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中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计全套图纸，三维，加153893706姓 名： 学 号： 22101313学 院： 徐海学院 专 业： 机械工程及自动化10-2 设计题目： MG300/700-WD型采煤机截割部设计及截齿优化 专 题： 指导教师： 职 称： 教授 2014年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 徐海学院 专业年级 机自10-2 学生姓名 任务下达日期： 2013年 10月 14 日毕业设计日期： 2013 年12月30日至2014 年6月7日毕业设计题目：MG300/700-WD型采煤机截割部设计及截齿优化毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：参考参数截割部功率： 300kW 滚筒截深： 800mm采高范围： 1.83.6m 煤层倾角： Y40 电动机转速： 1470转/分 滚筒转速： 35转/分顶板中等稳定、地板起伏不大 牵引方式：电牵引设计要求1、文献检索综述及外文翻译，完成采煤机总体方案设计及其与运输机、液压支架的选择配套布置；2、截割部传动及结构设计3、完成截割部零件工作图设计；4、编写完成整机设计计算说明书。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要在当前能量体系下，煤炭资源依然是我国的主要能源，并且近期这种格局不会有什么大的变动。而采煤机作为采煤作业的主要机械，它的性能对生产率有重大影响，因此当前仍需对采煤机进行大力研究。本文介绍了采煤机的发展状况，以及采煤机的类型和工作原理，完成了对MG300/700-WD型采煤机截割部传动系统的设计。除此之外，对截齿进行了静力学分析，并针对提高截齿使用寿命提出了相关建议。本文所设计的采煤机截割部传动系统由四级齿轮传动组成，动力由电动机输出，然后依次通过三级直齿圆柱齿轮与行星轮系传递力和扭矩，让输出轴上的滚筒工作。截割部减速器最后一级用的是行星齿轮结构，这一做法减小了结构尺寸。本文完成了截割部传动系统设计，通过已知条件先是对截割部电动机进行选型，然后进行总传动比的计算和分配，完成了齿轮模数和齿数的选择；对传动装置运动参数进行计算，通过计算得知各轴的转速、功率以及转矩；进行了圆柱齿轮的设计及校核，完成8个齿轮的设计校核工作；进行了行星齿轮的设计及校核，先是进行行星齿轮材料、热处理工艺及制造工艺进行选定，然后精确计算齿轮模数、几何参数及装配条件，最后完成行星齿轮的强度校核；完成了花键的设计及校核；进行了轴及轴承的设计及校核；利用ANSYS软件对镐型截齿进行了静力学分析，得到了截齿在工作时的受力和变形情况，然后对镐型截齿破损原因进行了分析并提出相关改进建议。本设计的创新点：使用了两个惰轮来增加摇臂长度。利用solidworks进行滚筒的3D建模，使用ANSYS软件对镐型截齿进行了静力学分析，得到了截齿在工作时的受力和变形情况，然后对镐型截齿破损原因进行了分析并提出相关改进建议。关键词：采煤机 ；截割部 ；行星轮减速器 ；截齿；有限元分析ABSTRACTAt present , coal is still the country s main resource of energy , and the pattern sitiuation will not change for a long time. Shearer as the main mechanical coal mining operations , its performance has a significant impact on productivity, this makes the study still need to vigorously Shearer currently This article introduced the present domestic coal mining machines present situation and the trend of development, as well as coal mining machines type and the principle of work, completed the MG300/700-WD electricity to tow coal mining machines complete machine contour topological design, MG300/700-WD coal mining machine cutting department are mainly are composed of four level of gear drive, the cutting department electrical machinery placed in the rocking shaft the