畢業(yè)設(shè)計（論文）-薄煤層采煤機總體方案設(shè)計及截割減速器設(shè)計（全套圖紙）

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)前言按煤層賦存的條件，對煤炭的開采可以分為露天開采和地下開采。采煤方法不同，所使用的采煤機械也不同。在地下開采中，我國所采用的采煤方法基本上以走向長壁式方法為主。在走向長壁式采煤方法中，有可以分為前進式、后退式、全部垮落式和填充式等。目前國內(nèi)外采用這些采煤方法的國家所用采煤機械，絕大多數(shù)是滾筒式采煤機、刨煤機和掘進機，只有少數(shù)先進的煤礦采用薄煤層采煤機等設(shè)備。如需要圖紙等資料，聯(lián)系qq1961660126研究成果的嚴肅態(tài)度以及向讀者提供有關(guān)信息的出處，正文之后一般應(yīng)列出參考文獻表引文應(yīng)以原始文獻和第一手資料為原則。所有引用別人的觀點或文字，無論曾否發(fā)表，無論是紙

2、質(zhì)或電子版，都必須注明出處或加以注釋。凡轉(zhuǎn)引文獻資料，應(yīng)如實說明。對已有學(xué)術(shù)成果的介紹、評論、引用和注釋，應(yīng)力求客觀、公允、準確。偽注、偽造、篡改文獻和數(shù)據(jù)等，均屬學(xué)術(shù)不端行為致謝一項科研成果或技術(shù)創(chuàng)新,往往不是獨自一人可以完成的,還需要各方面的人力,財力,物力的支持和幫助.因此,在許多論文的末尾都列有致謝1) 著錄參考文獻可以反映論文作者的科學(xué)態(tài)度和論文具有真實、廣泛的科學(xué)依據(jù)，也反映出該論文的起點和深度。2) 著錄參考文獻能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來。3) 著錄參考文獻能起索引作用。4) 著錄參考文獻有利于節(jié)省論文篇幅。01 brown, h. d. teaching by

3、 principles: an interactive approach to language pedagogym. prentice hall regents, 1994.02 brown, j set al. situated cognition and the culture of learningj. educational reasercher, 1, 1989.03 chris, dede. the evolution of constructivist learning envi-ronments: immersion in distributed virtual worlds

4、j. ed-ucational technology, sept-oct, 1995.學(xué)位申請者如果能通過規(guī)定的課程考試，而論文的審查和答辯合格，那么就給予學(xué)位。如果說學(xué)位申請者的課程考試通過了，但論文在答辯時被評為不合格，那么就不會授予他學(xué)位。有資格申請學(xué)位并為申請學(xué)位所寫的那篇畢業(yè)論文就稱為學(xué)位論文，學(xué)士學(xué)位論文。學(xué)士學(xué)位論文既如需要圖紙等資料，聯(lián)系qq1961660126是學(xué)位論文又是畢業(yè)論文中華人民共和國國家標準vdc 001.81、cb 7713-87號文件給學(xué)術(shù)論文的定義為：學(xué)術(shù)論文是某一學(xué)術(shù)課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見解的知識和科現(xiàn)象、制定新理論的一

5、種手段，舊的科學(xué)理論就必然會不斷地為新理論推翻?！保ㄋ沟俜颐飞┮虼耍瑳]有創(chuàng)造性，學(xué)術(shù)論文就沒有科學(xué)價值。三、創(chuàng)造性學(xué)術(shù)論文在形式上是屬于議論文的，但它與一般議論文不同，它必須是有自己的理論系統(tǒng)的，不能只是材料的羅列，應(yīng)對大量的事實、材料進行分析、研究，使感性認識上升到理性認識。一般來說，學(xué)術(shù)論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。論文的內(nèi)容必須符合歷史唯物主義和唯物辯證法，符合“實事求是”、“有的放矢”、“既分析又綜合” 的科學(xué)研究方法。一般普通刊物（省級、國家級）審核時間為一周，高質(zhì)量的雜志，審核時間為14-20天。核心期刊審核時間一般為4個月，須經(jīng)過初審、復(fù)審、終審三道程序。3.期刊的級別問題

6、。國家沒有對期刊進行級別劃分。但各單位一般根據(jù)期刊的主管單位的級別來對期刊劃為省級期刊和國家級期刊。省級期刊主管單位是省級單位。國家級期刊主管單位是國家部門或直屬部門。如需要圖紙等資料，聯(lián)系qq1961660126煤炭是我國的主要能源，煤炭工業(yè)為國民經(jīng)濟發(fā)展做出了重大貢獻。但是煤炭工業(yè)面臨著許多困難和問題，主要包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，生產(chǎn)投入不足，勞動條件差等方面的問題。它在一定程度上解決了這些方面的問題，采煤機械化是最終發(fā)展的必然。所以如何提高采煤效率以滿足我國現(xiàn)代化建設(shè)中迅猛發(fā)展的經(jīng)濟對能源的需要就成了十分迫切的要求。 1） 開采順序和方法 對于傾角10以上的煤層一般分水平開采，每一水平又分為

7、若干采區(qū)，先在第一水平依次開采各采區(qū)煤層，采完后再轉(zhuǎn)移至下一水平。開采近水平煤層時，先將煤層劃分為幾個盤區(qū)，立井于井田中心到達煤層后，先采靠近井筒的盤區(qū)，再采較遠的盤區(qū)。如有兩層或兩層以上煤層，先采第一水平最上面煤層，再自上而下采另外煤層，采完后向第二水平轉(zhuǎn)移。 按落煤技術(shù)方法，地下采煤有機械落煤、爆破落煤和水力落煤三種，前二者稱為旱采，后者稱為水采，我國水采礦井僅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者為主。壁式采煤法工作面長，一般100200 m，可以容納功率大，生產(chǎn)能力高的采煤機械，因而產(chǎn)量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般630 m，由于工作面短，頂板易維護，從而減少了支

