连续采煤机论文

1、.1前言在我国开展连续采煤机的必要性及其所具有的特点在我国开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“三下压煤量就已到达 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、 缩短矿区生产效劳的年限，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开展产生很大的影响。 除“三下压煤外，在矿井中还存在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展开采，包括

2、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展，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。连续采煤机特点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。连续采煤机主要由截割机构、装运机构、履带行走机构、液压系统、电控系统、除尘系统及平安保护装置组成。 连续采煤机采掘合一，既可用于长壁

3、 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。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。国外连续采煤机使用状况 国连续采煤机的使用主要分为两个阶段。上世纪 80 年代,我国先后引进了 30 多 套连续采煤机进展了试验。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 西雁北马口矿使用连续采煤机在小窖破坏区 回收煤柱，当时年产到达 7 万吨；市家湾煤矿使用 JOY12CM-9B 型连续采煤 机采煤，最高月产达 2.67 万

4、吨。由于没有考 虑设备的成套性，虽然连续采煤机表达了采 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。1995 年起，神东矿区应用连续采煤机 及配套设备进展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 矿提供了一种平安、高效的采煤技术。2002年 神东矿区上湾矿连续采煤机短壁化开采工作 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。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

5、，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开展， 短壁机械化开采的产量有所下降，但 1999 年 美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。国外连续采煤机技术现状及开展趋势分析国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,连续采煤机的开展已有数十年的 历史, 拥有 12CM15 、12CM18 、12CM27 等 众多适用于中厚煤层的机型,机器

6、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，煤矿机械*公司、三一重装、煤科院均已有适用于中厚煤层的产品投入市场。连续采煤机开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、程序控制的方向开展。开展新的连续采煤机品种以适应薄煤层和大倾角煤层。加大整机功率,研制高强度截割滚筒以 适应半煤岩煤

7、层。改进整机构造,便于解体及组装,以适 应煤层埋深较深的竖井下井运输。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。集中控制、程序控制、故障诊断，朝 着自动化方向开展。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，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。连续采煤机行走机构

8、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：迈步式。该种行走机构是利用液压迈步装置来工作的。采用框架构造，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。导轨式。将连续采煤机用导轨吊在巷道顶板上，躲开底板，到达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。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

9、可靠、调动灵活和对底板适应性好等优点。但其构造复杂、零部件磨损较严重。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。连续采煤机的根本构造特点：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：多电动机独立驱动;连续采煤机采用横轴式较长的截割滚筒;截割滚筒的截齿布置较简单，截线距离较大;增强截割硬煤和夹矸的能力;装运机构的传动布置已定型化，输送机链条构造均已标准化;采用启动扭距高的直流串激电动机驱动行走履带机构;连续采煤机的各主要传动系统多采用电动机驱动;液压系统采用了

10、齿轮油泵，多液压缸开式系统;机器的自动控制、自动检测、平安装置较完善。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。因此应加大力度开发和推广具有当代先进水平、适应国煤层赋存条件的连续采煤机，为实现煤炭行业科技开展，解决国能源紧问题做出应有的奉献。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 设计任务此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；构造组成特点，以12CM15、12CM27型连续采煤机为参考，以其主要参数为设计指标进展本课题的

11、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、等进展设计；单独对减速装置进展构造设计；有能力可对减速装置进展有限元强度分析；设计时所采用12CM27的参数：行走速度 低4.6m/min 中9.1m/min 高18.3m/min行走部减速器直流串激电机的功率 37KW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。一般规

12、格尺寸 5000001714装煤率 17-32MT/min截割头直径 1367mm总体尺寸机 长： 11005mm机 宽： 3505mm机 高: 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输送机 宽度 965mm 机架高度 305mm 链条间距 82mm履带链条 宽度 560mm 间距 184mm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无除尘装置根底机架高度 1371mm对地间隙 305mm切入速度围 0-7.6m/m

