韩振铎-采掘机械与液压传动-课件-第二篇1章

第二篇采煤机械功能：落煤和装煤。分类：采煤机和刨煤机使用滚筒式采煤机采煤时必须遵守《煤矿安全规程》的规定一、采煤机上必须装有能停止工作面刮板输送机运行的闭锁装置。采煤机因故暂停时，必须打开隔离开关和离合器。采煤机停止工作或检修时，必须切断电源，并打开其磁力启动器的隔离开关。启动采煤机前，必须先巡视采煤机四周，确认对人员无危险后，方可接通电源。二、工作面遇有坚硬夹矸或黄铁矿结核时，应采取松动爆破措施处理，严禁使用采煤机强行截割。三、工作面倾角在15°以上时，必须有可靠的防滑装置。《煤矿安全规程》对使用滚筒式采煤机采煤时的规定：四、采煤机必须安装内、外喷雾装置。截煤时必须喷雾降尘，内喷雾压力不得小于2MPa，外喷雾压力不得小于1.5MPa，喷雾流量应与机型相匹配。如果内喷雾装置不能正常喷雾，外喷雾压力不得小于4MPa。无水或喷雾装置损坏时必须停机。五、采用动力载波控制的采煤机，当2台采煤机由1台变压器供电时，应分别使用不同的载波频率，并保证所用的动力载波互不干扰。六、采煤机上的控制按纽，必须设在靠采空区一侧，并加保护罩。《煤矿安全规程》对使用滚筒式采煤机采煤时的规定：九、采煤机用刮板输送机作轨道时，必须经常检查刮板输送机的溜槽联接、挡煤板导向管的联接，防止采煤机牵引链因过载而断链；采煤机为无链牵引时，齿（销、链）轨的安设必须紧固、完整，并经常检查。必须按作业规程规定和设备技术性能要求操作、推进刮板输送机。《煤矿安全规程》对使用滚筒式采煤机采煤时的规定：第二篇采煤机械第一章滚筒式采煤机概述特点：功率大（最大达1000kw），调高方便，能自开缺口，适用于各种硬度、采高为0.65～4.5m的缓倾斜煤层，无链牵引的滚筒采煤机可在35℃～54℃的大倾角条件下工作，对地质条件要求不高，能较好地适应工作面煤层构造。缺点：破碎的煤块度小，粉尘含量多，比能耗较大，机构复杂，价格昂贵。第一节滚筒采煤机的组成组成：电动机、牵引部、截割部和附属装置等（如图2-1-1）电动机—动力部分牵引部—行走机构固定减速箱—传递动力，减速增扭摇臂—调节采高滚筒—落煤、装煤挡煤板—（辅助装煤）提高装煤效果底托架—固定承托整台采煤机电气箱—电气控制和保护供水灭尘装置—内外喷雾防尘、降尘、冷却电缆拖移装置—拖移电缆截割部附属装置第二节截割部包括工作机构（截齿、滚筒）及传动装置（固定减速箱、摇臂齿轮箱等）是采煤机直接落煤、装煤的部分。截割部消耗的功率约占整个采煤机功率的80%～90%。一、截齿截齿是采煤机直接落煤的刀具，截齿的几何形状和质量直接影响采煤机的工况和能耗、生产率和吨煤成本。要求：截齿强度高，耐磨，几何形状合理，固定可靠。材料：齿身30～35CrMnSi，30～35SiMnV或40Cr调质。截齿头镶嵌碳化钨硬质合金。类型：扁截齿和镐形截齿两种1、扁截齿（径向截齿）(如图2-1-2）即刀形截齿，适合各种煤质。2、镐形截齿（切向截齿）（如图2-1-3）分为镐形截齿和带刃扁截齿。落煤时主要靠齿尖的尖劈作用锲入煤体而将煤碎落，适应脆性及裂隙多的煤层。二、螺旋滚筒1、结构（如图2-1-4）由螺旋叶片1、端盘2、齿座3、喷嘴4及筒壳5等部分组成。2、参数结构参数：滚筒直径、宽度、螺旋叶片的旋向和头数工作参数：滚筒转速和转动方向螺旋滚筒的三个直径：滚筒直径D、螺旋叶片外缘直径及筒壳直径，越小，螺旋叶片的运煤空间越大，有利于运煤，滚筒直径尺寸已成系列见P189，通常滚筒宽度B，即采煤机的理论截深，通常0.6～1m。螺旋叶片旋向：左旋和右旋。左转左旋，右转右旋。3、滚筒的旋转方向（图2-1-5、2-1-6）对于单滚筒采煤机，左工作面的滚筒应顺时针向旋转，用右螺旋叶片；右工作面的滚筒应逆时针向旋转，用左螺旋叶片。对于双滚筒采煤机，两个滚筒的旋转方向相反（以使两个滚筒的总截割阻力相互抵消。其布置方式有：反向对滚（图2-1-6a）和正向对滚（图2-1-6b）。