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1、第一章 绪 论一、我国主要煤机装备的现状和水平，改革开放二十多年来，特别近10 年来，在原煤炭部、国家煤炭工业局的领导和大力扶持下，我国煤矿机 械制造企业经过改革、改组、改造、强化管理和技术创新，煤机产品有了较 快的发展，在产品品种、技术水平和质量等方面都有了长足的进步。随着一 批具备国际技术水平的采煤机械产品相继开发成功， 2000 年我国综采工作 面平均年产为 87.24 万吨，比 1990 年的 54.77 万吨，提高了约 60%。综采 装备能力已经达到日产万吨的水平。此外，国产煤机装备还出口印度、俄罗 斯、土耳其等国家，取得了较好的经济效益。目前国产煤机装备基本满足了 国内煤矿生产建设
2、的需要， 部分产品达到了国际九十年代末期水平。 主要体 现： 电牵引采煤机：已成功开发出直流调速型、交流变频调速型、开关磁 阻调速型、电磁调速型四种形式约 30 余种不同型号的电牵引采煤机，并全 部实现机载，装机功率最高可达 1250Kw ，电压 3.3Kv 。液压支架：能基本 满足不同地质条件的煤矿需求。最大支护高度达到 5 米，最大缸径为 380 毫米，最大工作阻力为 11000KN ，部分支架寿命试验超过 35000 次，快速 移架的液压系统已使支架完成降移升循环时间缩短至12-15 秒，并与外商合作制造出电液控制系统。 尽管 九五期间煤机产品在技术质量性能等方面 取得了长足的进步， 但
3、与国际先进水平相比还存在着差距， 主要反映在拥有 自主知识产权的产品少，质量不稳定，可靠性不高等问题。二、九五煤机企业技术创新的基本经验 自从 1992 年煤炭工业开展 高产高效矿井建设以来，特别是 1994 年原煤炭部作出关于加快高产高效 矿井建设的决定 以来，我国煤炭工业机械化、 现代化建设有了较快的发展。 煤炭工业的技术进步有力促进了煤机产品的发展。九五 以来，我国主要煤机企业面对严峻的市场形势，努力克服重重困难，大力抓好技术创新，瞄准 国际煤机制造的先进水平， 研制开发了一批大型国有重点煤矿企业急需的具 有自主知识产权和核心技术、 达到国际先进水平的创新产品， 为煤炭工业的 生产建设提
4、供了大量的技术装备， 为促进我国煤炭工业的结构调整、 技术升 级做出了新贡献。三、十五 我国煤机企业的发展 我国加入世界贸易组织后将为我国煤 机企业的发展注入新的活力，同时也使我国煤机企业面临着新的机遇和挑 战，面临着更加激烈的竞争。目前煤机企业正处在改革攻坚，机制转换，结 构调整和建立现代企业制度的关键时期， 相当一部分煤机企业正在为生存而 拼搏 ,因而前景相当严峻。 对煤机企业自身来说，要在日趋激烈的国际竞争 中立于不败之地，关键在于尽快提高企业的综合素质和竞争能力新世纪我国煤炭工业的健康、持续发展将为煤机制造业的发展提供坚 实的基础和广阔的市场。我们将进一步深化改革，强化管理，大力抓好技
5、术 创新，提高企业核心竞争力，不断满足煤炭工业发展对装备的需求，为新世 纪煤炭工业的更快发展作出新贡献。四、今后我国电牵引采煤机的研究目标 与目前国外最先进的的电牵引采煤机相比， 国内电牵引采煤机在总体参 数性能方面尚有较大差距，某些关键部件的性能、功能、适应范围还亟待完 善和提高，尤其是线监测，故障诊断及预报、信号传输与采煤机自动控制、 传感器等智能化技术和机械部件的可靠性、 寿命与国外相比差距甚远。 根据 我国煤炭生产要求和采煤机技术发展趋势。 以及针对国内电牵引采煤机存在 的差距，今后主要研究内容如下：进一步完善和提高交流变频调速系统的可靠性。 重点完善和提高系统 装置的抗震、散热和防潮