8、護費用，主要缺點是回采率低。 2) 生產(chǎn)系統(tǒng) 包括采煤系統(tǒng)、掘進系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)和安全系統(tǒng)等。 采煤系統(tǒng)包括工作面的落煤、裝煤，將煤由工作面運往井底車場，直到提升至地面。主要井巷包括采煤工作面，采區(qū)順槽、采區(qū)上山、水平運輸大巷、石門等。主要設(shè)備有采煤機、運輸機械，支護設(shè)備及提升機等。 掘進系統(tǒng)是為了保證生產(chǎn)的持續(xù)進行，即在當前生產(chǎn)同時，要開掘出新的工作面、采區(qū)及生產(chǎn)水平以備接替。其包括掘進工作面、矸石運至井底車場由副井提升后送至堆放地。主要設(shè)備包括掘進、支護、運輸、提升等所用的設(shè)備以及風(fēng)動鑿巖機、空氣壓縮機及其管路等。 通風(fēng)系統(tǒng)由進風(fēng)井巷、回風(fēng)井巷、通風(fēng)機和井下

9、通風(fēng)設(shè)施如風(fēng)橋、風(fēng)門等構(gòu)成。 排水系統(tǒng)由巷道中的水溝、水倉、水泵峒室、水泵及排水管路組成。 供電系統(tǒng)要求不得中斷、以保安全，因此供電電流為雙回路，同時進入采區(qū)和回風(fēng)道 的電器設(shè)備都必須采用礦用防爆型，防止瓦斯爆炸。 輔助運輸系統(tǒng)包括人員上下和材料，設(shè)備的運輸。 安全系統(tǒng)包括預(yù)防瓦斯爆炸、瓦斯突出，以及井下火災(zāi)和水災(zāi)所需要的救治設(shè)備、設(shè)施、器材、儀表和監(jiān)測系統(tǒng)。 3) 采掘工作面 采煤工作面是地下采煤的工作場所，隨著采煤的進行，工作面不斷向前推進，原來的采場即成為采空區(qū)。長壁工作面采煤的工序為破煤、裝煤、運煤、支護及控頂?shù)任屙?；短壁工作面只有前四個工序。以滾筒式采煤機為主，組成長壁工作面綜合機械

10、化設(shè)備，可以完成五個主要工序，稱為綜合機械化采煤，簡稱綜采，此工作面稱綜采工作面。 掘進工作面是井巷掘進的工作場所，分為巖巷、煤巷和半煤巖巷三種。掘進工序分破巖、裝運和支護三項。掘進方法分兩種，一為鉆爆法，二為使用掘進機。前者應(yīng)用范圍廣但機械化程度低，后者包括全斷面巖巷掘進機及懸臂式掘進機兩種。煤礦一般廣泛使用懸臂式掘進機，包括掘進機、轉(zhuǎn)載機、運輸機和支護設(shè)備共同組成掘進綜合機械化，完成三道主要工序，稱為綜掘。 4） 采煤機械化分級 按中國煤礦的地質(zhì)情況及實際生產(chǎn)狀況，將機械化分為三級： 普通機械化采煤，簡稱普采，采煤工作面裝有采煤機、可彎曲鏈板輸送機和摩擦式金屬支柱、金屬頂梁設(shè)備，可完成前三

11、工序機械化，但功率較小，一般工作面年產(chǎn)量1520萬噸。 高檔普通機械化采煤，簡稱高檔普采。采煤工作面裝有采煤機，可彎曲鏈板輸送機，液壓支柱和金屬頂梁，可使前三工序機械化。由于有液壓支柱，因此頂板維護狀況良好，支護和控頂雖為手工操作，但勞動強度大為減輕，功率亦較大，年產(chǎn)量為2030萬噸。 1 緒論1.1 國內(nèi)外采煤機械的發(fā)展及其現(xiàn)狀采煤機設(shè)計模型及手段可以反應(yīng)現(xiàn)代化采掘機械的技術(shù)水平；裝機總功率2000kw、牽引速度達30m/mim、生產(chǎn)能力2000t/h、截割高度6.0m、滾筒壽命大于500萬噸；具有建立在微機基礎(chǔ)上的智能化監(jiān)測、監(jiān)控和保護系統(tǒng)技術(shù)；實現(xiàn)交互式人機對話、遠程控制，具有工況監(jiān)測及

12、運行狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)采集、儲存及傳輸、故障診斷及預(yù)警、自動控制、自動調(diào)高等多種功能技術(shù)；實現(xiàn)液壓支架、輸送機的信號交流和聯(lián)動控制等功能及整個工作面自動化技術(shù)，井下、地面兩級故障診斷及維修管理系統(tǒng)機電一體化技。把煤從煤層上截落下來并運出采煤工作面，這個煤炭生產(chǎn)的兩個主要工序。使用刮板輸送機實現(xiàn)煤的運輸，而把煤從煤層截落下來并裝入輸送機，則是由采煤機來完成。采煤機完成了洛美和裝煤的這兩個主要工序，就實現(xiàn)了煤炭開采的機械化。本世紀四十年代初，英國和原蘇聯(lián)相繼研制出了鏈式采煤機。這種采煤機是用截鏈截煤落煤，在截鏈上安裝被稱為截齒的專用截五煤刀具，這種采煤機工作效率低。五十年到初，英國和德國相繼研制除了滾