yDgD6.04.0/～DDyggD4、滚筒的转速切下煤屑厚度呈月牙形为0～式中—牵引速度，m/min；n—滚筒转速；m—同一截线上的截齿数。由上式可知，当m一定时，煤屑厚度与牵引速度成正比，而于滚筒转速成反比。n=30～50r/min，截割速度v=3～5m/s。)(100maxcmnmvhqmaxhqv5、截齿排列截齿的合理排列，可以降低截煤能耗，提高块煤率以及使滚筒受力平稳，振动小。截齿的排列取决于煤的性质和滚筒的直径等。截齿的排列情况可用截齿配置图（图2-1-8）来表示，图中水平线为不同截齿的空间轨迹展开线，称为截线；相邻截线间的间距称为截距。端盘截齿排列较密，一条截线上的截齿数截距t=32～65mm，小值适用于硬煤。一般等于叶片头数。）（32'～mmm三、传动装置1、传动方式（1）电机—固定减速箱—摇臂—滚筒（图2-1-9a）特点：传动简单，摇臂从固定减速箱端部伸出，支承可靠，强度和刚度好，但卧底量较小。（2）电机—固定减速箱—行星齿轮传动—滚筒（图2-1-9b）特点：在滚筒内装了行星传动，简化了传动系统，但筒壳增大了，适用于中厚煤层采煤机。（3）电机—减速箱—滚筒（图2-1-9c）特点：齿轮数大大减少，机壳的强度、刚度增大，调高范围大，缩短了采煤机机身，有利于采煤机开缺口工作。（4）电机—摇臂—行星齿轮传动—滚筒（图2-1-9d）特点：电动机轴与滚筒轴平行，传动简单，调高范围大，机身长度小。2、截割部传动特点（1）采煤机电动机转速为1460r/min左右，而滚筒转速一般为30～50r/min，因此截割部总传动比为50～30左右。通常有3～5级齿轮减速。（2）多数采煤机电动机轴心线与滚筒轴心线垂直，因此传动装置高速级总有一级圆锥齿轮传动。（3）通常采煤机的电动机除驱动截割部外还要驱动牵引部，故截割部传动系统中必须设置离合器，使采煤机在调动或检修（如更换截齿等）时将滚筒与电动机脱开，以保证作业安全。（4）为适应破碎不同性质煤层的需要，有的采煤机备有两种或三种滚筒速度，利用变换齿轮变速。（5）为扩大调高范围，加长摇臂，摇臂内常装有一串惰轮。（6）截割部承受很大的冲击载荷，为保护传动零件，在一些采煤机截割部中设有专门的安全保险销。3、截割部传动的润滑采煤机截割部传动的功率大，传动件的负载很大，还受冲击，因此传动装置的润滑十分重要。常用方法是飞溅润滑，即将一部分传动零件浸在油池内，靠它们向其他零件供油和溅油，同时将部分润滑油甩到箱壁上，以利散热。润滑油：选用150～460cSt（40℃）的极压（工业齿轮油）作为润滑油，其中以N220和N320用的最多。第三节牵引部功用：移动采煤机使工作机构连续落煤或调动机器。牵引部组成：牵引机构及传动装置。牵引机构类型：有链牵引和无链牵引。传动装置类型：机械传动、液压传动和电传动等，分别称为机械牵引，液压牵引和电牵引。要求：有足够大的牵引力；牵引速度=0～10m/min可以无级调速；在电动机转向不变的情况下能正、反向牵引和停止牵引；有自动调速系统和可靠的保护装置，以及操作方便。qv一、链牵引机构包括牵引链、链轮、链接头和紧链装置等。工作原理（如图2-1-10），牵引链3与牵引部传动装置的主动链轮1相啮合并绕过导向链轮2后与紧链装置4连接，两个紧链装置分别固定在工作面刮板输送机的机头和机尾上。紧链装置的作用是使牵引链具有一定的初拉力，使吐链顺利。当主动链轮逆时针向旋转时，牵引链从右段绕入，这时左段链为松边，其拉力为，右段链为紧边，拉力为，因而作用于采煤机的牵引力为：12PPP1P2P1、牵引链牵引链采用高强度（C级或D级）矿用圆环链（图2-1-11a），它是用23MnCrNiMo优质钢经编成型后焊接而成的。常用牵引链为圆环链。td86222、链轮（如图2-1-12）其形状比较特殊，常用35CrMnSi钢制成。圆环链缠绕到链轮上后，平环链棒料中心所在的圆称为节圆，各中心点的连线在节圆内构成了一个内接多边形。