【正文】 滾筒內(nèi)設(shè)有行星傳動(dòng)，滾筒筒轂直徑大，因此這種傳動(dòng)系統(tǒng)適于中厚以上煤層的采煤機(jī)；搖臂側(cè)置，滾筒臥底量大； 由于搖臂側(cè)置，其支撐剛性在設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先應(yīng)注意保證；搖臂與固定減速箱內(nèi)部機(jī)件的聯(lián)接也容易松動(dòng)，應(yīng)注意加固。 綜上所述，根據(jù)該采煤機(jī)工作環(huán)境，和工作特點(diǎn)，牽引機(jī)構(gòu)的形式選擇無(wú)鏈牽引，無(wú)鏈牽引的特點(diǎn)符合該采煤機(jī)的工 作要求。 無(wú)鏈牽引 無(wú)鏈牽引采煤機(jī)直接利用敷設(shè)在工作面輸送機(jī)上的軌道運(yùn)行。 錨鏈牽引比鋼絲繩牽引確實(shí)是一大進(jìn)步，但是由于牽引鏈斷鏈和跳鏈的危險(xiǎn)、鏈條的彈性振動(dòng)和鏈傳動(dòng)造成的速度脈動(dòng)會(huì)引起動(dòng)載荷、鏈條對(duì)于滾筒的裝載、輸送機(jī) 和液壓支架的推移還有一個(gè)妨礙。 和鋼絲繩牽引相比較，錨牽引具有如下特點(diǎn)： a) 錨鏈強(qiáng)度高，承載能力大，能滿足采煤機(jī)增大牽引力和提高牽引速度的要求； b) 錨鏈牽引是鏈輪輪齒與鏈環(huán)相嚙合，工作較可靠，并便于采用外牽引方式； c) 錨鏈?zhǔn)褂脡勖^長(zhǎng)，一般在六個(gè)月以上。所以，在薄煤層和極薄煤層采煤機(jī)上，可以采用外牽引，而且一般選液壓傳動(dòng)較為合適。實(shí)際上不得不采用兩條牽引鏈，采煤機(jī)更加復(fù)雜，操 縱更不便； 3) 由于牽引鏈要在工作面上移動(dòng)，使采煤機(jī)的牽引阻力比內(nèi)牽引約大 15%~20%；而且牽引鏈的彈性振動(dòng)較大，引起采煤機(jī)的動(dòng)載荷也較大； 4) 采煤機(jī)在工作面上移動(dòng)的比內(nèi)牽引時(shí)輕，在一定條件可能影響采煤機(jī)的工作穩(wěn)定性； 5) 截割部和牽引部相距很遠(yuǎn)，給操縱造成一些困難。外牽引是把牽引部設(shè)在工作面的端部，不跟截割部一起移動(dòng)，只隨工作面向前推移。 錨鏈牽引機(jī)構(gòu) 采煤機(jī)錨鏈牽引方式有兩種：內(nèi)牽引和外牽引。 鋼絲繩牽引機(jī)構(gòu) 過(guò)去的采煤機(jī)基本都用這種牽引機(jī)構(gòu)， 由于是靠鋼絲繩與卷筒之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，所以?xún)烧吣p較快，使用壽命短（鋼絲繩的使用壽命為 2~3 個(gè)月）；又因受到井下空間條件的限制，鋼絲繩直徑不可能太粗，限制了采煤機(jī)牽引力的提高；而且斷繩時(shí)容易傷人。 根據(jù)該薄煤層采煤機(jī)的工作環(huán)境，傳動(dòng)方式選擇液壓傳動(dòng)。 圖 22 電氣傳動(dòng)系統(tǒng)方框圖 Electric transmission system block diagram 這種傳動(dòng)方式的調(diào)速、換向、過(guò)載保護(hù)和各種監(jiān)護(hù)保護(hù)都可以由電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，使 得機(jī)械傳動(dòng)部分大為簡(jiǎn)化，因而可以縮小采煤機(jī)的體積，采煤機(jī)的總質(zhì)量比液壓牽引的采煤張帥：薄煤層滾筒采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 與 搖臂設(shè)計(jì) 8 機(jī)減輕約 13 ；調(diào)速方便，調(diào)速范圍廣，調(diào)速特性好；牽引部傳動(dòng)效率比液壓牽引部提高近 30%；可以用于有鏈或無(wú)鏈牽引系統(tǒng)；裝有兩臺(tái)電牽引部的采煤機(jī)，可以不降低牽引速度的條件下把牽引力提高一倍。