本章教學(xué)的重點與難點重點：采煤機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理，采煤機(jī)截煤理論難點：電牽引采煤機(jī)、連續(xù)采煤機(jī)、刨煤機(jī)結(jié)構(gòu)本章教學(xué)的目的與要求了解：切割破巖機(jī)理與沖擊破巖機(jī)理，截割刀具類型與截齒截割阻力的特點；螺旋滾筒設(shè)計參數(shù)與截齒配置；連續(xù)采煤機(jī)螺旋滾筒的結(jié)構(gòu)及截齒配置形式、裝載運(yùn)輸機(jī)構(gòu)形式。掌握：機(jī)械化采煤的類型、工作面所需要的設(shè)備、MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)工作原理、作用、類型、組成及總體參數(shù)；煤巖物理性質(zhì)以及機(jī)械性質(zhì)；采煤機(jī)截割部傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成；無鏈牽引的優(yōu)點以及牽引機(jī)構(gòu)的分類及特點；連續(xù)采煤機(jī)與刨煤機(jī)的工作原理和基本組成。第二章采煤機(jī)械第一節(jié)概述

采掘工程立體圖采掘工程平面圖第一節(jié)概述礦井巷道及生產(chǎn)系統(tǒng)立體圖1—主井；2—副井；3—井底車場；4—主要運(yùn)輸石門；5—階段運(yùn)輸石門；6—風(fēng)井；7—主要回風(fēng)石門；8—回風(fēng)大巷；9—采區(qū)運(yùn)輸石門；10—采區(qū)下部車場底板繞道；11—采區(qū)下部車場；12—采區(qū)煤倉；13—行人進(jìn)風(fēng)巷；14—采區(qū)運(yùn)輸上山；15—采區(qū)軌道上山；16－采區(qū)通風(fēng)上山；17—上山絞車房；18—采區(qū)回風(fēng)石門；19—采區(qū)上部車場；20—采區(qū)中部車場；21—區(qū)段運(yùn)輸平巷；22—區(qū)段回風(fēng)平巷；23—聯(lián)絡(luò)巷；24—區(qū)段回風(fēng)平巷；25—開切眼；26—采煤工作面；27—采空區(qū)第一節(jié)概述第一節(jié)概述

采煤機(jī)械定義：在煤礦機(jī)械化回采工作面采煤，首先把煤由煤層中采落下來，成為可運(yùn)輸?shù)膲K度，然后裝入刮板輸送機(jī)運(yùn)出工作面，再經(jīng)順槽的皮帶輸送機(jī)運(yùn)走。這種把煤由煤層中采落下來的機(jī)械稱為采煤機(jī)械。

采煤機(jī)械用于實現(xiàn)回采工作面落煤和裝煤過程的機(jī)械化，是機(jī)械化采煤工作面的關(guān)鍵設(shè)備。一、采煤機(jī)械的類型類型：滾筒采煤機(jī)、刨煤機(jī)、連續(xù)采煤機(jī)和螺旋采煤機(jī)。應(yīng)用廣泛的是雙滾筒式采煤機(jī)。(一)滾筒式采煤機(jī)

組成：截割部、牽引部、電控裝置和輔助裝置。

優(yōu)點：具有功率大，煤層適應(yīng)性強(qiáng)、調(diào)高方便、自開缺口、采高范圍大，能截割硬煤，適應(yīng)較復(fù)雜的頂板條件和各種硬度、采高為0.65~8.8m的緩傾斜煤層，可在35°~54°的大傾角條件下工作，對地質(zhì)條件要求不高。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴、破碎的煤塊度小，粉塵含量多，單位體積的能量消耗較大。第一節(jié)概述1.按滾筒個數(shù)分類(1)單滾筒采煤機(jī)：因只有一個工作滾筒，故采煤機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，重量輕。單滾筒采煤往返運(yùn)行一次，只能完成一個工作循環(huán)。此類采煤機(jī)適于在煤層厚度變化不大的條件下使用。MG2×40/120-TBW(2)雙滾筒式采煤機(jī)：雙滾筒采煤機(jī)機(jī)身兩端各有一個工作滾筒，故調(diào)高范圍大，適應(yīng)性強(qiáng)，效率高，可在大部分煤層地質(zhì)條件下工作。第一節(jié)概述2.按牽引機(jī)構(gòu)分類

(1)鏈牽引采煤機(jī)：該類采煤機(jī)牽引力不足，僅適于緩傾斜、傾斜煤層使用。

(2)無鏈牽引采煤機(jī)：該類采煤機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)及檢修方便，牽引力大，制動能力強(qiáng)，且安全性能好，適于緩傾斜和大傾角的工作面使用。3.按牽引部傳動及調(diào)速方式分類(1)機(jī)械牽引采煤機(jī)：采用機(jī)械傳動，其優(yōu)點是操作、維護(hù)、檢修方便，適應(yīng)性強(qiáng)。(2)液壓牽引采煤機(jī)：控制、操作簡便，可靠；調(diào)速性能好，具有多種功能，適應(yīng)于各種地質(zhì)條件。MG100/240-BW

(3)電牽引采煤機(jī)：控制操作簡單、傳動效率高。MG100/240-BWD第一節(jié)概述(二)刨煤機(jī)

刨煤機(jī)是一種截深很小而牽引速度又很快的采煤機(jī)械。刨煤機(jī)主要由刨頭、傳動裝置和工作面輸送機(jī)兩大部分組成，與工作面輸送機(jī)組成具有落煤、裝煤和運(yùn)煤功能的機(jī)組。優(yōu)點：截深小，可充分利用礦壓落煤，刨削力和落煤的單位能耗小，出煤塊度大，煤塵少，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維護(hù)工作量小。缺點：對地質(zhì)條件的適應(yīng)性差，適用于煤質(zhì)較軟不粘頂板，頂板較穩(wěn)定的薄煤層或中厚煤層，調(diào)高比較困難，刨頭與輸送機(jī)和底板的摩擦阻力大，電機(jī)功率的利用率低。按刨削方式分為靜力刨煤機(jī)和動力刨煤機(jī)兩類。靜力刨煤機(jī)根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同又有拖鉤刨煤機(jī)、滑行刨煤機(jī)和刮斗刨煤機(jī)等。第一節(jié)概述(三)連續(xù)采煤機(jī)

連續(xù)采煤機(jī)是房柱式采煤法的主要設(shè)備，適應(yīng)于截高0.8~8.8m的煤層，主要在美國、南非、印度等國使用，近幾年我國開始引進(jìn)用于采煤和快速掘進(jìn)。連續(xù)采煤機(jī)在結(jié)構(gòu)上類似于巷道掘進(jìn)機(jī)，它具有截割、裝載、轉(zhuǎn)載、調(diào)動行走和噴霧防塵等多種功能。按滾筒軸旋向與機(jī)身推進(jìn)方向的關(guān)系分為橫滾筒和縱滾筒二類，以橫滾筒居多。按開采煤層厚度分為薄煤層系列和中厚煤層系列。薄煤層系列采高為0.8～1.3m；中厚煤層系列采高為1.3～3.5m和3.5～8.8m。房柱式采煤法示意圖1—房；2-煤柱；3—采柱第一節(jié)概述二、對采煤機(jī)的要求對采煤機(jī)械的要求是根據(jù)工作面的賦存條件和采煤工藝的需求而提出的，其基本要求是高產(chǎn)、高效、經(jīng)濟(jì)、安全和可靠，具體要求為：1.生產(chǎn)率方面

采煤機(jī)械的生產(chǎn)率應(yīng)能滿足采煤工作面的產(chǎn)量要求。采煤機(jī)的生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井井型、采區(qū)及工作面條件相適應(yīng)，具有較高的生產(chǎn)率及較低的截割比能耗。2.功能方面

采煤機(jī)械要適應(yīng)工作面地質(zhì)條件(煤層厚度、煤層傾角、底板起伏不平等)，達(dá)到較好的使用效果。采煤機(jī)要適應(yīng)所開采煤層的物理性質(zhì)，根據(jù)煤的硬度，含矸量的變化，牽引機(jī)構(gòu)能在工作過程中實現(xiàn)無級調(diào)速，以適應(yīng)煤層硬度變化，充分發(fā)揮機(jī)器的效能。

第一節(jié)概述3.結(jié)構(gòu)方面

機(jī)身占空間宜小，特別是高度和寬度受工作條件的限制。機(jī)器的體積尺寸要小，并可拆成幾個獨(dú)立的部件，便于井下巷道運(yùn)輸和檢修。4.安全方面

采煤機(jī)械所有電氣設(shè)備應(yīng)具有防爆性能，能在存在煤層瓦斯爆炸危險的工作面內(nèi)安全工作。采煤機(jī)械各部分要有良好的防潮、防塵密封，外殼要承受頂板落下的巖塊打擊，具有防止過載和防止下滑的保護(hù)與除塵裝置；工作穩(wěn)定可靠，操作簡單方便，操縱手把或按鈕集中，日常維護(hù)工作少且容易。5.可靠性方面由于井下維修困難，采煤機(jī)開機(jī)率的高低會對工作面甚至礦井的產(chǎn)量直接發(fā)生影響，因而對采煤機(jī)械要求有較高的使用可靠性，以滿足礦井集約化生產(chǎn)和高產(chǎn)高效的要求。

第一節(jié)概述第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理

一、采煤機(jī)組成(一)采煤機(jī)型號采煤機(jī)的產(chǎn)品型號由產(chǎn)品系列代號和派生機(jī)型代號兩部分組成。型號用阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母混合編制，其排列方式如下圖所示。

第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理

采煤機(jī)型號如表所示，M表示采煤機(jī)，特征代號G表示滾筒式。序號用途及結(jié)構(gòu)特征代號1適用于薄煤層B適用于中厚煤層以上省略2適用于煤層傾角35°以下省略適用于煤層傾角35°~55°（大傾角）Q3基型省略高型G矮型A4雙滾筒省略單滾筒T5騎槽式省略爬底板式P（省略B）6搖臂擺角小于120°省略搖臂擺角大于120°（短壁式）N（省略T）7牽引鏈或鋼絲繩牽引省略無鏈牽引W8內(nèi)牽引省略外牽引F9液壓調(diào)速牽引省略電氣調(diào)速牽引D

例MG2×160/728-AWD型采煤機(jī)，A表示機(jī)身為矮型，W表示無鏈牽引機(jī)構(gòu)，D表示電牽引，G表示滾筒式，M表示采煤機(jī)，采煤機(jī)總裝機(jī)功率為728kW，2×160kW表示一個截割部由2個160kW的電機(jī)驅(qū)動。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理(二)基本結(jié)構(gòu)采煤機(jī)主要由截割部、牽引部、電控裝置、附屬裝置等組成。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理

