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中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）
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 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)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，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)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。
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。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)。
改進(jìn)擋煤板傳動(dòng)裝置。即用中低速擺線馬達(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 方案選定
1 滾筒的數(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 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。
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。
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。
5 牽引方式：
滾筒采煤機(jī)有各種不同的牽引方式。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)。
6 驅(qū)動(dòng)方式：
采煤機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式有薩那種：
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。
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)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 滾筒采煤機(jī)的總體設(shè)計(jì)及計(jì)算
3.1 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6700mm、兩牽引輪中心距為5591mm， 機(jī)身寬為1210mm。
3.2 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：[1]
Q = 60·J·H·Vq·γ （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；
γ = 1.35——煤的重率（噸/）。
Q = 60×0.63×2.4×8×1.35
= 979.7（噸/時(shí)）
= 979.7/60（噸/分）
3.4 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 彎搖臂 2055.02mm，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：2×250 = 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。
4 滾筒采煤機(jī)截割部設(shè)計(jì)
4.1 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方向推運(yùn)出來(lái)，裝進(jìn)工作面運(yùn)輸機(jī)。
通常所說(shuō)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。
4.1.1 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)所在螺旋線的直徑和螺距（采用多頭螺旋滾筒時(shí)則應(yīng)為導(dǎo)程）。
4.1.2 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）上安設(shè)的刀具數(shù)；
n—滾筒的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）；
——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。
4.1.3 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。
4.1.4 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：
A·H = （1-a）·H + （1-η）ah （4-3）
aH和（1-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。
= 0.6×H = 0.6×1.6~0.6×3.2
= 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）；
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
45
42
41
38
36
32
29
25
整理得
