实质。 3.无链牵引的施行运用,使采煤机事业平定,运用平安 正在引进大功率采煤机的同时,无链牵引本事传入中邦,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群众半,并且本事成熟。为此,我邦研制采煤机的无链牵引都向引进机组的组织上靠近。仿制和引进本事临盆的采煤机更是如许。无链牵引使采煤机事业平定,运用平安,承担的牵引力大,以是,取得用户的广博迎接,大功率采煤机都采用无链牵引编制。 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,跟着煤炭临盆向集约化倾向繁荣,减员提效,进步事业面单产成为煤炭繁荣的主流,繁荣高产高效事业面势正在必行,此采煤机开荒研制环绕高产高效的央求实行,其苛重倾向是: (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)高本能电牵引采煤机:电牵引采煤机的研制从20世纪80年代起先起步,20世纪90年代周至繁荣,电牵引的繁荣存正在直流和交换两种本事途径。进入20世纪90年代后,交换变频调速本事正在中厚煤层采煤机中施行运用,上海分院先后开荒获胜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,也可能口角机载。别的派生出8种机型,都已参加运用,赢得较好的功效。太原矿山死板厂正在引进英邦Electra1000直流电牵引全套本事的根源上,开荒出MG400/900-WD和MG250/600-WD型两种电牵引采煤机,鸡西煤机厂、辽源煤机厂也开荒了交换电牵引采煤机。 邦产电牵引采煤机固然繁荣速率很疾,但正在本能和牢靠性上与寰宇进步邦度的I采煤机比拟,还存正在较大的差异,因此少少有能力的矿务局,正在装置高产高效事业面时,把眼神移到海外,进口海外进步电牵引采煤机。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型交换电牵引采煤机,但因为价钱腾贵,故引进数目较少,90年代采煤机本事繁荣的特质如下: 1.众电机驱动横向安放的总体组织成为电牵引采煤机繁荣的主流 我邦开荒的电牵引采煤机,大凡都采用横向安放。各大部件由独立的电动机驱动,传动编制互相独立,无动力转达,组织简略,拆装简单,所以有庖代电动机纵向安放的趋向。 2.我邦采煤机的苛重参数与寰宇进步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到达800KW,电牵引采煤机装机功率到达1020KW,其牵引功率为2X50KW,可满意高产高效事业面临功率的央求。正在牵引力和牵引速率方面,电牵引的最大牵引力已到达700KN,最大牵引速率达12.56m/min,微处罚机的工矿监测、窒碍显示、无线电离机统制等方面已到达较高本事秤谌。 3.液压紧固本事的开荒商酌赢得获胜 采煤机维系构件时常松动是影响事业牢靠性的紧张身分,并且处置难度较大,液压螺母和专用超高压泵,正在电牵引采煤机中取得施行运用,防松功效明显,基础处置采煤机维系牢靠性的题目。 记忆这30众年我邦采煤机繁荣的过程,走的是一条自给自足和仿制引进连系的道道,也是一条不息进修海外进步本事为我所用的繁荣道道,从20世纪70年代苛重靠进口采煤机来满意我邦临盆必要,到近年简直是邦产采煤机占我邦扫数采煤机市集,这也是个了不得的先进。 1.2 邦际上电牵引采煤机的本事繁荣情形 80 年代往后, 寰宇各苛重产煤邦度, 为适合高产高效综采事业面繁荣和完毕矿井集约化临盆的必要, 主动采用新本事, 不息加快更新滚筒采煤机 的本事本能和组织, 接踵研制出一批高本能、高牢靠性的“重型”采煤机。此中, 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, 显露了当今寰宇电牵引采煤机的最新繁荣倾向。 德邦艾柯夫公司, 整机组织特质为机身3 段式, 双方传动局限为锻制箱体组织, 中心电气局限为焊接框架组织, 摇臂为分体连合, 支配对称通用, 可满意分歧的配套央求; 牵引部电气传动编制采用两直流电机他激并列, 电枢采用微机统制, 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, 目前正致力繁荣交换电牵引。美邦乔依公司从3LS~7LS , 机身为3 段焊接组织样子, 摇臂为分体连合、支配通用, 牵引部电气传动编制为2电机串激串联, 目前已起先参加运用7LS 交换电牵引采煤机。日本三井三池公司RD101101 和RD102102 均为交换电牵引采煤机, 其组织样子为以前的截割电机安放正在机身的古板组织样子, 死板传动和连合相当丰富。 总结这些邦度电牵引采煤机的本事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减少为了适合高产高效综采事业面迅速割煤的必要, 无论是厚、中厚和薄煤层采煤机, 均正在不息加大装机功率(包罗截割功率和牵引功率) 。装机功率多半正在1000kW 支配, 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 , 交换电牵引功率最大达2 ×60kW。 (2) 电牵引采煤机已庖代液压牵引采煤机而成为主导机型寰宇各苛重采煤机厂商20 世纪80 年代都已把要点转向开荒电牵引采煤机, 如德邦艾柯 夫公司是最早开荒电牵引采煤机的, 80 年代中后期基础休歇临盆液压牵引采煤机, 研制出EDW 系列电牵引采煤机, 90 年代又研制获胜交换直流两 用的SL300 , SL400 , SL500 型采煤机。美邦乔依公司70 年代中期起先开荒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, 其电控编制众次改善, 更趋完好。英邦安德森公司80 年代中期先后开荒了EL ECTRA1000和EL ECTRA 薄煤层电牵引采煤机。日本三井三池公司80 年代中期开端开荒突出发点交换电牵引采煤机, 最具代外的是MCL E2DR101101 , MDL E2DR102102 采煤机, 为邦际开创。法邦萨吉姆公司 正在90 年代也已研制获胜Panda2E 型交换电牵引采煤机。交换电牵引近几年繁荣很疾, 因为本事进步,牢靠性高、简略, 有庖代直流电牵引的趋向。自日 本80 年代中期研制获胜第1 台交换电牵引采煤机,至今除美海外, 其它邦度如德邦、英邦、法邦等都先后研制获胜交换电牵引采煤机, 是以后电牵引采 煤机繁荣的新主意。 (3) 牵引速率和牵引力不息增大液压牵引采煤机的最大牵引速率为8m/ min 支配, 而现实可用割煤速率为4 ~5m/ min , 不适合迅速割煤必要。电牵引采煤机牵引功率成倍减少, 最大牵引速率达15~20m/ min , 美邦18m/ min 的牵引速率很广大,美邦乔依公司的1 台经改善的4LS 采煤机的牵引速率高达2815m/ min。因为采煤机必要迅速牵引割煤, 滚筒截深的加大和转速的下降, 又导致滚筒进给量和胀动力的加大, 故央求采煤机增大牵引力, 目前已广大加大到450~600kN , 现正研制最大牵引力为1000kN 的采煤机。 (4) 众电机驱动横向安放的总体组织日益繁荣 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, 死板传动编制互相独立, 部件之间无死板传动, 废止了锥齿轮传动副和丰富通轴, 死板组织简略, 装拆简单。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, 有庖代古板的截割电动机纵向安放的趋向。 (5) 滚筒的截深不息增大牵引速率的加疾,支架随机支护也相应跟上, 使机道空顶时辰缩短,为加大采煤机截深成立了条款。10 年前滚筒采煤机截深多半是630 ~ 700mm , 现已采用800mm ,1000mm , 1200mm 截深, 美邦正正在探究采用1500mm 截深的大概性。 (6) 广大进步供电电压因为装机功率大幅度进步, 为了包管供电质地和电机本能, 新研制的大功率电牵引采煤机简直都进步供电电压, 苛重有2300V , 3300V , 4160V 和5000V。美邦现有长壁事业面中, 45 %以上的电牵引采煤机供电电压为≥2300V。 (7) 有完好的监控编制包罗采用微处罚机统制的工况监测、数据搜聚、窒碍显示的主动统制编制; 马上统制、无线电随机统制, 并已能统制液压 支架、输送机手脚和滚筒主动调高。 (8) 高牢靠性据分解美邦运用的EL ECTRA 1000 型采煤机的时辰使用率可达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形 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荒了我邦第1 台MG3442PWD薄煤层强力爬底板交换电牵引采煤机, 正在大同局雁崖矿运用赢得获胜。借助MG3442PWD 电牵引采煤机的电牵引本事, 对液压牵引采煤机实行本事更新。第1 台MG300/ 6802WD 型电牵引采煤机是正在鸡西煤矿死板厂临盆的MG300 系列液压牵引采煤机的根源上改形成功, 并于1996 年7 月正在大同晋华宫矿起先运用。与此同时, 正在太原矿山机械厂临盆的AM2500 液压牵引采煤机上运用交换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 个电牵引采煤机临盆基地, 鸡西煤矿死板厂、太原矿山机械厂、煤炭科学商酌总院上海分院、辽源煤矿死板厂临盆交换电牵引采煤机, 西安煤矿死板厂则临盆直流电牵引采煤机。 我邦近期开荒的电牵引采煤机有以下特质: (1) 众电机驱动横向安放电牵引采煤机。截割电机横向安放正在摇臂上, 废止了螺旋伞齿轮和组织丰富的通轴。 (2) 总装机功率、牵引功率大幅度进步, 供电电压(对单个电机400kW 及以上) 由1140V 升至3300V , 包管了供电质地和电机本能。 (3) 电牵引采煤机以交换变频调速牵引装配占主导位子, 局限厂商同时也研制临盆直流电牵引采煤机。 (4) 主机身众分为3 段, 废止了底托架, 各零部件计划、修设强度大大进步, 部件间用高强度液压螺母联接, 拆装简单, 进步了整机的牢靠性。 (5) 电控本事商酌和采煤机电气统制装配牢靠性不息进步。正在通用性、交换性和集成型方面迈进了一大步, 效用渐渐完好, 无线电随机统制研制获胜, 数字化、微机的电控装配已进入试用阶段。 (6) 正在横向安放的截割电机上, 计划运用了具有弹性缓冲本能的扭矩轴,改良了传动件的牢靠性, 对进步采煤机的全体牢靠性和时辰使用率起到了主动感化。 (7) 耐磨滚筒及镐形截齿的商酌, 胀动了我邦的滚筒及截齿修设本事,开荒研制的耐磨滚筒,可实用于截割f = 3~4 的硬煤。具有运用中轴向力动摇小,事业平定性好,块煤率高,能耗低等长处。 2总体计划确凿定 2.1MG300/700-WD型采煤机简介 2.1.1概述 MG300/700-WD型机载交换电牵引采煤机,该机装机功率700KW,截割功率2×300KW,牵引功率82KW。 该采煤机运用的电气统制箱适宜矿用电气修立防爆规程的央求,可正在有瓦斯或煤层爆炸危境的矿井中运用,并可正在海拔不凌驾2000m、边缘介质温度不凌驾+40℃或低于-10℃、亏损以腐化和作怪绝缘的气体与导电灰尘的状况下运用。 2.1.2苛重本事参数 该机的苛重本事参数如下: 适合煤层 采高限度: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组织特质 MG300/700-WD型采煤机采用众电机横向安放体例,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、水阀和水分派阀。该机具有以下特质: 1.截割电机横向安放正在摇臂上,摇臂和机身维系没有动力转达,废止了纵向安放组织中的螺旋伞齿轮和组织丰富的通轴。 2.主机因素为三段,即左牵引部、中心统制箱、右牵引部,采用高度液压螺栓连合,组织简略牢靠、拆装简单。 2.2摇臂组织计划计划确凿定 因为煤层地质条款的众样性,煤炭临盆必要众品种型和规格的采煤机。使用通用部件,拼装成系列型号的采煤机,可能给临盆带来许众简单。系列化、轨范化和通用化是采掘死板繁荣的势必趋向。因此,这里把支配摇臂计划成对称组织。 2.3截割部电动机的选取 由计划央求知,截割部功率为300×2KW,即每个截割部功率为300KW。依照矿下电机的实在事业状况,要有防爆和电火花的平安性,以包管正在有爆炸危境的含煤尘和瓦斯的气氛中绝对平安;并且电机事业要牢靠,启动转矩大,过载技能强,效果高。据此选取由抚顺厂临盆的三相鼠笼异步防爆电动机YBC3─300,其苛重参数如下: 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; 绝缘等第: H 接线体例:Y 事业体例:S1 质地: 1502KG 冷却体例:外壳水冷 该电机总体呈圆形,其示希图及外形苛重尺寸如图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转达给摇臂的齿轮减速机构。 