13、筒采煤機。才這種采煤機上安裝有截煤滾筒，這是一種圓筒形部件，其上裝有截齒，用截煤滾筒實現(xiàn)截煤和裝煤。這種采煤機與可彎曲輸送機配套，奠定了煤炭開采機械化的基礎(chǔ)。這種采煤機的兩個缺點也是決定它更新的得點使得采煤機不斷更新和完善，進入六十年代，英國、德國、法國以及前蘇聯(lián)先后對采煤機的截割滾筒做出兩項革命性改進。其一是截煤滾筒可以在使用中調(diào)節(jié)起高度，完全解決對煤層賦予田間的適用性；第二項是把圓筒形截煤滾筒改進成螺旋葉片式截煤滾筒或螺旋滾筒，極大的提高了裝煤的效果。這兩項改進稱為現(xiàn)代化采煤機械的基礎(chǔ)。六十年代以后，刨煤機也有了長足的改進，滑行刨的研制成功，使刨煤機成為與采煤機競爭的采煤機設(shè)備?？烧{(diào)高螺旋

14、滾筒采煤機或刨煤機與液壓支架和可彎曲輸送機設(shè)備，構(gòu)成綜合機械化采煤設(shè)備。使煤炭生產(chǎn)進入高產(chǎn)、高效、安全、和可靠的現(xiàn)代化發(fā)展階段。從此，綜合機械化采煤設(shè)備成為各國地下開采煤礦的發(fā)展方向。自七十年代以來，綜合機械化采煤設(shè)備朝著大功率、遙控、遙測方向發(fā)展，其性能日益完善，生產(chǎn)率和可靠性進一步提高。工況自動監(jiān)測，故障診斷以及計算機數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在采煤機上的到應(yīng)用，現(xiàn)代采煤機已經(jīng)發(fā)展成為高科技機電一體化產(chǎn)品。我國在地下開采煤礦紅應(yīng)用采煤機械始于五十年代初。當時從蘇聯(lián)引進鏈式姐妹機和鏈式聯(lián)合采煤機，并進行組織自行生產(chǎn)。由于這種采煤機械生產(chǎn)率低，沒能在我國普遍推廣使用。六十年代，我國從波

15、蘭引進了滾筒式采煤機，并組織自行制造同類機械。七十年代初，我國從英國、德國、波蘭和法國等國家大量引進雙滾筒可調(diào)高采煤機，并組織制造同類型設(shè)備，我國開始大規(guī)模研制和生產(chǎn)現(xiàn)代化采煤設(shè)備。自七十年代初至今，經(jīng)過幾十年的引進和開發(fā)相結(jié)合的發(fā)展過程，現(xiàn)在我國已經(jīng)能自行設(shè)計和生產(chǎn)適合于各種煤層賦予條件的滾筒式采煤機。為了更好的發(fā)展必須加大煤炭生產(chǎn)機械化力度，大幅度提高煤炭生產(chǎn)率。這就要求我們不斷開發(fā)出技術(shù)先進、高效并可靠的新型采煤機，不僅滿足國內(nèi)生產(chǎn)之需，而且力爭打入國際市場。1.2 薄煤層采煤機的分類及其特點由于受到煤層厚度的限制，薄煤層采煤機分為騎溜子式和爬底板式兩類。騎溜子式采煤機的機身騎在刮板輸送

16、機上，并靠其支撐和導(dǎo)向。當電動機功率為100kw時，電動機高度h=350mm，國美空間高度至少為c=140160mm，輸送機中部槽高度為180190mm，則機面高度至少達到a=600650mm.考慮到頂梁厚度，頂板下沉厚度以及過機空間高度y（通常y=90200mm），則騎溜子薄煤層采煤機只能適用于0.750.95m以上的煤層（小值對單滾筒，大值對雙滾筒）。如果電動機功率加大，則電動機高度相應(yīng)增大，因而最小采高還要加大。爬底板式采煤機，機身位于機道內(nèi)，因而機面高度降低，使過煤空間高度及過機空間高度增大（240mm），這不僅改善了機器性能，而且可使采煤機在0.60.8m的及薄煤層中工作。采用機身在

17、煤壁側(cè)機道內(nèi)的爬底板式采煤機的工作面通風(fēng)斷面大，提高了工作的安全性。因此，爬底板采煤機是當前薄煤層采煤機主要的發(fā)展方向。1.3 薄煤層采煤機在我國的應(yīng)用情況我國薄煤層采煤機的研究始于60年代。60年代初,在頓巴斯-1型采煤機基礎(chǔ)上,我國開始自行研制生產(chǎn)采煤機。這類薄煤層滾筒采煤機主要有mlq系列采煤機,如1964年生產(chǎn)的mlq-64型,1980年生產(chǎn)的mlq-80型淺截石單滾筒采煤機,另外還有mlq3-100型采煤機。70年代至80年代初期,我國自行研制開發(fā)了中小功率薄煤層滾筒采煤機。比較典型的有山東煤研所和淄博礦務(wù)局研制的zb2-100型單滾筒騎輸送機采煤機。zb2-100型采煤機裝機功率1

18、00kw,鏈牽引,牽引傳動方式為液壓調(diào)速加齒輪減速。牽引力90kn,牽引速度0214m/min,采高0175113m、煤質(zhì)硬度為中硬以下的緩傾斜薄煤層。80年代,我們在引進了德國、英國等采煤機生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,自主開發(fā)和制造適應(yīng)我國不同的煤層條件的滾筒式采煤機系列產(chǎn)品,并在90年代中期初步完成了主導(dǎo)機型,由液壓牽引采煤機向電牽引采煤機升級換型工作。1980年,黑龍江煤礦機械研究所和雞西煤礦機械廠共同開發(fā)出bm系列騎輸送機滾筒采煤機,其中bm-100型雙滾筒采煤機,性能良好,能自開缺口、強度高、工作可靠,在我國薄煤層采煤中廣泛應(yīng)用。但是用雙滾筒采薄煤層,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,機身又長,所以使用不便,于是又

