【正文】 采高大小對(duì)確定采煤機(jī)整體結(jié)構(gòu)有決定性影響，它既決定了采煤機(jī)使用的煤層厚度，也是與支護(hù)設(shè)備配套的重要參數(shù)。 考慮煤層厚度的變化、頂板下沉和上浮煤等會(huì)使工作面高度縮小，煤層（或分層）厚度不宜超過(guò)采煤機(jī)最大采高的 90%～ 95%，不宜小于采煤機(jī)最小采高的 110%～ 120%。 在選用采煤機(jī)時(shí)，為了滿足采高的要求 ，需要合理地選著滾筒直徑和機(jī)身高度，還要考慮臥底量要求，臥底量一般為 100～ 300mm。 截深： 采煤機(jī)截割機(jī)構(gòu)（如滾筒）每次切入煤體內(nèi)的深度（ B）。 截深決定工作面每次推進(jìn)的步距，是確定采煤機(jī)裝機(jī)功率和生產(chǎn)率的主要因素，也是支護(hù)設(shè)備配套的重要參數(shù)。 截深確定因素：煤層厚度、煤質(zhì)軟硬、頂板巖性、支架移架步距、生產(chǎn)率 薄煤層：大截深（ ～ ） 厚煤層：小截深（ ～ ） Vj = ??????60 其中 Vj—— 截割速度 m/s， D—— 滾筒直徑 m， n—— 滾筒轉(zhuǎn)速 r/min0 8 截割速度： 滾筒上截齒齒尖所在圓周的切線速度。一般為 ～ ，少數(shù)機(jī)型有 。 截割速度確定因素：截割部傳動(dòng)比、滾筒直徑和滾筒轉(zhuǎn)速，功率消耗、裝煤效果、煤的塊度和煤塵大小。 注意問(wèn)題：滾筒轉(zhuǎn)速低時(shí)，滾筒截割時(shí)產(chǎn)生的細(xì)煤和粉塵少，大塊煤多。 所以滾筒直徑 = 左右的轉(zhuǎn)速多為 25～ 40r/min，滾筒直徑 的轉(zhuǎn)速可高達(dá) 80r/min。 牽引速度 采煤機(jī)截煤時(shí)的運(yùn)行速度。 當(dāng)截割阻力變小時(shí)，應(yīng)加快牽引，以獲得較大的截割厚度，增加產(chǎn)量和增 大煤的塊度； 當(dāng)截割阻力變大時(shí)，則應(yīng)放慢牽引，以減小截割厚度，防止電動(dòng)機(jī)過(guò)載，保證機(jī)器正常工作。 液壓牽引：最大牽引速度可達(dá) 10～ 12m/min； 電牽引：最大牽引速度高達(dá) 18～ 25m/min； 牽引速度確定：應(yīng)考慮采煤機(jī)的負(fù)荷、生產(chǎn)能力、運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力。 牽引力 影響因素：煤質(zhì)、采高，牽引速度、工作面傾角、機(jī)器自重及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和摩擦系數(shù)等。 牽引力與裝機(jī)功率的關(guān)系： 裝機(jī)功率 P200kW 的有鏈牽引采煤機(jī)牽引力 T=1～ (kN)，無(wú)鏈牽引力為 2～ (kN)； 裝機(jī)功率 P300kW，有鏈牽引力為 1P,無(wú)鏈牽引力為 2P(kN)。 裝機(jī)功率 裝機(jī)功率：采煤機(jī)裝備的所有電動(dòng)機(jī)的功率總和。 裝機(jī)功率大，采煤機(jī)適用的煤層硬，生產(chǎn)能力高。 裝機(jī)功率包括：截割功率、牽引功率、輔助功率三部分。 83 采煤機(jī)的結(jié)構(gòu) 一、截割部 結(jié)構(gòu)組成：割煤滾筒、搖臂、減速箱、電動(dòng)機(jī) 螺旋滾筒 結(jié)構(gòu)：端盤、螺旋葉片、截齒（裝在葉片頂端及端盤周邊齒座上）、筒轂、滾筒軸、噴嘴。 工作原理：滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，截齒截割和剝落煤體，螺旋葉片將碎煤運(yùn)至滾筒的采空側(cè)，裝入輸送機(jī)。