710采煤机-截割部-牵引部-行走部结构

采煤机结构和工作原理山西晋能装备产业有限公司王峰山一、背景介绍煤炭是我国的主要能源，煤炭工业为国民经济发展做出了重大贡献。

但是煤炭工业面临着许多困难和问题，主要包括产业结构不合理，生产投入不足，劳动条件差等方面的问题。

它在一定程度上解决了这些方面的问题，采煤机械化是最终发展的必然。

所以如何提高采煤效率以满足我国现代化建设中迅猛发展的经济对能源的需要就成了十分迫切的要求。

按煤层赋存的条件，对煤炭的开采可以分为露天开采和地下开采。

采煤方法不同，所使用的采煤机械也不同。

在地下开采中，我国所采用的采煤方法基本上以走向长壁式方法为主。

在走向长壁式采煤方法中，有可以分为前进式、后退式、全部垮落式和填充式等。

目前国内外采用这些采煤方法的国家所用采煤机械，绝大多数是滚筒式采煤机、刨煤机和掘进机，只有少数先进的煤矿采用薄煤层采煤机等设备。

20世纪40年代初，英国和前苏联相继研发了链式采煤机，这种采煤机是用截链截落煤，在截链上安装有被称截齿的专用截煤刀具，其工作效率低，同地德国研制出了用刨削方式落煤的刨煤机。

50年代初，英国和德国相继研制出了滚筒采煤机，在这种采煤机上安装有截煤滚筒，这是一种圆筒形部件，其上装有截齿，用截煤滚筒实现装煤和落煤。

这种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。

这种采煤机的主要缺点有二，其一是截煤滚筒的安装高度不能在使用中调整，参煤层厚度及其变化适应性差，其二是截煤滚筒的装煤效果不佳，限制了采煤机生产率的提高。

进入60年代，英国、德国、法国和前苏联先后对采煤机的截割滚筒作出了两项革命性改进。

其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；其二是把圆筒形截煤滚筒改进成螺旋叶片式截煤滚筒，即螺旋滚筒，极大地提高了装煤效果。

这两项关键的改进是滚筒式采煤机成为现代化采煤机械的基础。

二、采煤机的整体结构采煤机的类型很多，但基本上以双滚筒采煤机为主，其基本组成部分也大体相同。

MG300/710-WD电牵引采煤机使用说明书1概述1.1产品用途、适用范围及特点MG300/710-WD型电牵引采煤机是我公司新开发的产品。

该机在广泛吸收国内外现有电牵引采煤机先进技术的基础上，针对我国目前煤机市场最新变化和需求，为适应煤层厚度为1.8~3.8m煤质硬度f w煤层倾角w 35的综采工作面而研制的一种新型采煤机。

该机采用多电机横向布置，机身较短,采煤适应性强。

机身由左、右牵引部和中间箱体三部分组成，取消了底托架，部件间通过高强度螺栓及液压螺母联接，简单可靠，拆装方便。

摇臂采用弯摇臂结构，过煤空间大，装煤效果好。

调高泵箱采用集成阀块结构，管路少,维护简单方便。

一托一交流变频调速系统，并采用摆线轮- 销轨牵引系统，调速范围广，体积小,故障少。

计算机控制系统简单可靠，对运行状态随时检测显示，可配备无线遥控装置，实现离机操作。

采煤机上的每个主要部件都可以从机身的采空侧抽出，容易更换，维修方便,设备利用率高。

主要电器元件如变频器、控制器及液压、传动系统的关键部件均采用进口件。

由于采用了先进的控制技术，故可靠性高，性能先进,是目前综合机械化采煤的理想机型。

引用标准:MT/T81滚筒采煤机型式检验规范;MT/T82滚筒采煤机出厂检验规范执行标准:Q/SY31 20102.1-2004交流电牵引采煤机MG300/710-WD1.2型号的组成及其含义M G 300 / 710 —WD________ ________________________________ ■ ・■ ■无链电牵引总装机功率kW截割功率kW滚筒式采煤机2采煤机结构组成及工作原理2.1总体组成及工作原理、主要技术特点主要组成：该机主要由左右牵引部，左右行走部，左右截割部，电控部七大部分及液压系统，喷雾冷却系统，电气系统三大系统组成。