2.4传动计划确凿定 2.4.1 传动比确凿定 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企图而的,为了节减滚筒截割形成的细煤和粉尘,增大块煤率,滚筒的转速呈现低速化的趋向。滚筒转速对滚筒截割和装载经过影响都很大;但对粉尘天生和截齿运用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 传动比的分派 正在实行众级传动编制总体计划时,传动比分派是一个紧张症结,能否合理分派传动比,将直接影响到传动编制的外阔尺寸、重量、组织、润滑条款、本钱及事业技能。众级传动编制传动比确凿定有如下规则: 1.各级传动的传动比大凡应正在常用值限度内,不应凌驾所愿意的最大值,以适宜其传动样子的事业特质,使减速器取得最小外形。 2.各级传动间应做到尺寸妥协、组织均匀;各传动件互相间不应爆发插手碰撞;一齐传动零件应便于安置。 3.使各级传动的承载技能挨近相当,即要到达等强度。 4.使各级传动中的大齿轮进入油中的深度大致相当,从而使润滑斗劲简单。 因为采煤机正在事业经过中常有过载和膺惩载荷,维修斗劲障碍,空间局部又斗劲苛厉,故对行星齿轮减速装配提出了很高央求。以是,这里先确定行星减速机构的传动比。 本次计划采用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苛重由太阳轮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反转,完毕减速。运转中,轴线ox—ox是转动的。 这种型号的行星减速装配,效果高、体积小、重量轻、组织简略、修设简单、传动功率限度大,可用于百般事业条款。以是,它用正在采煤机截割部末了一级减速是适当的,该型号行星传动减速机构的运用效果为0.97~0.99,传动比大凡为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,传动比的推举值为2.7~9。查阅文献[4],采煤机截割部行星减速机构的传动比大凡为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苛厉局部,每级传动比大凡为依照前述众级减数齿轮的传动比分派规则和摇臂的实在组织,初定各级传动比为: 以此企图,四级减速传动比的总差错为: ×1.56×2.29×5.747)÷36.75=0.2‰ 正在差错愿意限度5﹪内,适当。 3 传动编制的计划 3.1各级传动转速、功率、转矩确凿定 各轴转速企图: 从电动机出来,各轴递次定名为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ轴。 Ⅰ轴 min Ⅲ轴 Ⅳ轴 Ⅵ轴 各轴功率企图: 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 各轴扭矩企图: Ⅰ轴 × Ⅲ轴 × Ⅳ轴 × Ⅶ轴 × Ⅷ轴 × 将上述企图结果列入下外,供今后计划企图运用 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 齿轮计划及强度效核 这里苛重是依照查阅的联系册本和原料,鉴戒以往采煤机截割部传动编制的计划履历发轫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效果,进而对各级齿轮模数实行发轫确定,实在企图经过级企图结果如下:统的计划履历发轫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效果,进而对各级齿轮模数实行发轫确定,截割部齿轮的计划及强度效核,实在企图经过及企图结果如下: 齿轮1和惰轮2的计划及强度效核 企图经过及阐述 企图结果 1)选取齿轮原料 查文献1外8-17 齿轮选用20GrMnTi渗碳淬火 2)按齿面接触委顿强度计划企图 确定齿轮传动精度等第,按估取圆周速率,参考文献1外8-14,外8-15选择 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放,取=0.6 小轮齿数 惰轮齿数 =34.01 齿数比 = 传动比差错 差错正在限度内 小轮转矩 载荷系数 由式(8-54)得 运用系数 查外8-20 动载荷系数 查图8-57得初值 齿向载荷散布系数 查图8-60 齿间载荷分派系数 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 = 接触委顿极限应力 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及阐述 接触强度平安系数 查外8-27,按高牢靠度查 取 故的计划初值为 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,不必修改 =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 齿根弯曲委顿强度效荷企图 由式 齿形系数 查图8-67 小轮 大轮 应力修改系数 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 弯曲委顿极限 查图8-72 弯曲寿命系数 查图8-73 尺寸系数 查图8-74 平安系数 查外8-27 则 4. 齿轮几何尺寸企图 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 适当 =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计划及强度效核: 1)选取齿轮原料 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)按齿面接触委顿强度计划企图 确定齿轮传动精度等第,按估取圆周速率,参考文献1外8-14,外8-15选择 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放,取=0.6 小轮齿数 大轮齿数 =35.88圆整取 齿数比 = 传动比差错 差错正在限度内 小轮转矩 载荷系数 由式(8-54)得 运用系数 查外8-20 动载荷系数 查图8-57得初值 齿向载荷散布系数 查图8-60 齿向载荷分派系数 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 = 接触委顿极限应力 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及阐述 接触强度平安系数 查外8-27,按高牢靠度查 取 故的计划初值为 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,不必修改=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 齿根弯曲委顿强度效荷企图 由式 齿形系数 查图8-67 小轮 大轮 应力修改系数 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 弯曲委顿极限 查图8-72 弯曲寿命系数 查图8-73 尺寸系数 查图8-74 平安系数 查外8-27 则 (4)齿轮几何尺寸企图 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的几何尺寸企图: 齿轮几何尺寸企图: 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 适当 =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的几何尺寸企图: 齿轮几何尺寸企图: 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本领都是相像的,所以对其它齿轮的强度效核经过安插正在计划仿单以外的篇幅中实行,并全面强度验算及格。 3.3轴的计划及强度效核 3.3.1 先确定Ⅲ轴 1.选取轴的原料 选择轴的原料为45钢,调质处罚 2.轴径的发轫估算 由外4-2取A=115, 可得 3.求感化正在齿轮上的力 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.轴的组织计划 1)拟定轴向定位央求确定各轴段直径和长度 Ⅰ段安置调心滚子轴承。轴承型号3517,尺寸 取轴段直径 取齿轮距箱体内壁间隔轴承距箱体内壁则: 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央求较高的静联接和动联接,它的键齿众,事业面总接触面积大,承载技能高,它的键安放对称,轴、毂受力平均,齿槽浅,应力凑集较小,对轴和轮毂的消弱小。 轴承与轴的周向定位采用过渡配合包管的,以是轴段直径公差取为. 轴端倒角 5.轴的强度效核: 开始依照轴的组织图作出轴的企图简图: 2) 求支反力: 秤谌面: 笔直面: 3) 企图弯矩,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) 企图当量弯矩:图(f)所示 昭着D处为危境截面,故只对该处实行强度效核 轴的原料为45钢,调质处罚,查外4-1得 由得 取 6.平安系数效核企图: 1)确定参数 由前述企图可知: 抗扭截面模量: 2)企图应力参数 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 轴的原料为45钢,调质处罚,由外4-1查得, 轴肩圆角处得有用应力凑集系数 依照 由外4-5经插值可得: 尺寸系数、 依照轴截面为圆截面查图4-18得:=0.75 =0.85 外外质地系数、 依照和外外加工本领为精车,查图4-19,得 ==0.88。原料弯曲挽回的特质系数、 取=0.1 =0.5=0.05 可得: 因此强度足够。 3.3.2轴4的计划及强度效核 1.选取轴的原料 选择轴的原料为45钢,调质处罚 2.轴径的发轫估算 由外4-2取A=115, 可得 3.求感化正在齿轮上的力 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.轴的组织计划 1)拟定轴向定位央求确定各轴段直径和长度 Ⅰ段安置调心滚子轴承。轴承型号3520,尺寸 取轴段直径 取齿轮距箱体内壁间隔轴承距箱体内壁则: 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安置齿轮,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央求较高的静联接和动联接,它的键齿众,事业面总接触面积大,承载技能高,它的键安放对称,轴、毂受力平均,齿槽浅,应力凑集较小,对轴和轮毂的消弱小。 轴承与轴的周向定位采用过渡配合包管的,以是轴段直径公差取为. 轴端倒角 5.轴的强度效核: 开始依照轴的组织图作出轴的企图简图3: 2) 求支反力: 秤谌面: 笔直面: 3) 企图弯矩,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) 企图当量弯矩:图(f)所示 昭着C右处为危境截面,故只对该处实行强度效核 轴的原料为45钢,调质处罚,查外4-1得 由得 取 6.平安系数效核企图: 1)确定参数 由前述企图可知: 抗扭截面模量: 2)企图应力参数 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 轴的原料为45钢,调质处罚,由外4-1查得, 轴肩圆角处得有用应力凑集系数 依照 由外4-5经插值可得: 尺寸系数、 依照轴截面为圆截面查图4-18得:=0.75 =0.85 外外质地系数、 依照和外外加工本领为精车,查图4-19,得 =0.75,=0.85。原料弯曲挽回的特质系数、 取=0.1 =0.5=0.05 可得: 因此强度足够。 3.3.3惰一轴的计划 因为心轴不转达转矩,转矩法估算直径正在这里不再实用,采用履历法估算心轴的直径,轴径与核心距的相闭为: 初取,经受力剖释正在确定轴的直径. 该心轴分三段,从右端起: 轴段1:该轴段直接安置正在摇臂壳体上,起维持感化.取其直径,为使该轴有足够的维持强度,取其长度 轴段2:该段安置轴承,轴承外圈支承着惰了轮.取其直径,这里选取调心滚子轴承253520,以使其主动赔偿轴和外壳核心线的相对偏斜,轴承的苛重尺寸为:两轴间有一长为10的间隔套对其实行周向定位,该轴的长度 轴段3:为了对轴承实行定位,取其直径,因为箱体的厚度,为了包管惰轮与截一轴的齿轮无误啮合,取该段的长度 1.轴的受力剖释,由于此轴为心轴,仅受弯矩感化. 圆周力: 选用45钢调质处罚HBS=, 由于心轴只受弯矩感化,其危境截面正在轴的中心,的双支点梁,可能以为轴沿扫数跨度承担均布载荷 由于相差无几,其径向力抵消后与圆周力比拟可能漠视,因此弯矩为: 抗弯截面模量: 许用弯曲应力 因此该轴强度及格。 