截割部电动机

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1、截割部电动机,电动机是采煤机配套专用并成为其组成部件的隔爆型异步电动机。 同时驱动截割部和行走部等主要功能部件的称主电动机。仅驱动截割部的称截割电动机。,采煤机电动机功率等级：50、(70)、100、150、(170)、200、250、300、(375)、400、(425)、450、500、550、600kw 。 同步转速均为1500r/minn，额定频率为50Hz，额定电压为660、1140或3300V。,采煤机电动机为矿用隔爆型，要求电动机牢固可靠、较低的起动电流、较高的起动转矩及较大的过载能力。,截割部电动机,采煤机电动机因使用条件恶劣，除按防爆规程的隔爆、耐潮试验以及一般电动机应进行的

2、检查及型式试验外，各国还模拟井下实际使用情况进行特殊考核试验。国内特殊考核试验项目： 过载试验 断水试验 空载小时开断频率试验 5万次频繁起动试验 倾斜试验 密封试验,截割部传动装置,截割部传动装置作用： 电动机动力传递到滚筒上，满足滚筒工作需要。 传动装置适应滚筒调高要求，使滚筒保持适当的工作高度。 单滚筒采煤机传动装置能适应左、右工作面要求。,一、传动方式 根据滚筒采煤机的不同结构，机械传动装置分双减速箱和单减速箱两类。,截割部传动装置,1双减速箱机械传动装置,双减速箱机械传动装置是传统的结构形式，使用于主电动机纵向布置于机身的采煤机。 机械传动装置包括固定减速箱和摆动减速箱(摇臂)两部分

3、。,截割部传动装置,2单减速箱机械传动装置,单减速箱机械传动装置两种结构形式。 机械传动装置和纵向布置、双端出轴的电动机以及其它部件(如同时由该电动机驱动的行走部液压传动箱)相互紧固联接，共同组成摇臂，绕机身上的水平销轴摆动。,截割部传动装置,机械传动完全置于摇臂内部，截割电动机垂直布置在摇臂根部，成为截割部的组成部分。 摇臂绕机身端部的水平销轴摆动。摇臂内布置三级或四级齿轮传动，最后一级为行星齿轮传动，根据摇臂长度需要增设若干惰轮。 短轴结构，系统刚性很大在截割电动机空心轴内设置细而长的传动轴(弹性转矩轴)。行星齿轮传动布置在摇臂端部的煤壁侧。,机械传动系统设计,采煤机机械传动主要包括： 截

4、割电动机驱动滚筒的主传动系统； 牵引电动机(液压马达)驱动行走机构传动系统； 驱动调高液压泵(主液压泵)、润滑泵和大块煤破碎装置的辅助传动系统等。 辅助传动系统有针对性，如一般只有大功率采煤机才设置润滑泵，厚煤层采煤机才需要大块煤破碎装置。 辅助传动系统与主传动系统相比较为简单，在设计中，可在安排好主传动系统后再设计。,机械传动系统设计,采煤机传动系统基本采用常规的齿轮传动，以截割电动机驱动滚筒的主传动系统为例讨论设计的基本原则。,一、传动比及其分配 1总传动比 总传动比等于截割电动机转速与滚筒转速的比值，滚筒的转速依据总体参数和性能要求而定，依靠调换齿轮对，滚筒转速通常有24种可供选择。 采

5、煤机截割电动机同步转速为1500r/min，滚筒转速在20r/min100r/min(直径大转速小)，截割部总传动比i=1575。,第三节 机械传动系统设计,2传动比分配 采煤机 需要34级减速。 大功率中厚煤层采煤机，采用2K-H负号行星齿轮传动时，可能只需要三级减速。 行星齿轮传动安排在最后一级较合理，既可利用滚筒筒毂内的空间，又可减小前各级齿轮的传动比和尺寸。目前有些大功率电牵引采煤机采用双行星齿轮传动，并置于滚筒筒毂内。,采煤机机身高度严格限制，传动比ij 34(行星齿轮传动56)；为有效利用空间，传动比应从高速级向低速级递减，即ij+1 ij 。,第三节 机械传动系统设计,初步设计时

6、,20%30%,采煤机齿轮采用较大的变位系数，齿轮最少齿数一般Zmin=13。 第一级齿轮转速很高，齿数不宜太少。,第三节 机械传动系统设计,第一级齿轮模数,各级齿轮模数,第三节 机械传动系统设计,三、强度校核依据 齿轮的接触和弯曲疲劳强度按驱动电动机的额定全功率验算； 滚筒截割到硬煤或坚硬夹矸时可能受到很大的尖峰负载，按电动机的最大转矩验算齿轮的静弯曲强度。 电动机的最大转矩一般为其额定转矩的3倍。 主传动系统的齿轮设计寿命按10000h30000h。 按电动机的额定功率所确定的轴承载荷计算寿命，轴承的设计寿命比照国际水准为10000h30000h。,第三节 机械传动系统设计,四、其他原则

