薄煤层采煤机摇臂设计.pdf

薄煤层采煤机摇臂设计 岂春强范俊杰成颖 辽 宁 工程 技术 大 学辽 宁 阜 新1 2 3 0 0 0 壤 摘要我国的薄煤层资源分布广泛 。 在一些省 区薄煤层储 量比重很大 。 与中厚和厚煤层相比 ， 薄煤层机械 化 开 采存 在 着 工 作 条 件 差 ． 设 备移 动 困难 ， 以 及 投 入 产 出 比 高 、 经 济 效 益 不如厚 与 中厚 煤 层 等 特 殊 问题 ． 造 成 薄煤 层机 械 化 开 采技 术 发 展 速 度 相 对 缓 慢 。 本 设计 所 研 究 的 薄煤 层 采煤 机 是 为 普 采 、高 档 普 采 工 作面 研 制 的一 种 新 型 的 由 多 电机 驱 动 的 横 向 布 置 、较 大 功 率 的 薄 煤 层 齿轮 一销 轨 式牵 引采 煤 机 。 具 有一 定 的经 济 性 和 实 用 性 。 无 论 是在 价格 方面 。 还 是 在 安 全 方 面 都 是 一 个 很 好 的 选 择 。 关键词煤 层资源采煤机辅助功能 中图分类号 T D4 21 ． 6 文献标识码 A 0前 言 我国的薄煤层 资源分布广泛 ，1 ． 3 m 以下煤层可采储 量约占全部可采储量 的 2 0 ％。 在一些省 、 区薄煤层储量 比 重很大， 如四川省 占 6 0 ％， 山东省 5 4 ％， 黑龙江 省占 5 1 ％， 贵卅 I 省占3 7 ％。 特别是在南方地区， 有些省份薄煤层净占 5 0 ％以上 ， 而 目薄煤层分布广 ， 煤质好 。但 由于其开采煤 层厚度薄， 与中厚和厚煤层相比 ， 薄煤层机械化开采存在 着工作条件差， 设备移动 困难， 煤层厚度变化、 断层等地质 构造 ， 对薄煤层设备生产性能影响大 ， 以及投入产出比高、 经济效益不如厚与中厚煤层等特殊问题， 造成薄煤层机械 化开采技术发展速度 相对缓慢 。另外 ， 对一些薄、 厚煤层 并存的煤矿， 由于薄煤层开采速度缓慢， 使其下部的中厚 煤层长期得不到及时开采 ， 以至影响工作面的正接 替， 而 有的就只能被迫丢失一些薄煤层 资源 。 l 采煤机基本功能的结构方案 用于走 向长壁采煤法的采煤机应该具有的如下三种 基本功能； 1 把煤从煤壁上破碎下来的功能； 2 把破碎 下来的煤装在工作面输送机 上的功 能； 3 采煤机 能沿着 工作面 自移的功能。 在鼓形滚筒的表面或在螺旋滚筒的叶片上安装截 齿， 滚筒随采煤机前移并 自转 ， 截齿边用铣 削的方式把煤从煤 壁上截割下来 ， 这是铣削结构。 在侧铣方式中螺旋滚筒结构应用最普遍 ， 其主要优 点 是它不仅能实现截落煤的功能， 还能实现装煤的功能 ； 水 平旋转轴调整滚筒高度比较方便 ， 对不同煤层厚度的适应 性好 ； 具有 自开缺 口的功能等。 这种结构的优 点是结构简单 ， 制造方便 ； 集落煤和装 煤功能于一体； 煤的坡度大， 及其能耗低。其缺 点是这种 结构应布置于采煤机 的端面， 机 身必沿其钻削出的空间前 进 ， 因此 ， 机身长 ； 这种破煤结构不能 自开缺 口； 为使顶底 板平整， 还必须配有截割盘， 沿顶板和底板截割煤层， 因此 整个机器的结构复杂； 此外 ， 这种破煤结构对煤层厚度 的 适用性小 。 综合 上述各种结构的优缺点， 结合该采煤机是在煤层 厚度小的薄煤层中工作， 适用螺旋滚筒结构 的特点 ， 所 以 实现破碎煤壁功能结构方案选择螺旋滚筒结构。 2采煤机辅助 功能的结构方案 该薄煤层采煤机工作于 O ． 8 m～1 ． 2 m之间的薄煤层中， 理论是选择单滚筒， 但是为 了更有效的采 集煤资源 ， 所 以 采用双滚筒采煤机 ， 使煤资源能够更好的开采 出来 ， 不被 浪费掉。 使一个滚筒沿地板截割， 另一个沿滚筒盐顶板截 割 ， 两个滚筒完成同一层没 的截割 。 当煤层厚度变化时， 两个滚筒 的工作高度应当变化 ， 这就需要能实现适应煤层厚度变化的功能结构， 这种结构 称为采煤机的调高装置。 调高油缸在机身下面， 小摇臂 2与摇臂 固联， 由于活 塞杆伸缩就 实现 了滚筒工作高度 的变化 。