【導(dǎo)讀】采掘機(jī)械化是煤炭工業(yè)增加產(chǎn)量，提高勞動(dòng)效率，改善勞動(dòng)條件，保障安全生產(chǎn)的必要技術(shù)手段。機(jī)電一體化，自動(dòng)化煤礦開采技術(shù)裝備的。研制是實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)的基本保障。該論文以許廠煤礦為基礎(chǔ)，結(jié)合該礦的。合分析并加以計(jì)算。算以及液壓支架的選型計(jì)算。運(yùn)輸提升設(shè)備包括可伸縮帶式輸送機(jī)和通用。帶式輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)以及主井提升機(jī)的選型設(shè)計(jì)。在以安全第一的前提。下，嚴(yán)格管理，從而實(shí)現(xiàn)真正的效益最大化。許廠煤礦位于濟(jì)寧煤田的東北部，屬山東省濟(jì)寧市高新區(qū)所轄。坐標(biāo)為東經(jīng)116°36′00″～116°43′00″，北緯35°24′00″～35°石(臼港)鐵路，從本區(qū)南側(cè)通過，區(qū)內(nèi)有孫氏店及兗州西站。在兗州西站與京滬鐵路接軌，煤炭鐵路外運(yùn)十分方便。327國道及日荷高速。國道相連，公路運(yùn)輸極為便利。著名的京杭大運(yùn)河由北向南流經(jīng)濟(jì)寧市構(gòu)。杭運(yùn)河年通過能力將超過2500萬t。目前主采平均厚度4m的上組3#煤層，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力150. 經(jīng)過6年多的開采，截至到2021年底。煤層、上16煤層、17煤層。

　　

【正文】 79。 1130 冷卻水壓 (MPa) ≤ 截割電動(dòng)機(jī)為礦用隔爆型三相交流異步電動(dòng)機(jī)，可用于環(huán)境溫度小于 40C176。，周圍空氣中的甲烷、煤塵、硫化氫、二氧化碳等不超過《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定的安全含量的礦井中。截割電動(dòng)機(jī)橫向安裝在采煤機(jī)搖臂上，中間空心軸內(nèi)花鍵與細(xì)長柔性轉(zhuǎn)矩軸相聯(lián)，外殼水套冷卻。電動(dòng)機(jī)參數(shù)如表 。 2）搖臂減速箱 搖臂減速 箱結(jié)構(gòu)主要由殼體，軸組，行星減速器，內(nèi)、外噴霧裝置等組成。 搖臂殼體采用整體鑄鋼結(jié)構(gòu)，外殼有一焊接的冷卻水套，水套上面裝有六只噴嘴，用于冷卻和噴霧降塵。 （ 1）行星減速器 此行星減速器為四行星輪減速機(jī)構(gòu)。主要由太陽輪、行星輪、內(nèi)齒圈、行星架、支承軸承、平面浮動(dòng)油封裝置和方形聯(lián)接套等組成。太陽輪的輸入端為外花鍵，與搖臂截Ⅶ軸大齒輪的內(nèi)花鍵相聯(lián)而輸入轉(zhuǎn)矩。當(dāng)太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)行星輪沿本身軸線自轉(zhuǎn)，同時(shí)又帶動(dòng)行星架繞其軸線公轉(zhuǎn)，行星架通過花鍵和方形聯(lián)接套聯(lián)接，將輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給截割滾筒。 （ 2）內(nèi)噴霧供水裝置 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 41 內(nèi)噴 霧供水裝置主要由接頭、水封、泄露環(huán)、油封、軸承裝置外殼、軸承、不銹鋼送水管、 O 形圈、定位銷、管座、高壓軟管、鉸接體、鉸接螺釘?shù)冉M成。不銹鋼送水管插入靠煤壁側(cè)管座時(shí)，管上的缺口對(duì)準(zhǔn)座上的定位銷，使送水管和滾筒軸（行星架）一起轉(zhuǎn)動(dòng)，靠內(nèi)、外兩道 O 形圈密封。