【正文】 煤板寬度 之和，后者 又 由溜槽高度和鏟煤板傾角等決定。隨著加大現(xiàn)代采煤機的生產(chǎn)率，輸 送機 的生產(chǎn)率也要加大，因而溜槽寬度、溜槽高度和鏟煤板寬度都要加大。因此，縮小采煤機機體寬度遠非一定能壓縮尺寸 E。 尺寸 K 取決于電纜槽的寬度。電纜槽寬度 又 由鋪設(shè)電纜和水管的數(shù)量 (采煤機驅(qū)動功率，電壓和控制系統(tǒng) )所決定。 截 深 M應(yīng)盡可能增大。但要注意，增大截深則尺寸 C跟著加大，使頂板支護條件變壞，使支架結(jié)構(gòu)大為復(fù)雜，使采煤機工作時的穩(wěn)定性變差并提高采煤比能耗。 尺寸 N 是從老煤壁到第一排立柱的距離與支架 頂梁 懸臂長度之差，它決定了靠近煤壁的無支 護寬度，應(yīng)盡可能地縮小。當 E和 K較大時， 頂梁 懸臂長度就較大，因而要加大頂梁和前排立柱的載荷，惡化支架的工作條件。在一般情況下，老煤壁到第一排立柱的正常距離，在采用單體 支 架的機組 設(shè) 備約為 1200毫米，在綜采設(shè)備約為 1400～ 1500毫米。 采煤機長度是一個很重要的參數(shù)。如果采煤機的結(jié)構(gòu)和采煤工藝要求開缺口，那么，縮短采煤機長度和工作機構(gòu)間的距離就 可 以減少開掘工作面兩端缺口的工作量，而當機采全工作面 (無缺口 )時， 也 可以減少終端作業(yè)所消耗的時間。此外，當在起伏較大的薄煤層中工作時，因為采煤機機體與支架頂梁間的空隙 較小，縮短采煤機長度就有利于其在頂梁下通過。 從分析可知，除了截深和最大采高以外，縮小采煤機的主要尺寸總能改善采煤機的技術(shù)特征。但這要引起很大的設(shè)計困難，不一定總能辦到。 下面由圖 23討論計算采煤機的主要結(jié)構(gòu)尺寸。 雙滾筒采煤機的采高范圍主要決定于滾筒直徑，但也與采煤機的某些結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，如機身高度、搖臂長度及其擺動角度范圍等。對于雙搖臂滾筒采煤機，其最大采高一般不河南理工大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 超滾筒直徑的兩倍。由圖可知： 最大采高： Hmax ＝ A－2C+Lsin max? +2D (110) 最大挖底量： Emax ＝2C+Lsin max? +2DA (111) ? max? max 圖 23 雙滾筒采煤機結(jié)構(gòu)示意圖 A— 機面高度； B— 過煤高度； C— 機箱厚度； D— 滾筒直徑； E—— 挖底量； L—— 搖臂長度； max? —— 搖臂上擺最大角； max? 搖臂下擺最大角； 對于一定直徑的滾筒，采煤機的采高范圍是一定的。如果需要在較大范圍內(nèi)改變采高，則必須改變滾筒的直徑，必要時還需相應(yīng)的改變機身的高度和改變搖臂長度及其擺角范圍。在選用采煤機時，為了滿足采高的要求，需要合理地選擇滾筒直徑和機身高度，還要考慮挖底量要求。 參考現(xiàn)有采煤機技術(shù)條件，挖底量 取 Emax ＝ 400mm 在選用采煤機時，為了滿足采高的要求，需要合理地選擇滾筒直徑和機身高度。下表為一種雙滾筒采煤機（法國 SIRUS－ 400型）采高范圍的參數(shù)表，可供選擇參數(shù)時參考。表中列出在各種滾筒直徑和機身高度下的最大采高 H和機身過煤通道高度 B。 所設(shè)計的采煤機最大采高為 3000mm，又由于雙滾筒采煤機的滾筒直徑按采高來選擇，滾筒直徑應(yīng)稍大于最大采高的一半，以便采煤機能夠一次采全高，一般情況下，對于中厚河南理工大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 煤層 D＝ H/（ 1+）＝ 1629mm。綜合考慮表 21各參數(shù)，可取 機面高度： A＝ 1200mm 過煤高度： B＝ 600mm 滾筒直徑： D＝ 1600mm 表 21 雙滾筒采煤機采高范圍參數(shù) 機身高度A滾筒直徑D H B H B H B H B1000 2200 250 2400* 450* 2600* 600* 2800* 750*1200 2300 250 2500 450 2700* 600* 2900* 250*1400 2400 250 2600 450 2800 600 3000* 750*1600 2500* 250* 2700 450 2900 600 3100 7501800 2600* 250* 2800* 450* 3000 600 3200 750800 1000 1200 1400 注：表中數(shù)值的單位為毫米。帶 *的部分不宜選用。 