【正文】 。 1994 年由上海煤礦機(jī)械研究所設(shè)計(jì)，雞西煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)出我國(guó)第一臺(tái) MG463 一 DW 型交變頻電牽引采煤機(jī)。 1975 年生產(chǎn)的 MLS3170 型采煤機(jī)，實(shí)現(xiàn)了滾筒采煤機(jī)由單滾筒向雙滾筒的飛躍。在整個(gè)過程中，截割部消耗的能量占整機(jī)耗能的 90%，而截割部所耗能量，主要用于截 齒截割煤巖。雙滾筒采煤機(jī)有兩個(gè)截割部。按行走驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速方式分機(jī)械調(diào)速、液壓調(diào)速和電氣調(diào)速滾筒采煤機(jī)。雖然近年技術(shù)提升很快，但是與國(guó)外煤機(jī)巨頭相比，我國(guó)煤機(jī)裝備整機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性仍然不強(qiáng)，缺乏行業(yè)的頂尖品牌，在資金實(shí)力和技術(shù)研發(fā)能力上與國(guó)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(guó)外差距較大，大而不強(qiáng)是我國(guó)煤機(jī)行業(yè)當(dāng)前的真實(shí)寫照。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(jì)對(duì)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。而炮采安全性比較低，生產(chǎn)率也比較低；綜采對(duì)設(shè)備要求較高，而且投資費(fèi)用比 較大。采煤機(jī)械的選用取決于煤層的賦存條件、采煤方法和采煤工藝，而采煤機(jī)械的技術(shù)發(fā)展又促進(jìn)了采煤方法和采煤工藝的更新。 采取搖臂結(jié)構(gòu)形式以增大滾筒的過煤空間進(jìn)而 提高裝煤效率， 并 對(duì)各級(jí)齒輪及相應(yīng)的傳動(dòng)軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和相應(yīng)的校核，結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。 按煤層賦存的條件，對(duì)煤炭的開采可以分為露天開采和地下開采。國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的是滾筒采煤機(jī)。按總體結(jié)構(gòu)布置方式分截割電動(dòng)機(jī)縱向布置在搖臂或機(jī)身上的采煤機(jī)和截割電動(dòng)機(jī)橫向布置在機(jī)身上的采煤機(jī)、截割電動(dòng)機(jī)橫向布置在搖臂上的采煤機(jī)。 行走部是直接移動(dòng)采煤機(jī)的裝置。與此同時(shí)，雞西煤礦機(jī)械廠開始進(jìn)行仿制工作，于 1954 年制造出中國(guó)第一臺(tái)深截式采煤機(jī)，即頓巴斯一 1 型采煤康拜因。采用了雙鼠籠式防爆型外殼水冷電動(dòng)機(jī)。主控制器采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，使系統(tǒng)性能可靠，抗干擾能力強(qiáng)，具有完備的保護(hù)、故障診斷和顯示功 能，并可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)無線電遙控。但當(dāng)時(shí)的采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)復(fù)雜，能耗大，效率低，加上工作面輸送機(jī)不能自移，所以生產(chǎn)受到一定的限制。 世界上第一臺(tái)直流 (他勵(lì) )電牽引采煤機(jī)是由德國(guó)艾柯夫公司于 1976 年研制的 EDW – l50 2L 型采煤機(jī)。因此，交流調(diào)速電牽引采煤機(jī)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。 (2) 總裝機(jī)功率、牽引功率大幅度提高 , 供電電壓 (對(duì)單個(gè)電機(jī) 400kW 及以上 ) 由1140V 升至 3300V , 保證了供電質(zhì)量和電機(jī)性能。 國(guó)際上電牽引采 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， 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 ) 。電牽引采煤機(jī)牽引功率成倍增加 , 最大牽引速度達(dá) 15～ 20m/ min , 美國(guó) 18m/ min 的牽引速度很普遍 ,美國(guó)喬依公司的 1 臺(tái)經(jīng)改進(jìn)的 4LS 采煤機(jī)的牽引速度高達(dá) 2815m/ min。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。新一代大功率電牽引采煤機(jī)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(dòng)化機(jī)電設(shè)備代替液壓牽引已成必然。向遙控及自動(dòng)控制發(fā)展，逐步過渡到無人工作面采煤；提高單機(jī)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(jī)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。 總傳 動(dòng)比的確定 和總 傳動(dòng)比的分配 總傳動(dòng)比的確定 已知電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 電n =1485 r/min。 6) 使各級(jí)傳動(dòng)中的大齒輪浸入油中的深度大致相等，從而使?jié)櫥容^方便。 