crosswise arrangement, the power which the electric motor output by way of the third-level straight spur gear and the planet gear train transmission, finally head roll revolving. Cutting department uses the planet gear structure, reduced the structure size, uses the curved rocking shaft design, has enlarged the coal space, enhanced the coaling effect.This article is designed shearer cutting unit drive system consisting of four gear , powered by a motor output , to be followed by three spur gear planetary gear train passing power and torque , so that the output shaft of the drum work . Finally, a reduction gear cutting unit with a planetary gear structure , this approach reduces the structure size .This paper completed the cutting unit drive system design , first on the cutting unit by a known electric motor selection criteria, and then calculate and allocate the total transmission ratio , completing the gear teeth of the modulus and choice ; motion parameters for transmission calculated by calculating that each axis of speed, power and torque ; conducted a check of spur gear design and complete design verification work eight gears ; carried out the design and checking of planetary gears , planetary gears , first performed materials, heat treatment and manufacturing process for the selection , and then accurately calculate modulus gear , geometric parameters and assembly conditions , finalizing strength check planetary gears ; finished spline design and checking ; conducted a shaft and bearing design and checking ; using ANSYS software picks were ho -type static analysis , has been working in the force and deformation cutter, then pick type cutter analyzes the causes of the damage and make relevant recommendations for improvement.The innovation of this design : the use of two idler arm to increase the length . Build 3d model by using SolidWorks software ,picks were static analysis , make study in the force and deformation cutter by finit element analyis, then pick type cutter analyzes the causes of the damage and make relevant recommendations for improvement.Keywords: shearer; cutting unit; planetary gear reducer; picks;finit element analyis目录1 概 述11.1 采煤机的发展状况11.2 