238-WD型薄煤層電牽引采煤機的研制

1、238-WD 型薄煤層電牽引采煤機的研制2007年第 3 期煤礦機電MG100/238 一 WD 型薄煤層電牽引采煤機的研制 章立強 .黃國旺(天地科技股份有限公司上海分公司 ,上海 200030)摘要:在分析現(xiàn)有薄煤層電牽引采煤機的基礎(chǔ)上，設(shè)計出MG200/238 MD型新型 薄煤層電牽引采煤機.文中介紹了該采煤機的結(jié)構(gòu)特點 ,可為今后我國發(fā)展薄煤層采煤機的研 制工作提供一種設(shè)計思路 .關(guān)鍵詞:薄煤層;采煤機；電牽弓I;橫向布置;縱向布置中圖分類號：TD421.63文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1001 0874(2007)03-0011-03DeveIopmentofMG100/238-WDEI

2、ectricaIHauIageShearerforThinSeamZHANGLi qiang,HUANGGuo wang(ShanghaiBranchofTiandiScience&TechnoIogyCo.Ltd.,Shanghai200030,China) Abstract:ByanaIyzingthecurrenteIectricaIhauIageshearersforthinseam,thenewtypeofMG100/238 一 WDeIectricaIhauIageshearerforthinseamiSdesigned.Thepaperintroducesthestruc

3、turaIchara cteristicsofthe shearer,whichprovidesakindofdesigningthoughtforthefuturedeveIopmentofshearersfort hinseaminChina.Keywords:thinseam;shearer;eIectricaIhauIage;transversearrangement;IongitudinaIarra ngementI 引言根據(jù)我國煤礦煤層的厚度劃分，厚度為0.81.3m的煤層屬薄煤層目前我國使用的薄煤層采煤機,其采高下限基本上都>1.1m(上限2m).由于受技術(shù)和使用條件的限制

4、，采高&t;1m的薄煤層 開采主要是采用人工炮采 .作為解放層開采的薄煤 層,由于開采速度慢 ,嚴(yán)重影響礦井的生產(chǎn)效益 .因 此.研制新型的薄煤層采煤機.實現(xiàn)采高w 1m的薄 煤層開采已成為當(dāng)務(wù)之急 .2 現(xiàn)有薄煤層電牽引采煤機的結(jié)構(gòu)特點(1) 機身的布置方式 .以懸臂方式或爬底板方 式布置的薄煤層采煤機其機身都位于機道內(nèi) ,前者 在受力上較難保持平衡 .后者雖然在機道內(nèi)增加了輔 助浮動支撐 ,但對底板適應(yīng)性差 .騎輸送機方式的采 煤機機身位于輸送機上方 ,其穩(wěn)定性和適應(yīng)性較好 , 但機面高度 ,機身厚度(主要由截割電機直徑?jīng)Q定 )與 過煤空間三者之間的矛盾 ,難以很好地解決 . 截割電機安裝

5、在機身上時 ,無論是采用橫向布 置還是縱向布置 ,都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,維護不便等問 題;裝于搖臂時 ,通常都采用橫向布置 ,若放置采空 側(cè),因受輸送機槽幫影響較大 ,搖臂下切量 ,過煤空 間難以保證 ;若置于煤壁側(cè)時 ,則對割煤工藝 ,頂?shù)?板要求較高 .因此.要完善薄煤層采煤機的結(jié)構(gòu) ,必 須尋找更合理的結(jié)構(gòu)布置方式 .(2) 牽引形式的布置方式 .目前普遍采用的內(nèi) 牽引方式較為安全可靠 .因此.若通過降低銷排中 心高度 ,采用齒輪一銷軌牽引方式 ,能符合薄煤層采 煤機的發(fā)展要求 .(3) 薄煤層電牽引采煤機電控的布置方式 .機 載方式 ,準(zhǔn)機載方式采煤機都在機身上布置電氣調(diào) 速裝置 ,因而占

6、用空間大 .不適合薄煤層采煤機結(jié)構(gòu) 布置.為了盡可能地縮短機身 ,降低機面高度 ,對于 新型薄煤層電牽引采煤機 ,選用非機載方式是一種 發(fā)展趨勢 .3新型薄煤層采煤機的研制新型 MGl00/238 一 WD 型薄煤層采煤機 ,電控部 分采用非機載布置方式 ,截割部截割電機采用縱向12?煤礦機電 21107 年第 3 期 布置 ,牽引部牽引電機橫向布置方式 .（1）MG100/238.WD 型采煤機基本參數(shù) 機面高度 580mm采高范圍0.751.25m滾筒轉(zhuǎn)速 81.6m/min牽引速度 0 6 10m/min截割硬度/ 4牽弓 I 力 0 270 162kN適應(yīng)傾角w 45.滾筒中心距 80

