发布时间 : 星期五 文章第三章 - 采煤机械 - 图文更新完毕开始阅读
由于水平布置截割滚筒宽度大，一般都在3m左右，为此将其分成左、右外侧及中间三段。左、右外侧滚筒由里向外，愈靠近端盘截齿密度愈大。截齿排列方式一般按相反的螺旋线方向布置，目的使截落的煤炭向滚筒的中间段推移，以便直接落入滚筒下方的装载机构。中间段有两种型式，一种是截链式，一种是普通滚筒式。截链式是利用截割机构的减速器在左、右外侧滚筒之间所占用的距离，布置相应宽度的截链，保证截割机构在轴线方向的整个三段部分截割的连续性。连续采煤机三段滚筒的轴线多数采用水平直线布置方式，少数采用水平折线布置方式，即将左、右外侧段的轴线与中间段轴线成一夹角，使其是倾斜截割煤体，其目的是保证三段滚筒截割煤体时不留煤芯或煤柱。截割机构减速器的输出轴同时带动左、右外侧滚筒和截链机构回转。截链式机构可以有效地截落左、右外侧滚筒之间的煤体，但截割阻力较大，截割效率较低，维修量较大。截链式的滚筒适合截割较坚硬煤体。
截割机构性能的好坏直接影响连续采煤机的生产能力以及采掘速度和效率。近年来，由于煤矿集中化生产的发展以及高效高产矿井的出现，对连续采煤机的性能不断提出新的要求，连续采煤机的装机总功率已增长到690kw，一般也在300～500kw。装机总功率的增长中，以截割电动机容量的增长最快，已从过去占装机总容量的30%增至60%，普遍已达 300kw左右。当前，新型的连续采煤机已具备截割坚硬煤层。连续采煤机向提高截割效率、增大截割能力的强力截割方向发展。
图8-33 连续采煤机基本组成 1-电控箱；2-左行走履带电动机；3-左行走履带；4-左截割滚筒电动机；5-左截割滚筒；6-右截割滚筒；7-右截割滚筒电动机； 8-装运机构电动机；9-液压泵和电动机；10-右行走履带电动机；11-操作手把；12-行走部控制器；13-主控站；14-输送机升降液压缸；15-主断路箱；16-截割臂升降液压缸；17-装载机构升降液压缸；18-稳定液压缸；19-运输机构 3．侧式装载，刮板运输机构
连续采煤机的装运机构由侧式装载机构、装煤铲板、刮板输送机及其驱动装置组成。工作时，侧式装载机构在装煤铲板上收集从滚筒截落的煤，再经刮板输送机机内转载至连续采煤机机后卸载。
侧式装载机构采用侧向取料连续装载方式，有链杆扒爪和圆盘耙杆两种。扒爪或圆盘耙杆布置在装煤铲板两侧，形成左、右装载机构，取料装载面宽，机构高度小，清底干净，动作连续，生产率高，适于配合横置滚筒宽面截落煤的工作。扒爪式装载机构是一种传统的四连杆机构，扒集运动轨迹为一对对称倒腰形曲线，装煤效率较高，但其动负荷较大，铰接
部位润滑条件差，易磨损。圆盘式装载机构的运动轨迹为一对圆形曲线，结构简单，工作平稳，但耙集范围较小。
装煤铲板配合侧式装载机构承接滚筒截落的煤并装入刮板输送机，完成装运作业。装煤铲板倾斜放置巷道底板上，后端与采煤机机架底座铰接，在两个液压缸作用下，可绕铰接点上、下摆动，以适应装载条件变化和行走时底板的起伏。
运输机构为单链刮板输送机，机头部分与装煤铲板铰接，机尾部分在两个升降液压缸和一个摆动液压缸作用下，可实现上下升降和左右摆动，以调整机后卸载时的高度和左右位置。输送机材质耐磨性能好，强度高，溜槽高度低，槽底装有可更换的耐磨合金板。刮板传动多采用套筒滚子链。套筒滚子链与刮板采用十字形接头连接，以适应输送机机尾水平摆动的需要。在采煤机机身后部刮板输送机的下方，装设有增加采煤机截割时整机稳定性的稳定靴。稳定靴在液压缸的作用下支撑在巷道底板上，采煤机行走时稳定靴抬起。
