采煤機科研訓(xùn)練報告

1、科研訓(xùn)練報告題目：滾筒式采煤機理論設(shè)計基礎(chǔ)姓名：熊禮武班級：機自09-3班學(xué)號：03090974學(xué)院：機電工程學(xué)院指導(dǎo)老師：王忠賓 黃嘉興2012年12月14日1.課題名稱滾筒式采煤機理論設(shè)計基礎(chǔ)2.課題來源與背景煤炭是我國的主要能源，煤炭工業(yè)為國民經(jīng)濟發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。但是由于資源條件和能源科技發(fā)展水平?jīng)Q定，在未來的30-50年內(nèi)，一切新能源都不能普遍取代礦物燃料，因此礦物能源仍將是人類的主要能源。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是世界經(jīng)濟對能源的旺盛需求，世界煤炭開采技術(shù)也得到迅猛的發(fā)展。在新技術(shù)革命的帶動下，煤礦開采技術(shù)與裝備技術(shù)迅速發(fā)展，高生產(chǎn)能力、高性能的開采技術(shù)設(shè)備是采礦行業(yè)的未

2、來目標(biāo)采煤機械化是最終發(fā)展的必然。所以如何提高采煤效率以滿足我國現(xiàn)代化建設(shè)中迅猛發(fā)展的經(jīng)濟對能源的需要就成了十分迫切的要求。按煤層賦存的條件，對煤炭的開采可以分為露天開采和地下開采。采煤方法不同，所使用的采煤機械也不同。目前國內(nèi)外采用這些采煤方法的國家所用采煤機械，絕大多數(shù)是滾筒式采煤機、刨煤機和掘進(jìn)機，只有少數(shù)先進(jìn)的煤礦采用薄煤層采煤機等設(shè)備。近年來，我國采煤機械產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，截止2010年全國采煤機械生產(chǎn)企業(yè)已多達(dá)24家，產(chǎn)銷量約800多臺，產(chǎn)能達(dá)到1500臺左右。從國內(nèi)煤機競爭態(tài)勢來看，我國煤機制造企業(yè)受計劃經(jīng)濟時代影響發(fā)展緩慢，不僅技術(shù)水平較低，而且產(chǎn)品單一。雖然近年技術(shù)提升很快，但是

3、與國外煤機巨頭相比，我國煤機裝備整機的可靠性和穩(wěn)定性仍然不強，缺乏行業(yè)的頂尖品牌，在資金實力和技術(shù)研發(fā)能力上與國際先進(jìn)水平還有一段差距，在露天煤礦采掘設(shè)備的生產(chǎn)方面與國外差距較大，大而不強是我國煤機行業(yè)當(dāng)前的真實寫照。3.本課題研究的目的與意義 隨著大功率綜合機械化采煤技術(shù)和高產(chǎn)高效礦井建設(shè)的發(fā)展，對采煤機牽引力和牽引可靠性的要求越來越高，設(shè)計和生產(chǎn)可靠性高、高性能的采煤機牽引系統(tǒng)，不僅能大大提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)的成本，更能在實際生產(chǎn)中檢驗創(chuàng)新理論的正確性，為以后采煤機牽引技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。4.本課題研究的主要內(nèi)容全面熟悉綜采工作面設(shè)備配置，對滾筒式采煤機的工作原理、總體組成、布置、結(jié)構(gòu)特

4、點、國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r作較深入了解。對比各類機型、各種傳動的優(yōu)缺點，深入了解各類牽引部傳動裝置的調(diào)速特點、無鏈牽引機構(gòu)低速大轉(zhuǎn)矩的設(shè)計要點，（由網(wǎng)上、配套手冊、期刊上查找）大模數(shù)驅(qū)動輪、軸承、聯(lián)結(jié)選擇、防塵等方面存在的問題，提出自己的看法、修改與新的方案。為畢業(yè)設(shè)計做好準(zhǔn)備。5.完成本課題的條件及可行性分析5.1經(jīng)濟效益分析 通過對滾筒式采煤機的研究，了解整機性能和簡單快捷的操作式，使操控高效可靠，使用效果良好。達(dá)到用最少的成本設(shè)計并制造出高效高產(chǎn)的采煤機，為煤礦事業(yè)的生產(chǎn)和使用提供了有力的保障。特別是在追求利益最大化的今天，高效高速高產(chǎn)的采煤機會受到各大煤礦的追捧，從而提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成

5、本，獲得更大的經(jīng)濟效益。5.2技術(shù)性能分析近年來，通過引進(jìn)國外先進(jìn)國家的采煤機牽引技術(shù)，再加上國內(nèi)廣大科研技術(shù)人員的共同努力，可以說我國自己生產(chǎn)的采煤機已可以滿足國內(nèi)市場的需求。隨著技術(shù)的逐漸成熟，采煤機從傳統(tǒng)的機械驅(qū)動發(fā)展成為電驅(qū)動、液壓驅(qū)動，驅(qū)動更為簡單高效，另外電子技術(shù)、控制技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，采煤機將成為操作簡單、功能強大、工作可靠的機電一體化產(chǎn)品。通過以上分析，對大功率、大采高、多電機采煤機設(shè)計的改進(jìn)設(shè)計有著相當(dāng)大的意義，只要我們采取科學(xué)的方法，積極創(chuàng)新，本課題的設(shè)計內(nèi)容就是可行的，是值得我們嘗試的。6.課題研究的主要內(nèi)容與目標(biāo)6.1 、綜采工作面采煤機設(shè)備配置在使用雙滾筒采煤機

6、的綜采工作面中，主要配套的設(shè)備有采煤機、可彎曲刮板輸送機和自移式液壓支架；綜采機械化采煤工作面采用雙滾筒采煤機，通常雙向采煤。騎槽式采煤機運行的前滾筒貼著頂板截割，后滾筒貼著底板截割。爬底板式采煤機則相反，前滾筒貼底、后滾筒貼頂截割滾筒的螺旋葉片把碎落的煤炭裝進(jìn)可彎曲刮板輸送機.再經(jīng)刮板轉(zhuǎn)載機和可伸縮膠帶輸送機運出。滯后于采煤機的輸送機溜槽和液壓支架，可以隨著向前推移。如此從工作面一端到另一端往復(fù)進(jìn)行采煤每個行程結(jié)束后，需要調(diào)換滾筒的上、下位置，如帶有弧形擋板，還應(yīng)將弧形擋板翻轉(zhuǎn)到滾筒的另一側(cè).以便進(jìn)行相反方向的采煤行程。綜合機械化采煤不僅可以增加產(chǎn)量和提高工效，改善勞動條件和作業(yè)安全，也利于

7、實現(xiàn)礦井集中化生產(chǎn)，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，提高綜合經(jīng)濟效益。另外，在工作面運輸巷內(nèi)還有橋式轉(zhuǎn)載機和可伸縮帶式輸送機。綜合機械化采煤，就是通過以上設(shè)備相互配合和協(xié)調(diào)動作，實現(xiàn)落煤、裝煤、運煤、支護、頂板管理以及工作面巷道運輸?shù)壬a(chǎn)工序的全部機械化。綜合機械化采煤工作面的配套設(shè)備及工作面布置：采煤機、刮板輸送機和液壓支架用來組成工作面設(shè)備。端頭支架用來推移輸送機機頭、機尾并支護端頭空間。橋式轉(zhuǎn)載機與刮板輸送機搭接，用來將工作面運來的煤轉(zhuǎn)載到可伸縮帶式輸送機上運出。乳化液泵站用來為液壓支架提供壓力液。設(shè)備列車用來安放移動變電站、乳化液泵站、集中控制臺等設(shè)備。噴霧泵用來為采煤機提供嘴霧冷卻用的壓力水。液壓安全