见图01（总图。

39-V ■■曇』累♦机斗輻a饉厦「僅■■L SOUkL 4HI. VBA^**1111, L h II 1. & H W LU i圆柱销定位，并用液压螺母和两根M42X 3液压拉杆配以高强度螺栓和高强度螺母连接紧固，从而提高了三大部件之间联接的可靠性和刚性。

采煤机简介采煤机是综采成套装备的主要设备之一。

采煤机是从截煤机发展演变而来。

采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统，工作环境恶劣，如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成巨大的经济损失。

采煤机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。

在长壁采煤工作面，以工作机构把煤从煤体上破落下来(破煤) 并装入工作面输送机(装煤)的采煤机械。

采煤机按调定的牵引速度行走(牵引)，使破煤和装煤工序能够连续不断地进行。

采煤机一般由截割部、装载部、行走部(牵引部)、电动机、操作控制系统和辅助装置等部分组成。

采煤机大部分采用液压控制系统进行传动，通过液压过滤器来保证液压油的清洁，而液压滤芯是液压过滤器的核心元器件，天宇净化生产的煤矿专用液压滤芯，用于各品牌规格的采煤机上。

采煤机分类采煤机的分类方法很多，一般按工作机构的工作原理和结构形式、适用的煤层厚度、煤层倾角进行分类。

按工作机构的工作原理和结构形式分类按工作机构的工作原理和结构形式分类可分为截框式、滚筒式、立滚筒和钻削式四种。

目前，狭义的采煤机仅指使用最广、数量最多的滚筒采煤机。

主要有截框式采煤机，滚筒采煤机，立滚筒采煤机和钻削式采煤机等等。

按适用的煤层厚度分类按适用的煤层厚度分类可分为极薄、薄、中厚和厚煤层采煤机四种。

极薄煤层采煤机适用开采最小煤层厚度0.8m以下的煤层，由于设计难度大，生产能力低，所以品种和数量都很少;薄煤层采煤机适用于开采最小煤层厚度1.3m以下的煤层;中厚煤层采煤机适用开采厚度1.3～3.5m的煤层，这是采煤机的主流，品种多，使用广;厚煤层采煤机适用于开采最高煤层厚度大于3.5m的煤层，基本上都是由中厚煤层采煤机派生的机型，目前最大截割高度可达4.5～5m 。

按适用的煤层倾角分类按适用的煤层倾角可分为缓斜，中斜和急斜采煤机三种。

缓斜煤层采煤机。

适用于倾角25°以下的煤层，绝大多数采煤机都属于这一类。

采煤机的⾏⾛部分设计摘要MG400/900-WD型采煤机是⼀种多电机驱动，横向布置的交流电牵引采煤机。

根据采煤机现在的发展动态通过分析与⽐较，确定了采煤机的牵引⽅式，并且对牵引部的基本参数进⾏了详细的计算，介绍了⾏⾛部传动系统的拟定；传动装置的运动及动⼒参数的计算；各个齿轮的⼏何尺⼨的确定；以及轴、⾏星齿轮和花键的设计计算和校核。

牵引电机输出的转矩经三级圆柱齿轮和⼆级⾏星齿轮减速器减速后，由⾏星架输出，通过驱动轮与⾏⾛轮相啮合，再由⾏⾛轮与⼯作⾯刮板输送机上的齿轨啮合使采煤机来回⾏⾛，同时制动轴输出轴通过键与制动器相连，实现电牵引部的制动。

