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等深度线性切割采煤机 第六图书馆 采煤机 线性切割 等深度煤矿机电邵东宁不详1991第六图书馆 第六图书馆 等深度线性切割采煤机 西安煤 矿机 械厂邵京 宁 几年前 ， 山东煤研所殷永生同志在“ 方形 轨迹截割机构的初步设想” 见 煤 矿机 电 1 9 8 7 年第 1期 一文中，根据国外的一些初 步报导，提 出了一种新 型采煤 机滚筒的传 动 结构，这种结构的特点是滚筒的形状 为三 角形，偏心按装 ，滚筒既作 自转也作公 转， 其结果截齿轨迹不是园而是方形。 据美刊 ∞ AL 9 9 0 年第 3期报导，美 国采 矿局 的双城 研究 中 已用人造 煤壁 作了 这方面的试验，并称 这种机器 为等 深度 线性 切割采煤机。普通绕固定中心旋转的园柱形 滚筒采煤机 的割煤剖面为月牙形，在某些位 置上截齿协入煤壁的 深度 很浅 见圈 l A 割煤效果很差。而偏 心按装 的三 角形滚筒则 不同，截齿在一开始就以相当长的深度切入 煤壁 。而且在整 个切割过 程中，截齿的 切入 深度几 乎保 持不 变 如 图 l B 。此 即这 种机 器 名称 的由来。 图 1 A普通 园柱形滚 筒的} 口 割轮廊 B 等 深 度 线性 切 割 采煤 机 三 角 开 j 偏 滚 筒的切割轮 廊 据介绍，逮种机器有三大优点。第一， 滚筒切割效率高，机器消耗 的功 率所 占有效 功多。据研究，只有当截 肯全长的7 0 以上 切入煤壁时，截齿才能有效 地割煤。在普 通 园柱 形滚筒采煤机 中， 由于 滚筒上有 相当多 的截齿切入深度不够，使无谓 的功率损耗 占 消耗 功率 的2 5 左右。第二，无 二次碎煤作 扭转灵敏 控制侧弯量将更有助于减少齿轮 的偏载。 三 、结 论 通过对MG3 2 0 “ W采煤机摇臂壳体系 统 的有 限元分析结论如下 t 1 ． 插臂壳体强度薄弱齄是采煤机与摇臂 联接的根部l 。 点。无论在哪一种 玉况 舞 件 下，该点 的计算 应力值均太子壳体 的其它点 位。 t 2 ． 摇臂壳体的几何突变处所产生豹应力 鳓宽蒸是齑角或尖角结构，在壳l体的结 掏 设骨中应尽量避免 一 2 D 一 3 一． 在本摇 臂壳 体的结构设计 中适 当增添 筋板将使计算应力值明显减少。 4 ． 提 高摇臂 系统的刚度 ，可减少采煤机 在截煤过 程中摇臂 的颤动， 从而增强截齿割 堪的稳定性，延长传动系统的寿命。本机摇 臂如适当地增添筋板结构，对提高壳体刚度 具有明显效果。若 以增加壳体壁厚来增加剐 度，则敬 果并不明显 5 ． 若 摇臂壳体 的结构合理，壳体壁厚可 以减少。本文输入壳捧壁厚值即取为6 1 5 mm。 ‘ 俸者往 本文曾得到牛宝生、张 军 两 网专的帮助 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 甩，大量减少 呼吸性煤 尘和粉煤 的产生 。普 通滚筒则有强烈的二次碎煤作用， 有人估计 ， 由二 次碎煤作用所 产生 的煤 尘比原始 切割 中 所 产生 的煤尘要大1 0 0 倍 1 o o o 倍 。 第三，三 角形滚筒的转速慢，约为l O r ／ ml 1 1 ，截 齿的 摩擦发热小，无摩擦火花触 发瓦 斯爆 炸的危 险 。 这种 机器在人造煤壁上试验 的结果，充 份证 明了上述论断。据 介绍 和 普通采煤机 相比，呼吸性煤 尘减 少了9 5 ％， 中等块 度的 煤块太为 增加，粉煤减少 了5 0 ，切 削力降 低 了2 O ％。在滚筒的设计 转速下，截齿 的摩 擦发热 已不再是问题，消灭 了由滚筒触发瓦 斯爆炸的潜在危险。 下面，本文对三角形滚筒的设 计参 数作 一 些探讨 。 首 先， 以给定 的运动 关系 为前提条件， 即偏心的 公转和 滚筒 的 自转依一定 比例关 系 作恒 速转 动， 再根 据要 获得 矩形轨 迹 的 要 求 ，计 算滚筒的有关 参数 及外形 曲 线 的 方 程 。 要确定三角形偏心滚筒定轴 的 自转转速 绕三角形 的重心 g和重心g 其偏心半径 为 e 绕 矩形 中心O公转转速闽的关 系， 则 从图 2可 以看 出，为了完成对矩形的一条边 的切割，滚筒需要定 车 出自转三分 之一转，滚 筒 的重心要作 四分 之一转的公转。因此 滚筒 自转和 公转阔的速比为 4 3。 这里要指 出， 滚筒定轴 自转速度不是 它在 空间绝对坐标 系 里的 真实 速度。根据属转轮系的原理，滚筒 在 空间的真实转速为滚筒 自转和公转转 速的 速 比减一， 即 4／3一 i l ／3 也即，滚 筒 真实 速度，滚筒定 轴 自转速度和滚筒重心 公 转速 度三者 闯的关系为 l4 3。