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采煤机破碎机构的设计 李占权1,赵宏梅2,闫晓林1,何燕成1 1. 鸡西煤矿机械有限公司,黑龙江 鸡西158100; 2.黑龙江科技学院 机械工程系,哈尔滨150027 摘 要结合采煤机破碎机构的传动装置,简要地阐述了应用数学规划理论进行采煤机破碎机构的设计原理,以更 好地发挥采煤机的功效。 关键词采煤机;破碎机构;行星机构 中图分类号TD42611 文献标识码A 文章编号1008 - 8725200604 - 0010 - 02 Design of Crusher of Sbearer LI Zhan - quan1,ZHAO Hong - mei2,YAN Xiao - lin1,HA Yan - cheng1 1.Jixi Coal Mine Machinery CO Ltd. , Jixi 158100 , China ; 2.Mechanical Engineering College ,Heilongjiang Institute of Science and Technology ,Haerbin 150027 , China Abstract In combination with the gearingof crusher of shearer ,the design of crusher of shearer with mathemat2 ical programming theory is briefly expounded. Key words shearer ; crusher ; planet mechanism 0 前言 采煤机破碎机构,安装在采煤机牵引部的端头, 用于破碎大块煤,解决大块片帮煤堵塞采煤机机身 下面过煤空间的问题,省略了人工破碎的工序而设 计的传动机构。 1 破碎机构的结构 电牵引采煤机破碎机构的设计,一般都应用单 级NGW型行星减速器进行动力传递,它的传动比 大,单位重量的承载能力大,传动效率高,制造时不 需要特殊设备,检修维护也方便。为扎赉诺尔煤业 有限公司设计的破碎机动力传递机构为行星减速 器,滚筒体采用整体焊接机构,破碎刀齿采用镐形 齿[1],以利于破煤;支撑轴承采用双外圈双列圆锥滚 子轴承,抗冲击,承载能力大;密封为CHICAG O公司 HDDF型密封,同时附以CR防尘圈。其主要由护 罩、 臂架组焊件、 行星减速器、 破碎滚筒组焊件等组 成,具体结构如下图1所示。 图1 电牵引采煤机破碎机构简图 11护罩 21行星机构 31圆锥滚子轴承 41破碎滚筒体 51 滚动轴 承 61HDDF型密封 71CR型防尘圈 81电动机 91臂架组焊件 制动力矩对静力矩的倍数不能在所有多绳摩擦提升 设备中都采用同一数值即n 3。为了保证多绳 摩擦提升机工作的可靠性,有些提升设备中制动力 矩的倍数可能大于或小于3倍,否则减速度不会在 115～5 m/ s2的范围内,但停车的制动力矩仍按 煤 矿安全规程 的规定,即n≥3。 3对每台多绳摩擦提升设备来说,为了保证允 许的减速度,根据多绳摩擦提升系统重力特性系数 的大小,能具体地从图2选择出安全制动时制动力 矩对静力矩的倍数n值来。 参考文献 [1] 中国矿业学院.矿井提升设备[M].北京煤炭工业出版社, 1980. [2] 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京煤炭工业出版 社,2004. [3] 葛世荣,等.矿井提升机可靠性技术[M].徐州中国矿业学院 出版社,1994. 收稿日期2006 - 01 - 20;修订日期2006 - 02 - 22 作者简介李占权1973 - ,男,黑龙江鸡西人,机械工程师,1997年毕业于原黑龙江矿业学院机械工程系机械设计与制造专 业,现从事采煤机设计与研究工作,发表论文多篇,Tel 0467 - 2389298。 第25卷第4期 2006年4月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol125 ,No104 Apr ,2006 减速器动力通过行星齿轮减速器传送到破碎滚 筒上,破碎机构通过铰轴与牵引部联接,臂架上另设 一个铰接点与破碎油缸铰接,油缸另一端铰接在牵 引部上,通过操作遥控器的按钮或操作站上的按钮 实现破碎油缸的伸缩,用以实现破碎机构的调高。 破碎机构根据左、 右工作面的不同,布置在采煤机的 左端或右端。 2 行星齿轮减速器的优化设计 211 行星轮系中各轮齿数和行星轮数的确定 1保证实现给定的传动比[3] i 1 Za/ Zb1 式中Zb 内齿圈齿数; Za 太阳轮齿数。 2保证满足同心条件 行星轮系若能正常运转,其太阳轮、 行星轮、 齿 圈的回转轴线必须同轴,在设计时为提高太阳轮及 行星轮的承载能力,通常采用角变位提高齿轮的接 触强度和弯曲强度,要求齿数必须符合以下条件 ZaZc Z b- Zccosαac/cosαbc2 式中Zc 行星轮齿数; αac 太阳轮和行星轮啮合时的啮合角; αbc 内齿圈和行星轮啮合时的啮合角。 3保证安装条件 为了保证各个行星轮都能均匀地装入太阳轮和 内齿圈之间,行星轮的数目与各轮齿数之间应满足 如下条件 Z bZa / n w整数 3 式中 nw 行星轮个数。 4保证满足邻接条件 必须保证相邻两行星轮互不干涉,并留有大于 015倍模数的间隙,即行星轮齿顶圆半径之和小于 其中心距,可用如下式子表示 dac17 -Za / 17 3各齿轮应满足强度要求,即齿轮的齿面接触 强度和弯曲强度的安全系数均大于给定值,即 SHmin≤SHi, SFmin≤SFi 式中 SHmin,SFmin 给定的齿轮接触强度、 弯曲 强度安全系数; SHi, SFi 各齿轮的接触强度、 弯曲强度 安全系数。 4行星轮齿根圆直径dfc不宜过小,以保证在 行星轮内能安装上符合寿命要求的滚动轴承,即 dgw≤dfc- 2.5m 式中 dgw 滚动轴承外径。 5行星机构的传动比接近设计任务提出的传 动比,即imin≤i≤imax 上述的优化问题可用混合罚函数法求解,由于 设计变量中太阳轮齿数为整型变量,齿宽为自然数 序列,模数为离散型变量,且这些变量都只能在一定 范围内取值,因此需对计算结果进行参数圆整处理, 由于其变量少,可行点少,将满足这些约束条件的点 代入目标函数式,计算结果进行比较即可确定最优 解。 3 结束语 应用数学规化理论知识结合现场实际,可以有 效地解决采煤机破碎机构要求结构上紧凑、 工作机 构要求寿命长、 维修方便的一系列难题,可以更好地 发挥采煤机的功效。 参考文献 [1] 李贵轩,李晓豁.采煤机械设计[M].沈阳辽宁大学出版社, 1994. [2] 刘春生.煤矿机械典型机构优化设计[M].哈尔滨黑龙江科学 技术出版社,1995. [3] 陶弛东.采掘机械[M].北京煤炭工业出版社,1991. 第4期 李占权,等采煤机破碎机构的设计 11