8、絞車用于當(dāng)煤層傾角大于16度時防止采煤機斷鏈下滑。集中控制臺用于控制刮板輸送機、橋式轉(zhuǎn)載機、帶式輸送機及通訊等。備綜合機械化采煤工作面的裝備以采煤機、液壓支架和刮板輸送機為代表。世界上先進(jìn)的大采高綜采工作面裝備的特點是：技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、裝機功率大、生產(chǎn)效率高、能力大。今后的發(fā)展方向除進(jìn)行采煤方法、采煤工藝的研究創(chuàng)新外,對于才沒裝備來說，還要研制機電一體化、自動化煤礦開采技術(shù)設(shè)備，主要包括以下幾種。(1)年產(chǎn)800萬1000萬t綜采工作面配套技術(shù) 主要有大功率高性能系列電牽引采煤機、大采高電液控制強力液壓支架、刮板輸送機、軟啟動帶式輸送機和3. 3 kv供電技術(shù)。針對綜采一作面生產(chǎn)設(shè)備和配套

9、技術(shù)存在的問題，主要解決以下關(guān)鍵技術(shù)：大功率交流電牽引采煤機變頻調(diào)速四象限運行控制技術(shù)；大功率重型工作面刮板輸送機軟啟動技術(shù)；大功率、大運力順槽帶式輸送機的軟啟動、中間驅(qū)動和制動技術(shù)；綜采工作面大型設(shè)備3. 3 kV供電及配套技術(shù);綜采工作面設(shè)備故障診斷和綜合監(jiān)測系統(tǒng)可視化的完善提高；高產(chǎn)高效綜采工作面和掘進(jìn)巷道前方地質(zhì)綜合勘探與評估的安全保障系統(tǒng)；等等。 (2)年進(jìn)8000-10000 m煤巷快速掘進(jìn)成套技術(shù) 主要包括掘錨聯(lián)合機組、重型掘進(jìn)機、重型掘進(jìn)錨桿等方面的內(nèi)容。完善提高現(xiàn)有掘進(jìn)機、錨桿機，解決掘進(jìn)過程中切割與支護的協(xié)調(diào)作業(yè)；改進(jìn)懸臂式掘進(jìn)機的截割傳動和電控系統(tǒng)，提高單進(jìn);研制輸出功率

10、大、鉆進(jìn)速度快、穩(wěn)定性好的新型單體錨桿鉆機；研制配合錨桿鉆機使用的連續(xù)采煤機，使掘進(jìn)和支護協(xié)調(diào)作業(yè)，縮短掘、鉆、支循環(huán)作業(yè)時間，提高掘進(jìn)速度。 (3)先進(jìn)、實用的工作面開采技術(shù)與裝備主要包括放頂煤開采技術(shù)(高效、回收率高、安全)、短壁和短工作面高效開采技術(shù)與裝備和適合中、小煤礦的實用配套技術(shù)。中、小型煤礦先進(jìn)適用綜合配套技術(shù)以安全、高效、工藝改革為重點，研制和推廣經(jīng)濟、簡易和實用技術(shù)與裝備。開發(fā)應(yīng)用高效的采煤方法，研制經(jīng)濟實用靈活緊湊的采煤機、順槽可拐彎刮板輸送機等配套裝備，逐步實現(xiàn)采、支、運機械化。(4)綜合機械化采煤機工作面無人自動化生產(chǎn)技術(shù)在工作面采謀機、刮板輸送機、液壓支架等設(shè)備實現(xiàn)單

11、機自動控制功能的基礎(chǔ)上，采用紅外線引動、位置速度檢測、計算機集中控制等方式，使采煤機、刮板輸送機、液壓支架等設(shè)備自動完成割煤、運輸、液壓支架移設(shè)和頂板支護等生產(chǎn)流程，實現(xiàn)工作面自動化生產(chǎn)。工作面順槽計算機還可以通過礦井通訊線路、光纖等介質(zhì)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和礦井及上部管理層實現(xiàn)信息交流與通訊控制。由于回采工作面地質(zhì)條件的多樣性，采煤機械在煤炭生產(chǎn)過程中的重要性，以及采煤機械工作條件的特殊性，對采煤機械的技術(shù)要求必須包括以下幾個方面：1.功能要求。設(shè)計和選用采掘機械必須考慮的礦山地質(zhì)條件和礦巖的可接個型指標(biāo)、煤層的厚度與傾角、夾矸的性質(zhì)、含水性、含瓦斯率、地質(zhì)構(gòu)造破壞、煤和瓦斯的突出可能性等。現(xiàn)代采煤機械應(yīng)

12、能適應(yīng)一定的地質(zhì)條件，具有碎落和裝運煤巖的功能，截割機構(gòu)能夠橫向切入煤壁的功能，以及自動調(diào)高、調(diào)斜和調(diào)速的功能等2.生產(chǎn)率要求采煤機械應(yīng)具有較高的生產(chǎn)率和較低的采煤比能耗，以利增加工作面產(chǎn)量，降低產(chǎn)成本，而且采煤機械的生產(chǎn)率應(yīng)與礦井運輸系統(tǒng)的運輸能力相適應(yīng)，才能達(dá)到較高的開機率3.勞動保護要求采煤機械在井下較惡劣的環(huán)境中工作。為了確保生產(chǎn)安全和采煤工作面工人的身體健康，采煤機應(yīng)裝備防止過載及下滑的裝置和滅塵裝置等，所有電氣設(shè)備均應(yīng)為防爆型或為本質(zhì)安全型。4.可靠性要求由于采煤機械生產(chǎn)率日益提高和礦井集中化生產(chǎn)，采煤機械故障的經(jīng)濟損失也相應(yīng)增加，因而對采煤機械的使用可靠性提出了相當(dāng)高的要求。6.

13、2采煤機的發(fā)展歷程與趨勢一、國內(nèi)發(fā)展歷程1.購進(jìn)與仿制世界上第一臺采煤機是蘇聯(lián)于1932年生產(chǎn)并在頓巴斯煤礦開始使用的。我國于1952年購進(jìn)并使用頓巴斯采煤機(當(dāng)時稱采煤康拜因)。與此同時，雞西煤礦機械廠開始進(jìn)行仿制工作，于1954年制造出中國第一臺深截式采煤機，即頓巴斯一1型采煤康拜因。其截割部采用截鏈?zhǔn)焦ぷ鳈C構(gòu)，由框形截盤、截鏈(圖1一1)和截齒等組成;牽引部工作機構(gòu)為鋼絲繩牽引，傳動系統(tǒng)通過齒輪傳動，利用牙嵌式離合器進(jìn)行有級調(diào)速，為純機械式傳動，所用電動機為風(fēng)冷防爆電動機。2.消化與研制灘20世紀(jì)60年代初，在頓巴斯一1型采煤康拜因的基礎(chǔ)上，我國開始自行研制生產(chǎn)采煤機，1964年生產(chǎn)出M

