【正文】 成套設(shè)備的研制：大傾角綜采成套設(shè)備的研制： “ 三硬 ” 、 “ 三軟 ” 4． 5m 一次采全高綜采設(shè)備的研制：解決短工作面的開采問題，短煤臂采煤機(jī)的研制 80 年代， 我們在引進(jìn)了德國、英國等采煤機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)和制造適應(yīng)我國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)升級換型工作。但是用雙滾筒采薄煤層，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，機(jī)身又長，所以使用不便，于是又生產(chǎn)出更加簡化的 BMD100 型單滾筒薄煤層采煤機(jī) 。 20 世紀(jì) 80 年代采煤機(jī)的發(fā)展有如下特點(diǎn)： ，使采煤機(jī)工作平穩(wěn)，使用安全 在引進(jìn)大功率采煤機(jī)的同時，無鏈牽引技術(shù)傳入中國，德國艾柯夫公司的銷軌式無鏈牽引和英國安德森公司的齒軌式無鏈牽引占絕大多數(shù)，而且技術(shù)成熟。仿制和引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的采煤機(jī)更是如此。 2．重視采煤機(jī)系列的開發(fā)，擴(kuò)大使用范圍 20 世紀(jì) 70 年代開發(fā)的采煤機(jī)，一種類型只有一個品種，十分單一，覆蓋面小，很難滿足不同煤層開采需要。采煤機(jī)系列化是 20 世 本科生畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 紀(jì) 80 年代采煤機(jī)發(fā)展中非常突出的特點(diǎn)。 我國薄煤層采煤機(jī)經(jīng)過 40 多年的發(fā)展，技術(shù)已趨成熟。這樣做雖能保證其正常運(yùn)行，但其強(qiáng)度余量過大。實(shí)際上其使用的還是沿用中厚煤層采煤機(jī)所用的銷排，從而薄煤層采煤機(jī)的行走機(jī)構(gòu)尺寸較大，采煤機(jī)機(jī)面高度降不下來，影響了薄煤層采煤機(jī)的適用性。因此，為了使薄煤層采煤機(jī)得到進(jìn)一步的推廣和發(fā)展，在減小采煤機(jī)行走機(jī)構(gòu)的參數(shù)、降低采煤機(jī)機(jī)身高度的同時，設(shè)計和開發(fā)適合薄煤層開采所需要的工作面輸送機(jī)和液壓支架也已變得迫在眉睫，這將推進(jìn)采煤機(jī)制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。主機(jī)用原材料、關(guān)鍵零部件、軸承、密封件、電機(jī)、電氣元件、液壓元部件等都存在 較大的差距。如采煤機(jī)齒輪壽命國內(nèi) 5000h，而國外為 2 萬 h，僅為國外同類產(chǎn)品的 1/4，很簡單的帶式輸送機(jī)托輥，國內(nèi)最好產(chǎn)品的壽命達(dá)到 3 萬 h，而國外同類產(chǎn)品壽命可達(dá) 9 萬 h。 20 世紀(jì) 90 年代后，隨著煤炭生產(chǎn)向集約化方向發(fā)展，減員提效，提高工作面單產(chǎn)成為煤炭發(fā)展的主流，發(fā)展高產(chǎn)高效工作面勢在必行，此采煤機(jī)開發(fā)研制圍繞高產(chǎn)高效的要求進(jìn)行，其主 要方向是： （ 1）高性能電牽引采煤機(jī)：電牽引采煤機(jī)的研制從 20 世紀(jì) 80 年代開始起步， 20 世紀(jì) 90 年代全面發(fā)展，電牽引的發(fā)展存在直流和交流兩種技術(shù)途徑。另外派生出 8 種機(jī)型，都已投入使用，取得較好的效果。 （ 2）大功率高參數(shù)的液壓牽引采煤機(jī)：最具代表性的機(jī)型是 MG2X400－ W 型采煤機(jī)。如神府華能集團(tuán)引進(jìn)美國的 7LS、6LS 電牽引采煤機(jī)；兗州礦業(yè)集團(tuán)公司引進(jìn)德國的 SL500 型和日本的 MCLEDR102 型交流電牽引采煤機(jī)，但由于價格昂貴，故引進(jìn)數(shù)量較少 ,國產(chǎn)電牽引采煤機(jī)雖然發(fā)展速度很快， 但在性能和可靠性上與世界先進(jìn)國家的 I采煤機(jī)相比，還存在較大的差距， 所以一些有實(shí)力的礦務(wù)局 , 回顧這 30 多年我國采煤機(jī)發(fā)展的歷程，走的是一條自力更生和仿制引進(jìn)結(jié)合的道路，也是一條不斷學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)為我所用的發(fā)展道路，從 20 世紀(jì) 70 年代主要靠進(jìn)口采煤機(jī)來滿足我國生產(chǎn)需要，到近年幾乎是國產(chǎn)采煤機(jī)占我國整個采煤機(jī)市場，這也是個了不起的進(jìn)步 。 