薄煤層采煤機搖臂設計

豈春強　范俊杰　成穎

摘 要 我國的薄煤層資源分布廣泛，在一些省、區薄煤層儲量比重很大，與中厚和厚煤層相比，薄煤層機械化開采存在著工作條件差，設備移動困難，以及投入產出比高、經濟效益不如厚與中厚煤層等特殊問題，造成薄煤層機械化開采技術發展速度相對緩慢。本設計所研究的薄煤層采煤機是為普采、高檔普采工作面研制的一種新型的由多電機驅動的橫向布置、較大功率的薄煤層齒輪-銷軌式牽引采煤機。具有一定的經濟性和實用性，無論是在價格方面，還是在安全方面都是一個很好的選擇。

關鍵詞 煤層資源 采煤機 輔助功能

中圖分類號：TD421.6 文獻標識碼：A

0 前言

我國的薄煤層資源分布廣泛，1.3m以下煤層可采儲量約占全部可采儲量的20%。在一些省、區薄煤層儲量比重很大，如四川省占60%，山東省54% ，黑龍江省占51%，貴州省占37%。特別是在南方地區，有些省份薄煤層凈占50%以上，而目薄煤層分布廣，煤質好。但由于其開采煤層厚度薄，與中厚和厚煤層相比，薄煤層機械化開采存在著工作條件差，設備移動困難，煤層厚度變化、斷層等地質構造，對薄煤層設備生產性能影響大，以及投入產出比高、經濟效益不如厚與中厚煤層等特殊問題，造成薄煤層機械化開采技術發展速度相對緩慢。另外，對一些薄、厚煤層并存的煤礦，由于薄煤層開采速度緩慢，使其下部的中厚煤層長期得不到及時開采，以至影響工作面的正接替，而有的就只能被迫丟失一些薄煤層資源。

1 采煤機基本功能的結構方案

用于走向長壁采煤法的采煤機應該具有的如下三種基本功能；（1）把煤從煤壁上破碎下來的功能；（2）把破碎下來的煤裝在工作面輸送機上的功能；（3）采煤機能沿著工作面自移的功能。

在鼓形滾筒的表面或在螺旋滾筒的葉片上安裝截齒，滾筒隨采煤機前移并自轉，截齒邊用銑削的方式把煤從煤壁上截割下來，這是銑削結構。

在側銑方式中螺旋滾筒結構應用最普遍，其主要優點是它不僅能實現截落煤的功能，還能實現裝煤的功能；水平旋轉軸調整滾筒高度比較方便，對不同煤層厚度的適應性好；具有自開缺口的功能等。

這種結構的優點是結構簡單，制造方便；集落煤和裝煤功能于一體；煤的坡度大，及其能耗低。其缺點是這種結構應布置于采煤機的端面，機身必沿其鉆削出的空間前進，因此，機身長；這種破煤結構不能自開缺口；為使頂底板平整，還必須配有截割盤，沿頂板和底板截割煤層，因此整個機器的結構復雜；此外，這種破煤結構對煤層厚度的適用性小。

綜合上述各種結構的優缺點，結合該采煤機是在煤層厚度小的薄煤層中工作，適用螺旋滾筒結構的特點，所以實現破碎煤壁功能結構方案選擇螺旋滾筒結構。

2 采煤機輔助功能的結構方案

該薄煤層采煤機工作于0.8m～1.2m之間的薄煤層中，理論是選擇單滾筒，但是為了更有效的采集煤資源，所以采用雙滾筒采煤機，使煤資源能夠更好的開采出來，不被浪費掉。使一個滾筒沿地板截割，另一個沿滾筒鹽頂板截割，兩個滾筒完成同一層沒的截割。

當煤層厚度變化時，兩個滾筒的工作高度應當變化，這就需要能實現適應煤層厚度變化的功能結構，這種結構稱為采煤機的調高裝置。

調高油缸在機身下面，小搖臂2與搖臂 固聯，由于活塞桿伸縮就實現了滾筒工作高度的變化。對于雙滾筒采煤機而言，借助于兩個滾筒到賬高度的變化的改變，就能完全適應煤層厚度等于或小于滾筒直徑的變化情況。