因此若 滚筒的真实转速为 l O r ／ mi n ，则滚筒重心的 公转速度即应为3 0 r ／ mi n 。 如 图 2 所 示，设三角形滚筒 的边长为a ， 矩形 轨迹 边长为s ，偏心半径为e ，求 三者 之 间的关 系 首先要说 明，实 际的三 角 形 蒗 图 2 三 角形俯 滚 筒切割 出矩形轨迹 的 原理 图 筒 ，不是 以直线 为边 ，丽 采用一 条弧线。这 样，不 仅可改善 截齿 的切割条件，还可增由 口 滚筒关键部位处叶片的高度，对滚筒装煤有 利。图中，弧线顶端 在 中点处 和三角形直 线边的距离 为b 设b 和 三角形 边长a间 有 6 f a 的关系，其 中f 是一十系数 f 在某一 范 围内取值都能割 出矩形轨迹采 。 在图 2中，g 为三角形重心 ， 图中标 出了 重心至三角形顶点和底边的距 离 。g。 和g 则 为滚筒的两个特殊的切割位置。 根据 几 何 原理 ，滚筒如要切割 出矩形轨 迹 在该两 位 置 处，s 、a 、e 和6f a 间必须满足下 列 若 系 e0． Z 8 9 af as ，2 1 e0 ． 5 7 7 a s ／2 2 1 式 中的f 是在设计 中试选的值 。 根据 图 2中a d , 于 或等于s 的条件， 可求 出f的 取 值 范围。 由 2一 1 可得t ． o ． 5 7 70 ． 2 8 9 一f a 三二 s 肌 一 2 0 2 3 s ． 8 8一f 解 出上式 ，可符 0f ≤ 0 ． 0 8 l 4 一 21 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 研 - ,] Y MB 一 5 0 S型电机 的主要技术措施 重 庆大学离在 荣离天林朱追 生重 庆江北煤矿钟 德永 为 了解决0 ． 3 5 ～ 0 ． 5 5 m特薄煤层 的机械 化开 采，重 庆大学、重 庆江北煤矿 、四】 l 1 煤 机厂 和德 阳矿机厂 联合开发 了 MG6 2 --D型 即以前的MLTB 一5 0 型 电牵引采煤机。该 采煤 机的高效 截割和在 外形尺寸方面的优 越 性主要归功于其截 割主 电机 Y MB 一5 0 s 型 隔 爆三 相异步 电动机 电机的外形及安 装尺寸 如 图 1所 示 该电机的最大特点是外形尺寸小，高度 仅 0 ． 2 7 5 m， 电机的当量厚 度5 ． 5 X1 0 m／ k W 、有效当量容积 0． 0 0 1 2 m。 ／ k w 和 它的 电气性能，都达到或接近国外先进水平。 工业性试验 表明 该 电机 结构紧凑 、功 率 裕度 大、过载 能力 强、温升小 、噪音低、 乜 ， 如 _ 网 -- 一 口 圈 图 1 YMB 一5 0 S 型 电机 外开 j 厦安装 尺寸 在上述范 围内，选取一适当的 f 值 ， 即可 求出e 、 a 和s 间的关系。 例如若选取f 0 ． 0 8 1 ， 则根据 1 、 2 式，可求 出as ， e 0． 1 3 s 。若选取f 0． 0 6 ，可求 出a0 ． 9 0 8 s ，e 0． 1 8 3 s 。 由于 f 可在一适 当范 围内选 择 ， 给 滚 筒参数的设计 留有选择 的余地。 下面求三 角形弧线 边其 它各 点的位置， 也就是弧线 边的方程 。利用 滚筒 自转 和公 转 速度的速 比为 4 3的关系，参 考图 2， 设 想，若弧线上b 点有一截齿，g - b 和矩形 中垂 线 的夹角为 0 。当b 点 的截齿进 行切割，截齿 顶 点b 要移动 到矩形边上一点b 处 。 根据 前述 的速 比关系，b 0与矩形中垂 线间的 交角应 为 3 o ／4，而线段 g - b 应 与g b t 重台 。 故 为切 割 出真正的 矩形 ，b B - 的 长r 应为 r l s 一一e 5 2 c 。 s { 。 O 的取值范围为 一 6 0 。 ≤ O ≤ 6 O 上式 即为弧 线边的极 坐标 方程 ，它也适用于 推导方 程 1 和 2 时的两个 特殊 位置 。 上 述推导， 确立 了三 角形 滚筒 主要 参数 问的相互关系。此外，为说理 清楚起见 ，图 2中的矩形和三角形滚筒都有尖的棱角。实 际 的滚筒在尖 棱处应采用 园角。当然， 由此 切割 出的矩形轨迹也有 园角了。 三 角形滚筒采煤 机是一种很 有前途的采 煤机 在 国外被誉为 9 0 年代的技术。它的各 种优 点具有很 大的经济价值 。提 高煤的块度 意味着提 高煤 的商品价 值}减少呼吸性煤 尘 意味着改善井下工作面的工作条件，辟低切 割力 除了意味着降低能耗外 ，它还意 味着 延 长机 器的 使用寿命 。因此 ，我国作为 主要产 煤 国家，应早 日着 手研 制。 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