采煤机简述11.2.1 采煤机的分类和组成11.2.2 滚筒采煤机的工作原理21.2.3 采煤机械工作过程31.2.4 滚筒采煤机的特点41.3 选题的目的和意义51.4 论文主要研究内容52 MG300/700-WD采煤机的主要技术参数和特点72.1 主要技术参数72.2 MG300/700-WD采煤机的主要特点83 截割部的设计93.1 截割部概述93.2 截割部传动装置特点93.3 截割部的传动系统设计103.3.1 已知条件103.3.2 截割部电机的选择103.3.3 总传动比的计算103.3.4 传动比的分配113.3.5 齿轮的模数与齿数选择124 传动装置的运动参数计算134.1 各轴的转速134.2 各轴的功率144.3 各轴的转矩145 圆柱齿轮的设计及校核165.1 圆柱齿轮1和惰轮2的设计与校核165.2 圆柱齿轮3的设计及校核215.3 圆柱齿轮4与齿轮5的设计及校核265.4 圆柱齿轮6与惰轮7的设计及校核305.5 圆柱齿轮8设计及校核356 行星齿轮设计及校核406.1 齿轮材料、热处理工艺及制造工艺的选定406.2 计算齿轮模数406.3 几何参数的计算426.4 装配条件的计算436.5 齿轮强度验算447 花键的设计及校核557.1 截一轴花键设计计算557.2 截二轴花键设计计算577.3 截三轴花键设计计算597.4 截四轴花键设计计算617.5 输出轴花键设计计算638 轴及轴承的设计及校核658.1 截一轴及轴承的设计及校核658.2 截二轴及轴承的设计及校核698.3 截三轴及轴承的设计及校核749 镐型截齿静力学分析与损坏分析809.1 镐型截齿的结构介绍809.2 镐型截齿的切削角度分析829.3 镐型齿的静力学分析839.3.1 建立截齿模型839.3.2 约束与加载849.3.3 求解与结果调取分析859.4 镐型齿损坏分析与改进建议869.4.1 镐型齿损坏的分析869.4.2 截齿损坏原因总结879.4.3 提高截齿使用寿命的建议8810 结 论90参考文献91英文原文：93致 谢1121 概 述我国是产煤和用煤大国，尽管石油、天然气、风能和核能等其他能源发挥着各自的优势和作用，我国最主要的能源依然是煤炭。随着21世纪社会经济的飞速发展，世界对煤炭资源的需求增加，煤炭工业的机械化进一步得到促进，采煤机也发展成为目前最主要的采煤机械。1.1 采煤机的发展状况 (1)横向多电机驱动方式是现在绝大多数新生产的采煤机所采用的。(2)最大总装机功率不断增加，采煤机截深不断增加。(3)采煤机各个组成板块之间采用液压、销轴等更简单可靠有效的连接方式。(4)液压牵引方式逐渐退出历史舞台，电牵引方式得到大力推广。(5)MG200是我国高档普采和节约型综采的主要机型，由于性能等方面已不能满足生产要求，需要研制新的替代机型，国内一些机构已经着手开始研究，并取得了不错的效果。(6)让截割部与牵引部融为一体，能充分利用空间，结构相当紧凑。(7)不用底托架。(8)特殊工作条件用采煤机得到众多研究。(9)部分采煤机真正实现了工作面的无人化安全生产。1.2 采煤机简述1.2.1 采煤机的分类和组成采煤机分法很多，有按照截割机构类型分的，有按照牵引形式分的，有按功率分的。一般情况下我们是按照采煤机工作机构的类型进行分类的，可以分为一下几种：。目前，用的最多的是滚筒采煤机，因为这种采煤机适应性好，效率高，可靠性高。图 1-1 双滚筒采煤机1.2.2 滚筒采煤机的工作原理双滚筒采煤机截割煤岩时，前滚筒调高，割顶煤，后滚筒调低，割底煤，因此采煤机沿工作面行走一次，可以推进一个截深，回程时又可以推进一个行程，也就是说，采煤机来回一次可以推进两个截深。为向刮板机顺利运煤，顺时针旋转的滚筒（从采空区看），螺旋叶片应为右旋；逆时针旋转的滚筒（从采空区看），螺旋叶片应为左旋，即“左转左旋，右转右旋”。对于而言，要让两个滚筒的，从而才能不破坏采煤机的整体稳定性，一定要使两个滚筒对滚。图1-2 采煤机滚筒1.2.3 采煤机械工作过程采煤：、。这里面，采煤机独自进行了落煤和装煤操作。在一个综采工作面中，采煤机是主要设备，但是还要有其他机械的辅助，在工作面中，最主要的设备除了采煤机外，就是液压支架和刮板运输机。液压支架和采煤机之间要有一个安全距离，一是为了工作人员通过，二是防止采煤机在落煤时有大的煤块弹出，伤到工作人员。这三者的关系如下图1-3。1、滚筒采煤机 2、刮板输送机 3、液压支架图1-3 三机配套图1.2.4 滚筒采煤机的特点（1）使用范围广，各种类型的煤都可以用滚筒采煤机来采割，对煤层地质条件的要求较低，对于地板起伏不平、层厚变化大、煤粘顶、有落差不大的断层以及不同性质的顶板等煤层条件，采煤机都能适应；（2）；（3），；（4）操作便捷、方便；（5）有向标准化发展的趋势。但是滚筒采煤机也有其缺点：结构复杂，改进困难，价格昂贵；相比较其他类型采煤机而言，割落出来的煤块度小，粉尘量大，比能耗高。一般采煤单位能耗为。但是，总的来说，滚筒采煤机的优点相比较其他机型更占优势，这也是为什么滚筒采煤机是现在采煤机领域的主要机型。1.3 选题的目的和意义我国是产煤和用煤大国，尽管石油、天然气、风能和核能等其他能源发挥着各自的优势和作用，我国最主要的能源依然是煤炭，而且近期这种能源格局不会改变。