毕业设计--滚筒采煤机截割部的设计(4)

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叶片直径和筒体直径足够需要保持适当的比例，应保持大直径圆筒的比率于2。因此取： Dg=Dy/2=0.6m

DyDg 大于或者等

4.1.5 滚筒

对于直径为1.5米左右的滚筒，螺旋升角ay?20?。

4.1.6 螺旋头数

螺旋头的数量经过试验不会对装煤的效率产生太大的影响。在实际过程中，多头螺旋经常被用在滚筒叶片，因为可以调节它的螺旋升角。在双头螺旋滚筒的所有皆线上安设一到二

g把刀。在设计过程中，让叶片高度 （y）2S（） 与叶片间距维持一定的比例关系，应使 nt2S?K 式 （4-6）

nt?（Dy?Dg）式中 S——螺旋线导程；

D?D nt——螺旋头数。 大直径滚筒K=0.8，因此

n（t.Dy?Dg）.K S?2?0.6）2?（1.2 =?0.8

2 =48mm 取S=50mm。

4.2截齿

[11] [1]

截齿配置是设计过程中很关键的一点，对于这个问题有以下几个要求：块煤的产率要高，空气中煤尘含量要少，截割阻力跟牵引力相对平均的作用在滚筒上。如果它能够具有以上特点，采煤机使用寿命将会被增加，煤的售价也能够增加，并能够保护井下的工作人员的健康。块煤的产率的多少跟很多东西有关系，但它跟截齿尺寸、截齿的数量和截齿的布列关系更大，如果要使块煤产率增加，那么可以让截齿的伸出的长度增加，要么也可以削减截齿的数量。以上的两个举措可能让机器的振动加重，以此同时机器的使用寿命会大打折扣。

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图4-1 采煤机滚筒端面结构图

1.端盘端面截齿 2．端盘截齿 3．叶片截齿

图4-1中2的起到了平衡轴向力、自开缺口的效果。

(1)图4-1中2的工作环境几乎是半封闭状态，截齿的负荷肯定会很大，它消耗的能量在工作机构消耗掉的三分之一上下，而它所需要的能量在滚筒截齿总消耗能量的1/2附近附近徘徊，所以它的截距要尽量缩小，每一条截线上安设的截齿数要增多。。图4-1中的2需要安设六个在端盘端面，便于机器开缺口和避免端盘与煤壁相碰撞带来的摩擦和磨损。图4-1中2的截距是由煤壁向外慢慢增加，即18毫米一28毫米一34毫米—40毫米。

(2)滚筒截齿会产生振动在切割煤的时候，机器的截割部里面的各个零件和整个机器工作时间的长短使用都会被振动所影响，还有对机器能否稳定工作的影响。煤的脆性和煤本身不是均匀的材质以及滚筒本身结构的问题都是导致振动产生的原由。切槽断面的形状因为没有形成对称，它是导致截齿侧向力产生的最根本的原由。滚筒侧向力则是所有的截齿侧向力共同作用而成的 。滚筒侧向力关于机器的稳定性有着关键性的决定权。侧向不平衡力的不停的转变会让滚筒和摇臂产生振动，而这个振动的方向跟力的方向一致。所以每一组的截齿当中设立一个截齿（向采空区负倾斜），目的是通过平衡轴向力，来降低采煤机的振动，使采煤机能够稳定工作。

(3)如果在开道的截齿的选择上使用零度齿，那将会对截割煤炭很有利。因为开道截齿的工作条件很差，如果开道截齿能够截割出一个自由面，那么为后面的工作提供了很好地条件。端盘的截割宽度会对滚筒产生比较重要的影响。

对截齿的基本要求是： 1)耐磨性要好；

2)截齿要有符合不同煤和切割的条件的几何形状，切削的能耗比要求要小； 3)拆装截齿要简便迅速，安装固定要可靠，以免截齿丢失； 4)截齿及其固定装置的结构应尽量简单，以利制造和维护。