装运机构的驱动系统有两种：一种是由一台交流电动机经减速器后同时驱动装载和运输两个机构；一种是由两台交流电动机经各自的减速器减速后分别驱动左、右两侧装载机构，然后经同步轴驱动运输机构，这种系统结构简单，比较常见。
4．履带行走机构
连续采煤机主要用于房柱式采煤作业，机器调动比较频繁，截割滚筒的截割阻力较大，要求行走机构既有较好的灵活性，又有较大的稳定性。因此，近代连续采煤机普遍采用电牵引履带行走机构，它比轨轮式灵活，较胶轮式具有更高的稳定性。
履带行走机构由两套直流电动机、可控硅整流器、减速器和履带机构等组成。两套机构各自独立并分别驱动左右两条履带。交流电源由机器的配电箱供给，经可控硅整流器整流，利用整流后输出电压的高低控制直流电动机的转速；再经减速器减速后，使履带得到不同的行走速度。
在行走直流电动机与截割滚筒交流电动机之间装有闭环自动控制系统，由截割滚筒电动机负载的大小自动反馈控制行走直流电动机，以获得适合于不同硬度煤层条件下最佳的截割效果。目前，连续采煤机履带推进速度一般在0～10m／min，调动速度可达21m／min。 履带由行星轮输出轴的链轮驱动，导向轮导向。履带板为铸造整体结构，面对底板侧铸有突筋，以增加履带对巷道的附着力，公称比压一般在0.14～0.2MPa。
履带行走机构通常利用装在行走电动机与减速器之间传动轴上的液压盘式制动闸制动，以保证采煤机在上山截割时或在陡坡上电源中断时将机器制动住，防止下滑发生事故。
5．液压及供水系统
连续采煤机的液压系统普遍为泵一缸开式系统。液压泵多为双联齿轮泵，由一台交流电动机驱动。液压缸有单作用、双作用和双伸缩几种型式，是实现截割臂、装煤铲板、输送机稳定靴的升降或水平摆动以及行走履带制动闸动作的执行机构。控制方式有手动和电磁阀两种。管路系统中装有完善的压力检测装置。
连续采煤机供水系统的水源来自矿井的静压水或专用供水。供水系统主要用于冷却液压油、冷却电动机外壳、冷却可控硅整流器、内外喷雾、湿式除尘和灭火，对供水的水质、流量和压力有较高的要求，系统比较复杂。
6．电气系统
现代连续采煤机的电气系统比较复杂，系统的功能较多，系统的监控和保护比较完善。在动力部分中，除行走部用低压水冷直流串激电动机外，截割、装运、液压泵以及除尘器风机的驱动均为高压水冷式三相交流电动机，主电路有可靠的过载、漏电和短路保护。
(三) 12CM18—10D型连续采煤机
12CM18－10D型连续采煤机是12CM系列中性能较先进的连续采煤机的一种机型。主要用于高效高产长壁工作面煤巷掘进和边角煤回采。
12CM18－10D型连续采煤机动力设备有7台电动机，其中2台140kw交流电动机驱动截割机构的左、右截煤滚筒；2台26kw直流电动机分别驱动行走部左、右履带；1台45kw交流电动机驱动装载运输机构； l台52kw和1台19kw交流电动机分别驱动液压系统液压泵和湿式吸尘装置的风机，装机总容量448kw。
(四)截割机构
图8-34 12CM18-10D型连续采煤机截割机构传动系统 1-截割部电动机；2-转矩轴；3-摩擦离合器；4~11-直齿轮；12-链轮 12CM18—10D型连续采煤机截割机构由电动机、机械保护装置、减速器、左右截割滚筒、截割链及截割臂等组成。采煤机截割机构的传动系统如图8-34所示。电动机以垂直机器纵轴方向对称布置在截割臂上方左右两侧，通过机械保护装置将动力传送至减速器，减速器的出轴同时带动左、右截割滚筒和截割链。截割臂为焊接构件，前端下折，并在其上支承与固定电动机、减速器、左右截割滚筒及截割链；后端通过一对耳轴与采煤机机身铰接；底部装有升降液压缸，通过升降液压缸的作用使截割臂上下摆动，实现截割滚筒采煤动作。
