连续采煤机毕业设计

1、 中国矿业大学2010届本科生毕业设计 第86页1. 前言1.1. 在我国发展连续采煤机的必要性及其所具有的特点1) 在我国发展连续采煤机的必要性在我国的一些城市和村镇建筑物下、铁路下、水体下贮藏的煤量很大，据统计,仅生产矿井“三下”压煤量就已达到 137.9 亿吨，其中建筑物下压煤约 87.7 亿吨，占“三下”压煤量的 60左右，可供28个年产量 500 万吨的大型矿井开采 100 年。“三下”压煤问题造成回采工作面接续紧张、 缩短矿区生产服务的年限，使矿区过早的就进入到衰老报废期，这样不但对国家造成极大浪费， 还必将对整个社会的可持续发展 产生很大的影响。 除“三下”压煤外，在矿井中还存在

2、许多不规则的块段以及残采区，而这样的煤层区不能采用正规的长壁综采进行开采，包括在正规综采工作面回采后局部留下的一些不规则 区段，位于矿井边界以及断层等地方所构造的附近煤炭。随着矿区开采的不断进行，煤炭资源总量和适于长壁开采的储量比例在不断的减少。利用连续采煤机配套运输设备的短壁机械化开采技术来解决“三下”采煤和边角煤回采问题是一条很好的技术途径，因此，在我国煤矿中具有很广泛的应用前景，这必将产生极大的经济和社会效益。2) 连续采煤机特点a) 连续采煤机是集截割、装运和行走于一体的大型连续采掘一体设备,用于长壁工作面煤巷快速掘进和短壁工作面煤层的机械化开采。b) 连续采煤机主要由截割机构、装运机

3、构、履带行走机构、液压系统、电控系统、除尘系统及安全保护装置组成。 c) 连续采煤机采掘合一，既可用于长壁 工作面煤巷快速掘进又可用于短壁工作面煤 层的机械化开采，一机多用，投资少，效率高。d) 连续采煤机及配套设备行走自如、能 快速移动，采煤工作面布置机动灵活，适用于“三下”开采和不适宜布置长壁综采面的区域 回采。1.2. 国内外连续采煤机使用状况 1) 国内连续采煤机的使用主要分为两个阶段。(1) 上世纪 80 年代,我国先后引进了 30 多 套连续采煤机进行了试验。大同矿务局大斗 沟煤矿使用 JOY12CM-9B 型连续采煤机曾 创造了月进 2187m 单巷掘进的全国记录；山 西雁北马口

4、矿使用连续采煤机在小窖破坏区 回收煤柱，当时年产达到 7 万吨；山西大同市姜家湾煤矿使用 JOY12CM-9B 型连续采煤 机采煤，最高月产达 2.67 万吨。由于没有考 虑设备的成套性，虽然连续采煤机体现了采 掘合一、机动灵活的特点，但大多数设备使用 效果不好,逐渐退役。(2) 1995 年起，神东矿区应用连续采煤机 及配套设备进行巷道掘进和短壁开采，通过 几年的实践形成了具有神东特色的连续采煤 机短壁机械化开采模式，实现了煤巷快速掘 进，工作面落煤、运输及回收煤柱等各工序的 机械化作业，为不适合长壁机械化开采的煤 矿提供了一种安全、高效的采煤技术。2002年 神东矿区上湾矿连续采煤机短壁化

5、开采工作 面年产达220 万吨，现仅神东矿区在用连续采 煤机台数 30 多台。2) 国外连续采煤机使用状况 连续采煤机短壁机械化开采技术于1948年首先在美国应用。在美国，采用连续采机短壁机械化采煤法的产量一直在井工采煤中领先,20世纪80年代中期占井下产量的 70 以上。近年来,随着高产高效综采技术的发展， 短壁机械化开采的产量有所下降，但 1999 年 美国采用短壁机械化采煤采出的煤量为 2.2 亿吨，仍占井下煤产量的 53。目前,除美国 外还有澳大利亚、南非、印度及加拿大等国广泛采用连续采煤机短壁机械化采煤,取得了较 好的经济效益。1.3. 国内外连续采煤机技术现状及发展趋势分析1) 国

