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1、采煤机械培训课件课题一认识采煤机械知识点滚筒式采煤机的主要组成部分及工作过程高档普采工作面和综采工作面的概念滚筒式采煤机结构综述技能点认知滚筒式采煤机的结构一、任务描述采煤工作面有落煤、装煤、运煤、支护顶板、处理采空区五大工序。过去大都靠人工完成，现在都转为由机械完成，其中采煤机完成落煤和装煤工序，运输机完成运煤工序，液压支护设备完成支护顶板和处理采空区工序。因此，学习和掌握这些设备，是本专业的重点，也是今后工作的基础。二、任务分析（一）采煤机的种类采煤机械根据结构和工作原理分为：滚筒式采煤机、刨煤机、链式截煤机几种类型，目前我国大多数煤矿都使用的是滚筒式采煤机，故本书主要介绍滚筒式采煤机。滚
2、筒式采煤机又根据其滚筒的数量分为单滚筒采煤机（主要用于薄煤层）和双滚筒采煤机（主要用于中、厚煤层）。（二）滚筒式采煤图ITTlBJDToO型采煤机挡煤板翻转装置IT媒板2-僦板托槊支臂3-单作用油缸4一柱寒5一滚子Z摩擦垫7-截雕筒环形面8T臂箱机的主要组成部分单滚筒采煤机外形如图111所示，它主要由电动机、截割部、牵引部、辅助装置四大部分组成。图1一1一21BJI-300型采煤机挡煤板翻转装置1一挡煤板2挡煤板托架支臂3一单作用油缸4一柱塞5滚子6-摩擦垫7一截割滚筒环形面8一摇臂箱7v.X.侬筒采煤机外形如图112所示，它也是由电动机、截割部、牵引部、辅助装置四大部分组成。所不同的是有两个
3、截割部。各组成部分的作用如下：1 .电气系统电气系统包括电动机6及其箱体和装有各种电气组件的中间箱、接线箱等。电气系统主要作用是为采煤机提供动力，并对采煤机进行超载保护及控制其动作。2 .牵引部牵引部5由牵引机构和牵引传动装置组成。牵引机构是移动采煤机的执行机构，分为有链牵引和无链牵引两类。牵引部的主要作用是控制采煤机行走，使其按要求沿工作面运行，并对采煤机进行必要的超载保护。3.截割部截割部包括摇臂减速箱3和8、固定减速箱4和7、（对整体调高采煤机来说，摇臂减速箱和机头减速箱为一个整体）、滚筒1和9、挡煤板2和10等。截割部的主要作用是落煤、碎煤和装煤。4.辅助装置（又称附属装置）辅助装置包
4、括底托架12、滚筒调高装置、机身调斜装置、挡煤板翻转装置、防滑装置、电缆拖移装置、冷却喷雾装置以及为实现滚动升降、机身调斜、挡煤板翻转及机身防滑而设置的辅助液压系统。辅助装置的主要作用是同上述三大主要部分一起构成完整的采煤机功能体系，以满足高效、安全的要求。（三）滚筒式采煤机的工作过程图1一1一21即一300型采煤机挡煤板翻转装置1一挡煤板2一挡煤板托架支臂3一单作用油缸4一柱塞5滚子6-摩擦垫7一截割滚筒环形面8一摇臂箱滚筒式采煤机的工作过程如图113所示：电动机经截割部减速箱、摇臂减速箱驱动滚筒旋转，滚筒螺旋叶片上安装的截齿依次截入煤体，实现破煤。破碎下来的煤依靠螺旋叶片和弧形挡煤板（相当
5、于螺旋输送器）推入运输机运出工作面。电动机还经牵引部液压传动箱驱动牵引链轮（或滚轮），使采煤机以运输机槽帮钢为轨道，沿工作面全长来回行走，实现双向割煤。辅助装置中的喷雾装置进行喷雾灭尘，拖拽电缆装置拖动电缆水管随机移动。（请观看多媒体视频课件）（四）高档普采工作面和综采工作面的概念根据采煤工作面机械化程度的不同，将采煤工作面分为高档普采工作面和综采工作面，它们的不同之处有以下几点：1）使用的液压支护设备不同，高档普采工作面使用的是单体液压支柱;综采工作面使用的是液压支架。2）配套的运输机不同，高档普采工作面使用的是轻型或中型刮板输送机；综采工作面使用的是重型刮板输送机、桥式转载机和可伸缩胶带输
6、送机。3）采煤机进刀（即滚筒进入煤体）的方式不同，高档普采工作面使用的是单滚筒采煤机，需人工开缺口使采煤机滚筒进入煤体；综采工作面使用的是双滚筒采煤机，可采用斜切进刀使采煤机滚筒进入煤体。综合机械化采煤工作面的配套设备及工作面布置如114所示。采煤机1、可弯曲刮板输送机2和液压支架3是组成综采工作面的主要设备。端头支架4用来移输送机机头、机尾，并支护端头空间。桥式转载机5与可弯曲刮板输送机2搭接，用来将工作面运来的煤转载到可伸缩胶带输送机6上运出。乳化液泵站9用来为液压支架3提供压力液体。喷雾泵站13用来为采煤机提供冷却喷雾用的压力水。设备列车10用来安放移动变电站11、乳化液泵站9、喷雾泵站