搖臂傳動(dòng)系統(tǒng) 動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)參數(shù) 第 11 頁 軸號(hào) 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 輸出功率 P(kW) 輸出扭矩 T() 傳動(dòng)比 1 1485 3 7 8 10 3. 搖臂 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算與強(qiáng)度校核 兩級(jí)圓柱齒輪減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 計(jì)算 齒輪傳動(dòng)的失效形式主要發(fā)生在 輪齒部位，其他部位很少失效。 （ 1）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 由于采煤機(jī)搖臂上齒輪運(yùn)動(dòng)速度較大，功率較大，故齒輪選用鑄鋼件。兩級(jí)行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)采用相反的方式。 二級(jí)圓柱齒輪減速的推薦傳 動(dòng)比范圍為 ??i （淬硬齒輪），單級(jí)行星齒輪減速器的傳動(dòng)比范圍為 ?? ，考慮到減速范圍和采煤機(jī)的尺寸要求，暫定二級(jí)圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為 ?直齒i ， 兩級(jí)行星齒輪減速的傳動(dòng)比 ?行星i 對(duì)展開式二級(jí)圓柱齒輪減速機(jī)構(gòu)，為保證其高低速級(jí)大齒輪浸油深度大致相近，各級(jí)強(qiáng)度大致相當(dāng)，并受到采煤機(jī)外形尺寸的限制 ,對(duì)圓柱齒輪減速部分的傳動(dòng)比分配如下： 第 9 頁 ?i ?i 對(duì)二級(jí) NGW型行 星減速機(jī)構(gòu)，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，采煤機(jī)截割部中行星減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比一般為 46。 總傳動(dòng)比的 分配 在進(jìn)行多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，傳 動(dòng)比分配是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，能否合理分配傳動(dòng)比，將直接影響到傳動(dòng)系統(tǒng)的外闊尺寸、重量、結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑條件、成本及工作能力。 煤質(zhì)硬 度 硬或中硬 整機(jī)主要參數(shù) 的確定 最大計(jì)算生產(chǎn)能力 4800 t/h 采高 2700～ 5500 mm 裝機(jī)功率 2 750 +2 110+40+150 KW 供電電壓 3300V 滾筒直徑 Φ 2700 mm 搖臂擺動(dòng)中心距 8550 mm 截深 800 mm 牽引力 1000～ 500 KN 牽引速度 15 m/min（ 0～ ～ 23m/min） 第 7 頁 各電機(jī)的主要參數(shù) 電動(dòng)機(jī) 型 號(hào) 功 率 (KW) 電 壓 (V) 轉(zhuǎn) 速 (r/min) 冷卻水量 (L/min) 水壓 (MPa) 截 割電機(jī) YBCS— 750 750 3300 1485 35 牽引電機(jī) YBQYS110 110 460 02940 20 調(diào)高電機(jī) YBRB40(G) 40 3300 1470 15 破碎電機(jī) YBC3150 150 3300 1470 20 采煤機(jī)牽引型式的選擇 牽引型式 交流變頻調(diào)速、電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪銷軌式無鏈牽引 牽引力 1000～ 500 kN 牽引速度 0～ ～ 23 m/min 牽引部總減速比（含行走箱速比） 截割部的設(shè)計(jì)及計(jì)算 采煤機(jī)截割部形式 搖臂長(zhǎng)度 2950 mm 搖臂擺角 28176。 ⑷ 性能參數(shù)向大功率、高參數(shù)發(fā)展。 現(xiàn)在電牽引采煤機(jī)已是國(guó)際主異機(jī)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(jī)，其發(fā)展趨勢(shì)是電牽引采煤機(jī)將逐步代替液壓牽引采煤機(jī)。目前 , 這類采煤機(jī)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(dòng)機(jī)縱向布置的趨勢(shì)。 世界各主要采煤機(jī)廠商 20 世紀(jì) 80 年代都已把重點(diǎn)轉(zhuǎn)向開發(fā)電牽引采煤 機(jī) , 如德國(guó)艾柯夫公司是最早開發(fā)電牽引采煤機(jī)的 , 80 年代中后期基本停止生產(chǎn)液壓牽引采煤機(jī) , 研制出 EDW 系列電牽引采煤機(jī) , 90 年代又研制成功交流直流兩用 SL300 、 SL400 、 SL500 型采煤機(jī)。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(jī)控制研制成功 , 數(shù)字化、微機(jī)的電控裝置已進(jìn)入試用階段。與此同時(shí) , 在太原礦山機(jī)器廠生產(chǎn)的 AM2500液壓牽引采煤機(jī)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(jī)。 在電牽引采煤機(jī)的發(fā)展歷史中，世界上許多國(guó)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。因此， 20 世紀(jì) 50 年代各國(guó)采煤機(jī)械化的主流還只是處于普通機(jī)械化水平，雖然在 1954 年英國(guó)已研制出了自移式液壓支架，但由于采煤機(jī)和可彎曲刮 板愉送機(jī)尚不完善，綜采技術(shù)僅儀處在開始試驗(yàn)階段 20 世紀(jì) 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)整問題，擴(kuò)人了采煤機(jī)的適川范圍。