19、生產(chǎn)出更加簡化的bmd-100型單滾筒薄煤層采煤機。進入90年代以來,為了滿足厚薄煤層薄煤層作為解放層開采礦井的迫切需要,并代中厚煤層滾筒采煤機技術(shù),1997年,由務(wù)局、煤科總院上海分院聯(lián)合研制了m g200/450-b wd型薄煤層采煤機,該采用多電機驅(qū)動、交流變頻調(diào)速、無鏈牽引總裝機功率達450kw,其中截割功率2牽引功率225kw,牽引力400kn,牽引速6m/min。采用騎輸送機布置方式,可用于110117m的薄煤層綜合機械化工作面。樣機于1997年12月在晉華宮煤礦9#層83面投入使用,取得了最高月產(chǎn)量916萬噸、產(chǎn)量5300噸的好成績。國內(nèi)幾種類型薄煤層采煤情況比較見表。表1-1

20、我國幾種類型薄煤層采煤機基本情況比較several types of thin seam of chinas basic situation compared shearer型號 采高范圍/m 牽引力/kn 牽引方式 生產(chǎn)年代bm-100 0.75-1.3 120 (液壓)錨鏈牽引 705mg200-b 0.8-1.5 160 (液壓)錨鏈牽引 70mg344-pwd 1.0-1.8 180 (液壓)錨鏈牽引 70mg250-bw 0.9-1.6 350/262 (交流)齒輪銷軌式無鏈牽引 80mg200/450-bwd 0.85-1.5 440 (液壓)無鏈牽引 80-90mg250/550

21、-bwd 1.0-1.7 440 (交流)無鏈牽引 90 我國薄煤層采煤機經(jīng)過40多年的發(fā)展,技術(shù)已趨成熟。但一個突出的問題是:目前我國薄煤層采煤機為方便設(shè)計,在行走機構(gòu)上均采用中厚煤層采煤機所用的相關(guān)參數(shù),例如銷排節(jié)距,一般大都采用126mm。這樣做雖能保證其正常運行,但其強度余量過大。近幾年來,我國薄煤層采煤機得到了很大的發(fā)展,但在質(zhì)量和壽命和高新技術(shù)應(yīng)用等方面與國內(nèi)大型采煤機,特別是與國外采煤機相比,還存在較大的差距。因此我們還需要進一步的改進和更新。1.4 薄煤層采煤機的優(yōu)點機器局限性我國薄煤層資源分布廣泛,113m以下煤層可采儲量約占全部可采儲量的20%。在一些省、區(qū)薄煤層儲量比重很

22、大,如四川省占60%,山東省54%,黑龍江省占51%,貴州省占37%。特別是在南方地區(qū),有些省份薄煤層凈占50%以上,而且薄煤層分布廣,煤質(zhì)好。但由于其開采煤層厚度薄,與中厚和厚煤層相比,薄煤層機械化開采存在著工作條件差,設(shè)備移動困難,煤層厚度變化、斷層等地質(zhì)構(gòu)造,對薄煤層設(shè)備生產(chǎn)性能影響大,以及投入產(chǎn)出比高、經(jīng)濟效益不如厚與中厚煤層等特殊問題,造成薄煤層機械化開采技術(shù)發(fā)展速度相對緩慢。另外,對一些薄、厚煤層并存的煤礦,由于薄煤層開采速度緩慢,使其下部的中厚煤層長期得不到及時開采,以至影響工作面的正常接替,而有的就只能被迫丟失一些薄煤層資源。隨著大批煤礦中、厚煤層的資源開采比較多,使得資源越來

23、越少,所以薄煤層的開采已列入日程。因此,研制適合我國實際國情的薄煤層采煤機,以適應(yīng)不同的煤層結(jié)構(gòu),提高薄煤層采煤的工作效率是當務(wù)之急。1.5 薄煤層采煤機設(shè)計的目的及意義在產(chǎn)品的總體方案設(shè)計階段，首先要明確產(chǎn)品必須實現(xiàn)哪些功能，還要明確用戶使用產(chǎn)品的各種條件和用戶對產(chǎn)品的要求和愿望。然后根據(jù)國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，基于設(shè)計能力和產(chǎn)品制造技術(shù)水平，從宏觀方面考慮所要求的功能。并能實現(xiàn)用戶要求的各種結(jié)構(gòu)方案，最后經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟評價，確定一種或兩種結(jié)構(gòu)方案繼續(xù)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此，通過總體結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計，不至于使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案出現(xiàn)大的失誤，也不至于從開始設(shè)計時就糾纏與具體的結(jié)構(gòu)細節(jié)而忽略拉總體結(jié)構(gòu)的合理性，甚

24、至照成設(shè)計的返工而浪費時間。在此基礎(chǔ)上再對薄煤層采煤機的截割部進行細致設(shè)計使其有更高的生產(chǎn)效率.對滾筒式采煤機的使用經(jīng)驗表明只有按照“量體裁衣”的原則來設(shè)計采煤機，這樣的采煤機才能在煤炭開采中滿足要求。到本世紀末，我國原煤的產(chǎn)量必須超過十四億噸。才能滿足我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。為此必須加大煤炭生產(chǎn)機械化力度，大幅度提高煤炭生產(chǎn)率。這就要求我們不斷開采出技術(shù)先進，高效率并且可靠的新型采煤機，不僅滿足過內(nèi)生產(chǎn)之需，而且力爭打入國際市場。雖然薄煤層采煤機的型號、規(guī)格有許多,但它的各主要組成部分大同小異，其區(qū)別主要在截割機構(gòu)的傳動和截割部上,因此合理選擇薄煤層采煤機的截割部的參數(shù)，可以改善其工作性能

25、和減少采煤比能耗。選擇這個題目就是要進一步熟悉薄煤層采煤機各部分的工作原理，對其進行更好的改進，并對它的截割部減速器進行細致分析設(shè)計，使其耐用并且省時省力容易裝修，使其在工作中能夠有更好的經(jīng)濟效益。2 薄煤層采煤機的總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計2.1 實現(xiàn)采煤機基本功能的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計用于走向長臂采煤法的采煤機應(yīng)該具有的如下三種基本功能；（1） 把煤從煤煤壁上破碎下來的功能；（2）把破碎先來的煤裝在工作面輸送機上的功能；（3）采煤機能沿著工作面自移的功能；一、實現(xiàn)破碎煤壁功能結(jié)構(gòu)方案 1、銑削式結(jié)構(gòu)方案 在鼓形滾筒的表面或在旋轉(zhuǎn)滾筒的葉片上安裝截齒，滾筒隨采煤機前移并自轉(zhuǎn)，截齒便用銑削的方式把煤從煤壁上截

