MG100采煤机总成设计.docx
《MG100采煤机总成设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MG100采煤机总成设计.docx（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
MG100采煤机总成设计
摘要
MG100-BW滚筒式采煤机是采用电机驱动、横向布置，用以开采较薄煤层的无链液压牵引采煤机，机面高度低，装机功率较大，具备截割硬煤、夹矸和爬坡的能力和过断层的能力。
采煤机的类型很多，但多以双滚筒采煤机为主。
双滚筒采煤机主要由截割部、牵引部、电气系统和辅助装置组成。
采煤机各个部分协调工作，实现采煤机对煤矿开采的目的。
MG100采煤机的调高系统运动模型为曲柄摇块机构。
通过液压油缸的推或拉，实现摇臂成角度摆动。
关键词：
采煤机；总成设计；齿轮
ABSTRACT
MG100-BWshearerdrumdrivemotorisused,horizontallayoutforthenon-chainthinseammininghydraulicshearer,machineheightislow,alargerinstalledpower,withthecuttingofhardcoal,andpartingsclimbingabilityandtheabilitytohavefaults.Manytypesofcoalmining,butmorethandoubledrumshearer-based.Mainlybythedouble-drumshearercuttingunit,tractiondepartment,composedofelectricalsystemsandauxiliarydevices.CoordinationofthevariouspartsofShearertoachievethepurposeofcoalminingonthecoalmining.MG100shearermovementmodelsystemforthecranktoincreasetheblockbodyshaking.Thehydrauliccylindertopushorpull,toachievetheangleintotheswingarm.
Keywords:
shearer；assemblydesign；gear
1MG100采煤机主要技术参数
MG100采煤机主要参数如表1所示:
表1MG100采煤机主要参数
项目
内容
采煤范围m
0.76～1.40
装机功率kw
240
截割功率kw
1002
牵引功率kw
40
滚筒直径mm
；；；；
滚筒截深mm
630；700；800
牵引力kN
150
调速方式
液压控制，无级调速
工作面倾角
机面高度mm
640
滚筒转速r/min
90.8
牵引速度m/min
0～5
牵引方式
摆线轮销轨式无链牵引
整体机重t
MG100-BW滚筒式采煤机是采用电机驱动、横向布置，用以开采较薄煤层的无链液压牵引采煤机，机面高度低，装机功率较大，具备截割硬煤、夹矸和爬坡的能力和过断层的能力。
适用于煤层厚度0.76～1.40米，煤层工作面倾角，顶、底板不过于松软的普采或高档普采工作面，完成落煤和装煤作业。
可在混有甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过《煤矿安全规程》中所规定的安全含量的矿井中使用。
1.1采煤机的组成和总体分布
1.1.1采煤机的组成
采煤机的类型很多，但多以双滚筒采煤机为主。
双滚筒采煤机由以下几部分组成：
1、截割部
截割部主要包括摇臂齿轮箱，机头齿轮箱、滚筒及附件。
截割部主要承担落煤、碎煤和装煤工作
2、牵引部
牵引部由牵引传动装置和牵引机构组成。
牵引机构可分为无链牵引和有链牵引，此次MG100采煤机总成设计中的采煤机采取无链牵引。
牵引部主要是控制采煤机沿工作面运行，同时达到过载保护的目的。
3、电气系统
电气系统主要是给采煤机提供动力，并对采煤机进行过载保护及动作控制
4辅助装置
辅助装置主要包括挡煤板，底托架，喷雾冷却装置和调高装置等。
采煤机各个部分协调工作，实现采煤机对煤矿开采的目的。
1.1.2采煤机总体布置
此次MG100采煤机总体布置方式如图1所示。
图1采煤机总体布置
1-滚筒；2-摇臂；3-截割部；4-牵引部；5液压传动部；6-电气控制部
采煤机总体结构如图2所示
图2采煤机总体结构
1-左摇臂；2-主箱体；3-右摇臂；4-左导向滑靴1；5-左导向滑靴2；6-右导向滑靴1；7-右导向滑靴2；8-右旋滚筒；9-左弧形挡煤板；10-左弧形挡煤板；11-左旋滚筒；12-左行走箱；13-右行走箱；14-左调高油缸；15-右调高油缸
2液压系统
MG100-WB型采煤机牵引液压系统包括主油路系统、保护系统和操作系统。
液压系统如图3所示。
图3采煤机液压系统
2.1主油路系统
主油路系统包括主油路、补油和热交换回路
2.1.1主油路
由ZB125型斜轴式轴向柱塞泵（q=125ml/r）和两个并联的BM-ES630摆线液压马达（q=625ml/r）组成闭合回路。
2.1.2补油和热交换回路
系统的补油是由辅助泵3经粗过滤器4从油池中吸油，液压油经过精过滤器5、单向阀8或者单向阀9从主回路的低压侧进入主泵1，补偿系统的泄露和建立系统背压。
辅助泵是齿轮泵，只能单向工作，不允许反转。
若电动机因为接线有误而瞬时反转时，齿轮泵可经由单向阀7吸油，防止吸空。
溢流阀6用来限制辅助泵的最大压力。
系统的冷热油交换通过整流阀10、背压阀11和冷却器12实现。
整流阀10是一个三位五通的换向阀，由主油路高压侧压力油控制整流阀自动转换。
若主油路a为高压侧，则整流阀向下动作；b油路低压热油一部分经整流阀10、背压阀11、冷却器12和单向阀13进入油池冷却，另一部分继续供给主液压泵。
由于补偿单向阀8和9在结构位置上靠近主液压泵，故由辅助泵排除的冷油能及时经由补偿单向阀8或9供给主液压泵。
整流阀10中位的2个节流孔的作用是产生一定的降压，使调速手把给速后，整流阀能够立即动作，防止换向阀冲击并保证冷热油交换的可靠进行。
单向阀13的作用是为了在更换冷却器时使油池不向外泄露。
2.2保护系统
保护系统包括恒压控制和电动机超载保护、高压保护和马达制动。
2.2.1恒压控制和电动机超载保护
恒压控制特性属性如图4所示。
图中AB位牵引速度限制线，BC为牵引力限制线，由OACD所围成区域内的任一点均是该液压传动系统可以工作的工况点。
若把速度调节为x，如图虚线所示，则在机器牵引过程中，由于外界负载的变化，系统的工作点将沿着虚线方向来回移动。
当牵引阻力达到AC线以后，牵引速度沿CD方向下降。
当牵引阻力降低后，牵引速度又恢复到原来的调定值。
图4恒压控制属性
整个控制过程是由换向阀16、换向阀19，变量油缸17和溢流阀18共同作用完成的。
当采煤机负载正常时，换向阀19处于右阀位，液压油经由换向阀19和换向阀16进入变量油缸17，调动液压油缸弹簧，使主泵输出流量处于设定数值，此时机器的牵引速度也处于设定数值。
当采煤机超载工作时，主油路工作压力超出溢流阀18设定数值，溢流阀溢流，一部分液压油进入换向阀19，换向阀19换向到左阀位，另一部分液压油经节流阀流入油池，目的使保证换向阀19的稳定性。
由于换向阀19处于左阀位，液压油缸左右油缸联通，液压油缸弹簧恢复平衡，主泵流量减小，机器的牵引速度减小。
一旦采煤机负载恢复正常，主油路工作压力恢复正常，溢流阀18不溢流，换向阀19回到右阀位，液压油经换向阀19和换向阀16进入变量油缸，推动变量油缸中的弹簧朝主泵流量增加方向伸缩，主泵流量恢复设定数值，机器牵引速度恢复设定数值。
