【文章內(nèi)容簡介】 送機里運到工作面之外。實現(xiàn)扎中裝煤功能的機構(gòu)與落煤結(jié)構(gòu)的種類有關(guān)。經(jīng)過淘汰和篩選，只有兩種類型的裝煤結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用。 一種是與落煤結(jié)構(gòu)相結(jié)合，不僅具有落煤功能而且兼有裝煤的功能。比如，螺旋滾筒式工 作機構(gòu)，采煤下來的碎煤被螺旋葉片自煤壁向采空區(qū)方向輸送，并裝到工作面輸送機里。另一種是專門用于裝煤的機構(gòu)，如裝煤犁，這是一種斜面結(jié)構(gòu) , 和犁地的犁一般，被單獨的牽引機構(gòu)牽引，在工作面往返運行，把碎落在底板上的煤裝入輸送機里。這種結(jié)構(gòu)往往與沒有裝煤功能的工作機構(gòu)配合。 三、實現(xiàn)采煤機自動移動功能的結(jié)構(gòu)方案 采煤機沿工作面移動被稱為牽引，能使采煤機實現(xiàn)自移的結(jié)構(gòu)有稱作牽引機構(gòu)。現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的牽引機構(gòu)可以分為兩大類；既鏈牽引機構(gòu)和無鏈牽引。 鏈牽引機構(gòu) 鏈牽引機構(gòu)是由圓環(huán)鏈、鏈輪、和緊鏈裝置組成。牽引鏈的兩端 固定在緊鏈裝置上，并與采煤機的鏈輪嚙合。當(dāng)鏈輪裝動時，由于鏈輪與圓環(huán)鏈的嚙合作用，采煤機便沿牽引鏈移動。 圖 24 鏈牽引機構(gòu) Traction linked institutions 無鏈牽引機構(gòu) 隨著采煤機功率的不斷加大，采煤機的總裝機容量已超過 1000KW。牽引鏈中的拉力也已增至 400800KN。因此牽引鏈機構(gòu)已限制了采煤機功率的提高。無鏈牽引機構(gòu)就隨之產(chǎn)生和發(fā)展起來了。無鏈牽引機構(gòu)種類繁多，大體上可歸納為三類；主動輪 — 齒條、閉合鏈 — 齒條和邁步油缸推進三類。其中主動輪 — 齒條 無鏈牽引系統(tǒng)應(yīng)用最廣。 實現(xiàn)采煤機輔助功能的結(jié)構(gòu)方案 只具有基本功能的采煤機，能勉強完成在工作面破落煤壁和裝煤的任務(wù)。在實際中還要使用到一些輔助功能，有；適應(yīng)煤層賦存狀況變化的功能、降塵和冷卻設(shè)備功能、自動托卷電纜功能等。 一、實現(xiàn)適應(yīng)煤層賦存狀況變化功能的機構(gòu)方案 煤層在地下賦存狀態(tài)的變化概括起來有三種；煤層厚度的變化、煤層走向波浪起伏以及存在斷層、煤層相對于水平面傾角的變化。 實現(xiàn)適應(yīng)煤層厚度變化的功能的結(jié)構(gòu)方案 當(dāng)煤層厚度隨時變化時，兩個滾筒的工作高度應(yīng)當(dāng)變化，這就需要實現(xiàn)能適應(yīng)煤層厚度變 化的功能的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)稱為采煤機的調(diào)高裝置。 適應(yīng)煤層沿走向波浪起伏以及存在的斷層的功能的結(jié)構(gòu)方案 采煤機在采空區(qū)安裝有調(diào)斜油缸，采空區(qū)側(cè)的滑靴安裝在活塞桿上。活塞桿伸縮就改變餓采煤機的傾斜角度。這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)調(diào)斜功能得到普遍應(yīng)用。 