发布时间 : 星期六 文章第三章 - 采煤机械 - 图文更新完毕开始阅读
图，它是截齿齿尖所在圆柱面的展开图。
图8-11 截齿配置图 水平直线表示齿尖的运动轨迹（截线），相邻截线之间的距离就是截距。竖线表示截齿的位置坐标。圆圈表示0°截齿的位置，黑点表示安装角不等于0°的截齿。截齿向煤壁倾斜为正方向，向采空区倾斜为负方向。叶片上截齿按螺旋线排列，属顺序式截槽。滚筒端盘截齿排列较密，为减少端盘与煤壁的摩擦损失，截齿倾斜安装属顺序式配置，其方向与叶片上截齿排列的方向相反。紧靠被截煤壁的截齿倾角最大，属半封闭式截槽。靠里边的煤壁处顶板压张效应弱，截割阻力较大，为了避免截齿受力过大，减轻截齿过早磨损，端盘截齿配置的截线应加密，截齿应加多。端盘截齿一般为滚筒总截齿数的一半左右，端盘消耗功率一般约占滚筒总功率的1／3。
4．螺旋滚筒的转速和转向 (1)滚筒的转向
为向输送机运煤，滚筒的转向必须与滚筒的螺旋方向相一致。对逆时针方向旋转（站在采空区例看滚筒）的滚筒，叶片应为左旋；顺时针方向旋转的滚筒，叶片应为右旋。即通常所说的“左转左旋，右转右旋”。
采煤机在往返采煤的过程中，滚筒的转向不能改变，从而有两种情况：截齿截割方向与碎煤下落方向相同时，称为顺转；截齿截割方向与碎煤下落方向相反时，称为逆转。
双滚筒采煤机的滚筒转向如图8-12所示。当滚筒直径较大时，两个滚筒的转图8-12 双滚筒采煤机的滚筒转向 向一般采用反向对滚［见图8-12（a）］，此种
方式装煤效果好，滚筒不向司机甩煤。当滚筒直径较小时，滚筒转向正向对滚［见图（8-12b）］，这时不经摇臂下面装煤，有利于提高装煤效率。
单滚筒采煤机，一般在左工作面用右螺旋滚筒，在右工作面用左螺旋滚筒。因此，当滚筒截割底部煤时，滚筒转向总是顺着碎煤下落的方向。截割下的煤通过滚筒下边运向输送机，运程较长，煤被重复破碎的可能性较大，但不受摇臂限制。
图8-13 切削深度变化 (2)滚筒的转速
若采煤机滚筒以转速n旋转，同时以牵引速度vq向前推进（见图8-13），截齿切下的煤屑呈月牙形，其厚度从0~hmax变化，而且
hmax?式中 vq——牵引速度，m／min； n——滚筒转速，r／min； m——同一截线上的截齿数。
当滚筒直径和转速已知时，滚筒截割速度为
v?100vqmn cm (8-1)
?Dn60 m/s (8-2)
式中 D——滚筒直径，m。
由式（8-1）可见，当m一定时，切削深度与牵引速度成正比，与滚筒转速成反比，即滚筒转速愈高，煤的块度愈小，并造成煤尘飞扬。滚筒转速确定得适当，大块煤产出率和装煤效率能同时提高。大多数中厚煤层采煤机滚筒转速在 30～40 r／min范围内较好。厚煤层采煤机滚筒直径大于 1800～2 000 mm时，转速可低至 20～30r/min。当截割速度超过 3 m／s时，截齿摩擦发火的可能性增加，所以厚煤层采煤机降低滚筒转速尤为重要。
对于薄煤层采煤机的小直径滚筒来说，由于叶片高度低，滚筒内的运煤空间小，必须加大滚筒转速，以保证采煤机的生产率。小直径滚筒的转速可达 80～120 r／min。
(二)截割部传动装置
截割部传动装置的作用是将电动机的动力传递到滚筒上，以满足滚筒工作的需要。同时，传动装置还应适应滚筒调高的要求，使滚筒保持适当的工作高度。由于截割消耗采煤机总功率的80％～90％，因此要求截割部传动装置具有高的强度、刚度和可靠性，并具有良好的润滑密封、散热条件和高的传动效率。对于单滚筒采煤机，还应使传动装置能适应左、右工作面的要求。
