采煤机滚筒参数与截齿排列的确定.pdf

2 38 建 筑 与发展 J i anZhuYu F a Zhan 工程 实 录 Go n g C h en S h i L u 采煤机滚筒参数与截齿排列的确定 廉浩藏家君刘志明佟巍 北方重工集团有限公 司 辽宁 1 1 0 1 4 1 【 摘要 】 从滚筒直径和螺旋叶片两个方面介绍了采煤机滚筒的主要参数的确定原则和方法，同时对截齿的排列方式分析了截齿排列应注意 的问题，并讨论了截齿布置的设计要点，通过研究为今后的设计工作提供参考。 【 关键词 】 采煤机 ；滚筒； 截齿； 1 引言 采煤机主要是用于煤矿的地下开采，它能够适应各种煤层的赋存 条件，随着我国煤矿行业的发展需要 ，机械化采煤法迅速推广 ， 采煤 机已经被大量使用。滚筒作为采煤机的重要部件，其主要来完成截煤 和装煤的工作。其由滚筒体、螺旋叶片、截齿和齿座、喷嘴和喷嘴座 等组成。简体一般采用焊接结构，制造方法简单，成本低，利于批量 生产，可以根据采高的要求 ， 设计不同直径的滚筒。 2 滚筒 的参数 2 ． 1 直径的确定 滚筒在设计时要确定三个直径参数 ，分别是滚筒直径D、叶片外 缘直径 D 、筒毂直径D 。 2 ． 1 ． 1 滚筒直径 D 在正常开采的情况下，由于煤层的厚度是有变化的，为了节省工 作时间，采用双滚筒采煤机来保证其在一个行程中采掉全部采高。 开采薄煤层时 D H 一 0 ． 1～0 ． 3 1 开采 中 、厚煤层 时 D 0 ． 5 5～0 ． 6H 2 式巾H 一开采煤层最小厚度； H ⋯一 开采煤层最大厚度 ； 2 ． 1 ．2叶片外缘直径 D 采煤机lT作时为了避免螺旋叶片与截槽中残留的煤接触干涉，我 仃】 考虑最大切 削厚 度不超过截齿露 出齿座外在滚筒径 向的长度的 7 0 ％ ， 由此可知 ／ j D - 37 1 t g I 、 式中 l ⋯一 最大截距 ； h 一截刃宽度 ； 一 截槽两侧煤的崩裂角 ； 2 1 ． 3 筒毂直径 D 简毂直径小，滚筒内能够形成较大的过煤空间；筒毂直径越大， 煤从煤壁碎落后被带到滚筒后面，使滚筒的过煤空间减少，降低了滚 筒的装煤能力。一般取 D ≤ 0 ． 4 ～ 0 ．5D 。 2 -2 螺旋叶片的确定 螺旋叶片的作用是用来装煤，其结构参数包括螺旋升角、螺距 、 导程和叶片头数等。螺旋叶片的头数和叶片升角的大小共同影响了采 煤机的排屑能力。 2 ．2 ． 1 螺旋升角 n 升角的大小决定装煤量是否达到最大值。当煤被叶片推移到排煤 口，若此处无障碍则煤会抛向输送机内；若有障碍，如有输送机外溢 的煤堆，这样可能把煤堆推向滚筒内⋯ 。一般取 ≤ ， 其中 为煤 与钢 的摩擦角 。 2 ． 2 ． 2 叶片头数 Z 当采煤机牵引速度和滚筒转速一定的条件下，改变螺旋叶片头数， 就会改变截线上的截齿数，这样就能够调整切削厚度 。确定叶片头 数时，应该使叶片问距和叶片高度保持合适的比例。一般认为，螺旋 叶片头数不应大于四个， 为螺旋头数越多，截齿的布置越闲难，使 得结构复杂，整个滚筒的重量也会增加，不利于截割的稳定性。一般 在螺旋叶片头数的选择上多为两头或者三头，因为如果采用单头螺旋， 为了降低单个截齿的受力，在设计时要减小截线距，煤岩的块度变小， 同时产生大量粉尘。 3 截齿的排列 截齿在工作过程中直接接触煤岩体，随着滚筒的转动，截齿将工 作面的煤岩截割下来，所以它的磨损程度是最严重的，因此截齿的选 用在采煤机的设计上是狠重要的。在选择截齿时，要综合考虑煤岩的 机械性质、采煤机滚筒的形状和尺寸参数等各方面的因素。 截齿排列方式是采煤机滚筒设计的主要内容。对于截齿的排列要 求是 煤尘的产出量少，整机受力均匀，保证机器运行的稳定性 ，块 煤的产出比重大。块煤产出的多少和截齿的数量、尺寸和安装方式都 有关系，加大截齿尺寸和减少数量都可以提高块煤产出量，但这将影 响机器的稳定性 ， 减少整机的使用寿命。 截齿的排列有叶片和端盘截齿排列之分。叶片上的截齿排列一般 可分为顺序式和棋盘式。滚筒截煤时，顺序式每个截齿受到朝煤壁方 向的侧向力 ，可以部分抵消端盘的轴向力。棋盘式配置分为正常棋盘 式配置 和畸形棋盘 式配置 ，正 常棋盘式配 置截齿是按 一个跳一 个的次 序进行截割的，畸形棋盘式配置是不同叶片上的截齿齿尖排列成一条 螺旋线，与叶片螺旋线的方向正好相反。 端盘截齿靠近煤壁工作 ，工作条件处于半封闭截割状态，截齿负 荷大，消耗的功率占工作机构的1 ／ 3 ，截齿消耗 占滚筒截齿消耗的一 半，截距要缩小，每条截线上数量要增多。我所设计的M G 4 5 0 ／ 1 1 0 0 一 wD 交流电牵引采煤机用 2 0 0 0 X 8 0 0 滚筒端盘截齿分为3 组 ，每组一 个0 。截齿 ， 5 个倾斜安装的截齿按照一定角度交叉排列 ， 这样有利于 采煤机开缺 口及防止端盘接触煤壁 ，增加截齿的摩擦和磨损。截齿在 截煤过程中所产生的振动对各部件及整个采煤机的使用寿命影响都是 极为严重的。切槽断面形状不对称是截齿侧向力产生的原因，这个力 对整机的稳定性起着决定性的作用，侧向力大小的不断变化使滚筒、 摇臂 以及整个采煤机沿着这个方向产生振动。因此在每组截齿中设计 一 个负倾斜的截齿，来平衡滚筒轴向力，以减轻采煤机的振动。 4 结 束语 通过以上的分析，我们可以得出以下结论 滚筒直径根据煤层厚 度确定，保证采煤机在一个行程中采掉全部采高；筒毂直径在结构和 强度允许的条件下应尽可能缩小。在确定切削厚度和截距时，可根据 牵引速度 、截齿强度、采煤机功率、滚筒转速等综合因素考虑，以保 证有较大的切削断面。滚筒截齿配置应首先考虑用正常棋盘式配置， 以保证采出的块煤较多，滚筒轴向力较小。合理地选择滚筒结构和截 齿参数，可以降低截割粉尘，实现安全生产，改善工作环境。 参考文献 【 1 】 李贵轩 ， 李晓豁编著． 采煤机械设计 ． 沈阳辽宁大学出版社 ， 1 9 9 4 ． 1 0 『 2 ]2陈新会 ． 采煤机螺旋滚筒主要参数的计算和截齿排列方法的确 定． 科技情报开发与经济，2 0 0 5 ，V o 1 ． 1 5 N 0 ． 2 2