MG400/900-WD型采煤机，操作⽅便，可靠性⾼，事故率低，开机效率⾼，可满⾜⾼产⾼效⼯作⾯的需要。

关键词：采煤机；牵引部；⾏⾛部；⾏星齿轮AbstractThe MG400/900-WD coal mining machine is more than one kind of motor-driven, crosswise arrangement alternating current hauling coal mining machine. TAccording to the coal mining machine now development through analysis and comparison, determine the shearer traction, and the traction of the basic parameters are calculated in detail, introduces the walking part of the transmission system of the protocol; transmission device of kinematic and dynamic parameters calculation; each gear to determine the geometric size, and shaft; planetary reduction gear and spline design calculation and checking.he pulling motor outputs torque decelerates after the third-level cylindrical gears and the second-level planet gear reduction gear, by the planet carrier outputs, with walks lining on the feet and palms of buddha meshing through the driving gear, by walks again round and on working surface scraper conveyer's rack rail meshing causes the coal mining machine back and forth to walk, simultaneously the brake spindle output shaft is connected through the key and the brake, realizes the electricity hauling department brake.The MG400/900-WD coal mining machine, the ease of operation, the reliability is high, the accident rate is low, the starting efficiency is high, may satisfy the high production highly effective working surface the need.Key word: The coal mining machine；the hauling department；walks；⽬录1.引⾔ (1)1.1采煤机械发展的历史 (1)1.2国外采煤机的发展状况 (1)1.3国内采煤机的发展状况 (3)1.4电牵引采煤机产⽣和发展 (4)1.5采煤机类型 (5)1.6采煤机的组成 (6)1.7电牵引采煤机的优点 (7)2.牵引机构传动系统 (9)2.1主要技术参数 (9)2.1.1电动机的选择 (10)2.1.2传动⽐的分配 (11)2.2牵引部传动计算 (15)2.2.1各级传动转速、功率、转矩 (15)3.牵引部齿轮设计计算 (18)3.1齿轮1和齿轮 2的设计及强度效核 (18)3.2齿轮3和齿轮 4的设计及强度效核 (27)3.3齿轮5和齿轮 6的设计及强度效核 (34)4.牵引部⾏星机构的设计计算 (42)4.1配齿计算 (42)4.2⾏星齿轮的计算 (44)4.3⾏星轮啮合要素验算 (58)5.轴的设计及校核 (62)5.1 确定轴的最⼩直径 (62)5.2花键的强度校核 (74)5.3轴承的校核 (75)6.采煤机的使⽤和维护 (78)6.1采煤机轴承的维护 (78)7.总结 (80)参考⽂献 (81)致谢 (82)1引⾔1.1采煤机械发展的历史煤炭企业由劳动密集型转向资本及技术⾼密集型。

目录第一章绪论 (1)1.1国内情况 (1)1.2国外情况 (2)1.3发展趋势 (3)1.4采煤机的分类 (4)1.5采煤机的特点 (6)第二章总体方案的确定 (7)2.1MG650/1620-WD型采煤机简介 (7)2.2使用环境 (7)2.3 主要特点 (8)2.4摇臂结构设计方案的确定 (8)2.5截割部电动机的选择 (8)2.6传动方案的确定 (9)2.6.1 传动比的确定 (9)2.6.2传动比的分配 (9)第三章传动系统的设计 (11)3.1各级传动转速、功率、转矩的确定 (11)3.2齿轮设计及强度校核 (12)3.2.1齿轮1和齿轮3的设计及强度校核 (12)3.2.2齿轮4和齿轮5的设计及强度校核 (17)3.2.3齿轮6和齿轮9的设计及强度校核 (20)3.3轴的设计及强度校核 (23)3.3.1确定Ⅲ轴 (23)3.3.2确定IV轴 (27)3.4轴承的寿命校核 (29)3.4.1对截二轴的轴承24028C进行寿命计算 (30)3.4.2对截三轴的轴承24028C进行寿命计算 (30)3.5截割部行星机构的设计计算 (31)3.5.1齿轮材料热处理工艺及制造工艺的选定 (31)3.5.2确定各主要参数 (32)3.5.3几何尺寸计算 (35)3.5.4啮合要素验算 (37)3.5.5齿轮强度验算 (39)第四章采煤机的使用与维护 (54)4.1采煤机使用过程中常见故障与处理 (54)4.2大功率采煤机截割部温升过高现象及解决方法 (55)4.3采煤机轴承的维护及漏油的防治 (56)4.4煤矿机械传动齿轮失效的改进途径 (58)4.5硬齿面齿轮的疲劳失效及对策 (62)第一章绪论1.1 国内情况（1）购进与仿制世界上第一台采煤机是苏联于1932年生产并在斯巴顿煤矿开始使用的。