对于双滚 筒采 煤机而言 ， 借 助于两个滚筒到账高度的变化的改变 ， 就能 完全适应煤层厚度等于或小于滚筒直径的变化情况。 采煤机在采空区安装有调斜油缸， 采空区侧的滑靴安 装在活塞杆上。 活塞杆伸缩就改变了采煤机的倾斜角度。 当采煤工作面倾角大于 l O 。 ，一 旦机器牵引部失灵， 电舢连 2 0 1 3年 3 上 I 9 1 魏 瓤 采煤机有 可能下滑 。 3采煤机 主要特点及主要参数 1 两 台截割电机分别横 向布置在左右摇臂上， 使整 体结构较为紧凑， 且取消了圆锥齿轮传动， 增加 了传动系 统 的可靠性， 并且使截割 电机的维修和 更换较为方便。 2 各大部件无机械传动连接 ， 整机长度短、 厚度薄、 宽度 窄对薄煤层适应性强 。 3 主机采用整体铸造壳体，内分左牵引部腔 、 泵箱 腔、 电控箱腔、 右牵引部腔 ， 各腔独立 ， 互不相通， 整体钢性 好， 避 免了各部件联接松动 问题 ， 减少了故障发生率 。 4 机上设有 内外喷雾系统， 有较好的灭尘效果； 5 泵箱采用干式系统， 管路连接简单 ， 调试方便， 便 于保持油质清洁 。 6 液压系统采集成高 ， 将辅助泵、 调高泵、 控制 阀组 集成于主泵且主泵外置 ， 便于维修及修理 。 7 牵 引减速采用 双行星结构 ， 结构紧凑， 传动 比大 ， 体积小 。 8 采用弯摇臂设计， 提高装煤效果 ， 行星头外径小， 整体长度短， 保证卧底要求和缩短整机机身长度 。 9 截割电机采用机械力矩轴离合装置 ， 摇臂传动系 统得到有效保护 。 1 0 整机无底托架， 最大程度增大过煤高度 。 1 1 液压调高油缸采用外置平衡阀取代液压锁， 消除 摇臂振动， 便于维修 。 1 2 主泵 、 马达富裕系数大 ， 采用国际名牌产品， 可 靠性高 。 1 3 整机两端设有急停 按钮 ， 便于及时停车， 安全操 作 。 1 4 电气 系统设有过热、 过流保护装置 ， 保护齐全 。 1 5 该机 设有 瓦斯断电报警装置， 提高设备使用 安 全性。 4技 术经济分析 近年来 ， 我国采煤机得到了迅猛 的发展， 应用也越来 越广泛， 但是经济实用才是每个企业选择产品的关键。 该机适用于顶板中等稳定 ， 煤层厚度在 O ． 8 ～1 _3 米 ， 倾 角≤3 0 。 的煤层， 可采普氏硬度系数厂 ≤3 的煤质和非金属 9 2 l 2 0 1 3年 3 上 电脑连 层状矿床。 工作 时可与单体液压支柱 、 金属铰接顶梁配套 组成普采或高档普采工作面 、 也可与薄煤层液压支架配套 组成综采工作面 。该机设有液压防滑制动器。 按照这套方案所生产 的产品， 基本满足公司的需求 ， 并且具有一定的经济性和实用性。 在减速器的选择 中， 选 取了行星轮减速器来达到减速 的效果 。又根据采煤机摇 臂电动机的 自身特点， 为 了加大采高， 增加采煤效率， 添加 了惰轮 。为了加大装煤空间， 采用 了弯摇臂结构。本文所 设计的采煤机 的材料都是 以经济实用 为中心选取的。所 以这套设计方案无论是在价格方面 ， 还是在安全方面都是 一 个很好的选择 。 5结论 本设计所研究的薄煤层采煤机是为普采 、 高档普采工 作面研制 的一种新型的由多电机驱动的横向布置、 较大功 率 的薄煤层齿轮一销轨式牵 引采煤机。该机 由三部 电动 机驱动 ， 其 中左、 右截割 电机功率分别为 1 0 0 K W ， 牵 引电 机功率为 4 0 KW， 总装机功率共 2 4 0 KW。主要由左摇臂 、 主机体 、 右摇臂、 调高油缸、 机身连接 、 冷却喷雾装置以及 滚筒和其它辅属装置等组成。 该机是一种沿长壁回采工作面全长穿梭式采煤 的薄 煤层采煤机 。主机分别 由煤壁侧 两个支承滑靴和老塘侧 的两个导 向滑靴支承在运输机的中部槽上 ， 在两液压马达 所驱动的左 、 右行走箱 中摆线轮与销排的强力啮合， 再由 装在两行走箱上 的导 向滑靴的导向来 实现采煤机沿运输 机方 向的牵引行走 ， 同时左 、 右截割部的两滚 筒也在截割 电机的驱动下进行旋转， 档煤板铰接在滚筒后从而完成采 煤工作面的落煤和装煤 。