7、04mm 整機總重 16t采煤機共有6個電機;2X 100kW（截割電機）,2x 15kW（牽引電機）,2X 4kW（調(diào)高泵電機）,采用DSP控制系統(tǒng)實現(xiàn)交流變頻調(diào)速.不但采用基本的 傳感技術(shù) ,功能保護技術(shù)控制等 ,而且采用了采煤機 的工作面定位 ,順槽通訊等先進技術(shù) ,為實現(xiàn)自動化 工作面開采打下基礎(chǔ) .（2）MG100/238.WD 型采煤機結(jié)構(gòu)特點1）整機布置結(jié)構(gòu)特點 整機結(jié)構(gòu)布置如圖 1 所示 .該薄煤層采煤機在 580mm的機面高度下,實現(xiàn)了機身厚度，過煤空間 與機面高度三者的匹配布置 ;充分利用輸送機鏟板 （及煤壁槽幫 ）上方的空間來布置截割電機 ,降低電 機厚度對機身厚度 ,過

8、煤空間等的影響 .采煤機總 結(jié)構(gòu)采用了截割電機縱向布置 ,牽引電機橫向布置 的布置方式 .左右截割部與機身 （包括左右牽引箱 2,電控箱 3）無動力傳遞 ,各部件獨立 ,維護方便 . 圖 1 整機結(jié)構(gòu)布置圖l 一左 ,右截割部 ;2 一左 , 右牽引箱 ;3 一電控箱 牽引部的牽引電機和行星機構(gòu)等以及截割部的 截割電機 ,大錐齒輪等都布置于鏟煤板上方 ,調(diào)高油 缸也布置在這里 . 該采煤機整機結(jié)構(gòu)設(shè)計具有以下特點 : 采煤 機機身頂面與支架頂梁呈平行設(shè)計 ,煤壁側(cè)機身略 高于采空側(cè)機身 （機面高度 ）,既充分利用空間 ,又 不影響機面高度與過機間隙；輸送機銷排采用反 向布置于槽幫側(cè)面 ,可降低

9、銷排的中心高度 ,為導(dǎo)向 滑靴等留出了空間 .采煤機牽引輸出軸上安裝的擺 線行走輪直接與銷排嚙合 ,可保證機面高度 <； 580mm;具有較大的過煤空間能夠?qū)崿F(xiàn)薄煤層采 煤機對煤層厚度變化大的工作面的適應(yīng)性；截割 部殼體與輸送機槽幫間底側(cè)裝煤口很小 ,因此,煤只 能通過左右滾筒向里旋轉(zhuǎn) ,將煤從采煤機前后兩端 甩拋至輸送機內(nèi)：采煤機上裝有制動器，以適應(yīng) 傾角較大的工作面開采；采煤機行走輪中心距離 短,可適應(yīng)工作面起伏 .機身下電控箱厚度小 ,電控 箱體與輸送機間隙稍大 ,能夠適應(yīng)輸送機 30 垂直 彎曲.截割部搖臂長度短 ,能適應(yīng)輸送機 1.水平 彎曲;采用強力電纜，可直接拖動，因取消了電

10、纜 夾板,有利于采煤機斜切時電纜兩次彎曲 .2）截割部的結(jié)構(gòu)特點截割部傳動系統(tǒng)如圖 2 所示.截割電機縱向固 定于搖臂內(nèi) ,通過一級錐齒傳動 3,4 與一級行星機 構(gòu) 5 將動力傳遞給滾筒 6. 該傳動系統(tǒng)輸出扭矩大（可達(dá)11kN?m）,高速軸上設(shè)置離合器2,操作方便,可靠. 圖2截割部傳動系統(tǒng)圖l 一電動機;2 一離合器;3,4一錐齒輪傳動 ;5一行星減速器 ;6 一滾筒 截割電機呈縱向布置 ,為加強電機兩端殼體剛 度,兩端通過螺桿拉緊 .為使電機兩端面受力均勻 傳遞,電機后端面?zhèn)仍黾訌埦o裝置 ,輸出軸側(cè)通過螺 釘將電機與殼體軸向固定 ,以有利于張緊時電機不 致偏斜 .電機兩端面用銷軸將電機

11、與殼體固定 . 錐齒輪為圓弧錐齒輪 ,采用磨齒或刮齒 ,精度 高,承載能力強 ,運轉(zhuǎn)平穩(wěn) ,噪音小 ;裝配誤差及輪齒 變形時對偏載影響較小 .行星傳動機構(gòu)設(shè)計緊湊 ,行星輪內(nèi)采用圓柱滾 珠,滾珠采用滿裝布置形式 ,承載力大 .內(nèi)齒圈座與 齒輪嚙合 ,起支撐行星架軸承 ,大錐齒軸組軸承的作 用,同時承受滾筒產(chǎn)生的彎矩及軸向力 .行星架輸 出軸與滾筒采用花鍵形式聯(lián)接 ,花鍵兩端采用擋環(huán) 軸向受力結(jié)構(gòu) ,使用可靠性大大提高 .（下轉(zhuǎn)第 15 頁）2007年第 3期煤礦機電 ?15? 顯然,這是變頻器輸入電流干擾信號的主要傳播方 式.（3）感應(yīng)耦合 當(dāng)干擾源的頻率較低時 ,干擾的電磁波輻射能力相當(dāng)有限

