采煤機(jī)sheji2222233(1)

1、摘 要薄煤層采煤機(jī)各主要組成部分大同小異，其區(qū)別主要在截割機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)和截割部上,因此合理選擇薄煤層采煤機(jī)的截割部的參數(shù)，可以改善其工作性能和減少采煤比能耗。本說明書主要介紹了薄煤層采煤機(jī)總體設(shè)計(jì)及截割部減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算，該采煤機(jī)類型的選擇及各主要組成部分設(shè)計(jì)，采煤機(jī)截割部主要是由一個(gè)減速箱和四級(jí)齒輪傳動(dòng)組成，截割部電機(jī)放在搖臂內(nèi)橫向布置，電動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力經(jīng)由三級(jí)直齒圓拄齒輪和行星輪系的傳動(dòng)，最后驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。截割部采用四行星單浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，減小了結(jié)構(gòu)尺寸，采用大角度彎搖臂設(shè)計(jì)，加大了過煤空間，提高了裝煤效果。在設(shè)計(jì)過程中，對(duì)截割部的軸、傳動(dòng)齒輪、軸承和聯(lián)接用的花鍵等部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度校核和選

2、用。本說明書主要針對(duì)主要部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核，設(shè)計(jì)出符合要求的薄煤層采煤機(jī)及其截割部減速器，并通過主體部將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)有機(jī)的組合。關(guān)鍵詞：采煤機(jī)；截割部；減速箱；行星輪系；傳動(dòng)齒輪；設(shè)計(jì)IAbstractThin seam coal miningmachine isthe major component of the same,thedifference is mainlyin thecutting mechanismof thetransmission and thecutting part,thereasonable selection of parametersof thin coa

3、l seam shearercutting unit,can improve their work performanceand reduce energy consumption than coal. This paper mainly introduces thedesign and calculation ofthin coal seamshearerandoverall design ofcutting reducer,thecoal mining machinetype selectionand main partdesign,shearer cutting unitis mainl

4、y composed of agear box andfourlevel gear transmission,cutting motoron therockingarmlateral arrangement,electrical power output by thegearand the planetary geartransmissionwiththree straight toothcylindrical,final drive rotary drum.Cutting the Department has adoptedsingle floating structure of four

5、planets,reduces the size of the structure,with large anglebends arm design,increase thespace of coal,improve theeffectiveness of the coal loading.In the design process,transmission gear,shaft,bearingand connected with theflowers and other key componentsof thecutting partof the design and calculation

6、,selection and strength check.Thismanual mainlyaccording to the maincomponents ofthe design calculation andstrength check,designed to meet the requirements of thethin seam coal miningmachine andcutting reducer,and through thecombination of eachactuatorbodywillorganic.Key words: Mining machine ;Cut t

7、he cutting department ; Gearbox ; A department of planet; Gear wheel of the transmission ; DesignII目錄摘 要IAbstractII1 緒論11.1 采煤機(jī)發(fā)展的歷史21.2 我國(guó)薄煤層采煤機(jī)的發(fā)展進(jìn)程31.3 薄煤層采煤機(jī)的分類及其特點(diǎn)41.4 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容及目標(biāo)52 薄煤層采煤機(jī)總體設(shè)計(jì)62.1 實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)基本功能的設(shè)計(jì)62.1.1 實(shí)現(xiàn)破碎煤壁的方案62.1.2 實(shí)現(xiàn)自移功能的方案72.1.3 實(shí)現(xiàn)裝煤功能的方案82.2 實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)輔助功能的設(shè)計(jì)82.2.1 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卷電纜功能的方案82

8、.2.2 可實(shí)現(xiàn)冷卻和降塵功能的方案82.2.3 可適應(yīng)煤層賦存狀況變化的方案92.3 薄煤層采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的確定102.4 采煤機(jī)總體設(shè)計(jì)122.4.1 選擇采煤機(jī)類型122.4.2 采煤機(jī)的總體結(jié)構(gòu)142.4.3 采煤機(jī)總體尺寸的確定172.4.4 采煤機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)172.4.5 截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)182.4.6 采煤機(jī)牽引部概述212.4.7 搖臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定222.4.8 此設(shè)計(jì)采煤機(jī)的特點(diǎn)223 截割部減速器設(shè)計(jì)263.1 傳動(dòng)方案的確定263.1.1 傳動(dòng)比的確定263.1.2 傳動(dòng)比的分配263.1.3 各級(jí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩的確定283.2 齒輪的初步設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校

9、核293.2.1 齒輪1和惰輪2設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核293.2.2 齒輪4和齒輪5設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核333.2.3 齒輪6和惰輪7的幾何尺寸計(jì)算373.2.4 惰輪8和齒輪9的幾何尺寸計(jì)算403.3 截割部行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算413.3.1 齒輪材料制造工藝的選定413.3.2 確定各主要參數(shù)413.3.3 幾何尺寸計(jì)算443.3.4 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算454 軸及軸承的設(shè)計(jì)524.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核524.1.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核524.1.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核564.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核614.1.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核664.1.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核67

10、4.2 軸承的選用及其校核674.2.1 軸上軸承的選用及其校核684.2.2 軸上軸承的選用及其校核694.2.3 軸上軸承的選用及其校核694.2.4 軸上軸承的選用及其校核704.2.5 軸上軸承的選用及其校核714.3 花鍵的強(qiáng)度校核714.3.1 輸入軸上花鍵校核714.3.2 截軸花鍵校核724.3.3 行星輪系花鍵校核725本設(shè)計(jì)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析746 結(jié)論75致謝76參考文獻(xiàn)77附錄A譯文78附錄B外文文獻(xiàn)87V遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 緒論煤炭是我國(guó)的主要能源，煤炭工業(yè)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，我國(guó)薄煤層資源豐富，1.3m以下煤層可采儲(chǔ)量約占全部可采儲(chǔ)量的20%

