薄煤层采煤机的牵引部设计.pdf

薄煤层采煤机的牵引部设计 岂春强成颖范俊杰 辽 宁工 程 技 术 大 学辽 宁 阜 新1 2 3 0 0 0 摘要我国煤 层赋存条件 比较复杂 。 煤炭资源分布地域辽阔 ， 地质条件复杂多样 。 其 中薄煤层可采储量约 占全 国 煤 炭 总 储 量 的 1 8 ％ 。 而 产 量 只 占总 产 量 的 7- 3 ％。 远 远 低 于 储 量 所 占的 比 例 。薄煤 层 在 我国 分 布 较 广 。 有 些地 区 的煤 质 也 比较 好 。就 当前 的 资 源情 况 看 。 发 展 薄 煤 层 机 械 化 开 采对 于 开发 利 用煤 炭 资源 。 延 长 矿 井 开 采 年 限 和 实 现 高效 开 采都 具有 十 分 重要 的 意 义 。 关键词煤层采煤机机械化 中图分类号 T D4 2 1 ． 6 文献标识码 A 1 煤层采煤机总体结构方案的设计及主要参数 用 于走 向长壁采 煤法的采煤机应该具有的如下三种 基本功 能 1 把煤从煤壁上破碎 下来的功能； 2 把破碎 下来 的煤装在工作面输送机上 的功能 ； 3 采煤机能沿着 工作面 自移 的功能 。 2牵引部传 动系统总体方案的确定 采 煤机 的牵 引部是采 煤机 的重要 组成部件 ， 它不但 负担采煤机 的移动和非 工作时的调动 ， 而且牵 引速度的 大小直接影 响工作机构 的效率和质量 ， 并对整机 的生产 能力和工 作性能产 生很大 影响 。因此 ， 合理 确定牵 引部 的整体方 案至关 重要 。 牵 引部包 括牵引机构及 传动装置两部分 。 牵 引机 构 是直接移动机器 的装 置， 它分为钢绳 牵引、 链牵引及无链 牵 引等几种 。传动装 置是用来驱动牵 引机构的 ， 按传 动 类型有机械传动 、 液压传动及 电传动等几种 。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。 由于薄煤层采煤机 的工作条件 比较特殊， 对牵 引部有 以下要求 1 总传动比大。为了实现 比较低 的牵 引速度 一般 为以下 ， 采煤机牵 引部 的总传动 比一般大于 2 0 0 。 2 总传动 比应能在工作 过程 中随时调节 。由于煤 质不同和煤 中含有 坚硬夹杂物 ， 即使在 同一工作 面内截 割阻力变 化也很大 。为 了避免 电动 机过度超 载或欠 载， 使负载稳定充分发挥 采煤机的生产效 能， 需要 随时调节 牵 引速度 。 3 要在电动机转 向一定的条件下反 向牵引和停止牵 引。采煤机在工作面往还牵引时， 滚筒的转向不能改变， 因而内牵 引采 煤机 要在电动机转向不变 的条件下实现往 还牵 引和停止牵 引。 4 要有可靠的过载保护性能。 由于采煤机的负载变 化很剧烈 ， 不 论用手动或 自动调节牵引速 度， 牵引部必须 设置过载保护装置， 以保证运 转的安全 。 5 要有足够的强度。 虽然牵 引部只消耗采煤机装机 功率的 1 0 ～ 1 5 ％， 但因牵 引速度慢 ， 机构受力 ， 故对牵 引部 传动件的强度要求是较 高的。 采煤机牵引部传动装置的功用是将 电动机的能量传 到主动链轮或驱动轮， 并满足牵引部的要求 。 现有的牵引 部传动装置分为机械牵引、 液压牵 引、 电气牵引三种。 具有纯机械传动装置 的牵引部简称机械牵引。其特 点是工作可靠 ， 但只 能有级调速且结构复杂， 目前 己很少 应用 。 这种机械牵引系统为了实现调速 、 停止、 换向、 保护过 载等 ， 轴和齿轮非常多 ， 外加离合器、 制动闸等， 结构非常 复杂 ， 并且在工作时 ， 能得到 的工作速度非常有 限， 因此 ， 一 般不采用此种牵引装置。 2 ． 1牵引机构的选择 长壁回采工作面采煤机 的牵引机构有三种 钢丝绳牵 引机构 、 链牵引机构和无链牵 引机构 。 2 ． 2牵引部组成方案及 其工作原理的确定 牵引部 由牵引 电机、 电控系统、 机械行走机构及制动 系统等部分组成， 是采煤机行走 的动力源 。 牵引电机 的动力经机械减速实现采煤机的行走 ， 完成 牵引过程 ， 同时还提供 调高动 力。 电控系统主要 由隔离换 向开关、 载波接收机、 电池控制按钮盘、 隔离开关操纵机构 等组成 ， 对采煤机各电机供 电和保护起着可靠作用。 控制 回路包括电机功率控制、 恒压控制、 高压保护、 低压保护和 回零保护 。执行元件为摆线齿轮 。 3技术经济分析 本文所设计的采煤机牵 引部充分考虑采煤过程中， 由 于煤质的不 同和煤中含有坚硬杂物 ， 即使在同一工作面内 截割阻力变化也很大， 为 了避免电动机过度超载和欠载而 电脑进 2 0 1 3年 3 上 l 8 5 赫 使 负载稳定、 充分发挥采煤机 的生产效能， 需要随时调节 牵速度 的大小。另外 ， 采煤机在工作面往返牵引时， 滚筒 的转向不 能改变 ， 因此要考虑到转 向装置 ， 同时能够随时 在电机不停转 的情况下停止牵 引。