13、in行走速度 低 4.6m/min 中 9.1m/min 高 18.3m/min切割速度 50HZ 46r/min齿尖速度 50HZ 3.15m/s电机水冷式 3300伏，50HZ切割-2 205KW260、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：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异。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。功率：为了到达最正确状态，在两倍于电机标

14、定的额定负荷上应不低于90%的额定电压。连续采煤机的总体设计连续采煤机的概述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、适用围：连续采煤机用

15、于房柱式采煤方法的开采，也可作为工作面运输、通风巷道的快速掘进设备。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，构造复杂，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。该机后配套运输设备可采用桥式胶带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。连续采煤机的组成12CM27连续采煤机由

16、截割机构、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，总体布置如下列图，其总长度为11005毫米，总宽度为3300毫米，机器总重量为58.3吨。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

17、割宽度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。连续采煤机的装运机构主要由装载机构和运输机两局部组成。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：在安装时必须将

18、两个铰接点保持在同一中心线上。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。连续采煤机的反响控制系统是通过截割电机负载电流的反响，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可编程序控制器为控制核

19、心，保证了电气控制的可靠性。牵引局部采用直流电牵引，以双6SCR可控硅整流器控制系统和以微处理机为根底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，自动反响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正确截割效能。另外，各种电气保护齐全，也保证了机器的正常运行。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。双联齿轮泵的另一联向

20、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收等元件组成。主要起到冷却电动机、牵引电控箱、液压油；进展喷雾除尘、并向湿式除尘器提供水源的作用。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、风罩进展喷雾和泥浆泵提供干净水，以到达稀释煤泥的作用。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，连续采煤机截割时都要遵循“升刀、扫顶

21、、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，只进展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，然后翻开喷水阀，启动截割电机，如果连续采煤机上装有除尘器，就翻开除尘器。第二步：降下稳定靴，提

22、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，然后再前进进展扫底，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，进展扫顶。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，停顿运输机，提起稳定靴，退出连续采煤机，此时截

23、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。连续采煤机的电气系统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。以PLC可编程控制器为控制核心，提高了控制系统等可靠性。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根底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。保护齐全，运行可靠。12CM27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

24、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。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；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和交流24v的电压。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。

25、机器交流1050v和211v动力电源，采用空气开关作为馈电开关。连采机所使用的平安标识牌，即：象形图平安标志。它根据危险程度不同可划分为“危险、“警告、“留神三种形式。在没有切断机器电源前，绝对不允许翻开控制箱部进展操作。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，方可进展工作。当电源没有断开和运输机没有固定在位前，制止在运输机上面或下面进展工作。进入运输机下方以前，必须先断电，并支护号机器。在没有松开紧机构前，绝对不能对运输机零部件进展检修。在进展拆装液压油管之前，一定要关掉油泵，并且释放掉系统压力。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。当机器行走或手动操作机器

26、时，身体绝对不允许伸出机器外，并且保证任何时间身体、头和四肢都应该保持在司机舱。在工作时间，人不允许站在机器与煤壁之间。操作检查检查工作面顶板和支护情况，严格执行敲帮问顶制度，确认工作面平安可靠以后，才能进展生产。确认在连续采煤机的工作围没有人和障碍物的存在。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。检查中的油位，如缺油应该立即进展补油操作。检查各操作旋钮和手把是否在“OFF断开的位置。检查电缆、水管是否完好，其位置是否正确，并且能否随即进展延伸操作。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。液压控制装置手动操作是

27、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：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。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。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。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

28、使运输机机尾下降；松开手柄，运输机机尾锁定。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。传动系统的设计 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

29、构采用37KW的直流电动机驱动。直流电动机的特性直流电机的选择直流电动机的型号：Z4-180-11根本参数：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: 95.4A外形尺寸：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直流串激电动机的特性直流电动机的优点：优良的调速特性，调速平滑、方便，调速围广，调速比可达1:200。过载能力的，轧钢用直流电动

