【正文】 ain energy source, the coal industry has made a significant contribution to national economic development. But the coal industry is facing many difficulties and problems, the eventual development of mining mechanization is inevitable. So how to improve mining efficiency in order to meet the rapid development of China39。 MG750/2210700WD 型采煤機(jī)的截割部機(jī)械傳動(dòng)由兩級(jí)直齒傳動(dòng)和兩級(jí)行星機(jī)傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)。而炮采安全性比較低，生產(chǎn)率也比較低；綜采對(duì)設(shè)備要求較高，而且投資費(fèi)用比 較大。所以如何提高采煤效率以滿足我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中迅猛發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對(duì)能源的需要就成了十分迫切的要求。煤炭是我國(guó)的主要能源，煤炭工業(yè)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。 摘 要 采煤機(jī)械的裝備水平是煤礦技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。采煤機(jī)械的選用取決于煤層的賦存條件、采煤方法和采煤工藝，而采煤機(jī)械的技術(shù)發(fā)展又促進(jìn)了采煤方法和采煤工藝的更新。但是煤炭工業(yè)面臨著許多困難和問題，采煤機(jī)械化是最終發(fā)展的必然。 我國(guó)煤炭中薄煤層儲(chǔ)量豐富，對(duì)大功率采煤機(jī)的需求量也比較大。所以對(duì)厚薄煤層來說開發(fā)適應(yīng)高檔普采的采煤機(jī)是非常必要的，而 MG750/2210WD型交流電牽引采煤機(jī)正是針對(duì)厚薄煤層適應(yīng)高普而進(jìn)行的設(shè)計(jì)。 采取搖臂結(jié)構(gòu)形式以增大滾筒的過煤空間進(jìn)而 提高裝煤效率， 并 對(duì)各級(jí)齒輪及相應(yīng)的傳動(dòng)軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和相應(yīng)的校核，結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。s modernization in the economic need for energy has bee a very urgent requirement. Thin seams of coal is abundant, the demand for highpower shearer is relatively large. The blast mining safety is relatively low, productivity is relatively low。但是由于資源條件和能源科技發(fā)展水平?jīng)Q定，在未來的 3050 年內(nèi)，一切新能源都不能普遍取代礦物燃料，因此礦物能源仍將是人類的主要能源。在新技術(shù)革命的帶動(dòng)下，煤礦開采技術(shù)與裝備技術(shù)迅速發(fā)展，高生產(chǎn)能力、高性能的開采技術(shù)設(shè)備是采礦行業(yè)的未來目標(biāo)采煤機(jī)械化是最終發(fā)展的必然。 按煤層賦存的條件，對(duì)煤炭的開采可以分為露天開采和地下開采。目前國(guó)內(nèi)外采用這些采煤方法的國(guó)家所用采煤機(jī)械，絕大多數(shù)是滾筒式采煤機(jī)、刨煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)，只有少數(shù)先進(jìn)的煤礦采用薄煤層采煤機(jī)等設(shè)備。從國(guó)內(nèi)煤機(jī)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)來看，我國(guó)煤機(jī)制造企業(yè)受計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代影響發(fā)展緩慢，不僅技術(shù)水平較低，而且產(chǎn)品單一。 采煤機(jī)簡(jiǎn)述 采煤機(jī)有不同的分類方式。