7、13、集中控制台7等设备。液压安全绞车12用来当煤层倾角大于16时防止采煤机下滑。集中控制台用于控制可弯曲刮板输送机、桥式转载机、可伸缩胶带输送机及通信等。图1121BJI）300型采煤机挡煤板翻转装置1一挡煤板2一挡煤板托架支臂3一单作用油缸4一柱塞5一滚子A摩擦垫7一截割滚筒环形面8一摇臂箱（五）滚筒式采煤机结构综述1截齿截齿是采煤机上直接用来落煤的刀具。截齿的几何参数和质量对采煤机的工况、能耗、生产率和吨煤成本有很大影响。（1）截齿的类型采煤机上的截齿类型很多，但基本可分为两类。1）扁形截齿（又称径向截齿、刀形截齿）.IMIM1三f微阖卜就制碉H葡扁形截齿是采煤机上用得最多的一种截齿,它
8、是沿滚筒径向安装的，如图115所示，因而又称径向截齿。为了增加耐磨性，截齿头部镶嵌有硬质合金。其割煤原理类似于车刀切削工件，故又称刀形截齿。根据前端形状的不同，扁形截齿又分为平前面截齿（见图l-l-6a）和屋脊状前面截齿（见图M-6b）两种。平前面截齿的结构简单，但截煤时产生的煤粉多，刀具受力大。这种截齿适用于中硬及夹石较少且节理发达的煤层。MLS3-170型、IT燕H三三三W4-极广好HlH三三s8-解第dts.300型采煤机就采用这种截齿。屋脊状前面截齿的强度高，截煤时产生的煤粉少，截齿受力也相对减小。这种截齿使用于韧性、夹石多的硬煤层。AM-500型、MCLE-DR6565型、MG-30
9、0型采煤机均采用这种截齿。扁形截齿可用于不同硬度的煤层中，适应范围较广。2）锥形截齿（又称切向截齿、镐形截齿）锥形截齿基本上是沿滚筒切向安装的，故也称切向截齿。锥形截齿落煤时主要靠齿的尖劈作用楔入煤体而将煤破碎，破煤原理类似镐挖煤，故又称镐形截齿。锥形截齿适合于脆性及裂隙多的煤层。图HTlBJDTO野黑树兼板翻雕置2-雕板朦翅3-靴用触4-三5T子T辘三三三8T躲镐形截齿分圆锥形截齿（见图l-l-7a）和带刃扁截齿（见图l-l-7b）两种。圆锥形截齿是由硬质合金制成的，齿身头部堆焊一层硬质合金，以增加耐磨性。齿身为圆柱形,插在齿座内，尾部用弹性挡圈固定。这种截齿形状简单，制造容易，可以绕轴线自
10、转。当截齿一侧磨损时，原则上讲可通过自转而自动磨锐齿头，但实际上由于齿身锈蚀、变形或被煤粉堵塞等原因而不能自转。带刃扁截齿对煤的锲入作用要好些，但形状复杂，不能自转。（2）截齿的固定方式目前几种常见的截齿固定方式如图所示。图l-8a所示的固定方式用于国产MLS3-170型采煤机上，它利用圆柱销及弹性挡圈将截齿固定住；图ll8b所示为MKn型采煤机上的截齿固定方式，将圆柱销3穿过入截齿1孔中的橡胶塞4中，利用橡胶的弹性销子卡在齿座的缺口中，拆卸时只需用专用工具将销子拧转一下，即可拔出截齿。图l-l-8c所示为DTS-300型采煤机上的截齿固定方式，橡胶和圆柱销装在齿座中，截齿装入时靠斜面抵住销子
11、并压缩橡胶塞，靠销子卡住齿身上的缺口来固定截齿，拆卸时可用专用工具将截齿拔出。采用上述几种固定方式后，截齿拆装容易，并且丢失量大为减少。此外还有用小销与橡胶塞（见图弹性挡圈（见图橡胶圈（见图l-l-7b）等多种图1121BJD300型采煤机挡煤板翻转装置1一挡煤板2挡煤板托架支臂3一单作用油缸4一柱塞5滚子6-摩擦垫7一截割滚筒环形面8一摇臂箱2滚筒1）滚筒的结构s+2iM三三mKi三H心糖HTF三MWi的螺旋滚筒结构如图-9所示,其作用是落煤和装煤。它由螺旋叶片1、端盘2、齿座3、喷嘴4、筒毂5等部分组成。叶片与端盘焊在筒毂上，筒毂与滚筒轴连接。齿座焊在叶片和端盘上，齿座中固定有用来落煤的截
