煤矿开采机械理论-双滚筒采煤机

1煤炭开采机械理论与应用Twin-drumShearer-loader第3章双滚筒采煤机2第3章双滚筒采煤机内容导航主要内容3.1煤岩破碎机理3.2双滚筒采煤机结构及其种类3.3双滚筒采煤机工作过程3.4采煤机的截割部3.5采煤机的牵引部3.6采煤机的其他装置3.7采煤机技术参数选择3.8采煤机运行的可靠性3第3章双滚筒采煤机视频41.煤岩体在刀具的作用破碎过程3.1煤岩破碎机理a.刀具尖端作用于煤岩体表面。b.在刀具尖端接触点前方的煤岩体内部产生剪应力。c.脆性材料的局部变形很小，刀尖前方材料内剪应力增加,刀尖周围产生拉应力，当这剪应力、拉应力达到其强度极后,在材料内出现微裂纹。VVV51.煤岩体在刀具的作用破碎过程3.1煤岩破碎机理d.微裂纹增长,扩大,出现碎块崩落.同时微小颗粒的剥层和细化形成粉尘,在煤层内的裂隙中还存有原生态粉尘这两部分粉尘同时散出,部分粉尘滞留于刀尖上,形成瘤层。132V62.作用于圆锥形刀具的截割力3.1煤岩破碎机理截割力Z：NyVqVjhbb2(0.30.35)ZAhb•A——抗截强度,N/cm;•h——截割深度,cm；b——刀具计算宽度,cm。2sincos2sin2cos()cos()b•——平均接触高度，cm；0.45h2db•——刀具倾角；——刀具锥角也可近似取,d为齿柄直径,cm牵引阻力Y：Y=KZ，K=0.5~0.8.d73.作用于扁刀具的截割力3.1煤岩破碎机理截割力Z：(0.30.35)ZAhb•b——刀宽,cm。NyVqhVjyxx侧向力X：X=(0.1~0.2)Z8采煤机3.2双滚筒采煤机结构及其种类9薄煤层采煤机3.2双滚筒采煤机结构及其种类10电牵引采煤机3.2双滚筒采煤机结构及其种类11MG800／2040－WD型电牵引采煤机3.2双滚筒采煤机结构及其种类12采煤机作业3.2双滚筒采煤机结构及其种类13采煤机在工作3.2双滚筒采煤机结构及其种类14采煤机刮板机液压支架配合作业3.2双滚筒采煤机结构及其种类153.2双滚筒采煤机结构及其种类163.2双滚筒采煤机结构及其种类171.单电机有链液压牵引采煤机的结构：3.2双滚筒采煤机结构及其种类•截割部传动箱1，摇臂2，螺旋滚筒3，电动机4，液压传动箱5，牵引链轮6，圆环链7。3321542167182.无链电牵引采煤机的结构：3.2双滚筒采煤机结构及其种类•截割电动机1，摇臂2，螺旋滚筒3，电牵引箱4，液压箱5，电控箱6，牵引轮7，齿轨8。此外，还有冷却和喷雾降尘系统、制动防滑系统、故障诊断与监测系统等。7738322145641193.采煤机种类：3.2双滚筒采煤机结构及其种类单滚筒采煤机双滚筒采煤机中厚和厚煤层采煤机，H1.4m大倾角采煤机薄煤层采煤机，H1.4m20薄煤层采煤机BM—1003.2双滚筒采煤机结构及其种类21薄煤层采煤机BM—1003.2双滚筒采煤机结构及其种类223.2双滚筒采煤机结构及其种类大倾角采煤机(工作面倾角大于30°)233.3双滚筒采煤机工作过程采煤机沿工作面往复运动，称为双向采煤。24采煤机主要工作参数3.3双滚筒采煤机工作过程牵引速度：滚筒转速：截深：若采用H=2m，截深B=0.8m，采煤机牵引速度，煤容重，工作面长L=150m，则日产6000t/d，年产200万t/a。若H=5m，L=250m,日产15000t/d,年产5×106t/a3~15m/minqV25~50r/minn0.6~1.0mB10m/minqV31.45t/m253.3双滚筒采煤机工作过程261.截割部机械传动系统(以MG300-W单电机采煤机为例)3.4采煤机的截割部271.截割部机械传动系统3.4采煤机的截割部螺旋滚筒齿轮传动系统：电动机轴Z1Z2离合器C2过载保护SZ3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z12Z11滚筒轴特点：•有离合器C2，确保维修安全•有过载保护S，能保护电动机、齿轮系统。