6、外连续采煤机技术现状目前,美国为世界上连续采煤机研制水平最高的国家,连续采煤机的发展已有数十年的 历史, 拥有 12CM15 、12CM18 、12CM27 等 众多适用于中厚煤层的机型,机器均为全遥控 控制，技术水平成熟。但是现有机型主要用于 煤层埋深较浅,顶底板稳定,倾角小于 10°的 中厚煤层,尚不能适应我国大多数的煤层赋存条件。我国连续采煤机的研制尚处于起步阶段，已取得了一定的研究成果，石家庄煤矿机械有限责任公司、三一重装、太原煤科院均已有适用于中厚煤层的产品投入市场。2) 连续采煤机发展趋势分析连续采煤机目前主要用于煤层埋深较浅, 顶底板稳定,倾角小于 10°的中

7、厚煤层，尚不能适应我国大多数的煤层赋存条件。今后,连续采煤机必然要适应大多数煤层实际条件,并 朝着掘、锚、采一体,集中控制、程序控制的方向发展。 (1) 发展新的连续采煤机品种以适应薄煤层和大倾角煤层。(2) 加大整机功率,研制高强度截割滚筒以 适应半煤岩煤层。(3) 改进整机结构,便于解体及组装,以适 应煤层埋深较深的竖井下井运输。(4) 增加锚护功能, 向掘、锚、采一体发 展, 以适应顶、底板不稳定的煤层。(5) 集中控制、程序控制、故障诊断，朝 着自动化方向发展。3) 连续采煤机在我国的应用前景与意义目前, 我国连续采煤机的应用还不够广泛,这其中的原因除原有国外连续采煤机不煤机短壁机械化

8、开采是现有的“三下”采煤和边角煤回采技术中最先进、最高效的一种开采技术。随着国家能源的日趋紧张，只要有“三下”煤层和边角煤，就有连 续采煤机的用武之地。而庞大的“三下”压煤 量和大量的残采及边角煤必然要开采, 因此连续采煤机在我国的应用前景将非常广泛且具有极大的经济效益和社会效益。1.4. 连续采煤机行走机构型式的选择 该种连续采煤机的行走机构有迈步式、导轨式和履带式几种：1) 迈步式。该种行走机构是利用液压迈步装置来工作的。采用框架结构，使人员能自由进出工作面，并可越过装载机构到达机器的后面。使用支撑装置可起到掩护顶板、临时支护的作用。但由于向前推进时，支架反复交替地作用于顶板，掘进机对顶板

9、的稳定性要求较高，局限性较大，所以这种行走机构主要用于岩巷掘进机，在煤巷、半煤岩巷中也有应用。2) 导轨式。将连续采煤机用导轨吊在巷道顶板上，躲开底板，达到冲击破碎岩石的目的。这就要求导轨具有较高的强度。这种行走机构主要用于冲击式连续采煤机。3) 履带式。适用于底板不平或松软的条件，不需修路铺轨。具有牵引能力大，机动性能好、工作可靠、调动灵活和对底板适应性好等优点。但其结构复杂、零部件磨损4) 较严重。目前，连续采煤机通常采用履带式行走机构。由于其工作环境差，用电动机驱动易受潮烧毁，最好选用液压马达驱动。1.5. 连续采煤机的基本结构特点：连续采煤机按截割煤层厚度可分为薄、中、厚三种。按截割煤

10、的软硬程度又可分为中等、坚硬和特坚硬三种。它们的共同特点归纳如下：1) 多电动机独立驱动;2) 连续采煤机采用横轴式较长的截割滚筒;3) 截割滚筒的截齿布置较简单，截线距离较大;4) 增强截割硬煤和夹矸的能力;5) 装运机构的传动布置已定型化，输送机链条结构均已标准化;6) 采用启动扭距高的直流串激电动机驱动行走履带机构;7) 连续采煤机的各主要传动系统多采用电动机驱动;8) 液压系统采用了齿轮油泵，多液压缸开式系统;9) 机器的自动控制、自动检测、安全装置较完善。结语连续采煤机短壁机械化开采技术是解决我国“三下”采煤和边角煤回采问题的一条很好的技术途径，在我国煤矿具有广泛的应用前景。因此应加