具有開采大傾角煤層功能的結(jié)構(gòu)方案 當(dāng)采煤工作面傾角大于 10176。 ，一旦及其牽引部失靈，采煤機有可能下滑，具體防滑裝置有： （ 1）抱閘式防滑裝置 （ 2）盤式制動器防滑裝置 （ 3）輔助牽引與防滑絞車 二、實現(xiàn)降塵和冷卻功能的結(jié)構(gòu) 實現(xiàn)降塵功能的方案 采煤機的滾筒在截割煤壁的 同時，產(chǎn)生的煤塵嚴重污染井下空氣，威脅工人身體健康。因此降塵是采煤機的重要輔助功能。 降塵措施有很多種，歸納起來有； （ 1）提高采煤機牽引速度，降低截煤滾筒的轉(zhuǎn)速，增大碎煤塊度，能明顯降低煤塵。 （ 2）滾筒軸垂直于采煤機機面，即采用立滾筒，使截齒沿煤層層理截割，也能降低煤塵 （ 3）在可能條件下，減少滾筒上安裝截齒的數(shù)量增大碎煤的塊度，降低煤塵 （ 4）實現(xiàn)滾筒自動調(diào)高，避免滾筒截割工作面頂板和底板，從而降低牽引速度，避免煤塵大量生成。 （ 5）吸入式降塵機構(gòu)，壓力水精油在滾筒軸內(nèi)的中心管送到噴嘴，有噴嘴噴出壓力水在水束周圍形成負壓區(qū)，含塵空氣被吸入負壓區(qū)并隨水束穿過滾筒內(nèi)部降塵后，重新進入截煤空間?？諝饩瓦@樣在滾筒內(nèi)循環(huán)被凈化，降塵效果比較好。 （ 6）用噴霧降塵，壓力水經(jīng)過噴嘴后霧化，極小的液滴充滿滾筒截煤區(qū)，液滴與粉塵相碰而被不捉。一般采煤機內(nèi)外噴霧都有，降塵效果很好。 （ 7）泡沫滅塵，有發(fā)泡劑的水自噴嘴噴出進入一個與噴嘴緊挨的罩體。大量的泡沫從罩體射出，籠罩了截煤滾筒的周圍，使煤塵源與周圍空氣隔絕，并使煤粉被泡沫捕捉。這種滅塵方式效果最佳。 實現(xiàn)冷卻功能的方案 采煤機的冷卻功能是由 實現(xiàn)的。讓噴霧水首先流 過需要冷卻的不見，實現(xiàn)冷卻功能，然后再被送到噴霧系統(tǒng)中。因此，冷卻與噴霧水是一個供水系統(tǒng)， 三、實現(xiàn)自動卷電纜功能的結(jié)構(gòu)方案 采煤機是采煤工作面內(nèi)的移動機械，因此，對采煤機供電必須用橡膠電纜。當(dāng)采煤機工作面很長時，被采煤機拖移的電纜很長，而且很重。如果采煤機直接拉引電纜本身，電纜容易被拉斷。因此要用專門的電纜拖移裝置。一般使用電纜尼龍夾板組成的夾板鏈，它由框形夾板用鉚釘鏈接而成。每段長 ，各段之間再由銷軸連接?？蛐袏A板在斷面為U形，在夾板鏈中其開口朝向才空區(qū)側(cè)。夾板鏈終端借助于可回轉(zhuǎn)的彎頭懸掛于采煤 機身上。板式鏈僅位于彎頭處，意在改善夾板鏈端受力狀況。其優(yōu)點在于，使電纜在采煤機折返工作中折曲靈活，不易側(cè)倒；而且有效的保證在采煤機牽引過程中使電纜免受拉力；朔料夾板重量輕，強度足夠，使電纜免受碰傷。 薄煤層采煤機的主要技術(shù)參數(shù)的確定 1) 截深 截深是指薄煤層采煤機工作機構(gòu)完全按截入煤壁的深度，即采煤機沿工作面走向一次推進的距離。對于中厚和厚煤層，考慮到工作面輸送機的最大輸送能力以及充分利用頂板壓力對煤壁的予破壞效應(yīng)，截深絕定為 。對于薄煤層，為保證工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)率，適當(dāng)加大截深，取截 深 ，截深取為 。 2) 采高 才高是指最大可能開采的高度，是由采煤機的機械結(jié)構(gòu)決定的。對于單一煤層的開采，才高要與煤層厚度相當(dāng)。