1、一、课 题： 第二章 滚筒采煤机第一节 概述第二节 MG300/690-W 型液压牵引采煤机第三节 电牵引滚筒采煤机二、教学目的要求： 1、理解和掌握滚筒式采煤设备的总体布局及采煤工艺；2、理解和掌握滚筒式采煤机的结构、主要部件及工作原理；3、了解机械化采煤的主要设备以及采煤机的操作使用与维护；三、教学重点、难点：重 点：滚筒式采煤机的结构、主要部件及工作原理；难 点：滚筒式采煤机的主要部件结构组成及工作原理； 四、授课方法：讲授法五、教具： 六、教学内容和步骤：第二章 滚筒式采煤机优点：功率大（最大达 1000kw） ，调高方便，能自开缺口，适用于各种硬度、采高为 0.654.5m 的缓倾斜
2、煤层，无链牵引的滚筒采煤机可在 3554的大倾角条件下工作， 对地质条件要求不高，能较好地适应工作面煤层构造。缺点：破碎的煤块度小，粉尘含量多，比能耗较大，机构复杂，价格昂贵。第一节 滚筒采煤机的概述一、基本结构组成：1.组成：电动机、牵引部、截割部和附属装置等2. 各部分作用：（1）电动机动力部分（2）牵引部行走机构固定减速箱传递动力，减速增扭（3） 摇臂调节采高（4）滚筒落煤、装煤（5）挡煤板（辅助装煤）提高装煤效果 （6）底托架固定承托整台采煤机（7）电气箱电气控制和保护 （8）供水灭尘装置内外喷雾防尘、降尘、 冷却（9）电缆拖移装置拖移电缆 二、截割部 包括工作机构（截齿、滚筒）及传动
3、装置（固定减速箱、摇臂齿轮箱等）是采煤机直接落煤、装煤的部分。截割部消耗的功率约占整个采煤机功率的 80%90% 。 一、截齿截齿是采煤机直接落煤的刀具，截齿的几何形状和质量直接影响采煤机的工况和能耗、生产率和吨煤成本。要求：截齿强度高，耐磨，几何形状合理，固定可靠。 材料：齿身 3035CrMnSi，3035SiMnV 或 40Cr 调质截齿头镶嵌碳化钨硬质合金。类型：扁截齿和镐形截齿两种（1）扁截齿（径向截齿）即刀形截齿，适合各种煤质。（2）镐形截齿（切向截齿）分为镐形截齿和带刃扁截齿。落煤时主要靠齿尖的尖劈作用锲入煤体而将煤碎落，适应脆性及裂隙多的煤层。二、螺旋滚筒1、结构由螺旋叶片、端
4、盘、齿座、喷嘴及筒壳等部分组成。2、参数结构参数：滚筒直径、宽度、螺旋叶片的旋向和头数工作参数：滚筒转速和转动方向螺旋滚筒的三个直径 ：滚筒直径 D、螺旋叶片外缘直径及筒壳直径越小，螺旋叶片的运煤空间越大，有利于运煤，滚筒直径尺寸已 成系列见 P189，通常滚筒宽度 B，即采煤机的理论截深，通常 0.61m。螺旋叶片旋向：左旋和右旋。左转左旋，右转右旋。3、滚筒的旋转方向对于单滚筒采煤机，左工作面的滚筒应顺时针向旋转，用右螺旋叶片；右工作面的滚筒应逆时针向旋转，用左螺旋叶片。对于双滚筒采煤机，两个滚筒的旋转方向相反（以使两个滚筒的总截割阻力相互抵消。其布置方式有：反向对滚和正向对滚。4、滚筒的
5、转速5、截齿排列截齿的合理排列，可以降低截煤能耗，提高块煤率以及使滚筒受力平稳，振动小。截齿的排列取决于煤的性质和滚筒的直径等。截齿的排列情况可用截齿配置图来表示，图中水平线为不同截齿的空间轨迹展开线，称为截线；相邻截线间的间距称为截距。端盘截齿排列较密，一条截线上的截齿数 ，截距 t=3265mm，小值适用于硬煤 。一般等于叶片头数。三、传动装置1、传动方式（1）电机固定减速箱摇臂滚筒特点：传动简单，摇臂从固定减速箱端部伸出，支承可靠，强度和刚度好，但卧底量较小。（2）电机固定减速箱行星齿轮传动滚筒特点：在滚筒内装了行星传动，简化了传动系统，但筒壳增大了，适用于中厚煤层采煤机。（3）电机减速