在葉片上和端盤上齒座的旁邊的內(nèi)噴嘴用于噴霧，進(jìn)行冷 卻降塵。 螺旋滾筒的結(jié)構(gòu) 1—端盤； 2—螺旋葉片； 3—齒座； 4—噴嘴； 5—筒轂 截齒裝在螺旋滾筒上，是采煤機(jī)截煤的刀具。 基本要求：強(qiáng)度高，耐磨性好，截割比能耗低，能適應(yīng)較多的煤層條件，在齒座上安裝可靠，易于拆裝。 2）截齒基本要求：截割塊煤多，煤塵少，截割比能耗小，滾筒受力較均衡，所受載荷變動(dòng)小，機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定。 主要參數(shù)：截線（水平線）：截齒齒尖的運(yùn)動(dòng)軌跡；截距：相鄰兩條界限之間的距離；豎線：截齒的位置坐標(biāo)。 傳動(dòng)方式主要有四種方式：①電動(dòng)機(jī)－機(jī)頭減速器－搖臂減速器－滾筒②電動(dòng)機(jī)一機(jī)頭減速箱一搖臂減速箱一行星齒輪傳動(dòng)一滾筒③電動(dòng)機(jī) 機(jī)頭減速箱 滾筒④電動(dòng)機(jī)一搖臂一行星齒輪傳動(dòng)一滾筒 截割部的潤(rùn)滑⑴固定減速箱的潤(rùn)滑 飛濺潤(rùn)滑：潤(rùn)滑強(qiáng)度高，工作零件散熱快，不需潤(rùn)滑設(shè)備，對(duì)潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)和黏度降低不敏感。⑵搖臂內(nèi)傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑 （ 3） 強(qiáng)制潤(rùn)滑：設(shè)專供搖臂箱傳動(dòng)件用的潤(rùn)滑油泵。 二、采煤機(jī)的牽引部 牽引機(jī)構(gòu) 1）鏈牽引機(jī)構(gòu)：牽引鏈、鏈輪、鏈接頭和緊鏈裝置等。采煤機(jī)向大功率、重型化和大傾角方向發(fā)展以后，鏈牽引機(jī)構(gòu)已不 能滿足需要，從 70 年代開始，鏈牽引已逐漸減少。 2）無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu) ① 齒輪－銷軌型：齒輪與圓柱銷排式齒軌 (銷軌 )相嚙合。 ② 滾輪 齒軌型：底托架內(nèi)的兩個(gè)滾輪 (即銷輪 ) 與固定在輸送機(jī)上的齒條式齒軌相嚙合。 ③ 鏈輪－鏈軌型：鏈輪與鋪設(shè)在輸送機(jī)采空側(cè)擋板內(nèi)的圓環(huán)鏈相嚙合。 ④ 復(fù)合齒輪齒條型：在機(jī)牽引部的出軸上裝一雙四齒交錯(cuò)齒輪驅(qū)動(dòng)裝在底托架上的雙六齒交錯(cuò)齒輪，與固定在輸送機(jī)煤壁側(cè)的交錯(cuò)齒條嚙合。 無(wú)鏈牽引的特點(diǎn) 1）優(yōu)點(diǎn)：（ 1）采煤機(jī)移動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)小，降低了故障率，機(jī)器使用壽命長(zhǎng)。（ 2）可采用多級(jí)牽引，使?fàn)恳μ岣叩?400～ 600kN，實(shí)現(xiàn)在大傾角（最大達(dá) 54176。）條件工作 (有可靠的制動(dòng)器 )。（ 3）實(shí)現(xiàn)工作面多臺(tái)采煤機(jī)同時(shí)工作，提高了產(chǎn)量。（ 4）消除了斷鏈?zhǔn)鹿?，增大了安全性? 2）缺點(diǎn)：（ 1）對(duì)輸送機(jī)的彎曲和起伏不平要求高；（ 2）輸送機(jī)的彎曲段較長(zhǎng)（約 15m)，對(duì)煤層地質(zhì)條件變化的適應(yīng)性差；（ 3）無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)使機(jī)道寬度增加約 100mm，加長(zhǎng)了支架的控頂距離。 