采煤机截割部

革新・改造 文章编号:100320794(2005)0620101204MG 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MG160(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:B1　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。

采煤机工作原理：
采煤机的任务是截割煤、盐矿、矿石、其它矿物质及其夹矸。

采煤机可进行双向截割。

根据截割滚筒的直径和采煤机的安装高度，采煤机可以用于截割不同硬度的矿层。

艾柯夫 SL1000 型采煤机，为双滚筒采煤机，主要由左右截割部，左右牵引部、电气控制系统和其他辅助装置构成。

采煤机由以下部件组成
1 截割单元
2 牵引部和链轮箱
3 电气单元
该采煤机需与刮板运输机配合使用，具体为在矿井工作面中铺设刮板运输机后，在刮板运输机上安装承载采煤机的销排（轨道），采煤机在销排（轨道）上受行走控制系统控制，在行走电机的牵引下实现在销排（轨道）上的正反方向移动，并达到设定的行走速度进行采煤，采煤时左右截割滚筒上的截齿撞击煤壁截落煤，通过滚筒的螺旋叶片将煤炭装入刮板运输机运出工作面，并通过矿井运输提升系统将煤炭运出地面完成采煤。

艾柯夫五种型号（S L 3 0 0，S L 5 0 0，S L 7 5 0，S L 9 0 0，S L 1 0 0 0）的采煤机均采用上述工作原理，采煤机必须和刮板运输机、销排（轨道）安装在一起后才能实现在销排（轨道）上的移动。

实物采空侧图片：（黄色为采煤机，白色为与采煤机配套的运输机）
实物煤壁侧图片：（黄色为采煤机，白色为与采煤机配套的运输机）。

基于采煤机截割部的设计分析【摘要】通过对采煤机截割部各项内容的研究，可以为采煤机的具体设计以及功能的发挥提供一定的帮助作用。

本文分析我国采煤机的发展历程以及相关技术的研发，介绍了采煤机选择摇臂的传动方案，通过采煤机截割速度等相关数据论述了采煤机分配传动比以及齿数，最后还分析了采煤机截齿结构及几何参数、材料及制作工艺、截齿受力计算等内容，通过这些内容的介绍，对制定采煤机截割部的设计方案起到了一定的指导作用。

【关键词】采煤机；截割部；设计；技术采煤机截割部的设计具有一定的专业性，制定出科学、合理的设计方案，需要参考大量资料以及具体的计算公式，只有掌握科学的计算公式才能分析出采煤机的分配传动比以及齿数；本文作者参阅了大量的采煤机设计方案，计算出了采煤机截割部各轴的转速、转矩以及传递功率，这些数据对提高采煤机截割部的设计质量有着促进作用，基于采煤机截割部的设计分析，也可以有效的提高我国的采煤机设计研发技术。

1.采煤机设计技术的研发1.1大功率电力牵引技术的研发我国的采煤机技术的研发时间并不长，对这项技术的研发是为了保证采煤工程的安全性以及高效性，通过研发先进的采煤机技术，可以煤矿企业实现增产的目标，而且还能简化操作，降低人力成本，增加企业的经济效益。

较大功率的电力牵引技术，可以利用多个电机提供高于30000V的供电电压，这种技术一般应用在框架式结构的电机中，其可以利用交流变频的方式条件电压的传送速度，从而使功率较大的电机具有较大的牵引力，这种高电压的的牵引力速度比较快，其牵引技术应用在吸尘滚筒以及增压水泵中，可以有效的保护装置配件，使这些设施的控制系统性能更加优越，从而提高采煤机的质量。

1.2大功率采煤机故障检测技术的研发采煤机是一种大型的机器，这种机器为了发挥更大的效用一般具有较大的功率，这样才能带动机器做功。

大功率的采煤机可以带动企业的生产，但是较大的功率也容易引起故障，为了使出现故障的机器尽快恢复生产工作，必须不断的改进采煤机故障检测技术，所以，大功率采煤机故障检测技术的研发，可以有效的促进采煤企业的生产，加快采煤工程的开采进度。

