一种新型采煤机用双联齿轨轮组
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4） 在同等条件下（ 1 500 mm 宽支架） ，新型结 构齿轨轮节距为 151 mm 且比传统采煤机行走机构 126 mm 节距用齿轨轮齿厚增加 12． 5 mm，齿宽增加 15 mm，齿形更加合理，强度提高，有效地降低了采 煤机行走事故率。
4 结语
该新型结构齿轨轮组推向市场后，有效解决了采 煤机行走机构在采煤工作面大坡度时的适应性问题， 使用寿命延长至半年以上，得到了用户的一致认可。
0 引言
目前国内煤矿井下机械化开采遇到大坡度问题 越来越多，部分矿井在建设时，巷道空间设计小，只 能用 1 500 mm 宽的支架。在这种情况下，传统的行 业常规设计中，采煤机行走部和输送机销排啮合的 齿轨轮节距通常设计为 126 mm，且采煤机行走部设 计偏窄，内部只有单列齿轮啮合，经常出现齿轨轮因 强度不足、磨损过快等引起断齿的现象。以公司生 产的一种新型齿轨轮组为载体，通过改变齿轨轮外 形、结构等方面进行了改进设计，新结构齿轨轮组解 决了传统齿轨轮的诸多缺点，使其使用寿命得以提 高。
（ 上接第 76 页） 2） 传统行走机构齿轮内部轴承为普通调心滚
子轴承和 液 压 用 O 型 圈，承 载 力 低，密 封 效 果 差。 新型结构内部安装满装双列圆柱滚子轴承，承载力 提高，并安装专门用于密封固体煤尘的格来圈，密封 效果好。
3） 传统行走机构的齿轮轴承润滑通过中心油 道注油，油道经常堵塞，导致轴承因摩擦而损坏。新 型结构在齿轨轮侧面增加注油孔，并增加油杯结构， 注油部位正 好 位 于 轴 承 内 外 圈 之 间，注 油 方 便、快 捷，保证轴承良好润滑。
术，2012（ 3） ．
作者简介： 高宏伟（ 1984 － ） ，男，工程师。2007 年毕业于成都理工
大学，现在西安煤矿机械有限公司从事采煤机研发和营销工作，发表 论文 1 篇。
（ 收稿日期： 2014 － 05 － 13； 责任编辑： 边永梅）
（ 2） ．
作者简介： 尹亚军（ 1971 － ） ，女，高级讲师。1994 年毕业于山西矿
业学院，2005 年毕业于哈尔滨工业大学通信与信息系统专业（ 硕士 学位） ，主要从事电气专业的教学与研究，发表论文 10 余篇，出版专 著多部。
（ 收稿日期： 2014 － 06 － 13； 责任编辑： 姚克）
·80·
煤矿机电
2014 年第 6 期
逆变的调制。仿真和实验证明，新的调制法能有效 又更容易实现对级联型三相五电平电平的调制，而 且与 CPS-PWM 调制法和 IPD 调制法的调制性能相 近。
图 6 逆变器 A、B 相输出相电压波形
（ a） DSP 输出外围电路
（ b） 驱动信号的逻辑转换与死区控制
A New Ｒesearch for Shearer with Double Ｒack Wheel Set
Gao Hongwei，Qiao Lijun，Han Hang
（ Xi’an Coal Mining Machinery Co． ，Ltd，Xi’an 710032，China）
Abstract： In order to make the walking mechanism of shearer more reliable to work under complex geological conditions，designs a new structure of walking mechanism with rack wheel set． In the new structure，the gear is linked by spline with rack wheel． The pitch of the rack wheel increases to 151 mm and the width and thickness of wheel also increases at the same time． The application proves that the strength of new structure mechanism improves，the accident ratio of walking mechanism reduces and the service life also prolongs． Keywords： shearer； walking mechanism； rack wheel set； pitch
