【文章內(nèi)容簡介】 伸出（稱為側(cè)面搖臂），調(diào)高范圍大，可獲得較大的下切深度。 截割部機(jī)械減速部分一般分為固定減速箱和搖臂減速箱。當(dāng)截割電動(dòng)機(jī)橫向布置時(shí)，電動(dòng)機(jī)與搖臂減速箱直接相連，即沒有固定減速箱。當(dāng)截割電動(dòng)機(jī)縱向布置時(shí)，則兩個(gè)減速箱都有，固定減速器內(nèi)有一對(duì)圓錐齒輪，以實(shí)現(xiàn)兩軸的相交傳動(dòng)。 44 以上兩種傳動(dòng)方式中都采用搖臂調(diào)高，以獲得較好的調(diào)高性能。但由于搖臂內(nèi)齒輪較多，要增加調(diào)高范圍，必須增加惰輪數(shù)。由于滾筒受力大，搖臂及與固定減速箱的支承就成為采煤機(jī)的薄弱環(huán)節(jié)，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能加大支撐距離，并保證搖臂的強(qiáng)度和剛度。 （ 3）電動(dòng)機(jī) 搖臂減速箱 滾筒。這種傳動(dòng)方式取消了固定減速箱，而靠縱向布置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)搖臂減速箱和滾筒，實(shí)現(xiàn)截煤和調(diào)高，機(jī)殼強(qiáng)度、剛度增大，調(diào)高范圍大，機(jī)身長度短，有利于自開切口。 （ 4）電動(dòng)機(jī) 搖臂減速箱 行星齒輪減速箱 滾筒。這種傳動(dòng)方式采用了縱向出軸的單獨(dú)電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)軸與滾筒軸平行，因而取消了承載大、易損壞的錐齒輪，使截割部更為簡單。采用這種傳動(dòng)方式可獲得較大的調(diào)高范圍，并使采煤機(jī)機(jī)身長度進(jìn)一步縮短。電牽引采煤機(jī)多采用這種傳動(dòng)方式。 45 截煤部減速器 采煤機(jī)的絕大部分功率是通過截割部減速器傳遞的。 截煤部減速器由兩部分組成： 固定減速箱和搖臂減速箱。 截煤部減速器有以下特點(diǎn)： a）總傳動(dòng)比為： 30~50，減速級(jí)數(shù)： 3~5； b）電動(dòng)機(jī)軸與滾筒軸垂直，傳動(dòng)系統(tǒng)中必須有一對(duì)錐齒輪 c）截煤部和牽引部由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，截煤部必須有一個(gè)離合器或變速器； d）為了保證搖臂長度，搖臂減速器中有若干個(gè)惰輪。 截煤部的潤滑方式： 1）飛濺潤滑； 2）強(qiáng)迫潤滑； 3）油脂潤滑。 下面分析兩種采煤機(jī)截割部的傳動(dòng)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 46 DY—150型采煤機(jī)（國產(chǎn)）截煤部傳動(dòng)系統(tǒng) 47 LS型采煤機(jī)（美國 JOY公司產(chǎn)）截煤部傳動(dòng)系統(tǒng) 48 電動(dòng)機(jī) 機(jī)械結(jié)構(gòu) 截割部主要包括截割電動(dòng)機(jī)、搖臂減速箱、滾筒等，內(nèi)設(shè)有冷卻系統(tǒng)、內(nèi)噴霧等裝置。截割電動(dòng)機(jī)直接安裝在搖臂箱體內(nèi)，機(jī)械減速部分全部集中在搖臂箱體及行星機(jī)構(gòu)內(nèi)。搖臂通過銷軸與連接架鉸接，然后再與行走部機(jī)殼鉸接。搖臂通過連接架回轉(zhuǎn)臂上的銷軸與安裝在行走部上的調(diào)高液壓缸缸座鉸接，通過液壓缸的伸縮實(shí)現(xiàn)截割滾筒的升降。 截割機(jī)構(gòu)具有以下特點(diǎn)： （ 1）搖臂機(jī)械強(qiáng)度高，安全系數(shù)大，其回轉(zhuǎn)采用鉸軸結(jié)構(gòu)，沒有機(jī)械傳動(dòng)。 （ 2）搖臂減速箱機(jī)械傳動(dòng)都是簡單的直齒輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)效率高。 （ 3）采用細(xì)長扭矩軸連接，可補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)和搖臂主動(dòng)軸齒輪之間的位置誤差。 （ 4）在細(xì)長扭矩軸上開有 V形剪切槽，在受到較大的沖擊載荷時(shí)，對(duì)截割傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪和軸承及電動(dòng)機(jī)起到過載保護(hù)。 （ 5）搖臂機(jī)殼內(nèi)、外均設(shè)有水道，對(duì)搖臂減速箱起到冷卻作用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)外噴霧降塵。 49 （ 6）搖臂體油池和行星齒輪傳動(dòng)油池隔開，從而保證了行星齒輪減速箱在任何高度都能潤滑。 （ 7）截割電動(dòng)機(jī)尾部設(shè)有齒輪離合器，可使細(xì)長扭矩軸與一軸的花鍵連接或脫離，以實(shí)現(xiàn)搖臂傳動(dòng)系統(tǒng)的接通或斷開。 截割部潤滑 采煤機(jī)截割部因傳遞的功率大而發(fā)熱嚴(yán)重，其殼體溫度可高達(dá) 100℃ ，因此截割部傳動(dòng)裝置的潤滑十分重要。采煤機(jī)的潤滑具有特殊性，它不僅承載重、沖擊大，而且截割頂煤或底煤時(shí)，搖臂中的潤滑油集中在一端，使其他部位的齒輪得不到潤滑。因此，在采煤機(jī)操作中，一般規(guī)定：滾筒截割頂煤或挖底時(shí)，工作一段時(shí)間后應(yīng)停止行走，將搖臂下降或放平，使搖臂內(nèi)全部齒輪都得到潤滑后在工作。 采煤機(jī)截割部最常用的潤滑方式是飛濺潤滑。飛濺潤滑是將一部分傳動(dòng)零件浸在油池內(nèi)，靠它們向其他零件供油和濺油，同時(shí)油被甩到箱壁上，以利散熱，并使軸承獲得必要的飛濺潤滑。油面位置應(yīng)使齒輪副的大齒輪浸在油中 l／ 3～ 1／ 4直徑。減速器中的軸布置在同一水平或接近同一水平時(shí)，飛濺潤滑具有良好的效果。 50 設(shè)計(jì)減速部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮到采煤機(jī)經(jīng)常處于傾斜狀態(tài)下工作，所以必須保證能自然潤滑。在傾斜狀態(tài)下，由于潤滑油積聚在低處，高處傳動(dòng)零件潤滑不好，因此應(yīng)避免油池太長，或人為地將油池分隔成幾個(gè)獨(dú)立油池，以保證自然潤滑。 隨著現(xiàn)代采煤機(jī)功率的加大，采用強(qiáng)迫方式的潤滑也日漸增多，即用專門的潤滑泵將潤滑油供應(yīng)到各個(gè)潤滑點(diǎn)上（如MG300W型采煤機(jī)）。 根據(jù)采煤機(jī)截割部機(jī)械減速部分和搖臂的承載特點(diǎn)，大都采用 150～ 460cSt（ 40176。 C）的極壓（工業(yè)）齒輪油作為潤滑油，其中以 N220和 N320硫磷型極壓齒輪油用得最多。 51 工作機(jī)構(gòu)的基本功能：截煤和裝煤。 螺旋滾筒式工作機(jī)構(gòu)是目前使用的最廣泛的工作機(jī)構(gòu)，如右圖所示。 螺旋滾筒式工作機(jī)構(gòu)由截齒和螺旋滾筒組成。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)截齒截煤，螺旋滾筒的葉片裝煤。 優(yōu)點(diǎn) ： 機(jī)構(gòu)簡單，工作可靠； 缺點(diǎn)：截煤的塊度小，煤塵較多。 52 螺旋滾筒 螺旋滾筒（簡稱滾筒）是采煤機(jī)落煤和裝煤的機(jī)構(gòu)，對(duì)采煤機(jī)的工作起決定性作用。螺旋滾筒的主要功能，首先是能適應(yīng)煤層的地質(zhì)條件和先進(jìn)的采煤方法及回采工藝的要求。螺旋滾筒具有落煤、裝煤、自開工作面切口的功能。 