11、大力度开发和推广具有当代先进水平、适应国内煤层赋存条件的连续采煤机，为实现煤炭行业科技发展，解决国内能源紧张问题做出应有的贡献。2. 设计任务及相关的参数本设计的参考机型为久益公司的12CM27型连续采煤机 1 设计任务本题目要求设计者认真查找该机的有关资料，学习、了解连续采煤机的工作条件；工作方法。掌握该机的工作原理；结构组成特点，以12CM15、12CM27型连续采煤机为参考，以其主要参数为设计指标进行本课题的设计；完成连续采煤机的总体设计（对参考的机型要有改进）；对连续采煤机行走机构（行走履带、减速装置、等）进行设计；单独对减速装置进行结构设计；有能力可对减速装置进行有限元强度分析；2

12、设计时所采用12CM27的参数：1) 行走速度 低4.6m/min 中9.1m/min 高18.3m/min2) 行走部减速器直流串激电机的功率 37KW3 设计时所参考的参数12CM27与其前身12CM12一样，适合同等的巷道尺寸，两种机型外观尺寸一样，不同之处在于12CM27功率增大、重量增加，由于其功率和重量增大，牵引力更好，切割性能得以改进。大功率的12CM27装有较大的切割电机，提供了开采硬煤所要求的功率，其速度更快、且更稳。1) 一般规格尺寸 5000001714装煤率 17-32MT/min截割头直径 1367mm2) 总体尺寸机 长： 11005mm机 宽： 3505mm机 高

13、: 2657mm总 功 率： 748kW可经济截割煤岩硬度： 最大切割高度： 5052mm最大可掘宽度： 3505m适应巷道坡度： ±15°3) 输送机 宽度 965mm 机架高度 305mm 链条间距 82mm4) 履带链条 宽度 560mm 间距 184mm5) 切割滚筒 切割宽度 3505mm对地比压 234kPa总机重量 74.7MT最大切割高度 3765mm 最小切割高度 1560mm（无除尘装置）基础机架高度 1371mm对地间隙 305mm切入速度范围 0-7.6m/min行走速度 低 4.6m/min 中 9.1m/min 高 18.3m/min切割速度 5

14、0HZ 46r/min齿尖速度 50HZ 3.15m/s电机（水冷式） 3300伏，50HZ切割-2 205KW（260、235）泵-1 40KW装载部电机-2 45KW 牵引电机-2 37KW集尘器风机 26KW注意：1) 机器生产能力：生产能力是在标准输送机速度和输送机低端槽棒高度时正常获得的满截面平均值，在选择高链速和输送机高端槽帮高度时为最大值，根据不同条件实际性能有所差别。2) 最小截割高度：在此高度下，由于机器无切割间距，实际开采高度总要高一点，该值依除尘装置选择也不同。3) 功率：为了达到最佳状态，在两倍于电机标定的额定负荷上应不低于90%的额定电压。3. 连续采煤机的总体设计3

15、.1. 连续采煤机的概述1.特点：12CM27连续采煤机的总体布局设计具有便于维护、运行可靠的特点。具体表现为将各机构的电机、减速器及其控制装置全部安设在机架外侧，便于维护检修；将工作机构及其驱动系统分开，构成简单独立的模块式组合件，便于设备的拆运、安装、维护及故障处理，可以缩短停机时间，也有利于采煤机实现自动监控和故障诊断，使设备的运行可靠性得到提高。连续采煤机的行走及装运机构连续采煤机一般只适用于煤巷的矩形断面的掘进，而此种悬臂式连续采煤机不仅可在煤巷中掘进，而且还可以在普氏系数f=68级半煤岩巷中掘进。2.主要用途、适用范围：连续采煤机用于房柱式采煤方法的开采，也可作为工作面运输、通风巷

16、道的快速掘进设备。20世纪40年代出现的截链式连续采煤机，采用截链式落煤机构和螺旋清煤装置，结构复杂，装煤效果差，截割头宽度窄，生产能力低。50年代出现了摆动式截割头连续采煤机，采用带23个截齿环的摆动式截割头落煤机构和装煤臂清煤装置，生产能力高该连续采煤机主要是为我国神东大柳塔矿地质条件而生产的一种机械设备。此种机型的连续采煤机还适用于条件类似的其它矿山及工程巷道的开采。可采任意断面形状的巷道，适应巷道坡度±15°。该机后配套转载运输设备可采用桥式胶带转载机和可伸缩式带式输送机，实现连续运输，以利于机器效能的发挥。3.2. 连续采煤机的组成12CM27连续采煤机由截割机构

