MG400920-WD型采煤機截割部設計 開題報告

1、課件之家精心整理資料-歡迎你的欣賞本科畢業(yè)設計（論文）開題報告題 目 MG400/920-WD型采煤機截割部設計學 院 名 稱 機械電子工程學院 專業(yè)班級 機械電子工程2007級2班 學生姓名 學 號 指 導 教 師 填表時間： 2011 年 3月12日填表說明1.開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。2.此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期完成，經(jīng)指導教師簽署意見、相關系主任審查后生效。3.學生應按照學校統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式，用A4紙打印。4.參考文獻不少于8篇，其中應有適當?shù)耐馕馁Y料（一般不少于2篇）。5.開題報告作為畢業(yè)設計（

2、論文）資料，與畢業(yè)設計（論文）一同存檔。設計（論文）題目MG400/920-WD型采煤機截割部設計設計（論文）類型（劃“”）工程設計應用研究開發(fā)研究基礎研究其它一、 本課題的研究目的和意義隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國對能源的需求量日益增加。煤炭在我國經(jīng)濟發(fā)展中仍占有重要的戰(zhàn)略位置。我國目前煤礦大部分都已經(jīng)過了多年的開采，由于礦井深，開采難度大，開采條件日趨復雜，對采煤機截割部的性能要求也不斷提高。而截割部的結構決定采煤機的質(zhì)量和使用效果，國內(nèi)目前所設計的高性能采煤機的截割部并不是很完善，而該設計正是在這樣一個背景下進行的，對采煤機截割部的設計是為了滿足實際工況需求，使其發(fā)揮更大的作用，提高煤炭的開

3、采率。MG400/920-WD型采煤機適用于2.0-4.0m煤層的開采。它采用了當今國內(nèi)外的一些比較先進的技術，例如變頻技術、機載操作站操作等。這款采煤機的的設計生產(chǎn)和使用，能大大的提高采煤的效率，對降低工人工作的強度，提高年產(chǎn)量都有很大的幫助。采煤機截割部主要由箱體、原動機、輸出軸、減速部分、除塵及冷卻系統(tǒng)。潤滑系統(tǒng)等組成，采煤機截割部減速器主要是由三級直齒圓柱齒輪和搖臂行星減速器兩部分組成，截割部承擔截煤和裝煤任務，是采煤機的主要部件之一，通過對截割部設計的完善，從總體上提高了我國對煤炭的開采效率。二、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）主要研究內(nèi)容：1、了解采煤機截割部的使用和工作環(huán)境，截割設

4、備功能，以及相關傳動知識。2、截割部總體設計構想，進行多方案分析比較，確定最佳方案。3、傳動系統(tǒng)所有零件的零件圖和裝配圖設計。4、機構設計，設計部件總圖，零件圖，要求結構尺寸合理、加工精度、表面粗糙度的經(jīng)濟適當，加工制造、安裝調(diào)整、使用維修方便，工藝性能好。5、齒輪傳動系統(tǒng)和各部件的集合尺寸設計及各齒輪彎曲、疲勞強度的校核。6、繪制裝配圖零件圖。三、 文獻綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）國外采煤機發(fā)展在20世紀70年代初期，國外部分廠商開始在煤礦機械上使用電氣調(diào)速技術，用于改進采機械設備的牽引方式。美國JOY公司研制成功了1LS多電機橫向布置直流電牽引采煤機，此后又陸續(xù)研制了2LS-6LS等型多

5、電機橫向布置電牽引采煤機。7LS5采煤機總功率1940kW,牽引速度30m/min,采用JOY Ultratrac2000 型強力銷軌無鏈牽引系統(tǒng),加大銷軌節(jié)距和寬度,并采用鍛造銷排,裝備了與6LS5型通用的JNA機載計算機信息中心,具有人機通訊界面、故障診斷圖形顯示和儲存、無線電遙控、牽引控制和保護等功能。德國Eickhoff公司于1976 年研制成功直流電牽引采煤機,并基本停止了液壓牽引采煤機的研發(fā),此后又陸續(xù)開發(fā)了多種形式電牽引采煤機。20世紀90年代開發(fā)的SL系列橫向布置交流電牽引采煤機,將截割電機布置在搖臂上。其中SL500型電牽引采煤機裝機功率達1815 kW,最大牽引力869 k

6、N;SL300型電牽引采煤機總裝機功率1138 kW,采用雙變頻器一拖一系統(tǒng),最大牽引速度達36.7 m /min;SL1000型采煤機裝機功率達2600 kW,牽引力1003kN?？刂葡到y(tǒng)具有交互式人機對話、設備狀態(tài)監(jiān)測與故障預報、在線控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。波蘭在與中國合作研制成功KSE-344型薄煤層交流電牽引采煤機的基礎上，陸續(xù)開發(fā)了KSE-360、KSE-700、KSE-800RW/2BP、KSE-535S、KSE1000型等交流電牽引采煤機。采煤機截深有630mm提高到8001000mm。英國long - Airdox公司于1984年研制成功第1臺將截割電機布置在搖臂上的多電機橫向布

7、置Electra55V型直流電牽引采煤機,在此基礎上又開發(fā)出功率更大的Electra1000型直流電牽引采煤機。20世紀90年代,在Electra系列機型基礎上,進一步加大功率,改進控制系統(tǒng),開發(fā)了EL系列交流電牽引采煤機, 主要機型EL600、EL1000、EL2000、EL3000型。在EL系列機型上裝置的Impact集成保護及監(jiān)控系統(tǒng)具有負荷控制、機器監(jiān)控、采煤機自動定位、自動調(diào)高、區(qū)域控制、智能化安全聯(lián)鎖、隨機故障診斷和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。日本三井三池制作?987年后陸續(xù)研制成功多種截割電機縱向布置的MCLE - DR系列交流電牽引采煤機,近幾年又開發(fā)了截割電機橫向布置的多電機交流電牽引

8、采煤機。采煤機裝有微機工況監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng),可數(shù)字顯示牽引速度、滾筒位置、留頂?shù)酌汉穸取㈦姍C負載及各處溫度,具有無線遙控裝置,并可加裝紅外線發(fā)射器操縱采煤機。前蘇聯(lián)20世紀70年代研制出K128直流電牽引采煤機后，又相繼研制成功多種直流電牽引采煤機。90年代開發(fā)了K-88型等交流電牽引采煤機?？傮w來看，俄羅斯的電牽引采煤機功率較小，直流牽引，性能參數(shù)較低。國內(nèi)采煤機發(fā)展1、20世紀70年代是我國綜合機械化采煤起步階段20世紀70年代初期，煤炭科學研究總院上海分院集中主要科技骨干，研制出綜采面配套的MD-150型雙滾筒采煤機，另一方面改進普采配套的DY100型、DY150型單滾筒采煤機；70年

9、代中后期，制造出MLS3-170型雙滾筒采煤機。20世紀70年代我國采煤機的發(fā)展有以下特點：（1）裝機功率小例如，MLS3-170型雙滾筒采煤機，裝機功率170KW；KD-150型雙滾筒采煤機，裝機功率150KW；DY-100和DY-150型單滾筒采煤機，裝機功率100KW和150KW。（2）有鏈牽引，輸出牽引力小此時期的采煤機牽引方式都是圓環(huán)鏈輪與牽引鏈輪嚙合傳動，傳遞牽引力小，牽引力在200KN以下。（3）牽引速度低 由于受液壓元部件可靠性的限制，設計的牽引力功率較小，牽引速度一般不超過6m /min 。（4）自開切口差 由于雙滾筒采煤機搖臂短,又都是有鏈牽引,很難割透兩端頭,且容易留下三

10、角煤,故需要人工清理,單滾筒采煤機更是如此.（5）工作可靠性較差我國基礎工業(yè)比較薄弱,元部件質(zhì)量較差,反映在采煤機的壽命普遍較低,特別是液壓元部件的損壞比較嚴重。2 、20世紀80年代是我國采煤機發(fā)展的興旺時期20世紀70年代后期，我國總共引進143套綜采成套設備。世界主要采煤機生產(chǎn)國如英國、德國、法國、波蘭、日本等都進入中國市場，其技術也展示在中國人的面前，為我們深入了解外國技術和掌握這些技術創(chuàng)造了條件，同時通過20世紀70年代自行研制采煤機的實踐，獲得了成功和失敗的經(jīng)驗與教訓，確立了我國采煤機的發(fā)展方向，即仿制和自行研制并舉。解決難采煤層的問題是20世紀80年代重大課題之一：具體的課題是薄

