厚煤层采煤机截割部设计_毕业论文（设计）.doc

1 绪论 1.1 前言 我国是产煤大国，煤炭也是我国目前最主要的能源，是保证我国国民经济飞速增长的重要物质保证。煤炭工业的机械化是指采掘、支护、运输、提升的机械化，其中采掘包括采煤和掘金巷道。随着采煤机械化的发展，采煤机是现在最主要的采煤机械。20世纪70年代我国主要靠进口采煤机来满足生产需要，现今，国产采煤机几乎占领我国的整个采煤机市场。依靠科技进步，推进技术创新，开发高效矿井综合配套技术是我国煤炭科技发展的主攻方向，我国的采煤机现在已经进入了自主研发，标准化，系列化阶段。 1.2 采煤机械概述 1.2.1 采煤机械化的发展 机械化采煤开始于二十世纪40年代，是随着采煤机械的出现而开始的。40年代初期，英国、苏联相继生产了采煤机，德国生产了刨煤机，使工作面落煤、装煤实现了机械化。但当时的采煤机都是链式工作机构，能耗大、效率低，加上工作面输送机不能自移，所以限制了采煤机生产率的提高。 50年代初期，英国、德国相继生产出滚筒式采煤机、可弯曲刮板输送机和单体液压支柱，大大推进了采煤机械化技术的发展。由于当时采煤机上的滚筒是死滚筒，不能实现调高，因而限制了采煤机的适用范围，我们称这种固定滚筒采煤机为第一代采煤机。 60年代是世界综采技术的发展时期，第二代采煤机单摇臂滚筒采煤机的出现，解决了采高调整问题，扩大了采煤机的适用范围，特别是1964年第三代采煤机——双摇臂滚筒采煤机的出现，进一步解决了工作面自开缺口的问题，再加上液压支架和可弯曲输送机的不断完善等等，把综采技术推向了一个新水平，并且在生产中显示了综采机械化采煤的优越性——高产、高效、安全和经济。 进入70年代，综采机械化得到了进一步的发展和提高，综采设备开始向大功率、高效率及完善性能和扩大使用范围等方向发展750~1000kW，生产率达1500t/h的输送机，以及工作阻力达1500kN的强力液压支架等。1970年采煤机无链牵引系统的研制成功以及 80年代，德国、美国、英国都开发成功各种交、直流电牵引采煤机同时把计算机控制系统用在采煤机上。并且开始重视系列化采煤机的开发工作，一种功率的采煤机可以派生出多种机型，主要元部件在不同功率的采煤机上都能通用，这样不仅扩大了工作面的适应范围，而且便于用户配件的管理。采煤机系列化是20世纪80年代采煤机发展中非常突出的特点。 1.2.2 机械化采煤的类型 普采一般是用单滚筒采煤机和刨煤机的截齿落煤，借助滚筒的螺旋叶片或煤刨的斜面将碎落的煤炭退运并装入刮板输送机，再由刮板输送机将煤炭运出工作面。工作面顶板是利用金属摩擦支柱和金属铰接顶梁来支护和管理的。 高档普采是用功率较大的采煤机或刨煤机落煤、装煤，用运输量和功率较大的刮板输送机运煤，顶板支护和管理则用单体液压支柱和金属铰接顶梁连接。 综合机械化采煤是用大功率采煤机来实现落煤、装煤，刮板输送机运煤，自移式液压支架来支护顶板而使工作面采煤过程完全实现机械化的采煤法。 1.3采煤机简述 1.3.1 采煤机的分类和组成 1-1所示。 现代采煤机基本上都使用模块化设计，采用多电机横向布置。结构取消了螺旋伞齿轮，各主要部件通过高强度液压螺栓联接，之间没有动力传递，结构简单，传动效率高，传动可靠，维修和检查方便。采煤机的牵引部分也采用了无链牵引，牵引啮合效率高，不会出现断链事故，工作更安全。 图1-1 双滚筒采煤机 1—电动机；2—牵引部；3—牵引链；4—截割部减速箱；5—摇臂；6—滚筒；7—弧形挡煤板；8—底托架；9—滑靴；10—调高油缸；11—调斜油缸；12—拖缆装置；13—电气控制箱 1.3.2 滚筒采煤机的工作原理 第四代采煤机研发成功后，现代采煤机基本上都传承了他们的特点。机械电子的飞速发展，对采煤机产生了很大的影响，现在采煤机是集电子系统、液压系统和机械传动系统于一身的复杂系统。现代的采煤机基本上都取消了底托架，全部采用双滚筒结构。 双滚筒采煤机工作时，前滚筒割顶煤，后滚筒割底部煤并清理浮煤。（双滚筒采煤机的工作原理如图1-2所示）因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次，可以进一次刀；返回时，又可以进一刀，即采煤机往返一次进两次刀，这种采法称为双向采煤法。 必须指出的是，为了使滚筒落下的煤能装入刮板输送机，滚筒上的螺旋叶片螺旋方向必须与滚筒旋转方向相适应；对顺时针旋转（人站在采空侧看）的滚筒，螺旋叶片方向必须右旋；逆时针旋转的滚筒，其螺旋叶片方向必须左旋。或者形象的归结为“左转左旋，右转右旋”，即人站在采空区从上面看滚筒，截齿向左的用左旋滚筒，向右的用右旋滚筒。 双滚筒采煤机具有自开缺口的能力，当采煤机割完一刀后，需要重新将滚筒切入一个截深，这一过程称为进刀。常用的进刀方式有两种： 1）端部斜切法 利用采煤机在工作面两端约25~30m的范围内斜切进刀的方式称端部斜切进刀法； 2）中部斜切法 采煤机