【文章內(nèi)容簡介】 構(gòu)形式、行走驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速傳動(dòng)方式、行走部布置位置、機(jī)身與工作面輸送乳 汁機(jī)配合導(dǎo)向方式、總體結(jié)構(gòu)布置方式等分類。 按滾筒數(shù)目分為單滾筒和雙滾筒采煤機(jī)，其中雙滾筒采煤機(jī)應(yīng)用最普遍。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)。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)（通常簡稱機(jī)械牽引、液壓牽引和電牽引采煤機(jī)）。按行走部布置位置分內(nèi)牽引和外牽引采煤機(jī)。按機(jī)身與工作面輸送機(jī)的配合導(dǎo)向方式分騎槽式和爬底板式采煤機(jī)。按適用的煤層厚度分厚煤層、中厚煤層和薄煤層采煤機(jī)。按適用的煤層傾角分緩斜、大傾角和急斜煤層采煤機(jī)。 按總體結(jié)構(gòu)布置方式分截割（主）電動(dòng)機(jī)縱向布置 在搖臂上的采煤機(jī)和截割（主）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)。 兩種總體結(jié)構(gòu)布置方式的分析比較 ： 1)整機(jī)布置 縱向布置 縱向布置的采煤機(jī)由左、右搖臂、左、右截割部固定減速箱、主 (副 )電機(jī)、牽引泵箱中國礦業(yè)大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 和中間箱共七段 (或八段 )組成。截割電機(jī)布置在采煤機(jī)中段、采用偏心兩端出軸，一側(cè)留出足夠?qū)挾裙┌惭b采煤機(jī)電器與控制元件。各大部件間除對接聯(lián)接外，還通過地腳螺柱與底托架相聯(lián)、因而機(jī)身較長。但機(jī)身寬度可做得窄些，有利于減小控頂距。 橫向布置 滾筒采煤機(jī)采用橫向布置時(shí)，截割主電機(jī)與搖臂直 接相聯(lián)，中間段是左、右牽引行走減速箱和中間箱 (其中分成調(diào)高泵箱和電控箱兩個(gè)隔腔 )。這種布置方式，機(jī)身較短，無底托架，（為了克服調(diào)斜底托架鉸接點(diǎn)多、間圍大、扳動(dòng)大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和難維護(hù)等缺點(diǎn)，近年來采煤機(jī)改用固定式底托架，在多電機(jī)布局推廣中又發(fā)展了框式底托架。機(jī)器各主要部件以插件形式裝入底托架。另 趨勢是取消底托架，直接用強(qiáng)力液壓自鎖螺栓將采煤機(jī)各部件固定在一起。螺栓的張緊力約為 500kN,巨大的張緊力將各部件聯(lián)為一個(gè)整體，采煤機(jī)因此沒有底托架，使得總體結(jié)構(gòu)簡化，并且增加了過煤空間。采煤機(jī)工作過程中要承受震動(dòng)沖擊 載荷，聯(lián)結(jié)件采用普通高強(qiáng)度螺栓時(shí)，松動(dòng)現(xiàn)象不可避免。由于采煤機(jī)工作環(huán)境的特殊性，要求螺栓松動(dòng)后隨時(shí)緊固和檢修時(shí)按規(guī)定緊固所有聯(lián)接螺栓是無法做到的。因此，采煤機(jī)在聯(lián)結(jié)件松動(dòng)的情況下仍繼續(xù)工作是一種普遍現(xiàn)象，并最終導(dǎo)致采煤機(jī)部件和機(jī)身限位裝置損壞和機(jī)器殼的某些部位變形。液壓螺栓的使用從根本上解決了這些問題 2)動(dòng)力傳遞 縱向布置 縱向布置形式的采煤機(jī)，各大部件間都有動(dòng)力傳遞，部件間的聯(lián)接對中要求高。聯(lián)接面存在有漏油環(huán)節(jié)。 橫向布置 橫向布置的采煤機(jī)各大部件間沒有動(dòng)力傳遞、獨(dú)立性強(qiáng)，安裝、維護(hù)、檢修方便。 3)受力狀況 橫向布置 橫向布置的采煤機(jī)，其搖臂支承座受到的截割阻力、油缸支承座受到的支承反力、行走機(jī)構(gòu)受到的牽引反力均由牽引行走箱箱體來承受。受力情況簡化，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。 縱向布置 縱向布置的采煤機(jī)，上述幾種力都要通過底托架及其對接螺栓和各大部件的對接螺栓來承受，一旦這些聯(lián)接螺栓有松動(dòng)，會(huì)帶來嚴(yán)重后果。 4)部件設(shè)計(jì)的合理性 橫向布置 橫向布置的采煤機(jī)．由于截割電機(jī)橫向布置、從截割電機(jī)出軸到滾筒輸出軸，全部采中國礦業(yè)大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 用正齒輪傳動(dòng)，省去一對加工、調(diào)整復(fù)雜的錐齒輪傳動(dòng)．