【正文】 6年出現(xiàn)的第四代采煤機——電牽引采煤機，大大改善了采煤機的性能，并擴大了它的使用范圍。并且開始重視系列化采煤機的開發(fā)工作，一種功率的采煤機可以派生出多種機型，主要元部件在不同功率的采煤機上都能通用，這樣不僅擴大了工作面的適應范圍，而且便于用戶配件的管理。至此，緩傾斜中厚煤層的綜采機械化問題已經(jīng)基本得到解決，專家開始對實現(xiàn)厚煤層、薄煤層、急傾斜及其它難采煤層開采的綜采機械的研發(fā)，以適用不同的開采條件。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。德國艾柯夫公司, 整機結(jié)構(gòu)特點為機3段式,兩邊傳動部分為鑄造箱體結(jié)構(gòu), 中間電氣部分為焊接框架結(jié)構(gòu),搖臂為分體聯(lián)結(jié),左右對稱通用,可滿足不同的配套要求。美國喬依公司從3LS～7LS,機身為3 段焊接結(jié)構(gòu)形式,搖臂為分體聯(lián)結(jié)、左右通用,牽引部電氣傳動系統(tǒng)為2電機串激串聯(lián),目前已開始投入使用7LS 交流電牽引采煤機?？偨Y(jié)這些國家電牽引采煤機的技術(shù)發(fā)展有如下幾個特點:（1） 裝機功率和截割電動機功率有較大幅度增加是為了適應高產(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, 均在不斷加大裝機功率(包括截割功率和牽引功率) 。（3） 牽引速度和牽引力不斷增大液壓牽引采煤機的最大牽引速8m/min左右,而實際可用割煤速度為4～5m/ min,不適應快速割煤需要。（4） 多電機驅(qū)動橫向布置的總體結(jié)構(gòu)日益發(fā)展。（6）普遍提高供電電壓：由于裝機功率大幅度提高,為了保證供電質(zhì)量和電機性能,新研制的大功率電牽引采煤機幾乎都提高供電電壓, 主要有2300V, 3300V,4160V和5000V。（7）有完善的監(jiān)控系統(tǒng)：包括采用微處理機控制的工況監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、故障顯示的自動控制系統(tǒng)。（8） 高可靠性：據(jù)了解美國使用的ELECTRA100型采煤機的時間利用率可達95 %～98 % ,采煤量350萬t以上,最高達1000。國內(nèi)某些技術(shù)如綜采放頂煤支架技術(shù)處于國際領先水平；國產(chǎn)綜采設備的主要技術(shù)參數(shù)已接近或達到本世紀初的國際先進水平；國產(chǎn)綜采設備的機電一體化程度接近或達到20世紀90年代中期的國際先進水平；國產(chǎn)綜采設備的可靠性接近或達到20世紀90年代初的國際先進水平。20世紀70年代我國采煤機的發(fā)展有以下特點：（1）裝機功率小。（3）牽引速度低。（5）工作可靠性較差。世界主要采煤機生產(chǎn)國如英國、德國、法國、波蘭、日本等都進入中國市場，其技術(shù)也展示在中國人的面前，為我們深入了解外國技術(shù)和掌握這些技術(shù)創(chuàng)造了條件，同時通過20世紀70年代自行研制采煤機的實踐，獲得了成功和失敗的經(jīng)驗與教訓，確立了我國采煤機的發(fā)展方向，即仿制和自行研制并舉。據(jù)初步統(tǒng)計，20世紀80年代自行開發(fā)和研制的采煤機品種有50余種，是我國采煤機收獲的年代，基本滿足我國各種煤層開采的需要，大量依靠進口的年代已一去不復返了。（2）元部件攻關(guān)先行，促使采煤機工作可靠性的提高。進入20世紀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，此采煤機開發(fā)研制圍繞高產(chǎn)高效的要求進行，其主要方向是：（1）大功率高參數(shù)的液壓牽引采煤機：最具代表性的機型是MG2X400－W型采煤機。進入20世紀90年代后，交流變頻調(diào)速技術(shù)在中厚煤層采煤機中推廣使用，上海分院先后開發(fā)成功MG200/500WD、MG200/450BWD、MG250/600WD、MG400/920WD和MG450/1020WD等采煤機，變頻調(diào)速箱可以是機載，也可以是非機載。太原礦山機械廠在引進英國Electra1000直流電牽引全套技術(shù)的基礎上，開發(fā)出MG400/900WD和MG250/600WD型兩種電牽引采煤機，雞西煤機廠、遼源煤機廠也開發(fā)了交流電牽引采煤機。如神府華能集團引進美國的7LS、6LS電牽引采煤機；兗州礦業(yè)集團公司引進德國的SL500型和日本的MCLEDR102型交流電牽引采煤機，但由于價格昂貴，故引進數(shù)量較少，90年代采煤機技術(shù)發(fā)展的特點如下：（1）多電機驅(qū)動橫向布置的總體結(jié)構(gòu)成為電牽引采煤機發(fā)展的主流。各大部件由單獨的電動機驅(qū)動，傳動系統(tǒng)彼此獨立，無動力傳遞，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，因而有取代電動機縱向布置的趨勢。在裝機功率方面，我國的液壓牽引采煤機裝機功率達到800KW，電牽引采煤機裝機功率達到1020KW，其牽引功率為250KW，可滿足高產(chǎn)高效工作面對功率的要求。（3）液壓緊固技術(shù)的開發(fā)研究取得成功?