截割部包括截割部齒輪減速箱和螺旋滾筒。主要作用是將電動機(jī)的動力傳至滾筒，由滾筒將煤壁上的煤截割下來，并裝入工作面刮板輸送機(jī)。

牽引部由牽引部齒輪減速箱和無鏈牽引機(jī)構(gòu)組成。利用電動機(jī)的動力來牽引，采煤機(jī)沿工作面全長移動。電牽引采煤機(jī)都采用無鏈牽引機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)大功率采煤機(jī)對牽引性能和可靠性的要求，以及工作面傾角較大時可能下滑的安全要求。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理

電控裝置包括電動機(jī)、電牽引調(diào)速的控制系統(tǒng)，各種保護(hù)和故障診斷的控制、狀態(tài)顯示、報警裝置等。滾筒位置顯示器，給出采煤機(jī)提供滾筒位置高低的信息。有的采煤機(jī)裝有自動調(diào)高系統(tǒng)，利用煤巖界面?zhèn)鞲衅骰蛴洃涰數(shù)装遄兓挠嬎銠C(jī)程序來自動調(diào)高，以適應(yīng)頂?shù)装遄兓蜐L筒高度變化的一致性。采煤機(jī)位置顯示器主要用于采煤機(jī)及液壓支架聯(lián)控系統(tǒng)，根據(jù)采煤機(jī)的位置，自動地控制液壓支架的各種動作，使采煤機(jī)與支架保持合理的步距，做到緊跟快移。

附屬裝置是用于保證采煤機(jī)工作更加可靠、性能更加完善的一些裝置。包括采煤機(jī)機(jī)身調(diào)斜液壓缸、滾筒調(diào)高液壓缸、采煤機(jī)導(dǎo)向裝置以及搖臂的冷卻系統(tǒng)、噴霧降塵系統(tǒng)等。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理二、采煤機(jī)工作原理(一)采煤工作面設(shè)備布置及工作方法長壁工作面的采煤過程主要有落煤、裝煤、運(yùn)煤和頂板支護(hù)及管理四大工序。按照這些工序的機(jī)械化程度不同，分為普通機(jī)械化采煤即普采、高檔普采和綜合機(jī)械化采煤即綜采三種機(jī)械化采煤類型。

普通機(jī)械化采煤是用單滾筒采煤機(jī)或刨煤機(jī)的截齒落煤，借助滾筒的螺旋葉片或煤刨的斜面將碎落的煤炭推運(yùn)并裝入刮板輸送機(jī)，再由刮板輸送機(jī)將煤炭運(yùn)出工作面，工作面采用金屬摩擦支柱和金屬鉸接頂梁支護(hù)和管理。

高檔普通機(jī)械化采煤是用功率較大的采煤機(jī)或刨煤機(jī)落煤、裝煤，用運(yùn)輸量和功率較大的刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，頂板支護(hù)和管理采用單體液壓支柱和金屬鉸接頂梁。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理

綜合機(jī)械化采煤是采用大功率雙滾筒采煤機(jī)落煤、裝煤，重型可彎曲輸送機(jī)運(yùn)煤，液壓支架支護(hù)管理頂板和推移刮板輸送機(jī)，使采煤工作面的落、裝、運(yùn)、支各工序全部實現(xiàn)了機(jī)械化。且隨著工作面向前推進(jìn)，自移式液壓支架能依靠本身具有的液壓裝置移至新的位置。綜合機(jī)械化采煤工作面采煤機(jī)械的設(shè)備布置如圖所示。

雙滾筒采煤機(jī)1完成落煤和把煤裝入可彎曲刮板輸送機(jī)2，運(yùn)到下回采巷道轉(zhuǎn)載機(jī)5上，由轉(zhuǎn)載機(jī)將煤裝到可伸縮皮帶輸送機(jī)6上，運(yùn)到采區(qū)煤倉14內(nèi)。隨著工作面的推進(jìn)，可伸縮皮帶輸送機(jī)可由推進(jìn)裝置進(jìn)行整體移動。工作面的支護(hù)機(jī)械是一種可自移的液壓支架3，沿工作面全長排列，支護(hù)著頂板，隨著采煤機(jī)后面液壓支架一架一架前移，以支護(hù)裸露出的頂板，支架后的頂板則讓其垮落。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理液壓支架內(nèi)的推溜千斤頂將刮板輸送機(jī)推進(jìn)到新的煤壁，支架所需高壓液體，由安置在回采巷道的液壓泵站9供給。端頭支架4用來支護(hù)工作面兩端的頂板，絞車12是運(yùn)送材料和設(shè)備用的。采煤機(jī)的割煤是通過裝有截齒的螺旋滾筒旋轉(zhuǎn)和采煤機(jī)牽引運(yùn)行的作用進(jìn)行切割的，從煤壁上切出月牙狀的煤屑。采煤機(jī)裝煤是通過滾筒螺旋葉片的螺旋面進(jìn)行裝載的，將從煤壁上切割下的煤運(yùn)出，再利用葉片外緣將煤拋至工作面刮板輸送機(jī)溜槽內(nèi)運(yùn)走。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理(二)采煤機(jī)進(jìn)刀方式雙滾筒采煤機(jī)在工作面內(nèi)的工作方法是一次采全高穿梭式采煤，并在兩端自開缺口。當(dāng)采煤機(jī)沿工作面割完一刀后，需要重新將滾筒切入煤壁，推進(jìn)一個截深，這一過程稱為“進(jìn)刀”。采煤機(jī)進(jìn)刀方式，也就是自開切口的方法，常用的進(jìn)刀方式有斜切進(jìn)刀法和正切進(jìn)刀法。所謂斜切就是首選將刮板輸送機(jī)變斜，采煤機(jī)斜切一刀，然后刮板輸送機(jī)變直，再返回斜切一刀，形成一個切口，采煤機(jī)就可進(jìn)入切口，接著反向截煤。1.端部斜切法利用采煤機(jī)在工作面約25～30m的范圍內(nèi)斜切進(jìn)刀稱為端部斜切法，如圖所示。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理(a)(b)(c)

(1)采煤機(jī)下行正常割煤時，滾筒2割頂部煤，滾筒1割底部煤(圖a)，在離滾筒1約10m處開始逐段移輸送機(jī)；當(dāng)采煤機(jī)割到下順槽處時，將滾筒2逐漸下降，以割底部殘留煤，同時將輸送機(jī)移成如圖b所示的蛇彎形。

(2)將滾筒1升到頂部，然后開始上行斜切(圖b虛線所示)，斜切長度為20m左右，同時將輸送機(jī)移成直線(圖c)。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理

(3)將滾筒1下降割煤，同時將滾筒2上升，然后開始下行斜切(圖c中虛線所示)，直到下順槽。

(4)將滾筒位置上下對調(diào)，如圖d所示，然后快速移過斜切長度開始上行正常割煤。隨即移動下部輸送機(jī)，直到上順槽，又重復(fù)上述進(jìn)刀過程。這種進(jìn)刀方法工序復(fù)雜，適用于工作面較長，頂板較穩(wěn)定的條件。2.中部斜切法利用采煤機(jī)在工作面中部斜切進(jìn)刀稱為中部斜切法。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理(c)(d)(a)(b)(1)開始時工作面是直的，輸送機(jī)在工作面中部彎曲(圖a)；采煤機(jī)在下順槽將滾筒1升起，待滾筒2割完殘留煤后快速上行到工作面中部，裝凈上一刀留下的浮煤，并逐步使?jié)L筒斜切入煤壁(圖a中虛線)；然后轉(zhuǎn)入正常割煤，直到上順槽；將滾筒下降割殘留煤，同時將下部輸送機(jī)移直，這時，工作面是彎的，輸送機(jī)是直的(圖b)。(2)將滾筒2升起，機(jī)器下行割掉殘留煤后即快速移到中部，逐步使?jié)L筒切入煤壁(圖b虛線)，轉(zhuǎn)而正常割煤，直到下順槽；并將滾筒2下降，即完成了一次進(jìn)刀；然后將上部輸送機(jī)逐段前移成圖c所示，即又恢復(fù)以工作面是直的，輸送機(jī)是彎的位置。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理(c)(3)將滾筒1上升，機(jī)器又快速移到工作面中部，又開始新的斜切進(jìn)刀，重復(fù)上述過程。

中部斜切進(jìn)刀法的特點是：每進(jìn)兩刀只改變行走方向4次，和端部斜切進(jìn)刀法比較，工序比較簡單，節(jié)省時間；采煤機(jī)快速移動時可裝干凈上次進(jìn)刀留下的浮煤，裝煤效果好；采煤機(jī)割煤時，刮板輸送機(jī)機(jī)頭處于不移動狀態(tài)，且有一半時間完全呈直線，延長了刮板輸送機(jī)的壽命。

缺點是在滯后支護(hù)條件下，采用中部斜切法，空頂?shù)拿娣e和時間要比端部斜切法大。因此，中部斜切法適用于工作面較短、片幫嚴(yán)重的煤層條件。

3.正切進(jìn)刀法(鉆入法)鉆入法是在工作面兩端用千斤頂將輸送機(jī)及其上面的采煤機(jī)滾筒推向煤壁，利用滾筒端盤面上的截齒鉆入煤壁，以實現(xiàn)進(jìn)刀。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理(a)(b)(c)

(1)當(dāng)采煤機(jī)割到工作面一端后(圖a)，放下上滾筒，返回割一個機(jī)身長的底部煤，則工作面如圖b所示。(2)開動滾筒，并靠推移千斤頂將輸送機(jī)連同采煤機(jī)強(qiáng)行推入煤壁。為便于鉆入，在推溜同時將采煤機(jī)在1m距離內(nèi)往復(fù)牽引，直到鉆入一個截深(圖c)。(3)滾筒切入后，變換前后滾筒高度，割去端面殘余煤，再轉(zhuǎn)入正常割煤狀態(tài)。正切進(jìn)刀法工作面空頂面積小，切入時間短，適用于頂板破碎的工作面，但要求輸送機(jī)和采煤機(jī)能承受較大的橫向推力，輸送機(jī)、采煤機(jī)搖臂強(qiáng)度高。第二節(jié)采煤機(jī)組成及工作原理第三節(jié)采煤機(jī)截煤理論