=2×0·7813×7·75+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)谋壤笾睆綕L筒應(yīng)保持比值
大于或者等于2。因此取：
m
4.1.5 對(duì)于直徑為1.5米左右的滾筒，螺旋升角。
4.1.6 螺旋頭數(shù)。實(shí)驗(yàn)研究證明：葉片螺旋頭數(shù)對(duì)滾筒裝煤過(guò)程的影響很小。但是為了調(diào)節(jié)滾筒葉片的螺旋升角常采用多頭螺旋。雙頭螺旋滾筒每條皆線上可以安裝1~2把刀。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使葉片高度
和葉片間距保持適當(dāng)?shù)谋壤?，?yīng)使
（4-6）
式中 ——螺旋線導(dǎo)程；
——螺旋頭數(shù)。
大直徑滾筒K=0.8，因此
==0.48m=48mm
取S=50mm。
4.1.7 截齒[11] [1]
采煤機(jī)滾筒設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問(wèn)題是截齒配置，基本要求是：采出的塊煤要多，產(chǎn)生的煤塵要小，截割阻力和牽引力要比較均衡地作用在滾筒上。這些要求若能實(shí)現(xiàn)，則采煤機(jī)使用壽命延長(zhǎng)，同時(shí)也將提高煤的售價(jià)，保護(hù)了井下工作人員的身體健康。塊煤率的大小與截齒的尺寸、安裝數(shù)量以及排列方式都有較大的關(guān)系，加大截齒的伸出長(zhǎng)度或減少截齒的數(shù)量都可以提高塊煤率，但這將會(huì)加劇整個(gè)采煤機(jī)的振動(dòng)，影響采煤機(jī)的使用壽命。
圖4-1、采煤機(jī)滾筒端面結(jié)構(gòu)圖
1.端盤(pán)端面截齒 2．端盤(pán)截齒3．葉片截齒
端盤(pán)截齒的作用是平衡軸向力與自開(kāi)缺口。
(1)端盤(pán)截齒的工作條件接近為半封閉，截齒負(fù)荷大，消耗的功率占工作機(jī)構(gòu)的1／3左右，端盤(pán)截齒消耗占滾筒截齒消耗的一半左右，故其截距要縮小，每條截線上安裝的截齒數(shù)要增多。。端盤(pán)端面安裝有6個(gè)端面截齒，以利于采煤機(jī)開(kāi)缺口及防止端盤(pán)接觸煤壁，增加摩擦和磨損。端盤(pán)截齒截距從煤壁向外逐漸加大，即18mm一28mm一34mm — 40 mm。
(2)滾筒截齒在截煤過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)采煤機(jī)截割部?jī)?nèi)的各部件及整個(gè)采煤機(jī)的使用壽命和工作可靠性的影響都是極為嚴(yán)重的。產(chǎn)生振動(dòng)的原因除了煤是脆性非均勻材料外，另一個(gè)較重要的因素是滾筒本身的結(jié)構(gòu)。切槽斷面形狀不對(duì)稱(chēng)是產(chǎn)生截齒側(cè)向力的根本原因 J，所有截齒的側(cè)向力之和就形成了沿滾筒軸向作用的滾筒側(cè)向力，這個(gè)力對(duì)采煤機(jī)的穩(wěn)定性起著決定性的作用，側(cè)向不平衡力大小的不斷變化導(dǎo)致了滾筒、搖臂以及整個(gè)采煤機(jī)沿著這個(gè)方向振動(dòng)。因此在每組截齒中設(shè)置一個(gè)向采空區(qū)負(fù)傾斜截齒，用以平衡軸向力，以減輕采煤機(jī)的振動(dòng)，提高采煤機(jī)的穩(wěn)定性。
(3)開(kāi)道截齒采用零度齒，這樣對(duì)截割是最有利的，因?yàn)殚_(kāi)道截齒是在半封閉一封閉截槽里工作，條件最差，當(dāng)它開(kāi)出一個(gè)自由面后，即為以后截齒開(kāi)創(chuàng)了良好的工作條件。端盤(pán)的截割寬度為120 mm，與滾筒的有效截深630 mm相比只是很小的一個(gè)寬度，但對(duì)整個(gè)滾筒的影響卻是不能忽視的。
對(duì)截齒的基本要求是：
1)耐磨性要好；
2)截齒的幾何形狀要能適應(yīng)不同的煤質(zhì)和截割條件，截割比能耗要低；
3)拆裝截齒要簡(jiǎn)便迅速，安裝固定要可靠，以免截齒丟失；
4)截齒及其固定裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，以利制造和維護(hù)。
滾筒采煤機(jī)采用的截齒基本可分為兩大類(lèi)：扁截齒和鎬型截齒。該滾筒選用扁截齒。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，類(lèi)比去截角α=25°、前角β=90°-α=5°、后角γ=18°、側(cè)角=6°、尖角ω=3°。截刃b取15mm。
4.1.8 截齒的材料以及截齒的固定
為了保證截齒的強(qiáng)度和耐磨性，截齒齒身常用30~35CrMnSi，30~35SiMnV或者40Cr鋼制作，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。為了減少截齒的丟失和更換截齒所消耗的時(shí)間，要求截齒裝拆方便而固定可靠。由于截煤過(guò)程中截齒受到的載荷較重，且有振動(dòng)所以現(xiàn)代采煤機(jī)多采用彈性元件固定截齒。該機(jī)的滾筒采用彈簧鋼絲擋住柱銷(xiāo)來(lái)固定截齒。
4.2 截割部減速器傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)；
截割部減速器要傳遞采煤機(jī)的絕大部分裝機(jī)功率，載荷重而不穩(wěn)定，工作條件惡劣，可靠性要求高，外形和尺寸卻受到工作環(huán)境的嚴(yán)格限制。截割部減速器的強(qiáng)度、剛度、潤(rùn)滑、密封、效率和散熱等問(wèn)題，都應(yīng)予以著重考慮。
