【正文】 速的調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)向的變換。交流變頻調(diào)速比直流調(diào)速技術(shù)更先進(jìn)，工作更可靠。 采煤機(jī)要求煤層頂板中等穩(wěn)定，地板起伏不大，不過于松軟，媒質(zhì)硬或中硬，能截割一定的矸石夾層。適應(yīng)于與相應(yīng)的液壓支架，各種型號(hào)工作面運(yùn)輸機(jī)配套，實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤或放頂煤綜采。 采煤機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù) 1)采煤機(jī)的生產(chǎn)能力 采煤機(jī)的理論生產(chǎn)率，是指在額定工況和最大參數(shù)條件下工作的生產(chǎn)率。理論生產(chǎn)率為 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 Qt=60HJvqρ t/h 式（ ） =60 = t/h 式中 H—— 工作面平均截割高度，此處 H=； J—— 截深，此處取 J=； vq—— 采煤機(jī)截煤時(shí)的最大牽引速度，此處取 vq =； ρ =煤的實(shí)體密度，此處取 ρ = t/m3。 采煤機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率比理論生產(chǎn)率低得多，特別是采煤機(jī)的可靠性對(duì)生產(chǎn)率影響明顯。采煤機(jī)的生產(chǎn)率主要取決于采煤機(jī)的牽引速度，生產(chǎn)率與牽引 速度成正比。牽引速度的快慢，受到很多方面的影響，如液壓支架移架速度、輸送機(jī)的生產(chǎn)率等，同時(shí)還受瓦斯涌出量和通風(fēng)條件的制約。 考慮到采煤機(jī)進(jìn)行必要的輔助工作，工作中發(fā)生的所有類型的停機(jī)時(shí)間等等因素，從而得到采煤機(jī)每小時(shí)的實(shí)際生產(chǎn)率為 Qm=k1k2Qt 式（ ） = = t/h 式中 k1—— 與采煤機(jī)技術(shù)上的可靠性和完備性有關(guān)的系數(shù)，一般為 ～； k2—— 采煤機(jī)在實(shí)際工作中的連續(xù)工作 系數(shù)，一般為 ～ 。 2）采高 采煤機(jī)的截割高度應(yīng)與煤層厚度的變化范圍相適應(yīng)?？紤]到頂?shù)装迳系母∶汉晚敯逑鲁恋挠绊?，工作面的?shí)際截割高度要減小，一般比煤層厚度 Ht小 ～ m。為保證采煤機(jī)正常工作， 截割高度 H范~)~()~( m a xtm a x ????? mHH 式（ ） 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 35 mmHH tm~)~()~( inm in????? 式（ ） 為了保證采煤機(jī)正常工作，截割高度范圍為 maxH 為 ～ ， minH 為 ~ 3）截深 采煤機(jī)滾筒切入煤壁的深度稱為截深，它與滾筒寬度相適應(yīng)。截深決定著工作面每次推進(jìn)的步距，是決定采煤機(jī)裝機(jī)功率和生產(chǎn)率的主要因素，也是與支護(hù)設(shè)備配套的一個(gè)重要參數(shù)。 截深與截割高度有很大關(guān)系。截割高度較小，工人行走艱難時(shí)，采煤機(jī)牽引速度受到限制，為了保證適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)率，宜用較大的截深。反之，截割高度很大時(shí)煤層容易片幫，頂板施加給支護(hù)設(shè)備的載荷也大，此時(shí)限制生產(chǎn)率的主要因素是運(yùn)輸能力。截深的選擇還要考慮煤層的壓張效應(yīng)。當(dāng)被 截割的媒體處于壓張區(qū)內(nèi)時(shí)，截割功率明顯下降。 為了充分利用煤層壓張效應(yīng)，考慮實(shí)際情況，截深取 m。可有效減少液壓支架的移架次數(shù)，提高生產(chǎn)率。 4）滾筒直徑 滾筒直徑是指葉片截齒齒尖所形成的軌跡圓柱面的直徑。目前采煤機(jī)的滾筒直徑在 ～ 。我國規(guī)定的滾筒直徑系列（單位 m）為,,,, 。 雙滾筒采煤機(jī)滾筒直徑可按煤層 平均 厚度的 倍選擇 ， mD ??? 