參考國內(nèi)外各型號采煤機，初選搖臂擺角為 17176。 ～ +41176。 。將 A＝ 1200mm， D＝ 1600mm，H＝ 3000mm， E＝ 400mm代入公式 210和 211,得 L＝ 1898mm C＝ 490mm 由 2s in2m inm in DLCAH ???? ?反算以上各值，將以上各值代入此式，則 2160017s i n(189824901200m in ?????? ）H ＝ 1200mm1500mm 符合最小采高要求。 采煤 機設(shè)備設(shè)計的基本參數(shù) 初定如下 表 ： 河南理工大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 表 22 采煤 機設(shè)備設(shè)計的基本參數(shù) 參 數(shù) 尺 寸 采高范圍 ～ 3m 搖臂擺角 17176。 ～ 41176。 搖臂長度 1898mm 截深 700～ 1000mm 機面高度 1200mm 滾筒直徑 1600mm 挖底量 400mm 過煤高度 600mm 采煤機的工作參數(shù) 采煤機的 工作參數(shù)規(guī)定了滾筒采煤機的適用范圍和主要技術(shù)性能，它們既是設(shè)計采煤機的主要依據(jù)，又是綜采成套設(shè)備選型的依據(jù)。 1）生產(chǎn)率 采煤機的工作條件不同，其生產(chǎn)率也不相同。技術(shù)特征給出的值是指可能的最大生產(chǎn)率，即理論生產(chǎn)率 Qt 應(yīng)大于實際生產(chǎn)率。由已經(jīng)條件可知， 生產(chǎn)率為 800～ 1200t/h。 2）采高 采煤機的實際開采高度稱為采高。考慮煤層厚度的變化、頂板下沉和浮煤等會使工作面高度縮小，因此煤層厚度不宜超過采煤機最大采高的 90%～ 95%；不宜小于采煤機最小采高的 110%～ 120%。采高對確定采煤機整體結(jié)構(gòu)有決定性的影響，它既規(guī)定了采煤機適用的煤層厚度，也是與支護設(shè)備配套的一個重要參數(shù)。本機要求達到的采高為 ～ 3m。 河南理工大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 在選用采煤機時，為了滿足采高的要求，需要合理地選擇滾筒直徑和機身高度，還要考慮挖底量的要求，這里最大挖底量取 400mm。 3)截深 采煤機截深機構(gòu)每次切入煤體內(nèi)的深度 B 稱為截深。它決定工作面每次推進的步距，是決定采煤機裝機功率和生產(chǎn)率的主要因素，也是支護設(shè)備配套的一個重要參數(shù)。本機要求達到的截深為 ～ 1m。 取 。 4）截割速度 滾筒上截齒齒尖所在圓周 的切線速度稱為截 割 速度。截割速度決定于截割部傳動比、滾筒直徑和滾筒轉(zhuǎn)速，對采煤機的功率消耗、裝煤效果、煤的塊度和煤塵大小等有直接影響。 為了減少滾筒截割時產(chǎn)生的細煤和粉塵，增多大塊煤，應(yīng)降低滾筒轉(zhuǎn)速。滾筒轉(zhuǎn)速對滾筒截割和裝載過程的影響都比較大，但是對粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度，而不是滾筒轉(zhuǎn)速。截割速度一般為 ～ ，少數(shù)機型只有 。滾筒轉(zhuǎn)速是設(shè)計截割部的一項重要參數(shù)，新型采煤機直徑 左右的滾筒轉(zhuǎn)速多為 25～40r/min，直徑小于 80r/min。本機滾筒轉(zhuǎn)速初選 40r/min。截割速度可用下式計算： vj ＝ 60Dn? (212) 式中 vj —— 截割速度， m/s； D—— 滾筒直徑， m； n—— 滾筒轉(zhuǎn)速， r/min。 故 vj ＝ 60Dn? ＝ 60 ??? ＝ 5）牽引速度 采煤機截割時牽引速度的高低，直接決定采煤機的生產(chǎn)率及所需電機功率，由于滾筒裝煤能力，運輸機生產(chǎn)率，支護設(shè)備推移速度等因素的影響，采煤機在截割時的牽引速度比空 轉(zhuǎn) 時低的多。采煤機牽引速度在零到某個值范圍內(nèi)變化， 選擇工作牽引速度時，應(yīng)考慮采煤機的負荷、生產(chǎn)能力，以及運輸設(shè)備的運輸能力。牽引速度可用式 (11)計算。 河南理工大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 故 m i n/ 100060 mHBQv tq ?????? ? 6）裝機功率 采煤機所裝備電動機的總功率，稱為裝機功率。裝機功率越大，采煤機可采越堅硬的煤 層，生產(chǎn)能力也越高。