截割部减速器一般分为固定减速器和摇臂减速器。当截割电动机横向布置时，电动机与摇臂减速器直接相连，即没有固定减速器。当截割电动机纵向布置时，则两个减速器都有，固定减速器内有一对圆锥齿轮，以实现两轴的相交传动。
1．传动方式
采煤机截割部都采用齿轮传动，常见的传动方式有以下几种：
（1）电动机-固定减速器-摇臂-滚筒。这种传动方式应用较多，其特点是传动简单，摇臂从固定减速器端部伸出（称为端面摇臂），支撑可靠，强度和刚度好，但摇臂下降位置受输送机限制，挖底量较小。
（2）电动机-固定减速器-摇臂-行星齿轮传动-滚筒。这种传动方式是在滚筒内安装行星齿轮传动，故可使前几级传动比减小，简化了传动系统，并使本级（行星齿轮）传动的齿轮模数减小。由于滚筒内装行星齿轮，传动后使筒毂尺寸增加，因而这种传动方式适合于在中厚煤层以上工作的大直径滚筒采煤机。大部分液压牵引采煤机都采用这种传动方式。这时，摇臂从固定减速器侧面伸出（称为侧面摇臂），故可获得较大的挖底量。
以上两种传动方式中都采用摇臂调高，以获得较好的调高性能。但由于摇臂内齿轮较多，要增加调高范围，必须增加惰轮数。由于滚筒受力大，摇臂及与固定减速器的支承就成为采煤机的薄弱环节，所以设计时应尽可能加大支撑距离，并保证摇臂的强度和刚度。
（3）电动机-减速器-滚筒。这种传动方式取消了摇臂，而靠电动机、减速器和滚筒组成的截割部来调高，使齿轮数大大减少，机体的强度和刚度增大，且可获得较大的调高范围，还可使采煤机机身长度大大缩短，有利于采煤机开切口等工作。
（4）电动机-摇臂-行星齿轮传动-滚筒。这种传动方式采用了纵向出轴的单独电动机，使电动机轴与滚筒轴平行，因而取消了承载大、易损坏的锥齿轮，使截割部更为简单。采用这种传动方式可获得较大的调高范围，并使采煤机机身长度进一步缩短。电牵引采煤机多采用这种传动方式。
2．传动特点。
截割部传动装置具有以下特点：
（1）采煤机的电动机都用四级电机，其输出轴转速为1 460 r／min左右，而滚筒转速一般为30～50r/min，因此截割部总传动比为30～50，通常采用3～4级齿轮减速。由于采煤机机身高度受到严格限制，所以各级传动比不能平均分配，一般前级传动比较大，而后逐级减小，以保持尺寸均匀。各圆柱、圆锥齿轮的传动比一般不大于3～4。当末级采用行星齿轮传动时，其传动比可达5～6。
（2）采煤机电动机输出轴与滚筒轮垂直时，传动装置中必须装有圆锥齿轮。为减小传递的转矩和便于加工，圆锥齿轮应放在高速级（第一级或第二级），并采用弧齿圆锥齿轮。应当注意的是，弧齿圆锥齿轮的轴向力应使两齿轮推开，以增大齿侧间隙，避免轮齿楔紧造成损坏。弧齿圆锥齿轮的轴向力方向取决于齿轮转向和螺旋线方向。
（3）在采煤机电动机除驱动截割部外还要驱动行走部时，截割部传动系统中必须设置离合器，使采煤机在调动或检修时将滚筒和电动机脱开。离合器一般放在高速级，以减小尺寸及便于操纵。
（4）为了适应不同煤质的要求，滚筒有两种以上转速，因此截割部应有变速齿轮。没有变速齿轮时，应当设置变换齿轮，以获得两种以上转速。
（5）采用摇臂调高是最常用的方法。为使摇臂长度符合要求，摇臂内含有多个惰轮，通常可以一级减速。少数采煤机的摇臂齿轮可以两级减速。
（6）由于行星齿轮传动为多齿啮合，传动比大，效率高，可减小齿轮模数，故末级采用行星齿轮传动可简化前几级传动。
（7）采煤机齿轮大多经过变位修正，故齿轮齿数较少，可达11～13。但在结构允许且齿轮节圆圆周速度不超过 10m／s时，采用较多齿数有利于传动平稳性。
(三)截割部的润滑