26、割下來，這就是銑削式結(jié)構(gòu)。 具體分為側(cè)銑和端銑兩種，側(cè)銑方式中螺旋滾筒結(jié)構(gòu)應(yīng)用最普遍，其主要優(yōu)點是它不僅能實現(xiàn)截落煤的功能還能實現(xiàn)裝煤的功能；水平旋轉(zhuǎn)軸調(diào)整滾筒高度方便，對不同的煤層厚度的適應(yīng)性好；具有自開缺口的功能等。端銑式結(jié)構(gòu)是在齒冠外側(cè)安裝大截齒當齒冠自轉(zhuǎn)并隨采煤機移動時，截齒實現(xiàn)破煤功能。這種結(jié)構(gòu)的特點是截齒安裝的比較少， 煤的塊度大，機器能耗??；實現(xiàn)簡單，制造容易；負荷變化大，機器動特性較差。 圖2-1水平軸螺旋滾筒結(jié)構(gòu) 圖2-2 垂直軸滾筒結(jié)構(gòu) fig.2-1 horizontal axis roller spiral structure fig.2-2 vertical-axis

27、 roller structure 圖2-3端銑式結(jié)構(gòu)方案fig.2-3 milling-structure programme2、鉆削式結(jié)構(gòu)方案鉆削式結(jié)構(gòu)在喚醒懸臂的前端安裝截齒，這種懸臂的內(nèi)表面上也安裝有截齒。這種結(jié)構(gòu)被稱為鉆削頭，懸臂則被成為鉆削臂。當鉆削頭自轉(zhuǎn)并沿其軸線方向推進時，首先在煤層中由鉆削頭截割出現(xiàn)截槽，而此環(huán)形槽所圍成的柱狀煤體則被鉆削頭內(nèi)的截齒所破碎。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；集落煤和裝煤功能于一體；煤的坡度大，機器能耗低。其缺點是這種結(jié)構(gòu)應(yīng)布置于采煤機的端面，機身必沿其鉆削出的空間前進，因此，機身長；這種結(jié)構(gòu)不能自開缺口；為使地板平整還必須配有截割盤，沿頂板和

28、地板截割煤層，因此使整個機器復(fù)雜化；此外這種結(jié)構(gòu)對煤層厚度的適應(yīng)性小。3、滾壓式結(jié)構(gòu)方案滾壓式破煤結(jié)構(gòu)是在螺旋筒的旋葉上和滾筒端面安裝滾演盤刀當,當滾筒前移并自轉(zhuǎn)時，盤刀壓向煤壁，其刃部的擠壓和剪切作用達到破沒的目的。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于，彩霞煤的塊度大，煤塵明顯低；機器能耗?。槐P刀壽命長。缺點在于機構(gòu)復(fù)雜，成本高。采煤機的落煤功能是采煤機的第一功功能，因此，現(xiàn)在把既有落煤功能的結(jié)構(gòu)稱為采煤機的工作機構(gòu)。在采煤機的設(shè)計中，工作機構(gòu)設(shè)計的合適與否，對采煤機的工作占有舉足輕重的地位。二、實現(xiàn)裝煤功能的設(shè)計方案把煤從煤壁上破碎下來以后，還要裝在工作面輸送機里運到工作面之外。實現(xiàn)扎中裝煤功能的機構(gòu)與落煤

29、結(jié)構(gòu)的種類有關(guān)。經(jīng)過淘汰和篩選，只有兩種類型的裝煤結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用。一種是與落煤結(jié)構(gòu)相結(jié)合，不僅具有落煤功能而且兼有裝煤的功能。比如，螺旋滾筒式工作機構(gòu)，采煤下來的碎煤被螺旋葉片自煤壁向采空區(qū)方向輸送，并裝到工作面輸送機里。另一種是專門用于裝煤的機構(gòu)，如裝煤犁，這是一種斜面結(jié)構(gòu), 和犁地的犁一般，被單獨的牽引機構(gòu)牽引，在工作面往返運行，把碎落在底板上的煤裝入輸送機里。這種結(jié)構(gòu)往往與沒有裝煤功能的工作機構(gòu)配合。三、實現(xiàn)采煤機自動移動功能的結(jié)構(gòu)方案采煤機沿工作面移動被稱為牽引，能使采煤機實現(xiàn)自移的結(jié)構(gòu)有稱作牽引機構(gòu)?，F(xiàn)在廣泛應(yīng)用的牽引機構(gòu)可以分為兩大類；既鏈牽引機構(gòu)和無鏈牽引。1、鏈牽引機構(gòu)鏈牽引機

30、構(gòu)是由圓環(huán)鏈、鏈輪、和緊鏈裝置組成。牽引鏈的兩端固定在緊鏈裝置上，并與采煤機的鏈輪嚙合。當鏈輪裝動時，由于鏈輪與圓環(huán)鏈的嚙合作用，采煤機便沿牽引鏈移動。圖2-4 鏈牽引機構(gòu)fig.2-4 traction linked institutions2、無鏈牽引機構(gòu)隨著采煤機功率的不斷加大，采煤機的總裝機容量已超過1000kw。牽引鏈中的拉力也已增至400-800kn。因此牽引鏈機構(gòu)已限制了采煤機功率的提高。無鏈牽引機構(gòu)就隨之產(chǎn)生和發(fā)展起來了。無鏈牽引機構(gòu)種類繁多，大體上可歸納為三類；主動輪齒條、閉合鏈齒條和邁步油缸推進三類。其中主動輪齒條無鏈牽引系統(tǒng)應(yīng)用最廣。2.2 實現(xiàn)采煤機輔助功能的結(jié)構(gòu)方案只