采煤机机械及其他故障的原因及处理措施一、千百万截割部齿轮、轴承损坏的主要原因及预防措施（1）由于设备使用时间过长，有的机械零件磨损超限，甚至接近或达到疲劳极限。

预防：首先在地面检测、修理采煤机时，尽可能将齿轮和轴承更换成新的，并确保检装质量，保障良好的润滑、减少磨损。

（2）由于操作不慎，使滚筒截割输送机铲铲煤板、液压支架顶梁（或前梁）或铰接顶梁，使截割部齿轮轴承承受巨大冲击载荷。

预防：加强支架工、司机的工作责任心，提高操作技术，严格执行操作章程。

司机要正确规范地操作采煤机，及时掌握煤层及顶板情况，尽量避免冲击载荷。

（3）缺油或润滑油不足，在有的齿轮副或轴承副之间出现边界磨擦。

引起齿办轴承很快磨损失效。

预防：各润滑部位要按照相关规定加够润滑油脂，并按“四检”制的要求，及时检查、更换或补充润滑油脂。

二、引起截割部减速器过热的原因及处理方法（1）原因：用油不当处理：按照相关规定量注液。

（2）原因：油量过多或过少。

处理：按照相关规定量注液。

（3）原因：油中水分超限，或油脂变质，使得油膜强度降低。

处理：换油，并经常检查油质，发现不休合格应当及时进行更换。

（4）原因：齿轮、轴承磨损超限，接触精度太低，引起发热。

处理：更换齿轮及轴承。

（5）原因：截割负荷太大。

处理：调节牵引速度与截深，降低负荷。

（6）原因：无冷却水，或冷却水流量及压力不足。

处理：无冷却水及冷却喷雾系统不合格不得开机，且修复冷却喷雾系统。

（7）原因：冷却器损坏或冷却水短路。

处理：更换冷却器，查清短路原因并修复。

三、造成有链牵引采煤机断链的原因（1）牵引链使用时间过长，链环磨损超限，节距伸长量超过原节距的3％，导致强度满足不了要求或卡链而断莲。

（2）牵引链拧“麻花”，当通过链轮时咬链而引起断链。

（3）连接环安装使用不规范，缺弹簧张力销。

（4）采煤机滑靴腿变形、煤壁侧滑靴掉道，导致运转阻力过大而引起断链。

（5）溜槽、铲煤板、挡煤板相互间闪缝、错茬、外部阻力过大而引起断链。

采煤机组成1、截割部（摇臂） 2左牵引部 3、控制部 4、右牵引部 5、行走部如图：我公司生产的采煤机根据牵引方式不同，分为电牵引和液压牵引两类，除控制部分中间箱外，其它基本结构大致一样，基本由五大部及三大系统组成；五大部：1、控制部（中间箱）电牵引采煤机为电控部，液压牵引采煤机为液压传动部，是采煤机的控制部分，主要实现采煤机的牵引调速和过载保护等功能；2、左右截煤部主要由左右摇臂的机械传动系统、内喷雾系统、润滑系统及左右滚筒等组成，实现采煤机的落煤和装煤功能；3、左右牵引部主要包括左右牵引、左右行走部和左右支撑，是采煤机牵引的机械执行部分，实现采煤机与运输机的配套；三大系统1、机械传动及润滑系统主要由轴承、齿轮、润滑泵及油池、管路等组成，实现采煤机的动力传动及自身的润滑；2、液压系统电牵引采煤机的液压系统主要由泵、过滤器、油缸、制动器及各种阀、管路等组成，实现采煤机的调高及制动；液压牵引采煤机的液压系统主要由泵、马达、调速机构、过滤器、油缸、制动器及各种阀、管路等组成，实现采煤机的牵引调速、调高及制动；3、冷却及喷雾系统主要由各种水阀、水过滤器、管路等组成，实现采煤机自身的冷却和工作面的降尘功能；采煤机的使用与操作使用制度1、采煤机属于大型机电设备，结构复杂，使用虽然不难，但须严格按程序操作，因此在使用前需仔细阅读产品说明书，必要时需进行培训后上岗操作；2、严格按产品说明书的要求进行地面检查和试运转后方可下井；3、采煤机解体下井时，需对水管、油管、电缆、操作手把等采取必要的保护措施，以防止赃物进入或损坏，对自由活动的部位做临时固定处理；4、采煤机在井下工作时，随时都存在与运输设备及支护设备的配套问题，因此要求采煤机司机每次开机前必须对采煤机、工作面情况、配套设备进行认真检查，并在操作过程中注意力高度集中，注意采煤机的运行状态和工作面条件的变化，严格按要求推溜和移架，以减少对采煤机行走和支撑的损坏；5、每次开车前，必须先点动泵电机二三次，观察电机正反转、压力表显示、各部件噪音，一切正常后，打开冷却水，方可正式采煤；6、建立采煤机司机交接班记录制度，对采煤机当班工作情况及检查出现的问题做好详细记录，为下一班工作提供依据；注意事项:1、严格按采煤机说明书要求的操作顺序进行操作；2、开机前必须对采煤机进行全面检查：所有控制装置和急停装置，滚筒是否完好，各联结部位是否紧固，各部油位是否符合要求，电缆、油管、水管是否完好无损，各部操作手把、旋钮、按钮位置是否正确，动作是否灵活，滑靴磨损情况，销排有无异物卡入等；3、开机后，要随时观察油压、水压情况，注意各机械传动部的噪音、温升的变化，发现问题必须停机处理，正常后方可继续采煤；4、随时注意滚筒位置，防止割顶、割粱、漂底事故发生，除了非正常停车外，禁止滚筒带负荷启动；5、非意外情况，严禁使用“紧急停车”；6、采煤机工作时，冷却水不能中断，并且要保证冷却水的压力和流量；7、随时注意电缆槽中的电缆和水管，防止采煤机在行走时出现卡槽和跳槽等事故，并保证拖缆装置转动灵活；8、在井下换班时，采煤机司机必须要把摇臂退出煤壁，牵引归零，停牵引电机和截割电机，最后关掉泵电机，将隔离开关拨到“0”的位置，关掉总水阀；9、严格按照产品说明书的要求，保质保量的保证润滑油质，定期检查和更换，在更换液压油和齿轮油时，一定要做好防护工作，防止异物进入；10、采煤机完成工作后，需将采煤机滚筒降至底板，将隔离开关拨至″断″状态；11、当滚筒堵塞或蹩卡时重复启动截割电机，而造成电机损坏是不允许的；12、开始对采煤机进行维护前，应事先切断其电源，禁止带电开启所有防爆电器设备的盖板，并应确保采煤机不会沿工作面下滑；13、截割部检修维护时，特别在更换滚筒截齿的工作时，必须确认断开位于截割电机上的机械离合器；采煤机的井下安装与试运转一、采煤机的安装1:在采煤机的安装前，滚压支架和输送机必须先安装好，但输送机的机尾等采煤机部件吊入输送机的机道后才能安装。