30、机短时过载转矩可到达额定转矩的2.5倍以上，特殊要求的可以到达10倍，并能在低速下连续输出额定转矩。能承受频繁的冲击性负载。可实现频繁的无级快速启动、制动和反转。能满足生产过程自动系统各种不同的特殊运行要求。直流串励电动机的特性与用途启动转矩很大，可到达额定转矩的5倍左右。短时过载转矩可到达转矩的44.5倍左右。转速变化率很大，空载转速极高。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。调速围较宽。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。直流串励电动机输出转速确实定直流串激电动机电路图如右图所示：所选电机

31、型号的参数：静特性下电压与转速之间的关系式：确定电动机的输出转速连续采煤机的截割头不运行时，所提供应行走部减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减速器输出转速确实定连续采煤机三个行走速度：链轮的根本参数： 链轮的分度圆直径 由可得减速机的三个输出转速：根本尺寸履带的行走速度链轮的转速传动系统的总体设计总传动比传动比的分配及各轴转速与功率确实定传动系统传动比的分配：各轴的转速各轴的功率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

32、936.1427.19277.381936.1426.38269.112.046457.5525.6534.322228.7724.591026.512114.3923.621971.955257.19322.23706.924.512.7120.4815388.198减速器的具体设计及计算链轮的设计与计算链轮的根本参数链轮的齿数：配用履带的节距：履带板的厚度及滚之直径：齿宽： 链轮的几何参数分度圆直径：齿顶圆直径：齿根圆直径 分度圆弦齿高 齿侧半径 齿沟圆弧半径 齿沟半角 工作段圆弧中心的坐标工作段圆弧半径齿顶圆弧中心坐标齿形半角 齿顶圆弧半径 工作段直径局部长度e至齿沟圆弧中心连线的距离H

33、第一对齿轮传动的设计计算选择齿轮的材料，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 接触强度最小平安系数 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) 弯曲强度最小平安系数， 则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

34、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 第二对齿轮传动的设计计算锥齿轮选择齿轮的材料，确定许用应力 小齿轮 退火+调质 大齿轮

35、 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 接触强度最小平安系数 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) 弯曲强度最小平安系数， 则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

36、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 第三对齿轮传动的设计计算选择齿轮的材料，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 接触强度最小平

37、安系数 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) 弯曲强度最小平安系数， 则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

38、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 第四对齿轮传动的设计计算选择齿轮的材料，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 接触强度最小平安系数 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

39、系数，查图6-8, 弯曲强度尺寸系数，查图6-9(设模数小于5) 弯曲强度最小平安系数， 则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

40、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 行走部行星齿轮设计计算：输入功率KW,转速，输出转速齿轮材料热处理工艺及制造工艺的选定太阳轮和行星轮的材料为20CrNi2MoA，外表渗碳淬火处理，外表硬度为5761HRC。试验齿轮齿面接触疲劳极限试验齿轮齿根弯曲疲劳极限：太阳轮：行星轮：齿形为渐开线直齿，最终加工为磨齿，精度为6级。齿圈的材料为42CrMo，调质处理，硬度为262302HBS.试验齿轮的接触疲劳极限

41、：试验齿轮的弯曲疲劳极限：齿形的加工为插齿，精度为7级。确定行星传动的主要参数行星机构总传动比：，采用NGW型行星机构。行星轮数目：查机械设计手册表14-5-5，取，,对传动系统采用不等角变位，故去载荷不均衡系数：采用太阳轮浮动机构，取 齿轮模数：按齿面强度计算公式计算中心距接触强度使用的综合系数：输入转矩：齿数比：取齿宽系数：初定中心距：计算模数：取标准值未变位时中心距a：根据实际情况取初选啮合角：查图14-5,可查出适用的预计啮合角， ,到 ，中心距变动系数实际中心距 取计算变位系数c传动的实际啮合角：所以 总变位系数：A-C传动中实际中心距变动系数齿顶降低系数：分配变位系数：由图14-1