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(jī) 。 國(guó)外寸 1976 年研制出第一臺(tái)電牽引采煤 機(jī)，電牽引采煤機(jī)是直接對(duì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速，以獲得不同的牽引速度，使?fàn)恳看蟠蠛?jiǎn)化，采川固體元件，具有抗污染能力強(qiáng)，故障率小， 第 3 頁 壽命長(zhǎng)和效率高等特點(diǎn)。第二代采煤機(jī)采用螺旋式滾筒，要比調(diào)高，牽引部工作機(jī)構(gòu)為鋼絲繩牽引，雙鼠籠式防爆外部風(fēng)冷電動(dòng)機(jī) 我國(guó)于 20 世紀(jì) 60 年代末 70 年代初開始研制第三代采煤機(jī)：雙滾筒采煤機(jī)。 采煤機(jī)工作時(shí)，一方面由牽引電機(jī)提供的動(dòng)力經(jīng)固定箱、行走箱帶動(dòng)行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使采煤機(jī)做牽引運(yùn)動(dòng)；一方面由截割電機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力經(jīng)搖臂傳遞到螺旋滾筒，螺旋滾筒做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)截齒截割煤巖，截落的煤巖經(jīng)螺旋葉片傳送到刮板輸送機(jī)上。 截割部包括 搖臂和螺旋滾筒兩部分，是把煤從煤體上破落下來并兼有裝煤功能的采煤機(jī)部件。按行走機(jī)構(gòu)形式 分鋼絲繩牽引、鏈牽引和無鏈牽引采煤機(jī)。從國(guó)內(nèi)煤機(jī)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)來看，我國(guó)煤機(jī)制造企業(yè)受計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代影響發(fā)展緩慢，不僅技術(shù)水平較低，而且產(chǎn)品單一。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 3050 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。 我國(guó)煤炭中薄煤層儲(chǔ)量豐富，對(duì)大功率采煤機(jī)的需求量也比較大。煤炭是我國(guó)的主要能源，煤炭工業(yè)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。 關(guān)鍵詞 ： 采煤機(jī) 截割部 行星機(jī)構(gòu) ABSTRACT Coal mine machinery and equipment level is one important indicator of the level of technology. Coal mining machinery is used depends on the occurrence conditions, mining methods and mining technology, mining machinery and technological development and to promote the mining method and mining technology updates. Coal is the main energy source, the coal industry has made a significant contribution to national economic development. But the coal industry is facing many difficulties and problems, the eventual development of mining mechanization is inevitable. So how to improve mining efficiency in order to meet the rapid development of China39。采煤方法不同，所使用的采煤機(jī)械也不同。 滾筒采煤機(jī)是機(jī)械化采煤的重要設(shè)備，直接決定采煤的效率和成本，具有大功率、大質(zhì)量、高產(chǎn)量、較強(qiáng)破巖過地質(zhì)構(gòu)造能力、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、便于維護(hù)和安裝等特點(diǎn)，在所有機(jī)械化采煤設(shè)備中的使用量占到 90%以上。按適用的煤層厚度分厚煤層、中厚煤層和薄煤層采煤機(jī)。它利用牽引電機(jī)或液壓馬達(dá)輸出的動(dòng)力經(jīng)減速后，傳到行走箱的行走輪 ，與刮板輸送機(jī)上銷軌相嚙合，使采煤機(jī)行走，可以實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，即在截割過程中隨著截割煤層的硬度不同而改變牽引速度。其截割部采用截鏈?zhǔn)焦ぷ鳈C(jī)構(gòu)，由框形截盤、截鏈 (圖 1一 1)和截齒等組成 。MXA 一 300 型采煤機(jī)是西安煤礦機(jī)械廠于 1983 年生產(chǎn)的大功率無鏈牽引雙滾筒采煤機(jī)。 MG400/985 一 WD型電牽引采煤機(jī)是雞西煤礦機(jī)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(jī)，適合在高產(chǎn)高效工作面使用。 20 世紀(jì) 50 年代初期，美國(guó)、德國(guó) 相繼，生產(chǎn)出了滾筒式采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和單體液壓支柱，從而大大推進(jìn)了采煤機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展。