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1、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 引言 煤是重要的能源物質(zhì)，在我國(guó)有著很大的儲(chǔ)量。采煤一直以來(lái)都被人們看作一項(xiàng)非常危險(xiǎn)的事情。在以前國(guó)內(nèi)有很多小型煤窯，由于規(guī)模小，技術(shù)落后，大部分都是靠人工進(jìn)行挖煤、運(yùn)輸煤。因此經(jīng)常出現(xiàn)各種事故，而且大量浪費(fèi)了資源。大型的采煤機(jī)械的出現(xiàn)使這一現(xiàn)象得到了改觀。采煤機(jī)作為采煤的主要工具是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)機(jī)械化和現(xiàn)代化的重要設(shè)備之一。機(jī)械化采煤可以減輕體力勞動(dòng)、提高安全性，達(dá)到高產(chǎn)量、高效率、低消耗的目的。它對(duì)提高煤的采掘效率有著重要的影響。因此國(guó)內(nèi)外采煤機(jī)的設(shè)計(jì)、改進(jìn)一直都在以較快的速度向前發(fā)展。 最早的滾筒采煤機(jī)出現(xiàn)在英國(guó)，它是把截煤機(jī)的減速箱部分改

2、成允許安裝一根橫軸和截割滾筒。由于其水平軸截割滾筒的設(shè)計(jì)優(yōu)于截煤機(jī)，因此其改進(jìn)型比刨煤機(jī)更適宜英國(guó)開(kāi)采條件，但在20世紀(jì)50年代這種采煤機(jī)并非是唯一應(yīng)用的采煤設(shè)備。另外有一種有競(jìng)爭(zhēng)的采煤機(jī)是鉆削式采煤機(jī)。這種采煤機(jī)配有一個(gè)按螺鉆原理設(shè)計(jì)的主截割部，其應(yīng)用范圍主要局限與薄煤層。 滾筒采煤機(jī)經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)設(shè)計(jì)而得到不斷的發(fā)展。最早設(shè)計(jì)的滾筒采煤機(jī)僅能單向采煤，輸送機(jī)和液壓支架在向前推移之前，留在軌道上采出的煤在回空段被裝載。后來(lái)又研發(fā)了雙向采煤的滾筒采煤機(jī)。然而由于這種采煤機(jī)受到調(diào)向的限制，加之固定滾筒缺乏自由性，因此搖臂滾筒采煤機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。 20世紀(jì)60年代末，久益公司生產(chǎn)出10CM、11CM

3、 系列的連續(xù)采煤機(jī)，它是現(xiàn)代這種機(jī)型的雛形。到70年代末，在11CM型基礎(chǔ)上又生產(chǎn)出12CM系列連續(xù)采煤機(jī)。經(jīng)過(guò)對(duì)12CM系列連續(xù)采煤機(jī)的不斷改進(jìn)、完善和提高，生產(chǎn)出適用于開(kāi)采中硬煤層的12CM12—10B、12CM18—10D和B型機(jī)，以及適用于特別堅(jiān)硬煤層的12HM31C型和B型機(jī)(神東常用12CM12—10B、12CM18—10D)。80年代后期至今連續(xù)采煤機(jī)在采煤業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。我國(guó)對(duì)這種連續(xù)型采煤機(jī)的應(yīng)用始于70年代中期。那時(shí)主要靠引進(jìn)外國(guó)的產(chǎn)品，80年代以前主要是引進(jìn)單機(jī)。隨著國(guó)內(nèi)采煤機(jī)技術(shù)的發(fā)展到了90年代變成以配套引進(jìn)為主。目前國(guó)內(nèi)在采煤機(jī)研發(fā)和設(shè)計(jì)

4、方面和國(guó)外有很大的差距。煤炭科學(xué)研究總院太原分院早在1990年就開(kāi)始進(jìn)行連續(xù)采煤機(jī)的研究，曾完成了輕型連續(xù)采煤機(jī)的設(shè)計(jì)、引進(jìn)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化大修等工作。煤炭科學(xué)研究總院上海分院也承擔(dān)了一些項(xiàng)目。盡管?chē)?guó)內(nèi)各大科研院所、生產(chǎn)廠家、煤礦企業(yè)曾開(kāi)展過(guò)規(guī)模不等的連續(xù)采煤機(jī)等技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化研究，但均存在一些問(wèn)題，仍沒(méi)有真正在煤礦上見(jiàn)到國(guó)產(chǎn)連采機(jī)的新產(chǎn)品。 我國(guó)引進(jìn)連續(xù)采煤機(jī)早期使用效果不好的主要問(wèn)題是：連續(xù)采煤機(jī)及其配套設(shè)備體積大、噸位高，我國(guó)老礦井條件受到限制，設(shè)備下井困難；缺乏支護(hù)、清道、除塵等配套設(shè)備，生產(chǎn)能力受到一定限制；引進(jìn)的連續(xù)采煤機(jī)設(shè)備電氣防爆性能與我國(guó)防爆標(biāo)準(zhǔn)不一致；主要部件或零件在國(guó)內(nèi)買(mǎi)不到