42、-4校核，在许用的区域，可用。由图14-1-4分配变位系数：取, 计算C-B传动的中心距变动系数和啮合角啮合角：式中， 代入 所以 变位系数和：中心距变动系数：齿顶降低系数：分配变位系数：几何尺寸计算分度圆 齿顶圆 齿根圆 基圆直径 齿顶高系数 太阳轮，行星轮齿轮顶隙系数太阳轮，行星轮齿轮代入上组公式计算如下：太阳轮行星轮 齿轮太阳轮，齿宽b取 则 取 啮合要素验算传动端面重合度顶圆齿形曲径：太阳轮行星轮面啮合长度：式中 “号正号为外啮合，负号为啮合角 端面节圆啮合直齿轮 则端面重合度： c-b端面重合度顶圆齿形曲径 ：由上式计算得 行星轮 齿轮 端面啮合长度：端面重合度：齿轮强度验算a-c传

43、动 以下为相啮合的小齿轮太阳轮的强度计算过程，大齿轮行星轮的计算方法一样。确定计算负荷：名义转矩名义圆周力应力循环次数：式中 太阳轮相对于行星架的转速, (r/min)寿命期要求传动的总运转时间，(h)确定强度计算中的各种系数：使用系数根据行走部的负载要求和工作条件，取较大冲击动负荷系数因为和可根据圆周速度：由文献3图2.4-4，查得6级精度时：齿向载荷分布系数由文献3表2.4-8查得渗碳淬火齿轮 文献3表2.4-9， 由文献3表2.4-8查得，根据和,由文献3图2.4-5,查得式中： 齿间载荷分布系数因由文献3图2.4-6查得节点区域系数式中， 直齿轮；端面节圆啮合角；直齿轮端面压力角， 直

44、齿轮弹性系数由文献3表2.4-11查得 钢钢齿形系数根据和，由文献3图2.4-14查应力修正系数由文献3图2.4-18,查得 重合度系数螺旋角系数和因 得 得 齿数比： 接触应力的根本值 接触应力：弯曲应力的根本值：齿根弯曲应力：确定计算许用接触应力时的各种系数寿命系数因，由文献3图2.4-7,得 润滑系数因和由文献3图2.4-9，查得 速度系数因 ，由文献3图2.4-10，查得粗糙硬化系数因 和 由图2.4-11， 查得 工作硬化系数由于大小齿轮均为硬齿面，所以 尺寸系数 由文献3表2.4-15 ，查得许用接触应力接触强度平安系数确定计算许用弯曲应力时的各种系数试验齿轮的应力修正系数寿命系数

45、 因,查文献3图2.4-8得 相对齿根圆角敏感系数因,由文献3图2.4-20查得 齿根外表状况系数 尺寸系数由文献3表2.4-16,得许用弯曲应力弯曲强度平安系数(2) c-b传动因小齿轮行星轮的强度较高，故此次只计算大齿轮齿轮的强度。名义切向力应力循环次数式中 齿轮相对于行星架的转速 r/mim；确定强度计算中的各种系数使用系数 动负荷系数 由文献3图2.4-4查得， 7级精度齿向载荷分布系数由文献3表2.4-8，查得调质钢，由文献3表2.4-9，得由文献3表2.4-10，查得因为 齿宽100b200 根据和由文献3图2.4-5，查得式中 齿间载荷分布系数因由文献3图2.4-6查得 节点区域

