中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 1 页1目 录1 概述 .11.1 引言 .11.2 我国采煤机 30多年的发展进程 .11.2.1 20世纪 70年代是我国综合机械化采煤起步阶段 .11.2.2 20世纪 80年代是我国采煤机发展的兴旺时期 .21.2.3 薄煤层采煤机的发展状况 .22 总体方 案的确定 .42.1 主要技术参数 .42.3 传动方案的确定 .42.3.1 传动比的确定 .42.3.2 传动比的分配 .53 传动系统的设计 .63.1 齿轮设计及强度效核 .63.1.1 第一级直齿圆柱齿轮的设计和强度校核 .63.1.2 第二级直齿圆锥齿轮的设计和强度校核 .133.1.3 第三级直齿圆柱小齿轮和惰轮的设计和强度校核 .203.1.4 第三级直齿圆柱大齿轮的设计和强度校核 .273.1.5 第四级直齿圆柱小齿轮和惰轮 1的设计和强度校核 .333.1.6 第四级直齿圆柱惰轮 2的设计和强度校核 .393.1.7 第四级直齿圆柱大齿轮的设计和强度校核 .41中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 2 页23.2 轴及其组件的设计及效核 .433.2.1 第轴的设计及强度校核及其组件的选择及校核 .433.2.2 第轴的设计及强度校核及其组件的选择及校核 .493.2.3 第轴的设计及其组件的选择 .583.2.4 第轴的设计及其组件的选择 .623.2.5 第轴的设计及其组件的选择 .643.2.6 第轴的设计及其组件的选择 .653.2.7 第轴的设计及其组件的选择 .673.2.8 第轴的设计及其组件的选择 .694 采煤机的使用和维护 .724.1 润滑及注油 .724.2 地面检查与试运转 .724.2.1 试运转前的检查： .724.2.2 试运转时检查： .724.3 下井及井下组装 .734.4 采煤机的井下操作 .734.4.1 操作前的检查： .734.4.2 试运转中注意事项： .734.5 机器的维护与检修 .745 总结 .76参考文献 .77英文原文 .78中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 3 页3中文译文 .85致 谢 .90中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 1 页11 概述1.1 引言采煤机械的装备水平是煤矿技术水平的重要标志之一。采煤机械的选用取决于煤层的赋存条件、采煤方法和采煤工艺，而采煤机械的技术发展又促进了采煤方法和采煤工艺的更新。采煤方法按采煤工艺可分为长壁式采煤法和房柱式采煤法两大类。我们广泛使用长壁式采煤法。长壁式采煤法所使用的机械设备按机械化程度分为爆破采煤机械、普通机械化采煤机械和综合机械化采煤机械三类。炮采工作面的机电设备较少，主要靠人力完成各项工序。破煤工序有直接打眼放炮和先掏槽后打眼放炮两种，装煤工序主要依靠人工攉煤，运煤工序依靠工作面刮板输送机来完成。普通机械化采煤机工作面用采煤机或刨煤机和工作面刮板输送机实现破煤、装煤和运煤工序的机械化，用单体支护设备实现人工控制顶板。综合机械化采煤工作面将各种相对独立的机电设备合理的组合在一起，在工艺过程中协调工作，使采煤工作面的破、装、运、支全部工序实现机械化。1.2 我国采煤机 30多年的发展进程1.2.120世纪 70年代是我国综合机械化采煤起步阶段20世纪 70年代初期，煤炭科学研究总院上海分院集中主要科技骨干，研制出综采面配套中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 2 页2的 MD-150型双滚筒采煤机，另一方面改进普采配套的 DY100型、DY150型单滚筒采煤机；70 年代中后期，制造出 MLS3-170型双滚筒采煤机。20 世纪 70年代我国采煤机的发展有以下特点：1装机功率小例如，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，输出牵引力小此时期的采煤机牵引方式都是圆环链轮与牵引链轮啮合传动，传递牵引力小，牵引力在 200KN以下。3牵引速度低由于受液压元部件可靠性的限制，设计的牵引力功率较小，牵引速度一般不超过 6m /min 。4自开切口差由于双滚筒采煤机摇臂短,又都是有链牵引,很难割透两端头,且容易留下三角煤,故需要人工清理,单滚筒采煤机更是如此.5工作可靠性较差我国基础工业比较薄弱,元部件质量较差,反映在采煤机的寿命普遍较低,特别是液压元部件的损坏比较严重。