11、煤層綜合機械化成套設備的研制：大傾角綜采成套設備的研制：“三硬”、“三軟”45m一次采全高綜采設備的研制：解決短工作面的開采問題，短煤臂采煤機的研制。據(jù)初步統(tǒng)計，20世紀80年代自行開發(fā)和研制的采煤機品種有50余種，是我國采煤機收獲的年代，基本滿足我國各種煤層開采的需要，大量依靠進口的年代已一去不復返了。20世紀80年代采煤機的發(fā)展有如下特點：（1）重視采煤機系列的開發(fā)，擴大使用范圍20世紀70年代開發(fā)的采煤機，一種類型只有一個品種，十分單一，覆蓋面小，很難滿足不同煤層開采需要。20世紀80年代起重視系列化采煤機的開發(fā)工作，一種功率的采煤機可以派生出多種機型，主要元部件在不同功率的采煤機上都能

12、通用，這樣不僅擴大了工作面的適應范圍，而且便于用戶配件的管理。采煤機系列化是20世紀80年代采煤機發(fā)展中非常突出的特點。（2）元部件攻關先行，促使采煤機工作可靠性的提高總結20世紀70年代采煤機開發(fā)中的經(jīng)驗教訓，元部件的可靠性直接決定采煤機開發(fā)的成功率，所以功關內(nèi)容為：主電機的攻關，以解決燒機的現(xiàn)象；齒輪攻關，從選擇材質(zhì)上，熱處理工藝上著手，學習國內(nèi)外先進技術成功經(jīng)驗，以德國齒輪為目標進行攻關，達到預期目的，解決了低速重載齒輪早失效的問題：液壓系統(tǒng)和液壓元部件的攻關，主油泵和油馬達的可靠性直接影響牽引部工作的可靠性，在20世紀80年代中期，把斜軸泵、斜軸馬達、閥組和調(diào)速機構等都列入重點攻關內(nèi)容

13、。（3）無鏈牽引的推廣使用，使采煤機工作平穩(wěn)，使用安全在引進大功率采煤機的同時，無鏈牽引技術傳入中國，德國艾柯夫公司的銷軌式無鏈牽引和英國安德森公司的齒軌式無鏈牽引占絕大多數(shù)，而且技術成熟。為此，我國研制采煤機的無鏈牽引都向引進機組的結構上靠攏。仿制和引進技術生產(chǎn)的采煤機更是如此。無鏈牽引使采煤機工作平穩(wěn)，使用安全，承受的牽引力大，因此，得到用戶的廣泛歡迎，大功率采煤機都采用無鏈牽引系統(tǒng)。3 20世紀90年代至今是我國電牽引采煤機發(fā)展的時代進入20世紀90年代后，隨著煤炭生產(chǎn)向集約化方向發(fā)展，減員提效，提高工作面單產(chǎn)成為煤炭發(fā)展的主流，發(fā)展高產(chǎn)高效工作面勢在必行，此采煤機開發(fā)研制圍繞高產(chǎn)高效的

14、要求進行，其主要方向是：（1）大功率高參數(shù)的液壓牽引采煤機最具代表性的機型是MG2X400W型采煤機。（2）高性能電牽引采煤機電牽引采煤機的研制從20世紀80年代開始起步，20世紀90年代全面發(fā)展，電牽引的發(fā)展存在直流和交流兩種技術途徑。進入20世紀90年代后，交流變頻調(diào)速技術在中厚煤層采煤機中推廣使用，上海分院先后開發(fā)成功MG200/500-WD、MG200/450-BWD、MG250/600-WD、MG400/920-WD和MG450/1020-WD等采煤機，變頻調(diào)速箱可以是機載，也可以是非機載。另外派生出8種機型，都已投入使用，取得較好的效果。太原礦山機械廠在引進英國Electra100

15、0直流電牽引全套技術的基礎上，開發(fā)出MG400/900-WD和MG250/600-WD型兩種電牽引采煤機，雞西煤機廠、遼源煤機廠也開發(fā)了交流電牽引采煤機。國產(chǎn)電牽引采煤機雖然發(fā)展速度很快，但在性能和可靠性上與世界先進國家的I采煤機相比，還存在較大的差距，所以一些有實力的礦務局，在裝備高產(chǎn)高效工作面時，把目光移到國外，進口國外先進電牽引采煤機。如神府華能集團引進美國的7LS、6LS電牽引采煤機；兗州礦業(yè)集團公司引進德國的SL-500型和日本的MCLE-DR102型交流電牽引采煤機，但由于價格昂貴，故引進數(shù)量較少，90年代采煤機技術發(fā)展的特點如下：（1）多電機驅(qū)動橫向布置的總體結構成為電牽引采煤機