滾筒采煤機總裝機功率 P 包括截割消耗功率 Pj 、牽引消耗功率Pq 、輔助泵站等消耗功率 Pf 三部分。 由于采煤機在截割和裝載過程中，受到很多因素的影響，所需電機功率大小，很難用理論方法精確計算，常采用類比法或比能耗法來估算。采用比能耗法估算電機功率，是根據(jù)采煤機生產(chǎn)率和比能耗 (截割單位體積煤所消耗的功率 )實驗資料來確定，如果比能耗值確定適當，計算值就比較合理。 表 23 煤體普氏系數(shù)與截割阻抗的關(guān)系 抗切削強度A（ KN/ cm）〈 ~ 〉普性系數(shù)f〈 ~ 〉煤質(zhì)軟煤中硬煤硬煤 表 24 采煤機裝機功率推薦值（ kW） ~ ~ ~ ~ 100 100 ~ 120 120 ~ 200 200 ~ 250 ~ 125 135 ~ 150 150 ~ 250 250 ~ 350 150 150 ~ 200 300 ~ 350 設(shè)計生產(chǎn)率(t /m in ) 3 ~ 4 4 ~ 6 6 ~ 10 10 ~ 15煤層厚度（m）截割阻抗A (kN/cm) 注：對于硬煤和極硬煤，裝機功率應(yīng)按表中的數(shù)值增大一倍。 已知煤質(zhì)為硬煤，普性系數(shù) f＝ ，由表 23 查得截割阻抗系數(shù) A。 取截割阻抗 A=180～ 200 牛頓 /毫米的煤為基準煤，當采煤機以不同的牽引速度截割時，包括牽引河南理工大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 部及輔助液壓系統(tǒng)在內(nèi)，其比能耗的估算值如表 25， 牽引速度較大 ，則采煤機比能耗 可取 HWB ＝ 。 表 25 螺旋滾筒采煤機比能耗 HWB 牽引速度（米 /分） 2 3 4 5 6 HWB （千瓦 時 /噸） 表 26 煤層 截割阻抗 A 牛頓 /毫米 磨蝕性系數(shù) P 毫米 /千米 堅硬夾雜物 % 脆韌性 采煤機械選型 級別 類別 （脆性 煤層） 一級 1 類 （極軟） 60～ 120 ＜ 100 0 脆性 采高小于 米時優(yōu)先選用刨煤機 只含軟夾矸 2 類 （軟） 100～ 200 含軟的泥質(zhì)頁巖夾矸細碎雜物含量＜ % 韌性 3 類 （中硬） 120～ 180 韌性 （脆性韌性 煤層） 二級 4 類 （超中硬） 180～ 240 200～ 300 細碎硬夾雜物＜ 1% 韌性 滾筒采煤機 60～ 120 細碎硬夾雜物含量 ＜ % 脆性 120～ 180 5 類 （硬） 180～ 240 300～ 400 細碎硬夾雜物含量 ＜ % 韌性 脆 性 240～ 300 （脆性 煤層） 一級 6 類（ 極硬） 240～ 300 450～ 500 砂質(zhì)頁巖砂巖或結(jié)團硬夾雜物含量＜ % 斷面積＜ 1000cm2r的大塊夾雜物含量 ＜ ～ 5% 韌性 需先爆破或注高壓水把煤層松動后，才能選用滾筒采煤機 180～ 240 7 類 （特硬） 不論 ≥600 硬夾矸和大塊結(jié)團夾雜物含量 8～ 10% 河南理工大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 表 27 功率水平系效 電機 Mmax /MH 牽引速 度調(diào)節(jié)方式 自動調(diào)速 人工調(diào)速 ～ ～ ～ 1 表 28 后滾筒工作條件系數(shù) 滾筒轉(zhuǎn)向 后滾筒開采煤層部位 下部 上部 向著前滾筒截割自由面 逆著前滾筒截割自由面 雙滾筒采煤機前滾筒與后滾筒截割條件不同，前滾筒截割時，煤層只有面向采空區(qū)一個自由面，后滾筒截割時，前滾筒己截割出第二個自由面。若以 HWB 表示前滾 筒 截割比能耗，后滾筒截割比能 耗 H39。WB 為 H39。WB ＝ (213) 式中： K— 后滾筒工作條件系數(shù)，可由表 28選取 ，由已知條件選 K＝ ,則 H39。WB ＝ ＝ ?? 則 雙滾筒采煤機所需電機功率 )( 39。21 WBWB HHKK QN ?? (214) 式中 Q— 采煤機的實際生產(chǎn)率； K1— 功率利用系數(shù)，用一臺電機驅(qū)動時取 1， 兩臺電機分別驅(qū)動時取 ； K2— 功率水平系數(shù)，與牽引速度調(diào)節(jié)方式 、 電機超載能力等 因 素有關(guān)，按表 27選取，河南理工大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 超載能力是指最大轉(zhuǎn)矩 Mmax 與額定轉(zhuǎn)矩 MH 比值。 取 K2 ＝ 。 則 )( 39。21 WBWB HHKKQN ?? = )( 800 ????? =366kW 本機是 兩臺電機驅(qū)動可按上