14、LQ一64型采煤機，1968年生產(chǎn)出MLQ1一80型淺截式單滾機，稱為我國第二代采煤機。第二代采煤機采用螺旋式滾筒，要比調(diào)高，牽引部工作機構(gòu)為鋼絲繩牽引，雙鼠籠式防爆外部風(fēng)冷電動機3.振興與發(fā)展我國于20世紀(jì)60年代末70年代初開始研制第三代采煤機：雙滾筒采煤機。1975年生產(chǎn)的MLS3-170型采煤機，實現(xiàn)了滾筒采煤機由單滾筒向雙滾筒的飛躍。采煤機的兩個可調(diào)高滾筒放在采煤機的兩端(見圖)，利用搖臂調(diào)高;采用圓環(huán)鏈牽引機構(gòu)，牽引部液壓系統(tǒng)采用斜軸式軸向柱塞變量泵和斜軸式軸向柱塞定量馬達(dá);采用了雙鼠籠式防爆型外殼水冷電動機。MXA一300型采煤機是西安煤礦機械廠于1983年生產(chǎn)的大功率無鏈牽引雙

15、滾筒采煤機。目前，我國生產(chǎn)的液壓無鏈牽引采煤機最有代表性的是MG系列，包括MG300 、MG200和MG150系列。MG300系列采煤機由上海煤礦機械研究所設(shè)計，雞西煤礦機械廠制造，1986年生產(chǎn)出第一臺，具有同期國際水平，現(xiàn)已廣泛使用。 4.近期開發(fā)國外寸1976年研制出第一臺電牽引采煤機，電牽引采煤機是直接對電動機調(diào)速，以獲得不同的牽引速度，使?fàn)恳看蟠蠛喕?，采川固體元件，具有抗污染能力強，故障率小，壽命長和效率高等特點。1994年由上海煤礦機械研究所設(shè)計，雞西煤礦機械廠生產(chǎn)出我國第一臺MG463一DW型交變頻電牽引采煤機。電牽引采煤機成為我國第四代采煤機。第四代采煤機采用多電動機驅(qū)動，橫

16、向布置，電控為機載方式，整機為無底托架，整體積木式組合結(jié)構(gòu)，各部件間為干式對接，對接面間無任何機械或液壓連帶關(guān)系;主控制器采用了計算機技術(shù)，使系統(tǒng)性能可靠，抗干擾能力強，具有完備的保護、故障診斷和顯示功能，并可根據(jù)需要實現(xiàn)無線電遙控。MG400/985一WD型電牽引采煤機是雞西煤礦機械廠于1998年自行研制開發(fā)的新一代大功率電牽引采煤機，適合在高產(chǎn)高效工作面使用。2004年，雞西煤礦機械有限公司又與淮南礦業(yè)集團聯(lián)合開發(fā)研制了MG610/1400一WD型橫向布置大功率升壓電牽引采煤機，成為國內(nèi)第一臺裝機功率大于1000 kW的大功率自替化采煤機。隨后，西安煤礦機械廠研制出MG650/1480一W

17、D型、MG750/1910一WD型大功率電牽引采煤機;上海天地公司研制出MG650/1620一WD型、MG750/1845一WD型、MG900/2215一WD型大功率電牽引采煤機;太原礦山機械集團研制出MG750/1800一WD型大功率電牽引采煤機；雞西煤礦機械有限公司研制出MG6800/2040一WD型大功率電牽引采煤機二、國外發(fā)展歷程 機械化采煤開始于20世紀(jì)60年代，是隨著采煤機械的出現(xiàn)而出現(xiàn)的。20世紀(jì)40年代初期，英國,蘇聯(lián)相繼生產(chǎn)了采煤機，使工作面落煤、裝煤實現(xiàn)機械化。但當(dāng)時的采煤機工作機構(gòu)復(fù)雜，能耗大，效率低，加上工作面輸送機不能自移，所以生產(chǎn)受到一定的限制。20世紀(jì)50年代初期

18、，美國、德國相繼，生產(chǎn)出了滾筒式采煤機、可彎曲刮板輸送機和單體液壓支柱，從而大大推進(jìn)了采煤機械化技術(shù)的發(fā)展。滾筒式采煤機采用螺旋滾筒作為截割機構(gòu)，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動并切人煤壁后，通過安裝在滾筒螺旋葉片上的截齒將煤破碎，并利用螺旋葉片把破碎下來的煤裝人工作面輸送機。但由于當(dāng)時采煤機上的滾筒是死滾筒，不能實現(xiàn)調(diào)高，因而限制了采煤機的使用范圍，我們稱這種固定滾筒采煤機為第一代采煤機。因此，20世紀(jì)50年代各國采煤機械化的主流還只是處于普通機械化水平，雖然在 1954年英國已研制出了自移式液壓支架，但由于采煤機和可彎曲刮板愉送機尚不完善，綜采技術(shù)僅儀處在開始試驗階段20世紀(jì)60年代是世界綜采技術(shù)的發(fā)展時期，第

19、二代采煤機單搖臂滾筒采煤機的出現(xiàn).解決了采高調(diào)整問題，擴人了采煤機的適川范圍。這種采煤機的滾筒裝在可以上下擺動的搖臂上，通過擺動搖臂來調(diào)節(jié)滾筒的截割高度，使采煤機適應(yīng)煤層厚度變化的能力大大加強1964年，第三代采煤機雙搖臂滾筒采煤機的出現(xiàn)，進(jìn)一步解決了工作面自開切口的問題另外，液壓支架和可彎曲刮板輸送機技術(shù)的不斷完善，把綜采技術(shù)推向了一個新的水平，并在生產(chǎn)中顯示廠綜合機械化采煤的優(yōu)越性高效、高產(chǎn)、安全和經(jīng)濟，因此各國競相采用綜采技術(shù)。 進(jìn)人20世紀(jì)70年代，綜采機械化得到了進(jìn)一步的發(fā)展和提高，綜采設(shè)備開始向大功率、高效率及完善性能和擴大使用范圍等方向發(fā)展，相繼出現(xiàn)了功率為750一1000KW的

20、采煤機，功率為900-1000 kW、生產(chǎn)能力達(dá)1500 t/h的刮板輸送機，以及工作阻力達(dá)1500 kN的強力液壓支架等。1970年采煤機無鏈牽引系統(tǒng)的研制成功以及1976年出現(xiàn)的、第四代采煤機電牽引采煤機，大大改善了采煤機的性能，并擴大了其使用范圍。 世界上第一臺直流(他勵)電牽引采煤機是由德國艾柯夫公司于1976年研制的EDW l50 -2L型采煤機。該采煤機首次使用就顯示出電牽引的優(yōu)越性，即效率高，產(chǎn)量大，可靠隊高，其故障率儀為液壓牽引采煤機的1/5。同年，美國久益公司研制出了1LS直流(串勵)電牽引采煤機，以后陸續(xù)改進(jìn)發(fā)展為2LS, 3LS, 4LS系列；1996年生產(chǎn)的6LS05型

