革新? 改造 文章编号:100320794(2005)0620101204 MG 160(150)Π375-W 型采煤机截割部的改进 宋相坤,杜长龙,王 力 (中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221008) 摘要:简单回顾了高档普采和经济型综采采煤机技术的发展状况,研究了现有的MG 160(150)Π375-W 型采煤机及其截割部的结构特点,分析了存在的不足之处,提出了截割部对称结构的设计方案,确定了改进的要点。 关键词:采煤机;截割部;摇臂;多电机横向布置;对称结构中图号:T D42116 文献标识码:B 1 MG 160(150)Π375-W 型采煤机截割部的现状分 析 鉴于MG 160(150)Π375-W 型采煤机的逐步推广应用以及它在设计、加工制造、装配和生产过程中带来的不便之处,对某些结构进行适当的改善是必要的。尝试对该类型采煤机的截割部进行完善正是 本次改进的重点。图1为MG 160(150)Π375-W 型采煤机摇臂传动结构示意图,采煤机电机通过三级直齿圆柱减速齿轮和一级行星机构减速齿轮传递动力而最终驱动滚筒进行采煤工作;为了调节采高范围,在第1级与第2级减速齿轮、第2级与第3级减速齿轮之间各加了1个惰轮。该类型的采煤机具有左右2个截割部,每个截割部都由置于其尾部的单独的电机驱动,截割部壳体为整体铸造结构,且两者不对称,即不能互换使用。本文正是在实现左右摇臂的通用性方面作一探讨。 (1)实现MG 160(150)Π375-W 型采煤机左右摇臂通用的必要性 定功能的元件组成,其相互之间的关系,将成为关键。这种分解组合的方式,利用LabVIEW 来建立具有很大的方便性,LabVIEW 的模块化控件、事件驱动、多线程特性满足了建立虚拟仪器的各种需要。可以利用LabVIEW 的各种控件,来建立各种虚拟仪器的组件。 虚拟仪器是用户与仪器的交互界面计算机软件,分前面板与程序图。前面板是模仿真实仪器的测试及应用界面,仪器的前面板由控件及指示器组成;程序图是虚拟仪器的“代码”,编程者根据仪器工作的目的,调用LabVIEW 的功能函数模块,连线控制程序流。虚拟示波器主要由软件控制完成信号的采集和显示。系统软件总体上包括数据采集、波形显示、波形文件存储等模块。 3 结语 利用Lab Jack 硬件和LabVIEW 、VC 及Delphi 开发的虚拟仪器是仪器发展的方向,“软件就是仪器”。本文对Lab Jack 产品进行了研究,利用虚拟技术,分析仪器设计的方法,以替代真实仪器,对实现仪器的快速开发,避免仪器的更新换代提供了帮助。 参考文献: [1]杜吉伟,尹光甲.仪器驱动程序开发综述[J ].国外电子测量技 术,1997,(1):27-29. [2]张易知,肖啸,张喜斌,等.虚拟仪器的设计与实现[M].西安:西 安电子科技大学出版社,2002. 作者简介:龙铭(1963-),江西吉安人,副教授,华东交通大学机电工程学院从事机械制造教学与研究,发表论文多篇.E -mail : longming2008@https://www.doczj.com/doc/ff10443541.html,. 收稿日期:2005202227 Virtual I nstruments W as Analyzed B ased on Lab Jack LONG Ming (East China T raffic University ,Nanchang 330013,China ) Abstract :In this paper ,design of experimentation virtual instruments was analyzed base on Lab Jack ,with LabVIEW 、VC and Delphi ,Lab Jack ’s function ,peculiarity ,drivers and condition of s oft -hardware was bewrited ,the method of drive and s oft -panel was weaved with LabVIEW.The design method of analyzed instruments based on Virtual technology is the availability way of celerity development instruments ,this paper helps the instruments instead.K ey w ords :Lab Jack ;virtual instruments ;peculiarity ;drivers ;LabVIEW ? 101? 2005年第6期 煤 矿 机 械
滚筒采煤机的工作原理分析 摘要：采煤机是机械化采煤作业的主要机械设备，其功能是落煤和装煤。釆煤机械分为釆煤机和刨煤机两大类，目前应用最广泛的采煤机械是滚筒采煤机。文章主要就滚筒采煤机的工作原理进行简单的分析。 关键词：采煤机械煤矿机械采煤 1滚筒采煤机的组成 主要组成现以双滚筒采煤机为例，说明其组成。如图1所示，它主要由电动机、牵引部、截割部和附属装置等部分组成。 1是滚筒采煤机的动力部分，它通过两端输出轴分别驱动两个截割部和牵引部。采煤机的电动机都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以缩小电动机的尺寸。牵引部2通过其主动链轮与固定在工作面输送机两端的牵引链3相啮合，使采煤机沿工作面移动，因此，牵引部是采煤机的行走机构。左、右截割部减速箱4将电动机的动力经齿轮减速后传给摇臂5的齿轮，驱动滚筒6旋转。滚筒是采煤机落煤和装煤的工作机构，滚筒上焊有端盘及螺旋叶片，其上装有截齿。螺旋叶片将截齿割下的煤装到刮板输送机中。为提高螺旋滚筒的装煤效果，滚筒一侧装有弧形挡煤板7，底托架8是固定和承托整台采煤机的底架，其中采空区侧两个滑靴套在输送机的导向管上，以保证采煤机的可靠导向。底托架内的调高油缸10可使摇臂连同滚筒升降，以调节采煤机的采高。调斜油缸1l用于调整采煤