17、、装运机构、牵引机构、电气系统、液压系统、冷却喷雾除尘系统等六个单元组成，总体布置如图所示，其总长度为11005毫米，总宽度为3300毫米，机器总重量为58.3吨。1) 截割机构12CM27型连续采煤机的截割机构是有左右两台电动机、两套机械保护装置、两台减速器、左、中、右截割滚筒和截割臂等组成。两台260千瓦带限矩器的电动机对称纵向布置在截割臂上方的左右两侧，将动力传送到减速器，带动左、中、右截割滚筒的运动。截割臂是钢板焊接构件，前端支撑固定电动机、减速器、左、中、右截割滚筒；后端与采煤机的机身铰接；底部装有升降液压缸，可使截割臂上下摆动，实现截割滚筒采煤动作。其截割滚筒直径1367毫米，截割

18、宽度3505毫米，最大截割高度为5052毫米。减速箱采用了一级直齿轮、一级锥齿轮及一级行星齿轮三级减速。12CM27连采机的两台交流电动机分别通过减速机构，驱动左右及中间滚筒的转动，而截割臂则是由两个液压缸驱动，实现截割滚筒上下运动，最终完成落煤的全过程。2) 连续采煤机的装运机构主要由装载机构和运输机两部分组成。运输机是较长的构件，它由前、后两个运输槽组成，中间采用销轴铰接起来。装载机构的机架与主机架是采用销套铰接连接。在铲板的外两侧还分别装有扭力臂，其两端分别与机架和铲板铰接，用来共同支撑整个装载机构。铲板是与机架和机架上的左右两侧液压缸铰接，从而实现铲板的升降或浮动运动。注意：在安装时必

19、须将两个铰接点保持在同一中心线上。3) 连续采煤机的行走机构主要是由左右对称的两条履带组成。它们在直流串激电动机和减速器的作用下，实现对整机的前、后行走及左、右转向运动的控制。连续采煤机的直流控制系统是通过机载固定可控硅整流器，来实现对串激速度的调节。连续采煤机的反馈控制系统是通过截割电机负载电流的反馈，对行走电动机输入电压的控制。党截割电动机的电流增大时，行走电动机的输入电压逐渐减小，推动行走机构的推进速度下降，从而实现通过截割电动机负荷的变化来调整履带行走的速度。电气系统部件有电控箱、电机和液晶显示屏组成。机器输入电压为交流3300v，总机容量为748千瓦。电气控制系统以PLC可编程序控制

20、器为控制核心，保证了电气控制的可靠性。牵引部分采用直流电牵引，以双6SCR可控硅整流器控制系统和以微处理机为基础的触发控制单元为控制核心，保证了牵引起动等高扭矩和超强过载能力。在两台直流电机与截割机构电机之间还装有闭环自动调节行走速度的控制系统，其作用是党截割电机的负载变化时，自动反馈控制行走机构的直流电机，以便在不同硬度煤层条件下获得最佳截割效能。另外，各种电气保护齐全，也保证了机器的正常运行。4) 12CM27型连续采煤机的液压系统是一个多缸并列的双泵开式系统。双联齿轮泵的一联向截割臂、铲板运输机、稳定靴液压缸和自动补油贿赂提供压力油同时向水阀、除尘电子阀以及主操纵阀提供先导控制油。双联齿

21、轮泵的另一联向水阀、除尘电子阀、除尘器泥浆泵的驱动液压马达提供控制油或压力油。冷却喷雾系统是由水过滤器、减压阀、液控水阀、过滤器、流量/压力组合开关溢流阀喷雾装置及连接管等元件组成。主要起到冷却电动机、牵引电控箱、液压油；进行喷雾除尘、并向湿式除尘器提供水源的作用。5) 水路除尘系统是由吸尘风筒、喷雾杆、过滤网、除雾器、泥浆泵、电动机和风机等元件组成。主要对风筒、风罩进行喷雾和泥浆泵提供洁净水，以达到稀释煤泥的作用。3.3. 连续采煤机的工作原理和作业循环连续采煤机主要是围绕落煤和装煤，来实现割煤和装煤两个功能的。连续采煤机就是以“切槽额采垛”工序来完成巷道的掘进工作。无论是切槽还是采垛，连续

