【正文】 頭的工作高度。 參照以往的刨煤機(jī)設(shè)計(jì)，選擇刨頭寬度為700cm。 因此我設(shè)計(jì)的刨頭的長度確定在 1500～ 3000mm，現(xiàn)取 2170mm。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 刨頭的長度應(yīng)由每節(jié)輸送機(jī)中部槽的長度以及牽引系統(tǒng)（刨頭牽引部）的長度來確定。 把上述各個(gè)參數(shù)代入公式得到： tp sQk Q?＝ ， vk ＝ ， vk ＝－ （舍去）。 選擇鏈速 /sV m s? ， 輸送機(jī)允許裝載斷面積 0A ＝ 2m 。 所以，0036003600t b bps s s s sQ V h H V h Hk Q A V k A V k??????? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ?= 240 ????? 設(shè) bv sVk V?，則 2 1(3 1)vp vkk kk??? ??? ???????? ?? （ 49） 劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 12 223 9 4 42p p pv k k k k k kk ? ? ?? ? ? ? ? ?? = 2 ????????? b v sV k V??? ???????????? （ 410） 假定用戶要求的生產(chǎn)能力 Q ＝ 240 /th，則刨煤機(jī)的理論生產(chǎn)能力 tQ 應(yīng)該最小 等于 Q ＝ 240 /th。 03600s s sQ A k V? ?? ? ? ? ?????????????? （ 47） 式中： 0A — 輸送機(jī)允許裝載斷面積， 2m ； 0 2 ( 3 1)( 1)s v vvH h k k kA k? ? ? ?? ?? ??????????? ?? （ 48） k? — 輸送機(jī)溜槽充滿系數(shù)； sV — 輸送機(jī)鏈速， ms； sk — 煤的松散系數(shù)； s? — 煤的松散密度， 3tm。 按照上面的計(jì)算順序有： 設(shè) bv sVk V?，則 tpsQk Q? ? ???????????? ? （ 4－ 1） 0 2 ( 3 1)( 1)s v vvH h k k kA k? ? ? ?? ?? ???????? ? （ 4－ 2） 223 9 4 42p p pv k k k k k kk ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?????? （ 4－ 3） 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 b v sV k V??? ??????????? ???? （ 4－ 4） 針 對 高 速 刨 煤 法 ( bsVV? ) ， 刨 速 和 鏈 速 的 確 定 順 序?yàn)椋?,s s p v bV A Q k k V? ? ? ?。計(jì)算表明當(dāng)刨速等于或高于鏈速的三倍時(shí)，刨煤機(jī)與輸送機(jī)的能力能夠得到較大限度的利用。刨速提高，一方面可增強(qiáng)刨煤機(jī)刨硬煤的能力； 另一方面刨深相同的情況下，刨煤機(jī)的生產(chǎn)能力較大。 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)具體“刨頭－輸送機(jī)”的系統(tǒng)工況，并結(jié)合實(shí)際 設(shè)計(jì)的 生產(chǎn)能力，選擇二者之間具體的比值，選擇原則如下： (1).刨速不宜過高，否則會(huì)造成控制系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)很復(fù)雜；刨速也不可過低，否則為了滿足用戶要求的生產(chǎn)能力，刨深會(huì)很大，造成刨頭、刨鏈的尺寸 加大，設(shè)備費(fèi)用提高。 （ 5）組合刨煤法 3 這種刨煤方式采用兩種刨速和兩種鏈速。 （ 4）組合刨煤法 2 這種刨煤方式與組合刨煤式 1 類似 , 上行時(shí)， bsV sV ；下行時(shí)， bxV sV 。 （ 3）組合刨煤法 1 這種刨煤方式采用低速刨煤法與高速刨煤法相結(jié)合，采用兩種刨深 sh (上行刨深 )、 xh (下行刨深 )和兩種刨速。并且鏈速 sV 、刨深 h 和刨速 bV 在刨頭上下行刨煤過程中不變。 