机的纵向倾斜度，以适应煤层沿走向起伏不平时的截割要求。 2 滚筒式采煤机各部分的工作原理 2.1 截割部 采煤机的截割部是由采煤机的工作机构和驱动工作机构的减速 器所组成的部件。截割部还包括工作机构的调高机构和挡煤板及其翻转机构。调高机构和翻转机构都是采用液压驱动及控制的。截割部的作用是破煤和装煤，由图1中的挡煤板、螺旋滚筒、摇臂减速器和截割部减速器等部件组成。螺旋滚筒是采煤机的工作机构，它应能适应煤层的地质条件和先进的采煤方法及回采工艺的要求。还应具有落煤、装煤、自开工作面切口的功能。螺旋滚筒的优点是简单可靠，缺点是煤被过于破碎，产生的煤尘较大，截割比能耗较高。滚筒属于浅截式工作机构，切人煤壁的深度小于1m，可以充分利用煤层的压酥区，降低采煤比能耗。为了保证螺旋叶片向运输机装煤，而不是向煤壁推煤，滚筒叶片的螺旋方向应与滚筒转向相适应。站在采空区一侧看滚筒，右螺旋滚筒应是顺时针方向转动，左螺旋滚筒应是逆时针方向转动。不论采煤机的牵引方向如何，都必须保持这个关系。在螺旋叶片长度一定的条件下，螺旋头数少，螺旋升角大，装煤效果好。但叶片螺旋升角过大，增加循环煤量和粉尘的飞扬，因此，螺旋头数也不能太少。 对采中厚煤层的采煤机多用两头螺旋。当工作条件较稳定、釆煤机装机功率富余时，可采用三头螺旋滚筒。滚筒转速是一个比较重
摘要 电牵引采煤机机电一体化程度高 ,装机功率愈来愈大 ,牵引速度成倍提高 ,而且牵引部调速系统具有节能、传动效率高。因此 ,国内外采煤机制造厂家已重点或全部转向电牵引采煤机的研制和开发。 本次设计的采煤机正为适合中厚煤层使用的无链电牵引采煤机，我的主要设计内容为电牵引采煤机的牵引部的结构设计，牵引力为450kN，牵引速度为09m/s电动机为40kW采用横向布置，通过二级直齿二级行星减速器完成变速，最终输出达到要求的速度。 关键词采煤机电牵引牵引部
Abstract 09m/s
目录 摘要 ............................................................................... I Abstract .............................................................................. II 第1章绪论 (1) 1.1 采煤机简介 (1) 1.2 国内外采煤机发展及使用状况 (1) 1.2.1 采煤机在我国的使用情况 (1) 1.2.2 采煤机在国外的发展和使用 (3) 1.3 采煤机牵引部概述 (3) 1.4 设计意义 (4) 第2章总体方案的确定 (5) 第3章机械系统传动总设计 (6) 3.1 牵引部电动机的选用 (6) 3.2 牵引部传动比分配 (6) 第4章牵引部零件的初步设计及强度校核 (7) 4.1 牵引部传动齿轮初步设计及强度校核 (7) 4.1.1 牵引部齿轮Z1,Z2初步设计及强度校核 (7) 4.1.2 牵引部齿轮Z3,Z4的初步设计及强度校核 (14) 4.1.3 牵引部二级星行齿轮的初步设计及强度校核 (21) 4.2 牵引部轴的校核及轴承寿命计算 (34) 4.2.1 牵引部I轴的初步设计及校核及轴承寿命计算 ............. 错误！未定义书签。 4.2.2 牵引部II轴的初步设计及校核及轴承寿命计算 ............ 错误！未定义书签。 4.2.4 一级行星轮轴初步设计及强度校核及轴承寿命计算 ......... 错误！未定义书签。 4.2.5 二级行星轮轴初步设计及强度校核及轴承寿命计算 (39) 结论 (40) 致谢 (41) 参考文献 (42) 附录1 (43) 附录2 (45)
摘要 我所设计的题目是采煤机的截割部设计，即截割部的设计。当前我国采煤技术已经有了一定的发展，而且逐渐趋于自动化。 通过老师任务书的下达，我初步了解了我所要设计的采煤机的截割部的用途——用于进行地下采煤工作。 通过对此题目的分析以及对一些相关书籍和文献的查阅，截割部的设计重点应在于摇臂传动部分的设计。本设计的主要内容包括： 对课题的来源、选题的目的、以及截割部在国内外发展的形势，及所存在的问题进行了相关的论述。 采煤机截割部分一般结构，然后根据自身的需求选取适当的结构组件。 掌握一些基本概念、特点、应用以及基本工序，进而分析采煤技术的现状和发展方向，这样就能使大家对采煤技术有了总体的认识。 掌握的重点——对摇臂传动部进行设计。先分析力的传动过程；然后对截割部进行工艺分析，为设计奠定基础；最后对截割部传动进行整体设计，画好装配图。 最后对以设计出的数据进行整理和验算。 关键词：采煤机；截割部；传动部分；摇臂电动机