在電動(dòng)機(jī)的控制回路中裝設(shè)了可控硅調(diào)速回路，該回路可接受兩個(gè)反饋信號(hào)，一個(gè)是牽引鏈輪的轉(zhuǎn)速，經(jīng)截割部電動(dòng)機(jī)的截割回路反饋到控硅調(diào)速回路實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。 但 采煤機(jī) 的外形尺寸受到嚴(yán)格的限制。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 21 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)方框圖 Hydraulic system block diagram 電氣傳動(dòng) 電氣傳動(dòng)的牽引方式又稱(chēng) “ 電牽引 ” ，就是用可以調(diào)速的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)牽引部。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)是 ： 可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，保護(hù)完善，換向方便，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速和離機(jī)遙控調(diào)速 ，單液壓元件加工精度高，對(duì) 于 要求嚴(yán)格，故障處理較困難，在井下工作面檢修不便。通過(guò)改變油泵的排油方向和排油量的大小，改變油馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)牽引的換向和牽引速度的調(diào)整。 由于破碎煤壁功能結(jié)構(gòu)方案選擇螺旋滾筒結(jié)構(gòu)，并且其具有落煤與裝煤功能，所以裝煤功能的結(jié)構(gòu)方案采用螺旋滾筒式工作結(jié)構(gòu)。另一種是專(zhuān)門(mén)用于裝煤的結(jié)構(gòu)，如犁地的犁一般，被單獨(dú)的牽引機(jī)構(gòu)牽引，在工作面往返運(yùn)行，把碎落在底板上的煤裝入輸送機(jī)里。而當(dāng)浮煤量較大時(shí)，必須在采煤機(jī)之后進(jìn)行人工清理，稱(chēng)為掃浮煤。經(jīng)驗(yàn)表明，通常還有 5%~20%的采落煤不能裝入輸送機(jī)里而留在工作面底板上，這些沒(méi)被稱(chēng)為浮煤。鉆削式工作機(jī)構(gòu)的鉆削臂也起裝煤作用。 一種是與落煤結(jié)構(gòu)相結(jié)合，不僅具有落煤功能，而且兼有裝煤功能。能實(shí)現(xiàn)這種裝煤工作的結(jié)構(gòu)與落 煤結(jié)構(gòu)的種類(lèi)有關(guān)。 綜合上述各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合該采煤機(jī)是在煤層厚度小的薄煤層中工作，適用螺旋滾筒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，所以實(shí)現(xiàn)破碎煤壁功能結(jié)構(gòu)方案選擇螺旋滾筒結(jié)構(gòu)。 滾壓式結(jié)構(gòu)方案 滾壓式破沒(méi)結(jié)構(gòu)是在螺旋滾筒的旋葉上和滾筒端面安裝滾壓盤(pán)刀，當(dāng)滾筒前移并自轉(zhuǎn)時(shí)，盤(pán)刀壓向煤壁，其刃部的擠壓和剪切作用達(dá)到破煤的目的。 這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；集落煤和裝煤功能于一體；煤的坡度大，及其能耗低。這種結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為鉆削臂。 垂直滾筒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，滾筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；破碎煤層時(shí)，截齒沿層里運(yùn)動(dòng)，截齒所受截割阻力小，采煤機(jī)能耗比較低；這種滾筒只能在煤層厚度變化不大的薄煤層中工作，或與其 他結(jié)構(gòu) 形式的破煤結(jié)構(gòu)組合在一起共同工作，滾筒的適應(yīng)性小。