滚筒采煤机使用的截齿可粗分为两类：扁截齿、镐型截齿。此滚筒将使用扁截齿。根

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据设计经验，

表4-2 截齿参数

截角 α=25° 前角 β=90° -α=5° 后角 γ=18° 侧角 6° 尖角 ω=3° 截刃b取15mm。 4.3截齿的材料以及截齿的固定

要保障截齿有合适的强度和好的耐磨性，常常采用40cr钢来制造它的齿身，经过淬火和高温回火处理。要降低截齿的丢失以及减少更换截齿的耗时，将要求截齿的装拆简单方便并且固定牢靠。因为截煤过程中截齿遭到相对比较大的载荷，而且还有振动因此现在的采煤机大部分使用弹性元件来固定截齿。本机将用弹簧钢丝卡住销以达到固定截齿的目的。

截割部减速器传动系统特点：

它需要传送机器很大一部分的装机功率，载荷很大并且不是很稳定，工作环境比较艰苦，可靠性要求高，外形以及尺寸将会受到工作条件的严格制约。它的特点如下：

（1）传动体系当中必需有一队圆锥齿轮以达到让滚筒轴与电机轴是垂直于对方的目的；

（2）安装离合器或者离合齿轮在截割部当中，如果离合器或者离合齿轮脱落的时候，调高泵依然有动力。

（3）低速轴上不要有离合器以达到操作简便；同时低速轴上也不要有圆锥齿轮，防止模数太多。

4.4截割部摇臂传动系统

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图4-2 截割部传动系统图

4.4.1 截割部摇臂传动系统齿轮

表4-3 齿轮参数

齿轮Z1 Z2 Z3 代号 齿数 19 33 34 模数 7 7 7 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 28 28 39 10 10 10 25 8 Z11 14 8 Z12 66 8 25 34 17 （23、26） （33、36） 8 8 10 4.4.3 各齿轮的基本尺寸及相关计算[7]

采煤机的齿轮将使用相对较大的变位系数，齿轮的最小齿数大都是为十三或者十四。因为第一级的齿轮转速比较高，所以齿数不应该太小。此传动系统当中的齿轮最小齿数取 14， 第一级齿轮的齿数取19。齿轮如果受到偏载，将会使齿轮端部有折断的危险。要避免齿轮受到偏载，齿轮可以进行鼓形修缘，而它的修缘量为 0.1~0.15mm。 1）Z1：Z = 19，m = 7；

齿距： P = πm = 21.98； 齿顶高： ha= m = 7； 齿根高： hf =1.25m =8.75； 齿高： h=2.25m =15.75； 分度圆直径： d = mZ = 133； 齿顶圆直径： da=m（Z+2=147；

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齿根圆直径： df= m（Z-2.5） df=115.5； 2）Z2： Z = 33，m = 7；

齿距： P = πm = 21.98； 齿顶高： ha= m = 7； 齿根高： hf=1.25m hf=8.75； 齿高： h=2.25m =15.75； 分度圆直径： d = mZ d= 231；

齿顶圆直径： da= m（Z+2）= 245； 齿根圆直径： df=m（Z-2.5） df=213.5； 3）Z3： Z = 34，m = 7；

齿距： P = πm = 21.98； 齿顶高： ha= m = 7； 齿根高： hf= 1.25m = 8.75； 齿高： h = 2.25m = 15.75； 分度圆直径： d = mZ d = 238；

齿顶圆直径： da= m（Z+2）= 252； 齿根圆直径： df= m（Z-2.5） df=220.5 4）Z4： Z = 25，m = 8； 齿距： P = πm P= 25.12； 齿顶高： ha= m = 8； 齿根高： hf= 1.25m = 10； 齿高： h=2.25m =18； 分度圆直径： d = mZ = 200； 齿顶圆直径： da= m（Z+2）= 216； 齿根圆直径： df= m（Z-2.5） df=180； 5）Z5： Z = 34， m = 8；

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