图 5 DSP 外围接口电路
4 结语 通过对 级 联 型 多 电 平 调 制 法 的 研 究，分 析 了
CPS-PWM 调制法的调制机理，并依据调制机理对其 改进，新的调制法能用单片DSP实现对三相五电平
参考文献： ［1］ 刘凤君． 多电平逆变技术及其应用［M］． 北京： 机械工业出版
社，2007． ［2］ Bin Wu． 大功率变频器及交流传动［M］． 北京： 机械工业出版
参考文献： ［1］ 李贵轩，李晓 豁． 采 煤机设计［M］． 沈阳： 辽宁 大学 出版社，
1994． ［2］ 李占权，赵宏梅． 采煤机行走部的设计［J］． 煤炭技术，2006，25
（ 7） ． ［3］ 刘伟忠． 关于采煤机 行走 轮的分 析［J］． 煤炭技术，2008，27
（ 8） ． ［4］ 刘浩宇． 电牵引采煤机行走润滑系统的改进设计［J］． 应用技
（ 上接第 74 页）
2． 3 抢答器电路调试中时钟频率问题
图 5 所示为抢答器电路，其电路时钟频率的选
择恰恰与上述电路相反，如果采用了低频率脉源自文库，会
造成抢答延误，会给选手抢答带来误差。这类电路
必须采用高频率时钟，才能及时快速准确的捕捉到
抢答输入信号（ 如图 6 所示） ，而不是由于时钟过慢
在两个或多个抢答输入信号捕捉的过程中造成一个
2014 年第 6 期
环境恶劣，平时该孔用螺钉进行封堵。
2 设计思路和技术原理
通过改变现有输送机销排啮合端齿轨轮的节距 （ 输送机两个销排的间距） ，使齿轨轮的齿厚和齿宽 增加，达到增大齿轨轮强度的目的。另外双联齿轨 轮组结构通过花键将大齿轮和齿轨轮分开，避免了 因齿轨轮单一磨损而造成整组齿轨轮组报废，也避 免了原来单列齿轨轮上下均啮合造成的受力不均和 多余磨损。
［J］． 中国电机工程学报，2006（ 4） ： 126-133．
作者简介： 张忠（ 1962 － ） ，男，高级工程师。毕业于阜新矿业学院，
主要研究方向为煤矿供配电和供配电自动化，发表论文 4 篇。 （ 收稿日期： 2014 － 07 － 29； 责任编辑： 姚克）
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1 新型齿轨轮组的结构组成
新型齿轨轮组结构示意图如图 1 所示。该结构 齿轨轮组主要是一个齿轨轮和一个大齿轮通过花键 配合联接，由螺钉和垫的组合紧固，其内部安装一组
1 － 大齿轮； 2 － 齿轨轮； 3 － 油杯； 4 － 压盖； 5，6 － 格来圈； 7 － 螺钉； 8 － 轴承； 9 － 螺钉； 10 － 垫圈
些优点：
1） 传统的采煤机行走机构均采用单个齿轮结
构，该齿轮不但需要和输送机销排啮合带动采煤机
行走，还得和上级齿轮啮合，这样导致其磨损快。新
型双联结构通过大齿轮和上级齿轮啮合，齿轨轮则
和销排啮合，这样大大降低了齿轮的多余损耗，减缓
了受力不均的现象。
（ 下转第 80 页）
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时钟高电平有效期，多个抢答信号输入造成错误抢 答的输出结果，如图 7 所示［5］。
图 7 抢答器在慢频率时钟时错误捕捉抢答信号
3 结语
图 5 抢答器调试电路 图 6 抢答器在快频率时钟时正确捕捉抢答信号
通过对数字电路调试中时钟问题的分析，得出 在调试和组装电路的过程中，一定要正确选择时钟 频率。而不同的电路，必须根据功能和经验进行摸 索和选择时钟的频率，这样才能有效提出解决的方 法。
齿轨轮节距增大到 151 mm，同时齿宽、齿厚均有所增加。实践证明，该新型机构强度提高，降低了
行走机构事故率，提高了机构使用寿命。
关键词： 采煤机； 行走机构； 齿轨轮组； 节距
中图分类号： TD421． 6
文献标识码： B
文章编号： 1001 － 0874（ 2014） 06 － 0075 － 03
