豈春強(qiáng)　成穎　范俊杰

摘 要 我國煤層賦存條件比較復(fù)雜，煤炭資源分布地域遼闊，地質(zhì)條件復(fù)雜多樣。其中薄煤層可采儲量約占全國煤炭總儲量的18%，而產(chǎn)量只占總產(chǎn)量的7.3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于儲量所占的比例。薄煤層在我國分布較廣，有些地區(qū)的煤質(zhì)也比較好。就當(dāng)前的資源情況看，發(fā)展薄煤層機(jī)械化開采對于開發(fā)利用煤炭資源，延長礦井開采年限和實(shí)現(xiàn)高效開采都具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞 煤層 采煤機(jī) 機(jī)械化

中圖分類號：TD421.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1煤層采煤機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)及主要參數(shù)

用于走向長壁采煤法的采煤機(jī)應(yīng)該具有的如下三種基本功能：（1）把煤從煤壁上破碎下來的功能；（2）把破碎下來的煤裝在工作面輸送機(jī)上的功能；（3）采煤機(jī)能沿著工作面自移的功能。

2牽引部傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案的確定

采煤機(jī)的牽引部是采煤機(jī)的重要組成部件，它不但負(fù)擔(dān)采煤機(jī)的移動(dòng)和非工作時(shí)的調(diào)動(dòng)，而且牽引速度的大小直接影響工作機(jī)構(gòu)的效率和質(zhì)量，并對整機(jī)的生產(chǎn)能力和工作性能產(chǎn)生很大影響。因此，合理確定牽引部的整體方案至關(guān)重要。

牽引部包括牽引機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置兩部分。牽引機(jī)構(gòu)是直接移動(dòng)機(jī)器的裝置，它分為鋼繩牽引、鏈牽引及無鏈牽引等幾種。傳動(dòng)裝置是用來驅(qū)動(dòng)牽引機(jī)構(gòu)的，按傳動(dòng)類型有機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)及電傳動(dòng)等幾種。傳動(dòng)裝置位于采煤機(jī)上的稱為內(nèi)牽引，位于工作面兩端的稱為外牽引。

由于薄煤層采煤機(jī)的工作條件比較特殊，對牽引部有以下要求：

（1）總傳動(dòng)比大。為了實(shí)現(xiàn)比較低的牽引速度（一般為以下），采煤機(jī)牽引部的總傳動(dòng)比一般大于200。

（2）總傳動(dòng)比應(yīng)能在工作過程中隨時(shí)調(diào)節(jié)。由于煤質(zhì)不同和煤中含有堅(jiān)硬夾雜物，即使在同一工作面內(nèi)截割阻力變化也很大。為了避免電動(dòng)機(jī)過度超載或欠載，使負(fù)載穩(wěn)定充分發(fā)揮采煤機(jī)的生產(chǎn)效能，需要隨時(shí)調(diào)節(jié)牽引速度。

（3）要在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向一定的條件下反向牽引和停止?fàn)恳?。采煤機(jī)在工作面往還牽引時(shí)，滾筒的轉(zhuǎn)向不能改變，因而內(nèi)牽引采煤機(jī)要在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向不變的條件下實(shí)現(xiàn)往還牽引和停止?fàn)恳?/p>

（4）要有可靠的過載保護(hù)性能。由于采煤機(jī)的負(fù)載變化很劇烈，不論用手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)牽引速度，牽引部必須設(shè)置過載保護(hù)裝置，以保證運(yùn)轉(zhuǎn)的安全。

（5）要有足夠的強(qiáng)度。雖然牽引部只消耗采煤機(jī)裝機(jī)功率的10～15%，但因牽引速度慢，機(jī)構(gòu)受力，故對牽引部傳動(dòng)件的強(qiáng)度要求是較高的。

采煤機(jī)牽引部傳動(dòng)裝置的功用是將電動(dòng)機(jī)的能量傳到主動(dòng)鏈輪或驅(qū)動(dòng)輪，并滿足牽引部的要求?，F(xiàn)有的牽引部傳動(dòng)裝置分為機(jī)械牽引、液壓牽引、電氣牽引三種。

具有純機(jī)械傳動(dòng)裝置的牽引部簡稱機(jī)械牽引。其特點(diǎn)是工作可靠，但只能有級調(diào)速且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前己很少應(yīng)用。