11、,在地下開采中，我國(guó)所采用的采煤方法基本上以走向長(zhǎng)壁式方法為主。在走向長(zhǎng)壁式采煤方法中，有可以分為前進(jìn)式、后退式、全部垮落式和填充式等。目前國(guó)內(nèi)外采用這些采煤方法的國(guó)家所用采煤機(jī)械，絕大多數(shù)是滾筒式采煤機(jī)、刨煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)，只有少數(shù)先進(jìn)的煤礦采用薄煤層采煤機(jī)等設(shè)備?，F(xiàn)在煤炭工業(yè)正面臨著許多困難和問題，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(dòng)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(jī)械化是最終發(fā)展的必然。所以如何提高采煤效率就成為如何合理開采煤礦資源的重中之重。完成采煤工作關(guān)鍵在于采煤系統(tǒng)的技術(shù)要求，采煤系統(tǒng)包括工作面的落煤、裝煤，將煤由工作面運(yùn)往井底車場(chǎng)，直到提升至地面

12、。主要井巷包括采煤工作面，采區(qū)順槽、采區(qū)上山、水平運(yùn)輸大巷、石門等。主要設(shè)備有采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械，支護(hù)設(shè)備及提升機(jī)等。掘進(jìn)系統(tǒng)是為了保證生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行，即在當(dāng)前生產(chǎn)同時(shí)，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(jìn)工作面、矸石運(yùn)至井底車場(chǎng)由副井提升后送至堆放地。主要設(shè)備包括掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸、提升等所用的設(shè)備以及風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、空氣壓縮機(jī)及其管路等。通風(fēng)系統(tǒng)由進(jìn)風(fēng)井巷、回風(fēng)井巷、通風(fēng)機(jī)和井下通風(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(cāng)、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(shí)進(jìn)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

13、炸。輔助運(yùn)輸系統(tǒng)包括人員上下和材料，設(shè)備的運(yùn)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(cè)系統(tǒng)。另外按落煤技術(shù)方法，地下采煤有機(jī)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(guó)水采礦井僅占1.6%。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(zhǎng)，可以容納功率大，生產(chǎn)能力高的采煤機(jī)械，因而產(chǎn)量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般531 m，由于工作面短，頂板易維護(hù)，從而減少了支護(hù)費(fèi)用，主要缺點(diǎn)是回采率低。由于薄煤層長(zhǎng)壁開采有特殊問題，造成薄煤層長(zhǎng)壁綜采發(fā)展緩慢，而且開采薄煤層的礦井或工作而的經(jīng)濟(jì)效益多數(shù)不理想，

14、所以薄煤層開采除了要完善長(zhǎng)壁采煤工藝和裝備外，還應(yīng)根據(jù)薄煤層的開采特點(diǎn)，發(fā)展薄煤層非長(zhǎng)壁采煤工藝和裝備。1.1 采煤機(jī)發(fā)展的歷史把煤從煤層上截落下來并運(yùn)出采煤工作面，這個(gè)煤炭生產(chǎn)的兩個(gè)主要工序。使用刮板輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)煤的運(yùn)輸，而把煤從煤層截落下來并裝入輸送機(jī)，則是由采煤機(jī)來完成。采煤機(jī)完成了落煤和裝煤的這兩個(gè)主要工序，就實(shí)現(xiàn)了煤炭開采的機(jī)械化。20世紀(jì)40年代初，英國(guó)和前蘇聯(lián)相繼研制出了鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)。這種采煤機(jī)是用截鏈?zhǔn)浇芈涿?，在截鏈上安裝有被稱為截齒的專用截煤工具，其工作效率低。同時(shí)德國(guó)研制出了用刨削方式落煤的刨煤機(jī)。50年代初，英國(guó)和德國(guó)相繼研制出了滾筒式采煤機(jī)，在這種采煤機(jī)上安裝有截煤滾筒，這

15、是一種圓筒形部件，其上安裝有截齒，用截煤滾筒實(shí)現(xiàn)落煤和裝煤。這種采煤機(jī)與可彎曲輸送機(jī)配套，奠定了煤炭開采機(jī)械化的基礎(chǔ)。進(jìn)入60年代，英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和前蘇聯(lián)先后對(duì)采煤機(jī)的截割滾筒做出革命性改進(jìn)。首先截煤滾筒可以在使用中調(diào)整其高度，完全解決對(duì)煤層賦存條件的適應(yīng)性；其次把圓筒形截割滾筒改進(jìn)成螺旋葉片截煤滾筒，即螺旋滾筒，極大地提高了裝煤效果。可調(diào)高螺旋滾筒采煤機(jī)或刨煤機(jī)與液壓支架和可彎曲輸送機(jī)配套，構(gòu)成綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，使煤炭生產(chǎn)進(jìn)入高產(chǎn)、高效、安全和可靠的現(xiàn)代化發(fā)展發(fā)展階段。從此，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備朝著大功率、遙控、遙測(cè)方向發(fā)展，其性能日臻完善，生產(chǎn)率和可靠性進(jìn)一步提高。而且隨著工況自動(dòng)監(jiān)測(cè)，

16、故障診斷以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在采煤機(jī)上的到應(yīng)用，現(xiàn)代采煤機(jī)已經(jīng)發(fā)展成為高科技機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)行采煤機(jī)的設(shè)計(jì)基本上都采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法:，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和以往設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)人員在紙面上設(shè)計(jì)所需的產(chǎn)品，我國(guó)在地下開采煤礦開始應(yīng)用采煤機(jī)械始于五十年代初。當(dāng)時(shí)從蘇聯(lián)引進(jìn)鏈?zhǔn)浇忝脵C(jī)和鏈?zhǔn)铰?lián)合采煤機(jī)，并進(jìn)行組織自行生產(chǎn)。由于這種采煤機(jī)械生產(chǎn)率低，沒能在我國(guó)普遍推廣使用。六十年代，我國(guó)從波蘭引進(jìn)了滾筒式采煤機(jī)，并組織自行制造同類機(jī)械。七十年代初，我國(guó)從英國(guó)、德國(guó)、波蘭和法國(guó)等國(guó)家大量引進(jìn)雙滾筒可調(diào)高采煤機(jī)，并組織制造同類型設(shè)備，我國(guó)開始大規(guī)模研制和生產(chǎn)現(xiàn)代化采煤設(shè)備。現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)能自行設(shè)計(jì)