由以往的經(jīng)驗(yàn)，以及原來(lái)采煤機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)可以了解到滾筒采煤機(jī)截割部減速器傳動(dòng)系統(tǒng)都具有以下特點(diǎn)：
1） 由于滾筒軸和電機(jī)軸互相垂直，傳動(dòng)系統(tǒng)中必須有一隊(duì)圓錐齒輪；
2） 截割部系統(tǒng)中還應(yīng)該有一個(gè)離合器或者一個(gè)離合齒輪，當(dāng)離合器或離合齒輪脫開(kāi)時(shí)，調(diào)高泵應(yīng)仍能獲得動(dòng)力。
3） 為了操作輕便，離合器或離合齒輪不設(shè)在低速軸上；為了避免圓錐齒輪的模數(shù)過(guò)大，圓錐齒輪也不宜設(shè)在低速軸上。
4.2.1 截割部搖臂傳動(dòng)系統(tǒng)
圖4-2、截割部傳動(dòng)系統(tǒng)圖
4.2.2 截割部搖臂傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪
齒輪代號(hào)
Z1
Z2
Z3
Z4
Z5
Z6
Z7
Z8
Z9
Z10
Z11
Z12
齒數(shù)
19
33
34
25
（23、26）
34
（33、36）
17
28
28
39
25
14
66
模數(shù)
7
7
7
8
8
10
10
10
10
8
8
8
4.2.3 各齒輪的基本尺寸及相關(guān)計(jì)算：[7]
由于采煤機(jī)齒輪采用較大的變位系數(shù)，齒輪的最小齒數(shù)一般為13或者14。但第一級(jí)齒輪轉(zhuǎn)速很高，齒數(shù)不宜太小。本傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪的最小齒數(shù)取14，第一級(jí)齒輪的齒數(shù)取19。齒輪受到偏載常使齒輪端部折斷。為了避免偏載，特別是為了消除機(jī)殼剛度不足造成的偏載的影響，齒輪可沿齒寬方向進(jìn)行鼓形修緣，修緣量為0.1~0.15mm。
1）Z1：Z = 19，m = 7；
齒距： P = πm = 21.98；
齒頂高： = m = 7；
齒根高： = 1.25m = 8.75；
齒高： h = 2.25m = 15.75；
分度圓直徑： d = mZ = 133；
齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 147；
齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=115.5；
2）Z2： Z = 33，m = 7；
齒距： P = πm = 21.98；
齒頂高： = m = 7；
齒根高： = 1.25m = 8.75；
齒高： h = 2.25m = 15.75；
分度圓直徑： d = mZ = 231；
齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 245；
齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=213.5；
3）Z3： Z = 34，m = 7；
齒距： P = πm = 21.98；
齒頂高： = m = 7；
齒根高： = 1.25m = 8.75；
齒高： h = 2.25m = 15.75；
分度圓直徑： d = mZ = 238；
齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 252；
齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=220.5；
4）Z4： Z = 25，m = 8；
齒距： P = πm = 25.12；
齒頂高： = m = 8；
齒根高： = 1.25m = 10；
齒高： h = 2.25m = 18；
分度圓直徑： d = mZ = 200；
齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 216；
齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=180；
5）Z5： Z = 34， m = 8；
齒距： P = πm = 25.12；
齒頂高： = m = 8；
齒根高： = 1.25m = 10；
齒高： h = 2.25m = 18；
分度圓直徑： d = mZ = 272；
齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 288；
齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=252；
6）Z7： Z = 28，m = 10；
齒距： P = πm = 31.4；
齒頂高： = m = 10；
齒根高： = 1.25m = 12.5；
齒高： h = 2.25m = 22.5；
分度圓直徑： d = mZ = 280；
齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 300；
齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=255；
7）Z9： Z = 39，m = 10；
齒距： P = πm = 31.4；
齒頂高： = m = 10；
齒根高： = 1.25m = 12.5；
齒高： h = 2.25m = 22.5；
分度圓直徑： d = mZ = 390；
齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 410；
齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=365；