第三節(jié)采煤機(jī)截煤理論采煤機(jī)的工作對象是煤和巖石，滾筒破碎煤巖體的效果主要取決于滾筒的質(zhì)量。截煤理論主要研究截割刀具和滾筒截割破碎煤巖體的方法、機(jī)理、載荷、參數(shù)、動力學(xué)等的基本規(guī)律。研究截煤理論，優(yōu)化截煤機(jī)制，才能創(chuàng)造出比能耗小、煤塵少、塊煤率高的新型滾筒與截割刀具。由于煤層是脆性固體，表現(xiàn)在構(gòu)造的非均質(zhì)、裂隙性，應(yīng)力的各向異性，載荷的隨機(jī)性，機(jī)械破碎煤巖體有擠壓、沖擊、彎折、劈裂和研磨等多種方法，在破落過程中，是多種破落方法共同起作用。因此不能采用彈性理論和塑性理論，而采用能量方法來描述煤巖破碎特征更為合適。一、煤巖堅固性堅固性是表示煤巖破碎難易程度的綜合指標(biāo)，是煤巖體抵抗拉壓、剪切、彎曲和熱力等作用的綜合表現(xiàn)，反映了各種采掘作業(yè)的難易程度。

堅固性系數(shù)又稱普氏系數(shù)，表示煤巖的堅固性大小，可以用搗碎法測量堅固性系數(shù)，也可以根據(jù)煤巖的極限抗壓強(qiáng)度近似確定。一般f<4為煤，4≤f<8為中等堅固巖石，f≥8為堅固巖石。煤分三級，f<1.5為軟煤，1.5≤f≤3為中硬煤，f>3為硬煤。二、截割阻抗

截割阻抗綜合反映了煤的物理力學(xué)性質(zhì)、地壓及包裹體等因素的影響。截割阻抗A又叫截割阻力系數(shù)、抗截割強(qiáng)度，即單位切削深度的截割阻力。對某一種煤巖而言，用結(jié)構(gòu)參數(shù)確定的刀具進(jìn)行截割，單位截割深度的截割阻力大體為常數(shù)。截割阻抗是在現(xiàn)場測定的，測量信號是刀具的截割阻力，根據(jù)截割深度得出截割阻抗A。為得到一個工作面的截割阻抗，需在工作面接近頂板、底板、截高中間處及沿煤層傾斜方向不同部位進(jìn)行多次測量，取其平均值作為該工作面的截割阻抗。第三節(jié)采煤機(jī)截煤理論三、截割機(jī)理關(guān)于截割破落煤巖的過程，流行的機(jī)理學(xué)說主要有楔裂說、剪裂說、密實核說、斷裂力學(xué)說和剪切變形說等。密實核截割機(jī)理如下圖所示。截齒刀刃接觸煤體時產(chǎn)生集中應(yīng)力，當(dāng)達(dá)到極限值時，煤巖體會被局部粉碎成末，形成處于體積壓縮狀態(tài)的核，稱為密實核。密實核位于緊貼刀具前面的煤巖體內(nèi)，使煤巖體受到向自由表面作用的拉伸力。刀具繼續(xù)向前移動，使密實核內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸增大。當(dāng)達(dá)到一定程度時，小塊1崩落而使煤巖體表面形成缺口。密實核中的少量粉末沿著刀具的前面高速噴出，使密實核的體積縮小，壓強(qiáng)降低。刀具繼續(xù)向前移動，密實核又重新發(fā)育，其體積和壓強(qiáng)又逐漸增大，導(dǎo)致小塊2崩落。如此反復(fù)多次，崩落的塊漸漸變大，最后沿著裂紋崩落大塊4，使密實核消失。第三節(jié)采煤機(jī)截煤理論對應(yīng)的力學(xué)特性為以壓應(yīng)力對密實核起壓碎作用，以剪應(yīng)力產(chǎn)生裂縫，以拉應(yīng)力擴(kuò)大裂縫，直到塊煤飛出，具有脆性破碎的特性。

截割破碎煤巖的過程中由于密實核的發(fā)育變化，對應(yīng)的截割阻力呈鋸齒形變化。該阻力是變載荷，屬動載荷中的隨機(jī)載荷。密實核形成的原因是截齒排屑時前刃面上的摩擦力大于排屑力，阻礙排屑而形成密實核。若密實核的體積與同時被破碎的體積之比達(dá)到最小，破碎過程即為最優(yōu)。采用低速強(qiáng)力截割采下足夠大的塊煤就是符合這一要求的破碎過程。如果能夠充分利用煤巖的裂縫和抗拉最弱的特點進(jìn)行截割，則是比能耗較小、煤的塊度較大、煤塵少，截割性能最佳的截割煤巖方法。第三節(jié)采煤機(jī)截煤理論四、截齒的幾何形狀截齒由齒體和硬質(zhì)合金頭兩部分組成。截齒的幾何形狀和質(zhì)量直接影響采煤機(jī)的工況、能耗、生產(chǎn)率和噸煤成本，丟失截齒將增大采煤機(jī)的功率、牽引力和振動。新型截齒的要求是強(qiáng)度高、耐磨性好、幾何形狀合理、截割比能耗低、煤屑塊度大、在齒座上安裝可靠、易拆裝、壽命長、能適應(yīng)較多的煤層條件。截齒齒頭按幾何形狀不同分扁形截齒(刀形截齒、矩形截齒)和鎬形截齒(錐形截齒)，按截齒安裝方式的不同分徑向截齒和切向截齒。扁形截齒可以徑向安裝(圖a和圖b)，也可以切向安裝(圖c)。鎬形只能切向安裝(圖d)，在齒座中能轉(zhuǎn)動。截齒上部是齒頭，鑲嵌有硬質(zhì)合金齒尖；截齒下部是齒桿(柄)，裝在齒座之中。固定截齒的方法較多，要求固定牢靠，拆裝方便而迅速。第三節(jié)采煤機(jī)截煤理論橢圓形和楔形的扁形截齒截割阻力、進(jìn)刀力、比能耗、煤塵降低，密實核小，截齒強(qiáng)度高。同時切向扁形截齒比徑向截齒的截割性能優(yōu)越，截角小、阻力小，截割阻力的合力大致沿截齒齒桿軸線，彎矩小、強(qiáng)度高；截齒前面空間大，煤流暢通，煤塵少，塊煤率較高。扁形截齒適應(yīng)性好，適用于截割各種硬度的煤，包括硬煤和粘性煤。鎬形截齒落煤時靠齒尖的尖劈作用楔入煤體而將煤碎落，切削深度較小，齒尖易被截槽包住，增大摩擦阻力，造成切削阻力大，磨損快。在脆性堅硬或磨蝕性強(qiáng)及裂隙多的煤巖中，鎬形截齒的自轉(zhuǎn)使截齒磨損均勻，比扁形截齒壽命長。在截割韌性煤和切屑較大時，鎬形截齒的截割力和比能耗增大。1-截齒；2-齒套；3-齒座；4、5-彈性擋圈鎬形截齒第三節(jié)采煤機(jī)截煤理論第四節(jié)電牽引采煤機(jī)

一、電牽引采煤機(jī)的發(fā)展

世界第一臺直流電牽引（他勵）采煤機(jī)是由德國艾柯夫公司1976年研制的EDW-150-2L型采煤機(jī)，1976年5月在德國杜塞爾多夫展出，1976年11月15日在奧地利特里美卡爾姆礦首次試用成功，最高月產(chǎn)33590t，故障率只是液壓牽引采煤機(jī)的1/5。1980年5月EDW-450L型電牽引采煤機(jī)在德國薩爾礦區(qū)恩斯多夫礦使用，平均日產(chǎn)8015t。1980年生產(chǎn)的EDW-450/1000采煤機(jī)于1989年在澳大利亞尤蘭礦使用，1995年8月8日在該礦創(chuàng)日產(chǎn)34130t的紀(jì)錄。

美國JOY公司于1976年研制出1LS直流（串勵）電牽引采煤機(jī)。以后陸續(xù)改進(jìn)發(fā)展為2LS、3LS、4LS系列，1990年生產(chǎn)了6LS系列直流電牽引采煤機(jī)，2011年生產(chǎn)了8LS系列大功率采煤機(jī)，總裝機(jī)功率已超過3000kW，是目前世界上功率最大的采煤機(jī)。1988年3LS系列采煤機(jī)在美國米梯基礦創(chuàng)造了年平均日產(chǎn)11380t，月平均日產(chǎn)15854t，年產(chǎn)量2.5Mt的世界最高紀(jì)錄；采煤機(jī)開機(jī)率95%以上，出煤3.5Mt大修一次。4LS系列采煤機(jī)于1989年在美國肯德基州狼溪礦（煤層厚度1.7m）創(chuàng)年產(chǎn)2.8Mt的世界紀(jì)錄。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)

英國1984年生產(chǎn)了第一臺ELECTRA550直流（復(fù)勵）電牽引采煤機(jī)。ELECTRAl000采煤機(jī)于1990年5月在美國伊利諾依州老本25號礦使用，產(chǎn)煤336萬t，1990年7月在美國雅木帕礦使用，班(10h)產(chǎn)16204t，創(chuàng)造了月產(chǎn)和班產(chǎn)的世界最高紀(jì)錄；1994年在美國塞浦路斯礦業(yè)公司(CYPRUSAMAXMinerals)使用，最高日產(chǎn)76573t和最高月產(chǎn)478564t商品煤；1994年塞浦路斯礦業(yè)公司科羅拉多州20英里礦使用，創(chuàng)年產(chǎn)4.08Mt商品煤的世界最高紀(jì)錄。1997年6月，使用ELECTRA3000型電牽引采煤機(jī)創(chuàng)約1Mt的世界紀(jì)錄。

前蘇聯(lián)于1977年在井下使用了K128Π(2×200，41kW)直流電牽引采煤機(jī)，1982年生產(chǎn)了直流電牽引（串勵）ΚЩЭ采煤機(jī)，1987年生產(chǎn)了直流電牽引(他勵)РΚУΠ采煤機(jī)；1990年井下使用了電牽引采煤機(jī)231臺。

我國于1987年從美國JOY公司引進(jìn)了3LS系列采煤機(jī)2臺，用于鶴崗礦務(wù)局興安煤礦；1992年從德國引進(jìn)EDW－450/1000L型電牽引采煤機(jī)，用于古書院礦；1994年從英國引進(jìn)ELECTRAl000采煤機(jī)，在常村礦使用；1996年從美國JOY公司引進(jìn)6LS直流電牽引采煤機(jī)，在神府公司大柳塔礦使用，1996年3月19日班產(chǎn)煤11869t，達(dá)到國際先進(jìn)水平。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)