17、和生產(chǎn)適合于各種煤層賦予條件的滾筒式采煤機(jī)。為了更好的發(fā)展必須加大煤炭生產(chǎn)機(jī)械化力度，大幅度提高煤炭生產(chǎn)率。使產(chǎn)品在投入生產(chǎn)之前進(jìn)行優(yōu)化以提高產(chǎn)品質(zhì)量,從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,進(jìn)而降低開發(fā)成本,提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。1.2 我國(guó)薄煤層采煤機(jī)的發(fā)展進(jìn)程我國(guó)薄煤層采煤機(jī)的研究始于60年代。60年代初,在頓巴斯-1型采煤機(jī)基礎(chǔ)上,我國(guó)開始自行研制生產(chǎn)采煤機(jī)。這類薄煤層滾筒采煤機(jī)主要有MLQ系列采煤機(jī),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(jī),另外還有MLQ3-100型采煤機(jī)。70年代至80年代初期,我國(guó)自行研制開發(fā)了中小功率薄煤層滾筒采煤機(jī)。比較典型的有山東煤研所和

18、淄博礦務(wù)局研制的ZB2-100型單滾筒騎輸送機(jī)采煤機(jī)。ZB2-100型采煤機(jī)裝機(jī)功率100kW,鏈牽引,牽引傳動(dòng)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?cè)谝M(jìn)了德國(guó)、英國(guó)等采煤機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,自主開發(fā)和制造適應(yīng)我國(guó)不同的煤層條件的滾筒式采煤機(jī)系列產(chǎn)品,并在90年代中期初步完成了主導(dǎo)機(jī)型,由液壓牽引采煤機(jī)向電牽引采煤機(jī)升級(jí)換型工作。1980年,黑龍江煤礦機(jī)械研究所和雞西煤礦機(jī)械廠共同開發(fā)出BM系列騎輸送機(jī)滾筒采煤機(jī),其中BM-100型雙滾筒采煤機(jī),性能良好,能自開缺口、強(qiáng)度高、工作可靠,在我國(guó)

19、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(jī)身又長(zhǎng),所以使用不便,于是又生產(chǎn)出更加簡(jiǎn)化的BMD-100型單滾筒薄煤層采煤機(jī)。進(jìn)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(jī)技術(shù),1997年,由務(wù)局、煤科總院上海分院聯(lián)合研制了MG200/450-BWD型薄煤層采煤機(jī),該采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)、交流變頻調(diào)速、無(wú)鏈牽引總裝機(jī)功率達(dá)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(jī)布置方式,可用于110117m的薄煤層綜合機(jī)械化工作面。2007年為滿足淮南礦業(yè)集團(tuán)薄煤層作為解放層開采的需要，天地科技股份有限

20、上海分公司、雞西煤礦機(jī)械有限公司分別推出了裝機(jī)功率更大、性能更加先進(jìn)的MG320/710 WD,MG2 x 150/700 WD型采煤機(jī)。近年來，更大功率的機(jī)型MG400 /890 WD, MG2 x 200 /925等薄煤層采煤機(jī)也己獲得推少一應(yīng)用，這些采煤機(jī)均采用搖臂雙電動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，以達(dá)到增大裝機(jī)功率、降低機(jī)面高度的目的。我國(guó)薄煤層采煤機(jī)為方便設(shè)計(jì),在行走機(jī)構(gòu)上均采用中厚煤層采煤機(jī)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(yùn)行,但其強(qiáng)度余量過大。近幾年來,我國(guó)薄煤層采煤機(jī)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(guó)內(nèi)大型采煤機(jī),特別是與國(guó)外采煤

21、機(jī)相比,還存在較大的差距。因此我們還需要進(jìn)一步的改進(jìn)和更新。表1-1 我國(guó)幾種類型薄煤層采煤機(jī)基本情況比較Table 1-1 several types of thin seam coal winning machine basic situation型號(hào) 采高范圍/M 牽引力/KN 牽引方式 MG80/108-BWD 0.80-1.23 158 齒輪銷排無(wú)鏈電牽引 MG100/240-BW 0.8-1.65 150 液壓銷排無(wú)鏈牽引 MG344-PWD 1.0-1.8 180 液壓錨鏈?zhǔn)綘恳?MG80/200-BW 0.76-1.40 150 液壓銷軌式無(wú)鏈牽引 MG200/450-BWD

22、0.85-1.5 440 液壓無(wú)鏈?zhǔn)綘恳?MG250/550-BWD 1.0-1.7 440 交流無(wú)鏈?zhǔn)綘恳?1.3 薄煤層采煤機(jī)的分類及其特點(diǎn)因?yàn)槭艿矫簩雍穸鹊南拗?，薄煤層采煤機(jī)分為爬底板式和騎溜子式兩類。 爬底板式采煤機(jī)，機(jī)身位于機(jī)道內(nèi)，因而機(jī)面高度降低，使過煤空間高度及過機(jī)空間高度增大（240mm），這不僅改善了機(jī)器性能，而且可使采煤機(jī)在0.60.8m的及薄煤層中工作。采用爬底板布置方式，將機(jī)身主傳動(dòng)部分布置在輸送機(jī)中部槽外煤壁側(cè)，消除截割電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)機(jī)身厚度的影響，機(jī)身在煤壁側(cè)機(jī)道內(nèi)的爬底板式采煤機(jī)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(jī)是當(dāng)前薄煤層采煤機(jī)主要的

23、發(fā)展方向。騎溜子式采煤機(jī)的機(jī)身騎在刮板輸送機(jī)上，并靠其支撐和導(dǎo)向。當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率為100KW時(shí)，電動(dòng)機(jī)高度h=350mm，國(guó)美空間高度至少為C=140160mm，輸送機(jī)中部槽高度為180190mm，則機(jī)面高度至少達(dá)到A=600650mm.考慮到頂梁厚度，頂板下沉厚度以及過機(jī)空間高度Y（通常Y=90200mm），則騎溜子薄煤層采煤機(jī)只能適用于0.750.95m以上的煤層（小值對(duì)單滾筒，大值對(duì)雙滾筒）。如果電動(dòng)機(jī)功率加大，則電動(dòng)機(jī)高度相應(yīng)增大，因而最小采高還要加大。1.4 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容及目標(biāo)薄煤層采煤機(jī)的型號(hào)、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(jī)構(gòu)的傳動(dòng)和截割部上,因此合理