牽引部傳動(dòng)裝置⑴機(jī)械牽引：指全部采用機(jī)械傳動(dòng)裝置的牽引。特點(diǎn)：工作可靠，但只能有級(jí)調(diào)速，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。目前已很少采用。⑵ 液壓牽引 ：利用液壓傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)的牽引。特點(diǎn)：牽引部可 以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，變速、換向和停機(jī)等操作比較方便，保護(hù)系統(tǒng)比較完善，并且能隨負(fù)載變化自動(dòng)地調(diào)節(jié)牽引速度。但系統(tǒng)復(fù)雜。⑶電牽引：利用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的牽引。特點(diǎn)：具有牽引特性好；機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；效率高；牽引力大；牽引速度高；工作可靠性高；易于實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)控制；生產(chǎn)率高等。 現(xiàn)代采煤機(jī)多采用電牽引方式。 類型：直流電動(dòng)機(jī)、交流異步電動(dòng)機(jī)兩種 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速：串勵(lì)、它勵(lì)、復(fù)勵(lì)三種型式 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速：變極、變轉(zhuǎn)差率、變頻 交流電動(dòng)機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)牽引采煤機(jī)相比的特點(diǎn) : 1）鼠籠型電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、堅(jiān)固耐 用、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價(jià)格低廉。2）無(wú)電刷和換向器，無(wú)火花和炭粉，耐振動(dòng)，維修量小。 3）過(guò)載能力大。鼠籠電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力系數(shù)為 ～ ，而中小型直流電動(dòng)機(jī)為 。 三、采煤機(jī)輔助裝置 調(diào)高：搖臂調(diào)高、機(jī)身調(diào)高。（調(diào)整滾筒的高低位置） 調(diào)斜裝置：在底托架下靠采空區(qū)側(cè)的兩個(gè)支撐滑靴上設(shè)置調(diào)節(jié)液壓缸。（調(diào)整機(jī)身繞其縱軸的擺動(dòng)） 底托架：采煤機(jī)機(jī)身和工作面輸送機(jī)相連接的組件，由托架、導(dǎo)向滑靴、支撐滑靴等組成。噴霧降塵裝置：內(nèi)、外噴霧裝置 拖纜裝置：拖動(dòng)電纜和水管，以實(shí)現(xiàn)不間斷地給采煤機(jī)提供電 源和噴霧水源。 破碎裝置：破碎滾筒、傳動(dòng)裝置 擋煤板：弧形（分專用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和無(wú)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)），提高裝煤效果、減少煤塵飛揚(yáng)。 