22、采煤机截割时都要遵循“升刀、扫顶、进刀、割煤、拉底”这几道工序。通常情况下，把连续采煤机从“顶板底板顶板”这一过程称为一个截割循环。连续采煤机在截割时，落煤被铲入铲板，耙爪连续运转，将落煤装入中部运输机。由于连续采煤机的截割臂只能上下运动，所以它一次只能截割3505mm的宽度。对矿井来说，最有效的采煤作业循环取决于工作面的煤层高度和开采的具体条件，梭车到达后，只进行限量的截割就可以将物料装满梭车，其作业的具体步骤如下：第一步：让铲板位于下压缺口或浮动位置，截割臂位于半高位置，把连续采煤机向前开，使滚筒接触到迎头。把截割臂升高到所需位置，然后打开喷水阀，启动截割电机，如果连续采煤机上装有除尘器，

23、就打开除尘器。第二步：降下稳定靴，提高连续采煤机的稳定性。把连续采煤机向前推进使截割头切入煤壁。通过操作采煤机的控制杆来使截割头下降，使截割头扫到底。第三步：收回稳定靴，把截割头稍微抬起，然后把连续采煤机往后退，再把截割头缓缓下落直到刚刚接触到底板，然后再前进进行扫底，这样可以使地板连续平滑。第四步：底拉完后再把截割头升高到顶板，进行扫顶。其操作方法和扫底一样，同样也是为了顶板平滑，扫完后将截割头稍微下落切入煤壁，再往下扫到大约煤壁的中间。第五步：将连续采煤机退出煤壁，当梭车对准运输机机尾后，启动截割电机。向前开动连续采煤机，再降下稳定靴，往下扫煤壁，直到割完迎头为止。当梭车装满后，停止运输机

24、，提起稳定靴，退出连续采煤机，此时截割头扫平底板。然后再将截割臂抬起，依次循环。第六步：连续采煤机转弯截割横贯，通过逐步斜切来完成作业循环。3.4. 连续采煤机的电气系统1) 12CM27型连续采煤机，是美国久益公司生产的滚筒式连续采煤机，总计容量为748千瓦。器电气控制系统主要有以下特点。(1) 以PLC可编程控制器为控制核心，提高了控制系统等可靠性。(2) 牵引采用直流电牵引，牵引以双6SCR可控硅整流器控制系统及以微处理机为基础的触发控制单元为控制核心，提供连续采煤机调动速度段及截割速度段直流电动机所必须的电压和频率，便于调节最大割煤速度和调动速度。(3) 保护齐全，运行可靠。2) 12

25、CM27连续采煤机主要由主控制台、截割电控箱、牵引电控箱、断路器箱组成。分别由截割机构、装运机构、液压机构、牵引机构及除尘系统的8台电机，为整机提供动力，以实现落煤、装运、除尘机及机器行走等功能。此机型的连续采煤机是一种高效连续采煤机。总机容量为748千瓦。系统供电电压为交流50HZ，3300伏。采用双6SCR型电气系统来控制行走电动机。(1) 一台3300v/1020v,211v/300kva隔离变压器,分别为泵电动机、运输机电动机和风机电动机、牵引行走提供交流1050v和211v电源；(2) 一台交流3300v/110v,24v控制变压器,分别向各控制回路和机器照明回路提供交流110v和交

26、流24v的电压。(3) 机器3300v交流动力电源，采用机器主隔离开关和截割部隔离开关作为机器的馈电开关。(4) 机器交流1050v和211v动力电源，采用空气开关作为馈电开关。3) 连采机所使用的安全标识牌，即：象形图安全标志。它根据危险程度不同可划分为“危险”、“警告”、“当心”三种形式。(1) 在没有切断机器电源前，绝对不允许打开控制箱内部进行操作。(2) 一定要切断机器电源并且让截割头落地或用物体支撑住截割头，方可进行工作。(3) 当电源没有断开和运输机没有固定在位前，禁止在运输机上面或下面进行工作。进入运输机下方以前，必须先断电，并支护号机器。(4) 在没有松开张紧机构前，绝对不能对