；仡欉@30多年我國采煤機發(fā)展的歷程，走的是一條自力更生和仿制引進結(jié)合的道路，也是一條不斷學習國外先進技術(shù)為我所用的發(fā)展道路，從20世紀70年代主要靠進口采煤機來滿足我國生產(chǎn)需要，到近年幾乎是國產(chǎn)采煤機占我國整個采煤機市場，這也是個了不起的進。按滾筒數(shù)目分為單滾筒和雙滾筒采煤機，其中雙滾筒采煤機應用最普遍。按行走驅(qū)動裝置的調(diào)速方式分機械調(diào)速、液壓調(diào)速和電氣調(diào)速滾筒采煤機（通常簡稱機械牽引、液壓牽引和電牽引采煤機）。按機身與工作面輸送機的配合導向方式分騎槽式和爬底板式采煤機。按適用的煤層傾角分緩斜、大傾角和急斜煤層采煤機。采煤機主要由電動機、牽引部、截割部和附屬裝置等部分組成（如圖11）。采煤機的電動機都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以縮小電動機的尺寸。每臺采煤機裝有兩個牽引傳動箱。行走箱最終驅(qū)動齒輪，與固定在輸送機上的銷排嚙合，從而驅(qū)動整臺采煤機行走。 左、右截割部減速箱：將電動機的動力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂5的齒輪，驅(qū)動滾筒6旋轉(zhuǎn)。螺旋葉片將截齒割下的煤裝到刮板輸送機中。圖11 雙滾筒采煤機底托架：是固定和承托整臺采煤機的底架，通過其下部四個滑靴9將采煤機騎在刮板輸送機的槽幫上，其中采空區(qū)側(cè)兩個滑靴套在輸送機的導向管上，以保證采煤機的可靠導向。調(diào)斜油缸：用于調(diào)整采煤機的縱向傾斜度，以適應煤層沿走向起伏不平時的截割要求。此外，為降低電動機和牽引部的溫度并提供內(nèi)外噴霧降塵用水，采煤機設有專門的供水系統(tǒng)。 研究目的和意義我國是采煤大國，煤炭是我國主要的能源，是保證國民經(jīng)濟增長的重要物質(zhì)基礎。其中采掘包括采煤和掘進巷道。而采煤機牽引部是采煤機的重要組成部件，它不但負擔采煤機工作時的移動和非工作時的調(diào)動，而且牽引速度大小直接影響工作機構(gòu)的效率和質(zhì)量，并對整機的生產(chǎn)能力和工作性能產(chǎn)生很大影響。對采煤機牽引部的設計就是為了滿足實際工況的需求，使其發(fā)揮必要的作用。煤炭工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)的發(fā)展是順利進行社會主義現(xiàn)代化建設的重要條件。采煤機是目前重要的采煤設備，它的技術(shù)狀況和我國煤炭事業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)。52第2章 總體方案的確定 主要設計內(nèi)容及參數(shù)采煤機牽引部由一個防爆電機、一級錐齒輪傳動、二級圓柱齒輪傳動組成，本次設計的主要任務是對采煤機牽引部進行結(jié)構(gòu)設計，合理分配傳動比，主要零部件的設計，以及進行強度校核等。在滿足牽引速度0~7m/min，滾筒轉(zhuǎn)速48r／min。生產(chǎn)能力800t/h的井下采煤工作的要求。由兩個軸承支承在殼體上，電機功率首先通過錐齒輪嚙合傳遞至低速級，然后傳遞到一級行星組件，最后由行星架輸出。由兩個軸承支承在殼體上，通過錐齒輪改變轉(zhuǎn)速方向，再傳遞給齒輪低速級齒輪，然后通過內(nèi)花鍵傳遞到一級齒輪，最后通過內(nèi)花鍵與長軸相連，該軸另一端與截割軸部相連輸出。一軸為軸齒輪，由兩個軸承支承在殼體上。1高速級小齒輪z1 2高速級大齒輪z2 3中間級小齒輪z3 4中間級大齒輪z4 5低速級小齒輪z5 6低速級大齒輪z6圖23 方案三比較三個方案：方案一有行星機構(gòu)傳動，簡化了傳動系統(tǒng)，但筒殼增大了，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，所以此方案也不宜采用。方案三是通過惰輪調(diào)節(jié)中心，使齒輪結(jié)構(gòu)緊湊，齒輪傳動，體積小，效率高，外廓尺寸小，用于大功率的轉(zhuǎn)動裝。 電動機的選用設計要求牽引部功率為375KW，根據(jù)礦井電機的具體工作環(huán)境情況，電機必須具有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對安全，而且電機工作要可靠，啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強，效率高。其主要參數(shù)如下：產(chǎn)品類型：三相異步電動機型號：YBSS—375—4 375KW 1140V 級數(shù)：4級額定轉(zhuǎn)速：1480rpm效率：%滾筒轉(zhuǎn)速：48r/min總傳動比的分配i = i總==式中 ——電動機轉(zhuǎn)速,r/min； ——滾筒轉(zhuǎn)速,r/min。多級傳動系統(tǒng)傳動比的確定有如下原：（1）各級傳動的傳動比一般應在常用值范圍內(nèi)，不應超過所允許的最大值，以符合其傳動形式的工作特點，使減速器獲得最小外形。（3）使各級傳動的承載能力接近相等，即要達到等強度。由于采煤機在工作過程中常有過載和沖擊載荷，維修比較困難，空間限制又比較嚴格，故對齒輪減速裝置提出了很高要求。圓錐齒輪傳動比常用值2～3，精度等級7～8級精度（稀油潤滑）圓錐齒輪加工成本高且加工困難，因此選用較小傳動比。m牽Ⅱ軸: