一种新型采煤机工作机构的结构形式.pdf

2 ∞1年幂 1 2 煤 矿 机 3 7 g自e ； ， 文章编号 1 0 3 4 7 9 4 { 2 0 0 1 l 1 2 - 03 7 - 0 3 一 种新型采煤栅工作j i兀 构昀结构形式 张 军。王传礼 淮 南工 业学院 ．安徽 淮 南 2 3 2 01 摘要 根据采煤机工作机构裁蝶和装j 桌特点 ， 分析 了现有工作机构存在 的主要问题 ， 探讨 了 新型工作机构 的结构和特点 ， 该种新型工作机构不但 可以明显降低采煤机的截煤比能耗 和提 高采 煤机的块煤率 ， 同时可以显著提 高采j 熹机产煤量。 关键词 采煤机 ；工作机构；能耗埏煤率 中图号 T I M2 1 ． 6 l 文献标识码 B 1 引言 采煤机螺旋工作机构集截煤和装煤为一体， 其 性能优劣将直接影响采煤机的整机性能， 根据理论 分析和实验证实 ， 消耗予采煤机 工作机构的功率占 整机功率的 8 0 ％ 9 o ％。 因此 ， 研究和探讨性能更 加完善的新型采煤机工作机构具有十分重要的现实 意 义。 2问题的提出 2 ． 1 现有螺旋工作机构的结构 如图 l 所示， 现有螺旋滚筒的基本结构均由螺 旋叶片、 轮毂、 端盘 、 齿座、 截齿等部分组成。 其主要 结构参数有 滚筒直径 D， 螺旋叶片外径 D ， 轮毂直 位的长度和直径的 比值， 即机器一次行程中的顶墩 条件是 坯料变形长度小于或等予杆部 直径 的 2 ． 3 倍， 即 ≤ 2 ． 3 d 。 液压支架的各种销轴头部变形部 位都远远小予杆部直径的 2 ． 3 倍。 为 了避免坯料在 顶墩过程中产 生纵 向弯 曲而在锻件上形成折迭缺 陷 ， 因而更适合于单模 膛模锻和中、 小批 生产 的特 点， 还困各销轴头部较小， 所 以采用一次墩粗成型的 锻件。 3 实倒分析 以 z W6 o l 6 ． 5 ／ 2 6 5支撑式掩护 支架销轴 为 例， 如图 1 所示为 Z Y 5 6 o _ - 4销轴图 周 1 销轴 F i g ． 1 Th e s p i n d l e 从其零 件原加工工艺卡片可知， 选择该销轴材 料规格为直径 5 5 m m， 下料长 1 4 0 m m， 毛坯重量 2 ． 6 l k ， 再加上下料锯 口耗量 ， 生产一件该产品总耗 量 2 ． 7妇， 而该标准单件产品重 l 、 9 6 k g ， 材料利用率为 7 2 ． 5 ％ 。 图2 是 6 0 O o _ - 4 销轴锻前下料及锻后毛坯 图 根据局部顶墩单模膛模锻的特点 ， 按尺寸精度和 表面粗糙 度的要求分 析， 工艺选择材料 为直径 5 0 I I lI I I 的圆钢 ． 下料长度为 1 4 7 mm， 这样单件的投料重 为 2 ． 2 6 k g ， 材料利用率可 以提高到 8 6 7 ％， 与原工 艺投料相比， 材料利用率提高了 1 4 ． 2 ％， 使每生产一 件该产品节约材料 O ． 4 4 k g 。 图 2销轴毛坯 F i g ． 2 Th e b l a n k 0 ft h e s tmt l e 4结语 根据上述工艺分析， 改用锻件毛坯 ． 既提高了材 料利用率 。 又大大缩短了机加时问。 每大修一架液压 支架只在销轴配件方面， 减少材料投入 l 5 ． 4～1 8 ． 0 ，按我厂修 1 0 0架／ n 支架计算 ， 在销轴配件生产方 面 ， 将减少材料投人 I 5 4 0 l 8 0 4 k g 。 从我厂实际生产记录可见 ， 从 1 9 9 3 年 2月 l 1日 9 月 1 3日． 销轴配件生产实际数量为 1 3 4 9 9 件 ， 若 采用上述工艺 ， 将节约材料费用数十万元。 作者茼开冯五香 ． 宣． 1 9 6 6年 生． 1 9 9 8年毕业于 中国矿业大学 机械幕机掖制造专业． 现 在太网堞矿集团公 司 事帆槭设 计与制造 工作。 收稿 日期 2 01 ． 0 7 - 1 9 The i m p r o v e m e nt o f p r o d uc i n g t e c h n i q ue f o r s pi nd l e { D { G Y l u - x i a ng, XU t o n gCO a Grou pCo ． Ⅻ Lt d Da l o ⅡA t t g 0 3 Q 7 Z I C h i n a { 1 ． ． ， ， J Ab s t r a c t F o r r e d u c i n g c o s t o f p r o d u c t i o n a n d j n c r e a s i n g ma t e r i a l a v a i l a b i l i t y ， t h e r e f o r m o f p r o d u c i n g t e c h n i q u e o f f o r me r s p i n d l e f i t t i n g s i s p u t f o r w a r d ， n a me l y a d o p t p a r t t o p f r u s t a s l n g l e mo l d c h a mb e r t o f o r g e rou g h ． Ke y wo r d s p l a s t i e i t y d e f o r ma t l o n ； t o p s t a c o n d i t i o n ma t e r i a l a v a i l a b i l i t y 维普资讯 3 8 煤 矿 机 械 2 0 0 1 年第 l 2期 针对这些 问题， 本文将探讨和设计一种结构更 合理的新型螺旋工作机构以解决上述问题。 3 新型螵旋工作机构的结橱形式 3． 1 组成 以右旋滚筒为例 ， 提 出了锥形截齿反螺旋的螺 旋工作机构 的新结构， 如 图 3所示 为 了使图纸清 晰 ， 仅画出单头螺旋 叶片及单头螺旋截齿架 。 其 中 左旋齿座架是焊装在端盘、 多头右旋叶片以及卸载 端的环形架上的。 其 工作原理为 当右旋滚筒顺时针 旋转时， 左旋齿座架上 的截齿由外向里截割 。 同时右 旋叶片将煤由里向外输送， 完成 了送煤和装煤的任 务。 采用锥形轮毂的目的是增大出煤 口的出煤空间， 提高装媒效率。 为 了保证齿座架在一周内有 5 个 以 上的支撑点 焊点 ， 要求螺旋叶片为 3头 ， 齿座架 为 2 头螺旋架， 且卸煤端还要增加一个环形架， 如图4 所示 。 径 D 和螺旋滚筒截深 B等。 螺旋叶片滚筒的主要作 用是装煤和运煤， 它有左右旋之分。 为保证向输送机 运煤， 滚筒的旋向必须与螺旋滚筒旋转方向相对应。 圉 1 螺旋滚筒结构示意圈 ．1 T h e s t r u c t u r e ad r u m I ． 鼻旋 叶片2 ． 轮教3 ． 齿喹4 截齿5 ． 端盘 2 ． 2现有螺旋农筒存在的主要 问题 I 采煤机多采用截深 曰0 ． 6～1 ． 0m的螺旋 滚筒 ， 目的是充分利用煤层的压张效应， 以降低截剖 阻抗和截割 比能耗。 压张效应是随煤层顶底板压力 变化而变化。 螺旋滚筒的截齿排列方式有棋盘式和 圈 2戴齿排列顺序 ng ． 2 Th e s e q u e n c e o f t h e b 这种 由里 向外的截割顺序， 由于不能 充分利用 煤层的压张效应， 因而螺旋滚筒的截割阻力大 ， 这样 滚筒的截深 B就不能太大 ， 这对提高采煤机 的产量 尤为不利 ， 同时 ， 这种由里向外的截割顺序对螺旋滚 筒的截割比能耗的降低和块煤率的提高均不利。 2 在螺旋滚筒截煤过程 中， 虽然垂直于滚筒 轴线各断面上的落煤量是相同的， 通过每一断面上 的煤流量却是不同的。 