5、，備件進(jìn)口渠道不暢通、價(jià)格昂貴；國(guó)內(nèi)沒(méi)有對(duì)連續(xù)采煤機(jī)開(kāi)采的成套技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究；對(duì)回采工藝，支護(hù)方式和工藝及煤巖柱控制等相關(guān)問(wèn)題沒(méi)有得到閉，對(duì)通風(fēng)管理不利；對(duì)有自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井，煤體暴露多，帶來(lái)了安全隱患。因此我國(guó)需要自己對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改進(jìn)使其適合我國(guó)的煤礦生產(chǎn)情況。 連續(xù)采煤機(jī)的特點(diǎn)是截割滾筒長(zhǎng)，截割功率大，因此截割能力強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，調(diào)動(dòng)靈活，可控性好。尚需研究的主要內(nèi)容如下。 1 連續(xù)采煤機(jī)總體參數(shù)的研究。機(jī)器牽引力及速度的確定，滾筒長(zhǎng)度、直徑、功率、轉(zhuǎn)速及切割牽引力大小和變化等研究。 2 整機(jī)截割穩(wěn)定性的研究。機(jī)器的重心位置、截割臂長(zhǎng)度、截割速度、功率等切割參數(shù)對(duì)機(jī)器工作穩(wěn)

6、定性的影響。 3 截割機(jī)構(gòu)方式的研究。根據(jù)電機(jī)不同的安裝形式，其截割機(jī)構(gòu)方式的確定須進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查研究與分析對(duì)比。 4 切割技術(shù)的研究。截割滾筒上截齒排列對(duì)機(jī)器的截割效率、振動(dòng)及截齒的壽命有著重要的影響，必須利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行截齒排列優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)。 5 行走電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究。連續(xù)采煤機(jī)工作時(shí)，需要頻繁調(diào)動(dòng)；截割時(shí)，根據(jù)煤的硬度，行走速度在0～4m／rain之間自動(dòng)調(diào)整，以適應(yīng)截割電 動(dòng)機(jī)的工作特性；調(diào)動(dòng)時(shí)，需以20m／rain的行走速度實(shí)現(xiàn)快速調(diào)動(dòng)。 6 機(jī)器的自動(dòng)控制、工況檢測(cè)和故障診斷系統(tǒng)的研究。連續(xù)采煤機(jī)常在環(huán)境惡劣、安全得不到保障的工況下工作，因此必須使機(jī)器具有自

7、動(dòng)化控制功能，裝設(shè)離機(jī)搖控系統(tǒng)。為了提高機(jī)器的可靠性，需研制工況檢測(cè)和故障診斷系統(tǒng)，使連續(xù)采煤機(jī)具有監(jiān)控電流、電壓、電機(jī)功率、油溫油位油壓等的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)、顯示、報(bào)警及故障提示等功能。 7 機(jī)載集塵裝置的研究。需進(jìn)行水噴霧集塵系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。 8 對(duì)專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)、傳感器、扭矩軸等特性元部件的研究。 我國(guó)在長(zhǎng)期煤炭生產(chǎn)實(shí)踐中，也已陸續(xù)研制生產(chǎn)了一系列國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)，并且在借鑒國(guó)外先進(jìn)機(jī)型的基礎(chǔ)上，迅速發(fā)展了大功率電牽引采煤機(jī)(總裝機(jī)功率達(dá)1 400KW 以上)，但是和國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備相比較還有很大的差距。因此我們必須抓住機(jī)遇，加快采煤機(jī)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)步伐，加快縮短與國(guó)外技術(shù)和設(shè)備的差距。