送水管采空側(cè)通過軸承支撐在軸承裝置外殼內(nèi)，因兩者有相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為防止內(nèi)噴霧水進(jìn)入搖臂油池，在送水管殼外，靠特制的水封防漏水，在水封的后面又加設(shè)了一只骨架油封（材料和普通油封不同）起防漏水、防塵作用，在該油封和水封之間裝有泄漏環(huán)，經(jīng)水封泄漏的水通過水封裝置 外殼流出搖臂殼體外，后油封為防止油液外漏而設(shè)置。 牽引部傳動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由行走減速箱和行走箱兩部分組成。行走減速箱內(nèi)裝有行走電動(dòng)機(jī)、直齒減速箱、行星減速器及液壓制動(dòng)器等，其中直齒減速箱內(nèi)為二級(jí)直齒傳動(dòng)，行星減速器為二級(jí)行星傳動(dòng)。行走箱內(nèi)有小齒輪、大齒輪、行走輪、支撐軸承、滿裝滾子軸承、心軸、銷軸套和導(dǎo)向滑靴等組成。行走機(jī)構(gòu)由機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由兩臺(tái) 50kW 的交流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，經(jīng)二級(jí)直齒傳動(dòng)和兩級(jí)行星傳動(dòng)減速后，傳遞給行走箱的小齒輪、大齒輪，大齒輪通過花鍵與行走輪聯(lián)接，行走輪與工作面刮板輸送 機(jī)的銷軌相嚙合，帶動(dòng)采煤機(jī)行走。導(dǎo)向滑靴通過銷軌對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行導(dǎo)向，并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可靠工作，在行走減速箱內(nèi)設(shè)有液壓制動(dòng)器，能可靠防滑。在工作面傾角≦ 15176。時(shí)，可以不裝液壓制動(dòng)器。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 42 圖 行走部傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 表 行走機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù) 行走功率（ kw） 2179。 55 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/min) 50 Hz Hz 1472 2455 牽引速度（ m/min） 牽引 力 (kN) 720 445 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 43 行走部機(jī)械傳動(dòng) 系統(tǒng)如圖 所示，行走電動(dòng)機(jī)出軸花鍵與牽Ⅰ軸齒輪Z1 相聯(lián)，將電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩通過二級(jí)直齒齒輪 Z Z3 、 Z Z5 傳遞給行星減速器，經(jīng)行星減速后由行星架輸出，傳給行走箱內(nèi)的小齒輪 Z12，小齒輪 Z12 與大齒輪 Z13 相嚙合， Z13 通過花鍵聯(lián)接將轉(zhuǎn)矩傳遞給行走輪Z14，行走輪 Z14 與鋪設(shè)在輸送機(jī)上的銷軌嚙合，帶動(dòng)采煤機(jī)來回行走。牽Ⅰ軸齒輪 Z1 還通過花鍵與液壓制動(dòng)器相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)行走驅(qū)動(dòng)裝置的制動(dòng)。行走機(jī)構(gòu)的參數(shù)如表 所示。 2） 行星減速器 行星減速器安裝在左（右）行走減速箱框架的采空側(cè)，靠二個(gè)止口定位 ，其結(jié)構(gòu)如圖 所示。主要由太陽輪、行星輪、內(nèi)齒圈、行星架、聯(lián)接套、心軸、軸承、距離墊等組成。第一級(jí)太陽輪的外花鍵與牽Ⅳ軸組件的內(nèi)花鍵軸聯(lián)接，輸入轉(zhuǎn)矩；第二級(jí)行星架的內(nèi)花鍵與行走箱的花鍵軸嚙合，輸出轉(zhuǎn)矩。