我國開發(fā)的電牽引采煤機(jī)，一般都采用橫向布置。 在裝機(jī)功率方面，我國的液壓牽引采煤機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到 800KW，電牽引采煤機(jī)裝機(jī)功率達(dá)到 1020KW，其牽引功率為 2X50KW，可滿足高產(chǎn)高效工作面對功率的要求。 80 年代以來，滾筒式采煤機(jī)在結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)、可靠性和易維修性上都有很大的改進(jìn)。 牽引部電氣傳動系統(tǒng)采用兩直流電機(jī)他激并列 , 電樞采用微機(jī)控制 , 勵磁采用串聯(lián) , 既能滿足 四象限運(yùn)行 , 又能滿足雙牽引 , 趨于負(fù)載均衡 , 目前正全力發(fā)展交流電牽引。日本三井三池公司 RD101101 和 RD102102 均為交流電牽引采煤機(jī) , 其結(jié)構(gòu)形式為以前的截割電機(jī)布置在機(jī)身的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式 , 機(jī)械傳動和聯(lián)結(jié)相當(dāng)復(fù)雜。其中 , 最具代表的是英國安德森的 Eiect ra 系列 , 德國艾柯夫的 SL 系列 , 美 國喬依的 LS 系列和日本三井三池的 MCL E2DR 系列電牽引采煤機(jī)。 電牽引采煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展有如下幾個特點(diǎn) : (1) 裝機(jī)功率和截割電動機(jī)功率有較大幅度增加 為了適應(yīng)高產(chǎn)高效綜采工作面快速割煤的需要 , 不論是厚、中厚和薄煤層采煤機(jī) , 均在不斷加大裝機(jī)功率 (包括截割功 率和牽引功率 ) 。直流電牽引功率最大達(dá) 2 56kW , 交流電牽引功率最大達(dá) 2 60kW。美國喬依公司 70 年代中期開始開發(fā)多電機(jī)驅(qū)動的直流電牽引采煤機(jī) , 80 年代先后推出 3LS , 4LS 和 6LS 3 個 新機(jī)型 , 其電控系統(tǒng)多次改進(jìn) , 更趨完善。日本三井三池公司 80 年代中期著手開發(fā)高起點(diǎn)交流電牽引采煤機(jī) , 最具代表的是 MCL E2DR101101 , MDL E2DR102102 采煤機(jī) , 為國際首創(chuàng)。交流電牽引近幾年發(fā)展很快 , 由于技術(shù)先進(jìn) ,可靠性高、簡單 , 有取代直流電牽引的趨勢。 (3) 牽引速度和牽引力不斷增大 液壓牽引采煤機(jī)的最大牽引速度為 8m/ min 左右 , 而實(shí)際可用割煤速度為4 ～ 5m/ min , 不適應(yīng)快速割煤需要。由于采煤機(jī)需要快速牽引割煤 , 滾筒截深的加大和轉(zhuǎn)速的降低 , 又導(dǎo)致滾筒進(jìn)給量和推進(jìn)力的加大 , 故要求采煤機(jī)增大牽引力 , 目前已普遍加大到 450～ 600kN , 現(xiàn)正研制最大牽引力為 1000kN 的采煤機(jī)。借助 MG3442PWD 電牽引采煤機(jī)的電牽引技術(shù) , 對液壓牽引采煤機(jī)進(jìn)行技術(shù)更新。與此同時 , 在太原礦山機(jī)器廠生產(chǎn)的 AM2500 液壓牽引采煤機(jī)上應(yīng)用交流電牽引調(diào)速裝置改造 MG375/8302WD 型電牽引采煤機(jī)。 我國近期開發(fā)的電牽引采煤機(jī)有以下特點(diǎn) : (1) 多電機(jī)驅(qū)動橫向布置的總體結(jié)構(gòu)日益發(fā)展 本科生畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 70 年代中期僅有美國的 LS 系列采煤機(jī)、西德 EDW215022L22W 型采煤機(jī)采用多電機(jī)驅(qū)動 , 機(jī)械傳動系統(tǒng)彼此獨(dú)立 , 部件之間無機(jī)械傳動 , 取消了錐齒輪傳動副和復(fù)雜通軸 , 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單 , 裝拆方便。 (2) 滾筒的截深不斷增大 牽引速度的加 快 ,支架隨機(jī)支護(hù)也相應(yīng)跟上 , 使機(jī)道空頂時間縮短 ,為加大采煤機(jī)截深創(chuàng)造了條件。 (3) 普遍提高供電電壓 由于裝機(jī)功率大幅度提高 , 為了保證供電質(zhì)量和電機(jī)性能 , 新研制的大功率電牽引采煤機(jī)幾乎都提高供電電壓 , 主要有 2300V , 3300V , 4160V 和 5000V。 (4) 有完善的監(jiān)控系統(tǒng) 包括采用微處理機(jī)控制的工況監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、故障顯示的自動控制系統(tǒng) 。 (5) 高可靠性 據(jù)了解美國使用的 EL ECTRA 1000 型采煤機(jī)的時間利用率可達(dá) 95 %～ 98 % ,采煤量 350 萬 t 以上 ,最高達(dá) 1000 萬 t 。截割電機(jī)橫向布置在搖臂上 , 取消了螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸。 (8) 電牽引采煤機(jī)以交流變頻調(diào)速牽引裝置占主導(dǎo)地位 , 部分廠商同時也研制生產(chǎn)直流電牽引采煤機(jī)。 (10) 電控技術(shù)研究和采煤機(jī)電氣控制裝置可靠性不斷提高。 (11) 在橫 向布置的截割電機(jī)上 , 設(shè)計使用了具有彈性緩沖性能的扭矩軸 ,改善了傳動件的可靠性 , 對提高采煤機(jī)的整體可靠性和時間利用率起到了積極作用。具有使用中軸向力波動小 ,工作平穩(wěn)性好 ,塊煤率高 ,能耗低等優(yōu)點(diǎn)。騎槽式采煤機(jī)運(yùn)行的前滾筒貼著頂半截割， 本科生畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 后滾筒貼著底板截割。滾筒的螺旋葉片把破落的煤裝進(jìn)可彎曲的刮板輸送機(jī)，再經(jīng)刮板轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮膠帶輸送機(jī)運(yùn)出。如此從工作面的一端到另一端往復(fù)進(jìn)行采煤，每個行程結(jié)束后， 需要調(diào)換滾筒的上下位置，如果帶有弧形擋板，還應(yīng)將弧形擋板轉(zhuǎn)到滾筒的另一側(cè)，以便進(jìn)行相反方向的采煤進(jìn)程 。搖臂內(nèi)的齒輪傳動裝置將電動機(jī)的動力傳給螺旋滾筒軸，由滾筒軸帶動滾筒轉(zhuǎn)動進(jìn)行落煤和裝煤。 左右搖臂減速器除殼體不同外，其余零部件完全相同，可互換使用。 搖臂直接由截割電動機(jī)拖動，經(jīng)三級直齒輪傳動和一級行星機(jī)構(gòu)傳動，將動力傳遞到 截割滾筒，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)落煤和裝煤的作用。 （ 2）采用彎搖臂形式，加大了裝煤口，提高裝煤效率，增加塊煤率。 （ 4）搖臂回轉(zhuǎn)采用小鉸軸結(jié)構(gòu)。滾筒與搖臂行星減速器輸出軸采用方形聯(lián)結(jié)套聯(lián)接，聯(lián)接可靠，拆卸方便 。滾筒與搖臂行星減速器輸出軸采用方形聯(lián)結(jié)套聯(lián)接，聯(lián)接可靠，拆卸方便。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煤處理。當(dāng)采煤機(jī)在正常工況下工作時， 由調(diào)高泵輸出的壓力油經(jīng)集成塊和制動電磁閥進(jìn)入液壓制動器的外接油口，活塞在油壓下壓緊碟形彈簧組，壓盤與內(nèi)外摩擦片脫離接觸，液壓制動器呈現(xiàn)自由空轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)電控系統(tǒng)發(fā)出制動信號時，制動電磁閥斷電復(fù)位，制動器內(nèi)的油腔與油池連通，使得活塞在碟形彈簧的作用下推動壓盤壓緊內(nèi)外摩擦片，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，花鍵套被抱閘，起到制動采煤機(jī)的作用。用于采煤機(jī)調(diào)高系統(tǒng)及液壓制動器的動力來源。 牽引電動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)二級直齒圓柱齒輪和二級行星齒輪減速器減速后，由行星架輸出，通過驅(qū)動輪與行走輪相嚙合，再由行走輪與工作面輸送機(jī)上的銷軌嚙合使采煤機(jī)來回行走，同時制動軸出軸通過花鍵與液壓制動器相連，實(shí)現(xiàn)電牽引的制動。 