采煤機截割部改進研究

李志芬

摘 要：本文主要對采煤機截割部進行改進研究。采煤機截割部是實現采煤機減速的單元，截割部里采用了多級減速，動力由采煤機電動機通過齒輪傳遞到采煤機滾筒來實現割煤，對稱的搖臂結構使采煤機實現左右搖臂可以互換，截割部采用增加惰輪的個數來增加搖臂的長度，從而實現增大采煤機的截深。

關鍵詞：采煤機；截割部；搖臂

中圖分類號：[TD82] 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2013）-12-0174-01

前言：煤是重要的能源物質，在我國有著很大的儲量。采煤一直以來都被人們看作一項非常危險的事情。在以前國內有很多小型煤窯，由于規模小，技術落后，大部分都是靠人工進行挖煤、運輸煤。經常出現各種事故，大量浪費了資源。大型的采煤機械的出現使這一現象得到了改觀。

一、滾筒采煤機發展過程

滾筒采煤機經過多次改進設計而得到不斷的發展。最早設計的滾筒采煤機僅能單向采煤，輸送機和液壓支架在向前推移之前，留在軌道上采出的煤在回空段被裝載。后來又研發了雙向采煤的滾筒采煤機。然而由于這種采煤機受到調向的限制，加之固定滾筒缺乏自由性，搖臂滾筒采煤機應運而生。

搖臂滾筒采煤機有單滾筒和雙滾筒之分。由于滾筒直徑不宜過大，當煤層較厚單滾筒采煤機往返截割兩個行程才能推進一個截深；雙滾筒采煤機每截割一個行程就可以推進一個截深，對煤層變化和頂板、底板的起伏，適應性也好。對于雙滾筒可有兩種位置布置，一是對稱布置于兩端，另一種就是兩滾筒都布置于一端即采用不對稱布置。不對稱布置雖然設計相對簡單，但是其工作穩定性不好。所謂工作穩定性就是采煤機在工作過程中保持不翻轉、傾斜和不脫離導向物的能力。工作穩定性好將有利于正常工作。而對稱布置的滾筒采煤機受到的外力基本是平衡的，在工作穩定性較好。

采煤機的發展方向都是向大功率、高效率、采掘厚煤層方面發展。這符合國內目前的煤炭采掘業的實際情況。在以前很多采煤機也已經開始采用多電機驅動采煤機，以提高采煤機的功率。本次對截割部改造主要是吸取了前人的實踐經驗，采用多電機橫向布置電牽引。兩臺截割部分別由兩個250KW的電動機驅動，牽引部以及其他的輔助裝置由單獨的2個40KW的電動機或者液壓馬達驅動。另外，該機還可通過更換電控部及液壓傳動部面成為交流變頻調速電牽引或液壓牽引采煤機，并且可通過更換行走部和支承組件，形成1.1m和1.2m兩種機面高度，而其它部件通用。

二、截割部及配套設施改造方案

采煤機的截割部包括截割電機、搖臂、滾筒等部件，并設有離合器裝置、冷卻潤滑裝置、噴霧降塵裝置等。其中減速器要傳遞采煤機的絕大部分裝機功率，載荷重而不穩定，工作條件惡劣，可靠性要求高，外形和尺寸卻受到工作環境的嚴格限制。截割部減速器的強度、剛度、潤滑、密封、效率和散熱等問題，都應予以著重考慮。

由以往的經驗，以及原來采煤機的傳動系統可以了解到滾筒采煤機截割部減速器傳動系統都具有以下特點：由于滾筒軸和電機軸互相垂直，傳動系統中必須有一隊圓錐齒輪；減速器的潤滑采用飛濺潤滑時，油面位置應適當，使潤滑油能被轉動的齒輪濺到嚙合面上，同時也甩到箱壁上，以利散熱，軸承也應獲得必要的潤滑；減速器的軸布置在同一水平或接近同一水平，潤滑效果一般較好。飛濺潤滑的優點是：潤滑強度高，散熱快，對潤滑油的粘度變化和雜質不敏感，也不要添加潤滑設備。但當采煤機在傾斜煤層中工作時，潤滑油集中在低處，位于高處的傳動件潤滑條件較差。

搖臂減速器的潤滑也是個特殊的問題。當搖臂下傾，滾筒截割底煤時，搖臂內的潤滑油積在端頭；反之，上傾截割頂煤時，搖臂端頭的齒輪得不到良好的潤滑。為了解決這個問題，需設置回油裝置。

為了保證噴油潤滑系統能正常工作，需要設置過濾器、流量監測元件和油位指示器等。采煤機搖臂和機頭減速箱連接處，支承搖臂套的軸承載荷重而運動速度很低，滾筒軸靠近煤壁處的軸承，載荷也很大，這些軸承最好與截割部減速器隔開，采用壓力注油器定期注入潤滑脂。經過實踐證明大功率采煤機截割部應采用極壓工業齒輪油。這種油是在齒輪油中加入極壓添加劑，以改善油液的品質，提高抗磨性和抗燒結性。本機在齒輪腔中加注N320硫磷工業齒輪油。

截割部系統中還應該有一個離合器或者一個離合齒輪，當離合器或離合齒輪脫開時，調高泵應仍能獲得動力。為了操作輕便，離合器或離合齒輪不設在低速軸上；為了避免圓錐齒輪的模數過大，圓錐齒輪也不宜設在低速軸上。

三、收到的實際效果和下一步改造方向

經過改造，設備總體有以下特點：

（一）機身矮，裝機功率大。截割電機容量調整范圍寬。為了加寬截割電機的功率調整范圍，采煤機截割部設計強度為300Kw，電機容量調整范圍為150～300Kw，通過調整截割電機容量，可實現一機多型。從而能夠更好地適應不同工作面煤質變化要求。三種容量截割電機的聯接尺寸完全相同。可采中厚偏薄煤層中的硬煤，是采高范圍1.5～3.2m 硬煤層選擇的理想機型。該采煤機可以根據各個煤礦企業煤層的不同，生產不同的機型以適應市場的要求，提高產品生產的靈活性。另外也節約了研發設計的時間和資金。

（二）機械傳動都是直齒傳動。電機、行走箱驅動輪組件等均可從老塘側抽出。故傳動效率高，容易安裝和維護。截割機械傳動鏈設有扭矩軸過載保護裝置，并設有強制潤滑冷卻系統，提高了傳動件，支承件的使用壽命。保證可靠性及使用壽命，傳動系統中的軸承和高速端的油封采用進口件，齒輪材料選用國內最好的鋼種 18Cr2Ni4WA（軍工材料）。

（三）機器采用了強力耐磨滾筒，提高割煤效果和滾筒壽命，降低截齒消耗量和用戶成本。為提高采煤機的維護性，液壓傳動各主要控制閥，均設于箱體以外，以便于調整。為進一步提高采煤機的可靠性，除設有電機過載，過熱保護之外，液壓傳動設有恒功率自動控制，高壓保 護和失壓保護，另外左右截割部（搖臂）高速端各設有機械離合，機身兩端和中間各設有急停開關。能夠很好的保證機器的正常工作。

參考文獻：

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