李志芬

摘 要：本文主要對采煤機(jī)截割部進(jìn)行改進(jìn)研究。采煤機(jī)截割部是實現(xiàn)采煤機(jī)減速的單元，截割部里采用了多級減速，動力由采煤機(jī)電動機(jī)通過齒輪傳遞到采煤機(jī)滾筒來實現(xiàn)割煤，對稱的搖臂結(jié)構(gòu)使采煤機(jī)實現(xiàn)左右搖臂可以互換，截割部采用增加惰輪的個數(shù)來增加搖臂的長度，從而實現(xiàn)增大采煤機(jī)的截深。

關(guān)鍵詞：采煤機(jī)；截割部；搖臂

中圖分類號：[TD82] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2013）-12-0174-01

前言：煤是重要的能源物質(zhì)，在我國有著很大的儲量。采煤一直以來都被人們看作一項非常危險的事情。在以前國內(nèi)有很多小型煤窯，由于規(guī)模小，技術(shù)落后，大部分都是靠人工進(jìn)行挖煤、運輸煤。經(jīng)常出現(xiàn)各種事故，大量浪費了資源。大型的采煤機(jī)械的出現(xiàn)使這一現(xiàn)象得到了改觀。

一、滾筒采煤機(jī)發(fā)展過程

滾筒采煤機(jī)經(jīng)過多次改進(jìn)設(shè)計而得到不斷的發(fā)展。最早設(shè)計的滾筒采煤機(jī)僅能單向采煤，輸送機(jī)和液壓支架在向前推移之前，留在軌道上采出的煤在回空段被裝載。后來又研發(fā)了雙向采煤的滾筒采煤機(jī)。然而由于這種采煤機(jī)受到調(diào)向的限制，加之固定滾筒缺乏自由性，搖臂滾筒采煤機(jī)應(yīng)運而生。

搖臂滾筒采煤機(jī)有單滾筒和雙滾筒之分。由于滾筒直徑不宜過大，當(dāng)煤層較厚單滾筒采煤機(jī)往返截割兩個行程才能推進(jìn)一個截深；雙滾筒采煤機(jī)每截割一個行程就可以推進(jìn)一個截深，對煤層變化和頂板、底板的起伏，適應(yīng)性也好。對于雙滾筒可有兩種位置布置，一是對稱布置于兩端，另一種就是兩滾筒都布置于一端即采用不對稱布置。不對稱布置雖然設(shè)計相對簡單，但是其工作穩(wěn)定性不好。所謂工作穩(wěn)定性就是采煤機(jī)在工作過程中保持不翻轉(zhuǎn)、傾斜和不脫離導(dǎo)向物的能力。工作穩(wěn)定性好將有利于正常工作。而對稱布置的滾筒采煤機(jī)受到的外力基本是平衡的，在工作穩(wěn)定性較好。

采煤機(jī)的發(fā)展方向都是向大功率、高效率、采掘厚煤層方面發(fā)展。這符合國內(nèi)目前的煤炭采掘業(yè)的實際情況。在以前很多采煤機(jī)也已經(jīng)開始采用多電機(jī)驅(qū)動采煤機(jī)，以提高采煤機(jī)的功率。本次對截割部改造主要是吸取了前人的實踐經(jīng)驗，采用多電機(jī)橫向布置電牽引。兩臺截割部分別由兩個250KW的電動機(jī)驅(qū)動，牽引部以及其他的輔助裝置由單獨的2個40KW的電動機(jī)或者液壓馬達(dá)驅(qū)動。另外，該機(jī)還可通過更換電控部及液壓傳動部面成為交流變頻調(diào)速電牽引或液壓牽引采煤機(jī)，并且可通過更換行走部和支承組件，形成1.1m和1.2m兩種機(jī)面高度，而其它部件通用。

二、截割部及配套設(shè)施改造方案

采煤機(jī)的截割部包括截割電機(jī)、搖臂、滾筒等部件，并設(shè)有離合器裝置、冷卻潤滑裝置、噴霧降塵裝置等。其中減速器要傳遞采煤機(jī)的絕大部分裝機(jī)功率，載荷重而不穩(wěn)定，工作條件惡劣，可靠性要求高，外形和尺寸卻受到工作環(huán)境的嚴(yán)格限制。截割部減速器的強度、剛度、潤滑、密封、效率和散熱等問題，都應(yīng)予以著重考慮。