我国于1952年购进并使用斯巴顿采煤机（当时称采煤康拜因）。

与此同时，鸡西煤矿机械厂开始进行仿制工作，于1954年制造出中国第一台深截式采煤机，即斯巴顿-1型采煤康拜因。

截割部采煤机截割部由固定减速箱、摇臂、滚筒、挡煤板及调高系统组成。

截割部的作用是将电动机的动力经过减速后，传递给截割滚筒，以进行割煤，并且通过滚筒上的螺旋叶片将截割下来的煤装到工作面输送机上。

为提高螺旋滚筒的装煤效果，在滚筒后面还装有挡煤板。

双滚筒采煤机具有两个结构相同、左右对称的截割部，它们分别位于采煤机的两端。

左右截割部可由一个电动机驱动，也可以分别由两个电动机驱动。

双滚筒采煤机具有生产能力大、效率高、用于开采中厚煤层时能一次采全高、能自开缺口、装煤效果好、机器稳定性能好以及不经改装能适应于左右工作面等优点。

一、采煤机截割部的特点（1）截割部均采用机械传动。

固定减速箱是截割部的主要组成部分。

采煤机电动机的转速一般为1470r/min左右，而滚筒的转速根据不同的直径一般为50r/min-100r/min。

为了达到减速的目的，截割部减速箱一般由3级－5级减速齿轮组成，由于滚筒的轴线与电动机的轴线相垂直，因而在截割部减速箱里都采用一对圆齿轮传动。

（2）滚筒的截割速度（截齿刀尖的圆周切向速度）一般为4m/s-5m/s，因而采用不同直径的滚筒时，其转速应相应地改变，故在截割部减速箱中一般都有一对可更换的快速齿轮。

通过改变齿轮的齿数，可以改变滚筒的转速。

（3）在电动机和滚筒之间的传动装置中都有一离合器。

采煤机调动或检修，或试验牵引部时需打开离合器，使滚筒停止转动。

此外，为了人员安全，当采煤机停止工作时，也需要将滚筒与电动机断开。

（4）为了使采煤机自开缺口，截割滚筒一般都伸出机身（或底托架）长度以外一定的距离，多娄采煤机采用摇臂的形式。

（5）为了适应煤层厚度和煤层的起伏变化，截割滚筒的高度都是调整的。

大多数采煤机采用摇臂调高的形式，少数采用底托架调高的形式。

摇壁调高和底托架调高均采用液压驱动。

（6）采煤机工作过程中，挡煤板均无滚筒的后面，因而当采煤机改变牵引方向时，挡煤板需从滚筒的一边换到另一边。

挡煤板翻转装置可采用液压缸或液压马达驱动，也有的不用专门的驱动装置，而利用滚筒转动挡煤板。

MG2×160/710（730）-AWD(1.14kV) 型交流电牵引采煤机设备使用维护说明书西安煤矿机械有限公司2009.04第一章安全手册1设备使用维护说明书中的警示符号下面的符号用于设备使用维护说明书中特别重要的说明。

对生命和健康有直接危害的危险标志。

危险无视这些标志必然导致伤害健康甚至生命。

对生命和健康有潜在危害的警告标志。

警告无视这些标志可能会伤害健康甚至生命。

重要信息、规程或警戒危险的标志。

注意无视这些标志会造成设备事故。

要正确处理与采煤机有关的重要事宜标志。

无视这些标志会造成采煤机或其附件故障。

2采煤机上的标志防爆腔标志 Exd[ib]I(150℃)ExdI(150℃)3概述▲除阅读安全规则外，每位运输、装卸、操作、维护人员必须阅读手册中与之相关的内容。