井下生產(chǎn)實(shí)踐證明，以及根據(jù)各國煤炭領(lǐng)域科技工作者的研究發(fā)現(xiàn)，單刨頭穿梭式刨煤方式最為經(jīng)濟(jì)和實(shí)用。 (3) 刨深 h的確定 根據(jù)原始資料、鏈速、刨速以及 輸送機(jī)裝載斷面積均勻化程度來確定刨深 h ，此外刨深的確定還必須滿足用戶所要求的生產(chǎn)能力。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 對于刨速如何確定，國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)沒有統(tǒng)一的理論推導(dǎo)。此外還要求機(jī)組其它各種保護(hù)裝置齊全可靠，特別是刨頭運(yùn)行的控制保護(hù)裝置和過載保護(hù)裝置，而且提高刨速還會(huì)導(dǎo)致刨煤機(jī)成本增加，后期維護(hù)費(fèi)用增高，刨煤機(jī)配套的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)和相關(guān)裝置結(jié)構(gòu)增大。 3600tbQ H h V ?? ? ? ? ???????????? (2－ 2) 式中： H — 工作面采高， m ； h — 刨深， m； bV — 刨速， /ms； ? — 煤的實(shí)體密度， 3/tm。 （ 2） 刨煤機(jī)理論生產(chǎn)能力 tQ 刨煤機(jī)的理論生產(chǎn)能力 tQ 是根據(jù)用戶要求的生產(chǎn)能力 Q、輸送機(jī)理論輸送能力 sQ 以及井下工作面的具體布置情況和實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)制度等確定的。 式（ 2－ 1）表明，輸送機(jī)理論輸送能力 sQ 主要受 0A 和 sV 的限制。 表 22 基本參數(shù) Tab22 basic parameters 名稱 符號 單位 輸送機(jī)理 論輸送能力 sQ th 刨煤機(jī)理論生產(chǎn)能力 tQ th 刨煤機(jī)速度 （以下簡稱刨速） 最大刨速 maxbV ms 最小刨速 minbV ms 刮板輸送機(jī)鏈速 （以下簡稱鏈速） 最大鏈速 maxsV ms 最小鏈速 minsV ms 刨削深度 （以下簡稱刨深） 最大刨深 maxh cm 最小刨深 minh cm （ 1）輸送機(jī)理論輸送能力 sQ 輸送機(jī)的理論輸送能力 sQ 是根據(jù)刨煤機(jī)的理論生產(chǎn)能力 bQ ，并結(jié)合井下工作面煤層的垮落情況、實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及井下生產(chǎn)制度等確定的。因此，這些基本參數(shù)的確定對刨煤機(jī)設(shè)計(jì)有決定性影響。 刨煤機(jī)工況參數(shù)，即刨煤機(jī)工作參數(shù)，是根據(jù)原始資料并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)確定的。需要指出的是 ：在井下工作面實(shí)地測定煤層的各種物理機(jī)械性能有一定的困難，可取煤巖試樣在實(shí)驗(yàn)室測定。刨煤機(jī)系統(tǒng)的原始資料主要有：用戶要求的生產(chǎn)能力，刨煤機(jī)系統(tǒng)工作方式，煤層抗截強(qiáng)度，工作面煤層厚度變化范圍，煤的脆塑性，煤的實(shí)體密度，煤的松散系數(shù)等，具體內(nèi)容如表 2－ 1 所示。刨煤機(jī)設(shè)計(jì)合理與否與原始資料和工況參數(shù)的確定有直接關(guān)系。 ： 設(shè)計(jì)長度： 180m 生產(chǎn)能力： 80～ 290 t/h 煤層厚度： ～ 煤層硬度： f≤ 煤層傾角：＜ 25176。但噴嘴容易堵塞和損壞，供水管路復(fù)雜，活動(dòng)聯(lián)接處密封較困難。噴嘴在截割頭上按螺旋線布置，壓力水對著截齒噴射。這種方式結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用壽命長。 這種除塵方式有以下兩種： ① 外噴霧降塵。 噴霧泵站給 刨煤機(jī)提供一定壓力的噴霧水，以減少或者降低煤塵、巖塵的飛揚(yáng)，防止煤塵爆炸。 目前，這兩種輸送機(jī)構(gòu)均有采用，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)酌情確定。這種驅(qū)動(dòng)方式的傳動(dòng)系統(tǒng)布置簡單，和裝載機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)互不影響。