1.2.220世纪 80年代是我国采煤机发展的兴旺时期20世纪 70年代后期，我国总共引进 143套综采成套设备。世界主要采煤机生产国如英国、德国、法国、波兰、日本等都进入中国市场，其技术也展示在中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 3 页3中国人的面前，为我们深入了解外国技术和掌握这些技术创造了条件，同时通过 20世纪 70年代自行研制采煤机的实践，获得了成功和失败的经验与教训，确立了我国采煤机的发展方向，即仿制和自行研制并举。解决难采煤层的问题是 20世纪 80年代重大课题之一：具体的课题是薄煤层综合机械化成套设备的研制：大倾角综采成套设备的研制：“三硬” 、 “三软”45m 一次采全高综采设备的研制：解决短工作面的开采问题，短煤臂采煤机的研制。据初步统计，20 世纪 80年代自行开发和研制的采煤机品种有 50余种，是我国采煤机收获的年代，基本满足我国各种煤层开采的需要，大量依靠进口的年代已一去不复返了。20 世纪 80年代采煤机的发展有如下特点：1. 重视采煤机系列的开发，扩大使用范围20世纪 70年代开发的采煤机，一种类型只有一个品种，十分单一，覆盖面小，很难满足不同煤层开采需要。20 世纪 80年代起重视系列化采煤机的开发工作，一种功率的采煤机可以派生出多种机型，主要元部件在不同功率的采煤机上都能通用，这样不仅扩大了工作面的适应范围，而且便于用户配件的管理。采煤机系列化是 20世纪 80年代采煤机发展中非常突出的特点。2. 元部件攻关先行，促使采煤机工作可靠性的提高总结 20世纪 70年代采煤机开发中的经验教训，元部件的可靠性直接决定采煤机开发的成功率，所以功关内容为：主电机的攻关，以解决烧机的现象；齿中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 4 页4轮攻关，从选择材质上，热处理工艺上着手，学习国内外先进技术成功经验，以德国齿轮为目标进行攻关，达到预期目的，解决了低速重载齿轮早失效的问题：液压系统和液压元部件的攻关，主油泵和油马达的可靠性直接影响牵引部工作的可靠性，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重点攻关内容。1.2.3薄煤层采煤机的发展状况以前，薄煤层采煤机可选机型少，可靠性差，功率低，单产低，使我国薄煤层产量逐年减少，弃采严重，资源浪费大，从80年代开始，薄煤层采煤机从无到有得到稳定发展。随着薄煤层采煤机的推广应用，适用工作范围扩大，也暴露了许多缺陷和不足，限制了使用效果。根据薄煤层开采的迫切需要，开发适合国情的新一代大功率薄煤层采煤机是非常必要的。目前，哈尔滨煤矿机械研究所已经研制了 5种机型的薄煤层采煤机，都已投入工作中。其中具有代表性的机型 BM1100型薄煤层采煤机。BM1100型薄煤层采煤机是一种用于沿长壁回采工作面全长穿棱采煤的机械。可采 0.8-1.3 m厚的煤层。该采煤机由单电动机驱动，电动机的动力通过右端出轴上齿轮传给右截割部离合器齿轮，再经过一级伞齿轮和三级直齿轮传至滚筒，滚筒以94.87 r/min 转速进行落煤和装煤。电动机的动力通过其左端的齿轮，带动牵引部过轴上的齿轮，分别经过一对直齿轮传至主泵和辅助泵，主泵产生的高压油中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 5 页5通过闭式循环油路驱动马达，马达再经过两级直齿轮和一套行星齿轮传动，带动主链轮和圆环链，采煤机以 0-6 m/min牵引速度沿输送机运行。它的特点是电动机功率较大，机身强度较高，牵引部装有液压恒功率自动调速装置，可使电动机在额定功率下工作。另外还设有内外喷雾装置、双支点摇臂,刚性较好、强度较高。中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 6 页62 总体方案的确定本设计参照 BM1100型薄煤层采煤机，该机装机功率100KW，使用的电气控制箱符合矿用电气设备防爆规程的要求，可在有瓦斯或煤层爆炸危险的矿井中使用，并可在海拔不超过2000m、周围介质温度不超过40或低于10、不足以腐蚀和破坏绝缘的气体与导电尘埃的情况下使用。2.1 主要技术参数采高： 0.75-1.3；适用煤倾角： 0-20；煤质硬度：f3； 滚筒截深：0.6 米；牵引速度(m/min)：0.3-4.65；牵引力(kN) ：120；滚筒直径(mm)：750、900、1150；滚筒转速(r