采煤機在采空區安裝有調斜油缸，采空區側的滑靴安裝在活塞桿上?；钊麠U伸縮就改變了采煤機的傾斜角度。

當采煤工作面傾角大于10埃壞┗髑R渴Я椋擅夯鋅贍芟祿？

3 采煤機主要特點及主要參數

（1）兩臺截割電機分別橫向布置在左右搖臂上，使整體結構較為緊湊，且取消了圓錐齒輪傳動，增加了傳動系統的可靠性，并且使截割電機的維修和更換較為方便。

（2）各大部件無機械傳動連接，整機長度短、厚度薄、寬度窄對薄煤層適應性強。

（3）主機采用整體鑄造殼體，內分左牽引部腔、泵箱腔、電控箱腔、右牽引部腔，各腔獨立，互不相通，整體鋼性好，避免了各部件聯接松動問題，減少了故障發生率。

（4）機上設有內外噴霧系統，有較好的滅塵效果；

（5）泵箱采用干式系統，管路連接簡單，調試方便，便于保持油質清潔。

（6）液壓系統采集成高，將輔助泵、調高泵、控制閥組集成于主泵且主泵外置，便于維修及修理。

（7）牽引減速采用雙行星結構，結構緊湊，傳動比大，體積小。

（8）采用彎搖臂設計，提高裝煤效果，行星頭外徑小，整體長度短，保證臥底要求和縮短整機機身長度。

（9）截割電機采用機械力矩軸離合裝置，搖臂傳動系統得到有效保護。

（10）整機無底托架，最大程度增大過煤高度。

（11）液壓調高油缸采用外置平衡閥取代液壓鎖，消除搖臂振動，便于維修。

（12）主泵、馬達富裕系數大，采用國際名牌產品，可靠性高。

（13）整機兩端設有急停按鈕，便于及時停車，安全操作。

（14）電氣系統設有過熱、過流保護裝置，保護齊全。

（15）該機設有瓦斯斷電報警裝置，提高設備使用安全性。

4技術經濟分析

近年來，我國采煤機得到了迅猛的發展，應用也越來越廣泛，但是經濟實用才是每個企業選擇產品的關鍵。

該機適用于頂板中等穩定，煤層厚度在0.8～1.3米，傾角≤30暗拿翰悖剎善帳嫌捕認凳？≤3的煤質和非金屬層狀礦床。工作時可與單體液壓支柱、金屬鉸接頂梁配套組成普采或高檔普采工作面、也可與薄煤層液壓支架配套組成綜采工作面。該機設有液壓防滑制動器。

按照這套方案所生產的產品，基本滿足公司的需求，并且具有一定的經濟性和實用性。在減速器的選擇中，選取了行星輪減速器來達到減速的效果。又根據采煤機搖臂電動機的自身特點，為了加大采高，增加采煤效率，添加了惰輪。為了加大裝煤空間，采用了彎搖臂結構。本文所設計的采煤機的材料都是以經濟實用為中心選取的。所以這套設計方案無論是在價格方面，還是在安全方面都是一個很好的選擇。

5結論

本設計所研究的薄煤層采煤機是為普采、高檔普采工作面研制的一種新型的由多電機驅動的橫向布置、較大功率的薄煤層齒輪-銷軌式牽引采煤機。該機由三部電動機驅動，其中左、右截割電機功率分別為100KW，牽引電機功率為40KW，總裝機功率共240KW。主要由左搖臂、主機體、右搖臂、調高油缸、機身連接、冷卻噴霧裝置以及滾筒和其它輔屬裝置等組成。

該機是一種沿長壁回采工作面全長穿梭式采煤的薄煤層采煤機。主機分別由煤壁側兩個支承滑靴和老塘側的兩個導向滑靴支承在運輸機的中部槽上，在兩液壓馬達所驅動的左、右行走箱中擺線輪與銷排的強力嚙合，再由裝在兩行走箱上的導向滑靴的導向來實現采煤機沿運輸機方向的牽引行走，同時左、右截割部的兩滾筒也在截割電機的驅動下進行旋轉，檔煤板鉸接在滾筒后從而完成采煤工作面的落煤和裝煤。