本说明书主要介绍了采煤机截割部的设计计算。此新型电牵引采煤机截割部主要是由一个摇臂减速箱和一个行星减速机构组成,截割部电机放在摇臂内横向布置,电动机输出的动力经由三级直齿圆拄齿轮和行星轮系的传动，最后驱动滚筒旋转。截割部采用四行星单浮动结构，减小了结构尺寸，采用大角度弯摇臂设计，加大了过煤空间，提高了装煤效果。 目录 前言1 1绪论2 1.1采煤机发展概述2 1.2国内外发展现状及研究趋势4 1.2.1国外电牵引采煤机发展概况4 1.2.2国内电牵引采煤机发展概况5 1.2.3技术特点与发展趋势6 1.2.4国内电牵引采煤机研究方向9 2煤的机械性能及截割理论10 2.1煤层构造特点10 2.1.1原生性构造特点10 2.1.2次生性构造特点10 2.1.3断裂和裂缝的观测11 2.2煤的物理机械性质12 2.2.1煤的物理性质12 2.2.2煤的机械性质13 2.2.3煤的坚固系数17 2.2.4煤的截割阻抗17 3截割部的设计与计算18 3.1主要技术参数18 3.2传动比和各轴转矩的计算19 3.3齿轮强度校核22 3.3.1第Ⅰ级、高速级减速齿轮22 3.3.2第Ⅱ级减速齿轮29 3.4行星机构的计算36 3.5截割部轴的设计计算56 3.5.1离合器齿轮轴56 3.5.2齿轮组轴64 3.6截割部轴承寿命校核71 3.6.1离合齿轮组轴承71 3.6.2齿轮组轴轴承73 4采煤机的使用与维护75 4．1采煤机使用过程中常见故障与处理75 4.1.1采煤机截割部与牵引部连接部位损坏的原因分析： 75 4.2大功率采煤机截割部温升过高现象及解决方法76 4.2.1发热原因的分析77 4.2.2解决方法77 4．3采煤机轴承的维护及漏油的防治78 4.3.1采煤机轴承损坏形式和原因78 4.3.2预防和改进措施79 4.3.3加强轴承使用中维护和保养80 4.3.4采煤机漏油及处理80 4．4煤矿机械传动齿轮失效的改进途径81 4.4.1设计82 4.4.2选材83 4.4.3加工工艺83 4.4.4热处理84 4.4.5表由强化处理85 4.4.6正确安装运行85 4.4.7润滑85 致谢89 参考文献90 20世纪70年代，美国JOY公司研制成功了1LS多电机横向布置直流电牵引采煤机，此后又陆续研制了2LS-6LS等型多电机横向布置电牵引采煤机。7LS5采煤机总功率1940kW，牵引速度30m／mi
n，采用JOY Ultratrac2000型强力销轨无链牵引系统，加大销轨节距和宽度，并采用锻造销排，装备了与6LS5型通用的JNA机载计算机信息中心，具有人机通讯界面、故障诊断图形显示和储存、无线电遥控、牵引控制和保护等功能。 德国Eickhoff公司于1976年研制成功直流电牵引采煤机，并基本停止了液压牵引采煤机的研发，此后又陆续开发了多种形式电牵引采煤机。20世纪90年代开发的SL系列横向布置交流电牵引采煤机，将截割电机布置在摇臂上。其中SL500型电牵引采煤机装机功率达1815kW，最大牵引力869kN；SL300型电牵引采煤机总装机功率1138kW，采用双变频器一拖一系统，最大牵引速度达36．7 m／mi
n：SLl000型采煤机装机功率达2600kW，牵引力1003kN。控制系统具有交互式人机对话、设备状态监测与故障预报、在线控制、数据传输等功能。 英国lo
ng-Airdox公司于1984年研制成功第1台将截割电机布置在摇臂上的多电机横向布置的Electra55V型直流电牵引采煤机，在此基础上又开发出功率更大的Electral000型直流电牵引采煤机。20世纪90年代，在Electra系列机型基础上，进一步加大功率，改进控制系统，开发了EL系列交流电牵引采煤机，主要机型有EL600、ELl000、EL2000、EL3000型。在EL系列机型上装置的Impact集成保护及监控系统具有负荷控制、机器监控、采煤机自动定位、自动调高、区域控制‘智能化安全联锁、随机故障诊断和数据传输等功能。日本三井三池制作所1987年后陆续研制成功多种截割电机纵向布置的MCLE．DR系列交流电牵引采煤机，近几年又开发了截割电机横向布置的多电机交流电牵引采煤机。采煤机装有微机工况监测及故障诊断系统，可数字显示牵引速度、滚筒位置、留顶底煤厚度、电机负载及各处温度，具有无线遥控装置，并可加装红外线发射器操纵液压支架。表l为国外代表性电牵引采煤机主要技术参数。 (1)装机功率增大、性能参数提高 ①单台截割电机功率多在400kW以上。多数采煤机单台截割电机功率己达600kW以上，EL3000采煤机单台截割电机功率达900kW，SLl000采煤机的单台截割电机功率高达1000kW，太原矿山机器集团也正在研发单台截割电机功率1000kW的新型大功率采煤机。 ②牵引功率多在80kW以上，最大已达300kW。 ③总装机功率超过1000kW，如7LS5达1940kW，EL3000总装机功率达2000kW，SLl000总装机功率更高达2600kW。 ④牵引速度、牵引力大幅提高。牵引速度15～25 m／mi
n，牵引力500 kN以上。最大牵引速度60m／mi
n(EL3000)，最大牵引力已达1000kN以上(EL3000、SLl000、西安煤矿机械厂生产MG900／2210、鸡西煤矿机械厂生产的MG800／2040)，太原矿山机械集团有限公司即将推出牵引力l 125kN的采煤机。 ⑤截割功率增大，支架实现随机支护，滚筒截深加大。10a前，截深大多是630-700m
nl，现普遍采用截深1000～1200ral
n，别已达到1500
nu
n截深。 ⑥采煤机可靠性和开机率提高。国外采煤机大修周期2a，出煤量400～600万t，要求采煤机出煤量300-400万t而不大修，差距较大。 (2)中高压供电 随着采煤机装机功率大幅度提高，工作面不断加长，整个工作面容量超过5000kW，工作面长度达到300m。为减少输电线路损耗，提高供电质量和电机性能，普遍采用中高压供电。主要供电等级有2300V、3300V、4160V、5000V等。