6、箱滚筒特点：齿轮数大大减少，机壳的强度、刚度增大，调高范围 大，缩短了采煤机机身，有利于采煤机开缺口工作。（4）电机摇臂行星齿轮传动滚筒特点：电动机轴与滚筒轴平行，传动简单，调高范围大，机身长度小。2、截割部传动特点（1）采煤机电动机转速为 1460r/min 左右，而滚筒转速一般为 3050r/min，因此截割部总传动比为5030 左右。通常有 35 级齿轮减速。（2）多数采煤机电动机轴心线与滚筒轴心线垂直，因此传动装置高速级总有一级圆锥齿轮传动。（3）通常采煤机的电动机除驱动截割部外还要驱动牵引部，故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（如更换截齿等）时将滚筒与电动机脱开，
7、以保证作业安全。（4）为适应破碎不同性质煤层的需要，有的采煤机备有两种或三种滚筒速度，利用变换齿轮变速。（5）为扩大调高范围，加长摇臂，摇臂内常装有一串惰轮。（6）截割部承受很大的冲击载荷，为保护传动零件，在一些采煤机截割部中设有专门的安全保险销。3、截割部传动的润滑采煤机截割部传动的功率大，传动件的负载很大，还受冲击，因此传动装置的润滑十分重要。常用方法是飞溅润滑，即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，同时将部分润滑油甩到箱壁上，以利散热。 润滑油：选用 150460cSt（40）的极压（工业 齿轮油）作为润滑油，其中以 N220 和 N320 用的最多。功用：移动采煤机
8、使工作机构连续落煤或调动机器。牵引部组成：牵引机构及传动装置。牵引机构类型：有链牵引和无链牵引。传动装置类型：机械传动、液压传动和电传动等，分别称为机械牵引，液压牵引和电牵引。要求：有足够大的牵引力；牵引速度 =010 m/min 可以无级调速；在电动机转向不变的情况下能正、反向牵引和停止牵引；有自动调速系统和可靠的保护装置，以及操作方便。三、牵引部 一、链牵引机构包括牵引链、链轮、链接头和紧链装置等。工作原理：牵引链 3 与牵引部传动装置的主动链轮 1 相啮合并绕过导向链轮 2 后与紧链装置 4 连接，两个紧链装置分别固定在工作面刮板输送机的机头和机尾上。紧链装置的作用是使牵引链具有一定的初
9、拉力，使吐链顺利。当主动链轮逆时针向旋转时，牵引链从右段绕入，这时左段链为松边，右段链为紧边。1、牵引链牵引链采用高强度（C 级或 D 级）矿用圆环链，它是用 23MnCrNiMo 优质钢经编成型后焊接而成的，常用牵引链为圆环链。2、链轮其形状比较特殊，常用 35CrMnSi 钢制成。圆环链缠绕到链轮上后，平环链棒料中心所在的圆称为节圆，各中心点的连线在节圆内构成了一个内接多边形。链牵引的缺点是牵引速度不均匀，致使采煤机负载不平稳。齿数越少，速度波动越大。主动链轮的齿数一般为 Z=58。3、紧链装置牵引链通过紧链装置固定在输送机两端。紧链装置产生的初拉力可使牵引链拉紧，并可缓和因紧边链转移到松
10、边时弹性收缩而增大紧边的张力。常用紧链装置有：（1）弹簧紧链器这种紧链装置为一弹簧筒，它固定在输送机两端。牵引链 1 经导向轮 2 固定在弹簧 3 的一端，可利用弹簧的预压缩量产生预紧力。紧链时，使采煤机位于工作面一端，将滚筒顶在煤壁上，然后开动牵引部使紧边拉紧。此时，B 端弹簧完全压缩，且紧边链有较大的弹性伸长量。再将 A 端弹簧预压到预紧力（约 3050kN） ，采煤机即可工作。随着采煤机向 B 端移动，紧边的弹性伸长量向松边转移，使松边拉力加大，但因有弹性补偿，拉力增加较慢。（2）液压紧链器液压紧链器是利用支架泵站的乳化液工作的。高压液经截止阀 4、减压阀 5、单向阀6 进入紧链缸 3，