1990年我國雞西煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)了MG463DW型直流電牽引采煤機(jī)；1994年西安煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)了MXA-380型直流電牽引采煤機(jī)，1996年生產(chǎn)了MXB-880型直流電牽引采煤機(jī)。太原礦山機(jī)器廠從英國安德森公司引進(jìn)和合作生產(chǎn)了ELECTRAl000型電牽引采煤機(jī)。在電牽引采煤機(jī)的發(fā)展中，除日本外，世界許多國家先是發(fā)展直流電牽引采煤機(jī)。直流電牽引技術(shù)能滿足采煤機(jī)牽引特性（恒扭矩－恒功率）的要求，調(diào)速平穩(wěn)，能四象限運(yùn)行，適應(yīng)大傾角工作面的運(yùn)行，系統(tǒng)簡單，但存在過載能力較低以及機(jī)身較寬、較長等缺點。

交流調(diào)速技術(shù)發(fā)展很快，1971年德國西門子公司和美國提出矢量控制，后來德國又提出微機(jī)實現(xiàn)矢量控制，從而得到實際應(yīng)用，達(dá)到了直流調(diào)速的技術(shù)水平，而且價格又呈下降趨勢。1985年德國又提出了轉(zhuǎn)矩直接控制法，其動態(tài)性能又優(yōu)于矢量控制，1989年研制出樣機(jī)，取得成功，而且發(fā)展迅速，因此交流調(diào)速成為發(fā)展方向。同時，大規(guī)模專用集成電路PWM模塊的使用，使系統(tǒng)簡單，體積小，可靠性高，成本不斷降低。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)

自日本三井三池制作所于1986年研制出世界第一臺MCLE400-DR6868交流電牽引采煤機(jī)以來，相繼日本研制了DR101101型、DR102102型、1989年5月德國開始生產(chǎn)EDW380/400L型、1993年出廠SL-500型、英國1991年3月使用ELECTRA750型、EL600型、1991年俄羅斯生產(chǎn)K889型、1995年法國生產(chǎn)PANDA-E型交流電牽引采煤機(jī)。我國于1990年起相繼研制出MG344-PWD型、MG375/830-WD型等交流調(diào)速電牽引采煤機(jī)。二、電牽引采煤機(jī)的優(yōu)點1.具有良好的牽引特性

采煤機(jī)牽引負(fù)載特性在截割時多為恒轉(zhuǎn)矩特性，所需動力機(jī)械特性為硬特性；調(diào)動時是恒功率特性，所需動力機(jī)械的機(jī)械特性為軟特性。對調(diào)速特性來講，速度剛度越大，其調(diào)速過程或工作速度就越平穩(wěn)。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)

液壓牽引的機(jī)械特性除了受負(fù)載影響外，還受油液的泄漏、粘度、溫度和清潔度和維修質(zhì)量的影響，特性曲線慢慢變軟。但電動機(jī)特性除了受負(fù)載影響外，就沒有像液壓傳動那樣受多種因素的影響，因此，電牽引的牽引特性好，調(diào)速平穩(wěn)性好，牽引特性曲線可長時間的保持穩(wěn)定。2.機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高電牽引采煤機(jī)采用了多電機(jī)和獨(dú)立驅(qū)動、模塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計，使傳動系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)簡化。電牽引采煤機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能只作一次轉(zhuǎn)換，效率可達(dá)0.9以上；而液壓牽引由于能量的幾次轉(zhuǎn)換，再加上存在的泄漏損失，機(jī)械摩擦損失和液壓損失，效率只有0.65～0.7。3.牽引力大、牽引速度高、可用率高電牽引采煤機(jī)的牽引力可達(dá)1620kN，牽引速度截割時為12～16m/min，裝機(jī)總功率已超3000kW，其牽引速度和可用率都明顯高于液壓牽引的采煤機(jī)。電牽引采煤機(jī)的可用率可達(dá)96%～98%，而液壓牽引采煤機(jī)的可用率一般在50%～60%以下。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)4.生產(chǎn)率高

由于牽引力大，牽引速度高，截割電動機(jī)功率大，尤其是故障率非常低，因此生產(chǎn)率高。三、電牽引采煤機(jī)布置形式我國煤礦地質(zhì)條件變化較大，各礦井的具體情況也不同，需要適應(yīng)各種條件的采煤機(jī)。采煤機(jī)的總體結(jié)構(gòu)大致相似，但有不同的布置方式，呈多樣化趨勢發(fā)展。1.橫向多電動機(jī)驅(qū)動交流電牽引采煤機(jī)采用橫向多電動機(jī)布置的總體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，各大部件之間只有連接關(guān)系，沒有傳動環(huán)節(jié)。其主要結(jié)構(gòu)特點是：(1)整機(jī)為多電動機(jī)橫向布置，抽屜式框架結(jié)構(gòu)，機(jī)身由3段組成，無底托架。采用液壓拉杠和高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接為一個剛性整體。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)

(2)3個獨(dú)立的電氣箱部件和1個獨(dú)立的調(diào)高泵箱部件分別從采空區(qū)側(cè)裝入中間連接框架內(nèi)以及左、右行走部的一段框架內(nèi)，所有部件均可從采空區(qū)側(cè)抽出，該4個獨(dú)立部件不受力，拆裝運(yùn)輸、維修方便。

(3)采用直搖臂，左右可互換，左右行走部對稱，結(jié)構(gòu)完全相同。機(jī)身較短，對工作面適應(yīng)性好，可以方便地調(diào)整采煤機(jī)寬度，能適應(yīng)與各種工作面輸送機(jī)配套和不同綜采工作面的需要。

(4)搖臂支承座受到的截割阻力、調(diào)高液壓缸支承座受到的支反力、行走機(jī)構(gòu)的牽引反力均由行走部箱體承受，各大部件之間無力的傳遞。(5)行走部電氣驅(qū)動系統(tǒng)具有四象限運(yùn)行的能力，可用于大傾角工作面，采用回饋制動，并采用了“一拖一”(即兩臺變頻器分別拖動兩臺行走電動機(jī))，提高了采煤機(jī)行走的可靠性。(6)搖臂行星頭為雙級行星傳動結(jié)構(gòu)，末級采用四行星輪結(jié)構(gòu)，行星頭外徑尺寸小，可以配套的滾筒直徑范圍大。搖臂設(shè)有齒式離合器及扭矩軸機(jī)械保護(hù)裝置，以實現(xiàn)離合滾筒及電動機(jī)、機(jī)械傳動系統(tǒng)的過載保護(hù)。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)(7)調(diào)高系統(tǒng)液壓元部件均集成安裝于調(diào)高泵箱上平面，液壓元件均采用成熟定型的產(chǎn)品，系統(tǒng)簡單、管路少、可靠性高。(8)采用銷軌式無鏈牽引系統(tǒng)，行走部與行走箱為兩個獨(dú)立的箱體，煤壁側(cè)的平滑靴采用一支撐板與行走部機(jī)殼連接，與工作面輸送機(jī)配套性能好，適用范圍廣。

其缺點不能在左右截割部和行走部之間進(jìn)行功率分配；電控系統(tǒng)復(fù)雜。2.縱向單電動機(jī)驅(qū)動電動機(jī)縱向布置在采煤機(jī)中部機(jī)身上，主要用在液壓牽引的滾筒采煤機(jī)上。對于雙滾筒采煤機(jī)，電動機(jī)兩端輸出軸分別驅(qū)動左右兩個截割部、牽引部，截割部和牽引部為各自獨(dú)立的部件，安裝在底托架基體上；對于單滾筒采煤機(jī)，電動機(jī)兩端輸出軸的一端驅(qū)動截割部，另一端驅(qū)動牽引部。如MG150、MG300系列以及國外的AM-500型、EDW-300型等。縱向單電動機(jī)驅(qū)動方式能在左右截割部和牽引部之間進(jìn)行功率合理分配，電動機(jī)臺數(shù)少，控制系統(tǒng)簡單、便于操作；但機(jī)身高度大，運(yùn)輸和裝拆不便。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)3.縱向多電動機(jī)驅(qū)動縱向多電動機(jī)驅(qū)動布置方式的優(yōu)點是兩滾筒分別由兩臺縱向電動機(jī)經(jīng)減速箱驅(qū)動，使機(jī)身長度縮短，截割部結(jié)構(gòu)大為簡化，搖臂與牽引部兩端鉸接，支撐簡單，可靠性高；搖臂繞牽引部調(diào)高，調(diào)高范圍大。其缺點是整機(jī)重心比一般采煤機(jī)高，穩(wěn)定性較差，機(jī)身不能調(diào)斜，不能橫向切入煤壁；調(diào)高部分重量大，需配強(qiáng)力調(diào)高液壓缸。這種布置方式無底托架，機(jī)身較短，搖臂可調(diào)高，截割部由各自的電動機(jī)驅(qū)動，牽引部由一臺電動機(jī)驅(qū)動。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)四、電牽引采煤機(jī)基本參數(shù)1.牽引速度和牽引力

牽引速度與生產(chǎn)率、塊煤率、煤塵、電動機(jī)功率等近似地成正比，與比能耗近似地成反比。截割時的牽引速度和牽引力能否大幅度提高，是高產(chǎn)高效綜采的突破口。

液壓牽引采煤機(jī)在截割時的牽引速度一般可達(dá)6m/min左右，而電牽引采煤機(jī)牽引速度一般為10m/min以上，最高可達(dá)54.5m/min。這么高的牽引速度，必須有相應(yīng)的更大的牽引力。

目前7LS8型電牽引采煤機(jī)的牽引力可達(dá)1620kN，而液壓牽引采煤機(jī)的最大牽引力為600kN。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)2.滾筒的轉(zhuǎn)速和截割速度

滾筒轉(zhuǎn)速已呈現(xiàn)出低速化的趨勢，最低轉(zhuǎn)速已達(dá)22~25r/min。滾筒轉(zhuǎn)速若再降低，其裝煤效果將明顯變差，甚至發(fā)生裝煤時滾筒被堵塞的現(xiàn)象。

為避免截割時磨損齒座和螺旋葉片，截齒伸出量應(yīng)大于最大切削深度hmax，如最大切削深度hmax為70~75mm時，對應(yīng)徑向截齒的伸出量為105mm，對應(yīng)切向截齒的伸出量為160mm。