國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的是滾筒采煤機(jī)。滾筒采煤機(jī)的類型很多，可按滾筒數(shù)目、行走機(jī)構(gòu)形式、行走驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速傳動(dòng)方式、行走部布置位置、機(jī)身與工作面輸送機(jī)配合導(dǎo)向方式、總體結(jié)構(gòu)布置方式等分類。按行走機(jī)構(gòu)形式 分鋼絲繩牽引、鏈牽引和無鏈牽引采煤機(jī)。按行走部布置位置分內(nèi)牽引和外牽引采煤機(jī)。按總體結(jié)構(gòu)布置方式分截割電動(dòng)機(jī)縱向布置在搖臂或機(jī)身上的采煤機(jī)和截割電動(dòng)機(jī)橫向布置在機(jī)身上的采煤機(jī)、截割電動(dòng)機(jī)橫向布置在搖臂上的采煤機(jī)。按適用的煤層傾角分緩斜、大傾角和急斜煤層采煤機(jī)。 截割部包括 搖臂和螺旋滾筒兩部分，是把煤從煤體上破落下來并兼有裝煤功能的采煤機(jī)部件。每個(gè)截割部中，搖臂主要起減速、傳動(dòng)、改變采高的作用；滾筒旋轉(zhuǎn)直接作用于煤壁，靠安裝其上的截齒破煤，并利用螺旋葉片將破落下來 第 2 頁 的煤輸送到與采煤機(jī)配套的刮板輸送機(jī)上。 行走部是直接移動(dòng)采煤機(jī)的裝置。 中間控制箱為整臺(tái)采煤機(jī)的控制部分和動(dòng)力源部分。 采煤機(jī)工作時(shí)，一方面由牽引電機(jī)提供的動(dòng)力經(jīng)固定箱、行走箱帶動(dòng)行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使采煤機(jī)做牽引運(yùn)動(dòng)；一方面由截割電機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力經(jīng)搖臂傳遞到螺旋滾筒，螺旋滾筒做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)截齒截割煤巖，截落的煤巖經(jīng)螺旋葉片傳送到刮板輸送機(jī)上。 采煤機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況及現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)發(fā)展歷程 世界上第一臺(tái)采煤機(jī)是蘇聯(lián)于 1932 年生產(chǎn)并在頓巴斯煤礦開始使用的。與此同時(shí)，雞西煤礦機(jī)械廠開始進(jìn)行仿制工作，于 1954 年制造出中國(guó)第一臺(tái)深截式采煤機(jī)，即頓巴斯一 1 型采煤康拜因。牽引部工作機(jī)構(gòu)為鋼絲繩牽引，傳動(dòng)系統(tǒng)通過齒輪傳動(dòng)，利用牙嵌式離合器進(jìn)行有級(jí)調(diào)速，為純機(jī)械式傳動(dòng)，所用電動(dòng)機(jī)為風(fēng)冷防爆電 動(dòng)機(jī)。第二代采煤機(jī)采用螺旋式滾筒，要比調(diào)高，牽引部工作機(jī)構(gòu)為鋼絲繩牽引，雙鼠籠式防爆外部風(fēng)冷電動(dòng)機(jī) 我國(guó)于 20 世紀(jì) 60 年代末 70 年代初開始研制第三代采煤機(jī)：雙滾筒采煤機(jī)。采煤機(jī)的兩個(gè)可調(diào)高滾筒放在采煤機(jī)的兩 端利用搖臂調(diào)高 。采用了雙鼠籠式防爆型外殼水冷電動(dòng)機(jī)。目前，我國(guó)生產(chǎn)的液壓無鏈牽引采煤機(jī)最有代表性的是 MG 系列，包括 MG300 、 MG200 和 MG150系列。 國(guó)外寸 1976 年研制出第一臺(tái)電牽引采煤 機(jī)，電牽引采煤機(jī)是直接對(duì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速，以獲得不同的牽引速度，使?fàn)恳看蟠蠛?jiǎn)化，采川固體元件，具有抗污染能力強(qiáng)，故障率小， 第 3 頁 壽命長(zhǎng)和效率高等特點(diǎn)。電牽引采煤機(jī)成為我國(guó)第四代采煤機(jī)。主控制器采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，使系統(tǒng)性能可靠，抗干擾能力強(qiáng)，具有完備的保護(hù)、故障診斷和顯示功 能，并可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)無線電遙控。 2021 年，雞西煤礦機(jī)械有限公司又與淮南礦業(yè)集團(tuán)聯(lián)合開發(fā)研制了 MG610/1400 一 WD 型橫向布置大功率升壓電牽引采煤機(jī)，成為國(guó)內(nèi)第一臺(tái)裝機(jī)功率大于 1000 kW 的大功率自替化采煤機(jī)。