MG100采煤机总成设计.docx

1、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 ABSTRACTMG100-BW shearer drum drive motor is used, horizontal lay

2、out for the non-chain thin seam mining hydraulic shearer, machine height is low, a larger installed power, with the cutting of hard coal, and partings climbing ability and the ability to have faults. Many types of coal mining, but more than double drum shearer-based. Mainly by the double-drum sheare

3、r cutting unit, traction department, composed of electrical systems and auxiliary devices. Coordination of the various parts of Shearer to achieve the purpose of coal mining on the coal mining. MG100 shearer movement model system for the crank to increase the block body shaking. The hydraulic cylind

4、er to push or pull, to achieve the angle into the swing arm.Key words:shearer；assembly design；gear1 MG100采煤机主要技术参数MG100采煤机主要参数如表1所示:表1 MG100采煤机主要参数项目内容采煤范围m0.761.40装机功率kw240截割功率kw1002牵引功率kw40滚筒直径mm；滚筒截深mm630；700；800牵引力kN150调速方式液压控制，无级调速工作面倾角 机面高度mm640滚筒转速r/min90.8牵引速度m/min05牵引方式摆线轮销轨式无链牵引整体机重t MG100

5、-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0.761.40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

6、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-

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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。

12、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

13、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

14、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2 A2FE80液压马达技术参数排量m

15、l/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8033503540445156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