4 行星传动机构的计划经过 电牵引采煤机是直接以电动机举动驱动减速箱的原动力, 所以央求减速箱有较大的速比, 同时受事业面空间条款局部, 央求传动装配尺寸小。以是, 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。行星传动组织紧凑、速比大。 行星传动的长处是动力分流, 功率流数取决于行星轮个数。以是, 电牵引采煤机用的行星机构群众计划成4 个行星轮, 以下降每一行星轮的负载, 但对行星架及齿轮的加工精度央求更高。为减小加工安置差错所形成的偏载和弹性变形、惯性力、摩擦力等窒碍载荷平均散布的身分, 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央求。或计划成双浮动(太阳轮、内齿圈浮动)、三浮动组织(太阳轮、内齿圈、行星架浮动)。这些均载要领组织简略、浮动敏捷、反力矩小, 有用地赔偿百般差错, 使行星轮间的载荷平衡分派。行星轮与内齿圈大凡计划成薄壁轮缘。行星轮轮缘的变形对安置熟手星轮内孔中轴承的滚动体间的载荷散布会爆发影响, 由此取得可进步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派平均, 并下降啮当令的动载荷。 以下参考《摩登死板传发端册》 死板工业出书社 已知:输入功率kW,转速=kW,输出转速=r/min 1.齿轮原料热处罚工艺及修设工艺的选定 太阳轮和行星轮的原料为20CrNi2MoA,外外渗碳淬火处罚,外外硬度为57~61HRC。由于对付承担膺惩重载荷的工件,常采用韧性高淬透性大的18Cr2Ni4WA和20CrNi2MoA等高级渗碳钢,经热处罚后,外外有高的硬度及耐磨性,心部又具有高的强度及优越的韧性和很低的缺口敏锐性。 试验齿轮齿面接触委顿极限MPa 行星轮: 齿形为渐开线直齿,最终加工为磨齿,精度为6级。 内齿圈的原料为42CrMo,调质处罚,硬度为262~302HBS. 试验齿轮的接触委顿极限: 试验齿轮的弯曲委顿极限: 齿形的终加工为插齿,精度为7级。 2.确定各苛重参数: 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, 依照外2.9-3及传动比i,取。 ⑶载荷不屈衡系数,采用太阳轮浮动和行星架浮动的均载机构,取 =1.15 ⑷配齿企图 太阳轮齿数 式中取 c=20(整数) 内齿圈齿数 行星轮齿数 ⑸a-c齿轮接触强度发轫企图按外义14-1-60中的公式企图核心距 式中 /14=1.786 归纳系数为2.2 太阳轮单个齿转达的转矩 齿宽系数为0.7 代入: 模数 取 则 取 (6) 企图变位系数 1)a-c传动 A.现实核心距改动系数y B.现实啮合角 C.总变位系数 D.分派变位系数: 和取归纳本能较好区. 取 (睹《死板传动装配计划手册》上册) 则: 齿顶下降系数 2) c-b传动 啮合角, 式中, 变位系数和 核心距改动系数 齿顶下降系数 分派变位系数 3.几何尺寸企图 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— 代入上组公式企图如下: 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 由上式企图得 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)的强度企图经过,太阳轮(行星轮)的企图本领类似。) ⑴.确定企图负荷 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, ; —寿命期内央求传动的总运转时辰,。 ⑶.确定强度企图中的百般系数 A.运用系数 依照对截割部运用负荷的实测与剖释,取(较大膺惩) B.动负荷系数 由于 和 可依照圆周速率: 和 由图2.4-4查得6级精度时: C.齿向载荷散布系数 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, 依照和由图2.4-5查得 式中: D.齿间载荷散布系数 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 依照和,由图2.4-14查 H.应力修改系数 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.接触应力的基础值 ⑹.接触应力 ⑺.弯曲应力的基础值 ⑻.齿根弯曲应力 ⑼.确定企图许用接触应力时的百般系数 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.粗劣硬化系数 因和 由图2.4-11查得 E.事业硬化系数 ∵ 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.接触强度平安系数 ⑿.确定企图许用弯曲应力时的百般系数 A试验齿轮的应力修改系数 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.齿根外外情形系数 E.尺寸系数,由外2.4-16得 ⒀.许用弯曲应力 ⒁.弯曲强度平安系数 ㈡. c-b传动 本节仅列出相啮合的大齿轮(内齿轮)的强度企图经过,小齿轮(行星轮)的强度较高,助企图从略。 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.确定强度企图中的百般系数 A.运用系数 B.动负荷系数 依照 和 由图2.4-4查得, (7级精度) C. 齿向载荷散布系数 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) 依照和由图2.4-5,查得 式中: D. 齿间载荷散布系数 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.应力修改系数 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.接触应力的基础值 ⑹.接触应力 ⑺.弯曲应力的基础值 ⑻.齿根弯曲应力 ⑼.确定企图许用接触应力时的百般系数 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.粗劣度硬化系数 因和 由图2.4-11查得 E.事业硬化系数 ∵ 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.