這種機(jī)械牽引系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)調(diào)速、停止、換向、保護(hù)過載等，軸和齒輪非常多，外加離合器、制動(dòng)閘等，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，并且在工作時(shí)，能得到的工作速度非常有限，因此，一般不采用此種牽引裝置。

2.1 牽引機(jī)構(gòu)的選擇

長壁回采工作面采煤機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)有三種：鋼絲繩牽引機(jī)構(gòu)、鏈牽引機(jī)構(gòu)和無鏈牽引機(jī)構(gòu)。

2.2 牽引部組成方案及其工作原理的確定

牽引部由牽引電機(jī)、電控系統(tǒng)、機(jī)械行走機(jī)構(gòu)及制動(dòng)系統(tǒng)等部分組成，是采煤機(jī)行走的動(dòng)力源。

牽引電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)機(jī)械減速實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的行走，完成牽引過程，同時(shí)還提供調(diào)高動(dòng)力。電控系統(tǒng)主要由隔離換向開關(guān)、載波接收機(jī)、電池控制按鈕盤、隔離開關(guān)操縱機(jī)構(gòu)等組成，對采煤機(jī)各電機(jī)供電和保護(hù)起著可靠作用?？刂苹芈钒姍C(jī)功率控制、恒壓控制、高壓保護(hù)、低壓保護(hù)和回零保護(hù)。執(zhí)行元件為擺線齒輪。

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

本文所設(shè)計(jì)的采煤機(jī)牽引部充分考慮采煤過程中，由于煤質(zhì)的不同和煤中含有堅(jiān)硬雜物，即使在同一工作面內(nèi)截割阻力變化也很大，為了避免電動(dòng)機(jī)過度超載和欠載而使負(fù)載穩(wěn)定、充分發(fā)揮采煤機(jī)的生產(chǎn)效能，需要隨時(shí)調(diào)節(jié)牽速度的大小。另外，采煤機(jī)在工作面往返牽引時(shí)，滾筒的轉(zhuǎn)向不能改變，因此要考慮到轉(zhuǎn)向裝置，同時(shí)能夠隨時(shí)在電機(jī)不停轉(zhuǎn)的情況下停止?fàn)恳２擅簷C(jī)工作過程中負(fù)載變化劇烈，為了保證采煤機(jī)能正?？煽抗ぷ鞅仨毘浞挚紤]到過載保護(hù)。本次設(shè)計(jì)的牽引部采用液壓傳動(dòng)，傳動(dòng)鏈末尾采用2K-H型行星減速器，其特點(diǎn)是：傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、成本相對低廉，能耗低，壽命長、具有過載保護(hù)功能等特點(diǎn)。

操作使用方面，對工人的操作技巧要求非常低，不但能減少勞動(dòng)強(qiáng)度還可以增加生產(chǎn)效率。

在生產(chǎn)制造方面，一般的小型礦廠都能自己生產(chǎn)出來，不僅在老式機(jī)上進(jìn)行了修改，而且也能夠適應(yīng)高自動(dòng)化的發(fā)展趨勢。

4 結(jié)論

采煤過程中由于煤質(zhì)的不同和煤中含有堅(jiān)硬雜物，即使在同一工作面內(nèi)截割阻力變化也很大，為了避免電動(dòng)機(jī)過度超載和欠載而使負(fù)載穩(wěn)定、充分發(fā)揮采煤機(jī)的生產(chǎn)效能，需要隨時(shí)調(diào)節(jié)牽速度的大小。另外，采煤機(jī)在工作面往返牽引時(shí)，滾筒的轉(zhuǎn)向不能改變，因此要考慮到轉(zhuǎn)向裝置，同時(shí)能夠隨時(shí)在電機(jī)不停轉(zhuǎn)的情況下停止?fàn)恳?。采煤機(jī)工作過程中負(fù)載變化劇烈，為了保證采煤機(jī)能正常可靠工作必須充分考慮到過載保護(hù)。因?yàn)椴擅簷C(jī)牽引速度低，機(jī)構(gòu)受力大，牽引部的強(qiáng)度直接關(guān)系到能否正常可靠地采煤。

由于采煤機(jī)的工作空間窄小，空頂距受頂板壓力的限制，所以采煤機(jī)的外型尺寸受牽引部尺寸的直接影響。因?yàn)椴擅簷C(jī)的工作環(huán)境惡劣、空間狹小、照明不足，牽引系統(tǒng)的操作應(yīng)該力求方便、省力、簡單靈活，從而使整機(jī)更加實(shí)用方便。