21、采煤機，其總裝機功率為1530 kW ,是目前世界上功率較大的采煤機。英國于1984年生產(chǎn)了第一臺ELECTRA550型直流(復(fù)勵)電牽引采煤機，其后生產(chǎn)的ELECTRAI000型采煤機在1994年創(chuàng)下了年產(chǎn)408 x 10000 t商品煤的世界最高紀(jì)錄，其截割牽引速度達(dá)25 m/min。在電牽引采煤機的發(fā)展歷史中，世界上許多國家先是發(fā)展直流電牽引，而后逐步發(fā)展交流調(diào)速電牽引。1986年，日本三井三池制作所研制出世界上第一臺交流電牽引采煤機( MCL400一DR6868型)。直流電牽引技術(shù)能滿足采煤機牽引特性(恒扭矩一恒功率)的要求，調(diào)速平穩(wěn)，能四象限運行，適應(yīng)大傾角工作面的運行，系統(tǒng)簡單，但

22、存在著火花、炭粉、更換電刷和換向器、過載能力較低以及機身較寬、較長等缺點。血交掀調(diào)速甩牢引采煤機的電動機結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，堅固耐用，運行可靠，維護方便，無電刷和換向器，無火花和炭粉，耐震動，過載能力大。因此，交流調(diào)速電牽引采煤機已成為今后的發(fā)展方向，交流伺服系統(tǒng)已成為目前發(fā)展的主流方向。三、采煤機的發(fā)展趨勢1.國內(nèi)采煤機發(fā)展趨勢我國從20 世紀(jì)80 年代末期, 煤科總院上海分院與波蘭合作研制開發(fā)了我國第1臺MG3442PWD薄煤層強力爬底板交流電牽引采煤機, 在大同局雁崖礦使用取得成功。借助MG3442PWD 電牽引采煤機的電牽引技術(shù), 對液壓牽引采煤機進(jìn)行技術(shù)更新。第1 臺MG300

23、/ 6802WD 型電牽引采煤機是在雞西煤礦機械廠生產(chǎn)的MG300 系列液壓牽引采煤機的基礎(chǔ)上改造成功, 并于1996 年7 月在大同晉華宮礦開始使用。與此同時, 在太原礦山機器廠生產(chǎn)的AM2500液壓牽引采煤機上應(yīng)用交流電牽引調(diào)速裝置改造MG375/8302WD 型電牽引采煤機。截止目前, 我國已形成5 個電牽引采煤機生產(chǎn)基地, 雞西煤礦機械廠、太原礦山機器廠、煤炭科學(xué)研究總院上海分院、遼源煤礦機械廠生產(chǎn)交流電牽引采煤機, 西安煤礦機械廠則生產(chǎn)直流電牽引采煤機。我國近期開發(fā)的電牽引采煤機有以下特點:(1) 多電機驅(qū)動橫向布置電牽引采煤機。截割電機橫向布置在搖臂上, 取消了螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜

24、的通軸。(2) 總裝機功率、牽引功率大幅度提高, 供電電壓(對單個電機400kW 及以上) 由1140V 升至3300V , 保證了供電質(zhì)量和電機性能。(3) 電牽引采煤機以交流變頻調(diào)速牽引裝置占主導(dǎo)地位, 部分廠商同時也研制生產(chǎn)直流電牽引采煤機。(4) 主機身多分為3 段, 取消了底托架, 各零部件設(shè)計、制造強度大大提高, 部件間用高強度液壓螺母聯(lián)接, 拆裝方便, 提高了整機的可靠性。(5) 電控技術(shù)研究和采煤機電氣控制裝置可靠性不斷提高。在通用性、互換性和集成型方面邁進(jìn)了一大步, 功能逐步齊全, 無線電隨機控制研制成功, 數(shù)字化、微機的電控裝置已進(jìn)入試用階段。(6) 在橫向布置的截割電機上

25、, 設(shè)計使用了具有彈性緩沖性能的扭矩軸,改善了傳動件的可靠性, 對提高采煤機的整體可靠性和時間利用率起到了積極作用。(7) 耐磨滾筒及鎬形截齒的研究, 推進(jìn)了我國的滾筒及截齒制造技術(shù),開發(fā)研制的耐磨滾筒,可適用于截割f = 34 的硬煤。具有使用中軸向力波動小,工作平穩(wěn)性好,塊煤率高,能耗低等優(yōu)點。2.國際采煤機發(fā)展趨勢 國際上電牽引采煤機的技術(shù)發(fā)展有如下幾個特點: (1) 裝機功率和截割電動機功率有較大幅度增加，為了適應(yīng)高產(chǎn)高效綜采工作面快速割煤的需要, 不論是厚、中厚和薄煤層采煤機, 均在不斷加大裝機功率(包括截割功率和牽引功率) 。裝機功率大都在1000kW 左右, 單個截割電機功率都在

26、375kW以上, 最高達(dá)600kW。直流電牽引功率最大達(dá)2 ×56kW , 交流電牽引功率最大達(dá)2 ×60kW。(2) 電牽引采煤機已取代液壓牽引采煤機而成為主導(dǎo)機型。 世界各主要采煤機廠商20 世紀(jì)80 年代都已把重點轉(zhuǎn)向開發(fā)電牽引采煤機, 如德國艾柯夫公司是最早開發(fā)電牽引采煤機的, 80 年代中后期基本停止生產(chǎn)液壓牽引采煤機, 研制出EDW 系列電牽引采煤機, 90 年代又研制成功交流直流兩用SL300 、SL400 、SL500 型采煤機。交流電牽引近幾年發(fā)展很快, 由于技術(shù)先進(jìn),可靠性高、簡單, 有取代直流電牽引的趨勢。自日本80 年代中期研制成功第1 臺交流電牽引

27、采煤機,至今除美國外, 其它國家如德國、英國、法國等都先后研制成功交流電牽引采煤機, 是今后電牽引采煤機發(fā)展的新目標(biāo)。(3) 牽引速度和牽引力不斷增大 液壓牽引采煤機的最大牽引速度為8m/ min 左右, 而實際可用割煤速度為4 5m/ min , 不適應(yīng)快速割煤需要。電牽引采煤機牽引功率成倍增加, 最大牽引速度達(dá)1520m/ min , 美國18m/ min 的牽引速度很普遍,美國喬依公司的1 臺經(jīng)改進(jìn)的4LS 采煤機的牽引速度高達(dá)2815m/ min。由于采煤機需要快速牽引割煤, 滾筒截深的加大和轉(zhuǎn)速的降低, 又導(dǎo)致滾筒進(jìn)給量和推進(jìn)力的加大, 故要求采煤機增大牽引力, 目前已普遍加大到45

28、0600kN , 現(xiàn)正研制最大牽引力為1000kN 的采煤機。(4) 多電機驅(qū)動橫向布置的總體結(jié)構(gòu)日益發(fā)展。 70 年代中期僅有美國的LS 系列采煤機、西德EDW215022L22W 型采煤機采用多電機驅(qū)動, 機械傳動系統(tǒng)彼此獨立, 部件之間無機械傳動, 取消了錐齒輪傳動副和復(fù)雜通軸, 機械結(jié)構(gòu)簡單, 裝拆方便。目前, 這類采煤機既有電牽引, 也有液壓牽引, 既有中厚煤層用大功率, 也有薄煤層的, 有取代傳統(tǒng)的截割電動機縱向布置的趨勢。(5) 滾筒的截深不斷增大牽引速度的加快,支架隨機支護也相應(yīng)跟上, 使機道空頂時間縮短,為加大采煤機截深創(chuàng)造了條件。10 年前滾筒采煤機截深大都是630 700