8）Z11： Z = 14，m = 8；
齒距： P = πm = 25.12；
齒頂高： = m = 8；
齒根高： = 1.25m = 10；
齒高： h = 2.25m = 18；
分度圓直徑： d = mZ = 112；
齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 128；
齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=92；
9）Z12： Z = 66，m = 8；
齒距： P = πm = 25.12；
齒頂高： = m = 8；
齒根高： = 1.25m = 10；
齒高： h = 2.25m = 18；
分度圓直徑： d = mZ = 528；
齒頂圓直徑： = m（Z+2）= 544；
齒根圓直徑： = m（Z-2.5）=508；
圖4-3、齒輪結(jié)構(gòu)
圖4-4、齒輪結(jié)構(gòu)圖
4.2.4 傳動(dòng)比以及輸出轉(zhuǎn)速：
4.2.4.1 傳動(dòng)比
高速傳動(dòng)比i = 34/19×33/26×39/17×（1+66/14）=29.774；
中速傳動(dòng)比i = 34/19×34/25×39/17×（1+66/14）=31.904；
低速傳動(dòng)比 i = 34/19×36/23×39/17×（1+66/14）=36.718；
4.2.4.2 輸出轉(zhuǎn)速
采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速一般為1460~1475轉(zhuǎn)/分。本機(jī)采用YBCS4—250C型電機(jī)，功率為250KW，電壓1140V，轉(zhuǎn)速1476r/min。輸出轉(zhuǎn)速：
高速 n = 1476/i = 1476/29.774 = 49.6（r/min）；
中速 n = 1476/i = 1476/31.904 = 46.3（r/min）；
低速 n = 1476/i = 1476/36.718 = 40.2（r/min）；
4.2.5 各軸承選用的規(guī)格和代號(hào)
采煤機(jī)中普遍采用滾動(dòng)軸承。適應(yīng)采煤機(jī)載荷重而尺寸受到嚴(yán)格限制的特點(diǎn)，本采煤機(jī)采用調(diào)心滾子軸承和圓柱滾子軸承。
序號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
軸承代號(hào)
NJ220E
22218C
NJ19
22219C
22224C
22222C
22222C
42136
22314C
22224C
4.2.6 滾筒采煤機(jī)的搖臂[14]
采煤機(jī)搖臂是采煤機(jī)的關(guān)鍵部件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不規(guī)則。它的一端聯(lián)接截割滾筒，一端接電機(jī)。電機(jī)經(jīng)過(guò)多級(jí)齒輪傳動(dòng)，將動(dòng)力傳給滾筒，齒輪軸通過(guò)軸承安裝在搖臂上。本機(jī)采用彎搖臂，搖臂長(zhǎng)度為2055.02mm。搖臂上擺角36.3°，下擺角17.3°。
4-5采煤機(jī)搖臂殼簡(jiǎn)圖
1、2、3、4、5、6工藝基準(zhǔn)塊
4.2.7 截割部減速器的潤(rùn)滑
采用飛濺潤(rùn)滑時(shí)，油面位置應(yīng)適當(dāng)，使?jié)櫥湍鼙晦D(zhuǎn)動(dòng)的齒輪濺到嚙合面上，同時(shí)也甩到箱壁上，以利散熱，軸承也應(yīng)獲得必要的潤(rùn)滑。減速器的軸布置在同一水平或接近同一水平，潤(rùn)滑效果一般較好。飛濺潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)是：潤(rùn)滑強(qiáng)度高，散熱快，對(duì)潤(rùn)滑油的粘度變化和雜質(zhì)不敏感，也不要添加潤(rùn)滑設(shè)備。但當(dāng)采煤機(jī)在傾斜煤層中工作時(shí)，潤(rùn)滑油集中在低處，位于高處的傳動(dòng)件潤(rùn)滑條件較差。為了保證正常的潤(rùn)滑條件，應(yīng)避免加速器過(guò)長(zhǎng)，如不可避免，應(yīng)將減速器內(nèi)腔分隔成幾個(gè)獨(dú)立油池。
搖臂減速器的潤(rùn)滑是個(gè)特殊的問(wèn)題。當(dāng)搖臂下傾，滾筒截割底煤時(shí)，搖臂內(nèi)的潤(rùn)滑油積在端頭；反之，上傾截割頂煤時(shí)，搖臂端頭的齒輪得不到良好的潤(rùn)滑。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需設(shè)置回油裝置。
另外為了保證噴油潤(rùn)滑系統(tǒng)能正常工作，需要設(shè)置過(guò)濾器、流量監(jiān)測(cè)元件和油位指示器等。采煤機(jī)搖臂和機(jī)頭減速箱連接處，支承搖臂套的軸承載荷重而運(yùn)動(dòng)速度很低，滾筒軸靠近煤壁處的軸承，載荷也很大，這些軸承最好與截割部減速器隔開(kāi)，采用壓力注油器定期注入潤(rùn)滑脂。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明大功率采煤機(jī)截割部應(yīng)采用極壓工業(yè)齒輪油。這種油是在齒輪油中加入極壓添加劑，以改善油液的品質(zhì)，提高抗磨性和抗燒結(jié)性。本機(jī)在齒輪腔中加注N320硫磷工業(yè)齒輪油。
5 滾筒采煤機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)和配套設(shè)備