24、選擇薄煤層采煤機(jī)的截割部的參數(shù)，可以改善其工作性能和減少采煤比能耗。選擇這個(gè)題目就是要進(jìn)一步熟悉薄煤層采煤機(jī)各部分的工作原理，對(duì)其進(jìn)行更好的改進(jìn)，并對(duì)它的截割部減速器進(jìn)行細(xì)致分析設(shè)計(jì)，使其耐用并且省時(shí)省力容易裝修，對(duì)滾筒式采煤機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)表明只有按照根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)的原則來設(shè)計(jì)采煤機(jī)，這樣的采煤機(jī)才能在煤炭開采中滿足要求。到本世紀(jì)末，我國(guó)原煤的產(chǎn)量必須超過十四億噸。才能滿足我國(guó)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(jī)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(jìn)，高效率并且可靠的新型采煤機(jī)，不僅滿足過內(nèi)生產(chǎn)之需，而且能夠在國(guó)際市場(chǎng)中占一席之地。原始參數(shù)：隨著現(xiàn)代化礦井高檔普

25、采工作單產(chǎn)水平的不斷提高，對(duì)采煤機(jī)技術(shù)性能的要求越來越高，山東鄂莊煤礦根據(jù)315 采區(qū)煤層薄、斷層多、頂板堅(jiān)硬且易破碎等復(fù)雜地質(zhì)條件構(gòu)造情況現(xiàn)需要設(shè)計(jì)能滿足生產(chǎn)需要的薄煤層采煤機(jī)，該采煤機(jī)采高范圍0.90m1.45m；煤層傾角；截割功率280KW；滾筒轉(zhuǎn)速70r/min；80r/min；滾筒直徑為850mm；調(diào)高方式為搖臂調(diào)高；最大牽引力為130KN；牽引方式為電牽引。設(shè)計(jì)解決的問題：熟悉采煤機(jī)的各部分的功能與作用，對(duì)主要部件進(jìn)行選型設(shè)計(jì)與計(jì)算，根據(jù)要求設(shè)計(jì)出符合要求的薄煤層采煤機(jī)及其截割部減速器，并通過主體部將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)有機(jī)的組合。2 薄煤層采煤機(jī)總體設(shè)計(jì)2.1 實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)基本功能的設(shè)計(jì)2.

26、1.1 實(shí)現(xiàn)破碎煤壁的方案其一，在滾筒表面或在螺旋旋滾而葉片上安裝刀齒，滾筒隨采煤機(jī)前移并后轉(zhuǎn)，截齒使用銑削方法把煤從煤壁上截割下來。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(diǎn)是它不僅能實(shí)現(xiàn)截落煤的功能還能實(shí)現(xiàn)裝煤的功能；水平旋轉(zhuǎn)軸調(diào)整滾筒高度方便，對(duì)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(dāng)齒冠自轉(zhuǎn)并隨采煤機(jī)移動(dòng)時(shí)，截齒實(shí)現(xiàn)破煤功能。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是截齒安裝的比較少， 煤的塊度大，機(jī)器能耗?。粚?shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，制造容易；負(fù)荷變化大，機(jī)器動(dòng)特性較差。 優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)截落煤層還能實(shí)現(xiàn)裝煤，水平旋轉(zhuǎn)調(diào)整滾筒比較方便，對(duì)不同煤層適應(yīng)性好，具有自開

27、缺口功能，垂直結(jié)構(gòu)，滾筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，破碎煤層時(shí)截齒沿層里運(yùn)動(dòng)，截齒所受截割阻力小，采煤機(jī)能耗比較低，這種滾筒只能在煤層變化不人的巷煤層中工作。缺點(diǎn):這種結(jié)構(gòu)應(yīng)布置于采煤機(jī)端而機(jī)身并沿其鉆削空間前進(jìn)，因此機(jī)身民，不能自開缺口，為保頂?shù)装迤秸€必須配有截割盤，沿頂和底板截割煤層。使機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，此外對(duì)煤層厚度的適應(yīng)性小。采煤機(jī)落煤功能是采煤機(jī)第一位的功能，因此，采煤機(jī)的工作結(jié)構(gòu)是其特有的結(jié)構(gòu)，是其他任何機(jī)械設(shè)備所沒有的獨(dú)一無(wú)二的結(jié)構(gòu)。在采煤機(jī)設(shè)計(jì)中，工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合適與否，對(duì)采煤機(jī)工作有很大的影響。其二，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(dāng),當(dāng)滾筒前移并自轉(zhuǎn)時(shí)，盤刀壓向煤

28、壁，其刃部的擠壓和剪切作用達(dá)到破沒的目的。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，彩霞煤的塊度大，煤塵明顯低；機(jī)器能耗??；盤刀壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)復(fù)雜，成本高。采煤機(jī)的落煤功能是采煤機(jī)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(jī)的工作機(jī)構(gòu)。在采煤機(jī)的設(shè)計(jì)中，工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合適與否，對(duì)采煤機(jī)的工作占很重要的地位。其三，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(dāng)鉆削頭自轉(zhuǎn)并沿其軸線方向推進(jìn)時(shí)，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(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；集落煤和裝煤功能于一體；煤

29、的坡度大，機(jī)器能耗低。其缺點(diǎn)是這種結(jié)構(gòu)應(yīng)布置于采煤機(jī)的端面，機(jī)身必沿其鉆削出的空間前進(jìn)，因此，機(jī)身長(zhǎng)；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，沿頂板和地板截割煤層，因此使整個(gè)機(jī)器復(fù)雜化，故比較復(fù)雜。2.1.2 實(shí)現(xiàn)自移功能的方案采煤機(jī)沿工作而移動(dòng)稱作牽引，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)自移的結(jié)構(gòu)被稱作牽引機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)在廣泛應(yīng)用的牽引機(jī)構(gòu)可分為兩大類:即鏈牽引和無(wú)鏈牽引。（1）鏈牽引機(jī)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(jī)上的鏈輪嚙合。當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于鏈輪與圓環(huán)鏈的嚙合作用，采煤機(jī)便沿牽引鏈移動(dòng)。（2）隨著采煤機(jī)功率的不斷加大，采煤機(jī)的總裝機(jī)容量已超過1000KW。牽引鏈