29、mm , 現(xiàn)已采用800mm ,1000mm , 1200mm 截深, 美國正在考慮采用1500mm 截深的可能性。(6) 普遍提高供電電壓 由于裝機功率大幅度提高, 為了保證供電質(zhì)量和電機性能, 新研制的大功率電牽引采煤機幾乎都提高供電電壓, 主要有2300V , 3300V , 4160V 和5000V。美國現(xiàn)有長壁工作面中, 45 %以上的電牽引采煤機供電電壓為2300V。(7) 有完善的監(jiān)控系統(tǒng)包括采用微處理機控制的工況監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、故障顯示的自動控制系統(tǒng); 就地控制、無線電隨機控制, 并已能控制液壓支架、輸送機動作和滾筒自動調(diào)高。(8) 高可靠性據(jù)了解美國使用的EL ECTRA 1

30、000 型采煤機的時間利用率可達(dá)95 %98 % ,采煤量350 萬t 以上,最高達(dá)1000 萬t ?，F(xiàn)在電牽引采煤機已是國際主異機型，不僅可控硅控制調(diào)速的直流電牽引已發(fā)展成系列產(chǎn)品，而且已經(jīng)開發(fā)出廠多款交流調(diào)速電牽引采煤機，其發(fā)展趨勢是電牽引采煤機將逐步代替液壓牽引采煤機。電牽引采煤機既可以實現(xiàn)采煤機要求的工作特性，而且更容易實現(xiàn)檢測和控制自動化，又可以克服液壓牽引采煤機加工精度要求高、工作液體易被污染、維修較困難以及工作可靠性較差和傳動效率較低等缺點，還便于實現(xiàn)工況參數(shù)顯示和故障顯示。我國也已成功研制了MG344一PWD型交流電牽引爬底板薄煤層采煤機和MGA463 DW型直流電牽引采煤機等

31、。電牽引采煤機經(jīng)過25年的發(fā)展，技術(shù)已趨成熟。新一代大功率電牽引采煤機已集中采用了當(dāng)今世界最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成為具有人工智能的高自動化機電設(shè)備代替液壓牽引已成必然。技術(shù)發(fā)展趨勢可簡要歸結(jié)如下:電牽引系統(tǒng)向交流變頻調(diào)速牽引系統(tǒng)發(fā)展。結(jié)構(gòu)形式向多電機驅(qū)動橫向布置發(fā)展。監(jiān)控技術(shù)向自動化、智能化、工作面系統(tǒng)控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)展。性能參數(shù)向大功率、高參數(shù)發(fā)展。綜合性能向高可靠性和高利用率發(fā)展。國內(nèi)電牽引采煤機研制方向與國際發(fā)展基本一致經(jīng)過近15年的研究，已取得較大進(jìn)展但離國際先進(jìn)水平特別是在監(jiān)控技術(shù)及可靠性方面尚有較大差距，必須進(jìn)行大量的技術(shù)和試驗研究。今后，國際采煤機機械化的發(fā)展方向是：不斷完善各類采煤設(shè)

32、備，使之達(dá)到高產(chǎn)、高效、安全、經(jīng)濟;向遙控及自動控制發(fā)展，逐步過渡到無人工作面采煤；提高單機的可靠性，并使之系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化；研制厚、薄及急傾斜等難采煤層的機械化設(shè)備；解決端頭技術(shù)，研制工作面巷道與工作面端部連接處的設(shè)備等，以進(jìn)一步提高工作面產(chǎn)量和安全性。現(xiàn)在，我國已生產(chǎn)出適合緩傾斜中厚及薄煤層的多種采煤機械，完全能滿足今后采煤機械化發(fā)展的需要。此外，進(jìn)一步發(fā)展電牽引采煤機已列人我國重要科技攻關(guān)計劃。 6.3、滾筒式采煤機的組成與工作原理（一）滾筒采煤機的組成滾筒采煤機的種類很多，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，但其基本部件大致相同，均由電動機及其電氣設(shè)備、牽引部、截割部和附屬裝置等四部分組成。下面以圖5

33、-1所示的雙滾筒采煤機說明其組成。圖 雙滾筒采煤機1電動機；2牽引部；3牽引鏈；4截割部減速器；5搖臂；6滾筒；7弧形擋煤板；8底托架；9滑靴；10調(diào)高油缸；11調(diào)斜油缸；12拖纜裝置；13電氣控制箱1.電動機及其電氣設(shè)備電動機及其電氣設(shè)備主要包括電動機1和電氣控制箱13。電動機1是采煤機的動力部分，它通過兩端出軸驅(qū)動滾筒和牽引部。電動機為防爆型鼠籠式。電氣控制箱13內(nèi)裝有各種電控元件，以實現(xiàn)各種控制及電氣保護。2.牽引部牽引部的作用是帶動采煤機在工作面作往復(fù)移動，以實現(xiàn)采煤機的連續(xù)割煤和裝煤。牽引部主要包括牽引部減速器和牽引機構(gòu)。牽引部2通過其主動鏈輪與固定在工作面兩端的牽引鏈3相嚙合，使采

34、煤機沿工作面移動。牽引機構(gòu)可分為有鏈牽引和無鏈牽引兩類。3.截割部截割部的作用是向螺旋滾筒傳遞截割功率。截割部主要包括截割部減速器4和螺旋滾筒6。左右截割部減速箱4將電動機的動力經(jīng)齒輪減速傳到搖臂5的齒輪，以驅(qū)動滾筒6。滾筒6是采煤機直接進(jìn)行落煤和裝煤的機構(gòu)，稱為采煤機的工作機構(gòu)。滾筒上焊有端盤及螺旋葉片，其上裝有截煤用的截齒，由螺旋葉片將落下的煤裝到刮板輸送機中。為了提高螺旋滾筒的裝煤效果，滾筒側(cè)裝有弧形擋煤板7，它可以根據(jù)不同的采煤方向來回翻轉(zhuǎn)180°。4.附屬裝置附屬裝置主要包括擋煤板7、底托架8、電纜拖移裝置12、供水噴霧冷卻裝置以及調(diào)高、調(diào)斜等裝置。底托架8用來固定整個采煤

35、機，并經(jīng)其下部的四個滑靴9使采煤機騎在刮板輸送機的槽幫上。采空區(qū)側(cè)兩個滑靴套在輸?shù)鼨C的導(dǎo)向管上，以保證采煤機的可靠導(dǎo)向。底托架內(nèi)的調(diào)高油缸10用來使搖臂升降，以調(diào)整采煤機的采高。調(diào)斜油缸11用來調(diào)整采煤機的橫向傾斜度，以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時的割煤要求。采煤機的電纜和供水管靠拖纜裝置12夾持，并由采煤機拖著在工作面輸送機的電纜槽中移動。為降低電動機和牽引部的溫度，采煤機還設(shè)有專門的供水系統(tǒng)和內(nèi)、外噴霧系統(tǒng)。（二）滾筒采煤機的工作原理單滾筒采煤機的滾筒一般位于采煤機下端，以使?jié)L筒割落下的煤不經(jīng)機身下部運走，從而可降低采煤機機面（由底板到電動機上表面）高度。單滾筒采煤機上行工作時，如圖5-2（a

36、）所示，滾筒割頂部煤并把落下的煤裝入刮板輸送機，同時跟機懸掛鉸接頂梁，割完工作面全長后，將弧形擋煤板翻轉(zhuǎn)180°；接著，機器下行工作，如圖5-2（b）所示，滾筒割底部煤及裝煤，并隨之推移工作面輸送機。這種采煤機沿工作面往返一次進(jìn)一刀的采煤法叫單向采煤法。雙滾筒采煤機工作時，如圖5-2（c）所示，前滾筒割頂部煤，后滾筒割底部煤。因此雙滾筒采煤機沿工作面牽引一次，可以進(jìn)一刀；返回時又可以進(jìn)一刀，即采煤機往返一次進(jìn)二刀，這種采煤法稱為雙向采煤法。（c）（b）（a）圖 滾筒采煤機的工作原理6.4、滾筒式采煤機的類型滾筒采煤機的類型很多，可按滾筒數(shù)目、行走機構(gòu)形式、行走驅(qū)動裝置的調(diào)速傳動方式、

37、行走部布置位置、機身與工作面輸送乳汁機配合導(dǎo)向方式、總體結(jié)構(gòu)布置方式等分類。按滾筒數(shù)目分為單滾筒和雙滾筒采煤機，其中雙滾筒采煤機應(yīng)用最普遍。按行走機構(gòu)形式分鋼絲繩牽引、鏈牽引和無鏈牽引采煤機。按行走驅(qū)動裝置的調(diào)速方式分機械調(diào)速、液壓調(diào)速和電氣調(diào)速滾筒采煤機（通常簡稱機械牽引、液壓牽引和電牽引采煤機）。按行走部布置位置分內(nèi)牽引和外牽引采煤機。按機身與工作面輸送機的配合導(dǎo)向方式分騎槽式和爬底板式采煤機。按適用的煤層厚度分厚煤層、中厚煤層和薄煤層采煤機。按適用的煤層傾角分緩斜、大傾角和急斜煤層采煤機。按總體結(jié)構(gòu)布置方式分截割（主）電動機縱向布置在搖臂上的采煤機和截割（主）電動機橫向布置在機身上的采煤

38、機、截割電動機橫向布置在搖臂上的采煤機。 各種類型采煤機的分類方式、優(yōu)缺點如下表：分類方式采煤機類型優(yōu)缺點按滾筒數(shù)目單滾筒采煤機機身較短，重量較輕，自開切口性能較差，適宜在煤層欺負(fù)變化的條件下工作雙滾筒采煤機調(diào)高范圍大，生產(chǎn)效率高，可在各種煤層地質(zhì)條件下工作按煤層厚度厚煤層采煤機機身尺寸大，調(diào)高范圍大，采高大于3.5m中厚煤層采煤機機身尺寸較大，調(diào)高范圍較大，采高大于1.3-3.5m薄煤層采煤機機身尺寸較小，調(diào)高范圍較小，采高小于1.3m按調(diào)高方式固定滾筒式采煤機靠機身上的液壓缸調(diào)高，調(diào)高范圍小搖臂調(diào)高式采煤機調(diào)高范圍大，臥底量大，裝煤效果好機身搖臂調(diào)高式采煤機機身短窄，穩(wěn)定性好，但自開切口性

39、能差，但臥底量較小，適應(yīng)煤層起伏變化小，頂板條件差等特殊地質(zhì)條件按機身設(shè)置方式輸送機采煤機適用范圍廣，裝煤效果好，適用于中厚及以上煤層爬底板采煤機適用于薄和極薄煤層地質(zhì)條件按牽引控制方式機械牽引采煤機操作簡單，維護檢修方便，適應(yīng)性強液壓牽引采煤機控制、操作簡便且可靠，功能齊全，適用范圍廣電牽引采煤機控制、操作簡單，傳動效率高，適用于各種地質(zhì)煤層按牽引方式鋼絲繩牽引采煤機牽引力較小，一般用于中小型礦井的普采工作面錨鏈牽引采煤機中等牽引力，安全性較差，適用于中厚煤層工作面無鏈牽引采煤機工作平穩(wěn)、安全、結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)于傾斜煤層開采按煤層條件緩傾斜煤層采煤機設(shè)有特殊的防滑裝置，適用于傾角15以下的煤層

40、工作面傾斜煤層采煤機牽引力較大，具有特殊設(shè)計的制動裝置，與無鏈牽引機構(gòu)相配，適用于傾斜煤層工作面急傾斜煤層采煤機牽引力較大，有特殊的工作機構(gòu)與牽引導(dǎo)向裝置，適用于急傾斜煤層工作面按牽引機構(gòu)設(shè)置方式內(nèi)牽引采煤機結(jié)構(gòu)緊湊，操作安全，自護力強 外牽引采煤機機身短，維護和操作方便6.5、滾筒式采煤機的布置兩種總體結(jié)構(gòu)布置方式的分析比較：1)整機布置縱向布置：縱向布置的采煤機由左、右搖臂、左、右截割部固定減速箱、主(副)電機、牽引泵箱和中間箱共七段(或八段)組成。截割電機布置在采煤機中段、采用偏心兩端出軸，一側(cè)留出足夠?qū)挾裙┌惭b采煤機電器與控制元件。各大部件間除對接聯(lián)接外，還通過地腳螺柱與底托架相聯(lián)、因

41、而機身較長。但機身寬度可做得窄些，有利于減小控頂距。橫向布置：滾筒采煤機采用橫向布置時，截割主電機與搖臂直接相聯(lián)，中間段是左、右牽引行走減速箱和中間箱(其中分成調(diào)高泵箱和電控箱兩個隔腔)。這種布置方式，機身較短，無底托架，（為了克服調(diào)斜底托架鉸接點多、間圍大、扳動大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和難維護等缺點，近年來采煤機改用固定式底托架，在多電機布局推廣中又發(fā)展了框式底托架。機器各主要部件以插件形式裝入底托架。另-趨勢是取消底托架，直接用強力液壓自鎖螺栓將采煤機各部件固定在一起。螺栓的張緊力約為500kN,巨大的張緊力將各部件聯(lián)為一個整體，采煤機因此沒有底托架，使得總體結(jié)構(gòu)簡化，并且增加了過煤空間。采煤機工作過

42、程中要承受震動沖擊載荷，聯(lián)結(jié)件采用普通高強度螺栓時，松動現(xiàn)象不可避免。由于采煤機工作環(huán)境的特殊性，要求螺栓松動后隨時緊固和檢修時按規(guī)定緊固所有聯(lián)接螺栓是無法做到的。因此，采煤機在聯(lián)結(jié)件松動的情況下仍繼續(xù)工作是一種普遍現(xiàn)象，并最終導(dǎo)致采煤機部件和機身限位裝置損壞和機器殼的某些部位變形。液壓螺栓的使用從根本上解決了這些問題2)動力傳遞 縱向布置：縱向布置形式的采煤機，各大部件間都有動力傳遞，部件間的聯(lián)接對中要求高。聯(lián)接面存在有漏油環(huán)節(jié)。橫向布置：橫向布置的采煤機各大部件間沒有動力傳遞、獨立性強，安裝、維護、檢修方便。 3)受力狀況 橫向布置：橫向布置的采煤機，其搖臂支承座受到的截割阻力、油缸支承座