第一級(jí)行星傳動(dòng)采用三個(gè)行星輪，兩構(gòu)件（太陽輪與行星架）浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，均載效果好；第二級(jí)行星傳動(dòng)采用四個(gè)行星輪，太陽輪浮動(dòng)結(jié)構(gòu)。該行星減速器減速比大，承載能力強(qiáng)。太陽輪與行星架之間有相對(duì)轉(zhuǎn)速，因此在太陽輪與行星架接觸面間裝有聚四氟乙稀墊塊，既限制太陽輪的軸向竄動(dòng)，又減少兩者之間的摩檫，裝配后太陽輪的軸向間隙 為1~。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 44 圖 行走部行星減速器 3）液壓制動(dòng)器 （ 1） 結(jié)構(gòu)與組成：液壓制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如圖 所示，由螺塞 壓蓋碟形彈簧 活塞 缸體 外殼 外摩擦片 內(nèi)摩擦片 花鍵套 底座 10 等組成。安裝在牽Ⅰ軸的煤壁側(cè)，與牽Ⅰ軸齒輪連接。 （ 2） 工作原理：當(dāng)采煤機(jī)在正常工況下工作時(shí)，由調(diào)高泵輸出的壓力油，經(jīng)集成塊和剎車電磁閥進(jìn)入液壓制動(dòng)器的外接油口，活塞在油壓作用下（ ）壓緊碟形彈簧組，活塞與內(nèi)、外摩擦片脫離接觸，液壓制動(dòng)器呈現(xiàn)自由空轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)電控系統(tǒng)發(fā)出制動(dòng)信號(hào)時(shí) ，剎車電磁閥斷電復(fù)位，制動(dòng)器內(nèi)的油腔與油池連通，使得活塞在碟形彈簧的作用下，壓緊內(nèi)外摩擦片，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，花鍵軸被抱閘，起到制動(dòng)采煤機(jī)的作用。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 45 圖 行走部液壓制動(dòng)器 （ 3）技術(shù)參數(shù) 動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 280 N178。 m； 解除制動(dòng)油壓 ～ MPa； 額定轉(zhuǎn)速 1500 r/min。 4）調(diào)高油缸 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 46 圖 調(diào)高油缸 （ 1）結(jié)構(gòu)與組成：調(diào)高油缸結(jié)構(gòu)如圖 所示，主要由活塞桿 液力鎖 防塵圈 組合密封 導(dǎo)向套 O 形圈 活塞 螺母 銷缸體 剛套 11 等組成。調(diào)高油缸的功能是推動(dòng)左、右搖臂升降，兩端采用絞軸，分別與左、右行走減速箱的焊接框架和搖臂聯(lián)接。 （ 2） 主要技術(shù)特征 工作油壓 Δ P=； 油缸行程 H=813 mm； 工作推力 P1=776 kN； 工作拉力 P2= 325 kN； 牽引機(jī)構(gòu)類型 牽引機(jī)構(gòu)選用電牽引。行走電動(dòng)機(jī)為隔爆型三相交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，與變頻調(diào)速裝置配套，作為采煤機(jī)的行走動(dòng)力源，可適用于環(huán)境溫度不高于40176。 C，相對(duì)濕度不大于 95%，且周圍空氣中的甲烷、煤塵、硫化氫、二氧化碳等不超過《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定的安全含量 的礦井中。 