ABSTRACT I design is the subject of the shearer cutting design, the cutting of the design. China's current mining technology has made certain development and the growing trend of automation. Teachers through the mandate was issued, My initial understanding of my design of the shearer cutting unit uses -- for the underground mining work. Through the analysis of this topic and a number of related books and literature search, Cutting the Ministry of design should focus on the transmission arm of the design. The design of the main contents include : the source of the subject, the purpose of topics, and the cutting of the development of the situation at home and abroad, and the problems related to the exposition. Shearer cutting some of the general structure, according to the needs of their own selection of appropriate structural components. Master some basic concepts, features, applications and basic processes, thereby mining technology analysis of the status and direction of development, This will enable everyone to have mining technology overall awareness. Grasp the key -- right arm of the Department of transmission design. Analyze the edge of the drive; Then cutting the Department of Technical Analysis and lay the foundation for the design; Finally, the Ministry of cutting drive overall design, drawn assembly. Finally, the design of data collation and checking. Keywords : Shearer; Cutting Department; Transmission; Rocker Motor 目录 前言 (1) 1 绪论 (7) 1.1 课题的设计目的及意义 (7) 1.2 与课题相关国内外研究现状分析 (7) 1.2.1 采煤机在国内的发展情况 (7) 1.2.2 国外采煤机的发展 (9) 1.2.3 对采煤机在国内发展的建议 (11) 1.3 设计内容和预期结果 (12) 1.3.1 设计内容 (12)
第五章采煤机 第一节采煤机概述 一、采煤机的类型 （一）采煤机的类型 采煤机械是进行破煤和装煤的机器，是机械化和综合机械化采煤工作面的主要设备之一。目前，煤矿井下广泛使用的采煤机械有两类：滚筒式采煤机和刨煤机。 滚筒采煤机是以螺旋滚筒作为工作机构的采煤机械，当滚筒旋转并截入煤壁时，利用安装在滚筒上的截齿将煤破碎，并通过滚筒上的螺旋叶片将破碎下来的煤装入刮板输送机。刨煤机是一种采用刨削方式落煤的采煤机械，刨刀刨削煤壁将煤刨落，刨落的煤在刨头犁形斜面的作用下被装入输送机送出采煤工作面。 由于滚筒式采煤机的采高范围大，对各种煤层适应性强，能截割硬煤，并能适应较复杂的顶底板条件，因而得到了广泛的应用。刨煤机要求的煤层地质条件较严，一般适用于煤质较软不粘顶板、顶底板较稳定的薄煤层或中厚煤层，故应用范围较窄。但是刨煤机结构简单，尤其在薄煤层条件下劳动生产率较高。 滚筒式采煤机的种类较多，按工作机构的数量可分为单滚筒和双滚筒，前者多用于薄煤层，后者多用于中、厚煤层；按牵引方式可分为链牵引与无链牵引采煤机；按牵引部位置可分为内牵引和外牵引；按牵引部动力可分为机械牵引、液压牵引与电牵引；按牵引部的调速方式可分为液压调速、机械调速和电机调速等。 （二）机械化采煤工作面的配套设备 机械化采煤工作面，按照机械化程度来分，可分为普通机械化工作面（简称普采）和综合机械化工作面（简称综采）。 普采工作面的主要配套设备有采煤机（或刨煤机）、刮板输送机、桥式转载机（或刮板输送机）、可伸缩带式输送机、金属摩擦支柱或单体液压支柱与金属铰接顶梁、乳化液泵站喷雾泵站、移动变电站、各种开关、控制台（刨煤机工作面用）及通讯信号装置等。 综采工作面成套设备主要由采煤机、刮板输送机、液压支架、桥式转载机、可伸缩带式输送机、乳化液泵站与移动变电站、开关以及控制、通讯和照明系统等组成，必要时还需配有液压安全绞车及电站、小水泵等辅助设备。 二、滚筒采煤机的组成及工作原理 （一）滚筒采煤机的组成 滚筒采煤机的种类很多，结构也较复杂，但其基本部件大致相同，均由电动机及其电气设备、牵引部、截割部和附属装置等四部分组成。下面以图5-1所示的双滚筒采煤机说124