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 36 根據(jù)實(shí)際情況，按照國家規(guī)定的型號(hào)，選擇 1600mm 的滾筒。 5）臥底量 下切深度（也叫臥底量）是滾筒處于最低工作高度時(shí)，滾筒截割到工作面輸送機(jī)中部槽底以下的深度，要求一定的下切深度以適應(yīng)工作面調(diào)斜時(shí)割平底板，或采煤機(jī)割到輸送機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾時(shí)能割掉過渡槽的三角煤。 根據(jù)實(shí)際情況， 并參考資料，取 293 mm。 6）截割速度 截割速度決定于滾筒直徑和滾筒轉(zhuǎn)速。為了減小滾筒截割時(shí)產(chǎn)生的粉塵，提高塊煤率，出現(xiàn)了滾筒低速化的趨勢(shì)。滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒截割 和裝載過程的影響都比較大，但是對(duì)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。 根據(jù)實(shí)際情況，并參考有關(guān)資料，取定截割速度為 4m/s。 7）牽引速度 牽引速度就是采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)的速度，它與截割電動(dòng)機(jī)功率、牽引電動(dòng)機(jī)功率、采煤機(jī)生產(chǎn)率的關(guān)系都近似成正比。牽引速度的上限受電動(dòng)機(jī)功率、裝煤能力、液壓支架移架速度、輸送機(jī)運(yùn)輸能力等限制。牽引速度是影響采煤機(jī)生產(chǎn)率的最主要參數(shù)。牽引速度有兩種，一種是截割時(shí)的牽引速度，另一種是調(diào)動(dòng)時(shí)的牽引速度。前者由于截割阻力是隨機(jī)的，變化較大，需通過對(duì)牽引速度的調(diào)節(jié)來 控制電動(dòng)機(jī)的功率變化范圍和大小，通過自動(dòng)調(diào)速使電動(dòng)機(jī)功率經(jīng)常保持近似恒定或防止過載；后者為減少調(diào)動(dòng)時(shí)間，增加截割時(shí)間，速度較高。 根據(jù) 設(shè)計(jì)要求，采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度為 m/min。 8）牽引力 影響牽引力的因素很多。煤質(zhì)越堅(jiān)硬，牽引速度越高，采煤機(jī)越重，工作面傾角越大，牽引力就越大。實(shí)際選型時(shí)，精確地計(jì)算牽引力既不可山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 37 能，也無必要。電牽引采煤機(jī)都采用無鏈牽引，裝機(jī)功率都在 300W以上。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過計(jì)算，其牽引力為 170 kN。 9)裝機(jī)功率 裝機(jī)功率包括截割電動(dòng)機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)、破碎機(jī)電動(dòng)機(jī)、液 壓泵電動(dòng)機(jī)、噴霧泵電動(dòng)機(jī)等所有電動(dòng)機(jī)功率的總和。裝機(jī)功率越大，采煤機(jī)適應(yīng)的煤層越堅(jiān)硬，生產(chǎn)率也越高。裝機(jī)功率 P與比能耗 Hw 和理論生產(chǎn)率 Qt有關(guān)，即 P=QtHw 式（ ） = =284kw 式中 P—— 裝機(jī)功率， kW； Qt—— 采煤機(jī)理論生產(chǎn)率， t/h； Hw—— 采煤比能耗，堅(jiān)硬煤取 kW t/h。 比能耗越小，截割功率和牽引功率越小，裝機(jī)功率也越小。比能耗與牽引速度近似成反比，呈雙曲線關(guān)系，牽引速度增大到一定值時(shí)，比能耗最小，塊煤率也更高，煤塵更少，生產(chǎn)率也更高，稱為最佳截割性能。 采煤機(jī)的型號(hào) 的確定及其 主要技術(shù)參數(shù) 根據(jù)上述要求初選采煤機(jī)型號(hào)為 MG300/700WD型采煤機(jī)為多電機(jī)橫向布置液壓無鏈牽引采煤機(jī)。