46、系数式中， 直齿轮：端面节圆啮合角： 直齿轮端面压力角，直齿轮弹性系数由文献3表2.4-11，查得齿形系数由文献3图2.4-13，查得 应力修正系数由文献3图2.4-18,查得 重合度系数螺旋角系数，因 得得 齿数比接触应力的根本值接触应力弯曲应力的根本值齿根弯曲应力确定计算许用接触应力时的各种系数寿命系数因，由文献3图2.4-7,得 润滑系数因和 由文献3图2.4-9，查得 速度系数因，由文献3图2.4-10 查得粗糙度硬化系数 因和由文献3图2.4-11查得 工作硬化系数因齿轮齿面硬度为由公式得 尺寸系数 由文献3表2.4-15 ，查得许用接触应力接触强度平安系数确定计算许用弯曲应力时的各

47、种系数试验齿轮的应力修正系数 寿命系数 因,查文献3图2.4-8得 相对齿根圆角敏感系数因,由文献3图2.4-20,查得 齿根外表状况系数 由文献3图2.4-21,查得尺寸系数，由文献3表2.4-16,得 许用弯曲应力弯曲强度平安系数浮动机构齿轮联轴器的设计与计算齿轮联轴器的构造与特点在行星齿轮传动中，广泛使用齿轮联轴器来抱枕浮动机构中的浮动构件在受力不平衡时产生的位移，以使各行星轮之间载荷分布均匀。齿轮联轴器有单联和双联两种构造。单联齿轮联轴器齿套固定不动，浮动齿轮只能偏转一个角度，因而会引起载荷沿齿宽方向分布不均匀。双联齿轮联轴器的齿套浮动，因此浮动齿轮可以平行位移，保证了啮合齿轮的载荷沿

48、齿宽均匀分布。齿轮联轴器采用渐开线齿形，按其外齿轴套轮齿沿齿宽方向的截面形状区分有直齿和鼓形齿两种。直齿联轴器用于与齿轮制成一体的浮动用齿轮联轴器，其需用倾斜角小，一般不大于0.5。齿式联轴器的几何计算据此行星机构的实际情况选取的参数齿形角 分度圆直径 模数 齿数 齿顶高：齿根高：径向变位系数：齿顶圆直径：齿根圆直径：齿宽系数:齿式联轴器强度的计算轮齿剪切应力假设轮齿时在节圆线上发生剪切，则剪应力为：轮齿挤压压力经校核，该齿式联轴器满足要求。轴的设计与校核第三根轴的设计与校核锥齿轮的受力分析直齿轮的受力分析初步估算轴的直径选取37SiMn2MoV作为州的材料，调质处理计算轴的最小轴径并加大以考

49、虑花键对轴的影响，取轴的构造设计绘制轴的弯矩图和扭矩图轴承反力水平面上的弯矩垂直面上的弯矩合成弯矩按弯扭合成强度校核轴的强度轴的计算简图以下列图依次为轴的总受力简图、轴的水平面受力简图、轴的水平面弯矩图、轴的垂直面受力简图、轴的垂直面弯矩图、合成弯矩图、扭矩图、弯扭合成图。轴承寿命的校核对轴的两个轴承30214进展寿命计算计算轴承支反力采用在轴的校核中的数据合成支反力轴承的派生轴向力计算轴承的所受的轴向载荷计算轴承所受当量动载荷轴承工作时有中等冲击，查表，载荷系数计算轴承寿命花键强度的校核轴花键校核减速器三轴所选用的花键强度校核式中传递的转矩各齿载荷不均匀系数取0.70.8齿数齿的工作长度许用

50、压强查表2-23 =3060则 强度校核合格连续采煤机行走机构主要参数的计算履带板参数及材料选择与工艺履带节距P履带板宽度b履带板厚度a销孔直径D根本尺寸120250 300 370 400 450 500 520 55040 46 50 5521 26 31160500 550 600 65031 36 41选履带板的节距为P = 160mm，履带板的宽度为b = 650mm，销孔直径为D = 31mm。履带板材料的选择与工艺 履带板大多沿用ZGMn13，这种材料热处理后，其本身强度和硬度并不高，它的最大特点是冷作硬化，在受到冲击和剧烈摩擦后，外表硬度有较大的提高。而连续采煤机的行走速度较低