8、關(guān)于采煤機(jī)的設(shè)計(jì)可以從以下方面著手進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)： 1 橫向布置多個(gè)電動(dòng)機(jī)。即將截割部、牽引部、泵站和破碎機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成橫向布置方式。采用這種電動(dòng)機(jī)布置方式，可將搖臂回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置取消，而代之不傳動(dòng)功率的鉸接軸，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減少了薄弱環(huán)節(jié)和故障因素；可將傳動(dòng)鏈中錐齒輪取消，消除了加工、裝配、維修錐齒輪的復(fù)雜工藝，提高了可靠性；各電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)功能單一，無(wú)過(guò)軸、旁輪等多余饑件和交叉重疊環(huán)節(jié)，部件為自封閉，部件之間無(wú)饑械傳動(dòng)， 只有管線(xiàn)等柔性聯(lián)接，故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、機(jī)身長(zhǎng)度可縮短；便于組裝拆卸及在維修更換部件、換搖臂及截割電動(dòng)機(jī)時(shí)不需拆卸底托架和對(duì)口螺栓。 2 將機(jī)身設(shè)計(jì)成使部件可側(cè)面拉裝的整體箱式。

9、即整個(gè)機(jī)身是個(gè)箱形結(jié)構(gòu)的焊接件，根據(jù)需要分成若干個(gè)間隔室，安放變壓器電控部 電牽引部、液壓站等部分；而在采空區(qū)一側(cè)將其敞開(kāi)，可以將上述具有自封結(jié)構(gòu)的部件方便地裝入固定和拆下拉出，而機(jī)身兩端鉸接的截割部及其電動(dòng)機(jī)也可以從采空區(qū)側(cè)拆裝。采用這種機(jī)身設(shè)計(jì)方式，可以為井下組裝維修創(chuàng)造更方便快捷的條件，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)身無(wú)對(duì)口螺栓，也無(wú)底托架，強(qiáng)度大，剛性好， 免除了螺栓緊固的麻煩可將機(jī)身做成兩段拼裝，并用液壓螺栓緊固。 3 破碎機(jī)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。即將滾筒做成電動(dòng)滾筒，由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)經(jīng)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)破碎滾筒。采用這種破碎機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，可以利用按鈕控制破碎機(jī)，操作方便，而且單獨(dú)電動(dòng)機(jī)還便于控制和保護(hù)。

10、 改進(jìn)擋煤板傳動(dòng)裝置。即用中低速擺線(xiàn)馬達(dá)，通過(guò)內(nèi)齒輪或柱銷(xiāo)傳動(dòng)。比如，可在擋煤板回轉(zhuǎn)臂環(huán)架圓周安裝軸向柱銷(xiāo)，利用固裝在搖臂上的液壓馬達(dá)帶動(dòng)長(zhǎng)牙齒輪驅(qū)動(dòng)柱銷(xiāo)翻轉(zhuǎn)擋煤板。采用這種擋煤板傳動(dòng)裝置，可使擋煤板結(jié)構(gòu)更可靠，且不怕煤粉堵塞，不易存煤泥，可大幅減少故障。 4 增大截煤深度。截深在750mm 以上方能稱(chēng)為大截深，由于加大了截深，相應(yīng)的滾筒軸、軸承和搖臂強(qiáng)度也應(yīng)加大，同時(shí)適當(dāng)增大螺旋葉片的升角(一般大于等于20)，以改善裝煤效果。采用強(qiáng)力截齒。由于速度加大，截齒的切削厚度增大， 可采用齒伸較長(zhǎng)(120mm -l50mm 左右)、大斷面齒柄(30*50ram)、硬質(zhì)合金片厚度達(dá)l8ram以上的

11、強(qiáng)力截齒，同時(shí)加大齒座尺寸和強(qiáng)度，這樣可減少截齒數(shù)、降低截齒消耗、增大塊煤率和降低煤塵。 5 增大塊煤率，減少煤塵生成。即采用雙行星傳動(dòng)截割頭，適當(dāng)降低滾筒轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速在22—24r／rain左右，以增大塊煤率，減少二次破碎；或減少截齒數(shù)，增大截距(60ram左右)以使塊煤率增加；滾筒結(jié)構(gòu)上還可采用碟形端盤(pán)開(kāi)窗口，輪轂采用錐形或指數(shù)曲線(xiàn)形，以使截落的煤快速排出，從而減少二次破碎；此外還可在螺旋葉片上采用盤(pán)形滾刀以及采用抽風(fēng)和吸塵滾筒。加設(shè)高壓水射流噴霧裝置。即在采煤機(jī)上加裝增壓水泵(60—70kW )，使噴霧水壓達(dá)到l8MPa以上，流量達(dá)到140L／min以上，這樣可有效降低煤塵和防止截割