11、使连接在活塞杆端的导向轮 2 伸出而张紧牵引链。其预紧紧力为活塞推力的一半。紧链方法与弹簧紧链器相同，只是将紧边液压缸活塞全部收缩，松边液压缸使牵引链达到预紧力（图 2-1-14b）紧边因拉力大而有很大的弹性伸长量，随着机器向右移动，紧边的弹性伸长量逐渐转向松边，使松边拉力大于预紧力，一旦拉力大到使液压缸内的压力超过安全阀 7 的调定压力时，安全阀开启，从而使松边链保持恒定的初拉力。调节安全阀压力，可使初拉力达到 3060kN。优点：松边拉力恒定，从而紧边拉力也能维持较稳定的值。 二、无链牵引机构1、工作原理和机构类型工作原理：取消了固定在工作面两端的牵引链，以采煤机牵引部的驱动轮或再经中间轮
12、与铺设在输送机槽帮上的齿轨啮合，从而使采煤机沿工作面移动。结构类型：（1）齿轮销轨型这种牵引机构是以采煤机牵引部的驱动齿轮经中间齿轨轮与铺设在输送机上的圆柱销排式齿轨相啮合使采煤机移动。（2）滚轮齿轨型这种牵引机构由装在底托架内的两个牵引传动箱分别驱动两个滚轮（即销轮） ，滚轮与固定在输送机上的齿条式齿轨相啮合而使采煤机移动。（3）链轮链轨型 这种牵引机构由牵引部传动装置的驱动链轮，与铺设在输送机采空侧挡板内的圆环链相啮合而移动采煤机。2、优缺点优点：1、采煤机移动平稳，振动小，减少了故障率，延长了使用寿命；2、可采用多牵引，使牵引力提高以适应大倾角条件下工作；3、可实现工作面多台采煤机同时工
13、作，提高产量；4、消除了断链事故，增大了安全性。缺点：对输送机的弯曲和起伏不平要求高，输送机的弯曲段较长（约 15m） ，对煤层地质条件变化的适应性差；同时使机道宽度增加约 100mm，加长了支架的控顶距离。三、牵引部传动装置类型牵引部传动装置功用：将采煤机电动机的动力传到主动链 轮或驱动轮并实现调速。分类（按传动形式）：机械牵引、液压牵引和电牵引。机械牵引：是指全部采用机械传动装置的牵引部。其特点是工作可靠，但只能有级调速，结构复杂，目前已很少采用。液压牵引：是利用液压传动来驱动的牵引部。液压传动的牵引部可以实现无级调速，变换、换向和停机等操作比较方便，保护系统比较完善，并且能随负载变化自动
14、地调节牵引速度，因此目前绝大多数采煤机都采用液压传动。电牵引：是指直接对电动机调速以获得不同牵引速度的牵引部。它的优点是省去了复杂的液压系统和齿轮变速装置，使牵引部传动大大简化。因而故障少，维护工作简单，传动效率高，机身长度缩短。而且其电子控制系统对外载变化的反应灵敏，能自动调速，当超载严重时，还能立即反向牵引。这是近几年发展起来的新颖牵引部传动型式，也是牵引部的发展方向。四、附属装置一、调高和调斜装置调高：为了适应煤层厚度的变化，在煤层高度范围内上下调整滚筒位置称为调高。调斜：为了使滚筒能适应底板沿煤层走向的起伏不平，使采煤机机身绕其纵轴摆动称为调斜。调斜通常用底托架下靠采空侧的两个支承 滑
15、靴上油缸 11 来实现调高类型：摇臂调高和机身调高。它们都是靠调高油缸（千斤顶）来实现的。用摇臂调高时，大多数调高千斤顶装在采煤机底托架内，通过小摇臂与摇臂轴使摇臂升降；也有将调高千斤顶放在端部或截割部固定减速箱内的等。用机身调高时，调高千斤顶有安装在机身上部的也有装在机身下面的。典型的调高液压系统。调高泵 2 经滤油器 1 吸油，靠操纵换向阀 3，通过双向液压锁 4 使调高千斤顶5 升降。双向液压琐用来琐紧千斤顶活塞的两腔，使滚筒保持在所需的位置上。安全阀 6 的作用是保护整个系统。二、喷雾降尘装置喷雾降尘是用喷嘴把压力水高度扩散，使其雾化，形成将粉尘源与外界隔离的水幕。雾化水能拦截飞扬的粉