由以往的經(jīng)驗，以及原來采煤機(jī)的傳動系統(tǒng)可以了解到滾筒采煤機(jī)截割部減速器傳動系統(tǒng)都具有以下特點：由于滾筒軸和電機(jī)軸互相垂直，傳動系統(tǒng)中必須有一隊圓錐齒輪；減速器的潤滑采用飛濺潤滑時，油面位置應(yīng)適當(dāng)，使?jié)櫥湍鼙晦D(zhuǎn)動的齒輪濺到嚙合面上，同時也甩到箱壁上，以利散熱，軸承也應(yīng)獲得必要的潤滑；減速器的軸布置在同一水平或接近同一水平，潤滑效果一般較好。飛濺潤滑的優(yōu)點是：潤滑強度高，散熱快，對潤滑油的粘度變化和雜質(zhì)不敏感，也不要添加潤滑設(shè)備。但當(dāng)采煤機(jī)在傾斜煤層中工作時，潤滑油集中在低處，位于高處的傳動件潤滑條件較差。

搖臂減速器的潤滑也是個特殊的問題。當(dāng)搖臂下傾，滾筒截割底煤時，搖臂內(nèi)的潤滑油積在端頭；反之，上傾截割頂煤時，搖臂端頭的齒輪得不到良好的潤滑。為了解決這個問題，需設(shè)置回油裝置。

為了保證噴油潤滑系統(tǒng)能正常工作，需要設(shè)置過濾器、流量監(jiān)測元件和油位指示器等。采煤機(jī)搖臂和機(jī)頭減速箱連接處，支承搖臂套的軸承載荷重而運動速度很低，滾筒軸靠近煤壁處的軸承，載荷也很大，這些軸承最好與截割部減速器隔開，采用壓力注油器定期注入潤滑脂。經(jīng)過實踐證明大功率采煤機(jī)截割部應(yīng)采用極壓工業(yè)齒輪油。這種油是在齒輪油中加入極壓添加劑，以改善油液的品質(zhì)，提高抗磨性和抗燒結(jié)性。本機(jī)在齒輪腔中加注N320硫磷工業(yè)齒輪油。

截割部系統(tǒng)中還應(yīng)該有一個離合器或者一個離合齒輪，當(dāng)離合器或離合齒輪脫開時，調(diào)高泵應(yīng)仍能獲得動力。為了操作輕便，離合器或離合齒輪不設(shè)在低速軸上；為了避免圓錐齒輪的模數(shù)過大，圓錐齒輪也不宜設(shè)在低速軸上。

三、收到的實際效果和下一步改造方向

經(jīng)過改造，設(shè)備總體有以下特點：

（一）機(jī)身矮，裝機(jī)功率大。截割電機(jī)容量調(diào)整范圍寬。為了加寬截割電機(jī)的功率調(diào)整范圍，采煤機(jī)截割部設(shè)計強度為300Kw，電機(jī)容量調(diào)整范圍為150～300Kw，通過調(diào)整截割電機(jī)容量，可實現(xiàn)一機(jī)多型。從而能夠更好地適應(yīng)不同工作面煤質(zhì)變化要求。三種容量截割電機(jī)的聯(lián)接尺寸完全相同。可采中厚偏薄煤層中的硬煤，是采高范圍1.5～3.2m 硬煤層選擇的理想機(jī)型。該采煤機(jī)可以根據(jù)各個煤礦企業(yè)煤層的不同，生產(chǎn)不同的機(jī)型以適應(yīng)市場的要求，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的靈活性。另外也節(jié)約了研發(fā)設(shè)計的時間和資金。

（二）機(jī)械傳動都是直齒傳動。電機(jī)、行走箱驅(qū)動輪組件等均可從老塘側(cè)抽出。故傳動效率高，容易安裝和維護(hù)。截割機(jī)械傳動鏈設(shè)有扭矩軸過載保護(hù)裝置，并設(shè)有強制潤滑冷卻系統(tǒng)，提高了傳動件，支承件的使用壽命。保證可靠性及使用壽命，傳動系統(tǒng)中的軸承和高速端的油封采用進(jìn)口件，齒輪材料選用國內(nèi)最好的鋼種 18Cr2Ni4WA（軍工材料）。

（三）機(jī)器采用了強力耐磨滾筒，提高割煤效果和滾筒壽命，降低截齒消耗量和用戶成本。為提高采煤機(jī)的維護(hù)性，液壓傳動各主要控制閥，均設(shè)于箱體以外，以便于調(diào)整。為進(jìn)一步提高采煤機(jī)的可靠性，除設(shè)有電機(jī)過載，過熱保護(hù)之外，液壓傳動設(shè)有恒功率自動控制，高壓保 護(hù)和失壓保護(hù)，另外左右截割部（搖臂）高速端各設(shè)有機(jī)械離合，機(jī)身兩端和中間各設(shè)有急停開關(guān)。能夠很好的保證機(jī)器的正常工作。

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