•齿轮Z3和Z4可更换，使滚筒有4种转速。破碎滚筒传动系统：离合器C4Z4Z17Z19Z18Z21Z20Z23Z22破碎滚筒轴282.截割部润滑与冷却3.4采煤机的截割部齿轮箱为飞溅润滑，摇臂由泵5强迫润滑，由泵6和冷却器7实现冷却。293.螺旋滚筒3.4采煤机的截割部螺旋功能：破碎煤岩和装煤。303.螺旋滚筒3.4采煤机的截割部螺旋滚筒的结构313.螺旋滚筒3.4采煤机的截割部螺旋滚筒的结构•滚筒由端盖1、端盘2、连接盘3、叶片4、筒毂5、齿座6、截齿7、喷嘴8组成。323.螺旋滚筒3.4采煤机的截割部螺旋滚筒结构参数确定：1）滚筒直径D（自齿尖算起）•单滚筒：•双滚筒：2）螺旋叶片外缘直径—截齿外露长度3）筒毂直径•视滚筒直径而定4）滚筒宽度B•充分利用顶板压力对工作面煤层的破坏作用，B1m，一般B=0.6~0.8m.min(0.1~0.2[m])DHmax(0.55~0.)m6[]DHpl2ypDDlgDzx1m333.螺旋滚筒3.4采煤机的截割部螺旋滚筒结构参数确定：5）螺旋叶片结构参数•a.厚度δ：•b.外缘升角α:与煤钢摩擦系数f有关(Ψ为f相应的摩擦角)•当•当•c.螺旋叶片头数Z：一般Z=2~4，与滚筒直径D有关，D大和煤硬，Z取大值，否则取小值。50~80mm1(90)20.6,f0.6,f343.螺旋滚筒3.4采煤机的截割部螺旋滚筒结构参数确定：5）螺旋叶片结构参数•d.螺距S和叶片围包角γS不能够太小，否则排煤速度慢，易破碎煤。γ应该适当，使相邻叶片有足够搭接圆周角θ。yDS354.截齿在滚筒上的配置3.4采煤机的截割部截齿排列图由两部分组成：叶片齿和端盘齿。1）叶片齿排列a.截线：截齿排列图上的横线，是齿尖的运动轨迹b.截线距t：即截线间的距离扁齿，t不能大于临界截线距jt2tanjtbhh——切屑厚度，——称为截槽侧边崩落角，与煤性质和h有关，如图tjbh363.4采煤机的截割部圆锥齿jtt23jtht不能太小，否则煤碎，粉尘增加。，374.截齿在滚筒上的配置3.4采煤机的截割部•安装角：对于扁齿，即齿身的对称平面，相对于滚筒轴线O-O的垂直平面之间的偏转角。对于圆锥齿，即齿头和齿座的对称平面相对于滚筒轴线O-O的垂直平面间的偏转角。•叶片上的齿，c.截齿安装角0oooo384.截齿在滚筒上的配置3.4采煤机的截割部e.齿在叶片上排列方式重复排列：相邻两截线的相邻截齿在同一片叶上。交叉排列：相邻二截线上的二相邻齿不在同一叶片上。d.截齿圆心角即同一叶片上相邻两齿所对应的圆心角,此角应相同。hha.重复排列b.交叉排列394.截齿在滚筒上的配置3.4采煤机的截割部遵循以下原则：•a.尽量多装齿•b.齿的安装角变化有规律，齿身向煤壁侧偏转，规定为正角度，向采空区侧偏转为负角度。•c.齿尖形成的螺旋线方面与叶片螺旋方向相反。•d.相邻齿的圆周角应相等2）端盘周边上的截齿排列3）端盘在煤壁侧端面上的齿排列必要时也应在此端面安装齿。401.MG300型采煤机牵引部3.5采煤机的牵引部411.MG300型采煤机牵引部3.5采煤机的牵引部该机为液压传动无链牵引，左右各两个油马达带动4个滚轮与齿条啮合牵引采煤机。423.5采煤机的牵引部431.MG300型采煤机牵引部3.5采煤机的牵引部1）液压系统a主油路：泵－马达闭式系统b热交换与补油回路：辅泵4、单向阀8（9）梭型阀10、低压溢溜阀11、冷却器12、单向阀13、油箱设上侧为高压：热油：马达2阀10阀11冷却器12阀13辅泵4阀9主泵1冷油：441.MG300型采煤机牵引部3.5采煤机的牵引部1）液压系统c手动换向和调速操作1517182021主泵1(回零)1516(对零)22(断电)24(制动)手动停机操作1517182021主泵1马达215162224(解除制动)d液压