【正文】 采煤機(jī)牽引部設(shè)計(jì)方案 采煤機(jī)的發(fā)展概況機(jī)械化采煤開始于二十世紀(jì)40年代，是隨著采煤機(jī)械的出現(xiàn)而開始的。40年代初期，英國(guó)、蘇聯(lián)相繼生產(chǎn)了采煤機(jī)，德國(guó)生產(chǎn)了刨煤機(jī)，使工作面落煤、裝煤實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。但當(dāng)時(shí)的采煤機(jī)都是鏈?zhǔn)焦ぷ鳈C(jī)構(gòu)，能耗大、效率低，加上工作面輸送機(jī)不能自移，所以限制了采煤機(jī)生產(chǎn)率的提高。50年代初期，英國(guó)、德國(guó)相繼生產(chǎn)出滾筒式采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和單體液壓支柱，大大推進(jìn)了采煤機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展。由于當(dāng)時(shí)采煤機(jī)上的滾筒是死滾筒，不能實(shí)現(xiàn)調(diào)高，因而限制了采煤機(jī)的適用范圍，我們稱這種固定滾筒采煤機(jī)為第一代采煤機(jī)。60年代是世界綜采技術(shù)的發(fā)展時(shí)期，第二代采煤機(jī)——單搖臂滾筒采煤機(jī)的出現(xiàn)，解決了采高調(diào)整問(wèn)題，擴(kuò)大了采煤機(jī)的適用范圍，特別是1964年第三代采煤機(jī)——雙搖臂滾筒采煤機(jī)的出現(xiàn)，進(jìn)一步解決了工作面自開缺口的問(wèn)題，再加上液壓支架和可彎曲輸送機(jī)的不斷完善等等，把綜采技術(shù)推向了一個(gè)新水平，并且在生產(chǎn)中顯示了綜采機(jī)械化采煤的優(yōu)越性——高產(chǎn)、高效、安全和經(jīng)濟(jì)。進(jìn)入70年代，綜采機(jī)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(kuò)大使用范圍等方向發(fā)展。1970年采煤機(jī)無(wú)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(jī)——電牽引采煤機(jī)，大大改善了采煤機(jī)的性能，并擴(kuò)大了它的使用范圍。80年代，德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)都開發(fā)成功各種交、直流電牽引采煤機(jī)，同時(shí)把計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用在采煤機(jī)上。并且開始重視系列化采煤機(jī)的開發(fā)工作，一種功率的采煤機(jī)可以派生出多種機(jī)型，主要元部件在不同功率的采煤機(jī)上都能通用，這樣不僅擴(kuò)大了工作面的適應(yīng)范圍，而且便于用戶配件的管理。采煤機(jī)系列化是20世紀(jì)80年代采煤機(jī)發(fā)展中非常突出的特點(diǎn)。至此，緩傾斜中厚煤層的綜采機(jī)械化問(wèn)題已經(jīng)基本得到解決，專家開始對(duì)實(shí)現(xiàn)厚煤層、薄煤層、急傾斜及其它難采煤層開采的綜采機(jī)械的研發(fā)，以適用不同的開采條件。80 年代以來(lái),世界各主要產(chǎn)煤國(guó)家,為適應(yīng)高產(chǎn)高效綜采工作面發(fā)展和實(shí)現(xiàn)礦井集約化生產(chǎn)的需要, 積極采用新技術(shù),不斷加速更新滾筒采煤機(jī)的技術(shù)性能和結(jié)構(gòu), 相繼研制出一批高性能、高可靠性的“重型”采煤機(jī)。其中, 最具代表的是英國(guó)安德森的Eiect ra 系列,德國(guó)艾柯夫的SL 系列,美國(guó)喬依的LS 系列和日本三井三池的MCL E2DR 系列電牽引采煤機(jī)。這些采煤機(jī), 體現(xiàn)了當(dāng)今世界電牽引采煤機(jī)的最新發(fā)展方向。德國(guó)艾柯夫公司, 整機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為機(jī)3段式,兩邊傳動(dòng)部分為鑄造箱體結(jié)構(gòu), 中間電氣部分為焊接框架結(jié)構(gòu),搖臂為分體聯(lián)結(jié),左右對(duì)稱通用,可滿足不同的配套要求。牽引部電氣傳動(dòng)系統(tǒng)采用兩直流電機(jī)他激并列, 電樞采用微機(jī)控制,勵(lì)磁采用串聯(lián),既能滿足四象限運(yùn)行,又能滿足雙牽引,趨于負(fù)載均衡, 目前正全力發(fā)展交流電牽引。美國(guó)喬依公司從3LS～7LS,機(jī)身為3 段焊接結(jié)構(gòu)形式,搖臂為分體聯(lián)結(jié)、左右通用,牽引部電氣傳動(dòng)系統(tǒng)為2電機(jī)串激串聯(lián),目前已開始投入使用7LS 交流電牽引采煤機(jī)。