采高（m）： 1.6～3.2
截深（m）： 0.63;0.66
適應(yīng)傾角： 液壓牽引≤40° 電牽引≤15°（35°）
滾筒直徑（m）： 1.4;1.6
滾筒轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）： 49.6;46.3;40.2
搖臂長(zhǎng)度（mm）： 2055.02
搖臂擺動(dòng)中心距（mm）： 6400
牽引力（KN）： 液壓牽引 500;417
電牽引 524;437
牽引速度（m/min）： 液壓牽引 0～5.7;0～6.9
電牽引 0～8
牽引型式： 電液互換,無(wú)鏈,銷(xiāo)軌
機(jī)面高度（mm）： 1100;1200
最小臥底量（mm）： 337（機(jī)面高1100mm）;237（機(jī)面高1200mm）
滅塵方式： 內(nèi)外噴霧
裝機(jī)功率（KW）：
2×250+2×40+11
電壓（V）： 1140
機(jī)重（T）： 36
輸送機(jī)： SGZ-830/630 SGZ-764/500 SGZ-730/320
支架： ZZS5600/14/25等
電機(jī)
型號(hào)；YBCS4-250C
功率：250KW
電壓：1140V
轉(zhuǎn)速：1476r/min
6 本機(jī)的主要特點(diǎn)
1）機(jī)身矮，裝機(jī)功率大。截割電機(jī)容量調(diào)整范圍寬。
2）整機(jī)為無(wú)底托架積木式組合結(jié)構(gòu)。各部件之間為干式對(duì)接，對(duì)接面之間無(wú)任何機(jī)械或液壓傳動(dòng)關(guān)系。機(jī)身
三大部件之間使用高強(qiáng)度 T形螺栓和四個(gè)楔形啞鈴銷(xiāo)以及兩個(gè)Φ150定位銷(xiāo)連接和緊固，提高了大部件之間
聯(lián)接的可靠性。
3）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。
4）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)。
5）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，采用集成閥塊結(jié)構(gòu)，管路少，連接可靠；經(jīng)常調(diào)整的閥設(shè)在液壓箱體外，便于檢修和
更換；液壓元件全部選用專(zhuān)業(yè)廠家的各牌產(chǎn)品，如調(diào)高泵選用A2F12R4P1，性能穩(wěn)定，技術(shù)可靠。
6）截割機(jī)械傳動(dòng)鏈設(shè)有扭矩軸過(guò)載保護(hù)裝置，并設(shè)有強(qiáng)制潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)，提高了傳動(dòng)件，支承件的使用壽
命。
9）截割部采用四行星單浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，承載能力大，減小了結(jié)構(gòu)尺寸。采用大角度彎搖臂設(shè)計(jì)，加大過(guò)煤空間， 提高裝煤效果，臥底量大。
10）保證可靠性及使用壽命，傳動(dòng)系統(tǒng)中的軸承和高速端的油封采用進(jìn)口件，齒輪材料選用國(guó)內(nèi)最好的鋼種 18Cr2Ni4WA（軍工材料）。
11）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。
12）可通過(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。
13）調(diào)高油缸與調(diào)高液壓鎖采用分離布置，液壓鎖置于殼體空腔內(nèi)，打開(kāi)蓋板即可取出液壓鎖，方便井下查 找故障和更換調(diào)高油缸、液壓鎖等維修工作。
14）行走箱與牽引部為干式對(duì)接，拆行走箱后，牽引部不漏油。行走箱內(nèi)為干油潤(rùn)滑，行走輪軸承壽命高。
7 技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析
一直以來(lái)，采煤機(jī)的發(fā)展方向都是向大功率、高效率、采掘厚煤層方面發(fā)展。這符合國(guó)內(nèi)目前的煤炭采掘業(yè)的實(shí)際情況。在以前很多采煤機(jī)也已經(jīng)開(kāi)始采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)，以提高采煤機(jī)的功率。本機(jī)吸取了前人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用多電機(jī)橫向布置電牽引。兩臺(tái)截割部分別由兩個(gè)250KW的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，牽引部以及其他的輔助裝置由單獨(dú)的2個(gè)40KW的電動(dòng)機(jī)或者液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。另外，該機(jī)還可通過(guò)更換電控部及液壓傳動(dòng)部面成為交流變頻調(diào)速電牽引或液壓牽引采煤機(jī)，并且可通過(guò)更換行走部和支承組件，形成1.1m和1.2m兩種機(jī)面高度，而其它部件通用。