12、時(shí)產(chǎn)生火花。 另外減少?lài)婌F噴嘴的直徑(0．5—0．8ram)，可形成高壓射流，起到輔助切割作用，以減少截齒受力，降低能耗。同時(shí)還可加設(shè)流量壓力自動(dòng)控制型水泵，使采煤機(jī)滾筒只在割煤時(shí)噴霧灑水，以節(jié)約水能源。 改進(jìn)滾筒材質(zhì)和結(jié)構(gòu)。即采用國(guó)際最新耐磨合金鋼板制造滾筒，以提高其剛度、強(qiáng)度和耐磨性，同時(shí)加大輪轂板厚度和葉片板厚度。在有條件的情況下，我國(guó)煤機(jī)廠可適當(dāng)引進(jìn)國(guó)外成型高強(qiáng)度滾筒。 由上述分析，我們確定了我國(guó)新型采煤機(jī)的設(shè)計(jì)的大方向以及在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的方面。下面我就對(duì)本次采煤機(jī)設(shè)計(jì)作一個(gè)總體的介紹。 本次采煤機(jī)設(shè)計(jì)采用電牽引，多電機(jī)橫向布置。該機(jī)具有電機(jī)橫擺、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、可實(shí)現(xiàn)電

13、液互換、大功率能力強(qiáng)等特點(diǎn)。截割電機(jī)、牽引電機(jī)的啟動(dòng)、停止等操作采用旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)控制外，其余控制如牽引速度調(diào)整、方向設(shè)定、左右搖臂的升降，急停等操作均由設(shè)在機(jī)身兩端操作站的按鈕進(jìn)行控制，操作簡(jiǎn)單、方便。 所有電機(jī)橫向布置。機(jī)械傳動(dòng)都是直齒傳動(dòng)。電機(jī)、行走箱驅(qū)動(dòng)輪組件等均可從老塘側(cè)抽出。故傳動(dòng)效率 高，容易安裝和維護(hù)。采用強(qiáng)力耐磨滾筒，提高割煤效果和滾筒壽命，降低截齒消耗量和用戶(hù)成本?？赏ㄟ^(guò)更換電控部或液壓傳動(dòng)部而成為交流變頻調(diào)速電牽引或液壓牽引采煤機(jī)以實(shí)現(xiàn)電液互換，而其它 部件通用。兩動(dòng)力輸入部位可安裝液壓馬達(dá)，也可安裝40Kw牽引電機(jī)。兩種形式聯(lián)接尺寸相同。 2 技術(shù)任務(wù)書(shū) 2.1滾筒的

14、數(shù)量和位置 滾筒采煤機(jī)有單滾筒和雙滾筒之分。由于滾筒直徑不宜過(guò)大，當(dāng)煤層較厚 單滾筒采煤機(jī)往返截割兩個(gè)行程才能推進(jìn)一個(gè)截深；雙滾筒采煤機(jī)每截割一個(gè)行程就可以推進(jìn)一個(gè)截深，對(duì)煤層變化和頂板、底板的起伏，適應(yīng)性也好。在滾筒采煤機(jī)的設(shè)計(jì)中雖然也曾出現(xiàn)過(guò)三滾筒或四滾筒，但因出煤碎、粉塵多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，卻對(duì)提高采煤機(jī)性能無(wú)益，故不予考慮。綜上述本次設(shè)計(jì)采用雙滾筒。 對(duì)于雙滾筒可有兩種位置布置，一是對(duì)稱(chēng)布置于兩端，另一種就是兩滾筒都布置于一端即采用不對(duì)稱(chēng)布置。不對(duì)稱(chēng)布置雖然設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是其工作穩(wěn)定性不好。所謂工作穩(wěn)定性就是采煤機(jī)在工作過(guò)程中保持不翻轉(zhuǎn)、傾斜和不脫離導(dǎo)向物的能力。工作穩(wěn)定性好將有利于