要使截割比能耗低和生產(chǎn)率高，必須提高牽引速度，降低滾筒轉(zhuǎn)速，減少一線齒數(shù)，使煤的塊度較大，采用棋盤式配置和大截齒就能達(dá)到比能耗低和生產(chǎn)率高的要求。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)3.截割電動機(jī)和牽引電動機(jī)的功率

電牽引提高了牽引速度、牽引力和生產(chǎn)率，這必須由增大截割和牽引電動機(jī)的功率來保證。

在功率增大的同時，必須考慮比能耗的降低。為提高生產(chǎn)率、增大滾筒的截深，必然增大電動機(jī)功率。

截割電動機(jī)的功率直接反映截齒的單刀截割力。當(dāng)牽引速度大幅提高時，切削深度也相應(yīng)增大，所需的單刀力也增大。

大功率液壓采煤機(jī)單刀力可達(dá)1600kN左右，而電牽引采煤機(jī)的單刀力可達(dá)3000kN左右。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)五、截割部截煤部包括工作機(jī)構(gòu)及其傳動裝置，消耗的功率約占整個采煤機(jī)功率的80～90%。

(一)螺旋滾筒螺旋滾筒是采煤機(jī)落煤和裝煤的工作機(jī)構(gòu)，能適應(yīng)煤層的地質(zhì)條件和先進(jìn)的采煤方法及采煤工藝，具有落煤、裝煤、自開切口的功能。1.基本結(jié)構(gòu)筒轂與滾筒軸固定在一起。螺旋葉片用來將截落的碎煤推至滾筒的采空側(cè)，裝入刮板輸送機(jī)。

端盤緊貼煤壁工作，以切出新的整齊的煤壁，為防止端盤與煤壁相碰，端盤邊緣的截齒向煤壁側(cè)傾斜，端盤上截齒截出的寬度為80～120mm。齒座孔中安裝截齒，葉片上兩齒座間布置有內(nèi)噴霧噴嘴。1-螺旋葉片；2-端盤；3-齒座；4-噴嘴；5-筒轂；6-截齒螺旋滾筒第四節(jié)電牽引采煤機(jī)端盤緊靠煤壁側(cè)，其外圓按截齒截割順序焊裝齒座，齒座有的向煤壁側(cè)傾斜，也可向采空區(qū)側(cè)傾斜，傾角為10°~30°。螺旋葉片是滾筒的部件，用來將落下的煤裝入刮板輸送機(jī)，滾筒上通常焊有2-4條螺旋葉片。筒轂是滾筒與截割部機(jī)械傳動裝置輸出軸連接的部件，以帶動滾筒旋轉(zhuǎn)。其連接方式有方軸、錐軸和錐盤。筒轂一般為圓柱狀，也可以做成圓錐狀和半球狀。為實現(xiàn)噴霧降塵，滾筒都設(shè)有由內(nèi)噴嘴座、噴嘴、U形管卡、O形密封圈及噴霧供水水路等組成的內(nèi)噴霧裝置。內(nèi)噴霧供水水路由連接法蘭盤中的通水孔槽、端盤板和葉片內(nèi)緣的環(huán)形水槽、端盤、葉片中的徑向孔連通，由噴嘴實現(xiàn)內(nèi)噴霧。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)2.滾筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)滾筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括滾筒的3個直徑、滾筒寬度、螺旋葉片參數(shù)。針對不同煤層賦存條件選擇合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)，才能充分發(fā)揮采煤機(jī)的落煤、裝煤能力。1)滾筒的3個直徑滾筒的3個直徑，即滾筒直徑D，螺旋葉片外緣直徑Dy和筒轂直徑Dg。滾筒直徑是指滾筒上截齒齒尖的截割圓直徑，滾筒直徑尺寸已成系列，可根據(jù)煤層厚度選擇。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)1-螺旋葉片；2-端盤；3-齒座；4-噴嘴；5-筒轂；6-截齒螺旋滾筒對于薄煤層雙滾筒采煤機(jī)或一次采全高的單滾筒采煤機(jī)，滾筒直徑按下式選取式中Hmin―最小煤層厚度，m。對于中厚煤層滾筒采煤機(jī)，后滾筒的截割高度一般小于滾筒直徑。因截割高度為0.84D時平均切削厚度最大，因此滾筒直徑D應(yīng)按下式選取式中H―截割高度，m。

筒轂直徑Dg越小，螺旋葉片的運(yùn)煤空間越大，有利于裝煤。筒轂直徑Dg越大，則滾筒內(nèi)容納碎煤的空間越小，碎煤在滾筒內(nèi)循環(huán)和重復(fù)破碎的可能性越大。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)2)滾筒寬度滾筒寬度B是滾筒邊緣到端盤最外側(cè)截齒齒尖的距離，即采煤機(jī)的理論截深。滾筒寬度應(yīng)等于或大于采煤機(jī)的截深。目前采煤機(jī)的截深從0.6～1.0m有多種，其中以0.8m用得最多。滾筒寬度一般為0.8m。對于較薄的煤層，為提高采煤機(jī)生產(chǎn)率，滾筒寬度可為1.0m；對于較厚的煤層，為改善頂板支護(hù)性能，寬度可取0.6m。3)螺旋葉片參數(shù)螺旋葉片的參數(shù)主要包括葉片旋向、導(dǎo)程、升角、葉片頭數(shù)等。滾筒的螺旋葉片有左旋和右旋之分，如圖所示。螺旋葉片第四節(jié)電牽引采煤機(jī)對單頭螺旋葉片來說，如果用Dy和Dg分別表示螺旋葉片的外徑和內(nèi)徑，L為螺旋葉片的導(dǎo)程，螺旋葉片的外緣升角αy和內(nèi)緣升角αg分別為螺旋升角大小直接影響滾筒的裝煤效果，升角較大時，排煤能力強(qiáng)，裝煤速度快。但升角過大會把煤拋到中部槽的采空區(qū)；升角過小，煤在螺旋葉片內(nèi)循環(huán)，造成煤的重復(fù)破碎。對于雙頭螺旋葉片，螺旋升角為式中n—螺旋頭數(shù)；s—螺距。

螺旋葉片的頭數(shù)一般為2～4頭。以雙頭用得最多，三、四頭只用于直徑較大的滾筒或用于開采硬煤。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)3.滾筒的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速1)滾筒轉(zhuǎn)向為了向輸送機(jī)運(yùn)煤，滾筒的轉(zhuǎn)向必須與滾筒的螺旋方向一致。對逆時針方向旋轉(zhuǎn)的滾筒，葉片應(yīng)為左旋；順時針方向旋轉(zhuǎn)的滾筒，葉片應(yīng)為右旋。即“左轉(zhuǎn)左旋，右轉(zhuǎn)右旋”。采煤機(jī)在往返采煤的過程中，滾筒的轉(zhuǎn)向不能改變，從而有順轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)。順轉(zhuǎn)，截齒截割方向與碎煤下落方向相同；逆轉(zhuǎn)，截齒截割方向與碎煤下落方向相反。為了使兩個滾筒的截割阻力能相互抵消以增加機(jī)器的工作穩(wěn)定性，必須使兩個滾筒的轉(zhuǎn)向相反。滾筒的轉(zhuǎn)向分為正向?qū)L(圖a)和反向?qū)L(圖b)。

采用正向?qū)L時，割頂部煤的前滾筒順轉(zhuǎn)，煤塵較少，碎煤不易拋出傷人。采用反向?qū)L時，前滾筒產(chǎn)生的煤塵多，碎煤易傷人，但煤流不被搖臂擋住，裝煤口尺寸大。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)2)滾筒轉(zhuǎn)速滾筒轉(zhuǎn)速首先要保證裝載生產(chǎn)率的要求。中厚和厚煤層采煤機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速一般為25~40r/min。滾筒轉(zhuǎn)速為25r/min時裝煤效果較好，滾筒轉(zhuǎn)速在20r/min左右時就出現(xiàn)裝煤效果很差或滾筒堵塞現(xiàn)象。滾筒轉(zhuǎn)速的計算公式為式中v－牽引速度，m/min；hmax－滾筒最大切削深度，cm；m－同一截線上的截齒數(shù)。4.滾筒的裝載性能螺旋滾筒先是由葉片產(chǎn)生的軸向推力和速度，將煤塊由煤壁向刮板輸送機(jī)輸送，然后由葉片產(chǎn)生的裝煤力和裝載速度向中部槽裝煤。裝載性能指標(biāo)主要包括裝載效率、滾筒內(nèi)循環(huán)煤量、裝載功率及比能耗、裝載阻力矩等。影響裝載性能的參數(shù)有滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒轉(zhuǎn)向、螺旋升角、出煤口斷面、搖臂形狀、煤的塊度等。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)1)滾筒轉(zhuǎn)速對裝載性能的影響

裝載量Q與轉(zhuǎn)速n成正比，n>30~80r/min時，轉(zhuǎn)速越大，裝載量越小，但變化并不大，隨著轉(zhuǎn)速的增加循環(huán)煤量增多。滾筒內(nèi)若有一部分煤沒有被裝走，則在筒轂上循環(huán)后被滾筒排出。產(chǎn)生循環(huán)煤量Q'的因素主要是滾筒里充滿程度、牽引速度、滾筒轉(zhuǎn)速、葉片升角、煤塊與筒轂的摩擦系數(shù)等。隨著這些因素的增長，循環(huán)煤量增加。牽引速度的增大，導(dǎo)致充滿系數(shù)和循環(huán)系數(shù)的更快增加。

葉片升角為18°~23°時循環(huán)煤量Q‘最小，如右圖所示。英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)試驗葉片升角α與Q'關(guān)系第四節(jié)電牽引采煤機(jī)2)滾筒轉(zhuǎn)向?qū)ρb載性能的影響

滾筒有兩種轉(zhuǎn)向，即從底到頂截割的轉(zhuǎn)向和從頂板到底板截割的轉(zhuǎn)向。從底到頂截割轉(zhuǎn)向的裝載生產(chǎn)率高，裝載效率達(dá)0.9左右，但循環(huán)煤量有所增加，雙滾筒采煤機(jī)后滾筒的轉(zhuǎn)向就是此轉(zhuǎn)向。從頂?shù)降捉馗钷D(zhuǎn)向的裝載效率達(dá)0.6，但循環(huán)煤量較少，此轉(zhuǎn)向在雙滾筒中用于前滾筒。薄煤層采煤機(jī)后滾筒采用從頂?shù)降捉馗畹霓D(zhuǎn)向，此轉(zhuǎn)向裝載效率高，阻力小，煤被破碎次數(shù)少。根據(jù)對轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向、循環(huán)煤量、臨界轉(zhuǎn)速的分析，對裝煤而言，滾筒轉(zhuǎn)速n的合理值應(yīng)為n1＜n＜n2