30、中的拉力也已增至400-800KN。但鏈牽引已限制了采煤機(jī)功率提高。自70年代以來開發(fā)了無(wú)牽引鏈牽引機(jī)構(gòu)即無(wú)鏈牽引機(jī)機(jī)構(gòu)，為采煤機(jī)發(fā)展打開了新的局而，結(jié)束了半個(gè)世紀(jì)采煤機(jī)必須采用撓性牽引機(jī)構(gòu)的歷史。無(wú)鏈牽引有三種形式:主動(dòng)輪一齒條;齒輪一銷排;滾輪一齒條。無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)種類繁多，大體上可歸納為三類；主動(dòng)輪齒條、閉合鏈齒條和邁步油缸推進(jìn)三類。其中主動(dòng)輪齒條無(wú)鏈牽引系統(tǒng)應(yīng)用最廣。圖2-1 鏈牽引機(jī)構(gòu)Fig.2-1 Traction linked institutions無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)與鏈牽引比較其優(yōu)越性為:采煤機(jī)自身帶有自移功能，調(diào)動(dòng)靈活;移動(dòng)速度均勻，有利于改善機(jī)器特性(減少?zèng)_擊負(fù)荷);牽引力大，有

31、利于機(jī)器生產(chǎn)率;運(yùn)行安全可靠，擴(kuò)大使用范圍。2.1.3 實(shí)現(xiàn)裝煤功能的方案 把煤從煤壁上破碎下來以后，還要裝在工作面輸送機(jī)里運(yùn)到工作面之外。實(shí)現(xiàn)扎中裝煤功能的機(jī)構(gòu)與落煤結(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。一種是專門用于裝煤的機(jī)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(dú)的牽引機(jī)構(gòu)牽引，在工作面往返運(yùn)行，把碎落在底板上的煤裝入輸送機(jī)里。另一種是與落煤結(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(jī)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(jī)里。機(jī)面低、滾筒小、運(yùn)輸機(jī)高等都會(huì)影響裝煤效果。在運(yùn)輸機(jī)和機(jī)面高度無(wú)

32、法解決的前提下，只能在搖臂和滾筒設(shè)計(jì)上想辦法。首先可將搖臂設(shè)計(jì)成彎搖臂結(jié)構(gòu)，以增大過煤口空問，另外在滿足強(qiáng)度要求的情況下，減小搖臂行星頭直徑，以增大滾筒葉片高度，改善裝煤效果。另外也可通過安裝刀型截齒、改變螺旋葉片角度、提高螺旋葉片表面光滑度減小磨擦等方法改善滾筒裝煤效果。2.2 實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)輔助功能的設(shè)計(jì)2.2.1 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卷電纜功能的方案因?yàn)椴擅簷C(jī)屬于移動(dòng)機(jī)械，所以采煤機(jī)供電必須用橡膠電纜。當(dāng)采煤機(jī)工作面很長(zhǎng)時(shí)，被采煤機(jī)拖移的電纜很長(zhǎng)，而且很重。如果采煤機(jī)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(zhǎng)0.7

33、1m，各段之間再由銷軸連接?？蛐袏A板在斷面為U形，在夾板鏈中其開口朝向才空區(qū)側(cè)。夾板鏈終端借助于可回轉(zhuǎn)的彎頭懸掛于采煤機(jī)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(diǎn)在于，使電纜在采煤機(jī)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(jī)牽引過程中使電纜免受拉力；朔料夾板重量輕，強(qiáng)度足夠，使電纜免受碰傷。2.2.2 可實(shí)現(xiàn)冷卻和降塵功能的方案1.實(shí)現(xiàn)冷卻功能涉及的方案采煤機(jī)的冷卻功能是由供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。讓噴霧水首先流過需要冷卻的部位，實(shí)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(gè)供水系統(tǒng)。2. 實(shí)現(xiàn)降塵功能的方案采煤機(jī)的滾筒在截割煤壁的同時(shí)，產(chǎn)生的煤塵嚴(yán)重污染井下空

34、氣，威脅工人身體健康。因此降塵是采煤機(jī)的重要輔助功能。降塵措施有很多種，歸納起來有：1.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2.實(shí)現(xiàn)滾筒自動(dòng)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。3.泡沫滅塵，有發(fā)泡劑的水自噴嘴噴出進(jìn)入一個(gè)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，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。4.吸入式降塵機(jī)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(fù)壓區(qū)，含塵空氣被吸入負(fù)壓區(qū)并隨水束穿過滾筒內(nèi)部降塵后，重新進(jìn)入截煤空間?？諝饩瓦@樣在滾筒內(nèi)循環(huán)被凈化

35、，降塵效果比較好。5.提高采煤機(jī)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。6.滾筒軸垂直于采煤機(jī)機(jī)面，即采用立滾筒，使截齒沿煤層層理截割，也能降低煤塵7.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(jī)內(nèi)外噴霧都有，降塵效果很好。2.2.3 可適應(yīng)煤層賦存狀況變化的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(duì)于水平面傾角的變化。1、實(shí)現(xiàn)適應(yīng)煤層厚度變化的功能的結(jié)構(gòu)方案當(dāng)煤層厚度隨時(shí)變化時(shí)，兩個(gè)滾筒的工作高度應(yīng)當(dāng)變化，這就需要實(shí)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(jī)

36、的調(diào)高裝置。2、具有開采大傾角煤層功能的結(jié)構(gòu)方案當(dāng)采煤工作面傾角大于10，一旦及其牽引部失靈，采煤機(jī)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(dòng)器防滑裝置（3）輔助牽引與防滑絞車3、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(jī)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?；钊麠U伸縮就改變餓采煤機(jī)的傾斜角度。這種結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)調(diào)斜功能得到普遍應(yīng)用。2.3 薄煤層采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的確定（1） 采高 采高是指最大可能開采的高度，是由采煤機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)決定的。對(duì)于單一煤層的開采，采高要與煤層厚度相當(dāng)。當(dāng)厚煤層分層開采時(shí)，按最大分層厚度約為最大采高的90-95%，最小