因此，对煤炭的高效开采及合理利用仍是我国需要努力的方向，这将使我国不仅是能源开采和利用大国，更是能源方面的强国。谈到煤炭的高效开采，就要从采煤环节的源头采煤机说起。采掘机是采煤的主要机械之一，而采煤机截割部作为采煤机消耗功率最大的组成部分，其性能的好坏对采煤机整体性能的好坏起到至关重要的影响。因此，基于上面所阐述的采煤机的应用背景，本文选择对采煤机截割部进行设计。本文通过对截割部的设计及截齿的优化来提升截割部的性能，从而提升采煤机的性能，具有一定实际意义和价值。1.4 论文主要研究内容本文对MG300/700-WD采煤机的截割部进行了设计，并对截齿进行了静力学分析，随后提出了提高截齿使用寿命的若干建议。具体包括以下内容：（1）截割部传动系统设计，通过已知条件先是对截割部电动机进行选型，然后进行总传动比的计算和分配，完成齿轮模数和齿数的选择。（2）传动装置运动参数的计算，通过计算得知各轴的转速、功率以及转矩。（3）圆柱齿轮的设计及校核，完成8个齿轮的设计校核工作。（4）行星齿轮的设计及校核。先是进行齿轮材料、热处理工艺及制造工艺的选定，然后精确计算齿轮模数、几何参数及装配条件，最后完成齿轮强度校核。（5）花键的设计及校核。（6）轴及轴承的设计及校核。（7）镐型截齿静力学分析及失效研究。建立简化的镐型截齿有限元模型，通过有限元分析软件ANSYS进行约束加载，进行静力学分析。对镐型截齿破损原因进行了分析并提出相关建议。全套完整版加1538937062 MG300/700-WD采煤机的主要技术参数和特点2.1 主要技术参数 本文所设计的MG300/700-WD交流电牵引采煤机，是多电机横向布置型的，各个组成板块能够实现积木式组合。该机有左右两个截割电机，每个功率为300KW，有左右两个牵引电机，每个功率为40KW，适于倾角40，顶板中等稳定，中硬及硬质煤层或含矸石夹层煤层的开采。表2-1 MG300/700-WD主要技术参数型 号单位MG300/700-WD采 高m1.83.6截 深mm630、800适用倾角40滚筒直径mm1800、2000、2200滚筒转速r/min30.8、35、40.2摇臂长度mm2200摇臂摆动中心距mm6258牵 引 力KN535牵引速度m/min07.9/13.12牵引形式电牵引机面高度mm1426灭尘方式内外喷雾装机功率KW3002+402+20电 压V1140整机质量T40配套输送机、2.2 MG300/700-WD采煤机的主要特点（1）截割电机是以横向布置的方式布置在摇臂上的，摇臂和机身通过销轴连接，之间没有动力传输。（2）机身分成三部分，及中间箱和左右牵引部，没有底托架，连接用的是液压螺栓，方便可靠。（3）用的是四象限运行技术，可以用于急倾角煤层的开采（4）可以选择“”或“”的方式。“”方式是指两个牵引电机分别有两个变频器来控制，工作可靠性高；而“一拖二”方式采用两台牵引电机用同一个变频器控制，系统简单划算。（5）电控部分采用PLC来实现，能够实线开机操作步骤的提示，以及故障分析和记忆，全部以中文显示。（6）、等安保功能。（7）简单安全。（8）老塘侧可以抽出大部分部件，维修容易。（9）做得好，生产效率高。3 截割部的设计3.1 截割部概述螺旋滚筒、减速器与截割电机等共同组成采煤机截割部，截割部的作用是将煤从煤壁上割落下来。对于单滚筒采煤机，截割部只有一个，而对于双滚筒采煤机而言，截割部有两个，左右对称。现在采煤机都采用螺旋滚筒，滚筒同时有破煤和装煤两种功能。滚筒是整个机械传动装置的终端，动力由电机一步步传递到截割滚筒。调高功能是滚筒采煤机理应具有的，以应对煤层厚度改变与底板起伏的情况。截割部是耗能最大的地方，其功率占采煤机总功率的绝大部分比重。截割性能的好坏对采煤机的生产率和比能耗有直接影响。3.2 截割部传动装置特点（1）电机轴转速为1470r/min左右，滚筒转速为3050r/min，总传动比为3050，共需要34级齿轮减速。由于采煤机机身高度有严格的限制，因此各级传动比不能一样大，一般说来上一级传动比要大于下一级，这样才能保证各级尺寸均匀。圆柱齿轮传动比一般不大于，行星齿轮传动比可以达到。（2）当电动机要同时驱动截割部和牵引部时，必须要设置离合器，以便采煤机在调动或检修时电机不能驱动滚筒。离合器通常设置安装在高速级，从而达到减小尺寸的目的，且便于操纵。（3）摇臂调高。一般设计上会在减速级中设置多个惰轮，以使摇臂符合长度要求。通常一级减速。少数摇臂两级减速。（4）行星齿轮传动比较大。（5）采煤机齿轮一般为修正后的齿轮，齿数较少。3.3 截割部的传动系统设计截割部布置，减速器各级彼此独立，。优点：（1）结构简化，制造、装配简单，维修方便，；（2）电动机各自独立驱动，各传动系统也是独立的；（3），；（4）组装、拆卸和维修方便。缺点：（1）首尾两电动机功率相同，但截割条件不同，必有一个电机存在功率浪费；（2）电控系统较复杂。