EBZ160掘进机截割部行星减速器结构轻量化设计

发布时间：2020-05-16 15:05

【摘要】：掘进机是煤矿井巷及隧道工程中重要的机械设备。掘进机技术的创新发展对提高工程效率具有重要意义。矿山开采生产环境恶劣、地质条件复杂、生产水平参差不齐,采矿设备都以大型、重型机械为主,最初设计理念是厚重、皮实耐用、不讲究成本管控。为了开采增产增效,机械设备大多数都是在原有基础上不断增大功率,增大功率继而需要增加零部件体积与重量来增加整机的可靠性。过去由于条件限制,大多数改进都是按以往经验来进行,没有通过系统的计算分析来进行科学合理的设计。过多的增重影响整机性能、增加成本、浪费材料。为解决这一系列问题,探索对掘进机轻量化进行改进设计。本文以西安煤矿机械有限公司EBZ160掘进机为研究主体,在使用过程中发现悬臂段行星减速器过于笨重,传动噪音过大的问题。通过理论分析和校核可知:现役行星减速器具有极高的安全系数,因此要想减少其体积,通过减少齿轮模数是一个较优的方案,由此着手进行轻量化设计分析。对现役行星减速器进行了轻量化设计计算和安全校核,并运用三维软件进行结构建模。然后对轻量化设计后的齿轮、行星架及行星轮轴进行有限元分析。最后,基于多体动力学理论,对轻量化设计所得的截割部行星减速器进行动力学特性分析。分析结果表明:行星减速器轻量化结构设计合理,能够满足运动学和动力学方面的设计要求。各零件均能很好的满足强度要求,不同程度的减小了尺寸减轻了重量,而且安全可靠。本文从最初的提出问题假设、判断合理性,到设计新方案,最后验证新方案的合理可靠性,整个分析过程对今后的设计研发工作提供了重要参考。
【图文】：

悬臂式掘进机,外观图

到矿方更高的设备要求各个厂家都在不起步较晚，煤矿采掘设备全面化相比发定为传统能源行业，其生产环境恶劣、煤矿设备都以大型、重型机械为主，最。为了开采增产增效，机械设备大多数需要增加零部件体积与重量来增加整机仅生产效率得不到提升，反而造成了机计改进都是按以往经验来进行，没有通实现连续切割、装载、运输的掘进设备相似的矿山或隧道的掘进中也有应用，观图如 1.1 所示，在实际使用过程中存机头重脚轻的缺点。由于行走驱动马达在巷道实际掘进中尤其是在上山下山过

行星减速器,掘进机,外观图

图 1.2 掘进机行星减速器外观图Z160 掘进机行星减速器的齿数及齿轮模数等都是经验值，但都没有通过详细的核算。西煤机公司EBZ160和EBZ200掘进，前者为 8 和 6，后者为 5，EBZ160 掘进机行星减速器的齿BZ200 的机身尺寸、机重和结构相似，EBZ160 行星减速器齿较低模数来替代，在掘进机技术层面值得推敲。大程度上决定了齿轮的性能，齿轮模数越大时齿轮在啮合时误差、振动和噪音就越大，这就降低了齿轮的传动性能；齿齿轮齿数就越小，在齿轮啮合过程中会出现根切而影响齿轮这种现象一般都会采用高变位的模式，这会增大变速器的体工作机构的预留空间和行星减速器的安装空间有限，煤矿井程中会产生大量的粉尘，粉尘进入传动机构会严重影响行星此在设计优化时，在能保证载荷满足条件时，需优化减速器积重量，提升减速器工作稳定性，提升其使用寿命。煤矿机械有限公司掘进机为研究对象，对其行星减
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD421.5

【参考文献】