采煤机截割部因传递的功率大而发热严重，其壳体温度可高达100℃，因此截割部传动装置的润滑十分重要。
减速器中最常用的润滑方式是飞溅润滑。随着现代采煤机功率的加大，采用强迫方式的润滑也日渐增多，即用专门的润滑泵将润滑油供应到各个润滑点上。
飞溅润滑是将一部分传动零件浸在油池内，靠它们向其他零件供油和溅油，同时油被甩到箱壁上，以利散热，并使轴承获得必要的飞溅润滑。油面位置应使齿轮副的大齿轮浸在油中l／3～1／4直径。减速器中的轴布置在同一水平或接近同一水平时，飞溅润滑具有良好的效果。
设计减速器结构时，应考虑到采煤机经常处于倾斜状态下工作，所以必须保证能自然润滑。在倾斜状态下，由于润滑油积聚在低处，高处传动零件润滑不好，因此应避免油池太长，或人为地将油池分隔成几个独立油池，以保证自然润滑。
采煤机摇臂齿轮的润滑具有特殊性，它不仅承载重、冲击大，而且截割顶煤或底部煤时，摇臂中的润滑油集中在一端，使其他部位的齿轮得不到润滑，因此在采煤机操作中一般规定：滚筒截割顶煤或挖底时，工作一段时间后，应停止牵引，将摇臂下降或放平，使摇臂内全部齿轮都得到润滑后再工作。
根据采煤机截割部减速器和摇臂的承载特点，大都采用150～460cSt（40°C）的极压（工业）齿轮油作为润滑油，其中以N220和N320硫磷型极压齿轮油用得最多。
三、采煤机行走部
行走部又称牵引部，是采煤机的重要组成部分。它不仅担负着采煤机工作时的移动和非工作时的调动，而且牵引速度的大小对整机的生产率和工作性能产生很大影响。
行走部包括行走（牵引）机构和驱动装置两部分。行走（牵引）机构是直接移动机器的装置，它分为钢丝绳牵引、链牵引及无链牵引几种。驱动装置用来驱动牵引机构，并实现牵引速度的调节。按传动类型有机械传动、液压传动和电传动，分别称为机械牵引、液压牵引和电牵引。传动装置位于采煤机上的称为内牵引，位于工作面两端的称为外牵引。大部分采煤机都采用内牵引，只有在某些薄煤层采煤机中，为了充分利用电动机功率来割煤并缩短机身，才采用外牵引。随着高产高效工作面的出现以及采煤机功率的增大，同时为了使工作面更加安全可靠，无链牵引机构已逐渐取代了链牵引。
(一)对行走部的基本要求
为了满足高产高效的要求，对采煤机行走部的性能有如下要求： （1）牵引力大； （2）传动比大；
（3）能实现无级调速； （4）不受滚筒转向的影响；
（5）能实现正反向牵引和停止牵引； （6）有完善可靠的安全保护； （7）操作方便。
(二)采煤机的牵引机构
采煤机的牵引机构有钢丝绳牵引、链牵引、无链牵引三种形式。钢丝绳牵引的牵引力小，易发生断绳事故，并且断裂后不易重新连接，故这种牵引机构已被淘汰。目前液压牵引采煤机上广泛使用的是链牵引，电牵引采煤机都采用无链牵引。
1．链牵引机构
链牵引的工作原理如图8-14所示，牵引链3绕过主动链轮1和导向链轮2，两端分别固定在输送机上、下机头的拉紧装置4上。当行走部的主动链轮转动时，通过牵引链与主动链轮啮合驱动采煤机沿工作面移动。
当主动链轮逆时针方向旋转时，牵引链从右段绕入，这时左段链为松边，其拉力为P1，右段链为紧边，拉力为P2，因而作用于采煤机上的牵引力为 P=P2－P1
采煤机在此力作用下，克服阻力而向右移动；反之，当主动链轮顺时针方向旋转时，则采煤机向左移动。
根据链轮的安装位置不同，有立式链轮和水平链轮两种。立式链轮吐链方便，而水平链轮的
图8-15 矿用圆环链和链接头 图8-14 链牵引的工作原理 1-半圆环；2-限位块；1-主动链轮；2-导向链轮；3-牵引链轮；4-拉紧装置 3-弹簧插销