31、具有基本功能的采煤機，能勉強完成在工作面破落煤壁和裝煤的任務(wù)。在實際中還要使用到一些輔助功能，有；適應(yīng)煤層賦存狀況變化的功能、降塵和冷卻設(shè)備功能、自動托卷電纜功能等。一、實現(xiàn)適應(yīng)煤層賦存狀況變化功能的機構(gòu)方案煤層在地下賦存狀態(tài)的變化概括起來有三種；煤層厚度的變化、煤層走向波浪起伏以及存在斷層、煤層相對于水平面傾角的變化。1、實現(xiàn)適應(yīng)煤層厚度變化的功能的結(jié)構(gòu)方案當煤層厚度隨時變化時，兩個滾筒的工作高度應(yīng)當變化，這就需要實現(xiàn)能適應(yīng)煤層厚度變化的功能的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)稱為采煤機的調(diào)高裝置。2、適應(yīng)煤層沿走向波浪起伏以及存在的斷層的功能的結(jié)構(gòu)方案采煤機在采空區(qū)安裝有調(diào)斜油缸，采空區(qū)側(cè)的滑靴安裝在活塞桿上

32、。活塞桿伸縮就改變餓采煤機的傾斜角度。這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)調(diào)斜功能得到普遍應(yīng)用。3、具有開采大傾角煤層功能的結(jié)構(gòu)方案當采煤工作面傾角大于10，一旦及其牽引部失靈，采煤機有可能下滑，具體防滑裝置有：（1）抱閘式防滑裝置（2）盤式制動器防滑裝置（3）輔助牽引與防滑絞車二、實現(xiàn)降塵和冷卻功能的結(jié)構(gòu)1、實現(xiàn)降塵功能的方案采煤機的滾筒在截割煤壁的同時，產(chǎn)生的煤塵嚴重污染井下空氣，威脅工人身體健康。因此降塵是采煤機的重要輔助功能。降塵措施有很多種，歸納起來有；（1）提高采煤機牽引速度，降低截煤滾筒的轉(zhuǎn)速，增大碎煤塊度，能明顯降低煤塵。（2）滾筒軸垂直于采煤機機面，即采用立滾筒，使截齒沿煤層層理截割，也能降低煤塵（

33、3）在可能條件下，減少滾筒上安裝截齒的數(shù)量增大碎煤的塊度，降低煤塵（4）實現(xiàn)滾筒自動調(diào)高，避免滾筒截割工作面頂板和底板，從而降低牽引速度，避免煤塵大量生成。（5）吸入式降塵機構(gòu)，壓力水精油在滾筒軸內(nèi)的中心管送到噴嘴，有噴嘴噴出壓力水在水束周圍形成負壓區(qū)，含塵空氣被吸入負壓區(qū)并隨水束穿過滾筒內(nèi)部降塵后，重新進入截煤空間?？諝饩瓦@樣在滾筒內(nèi)循環(huán)被凈化，降塵效果比較好。（6）用噴霧降塵，壓力水經(jīng)過噴嘴后霧化，極小的液滴充滿滾筒截煤區(qū)，液滴與粉塵相碰而被不捉。一般采煤機內(nèi)外噴霧都有，降塵效果很好。（7）泡沫滅塵，有發(fā)泡劑的水自噴嘴噴出進入一個與噴嘴緊挨的罩體。大量的泡沫從罩體射出，籠罩了截煤滾筒的周圍

34、，使煤塵源與周圍空氣隔絕，并使煤粉被泡沫捕捉。這種滅塵方式效果最佳。2、實現(xiàn)冷卻功能的方案采煤機的冷卻功能是由 實現(xiàn)的。讓噴霧水首先流過需要冷卻的不見，實現(xiàn)冷卻功能，然后再被送到噴霧系統(tǒng)中。因此，冷卻與噴霧水是一個供水系統(tǒng)，三、實現(xiàn)自動卷電纜功能的結(jié)構(gòu)方案采煤機是采煤工作面內(nèi)的移動機械，因此，對采煤機供電必須用橡膠電纜。當采煤機工作面很長時，被采煤機拖移的電纜很長，而且很重。如果采煤機直接拉引電纜本身，電纜容易被拉斷。因此要用專門的電纜拖移裝置。一般使用電纜尼龍夾板組成的夾板鏈，它由框形夾板用鉚釘鏈接而成。每段長0.71m，各段之間再由銷軸連接。框行夾板在斷面為u形，在夾板鏈中其開口朝向才空區(qū)

35、側(cè)。夾板鏈終端借助于可回轉(zhuǎn)的彎頭懸掛于采煤機身上。板式鏈僅位于彎頭處，意在改善夾板鏈端受力狀況。其優(yōu)點在于，使電纜在采煤機折返工作中折曲靈活，不易側(cè)倒；而且有效的保證在采煤機牽引過程中使電纜免受拉力；朔料夾板重量輕，強度足夠，使電纜免受碰傷。2.3 薄煤層采煤機的主要技術(shù)參數(shù)的確定1) 截深截深是指薄煤層采煤機工作機構(gòu)完全按截入煤壁的深度，即采煤機沿工作面走向一次推進的距離。對于中厚和厚煤層，考慮到工作面輸送機的最大輸送能力以及充分利用頂板壓力對煤壁的予破壞效應(yīng)，截深絕定為0.6m。對于薄煤層，為保證工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)率，適當加大截深，取截深0.75-1.0m.通過設(shè)計分析，截深取為0.8m。2