2014 年第 6 期
煤矿机电
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一种新型采煤机用双联齿轨轮组的设计
高宏伟，乔礼军，韩航
（ 西安煤矿机械有限公司，陕西 西安 710032）
摘 要： 为提高采煤机行走机构在复杂地质条件下工作的可靠性，设计出一种新结构的行走机构
用齿轨轮组，相比传统采煤机行走机构中的齿轮结构，该新型结构中齿轮和齿轨轮间用花键联接，
图 1 新型齿轨轮组结构示意图
满装双列圆柱滚子轴承。为了提高轴承寿命，在设 计该结构齿轨轮组时增加了润滑油道，可利用露在 外面的油杯注入润滑脂对轴承进行润滑，轴承两侧 利用两组 格 来 圈 进 行 密 封，从 而 使 轴 承 运 转 正 常。 另外在齿轨轮组左侧留有组件拆卸顶丝孔，因工作
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煤矿机电
社，2007． ［3］ 牟伟． 级联多电平变频器相位移载波 SPWM 调制方法的研究
［D］． 成都： 西南交通大学，2006． ［4］ 李建林． 载波相移级联 H 桥型多电平变流器及其在有源电力
滤波器中的应用研究［D］． 杭州： 浙江大学，2005． ［5］ 孙宜峰，阮新波． 级联型多电平逆变器的功率均衡控制策略
3 新型齿轨轮组的优点
在矿井条件受限时（ 由于支架宽度限定了输送
机销排节距单节长度不能改变） ，该结构通过改变采
煤机行走部齿轨轮的节距，即在条件允许的情况下，
增加齿轨轮的齿宽和齿厚，从而提高齿轨轮的强度。
在采煤机工作时，该结构有效地降低了采煤机行走机
构的事故率，节约了生产厂家的配件投入成本。
新型齿轨轮组和传统的同类产品比较有以下一
参考文献： ［1］ 王秀敏． 数字电子技术［M］． 北京： 机械工业出版社，2010． ［2］ 吴小花． 数字电子技术［M］． 广东高等教育出版社，2010． ［3］ 李俊梅． 数字电子器件与应用［M］． 浙江： 浙江大学出版社，
2011． ［4］ 孙津平． 数字电子技术［M］． 西安： 西安电子出版社，2012． ［5］ 刘波． 永磁无刷直流电机控制系统研究［J］． 煤矿机电，2010
4 结语
该新型结构齿轨轮组推向市场后，有效解决了采 煤机行走机构在采煤工作面大坡度时的适应性问题， 使用寿命延长至半年以上，得到了用户的一致认可。
0 引言
目前国内煤矿井下机械化开采遇到大坡度问题 越来越多，部分矿井在建设时，巷道空间设计小，只 能用 1 500 mm 宽的支架。在这种情况下，传统的行 业常规设计中，采煤机行走部和输送机销排啮合的 齿轨轮节距通常设计为 126 mm，且采煤机行走部设 计偏窄，内部只有单列齿轮啮合，经常出现齿轨轮因 强度不足、磨损过快等引起断齿的现象。以公司生 产的一种新型齿轨轮组为载体，通过改变齿轨轮外 形、结构等方面进行了改进设计，新结构齿轨轮组解 决了传统齿轨轮的诸多缺点，使其使用寿命得以提 高。
（ 上接第 76 页） 2） 传统行走机构齿轮内部轴承为普通调心滚
子轴承和 液 压 用 O 型 圈，承 载 力 低，密 封 效 果 差。 新型结构内部安装满装双列圆柱滚子轴承，承载力 提高，并安装专门用于密封固体煤尘的格来圈，密封 效果好。
3） 传统行走机构的齿轮轴承润滑通过中心油 道注油，油道经常堵塞，导致轴承因摩擦而损坏。新 型结构在齿轨轮侧面增加注油孔，并增加油杯结构， 注油部位正 好 位 于 轴 承 内 外 圈 之 间，注 油 方 便、快 捷，保证轴承良好润滑。
术，2012（ 3） ．
作者简介： 高宏伟（ 1984 － ） ，男，工程师。2007 年毕业于成都理工
大学，现在西安煤矿机械有限公司从事采煤机研发和营销工作，发表 论文 1 篇。
（ 收稿日期： 2014 － 05 － 13； 责任编辑： 边永梅）
（ 2） ．
作者简介： 尹亚军（ 1971 － ） ，女，高级讲师。1994 年毕业于山西矿
业学院，2005 年毕业于哈尔滨工业大学通信与信息系统专业（ 硕士 学位） ，主要从事电气专业的教学与研究，发表论文 10 余篇，出版专 著多部。