16、發(fā)展的主流我國開發(fā)的電牽引采煤機，一般都采用橫向布置。各大部件由單獨的電動機驅(qū)動，傳動系統(tǒng)彼此獨立，無動力傳遞，結構簡單，拆裝方便，因而有取代電動機縱向布置的趨勢。（2）我國采煤機的主要參數(shù)與世界先進水平的差距在縮小在裝機功率方面，我國的液壓牽引采煤機裝機功率達到800KW，電牽引采煤機裝機功率達到1020KW，其牽引功率為2X50KW，可滿足高產(chǎn)高效工作面對功率的要求。在牽引力和牽引速度方面，電牽引的最大牽引力已達到700KN，最大牽引速度達1256m/min,微處理機的工礦監(jiān)測、故障顯示、無線電離機控制等方面已達到較高技術水平。（3）液壓緊固技術的開發(fā)研究取得成功采煤機連接構件經(jīng)常松動是影

17、響工作可靠性的重要因素，而且解決難度較大，液壓螺母和專用超高壓泵，在電牽引采煤機中得到推廣應用，防松效果顯著，基本解決采煤機連接可靠性的問題?；仡欉@30多年我國采煤機發(fā)展的歷程，走的是一條自力更生和仿制引進結合的道路，也是一條不斷學習國外先進技術為我所用的發(fā)展道路，從20世紀70年代主要靠進口采煤機來滿足我國生產(chǎn)需要，到近年幾乎是國產(chǎn)采煤機占我國整個采煤機市場，這也是個了不起的進步。3 采煤機的發(fā)展趨勢80年代以來，滾筒式采煤機在結構、性能參數(shù)、可靠性和易維修性上都有很大的改進。歸結起來，滾筒式采煤機有以下特征和發(fā)展趨勢：（1）增大功率和能力為了適應綜采工作面高產(chǎn)、高效和在不同地質(zhì)條件下快速截

18、割煤巖的需要，不論厚、中厚和薄煤層的采煤機均在不斷增大裝機功率和生產(chǎn)能力。（2）電牽引采煤機已成為主導機型目前電牽引采煤機已成為德國、英國、美國、日本和法國等主要生產(chǎn)國的主導機型。（3）增大牽引速度和牽引力，并改進無鏈牽引機構 為了適應綜采高產(chǎn)高效的要求，近代采煤機的牽引速度和牽引力都有較大的增大。（4）機器的結構布置有新的發(fā)展 近年來不斷發(fā)展和研制出了多機橫向布置、部件可側面拉裝的整機箱式機身、縱向布置采煤機的牽引部和截割部合為一個部件、破碎機采用單獨電動機傳動、改進擋煤板傳動裝置、無底托架或不用整體底托架等新的結構布置方式。（5）截割滾筒的革新和改進 截割滾筒的改進是圍繞增大截深、減低煤塵

19、、增大塊煤率和提高壽命等目標進行的其主要改進有增大截深、采用強力截齒、增大塊煤率和減少煤塵生成、滾筒設計CAD、高壓水射流噴霧降塵和助切、加固滾筒結構等方面。（6）擴大采煤機的使用范圍，不斷開發(fā)難采煤層的機型 薄煤層、厚煤層、硬粘并有夾矸煤層、大傾角、破碎頂板等難采煤層的機型的發(fā)展有，開發(fā)出了薄煤層、厚煤層、大傾角、短機身、窄機身等機型。（7）提高采區(qū)工作電壓 80年代以前，各國采區(qū)工作面設備電壓多為1000V左右。隨著綜采設備向大功率發(fā)展，目前采煤機最大功率達1220kW，截割電機最大功率達6000kW，刮板輸送機最大功率達1125kW，驅(qū)動電機最大功率達525 kW，加上工作面長度的不斷增