27、运输机零部件进行检修。(5) 在进行拆装液压油管之前，一定要关掉油泵，并且释放掉系统压力。(6) 在拆卸扭矩轴之前，一定要记得把油堵拆下来，并且做好防护。(7) 当机器行走或手动操作机器时，身体绝对不允许伸出机器外，并且保证任何时间内身体、头和四肢都应该保持在司机舱内。(8) 在工作时间内，人不允许站在机器与煤壁之间。4) 操作检查(1) 检查工作面顶板和支护情况，严格执行敲帮问顶制度，确认工作面安全可靠以后，才能进行生产。(2) 确认在连续采煤机的工作范围内没有人和障碍物的存在。(3) 检查设备紧固件是否有短缺或松动的现象；更换损坏的截齿；检查照明设施是否齐全；检查喷嘴是否畅通。(4) 检查

28、邮箱中的油位，如缺油应该立即进行补油操作。(5) 检查各操作旋钮和手把是否在“OFF”断开的位置。(6) 检查电缆、水管是否完好，其位置是否正确，并且能否随即进行延伸操作。(7) 检查运输机链、履带链是否调整到了适当位置。检查负荷锁定阀有无泄漏现象。3.5. 液压控制装置手动操作是指通过主控换向阀的操作手柄，来实现对连续采煤机的液压控制。主控换向阀上共有以下5个液压缸操作手柄：1) 截割臂升降液压缸操作手柄：该手柄主要是控制截割臂的升降。手柄向上使截割臂升起；手柄向下使截割臂下降；松开手柄则自动恢复中位，截割臂锁定。2) 稳定靴升降液压缸操作手柄：该手柄主要控制稳定靴的升降。手柄向上使连采机后

29、部上升；手柄向下使连采机下降；松开手柄则恢复中位，稳定靴锁定。3) 铲板升降液压缸操作手柄：该手柄主要控制铲板的升降和浮动。手柄向上使铲板上升；手柄向下使铲板下降，直到触地后保持浮动状态；放置中位，铲板锁定。4) 运输机升降液压缸操作手柄：该手柄主要控制运输机机尾的升降。手柄向上使运输机机尾上升；手柄向下使运输机机尾下降；松开手柄，运输机机尾锁定。5) 运输机机尾摆动液压缸操作手柄：该手柄主要控制运输机机尾的水平摆动。手柄向上使运输机机尾向右摆；向下使运输机机尾向左摆；放置中位，运输机机尾锁定。另外，液压系统还有一个二位二通手动旁通阀，该阀主要是用来控制截割臂前部的上升。将操作手柄向里推，旁通

30、阀接通，截割液压缸的活塞迅速回油，使截割臂的前部抬起；松开操作手柄，旁通阀关闭。4. 传动系统的设计4.1. 电机的选择由于连续采煤机的行走机构在作业过程中工作条件十分恶劣，起动频繁，经藏处于冲击、超载的工况，所以采用左右两条履带独立驱动的工作方式，选用起动扭矩高、过载能力强的直流串激电机驱动。12CM27连续采煤机的行走机构采用37KW的直流电动机驱动。直流电动机的特性1. 直流电机的选择直流电动机的型号： Z4-180-111) 基本参数：型号: Z4-180-11额定功率/kW: 37KW额定电压/V: 440V额定转速/(r/min): 1500 r/min额定电流/A: 95.4A2

31、)外形尺寸：3) 外形尺寸数据： A=279mmB=436 mmC=121 mmD=55 mmE=110 mmF=16 mmH=180 mmK=15 mmAC=390 mmAD=305 mmHD=731 mmL=794 mm 4.2. 直流串激电动机的特性1) 直流电动机的优点：(1) 优良的调速特性，调速平滑、方便，调速范围广，调速比可达1:200。(2) 过载能力的，轧钢用直流电动机短时过载转矩可达到额定转矩的2.5倍以上， 特殊要求的可以达到10倍，并能在低速下连续输出额定转矩。(3) 能承受频繁的冲击性负载。(4) 可实现频繁的无级快速启动、制动和反转。(5) 能满足生产过程自动系统各

32、种不同的特殊运行要求。2) 直流串励电动机的特性与用途(1) 启动转矩很大，可达到额定转矩的5倍左右。(2) 短时过载转矩可达到转矩的44.5倍左右。(3) 转速变化率很大，空载转速极高。(4) 用外接电阻与串励绕阻串联或并联；或将串励绕阻串联或并联连接起来实现调速。调速范围较宽。(5) 用于要求很大的启动转矩，转速允许有较大变化的负载，如蓄电池供电车、起货机、起锚机、电车、电力传动机车等。4.3. 直流串励电动机输出转速的确定直流串激电动机电路图如右图所示：1) 已知所选电机型号的参数： 静特性下电压与转速之间的关系式： 2) 确定电动机的输出转速连续采煤机的截割头不运行时，所提供给行走部减