式中n1、n2－滾筒內(nèi)最大、最小循環(huán)煤量對應(yīng)的滾筒轉(zhuǎn)速。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)3)螺旋升角對裝載性能的影響

螺旋升角α是影響裝載性能的關(guān)鍵因素之一。螺旋滾筒裝載量Q與升角α的關(guān)系近似于雙曲線，如圖所示。最佳升角反映裝煤量最多、比能耗最小、循環(huán)煤量最小等，當(dāng)然要同時達(dá)到最佳值是不可能的。英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)為18°，英國礦業(yè)研究院18°(轉(zhuǎn)速大于35r/min)和26°(轉(zhuǎn)速小于35r/min)，德國埃森采礦研究院是30°~35°(Q最大)。近年來為了使阻力矩平穩(wěn)，葉片之間具有重疊角，設(shè)計時較難達(dá)到α=30°~35°，況且α>30°后循環(huán)煤量劇增，因此電牽引采煤機(jī)最佳升角為16°~22°。英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)試驗曲線第四節(jié)電牽引采煤機(jī)

5.滾筒裝煤的動力特性隨著轉(zhuǎn)速的增加，循環(huán)煤增多，對裝載量來講，裝載量是隨牽引速度的增加而增加，且比較明顯，而裝載量隨轉(zhuǎn)速的增加而增加并不明顯。根據(jù)螺旋滾筒截割和裝載性能的分析，螺旋滾筒具有截割和裝載合二為一的特點，截割和裝載性能的共性如下:(1)滾筒轉(zhuǎn)速的降低使截割和裝載的比能耗同時呈雙曲線下降。

(2)隨著牽引速度的提高使截割和裝載的功率同時增加，比能耗呈雙曲線下降。(3)對截割來講，轉(zhuǎn)速降低和牽引速度增高可使切削深度增大，使塊煤率增加；對裝載來講，轉(zhuǎn)速降低可使循環(huán)煤量減少。降低轉(zhuǎn)速、提高牽引速度可使采煤機(jī)具有最佳截割和裝載性能。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)6.截齒的配置

1)端盤上的截齒配置

端盤截齒齒尖應(yīng)排成弧形，最邊緣截線上截齒安裝角為53°-55°，以利斜切煤壁。最邊緣截線上的截齒工作條件最差，故配置的截齒最多。靠煤壁側(cè)的截刃最好傾斜為8°～10°，與煤壁間留有間隙。端盤截距較小，而且越貼近煤壁，截距越小，平均截距約比葉片上截線截距小1/2。由圖可見，端盤部分的截齒較密，每條截線上的截齒數(shù)一般比葉片上多2～3個截齒。端盤截齒一般分為2～4組，每組有一個0°齒，2～6個傾斜安裝的截齒。傾角應(yīng)順滾筒轉(zhuǎn)向從小到大順序排列，截距應(yīng)從煤壁向外逐漸增大。每組截齒中還可設(shè)幾個向采空區(qū)傾斜20°～30°的截齒，以抵消一部分滾筒軸向力。

截齒配置圖第四節(jié)電牽引采煤機(jī)

2)葉片上的截齒配置

葉片上截齒的截距一般為32～65mm，葉片上每條截線上的截齒數(shù)m=1~3，截齒在葉片上的配置方式分為三種，如圖所示。

(1)順序配置(圖a)。截割煤時，截齒上受到的側(cè)向力較大。葉片頭數(shù)與同一截線上的截齒數(shù)相等。

(2)交錯(棋盤)配置(圖b)。截煤時每個截齒在相鄰兩截齒超前開出半個切屑厚度的煤體上工作，截割條件好，截齒不受側(cè)向。

(3)混合配置(圖c、d)。切屑斷面接近交錯配置，有側(cè)向力，形成的切屑厚度不等。3)端面上的截齒配置采用正切進(jìn)刀法時滾筒要鉆入煤壁，端盤端面必須裝有截齒，且應(yīng)有排煤口。端面截齒配置有阿基米德螺旋線、弧線式及直線輻條三種方式。葉片不同截齒配置的切削圖(a)順序配置；(b)交錯配置；(c)、(d)混合配置第四節(jié)電牽引采煤機(jī)(二)截割部傳動裝置截割部傳動裝置的功能是將電動機(jī)的動力傳遞到滾筒上，以滿足滾筒工作的需要，同時還應(yīng)適應(yīng)滾筒調(diào)高的要求，使?jié)L筒保持適當(dāng)?shù)墓ぷ魑恢谩Ｓ捎诮馗钕牟擅簷C(jī)總功率的80%～90%，因此要求傳動裝置具有高強(qiáng)度、剛度和可靠性，良好的潤滑密封、散熱條件和較高的傳動效率。1.傳動方式采煤機(jī)截割部都采用齒輪傳動，常見的傳動方式有以下幾種：1)電動機(jī)—固定減速箱—搖臂—滾筒這種傳動方式的特點是傳動簡單，搖臂從固定減速箱端部伸出，支撐可靠，強(qiáng)度和剛度好。但搖臂下降的最低位置受刮板輸送機(jī)限制，臥底量較小。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)2)電動機(jī)—固定減速箱—搖臂—行星齒輪傳動—滾筒這種方式在滾筒內(nèi)裝了行星齒輪傳動，前幾級傳動比減小，簡化了傳動系統(tǒng)，但增大了筒轂尺寸，故這種傳動方式適用于中厚煤層采煤機(jī)。3)電動機(jī)—減速箱—滾筒

這種傳動方式取消了搖臂，靠由電動機(jī)減速箱和滾筒組成的截割部來調(diào)高，使齒輪數(shù)大大減少，機(jī)殼的強(qiáng)度、剛度增大，且調(diào)高范圍大，采煤機(jī)機(jī)身也可縮短，有利于采煤機(jī)開缺口工作。4)電動機(jī)—搖臂—行星齒輪傳動—滾筒

這種傳動方式的電動機(jī)軸與滾筒軸平行，取消了容易損壞的錐齒輪，使傳動更加簡單。而且調(diào)高范圍大，機(jī)身長度小，電牽引采煤機(jī)都采取這種傳動方式。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)2.傳動系統(tǒng)特點

(1)采煤機(jī)電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1460r/min左右，而滾筒轉(zhuǎn)速一般為30～50r/min，因此截割部總傳動比一般為30～50，通常有3～5級齒輪減速；

(2)傳動系統(tǒng)中設(shè)置離合器，使采煤機(jī)在檢修時將滾筒與電動機(jī)脫開，以保證安全作業(yè)。(3)為適應(yīng)破碎不同性質(zhì)煤層的需要，有的采煤機(jī)備有兩種滾筒轉(zhuǎn)速，利用變換齒輪變速；

(4)為了擴(kuò)大調(diào)高范圍，加長搖臂，搖臂內(nèi)常裝有一串惰輪；

(5)截割部承受很大的沖擊載荷，為保護(hù)傳動零件，截割部中設(shè)有專門的安全保險銷。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)3.截割部傳動的潤滑采煤機(jī)截割部傳動功率大，傳動件的負(fù)載很大，還受沖擊，因此傳動裝置的潤滑十分重要。最常用的方法是飛濺潤滑，即將一部分傳動零件浸在油池內(nèi)，靠它們向其他零件供油和濺油，同時將部分潤滑油甩到箱壁上，以利散熱。隨著現(xiàn)代化采煤機(jī)功率的加大，采取強(qiáng)迫潤滑的方法日益增多，即以專門的潤滑泵將潤滑油供應(yīng)到各個潤滑點上。潤滑的另一種方式是油脂潤滑，就是用壓力注油器定期向一些相對運(yùn)動速度不大的傳動件注入油脂。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)六、牽引部采煤機(jī)牽引部擔(dān)負(fù)著移動采煤機(jī)使工作機(jī)構(gòu)連續(xù)落煤的任務(wù)，牽引部包括牽引機(jī)構(gòu)和傳動裝置。牽引機(jī)構(gòu)是直接移動采煤機(jī)的裝置；傳動裝置用來驅(qū)動牽引機(jī)構(gòu)并實現(xiàn)牽引速度的調(diào)節(jié)。(一)牽引機(jī)構(gòu)電牽引采煤機(jī)采用無鏈牽引機(jī)構(gòu)，以采煤機(jī)牽引部的驅(qū)動輪與鋪設(shè)在輸送機(jī)槽幫上的導(dǎo)軌相嚙合，從而使采煤機(jī)沿工作面移動。無鏈牽引的優(yōu)點：①取消了工作面的牽引鏈，提高了安全性；②對底板起伏、工作面彎曲、煤層不規(guī)則的適應(yīng)性增強(qiáng)；③采煤機(jī)移動平穩(wěn)，振動小，減少了故障率，延長了機(jī)器使用壽命；④適用工作面的煤層厚度和傾角范圍廣。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)

1.銷輪齒條式無鏈牽引機(jī)構(gòu)如圖所示，銷輪由5根圓柱銷焊在2塊圓形側(cè)板之間，轉(zhuǎn)動時圓柱銷與齒條相嚙合。齒條與中部槽長度相等，用螺栓固定在中部槽采空區(qū)側(cè)的槽幫上。1－電動機(jī)；2－牽引部泵箱；3－牽引部傳動箱；4－齒條式導(dǎo)軌；5－銷輪銷輪齒條式無鏈牽引機(jī)構(gòu)銷輪齒條式無鏈牽引存在以下幾個問題：

(1)導(dǎo)軌允許彎曲角度是所有無鏈牽引機(jī)構(gòu)中最小的，適應(yīng)工作面起伏和彎曲變化的性能較差。

(2)齒條加工是切割的，其加工精度較差，由于齒條體積較大熱處理難以進(jìn)行，因此強(qiáng)度和耐磨性受到限制。(3)實際使用中齒條磨損較突出。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)2.齒輪銷排式無鏈牽引機(jī)構(gòu)齒輪銷排式無鏈牽引機(jī)構(gòu)傳動原理與銷輪齒條式相同，都屬于齒軌式牽引。1－驅(qū)動齒輪；2－齒軌輪；3－銷軌；4－行走部；5－刮板輸送機(jī)齒輪銷排式無鏈牽引機(jī)構(gòu)齒輪銷排式無鏈牽引具有如下特點：

