摘 要
MG4000/900-3.3D型采煤机是一种电牵引大功率采煤机，该机机身矮，装机功率大，所有电机横向布置，机械传动都是直齿传动，电机、行走箱驱动轮组件等均可从老塘侧抽出，故传动效率高，容易安装和维护。
本说明书主要介绍了采煤机截割部的设计计算。MG400/900-3.3D型采煤机截割部主要是由一个减速箱和四级齿轮传动组成，截割部电机放在摇臂内横向布置，电动机输出的动力经由三级直齿圆拄齿轮和行星轮系的传动，最后驱动滚筒旋转。截割部采用四行星单浮动结构，减小了结构尺寸，采用大角度弯摇臂设计，加大了过煤空间，提高了装煤效果。
在设计过程中，对截割部的轴、传动齿轮、轴承和联接用的花键等部件进行了设计计算、强度校核和选用。本说明书主要针对主要部件的设计计算和强度校核进行了叙述和介绍。
此外，还对MG400/900-3.3D采煤机的使用与维护进行了说明，以便能更好的发挥该采煤机的性能，达到最佳工作效果。
关键词：采煤机；截割部；减速箱；行星轮系；传动齿轮；设计
ABSTRACT
The MG400/900-3.3D type mining machine is that a kind of electricity draws
the high-power mining machine, this machine fuselage is low, Installation is large in power,all electrical machineries are fixed up horizontally, mechanical drive is all the transmission of straight tooth, electrical machinery, walk case drive wheel package etc. can take from old pool side out, so the transmission is high in efficiency, easy to install and safeguard.
Calculate in design which cuts the cutting department of main introduction mining machine of this manual. It is made up of a gearbox and moderate breeze gear wheel transmission that the MG400/900-3.3D type mining machine cuts the cutting department, cut the electrical machinery of cutting department and put to fix up horizontally in the rocker arm, the power that the motor outputs leans on a round of transmission of department of gear wheel and planet round via the tertiary straight tooth, urge the cylinder to rotate finally. Cut the cutting department and adopt the floating structure of four planetary forms, have reduced the physical dimension, adopt the large angle to curve the rocker arm to design, have strengthened the space of coal, have improved the coal result of putting.
In the course of designing, to cutting the axle of the cutting department, gear wheel of the transmission, parts such as the bearing and spline linking using,etc have designed to calculate, the intensity is checked and selected for use. This manual mainly designs for main part one calculating to check with the intensity have narrated and introduced.
In addition，returning use for MG400/900-3.3D mining machine and maintenance proves,In order to be able to good full play performance of person who should mine, reach the best working result.
Keyword: Mining machine Cut the cutting department Gearbox A
department of planet Gear wheel of the transmission Design
目 录
第一章 概述 ............................................................................................... 1 1.1 采煤机发展的历史 ..................................................................................... 1 1.2 我国采煤机30多年的发展进程 ............................................................... 2 1.3 采煤机的发展趋势 ................................................................................... 4 1.4 采煤机的类型及主要组成 ....................................................................... 6 第二章 总体方案的确定 ........................................................................... 8 2.1 MG400/900-3.3D型采煤机简介 ................................................................. 8 2.2 摇臂结构设计方案的确定 ......................................................................... 9 2.3 截割部电动机的选择 ................................................................................. 9 2.4传动方案的确定 .......................................................................................... 9 第三章 传动系统的设计 ......................................................................... 12 3.1各级传动转速、功率、转矩的确定 ........................................................ 12 3.2 齿轮设计及强度效核： ........................................................................... 13 3.3 轴的设计及强度效核 ............................................................................. 24 3.4截割部行星机构的设计计算 .................................................................... 31 3.5 轴承的寿命校核 ....................................................................................... 53 3.6 花键的强度校核 ....................................................................................... 54 第四章 采煤机的使用与维护 .................................................................. 56
4.1采煤机使用过程中常见故障与处理 ........................................................ 56 4.2 大功率采煤机截割部温升过高现象及解决方法 ................................... 57 4.3采煤机轴承的维护及漏油的防治 ............................................................ 58 4.4煤矿机械传动齿轮失效的改进途径 ........................................................ 60 4.5 硬齿面齿轮的疲劳失效及对策 ............................................................... 64
中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第1页
第一章 概述
1.1 采煤机发展的历史
20世纪 40年代初，英国和前苏联相继研制出了链式采煤机。这种采煤
机是用截链式截落煤，在截链上安装有被称为截齿的专用截煤工具，其工作效率低。同时德国研制出了用刨削方式落煤的刨煤机。50年代初，英国和德国相继研制出了滚筒式采煤机，在这种采煤机上安装有截煤滚筒，这是一种圆筒形部件，其上安装有截齿，用截煤滚筒实现落煤和装煤。这种采煤机与可弯曲输送机配套，奠定了煤炭开采机械化的基础。这种采煤机的主要缺点有二：其一是截煤滚筒的高度不能在使用中调整，对煤层厚度及其变化适应性差；其二是截煤滚筒的装煤效果不佳，限制了采煤机生产率的提高。进入60年代，英国、德国、法国和前苏联先后对采煤机的截割滚筒做出革命性改进。1．截煤滚筒可以在使用中调整其高度，完全解决对煤层赋存条件的适应性；2．把圆筒形截割滚筒改进成螺旋叶片截煤滚筒，即螺旋滚筒，极大地提高了装煤效果。这俩项关键的改进是滚筒式采煤机称为现代化采煤机械的基础。
可调高螺旋滚筒采煤机或刨煤机与液压支架和可弯曲输送机配套，构成综合机械化采煤设备，使煤炭生产进入高产、高效、安全和可靠的现代化发展发展阶段。从此，综合机械化采煤设备朝着大功率、遥控、遥测方向发展，其性能日臻完善，生产率和可靠性进一步提高。工矿自动检测、故障诊断以及计算机数据处理和数显等先进的监控技术已经在采煤机上得到应用。
我国现行采煤机摇臂壳体的设计基本上都采用传统的设计方法:根据经验和以往设计实例设计人员在纸面上设计所需的产品,根据小功率采煤机摇臂尺寸适当加大来设计更大功率的采煤机摇臂,如果出现问题或不满足预定设计要求的情况,就要修改设计,这在现实设计中确实出现了许多的问题。随着采煤机装机功率越来越大,单纯依靠经验,根据小型机器设计大功率机器和加大安全系数的方法,往往使设计产品的尺寸越来越大,结构的应力分布、变形分布、内力分布也很难得到合理保证。然而通过对采煤机摇臂进行有限元分析,可以得出采煤机摇臂壳体在不同位置、不同工况的应力、应变规律,摸清其危险截面、极限工况、极限载荷和极限应力,提出摇臂承载能力的优化方案。同时还可以对摇臂壳体固有频率、各阶振型、动力性能进行探索性分析研究。应用该技术可以在产品设计阶段预测产品质量,使产品在投入生产之前进行优化以提高产品质量,从而缩短产品开发周期,进而降低开发成本,提高市场竞争力。