7、1齿轮宽度 采煤机受空间条件限制，齿轮直径不能太大，为保证强度，齿轮宽度B较大，B=(812)m。,2齿轮材料 早期采煤机齿轮材料多采用30CrMnTi和部分采用18CrMnTi，强度和韧性较低，抗冲击能力差，使用中常发生脆性断齿事故。 目前国内大功率采煤机截割部齿轮已选用低碳镍铬合金钢18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A，中等功率以下的采煤机或载荷较为稳定的牵引部齿轮多选用20CrMnTi、20CrMnMo等渗碳合金钢。,第三节 机械传动系统设计,渗碳层设计深度0.5,齿面硬度HRC602，芯部硬度HRC40。 为保证硬齿面齿轮有良好的芯部组织，热处理应严格掌握渗碳的参数控制和金相组织的

8、相变规律。渗碳后的碳浓度应控制在0.8%1%范围，硬度梯度平缓，齿面硬化物级别在14级。,早期渗碳淬火齿轮实际精度等级只能达到8-8-8级甚至更低。目前采煤机齿轮全部采用渗碳淬火后磨齿来提高精度，齿轮精度达到6级。 行星齿轮机构中，行星轮受弯曲强度限制，太阳轮受接触强度限制，内齿圈受磨损限制。为满足齿轮强度的要求，太阳轮和行星轮均采用18Cr2Ni4WA，用凸头滚刀加工，齿根喷丸和磨齿。,第三节 机械传动系统设计,3齿轮变位系数 采煤机齿轮多采用变位，一般在齿顶厚度0.4m和重叠系数1.2条件下，综合考虑提高接触强度和弯曲强度等，从变位齿轮封闭图域选取变位系数，其端面啮合角可达23o28o。,

9、4齿廓形状 齿轮寿命不仅取决于材料和热处理，还与齿廓形状和结构设计等有关。 国内采煤机齿轮采用齿面修形、修缘及挖根大圆角等技术，以提高齿轮承载能力。齿轮承载时，弹性变形以及制造误差，会造成偏载和啮合干涉，引起应力集中和噪声。轮齿沿齿长修形和齿顶修缘可以改善这些情况。挖根大圆角齿根没有磨削损伤，且能减小应力集中，使轮齿柔度增大，有利于降低动载荷。,第三节 机械传动系统设计,5行星齿轮传动 截割部和行走部传动机构中大多设置行星轮系。某些行走部还设计了双级行星轮系。 为满足齿轮强度，行星齿轮传动采用3或4个行星轮，提高功率分流的支数，以降低齿轮上单位长度的载荷。为使各行星轮均匀承载，采用太阳轮浮动或

10、太阳轮、系杆双浮动结构。,6齿轮润滑油 采掘机械的载荷性质和使用条件，要求齿轮润滑油具有良好的抗磨性、抗氧化性、抗腐蚀性、防锈性和抗泡性等。 大功率采煤机都采用N220、N320号硫磷型极压工业齿轮油作为润滑油。,Eickhoff SL300 摇臂润滑试验,第四节 弹性转矩轴设计,截割部减速器过载保护： 采用安全销，剪切强度按额定值的2.53倍考虑。 在截割电动机转子轴内使用弹性转矩轴。,二、结构和参数设计 转矩轴的结构设计以满足三项性能为原则，其结构设计则以其所处传动系统的具体结构而定。 1弹性缓冲 2过载保护 3传递动力 弹性转矩轴典型结构 d为卸载槽外径，在开有卸载槽的一端设有螺纹孔。,

11、第四节 弹性转矩轴设计,第五节 MG300/680-WD型采煤机截割部,MG300/680-WD型采煤机是鸡西煤矿机械厂与上海分院在MG2300W型采煤机(液压牵引采煤机)基础上，结合交流变频调速系统在MG344-PWD型采煤机上的应用成熟技术而研制的。 适用于厚度为2.03.6m、倾角小于35o的硬煤层，可满足日产5000t的高产工作面需求。,第五节 MG300/680-WD型采煤机截割部,二、截割部结构,1固定减速器,第五节 MG300/680-WD型采煤机截割部,轴用于安装机械过载安全保护装置,1-齿轮；2-离合轴；3-安全销； 4-端盘；5-花键套,安全销强度按额定值的22.5倍设计。,第五节 MG300/680-WD型采煤机截割部,2摇臂,第五节 MG300/680-WD型采煤机截割部,3破碎机构,1-螺栓；2-固定套；3-回转套； 4-机体；5-摇臂壳体；6-离合手把； 7-轴；8-偏心套；9-平键；10-破碎滚筒,变换齿轮对时，惰轮回转中心变化，加偏心套解决。,