采煤機截割部的設計探析

摘 要：采煤機的截割部，是比較重要的部分，規范采煤機截割部的設計，才能提高采煤機的性能和質量，保障采煤機截割部的規范性，規避潛在的風險。根據采煤機使用的實際情況，設計好截割部，以便維護采煤機的有效性和科學性，強化采煤機的實踐過程。文章主要探討采煤機截割部設計的相關內容。

關鍵詞：采煤機；截割部；設計

采煤機的截割部，直接服務對象是煤炭，為了提高煤炭開采的水平和實踐性，應該注重采煤機截割部的優化設計，全方面的提升煤炭的開采效率，確保煤炭開采利益的最大化，更重要的是提升采煤機截割部的工作效率，以此來提高煤炭的開采數量，促使采煤機能夠滿足煤礦企業的發展。

1 采煤機截割部設計方案的相關內容

1.1 搖臂傳動設計

搖臂傳動在采煤機截割部設計方案中，主要起到傳動、力學分配的作用，搖臂傳動結構，在采煤機截割部中，可以將動力裝置提供的動力，穩定的傳送到工作部分，進而按照指令完成任務[1]。搖臂裝置在截煤與裝煤的過程中，起到關鍵的作用，采煤機截割部設計時，重點考慮搖臂傳動的設計方法，維護搖臂傳動裝置的穩定性和高效性，避免搖臂操作耽誤采煤的作用過程。搖臂傳動設計期間，保證技術參數的準確性，根據采煤機的使用高度，設計的采高及臥底量，促使各項數據準確的參與帶搖臂傳動內。針對搖臂傳動設計，提出幾點設計意見，如：（1）搖臂傳動設計中，采高、采煤機等，都要明確搖臂傳動的關聯性，以此來提高搖臂傳動實際操作的效率；（2）搖臂傳動設計要達到采煤機的運轉要求，提高可行性，傳動速率要達到1470r/min，在星傳動的作用下，促使采煤機的截割部，處于高效的運行狀態。

1.2 分配傳動設計

第一，采煤機截割部分配傳動設計中，分配傳動比數據，需要符合截割速度的要求，一般情況下，采煤機截割部的運行速度維持在3.5～5.0m/s，采高高度限制為3m，此時就要計算出截割部分配時的傳動比[2]。例如：某煤礦企業的采煤機，截割部設計時，根據截割速度公式V=？蒹Dn/60進行計算，滾筒轉速參數設計為44.59～63.7r/min范圍內，滾筒的直徑=2.0m，搖臂分配傳動比是32.67。采煤機截割部設計分配傳動比，目的是提高截割部的工作效率，采取潤滑的設計方法，拉近兩級傳動的數據比值，保障截割部的高效性。

第二，采煤機截割部分配傳動設計方面，注重齒輪齒數的確定，為了和傳動比保持一致性，設計人員要充分研究采煤機以往的數據，根據機械設計的具體需求，配合行星減速器的齒數，初步狀態下，確定出齒輪齒數，提高傳動設計的有效性。傳動的設計數據分別是：（1）一級減速傳動參數25、37、31；（2）二級減速傳動參數是29、37、37、37、39；（3）行星一級減速傳動參數23、28、79；（4）行星二級減速傳動參數19、18、65，配置300kW的功率，配合電動機的1470r/min轉數。

2 采煤機截割部設計數據的相關分析

2.1 截割部的軸轉速

采煤機的截割部，每個軸之間，轉速都是按照由高到低的順序分布的，依次是1～11軸，需要計算出截割部的軸轉速。采煤機截割部的軸轉速是1470r/min，第二個轉軸速度的計算方法是（25/37）×1470=993.24r/min；第三個轉軸速度的計算方法是（31/37）×993.24=832.17r/min；以此類推；第11個轉軸速度的計算方法是（199.15/4.42）=45.06r/min。