防滑裝置：有插棍式、抱軌式、安全絞車式和制動(dòng)器式等形式。⑴插棍式：在底托架下鉸接一根傾斜向下的插棍，當(dāng)機(jī)器下滑時(shí)插棍插在輸送機(jī)刮板鏈的刮板上。這種裝置僅適用于中、小型采煤機(jī)。⑵抱軌式：在導(dǎo)向滑靴附近安裝抱閘，當(dāng)采煤機(jī)下滑時(shí)抱住導(dǎo)向軌 (管 )。由于抱閘安裝位置工作條件差，影響工作的可靠性，故未推廣。⑶安全絞車式：在滾筒采煤機(jī)的上方固定一根安全鋼絲繩，絞車固定在工作面回風(fēng)巷內(nèi)并以與采煤機(jī)行 走速度同步的速度拉緊鋼絲繩，當(dāng)采煤機(jī)下滑時(shí)安全絞車制動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)形式在中、小型滾筒采煤機(jī)上使用較多。 ⑷制動(dòng)器式：用于無(wú)鏈牽引滾筒采煤機(jī)。當(dāng)兩套行走驅(qū)動(dòng)裝置中有一套以外損壞時(shí)，另一套由制動(dòng)器制動(dòng)。這是現(xiàn)代大功率滾筒采煤機(jī)中使用最廣 泛的防滑裝置。 84 第四節(jié)刨煤機(jī)及連續(xù)采煤機(jī) 刨煤機(jī) （一）拖鉤式刨煤機(jī) 結(jié)構(gòu)原理： 刨煤機(jī)與工作面輸送機(jī)組成一體，成為具有能落煤、裝煤和運(yùn)煤的機(jī)組。刨煤機(jī)組沿工作面全長(zhǎng)布置。 在刮板輸送機(jī)的機(jī)頭和機(jī)尾槽靠采空區(qū)一側(cè)，各設(shè)置一套 由電動(dòng)機(jī)、液壓聯(lián)軸器和減速器組成的刨頭驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置固定在刨頭上的刨鏈上，拖動(dòng)刨頭在工作面上往返移動(dòng)。 刨鏈牽引方式： 后部牽引：刨鏈布置在采空區(qū)側(cè)； 前部牽引：刨鏈布置在煤壁側(cè)。 后部牽引的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： (1)刨鏈的牽引對(duì)刨刀產(chǎn)生一個(gè)切入煤壁的力，可以提高刨刀的切削性能； (2)刨鏈檢修較方便； (3)縮小了輸送機(jī)與煤壁的距離，提高了裝煤效果； (4)刨頭的穩(wěn)定性較好。 缺點(diǎn)：牽引阻力較大，刨鏈壽命較短，對(duì)提高刨速和刨硬煤都不利。 二、連續(xù)采煤機(jī) 主要特點(diǎn)： 機(jī)架整體布局緊湊；主要驅(qū)動(dòng)力均為電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)效率較高，故障效率較低，且電動(dòng)機(jī)均布置在易于拆 9裝的外側(cè)，方便維修和更換；操作方便和安全，即可手動(dòng)也可離機(jī)遙控；有操作顯示屏進(jìn)行操作步驟顯示和故障顯示，不會(huì)誤動(dòng)作；易發(fā)生過(guò)載的傳動(dòng)系統(tǒng)中裝設(shè)有安全離合器和扭矩軸；輔助裝置設(shè)有瓦斯監(jiān)測(cè)、濕式除塵和干式滅火裝置；兩臺(tái)截割電動(dòng)機(jī)橫向布置在截割壁的兩側(cè)，通過(guò)減速器將動(dòng)力傳至截割鏈及左右側(cè)截割滾筒。 85 采煤機(jī)選擇 一、根據(jù)煤的堅(jiān)硬度選型 1)按堅(jiān)固性系數(shù) f 選型 : (1)f=～ 的中硬煤層，可采用中等功率的采煤機(jī)； (2)粘性煤以及 f=～ 4 的中硬以上的煤層，應(yīng)采用大功率采煤機(jī)。 