日本三井三池公司RD101101 和RD102102 均為交流電牽引采煤機(jī),其結(jié)構(gòu)形式為以前的截割電機(jī)布置在機(jī)身的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式,機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)結(jié)相當(dāng)復(fù)雜。總結(jié)這些國(guó)家電牽引采煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展有如下幾個(gè)特點(diǎn):（1） 裝機(jī)功率和截割電動(dòng)機(jī)功率有較大幅度增加是為了適應(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(jī), 均在不斷加大裝機(jī)功率(包括截割功率和牽引功率) 。（2）電牽引采煤機(jī)已取代液壓牽引采煤機(jī)而成為主導(dǎo)機(jī)型。（3） 牽引速度和牽引力不斷增大液壓牽引采煤機(jī)的最大牽引速8m/min左右,而實(shí)際可用割煤速度為4～5m/ min,不適應(yīng)快速割煤需要。由于采煤機(jī)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(jī)增大牽引力,目前已普遍加大到450～600kN,現(xiàn)正研制最大牽引力為1000kN 的采煤機(jī)。（4） 多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置的總體結(jié)構(gòu)日益發(fā)展。 （5） 滾筒的截深不斷增大，牽引速度的加快,支架隨機(jī)支護(hù)也相應(yīng)跟上,使機(jī)道空頂時(shí)間縮短,為加大采煤機(jī)截深創(chuàng)造了條件。（6）普遍提高供電電壓：由于裝機(jī)功率大幅度提高,為了保證供電質(zhì)量和電機(jī)性能,新研制的大功率電牽引采煤機(jī)幾乎都提高供電電壓, 主要有2300V, 3300V,4160V和5000V。美國(guó)現(xiàn)有長(zhǎng)壁工作面中, 45 %以上的電牽引采煤機(jī)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(jī)控制的工況監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集、故障顯示的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 就地控制、無(wú)線電隨機(jī)控制,并已能控制液壓支架、輸送機(jī)動(dòng)作和滾筒自動(dòng)調(diào)高。（8） 高可靠性：據(jù)了解美國(guó)使用的ELECTRA100型采煤機(jī)的時(shí)間利用率可達(dá)95 %～98 % ,采煤量350萬(wàn)t以上,最高達(dá)1000。 國(guó)內(nèi)采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)煤礦綜合機(jī)械化采煤設(shè)備的研制水平，經(jīng)過(guò)幾十年的引進(jìn)技術(shù)、消化吸收和自主研發(fā)，已有長(zhǎng)足進(jìn)步。國(guó)內(nèi)某些技術(shù)如綜采放頂煤支架技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平；國(guó)產(chǎn)綜采設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)已接近或達(dá)到本世紀(jì)初的國(guó)際先進(jìn)水平；國(guó)產(chǎn)綜采設(shè)備的機(jī)電一體化程度接近或達(dá)到20世紀(jì)90年代中期的國(guó)際先進(jìn)水平；國(guó)產(chǎn)綜采設(shè)備的可靠性接近或達(dá)到20世紀(jì)90年代初的國(guó)際先進(jìn)水平。20世紀(jì)70年代初期，煤炭科學(xué)研究總院上海分院集中主要科技骨干，研制出綜采面配套的MD150型雙滾筒采煤機(jī)，另一方面改進(jìn)普采配套的DY100型、DY150型單滾筒采煤機(jī)；70年代中后期，制造出MLS3170型雙滾筒采煤機(jī)。20世紀(jì)70年代我國(guó)采煤機(jī)的發(fā)展有以下特點(diǎn)：（1）裝機(jī)功率小。（2）有鏈牽引，輸出牽引力小。（3）牽引速度低。（4）自開切口差。（5）工作可靠性較差。20世紀(jì)70年代后期，我國(guó)總共引進(jìn)143套綜采成套設(shè)備。世界主要采煤機(jī)生產(chǎn)國(guó)如英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、波蘭、日本等都進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，其技術(shù)也展示在中國(guó)人的面前，為我們深入了解外國(guó)技術(shù)和掌握這些技術(shù)創(chuàng)造了條件，同時(shí)通過(guò)20世紀(jì)70年代自行研制采煤機(jī)的實(shí)踐，獲得了成功和失敗的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，確立了我國(guó)采煤機(jī)的發(fā)展方向，即仿制和自行研制并舉。 