3.3.1 已知条件（1） 采高范围1.8m3.6m；（2） 煤层倾角 40（3） 截割功率2300kW （4） 滚筒转速 35r/min3.3.2 截割部电机的选择电机型号： YBC-300额定功率（kw）： 300 kW额定电压（V）： 1140 V额定电流（A）： 180 A额定转速（r.p.m）： 1470 r.p.m电机的转矩： 3.3.3 总传动比的计算电机转速：1470 r/min滚筒转速：35 r/min总传动比：分析情况。在ANSYS 中设置智能划分，结果如图 9-5 所示。图 9-5 划分网格结果9.3.2 约束与加载添加约束条件时，需要考虑到采煤机的工作条件相当恶劣，极易发生煤尘阻塞在齿座里，截齿将没法绕自身轴线旋转，所以约束时把截齿底部及齿身嵌在齿座里的部分约束住，约束结果如图9-6所示。根据搜集的有关材料计算，最大截割阻力Z 为8.9 KN，进给力Y 值为6.5 KN，侧向力X 值为5.4 KN。因为齿尖是截齿主要承力部分，为了简化分析，把力集中加载在齿尖处。图9-6 约束结果9.3.3 求解与结果调取分析在Solution 中选择Solve ，然后选择Current LS ，进行有限元求解。求解完成后，在General Postproc中查看求解结果，可以图形化方式显示应力应变变化云图，也可以设置路径以曲线形式查看求解结果。图 9-5 镐型齿变形图根据以上分析结果得出：采煤机工作时，截齿最大应力出现在截齿中部，齿身根部；最大变形出现在截齿齿尖处。根据以上分析结果，结合生产实际，本文接下来将对镐形齿的损坏形式和原因进行一番分析，并提出提高其使用寿命的一些建议。9.4 镐型齿损坏分析与改进建议镐型截齿作为螺旋滚筒截割煤岩的工作刀具，主要作用是落煤和碎煤，工作条件恶劣，所以截齿本身需要有足够的强度及耐磨性。截齿是采煤机上的易损件，如果截齿工作时失效率过高，势必要经常更换截齿，不仅影响生产进度还会增加生产费用。因此，为了提高采煤机截齿的使用性能及使用寿命，以采煤机截齿为研究对象进行相关研究具有重大意义。9.4.1 镐型齿损坏的分析 镐型截齿的工作条件恶劣，损坏率很高，下面罗列出其主要损坏形式：1)磨损损坏由统计数据显示的结果，竟然有半数以上的截齿损坏是由磨损产生的，显而易见，磨损损坏是截齿损坏的主要原因。新安装的截齿，本来是锐利的，随着工作时间的增加，和煤壁不断接触损耗，慢慢变钝，慢慢产生磨损。截齿变钝，于是切削刃部分与煤岩接触面积增加，从而使得破碎煤岩压力变大，阻力增加，从而造成粉尘过多产生，而且受力面积增加将降低块煤率。如果设计、安装科学合理的话，理论上镐型截齿可以起到自锐作用，然而，截齿工作条件毕竟是十分恶劣的，很多情况下，会出现截齿被卡在齿座中不能自由旋转的情形，从而造成只有固定的一面磨损，损坏必然加快。2)刀头掉落截齿在作业时，齿尖这块始终处在截割最前沿，绝大部分来自煤岩的猛烈的冲击力都由其承受。循环往复的强烈冲击，使得截齿齿尖刀头有可能变得松动，这时候刀头将会发生掉落。而失去了刀头的截齿与煤岩接触面积大增，截割能力将几乎丧失，成了截割煤岩的累赘，增加了截割阻力，凭白浪费了功率。3)刀头崩刃截齿在作业时，一直承受着循环往复的猛烈的冲击。由于工作条件恶劣，煤岩中岩石分布不均，受力环境存在很大的不确定性。很有可能出现齿刃一部分在截割岩石，另一部分在截割较软的煤。这样截割煤的部分将受到拉应力作用，当拉应力刀头材料的强度极限时刀头部分会发生碎裂，这时候崩刃就容易形成，或者进一步折断刀头。崩刃后，情况变得和前面一个情形一样，截齿与煤岩接触面积加大，从而增加了截割煤岩的阻力，降低了生产率和块煤率，增加了粉尘量。4)齿身断裂当截齿遇到截割异常坚硬的岩石等特殊情况时，将会承受非常大到集中力。而这将导致截齿的布置 、形状之类的发生改变，使得刀身发生形变，从而不能再正常完成截割工作。另外，截齿齿身强度不够，如果变形过度使得齿身也直接承受煤岩作用力时，很可能造成齿身发生断裂。9.4.2 截齿损坏原因总结结合以上截齿损坏形式，可以知道截齿的损坏形式主要有磨损、刀头脱落、刀头崩刃、刀身断裂等，而造成这些破损形式出现的原因如下：1)设计不合理，改进不足随着时代的发展，采煤机总装机功率越来越大，滚筒尺寸越做越大，采煤机最大采高也跟着水涨船高。而这造成了采煤机作业时受力条件也比以前更加复杂，对采煤机工作性能要求更加严苛。同样，工作条件的变化也使得截齿的性能参数要发生相应地变化才能跟上时代的变化，满足使用要求。然而，多年以来，截齿的设计方法不够先进 ，分析手段也比较落后 ，在实验研究以及理论分析领域没有得到足够的关注。由于在理论方面没有高水平的设计理念产生，使得截齿的设计找不到改进的方向，很难能够设计出完美符合当前工作条件的截齿。2)制造工艺不够先进截齿的质量好不好对截齿工作时的损坏影响作用是巨大的，也是直接的。截齿质量问题突出表现为制造工艺不够先进，如刀头和齿身焊接不牢靠、截齿和齿座不能恰当镶嵌在一起等等。所有这些质量问题无疑将会导致截齿出现不应该的损坏。制造截齿常用的工艺流程为钎焊 、加热盐浴等温淬火 、低温回火。这会出现以下问题：焊接不牢靠，有裂纹；加热程度难以把握；刀头和齿身在工作产生热量时膨胀程度不一样；钎焊不能很好适应井下的恶劣工作条件；难以控制焊缝间隙大小；第二步盐浴淬火操作造成焊接质量变差和刀头脆化。3)截齿材质问题针对煤矿井下工作环境的恶劣这种特殊条件，考虑截齿的加工材料时，应该让其满足很高的要求。