37、煤層厚度約為最小采高的110-120%來確定采煤機(jī)的采高。薄煤層的厚度是在0.7-1.3mm，此次設(shè)計(jì)的最大采高為1.45m.最小采高取為0.90m。這樣可以滿足要求。（2） 截深 截深是指薄煤層采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)完全按截入煤壁的深度，即采煤機(jī)沿工作面走向一次推進(jìn)的距離。對(duì)于中厚和厚煤層，考慮到工作面輸送機(jī)的最大輸送能力以及充分利用頂板壓力對(duì)煤壁的予破壞效應(yīng)，截深確定為0.6m。對(duì)于薄煤層，為保證工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)率，適當(dāng)加大截深，取截深0.65-1.0m.通過設(shè)計(jì)分析，截深取為0.7m。（3）牽引速度 牽引速度即采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)的速度。由于煤層的機(jī)械力學(xué)性質(zhì)復(fù)雜多變，需要隨時(shí)調(diào)節(jié)牽引速度，使采煤

38、機(jī)能在正常負(fù)載下工作。采煤機(jī)牽引速度由煤層厚度、截深、煤層物理機(jī)械性質(zhì)以及用戶對(duì)采煤機(jī)生產(chǎn)率的要求確定的。當(dāng)用戶生產(chǎn)率已定，則當(dāng)采高和截深加大牽引速度就減??；當(dāng)采高和截深小，勢(shì)必加大牽引速度。當(dāng)煤層中含矸量較大或煤層硬度較高，采煤機(jī)的牽引速度也必須減低。我國(guó)采煤機(jī)的牽引速度在2.5-5m/min的范圍，國(guó)外的可達(dá)15m/min.由于生產(chǎn)率按照正常的計(jì)算取15t/min故由 式中 H薄煤層采煤機(jī)采高，m; J薄煤層采煤機(jī)截深，m; 薄煤層采煤機(jī)可能達(dá)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(jī)理論生產(chǎn)率，t/h.采高H,薄煤層的厚度在0.6-1.3米。截深

39、J也已設(shè)計(jì)給出為0.7m。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1.55m/min便可滿足設(shè)計(jì)要求。（4) 牽引力采煤機(jī)的牽引力是采煤機(jī)克服牽引阻力的能力。采煤機(jī)的牽引阻力取決于煤層的物理機(jī)械性質(zhì)、工作面傾角、采煤機(jī)自重以及導(dǎo)向裝置摩擦阻力等。在初定牽引力時(shí)，可按p=(1-1.3)N p采煤機(jī)牽引力，KN。N采煤機(jī)總裝機(jī)功率， KW。表2-2采煤機(jī)裝機(jī)功率Table 2-2 Shearer installed power采煤機(jī)裝機(jī)功率（KW） 采煤機(jī)牽引力（KN）50 100100 100-120150 160-180 200 200-220300 250-30

40、0表2-3 采煤機(jī)裝機(jī)功率Table 2-3 Shearer installed power煤層阻抗A KN/m煤層厚度 m0.5-0.7 0.7-1.2 1.2-2.2 2.0-3.5采煤機(jī)裝機(jī)功率 kw240100 120 200 250125 35-150 150-250 250-350150 150-200 300-350 -設(shè)計(jì)生產(chǎn)率T/min3-4 4-6 6-10 10-15（5）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(jī)牽引速度有關(guān)。實(shí)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(dāng)采高大，牽引速度大，為不發(fā)生滾筒

41、裝煤堵塞和對(duì)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3.4-5.1m/s，對(duì)小直徑滾筒而言截割速度甚至為1.82-2.6m/s。（6）裝機(jī)功率采煤機(jī)裝機(jī)功率，是指采煤機(jī)總裝機(jī)功率。（7）采煤機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)率采煤機(jī)理論設(shè)計(jì)生產(chǎn)率按下式計(jì)算： （2-1） 式中 H薄煤層采煤機(jī)采高，m; J薄煤層采煤機(jī)截深，m; V薄煤層采煤機(jī)可能達(dá)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(jī)理論生產(chǎn)率，t/h.考慮到對(duì)采煤機(jī)檢查、維護(hù)等技術(shù)因素對(duì)生產(chǎn)率的影響，應(yīng)計(jì)算出采煤機(jī)的技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)率Q； （2-2）式中K采煤機(jī)技術(shù)工作時(shí)間利用系數(shù)，實(shí)際上，采

42、煤機(jī)的生產(chǎn)率要比上面諸式計(jì)算值低得多，因?yàn)樵S多影響因素?zé)o法事先估計(jì)出。2.4 采煤機(jī)總體設(shè)計(jì)2.4.1 選擇采煤機(jī)類型爬底板式采煤機(jī)采高下限較低（現(xiàn)可達(dá)0.6m左右），滾筒直徑和采高相同或接近，可使采煤機(jī)在0.60.8m的及薄煤層中工作，在極薄煤層下應(yīng)用較多；騎溜子式采煤機(jī)的采高下限較高（一般為1m左右），根據(jù)所在地的煤層地質(zhì)條件本次設(shè)計(jì)最小采高所選取為0.90m，而且用于極薄煤層采煤機(jī)爬底板采煤機(jī)對(duì)底板起伏的適應(yīng)性比騎溜子式采煤機(jī)差,容易發(fā)生歪斜、偏轉(zhuǎn)、啃低、飄底等故障。這些情況也是刨煤機(jī)經(jīng)常發(fā)生和需要處理的故障。騎溜槽采煤機(jī)沒有這些問題,然而鄂莊煤礦315 采區(qū)斷層多、頂板堅(jiān)硬且易破碎等復(fù)

43、雜地質(zhì)條件構(gòu)造情況，選用騎溜子式采煤機(jī)可以克服惡劣的地質(zhì)條件，能較好的適應(yīng)底板起伏不平的工作面，故本次設(shè)計(jì)選用騎溜子式采煤機(jī)。2.4.2 采煤機(jī)的總體結(jié)構(gòu)采煤機(jī)有不同的分類方法，一般我們按照工作機(jī)構(gòu)的形式進(jìn)行分類，可分為：滾筒式、鉆削式和鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)；現(xiàn)在我們所說的采煤機(jī)主要是指滾筒采煤機(jī)，這種采煤機(jī)適用范圍廣，可靠性高，效率高，所以現(xiàn)在使用很廣泛。滾筒采煤機(jī)的組成如圖2.4 所示。采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)，液壓支架配套如圖2.5所示。（1）采煤機(jī)組要組成：左、右截割滾筒，左、右行走減速箱，左、右行走箱，電器控制箱，變頻調(diào)速箱，中間框架，托纜裝置及噴霧冷卻系統(tǒng)等組成。（2）截割部：截割電動(dòng)機(jī)橫向布置在