采煤机牵引部直流电力回馈加载试验台设计 藏 晶1,刘正坤1,吴锡富2 (1.辽源煤矿机械制造有限公司,吉林辽源136201; 2.吉林省龙腾精细化工有限公司,吉林辽源136200) 摘要:介绍采煤机牵引部直流电力回馈加载试验台的组成、工作原理及特点,加载方法和控制,测试数据的采集、输出及显示。解决了采煤机牵引部准确全面试验的问题。 关键词:牵引部;计算机控制;加载试验 中图分类号:T D42116 文献标志码:A 文章编号:100320794(2007)1120124203 Design of Shearer Dra w P art T esting B ed for Direct Current Pow er R eturn to Load ZH ANG Jing1,LIU Zheng-kun1,WU Xi-fu2 (1.Liaoyuan C oal M ine Machlinety Manu facturing C o.,Lid,Liaoyuan136201,China; 2.Jilin Longteng Delicacy Chemical C o.,Ltd,Liaoyuan136200,China) Abstract:Introduces the basic structure,w orking principle,trait,load method and control,testing data gather2 ing,export and display of shearer draw part direct current power return to load test bed.It s olves the problem which is the right test of coal machine draw part. K ey w ords:draw part;com puter control;load test 1 采煤机牵引部试验台总体方案设计 111 加载试验要求 (1)牵引变压器、变频器等的带载性能及温升检 测; (2)牵引部机械传动效率及温升、噪音等检测; (3)四象限运转,即可以正Π反转下加载Π拖动, 以模拟实际运行时前进Π后退和上坡Π下坡等工况, 连续可调加载; (4)额定转速范围内恒扭矩加载、恒功率加载, 加载稳定度0.2%; (5)加载能量回馈电网; (6)加载曲线采集绘制,16点温度检测显示报 表打印,机械特性数据大屏幕显示。 112 被测装置原始技术参数 牵引部功率P qΠkW100 总功率P zΠkW200 牵引部转速范围n qΠr?min-10～8 最大加载扭矩T maxΠNm2×10 5 113 传动系统方框图和技术参数计算 因为采煤机牵引部转速低、扭矩大,为了尽量采 用较少的加载器以降低成本,采用传动系统升速的方 法,降低加载扭矩,以便使加载电机和扭矩传感器适 应系统要求,使成本降低。加载传动系统如图1。 (1)系统加载器功率计算 考虑将来发展,初定P q =150kW; 加载器电机功率P j =2P q=300kW; 选定加载直流电机:Z 4 -280-32 315kWΠ1500r?min-1Π440 V 图1 QDST-315牵引部电力回馈加载试验台 系统平面布置图 加载控制器选用:D J Z-315直流电力回馈加载 控制器 315kWΠ1500r?min-1Π2206Nm (2)系统转速计算 ①传动比 i z=i t i zj=5.18×35.5=183.89; ②转速 n q=0～8rΠmin n t=n q i t=8×5.18=41.44rΠmin 第28卷第11期2007年 11月 煤 矿 机 械 C oal Mine Machinery V ol128N o111 N ov.2007
摘要 本文描述了中煤层电牵引采煤机整机方案设计以及截割部的设计过程。 中煤层电牵引采煤机可用于煤层厚度为2-4m、煤质中硬的缓倾斜煤层。与传统的纵向布置的单电机采煤机相比，该采煤机将截割电机直接安装在截割部壳体内，齿轮减速装置全部集中在截割部壳体及行星减速器内，取消了螺旋伞齿轮、固定减速箱、摇臂回转套等结构，使其结构更简单、紧凑，可靠性更高。 截割部是采煤机直接落煤、装煤的部分，其消耗的功率约占整个采煤机功率的80%-90%，主要由截割部壳体、截割电机、齿轮减速装置、滚筒等组成。该采煤机的截割部采用四级传动；前三级为直齿传动，第四级为行星传动。二级传动的圆柱齿轮为可换齿轮，使输出转速可根据不同的煤质硬度在两档速度内选取。截割部采用了三个惰轮轴，使采煤机能够满足截割高度对截割部长度的要求。设计将截割部行星减速器和滚筒直接联结，取消了安装在滚筒上的截齿，使结构简单、可靠。 关键词：采煤机，截割部，结构，设计
Abstract This brochure describes the type of hydraulic shearer traction unit program design and cutting the Department of Design and calculation process. traction Shearer hydraulic seam thickness can be used for 2-4 m, Hard coal to the gently inclined seam. With the traditional vertical layout of the single-motor compared to Shearer, Shearer will be the ranging-arm installed directly in the cutting of the shell, gear device exclusively on cutting Shell and planetary reducer, the