6、性能；研究可靠的微机电气控制系统，重点提高猜枚机电控制系统的抗干 扰、抗热效应的能力；开发或者增强电控制系统的监控功能，重点研究故障诊断与专家系统、工况监测、显示与信息传输系统、工作面采煤机自动运行控制系统、自 适应变频电路的漏电检测与保护技术、摇臂自动调高系统等；开发四象限运行的矿用交流变频调速装置， 使采煤机能适应较大倾角煤层开发的需求；开发单机功率600KV,总装机功率1500KW的大功率电牵引采煤机； 电牵引采煤机的可利用率、可靠性和寿命的研究。提高交流电牵引采煤机的可靠性、安全性、可维护性、自动化程度及设 备的可利用率， 为实现顺槽以及地面控制奠定良好的技术基础， 使我国电牵 引采煤
7、机研究技术达到国际 20 世纪 90 年代末期的先进水平， 为我国双高综 采工作面和双高矿井的建设，提供了技术先进、性能可靠的滚筒采煤机。我设计的是MG132/320-呵采煤机的牵引部箱体的加工工艺以及数控 加工。 工艺的创新之处是采用了数控机床替代传统机床加工， 加工中涉及到 数控机床的选用、工艺分析、数控编程以及绿色生产等技术，希望能对采煤 机的发展起到一定的作用。第二章 采煤机简介及结构组成2.1 MG132/320 W系列采煤机简介MG132/320- W采用一种电机横向布置、无底托架结构；牵引采用液压牵引； 摇臂调高采用液压传动；滚筒的落煤、装煤采用齿轮传动。该机生产率达 669t/
8、h，牵引速度可达 7.34m/min。该机在很薄的机身上采用 1140V直接供 电的开关磁阻调速方式， 省去了一个变压器增加了采煤机对工作面条件的适 应性；控制方式采用了计算机控制；行走轮的支承采用自润滑轴承结构，使 维修工作量大大降低。该机可开采煤、盐岩、页岩、钾盐等卜氏系数W3的有用矿层。适应采高 1.43.2m。它完全符合井下爆炸性环境要求。2.2采煤机主要特点1. 本采煤机采用多部电机横向布置的结构方式，各部件纵向之间没有直接的动力传动，各部件的机械传动分别独立，改善了受力条件，提高了传动件的运动精度，并且简单可靠，大大提高了机械传动效率，降低了机体的发热程度，从根本上克服了电机纵向布
9、置传动形式存在的漏油、噪声大等诸多不足。2. 为了增强机身的整体刚性及部件强度，液压传动部和电控箱合二为一设计，采用轧制钢板焊接结构，组焊后箱体整体回火处理，从而有效地增强了机身整体刚性和部件强度。3. 整机无底托架，机身三大部件之间采用大直径双定位销和四个楔形亚铃 销以及螺钉联接紧固，该结构连接牢固可靠，同时降低了采煤机的高度，增 加了过煤空间。4. 液压系统与 MG150/375 W型采煤机完全相同，工作原理简单，液压元件可靠性高，系统工作裕度大，故障率低。5. 摇臂内传动件全部借用 MG150/375 W型采煤机，裕度大，可靠性高。6. 调高油缸与液压锁采用分体式设计，方便故障处理及零部
10、件的更换。7. 操纵灵活方便，机身中间设有牵引，调高操作手把，机身两端设有液控 调高按钮和急停按钮。8. 拖缆架采用可翻转式设计，有效地解决了较薄煤层工作面出现的电缆弯 转与拖缆架干涉的问题。 缆架干涉的问题。9. 行走箱内的行走轮采用了可实现自润滑的轴承代替原钢套或铜套的结 构，可不用注油润滑，减 少了维护的工作量，且提高了可靠性。10. 牵引电机， 截割电机冷却水冷却电机后自由流出， 提高了电机冷却的可 靠性，使电机工作更加 可靠。11. 将管路尽可能布置在机壳内部，使胶管的防护可靠，整机无护罩。12. 机面高度低，对开采较薄煤层有良好的适应性。13. 通过更换中间箱和液压马达，本采煤机即
11、可改装为电牵引形式的采煤 机。2.3 采煤机的组成部分及其作用采煤机由截割部、牵引部、电器设备以及辅助装置四大部分组成：1、截割部 主要包括螺旋滚筒，弧形挡煤板，固定减速箱（大摇臂）以及滚筒跳高 装置。螺旋滚筒是一个带有螺旋叶片的圆形滚筒， 叶片上装有截齿， 滚筒旋转 时截齿就将煤破落。弧形滚筒是一个半圆形挡煤板，位在滚筒后面。滚筒旋转时，破落的煤 炭在滚筒的螺旋叶片和弧形挡煤板的共同作用下装入运输机溜槽。固定减速箱体内装有四级减速齿轮和液压传动装置， 电动机经四级齿轮 减速后带动螺旋滚筒旋转。液压传动装置包括柱塞泵、安全阀、分配阀、液压锁、油缸、活塞杆、 小摇臂以及油管接头。 当活塞杆推动小
