大功率薄煤层滚筒采煤机的设计(1).pdf

大功率薄煤层滚筒采煤机的设计 第六图书馆 阐述了设计MG250-BW薄煤层滚筒采煤机的必要性和可行性,并与国内已有薄煤层滚筒采煤机进行了比较。阐述了设计MG250-BW薄煤层 滚筒采煤机的必要性和可行性,并与国内已有薄煤层滚筒采煤机进行了比较。薄煤层采煤机 滚筒式采煤机 大功率 机械设计煤 矿机电徐永宽 黄国旺不详1998第六图书馆 第六图书馆 鲜 争 难 械 f 煤矿机电 1 9 9 8 ． 1 一 大功率薄煤层滚筒采煤机 的设计 牛 ‘ 棣 永 宽黄 国 旺7 6 ／ M G 2 5 0 - B W型大功率薄煤层滚筒采煤机的主要参数 装机功率为 2 5 0 k W．牵引方式为液压无链牵引．牵引力 3 0 0 k N ．最大牵引速度 5 ． 5 m ／ m i n ，机面高度 7 0 O m m。它 适应在厚度O ． 8 ～1 ． 7 m， 倾角小于3 0 。 ， 煤质硬度f ≤4 的煤层中工作。采煤机总体如图1 。 我国薄煤层资源丰富， 可采储量约占全部可采煤储 量的2 O ％．而且其分布广．煤质好。 机械化采煤虽然经 过多年的发展，然而，我国薄煤层开采机械化程度还很 低．有相当一部分薄煤层工作而采用炮采．人工装煤。 生产效率低．工人劳动强度大。对一些厚薄煤层并存的 煤矿，由于薄煤层开采速度缓慢．使下部中厚煤层长期 得不到及时开采．吼至影响工作面的正常接替．而有的 就被迫丢失一些薄煤层资源。因而迅速提高薄煤层机械 化程度，加快薄煤层开采速度，具有重要意义。 我国薄煤层采煤机械化研制始于 6 0年代t直至目 前．已研制出了多种型号的薄煤层采煤机．用于开采 0 ． 8 0 ～ 1 ． 3 r ． 的中硬以下煤层的采煤机主要有B M 一 1 0 0 型 和 11 5 0 B型两种 用于开采 1 0～ 1 ． 7 ln 的中硬以下煤 层 的 采 煤 机 有5 M G 2 0 0 一 B 型 和M G 3 4 4 一 P f D 型 及 M G 2 0 0 ／ 4 5 0 一 W D型等几种采煤机 这些采煤机为我国薄煤 层的开采作出了很大贡献 但这些机组中的大多数适应 性不广，可靠性不太高，因而使用不够广泛。B M 一 1 0 0 型 采煤机由于电动机功率小，只有 l O O k W 强度低 电动 机超载损坏较严重 后来设计了11 5 0 B 型采煤机，其功 率 1 5 0 k W 但是截深从 6 3 0 叶 柏 加到8 0 0 m ． 甚至 l O 0 0 ． m 时， 功率仍显不足。测功表明，壤简直径为 l O 0 0 m ． ，转速为 5 9 r ／ m i n，截漾8 0 0 m m ．牵引速度为4 ． , ／ m i n，截割抗压 强度为 6 4 4 M p a的人造煤壁 平均截割功率为 2 0 3 k W， 最大截割功率为 2 8 0 k W。目 前，国外一些薄煤层采煤机 除 K 1 0 3 和 A M 4 2 0几种采煤机能采 0 8 0 ln 到 l 3 m煤层 外，其它薄煤层采煤机均适用于 1 O f ． 以上的薄煤层中使 用。因此 研制可用于采高下限到 0 ． 8 0 m的可靠性高、 适应性广、无链牵引、大功率的薄煤层采煤机势在必行 设计 M G 2 5 0 一 型大功率薄煤层采煤机是可能的。 设 计大功率薄煤层滚筒采煤机的主要矛盾是如何压缩电动 机的外形尺寸。目前国内设计生产的 2 0 0 k W电动机厚度 为4 6 0 m m， 如5 M G 2 0 0 一 B 型采煤机的电动机的厚度4 2 0 m m 但长时功率为 1 8 0 k W 要设计出厚度为 4 2 0 m功率为 2 5 0 k W的电动机． 在不提高电压等级的条件下， 没有先进 的技术是根难设计出来的。 现在这台 2 5 0 k W 的电动机 外 形尺寸为 老塘侧高 4 2 O m m，定子处高 4 5 0 u ．长 l l S O m m。它采用的先进技术是在电动机的定子和转子 之间充液 一种硅油，这样可以大大改善电动机内的 温度场．在加强水拎的条件下，提高了电动机的功率． 虽然充液后使电动机的机械效率有所下降，但其输出功 率却大大提高了， 2 0 O k W的电动机充液后可获得 2 5 0 k W 的稳定输出功率。该 2 5 0 k W的充液电动机是在 1 8 0 k W的 电 动机和 1 5 0 k W充液电动机的基础上设计出来的．其特 点是功率大、尺寸小、可靠性高 因此．M G 2 5 0 一 B 盯 型采 煤机可适应切顶切底、过断层等复杂地质条件，可适应 小滚筒高转速的需要。 现代薄煤层滚筒采煤机，一般均采用无链牵引，因 为有链牵引多为单牵引．所以牵引力就较小有链牵引 还存在断链的危险．各煤矿有链牵引采煤机的断链造成 的伤亡事故时有发生。I 1 1 0 0 型、M G I S O B型和 5 M G 2 0 0 一 B 型等采煤机都是有链牵弓 l ， 由于牵引力小和存在不安全 因素 这是影响其推广使用的一个重要因素。而无链牵 引 多为双牵引 牵引力较大，一般都在2 0 0 ～3 5 0 k N， 且比较安全，加制动器后还可以用在倾角比较大的薄煤 层中。 