所以说，对于制作刀头和齿身的材料，都必须要有足够的耐磨性、韧性、强度、刚度、硬度。然而，国内制造钢材的水平比较落后，生产出来的钢材往往不能达到指定的要求，使得截齿使用性能受到影响，容易发生损坏。4)使用不当就像穿着休闲鞋去打篮球会对休闲鞋造成很大损害一样，如果拿截割软煤层的截齿去截割硬煤层时，必然会导致截齿的损害，更有甚者，会对采煤机整体造成伤害。另外，盲目地增大牵引速度，一味地追求增加截割厚度，将会发生齿座啃煤现象，恶化截齿受力条件，造成全齿磨损。还有以下现象：损坏严重截齿不及时更换、丢齿后不及时安装等等。9.4.3 提高截齿使用寿命的建议 根据以上分析，结合查取的资料，对与提高截齿使用寿命，提出以下建议：1)科学地选用材料针对截齿在工作时，要承受循环往复的猛烈的冲击的情况，对于截齿材料来讲，应具有很高的强度和韧性；针对截齿在工作时要与煤岩剧烈地摩擦的情况，截齿材料应具有很高的耐磨性；针对截齿在工作时要截割煤岩的情况，很高的硬度也是必需的。同时针对以上情况，对于截齿焊料来讲，具有很高的强度和韧性也是必需的。2)热处理方式使用等温淬火这种工艺来提高强度和韧性；使用冷作硬化的处理方式来提高硬度和抗腐蚀性。3)改进齿身和刀头焊接技术以前都是采用钎焊技术，而焊缝强度不够，可以选择采用镶铸技术，可以在很大程度上提高连接强度。4)对截齿的排列方式优选针对煤层条件合理选择截齿的排列方式，在允许条件下，优先选用交叉排列，因为这种排列方式块煤率高、比能耗低。5)对截齿的几何参数优选截齿几何参数的变化对截齿所受到的煤层赋予的截割阻力有很大的影响，于是也对截齿的使用寿命有很大的影响。根据煤层条件，多分析，多比较，让截齿几何参数更适应煤层的情况，可以有效提高截齿使用寿命。6)针对煤层条件选择合适性能的截齿在截割煤质较软、含矸石较少的煤层时，使用硬度较高的截齿；在截割煤质较硬含矸石较多的煤层时，使用塑性和韧性较好的截齿，牺牲一下硬度。7)改进截齿设计和制造完善和创新截齿设计理念，设计出适应采煤条件变化的截齿。进一步提高焊接质量，合理选择制造精度 、配合间隙。8)努力让截齿得到合理地应用根据煤岩特征合理选择截齿，原则上不要让截齿处于超过自身截割能力的截割状态。除此之外，要多注意截齿的工作情况，勤检查，对于截齿损坏、丢齿换新要及时。10 结 论目前，煤炭资源仍然是我国的主要能源 ，而近期这种格局不会得到改变。而采煤机作为采煤作业的主要机械，它的性能对生产率有重大影响，因此当前仍需对采煤机进行大力研究。本文介绍了采煤机的发展状况，以及采煤机的类型和工作原理，完成了对MG300/700-WD型采煤机截割部传动系统的设计。除此之外，对截齿进行了静力学分析，并针对提高截齿使用寿命提出了相关建议。主要得到以下结论：（1）本文所设计的采煤机截割部传动系统由四级齿轮传动组成，动力由电动机输出，然后依次通过三级直齿圆柱齿轮与行星轮系传递力和扭矩，让输出轴上的滚筒工作。截割部减速器最后一级用的是行星齿轮结构，这一做法减小了结构尺寸。（2）利用ANSYS软件对镐型截齿进行了静力学分析，得到了截齿在工作时的受力和变形情况，然后对镐型截齿破损原因进行了分析并提出相关改进建议，对提高截齿使用寿命和工作性能具有一定的参考价值。参考文献1 王启广，李炳文，黄嘉兴.采掘机械与支护设备.徐州：中国矿业大学出版社，20062 韩正铜，王天煜. 机械精度设计与检测. 徐州：中国矿业大学出社，20013 中国矿业大学机械制图教材编写组.画法几何及机械制图. 徐州：中国矿业大学出版社，20024 程志红. 机械设计.南京：东南大学出版社，20065 程志红，唐大放. 机械设计课程上机与设计.南京：东南大学出版社，20066 王洪欣. 机械原理.南京：东南大学出版社，20067 刘鸿文. 简明材料力学.北京：高等教育出版社，19958 机械设计手册编委会编著. 机械设计手册1.北京：机械工业出版社，20049 机械设计手册编委会编著. 机械设计手册2.北京：机械工业出版社，2004 10 机械设计手册编委会编著. 机械设计手册3.北京：机械工业出版社，200411 翟培祥，顾治胤. 采煤机械参数选择.北京：煤炭工业出版社，197912 汪理全，徐金海等. 矿业工程概论.徐州：中国矿业大学出版社，200413 程居山等. 矿山机械.徐州：中国矿业大学出版社，200414 李昌熙，沈立山，高荣. 采煤机.北京：煤炭工业出版社15 综采技术手册编委会编著，综采技术手册.北京：煤炭工业出版社16 王少怀.机械设计师手册（上册）.北京：电子工业出版社 200617 饶振刚.行星齿轮传动设计.北京：化学工业出版社 200318 李宜民，王慕龄，宫能平. 理论力学. 