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1、摘 要 行走机构是采煤机的移动推行机构，其一旦出现问题将导致整个采煤机停止运行，严重影响采煤机的正常生产。本论文简单地阐述了2132/630-WD行走箱的设计。采煤机行走箱是牵引部的一部分，担负着移动采煤机的作用。采煤机既受井下工作面狭小空间的约束又要适应恶劣的工作条件，所以行走箱要求要尺寸尽量小，又要必须满足承载工况的强度要求。本设计主要内容包括传动比分配、齿轮设计校核、花键和轴的设计校核，最后从力学方面对行走轮和销齿啮合进行了弯曲强度和接触强度的有限元分析，并对行走机构核心部件之一的导向滑靴在各种工作状况下的受力情况进行了探索性的分析。通过以上分析计算，设计出采煤机行走箱的整体结构，了解了
2、行走机构非正常损坏、失效的一些原因和规律，为以后的产品设计和优化奠定了一定的基础。关键词：采煤机 ；行走机构 ；弯曲强度 ；销轨 ABSTRACT Haulage mechanism of shearer is the executive device for the machines shift. And as soon as it fails to operate, shearer will stop working, which definitely affects regular production and operation of shearer. So this paper st
3、udies some preliminary causes for improper failure and damage of the haulage mechanism. The paper bridfly expounds in the design of the department of walking box of 2132/630-WD ShearerThe running box is apart of traction of shearer, which is used for moving the shearer. The Shearer not only is limit
4、ed to narrow space by underground mining, but also has to adapt to bad working conditionsTherefore, the size of the walking box should be as small as possible, and it must meet the required strength bearing conditions. The main contents are distributing the drive ratio and the designing and checking
5、 of gears, spline and shaft. The last part of this paper is about force analysis of the engagement between sprocket and pin-rail, which mainly studies bending strength and contact strength by the method of FEA. Finally, guiding shoes of shearer, which are the key parts of its haulage mechanism, are
6、simply analyzed for their force analysis under different working conditions. By the overall study, the box of shearers overall structure is worked out, some preliminary causes for the improper failure and damage of haulage mechanism are given, which will provide useful reference for further design a
7、nd optimization. Keywords：Shearer ；haulage mechanism ；bending strength ；pin-rail 目 录1 绪论11.1前言11.2 采煤机概述11.2.1采煤机发展史11.2.2 机械化采煤的主要方法21.2.3 国内外现状31.2.4 国内电牵引采煤机的应用前景41.3 采煤机简述41.3.1采煤机的分类和组成41.3.2 滚筒采煤机的特点61.3.3 滚筒采煤机的工作原理62 选题背景72.1 采煤机行走部的发展72.2 现代采煤机行走机构简介82.3 目前采煤机行走机构出现的一些问题92.4 采煤机设计的目的意义102.5
8、 完成课题的条件和可行性分析103 2*132/630-WD型采煤机113.1 组成113.2 工作原理113.3 主要技术参数113.3.1 适应的煤层 采高范围123.3.2 总体要求123.4 该型号采煤机主要特点123.5 使用环境条件134 采煤机行走箱设计134.1 基本参数计算134.1.1 电动机的选择134.1.2 传动效率计算134.1.3 传动比及配齿情况134.1.4 牵引部各轴转速、功率及扭矩144.2 行走箱传动齿轮啮合参数及校核计算154.3 行走轮校核计算274.3.1 摆线齿介绍274.3.2 轮齿受力分析274.3.3 行走轮和销齿接触应力分析计算284.3