若链轮齿数为Z，则内接多边形边数为2Z，则绕入圆环链一圈长度为2Zt，所以链牵引速度为（m/min）t—圆环链节距，mm；—链轮转速，r/min。链牵引的缺点是牵引速度不均匀，致使采煤机负载不平稳。齿数越少，速度波动越大。主动链轮的齿数一般为Z=5～8。10002sqZtnvsn3、紧链装置牵引链通过紧链装置固定在输送机两端。紧链装置产生的初拉力可使牵引链拉紧，并可缓和因紧边链转移到松边时弹性收缩而增大紧边的张力。常用紧链装置有：（1）弹簧紧链器这种紧链装置为一弹簧筒，它固定在输送机两端。如图2-1-13所示，牵引链1经导向轮2固定在弹簧3的一端，可利用弹簧的预压缩量产生预紧力。紧链时，使采煤机位于工作面一端（如图2-1-3b的A端），将滚筒顶在煤壁上，然后开动牵引部使紧边拉紧。此时，B端弹簧完全压缩，且紧边链有较大的弹性伸长量。再将A端弹簧预压到预紧力（约30～50kN），采煤机即可工作。随着采煤机向B端移动，紧边的弹性伸长量向松边转移，使松边拉力加大，但因有弹性补偿，拉力增加较慢。（2）液压紧链器（如图2-1-14）液压紧链器是利用支架泵站的乳化液工作的。高压液经截止阀4、减压阀5、单向阀6进入紧链缸3，使连接在活塞杆端的导向轮2伸出而张紧牵引链。其预紧紧力为活塞推力的一半。紧链方法与弹簧紧链器相同，只是将紧边液压缸活塞全部收缩，松边液压缸使牵引链达到预紧力（图2-1-14b）紧边因拉力大而有很大的弹性伸长量，随着机器向右移动，紧边的弹性伸长量逐渐转向松边，使松边拉力大于预紧力，一旦拉力大到使液压缸内的压力超过安全阀7的调定压力时，安全阀开启，从而使松边链保持恒定的初拉力。调节安全阀压力，可使初拉力达到30～60kN。优点：松边拉力恒定，从而紧边拉力也能维持较稳定的值。2P0P2P01PPPPP02220421DpP二、无链牵引机构1、原理和机构类型取消了固定在工作面两端的牵引链，以采煤机牵引部的驱动轮或再经中间轮与铺设在输送机槽帮上的齿轨啮合，从而使采煤机沿工作面移动。结构类型：（1）齿轮—销轨型（如图2-1-15）这种牵引机构是以采煤机牵引部的驱动齿轮经中间齿轨轮与铺设在输送机上的圆柱销排式齿轨相啮合使采煤机移动。（2）滚轮—齿轨型（如图2-1-17）这种牵引机构由装在底托架内的两个牵引传动箱分别驱动两个滚轮（即销轮），滚轮与固定在输送机上的齿条式齿轨相啮合而使采煤机移动。（3）链轮—链轨型（如图2-1-18）这种牵引机构由牵引部传动装置的驱动链轮，与铺设在输送机采空侧挡板内的圆环链相啮合而移动采煤机。2、优缺点优点：1、采煤机移动平稳，振动小，减少了故障率，延长了使用寿命；2、可采用多牵引，使牵引力提高以适应大倾角条件下工作；3、可实现工作面多台采煤机同时工作，提高产量；4、消除了断链事故，增大了安全性。缺点：对输送机的弯曲和起伏不平要求高，输送机的弯曲段较长（约15m），对煤层地质条件变化的适应性差；同时使机道宽度增加约100mm，加长了支架的控顶距离。三、牵引部传动装置类型牵引部传动装置功用：将采煤机电动机的动力传到主动链轮或驱动轮并实现调速。分类（按传动形式）：机械牵引、液压牵引和电牵引。机械牵引：是指全部采用机械传动装置的牵引部。其特点是工作可靠，但只能有级调速，结构复杂，目前已很少采用。液压牵引：是利用液压传动来驱动的牵引部。液压传动的牵引部可以实现无级调速，变换、换向和停机等操作比较方便，保护系统比较完善，并且能随负载变化自动地调节牵引速度，因此目前绝大多数采煤机都采用液压传动。电牵引：是指直接对电动机调速以获得不同牵引速度的牵引部。它的优点是省去了复杂的液压系统和齿轮变速装置，使牵引部传动大大简化。因而故障少，维护工作简单，传动效率高，机身长度缩短。而且其电子控制系统对外载变化的反应灵敏，能自动调速，当超载严重时，还能立即反向牵引。这是近几年发展起来的新颖牵引部传动型式，也是牵引部的发展方向。一、调高和调斜装置调高：为了适应煤层厚度的变化，在煤层高度范围内上下调整滚筒位