51、，不具备冷作硬化的条件，这种材料就失去了其优势。选32CrMoB作为履带板的材料，在冶炼过程中参加微量元素B，能有效地细化晶粒，热处理后，金相组织致密，强韧性好。履带板采用塑料模造型，这样既保证了砂型及成品的尺寸精度，又保证了其互换性，在组装时实现100%的互换率。销孔砂型轴采用机器挤压成形，以提高销孔尺寸精度和位置精度。履带板销轴联接孔两端孔边应设计有圆角R，因为棱角加快履带板与销轴间的磨损，增加摩擦阻力，并影响销轴强度。履带板两侧与地面接触处应设有倒角，以减小机器转弯时的侧向阻力。履带板销轴材料的选择与工艺履带板销轴的材料选用20SiMnA。履带板销轴是工程机械的关键零件之一，在工作过程中

52、承受强烈的剪切、冲击、弯曲和扭转作用，同时受到摩擦作用力。因此，销轴应具有高的抗剪、抗屈服和抗断裂强度，同时要有较好的抗冲击、抗疲劳和抗磨损的综合力学性能。以前的履带板销轴采用45钢，但其剪切强度、抗拉强度、屈服强度和断裂韧性太低，因此，导致销轴经常性的失效。为提高销轴的使用寿命，改用20SiMnA钢制造，对其进展低温渗碳高温淬火处理，对提高综合力学性能起到了显著的效果。其力学性能和强化效果见下表：外表硬度HBS心部硬度HRC金相组织履带牵引机构主要参数的计算履带牵引机构的计算单边履带行走牵引力续采煤机后退爬坡时的最大角度左右两条履带中心距的推荐围履带接地长度的推荐围平均接地比压的计算履带接地

53、比压不允许出现三角形分布状况，不得在履带接地长度上出现零比压，连续采煤机的重心位置应在履带接地的截面核心之。紧装置行程推荐围紧装置的行程应大于履带节距的一半，以便在履带在因磨损而伸长时，可拆去一块继续使用。紧装置的行程为个履带节距。即为履带紧缓冲装置构造及原理：履带紧缓冲装置一般放置在连续采煤机行走机构的的前部,如图1 所示。它主要由紧油缸和缓冲弹簧两局部组成。履带行走机构前部是导向轮,导向轮可以前后滑动,紧油缸和缓冲弹簧支撑着导向轮,通过油缸的伸缩和履带的作用力前后移动导向轮,使履带紧或松弛。缓冲弹簧在履带链受到载荷冲击时,能使导向轮向后缩一段距离,以减少冲击,起到缓冲作用。驱动链轮的设计原

54、则驱动装置驱动链轮的计算载荷为履带行走机构最大牵引力的一半，并假定其扭矩仅为由一个轮齿传递，同时驱动链轮的轮齿还应进展弯曲和挤压强度的校核计算。支重板的设计原则连续采煤机的履带行走机构不设支重轮，使履带链始终与履带架平面接触，减小了履带板的压应力。由于承重板不但支撑整机的重量，而且承受由牵引力引起的力及力矩，因而要求刚度和强度满足要求。导向轮的设计原则采用后轮驱动的连续运输系统的履带行走机构，在系统后退时，导向轮承受2倍的牵引力，故导向轮应能承受不小于2倍的最大牵引力的径向载荷。连续采煤机的操作和使用操作检查1)检查工作面顶板和支护情况，严格执行敲帮问顶制度，确认工作面平安可靠以后，才能进展生

55、产。 2)确认在连续采煤机的工作围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)检查中的油位，如缺油应该立即进展补油操作。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，并且能否随即进展延伸操作。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。断路器安接在连续采煤机的主回路里，它起到接通电源并在主回路发生短路的情况下切断电源的作用。在操作连续采煤机前，这些断路器必须是闭合12CM27型连续采煤机的4个断路器主断路器1CB，它是为所有的其他断路