实习总结专业：机械设计制造及其自动化性质：毕业实习学年：12~13班级：姓名：学号：机械工程学院实习时间2013年2月25日至2013年3月15日实习地点黑龙江科技学院、鸡西煤矿机械有限公司实习地基本情况黑龙江科技学院图书馆藏有矿业类、机电类、外语类、计算机类、管理类、建筑类及社科类、文艺类等图书，特别是矿业类图书品种齐全，能够满足本科生及研究生用书要求，同时还有CNKI期刊全文/博硕论文数据库、超星数字图书馆、EBSCO外文数据库、书生之家、万方数据资源系统、矿业工程数字图书馆、维普中文科技期刊全文等大量电子文献资源（在学校的实习主要是翻阅图书馆有关采煤机的书籍，同时利用图书馆的搜索平台，从网上参考相关电子期刊文献）。

鸡西煤矿机械有限公司主导产品采煤机已形成11大系列、46个机型，采高范围从0.52m~6m，装机功率从102kw~2040kw不等（在鸡西煤机厂的实习主要是在采煤机装配车间与零件加工车间参观，在装配车间参观到了采煤机齿轮，行星机构，电动机电气装置及其它零件的装配）。

实习目的通过实际参观与理论学习，掌握采煤机的各部分组成及功用，尤其是了解采煤机截割部的结构，传动原理。

将实际参观与理论研究结合起来，认真打牢基础知识，为以后的毕业设计奠定坚实的基础。

同时在实习过程中，要培养自我探索知识，研究问题的能力，加强自身设计水平。

实习内容及过程本次毕业实习的总体时间为三周，第一周在图书馆查阅相关资料，第二周主要是去鸡西煤机厂实物参观与深入理论学习，第三周则是在学校整理资料，根据任务书选择传动方案，确定毕业设计的方向。

第一周这周翻阅了《采煤机》，《矿山机械与设备》等书籍对采煤机的结构组成及工作方式有了基本了解，现以双滚采煤机为例，如图一所示。

电动机1是滚筒采煤机的动力部分，他通过联短输出轴分别驱动两个截割部与牵引部。

采煤机的电动机是防爆的，而且通常都采用东子水冷，以缩小电动机的尺寸，牵引部2通过其主动链轮与固定在地面输送机两端的牵引链3相啮合，是采煤机沿工作面移动，因此，牵引部是采煤机的行走部分。