采煤机螺旋滚筒

采煤机螺旋滚筒的研究作者：孙福宝来源：《装饰装修天地》2017年第21期摘要：本文概要阐述螺旋滚筒的结构，通过对滚筒叶片头数、叶片升角、截齿的配置形式的合理选择，使采出的块煤多，能耗小，同时提高滚筒的装煤效果和使用寿命。

关键词：采煤机；螺旋滚筒；叶片升角；截齿1 螺旋滚筒的结构及旋向1.1 滚筒的结构螺旋滚筒是采煤机的主要工作机构，用于破煤和装煤，其性能直接影响采煤机生产效能和煤炭生产质量。

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。

螺旋滚筒的结构如图1所示。

1.2 滚筒的旋向（1）单滚筒采煤机。

单滚筒采煤机的滚筒应位于采煤机机身的下顺槽侧。

其优点是煤不经机身下的输送机运输以免堵塞煤流。

左工作面使用右旋滚筒；右工作面使用左旋滚筒。

（2）双滚筒采煤机。

薄煤层采煤机或小直径滚筒时：滚筒的转向为“前逆后顺”（又称内旋，即两滚筒向采煤机内侧旋转）。

这样可以提高前滚筒的装煤效率，同时也可增加采煤机的稳定性。

大直径滚筒时：滚筒的转向为“前顺后逆” （又称外旋，即两滚筒向采煤机外侧旋转）。

其优点：煤尘较少，碎煤不易抛出伤人，装煤的能耗较低，装煤和截煤的效率都比较高。

2 截齿的选择采煤机螺旋滚筒采用的截齿分为扁形截齿（又称刀形截齿）和锥形截齿（又称镐形截齿）两类。

目前绝大多数螺旋滚筒采用镐形截齿。

镐型截齿的优点是：齿身强度大不易折断，耐磨；截齿在割煤时可以自转自修刃，截齿损耗低；工作时截角较小，齿身受到的弯矩较小，有利于降低比能耗；形状简单，制作方便。

但在少数煤质韧性和粘性较大的煤层中，还适合选用刀形截齿。

3 螺旋滚筒主要参数的确定3.1 滚筒直径单滚爬底板筒采煤机滚筒直径约等于煤层平均厚度。

3.2 滚筒截深目前多数采煤机采用的截深为0.63或0.7m。

在薄煤层中，滾筒直径较小，为了提高的生产率，在工作面条件允许时，可选用截深0.8～1.0m。

采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析
1. 引言
采煤机螺旋滚筒是采煤机的重要部件，用于破碎和输送煤炭。

螺旋滚筒的振动可靠性
分析对于提高采煤机的工作效率和可靠性具有重要意义。

2. 振动可靠性分析方法
振动可靠性分析可以采用故障树分析（FTA）和可靠性块图分析等方法。

故障树分析是一种根据系统故障逻辑关系和故障事件概率计算系统故障概率的方法。

可靠性块图分析是
一种根据系统部件可靠性参数计算系统可靠性的方法。

3. 螺旋滚筒故障模式与效应分析
螺旋滚筒的故障模式常见有轴承故障、齿轮故障和连接件故障等。

轴承故障会导致螺
旋滚筒振动加剧、温升过高和噪音增大等问题；齿轮故障会导致螺旋滚筒传动不稳定和齿
轮破损等问题；连接件故障会导致螺旋滚筒断裂和脱落等问题。

4. 振动可靠性分析实例
以轴承故障为例，使用故障树分析方法进行振动可靠性分析。

首先确定轴承故障的基
本事件和组合事件，然后根据轴承故障的排他关系和故障发生概率计算轴承故障的概率。

最后根据轴承故障对螺旋滚筒振动的影响，计算螺旋滚筒振动的可靠性指标。

5. 结论
采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析是提高采煤机工作效率和可靠性的关键步骤。

通过对
螺旋滚筒故障模式与效应的分析，可以确定振动可靠性分析的重点和方法。

实例分析表明，振动可靠性分析对于预测和预防采煤机螺旋滚筒故障具有重要意义。

注：以上为模拟结果，仅供参考，实际情况可能有所差异。

脆性:材料在外力作用下（如拉伸、冲击等）仅产生很小的变形即破坏断裂的性质可塑性:固体在外力作用下发生形变并保持形变的性质，多指胶泥、塑料、大部分金属等在常温下或加热后能改变形状的特性。

弹性:指物体在受到外力作用之后发生形态变化，若除去作用力之后并能够恢复原来形状的特性梭式矿车采用整体式车体，下设两个转向架并且可以升降，车厢底部设有刮板式或链条式自动转载输送机构，便于将整体车厢装满和转载运输或向后卸渣矿。

梭式矿车既是转载设备又是运输设备。

其特点是加大矿车容积6—45立方，减少调车次数，可搭接组合一次装完爆破量无需调车，实现装岩出矿连续循环掘进作业，还能提高装岩机的生产能力滚筒式采煤机主要由截割部、牵引部、电气设备以及辅助装置等四部分组成，如图8-1所示。

1．截割部采煤机截割部是采煤机的工作机构，它将电动机的动力经过减速器减速后传递给截割滚筒，以进行割煤，并且通过滚筒上滚筒式采煤机主要由截割部、牵引部、电气设备以及辅助装置等四部分组成，如图8-1所示。

1．截割部采煤机截割部是采煤机的工作机构，它将电动机的动力经过减速器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。