解決難采煤層的問(wèn)題是20世紀(jì)80年代重大課題之一，具體的課題是薄煤層綜合機(jī)械化成套設(shè)備的研制、大傾角綜采成套設(shè)備的研制、“三硬”、“三軟”、解決短工作面的開采問(wèn)題、短煤臂采煤機(jī)的研制。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)80年代自行開發(fā)和研制的采煤機(jī)品種有50余種，是我國(guó)采煤機(jī)收獲的年代，基本滿足我國(guó)各種煤層開采的需要，大量依靠進(jìn)口的年代已一去不復(fù)返了。20世紀(jì)80年代采煤機(jī)的發(fā)展有如下特點(diǎn)：（1）重視采煤機(jī)系列的開發(fā)，擴(kuò)大使用范圍。（2）元部件攻關(guān)先行，促使采煤機(jī)工作可靠性的提高。（3）無(wú)鏈牽引的推廣使用，使采煤機(jī)工作平穩(wěn)，使用安全。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，隨著煤炭生產(chǎn)向集約化方向發(fā)展，減員提效，提高工作面單產(chǎn)成為煤炭發(fā)展的主流，發(fā)展高產(chǎn)高效工作面勢(shì)在必行，此采煤機(jī)開發(fā)研制圍繞高產(chǎn)高效的要求進(jìn)行，其主要方向是：（1）大功率高參數(shù)的液壓牽引采煤機(jī)：最具代表性的機(jī)型是MG2X400－W型采煤機(jī)。（2）高性能電牽引采煤機(jī)：電牽引采煤機(jī)的研制從20世紀(jì)80年代開始起步，20世紀(jì)90年代全面發(fā)展，電牽引的發(fā)展存在直流和交流兩種技術(shù)途徑。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，交流變頻調(diào)速技術(shù)在中厚煤層采煤機(jī)中推廣使用，上海分院先后開發(fā)成功MG200/500WD、MG200/450BWD、MG250/600WD、MG400/920WD和MG450/1020WD等采煤機(jī)，變頻調(diào)速箱可以是機(jī)載，也可以是非機(jī)載。另外派生出8種機(jī)型，都已投入使用，取得較好的效果。太原礦山機(jī)械廠在引進(jìn)英國(guó)Electra1000直流電牽引全套技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出MG400/900WD和MG250/600WD型兩種電牽引采煤機(jī)，雞西煤機(jī)廠、遼源煤機(jī)廠也開發(fā)了交流電牽引采煤機(jī)。國(guó)產(chǎn)電牽引采煤機(jī)雖然發(fā)展速度很快，但在性能和可靠性上與世界先進(jìn)國(guó)家的采煤機(jī)相比，還存在較大的差距，所以一些有實(shí)力的礦務(wù)局，在裝備高產(chǎn)高效工作面時(shí)，把目光移到國(guó)外，進(jìn)口國(guó)外先進(jìn)電牽引采煤機(jī)。如神府華能集團(tuán)引進(jìn)美國(guó)的7LS、6LS電牽引采煤機(jī)；兗州礦業(yè)集團(tuán)公司引進(jìn)德國(guó)的SL500型和日本的MCLEDR102型交流電牽引采煤機(jī)，但由于價(jià)格昂貴，故引進(jìn)數(shù)量較少，90年代采煤機(jī)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)如下：（1）多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置的總體結(jié)構(gòu)成為電牽引采煤機(jī)發(fā)展的主流。我國(guó)開發(fā)的電牽引采煤機(jī)，一般都采用橫向布置。各大部件由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)彼此獨(dú)立，無(wú)動(dòng)力傳遞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，因而有取代電動(dòng)機(jī)縱向布置的趨勢(shì)。（2）我國(guó)采煤機(jī)的主要參數(shù)與世界先進(jìn)水平的差距在縮小。在裝機(jī)功率方面，我國(guó)的液壓牽引采煤機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到800KW，電牽引采煤機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到1020KW，其牽引功率為250KW，可滿足高產(chǎn)高效工作面對(duì)功率的要求。在牽引力和牽引速度方面，電牽引的最大牽引力已達(dá)到700KN，,微處理機(jī)的工礦監(jiān)測(cè)、故障顯示、無(wú)線電離機(jī)控制等方面已達(dá)到較高技術(shù)水平。（3）液壓緊固技術(shù)的開發(fā)研究取得成功。采煤機(jī)連接構(gòu)件經(jīng)常松動(dòng)是影響工作可靠性的重要因素