33、速器直流电机的三个电压 提供的的电压所对应的转速 连续采煤机的截割头运行时，所提够给行走部减速器直流电机的两个电压提供的的电压所对应的转速 电动机的参数截割头是否运转电动机输入电压电动机输出转速不运行运行3)减速器输出转速的确定连续采煤机三个行走速度： 链轮的基本参数： 链轮的分度圆直径 由可得减速机的三个输出转速： 基本尺寸履带的行走速度链轮的转速4.4. 传动系统的总体设计1. 总传动比 2.传动比的分配及各轴转速与功率的确定传动系统传动比的分配：各轴的转速1)各轴的功率2)各轴扭矩的计算轴号转速输出功率输出转矩传动比电机轴936.1427.19277.381936.1426.38269.

34、112.046457.5525.6534.322228.7724.591026.512114.3923.621971.955257.19322.23706.924.512.7120.4815388.1984.5. 减速器的具体设计及计算4.5.1. 链轮的设计与计算1) 链轮的基本参数链轮的齿数：配用履带的节距：履带板的厚度及滚之直径：齿宽： 2) 链轮的几何参数(1) 分度圆直径： (2) 齿顶圆直径： (3) 齿根圆直径 (4) 分度圆弦齿高 (5) 齿侧半径 (6) 齿沟圆弧半径 (7) 齿沟半角 (8) 工作段圆弧中心的坐标 (9)工作段圆弧半径(10)齿顶圆弧中心坐标(11) 齿形半

35、角 (12) 齿顶圆弧半径 (13)工作段直径部分长度(14)e至齿沟圆弧中心连线的距离H4.5.2. 第一对齿轮传动的设计计算1) 选择齿轮的材料，确定许用应力 小齿轮 退火+调质 大齿轮 调质 许用接触应力，由式 接触疲劳极限，查图表6-4可得 接触强度系数，应力循环次数N，由式 查图6-5得 接触强度最小安全系数 则 许用弯曲应力，由式 弯曲疲劳极限，查图6-7，双向传动乘0.7 弯曲强度寿命系数，查图6-8, 弯曲强度尺寸系数，查图6-9(设模数小于5) 弯曲强度最小安全系数， 则 2) 齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级，按 估取圆周速度 ，参考表6.7，表6.8选取 级

36、公差组7级 小轮分度圆直径d_1，由下式可得 齿宽系数，查表6.9，按齿轮相对于轴承为非对称布置 小轮齿数在推荐值中选取 大轮齿数 齿数比 传动比误差 小齿轮转矩 载荷系数K 查表6.3, 由推荐值 由推荐值 由推荐值 载荷系数K， 材料弹性系数，查表6.4, 节点区域系数，查图6-3, 重合度系数 ，由推荐值故 齿轮模数m 按表6.6圆整 分度圆直径 圆周速度V 与估取速度接近 标准中心距a 齿宽b 大轮齿宽 小轮齿宽 齿根弯曲疲劳强度校核计算 由式6-10 ， 齿形系数 ，查表6.5 ， 小轮 大轮 应力修正系数，查表6.5 ，小轮 大轮 重合度 重合度系数 故 齿根弯曲强度满足齿轮其他主

37、要尺寸计算 大轮分度圆直径 根圆直径 顶圆直径 4.5.3. 第二对齿轮传动的设计计算（锥齿轮）1) 选择齿轮的材料，确定许用应力 小齿轮 退火+调质 大齿轮 调质 许用接触应力，由式 接触疲劳极限，查图表6-4可得 接触强度系数，应力循环次数N，由式 查图6-5得 接触强度最小安全系数 则 许用弯曲应力，由式 弯曲疲劳极限，查图6-7，双向传动乘0.7 弯曲强度寿命系数，查图6-8, 弯曲强度尺寸系数，查图6-9(设模数小于5) 弯曲强度最小安全系数， 则 2) 齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级，按 估取圆周速度 ，参考表6.7，表6.8选取 级公差组7级 小轮分度圆直径d_1