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Research on the Technology of Shearer Self-adaptiveMemory Cutting ;XuZhou：China University of Mining and Technology ;200922 Mike Syddell.New shearer idea for hard rock millingJ.Australian Milling,2002,V01.94,no.6，p.35-3723 H.Copur，L.Ozdemir，J. Rostami.Shearer applications in mining and tunnelingJMining Enginnering,1998，V01.50，no.3，p.38-4224 Ma.B,A.Hr,J.F.Finite element analysis of applicationJ，Journal of Analysis and Vibration，1992,152(1):107-109 25 K.G.Hurt,K.M.Macandraw.Cutting efficiency and life of the screw dmmJMinignScience and Techonlogy.1985.2：p.125-128英文原文：Research on the Technology of Shearer Self-adaptive Memory CuttingAbstractAt present, the automation technologies are widely utilized in coal mine. However, because automatic control of shearer hasnt been realized, the automation of the fully mechanized long-wall coal mining face is still an unresolved problem. The automatic adjustment height of the drum is the key technology of the shearers automation. In order to realize the automatic adjustment height of the drum in the shearer, Artificial Immune theory was used to carry out self-adaptive memory cutting of the shearer in this paper. The methods of the path memory and data processing, self-adaptive cutting and manual amendment were researched in detail. Preliminary experiment has been done on the MG900/2210-WD shearer that was produced by Xian Coal Mining Machinery Company. The experimental result shows that self-adaptive memory cutting of the shearer based on Artificial immune is feasible and the control precision satisfies the demand of production. Keywords：shearer; artificial immune; sheearer; self-adaptive memory cutting; adjust heightI. INTRODUCTIONShearer is the key equipment in the fully mechanized long-wall coal mining face, it is necessary and important to realize the automation of the shearer that is the precondition to realize the automation of the fully mechanized long-wall coal mining face. It is well known that the key technology to realize the automation of shearer is the automatic adjustment height of drum in the shearer. At present, there are two kinds of methods which are adopted to realize the automatic adjustment height of drum including coal-rock interface identification and memory cutting. Coal-rock interface identification usually uses r ray, electromagnetic wave, vibration signal and other sensor information