該機(jī)裝機(jī)功率 700KW，截割功率 2 300KW，牽引功率 40KW，采用變頻調(diào)速系統(tǒng)來控制采煤機(jī)牽引速度，使用于采高，傾角≤ 20176。，媒質(zhì)中硬或中 硬以下，含有少量夾矸的長度壁式工作面。該采煤機(jī)電氣控制箱為隔爆兼本質(zhì)安全型，具有控制操作、顯示和連線、分線等功能。可在有瓦斯或煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井中使用，并可在海拔不超過 2022m、周圍介質(zhì)溫度不超過 +40℃或低于 10℃、無足以腐蝕和破壞絕緣的氣體與導(dǎo)電塵埃的情況下可靠地工作。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 38 采煤機(jī)的型號(hào)是 MG300/700WD，其技術(shù)特征如下： 該機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下： ①適應(yīng)煤層 采高范圍（ m）： 煤層傾角（176。）： ≤ 20176。 煤質(zhì)硬度： 中 硬或中硬以下 ②總體 機(jī)面高度（ mm）： 1422 配套滾筒直徑與對(duì)應(yīng)臥底量、最大采高和最佳采高范圍： 滾筒參數(shù)統(tǒng)計(jì) 滾筒直徑（ mm） 臥底量（ mm） 最大采高（ mm） 最佳采高范圍（ m） Φ 1600 293 3600 2— 搖臂擺動(dòng)中心距（ mm）： 5360 截深（ mm）： 630， 800 ③截割部 搖臂結(jié)構(gòu)形式： 整體彎曲臂 搖臂長度（ mm）： 827 搖臂擺角（176。）： — 30176。 截割功率（ KW）： 2 300 滾筒轉(zhuǎn)速截割速度表 滾筒直徑（ mm） 滾筒轉(zhuǎn)速（ r/min） 截割速度（ m/s）： Φ1600 36 、 、 ④牽引行走部： 牽引形式：齒輪銷軌電牽引 牽引功率（ KW）： 40 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 39 牽引速度（ m/min）： 0— 牽引力（ KN）： 500/300 ⑤電機(jī) 截割電機(jī) 電機(jī)型號(hào)： YSKBC— 300 額定功率（ KW）： 300 額定電壓（ V）： 1140 額定轉(zhuǎn)速（ ）： 1478 牽引電機(jī) 電機(jī)型號(hào)： YBQYS— 40 額定功率（ KW）： 40 額定電壓（ V）： 380 額定轉(zhuǎn)速（ ）： 1472~2455 ⑥電纜 主電纜型號(hào)： UCPQ3 95+1 25+4 10 標(biāo)稱外徑（ mm）： Φ 66 截割電機(jī)電纜型號(hào)： UCPQ3 70+1 16+4 4 標(biāo)稱外徑（ mm）： Φ 牽引電機(jī)電纜型號(hào)： UCP3 50+1 10 標(biāo)稱外徑（ mm）： Φ 31－Φ ⑦調(diào)高電機(jī)功率（ kw）： ⑧ 臥底量： 上： 300、下： 100mm ⑨冷卻和噴霧 冷卻： 截割電機(jī)、牽引電機(jī)、泵箱、搖臂水冷 噴霧方式： 內(nèi)、外噴霧 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 40 供水壓力（ Mpa）： ≤ 供水流量（ L/min）： 20 ⑩配套工程面刮板輸送機(jī) 型號(hào)： SGZ730/400KW 整機(jī)重量（ T）： 42 采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng) （ 1）截割部概述：煤機(jī)實(shí)現(xiàn)落煤、裝煤的主要部件，它分別由左右截割部組成，每個(gè)截割部不要由截割部殼體、截割電機(jī)、齒輪減速裝置、滾筒等組成，截割部內(nèi)設(shè)有冷卻系統(tǒng)、內(nèi)噴霧等裝置。 截割電機(jī)直接安裝在截割殼體內(nèi)，齒輪減速裝置全部集中在截割部殼體及行星減速器內(nèi)，與傳統(tǒng)的縱向布置的單電機(jī)采煤機(jī)相比沒有通軸、螺旋傘齒輪、固定減速箱、搖臂回轉(zhuǎn)套等結(jié)構(gòu) ，因此結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，可靠性高。