電動(dòng)機(jī)參數(shù)為： 型號(hào) ： YBQYS55 功率 ： 55kW 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 47 極數(shù) ： 4 額定電壓 ： 380v 截割機(jī)構(gòu) 截割機(jī)構(gòu)是采煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，在采煤過程中完成截煤、落煤、裝煤、噴霧等作業(yè)。截割機(jī)構(gòu)主要由截割電動(dòng)機(jī)、搖臂減速箱、截割滾筒等組成，截割機(jī)構(gòu)還設(shè)有冷卻系統(tǒng)、內(nèi)外噴霧、離合器等裝置。截割電動(dòng)機(jī)橫向直接安裝在搖臂減速箱內(nèi)，與傳統(tǒng)的縱向布置的采煤機(jī)相 比，沒有固定減速箱、搖臂回轉(zhuǎn)套、螺旋錐齒輪等結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。左、右截割搖臂，分別用階梯軸同左、右行走減速箱框架鉸接；同時(shí)通過搖臂回轉(zhuǎn)腿上的圓柱銷與安裝在左、右行走減速箱框架上的調(diào)高油缸鉸接，通過調(diào)高油缸的伸、縮，實(shí)現(xiàn)左、右滾筒的升降。 截割機(jī)構(gòu)中最主要的部分就是截割滾筒。 滾筒是采煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，擔(dān)負(fù)著截煤、落煤、裝煤的作用。其結(jié)構(gòu)如圖 所示，主要由滾筒筒體、截齒、齒座和噴嘴等組成。滾筒與搖臂行星減速器出軸采用方形出軸聯(lián)接，聯(lián)接可靠，拆卸方便。滾筒筒體采用焊接結(jié)構(gòu)，四頭螺旋葉片。設(shè)有內(nèi) 噴霧水道和噴嘴，壓力水從噴嘴霧狀噴出，直接噴向齒尖，以達(dá)到冷卻截齒、降低煤塵和稀釋瓦斯的目的。為延長螺旋葉片的使用壽命，在其出煤口處采用耐磨材料噴焊處理。為適應(yīng)大牽引速度的要求，采用新型鎬形截齒以及與之相配套的大齒座和彈性固定元件。齒座采用了特殊材料和特殊加工工藝，強(qiáng)度高，截齒固定可靠。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 48 圖 截割滾筒 圖 采煤機(jī)液壓系統(tǒng)圖 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 49 液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)簡介： 采煤機(jī)輔助液壓系統(tǒng)原理如圖 所示。該系統(tǒng)包括兩部分： 1．調(diào)高回路； 2．控制與制動(dòng)回路。主要由調(diào)高電動(dòng)機(jī)、粗過濾 器、雙聯(lián)齒輪泵、集成閥塊、機(jī)外油管、液力鎖、調(diào)高油缸和液壓制動(dòng)器等組成。調(diào)高油缸分別布置在左、右行走減速箱焊接框架上，液壓制動(dòng)器裝在直齒減速箱的牽Ⅰ軸齒輪后端。 噴霧冷卻系統(tǒng) 噴霧系統(tǒng)的作用： 采煤機(jī)工作時(shí)，滾筒在破煤和裝煤過程中會(huì)產(chǎn)生大量煤塵，不僅降低了工作面的能見度，影響正常生產(chǎn)，而且對(duì)安全生產(chǎn)和工人健康也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此必須及時(shí)降塵，最大限度地降低空氣中的含塵量。同時(shí)采煤機(jī)在工作時(shí)，各主要部件（如水冷電動(dòng)機(jī)、變頻器、變壓器、搖臂等）會(huì)產(chǎn)生很大熱量，須及時(shí)進(jìn)行冷卻，以保證工作面生產(chǎn)的順利 進(jìn)行。 噴霧系統(tǒng)組成： 噴霧冷卻系統(tǒng)由水閥、安全閥、節(jié)流閥、噴嘴、高壓軟管及有關(guān)聯(lián)接件等組成。來自噴霧泵的水由送水管經(jīng)電纜槽、拖纜裝置進(jìn)入水閥。由水閥分配成五路，用于冷卻、噴霧降塵。 內(nèi)噴霧： 從水閥分配出來的內(nèi)噴霧水路中的壓力水經(jīng)搖臂行星減速器中的內(nèi)噴霧供水裝置進(jìn)入滾筒的葉片水道中，通過安裝在各截齒間的噴嘴噴出。 