上海天地公司研制出 MG650/1620 一 WD 型、 MG750/1845 一 WD 型、 MG900/2215 一 WD 型大功率電牽引采煤機(jī) 。 國(guó)外發(fā)展歷程 機(jī)械化采煤開始于 20 世紀(jì) 60 年代，是隨著采煤機(jī)械的出現(xiàn)而出現(xiàn)的。但當(dāng)時(shí)的采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)復(fù)雜，能耗大，效率低，加上工作面輸送機(jī)不能自移，所以生產(chǎn)受到一定的限制。滾筒式采煤機(jī)采用螺旋滾筒作為截割機(jī)構(gòu)，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)并切人煤壁后，通過安裝在滾筒螺旋葉片上的截齒將煤破碎，并利用螺旋葉片把破碎下來的煤裝人工作面輸送機(jī)。因此， 20 世紀(jì) 50 年代各國(guó)采煤機(jī)械化的主流還只是處于普通機(jī)械化水平，雖然在 1954 年英國(guó)已研制出了自移式液壓支架，但由于采煤機(jī)和可彎曲刮 板愉送機(jī)尚不完善，綜采技術(shù)僅儀處在開始試驗(yàn)階段 20 世紀(jì) 60 年代是世界綜采技術(shù)的發(fā)展時(shí)期，第二代采煤機(jī) — 單搖臂滾筒采煤機(jī)的出現(xiàn) .解決了采高調(diào)整問題，擴(kuò)人了采煤機(jī)的適川范圍。 進(jìn)人 20 世紀(jì) 70 年代，綜采機(jī)械化得到了進(jìn)一步的發(fā)展和提高，綜采設(shè)備開始向大功率、高效率及完善性能和擴(kuò)大使用范圍等方向發(fā)展，相繼出現(xiàn)了功率為 750 一 1000KW的采煤機(jī)，功率為 9001000 kW、生產(chǎn)能力達(dá) 1500 t/h 的刮板輸送機(jī)，以及工作阻力達(dá)1500 kN 的強(qiáng)力液壓支架等。 世界上第一臺(tái)直流 (他勵(lì) )電牽引采煤機(jī)是由德國(guó)艾柯夫公司于 1976 年研制的 EDW – l50 2L 型采煤機(jī)。同年，美國(guó)久益公司研制出了 1LS 直流 (串勵(lì) )電牽引采煤機(jī)，以后陸續(xù)改進(jìn)發(fā)展為 2LS, 3LS, 4LS 系列； 1996 年生產(chǎn)的 6LS05 型采煤機(jī)，其總裝機(jī)功率為 1530 kW ,是目前世界上功率較大的采煤機(jī)。 在電牽引采煤機(jī)的發(fā)展歷史中，世界上許多國(guó)家先是發(fā)展直流電牽引，而后逐步發(fā)展交流調(diào)速電牽引。直流電牽引技術(shù)能滿足采煤機(jī)牽引特性 (恒扭矩一恒功率 )的要求，調(diào)速平穩(wěn)，能四象限運(yùn)行，適應(yīng)大傾角工作面的運(yùn)行，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但存在著火花、炭粉、更換電刷和換向器、過載能力較低以及機(jī)身較寬、較長(zhǎng)等缺點(diǎn)。因此，交流調(diào)速電牽引采煤機(jī)已成為今后的發(fā)展方向，交流伺服系統(tǒng)已成為目前發(fā)展的主流方向。借助MG3442PWD 電牽引采煤機(jī)的電牽引技術(shù) , 對(duì)液壓牽引采煤機(jī)進(jìn)行技術(shù)更新。與此同時(shí) , 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(guó)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(dòng)橫向布置電牽引采煤機(jī)。 (2) 總裝機(jī)功率、牽引功率大幅度提高 , 供電電壓 (對(duì)單個(gè)電機(jī) 400kW 及以上 ) 由1140V 升至 3300V , 保證了供電質(zhì)量和電機(jī)性能。 (4) 主機(jī)身多分為 3 段 , 取消了底托架 , 各零部件設(shè)計(jì)、制造強(qiáng)度大大提高 , 部件間用高強(qiáng)度液壓螺母聯(lián)接 , 拆裝方便 , 提高了整機(jī)的可靠性。在通 用性、互換性和集成型方面邁進(jìn)了一大步 , 功能逐步齊全 , 無線電隨機(jī)控制研制成功 , 數(shù)字化、微機(jī)的電控裝置已進(jìn)入試用階段。 (7) 耐磨滾筒及鎬形截齒的研究 , 推進(jìn)了我國(guó)的滾筒及截齒制造技術(shù) ,開發(fā)研制的耐 第 5 頁 磨滾筒 ,可適用于截割 f = 3～ 4 的硬煤。 國(guó)際上電牽引采 煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展有如下幾個(gè)特點(diǎn) : (1) 裝機(jī)功率和截割電動(dòng)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。 