abolition of the spiral bevel gears, gear box fixed, Rocker rotating sets of structures, their structure is simpler, more compact and higher reliability. Ranging-arm of the shearer is directly charged coal, the coal loaded, its about the power consumption of the entire power shearer 80% -90%, mainly by cutting Shell, cutting electrical, Gear and drum components. The shearer cutting unit used four drive; Before three straight tooth drive, the fourth level of planetary transmission. 2 Drive Gear to be for the gears, enabling the output speed can be based on different coal hardness in two tranches within the selected speed. Cutting the Department has adopted a three lazy axle, to meet the shearer cutting height on the ranging-arm degree requirements. Designed to be cutting planetary reducer and drum direct link, canceled installed in the drum Pick, simple and reliable. Keywords: shearer, ranging-arm,structure,design
毕业设计说明书 题目名称：采煤机滚筒设计说明书 院系名称：机械设计制造及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年10月
采煤机滚筒的设计 摘要 采煤机是煤矿综采工作中的关键机械设备之一，大功率、高强度、高可靠性是现代采煤机发展方向。 本论文完成了采煤机滚筒的设计，对滚筒中的组成部件都做了具体分析计算，重点对滚筒的结构进行了优化设计。包括滚筒的布局设计及三维建模。文中主要介绍了目前国内外采煤机的研究现状及未来发展趋势，同时介绍了采煤机滚筒的类型、工作原理和主要组成，还介绍了采煤机滚筒的具体结构。 本文运用大学所学的知识，提出了采煤机滚筒的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了采煤机滚筒总的指导思想，从而得出了该采煤机滚筒的优点是高效，经济，并且运行平稳的结论。关键字采煤机滚筒；结构；组成；结论
The design of shearer drum Abstract The shearer is a medium-low power electric haulage shearers mining medium-thick seam, for coal seam thickness , mining height ,coal bed pitch less than it, it can be used for hard coal mining. This paper completed the design of shearer rocker arm, including the layout and three-dimensional modeling of speed reducer, it described the current status of domestic and international coal mining research and future development trends, the type of shearer, working principles and main components，it also introduced the specific structure of shearer rocker. In the design process, completed the calculation and design of the reducer drive scheme and related components. First, completed the rocker reducer transmission ratio , speed and transfer power distribution calculation. Secondly, the completion of the design and check of five shafts and the shaft driving gears inside the rocker arm shell,simply introduced the assembly relationships and intensity checking of the planetary gear train. Thirdly, the completion of the selection and check the spline for connection. Finally, the three-dimensional modeling. Key words:pneumatic manipulator; cylinder ;pneumatic loop ;degrees