（ 收稿日期： 2014 － 06 － 13； 责任编辑： 姚克）
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2014 年第 6 期
逆变的调制。仿真和实验证明，新的调制法能有效 又更容易实现对级联型三相五电平电平的调制，而 且与 CPS-PWM 调制法和 IPD 调制法的调制性能相 近。
图 6 逆变器 A、B 相输出相电压波形
（ a） DSP 输出外围电路
（ b） 驱动信号的逻辑转换与死区控制
A New Ｒesearch for Shearer with Double Ｒack Wheel Set
Gao Hongwei，Qiao Lijun，Han Hang
（ Xi’an Coal Mining Machinery Co． ，Ltd，Xi’an 710032，China）
Abstract： In order to make the walking mechanism of shearer more reliable to work under complex geological conditions，designs a new structure of walking mechanism with rack wheel set． In the new structure，the gear is linked by spline with rack wheel． The pitch of the rack wheel increases to 151 mm and the width and thickness of wheel also increases at the same time． The application proves that the strength of new structure mechanism improves，the accident ratio of walking mechanism reduces and the service life also prolongs． Keywords： shearer； walking mechanism； rack wheel set； pitch
图 5 DSP 外围接口电路
4 结语 通过对 级 联 型 多 电 平 调 制 法 的 研 究，分 析 了
CPS-PWM 调制法的调制机理，并依据调制机理对其 改进，新的调制法能用单片DSP实现对三相五电平
参考文献： ［1］ 刘凤君． 多电平逆变技术及其应用［M］． 北京： 机械工业出版
社，2007． ［2］ Bin Wu． 大功率变频器及交流传动［M］． 北京： 机械工业出版
参考文献： ［1］ 李贵轩，李晓 豁． 采 煤机设计［M］． 沈阳： 辽宁 大学 出版社，
1994． ［2］ 李占权，赵宏梅． 采煤机行走部的设计［J］． 煤炭技术，2006，25
（ 7） ． ［3］ 刘伟忠． 关于采煤机 行走 轮的分 析［J］． 煤炭技术，2008，27
（ 8） ． ［4］ 刘浩宇． 电牵引采煤机行走润滑系统的改进设计［J］． 应用技
（ 上接第 74 页）
2． 3 抢答器电路调试中时钟频率问题
图 5 所示为抢答器电路，其电路时钟频率的选
择恰恰与上述电路相反，如果采用了低频率脉源自文库，会
造成抢答延误，会给选手抢答带来误差。这类电路
必须采用高频率时钟，才能及时快速准确的捕捉到
抢答输入信号（ 如图 6 所示） ，而不是由于时钟过慢
在两个或多个抢答输入信号捕捉的过程中造成一个
2014 年第 6 期
环境恶劣，平时该孔用螺钉进行封堵。
2 设计思路和技术原理
通过改变现有输送机销排啮合端齿轨轮的节距 （ 输送机两个销排的间距） ，使齿轨轮的齿厚和齿宽 增加，达到增大齿轨轮强度的目的。另外双联齿轨 轮组结构通过花键将大齿轮和齿轨轮分开，避免了 因齿轨轮单一磨损而造成整组齿轨轮组报废，也避 免了原来单列齿轨轮上下均啮合造成的受力不均和 多余磨损。
［J］． 中国电机工程学报，2006（ 4） ： 126-133．
作者简介： 张忠（ 1962 － ） ，男，高级工程师。毕业于阜新矿业学院，