采煤机工作过程中负 载变化剧烈， 为了保证采煤机能正常可靠工作必须充分考 虑到过载保护 。 本次设计的牵 引部采用液压传动 ， 传动链 末尾采用 2 K H型行星减速 器， 其特点是 传动 比大、 体积 小、 重量轻、 成本相对低廉 ， 能耗低 ， 寿命长、 具有过载保护 功能等特 点。 操作使用方面 ， 对工人 的操作技巧要求非常低， 不但 能减少劳动强度还可 以增加生产效率 。 在生产制造 方面 ，一般的小型矿厂都能 自己生产 出 来 ， 不仅在老式机上进行 了修改 ， 而且也能够适应 高 自动 化的发展趋势。 4结论 上接第 8 2页 电刷镀 Ni ／ P包纳米 A1 O 颗粒复合镀层的 微动磨损性能进行了研究 ， 纳米 A1 O 颗粒使复合镀层的 结构致密和细化， 在磨损过程中起到一定 的减轻粘着 的作 用； 。 徐龙堂等还用电刷镀法制成含纳米 S i C粉 的复合镀 层 ， 研究表明， 在镀液中加入纳米 S i C能大幅度提高镀层 的耐磨性 ； 0 张伟等用 电刷镀法制得含 纳米金刚石粉的复 合镀层 ， 在室温 、 高负荷下具有优 良的抗疲劳和抗磨损性 能， 其耐磨性是纯镍镀层 的 4倍 。 0 2 减磨复合镀层研究 方面 尹健对纳米金刚石的镍基复合镀层进行研 究。 黑粉 由超 细纳米金刚石粉、 石墨及无定型碳等组成 ， 加入含纳 米金刚石黑粉后 ， 减摩耐磨性明显提高， 使强化后 的注塑 模具在使用过程中的磨损量减 少， 摩擦系数降低。 。 3 耐 高温 复合镀层研 究方面 张玉峰制得 了镍基纳米氧化锆电 刷镀复合镀层，并测试 了镀层的高温磨损性能。结果表 明， 镀层中的纳米颗粒在高温 下能抑制镀层晶粒的长大， 在 4 0 0 C热处理时， 最高硬度 可达到 9 0 0 H V， 其高温耐磨 性是基材的 5 ～ 7倍。 由于不溶性固体微粒在复合刷镀层中的强化作用 ， 使 纳米复合电刷镀层表现 出耐磨、 耐蚀 等优异 的综合性能， 为机械零部件的再制造提供了前所未有的机遇， 成为再制 造工程技术 的重要组成部分。纳米 电刷镀技术 比普通电 刷镀技术的应用范围更加宽广， 是 电刷镀技术的重要发展 8 6 l 2 0 1 3年 3 上 电脑违 采 煤过程中 由于煤质 的不同和煤中含有坚硬 杂物 ， 即使在同一工作面内截割阻力变化也很大，为 了避免电 动机过度超载和欠载 而使 负载稳定 、充分发挥采煤机的 生产效能， 需要随时调节牵速度 的大小 。另外 ， 采煤机在 工作面往返牵 引时， 滚筒 的转 向不能改变， 因此要考虑到 转 向装置，同时能够随时在电机不停 转的情况下停止牵 引。采煤机工作过程中负载变 化剧烈 ，为了保证采煤机 能正常可靠工作必须充分考虑到过载保护 。因为采煤机 牵引速度低， 机构受力大， 牵 引部的强度直接关系到能否 正常可靠地采煤 。 由于采煤机的工作空间窄小 ， 空顶距受顶板压力的限 制 ， 所以采煤机的外型尺寸受牵 引部尺寸 的直接影响。 因 为采煤机 的工作环境恶劣、 空间狭小、 照 明不足 ， 牵引系统 的操作应该力求方便 、 省力、 简单灵活， 从而使整机更加实 用方便 。 方向。 3结论 我 国稀有金属材料经过 多年的发展， 在高性 能材料、 新型材料加工技术等方面已取得 了重大进 展。目前 ， 复合 刷镀层 的研究还大多仅限于耐磨 、 耐高温磨损、 抗接触疲 劳， 而对于某些具有特殊功能的复合镀层 ， 如导 电、 导磁 、 催化等复合刷镀层国 内几乎没有文献报道， 由此可见， 我 国在无论是在刷镀技术还是新 电刷镀层的开发都 与国外 有着较大的差距， 这势必对我国国民经济发展和 国家工业 化建设产生影响。所 以说研发新型镀层材料对促进 国民 经济发展， 加强 国防建设， 提高中国在 国际中的地位具有 巨大的推动作用。 注释 ①黄伯云 我国有色金属材料现状及发展战略 [J ] 中国有色会属学报， 2 0 0 4 ， 1 4 1 1 1 2 2 ． 1 2 7 ②徐龙堂， 徐滨 士， 周美玲等 电刷镀镍镍包纳米 A 1 2 0 3颗粒复合镀层微 动磨损性 能研究[ J ] ． 摩擦学学报， 2 0 0 1 ， 2 1 1 2 4 2 7 ③徐龙堂， 徐滨 士， 马士宁等 电刷镀含 纳米 S i C粉复合镀层 E P MA分析 【J 】 _材料工程． 2 0 0 0 ， 6 3 4 ． 3 6 ④张伟， 徐滨 士， 粱志杰等． 电刷镀含纳米粉 复合镀层结构和磨损性能『 J _ 装甲兵工程 学院学报， 2 0 0 0 ， 1 4 3 3 0 ． 3 3 。 6 8 ． ⑤尹健 纳米材料在表面强化中的应用前景口 】 ． 模具工业， 2 0 0 2 。 8 5 0 ． 5 2 ⑥张玉峰 复合刷镀纳米Ni- Z r O 2高温耐磨性 的研究[ J ]电镀与涂饰， 2 0 0 0 ， 1 9 4 1 8 - 2 1