薄煤层采煤机与中厚煤层采煤机比较，由于其工作 空间小，运输、维修都比较困难，因此要求薄煤层采煤 机的可靠性高，减少事故 提高生产率。液压牵引的采 煤机以降低系统的油压，适当提高液压油的过滤精度 加强液压油的降却，提高闭式系统的补油质量，研制可 靠的液压元部件及其好的系统，是保证采煤机液压系统 长期可靠工作的四个客观因素。而加强管理、维护和合 理使用是采煤机可靠工作的主观因素。采煤机的液压元 件出了问 题 要停机开盖寻找故障，而油池中的液压油 一 般需全部更换，而且要把油池清理干净，否则液压元 件 主泵、阑 等 就更容易出 故障， 造成恶性循环， 增 加采煤机的维修费用，严重影响生产。因此，在我国目 前的经济条件下，研制价廉质优的液压牵引薄煤层采煤 机可能比电牵弓 l 薄煤层采煤机具有更大的市场，更能满 足薄煤层生产发展的需要。 1 C 2 5 0 一 B ／／ 型采煤机是液压传动型采煤机，为了提高 1 2 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 煤矿机电 1 9 9 8 1 该采煤机的可靠性，我啦 采取的一个主要措施是尽可能 降低主油路的油压。该采煤机机组重约 1 6 t，而牵引力 可达到3 0 0 k N ．可用在倾角达到3 0 。 的煤层中．在最大牵 引力 3 0 0 k N的条件下，液压系统的油压只有 l 0 ． 5 ． P a t 它是 目前液压牵引采煤机中油压晟低的采煤机。油压 低，泵和马达及阀组等一切液压件对液压油油质的要求 也就不太高了。 但我们用的液压油的过滤精度仍是2 0 ． 冷却和补油量的要求也l投有降低。因此，这给该采煤机 的液压系统元件的可靠工作提供了充分的保证。系统的 油压低，各摩擦付的工作就有可靠的油膜保证，从而减 少了故障，延长了元件的寿命。充分利用牵截传动箱的 煤壁侧空问 液压系统采用目前排量最大、性能较可靠 的 Z B I 2 5主油泵．增加牵引传动减速箱的传动比，并采 用七齿摆线行走轮，尽可能降低液压系统的油压，从而 提高采煤机液压系统的可靠性，这对薄煤层采煤机来说 是很有必要的。根据以桂液压牵弓 l 采煤机台 勺 使用经验 本机组将阀组安装在机外，使维修比较方便，减少采煤 机的开盖， 可防止污染油池，而且可快速妊理故障 一 般液压牵引采煤机都有独立的液压传动粞．而 M G 2 5 0 - B W型采煤机取消了液压传动筘．I辱 哉割减速箱与 液压传动箱台二为～，即牵截箱．这是本采煤机的主要 特点。取消独立的液压传动箱的原因是为了缩短机身长 度，可以使采煤机适应输送机的垂直和水平弯曲的要 求{同时，由于取消了 底托架，机身短有利于机组的联 接如不取消独立的液压传动箱．采煤机的各个箱体就 不能用四条长螺控贯穿四个角而联接在一起 就不利于 采煤机的联接和紧固。另外 秘们把 z B l 2 5泵放在乖赦 箱的靠煤壁侧．可 通过适当加大牵截箱局部尺寸以满 足 Z B 1 2 5泵的尺寸需要，而不影响采煤机的机而高度和 过煤高度。 M G 2 5 0 一 B 采煤机的两端的箱底堆焊耐磨材料， 可以 保 证采{ 鬟 机的箱底不被过度磨损。 M G 2 5 0 一 B W 型采煤机的最小滚筒直径为 8 5 0 m m，截深 8 0 0 m m ， 滚筒转速6 4 r ／ m i n 。 如果按～般设计．2 5 0 k 的 行星头的外径较大，不能满足薄煤层小滚筒的需要 为 了满足这一特殊的要求，我们在行星头的设计中采用了 几项新的技术 ①采用四个行星轮传动，进行功率分流 采用双排行星轮，可减少由于行星轮太宽造成齿向接 触效果不佳的影响 ③减少前三级的减速比，加 弋 最后 一 级的传动比，这样行星头辅入扭矩不丈．而输出扭矩 确 可满足要求 ，行星头 的长度可以满足 安装截深为 6 3 0 m m、8 0 0 m m 、1 0 0 0 m m的滚简④采用小模数、大齿 数的太阳轮、行星轮和内齿圈。以满足薄煤层采煤机滚 筒转速高、 扭矩不太大，而要求较好的接触强度的要求； 在行星轮中的轴承设计上选用了 S R F的无保持架的高 承载能力的轴承。由于采取了以上一系列措施，设计出 外径只有 4 2 m m的行星头，使设计出最小直径 8 5 0 ra m的 滚筒能够实现，而且滚筒的叶片高度可达 l l O m m，使壤 筒铯有好的装{ 鬈效果。 为了降低采煤机的基面高度．单方面压缩采煤机的 高度，还不能完全满足薄煤层工作面的要求。如己出厂 的M G 2 0 O ／ 4 5 0 一 粕 采煤机，设计的机身厚度仅为 3 8 0 m m． 但在配套设计过程中．由于选用了中厚煤层的输送机． 使得采煤机的机面高度为 8 6 2 m m。为了满足薄煤层开采 的要求，今后将设计出薄煤层专用的高强度j I lj 送机．以 降低采煤机的机面高度，更好的满足薄煤层开采的需 要 图 I M G 2 5 0 一 B w 型栗j 莱机总体固 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