36、) 采高才高是指最大可能開采的高度，是由采煤機的機械結(jié)構(gòu)決定的。對于單一煤層的開采，才高要與煤層厚度相當。當厚煤層分層開采時，按最大分層厚度約為最大才高的90-95%，最下煤層厚度約為最小采高的110-120%來確定采煤機的采高。薄煤層的厚度是在0.8-1.3mm，此次設(shè)計的最大采高為1.2m.最小采高取為0.65m。這樣可以滿足要求。3) 牽引速度采煤機牽引速度由煤層厚度、截深、煤層物理機械性質(zhì)以及用戶對采煤機生產(chǎn)率的要求確定的。牽引速度即采煤機沿工作面移動的速度。由于煤層的機械力學(xué)性質(zhì)復(fù)雜多變，需要隨時調(diào)節(jié)牽引速度，使采煤機能在正常負載下工作。當用戶生產(chǎn)率已定，則當采高和截深加大牽引速度就

37、減??；當采高和截深小，勢必加大牽引速度。當煤層中含矸量較大或煤層硬度較高，才么及的牽引速度也必須減低。我國采煤機的牽引速度在2.5-5m/min的范圍，國外的可達15m/min.由于生產(chǎn)率按照正常的計算取15t/min故由 q=60hjv 式中 h薄煤層采煤機采高，m; j薄煤層采煤機截深，m; v薄煤層采煤機可能達到的平均牽引速度，m/min; 煤的密度，一般為1.31.35t/m q薄煤層采煤機理論生產(chǎn)率，t/h.采高h,薄煤層的厚度在0.6-1.2米。截深j也已設(shè)計給出為0.8m。煤的密度由煤巖性質(zhì)取1.35t/m。則 v= （1-1）這樣取牽引速度09.1m/min便可滿足設(shè)計要求。4

38、) 牽引力采煤機的牽引力是采煤機克服牽引阻力的能力。采煤機的牽引阻力取決于煤層的物理機械性質(zhì)、工作面傾角、采煤機自重以及導(dǎo)向裝置摩擦阻力等。在初定牽引力時，可按p=(1-1.3)n p采煤機牽引力，kn。n采煤機總裝機功率， kw。表2-1采煤機裝機功率table 2-1 shearer installed power采煤機裝機功率（kw） 采煤機牽引力（kn）50 100100 100-120150 160-180 200 200-220300 250-300表2-2 采煤機裝機功率table 2-2 shearer installed power煤層阻抗a kn/m煤層厚度 m0.5-0.

39、7 0.7-1.2 1.2-2.2 2.0-3.5采煤機裝機率 kw240100 120 200 250125 35-150 150-250 250-350150 150-200 300-350 -設(shè)計生產(chǎn)率t/min3-4 4-6 6-10 10-155）截割速度截割速度是截煤滾筒截齒圓圍切向速度，此速度與滾筒直徑、滾筒轉(zhuǎn)速以及采煤機牽引速度有關(guān)。實踐證明，截齒的截割速度與截齒的磨損速度相關(guān)。為減緩截齒磨損取低截割速度。當采高大，牽引速度大，為不發(fā)生滾筒裝煤堵塞和對煤的二次破損，滾筒速度應(yīng)加大則截割速度也相應(yīng)加大。目前，截割速度一般為3.5-5.0m/s，對小直徑滾筒而言截割速度甚至為1.8

40、5-2.7m/s。6）裝機功率采煤機裝機功率，是指采煤機總裝機功率?？砂聪卤砉浪?。7)采煤機設(shè)計生產(chǎn)率采煤機理論設(shè)計生產(chǎn)率按下式計算： q=60hjv （2-1） 式中 h薄煤層采煤機采高，m; j薄煤層采煤機截深，m; v薄煤層采煤機可能達到的平均牽引速度，m/min; 煤的密度，一般為1.31.35t/m q薄煤層采煤機理論生產(chǎn)率，t/h.考慮到對采煤機檢查、維護等技術(shù)因素對生產(chǎn)率的影響，應(yīng)計算出采煤機的技術(shù)設(shè)計生產(chǎn)率q； q= q.k t/h （2-2）式中k采煤機技術(shù)工作時間利用系數(shù)， k= （2-3）割一刀煤采煤機的純工作時間，min。割一刀煤所需的輔助時間，min.割一刀煤消除故障

41、時間，min。此外，應(yīng)考勞動組織以及配套設(shè)備等對生產(chǎn)率的影響。因此，采煤機實際生產(chǎn)率q； q=q （2-4）式中采煤機純利用系數(shù)； = （2-5）因技術(shù)和組織原因引起的停機時間，min.實際上，采煤機的生產(chǎn)率要比上面諸式計算值低得多，因為許多影響因素?zé)o法事先估計出。2.4 小結(jié)該采煤機是基于bw-150進行改進設(shè)計，改為薄煤層爬底板式的采煤機。它適用于采高為650-1200mm，傾角小于35度的煤層。當傾角大于90度的時候應(yīng)加防滑裝置。該采煤機的兩個牽引部設(shè)在工作面輸送機的兩端，用牽引鏈與聯(lián)結(jié)橋相連。聯(lián)結(jié)橋與機身部、兩個搖臂和連個滾筒裝配在一起，形成一個整體，在工作面往返穿梭式采煤。聯(lián)結(jié)橋跨接

42、于工作面輸送機之上，在聯(lián)結(jié)橋內(nèi)部安裝機器控制部分，工人可以在采空區(qū)側(cè)進行操作。機身部與滾筒 、搖臂等則懸置于采煤側(cè)。一、此設(shè)計采煤機的特點：1、破碎煤壁功能結(jié)構(gòu)方案在采煤機設(shè)計中實現(xiàn)此方案一共有三種： 銑削式結(jié)構(gòu)方案 鉆削式結(jié)構(gòu)方案 滾壓式結(jié)構(gòu)方案本機采用銑削式結(jié)構(gòu)方案，鉆具為垂直滾筒。其優(yōu)點是：1） 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；2） 破碎煤層時，截齒沿層理運動，截齒所受截割阻力小，采煤機能耗比較低。2、采煤機自動移動功能的結(jié)構(gòu)方案能使采煤機實現(xiàn)自動移動的結(jié)構(gòu)被稱為牽引機構(gòu)，現(xiàn)在設(shè)計采煤機時采用的牽引機構(gòu)有兩種：鏈牽引機構(gòu)無鏈牽引機構(gòu)本采煤機采用鏈牽引機構(gòu)中的水平鏈輪的牽引機構(gòu)。雖然鏈牽引機構(gòu)存在不足