摘要 摘要：本文完成了MG400／930一WD电牵引采煤机的整机外形的布局设计，介绍了采煤机的类型和工作原理，以及目前国内采煤机的现状和发展趋势，从左摇臂、左牵引部、左行走部、左电器控制箱、右电器控制箱、右行走箱、右牵引部、右摇臂的具体布局到各次的特点都有所涉及；重点完成了采煤机摇臂的设计计算，包括摇臂壳体以及壳体内一轴、第一级惰轮组、二轴、第二级惰轮组、第三级惰轮组、中心轮组、第一级行星减速器、第二级行星减速器几乎所有零部件的装配关系，各轴的转速计算，功率的传递计算，第一级圆柱直齿齿轮减速器的设计计算，第二级圆柱直齿齿轮减速器的设计计算，第一级行星减速器的设计计算，第二级行星减速器的设计计算，各轴的设计以及校核，所有轴承支撑处轴承的选择校核、花键连接处花键的选用以及校核。 关键词：采煤机；电牵引；摇臂；行星轮减速器
ABSTRACT Abstract:This paper completed a MG400/930 WD Electric Traction Shearer of equipment configuration for the layout .Shearer introduced the type and principle,and the current domestic Shearer's current situation and development trend .From The left arm、left traction Department、the Department of left running,、the electrical control box on the left and right electrical control box,、dextral box、and the right of traction 、right arm to the specific layout of the features have been covered，shearer will focus on completing the design of the Rocker which including Shell and Shell within one axis,、the first-round group inert、two-axis,、the second-round group inert、the third-round group inert,、the center round group、first-class planetary reducer,、and the second-stage planetary reducer almost all parts of the assembly.The shaft speed and power transmission are calculated importont .First-class Spur Gear reducer design calculation, the second-straight cylindrical gear reducer design, first-class planetary reducer design calculation, the second-stage planetary reducer design, the design of the shaft and Verification, Bearing all the support bearings choice Department Verification, Key spent connecting Department spent Key Selection and Verification. Keywords：seam；shearer；electrical haulage；Rocker ；Planetary gear reducer
第1期(总第122期) 2004年2月机械工程与自动化 M ECHA N ICAL EN GI NEER IN G & AU T O M A T IO N N o.1F eb. 文章编号:1672-6413(2004)01-0067-03 采煤机螺旋滚筒的优化设计 高建强 (晋城煤业集团机电总厂,山西 晋城 048006) 摘要:结合晋煤集团西区煤质状况,分析了影响采煤机滚筒使用效果的设计参数,对提高块率、装煤效果、结构强度提出了改进措施。 关键词:采煤机;螺旋滚筒;设计 中图分类号:T D421.6 文献标识码:A 收稿日期:2003-12-11 作者简介:高建强(1965-),男,山西省阳城县人,工程师,1989年毕业于山西矿业学院,本科。 0 引言 采煤机螺旋滚筒是一个带有螺旋叶片的圆柱体,截齿装在焊于螺旋叶片上的齿座套中,工作时滚筒转动并作径向移动,截割破碎煤炭,再由螺旋叶片把煤沿滚筒的轴线方向推运出来,装进工作面运输机。对螺旋滚筒的优化设计的基本要求是:采出的块煤要多,产生的煤尘要少,即截割比能耗要低,截割阻力和牵引阻力要比较均衡地作用在滚筒上。这些要求若能实现,采煤机的生产率就可以提高。 多年来,企业一直注重提高煤炭产品的块率。