44、搖臂上單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)搖臂減速箱三級(jí)直齒、以及行星傳動(dòng)減速后，通過方形出軸與截割滾筒連接，驅(qū)動(dòng)截割滾筒旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)割煤、落煤、裝煤。（3）牽引部：兩臺(tái)行走電機(jī)橫向布置在左右行走箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙牽引，經(jīng)行星減速器的減速后，帶動(dòng)左右行走箱體中的小齒輪輪回轉(zhuǎn)，經(jīng)一級(jí)直齒減速后，驅(qū)動(dòng)行走輪和銷軌嚙合，使采煤機(jī)沿工作面刮板輸送機(jī)正或是反方向移動(dòng)，牽引多采用交流變頻調(diào)速、齒輪-銷軌式牽引系統(tǒng)。（4）電控箱（礦用隔爆兼本安型）：該電控箱為獨(dú)立隔爆箱體，可以從采空側(cè)抽出。電氣控制系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC）控制，具有瓦斯報(bào)警裝置。各項(xiàng)保護(hù)和顯示功能齊全，并配備中文液晶顯示屏，實(shí)時(shí)顯示采煤機(jī)的工況參數(shù)。（5）變頻調(diào)速箱（

45、礦用隔爆型交流變頻）：該變頻調(diào)速箱為獨(dú)立隔爆箱體，由三個(gè)腔體組成，變壓器腔、變頻器腔和接線腔。大蓋板上設(shè)有電控按鈕和顯示窗，箱體上設(shè)有冷卻水通道。（6）支撐：由采煤機(jī)煤壁側(cè)的兩個(gè)滑靴和采空側(cè)的兩個(gè)導(dǎo)向滑靴分別支承在工作面刮板機(jī)的槽幫和銷軌上。（7）調(diào)高：主要由調(diào)高電機(jī)、調(diào)高泵、粗過濾器、手液動(dòng)換向閥、集成塊閥和油箱等組成。各部分均可以從中間框架的采空側(cè)抽出，維修方便。（8）噴霧冷卻系統(tǒng)：主要由接頭、水封、泄露環(huán)、軸承裝置、外殼、不銹鋼水管、O形圈、定位銷、管座、高壓軟管、鉸接體、交接螺釘?shù)冉M成。1.采煤機(jī) 2.刮板輸送機(jī) 3.液壓支架圖2.5 三機(jī)配套MG140/330-BWD型雙滾筒薄煤層采

46、煤機(jī)，該機(jī)裝機(jī)功率330KW，截割功率1402KW,牽引功率222KW。該采煤機(jī)使用的電氣控制箱符合礦用電氣設(shè)備防爆規(guī)程的要求，可在有瓦斯或煤層爆炸危險(xiǎn)的礦井中使用。2.4.3 采煤機(jī)總體尺寸的確定采煤機(jī)的總體尺寸由圖2.6所示。圖2.6 采煤機(jī)總體尺寸Figure 2.6 the overall size of shearer2.4.4 采煤機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)順轉(zhuǎn) 逆轉(zhuǎn)滾筒旋轉(zhuǎn)方向?qū)孛哼^程有兩種（1） 向下截煤的旋轉(zhuǎn)方向：如圖中a所示，截落的煤被滾筒上的螺旋板向工作面輸送機(jī)方向推送，大部分煤被螺旋板從滾筒輪轂下面帶到滾筒后面，被擋煤板擋住，按自然安息角堆積。（2） 向上截煤的旋轉(zhuǎn)方向：如圖中b

47、所示，截落的煤不斷被螺旋板向工作面輸送機(jī)推動(dòng)，大部分煤按自然安息角堆積在滾筒前半部。為了保證采煤機(jī)的工作穩(wěn)定性，雙滾筒采煤機(jī)兩個(gè)滾筒的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)相反，以使兩個(gè)滾筒受的截割阻力相互抵消，因此，兩個(gè)滾筒必須具有不同的螺旋方向。兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的滾筒有兩種布置方式：一是前順后逆。二是前逆后順。采用這種方式，采煤機(jī)的工作穩(wěn)定性較差，易振動(dòng)，但裝煤效果好，煤塵少。對(duì)機(jī)身較重的采煤機(jī)，機(jī)器振動(dòng)影響不大。因此，大部分采煤機(jī)都采用“前逆后順”的方式，即左滾筒為左旋葉片，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；右滾筒為右旋葉片，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。對(duì)于較薄煤層用的雙滾筒采煤機(jī)，當(dāng)后滾筒裝煤出口被搖臂阻擋太多時(shí)，應(yīng)該把滾筒旋向都反過來，選擇“前順后逆”

48、的方式，左滾筒為右旋葉片，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；右滾筒為左旋葉片，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。左滾筒為右旋轉(zhuǎn) 右滾筒為左旋轉(zhuǎn)2.4.5 截割部傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.截割部傳動(dòng)方式確定截割部傳動(dòng)裝置的功用：是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到滾筒上，以滿足滾筒工作的需要。同時(shí)，傳動(dòng)裝置還應(yīng)適應(yīng)滾筒調(diào)高的要求，使?jié)L筒保持適當(dāng)?shù)墓ぷ鞲叨取Ｓ捎诮馗钕牟擅簷C(jī)總功率的8090，因此要求設(shè)計(jì)出的截割部傳動(dòng)裝置具有高的強(qiáng)度、剛度和可靠性，良好的潤(rùn)滑密封、散熱條件和高的傳動(dòng)效率。采煤機(jī)截割部都采用齒輪傳動(dòng)，常見的傳動(dòng)方式有以下幾種(圖1-c)： 1電動(dòng)機(jī)；2固定減速箱；3搖臂；4滾筒；5行星齒輪傳動(dòng)； 6泵箱；7機(jī)身及牽引部圖2-7 截割部傳動(dòng)方式Fig