16、尘而使其沉降，并能冲淡瓦斯、冷却截齿、湿润煤层和防止截割火花等作用。内喷雾：喷嘴装在滚筒叶片上，将水从滚筒里向截齿喷射。外喷雾：喷嘴装在采煤机机身上，将水从滚筒外向滚筒及煤层喷射。内喷雾喷嘴离截齿近，可以对着截齿前面喷射，把粉尘扑灭在刚刚生成还没有扩散阶段，降尘效果好，耗水量小。但供水管要通过滚筒轴和滚筒，需要可靠的回转密封，喷嘴也容易堵塞和损坏。外喷雾的喷嘴离粉尘源较远，粉尘容易扩散，并且耗水量较大，但供水系统的密封和维护比较容易。喷嘴是喷雾系统的关键元件，要求其雾化质量好，喷射范围大，耗水量小，尺寸小，不易堵塞荷拆装方便。其供水由喷雾泵站沿顺槽管路、工作面拖移软管接入，经截止阀、过滤器及水
17、分配器分配成四路：1、4 路供左、右截割部内、外喷雾；2 路供牵引部冷却及外喷雾；3 路供电动机 冷却及外喷雾。三、挡煤板在采煤机螺旋滚筒后设置挡煤板，可提高装煤效果，减少浮煤量和抑制煤尘飞扬。常用弧形挡煤板套在摇臂 1 头上，根据采煤机不同的牵引方向，可将其翻转至滚筒的任何一侧。翻转时，可利用装在摇臂采空侧的两个油缸 2 的活塞 3 通过滚子链 4 带动连接块 5，连接块通过离合装置与弧形挡煤板的轮毂相联。离合装置合上时，即可通过液压系统使挡煤板翻转。翻转结束时，使离合装置脱开，这时可将挡煤板浮放在底板或煤上。四、防滑装置骑在输送机上工作的采煤机，当煤层倾角大于 10时，就有下滑的危险，特别
18、是链牵引采煤机上行工作时，一旦断链，就会造成机器下滑的重大事故。因此，煤矿安全规程规定：当煤层倾角大于 15时，采煤机应设防滑装置。常用防滑装置有防滑杆、制动器、液压安全绞车等。1、防滑杆：设置在采煤机底托架下面顺着煤层倾斜向下的方向它可利用手把操纵，采煤机上行采煤时将防滑杆放下。下行时将防滑杆抬起。只用于中、小型采煤机。2、液压制动器3、YAJ 系列液压安全绞车YAJ 系列绞车由绞车 1，泵站 2，前、后柱脚 3、4 及导绳装置 5 等组成。绞车由泵马达驱动，液压系统 YAJ-13 用于机器质量 6t 以下，煤层倾角 45以下。YAJ-22 用于机器质量 21.6t 以下，煤层倾角31以下。
19、牵引部液压马达输出轴上的圆盘摩擦片式液压制动器，代替设在上顺槽的液压安全绞车，防止停机时采煤机下滑。液压制动器结构如图 2-1-26 所示。图中内摩擦片 6 装在马达轴的花键槽中，外摩擦片 5 通过花键套在离合器外壳 4 的槽中。内外摩擦片相间安装，并靠活塞 3 中的预顶弹簧 7 压紧。弹簧的压力使摩擦片在干摩擦下产生足够大的制动力防止机器下滑。YAJ 系列液压安全绞车恒压变量机构，当系统所需的流量发生变化而引起，压力的微小变化时，控制油缸 7 的液压力与拉簧 2 的拉力将失去平衡，而使活塞移动，进而使泵的输出流量发生与系统相适应的变化，以维持系统压力恒定。采煤机上行、下行工作时绞车工作过程：
20、1、绞车缠绳（正转）采煤机上行截煤时，绞车卷筒正转，这时绞车钢绳的牵引力用来平衡机器的下滑力。这里定义绞车的牵引力为缠绕力且满足。2、绞车放绳（反转）当采煤机下行割煤时，绞车的卷筒在采煤机的带动下强制反转，使卷筒放绳。此时，马达呈“泵”工况，马达排油侧与系统高压油路相通，吸油侧与低压油路相通，吸、排油侧压力差所造成的马达轴上的扭矩是采煤机下行的负载，相对说是绞车钢绳对采煤机作用一个拉力 ，称为安全力。 五、电缆拖移装置采煤机上、下采煤时，需要收、放电缆和水管。通常把电缆和水管装在电缆夹里，由采煤机拖着一起移动。第二节 MG300/690-W 型采煤机一、概述MG300/690-W 型采煤机是多