當(dāng)厚煤層分層開采時，按最大分層厚度約為最大才高的 9095%，最下煤層厚度約為最小采高的 110120%來確定采煤機的采高。薄煤層的厚度是在，此次設(shè)計的最大采高為 。這樣可以滿足要求。 3) 牽引速度 采煤機牽引速度由煤層厚度、截深、煤層物理機械性 質(zhì)以及用戶對采煤機生產(chǎn)率的要求確定的。牽引速度即采煤機沿工作面移動的速度。由于煤層的機械力學(xué)性質(zhì)復(fù)雜多變，需要隨時調(diào)節(jié)牽引速度，使采煤機能在正常負載下工作。當(dāng)用戶生產(chǎn)率已定，則當(dāng)采高和截深加大牽引速度就減??；當(dāng)采高和截深小，勢必加大牽引速度。當(dāng)煤層中含矸量較大或煤層硬度較高，才么及的牽引速度也必須減低。我國采煤機的牽引速度在 圍，國外的可達 15m/ 15t/min 故由 QT =60HJVq ? 式中 H— 薄煤層采煤機采高， m。 J— 薄煤層采煤機截深， m。 Vq — 薄煤層采煤機可能達到的平均牽引速度， m/min。 ? — 煤的密度，一般為 ~ QT — 薄煤層采煤機理論生產(chǎn)率， t/h. 采高 H,薄煤層的厚 度在 米。截深 J 也已設(shè)計給出為 。煤的密度由煤巖性質(zhì)取 。則 Vq =?HJQT60 （ 11） 這樣取牽引速度 0~。 4) 牽引力 采煤機的牽引力是采煤機克服牽引阻力的能力。采煤機的牽引阻力取決于煤層的物理機械性質(zhì)、工作面傾角、 采煤機自重以及導(dǎo)向裝置摩擦阻力等。在初定牽引力時，可按p=()N p— 采煤機牽引力， KN。 N— 采煤機總裝機功率， KW。 表 21采煤機裝機功率 Table 21 Shearer installed power 采煤機裝機功率（ KW） 采煤機牽引力（ KN） 50 100 100 100120 150 160180 200 200220 300 250300 表 22 采煤機裝機功率 Table 22 Shearer installed power 煤層阻抗A KN/m 煤層厚度 m 采煤機裝機率 kw 120 120240 240 100 120 200 250 125 35150 150250 250350 150 150200 300350 設(shè)計生產(chǎn)率 T/min 34 46 610 1015 5）截割速度 截割速度是截煤滾筒截齒圓圍切向速度，此速度與滾筒直徑、滾筒轉(zhuǎn)速以及采煤機牽引速度有關(guān)。實踐證明，截齒的截割速度與截齒的磨損速度相關(guān)。為減緩截齒磨損取低截割速度。當(dāng)采高大，牽引速度大，為不發(fā)生滾筒裝煤堵塞和對煤的二次破損，滾筒速度應(yīng)加大則截割速度也相應(yīng)加大。目前，截割速度一般為 ，對小直徑滾筒而言截割速度甚至為 。 6）裝機功率 采煤機裝機功率，是指采煤機總裝機功率?？砂?下表估算。 7)采煤機設(shè)計生產(chǎn)率 采煤機理論設(shè)計生產(chǎn)率按下式計算： QT =60HJVq ? （ 21） 式中 H— 薄煤層采煤機采高， m。 J— 薄煤層采煤機截深， m。 Vq — 薄煤層采煤機可能達到的平均牽引速度， m/min。 ? — 煤的密度，一般為 ~ QT — 薄煤層采煤機理論生產(chǎn)率， t/h. 