由于該位置空間較小布置較困難。輸送機(jī)構(gòu)可采用聯(lián)合驅(qū)動(dòng)方式，即將電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)和減速器布置在刮板輸送機(jī) 機(jī)身和機(jī)尾 ，在驅(qū)動(dòng)裝載機(jī)構(gòu)同時(shí)，間接地以輸送機(jī)構(gòu)機(jī)尾為主動(dòng)軸帶動(dòng)刮板輸送機(jī)構(gòu)工作。第四，導(dǎo)護(hù)鏈裝置間的連接應(yīng)有利于加強(qiáng)輸送機(jī)中部槽的連接。第二、結(jié)構(gòu)要簡單，工作應(yīng)可靠。第四，刨鏈要有足夠的耐磨性和強(qiáng)度，并要有調(diào)鏈裝置 。 D、刨頭牽引鏈傳動(dòng)部件是向刨頭傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，選用時(shí)候應(yīng)考慮第一，減數(shù)器尺寸應(yīng)盡量小，以利于縮小缺口尺寸，第四，刨鏈輪傳動(dòng)要平穩(wěn)，材料耐磨。第三，刨刀的排列應(yīng)能實(shí)施梯形或者楔形截割，負(fù)荷較大的底刀應(yīng)設(shè)置在刨頭的中部，刨頭的前后部應(yīng)有超前刀。 C、刨頭是刨煤機(jī)的主要工作結(jié)構(gòu)，選用時(shí)要考慮以下要求：第一，刨頭的高度可調(diào)，而且高度的調(diào)整 方便，以適應(yīng)煤層厚度的變化。拖鉤刨煤機(jī)一般采用定量推進(jìn)式，滑行和滑行拖鉤刨煤機(jī)均采用定壓拖進(jìn)方式。輸送部分的工作原理及結(jié)構(gòu)與可彎曲刮板輸送機(jī)類似。刨頭上安裝長、短刨刀和底刨刀，刀位可由調(diào)節(jié)限位偏心軸分別獲得，以得到不同截深和飄刀。 刨煤部分主要包括兩套刨頭傳動(dòng)裝置、刨頭、刨鏈、導(dǎo)鏈架、緩沖裝置等。 劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 4 根據(jù)設(shè)計(jì)工況要求選擇前牽引的滑行式刨煤機(jī)。這種機(jī)型主要用于硬度和 底板起伏較大的煤層。由于取消了掌板，牽引阻力和摩擦力小，消耗功率小，對底板的適應(yīng)性能好。這種機(jī)型主要在地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層傾角較小，硬度較小，底板較硬，較平整的礦井中使用。 缺點(diǎn)：運(yùn)行速度低，牽引鏈和刨頭間的距離較大，牽引鏈抗力使刨頭在煤層平面內(nèi)有偏轉(zhuǎn)的趨勢，造成刨煤機(jī)和輸送機(jī)溜槽及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)間產(chǎn)生劇烈的摩擦和磨損，再加上掌板和底板間較大的摩擦和摩擦，使得刨煤機(jī)的運(yùn)行阻力高，消耗功率多。 后牽引拖鉤式刨煤機(jī) 這種刨煤機(jī)的牽引鏈設(shè)在輸送機(jī)的采空區(qū)側(cè)，用掌板帶動(dòng)刨頭實(shí)現(xiàn)刨煤，掌板直接在底板上滑行。按刨煤與輸送機(jī)的 支承方式不同，靜力刨煤機(jī)又有拖鉤式、滑行式和拖鉤－滑行式三種。 ： 按刨頭與煤體的相互作用，刨煤機(jī)分為靜力式和動(dòng)力式兩類。 (6).地質(zhì)構(gòu)造：刨煤機(jī)不適宜在含水量大，斷層較發(fā)育，底板起伏大的礦井中使用，若有斷層，其落差不能超過煤層厚度，底板褶曲不能影響輸送機(jī)和機(jī)組運(yùn)行。但在傾角較大的煤層中使用，刨煤機(jī)在上行刨煤時(shí)，截煤阻力及輸送機(jī)自身容易使機(jī)組整體下滑，所以，刨煤機(jī)對緩傾斜煤層的適應(yīng)性較好 (4).頂?shù)装鍡l件：穩(wěn)定頂板有利于刨煤機(jī)的使用，但在支持技術(shù)發(fā)展以后，特別是采用液壓支架后，頂板并不是使用刨煤機(jī)的限制條件，刨煤機(jī)對煤層底板條件也無嚴(yán)格要求，只要底板起伏不大，斷層發(fā)育較好，底板硬度大于煤層硬度，即可使用刨煤機(jī)。 (2).煤質(zhì)硬度：目前使用較多的靜力式刨煤機(jī)主要用于煤的抗壓強(qiáng)度小于 25Mpa的煤層，不適于開采硬 度較大的煤層。