接触强度平安系数 ⑿.确定企图许用弯曲应力时的百般系数 A试验齿轮的应力修改系数 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.齿根外外情形系数 E.尺寸系数,由外2.4-16得 ⒀.许用弯曲应力 ⒁.弯曲强度平安系数 5 采煤机的运用与保护 5.1采煤机运用经过中常睹窒碍与处罚 邦产电牵引采煤机正在邦内施行运用的时辰斗劲短,计划修设履历不众,因此产物组织和适合分歧地质条款以及联系修立配套上还存正在很众亏损,其牵引和截割维系部位存正在重要亏损。 1 MG300/700 - WD 型采煤机截割部与牵引部维系部位损坏的原故剖释: (1) 截割部截煤滚筒不配套。 煤种和地质条款不适合滚筒的组织,滚筒截煤时时常截实助,滚筒端面的煤助放不出来,越聚越众后,形成使滚筒向煤壁倾向的推力,此推力通过摇臂转达到维系绞轴孔,使绞轴及耳孔恒久受力,一但采煤机速率过疾,就有大概形成绞孔断裂或绞轴拆断。 (2) 采煤机与刮板机配套尺寸有误,形成截割部末了外壳体与刮板机机头架铲板爆发插手。 (3) 牵引传动箱计划中是分体的上、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,导向滑靴与下壳体爆发插手,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,然则从两者的组织看,下壳体的组织强度较弱一点,如许下壳体正在不屈常的轨道中运转就会爆发下壳体分裂的景色,从而影响事业面的平常临盆。 2 .MG300/700 - WD 型采煤机的维点窜制工艺 针对上述原故剖释,众次实行维修计划的改变,完毕共鸣后离别对采煤机以下几个部位实行维点窜制: (1) 采煤机截煤滚筒的维点窜制通过原故剖释和本事计划的计划,对截煤滚筒实行了维点窜制。正在采煤机的滚筒端面截割齿分列组织上,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,截齿沿滚筒回旋倾向与端面呈30°角焊接安置,每一列的3个截齿按端面有用间隔,间隔200 mm 实行散布,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沿之间均布120°切割3 个长300 mm、宽200mm 的腰形孔。 (2) 牵引部与截割部维系轴孔的维点窜制 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 的轴孔衬套材质由素来的20Cr 改为铸铜,伸长绞轴1 的长度,轴孔维系由3 个减少到4 个。如许即进步了衬套的耐磨性,又处置了衬套易破裂的题目,别的新增的轴孔板对截割部的挽回力,起到了一个局部感化,如许就彻底地处置了采煤机截割部绞轴折断和轴孔体亏损的宏大事件隐患。 (3) 实在维点窜制工艺 开始将变形的绞轴里孔用502 型高锰钢焊条实行补焊,补焊的里孔用自 制的液压镗孔机实行镗孔,镗孔完毕后再配装上用铸铜加工的衬套,衬套的内径包管与原计划尺寸类似。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。正在施工经过中,施工职员制胜了井下功课的诸众障碍,从安置且则泵站,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盈的企图,使工程起色井井有条,末了对接试机一举获胜。 5.2 大功率采煤机截割部温升过高景色及处置本领 近几年来跟着综采本事的不息繁荣,高产高效事业面的普及,对采煤机的本能央求也不息进步,开荒研制大功率电牵引采煤机成为各煤机修设厂家的热门。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特别,怎样处置这一题目将成为研制的要害。 1.发烧原故的剖释 当传动编制的总发烧量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坚持平均,当E 大于L 时,编制的温度将高于许用最高温度,形成发烧景色。通过企图和与其它机型比较剖释形成这一景色的原故如下: 截割功率加大导致温升过高。 正在死板传动编制效果必然的条件下,加大输入功率,编制的功率损耗也随之加大。损耗的量大局限转化成热能,使编制的温度上升。 编制的死板传动副数目减少导致温升过高。 目前大功率电牵引采煤机均采用众部电机横向安放的传动组织,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,此类机型对采高央求较高,机械多半采用长摇臂,这也使死板传动副数目减少。因为传动副减少,编制的功率损耗加大。 (3) 机械的散热条款受局部。 因为受组织的局部,正在机械的截割功率大副度进步和死板传动副数目减少的同时,油池的体积相对减少很小,使机械散热障碍。同时因为注油量和搅油发烧的冲突,润滑油的体积不大概大幅减少也会导致油温的升高。 处置本领 通过以上的原故剖释,并连系正在实行中的履历,提根源置题目的本领如下: (1) 通过进步传动副的加工修设精度来进步编制的死板效果,节减功率的损耗,下降发烧量; (2) 进步轴承的精度等第,节减轴承副的功率损耗。 (3) 计划经过中,正在包管整机本能的前题下,合意加大油腔的体积,进步散热面积。 (4) 进步冷却功效。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进步冷却功效,也可能对油池直接加装冷却器或强迫冷却装配来进步冷却功效。 (5) 合理企图润滑油的用量,正在能包管润滑的前题下,苛厉统制注油量,使搅油发烧降至最低。 (6) 进步摇臂排气装配的牢靠性,包管与外界境遇的对流热调换。 5.3采煤机轴承的保护及漏油的防治 据不统统统计,正在采煤机爆发窒碍的总数中,死板事件占 80% 支配,而因润滑题目形成事件占很大的比例。采煤机轴承的保护及漏油的防治又是此中要害的一个症结。 1. 采煤机轴承损坏样子和原故 采煤机各传动轴承中,强度懦弱,容易损坏的部位有: (1) 截割部轴齿轮(小伞齿轮轴) 它转速高,温升疾、易发烧,使径向逛隙变小,并正在缺油状况下烧伤,形成极度噪声、振动; (2) 截割部行星机构行星轮轴承担力大 (为齿轮啮合切向力的二倍) ,而受空间巨细和轮缘壁厚的局部,轴承直径不行增大,滚动体和滚道外外接触应力高,常爆发早期点蚀和重要磨损; (3) 摇壁反转轴套和滚筒轴其转速低,但负荷高,并有重要膺惩力,轴承常爆发套圈变形,边断裂; (4) 牵引部行走链轮轴承担膺惩交变负荷,密封润滑条款差,煤尘易进入滚道把坚持损坏。 