世界各主要采煤機(jī)廠商 20 世紀(jì) 80 年代都已把重點(diǎn)轉(zhuǎn)向開發(fā)電牽引采煤 機(jī) , 如德國(guó)艾柯夫公司是最早開發(fā)電牽引采煤機(jī)的 , 80 年代中后期基本停止生產(chǎn)液壓牽引采煤機(jī) , 研制出 EDW 系列電牽引采煤機(jī) , 90 年代又研制成功交流直流兩用 SL300 、 SL400 、 SL500 型采煤機(jī)。自日本 80 年代中期研制成功第 1 臺(tái)交流電牽引采煤機(jī) ,至今除美國(guó)外 , 其它國(guó)家如德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等都先后研制成功交流電牽引采煤機(jī) , 是今后電牽引采煤機(jī)發(fā)展的新目標(biāo)。電牽引采煤機(jī)牽引功率成倍增加 , 最大牽引速度達(dá) 15～ 20m/ min , 美國(guó) 18m/ min 的牽引速度很普遍 ,美國(guó)喬依公司的 1 臺(tái)經(jīng)改進(jìn)的 4LS 采煤機(jī)的牽引速度高達(dá) 2815m/ min。 (4) 多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置的總體結(jié)構(gòu)日益發(fā)展 。目前 , 這類采煤機(jī)既有電牽引 , 也有液壓牽引 , 既有中厚煤層用大功率 , 也有薄煤層的 , 有取代傳統(tǒng)的截割電動(dòng)機(jī)縱向布置的趨勢(shì)。 10 年前滾筒采煤 機(jī)截深大都是 630 ～ 700mm , 現(xiàn)已采用 800mm ,1000mm , 1200mm 截深 , 美國(guó)正在考慮采用 1500mm 截深的可能性。美國(guó)現(xiàn)有長(zhǎng)壁工作面中 , 45 %以上的電牽引采煤機(jī)供電電壓為≥ 2300V。 就地控制、無線電隨機(jī)控制 , 并已能控制液壓 支架、輸送機(jī)動(dòng)作和滾筒自動(dòng)調(diào)高。 現(xiàn)在電牽引采煤機(jī)已是國(guó)際主異機(jī)型，不僅可控硅控制調(diào)速的直流電牽引已發(fā)展成系列產(chǎn)品，而且已經(jīng)開發(fā)出廠多款交流調(diào)速電牽引采煤機(jī)，其發(fā)展趨勢(shì)是電牽引采煤機(jī)將逐步代替液壓牽引采煤機(jī)。我國(guó)也已成功研制了 MG344 一 PWD 型交流電牽引爬底板薄煤層采煤機(jī)和 MGA463 DW型直流電牽引采煤機(jī)等。新一代大功率電牽引采煤機(jī)已集中采用了當(dāng)今世界最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成為具有人工智能的高自動(dòng)化機(jī)電設(shè)備代替液壓牽引已成必然。 ⑵ 結(jié)構(gòu)形式向多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置發(fā)展。 ⑷ 性能參數(shù)向大功率、高參數(shù)發(fā)展。 國(guó)內(nèi)電牽引采煤機(jī)研制方向與國(guó)際發(fā)展基本一致經(jīng)過近 15 年的研究，已取得較大進(jìn)展但離國(guó)際先進(jìn)水平特別是在監(jiān)控技術(shù)及可靠性方面尚有較大差距，必須進(jìn)行大量的技術(shù)和試驗(yàn)研究。向遙控及自動(dòng)控制發(fā)展，逐步過渡到無人工作面采煤；提高單機(jī)的可靠性，并使之系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化；研制厚、薄及急傾斜等難采煤層的機(jī)械化設(shè)備 ；解決端頭技術(shù)，研制工作面巷道與工作面端部連接處的設(shè)備等，以進(jìn)一步提高工作面產(chǎn)量和安全性。此外，進(jìn)一步發(fā)展電牽引采煤機(jī)已列人我國(guó)重要科技攻關(guān)計(jì)劃。 煤質(zhì)硬 度 硬或中硬 整機(jī)主要參數(shù) 的確定 最大計(jì)算生產(chǎn)能力 4800 t/h 采高 2700～ 5500 mm 裝機(jī)功率 2 750 +2 110+40+150 KW 供電電壓 3300V 滾筒直徑 Φ 2700 mm 搖臂擺動(dòng)中心距 8550 mm 截深 800 mm 牽引力 1000～ 500 KN 牽引速度 15 m/min（ 0～ ～ 23m/min） 第 7 頁 各電機(jī)的主要參數(shù) 電動(dòng)機(jī) 型 號(hào) 功 率 (KW) 電 壓 (V) 轉(zhuǎn) 速 (r/min