12、 ,而該干擾源又不直接與其它導(dǎo)體連接 . 如果這時變頻器的輸入電路或輸出電路與其他設(shè)備 的電路挨得很近時 ,變頻器的高次諧波信號將通過 感應(yīng)的方式耦合到其他設(shè)備中去 ,即電磁干擾能量 可以通過變頻器的輸入 ,輸出導(dǎo)線與其相鄰的其他 導(dǎo)線或?qū)w產(chǎn)生感應(yīng)耦合 ,在鄰近導(dǎo)線或?qū)w內(nèi)感 應(yīng)出于擾電流或電壓 .感應(yīng)耦合可以由導(dǎo)體問的電 容耦合的形式出現(xiàn) ,也可以由電感耦合的形式或電 容 ,電感混合的形式出現(xiàn) ,這與干擾源的頻率以及與 相鄰導(dǎo)體的距離等因素有關(guān) .(4) 空中輻射方式 干擾以電磁波方式向空中輻射 ,控制電纜成為 天線 ,干擾電磁波在電纜中產(chǎn)生電勢 ,這是頻率很高 的諧波分量的主要傳播方式

13、.4 結(jié)語由分析可知 ,解決礦用變頻器的電磁兼容性問 題對進一步發(fā)展礦用變頻器可起到重要的推動作 用,并對制定礦用變頻器的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)具有指導(dǎo) 意義.參考文獻 :1 郭俊礦用低壓防爆變頻器的應(yīng)用研究J.煤礦機電,2005(5)2 孫繼平潘濤,田子建.煤礦井下電磁兼容探討J.煤炭學(xué) 報, 2006(3)3 石棟華,張志棟變頻器對井下強力膠帶檢測的影響研究J.山西煤炭 ,2oo5(12)4 范國偉.使用PWM變頻器對礦山電機運行時的影響J.金 屬礦山 ,2000(5)周志敏,周紀(jì)海變頻器工程應(yīng)用電磁兼容故障診斷M.北 京 :電子工業(yè)出版社 ,2006作者簡介 :潘濤（1975 一）,男,在讀博士研

14、究生 .主要研究方向為煤 礦電磁兼容技術(shù) .（收稿日期：2oo70205;責(zé)任編輯:姚克）（上接第 12 頁） （3）采煤機的傳動系統(tǒng)特點 該薄煤層采煤機不但要保證在有限的空間內(nèi)布 置傳動系統(tǒng) ,還要求按等強度 ,等壽命原則設(shè)計零部 件 ,并在裝拆工藝上做到完善 ,因而在設(shè)計過程中經(jīng) 多次調(diào)整改進修正 ,以求達(dá)到完善 .圖 3MG100/238-WD 型采煤機未安裝滾筒 ） 1）齒輪材料及工藝 圓弧錐齒輪材料采用 20CrNi2MoA 優(yōu)質(zhì)合金 鋼 ,齒面滲碳淬火刮齒工藝 ,并經(jīng)齒面強化噴丸處 理 ,以提高接觸與彎曲疲勞強度 .直齒圓柱齒輪 （行星齒輪 ,太陽輪等 ）材料采用 18Cr2Ni4

15、WA 優(yōu)質(zhì) 合金鋼 ,使用凸頭大圓角留磨滾刀加工 ,齒面滲碳淬 火磨齒工藝 ,并經(jīng)齒面強化噴丸處理 . 內(nèi)齒圈材料 42CrMo,采用插齒后深層氮化工藝.2）軸承采用進口優(yōu)質(zhì)軸承 .由于搖臂 ,牽引傳動系統(tǒng) 傳動功率大 ,腔體容積小 ,散熱條件差 ,溫度高 ,為防 止因軸承內(nèi)外圈溫差 ,造成游隙減少導(dǎo)致滾動體擠 死,軸承過早失效 ,采用耐高溫的鋼保持架 ,c3 游隙 的高額定動截荷的軸承 . 采煤機殼體等大部件采用鑄造合金鋼 ,關(guān)鍵零 部件采用數(shù)控加工中心 ,數(shù)控鏜銑床等高精度機床 加工.截割部,牽引箱等大部件安裝完畢后 ,均進行 加載試驗 .從設(shè)計 ,制造到安裝 ,中間各環(huán)節(jié)均進行了檢測直至整機試驗 ,以確保整機性能 .4 結(jié)語MG100/238 一 WD 型薄煤層采煤機如圖 3 所示, 利用鏟板上方空間 ,采用截割電機縱向布置