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 2 采煤機(jī)基本功能的 結(jié)構(gòu)方案 實(shí)現(xiàn)破碎煤壁功能 的 結(jié)構(gòu)方案 銑削式結(jié)構(gòu)方案 在鼓形滾筒的表面或在螺旋滾筒的葉片上安裝截齒，滾筒隨采煤機(jī)前移并 自轉(zhuǎn)，截齒邊用銑削的方式把煤從煤壁上截割下來(lái)，這是銑削結(jié)構(gòu)。工作時(shí)可與單體液壓支柱、金屬鉸接頂梁配套組成普采或高檔普采工作面、也可與薄煤層液壓支架配套組成綜采工作面。 主要用途和適用條件 ： 該機(jī)適用于頂板中等穩(wěn)定，煤層厚度在 米，傾角 ≤30176。 該機(jī)是一種沿長(zhǎng)壁回采工作面全長(zhǎng)穿梭式采煤的薄煤層采煤機(jī)。該機(jī)由三部電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其 中左、右截割電機(jī)功率分別為 100KW，牽引電機(jī)功率為 40KW，總裝機(jī)功率共 240KW。國(guó)外綜采工作面采煤機(jī)一般都裝有自動(dòng)監(jiān)控、診斷、張帥：薄煤層滾筒采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 與 搖臂設(shè)計(jì) 4 數(shù)據(jù)傳輸、無(wú)線電遙控裝置，不僅操作方便，而目能通過(guò)診斷裝置預(yù)先發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)排除。這些問(wèn)題造成了我們的產(chǎn)品可靠性不高，壽命較低。 近 幾 年來(lái)，我國(guó)薄煤層采煤機(jī)得到了很大的發(fā)展，但在質(zhì)量和壽命和高新技術(shù)應(yīng)用等方面與國(guó)內(nèi)大型采煤機(jī)，特別是與國(guó)外采煤機(jī)相比，還存在較大的差距。另一方面，與薄煤層采煤機(jī)配套的現(xiàn)用輸送機(jī)、液壓支架等也 是根據(jù)銷(xiāo)排尺寸來(lái)設(shè)計(jì)的，同樣尺寸較大，這樣造成采煤機(jī)價(jià)格較高，不利于薄煤層采煤機(jī)的應(yīng)用推廣。 以 MGN132/316 DW 型薄煤層采煤機(jī)為例，其最大牽引力為 37t，每個(gè)牽引部牽引力僅為 ，而現(xiàn)用銷(xiāo)排強(qiáng)度約 60t,可見(jiàn)其銷(xiāo)排強(qiáng)度的余量過(guò)大。但一個(gè)突出的問(wèn)題 是 :日前我國(guó)薄煤層采煤機(jī)為方便設(shè)計(jì)，在行走機(jī)構(gòu)上均采用中厚煤層采煤機(jī)所用的相關(guān)參數(shù)，例如銷(xiāo)排節(jié)距，一般大都采用 126mm。該采煤機(jī)的使用效果有待進(jìn)一步考察。該采煤機(jī)的牽截部將泵箱、牽引齒輪傳動(dòng)部、截割部固定齒輪傳動(dòng)箱合為一體，結(jié)構(gòu)十分緊讀。為了滿足廣大中小型礦井薄煤層普采與高檔普采工作面的需要，研制了 M6250 BW 型薄煤層采煤機(jī)，采用騎輸送機(jī)布置和液壓調(diào)速無(wú)鏈牽 引方式，裝機(jī)功率 250kW，截割電機(jī)采用特別設(shè)計(jì)的充液電機(jī)。第一臺(tái)樣機(jī)于 1997 年 12 月在晉華宮煤礦 9 層 8301 工作面投入使用，取得了最高月產(chǎn)量 萬(wàn) t,最高日產(chǎn)量 5300t 的好成績(jī)。總裝機(jī)功率達(dá) 450kW，其中截割功率 200kW,牽引功率 25kW，牽引力 400kN，牽引速度 0~6m/min。裝機(jī)功率為 375kW，采用液壓調(diào)速，擺線輪一銷(xiāo)軌無(wú)鏈牽引系統(tǒng)，適用于采高 一 ，工業(yè)性試驗(yàn)期間在采高 ~ m 的工作面最高月產(chǎn)為 36008t，最高日產(chǎn)為 1884t。