43、，但在薄煤層工作面等特定條件下，還必須適用鏈牽引機構(gòu)。3、牽引部動力傳遞種類牽引部傳動裝置的功用是將采煤機電動機的能量傳到主動鏈輪或驅(qū)動輪并實現(xiàn)調(diào)速，現(xiàn)有的牽引部傳動形式可分為三類機械牽引液壓牽引電牽引本采煤機利電氣傳動來驅(qū)動牽引部，電牽引的優(yōu)點是調(diào)速、換向、過載保護和各種監(jiān)控保護都可以由電氣系統(tǒng)實現(xiàn)，使得機械傳動部分大為簡化，因而可以縮小采煤機的體積，采煤機的總重量比液壓牽引采煤機減輕1/3;調(diào)速方便調(diào)速范圍廣，調(diào)速特性好；牽引部傳動效率比液壓牽引部提高近30%；可以用于有鏈和無鏈牽引系統(tǒng)；裝有兩臺兩臺電牽引部的采煤機，可以在不降低牽引速度的條件下吧牽引力提高一倍。4、驅(qū)動方式驅(qū)動方式是指采

44、煤機拖動電機的數(shù)量和傳動方式，大體上分為四類：單機驅(qū)動方式雙機分別驅(qū)動方式雙機聯(lián)合驅(qū)動方式多機分別驅(qū)動方式本采煤機采用多機分別驅(qū)動的方式，具有以下優(yōu)點：1 每臺電機的功率比較?。? 一臺電機有故障，容易更換，損失小。5、電機的布置形式電機的布置形式采用縱向布置。優(yōu)點：這種布置方式對增大截割功率、降低機身高度是有益的。圖2-5 采煤機截割部傳動系統(tǒng)fig.2-5 shearer cutting of the transmission system6、降塵功能的方案 吸入空氣式降塵結(jié)構(gòu)。7、切割部的推進和調(diào)斜裝置的動力傳動方式切割部的推進和調(diào)斜裝置的動力傳遞的方式有兩種： 機械式 液壓式本采煤機采

45、用液壓傳動方式，具有以下優(yōu)點：1）過載保護容易實現(xiàn)；2）便于操作8、該機的主要技術(shù)特征為：1）適用條件采高（m） 0.65-1.2傾角（） 35煤抗壓強度（mpa） 302）截割部滾筒直徑(m) 0.56 截深（m） 0.8滾筒轉(zhuǎn)速（r/min） 70 調(diào)高方式 搖臂3）牽引部傳動方式 齒輪傳動牽引力（kn） 250牽引鏈（mm） 調(diào)速方式 電氣4）電動機功率（kw） 275+237電壓（v） 1140/660轉(zhuǎn)速（r/min） 14705）防塵方式 內(nèi)外噴霧機面高度（mm） 420-460滾筒中心距 4078機身寬 1100機身高 420-460質(zhì)量 （t） 9.89、截割部的主要特點：（1

46、） 兩個滾筒用兩臺電動機分別驅(qū)動，每臺電動機容量變小尺寸變小，適于薄煤層的需要。（2） 兩臺電動機縱向，去掉了傳動系統(tǒng)中的圓錐齒輪。（3） 兩臺電動機之間用齒輪聯(lián)系，使兩臺電動機的負荷分配均勻。（4） 結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少。（5） 機身的懸臂支撐如圖，兩個千斤頂滑靴在機身的靠采空區(qū)一側(cè)兩端，支撐在輸送機的鏟煤板上。套在導(dǎo)向管上的導(dǎo)向之間7與連桿4，機身3和橋形桿6組成一個平行框架，當油缸伸縮時，機身能很容易的上下平動。此外，這六桿的自由度是1，機身在上下升降時其位置是很確定的。 圖2-6 機身的支撐與導(dǎo)向結(jié)構(gòu)fig.2-6 supplied with the support structure

47、-oriented1- 輸送機；2-千斤頂；3-機身；4-連桿；5-連桿；6-橋形桿；7-導(dǎo)向套架；1 - conveyor; 2 - jack; 3 - the fuselage; 4 - connecting rod; 5 - linkage; 6 - the bridge-shaped bar; 7 - case-oriented;10、 牽引部的主要特征該機采用外牽引部。兩套相同的傳動裝置分別裝設(shè)在工作面輸送機的機頭和機尾處。牽引部傳動系統(tǒng)如圖。 圖2-7 外 牽 引 部fig.2-7 department of traction該牽引部中交流電動機經(jīng)齒輪聯(lián)軸節(jié)c1和齒輪1與2 帶動電磁滑差離合器m。然后又經(jīng)過齒輪聯(lián)軸節(jié)c2和四級齒輪傳動，帶動鏈輪s。當外負荷增加，電磁 滑差離合器的輸出轉(zhuǎn)速減小。因此使用這種電磁滑差離合器可以簡便的按外負荷的變化自動地實現(xiàn)調(diào)速。3 截割部減速器的具體設(shè)計說明3.1 電動機的選擇3.1.1 電動機功率的確定已知：截割滾筒的所需的轉(zhuǎn)速范圍為：70r/min,裝機功率為150kw，按照90%的功率分配，兩個截割滾筒的所需有效功率:p=135kw 一個則需要67.5 kw傳動裝置總功率 = （3-1）按機械設(shè)計課程設(shè)計表4.2-9取：聯(lián)軸器效率0.995；齒輪嚙合效率（齒輪精度