12、摇臂时， 大摇臂就以固定减速箱为点 上、下摆动，从而实现滚筒跳高。2、牵引部主要包括减速箱、牵引卷筒、导绳轮和操作手把。减速箱内装有液压传动装置与减速齿轮装置。液压传动装置是采煤机牵引动力的动力来源， 它包括叶片油泵、 叶片马 达、单向阀组、安全阀、分配阀以及液压管路和接头等。采煤机牵引速度的 调节就是借液压传动系统的油泵流量变化来实现的。齿轮减速装置由四级减速齿轮组成，其高速端与液压马达输出轴相连， 低速端与牵引卷筒相连。 牵引卷筒主要作用是实现钢丝绳摩擦牵引。 钢丝绳 在卷筒上缠绕 3-4 圈摩擦后， 引出两个头， 并分别经截割部与牵引部的导向 滑轮，沿整个工作面的长度在运输机两段固定。操
13、作手把和一组按钮。3 、辅助装置主要包括电缆架、喷雾装置与绳索装置。电缆架胶接在牵引部底托架后面，采煤机采煤时，电缆盘绕在架上。喷雾装置用于灭尘，保障生产安全和矿工健康。 紧绳装置包括两个弹簧筒，两根拉杆和一台紧绳铰车或专用紧绳卡具。4 、电器设备包括电动机和操作保护电器设备。2.4 主要技术参数及配套设备最大生产能力（ t/h ）： 550 ；采高（m ）: 1.2 2.7滚筒直径（m ）:C 1.25 电1.4 ;截深（ m ）: 0.6滚筒转速（ r/min ）: 46 52；机面高度（ m ）: 0.97牵引速度（ m/min ）: 0 5.5 ； 卧底量（ mm ）: 134 209
14、过煤高度（ mm ）: 330 ；最大牵引力（ KN ）: 300 液压系统最大工作压力（ MPa）:12.5 ； 电压（ V）： 1140 灭尘方式 ：内外喷雾；外型尺寸（mm ）: 5894X 975X 735重量（ T ）： 17.717 （不含滚筒和挡煤板）最大不可拆卸部件为中间箱，其尺寸及重量如下：长X宽乂高（mm ）: 2530 X 940 X 650重量（ T ）： 4.5;配套运输机型号： SGD630/220W SGZ630/220；配套供水管型号： KJR25配套电缆型号： UCPQX3 70+1X 16+3X 6；配套电气开关型号： DQZBH 300/1140截割电机型
15、号： YBRB 132 ；牵引电机型号： YBRB 55主泵型号： ZB125 ；调高泵型号： A2F10R4P1 ；马达型号： A2F107第三章MG132/320-W型采煤机牵引部 箱体的工艺分析3.1 采煤机箱体的功用与结构特点 箱体是部件和组件的基础零件，它把许多的零件连接成一体，使各个 零件之间具有确定的相对位置和相对运动关系， 这就组成了具有一定功能的 箱体部件，如机床主轴箱部件，各类减速器部件等。箱体零件的结构形式和 加工质量对于整个机器的使用性能，如振动、噪声、发热、寿命、效率、工 作精度等都要很大的影响， 所以对于箱体零件的设计和制造， 人们总是给予 很高的重视。箱体的结构形式一般有两种：一种是整体式的，如机床主轴箱箱体，另 一种是剖分式的，如各类减速箱箱体。箱体零件的结构一般都比较复杂。壳臂较薄，内部成腔形。箱体上的外臂和内腔常常设置加强筋和隔板， 以便增强刚度和改善散热条件。 箱体零件 一般具有精度要求较高的平行孔等加工表面。矿井用箱体零件的特点： 由于井下空间小，箱体工作载荷大，工作条件差，并常有煤块，岩石撞 击等，因而要求箱体的尺寸小，结构紧凑，并具有足够的强度。所以一般都 采用铸钢件或球墨铸铁件作为井下箱体零件材料。 同铸铁相比， 铸钢的铸造 性能和加工性能较差。由于井下煤尘和瓦斯的存