由于該采煤機(jī)采用爬底板工作方式，對(duì)底板要求較高，底板太軟或起伏太大，適應(yīng)性差，因此其使用范圍有一定的局限性?？傃b機(jī)功率為 344kW，其中截割功率為 300kW，牽引功率 22kW，采用齒輪一銷(xiāo)軌式無(wú)鏈牽引，最大牽引力 350kN，牽引速度 0~6m/min。 SM G200 B 型采煤機(jī)裝機(jī)功率為 200kW，采用液壓驅(qū)動(dòng)、無(wú)級(jí)調(diào)速，鏈牽引，最大牽引力 180kN，適用采高為 ~， 是國(guó)內(nèi)同類(lèi)型薄煤層采煤機(jī)中功率較大的一種，平均日產(chǎn)在 1000t左右。 MG150B 型采煤機(jī)為 BM 一 100 型采煤機(jī)的改進(jìn)，用以克服 BM 系列采煤機(jī)截割較硬煤層時(shí)功率不足、牽引力小的問(wèn)題，將功率提高到 150kW， 牽引力提高到 160kN。 上世紀(jì) 80~90 年代期間，為了滿足開(kāi)采較硬薄煤層的需要和提高薄煤層滾筒采煤機(jī)的可靠性，研制了新一代的薄煤層滾筒采煤機(jī)。但是用雙滾筒張帥：薄煤層滾筒采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 與 搖臂設(shè)計(jì) 2 采薄煤層，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，機(jī)身又長(zhǎng)，所以使用不便，于是又生產(chǎn)出更加簡(jiǎn)化的 BM D 100型單滾筒薄煤層采煤機(jī)。 80 年代，我們?cè)谝M(jìn)了德國(guó)、英國(guó) 等采煤機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主開(kāi)發(fā)和制造適應(yīng)我國(guó)不同的煤層條件的滾筒式采煤機(jī)系列產(chǎn)品，并在 90 年代中期初步完成了主導(dǎo)機(jī)型，由液壓牽引采煤機(jī)向電牽引采煤機(jī)升級(jí)換型工作。 ZB 一 100 型采煤機(jī)裝機(jī)功率 100kW ,鏈牽引，牽引傳動(dòng)方式為液壓調(diào)速加齒輪減速。 70 年代至 80 年代初期，我國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)了中小功率薄煤層滾筒采煤機(jī)。 60 年代初，在頓巴斯一 1 型采煤機(jī)基礎(chǔ)上，我國(guó)開(kāi)始自行研制生產(chǎn)采煤機(jī)。因此，研制適合我國(guó)實(shí)際國(guó)情的薄煤層采煤機(jī)，以適應(yīng)不同的煤層結(jié)構(gòu)，提高薄煤層采煤的工作效率是當(dāng)務(wù)之急。 另外，對(duì)一些薄、厚煤層并存的煤礦，由于薄煤層開(kāi)采速度緩慢，使其下部的中厚煤層長(zhǎng)期得不到及時(shí)開(kāi)采，以至影響工作面的正接替，而有的就只能被迫丟失一些薄煤層資源。特別是在南方地區(qū)，有些省份薄煤層凈占 50%以上，而目薄煤層分布廣，煤質(zhì)好。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 薄煤層滾筒采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)與搖臂設(shè)計(jì) 前言 我國(guó)薄煤層資源分布廣泛， 以下煤層可采儲(chǔ)量約占全部可采儲(chǔ)量的 20%。在一些省、區(qū)薄煤層儲(chǔ)量比重很大，如四川省占 60%，山東省 54% ,黑龍江省占 51%，貴州省占37%。但由于其開(kāi)采煤層厚度薄，與中厚和厚煤層相比，薄煤層機(jī)械化開(kāi)采存在著工作條件差，設(shè)備移動(dòng)困難，煤層厚度變化、斷層等地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)薄煤層設(shè)備生產(chǎn)性能影響大，以及投入產(chǎn)出比高、經(jīng)濟(jì)效益不如厚與中厚煤層等特殊問(wèn)題， 造成薄煤層機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)發(fā)展速度相對(duì)緩慢。