1．电动机及机械保护装置
2台截割机构电动机每台功率140kw，电压1050V，转速1400r／min，为水冷式三相交流电动机。机械保护装置采用摩擦离合器和转矩轴。电动机轴为空心轴，空心轴外端以外花键与摩擦离合器输入装置相联接。摩擦离合器的输出装置以内花键与转矩轴一端联接。转矩轴的另一端则穿过电动机的空心轴并以外花键与减速器齿轮联接。电动机通过摩擦离合器、转矩轴将动力传至减速器。
摩擦离合器在传送动力的同时起机械过载保护作用。当外力矩低于摩擦离合器摩擦片设定的摩擦转矩时，离合器将电动机的动力传送至减速器；反之，当外力矩高于摩擦片设定的摩擦转矩时，摩擦片打滑，截割机构停止工作，起到机械过载保护作用。
摩擦离合器布置在电动机外侧，以便于维修拆装。为了实现摩擦离合器输出装置与减速器之间的动力传送，采用了转矩轴方式。由于电动机空心轴结构尺寸的限制，从空心轴穿过的转矩轴比较细长，转矩轴两端为外花键，里端外花键与减速器齿轮联接，外端外花键与摩擦离合器输出装置内花键联接。当外力矩低于转矩轴细颈处的抗扭强度时，转矩轴传送动力，电动机驱动截割机构正常工作；反之，当外力矩大于细颈处抗扭强度时，转矩轴在细颈处扭断，与扭断的转矩轴相连侧电动机空转，停止驱动截割机构。此时，需要重新更换转矩轴。转矩轴与摩擦离合器均能在传送动力的同时起截割机构过载保护作用。
一般情况而言，摩擦离合器先于转矩轴动作，起过载保护作用。但当转矩轴长期使用出现疲劳或过大的外力矩突然加载，如截割到坚硬夹石时，若摩擦片打滑动作滞后，转矩轴也
可能先于摩擦离合器动作而被扭断。此外，当一侧电动机转矩轴扭断的同时，另一侧转矩轴必定已承受了很高的应力，使用寿命会缩短。此时如果只更换损坏一侧的转矩轴，则会导致两侧转矩轴交替损坏，所以最好同时更换两侧转矩轴。实际使用表明，这种机构过载保护装置在外力矩过大的情况下，摩擦离合器动作比较频繁，而扭断转矩轴的过载保护是不会经常发生的。
2．减速器
截割机构减速器为四级直齿轮传动，总传动比24.8，截割滚筒的转速为59r／min，减速器箱体呈T形，由两部分构成：齿轮传动部分为焊接箱形构件；左、右截割滚筒轮毂部分为筒形铸钢构件，该构件以内六角螺栓紧固在齿轮传动箱体左右两侧，如图8-35所示。2台电动机经机械过载保护装置同时驱动减速器。齿轮1为空轴轮齿轮，以内花键与机械过载保护装置的转矩轴联接。齿轮2与齿轮3以内花键与轴Ⅱ联接，齿轮4与齿轮5以内花键与轴Ⅲ联接，齿轮6与齿轮7以内花键与轴Ⅳ联接，齿轮8以内花键与减速器主轴联接。链轮与减速器箱体接口处装有浮动式机械密封，防止粉尘和水侵入箱体。
图8-35 截割机构减速器 1~8-直齿轮；9-链轮；10-浮动式机械密封；11-截割滚筒轮毂；12-空心主轴；13-内六角螺栓；14-齿轮传动箱体 减速器主轴与截割滚筒及截割链的联接方式如图8-36所示。
空心主轴1的端部以花键与驱动环8联接。驱动环锥面圆周上以4个楔形块7楔紧4个滚筒传动键9，并以保持盖5限位。保持盖5以内六角螺栓6紧固在空心主轴1的端面上。主轴1的动力通过驱动环8、楔形块7、滚筒键9传送至截割滚筒，使滚筒旋转，实现截煤。截割滚筒17以圆锥滚柱轴承10、12支承在减速器箱体的滚筒轮毂13上，轴承内圈在轮毂上，外圈在截割滚筒内。截割滚筒工作时，轴承内圈不转，外圈转动。截割滚筒筒身上有注油塞11，注入TO－HD油至其容积的一半，用以润滑圆锥滚柱轴承。截割滚筒的端盘4通过内六角螺栓紧固在截割滚筒17的外端，并以端盖2封口。
3．截割链与截煤滚筒的截齿配置