外噴霧： 外噴霧利用冷卻截割電動(dòng)機(jī)和搖臂水套的冷卻水通過安裝在左、右搖臂上面的四個(gè)噴嘴噴出來實(shí)現(xiàn)，噴嘴型號(hào)： 。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 50 采煤機(jī)驗(yàn)算 1） 裝機(jī)功率： 由于煤層中夾以矸石， 螺旋滾筒的比能耗取 178。 h/t， KWHQP Wt ???? 式（ ） MG400/930WD采煤機(jī)的裝機(jī)功率大于 符合工作面的采煤要求 。 2） 最大牽引力： 截割阻力平均值 Z=Ah 推進(jìn)阻力 Y=aZ=aAh=179。 240179。 = 式（ ） 式 中 A— 截割阻抗， 240kN/m； h— 截割深度， ； a— 脆性煤阻力系數(shù)取 。 采 煤機(jī)所需牽引力 P=Mg(sina+fcosa)+2Y 式（ ） = 式 中 M— 采煤機(jī)質(zhì)量， 49t； g— 重力加速度， 2sm ； a— 煤層最大傾角， 6176。 ； f— 摩擦系數(shù)，爬坡工作時(shí)取 。 該采煤機(jī)實(shí)際牽引力 445kN 大于采煤機(jī)所需牽引 力 。故采煤機(jī)牽引力符合要求。 3） 牽引速度： )/(1000 nmVt ?? 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 51 t 采煤機(jī)允許的截割切削厚度， mm，一般取不超過截齒座長度的 倍，在 4060mm范圍內(nèi)，大功率采煤機(jī)可達(dá) 70mm。 式中 m— 滾筒每一截線上的截齒數(shù) n— 滾筒轉(zhuǎn)速 r/min v— 初選牽引速度 m/min mmnmV 61)(41000)/(1000 ????? 式（ ） 因?yàn)樗x采煤機(jī)為大功率采煤機(jī)所以符合要求。 4） 采高、截深、傾角： MG400/930WD 采煤機(jī)采高范圍 ~，可以滿足平均采高 、最小采高 的工作面采煤要求； MG400/930WD 采煤機(jī)截深為630800mm 滿足要求； MG400/930WD 采煤機(jī)最大傾角 14176。，能夠在 0176。~6176。的工作面上正常工作，符合要求。 支護(hù)設(shè)備選型計(jì)算 液壓支架是綜合機(jī)械化采煤裝備的關(guān)鍵設(shè)備。液壓支架的功用是：有效地支承和控制工作面頂板，保證工人操作和機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的安全工作空間；隨著工作面推進(jìn)而實(shí)現(xiàn)推移工序的機(jī)械化，并提供足夠的通風(fēng)斷面。 直接頂、老頂?shù)念愋图?jí)別 煤層的頂?shù)装迩闆r如表 所示。 表 煤層頂、底板情況 頂?shù)装? 名 稱 巖石 名稱 厚度（ m） 巖 性 描 述 老 頂 粉細(xì)砂巖互層 ～ 灰～黑灰色，以細(xì)砂巖為主，夾有粉砂巖薄層，呈水平狀層理，含較多的植物葉片山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 52 化石，夾有菱鐵質(zhì)薄層及條帶。下部巖芯比較破碎。巖石等級(jí)Ⅱ，普氏硬度系數(shù)f=7～ 9。 直接頂 中砂巖 ～ 綠灰～灰白色，成份以石英為主，巖屑、長石次之，分選較好，次棱角～次圓狀，孔隙式～接觸式粘土質(zhì)～硅質(zhì)膠結(jié)，堅(jiān)實(shí)，具斜層理，中部、下部含粉砂巖包裹體，局部發(fā) 育為粉細(xì)砂巖互層，厚度在～ 之間，泥質(zhì)膠結(jié)，性脆，易垮落。并見有侵蝕溶洞，其直徑達(dá) 23mm，溶洞中充填棕灰色泥質(zhì)，巖芯破碎。巖石等級(jí)Ⅲ，普氏硬度系數(shù) f=7～ 9。 直接底 粉細(xì)砂巖 互層 ～ 灰～黑灰色，上部以細(xì)砂巖為主，夾粉砂巖薄層，中部、下部以粉砂巖為主，夾細(xì)砂巖薄層，具水平層理及緩波狀層理，含少量炭化植物碎片化石及橢球狀黃鐵礦結(jié)核。上部巖芯破碎。巖石等級(jí)Ⅱ，普氏硬度系數(shù) f=3～ 7。 老 底 中砂巖 ～