螺旋滾筒的設(shè)計(jì)要求是： （ 1）降低單位比能耗 （ 2）降低滾筒阻力矩幅值的變化量 （ 3）提高可靠性 （ 4）應(yīng)有自行切入的功能 （ 5）截齒應(yīng)裝拆方便 （ 6）螺旋滾筒的落煤和裝煤能力應(yīng)協(xié)調(diào)一致，保證具有良好的裝煤性能。 53 圖 27 螺旋滾筒 1螺旋葉片； 2端盤； 3齒座； 4噴嘴； 5筒轂； 6截齒 滾筒結(jié)構(gòu) 螺旋滾筒由螺旋葉片 端盤 齒座 噴嘴 筒轂 5及截齒 6等部分組成，如圖 27所示。葉片與端盤焊在筒轂上，筒轂與滾筒軸連接。齒座焊在葉片和端盤上，齒座中固定有用來落煤的截齒。螺旋葉片用來將落下的煤推向輸送機(jī)。筒轂是滾筒與截割部機(jī)械傳動(dòng)裝置輸出軸連接的部件，以帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。端盤緊靠煤壁側(cè)，其外圓按截齒截割順序焊裝齒座。螺旋葉片式滾筒排運(yùn)煤的部件，用來將落下的煤裝入刮板輸送機(jī)。 54 近年來出現(xiàn)的新型螺旋滾筒的基本特點(diǎn)有： （ 1）滾筒強(qiáng)力化，以適應(yīng)截割堅(jiān)硬的煤和夾矸。 （ 2）滾筒配備完善的除塵裝置，以提高降塵效率。 （ 3）廣泛采用棋盤式截齒配置，截割比能耗低，塊煤率小，煤塵小，滾筒軸向力較小。 （ 4）滾筒筒轂呈錐狀擴(kuò)散型，裝煤時(shí)煤流更暢通，減少了裝煤時(shí)的二次破碎；較筒轂為圓柱面的粉煤率減低 15%左右。 強(qiáng)力滾筒 強(qiáng)化措施：增大螺旋葉片厚度；改進(jìn)齒座形狀，增大焊縫長度；徑向截齒和齒座的背部都有一斜面肩部，提高截齒齒身根部的抗彎強(qiáng)度；葉片根部焊一角鋼，以提高強(qiáng)度和剛度，在葉片的拋煤外緣處堆焊一層碳化鎢耐磨層。 MG300/680WD型采煤機(jī)的截割滾筒如圖 28所示，主要有 1筒轂； 2螺旋葉片； 3端盤； 4法蘭； 5水管導(dǎo)板； 6齒座； 7截齒； 8噴嘴； 9法蘭盤內(nèi)孔等組成。 55 圖 2 8 螺旋滾筒 1筒轂； 2螺旋葉片； 3端盤； 4法蘭； 5水管導(dǎo)板； 6齒座；7截齒； 8噴嘴； 9法蘭盤內(nèi)孔 56 滾筒的結(jié)構(gòu)參數(shù) a）滾筒的三個(gè)直徑： 滾筒直徑 D，一般為 ~3m。對(duì)于單滾筒采煤機(jī)， D=Hmin(~)m； 式中 Hmin——最小煤層厚度。 減去 ～ 螺旋葉片外緣直徑 Dy ； 筒轂 直徑 Dg。 當(dāng) D≥1m（大直徑滾筒） ,Dy / Dg ≥ 2 D＜ 1m（小直徑滾筒） ,Dy / Dg ≥ 2 .5 D Dg Dy 57 b）滾筒寬度 B: 滾筒寬度 B是滾筒邊緣到端盤最外側(cè)截齒齒尖的距離。一般滾筒的實(shí)際截深小于滾筒的結(jié)構(gòu)寬度。為有效利用煤的壓張效應(yīng)，減小截深是有利的。但截深太小，則對(duì)采煤機(jī)生產(chǎn)率有影響。目前，采煤機(jī)常用截深為 。隨著綜采技術(shù)的發(fā)展，也有加大截深到 ～ 。 C）螺旋葉片參數(shù) 螺旋葉片參數(shù)包括螺旋升角、螺距、葉片頭數(shù)以及葉片在筒轂上的包角，它們對(duì)落煤、特別是裝煤能力有很大影響。螺旋葉片頭數(shù)主要是按截割參數(shù)的要求確定的，對(duì)裝煤效果影響不大。直徑 D頭， D m的滾筒用雙頭或三頭， D m的滾筒用三頭或四頭。 58 根據(jù)葉片旋向分左旋、右旋截割滾筒。 圖 29 螺旋葉片的形成 任意直徑 Di圓柱面上螺旋葉片的升角 αi = arctan(L/πDi)， L為螺旋線導(dǎo)程。 Ditanαi=常數(shù) D ＞ Dy ＞ Dg→ 葉片外緣的螺旋升角 αy ＜ 葉片內(nèi)緣的螺旋升角 αg。 59 滾筒轉(zhuǎn)向 a）旋向與轉(zhuǎn)向：由于滾筒的螺旋葉片旋向不同，為了達(dá)到將落煤從煤壁側(cè)裝運(yùn)到采空區(qū)一側(cè)的刮板輸送機(jī)中，不同旋向的螺旋滾筒必須對(duì)應(yīng)不同的轉(zhuǎn)向。 