本機(jī)機(jī)身矮，裝機(jī)功率大。截割電機(jī)容量調(diào)整范圍寬。為了加寬截割電機(jī)的功率調(diào)整范圍，采煤機(jī)截割部設(shè)計(jì)強(qiáng)度為300Kw，電機(jī)容量調(diào)整范圍為150～300Kw，通過(guò)調(diào)整截割電機(jī)容量，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多型。從而能夠更好地適應(yīng)不同工作面煤質(zhì)變化要求。三種容量截割電機(jī)的聯(lián)接尺寸完全相同?？刹芍泻衿∶簩又械挠裁海遣筛叻秶?.5～3.2m 硬煤層選擇的理想機(jī)型。該采煤機(jī)可以根據(jù)各個(gè)煤礦企業(yè)煤層的不同，生產(chǎn)不同的機(jī)型以適應(yīng)市場(chǎng)的要求，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的靈活性。另外也節(jié)約了研發(fā)設(shè)計(jì)的時(shí)間和資金。
該機(jī)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)。截割機(jī)械傳動(dòng)鏈設(shè)有扭矩軸過(guò)載保護(hù)裝置，并設(shè)有強(qiáng)制潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)，提高了傳動(dòng)件，支承件的使用壽命。保證可靠性及使用壽命，傳動(dòng)系統(tǒng)中的軸承和高速端的油封采用進(jìn)口件，齒輪材料選用國(guó)內(nèi)最好的鋼種 18Cr2Ni4WA（軍工材料）。雖然這些材料價(jià)格不便宜，但質(zhì)量?jī)?yōu)異，能夠保證采煤機(jī)的正常工作時(shí)間，提高采煤機(jī)的生產(chǎn)效率。這就應(yīng)了那句買(mǎi)的貴，用的便宜的俗語(yǔ)。
機(jī)器采用了強(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。為提高采煤機(jī)的維護(hù)性，液壓傳動(dòng)各主要控制閥，均設(shè)于箱體以外，以便于調(diào)整。為進(jìn)一步提高采煤機(jī)的可靠性，除設(shè)有電機(jī)過(guò)載，過(guò)熱保護(hù)之外，液壓傳動(dòng)設(shè)有恒功率自動(dòng)控制，高壓保 護(hù)和失壓保護(hù)，另外左右截割部（搖臂）高速端各設(shè)有機(jī)械離合，機(jī)身兩端和中間各設(shè)有急停開(kāi)關(guān)。能夠很好的保證機(jī)器的正常工作。
8 總結(jié)
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對(duì)采煤機(jī)截割部進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)我對(duì)礦山機(jī)械和采掘機(jī)械都有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和了解。滾筒采煤機(jī)作為煤炭采掘的重要工具之一，已經(jīng)經(jīng)歷了近百年的發(fā)展歷程，目前其設(shè)計(jì)技術(shù)也日趨成熟。本次設(shè)計(jì)主要是在前人的基礎(chǔ)上，對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行改進(jìn)和革新。本次設(shè)計(jì)的采煤機(jī)采用了兩個(gè)250KW的大功率電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)左右截割部，另外還還用了2個(gè)40KW的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)牽引部和采煤機(jī)的輔助設(shè)備。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用集成閥塊結(jié)構(gòu)，管路少，連接可靠；經(jīng)常調(diào)整的閥設(shè)在液壓箱體外，便于檢修和更換；
這次設(shè)計(jì)我主要負(fù)責(zé)截割部的設(shè)計(jì)，在這次設(shè)計(jì)中我對(duì)采煤機(jī)的滾筒、搖臂以及截割部傳動(dòng)系統(tǒng)等做了技術(shù)分析和類(lèi)比，對(duì)這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行了革新設(shè)計(jì)。該機(jī)的滾筒采用強(qiáng)力耐磨滾筒，提高了割煤效果和滾筒壽命，降低截齒消耗量和用戶(hù)成本。搖臂采用彎搖臂。傳動(dòng)系統(tǒng)都采用直齒輪，在最后一級(jí)傳動(dòng)中采用行星輪進(jìn)行傳動(dòng)。
本次所設(shè)計(jì)的采煤機(jī)截割功率大、適用于中厚煤層。，另外該機(jī)還可以通過(guò)調(diào)整截割電機(jī)的容量，還可以隨媒質(zhì)的變化實(shí)行一機(jī)多型。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。在以前的課程設(shè)計(jì)中我們大都是對(duì)一個(gè)機(jī)器中的一個(gè)小部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，工作量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。通過(guò)簡(jiǎn)單的查點(diǎn)資料基本上就可以解決問(wèn)題了。而這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)一個(gè)大型的機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，雖然我只做了截割部的設(shè)計(jì)，但工作量卻是以前的好幾倍。而且完全是按照實(shí)際工作中查找資料、調(diào)研、分析、方案論證、整體設(shè)計(jì)再到具體設(shè)計(jì)的步驟走下來(lái)的。這是一次獨(dú)立的設(shè)計(jì)的鍛煉，使我們?cè)O(shè)計(jì)的過(guò)程和步驟有了 更進(jìn)一步的了解，將對(duì)我以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