隨著大批煤礦中厚 :煤層的資源開(kāi)采比較多，使得資源越來(lái)越少，所以薄煤層的開(kāi)采己列入日程。 我國(guó)薄煤層采煤機(jī)的研究始于 60 年代。這類(lèi)薄煤層滾筒采煤機(jī) 主要有 MLQ 系列采煤機(jī)，如 1964年生產(chǎn)的 MLQ 一 64 型， 1980 年生產(chǎn)的 MLQ 一 80 型淺截石單滾筒采煤機(jī)，另外還有 MLQ3一 100 型采煤機(jī)。比較典型的有山東煤研所和淄博礦務(wù)局研制的 ZB 一 100 型單滾筒騎輸送機(jī)采煤機(jī)。牽引力 90kN，牽引速度 0~，采高 ~， 煤質(zhì)硬度為中硬以下的緩傾斜薄煤層。 1980 年，黑龍江煤礦械研究所和雞西煤礦機(jī)械廠共同開(kāi)發(fā)出 BM 系列騎輸送機(jī)滾筒采煤機(jī)，其中 BM 一 100 型雙滾筒采煤機(jī)，性能良好，能自開(kāi)缺日、強(qiáng)度高、工作可靠，在我國(guó)薄煤層采煤中廣泛應(yīng)用。 BM 系列采煤機(jī)在我國(guó)多個(gè)局、礦均有推廣使 用，其牽引力達(dá) 120kN，牽引速度為0~6m/min 可適用于采高 ~,煤質(zhì)硬度為中硬以下緩傾斜薄煤層中使用，平均年產(chǎn)量為 16 萬(wàn) t 左右。主要有黑龍江煤研所、雞西煤機(jī)廠研制的MG150B 型采煤機(jī)，煤科總院上海分院與大同礦務(wù)局聯(lián)合研制的 SMG200B 型采煤機(jī)，中波合作研制的 MG344 PWD 型強(qiáng)力爬底板采煤機(jī)，以及上海分院與西安煤機(jī)廠合作研制的M6375 AW 型采煤機(jī)。適用于~1. 5m， 煤質(zhì)中硬以下的緩傾斜薄煤層工作面，平均月產(chǎn)量為 2~ 萬(wàn) t 左右。 MG344 PWD 型強(qiáng)力爬底板采煤機(jī)是在國(guó)家 “ 七五 ” 和 “ 八五 ” 期間由煤科總院上海分院與波蘭科瑪克合作研制成功的國(guó)內(nèi)第一臺(tái)交流變頻調(diào)速薄煤層采煤機(jī)，該機(jī)具有機(jī)面高度低 （ 僅為 721mm） 、裝機(jī)功率大、機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)、工作 可 靠等優(yōu)點(diǎn)。適用于采高范圍為 ~、煤質(zhì)較硬的薄煤層工作面。 M6375 AW 型采煤機(jī)實(shí)際上是中 厚煤層采煤機(jī)的派生機(jī)型，將機(jī)面高度壓低以適應(yīng)薄煤層工作面開(kāi)采需要。 進(jìn)入 上世紀(jì) 90 年代以來(lái)，為了滿足厚薄煤層并存、薄煤層作為解放層開(kāi)采礦井的迫切需要，并結(jié)合當(dāng)代中厚煤層滾筒采煤機(jī)技術(shù)， 1997 年，由大同礦務(wù)局、煤科總院上海分院聯(lián)合研制了新一代 M6200/450 BWD 型薄煤層采煤機(jī)，該采煤機(jī)采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)、交流遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 變頻調(diào)速、無(wú)鏈牽 引等技術(shù)。采用騎輸送機(jī)布置方式，可用于采高為 ~~ 的薄煤層綜合機(jī)械化工作面。 在此基礎(chǔ)上，又研制出 M6250/550 BWD 型采煤機(jī)。最大牽引力 300kN，牽引速度 0~6m/ min，單電動(dòng)機(jī)縱向布置，機(jī)身分為 3 段，中間為電機(jī)，兩端為牽截部。各段之間采用高強(qiáng)度螺栓連接，機(jī)身無(wú)底托架，配用 SGB630/ 150C溜槽，機(jī)面高度為 699m m，可適應(yīng)采高為 ~ 薄煤層普采與高檔普采工作面。 我國(guó)薄煤層采煤機(jī)經(jīng)過(guò) 40 多年的發(fā)展，技術(shù)己趨成熟。這樣做雖能保證其正常運(yùn)行，但其強(qiáng)度余量過(guò)大。實(shí)際上其使用的還是沿用中厚煤層采煤機(jī)所用的銷(xiāo)排，從