1 .4 .3 截割電動機(jī) 電動機(jī)是采煤機(jī)配套專用并成為其組成部件的各暴行異步電動機(jī)，同時驅(qū)動 截割 部和行走部的為主電動機(jī)。截割 電動機(jī)為礦用割爆型三相交流異步電動機(jī)，可用于環(huán)境溫度下于 40℃，有甲烷或爆炸性煤塵工作面，橫向安裝在采煤機(jī)搖臂上，采用實(shí)心軸傳動結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，外殼采用水套冷卻。 使用時注意開機(jī)前應(yīng)先檢查冷卻水的水量，先通水后起電動機(jī)，嚴(yán) 禁斷水使用，電動機(jī)長時間運(yùn)行后不要馬上關(guān)閉冷卻水，發(fā)現(xiàn)有異樣聲響時，應(yīng)立即停車檢查。 內(nèi)噴霧供水裝置由接頭、水封、泄漏環(huán)、油封、軸承裝置外殼、軸承、不銹鋼送水管、○形圈、定位銷、管座、高壓軟管等組成。 內(nèi)噴霧水通過接頭座與噴霧冷卻系統(tǒng)的相應(yīng)管路相通，經(jīng)送水管，煤壁側(cè)高壓管與滾筒的內(nèi)噴霧供水口相連，進(jìn)入滾筒水道。 1 在采空區(qū)側(cè)：行走輪組 、行走輪、導(dǎo)向滑靴、行走輪軸承、芯軸等組成。 3 拖纜裝置：拖纜裝置由拖纜架，連接板、銷、電纜板等組成，當(dāng)采煤機(jī)沿工作面運(yùn)行時，拖拽并保護(hù)纜和水管使用電纜夾來承受，這樣使電纜，水管不受力磨損小，同時還能防砸及拖拽平穩(wěn)且阻力小，在工作面刮板輸送機(jī)的電纜槽內(nèi)可靠的來回拖動。 4 噴霧冷卻系統(tǒng) 采煤機(jī)工作時，滾筒在破煤和裝煤過程中，會產(chǎn)生大量煤塵，不及降低了工作面的能見度，影響正常生產(chǎn)，而且對安全生產(chǎn)和工人的健康也會產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此，必須及時降塵，最大限度的降低空氣中的含量，同時采煤機(jī)在工作時，各主要部件會產(chǎn)生很大熱量需及時進(jìn)行冷卻，已保證工作面生產(chǎn)的順利進(jìn)行。 5 機(jī)身連接裝置 左右電牽引部，中間電控箱的連接螺柱，搖臂與左右電牽引部鉸接銷軸四組，這些裝置將采煤急各大部件聯(lián)接成一個整體，起到緊固及連接的作用。 本機(jī)選用兩種規(guī)格的液壓螺母 M30，限定油壓 200MPa 和 M36 3 限定油壓 180MP 采用液壓鎖緊，預(yù)緊力大，螺栓受力均勻，防松可靠。 B 制動回路。其中。 泵站由調(diào)高電動機(jī)、單泵、集成塊、過濾器、制動電磁閥、壓力表、高低壓溢流閥等組成。 本科生畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 液壓制動回路的壓力油回油路設(shè)置低壓溢流閥，為制動器壓力及調(diào)高電磁反向閥所用壓力，為保證液壓制動器打開，在制動回路設(shè)置一低壓溢流閥，調(diào)定壓力為 ，它由二位三通電磁閥，液壓制動器，低壓溢流閥及其管路等組成，制動電磁閥在集成塊上，通過特定管路與安裝在左右電牽引部上的液壓制動器相連。 3 調(diào)高油缸 兩只調(diào)高油缸設(shè)置在靠煤壁側(cè)機(jī)身下方，油缸的活塞桿與搖臂的小支臂，缸體與左右牽引部下面分別用銷軸聯(lián)結(jié)，已實(shí)現(xiàn)左右滾筒的調(diào)高，調(diào)高油缸由液力鎖缸體，活塞桿和活塞等組成。 5 過濾器 在輔助液壓系統(tǒng)中，設(shè)有過濾器一個，安裝在右電牽引部泵站中，采用網(wǎng)式濾芯，型號為 MDY01042，其流量為 63l/min。 7 手動換向閥 本機(jī)設(shè)有兩只手動換向閥，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能完全一樣，均為 H 型三位四通換向閥，閥中彈簧是使閥芯復(fù)位，此時無壓力油進(jìn)入油缸，用手直接操作確定閥的工作位置，使壓力油進(jìn)入油缸，使其伸縮實(shí)現(xiàn)搖臂的升降。 機(jī)外液壓管路由于采用手動換向閥安裝在左中部，兩端電動換向機(jī)外管路簡單，由泵箱端集成塊引出四根去左右油缸進(jìn)出油口，二根去制動器，即可將左右油缸，制動器與系統(tǒng)連接起來。 惰輪軸組 I 主要由齒輪、心軸、軸承、距離套等組成，靠心軸與殼體臺階定位。 . 三軸組件主要由軸齒輪Ⅰ、齒輪Ⅱ、軸承、端蓋、距離套