另外在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中幾乎用到了大學(xué)四年所有的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，包括機(jī)械制圖、機(jī)械原理、材料成型、公差配合，機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造技術(shù)等等。這次設(shè)計(jì)使我們系統(tǒng)的總結(jié)了以前的理論知識(shí)，鞏固了所學(xué)的知識(shí)，加深了對(duì)那些知識(shí)的理解。使我們認(rèn)識(shí)到了所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用方式以及在實(shí)際生產(chǎn)的作用。
再者通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我重新認(rèn)識(shí)了機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和設(shè)計(jì)思想。那就是在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程必須在吸取前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，大膽改進(jìn)、大膽創(chuàng)新。自己設(shè)計(jì)的東西需要經(jīng)過(guò)各種各樣的理論和實(shí)踐的檢驗(yàn)，一旦都合格了就可以應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)然也有失敗的時(shí)候，但是不能怕失敗，因?yàn)榍叭说脑O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)就是從不斷的失敗中慢慢摸索出來(lái)的。也就是說(shuō)創(chuàng)新設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的生命力的源泉。
最后這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們離校前的一項(xiàng)重要任務(wù)，它是我們從學(xué)校步入生產(chǎn)的橋梁。我們通過(guò)這次設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程有了進(jìn)一步的了解，為我們即將開(kāi)始的工作做一個(gè)心理的準(zhǔn)備。這也應(yīng)該是畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大的意義。雖然在畢業(yè)設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)很多的問(wèn)題，但是這樣的接近實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)習(xí)是非常必要的，它給我們提供了一個(gè)非常好的鍛煉機(jī)會(huì)。這樣的鍛煉很可能對(duì)我們以后的工作生活產(chǎn)生不可替代的影響。
致謝
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我獲得了很多知識(shí)，不但理論知識(shí)得到了鞏固，而且對(duì)制圖軟件等方面有了更深的認(rèn)識(shí)和理解。在這次設(shè)計(jì)中胡老師以她極其豐富的知識(shí)對(duì)我進(jìn)行了精心的指導(dǎo)。胡老師給我提供了很多有價(jià)值的資料，并對(duì)我在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題耐心的給予糾正。在設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法中也得到了胡老師的指導(dǎo)和幫助，在此表示誠(chéng)摯的感謝！另外感謝張雙鵬、張國(guó)勝和王志峰等同學(xué)在制圖和計(jì)算機(jī)方面給予的幫助。
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明細(xì)表
1 截割部：
序號(hào)
代號(hào)
名稱(chēng)
數(shù)量
材料和規(guī)格
每件凈重
備注
1
0501
蓋板
1
Q235
2
0502
壓板
1
Q235
3
0503
放氣閥
1
4
0504
傾角傳感器組件
1
5
0505
左潤(rùn)滑組件
1
6
0506
護(hù)罩
1
7
0507
壓板
2
Q235
8
0508
護(hù)罩
1
ZG270~250
9
0509
壓板
4
Q235
10
0510
YWZ807液位指示器
1
11
0511
PZB2.5/70噴嘴M20×15
14
12
0512
壓板
2
Q235