20、長，所以必須提高采區(qū)的供電電壓，目前各國生產(chǎn)的大功率采煤機，其供電電壓一般為2300、3300、4160和5000V等幾檔。（8）采用微電子技術，實現(xiàn)機電液一體化的采集、工況監(jiān)測、故障診斷和自動控制現(xiàn)代采煤機均裝有功能完善的用微處理器控制的數(shù)據(jù)采集、工況監(jiān)測、故障診斷和自動控制，這是代表采煤機水平的重要標志?，F(xiàn)代采煤機的微處理系統(tǒng)除了工況監(jiān)測，還可以對其采集信息進行分析處理，再輸出顯示、存儲、控制和傳輸?shù)?，以實現(xiàn)檢測、預警、保護、健康診斷、事故查詢、維修指導和調(diào)度分析等多種功能。（9）貫徹標準化、系列化和通用化原則，加速開發(fā)適合不同地質(zhì)條件的新機型目前各主要采煤機生產(chǎn)廠家都十分重視三化原則，將

21、采煤機各主要部件（如電動機、截割部固定減速箱、搖臂、滾筒、牽引部、截牽箱、行走箱、牽引機構等）制定標準，作為適合不同條件的通用部件，各部件間的連接尺寸一致。這樣，就可以根據(jù)不同的地質(zhì)條件的要求，很容易用積木式方法將各部件組合成新機型，以擴大采煤機的系列和加速研制過程。（10）提高采煤機的可靠性和壽命，提高易維修性，縮短井下更換部件時間，延長大修周期，提高機器的使用率和開機率。四、 擬解決的關鍵問題MG400/920-WD型采煤機截割部設計的關鍵設計是在截割機構機械傳動系統(tǒng)中各個齒輪尺寸、軸的尺寸及其它們之間的相互配合問題。齒輪的尺寸要合理齒輪尺寸、軸的尺寸及其它們之間的相互配合要合適、合理，并

22、且要考慮重載荷、沖擊。各個齒輪和軸材料的選擇既要考慮到強度因數(shù)，還要兼顧到經(jīng)濟因素。最后齒輪和軸配合后的齒輪與齒輪、齒輪與軸之間要有一定的間隙。配合后的外形尺寸還要滿足總體尺寸的要求。1、截割部傳動系統(tǒng)確定；2、齒輪的設計和校核；3、軸的設計和校核；4、鍵，軸承的選用和校核；5、采煤機的潤滑，密封和維護；五、 研究思路和方法MG400/920-WD型采煤機截割部設計依照機械設計的基本方法設計的基本方法與思路，先進行總體尺寸的估算，傳動系統(tǒng)的設計，動力學的計算與分析，然后對其組成零部件進行設計計算，包括齒輪、鍵、軸、軸承、其他零部件。最后進行箱體的設計計算、輔助系統(tǒng)的設計計算。然后按照設計計算出

23、的尺寸繪出裝配圖和部分其他零件圖。六、 本課題的進度安排1-2周:畢業(yè)實習3周:編寫開題報告4周:總體方案設計5-6周:傳動比分配與齒輪的設計及校核7周: 軸的設計及校核8周: 鍵與軸承的選擇與校核9-13周: 畫CAD圖14-15周:整理完善畢業(yè)論文16周:畢業(yè)論文答辯七、 參考文獻 1 程居山. 礦山機械.徐州：中國礦業(yè)大學出版社, 2000， 771172濮良貴，紀名剛. 機械設計（第八版）.北京：高等教育出版社，2006,3073423任濟生，唐道武，馬克新. 機械設計課程設計. 徐州：中國礦業(yè)大學出版社,2008, 1502404李炳文,王啟廣.礦山機械.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2

24、0075 徐灝.機械設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社,2003， 8176范維唐，葉關斌.中國煤炭工業(yè)百科全書·機電卷.北京：煤炭工業(yè)出版社,1997,2972987 吳光華.漢英大辭典.上海：上海交通大學出版社,19998 雷天覺.新編液壓工程手冊.北京：北京理工大學出版社，1998， 8129 孫躍東.實用英漢漢英土木工程詞匯與術語.北京：人民交通出版社,2005,72110 潘學義 .采煤機選型問題探討. 江蘇煤炭科技 ,1983,(03)11 甘永立.幾何量公差與檢測.上海：上?？茖W技術出版社，2001， 126512 程君谷; EDW300L型采煤機液壓牽引的同步保護. 煤礦機電 ,1984,(04)13李貴軒 采煤機工作機構的運動學分析及其應用. 阜新礦業(yè)學院學報 ,1981,(02)14介紹DY-100型采煤機普采工作面33個多月產(chǎn)煤超過百萬噸. 煤炭科學技術 ,1979,(12)15孟憲法; 提高綜合機械化采煤工作面產(chǎn)量的主要途徑. 煤炭經(jīng)濟研究 ,1987,(12