晋煤集团机电总厂从1994年以来就不断地进行采煤机螺旋滚筒的技术改造,在提高开采块率方面取得了一定的成果。2001年针对集团公司西区3# 煤节理发育整体性差、煤质软脆易碎的特点,参照原电牵引采煤机 1800×32齿的螺旋滚筒结构,又一次进行了技术改造,通过减少截齿数、加大叶片高度和结构的合理改造,完成了 1800×24齿的高效高块率采煤机螺旋滚筒的优化设计,经成庄矿井下实际使用,在提高块率和改善装煤效果方面,取得了比较满意的效果。1 螺旋滚筒优化设计的理论基础 影响滚筒截割块率的因素很多,除煤质本身的性能特点外,主要受滚筒设计方面的截齿数量m 、截距t 和工作过程中切削厚度h 的影响,造成采煤的一次破碎。另外,滚筒在装煤过程中,由于煤炭的相互挤压,容易造成二次破碎。因此在螺旋滚筒的设计中,应 从这两个方面进行考虑,通过优化设计,选择接近理想的参数,才能达到提高块率、提高装煤效果的目的。1.1 截距的影响 在切削厚度h 保持不变的条件下,截距t 对截割阻力Z 和截割比能耗H w 的影响见图1。当增大截距t 时,由于切削断面增大,而相邻截槽的相互影响减弱,截割阻力Z 随着增大。当截距增大到5h ～6h 后,相邻截槽的影响已减弱到可以忽略,截距再增大,截割阻力也增加得很小。截割比能耗H w 在截距为1h ～1.4h 时最小,这个截距t op t 被认为是最佳截距。当截距小于最佳截距时,由于切削断面太小,截割比能耗较高,且截距越小,截割比能耗越高;当截距大于最佳截距时,因相邻截槽的相互影响减弱,截割阻力增大,故截割比能耗反而增大,并趋于某个极限值。 图1 截距对截割阻力和截割比能耗的影响 1.2 采煤比能耗与切削厚度的关系 当截距为对应最佳截距时,截割比能耗与切削厚
采煤机牵引部的设计方 案 1 绪论 1.1 采煤机械的技术现状与发展趋势 1.1.1 采煤机械发展的历史 目前国使用的采煤机械主要是可调高的双牵引部液压采煤机，这种经过改进的液压牵引采煤机，可追溯到长臂截煤机，是早期用于煤层底部掏槽的采煤机械。最早的滚筒采煤机是在截煤机的基础上，将减速箱部分改成允许安装一根水平轴和截割滚筒而演变成的。这种滚筒采煤机与可弯曲输送机配套，奠定了煤炭开采机械化的基础。早期的滚筒采煤机主要存在2个问题， （1）截煤滚筒的安装高度不能在使用中调整（即所谓的固定滚筒），对煤层厚度及变化适应性差； （2）截煤滚筒的装煤效果不佳（即所谓的圆形滚筒），限制了采煤机生产率的提高。20世纪60年代，英国、德国、法国和前联等先后对采煤机的截割滚筒做出两项改进。一是截煤滚筒可以在使用中调整其高度，完全解决对煤层赋存条件的适应性；二是把圆形滚筒改进成螺旋叶片截煤滚筒，极提高了装煤效果。这两项改进使滚筒式采煤机成为现代化采煤机械的基础。在滚筒采煤机发展的同时，还研制出用刨削方式落煤的刨煤机、以钻削方式落煤的钻削式采煤机，以及螺旋钻式采煤机。现代滚筒采煤机均为可调高摇臂滚筒采煤机，其发展是从有链到无链；由机械牵引到液压牵引再到电牵引；由单机纵向布置驱动到多机横向布置驱动；由单滚筒到双滚筒，且向大功率、遥控、遥测、智能化发展，其性能日
臻完善，生产率和可靠性进一步提高，工况自动监测、故障诊断以及计算机数据处理和数显等先进的监控技术已在采煤机上得到应用。 1.1.2国外采煤机的发展状况 (1)牵引方式向电牵引方式发展。传统的液压牵引采煤机在国外仍然在生产和使用中，但已不占主导地位，由于电牵引采煤机的诸多优点，国外目前开发的采煤机，特别是大功率采煤机基本上都是采用电牵引方式。 (2)装机总功率不断增大。为适应煤矿生产实现高产高效，国外采煤机的功率在不断提高，电机截割功率通常在400kw以上，最新报道已达850kw。牵引电机功率均在40kw以上，大的甚至达到125kw，总装机功率通常超过1000kw，如EL3000型采煤机总装机功率高达2000kw，7LS5型采煤机达1940kw。牵引速度、牵引力也大幅提高，目前大功率电牵引采煤机的牵引速度普遍达到15-25m/min，最大牵引速度达50m/min，最大牵引速度达50m/min，牵引力高达1000KN。牵引速度的加快，支架随记支护的实现，使工作而顶板空顶时间缩短，为加大支架步距和滚筒截深创造了条件。采用大截深滚筒以成为提高采煤机生产能力的重要途径，目前普遍采用的截深为1000-1200mm，个别已达1500mm。 （1）元部件可靠性大幅提高。为提高采煤机的可靠性，减少故障率，采煤机齿轮的设计寿命以提高到2000h以上，轴承的寿命提高到3000h以上，并且还有进一步提高的趋势。液压泵和液压马达的寿命已达10000h。 （2）电牵引方式趋向交流变频调速。电牵引采煤机的牵引方式按牵引电机的类型可分为直流牵引和交流牵引。由于交流变频调速电牵引系统具有技术先进可靠、维护管理简单、价格低廉等特点，近几年发展很快。20世纪90年代中后期研制的大功率电牵引采煤机均采用交流变频调速牵引系统。交流牵引正逐步替代直流牵引。成为今后电牵引采煤机的发展方向。早期的交流电牵引均采用一个变频器拖动两台牵引电机，变频器对电机的性能参数难以准确检测，控制和保护
摘要 我国中薄煤层储碳量丰富，对适合于薄煤层开采的采煤机的需求量很大。而炮采安全性比较低，生产率也比较低；综采对设备要求较高，而且投资费用比较大。所以对中薄煤层来说开发适应高档普采的采煤机是非常必要的，而该设计正是针对中薄煤层适应高普而进行的设计。 主要从机械传动的角度对电牵引薄煤层采煤机的摇臂进行了设计，采取双电机横向布置，截割电机容量为2×100kW；开采含有夹矸等较硬煤质的综合机械化采煤工作面，可靠性高，性能先进。采煤机摇臂工作时由扭矩轴驱动，能量逐级传递，三轴起均载作用，四轴和五轴构成齿轮的变速级，末级为四行星减速器用以降低速度。并对各级齿轮及相应的传动轴进行了设计计算和校核，设计计算结果满足设计要求。 关键词：采煤机；摇臂；传动系统；行星机 构 I