因此，根據(jù) 刨煤機(jī) 的用途、作業(yè)情況及制造條件，合理選擇機(jī)型，并正確確定各部結(jié)構(gòu)型式，對于實(shí)現(xiàn)整機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、保證機(jī)器的工作性能具有重要意義。并且 刨煤機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，裝煤效果好，塊煤率高，煤塵少等 優(yōu) 點(diǎn)；尤其是刨煤機(jī)的截深淺，使煤層中瓦斯瀉出均勻，不易集聚，在開采瓦斯大，易突出的煤層中有其特殊的作用。尋找一種高產(chǎn)、高效、一直是眾望所歸之事。而且隨著近幾年的開采，厚煤層已經(jīng)沒有，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，薄煤層的回采產(chǎn)量僅占總產(chǎn)量的 10%左右，而且這個(gè)比例還有逐步下降的趨勢，中厚煤層和薄煤層的開采比例嚴(yán)重失調(diào)。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 引言 我國薄煤層儲(chǔ)量豐富，分布廣泛。在全國重點(diǎn)煤炭基地中有 85%以上都賦存有薄煤層。造成這種現(xiàn)象的原因就是機(jī)械化的 程度比較低，適于薄煤層開采的機(jī)械比較少。 刨煤機(jī)作為一種落煤、裝煤和運(yùn)煤聯(lián)合進(jìn)行的采煤機(jī)械，四十多年來改進(jìn)和發(fā)展的經(jīng)歷充分證明了它是一種開采薄煤層及中厚煤層和薄煤層下 限的經(jīng)濟(jì)、高效的采煤機(jī)械。 全套圖紙，加 153893706 劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 2 刨煤機(jī)是一種外牽引的淺截式采煤機(jī) ,可與工作面刮板輸送機(jī)一起組成刨煤機(jī)組 ,實(shí)現(xiàn)薄煤層的機(jī)械化開采 .與采煤機(jī)相比 , 刨煤機(jī)與其他淺煤層機(jī)組相比有很多優(yōu)點(diǎn) : (1) 刨煤機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單 ,維修方便 ,易于操作等優(yōu)點(diǎn) .(2)人員不需跟機(jī)操作 ,容易實(shí)現(xiàn)工作面自動(dòng)化管理 .(3) 刨煤機(jī)靠切削落煤 ,煤塊率高 ,粉塵量少 ,提高礦井的效益 .(4)截深小 ,工作面煤壁壓力釋放和瓦斯?jié)B出量比較均勻 ,適合高瓦斯礦井開采 ,充分利用地壓 ,采煤能耗低 .(5)刨頭不帶動(dòng)力 ,靠兩端 電動(dòng)機(jī)牽引 ,所以電纜不需要進(jìn)工作面 ,為開采創(chuàng)造了方便工作條件 . 刨煤機(jī) 的總體方案設(shè)計(jì)對于整機(jī)的性能起著決定性的作用。 ： (1).煤層厚度：刨煤機(jī)特別適用于開采層在 以下的薄煤層，對厚度在 以下的極薄煤煤層的開采更為有利，但亦可用于中厚煤層。 (3).煤層傾角：在煤層傾角 15 度以下的緩傾斜煤層中工作，刨煤機(jī)不會(huì)產(chǎn)生下滑。 (5).瓦斯含量：刨煤機(jī)的截深小，工作面瓦斯的涌出均勻，因而更適 合在高瓦斯礦井遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 和有瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井中使用，在這類礦井中亦可用刨煤機(jī)開采中厚煤層。 總之，刨煤機(jī)主要用于中硬煤層以下，底板起伏不大，斷層不發(fā)育，傾角較小，含水量少的刨煤機(jī)開采，在瓦斯含量的中厚度煤層也是可以考慮的。動(dòng)力式刨煤機(jī)尚處在研究階段，目前所使用的主要是靜力式刨煤機(jī)。分別有不同的特點(diǎn)和使用條件。其優(yōu)點(diǎn)有：運(yùn)行、穩(wěn)定性能好，刨道較窄，有利于頂板管理，牽引鏈和導(dǎo)架的安裝維護(hù)方便。另外， 刨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，位于輸送機(jī)溜槽和底板之間的掌板會(huì)迫使輸送機(jī)溜槽上下浮動(dòng)，不僅加劇了摩擦，而且容易引起輸送機(jī)下滑。 前牽引滑行式刨煤機(jī) 這種刨煤機(jī)的牽引鏈設(shè)在輸送機(jī)的靠煤壁側(cè)（前方），刨頭在封閉的導(dǎo)軌滑架上運(yùn)行，運(yùn)行阻力小，牽引