一般 随端盘到卸载端的距离 的增加而成近似线性增加， 这样越靠近卸载端， 煤流 量就越大， 从而造成螺旋叶片的外端运输空同非常 拥挤． 给输煤工作带来不利的影响， 严重时甚至会发 生堵塞现象， 影响整机的正常工作。 3 截剖状态大 致可分为 自由截割 、 半 自由截 割、 半封闭截割 、 封闭截剖 4类 ， 其中以 自由截割状 态的效果最佳。 对于 由里向外截割的螺旋滚筒如 图 2 所示 ， 由于投有充分利用煤壁已形成的大 自由面 ， 端盘附近的边缘截齿是在半封闭截割的条件下进行 截割的， 其截割环境恶劣， 截割阻力 大， 单 位比能耗 大 ， 不利于增大煤的块度。 端盘2 ． 锥形轮毂3 ． 强力截齿4 ． 左旋齿座架5 ． 右旋叶 片 圈4齿唐架焊接示意圈 F i g ． 4 T h e we l d i n g dia g r a m o f t h e p i c k’ s f r a me 3． 2 新型螺旋滚筒的特点 1 由于采用 了截齿反螺旋的螺 旋工作机构 截齿排列见图 5 ， 实现 了由外向里的最佳截割顺 序 ， 更加充分利用了煤层 的压张效应和煤壁已形成 的大 自由面 ， 而且先截剖的截齿为后截割的截齿创 造了自由面， 大大改善了截剖状态， 有利于降低 比能 耗， 增大块煤率。 圈5 新型螺旋滚筒截齿排刊顺序 F i g． 5l “ n e s e q u en c e o fth e p i c k sf o rt I l e n e w． t y p e d r u m 2 采用锥形轮毂 ， 使 装煤空间从 端盘到卸载 端呈逐渐增大的形式， 达到了装煤空同与煤流变化 规律榴适应的 目的， 很好地解决 了卸煤端的煤 流拥 挤问题，且 由于煤块在这种滚筒上运动能得到一个 雌 必 最 外 兰 耋 图 煤 的 三 lJ『1 m 截 盘 三 一 “ 一一一一一厘 一 一一一一 ～ 维普资讯 2 C 0 1 年第 1 2 期 堡 堡 文章编号 1 0 0 3 4 7 “／ 9 4 2 0 0 1 1 2 ． 0 0 3 9 - 0 3 小型液压风扇的研制及应用 杜春雨 { 玎南城建高等专科学校 ，河南 平顶 山 ㈣1 摘要 介绍了小型液压风扇的组成、 工作原理 ， 并对试验效果进行 了分析。 关键词 小型液压风扇 上隅角瓦斯；应用 中图号T H 4 3 文献标识码B 1 前 言 我国煤矿采用抽出式风机抽排和压人式风机吹 散等措施来处理上 下隅角积聚的瓦斯 ， 起到了一 定作用， 但在设备结构和性能上仍存在一些问题， 瓦 斯处理过程未能实现 自动监控 ， 造成 了不必要的人 力和物力浪费。 为此 ， 在 国家“ 九五”重点科技攻关 项目or 井瓦斯综合治理配套技术的研究中， 作为 子课题之一 ， 研制了专门处理上 下隅角瓦斯积聚 的风扇及其配套装置。 试验表明， 这些设备长期运转 平稳， 控制准确 ， 动作、 性能稳定可靠， 能及时吹散上 下隅角积聚的瓦斯 ， 保证安全生产。 2 装置的组成及工作原理 小型 液压风 扇处 理 上 隅 角瓦斯 积 聚装 置 由 K G J 7型 甲烷传感器 、 WC P _ _ 1 型 中心控 制处理器、 Y z _ 一 l 型液 压 泵站 和 Y E A 3 1 型 液 压 风 扇 4部 分 组 成， 其在综采工作面上隅角的布置如图 l所示。 其中 液压风扇和液压动力系统为执行装置 ， 中心控制处 理器和瓦斯传感器构成 中心监控装置。 小型液压风 扇是用于处理综采工作面上隅角瓦斯积聚的主要装 备， 驱动力来源于液压泵站， 运转状况受控于中心监 控装置。 工作原理 由K G J 7 型 甲烷传感器检测工作面上 隅角瓦斯浓度， 通过模数转换将瓦斯浓度 的模拟信 号转变成频率信号输人中心监控处理器，中心监控 附加的轴向力， 可加快煤流的输送速度 ， 缩短煤流在 滚筒内的运动时问， 减少了煤的二次破碎机会， 增大 了煤的块度。 