2.2 截割部的軸傳遞功率

傳遞功率需根據各個軸的轉速設計，如果采煤機截割部使用0.99的齒輪轉動頻率數值，此時滾動軸承的效率是0.98，離合器傳動效率數據是0.97[3]。行星減速器的實際工作效率=0.98，其與二級減速傳動參數相乘，得出每個軸的傳遞功率（P），分別是：P1=300×0.98×0.97=285.18kW；P2=285.18×0.99×0.98=276.68kW；P3=276.68×0.99×0.98=268.44kW；以此類推；P11=226.13×0.99×0.98=228.42kW。

2.3 限矩器與扭矩軸

截割部在采煤機結構中，屬于空心軸構成，空心軸的外端，連接了外花鍵和限矩器，維護輸入裝置的可靠性。限矩器的輸出端，連接了扭矩軸的一段，而扭矩軸的另外一端，穿過了截割部電機的空心軸，直接連接了外部的截割齒輪箱。限矩器不僅參與采煤機截割部的傳動過程，同時具有機械過載保護的功能。所以，在采煤機截割部，限矩器和扭矩軸，共同構成機械保護裝置，假如外力矩小于限矩器設計的摩擦扭矩時，限矩器就會將動力傳送到截割齒輪箱中，保持正常的工作狀態，如果外力矩大于限矩器的摩擦扭矩，限矩器與扭矩軸就會立即啟動機械過載保護功能，當運行參數正常后，限矩器會自動恢復到常態，促使采煤機截割部保持穩定工作。

在采煤機截割部設計中，扭矩軸起到動力傳輸的作用，限矩器的輸出和截割齒輪箱之間，嚴格管控截割部的工作方式[4]。外力矩比扭矩軸的抗扭強度低時，選擇扭矩軸傳送動力，采煤機截割部的電機，在驅動狀態下完成操作，預防扭矩扭斷的問題。機械過載保護研究設計方面，還要注重電機空轉的問題，以免驅動截割機構發生性能問題，在傳送動力的狀態下，完成過載保護的作用，促使限矩器的動作，在扭矩軸動作之前完成。

3 采煤機截割部設計過程的運用技術

采煤機截割部設計方案及參數控制，還要注重截割部壽命的延長和效率的提高，提出兩點科學、高效的技術，在此基礎上提高采煤機截割部的設計水平，滿足采煤機的運行需求。

3.1 電力牽引技術

電力牽引技術是指在大功率的狀態下完成的，其在采煤機截割部設計方面，提高了煤炭開采的安全性水平，同時簡化了截割部設計的操作方法，避免浪費人力、物力，擴大截割部設計的經濟利益。例如：大功率牽引技術在采煤機截割部設計中，運用多項電機，確保電壓達到3000V以上，在交流變頻的條件下，完成電壓傳送，為截割部提供充足的牽引力，保障傳送速度可達到規范的標準，保護好截割部裝置的配件，維護采煤機系統的穩定性。

3.2 故障檢測與控制

故障檢測與控制，采煤機截割部長時間處于高效的運行狀態，就會潛在很大的故障隱患，采取故障檢測的方法，控制故障的發生，保障采煤機處于連續生產的狀態，由此降低故障的發生機率。

4 結束語

采煤機截割部設計，是一項非常重要的工作，本身實踐性強，規劃好設計方案、數據的相關設計，同時落實注意事項，才能把控截割部設計的過程，達到煤礦企業的需求標準，體現出采煤機截割部設計的實踐價值。優化采煤機截割部的設計，才能強化采煤機的規范性運用，預防安全或性能問題。

參考文獻

[1]蘭曉靜.基于采煤機截割部的設計分析[J].煤炭技術，2013，04：3-5.

[2]李謹.采煤機截割部扭矩軸的設計及試驗研究[D].太原理工大學，2015.

[3]郭光輝.ML360連續采煤機截割部設計及應用[J].煤礦機械，2016，04：97-98.

[4]謝艷紅.基于采煤機截割部的設計分析[J].科技致富向導，2015，02：113+197.

作者簡介：顧紹純（1983-），男，吉林省遼源市人，學歷：本科，研究方向：采煤機機械設計。