使結(jié)構(gòu)簡化 、傳動(dòng)效率高、降低制造成本。 縱向布置 縱向布置的采煤機(jī)，因截割電機(jī)布置在中間段。從電機(jī)到滾筒輸出軸必須有一對錐齒輪傳動(dòng)，因此加工、調(diào)整都比較復(fù)雜、制造成本高；由于電機(jī)布置在機(jī)身中段，動(dòng)力從電機(jī)傳到左、右滾筒輸出軸，其中一端必須通過液壓泵箱。為此，需要有一根貫穿液壓泵箱全長的通軸，給泵箱的設(shè)計(jì)帶來一定的難度，也使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。 5)對煤層的適應(yīng)性 縱向布置 縱向布置的采煤機(jī)對煤層厚度的適應(yīng)強(qiáng)，綜采和普采都有機(jī)型。 橫向布置 橫向布置的采煤機(jī)，因主電機(jī)的長度尺寸大，采煤機(jī)的寬度相應(yīng)增大。工作面的控頂距大。因而，在普采或煤層較薄以及對工作面的控頂距有嚴(yán)格要求的情況下，橫向布置的采煤機(jī)在使用上受到一定的限制。隨著電機(jī)功率的增大，電機(jī)寬度加寬，對工作面支護(hù)會(huì)帶來困難。在較薄煤層時(shí)，如果使用橫向布置的采煤機(jī)，還存在一個(gè)截割電機(jī)擋煤的問題。 6)設(shè)置破碎結(jié)構(gòu) 橫向布置 橫向布置采煤機(jī)設(shè)置破碎結(jié)構(gòu)難度較大，目前國外雖然也有帶破碎結(jié)構(gòu)的，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且功率偏小，最大功率也只有 75kw。 縱向布置 縱向布置采煤機(jī)的破碎機(jī)構(gòu)設(shè)置方便、合理、破碎功率可根據(jù)需要設(shè)計(jì)，因其動(dòng)力是直接從主電機(jī)取得的。 7） 裝機(jī)功率 橫向布置 橫向布置的采煤機(jī)采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)。其牽引與截割所需的動(dòng)力均由各自的電機(jī)提供。近十年來隨著采煤機(jī)功率和生產(chǎn)能力的增大，單電機(jī)驅(qū)動(dòng)已不能適應(yīng)生產(chǎn)力的發(fā)展，因此各先進(jìn)國家先后采用了多電機(jī)驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)。特別是電牽引采煤機(jī)都采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 縱向布置 縱向布置的采煤機(jī)的主電機(jī)，除用于割煤外，還要分出一部分動(dòng)力用于采煤機(jī)的牽引與搖臂調(diào)高。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 采煤機(jī)的組成 采煤機(jī) 主要由電動(dòng)機(jī)、牽引部、截割部和附屬裝置等部分組成（如圖 ）。 電動(dòng)機(jī)：是滾筒采煤機(jī)的動(dòng)力部分，它通過兩端輸出軸分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)截割 部和牽引部。采煤機(jī)的電動(dòng)機(jī)都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以縮小電動(dòng)機(jī)的尺寸。 牽引部：通過其主動(dòng)鏈輪與固定在工作面輸送機(jī)兩端的牽引鏈 3 相嚙合，使采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)，因此，牽引部是采煤機(jī)的行走機(jī)構(gòu)。 左、右截割部減速箱：將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂 5 的齒輪，驅(qū)動(dòng)滾筒 6旋轉(zhuǎn)。 滾筒：是采煤機(jī)落煤和裝煤的工作機(jī)構(gòu)，滾筒上焊有端盤及螺旋葉片，其上裝有截齒。螺旋葉片將截齒割下的煤裝到刮板輸送機(jī)中。為提高螺旋滾筒的裝煤效果，滾筒一側(cè)裝有弧形擋煤板 7，它可以根據(jù)不同的采煤方向來回翻轉(zhuǎn) 180176。 如 圖 雙滾筒采煤機(jī) 底托架：是固定和承托整臺(tái)采煤機(jī)的底架，通過其下部四個(gè)滑靴 9 將采煤機(jī)騎在刮板輸送機(jī)的槽幫上，其中采空區(qū)側(cè)兩個(gè)滑靴套在輸送機(jī)的導(dǎo)向管上，以保證采煤機(jī)的可靠導(dǎo)向。 調(diào)高油缸：可使搖臂連同滾筒升降，以調(diào)節(jié)采煤機(jī)的采高。 