to identify coal and rock as mentioned in 1 and 2. The above-mentioned methods are used to identify whether or not shearer cut rock, but application effect is not ideal in practice because of the complicated and unpredictable geological conditions in the coal mining face. Memory cutting uses the strategy of teaching and playback which is widely used in the robot control, it avoids the difficult problem of coal-rock interface identification. JOY and DBT have already researched the shearer with memory cutting function, but this kind of shearer doesnt work well in coal mine. If the geological condition changes, the shearer still works along the memorized cutting path, the drum will cut rock which may destroy the drum or take place severe accident. In order toresolve disadvantages of the above-mentioned two kinds of methods, the self-adaptive memory cutting technology based on Artificial Immune is researched in this paper, and the automatic adjustment height of drum is realized. II. MODEL OF THE SHEARER MEMORY CUTTING BASEDON ARTIFICIAL IMMUNE THEORYA. Work Flow of the Shearer Memory Cutting The main working process of the shearer includes movement of the haulage unit and the vertical movement of the rocker arm, as shown in the Fig.1. When the shearer cuts the roof rock, floor rock and fault rock, it should adjust the arms height to avoid the damage of the cutting drum.In the process of memory cutting, the shearer follows the cutting path that the operator guided for the first time. When the geological conditions change drastically in the fully mechanized long-wall coal mining face, the memorized path is not correspondent with the real condition, and the drum maybe cut rock. In order to solve this problem, the self-adaptive memory cutting technology based on Artificial Immune was presented in this paper, which can make the drum adjust its height automatically under the changed geological conditions, and record the new path that will be used for the next time.B. The Shearer Memory Cutting Model Based on ArtificialImmune Shearers memory cutting based on Artificial Immune is divided into three parts including path m
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