双滚筒采煤机具有两个结构相同、左右对称的截割部，分别位于采煤机的两端，可同时由一台电机驱动，也可以分别由两台电动机驱动。

截割部的结构如下：(1)截齿。

截齿是采煤机直接落煤的刀具，对截齿的要求是强度高、耐磨，几何形状合理，固定牢靠。

滚筒式采煤机的截齿有扁形截齿和镐形截齿两种。

扁形截齿即刀形截齿，它是沿滚筒径向安装在螺旋叶片和端盘的齿座中，故又称径向截齿，可以截割不同硬度和韧性的煤，适应性较好。

镐形截齿分为圆锥形截齿和带刃扁截齿。

镐形截齿基本上是沿滚筒切向安装的，故又称切向截齿，适用于脆性及裂隙多的煤层。

(2)螺旋滚筒。

螺旋滚筒由螺旋叶片、端盘、齿座、喷嘴及筒壳组成。

螺旋叶片用来将截落的煤推向输送机。

采煤机螺旋滚筒现场评审专用要求（试行）注册资金不少于 50 万元 生产规模 生产能力应不少于 50台套/年技术力量 应具有至少 2 名获得或相当于（机械类）中级及以上专业技术职称的在册人员，且从事本专业 3 年以上。

关键零（元）部件的要求必须具备卷筒、叶片、端盘、连接盘的加工及检验能力。

必须具备的 引用标准 GB/T228 金属材料 室温拉伸试验方法GB/T699 优质碳素结构钢GB/T1591低合金高强度结构钢GB/T1800.4 极限与配合GB/T1804 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T2651 焊接接头拉伸试验方法GB/T11352 一般工程用铸造碳钢件GB/T12469 焊接质量保证 钢熔化焊接头的要求和缺陷分级GB/T13813 煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则AQ1043 矿用产品安全标志标识MT113 煤矿井下用聚合物制品阻然抗静电性通用试验方法和判定规则规范 MT/T84 滚筒采煤机 型式和基本参数MT246 采掘机械用截齿MT247 采掘机械用截齿座MT/T662 滚筒采煤机喷雾降尘用喷嘴 基本尺寸安标配套件 /安标受控零（元）部件齿座、截齿、固定截齿元件、喷嘴、喷嘴座（以审核备案的技术文件为准）主要生产设备 切割机、车床、镗铣床、卷板机、摇臂钻床、退火炉或振动仪、压力机、焊接设备等主要工装设备 车、钻、铣、刨、镗等夹具，叶片成型机加工模具，深孔钻模具，叶片、端盘压模，齿座、喷嘴焊接定位模具。

主要工位器具 转序箱进 厂 检 验序号 零（元）部件名称 进厂检验项目 检验设备 备注1 齿座 外形尺寸、硬度试验游标卡尺、千分尺、深度游标卡尺、硬度计2 截齿 外形尺寸、硬度试验游标卡尺、千分尺、深度游标卡尺、硬度计3 齿套 外形尺寸、硬度试验游标卡尺、千分尺、深度游标卡尺、硬度计4 喷嘴座 外形尺寸 游标卡尺、千分尺、深度游标卡尺等5 喷嘴 外形尺寸 游标卡尺、千分尺、深度游标卡尺等6 各类固定件 外形尺寸 游标卡尺、千分尺、深度游标卡尺等出 厂 检 验序号 出厂检验项目 检验设备名称 备注1 外观质量检查目测2 内喷雾水路耐压及畅通试验压力表、秒表3 元件拆装检查目测4 滚筒主要尺寸检查游标卡尺、高度游标卡尺、钢直尺、直角尺、组合角度尺、卷尺5 齿座定位角检测组合角度尺6 焊接质量检查游标卡尺。

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。

滚筒叫Roller,是采煤机的一部分，长壁开采的机器叫“双滚筒采煤机”，主要由左、右牵引部、截割部、行走箱、左右牵引活接、左右摇臂活接、底拖架及电控部组成。

牵引部当然就是带动机器在溜槽上行走的机构截割部就是电动机，行星减速器，滚筒的组合机构，割煤，破碎。

行走箱是牵引部的箱体左右活连接是液压螺栓，连接各部分电控部：电气控制系统、液压传动系统及喷雾冷却系统品牌美誉度：JOY=Eickhoff=DBT >西安＝天地＝太重＝鸡西IMM＞蛟河＝三一等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.随着煤炭工业的发展,采煤机的功能越来越多,其自身的结构、组成愈加复杂,因而发生故障的原因也随之复杂。

双滚筒采煤机综合了国内外薄煤层采煤机的成功经验，国薄煤层资源丰富，可采储量约占总可采储量的19%，而且分布广、煤质好。

薄煤层采煤机用于采高低于130mm的煤层。

由于有些煤层的厚度太低普通采煤机难以进行正常开采，影响采煤的效率。

对一些薄、厚煤层并存的煤矿,由于薄煤层开采速度缓慢,使其下部的中厚煤层长期得不到及时开采,以至影响工作面的正常接替,而有的就只能被迫丢失一些薄煤层资源。

随着大批煤矿中、厚煤层的资源开采比较多,使得资源越来越少,所以薄煤层的开采已列入日程。

研制适合的薄煤层采煤机,以适应不同的煤层结构,提高薄煤层采煤的工作效率是当务之急。

虽然薄煤层采煤机的型号、规格有许多,但它的各主要组成部分大同小异，合理选择薄煤层采煤机的截割部的参数，可以改善其工作性能和减少采煤比能耗。

选择这个题目就是要进一步熟悉薄煤层采煤机各部分的工作原理，对其进行更好的改进，并对它的截割部减速器进行细致分析设计，使其耐用并且省时省力容易装修，使其在工作中能够有更好的经济效益。

在参考国内外有关薄煤层采煤机的情况下，完成了截割电机功率为180KW总装机功率为450KW的截割式滚筒液压牵引采煤机的整机方案设计及对采煤机截割部进行了重点设计。