2. 防备和改善要领 (1) 巩固润滑和密封 轴承事业时,滚动体与滚道、坚持架和外里圈用滚动体都有摩擦,润滑剂可减小磨损,异常正在滚动体和滚道之间变成油膜,可减小接触应力,下降温度,从而伸长轴寿命。采煤机轴承润滑用油大凡为 N220,N320 极压工业齿轮油,众采用油池飞溅或加轮回结合润滑体例。苛重存正在题目是,密封不牢靠,形成油多量透露,外部煤粉尘埃不息浸入,轴承磨损加剧,轴承润滑油不良,以至缺油使外外过热烧伤。以是必要点采用要领: 1) 高速轴油封选用最适当密封原料、组织、进步其运用寿命; 2) 摇壁反转轴承用油脂 (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。使浮动环靠紧并转达扭矩,赔偿磨损。该油封对振动、膺惩及轴向、径向偏斜不敏锐,异常实用于低速 (2m/ s以下) 、有煤粉泥浆条款下密封。 (2) 苛厉验收,确保修设和安置质地 1) 轴承自身质地是影响安置本能和运用寿命的紧张身分。目前邦内轴承厂家繁众质地七零八落,订货时要选好厂家确保轴承质地。 2) 轴承组件的修设和安置应适宜央求。壳体孔直径超差变换了轴承无误配合央求,过盈量大,使径隙变小,内圈形成拉应力。间隙大,径隙变大,组件刚性下降并惹起套圈滑动。 3) 壳体孔卵形或锥形差错,使套圈滚动道变形。当滚动体验通落后,滚道直径内经受压应力应明显增大,使区域过早磨损和作怪。 4) 轴和壳体孔挡肩对配合外外不笔直及二侧配合处分歧轴差错,使轴承外里圈轴线歪斜,也使限度外外应力增大。 5) 轴承安置中务必调解轴向间隙到达计划央求,对圆柱滚子轴承,轴向间隙小,内圈挪动受阻,当受到膺惩载荷时易爆发挡边撞裂,正在润滑不充盈时,也会导致轴承烧伤。 3 巩固轴承运用中保护和保重 采煤机轴承正在安置前的储运中要坚持完整包装,不受碰撞并制止浸水而生锈。运用中要异常注视到滑油量和质地。央求做到: (1) 常可检油位,加足油; (2) 避免分歧型号油混用; (3) 掀开盖加油时,要制止煤尘、水等杂质进入,以防油质作怪,加剧磨擦面粒磨损和锈蚀。如发觉油脏,实时入油并冲洗再加新油。 4 采煤机漏油及处罚 (1) 摇臂摆动轴的漏油及处罚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,正在运用中发觉该处漏油,经拆检剖释发觉,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、外圈直径超差重要;别的轴承孔壁较懦弱,运用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隔离,改用润滑脂润滑即可清除此处漏油。 (2) 滚筒轴的漏油及处罚采煤机割煤时,滚筒轴受阻力大且丰富,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,以是检修时应挑适当油封。别的迷宫间隙大,导致煤粉源委迷宫间隙、油封进入或滞留正在油封刃口与轴之间,将油封垫起形成漏油,同时加快油封磨损,以是需采用加毛毡或涂密封胶。 (3) 壳体盖板的漏油及处罚采煤机牵引部泵箱盖的密封最初采用石棉纸垫,因为石棉纸自身渗油,盖板大,不屈度大,对纸垫比压不匀导致漏油。然后又采用橡胶垫,但其正在长时辰油感化下照旧变形起包起先漏油。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。处罚要领是粘接处采用大斜隐语,且要平,粘接巩固后方可安置。 采煤机是综采事业面的苛重修立,因为井下功课境遇的特别性,以及对采煤机的保护、保重 、操作等方面的人工技能分歧,将会形成百般不行预思窒碍。以是,正在采煤机正在运用经过中,必要巩固保护,按期检修,对易损部位实时采用要领实行调停,制止事件的爆发和增加,从而进步开机率和 伸长其运用寿命。 5.4煤矿死板传动齿轮失效的改善途径 近20 年来, 煤矿死板的功率增大很疾, 采煤机的功率减少了4~6 倍, 掘进机的功率减少了2~3 倍, 大型、特大型矿井擢升机功率已达数千kW, 功率的增大导致死板修立的输出扭矩增大,使修立部件异常是传动齿轮的受力增大。煤矿死板的齿轮群众为中、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 。因为受煤矿运用条款和机械尺寸的局部,传动齿轮的外形尺寸没有众大改观, 易形成死板传动齿轮失效, 导致煤矿死板修立不行平常运转。煤矿死板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苛重样子。因为轮齿啮合不对理, 形成超负荷或膺惩负荷而形成轮齿较软齿局限金属的塑性变形, 重要时正在齿顶的边棱或端部呈现飞边、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, 使齿面落空无误的齿形。齿轮失效直接影响着煤矿死板服从的阐明, 亟待处置,提出几种改善途径。 1 .计划 煤矿死板齿轮, 异常是承担重载和膺惩载荷的擢升和采掘运输死板齿轮, 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进步其强度和寿命, 需进一步实行科研本事攻闭, 优化计划参数。优化计划的实质包罗载荷确凿凿企图、强度企图公式的修改、优化选材、优化齿形组织、进步的加工和处罚工艺、进步外外光洁度、合理的硬度和啮合参数、有用的润滑参数和安装央求等,进步轨范化、系列化水准。 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局部。而圆弧齿轮正在接触点处的齿面相对曲率半径大, 其外外强度和弯曲委顿强度较高(约为渐开线 倍) , 振动小、噪声低、尺寸和重量较小。除新计划齿轮应优先采用圆弧齿轮外, 原有渐开线齿轮减速器, 正在传动功率稳定、核心距稳定的条件下, 从头搭配模数、螺旋角等参数, 可优化计划更新为圆弧齿轮,大大伸长运用寿命。别的还可能采用以下几种斗劲进步的优化计划本领: (1) 依照GB3480 —1997《渐开线载技能的企图本领》和相闭行业轨范, 采用CAD实行齿轮强度企图和齿轮组织计划的类比, 选出最优的计划计划。 (2) 使用保角照射和有限元法等本领剖释齿根弯曲应力, 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, 以此下降齿根弯曲应 力凑集, 进步弯曲强度。 (3) 依照弹性力学常识剖释轮齿的啮合形变,采用齿顶修缘, 修缘线是采用较大压力角的渐开线; 采用齿面喷丸处罚等工艺来进步轮齿的接触和弯曲委顿强度。 (4) 依照弹流润滑外面商酌齿轮润滑形态后,采用极压增添剂的高粘度齿轮润滑油来改良齿轮的润滑形态。 2 .选材 齿轮原料的选取, 要依照强度、韧性和工艺本能央求, 归纳探究。参考工业兴盛邦度煤矿死板齿轮选用钢材的履历, 连系我邦现实, 宜选用低碳合 金渗碳钢。对付承担重载和膺惩载荷的齿轮, 采用以Ni - Cr 和Ni - Cr - Mo 合金渗碳钢为主的钢材(含Ni 量2 %~4 %) ; 对付负载斗劲安祥或功率较小、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, 此中的Mo 、Mn 均能减少钢的淬透性(含Mn 量以014 %~016 %为宜) , Cr 能减少钢的淬透性和耐磨性, Ni 对进步钢的韧性异常有用。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) , 它具有较窄限度的淬透性带, 可包管齿轮变形限度小并到达央求的芯部硬度。应尽量选用冶金质地好的真空脱气精粹钢(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, 节减了死板本能和各向异性。用这种钢材修设的齿轮与普遍电炉钢修设的齿轮比拟, 其接触和弯曲委顿寿命可进步3~5 倍, 齿轮极限载荷可进步15 %~20 %。修设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。锻钢要包管锻制比(大凡选大于3 为好) 。无论铸、锻件, 修设经过中要实行超声波探伤、原料 的死板本能试验和查抄, 以确保原料的质地及格。 3 .加工工艺 机加工滚齿时, 粗、精滚工序要隔离, 先用滚刀实行粗切, 再用专用滚刀实行精滚齿, 坚持滚刀精度, 用百分外统制切齿深度, 切齿深度差错应统制正在零位左近, 精滚齿滚刀的齿形差错应不大于0.103 mm。齿形加工大凡要到达9 级精度。齿面粗劣度务必到达计划央求, 可正在磨齿后, 实行电掷光或振动掷光, 进步外外粗劣度, 粗劣度好的齿轮的寿命比粗劣度差的可进步15%~20 %。采用齿面修形、齿形修缘和挖根大圆弧(大圆弧齿根) 新本事(包罗倒角、磨光、修圆) , 能湮灭或减轻啮合插手和偏载, 进步齿轮的承载技能, 使齿根应力凑集下降, 齿轮的弹性柔度增大。对齿形实行点缀(磨齿、剃齿、研齿) , 齿轮的接触极限应力可进步15 %~25 %。对齿作纵向修形(修齿腹) , 齿轮的寿命可进步2 倍, 弯曲应力可节减17 %~23 % , 并可下降噪声。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,切削功效较好。硬齿面齿轮常采用磨削法和刮削法加工, 齿胚经众次热处罚和切削加工。齿轮加工后拼装的减速器, 出厂前应实行加载跑合, 采用电火花跑合新工艺, 可进步齿轮接触精度, 包管运用功效。 4. 热处罚 煤矿死板齿轮的承载技能不只取决于外外硬度, 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处罚最理思的本领, 它可能取得高的芯部硬度, 较小的过渡区糟粕拉应力和充裕的硬化层深度。齿面含碳量大凡统制正在018 %~1 %为宜,由齿外外到芯部的硬度梯度要懈弛。渗碳齿轮源委淬火和回火, 外外硬度应到达HRC58~62 , 要湮灭齿轮异常是外层的糟粕内应力。施行碳、氮共渗新工艺, 氮的渗透深度大凡统制正在012 mm 以内, 它不只能硬化外层, 还能形成压应力, 可比纯净渗碳齿轮的强度极限应力进步13 %以上, 寿命可进步1倍。热处罚后, 尚需实行油浴人工时效处罚。矿井擢升绞车减速器齿轮的齿面硬度宜由现正在众半软齿面( 即调质—正火本领, 齿面硬度≤HB300) 向中硬齿面(淬火—调质本领, 齿面硬度HB300~400) 过渡, 以进步齿轮运用寿命。 5. 外外加强处罚 对齿面和齿根实行喷丸加强处罚, 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实行。它能使齿轮的接触委顿强度进步30 %~50 % ,使齿根弯曲委顿强度取得改良; 能有用遏止裂纹扩展, 使现实载荷比外加载荷小得众; 能有用反抗作怪性膺惩, 节减点蚀, 增大耐久极限; 有利于齿轮润滑的改良; 可湮灭百般切齿加工正在齿面留下的陆续刀痕以及磨削形成的缺陷(形成糟粕应力和淬火压应力的开释) 。依照海外履历, 齿轮喷丸比不喷丸寿命可进步6 倍。 6. 无误安置运转 实行解说, 减速器齿轮副的安置精度, 对齿轮的承载技能、磨损和运用寿命有很大影响。无论是新安置、调动或检修安置, 都应做到苛厉、精致, 依照安置本事类型和轨范实行, 异常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, 务必到达质地轨范和本事央求。新齿轮正在投运前, 应实行充盈的跑合。拟定运转操作规程, 认确切践, 苛禁违章功课, 超负荷运转。依照修设厂的减速器运用仿单和保护检修规程、轨范, 实行科学保护办理。按期监测齿轮磨损情形, 化验润滑油, 发展窒碍诊断, 发觉题目实时处罚。按期冲洗减速箱和齿轮, 调动油脂, 坚持油量, 制止煤粉、水份、异物混入减速器内。改善减速器密封, 制止漏油。 7. 润滑 润滑对付齿轮的磨亏损效有着紧张的影响, 该当惹起足够的着重。煤矿死板传动齿轮的特性是:众采用低速重载齿轮, 接触应力时时很高, 以是轮齿接触外外材质的限度弹性变形阻挠纰漏; 同时齿轮正在共轭啮合经过中, 除切点部位以外, 均为滚、滑运转。这一特性统统适宜弹性流体动力润滑(EHL) 外面。它与古板的Martin 润滑外面的基础区别正在于: 上述齿轮外外的限度弹性变形量往往比按刚性界限企图的油膜厚度大很众倍, 以是对油膜的体式和压力散布带来鲜明的影响。咱们该当依照这个外面和顺序实行齿轮润滑参数计划。空洞地以为“润滑对进步齿面强度是有利的”概念并不周至, 该当依照各种润滑工况对齿面强度的影响实行实在的剖释, 才气改良润滑质地。以此来确定啮合外外的终加工粗劣度, 便能极大减轻原料的磨损水准, 伸长齿面委顿寿命; 同时此种油膜的修设, 使外外摩擦力值大大降低, 减小了齿面的内应力幅值, 延缓委顿裂纹的扩展速度。要依照分歧的齿轮, 合理选用润滑油品种。对付转达负荷较轻的(

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