43、受到的支承反力、行走機構(gòu)受到的牽引反力均由牽引行走箱箱體來承受。受力情況簡化，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高?？v向布置：縱向布置的采煤機，上述幾種力都要通過底托架及其對接螺栓和各大部件的對接螺栓來承受，一旦這些聯(lián)接螺栓有松動，會帶來嚴(yán)重后果。 4)部件設(shè)計的合理性 橫向布置：橫向布置的采煤機由于截割電機橫向布置、從截割電機出軸到滾筒輸出軸，全部采用正齒輪傳動，省去一對加工、調(diào)整復(fù)雜的錐齒輪傳動使結(jié)構(gòu)簡化、傳動效率高、降低制造成本?？v向布置：縱向布置的采煤機，因截割電機布置在中間段。從電機到滾筒輸出軸必須有一對錐齒輪傳動，因此加工、調(diào)整都比較復(fù)雜、制造成本高；由于電機布置在機身中段，動力從電機傳到左、右滾筒

44、輸出軸，其中一端必須通過液壓泵箱。為此，需要有一根貫穿液壓泵箱全長的通軸，給泵箱的設(shè)計帶來一定的難度，也使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。 5)對煤層的適應(yīng)性 縱向布置：縱向布置的采煤機對煤層厚度的適應(yīng)強，綜采和普采都有機型。橫向布置：橫向布置的采煤機，因主電機的長度尺寸大，采煤機的寬度相應(yīng)增大。工作面的控頂距大。因而，在普采或煤層較薄以及對工作面的控頂距有嚴(yán)格要求的情況下，橫向布置的采煤機在使用上受到一定的限制。隨著電機功率的增大，電機寬度加寬，對工作面支護會帶來困難。在較薄煤層時，如果使用橫向布置的采煤機，還存在一個截割電機擋煤的問題。 6)設(shè)置破碎結(jié)構(gòu) 橫向布置：橫向布置采煤機設(shè)置破碎結(jié)構(gòu)難度較大，目前國

45、外雖然也有帶破碎結(jié)構(gòu)的，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且功率偏小，最大功率也只有75kw。縱向布置：縱向布置采煤機的破碎機構(gòu)設(shè)置方便、合理、破碎功率可根據(jù)需要設(shè)計，因其動力是直接從主電機取得的。7）裝機功率 橫向布置：橫向布置的采煤機采用多電機驅(qū)動。其牽引與截割所需的動力均由各自的電機提供。近十年來隨著采煤機功率和生產(chǎn)能力的增大，單電機驅(qū)動已不能適應(yīng)生產(chǎn)力的發(fā)展，因此各先進(jìn)國家先后采用了多電機驅(qū)動采煤機。特別是電牽引采煤機都采用多電機驅(qū)動?？v向布置：縱向布置的采煤機的主電機，除用于割煤外，還要分出一部分動力用于采煤機的牽引與搖臂調(diào)高。6.6采煤機截割部傳動裝置及其優(yōu)缺點常見的截割部傳動方式有以下幾種：（1）

46、電動機-固定減速箱-搖臂-滾筒（圖2-15a）。這種傳動方式應(yīng)用較多，DY-150型、BM-100型采煤機均采用這種傳動方式，其特點是傳動簡單，搖臂從固定減速箱端部伸出，支承可靠，強度和剛度好，但搖臂下降位置受輸送機限制，臥底量較小。 (2)電動機一固定減速箱一搖臂一行星齒輪傳動一滾筒(圖2一15b)。在滾筒內(nèi)裝入了行星齒輪傳動后，可使前幾級傳動比減小，簡化了傳動系統(tǒng)，并使末級齒輪(行星齒輪)的模數(shù)減小，但筒殼尺寸要加大，故這種傳動方式適合于中厚煤層采煤機，如MG-200型、MXA-300型、AM-500型采煤機上述兩種傳動方式是采用搖臂來調(diào)高的，調(diào)高范圍由搖臂長度和擺角確定。(3)電動機一減

47、速箱一滾筒(圖2一15c)。這種傳動方式取消了搖臂，而靠電動機、減速箱和滾筒組成的截割部來調(diào)高，這樣可以減小傳動裝置中的齒輪數(shù)，機殼的強度、剛度有所增大，且調(diào)高范圍大，采煤機機身長度也可縮短，有利于采煤機自開切口工作。 (4)電動機一搖臂一行星齒輪傳動一滾筒(圖2一15d)。這種傳動方式取消了容易損壞的錐齒輪，傳動簡單，調(diào)高范圍大，機身長度小。MG一475 W型采煤機和MGTY5OO/1200-3.3D型電牽引采煤機都是采用這種方式6.7、滾筒式采煤機的結(jié)構(gòu)特點 電牽引滾筒采煤機由交流電動機驅(qū)動，另外左右截割部各由一臺交流電動機驅(qū)動。該牽引部裝有機載式交流無級調(diào)速系統(tǒng)。根據(jù)截割部電動機和牽引部

48、電動機的負(fù)荷自動調(diào)節(jié)牽引速度，使截割部電動機在接近額定功率下運轉(zhuǎn)，以保證采煤機能發(fā)揮其最大效益并有效地防止采煤機過載滾筒式采煤機的的特點是截割部電動機出軸直接接到搖臂上，取消了截割部減速箱，縮短了機身長度，減輕了機器的重量。6.8、滾筒式采煤機的牽引傳動裝置及調(diào)速特點(一) 牽引傳動裝置采煤機牽引部的作用是移動采煤機，使截割機構(gòu)切入媒壁落煤和進(jìn)行調(diào)動。牽引部包括牽引機構(gòu)及傳動裝置兩部分。牽引機構(gòu)是直接移動機器的裝置，傳動裝置用來驅(qū)動牽引機構(gòu)并實現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。 牽引部傳動裝置的作用是將采煤機電動機的動力傳到主動鏈輪或驅(qū)動輪并實現(xiàn)調(diào)速?，F(xiàn)有牽引部傳動裝置按按傳動形式可分為為機械牽引、液壓牽引和電牽

49、引3類。 機械牽引是指全部采用機械傳動裝置的牽引部。其特點是工作可靠，但只能有級調(diào)速，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前已很少使用 液壓牽引是利用液壓傳動來驅(qū)動牽引部。液壓傳動的牽引部可以實現(xiàn)無級調(diào)速、變速、換向和停機等，操作比較方便，保護系統(tǒng)比較完善，并且能隨負(fù)載變化自動調(diào)節(jié)牽引速度，因此目前絕大多數(shù)采煤機都采用液壓傳動。 電牽引是指直接接對電動機調(diào)速以獲得不同牽引速度的牽引部。它的優(yōu)點是省去了復(fù)雜的液壓系統(tǒng)和齒輪變速裝置，使?fàn)恳總鲃哟蟠蠛喕２坏妱訖C故障減少，維護工作簡單，傳動效率提高，機身長度縮短，而且其電子控制系統(tǒng)對外載變化的反應(yīng)靈敏，能自動調(diào)速，當(dāng)超載嚴(yán)重時，還能立即反向牽引。電牽引是近幾年發(fā)展起來