15、正常工作。而對(duì)稱(chēng)布置的滾筒采煤機(jī)受到的外力基本是平衡的，因而工作穩(wěn)定性較好。因此采用雙滾筒對(duì)稱(chēng)布置。 2.2 調(diào)高方式 本機(jī)采用搖臂調(diào)高，這種調(diào)高方式不僅調(diào)高范圍大，并且隨時(shí)可以調(diào)高。 2.3 搖臂 采用大角度彎搖臂。這樣可以加大過(guò)煤空間，提高裝煤效果，臥底量大。 2.4 軸承 軸承主要有滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承。滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封條件一般都比較差，軸承的磨損可能引起搖臂較大的徑向竄動(dòng)。截割部主減速箱最后一級(jí)傳動(dòng)不宜用圓錐齒輪，以免搖臂的徑向竄動(dòng)嚴(yán)重影響齒輪的嚙合質(zhì)量。滾動(dòng)軸承的密封和潤(rùn)滑問(wèn)題比較好解決，軸承的磨損也比較輕微。本機(jī)采用滾動(dòng)軸承。 2.5 牽引方式 滾筒采煤機(jī)有各種不

16、同的牽引方式。牽引部和截割部聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，在工作面上來(lái)回移動(dòng)，稱(chēng)為內(nèi)牽引。工作面上只有截割部，卻把牽引部設(shè)在工作面短頭上下順槽里，牽引部不跟截割部一起移動(dòng)，只隨工作面向前推移，則為外牽引。外牽引只能為有鏈牽引，而內(nèi)牽引可以為有鏈條牽引和無(wú)鏈牽引。有鏈牽引有斷鏈和跳鏈的危險(xiǎn)，鏈條的彈性振動(dòng)和鏈傳動(dòng)造成的速度脈動(dòng)，使采煤機(jī)受到較大的動(dòng)負(fù)荷，鏈條對(duì)于滾筒的裝載、運(yùn)輸機(jī)和液壓支架的推移也有一定的妨礙，所以有鏈牽引有很多不足之處。而無(wú)鏈牽引和有鏈牽引相比具有很多優(yōu)點(diǎn)： （1）采煤機(jī)移動(dòng)比較平穩(wěn)，保證了采煤機(jī)的載荷比較穩(wěn)定； (2) 提高了設(shè)備的可靠性和生產(chǎn)的安全； （3） 采煤機(jī)移動(dòng)所消耗的能量

17、較少； （4）采煤機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)噪音較低，有利于改善工作面的勞動(dòng)條件； （5） 提高了采煤機(jī)的爬坡能力； （6） 在一個(gè)工作面上可能采用多臺(tái)采煤機(jī)同時(shí)作業(yè)，以提高工作面量。通過(guò)以上比較本機(jī)采用無(wú)鏈牽引中的液壓傳動(dòng)。 2.6 驅(qū)動(dòng)方式 采煤機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式有以下幾種： 1） 單驅(qū)動(dòng)方式——用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)的各個(gè)部分，包括牽引部、全部截割部及其他輔助裝置等 2） 分別驅(qū)動(dòng)方式——各截割部由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，牽引部和其他輔助裝置可以由截割部電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，或另設(shè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)； 3） 聯(lián)合驅(qū)動(dòng)方式——把兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)結(jié)合成整體，共同驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)的各部分。 分別驅(qū)動(dòng)時(shí)，各電動(dòng)機(jī)的功率一般相同。雙滾筒采

18、煤機(jī)每臺(tái)截割部電動(dòng)機(jī)的功率只有單機(jī)驅(qū)動(dòng)和聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)的一半，截割部可以設(shè)計(jì)的較小，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以取消易引起發(fā)熱等問(wèn)題的橫貫牽引部的過(guò)軸。本次設(shè)計(jì)采用分別驅(qū)動(dòng)方式，用兩個(gè)250KW的電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)截割部，用兩個(gè)40KW的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)牽引部，也可用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)牽引部。 2.7 采煤機(jī)的附屬設(shè)備 滅塵方式：采煤機(jī)在工作中會(huì)產(chǎn)生很多的粉塵，需要采取多方面的處理措施。主要有噴霧滅塵、泡沫滅塵和吸塵器捕塵。噴霧滅塵就是用噴嘴把具有一定壓力的水高度擴(kuò)散，使其霧化，形成把粉塵源與外界隔離的水幕。泡沫滅塵雖然具有一定的優(yōu)點(diǎn)但是泡沫滅塵需要較復(fù)雜的設(shè)備，目前還不能大量生產(chǎn)高效、無(wú)毒和廉價(jià)的泡沫劑，因此在采煤機(jī)