左螺旋滾筒 → 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；右螺旋滾筒 → 順時(shí)針旋轉(zhuǎn) b）順轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)： 順轉(zhuǎn) —落煤方向與截齒運(yùn)動(dòng)方向相同； 逆轉(zhuǎn) —落煤方向與截齒運(yùn)動(dòng)方向相反， 60 雙滾筒采煤機(jī)滾筒轉(zhuǎn)向分： 前順后逆： 裝煤效果較差 適合于中厚煤采煤機(jī)， 前逆后順： 裝煤效果好， 適合于薄煤層的采煤 機(jī)。 順轉(zhuǎn) 逆轉(zhuǎn) 截齒及其配置 a)截齒 截齒是用來截割煤體的刀具，裝在滾筒螺旋葉片的外緣，滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)截齒將煤從煤壁上割下來。采煤機(jī)的裝機(jī)功率的絕大部分均由截齒消耗。截齒屬于易損消耗件，其幾何形狀和質(zhì)量直接影響采煤機(jī)的工況、能耗、生產(chǎn)率和噸煤成本。 采煤機(jī)使用的截齒主要有 扁形截齒 和 錐形截齒 兩種。 截齒刀身的材料一般為 40Cr、 35CrMnSi、 35CrMnV等合金鋼。截齒的端頭鑲有硬質(zhì)合金，其材料常用 YG8C或 YG11C（ Y表示鎢， G表示鈷， C表示粗粒度）。 61 根據(jù)煤的軟硬和煤層所夾矸石情況，截齒受力有所不同，采用的截齒幾何形狀和尺寸就應(yīng)有區(qū)別，對(duì)制造所用材料和工藝也有相應(yīng)要求。 對(duì)截齒的基本要求： 1）耐磨性好、強(qiáng)度高，截割比能耗低； 2）適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)各種煤層條件； 3）拆裝更換方便，安裝可靠。 62 圖 210 扁形截齒及其固定 1刀體； 2齒座； 3銷子； 4橡膠套； 5硬質(zhì)合金頭； 6卡環(huán) 扁形截齒 是沿滾筒徑向安裝在螺旋葉片和端盤的齒座中的，又稱徑向截齒。 適用于截割各種硬度的煤，包括堅(jiān)硬煤和黏性煤。 63 圖 211 錐形截齒及其固定 1錐形截齒； 2齒座； 3彈簧圈； 4硬質(zhì)合金頭；5碳化鎢合金層； 6齒身 錐形截齒 的刀體安裝方向接近于滾筒的切線，又稱為切向截齒。 適用于脆性煤和節(jié)理發(fā)達(dá)的煤層。錐形截齒結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。從原理上講，截煤時(shí)錐形截齒可以繞軸線自轉(zhuǎn)而自動(dòng)磨銳。 64 b）截齒配置 截齒在螺旋滾筒上的排列規(guī)律稱為截齒配置，它直接影響滾筒截割性能的好壞。合理配置截齒可使塊煤率提高，粉塵減少，比能耗降低，滾筒受力平穩(wěn)，機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定。 截齒配置的原則： （ 1）保證把被截割的煤全部破落下來。 （ 2）截割下來的煤塊度大、煤塵少、比能耗小。 （ 3）滾筒載荷均勻，動(dòng)負(fù)荷和振動(dòng)較小，采煤機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。 截齒在螺旋滾筒上的配置情況常用截齒配置圖（如圖 212）來表示。 65 圖 212 截齒配置圖 66 水平直線表示齒尖的運(yùn)動(dòng)軌跡（截線），相鄰截線之間的距離就是截距。豎線表示截齒的位置坐標(biāo)。圓圈表示 0176。 截齒的位置，黑點(diǎn)表示安裝角不等于 0176。 的截齒。 截齒向煤壁傾斜為正方向，向采空區(qū)傾斜為負(fù)方向。 葉片上截齒按螺旋線排列，屬順序式截槽。滾筒端盤截齒排列較密，為減少端盤與煤壁的摩擦損失，截齒傾斜安裝屬順序式配置，其方向與葉片上截齒排列的方向相反。