56、器提供电源的装置；把开关打向右边的位置定义为闭合位置，把开关打向左边的位置定义为断开位置。截割、装运断路器2CB，它是为截割及装运电机提供电源的装置；把开关拉出的位置定义为闭合位置，把开关推出的位置定义为断开位置。牵引断路器3CB，它是为牵引电机提供电源的装置；把开关逆时针转动的位置定义为闭合位置，把开关顺时针转动的位置定义为断开位置。照明断路器8CB，它是为照明回路供电的装置；把开关向上的位置定义为闭合位置，把开关向下的位置定义为断开位置。这里需要指出的是，照明断路器8CB位于牵引电控箱。截割、装运断路器2CB的操作具有机械锁定的功能，如果在锁定位，截割、装运断路器便不能闭合。连续采煤机的主

57、控台主控台上有一系列的控制开关，当断路器闭合以后，这些开关就会发挥作用。通常情况下，把开关手柄沿逆时针方向旋转到“接通(START的位置，把开关手柄沿顺时针方向旋转到“断开OFF的位置。控制开关：开关有手动和遥控两种操作方式。它是由“维修Maintenance)、“断开Off)、“遥控Romote)、“手动Manual)、“开场Enter)5位开关组成。泵开关：该开关时用来控制泵电机的电源。它是有“停机Off)、“运行Run)、“起动Start)、3位开关组成。装运电机开关：该开关时用来控制装运电机的电源。它是由“反向Rev、“停机Off、“运行Run、“起动Start4位开关组成。4截割开关

58、：该开关时用来控制截割电机的电源。 它是有“停机Off)、“运行Run)、“起动Start)、3位开关组成。左右行走开关：该开关时用来控制行走电机电路的电源。它是由停机、前进第一速度位置、前进第二速度位置、前进第三速度位置、后退第一速度位置、后退第三速度位置等7为开关组成。接地漏电试验、弹回开关该开关时用来试验所有电机在无载状态下的接地漏电情况。是由照明回路接地漏电试验Light E/L Test)、停机Off)、未用Not used)、电机试验Motor Test)、复位Reset)等5位开关组成。手动启动连续采煤机在使用连续采煤机的控制装置时，操作人员要按照以下的步骤进展操作：接通配电中心

59、开关，接通连采机的总电源。分别将断路器1CB、2CB和3CB的控制开关旋转到“接通On位置。沿逆时针的方向将主控制开关旋转到“手动Manual位置。将泵开关逆时针旋转到“起动Start位置。释放泵开关，弹簧自动弹回到“运行Run位置。在屏幕出现“17.PUMP READY信息后，再次将泵开关旋转到“起动Start位置。当泵电机起动后，释放泵开关，弹簧自动弹回到“运行Run位置。按照以下的步骤起动截割电机：将截割悬臂调整到所需位置。移动水阀手柄将其推至翻开的位置。沿逆时针的方向将截割开关旋转到“起动Start位置。释放截割开关，弹簧自动弹回到“运行Run位置。将泵开关旋转并保持到“起动Start

60、位置。将截割开关旋转到“起动Start位置。同时释放泵开关和截割开关，它们自动旋转到“运行Run位置。按照以下的步骤起动装运电机：将装运机构调整到所需位置。沿逆时针的方向将装运电机开关旋转到“起动Start位置。释放装运电机开关，弹簧自动弹回到“运行Run位置。在屏幕出现“26.CONV.FWD.READY信息后，再次将装运电机开关旋转到“起动Start位置。当装运电机启动后，释放装运电机开关，弹簧自动弹回到“运行Run位置。按照以下步骤使运输机反转运行：沿顺时针的方向将装运电机开关旋转到“反转Reverse位置。释放装运电机开关。旋转并保持装运电机开关，将其处于“反转Reverse位置。手动