操作•按压机身两端的36L（36R）均可；•牵引方向由36L（36R）上、下阀定；•速度由压下时间定；451.MG300型采煤机牵引部3.5采煤机的牵引部1）液压系统如：压下36L上，控制油经17182021主泵136L37382523•停机：按36L下e电控本机控制遥控42382523同手动f液压系统提供的保护措施•电动机过负荷保护272628(回油)21泵28(右端有油)461.MG300型采煤机牵引部3.5采煤机的牵引部阀43调定在16Mpa,低于此压力可操作,高于此压力,27动作减速压力≤1.5Mpa,阀26工作左位,27动作,减速;26失灵,P≤1.3MPa,压力继电器47动作,电机断电1）液压系统•恒压保护•高压保护当43不动,压力继续升高,此阀卸荷•欠压保护473.5采煤机的牵引部1）液压系统•停电主泵回零保护•主泵零位保护•超速差速保护26(左)27泵回零22(断电)减速过程中，为避免反向牵引当超速或马达速度差大于规定值，传感器使22断电，马达制动。22(失电)16(失电)1.MG300型采煤机牵引部2）牵引机构MG300型采煤机牵引部为滚轮齿条式483.5采煤机的牵引部2.电传动采煤机牵引部mAMKI1）他激直流电动机牵引部多电机采煤机采用电传动牵引部•电机转矩MKm：电机参数：磁极中的磁通IA：电枢电流++--IAIBEAnRpRBLBUBU493.5采煤机的牵引部2.电传动采煤机牵引部1）他激直流电动机牵引部•电枢感应电动势AEAnEKΦnAAAnnEUIRnKΦKΦAAAUEIR•电枢电压UAR——电枢电阻•电机转速n通过触发电路改变U和BUФ（或激磁电压）实现调速503.5采煤机的牵引部他激直流电动机牵引部调速原理513.5采煤机的牵引部2.电传动采煤机牵引部2）交流电变频电牵引部•交流感应电动机转速n060(1~)fnsp0f00nUKfM—电源频率；p—极对数；s—转差率；改变可变速n。0f0f00Uf0f0U变也变，变电机转矩M也变。为使M不变不变，即变的同时也变应使•气隙磁通Ф523.5采煤机的牵引部2.电传动采煤机牵引部2）交流电变频电牵引部截割电机负荷检测器～～00,Uf变频调压环节牵引电机,Uf53•链牵引机构在中小型采煤机有广泛应用。3.5采煤机的牵引部3链牵引机构541)牵引链是圆环链,按下式选：3.5采煤机的牵引部3链牵引机构maxpTasmax(1.2~1.25)ppTT123(cos2)sinpTKGfGKK1K2K3KmaxpT—链子中最大负荷；a—安全系数，2.5~3.5；—工作面倾角；G—采煤机重量；=0.6~0.8;=0~0.2;s—圆环链试验负荷。=0.1~0.25552)链轮为5~8齿的链轮3.5采煤机的牵引部3链牵引机构563)液压紧链器3.5采煤机的牵引部3链牵引机构57•水压；流量3.6采煤机的其他装置1采煤机冷却降尘装置2~3.5MpaP300~400L/minQ58水的作用：降尘，使粒度小于5μ的粉尘浓度低于；扑灭火花；冷却：电机最高温度低于130~140℃，齿轮箱温度低于85℃，液压箱内油温低于75℃。3.6采煤机的其他装置1采煤机冷却降尘装置310mg/m593.6采煤机的其他装置2制动防滑装置603.6采煤机的其他装置3滚筒调高系统61根据煤层赋存条件和生产能力要求确定采煤机主要技术参数。3.7采煤机技术参数选择1采高H•采高H=0.8~5.5m均可选用采煤机2截深B•通常，薄煤层采煤机。0.6~0.8mB1mB3牵引速度•按生产能力要求，4采煤机生产率计算•理论小时生产率：（t/h）•实际小时生产率：•—采煤机开机率，一般0.8qV5~15m/minqV60tqQHBV'mtQKQ'K'K623.7采煤机技术参数选择5装机功率煤种类采高[m]0.7~1.21.2~1.41.4~2.02.0~3.53.5~5.0装机功率[kw]软煤100120~15