21、电动机横向布置的液压牵引采煤机，主要适用于煤层厚度 1.93.8m，煤质硬度 f4，煤层倾角40o 的综合机械化采煤工作面，可与多种刮板输送机配套。截深 600 或 800mm，采用齿轮-销轨型无链牵引机构，设计生产能力为 1200t/h 1.主要技术特征设计生产能力 1200t/h装机功率 3002+90=690kW采高 1.93.8m截深 600，800mm牵引速度 5.4，6.6m/min牵引力 550，450kN适应倾角 400牵引形式 液压牵引，摆线轮销轨啮合无链牵引操纵形式 整机三点操纵，中间手动，两端集中液控摇臂长度 2160mm摇臂摆角 上摆 43.40，下摆 21.40滚筒直
22、径 2000，1800，1600mm滚筒转速 29，35，40r/min机重 41t2.主要配套设备输送机SGZ-830/630 SGZ-830/500 SGB-764/264SGB-764/320 SGZ-880/750 SGZ-880/800SGZC-880/800 SGZ-730/400喷雾泵站供水泵 PB-320/63供水管 KJR32/110水压 2.0MPa(内喷雾)， 1.5MPa(外喷雾)流量 320L/min 3.MG300/690-W 型采煤机组成：由液压传动及电控部(合为一体)、左右截割部、左右牵引部、左右行走箱、冷却喷雾系统、机外油管组、支撑组件和拖缆装置等左右牵引部分
23、别与中间液压传动及电控部两端干式对接，左右行走箱分别固定在左右牵引部的壳体上共同构成该机机身左右牵引部与液压传动及电控部对接面采用高强度螺栓、螺母以及长丝杠液压螺母紧固联接，同时各用两个圆柱销定位左右行走箱与左右牵引部的联接方式，采用高强度螺栓和螺母板联接，同时各设有 2 个圆柱销定位加固，使整机机身具有很强的刚性和防松可靠度左右截割部为整体弯摇臂结构，通过铰接副分别与左右牵引部铰接，形成主联接支撑，并与机身成为一体，同时摇臂根部与调高液压缸铰接，实现截割部调高采煤机由煤壁侧的两组支撑组件和采空侧的两只导向滑靴分别支撑在工作面刮板输送机的铲煤板和销轨上，通过左右行走箱中的行走轮与输送机销轨啮合
24、，使采煤机沿工作面刮板装机功率 3002+90=690kW输送机行走。同时截割部电动机通过截割机构机械传动带动滚筒旋转，完成落煤和装煤作业 4.MG300/690-W 型采煤机特点：（1）总体传动采用多部电动机横向布置采用多电动机横向布置的传动形式，各部件之间纵向没有直接的动力传动，取消了螺旋锥齿轮传动及通轴结构等纵向布置传动环节，各部件的传动分别独立，提高了机械传动效率，降低了机体发热程度，克服了电动机纵向布置传动形式的诸多不足（2）长摇臂、短机身为增大采高范围和下切深度，采煤机采用长摇臂结构，摇臂有效长度为 2160mm，实现采高范围1.93.8m，最大下切深度达 464mm同时为增强摇臂
25、润滑，摇臂设有强迫润滑系统。另外，为了更好地适应底板起伏变化、输送机水平弯曲以及提高爬行输送机端头能力，设计较短机身，机身总长为 5940mm，两行走轮跨距为 4860mm（3）左右牵引部可实现电液互换左右牵引部可实现电液互换，动力输入部位可安装液压马达，也可安装 40kW 牵引电动机，两种形式联接尺寸相同，使牵引部机械传动系统本身电液完全互换 （4）截割电动机容量调整范围宽为加宽截割电动机的调整范围，采煤机截割部设计强度为 300kW，电动机容量调整范围为200300kW，行星传动机构基本借用 MG300-W 型采煤机结构，通过调整截割电动机容量，可实现一机多型液压牵引派生机型为 MG200/490-W、MG250/590-W、MG300/690-W改造成电牵引，派生机型为 MG200/500-DW、MG250/600-DW 和 MG300/700-DW，从而能够更好地适应不同工作面煤质变化要求。三种容量截割电动机的联接尺寸完全相同（5）液压传动及电控部合二为一为增强机身整体刚性和强度，液压传动部和电控箱合二为一设计，结构采用厚钢板组焊结构，组焊