(1)導(dǎo)軌銷排由兩側(cè)板固定和夾住，齒輪軌不會脫軌，剛性強(qiáng)。

(2)銷軌長度是中部槽長度的1/2，銷軌接口與中部槽接口相互錯開。銷排式嚙合副的齒廓曲線常采用擺線齒輪―圓柱銷導(dǎo)軌、漸開線齒輪―漸開線柱銷導(dǎo)軌兩種。這兩種嚙合原理與漸開線齒輪和針輪擺線齒輪的嚙合計算方法相同，能實現(xiàn)共軛傳動。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)3.鏈軌式無鏈牽引機(jī)構(gòu)采用銷軌式或齒軌式牽引機(jī)構(gòu)后，由于輸送機(jī)中部槽的偏轉(zhuǎn)受到限制，降低了采煤機(jī)對底板起伏的適應(yīng)能力。德國研制的柔性鏈軌式牽引機(jī)構(gòu)采用不等直徑和不等節(jié)距的圓環(huán)鏈與鏈輪相嚙合，如圖所示。該牽引機(jī)構(gòu)鏈條破斷力達(dá)1450kN，且撓曲性較好：水平±3°，垂直±6°，對工作面的起伏變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。英國雷波公司生產(chǎn)的圓環(huán)鏈?zhǔn)綄?dǎo)軌與德國柔性鏈軌不同之處在于立鏈環(huán)是模鍛，其斷面呈橢圓形，兩端圓弧段的端面是圓柱面；鏈輪有7齒，齒廓由幾段圓弧組成，用圓弧替代齒廓的共扼曲線，增大了接觸面積。這種結(jié)構(gòu)加工簡單、加工精度和嚙合準(zhǔn)確度高。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)德國柔性鏈軌式牽引機(jī)構(gòu)圓環(huán)鏈?zhǔn)綄?dǎo)軌牽引機(jī)構(gòu)(二)牽引部傳動裝置1.傳動裝置類型牽引部傳動裝置的功用是將采煤機(jī)電動機(jī)的動力傳到主動鏈輪或驅(qū)動輪并實現(xiàn)調(diào)速。依據(jù)傳動形式，牽引部傳動裝置可分為機(jī)械牽引、液壓牽引和電牽引。機(jī)械牽引是指全部采用機(jī)械傳動裝置的牽引部，目前已被淘汰。液壓牽引是利用液壓傳動來驅(qū)動的牽引部。液壓調(diào)速一般采用變量泵―定量馬達(dá)容積調(diào)速系統(tǒng)，通過改變液壓泵的排量、供液方向來調(diào)節(jié)牽引速度和改變牽引方向，能隨負(fù)載變化自動地調(diào)節(jié)牽引速度，目前很少采用。電牽引是指直接對電動機(jī)調(diào)速以獲得不同牽引速度的牽引部。其優(yōu)點是牽引部傳動簡單，故障少，傳動效率高，對外載變化反應(yīng)靈敏，能自動調(diào)速。電牽引傳動目前廣泛應(yīng)用交流變頻調(diào)速技術(shù)，依靠交流變頻調(diào)速裝置來實現(xiàn)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)向的變換。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)2.傳動系統(tǒng)由于采煤機(jī)復(fù)雜惡劣的工作環(huán)境及煤巖體的不同性質(zhì)，導(dǎo)致采煤機(jī)牽引部傳動裝置經(jīng)常受到?jīng)_擊載荷作用，因此采煤機(jī)牽引部傳動裝置需要有較高的抗沖擊能力。在電牽引采煤機(jī)中，采煤機(jī)的速度調(diào)節(jié)和方向控制均由傳動裝置中的電動機(jī)來完成，使?fàn)恳康慕Y(jié)構(gòu)和傳動大為簡化。為了增大扭矩，在傳動系統(tǒng)中仍采用機(jī)械傳動，一般傳動比采用四級，總傳動比為200~300，為了增大傳動比，常采用行星齒輪減速系統(tǒng)，也有采用雙級行星輪減速系統(tǒng)。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)3.機(jī)械結(jié)構(gòu)牽引部機(jī)械結(jié)構(gòu)包括兩部分，第一部分是由機(jī)殼組、牽引電動機(jī)、液壓制動器、電動機(jī)齒輪軸、惰輪組、牽引軸、中心齒輪組、行星減速器等組成的動力機(jī)構(gòu)；第二部分是由機(jī)殼、驅(qū)動輪、花鍵軸、齒軌輪組、導(dǎo)向滑靴和銷軌等組成的行走機(jī)構(gòu)。如圖所示為MG750/1800WD采煤機(jī)牽引部的機(jī)械結(jié)構(gòu)。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)牽引部七、采煤機(jī)的附屬裝置(一)滅塵裝置

噴霧滅塵是用噴嘴把壓力水高度擴(kuò)散，使其霧化，形成將粉塵源與外界隔離的水幕。霧化水能攔截飛揚(yáng)的粉塵而使其沉降，并能沖淡瓦斯、冷卻截齒、濕潤煤層和防止截割火花等作用。噴嘴裝在滾筒葉片上，將水從滾筒里向截齒噴射，稱為內(nèi)噴霧；內(nèi)噴霧時噴嘴離截齒近，降塵效果好，耗水量小，但供水管要通過滾筒軸和滾筒，需要可靠的回轉(zhuǎn)密封，噴嘴容易堵塞和損壞。噴嘴裝在采煤機(jī)機(jī)身上，將水從滾筒外向滾筒及煤層噴射，稱為外噴霧。外噴霧的噴嘴離粉塵源較遠(yuǎn)，粉塵容易擴(kuò)散，因而耗水量較大，但供水系統(tǒng)的密封和維護(hù)比較容易。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)(二)調(diào)高調(diào)斜裝置

為了適應(yīng)煤層厚度的變化，在煤層高度范圍內(nèi)上下調(diào)整滾筒位置稱為調(diào)高。采煤機(jī)的調(diào)高有搖臂調(diào)高和機(jī)身調(diào)高兩種類型。用搖臂調(diào)高時，大多數(shù)調(diào)高液壓缸裝在采煤機(jī)機(jī)架內(nèi)，通過小搖臂與搖臂軸使搖臂升降。

為了使下滾筒能適應(yīng)底板沿煤層走向的起伏不平，使采煤機(jī)機(jī)身繞縱軸擺動稱為調(diào)斜。調(diào)斜通常用靠采空側(cè)的兩個支承滑靴上的液壓缸來實現(xiàn)。(三)防滑裝置騎在輸送機(jī)上工作的采煤機(jī)，當(dāng)煤層傾角大于10°時就有下滑的危險，因此當(dāng)煤層傾角大于10°時，采煤機(jī)應(yīng)設(shè)防滑裝置。常用的防滑裝置有防滑桿、制動器、液壓安全絞車等。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)(四)電纜托移裝置采煤機(jī)上下采煤時需要收放電纜和水管。通常把電纜和水管裝在電纜夾里，由采煤機(jī)拖著一起移動。電纜夾由框形鏈環(huán)用鉚釘連接而成，各段間用銷軸連接。鏈環(huán)朝采空區(qū)側(cè)是開口的，電纜和水管從開口放入并用擋銷擋住。電纜夾的一端用可回轉(zhuǎn)的彎頭固定在采煤機(jī)的電氣接線箱上。為了改善靠近采煤機(jī)機(jī)身這一段電纜夾的受力情況，在電纜夾的開口一邊裝有一條節(jié)距相同的板式鏈，使鏈環(huán)不致發(fā)生側(cè)向彎曲或扭絞。第四節(jié)電牽引采煤機(jī)第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)

一、概述MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)為多電機(jī)橫向抽屜式布置的主機(jī)架框架結(jié)構(gòu)，牽引方式為機(jī)載式交流變頻調(diào)速銷軌式無鏈牽引。采用PLC可編程控制器進(jìn)行各種動作控制；監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)恒功率自動控制、數(shù)據(jù)記錄、回放和處理，并顯示各種參數(shù)和運(yùn)行工況。(一)主要用途及適應(yīng)范圍MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)適用于緩傾斜、中硬煤層長壁式綜采工作面，采高范圍為2.6～5m。在采煤工作面可實現(xiàn)采、裝、運(yùn)的機(jī)械化，達(dá)到綜采的高產(chǎn)高效。第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)(二)型號的組成及其代表意義MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)M—采煤機(jī)；G—滾筒式；750—截割電機(jī)功率；1800—裝機(jī)總功率，包括2臺750kW的截割電動機(jī)，2臺90kW的牽引電動機(jī)，1臺35kW的泵站電動機(jī)，一臺90kW的破碎裝置電動機(jī)；W—無鏈牽引；D—電牽引。(三)總體結(jié)構(gòu)及特性1.MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)結(jié)構(gòu)如圖所示，采煤機(jī)由左右搖臂、左右滾筒、牽引傳動箱、外牽引、泵站、控制箱、調(diào)高油缸、主機(jī)架、輔助部件、破碎裝置和電器系統(tǒng)等部件組成。第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)1－搖臂；2－外牽引機(jī)構(gòu)；3－牽引減速箱；4－泵站；5－輔助部件；6－控制箱；7－電氣系統(tǒng)；8－主機(jī)架；9－滾筒；10－破碎機(jī)；11－調(diào)高油缸電牽引采煤機(jī)結(jié)構(gòu)2.總體配置及其工作原理1)左右截割部

截割部位于采煤機(jī)兩端，與主機(jī)架懸掛鉸接，用銷軸連接，以鉸接銷為回轉(zhuǎn)中心。搖臂的升降由調(diào)高油缸的行程來控制。搖臂分別由2臺750kW的交流電機(jī)驅(qū)動，經(jīng)二級直齒減速、雙級行星減速后驅(qū)動滾筒轉(zhuǎn)動來完成截煤和裝煤。截割電機(jī)橫向布置，在采空側(cè)可以拆裝。2)左右牽引部(包括牽引傳動箱和外牽引)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)牽引部位于采煤機(jī)主機(jī)架兩端的框架里，牽引傳動箱及牽引電機(jī)采用橫向布置，與主機(jī)架通過銷軸、定位塊、楔緊裝置及螺栓偏心螺母可靠連接。它分別由2臺90kW的交流電機(jī)經(jīng)三級直齒減速，雙級行星減速后驅(qū)動外牽引的一級減速后驅(qū)動鏈輪，鏈輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動采煤機(jī)沿著工作面輸送機(jī)運(yùn)行。第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)3)泵站泵站位于采煤機(jī)主機(jī)架的框架里，與左牽引傳動箱相鄰。泵站及泵站電機(jī)采用橫向布置，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?。泵站電機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動齒輪泵，從單獨(dú)的油箱經(jīng)過濾器吸油，為采煤機(jī)的搖臂調(diào)高、破碎調(diào)高提供液壓動力。同時為液壓系統(tǒng)提供控制油，控制牽引傳動部的制動器及為手液動換向閥提供先導(dǎo)。4)破碎裝置電牽引采煤機(jī)上的破碎機(jī)為可選附屬設(shè)備，可左右互換。破碎機(jī)是附在采煤機(jī)上破碎片幫和大塊落煤的裝置，安裝于采煤機(jī)一端，與主機(jī)架鉸接。由1臺90kW的電動機(jī)驅(qū)動，電動機(jī)布置在破碎機(jī)搖臂頭部，與破碎機(jī)滾筒同一軸線，通過傳動系統(tǒng)減速后將動力傳遞給破碎機(jī)滾筒，驅(qū)動破碎機(jī)滾筒旋轉(zhuǎn)。第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)5)控制箱控制箱位于采煤機(jī)主機(jī)架的框架里，與泵站相鄰，控制箱采用橫向布置。其作用如下：