19、上未能得到推廣。吸塵器從粉塵源吸取塵空氣，排入捕塵器，利用擴(kuò)散、碰撞或離心力等，使粉塵與空氣分離，沉積在捕塵器的殼體內(nèi)壁，然后用水沖洗排入運(yùn)輸機(jī)，凈化空氣直接排出。通過(guò)吸塵器的粉塵約95%-98%，滅塵效率相當(dāng)高。但是，吸風(fēng)管口要靠近粉塵源，吸入的含塵空氣要多，否則含塵空氣在旁邊流走，就達(dá)不到凈化空氣的目的了。本機(jī)采用噴霧滅塵方式。噴霧滅塵有可分為內(nèi)噴霧滅塵和外噴霧滅塵，在這里我們選擇內(nèi)外噴霧結(jié)合滅塵。 3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 3.1 采煤機(jī)的滾筒 本采煤機(jī)采用雙滾筒對(duì)稱(chēng)布置，采用液壓缸調(diào)高，調(diào)高范圍：1.3~3.0（米）。由經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)取滾筒水平中心距為10810mm、兩搖臂鉸接中心距為

20、6700mm、兩牽引輪中心距為5591mm， 機(jī)身寬為1210mm。 3.2 采高和截深 采高為：1.6~3.2（米）。截深為 0.62m 0.66m。滾筒直徑分別為：1400m 1600m。牽引速度為0~8（米/分） 3.3 設(shè)計(jì)生產(chǎn)功率 設(shè)計(jì)生產(chǎn)功率：[1] Q = 60JHVqγ （3-1） 式中 J——滾筒的有效截深（米）J = 0.63； H——采煤機(jī)的平均采高（米）H = 2.4； Vq——采煤機(jī)的最大工作牽引速度（米/分）Vq =8；

21、 γ = 1.35——煤的重率（噸/）。 Q = 600.632.481.35 = 979.7（噸/時(shí)） = 979.7/60（噸/分） 3.4 裝機(jī)功率 裝機(jī)功率：[1] （3-2） 式中 ——功率利用系數(shù)，以為該機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式為分別驅(qū)動(dòng)所以=0.8。 ——功率水平系數(shù)，由表3—1查得=0.9。 ——后滾筒的工作條件系數(shù)，=0.8。 ——采煤機(jī)的

22、比能耗，由表3—2查得=0.44（KW.h/T）。 = ≈=300N/mm。 。 取 N = 591KW。 表3—1功率水平系數(shù) 電動(dòng)機(jī) 自動(dòng)調(diào)速 人工調(diào)速 2.0-2.2 0.90 0.80 2.2-2.4 0.95 0.85 2.4-2.6 1.00 0.90 表3—2螺旋滾筒采煤機(jī)比能耗 牽引速度 （米/分） 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 （KW.h/T） 0.50 0.44 0.42 0.40 3.5 搖臂和電動(dòng)機(jī) 彎搖臂 20

23、55.02mm，搖臂上擺角36.3，下擺角17.3。 裝機(jī)功率P=591KW，機(jī)重36T。本機(jī)采用無(wú)鏈牽引，多電動(dòng)機(jī)橫向布置同時(shí)驅(qū)動(dòng)，可以電液互換。截割電機(jī)功率為：2250 = 500KW。電牽引速度為0~8（m/min），液壓牽引速度為0~6.9（m/min）。滾筒轉(zhuǎn)速40~50（r/min）。滅塵方式：內(nèi)外噴霧。 3.6 滾筒采煤機(jī)截割部設(shè)計(jì) 3.6.1 螺旋滾筒設(shè)計(jì) [1] [17] [12] 螺旋滾筒是一個(gè)帶有螺旋葉片的圓柱體，刀具裝在焊于螺旋葉片上的齒座中，工作時(shí)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)并作徑向移動(dòng)，截割破碎煤炭，再由螺旋葉片把煤沿滾筒的軸線(xiàn)方向推運(yùn)出來(lái)，裝進(jìn)工作面運(yùn)輸機(jī)。通常所說(shuō)