50、的新穎牽引部傳動形式，也是牽引部的發(fā)展方向。(二) 牽引傳動裝置的調(diào)速采煤機牽引部的自動調(diào)速是指采煤機的電動機功率或牽引力變化而自動調(diào)整牽引速度，以保證采煤機滿載運行，避免過載并充分發(fā)揮采煤機的效能。采煤機牽引部通常有3套調(diào)速系統(tǒng)：手動調(diào)速、無線點控制離機調(diào)速和自動調(diào)速。前兩者通過手把或無線電遙控給牽引部輸入唯一，并通過比較條件，送入機液伺服系統(tǒng)的輸入端，通過機液伺服系統(tǒng)輸出來調(diào)速自動調(diào)速按拾取的反饋信號不同可分為電動機恒功率自動調(diào)速和液壓（牽引力）自動調(diào)速兩類 1.電動機恒功率自動調(diào)速 電動機恒功率自動調(diào)速是根據(jù)電動機負(fù)載功率的大小來自動調(diào)整牽引速度，使采煤機電動機保持在接近額定功率的工況下

51、工作。電動機恒功率自動調(diào)速的原理：用電流往感器拾取表征電動機功率大小的電流信號，經(jīng)整流器整流后送電壓檢測器，將檢得的電壓U與額定功率相應(yīng)的整定電壓U。相比較，比較后的偏差信號U。送入控制器;控制器根據(jù)輸人的信號進(jìn)行判斷后發(fā)出控制信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換成機械信號.再經(jīng)放大器放大后，將表征電動機負(fù)載功率大小的位移反潰到比較器，并與手把調(diào)速的額定值。進(jìn)行比較.最后將偏差信號輸人到機液伺服系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速。牽引速度變化后，又引起截割功率和牽引功率。變化，使電動機功率維持恒值2.液壓自動調(diào)速液壓自動調(diào)速是根據(jù)牽引力大小來自動調(diào)速的。由于高壓側(cè)的壓力信號表征了牽引力的變化，因此拾取高壓信號p，通過壓力

52、反饋元件將壓力信號變換成機械位移并輸入到比較元件中，再通過機液伺服系統(tǒng)自動調(diào)速。按調(diào)速特性，液壓自動調(diào)速又分為：(1)液壓恒功率自動調(diào)速。液壓系統(tǒng)的功率恒定，即PQ= const(常數(shù))其壓力一流量（或牽引力一牽引速度）特性曲線如圖2-24a所示。若手把整定速度為，則牽引力小于f時，機器以運行；牽引力大于f時，機器沿f-b運行.我國的MG - 300型采煤機采用液壓恒功率自動調(diào)速。 (2)限壓調(diào)速。限壓調(diào)速(圖2 -24b),是指牽引速度隨牽引力增大而自動減小，若手把整定速度為，則當(dāng)牽引力小f時，機器以運行；牽引力大于f時，機器沿f-a運行 (3)恒壓調(diào)速。恒壓調(diào)速(圖2 -24c)是指當(dāng)牽引

53、速度的整定值足夠大時，其牽引力始終保持最大的固定位置。若手把整定速度為，則牽引力小于時，機器以運行；當(dāng)牽引力大于時，機器沿f-a運行，從而使?fàn)恳Φ闹凳冀K為。國產(chǎn)的MG -475W型采煤機采用恒壓調(diào)速。6.9、無鏈牽引機構(gòu)采煤機向大功率、重型化和大傾角方向發(fā)展以后，鏈牽引機構(gòu)已不能滿足需要。因此，從20世紀(jì)70年代開始，鏈牽引機構(gòu)已逐漸減少，無鏈牽引機構(gòu)得到了很大發(fā)展。無鏈牽引機構(gòu)的類型很多，主要有三類：齒軌式無鏈牽引機構(gòu)、銷軌式無鏈牽引機構(gòu)、鏈軌式無鏈牽引機構(gòu)。無鏈牽引機構(gòu)具有以下優(yōu)點：(1)采煤機移動平穩(wěn)，震動小，減少了故障率，延長了機器的使用壽命。(2)可采用多牽引，使?fàn)恳μ岣叩?00

54、一600 kN，以適應(yīng)在大傾角(最大達(dá)54)條件下工作(但應(yīng)有可靠的制動器)。(3)可實現(xiàn)工作面多臺采煤機同時工作，以提高產(chǎn)量。(4)消除了斷鏈?zhǔn)鹿?，提高了安全性。無鏈牽引機構(gòu)的缺點是:對輸送機的彎曲和起伏不平要求高，輸送機的彎曲段較長(約15m)，對煤層地質(zhì)條件變化的適應(yīng)性差。此外，無鏈牽引機構(gòu)使機道寬度增加約100 mm，加長了支架的控頂距離。 無鏈牽引機構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的要點：1） 齒軌式無鏈牽引機構(gòu)齒軌與溜槽的彎曲，在水平面，垂直面，再大的彎曲將使節(jié)距和中心距變化較大，滑動系數(shù)增大，嚙合的兩齒面“張口”，降低接觸面積，從而使比壓升高，造成磨損加劇，特別是在大傾角的工作面切口處，齒軌的磨損更

55、嚴(yán)重2） 銷軌式無鏈牽引機構(gòu)工作時，為保證齒軌輪與銷軌的良好嚙合，要求輸送機盡可能平直鋪設(shè)，相鄰兩節(jié)部槽在水平彎曲不得超過，垂直面彎曲不得超過，因此輸送機的彎曲段不得小于15m距離3） 鏈軌式無鏈牽引機構(gòu)牽引鏈的一端固定在輸送機頭上，另一端用液壓張緊器消除牽引鏈的松弛。驅(qū)動鏈輪的輪齒插入平環(huán)，與立環(huán)的端頭嚙合而實現(xiàn)牽引，輸送機相鄰溜槽接頭處應(yīng)留有空隙，可以在垂直面偏轉(zhuǎn)和水平面偏轉(zhuǎn),對工作面的起伏變化具有較強的的適應(yīng)性。牽引鏈采用不等節(jié)距牽引鏈。7.采煤機存在的相關(guān)部分問題及改進(jìn)方法：7.1、大模數(shù)驅(qū)動輪問題：采煤機驅(qū)動輪在工作時與運輸機齒軌嚙合帶動采煤機行走，但是該嚙合處無潤滑嚙合摩擦條件下工

56、作。采煤機驅(qū)動輪經(jīng)近20個工作日運轉(zhuǎn)后，將會導(dǎo)致驅(qū)動輪齒部過早壓潰并形成斷齒失效現(xiàn)象。齒面形成滲碳層壓潰、龜裂、點蝕現(xiàn)象。改進(jìn)方法：(1)改進(jìn)熱處理方法，從而提高.驅(qū)動輪的耐磨性勝,耐疲勞強度、耐沖擊性等力學(xué)性能，進(jìn)而提高驅(qū)動輪的使用性，滿足驅(qū)動輪零件的使舊壽命要求。(2)更換行走輪材料，選擇耐磨性、強度均較高的模具鋼Cr12MoV。7.2、軸承問題：(1)行走輪工作負(fù)荷大，軸承常因缺油而損壞，直接導(dǎo)致采煤機無法運行。(2)采煤機的通軸軸承和液壓傳動部的通軸軸承常因缺油無法潤滑，特別是在傾角較大的工作面，最高油位常低于軸承位置而導(dǎo)致軸承過熱燒壞。(3)過熱損壞的軸承與軸卡在一起，很容易造成軸承外圈與箱體軸承孔相對運動，導(dǎo)致采煤機漏油、振動、殼體報廢、損壞齒輪和其它部件等。(4)采煤機軸承漏油改進(jìn)方法：1.對通軸進(jìn)行強迫潤滑與冷