(1)完成采煤機(jī)的電源引入和分配。供電給左右截割電動機(jī)、泵站電動機(jī)、破碎電動機(jī)、牽引變壓器、控制變壓器。牽引變壓器提供380V的交流電給控制箱中的變頻器?？刂谱儔浩魈峁?20V的電源給控制箱中的控制電源單元。(2)完成采煤機(jī)的控制和監(jiān)測。變頻裝置為牽引電機(jī)提供頻率可變、電壓可變的交流電源；監(jiān)測中心采用工業(yè)控制計算機(jī)對采煤機(jī)進(jìn)行運(yùn)行檢測、故障診斷、記憶及回放顯示；控制中心采用可編程控制器，可編程控制器根據(jù)各種操作信號，輸出控制信號，送給執(zhí)行元件來控制采煤機(jī)的各種動作。第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)6)主機(jī)架主機(jī)架用來支撐和連接各個部件，與工作面輸送機(jī)配套。主機(jī)架采用分段組合式框架鑄焊結(jié)構(gòu)。采煤側(cè)采用平板滑靴，采空側(cè)的外牽引裝有導(dǎo)向滑靴。7)滾筒滾筒采用鎬型齒強(qiáng)力滾筒，其作用為截煤、裝煤和滅塵（內(nèi)噴霧），鎬型刀具為截齒、齒套、齒座三件組合式，滾筒的連接方式為方形法蘭連接。第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)二、截割部(一)搖臂1.搖臂的作用

(1)將動力傳遞給截割滾筒，驅(qū)動截割滾筒旋轉(zhuǎn)。

(2)減速，以適應(yīng)滾筒的截割要求。

(3)使截割滾筒保持在適當(dāng)?shù)墓ぷ魑恢谩?.工作原理與特征1)傳動系統(tǒng)圖為MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)搖臂傳動系統(tǒng)及外觀圖。傳動路線為：電機(jī)→第一傳動軸裝配→第二傳動軸裝配→第三傳動軸裝配→惰輪裝配(3套)→外齒輪→雙行星減速裝置→截割滾筒第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)3.主要技術(shù)特征MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)的主要技術(shù)特征見下表。

總體

采高范圍(m)3.0～6.0適合傾角(o)≤16°供電電壓3300截深(mm)800機(jī)面高度(mm)2676牽引中心距(mm)6825兩搖臂回轉(zhuǎn)中心距離(mm)8705搖臂水平時最大長度(mm)14901主機(jī)架長度(mm)9165配套滾筒直徑(mm)φ3000最大采高(mm)6000下切深度(mm)600(700)過煤通道(m2)0.94過煤高度(mm)1036第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)

截割部

截割功率kW2×750kW供電電壓V3300V搖臂結(jié)構(gòu)形式分體式直搖臂搖臂長度(mm)3100上擺(o)54.78°下擺(o)22.14°滾筒轉(zhuǎn)速(r/min)23.45截割速度m/s3.68潤滑方式分腔潤滑+飛濺潤滑冷卻方式水冷

牽引部

牽引電機(jī)功率90×2KW牽引與調(diào)速型式銷軌式、交流變頻調(diào)速牽引功率kW2×90kW供電電壓V660V牽引速度(m/min)0～10.0～22.6電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)0～1475～3500牽引力(kN)1060～446變頻范圍Hz0～50～120Hz節(jié)距（mm）147潤滑方式飛濺潤滑冷卻方式水冷第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)

泵站

功率(kW)35供電電壓(V)3300轉(zhuǎn)速（r/min）1465電動機(jī)冷卻方式水套冷卻冷卻水量(L/min)20

冷卻水壓(MPa)≤1.5齒輪泵GT20-13/CBK1006

理論排量(mL/r)42.6；6.4

主泵理論流量(L/min)62

容積效率(%)88工作壓力(MPa)20；3工作轉(zhuǎn)速(r/min)1463破碎裝置破碎功率(kW)90供電電壓(V)3300滾筒直徑mm1125輸出轉(zhuǎn)速189.7r/min線速度m/s10.6噴霧方式內(nèi)、外噴霧冷卻方式水冷配套電纜型號主電纜UGFP3×150+1×95+7×6整機(jī)重量(t)～128第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)安裝在搖臂端部的交流電機(jī)M的動力通過與電動機(jī)輸出軸聯(lián)接的第一傳動軸A帶動與第一傳動軸用花鍵聯(lián)接的齒輪Z1，齒輪Z1帶動齒輪Z2，齒輪Z2帶動齒輪Z3，齒輪Z3通過與之連接的齒輪軸的齒輪Z4傳遞給齒輪Z5、Z6、Z7，齒輪Z7帶動雙聯(lián)齒輪Z8把動力傳遞給雙行星減速裝置的太陽輪Z9，通過太陽輪Z9傳遞給安裝在一級行星架H1上的3個行星齒輪Z10，行星齒輪Z10又與固定的內(nèi)齒輪Z11相嚙合，這樣就帶動行星架H1轉(zhuǎn)動，行星架H1上的齒輪Z12為第二級行星減速的太陽輪，齒輪Z12帶動安裝于二級行星架H2上的二級行星齒輪Z13，行星齒輪Z13又與固定的內(nèi)齒輪Z14相嚙合，這樣就帶動二級行星架H2轉(zhuǎn)動，滾筒座B用花鍵連接在二級行星架H2上，二級行星架H2的轉(zhuǎn)動就帶動滾筒座旋轉(zhuǎn)。滾筒是通過本身的方形法蘭結(jié)構(gòu)安裝在搖臂的滾筒座上。第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)

(1)第一傳動軸。第一傳動軸如圖所示。截割電動機(jī)的輸出軸通過漸開線花鍵與第一傳動軸①上的內(nèi)花鍵連接，在第一傳動軸的外花鍵上裝有齒輪Z1，第一傳動軸由兩個圓柱滾子軸承支撐，靠采空側(cè)的軸承裝在軸承座②上，靠采煤側(cè)的軸承安裝軸承座③上。為了防止齒輪腔的油液漏入電動機(jī)腔，在軸組上的軸上安裝有旋轉(zhuǎn)密封④，由于本軸為高速軸，密封和軸接觸面容易磨損，所以選用耐高溫耐磨損的氟橡膠密封。第一傳動軸第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)第二傳動軸

(2)第二傳動軸。第二傳動軸如圖所示。齒輪Z2孔內(nèi)裝有2個雙列調(diào)心滾子軸承，利用第二傳動軸臺階定位軸承，第二傳動軸上裝有O型密封圈，防止油液外泄，第二傳動軸裝配支撐在搖臂殼體上，第二傳動軸用擋板、螺釘固定在搖臂殼體上，只傳遞扭矩上，只傳遞扭矩而不減速。

(3)第三傳動軸。第三傳動軸為軸齒輪，如圖所示。軸齒輪上外花鍵與齒輪Z3連接，第三傳動軸由2個圓柱滾子軸承支撐，靠采空側(cè)的軸承裝在搖臂殼體上，靠采煤側(cè)的軸承安裝在軸承座上。Z1和Z3為第一級減速齒輪。第三傳動軸第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)惰輪軸

(4)惰輪軸。惰輪軸如圖所示，即第四傳動軸。每個搖臂內(nèi)安裝有3套惰輪軸，均從采空側(cè)裝入，為盲孔軸組。惰輪孔內(nèi)裝有2個圓柱滾子軸承，利用惰輪軸臺階定位軸承，惰輪軸上裝有O型密封圈，防止油液外泄。惰輪軸裝配支撐在搖臂殼體上，只傳遞扭距而不減速。

(5)雙行星減速裝置。雙行星減速裝置是截割部的最后一級齒輪傳動，由2個2K-H型行星減速裝置串接，由太陽輪、行星齒輪、內(nèi)齒輪和行星架組成，如圖所示。第一級行星齒輪傳動是齒輪Z8帶動第一級太陽輪Z9，齒輪Z8與太陽輪Z9為雙聯(lián)齒輪，太陽輪Z9與3個行星齒輪雙行星減速裝置第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)Z10相嚙合，行星齒輪Z10與內(nèi)齒輪Z11嚙合，內(nèi)齒輪Z11由軸承座上的2個平鍵固定在搖臂殼體上，內(nèi)齒輪Z11固定，行星齒輪Z10轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒輪Z11安裝在第一級行星架H1上，所以行星架H1轉(zhuǎn)動。一級行星架H1上的齒輪Z12為第二級行星齒輪傳動的中心輪，同樣，齒輪Z12與3個二級行星齒輪Z13相嚙合，二級行星齒輪Z13安裝在二級行星架H2上，因內(nèi)齒輪Z14固定，所以二級行星架H2轉(zhuǎn)動，從而將動力通過滾筒座B將動力輸出給截割滾筒。雙行星減速裝置第五節(jié)MG750/1800-WD型電牽引采煤機(jī)2)離合操作裝置離合操作裝置如圖示。在截割電動機(jī)內(nèi)設(shè)置有離合操作裝置，在截割電動機(jī)的采空側(cè)的端部安裝有離合操作手柄，通過操作離合手柄(推、拉)使電動機(jī)輸出軸的花鍵與第一傳動軸嚙合或分離，同時與轉(zhuǎn)子嚙合或分離，離合手柄以推入為合，拉出為離。從而使?jié)L筒轉(zhuǎn)動或停止。操作離合裝置時必須使電動機(jī)處于非運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。1-離合操作手柄