24、的滾筒直徑是指刀尖所在的圓的直徑。齒座焊到葉片上后，螺旋葉片的最大回轉(zhuǎn)直徑，稱(chēng)為葉片直徑。螺旋葉片的內(nèi)緣和筒彀相結(jié)合處的直徑稱(chēng)為筒彀直徑。 3.6.2 螺旋葉片的表面是螺旋面，其上任意點(diǎn)的螺旋升角為 （4-1） 式中 、——該點(diǎn)所在螺旋線(xiàn)的直徑和螺距（采用多頭螺旋滾筒時(shí)則應(yīng)為導(dǎo)程）。 3.6.3 切削厚度 [1] （4-2） 式中 ——最大切削厚度； m ——刀具同一條軌跡（截線(xiàn)）上安設(shè)的刀具數(shù)； n ——滾筒的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）；

25、 ——牽引速度（米/分）。 刀具的平均切削厚度可用月牙形面積和截割長(zhǎng)度相除而得： 式中 ——平均切削厚度。 3.6.4 螺旋滾筒的轉(zhuǎn)向 為了保證螺旋葉片向運(yùn)輸機(jī)裝煤，而不是向煤壁推煤，滾筒葉片的螺旋方向應(yīng)與滾筒轉(zhuǎn)向相適應(yīng)。站在采空區(qū)一側(cè)看滾筒，右螺旋滾筒應(yīng)是順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，左螺旋滾筒應(yīng)是逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。在采煤機(jī)往返采煤的過(guò)程中，滾筒轉(zhuǎn)向雖然不變，卻有兩種不同的情況：順轉(zhuǎn)時(shí)，刀具截割方向與碎煤下落方向相同；逆轉(zhuǎn)時(shí)，刀具截割方向與碎煤下落的方向相反。為了增強(qiáng)采煤機(jī)的工作穩(wěn)定性，避免兩個(gè)滾筒受到的截割阻力方向相同，雙滾筒采煤機(jī)的兩個(gè)滾筒的轉(zhuǎn)向應(yīng)該相反。兩滾筒的轉(zhuǎn)向有

26、前順后逆和前逆和順兩種方案。滾筒直徑較大時(shí)，滾筒生產(chǎn)率大于運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)率，確定滾筒轉(zhuǎn)向應(yīng)偏重于節(jié)省能耗和提高工作穩(wěn)定性及操作安全的要求。前滾筒截煤量大于后滾筒，后滾筒裝煤量大于前滾筒，是采煤機(jī)騎座運(yùn)輸機(jī)工作的一般情況，因此在該采煤機(jī)中滾筒采用前順后逆。 3.6.5 滾筒的三個(gè)直徑 雙滾筒采煤機(jī)一般要在每個(gè)行程中開(kāi)采全部采高，滾筒直徑不宜小于采高的一半。根據(jù)保持兩滾筒裝煤量相同的要求確定滾筒的直徑，設(shè)滾筒直徑與采高H的比值為a，滾筒的裝載效率是η，則： AH = （1-a）H + （1-η）ah （4-3） aH和（1-

27、a）H分別是兩個(gè)滾筒的截割高度，（1-η）ah是前滾筒丟剩的浮煤量，應(yīng)由后滾筒裝走。整理即得 大直徑滾筒的裝載效率約為70~80%，所以a = 0.6。 = 0.6H = 0.61.6~0.63.2 = 0.96~1.98（米） 由經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比取兩滾筒的分別為1.4米和1.6米。 滾筒的最大切削厚度受到最大截距的限制： （4-4） 式中 ——滾筒刀具的最大截距（厘米

28、）； b——刀具的截刃寬度（厘米）截刃寬一般取12~20mm，本機(jī)取b = 15mm=1.5cm； ——截槽側(cè)面的崩角，由表4—1取值。=38。 表4—1截槽崩裂角與煤質(zhì)和切削厚度的關(guān)系 質(zhì) 裂 崩 煤 度 厚 削 切 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 8.0 10 15 20 25 脆性煤 82 77 73 71 68 65 61 58 55 52 49 43 38 34 韌性煤 69 63 58 55 52 49 4

29、5 42 41 38 36 32 29 25 整理得 =207813775+1.5=13.6cm 為了避免螺旋葉片與截槽間殘留的煤棱相抵觸，滾筒的最大切削厚度不得超過(guò)刀具伸出刀座長(zhǎng)度的70%，即 （4-5） 整理得 ≦-22.15=1600-221.5 =1278.5mm 取=1.2m， 葉片直徑與筒彀直徑應(yīng)保持適當(dāng)?shù)谋壤?，大直徑滾筒應(yīng)保持比值 大于或者等于2。因此?。? m - 13 -