主要研究方向为煤矿供配电和供配电自动化，发表论文 4 篇。 （ 收稿日期： 2014 － 07 － 29； 责任编辑： 姚克）
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1 新型齿轨轮组的结构组成
新型齿轨轮组结构示意图如图 1 所示。该结构 齿轨轮组主要是一个齿轨轮和一个大齿轮通过花键 配合联接，由螺钉和垫的组合紧固，其内部安装一组
1 － 大齿轮； 2 － 齿轨轮； 3 － 油杯； 4 － 压盖； 5，6 － 格来圈； 7 － 螺钉； 8 － 轴承； 9 － 螺钉； 10 － 垫圈
些优点：
1） 传统的采煤机行走机构均采用单个齿轮结
构，该齿轮不但需要和输送机销排啮合带动采煤机
行走，还得和上级齿轮啮合，这样导致其磨损快。新
型双联结构通过大齿轮和上级齿轮啮合，齿轨轮则
和销排啮合，这样大大降低了齿轮的多余损耗，减缓
了受力不均的现象。
（ 下转第 80 页）
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时钟高电平有效期，多个抢答信号输入造成错误抢 答的输出结果，如图 7 所示［5］。
图 7 抢答器在慢频率时钟时错误捕捉抢答信号
3 结语
图 5 抢答器调试电路 图 6 抢答器在快频率时钟时正确捕捉抢答信号
通过对数字电路调试中时钟问题的分析，得出 在调试和组装电路的过程中，一定要正确选择时钟 频率。而不同的电路，必须根据功能和经验进行摸 索和选择时钟的频率，这样才能有效提出解决的方 法。
齿轨轮节距增大到 151 mm，同时齿宽、齿厚均有所增加。实践证明，该新型机构强度提高，降低了
行走机构事故率，提高了机构使用寿命。
关键词： 采煤机； 行走机构； 齿轨轮组； 节距
中图分类号： TD421． 6
文献标识码： B
文章编号： 1001 － 0874（ 2014） 06 － 0075 － 03
2014 年第 6 期
煤矿机电
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一种新型采煤机用双联齿轨轮组的设计
高宏伟，乔礼军，韩航
（ 西安煤矿机械有限公司，陕西 西安 710032）
摘 要： 为提高采煤机行走机构在复杂地质条件下工作的可靠性，设计出一种新结构的行走机构
用齿轨轮组，相比传统采煤机行走机构中的齿轮结构，该新型结构中齿轮和齿轨轮间用花键联接，
图 1 新型齿轨轮组结构示意图
满装双列圆柱滚子轴承。为了提高轴承寿命，在设 计该结构齿轨轮组时增加了润滑油道，可利用露在 外面的油杯注入润滑脂对轴承进行润滑，轴承两侧 利用两组 格 来 圈 进 行 密 封，从 而 使 轴 承 运 转 正 常。 另外在齿轨轮组左侧留有组件拆卸顶丝孔，因工作
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煤矿机电
社，2007． ［3］ 牟伟． 级联多电平变频器相位移载波 SPWM 调制方法的研究
［D］． 成都： 西南交通大学，2006． ［4］ 李建林． 载波相移级联 H 桥型多电平变流器及其在有源电力
滤波器中的应用研究［D］． 杭州： 浙江大学，2005． ［5］ 孙宜峰，阮新波． 级联型多电平逆变器的功率均衡控制策略
3 新型齿轨轮组的优点
在矿井条件受限时（ 由于支架宽度限定了输送
机销排节距单节长度不能改变） ，该结构通过改变采
煤机行走部齿轨轮的节距，即在条件允许的情况下，
增加齿轨轮的齿宽和齿厚，从而提高齿轨轮的强度。
在采煤机工作时，该结构有效地降低了采煤机行走机
构的事故率，节约了生产厂家的配件投入成本。
新型齿轨轮组和传统的同类产品比较有以下一
参考文献： ［1］ 王秀敏． 数字电子技术［M］． 北京： 机械工业出版社，2010． ［2］ 吴小花． 数字电子技术［M］． 广东高等教育出版社，2010． ［3］ 李俊梅． 数字电子器件与应用［M］． 浙江： 浙江大学出版社，
2011． ［4］ 孙津平． 数字电子技术［M］． 西安： 西安电子出版社，2012． ［5］ 刘波． 永磁无刷直流电机控制系统研究［J］． 煤矿机电，2010