新一代大功率薄煤層電牽引采煤機的開發研制

摘 要：分析現有薄煤層電牽引采煤機的結構特點，介紹MG200/448-BMD型薄煤層電牽引采煤機的結構特點及在礦井中的應用情況，從而證明該采煤機技術性能先進，總體結構簡單可靠，能適應于≤1m的薄煤層開采，顯示了新一代大功率薄煤層采煤機的突出優越性。為今后我國薄煤層采煤機的研制工作提供一種新的思路。

關鍵詞：薄煤層；采煤機；電牽引

引言

由于受技術和煤的賦存條件的限制，厚度小1m的薄煤層主要采用人工炮采，而且，開采速度慢，丟薄采厚的狀況嚴重，造成采儲比例失調，資源丟失嚴重，嚴重影響礦井的生產效益。目前國內使用的薄煤層采煤機，采高下限基本上都大于1.1m（上限為2m）。因此，研制新型大功率薄煤層采煤機，實現采高≤1 m的薄煤層機械化開采已成為當務之急。

1 現有薄煤層電牽引采煤機的結構特點

1.1 機身布置方式

（1）懸臂方式和爬底板方式布置的薄煤層采煤機，機身位于機道內。前者在整機受力上較難保持平衡；后者雖然在機道內增加了輔助浮動支撐，但對底板適應性差。

（2）騎輸送機方式的薄煤層采煤機，機身位于輸送機上方，穩定性和適應性較好，但有機面高度、機身厚度與過煤空間三者之間的矛盾。若截割電機安裝在機身上，無論采用橫向布置還是縱向布置，都存在結構復雜、維護不便等問題。若將截割電機安裝在搖臂，通常都采用橫向布置，如放置在采空區一側，受輸送機槽幫的影響，搖臂下沉量、過煤空間難以保證；如放置在煤壁一側，則對割煤工藝、頂底板要求較高。因此，對于新型大功率薄煤層采煤機，必須解決采煤機機身的結構布置問題。

1.2 牽引形式的布置方式

目前中厚煤層采煤機普遍采用的內牽引方式較為安全可靠。可考慮通過降低銷排中心高度，采用齒輪-銷軌牽引方式，以滿足薄煤層采煤機的發展要求。

1.3 薄煤層電牽引采煤機電控的布置方式

目前常用的方式為在機身上布置電氣調速裝置，但占用空間大，不適合薄煤層采煤機結構布置。為盡可能地縮短采煤機機身、降低機面高度，新型薄煤層電牽引采煤機采用非機載電控方式。

2 新型薄煤層電牽引采煤機的研制

2.1 MG200/448-BWD型采煤機基本參數

2.2 MG200/448-BWD型采煤機結構特點

2.2.1 整機結構布置特點

該薄煤層采煤機實現了機身厚度、過煤空間與機面高度三者的優化布置（如圖1）；充分利用了輸送機鏟板及煤壁槽幫上方的空間來布置截割電機，降低了電機厚度對機身厚度、過煤空間等的影響。采煤機總體結構采用了截割電機和牽引電機橫向布置的布置方式，各部件相對獨立，維護方便。

1-左、右截割部；2-主機體（左、右牽引箱、電控箱）

2.2.2 采煤機整機結構特點

（1）采用電機橫向布置，取消了螺旋傘齒傳動，整機結構緊湊；

（2）機身部分為框架結構，采用兩體對接式，采煤機的截割阻力、牽引阻力、調高阻力、側向阻力等都由框架平衡，整體剛性好，無大部件間的對接松動問題；

（3）配套刮板輸送機銷排反向布置于槽幫側面，降低了銷排的中心高度，為導向滑靴等留出了空間。采煤機牽引部輸出軸上安裝的擺線行走輪直接與銷排嚙合，以保證機面高度<598mm；

（4）主機殼體外形采用梯形設計，具有較大的過煤空間，能夠很好地適應煤層厚度的變化。

2.2.3 截割部的結構特點

（1）截割電機橫向固定于搖臂內可從采空區抽出，容易更換，方便維修；

（2）搖臂采用電機扭矩軸離合，既可減化結構設計，又可以使搖臂得到機械過載保護；

（3）采用行星機構前置設計，避免承受滾筒產生的彎矩及軸向力，行星傳動機構設計緊湊，行星輪內選用滿圓柱滾子軸承，承載力大；

（4）輸出軸與滾筒采用花鍵聯接，花鍵兩端采用擋環軸向受力結構，聯接可靠性大大提高，同時加大了滾筒葉片高度，從而提升收煤效果。

2.2.4 牽引部結構特點

（1）采用兩級NGW型三行星、四行星減速機構，增大牽引力已適用于煤層傾角的變化；

（2）采用過軸輸出牽引扭矩設計，增大過煤截面，保證落煤運輸。

《未安裝滾筒》

2.2.5 電控系統的特點

（1）采用變頻調速控制箱機外載設計，使采煤機機身相對變短，適應薄煤層起伏條件；

（2）采用多電機橫向布置，增大截割及牽引功率，從而滿足薄煤層煤質硬、傾角大的賦存條件；

（3）采用四象限設計可根據生產的需要實現采煤機加速減速或停止，尤其在工作面傾角較大時，在機器可能下滑的情況下，采煤機能按要求以給定的速度向下運行；

（4）采用PLC控制、GOT顯示系統、單點啟動、多點操作，可離機控制，為無人綜采工作奠定基礎。

2.2.6 采煤機傳動系統特點

首先保證在有限的空間內布置傳動系統，同時按等強度和等壽命原則設計零部件，完善裝拆工藝，滿足薄煤層采煤機的要求。

2.3 齒輪材料及殼體工藝

行星輪、太陽輪等直齒圓柱齒輪材料采用18Cr2Ni4WA優質合金鋼，采用凸頭大圓角留磨滾刀加工，齒面滲碳淬火磨齒工藝，并經齒面強化噴丸處理。內齒圈材料采用42CrMo，插齒加工后做深層氮化處理。采煤機殼體等大部件采用鑄造合金鋼，關鍵零部件采用數控加工中心、數控鏜銑床等高精度機床加工。且大部件安裝完畢后，均進行加載試驗，以確保整機性能。

2.4 軸承選擇

為防止因軸承內外圈溫差，造成游隙減少導致滾動體擠死、軸承過早失效，采用進口耐高溫的鋼保持架、c3游隙的高額定動截荷的軸承。

3 結束語

新型薄煤層電牽引采煤機總體結構設計合理，關鍵零部件技術、結構、制造工藝等能夠滿足現場復雜使用條件，具有很好的適應性，是實現薄煤層高產高效綜合機械化開采的重要設備，目前已在國內10多個礦區成功應用，具有很好的使用和推廣價值。

參考文獻

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作者簡介：崔杰良（1976.04-），男（漢），2010年畢業于遼寧工程技術大學機械工程及自動化專業，現在黑龍江省龍煤集團雙鴨山分公司東榮二礦從事礦山機電工作