38、，由下式可得 齿宽系数，查表6.9，按齿轮相对于轴承为非对称布置 小轮齿数在推荐值中选取 大轮齿数 齿数比 传动比误差 小齿轮转矩 载荷系数K 查表6.3, 由推荐值 由推荐值 载荷系数K， 材料弹性系数，查表6.4, 节点区域系数，查图6-3, 重合度系数 ，由推荐值故 齿轮模数m 按表6.6圆整 分度圆直径 小轮平均分度圆直径 圆周速度V 齿宽b 齿根弯曲疲劳强度校核计算 由式6-10 ， 当量齿数 齿形系数 ，查表6.5 ， 小轮 大轮 应力修正系数，查表6.5 ，小轮 大轮 故 齿根弯曲强度满足齿轮其他主要尺寸计算 大轮分度圆直径 锥距 小轮大端顶圆直径 小轮大端顶圆直径 4.5.4.

39、 第三对齿轮传动的设计计算3) 选择齿轮的材料，确定许用应力 小齿轮 调质 大齿轮 调质 许用接触应力，由式 接触疲劳极限，查图表6-4可得 接触强度系数，应力循环次数N，由式 查图6-5得 接触强度最小安全系数 则 许用弯曲应力，由式 弯曲疲劳极限，查图6-7，双向传动乘0.7 弯曲强度寿命系数，查图6-8, 弯曲强度尺寸系数，查图6-9(设模数小于5) 弯曲强度最小安全系数， 则 4) 齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级，按 估取圆周速度 ，参考表6.7，表6.8选取 级公差组7级 小轮分度圆直径d_1，由下式可得 齿宽系数，查表6.9，按齿轮相对于轴承为非对称布置 小轮齿数在

40、推荐值中选取 大轮齿数 齿数比 传动比误差 小齿轮转矩 载荷系数K 查表6.3, 由推荐值 由推荐值 由推荐值 载荷系数K， 材料弹性系数，查表6.4, 节点区域系数，查图6-3, 重合度系数 ，由推荐值故 齿轮模数m 按表6.6圆整 分度圆直径 圆周速度V 与估取速度接近 标准中心距a 齿宽b 大轮齿宽 小轮齿宽 齿根弯曲疲劳强度校核计算 由式6-10 ， 齿形系数 ，查表6.5 ， 小轮 大轮 应力修正系数，查表6.5 ， 小轮 大轮 重合度 重合度系数 故 齿根弯曲强度满足齿轮其他主要尺寸计算 大轮分度圆直径 根圆直径 顶圆直径 4.5.5. 第四对齿轮传动的设计计算1) 选择齿轮的材料

41、，确定许用应力 小齿轮 调质 大齿轮 调质 许用接触应力，由式 接触疲劳极限，查图表6-4可得 接触强度系数，应力循环次数N，由式 查图6-5得 接触强度最小安全系数 则 许用弯曲应力，由式 弯曲疲劳极限，查图6-7，双向传动乘0.7 弯曲强度寿命系数，查图6-8, 弯曲强度尺寸系数，查图6-9(设模数小于5) 弯曲强度最小安全系数， 则 2) 齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级，按 估取圆周速度 ，参考表6.7，表6.8选取 级公差组7级 小轮分度圆直径d_1，由下式可得 齿宽系数，查表6.9，按齿轮相对于轴承为非对称布置 小轮齿数在推荐值中选取 大轮齿数 齿数比 传动比误差 小齿轮转矩 载荷系数K 查表6.3, 由推荐值 由推荐值 由推荐值 载荷系数K， 材料弹性系数，查表6.4, 节点区域系数，查图6-3, 重合度系数 ，由推荐值故 齿轮模数m 按表6.6圆整 分度圆直径 圆周速度V 与估取速度接近 标准中心距a 齿宽b 大轮齿宽 小轮齿宽 齿根弯曲疲劳强度校核计算 由式6-10 ， 齿形系数 ，查表6.5 ， 小轮 大轮 应力修正系数，查表6.5 ， 小轮 大轮 重合度 重合度系数 故 齿根弯曲强度满足齿轮其他主要尺寸计算 大轮分度圆直径 根圆直径 顶圆直径 4.5.6. 行走部行星齿轮设计