9、.4 有限元分析计算行走轮和销齿接触应力304.4 行走轮弯曲强度分析计算364.4.1 齿根弯曲强度有限元分析计算364.5 行走箱内轴的设计414.5.1 花键轴的设计与校核414.5.2 心轴的设计与校核434.6 行走箱各轴承的设计校核计算474.6.1 滚动轴承设计校核概述474.6.2 花键轴上轴承校核494.6.3 心轴轴承校核504.7 提高采煤机轴承使用寿命的措施524.8 螺栓的校核计算554.9 导向滑靴的受力分析564.10 大功率采煤机导向滑靴的加工594.11 可调行走箱的概述615 采煤机的维护62总 结64参考文献65翻译部分67英文原文67中文译文76致 谢8
10、3中国矿业大学2009届本科生毕业设计（论文）第67页1 绪论1.1前言在能源竞争日趋激烈的当今世界，被称为工业的粮食的煤炭在石油能源日渐枯竭的现在愈加重要。我国是一个煤炭生产和消费大国，煤炭作为一次性基础能源目前在我国仍然占有60%以上的比例，是保证我国国民经济飞速增长的重要物质基础。我国煤炭企业由劳动密集型转向资本及技术高密集型。在矿井开采方面采用以日产万吨的超大型综合机械化采，煤工作面为核心的生产工艺。在实现煤炭生产工艺综合机械化的基础上，向遥控和自动化发展，机器人与人工智能和专家系统相结合，为采煤自动化开辟了新的途径。随着采煤机械化的发展，采煤机是现在最主要的采煤机械。20世纪70年代
11、主要靠进口采煤机来满足我国生产的需要，到今天几乎是我国采煤机占领我国的整个采煤机市场，依靠科技进步，推进技术创新，开发高效矿井综合配套技术是我国煤炭科技的发展的主攻方向。1.2 采煤机概述1.2.1采煤机发展史机械化采煤开始于上世纪40年代，是随着采煤机械（采煤机和刨煤机）的出现而开始的。40年代初期，英国、苏联相继生产了采煤机，联邦德国生产了刨煤机，使工作面落煤，装煤实现了机械化。但是当时的采煤机都是链式工作机构，能耗大、效率低，加上工作面输送机不能自移，所以生产率受到一定的限制。50年代初期，英国、联邦德国相继生产力滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机和单体液压支柱，大大推进了采煤机械化的发展。由
12、于当时采煤机上的滚筒式死滚筒，不能实现跳高，因而限制了采煤机械的适用范围，我们称这种固定滚筒的采煤机为第一代采煤机。这样，50年代各国的采煤机械化的主流还只是处于普通机械化水平。虽然载1954年英国已经研制出了液压自移式支架，但是由于采煤机和可弯曲刮板输送机尚不完善，综采技术仅仅处于开始试验阶段。60年代是世界综采技术的发展时期。第二代采煤机单摇臂滚筒采煤机的出现，解决了采高调整的问题，扩大了采煤机的适用范围；特别式1964年第三代采煤机双摇臂采煤机的出现，进一步解决了工作面自开缺口问题；再加上液压支架和可弯曲刮板输送机的不断完善，滑行刨的研制成功等，把综采技术推向了一个新水平，并在生产中显示
13、了综合机械化采煤的优越性高校、高产 、安全和经济，因此各国竞相采用综采。进入70年代。综采机械化得到了进一步发掌和提高，综采设备开始向大功率、高效率及完善性能和扩大使用范围等方向发掌，相继出现了功率为7501000KW，生产率大1500T/H的刮板输送机，以及工作阻力大1500KN的强力液压支架等。1970年采煤机无链牵引系统的研制成功以及1976年出现的第四代采煤机电牵引采煤机，大大改善了采煤机的性能，并扩大了它的使用范围。目前，各主要产煤国家已基本上实现力采煤机械化。衡量一个国家采煤机械化水平的指标是采煤机械化程度和综采机械化程度。采煤机械化的发展方向是：不断完善各类采煤设备，使之达到高效
14、、高产、安全、经济；向遥控及自动控制发展，以逐步过渡到无人工作面采煤；提高单机的可靠性，并使之系列化、标准化和通用化；研制后、薄及急倾斜等难采煤层的机械设备。1.2.2 机械化采煤的主要方法（1）壁式体系采煤法一般以长工作面采煤为其主要特征，产量约占我国国有重点煤矿的95%以上。随着煤层厚度及倾角的不同，开采技术和采煤方法会有所区别。对于薄及中厚煤层，一般都是按煤层全厚一次采出，即正层开采。对于厚煤层，可把它分为若干中等厚度（23）m进行开采，即分层开采，也可采用放顶煤整层开采。无论整层开采或分层开采，依据不同倾角、按采煤工作面推进方向，又可分为走向长壁开采和倾斜长壁开采两种类型。上述每一类型
15、的采煤方法在用于不同的矿山地质条件及技术条件时，又有很多变化。开采厚煤层及特厚煤层时，煤层厚度超过5m，采场空间支护技术和装备目前尚无法合理解决。因此，为了克服整层开采的困难，可把厚煤层分为若干中等厚度的分层来开采。根据煤层赋存条件及开采技术不同一般分为如下几种采煤法，分层采煤法又可分为倾斜分层、水平分层、斜切分层三种。（2）房柱式采煤法沿巷道每隔一定距离先采煤房直至边界，再后退采出煤房之间煤柱的采煤方法。优点 设备投资少，一套柱式机械化采煤设备的价格为长壁综采的四分之一，采掘可实现合一，建设期短，出煤快，设备运转灵活，搬迁快。巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护顶板。缺点 采区采出率低，一般为50%60%；通风条件差、漏风大。使用条件：开采深度较浅，一般不宜超过300500m；顶板较稳定的薄及中厚煤层；倾角在10以下，最好为近水平煤层，煤层赋存稳定，起伏变化小，地质构造简单；底版较平整，不太软，且顶板无漏水。1.2.3 国内外现状（1）国内采煤机研制现状2005年