▲该手册必须放置在有关人员常用的地方，如指定的工具箱或工具包中。

▲所有工作必须遵守手册中各项条款。

▲贴在采煤机上的各种安全、危险、操作、保护标志必须完整清晰。

▲合同中如有附加安全条款也必须遵守。

4正确使用▲采煤机必须按照手册指出和要求的条件下使用，使用者必须有充分的安全意识。

任何影响机器的不安全因素，应立即予以纠正。

▲采煤机只能用于采掘和装载煤炭、岩石、矿砂以及其他相似的矿物。

如以下使用都超出了其使用范围：—运人—运料—起吊和牵引—在轨道上压碎块状物—用于破碎顶板以上都是不恰当的使用！▲不能用摇臂升起采煤机。

▲必须严格按照制造商制订的安装、拆卸、使用、操作、维护和修理规则说明书执行，以确保恰当使用。

▲设计和制造的采煤机可以用于易燃和易爆气体环境。

一旦易爆气体浓度达到极限值，如甲烷（CH4）浓度达到极限值，就必须停止机器运转并切断机器电源。

5运输和安装▲设备、大部件或单独零件运输时必须仔细固定并保证用于运输和安装的吊装设备有足够的吊装能力。

6工作人员▲委以采煤机工作的人员必须熟悉本使用维护说明书，特别是安全手册。

对于那些必要时在机器上工作的人员有同样的要求，例如来更换截齿的维修人员等。

采煤机结构组成
一、采煤机结构组成
采煤机由轨道和工作部分组成。

1、轨道是采煤机的支撑结构和输送部分。

采煤机轨道系统由轨面、导轨、轨座等组成，它的主要作用是支撑采煤机，使其稳定运行。

2、工作部分是采煤机实施采煤和机械化作业的部件。

采煤机的工作部分由电动机、液压系统、拖动装置、翻斗装置、行走装置等构件组成。

电动机是采煤机的主要动力源，液压系统、拖动装置、翻斗装置等组成的机械传动系统将电动机的能量转换到工作部件上，实现采煤机采煤和机械化作业；行走装置实现采煤机的移动。

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掘进机主要部件结构及工作原理1截割部结构截割部主要由截割头组件1、悬臂段2、截割减速器3、截割电机7组成，如图1所示。

截割减速器3两端的法兰盘分别与电动机7和悬臂段2连接成一体，悬臂段2中的传动轴通过花键及螺钉与截割头组件1相连接。

电动机7经截割减速器3、悬臂段2中的传动轴驱动截割头组件1旋转截割煤、岩。

截割部靠销轴4与截割头升降油缸相连接，靠销轴8与截割头回转台相连接。

在截割头升降油缸推动下，可绕销轴8上下摆动；在截割头回转油缸推动下，可随截割头回转台左、右摆动。

图1 截割部结构1-截割头组件；2-悬臂段；3-截割减速器；4、6、8-销轴；5-盖板；7-截割电机2．装运部结构装运部的作用是将截割头破碎下来的煤和岩石装运到配套的转运设备上去。

它由装载部（铲板部）和运输部（第一运输机）两部分组成。

装载部（铲板部）的结构如图2所示，它由主铲板2、侧铲板1、星轮驱动装置4、弧形三齿星轮5等组成，两台低速大转矩马达直接驱动两个弧形三齿星轮5旋转，将截割头破碎下来的煤和岩石装运到运输部（第一运输机）的机尾溜槽8中。

铲板通过耳座6与铲板升降油缸连接，通过支点耳座7与本体部连接；铲板升降油缸推动铲板绕支点耳座7可上下摆动。

星轮驱动装置结构如图3所示，弧形三齿星轮1通过定位销2和螺钉4与旋转盘3连接，液压马达6的输出轴插入旋转盘3的花键孔，带动旋转盘3及弧形三齿星轮1旋转。

第一运输机位于机体中部，是中双链刮板式运输机，其结构如图4。

运输机分前溜槽1和后溜槽3，前、后溜槽用高强度螺栓2联接，运输机前端通过插口插入铲板部和本体部连接的销轴上，后端通过高强度螺栓固定在本体上。

运输机采用二个液压马达5直接驱动链轮，带动刮板链实现物料运输。

紧链装置4采用丝杠螺母机构对刮板链的松紧程度进行调整，弹簧座起缓冲的作用。

图2 铲板部结构1-侧铲板；2-主铲板；3-运输机尾链轮；4-星轮驱动装置；5-三齿星轮；6-铲板升降油缸连接耳座；7-铲板支点耳座；8-运输机溜槽图3 星轮驱动装置结构1-弧形三齿星轮；2-定位销；3-旋转盘；4-螺钉；5-马达座；6-液压马达图4 第一运输机结构1-前溜槽；2-高强度螺栓；3-后溜槽；4-紧链装置；5-液压马达3本体部（机架）本体部由回转台、回转轴承、本体架等组成，本体架采用整体箱形焊接结构，主要结构件为加厚钢板，其结构如图5所示。