考慮到對采煤機檢查、維護等技術(shù)因素對生產(chǎn)率的影響，應(yīng)計算出采煤機的技術(shù)設(shè)計生產(chǎn)率 Q； Q= QT .K T/h （ 22） 式中 K— 采煤機技術(shù)工作時間利用系數(shù)， K=3211 ttt t ?? （ 23） 1t — 割一刀煤采煤機的純工作時間， min。 2t — 割一刀煤所需的輔助時間， min. 3t — 割一刀煤消除故障時間， min。 此外，應(yīng)考勞動組織以及配套設(shè)備等對 生產(chǎn)率的影響。因此，采煤機實際生產(chǎn)率 QT ； QT =Q 39。K （ 24） 式中 39。K — 采煤機純利用系數(shù)； 39。K =43211 tttt t ??? （ 25） 4t — 因技術(shù)和組織原因引起的停機時間， min. 實際上，采煤機的生產(chǎn)率要比上面諸式計算值低得多，因為許多影響因素?zé)o法事先估計出。 小結(jié) 該采煤機是基于 BW150 進行改進設(shè)計，改為薄煤層爬底板式的采煤機。它適用于采高為 6501200mm，傾角小于 35 度的煤層。當(dāng)傾角大于 90 度的時候應(yīng)加防滑裝置。 該采煤機的兩個牽引部設(shè)在工作面輸送機的兩端，用牽引鏈與聯(lián)結(jié)橋相連。聯(lián)結(jié)橋 與機身部、兩個搖臂和連個滾筒裝配在一起，形成一個整體，在工作面往返穿梭式采煤。聯(lián)結(jié)橋跨接于工作面輸送機之上，在聯(lián)結(jié)橋內(nèi)部安裝機器控制部分，工人可以在采空區(qū)側(cè)進行操作。機身部與滾筒 、搖臂等則懸置于采煤側(cè)。 一、此設(shè)計采煤機的特點： 破碎煤壁功能結(jié)構(gòu)方案 在采煤機設(shè)計中實現(xiàn)此方案一共有三種： 銑削式結(jié)構(gòu)方案 鉆削式結(jié)構(gòu)方案 滾壓式結(jié)構(gòu)方案 本機采用銑削式結(jié)構(gòu)方案，鉆具為垂直滾筒。 其優(yōu)點是： 1） 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便； 2） 破碎煤層時，截齒沿層理運動，截齒所受截割阻力小，采煤機能耗比較低。 采 煤機自動移動功能的結(jié)構(gòu)方案 能使采煤機實現(xiàn)自動移動的結(jié)構(gòu)被稱為牽引機構(gòu)，現(xiàn)在設(shè)計采煤機時采用的牽引機構(gòu)有兩種 ： 鏈牽引機構(gòu) 無鏈牽引機構(gòu) 本采煤機采用鏈牽引機構(gòu)中的水平鏈輪的牽引機構(gòu)。 雖然鏈牽引機構(gòu)存在不足，但在薄煤層工作面等特定條件下，還必須適用鏈牽引機構(gòu)。 牽引部動力傳遞種類 牽引部傳動裝置的功用是將采煤機電動機的能量傳到主動鏈輪或驅(qū)動輪并實現(xiàn)調(diào)速，現(xiàn)有的牽引部傳動形式可分為三類 機械牽引 液壓牽引 電牽引 本采煤機利電氣傳動來驅(qū)動牽引部，電牽引的優(yōu)點是調(diào)速、換向、過載保護和各種監(jiān)控保護都可以由電 氣系統(tǒng)實現(xiàn)，使得機械傳動部分大為簡化，因而可以縮小采煤機的體積，采煤機的總重量比液壓牽引采煤機減輕 1/3。調(diào)速方便調(diào)速范圍廣，調(diào)速特性好；牽引部傳動效率比液壓牽引部提高近 30%；可以用于有鏈和無鏈牽引系統(tǒng)；裝有兩臺兩臺電牽引部的采煤機，可以在不降低牽引速度的條件下吧牽引力提高一倍。 驅(qū)動方式 驅(qū)動方