采煤机在工作时，电动机大部分功率都消耗于截煤，当牵引速度选择过大或者遇到夹矸时，截割功率增加，电动机将超载工作。
若电动机长期超载工作，会引起电动机和机械零部件损坏。
采用的恒压保护系统可使电动机工作在额定功率之下。
当工作负载过大时，机器牵引速度减小，以减小电动机输出功率；当工作负载过小时，机器牵引速度增加，直到牵引速度恢复到设定值。
2.2.2高压保护
采煤机工作时，经常遇到鳖卡现象，牵引阻力突然增加会使液压系统的工作压力急剧上升。
由于恒压控制受分流阻尼的影响，牵引速度下降比较慢，因此系统压力会继续上升。
因此，系统中设置了高压安全保护系统，以限制系统的最高压力。
高压保护依靠安全阀20来实现。
当系统压力达到一定数值时，安全阀20开启溢流，溢出的油液回到主回路低压侧，系统压力不再上升，牵引速度很快下降，实现液压系统的超载保护。
另外，一旦溢流阀18动作失灵，安全阀20可以起到二次保护的作用。
2.2.3液压马达制动
当采煤机正常工作时，若因故停电，使主液压泵突然停止向液压马达供液，而液压马达仍在转动，必须有相应的制动装置使液压马达制动。
系统中的液压制动器能实现液压马达制动。
当突然因故停电，辅助泵停止供油时，液压制动器将在弹簧力的作用下实现液压马达的制动。
2.3操作系统
2.3.1液压牵引系统开启
当手把14处于中间位置时，换向阀处于中位，主液压泵和辅助泵不开启。
当手把14左旋或者右旋时，换向阀16换向，主液压泵和辅助泵工作，液压系统开启。
液压油经换向阀19右阀位、换向阀16左或右阀位进入变量油缸，变量油缸对主液压泵流量起到调节作用。
2.3.2摇臂调高系统液压操作和手动操作
液压系统开启后，按下调高阀22，液压油从辅助泵经调高阀22作用于换向阀23，换向阀23换向，调高油缸油路和辅助泵接通，调高油缸工作。
当松开按键时，在液压锁的作用下，调高油缸锁定在该位置。
安全阀25用来防止滚筒截割时掉高泵过载。
安全阀27限制调高泵的工作压力。
由于连接调高泵的2个换向阀串联，所以调高泵只能先后相继动作。
手动作用于换向阀23，实现手动操作，将换向阀23打到左或右阀位时，调高油缸工作，当将换向阀打到中位时，调高油缸锁定。
3采煤机传动系统
3.1牵引部传动系统
3.1.1牵引部液压马达选取
当采煤机牵引速度为5m/min时，牵引部功率最大。
为：
由于传递过程中存在功率损失，故选取的液压马达功率应远大于12.5kw,偏于安全考虑，选取A2FE80型液压马达。
A2FE80液压马达技术参数如表2所示。
表2A2FE80液压马达技术参数
排量ml/r
最高转速r/min
额定压力
MPa
最高压力
MPa
理论扭矩
Nm
功率
Kw
旋转方向
80
3350
35
40
445
156
双向
3.1.2牵引部传动比设计
液压马达的转速由其输入流量决定。
根据MG100-BW的技术参数，MG100-BW采煤机牵引部的输入转速为486.5r/min，输出转速为5.7r/min，故MG100-BW采煤机牵引部理想总传动比为：
该传动比非常巨大，故需要采取行星轮减速机构。
采用NWG行星轮减速机构，其传动比范围为1.13至13.7。
NWG型心轮机构简图如图3.1所示
图5行星轮机构
选取,,传动比为5.54。
一级行星轮减速机构显然不能满足要求，故采用两级行星轮减速机构，两级行星轮均采用NWG型，如图3.2所示。
图6二级行星轮机构
选取,,选取,,总传动比为30.69
传动比分配
取齿轮一齿数30，齿轮二齿数61，齿轮三齿数72，传动比：
取行走轮一齿数6，行走轮而齿数7，传动比：
误差在以内，符合设计要求。
4液压传动部传动系统
4.1液压传动部电动机选取
由于采煤机工作环境恶劣，工作环
升级会员 