兩個(gè)截割部分別用階梯軸同左、右固定箱鉸接，同時(shí)通過回轉(zhuǎn)腿與調(diào)高油缸鉸接，通過的伸縮實(shí)現(xiàn)左、右截割滾筒的升降。 （ 2）裁割部的傳動(dòng)系統(tǒng)：截割電機(jī)的出軸是帶有花鍵的空心軸，通過兩端均為漸開線花鍵（ M=2， Z=22）的細(xì)長扭矩與截一軸齒輪（ M=6， Z=23）相連，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩通過齒輪 Z1， Z2， Z3， Z4， Z5， Z6， Z7， Z8 傳動(dòng)到行星機(jī)構(gòu)，最后由行星機(jī)構(gòu)的行星架輸出，將動(dòng)力傳給截割滾筒。左、右截割部傳動(dòng)方式相同，傳動(dòng)元件通用。根據(jù)用戶要求可以改變滾筒轉(zhuǎn)速。 Z4， Z5為變速齒輪（三對(duì)），可以選擇三種不同轉(zhuǎn)速。 截割部的傳動(dòng)比為： i1=（ Z3/Z1） *（ Z5a /Z4 a） *（ Z8/Z6） *（ 1+Z11/Z9） = i2=（ Z3/Z1） *（ Z5b /Z4 b） *（ Z8/Z6） *（ 1+Z11/Z9） = i3=（ Z3/Z1） *（ Z5c /Z4 c） *（ Z8/Z6） *（ 1+Z11/Z9） = 采煤機(jī)牽引 行走 部 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 41 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：牽引行走部包括固定箱和行走路兩大部分組成。固定箱內(nèi)有三級(jí)直齒輪傳動(dòng)和一級(jí)行星 傳動(dòng)。行走箱內(nèi)有驅(qū)動(dòng)輪、行走輪和導(dǎo)向滑靴。牽引馬達(dá)輸出的動(dòng)力經(jīng)減速后，傳到行走箱的行走輪，與刮板輸送機(jī)銷軌想嚙合，使采煤機(jī)行走。大象滑靴通過銷軌對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行導(dǎo)向，保證行走輪與銷軌正常嚙合。 為使采煤機(jī)能在較大傾角條件下安全工作，在固定箱內(nèi)設(shè)有液壓制動(dòng)器，能可靠防滑。 傳動(dòng)系統(tǒng)：牽引馬達(dá)出軸花鍵與牽一軸齒輪相聯(lián)，將馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩通過齒輪 Z Z Z Z Z Z7傳給行星機(jī)構(gòu)，經(jīng)行星減速，最后由行星架輸出，傳給行走箱內(nèi)的驅(qū)動(dòng)輪 Z11，驅(qū)動(dòng)輪 Z11與行走輪 Z12相嚙合，再由行走輪 Z12與工作面刮板輸送機(jī)上的 銷軌嚙合，使采煤機(jī)來回行走。牽一軸另一端通過花鍵與液壓制動(dòng)器相連，實(shí)現(xiàn)牽引機(jī)構(gòu)的制動(dòng)。 采煤機(jī)的 液壓傳動(dòng)方式 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)包括牽引液壓系統(tǒng)，其中牽引液壓系統(tǒng)又可分為主油路系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)。主油路系統(tǒng)包括：主回路、補(bǔ)油回路和熱交換回路。保護(hù)系統(tǒng)包括截割電機(jī)功率超載保護(hù)、恒壓控制、高壓保護(hù)、低壓保護(hù)（又稱失壓保護(hù)）、調(diào)高液壓系統(tǒng)。 調(diào)速機(jī)構(gòu) 調(diào)速機(jī)構(gòu)用三級(jí)圓柱齒輪和一級(jí)行星齒輪減速，其中第二級(jí)齒輪為變換齒輪，可以用改變齒輪齒數(shù)來改變滾筒轉(zhuǎn)速，離合機(jī)構(gòu)設(shè)置在電動(dòng)機(jī)尾部。 采煤機(jī) 輔助裝置 拖電纜裝置：拖電纜裝置由拖纜架、上下壓板、 Y聯(lián)接板、銷、電纜夾板等組成，當(dāng)采煤機(jī)沿工作面運(yùn)行時(shí)，拖曳并保護(hù)電纜和水管，使其在拖曳時(shí)平緩過渡，不會(huì)因受力而損壞，拖攬裝置固定