Abstract In the present coal mine of our country,the thin reserves of coal seam are still rich ,are larger for the demand of the small-power machine of coal mining.And cannon pick safety comparison little,productivity is also low;Zong pick for equipment requirement higher,and investment cost is compared.So for in thin coal seam development meet the high general machine of coal mining is very necessary. And the design is adapted for thin seam in general and for high design. Mainly from the mechanical point of view of the electric traction drive thin seam shearer's arm was designed to take two-motor horizontal layout, cutting electrical capacity of 2×100kW; mining and other hard parting with the comprehensive mechanization of coal mining face, high reliability and advanced performance. Shearer work by the torque arm shaft drive, the energy transfer step by step, from both three-axis load, four-axis and five-axis gear shift level form, the end of grade four planetary gear reducer to reduce the speed. And levels of gear and drive shaft were designed corresponding calculation and verification, design calculations to meet the design requirements. Keywords：Shearer;Ratio Rocker;Transition system II
滚筒采煤机截割部的设计 1 引言 煤是重要的能源物质，在我国有着很大的储量。采煤一直以来都被人们看作一 项非常危险的事情。在以前国内有很多小型煤窑，由于规模小，技术落后，大部分 都是靠人工进行挖煤、运输煤。因此经常出现各种事故，而且大量浪费了资源。大 型的采煤机械的出现使这一现象得到了改观。采煤机作为采煤的主要工具是实现煤 矿生产机械化和现代化的重要设备之一。机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全 性，达到高产量、高效率、低消耗的目的。它对提高煤的采掘效率有着重要的影响。 因此国内外采煤机的设计、改进一直都在以较快的速度向前发展。 最早的滚筒采煤机出现在英国，它是把截煤机的减速箱部分改成允许安装一根 横轴和截割滚筒。由于其水平轴截割滚筒的设计优于截煤机，因此其改进型比刨煤 机更适宜英国开采条件，但在 20 世纪 50 年代这种采煤机并非是唯一应用的采煤设 备。另外有一种有竞争的采煤机是钻削式采煤机。这种采煤机配有一个按螺钻原理 设计的主截割部，其应用范围主要局限与薄煤层。 滚筒采煤机经过多次改进设计而得到不断的发展。最早设计的滚筒采煤机仅能 单向采煤，输送机和液压支架在向前推移之前，留在轨道上采出的煤在回空段被装 载。后来又研发了双向采煤的滚筒采煤机。然而由于这种采煤机受到调向的限制， 加之固定滚筒缺乏自由性，因此摇臂滚筒采煤机应运而生。 20世纪60年代末，久益公司生产出10CM、11CM 系列的连续采煤机，它是现代这 种机型的雏形。到70年代末，在11CM型基础上又生产出12CM系列连续采煤机。经过 对12CM系列连续采煤机的不断改进、完善和提高，生产出适用于开采中硬煤层的 12CM12—10B、12CM18—10D和B型机，以及适用于特别坚硬煤层的12HM31C型和B型机 (神东常用12CM12—10B、12CM18—10D)。80年代后期至今连续采煤机在采煤业中得 到了广泛的应用，并且得到了长足的发展。我国对这种连续型采煤机的应用始于70 年代中期。那时主要靠引进外国的产品，80年代以前主要是引进单机。随着国内采 煤机技术的发展到了90年代变成以配套引进为主。目前国内在采煤机研发和设计方 面和国外有很大的差距。煤炭科学研究总院太原分院早在1990年就开始进行连续采 煤机的研究，曾完成了轻型连续采煤机的设计、引进设备的国产化大修等工作。煤 炭科学研究总院上海分院也承担了一些项目。尽管国内各大科研院所、生产厂家、 煤矿企业曾开展过规模不等的连续采煤机等技术的国产化研究， 但均存在一些问题， 仍没有真正在煤矿上见到国产连采机的新产品。