49、ure 2-7 cutting department drive way（1） 電動(dòng)機(jī)固定減速箱搖臂滾筒(圖2-7(a)。這種傳動(dòng)方式的特點(diǎn)是傳動(dòng)簡(jiǎn)單，搖臂從固定減速箱端部伸出，支承可靠，強(qiáng)度和剛度好。但搖臂下降的最低位置受輸送機(jī)限制，故臥底量較小。DY-150、BM-100型采煤機(jī)均采用這種傳動(dòng)方式。（2） 電動(dòng)機(jī)固定減速箱搖臂行星齒輪傳動(dòng)滾筒(圖2-7(b)。這種方式在滾筒內(nèi)裝了行星傳動(dòng)，故前幾級(jí)傳動(dòng)比減小，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)系統(tǒng)，但筒殼尺寸卻增大了，故這種傳動(dòng)方式適用于中厚煤層采煤機(jī)，如在MLS3-170、MXA-300、AM-500和MG系列等型采煤機(jī)中采用。（3） 電動(dòng)機(jī)減速箱滾筒(圖2-7

50、(c)。這種傳動(dòng)方式取消了搖臂，靠由電動(dòng)機(jī)、減速箱和滾筒組成的截割部來調(diào)高(稱為機(jī)身調(diào)高)，使齒輪數(shù)大大減少，機(jī)殼的強(qiáng)度、剛度增大，且調(diào)高范圍大，采煤機(jī)機(jī)身也可縮短，有利于采煤機(jī)開缺口工作。（4） 電動(dòng)機(jī)搖臂行星齒輪傳動(dòng)滾筒(圖2-7(d)。這種傳動(dòng)方式的電動(dòng)機(jī)軸與滾筒軸平行，取消了容易損壞的錐齒輪，使傳動(dòng)更加簡(jiǎn)單，而且調(diào)高范圍大，機(jī)身長(zhǎng)度小。新的電牽引采煤機(jī)都采取這種傳動(dòng)方式。對(duì)比以上傳動(dòng)方式，我設(shè)計(jì)的截割部傳動(dòng)方式為:電動(dòng)機(jī)搖臂行星齒輪傳動(dòng)滾筒（如圖2-8）。該截割部采用銷軸與牽引部聯(lián)結(jié)，截割電機(jī)橫向布置在搖臂上，搖臂和機(jī)身連接沒有動(dòng)力傳遞，取消了縱向布置結(jié)構(gòu)中的螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸

51、。圖2-8 截割部傳動(dòng)系統(tǒng)圖Figure 2-8 cutting transmission system diagram該截割部有以下特點(diǎn)：1) 電機(jī)橫向布置,機(jī)械傳動(dòng)都是直齒傳動(dòng)故傳動(dòng)效率高，容易安裝和維護(hù)。2) 截割電機(jī)采用旋轉(zhuǎn)開關(guān)控制外，其余控制如牽引速度調(diào)整、方向設(shè)定、左右搖臂的升降，急停等操作均由設(shè)在機(jī)身兩端操作站的按鈕進(jìn)行控制，操作簡(jiǎn)單、方便。3) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，采用集成閥塊結(jié)構(gòu)，管路少，連接可靠；經(jīng)常調(diào)整的閥設(shè)在液壓箱體外，便于檢修和更換。4) 截割機(jī)械傳動(dòng)鏈設(shè)有扭矩軸過載保護(hù)裝置，并可設(shè)有強(qiáng)制潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)，提高了傳動(dòng)件，支承件的使用壽命。5) 截割部采用四行星單浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，承

52、載能力大，減小了結(jié)構(gòu)尺寸。采用大角度彎搖臂設(shè)計(jì)，加大過煤空間，提高裝煤效果，臥底量大6) 調(diào)高油缸與調(diào)高液壓鎖采用分離布置，液壓鎖置于殼體空腔內(nèi)，打開蓋板即可取出液壓鎖，方便井下查找故障和更換調(diào)高油缸、液壓鎖等維修工作。 2. 電動(dòng)機(jī)的選擇截割部功率為280kW，即每個(gè)截割部功率為80kW。根據(jù)礦下電機(jī)的具體工作情況，要有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險(xiǎn)的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對(duì)安全;而且電機(jī)工作要可靠，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，效率高。據(jù)此選擇電機(jī)YBCS-80,式主要參數(shù)如下:額定功率：80kW 工作電壓：1140V額定轉(zhuǎn)速：1480rpm 額定電流：245A額定頻率：50HZ 絕緣

53、等級(jí)：H級(jí)接線方式：Y 工作方式：S1質(zhì)量：1502KG 電機(jī)安裝止口： 660f螺孔：21-18 分布圓：695 冷卻方式：外殼水冷輸出軸：EXT22Z3M20P輸出軸長(zhǎng)125mm，鍵長(zhǎng)66mm，止口外長(zhǎng)770mm該電機(jī)總體呈圓形, 式電動(dòng)機(jī)輸出軸上，帶有漸開線花鍵，通過該花鍵電機(jī)將輸出動(dòng)力傳遞給搖臂的齒輪減速機(jī)構(gòu)。2.4.6 采煤機(jī)牽引部概述1. 采煤機(jī)牽引部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采煤機(jī)牽引部擔(dān)負(fù)著移動(dòng)采煤機(jī)，使工作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連續(xù)割煤或調(diào)動(dòng)任務(wù)。它包括行走機(jī)構(gòu)（又稱牽引機(jī)構(gòu)）和行走驅(qū)動(dòng)裝置兩部分。行走部的特點(diǎn)如下：（1）采用液壓制動(dòng)器，靠?jī)山M摩擦片組件由加載彈簧力接觸實(shí)現(xiàn)制動(dòng)或靠液壓釋放松閘，使采煤機(jī)在較大傾角條件下采煤，有可靠的防滑能力，使采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。（2）雙級(jí)行星減速器都采用四行星輪機(jī)構(gòu)，第一級(jí)太陽(yáng)輪，行星架浮動(dòng)，第二級(jí)太陽(yáng)輪，內(nèi)齒圈浮動(dòng)，即雙浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，以補(bǔ)償制造和安裝誤差。承載均勻，可靠性高。（3）花鍵軸的一端與后級(jí)行星減速器行星架內(nèi)花鍵相連，式軸上設(shè)有扭矩槽，當(dāng)大于額定載荷的2.8倍時(shí)，花鍵軸從扭矩槽處剪斷，從而起到過載保護(hù)的作用。（4）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在0-1480r/min范圍內(nèi)為恒扭矩輸出，在14