2）按截割阻抗 A 選型 : 根據(jù)煤層厚度和截割阻抗，可按表選取裝機(jī)功率。若采煤機(jī)牽引速度或生產(chǎn)率更大時(shí)，裝機(jī)功率可按比例增大。對(duì)硬煤或極硬煤，裝機(jī)功率可按表中值增大一倍左右選取。 采煤機(jī)裝機(jī)功率（ kW）推薦值 二丶 根據(jù)煤層厚度選型 采煤機(jī)的最小截割高度、最大截割高度、過(guò)煤高度、過(guò)機(jī)高度等都取決于煤層的厚度。 ⑴極薄煤層 :煤層厚度小于 。最小截割高度在 時(shí)，只能采用爬低板采煤機(jī)。 ⑵薄煤層：煤層厚度為 。最小截割高度在 時(shí)，可選用騎槽式采煤機(jī)。 中厚煤層：煤層厚度為 ，根據(jù)煤的堅(jiān)硬度等因素可選擇中等功率或大功率的采煤機(jī)。 ⑷厚煤層：煤層厚度在 以上。 當(dāng)采用一次采全高時(shí)：選用具有調(diào)斜、大塊煤破碎功能的大采高采煤機(jī)。 當(dāng)采用分層開采時(shí)：采高應(yīng)控制在 ～ 范圍內(nèi)，按中厚煤層條件并根據(jù)分層開采的特點(diǎn)選型。 當(dāng)選用厚煤層放頂煤綜采工藝時(shí)：在長(zhǎng)度大于 60m 的長(zhǎng)壁放頂煤工作面，采煤機(jī)選型與一般長(zhǎng)壁工作面相同。 三、根據(jù)煤層傾角選型 煤層按傾角分為：近水平煤層（＜ 8176。）、緩傾斜煤層（ 825176。）、中斜煤層（ 2540176。）、急斜煤層（＞ 45176。） 1）騎溜槽、以溜槽支撐導(dǎo)向的爬底板采煤機(jī)：在傾角較大時(shí)應(yīng)考慮防滑問(wèn)題。 2）在煤層傾角大于 10176。時(shí)，采煤機(jī)須設(shè)置防滑裝置。 普遍采用的防滑裝置：固定在工作面回風(fēng)巷內(nèi)的液壓安全絞車。 當(dāng)采煤機(jī)由下向上截割時(shí)，液壓絞車的液壓馬達(dá)產(chǎn)生阻止采煤機(jī)下滑的阻力矩，一旦采煤機(jī)下滑超速時(shí)，限速裝置切斷電源，絞車自動(dòng)抱閘。 一般液壓絞車的牽引力應(yīng)大于 80～ 100KN。 四、根據(jù)頂?shù)装逍再|(zhì)選型 頂?shù)装逍再|(zhì)主要影響頂板控制方法和支護(hù)設(shè)備的選擇。但選擇采煤機(jī)時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮選擇何種支護(hù)設(shè)備。 1）不穩(wěn)定頂板：控頂距應(yīng)當(dāng)盡量小，應(yīng)選用窄機(jī)身采煤機(jī)和能超前支護(hù)的液壓支架； 2）底板松軟：不宜選用拖鉤刨煤機(jī)、底板支撐式爬底板采煤機(jī)和混合支撐式爬底板采煤機(jī)，而應(yīng)選用靠輸送機(jī)支撐和導(dǎo)向的滑行刨煤機(jī)、懸臂支撐式爬底板采煤機(jī)、騎溜槽工作的滾筒采煤機(jī)和對(duì)底板接觸比壓小的液壓支架。 重錘拉緊裝置 ——1——重錘 。 2—— 拉近滾筒小車。 3—— 滑輪。 4—— 絞車 主要參數(shù)： 截線（水平線）：截齒齒尖的運(yùn)動(dòng)軌跡； 截距：相鄰兩條界限之間的距離； 豎線：截齒的位置坐標(biāo)。 ①端盤上的截齒配置：其截距為 t 的一半，是靠調(diào)節(jié)齒座傾角來(lái)獲得的，向煤壁傾斜用“ +”號(hào)，向采空區(qū)傾斜用“173?！碧?hào)。截齒向兩側(cè)傾斜，可以抵消作用在滾筒上的側(cè)向力 ②葉片上的截齒配置：一般截距 t=32～ 65mm ，葉片上每條截線的截齒數(shù) 13 采煤機(jī)的牽引特性曲線 在最大截割速度 vj 以下 ——截割速度， vj 至最大牽引速度 vm——調(diào)動(dòng)速度。 四象限特性曲線