3 新型螺旋滚筒还可以改善端盘截齿 的截割 条件． 有利 于增太截线距和减少截齿数， 增大块煤 率。 4 由于截割条件的改善 ， 降低了截煤的单位 比能耗， 截齿的受力状态得到了很太程度的改善 ， 因 而可在不增加采煤机总功率的前提下， 通过增加螺 旋滚筒的截深 丑， 来大大提高采煤机的产量 ， 以实现 采煤机的高产。 3 ． 3 新型螺旋滚筒的模拟试验 我们按 1 ／ 4的比例设计制造了模型滚筒及带压 假煤壁 考虑顶底板之间的压力 ， 并在实验室里用 该种新型螺旋滚筒做 了截煤和装煤试验 ， 通过试验， 得出了该种新型工作机构的截煤和装煤性能明显优 于传统螺旋滚筒 且块煤率明显提高的结论。 4结语 本文根据螺旋滚筒的截煤和装煤特性 ， 提出了 一 种锥形轮毂、 截齿反螺旋的螺旋工作机构的结构 形式， 它不仅可以很好地解决现有螺旋滚筒存在的 主要问题， 而且有利于提高煤的块度， 降低比能耗， 提高煤的产量， 并通过模拟试验予以验证， 因而这种 新型采煤机工作机构， 具有良好的应用前景。 参考文献 [ 1 ] 戚雄 ． 螺旋蒗苘的装煤分析[ J ] ． 煤矿机电． 1 9 8 4 ． 5 ． [ 2 ] 王传札． 张军 ． 果煤机新型螺旋踉筒结构形式探讨[ J 3 ． 煤炭工程 师 ， 】 9 9 8 ， 3 ． 作者简 介强军． 1 9 6 3 年生 、 硕 士． 副救授 ． 现在淮南工业学院机 械 系从事采攥机构和} 匝压方面的教学和科研工作 ． 已在 国内外杂 志 上发表论文 】 0多篇。 收稿日期t 2 o 0 1 - o 9 ． 2 4 A n e w． t y p e s c r e w dr um o f t h e s he a r e r ZHANG J u n． WANG C h u a n - l f H u re n a n I n d u s t r i a l I n s ti t u t e l H u a J n a n 2 3 2 0 0 1 ， C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e f e a t u r e s o f t h e c u t t i n g p e r f o r ma n c e a n d l o a d i n g a n d c o n v e y i n g e ff e c t o f t h e d r u m t h e ma i n D mh l e ms o f t h e d r u m a r e a n a l y z e d． T h e s t r u c t u r e a n df e a t u r e s 0 f then e w - t y p e d rum s i re s t u d i e d ． T h e c o n c l u s i o n i s o b t a i n e d t h a t t h e n e w- typ e d r u m n o t o n l y h a s hi g h c ut t i n g pe rfo r ma n c e a n d c r e a tin g o f a s a tis f a c t o r y r a t e of t h e l u mp c o a 1 ． b u t a l s o t h e g r e a t o u t p u t s c a n b e a c h i e v e d ． Ke y wo r d s s h e a rer ； , c r c w d r u m； e n e r b c o n s u mp t i o n t h e r a t e o f t h e l u mp c o a l 维普资讯