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電牽引采煤機(jī)行走部設(shè)計(jì)

2019-02-28

郭海明　鄭曉東

　　摘　要：本文主要介紹了行走部殼體與滑靴的加工與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及齒輪材料選取與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　關(guān)鍵詞：電牽引采煤機(jī)；行走部；材料選取與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　我國(guó)應(yīng)用采煤機(jī)械始于50年代，當(dāng)時(shí)是仿制蘇聯(lián)生產(chǎn)的鏈?zhǔn)浇孛簷C(jī)。我國(guó)采煤機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，到70年代初我國(guó)采煤機(jī)已經(jīng)進(jìn)入能自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，適合各煤層的賦存條件的螺旋滾筒采煤機(jī)。80代后期出現(xiàn)了交流電牽引采煤機(jī)。

　　電牽引采煤機(jī)的主要特點(diǎn)：采煤機(jī)的總體傳動(dòng)采用多部電機(jī)橫向布置形式，各部件的傳動(dòng)分別獨(dú)立，各部件之間縱向沒(méi)有直接的動(dòng)力傳動(dòng)，完全取消螺旋傘齒傳動(dòng)及通軸結(jié)構(gòu)等縱向布置傳動(dòng)環(huán)節(jié)，大大地提高了機(jī)械傳動(dòng)效率，降低了機(jī)體發(fā)熱程度。整機(jī)由左、右牽引部、左、右行走部、左、右截割部、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、噴霧冷卻系統(tǒng)、支撐滑靴組、配套滾筒及拖纜架等組成。

　　行走部是電牽引采煤機(jī)的重要組成部分。行走部由行走機(jī)構(gòu)和行走驅(qū)動(dòng)裝置組成。行走機(jī)構(gòu)由殼體、驅(qū)動(dòng)輪、行走輪、花鍵軸、心軸和滑靴等主要構(gòu)件組成。行走部為左、右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，除殼體外，其余零件均可互換。零件的可互換性極大提高了采煤機(jī)的工作效率。這在電牽引采煤機(jī)的發(fā)展史上是一次技術(shù)上的跨越。

　　電牽引采煤機(jī)行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置采用的是電牽引，和以往的牽引方式相比，具有很多優(yōu)勢(shì)：安全系數(shù)更高；率也更高；牽引機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)小巧，重量輕。
　　行走機(jī)構(gòu)的主要零件設(shè)計(jì)：
　　一、行走部殼體與滑靴的加工與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　行走部殼體與滑靴整體采用鑄造工藝，要求不應(yīng)有裂紋、冷隔、未融合、氣孔、縮松、縮孔、夾砂、夾渣等現(xiàn)象。鑄造工藝制造周期比較焊接等其他工藝更短，制造難度更低，制造質(zhì)量更容易保證。批量生產(chǎn)制造成本低于其他工藝方法。所以對(duì)于行走箱殼體及滑靴采用鑄造工藝。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中鑄造工藝被大量采用。電牽引采煤機(jī)工作環(huán)境惡劣，機(jī)器振動(dòng)比較大，導(dǎo)致行走箱殼體與其內(nèi)部零部件及牽引部的鏈接不穩(wěn)固。在行走箱殼體上應(yīng)用穩(wěn)釘和液壓螺母。穩(wěn)釘是為了更穩(wěn)固的鏈接行走殼體與殼體內(nèi)部零件，液壓螺母更好的鏈接行走殼體與牽引部。此結(jié)構(gòu)的改良對(duì)電牽引采煤機(jī)行走過(guò)程中行走機(jī)構(gòu)殼體與牽引部鏈接易松動(dòng)的問(wèn)題給予很好的解決。穩(wěn)釘和液壓螺母初步應(yīng)用在電牽引采煤機(jī)上，設(shè)計(jì)完成的電牽引采煤行走部通過(guò)了工業(yè)性實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用在實(shí)踐中，反應(yīng)良好。行走部結(jié)構(gòu)如圖1所示：

　　二、齒輪材料選取與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　齒輪傳動(dòng)的主要尺寸可按下述方法確定：
　?。?）根據(jù)具體工作條件、結(jié)構(gòu)、安裝及其他要求確定。
　　按齒面接觸強(qiáng)度的計(jì)算公式確定中心距a或者小齒輪的直徑d，根據(jù)彎曲強(qiáng)度計(jì)算確定模數(shù)m。主要尺寸初步確定后，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，并根據(jù)校核計(jì)算的結(jié)果酌情調(diào)整初定尺寸。行走輪、驅(qū)動(dòng)輪材料見表1。行走輪驅(qū)動(dòng)輪如圖2、圖3所示。

　　行走機(jī)構(gòu)的行走輪和驅(qū)動(dòng)輪比較重要、要求比較精細(xì)，綜合上述方法對(duì)齒輪主要尺寸進(jìn)行初步確定并進(jìn)行調(diào)整得出Z終尺寸，對(duì)于公式及其計(jì)算過(guò)程在這里就不一一敘述。應(yīng)用Creo Parametric軟件對(duì)齒輪繪制三維圖。行走輪的損壞，基本都是先因內(nèi)部缺油，導(dǎo)致潤(rùn)滑效果喪失，軸承組件間摩擦增大，溫度過(guò)高燒壞軸承組件?；蛘咄舛松w因無(wú)油潤(rùn)滑摩擦力過(guò)大而外竄，使行走輪散架。所以解決行走輪潤(rùn)滑問(wèn)題成了重中之重。行走輪潤(rùn)滑由行走軸上的注油孔決定。

　　三、軸材料選取與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　驅(qū)動(dòng)花鍵軸和行走軸依據(jù)以往成功案例進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)以往驅(qū)動(dòng)花鍵軸安裝和拆卸不方便的問(wèn)題，此次設(shè)計(jì)在驅(qū)動(dòng)花鍵軸軸端兩側(cè)開C型M16中心孔，這一設(shè)計(jì)提高了安裝工人的安裝效率，節(jié)約了工時(shí)。

　　行走軸的注油孔在原有基礎(chǔ)上擴(kuò)大油道的進(jìn)油面積，既不破壞行走軸的強(qiáng)度，又能保證行走軸即使竄動(dòng)都能讓所注進(jìn)的油能順利進(jìn)入行走輪內(nèi)部，使其行走輪有充足的潤(rùn)滑油從而改變因缺油所導(dǎo)致的一系列問(wèn)題。這是行走軸設(shè)計(jì)的一顯著特點(diǎn)。行走部軸材料選取表2所示。

　　結(jié)語(yǔ)
　　采煤機(jī)行走部是采煤機(jī)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)起著驅(qū)動(dòng)牽引部的作用。行走部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理運(yùn)行良好有著很積極的意義。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社（第五版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007（11）.
　　[2]高志明，張世洪.現(xiàn)代采煤機(jī)的設(shè)計(jì)方法和思考[J].煤礦機(jī)電，2008（05）.

來(lái)源：《中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品》2015年第04期