調(diào)斜油缸：用于調(diào)整采煤機(jī)的縱向傾斜度，以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時(shí)的截割要求。 電氣控制箱：內(nèi)部裝有各種電控元件，用于采煤機(jī)的各種電氣控制和保護(hù)。 此外，為降低電動(dòng)機(jī)和牽引部的溫度并提供內(nèi)外噴霧降塵用水，采煤機(jī)設(shè)有專門的供水系統(tǒng)。采煤機(jī)的電纜和水管夾持在拖纜裝置內(nèi)，并由采煤機(jī)拉 動(dòng)在工作面輸送機(jī)的電纜槽中卷起或展開。 電牽引采煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 采煤機(jī)牽引負(fù)載特性在截割時(shí)多為恒轉(zhuǎn)矩特性，所需動(dòng)力為機(jī)械特性為硬特性；調(diào)動(dòng)時(shí)是恒功率特性，所需動(dòng)力機(jī)械的機(jī)械特性為軟特性。這對于電動(dòng)機(jī)或泵－馬達(dá)系統(tǒng)只有中國礦業(yè)大學(xué) 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 調(diào)速才能滿足這種恒轉(zhuǎn)矩恒功率的負(fù)載特性，這種特性是為人為機(jī)械特性，即負(fù)載的變化按人規(guī)定的規(guī)律來變化。對調(diào)還特性來講，需要速度剛度越大越好，其調(diào)速過程或工作速度就越平穩(wěn)。從這點(diǎn)出發(fā)，直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)、液壓泵馬達(dá)系統(tǒng)都是硬特性。因此，不論電牽引或液壓牽引，應(yīng)該說都具有良好的調(diào)速特性。但液壓 牽引的機(jī)械特性除了受負(fù)載影響外，還受油液的泄漏、粘度、溫度和清潔度、制造和維修質(zhì)量的影響到，特性曲線慢慢變軟，但電動(dòng)機(jī)特性除了受負(fù)載影響外，就沒有像液壓傳動(dòng)那么多的影響，也就是電牽引的牽引特性好，調(diào)速平穩(wěn)性好，牽引特性曲線可長時(shí)間的保持穩(wěn)定。 在牽引特性的實(shí)際應(yīng)用中還有兩個(gè)問題： 目前的液壓牽引，當(dāng)雙牽引時(shí)牽引力增加１倍，牽引速度比單牽引時(shí)大約減少一半，這在設(shè)計(jì)中可以使泵馬達(dá)的排量增大１倍，但液壓件的體積要增大很多。電牽引動(dòng)力源泉就沒有此問題。 直流和交流電牽引可以在負(fù)載特性坐標(biāo)系中四象限運(yùn)行，能向 采煤機(jī)提供牽引力或制動(dòng)力，而液壓牽引中能在象限運(yùn)行，只能提供牽引力，制動(dòng)力由制動(dòng)閘提供。液壓牽引也有用液控背壓來產(chǎn)生制動(dòng)的，如法國ＤＴＳ３００、ＳＩＲＵＳ４００采煤機(jī)，但制動(dòng)力不大。電牽引采煤機(jī)在超速牽引時(shí)，一般是指在大傾角工作面上機(jī)器下滑時(shí)出現(xiàn)超速牽引，對電動(dòng)機(jī)為超同步轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)電動(dòng)機(jī)發(fā)電反饋電網(wǎng)，同時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)力矩。只要牽引力在傾斜工作面中足夠大時(shí)，司機(jī)仍可按要求的牽引速度進(jìn)行操作運(yùn)行。 機(jī)械傳動(dòng)效率高 電牽引沒有能量多次轉(zhuǎn)換問題，總效率可達(dá) 以上，而液壓牽引一般在 ~。 牽引力 大、牽引速度高 ： 液壓牽引性能指標(biāo)的提高，必須采用大功率液壓泵和液壓馬達(dá)，其壽命較短，可靠性較差，這也限制了載割功率進(jìn)一步增大。目前電牽引采煤機(jī)的牽引力可達(dá) 950KN；電牽引采煤機(jī)的牽引速度已達(dá)到：載割時(shí) 8~12m/min，最大可達(dá) 25m/min。裝機(jī)總功率：電牽引已達(dá) 1530kW，而液壓牽引為 900kW 和 1000kW，所以世界紀(jì)錄的采煤機(jī)都是電牽引采煤機(jī)，其牽引速度和可用率都明顯高于液壓牽引的采煤機(jī)。 工作可靠行很高 EDW450/1000L 電牽引采煤機(jī)在澳大利亞尤蘭礦的可用率為 97%， 6LS 電 牽引采煤機(jī)在美國杜賓的可用率為 97%， ELECTRA1000 電牽引采煤機(jī)在美國、英國一些礦的可用列表為 96~98%；液壓牽引采煤機(jī)的可用率一般在 50%~60%以下。 易于實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)控制 由于微機(jī)控制的功能