12、齿。螺旋叶片用来将落下的煤推向输送机。为防止端盘与煤壁相碰，端盘边缘的截齿向煤壁侧倾斜。由于端盘上的截齿深入煤体，工作条件恶劣，故截距较小，越远离煤体截距越大。叶片上装有进行内喷雾用的喷嘴，以降低粉尘含量。喷雾水由喷雾泵站通过回转接头及滚筒轴中心孔引入。滚筒端盘上开设有排煤孔，以排出端盘与煤壁之间的煤粉，避免发生堵塞。排煤孔的形状对排煤效果有较大的影响，图IJJOb所示的排煤孔形状比较复杂，排煤效果比图IJJOa所示的形状好。图IJJOc所示是无端盘的滚筒，它是铸造的三头螺旋滚筒，所以叶片和筒毅为一整体，刚度很好。在3块螺旋叶片靠煤壁的端头个焊1根径向辐条，每根辐条上装截齿，端盘中心有一个双刃
13、钻头和若干个截齿。这样的结构排煤效果最好，但因端盘上截齿数量有限，只适宜于煤质松软时图1121BJD300型采煤机挡煤板翻转装置1一挡煤板2一挡煤板托架支臂3一单作用油缸4一柱塞5一滚子摩擦垫7一截割滚筒环形面8一摇臂箱用。2）截齿的配置图H-21BJDT(I果螂值蒯破常遭-三2-m三f4-三T子三三三三螺旋滚筒上截齿的排列规律称为截齿配置。它的基本要求是：采出的块煤要多，产生的煤尘要少，即截割能耗要低，截割阻力和牵引阻力要比较均衡地作用在滚筒上。这些要求若能实现，采煤机的生产率就可能较高，而机器的负荷则较小。截齿配置情况可用截齿配置图来表示。截齿配置图表示了所有截齿在工作机构形成表面上的坐标
14、位置。螺旋滚筒工作机构的截齿配置图是滚筒截齿齿尖所在圆柱面的展开图（如图。图中水平线称为截线，是截齿的运动轨迹；相临水平线的间距就是截距；竖线表示截齿的位置坐标。3截割部传动方式采煤机截割部大多采用齿轮传动，传动方式归结起来主要有以下几种：1）电动机机头减速箱一摇臂减速箱一滚筒如图IJJla所示，这种传动方式应用较多，DY/50型、MZS215。型、BMJOO型、SlRUS-400型采煤机都采用这种传动方式。它的特点是传动简单，摇臂从机头减速箱端部伸出（称为端面摇臂），支撑可靠，强度和刚度好，但摇臂下限位置受输送机限制，卧底量较小。2）电动机机头减速箱摇臂减速箱-行星齿轮滚筒如图IJJlb所示
15、，由于行星齿轮传动比较大，因此可使前几级传动比减小，系统得以简化，并使行星齿轮的齿轮模数减小。但采用行星齿轮以后，滚筒筒毂尺寸增加，因而这种传动方式适用于在中厚煤层工作的大直径滚筒采煤机，大部分中厚煤层采煤机如AM-500型、BJD-300型、MLS3-170型、MXA-300型、MCLE-DR6565型采燥机都采用这种传动方式。这种传动方式的摇臂从机头减速箱侧面伸出（称为侧面摇臂），所以可获得较大的卧底量。在以上两种传动方式中都采用摇臂调高，获得了良好的调高性能，但摇臂内齿轮较多，要增加调高范围必须增加齿轮数。由于滚简上受力大，摇臂及其与机头减速箱的支撑比较薄弱，所以只有加大支撑距离才能保证
16、摇臂的强度和刚度。3）电动机机头减速箱-滚筒如图I-LlIc所示，这种传动方式取消了摇臂，而靠由电动机、机头减速箱和滚筒组成的截割部来调高，使齿轮数大大减少，机壳的强度、刚度增大，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）电动机摇臂减速箱-行星齿轮滚筒如图IJJld所示，这种传动方式的主电动机采用横向布置，使电动机轴与滚筒轴平行，取消了承载大、易损坏的锥齿轮，使截割部更为简化。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。新型的电牵引采煤机，如3LS型、EDW1502L型、R550型采煤机都采用这种传动方式。4牵引部传动方式和无链牵
17、引机构采煤机的牵引部是采煤机的重要组成部件,它不但担负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直接影响工作机构的效率和质量，并会对整机的生产能力和工作性能产生很大的影响.采煤机牵引部主要由传动装置和牵引机构两大部分组成。根据传动装置可以将采煤机分为机械牵引、液压牵引和电牵引三种；根据牵引机构可以将采煤机分为有链牵引和无链牵引两种。现在机械牵引和有链牵引方式已经不使用了，经常使用的是液压牵引、电牵引传动装置和无链牵引的牵引机构。（1）液压牵引传动装置目前我国生产的液压牵引的采煤机均采用双向变量泵-双向定量马达组成的液压牵引传动装置，如图所示。电动机带动双向变量泵输出高压油，高压油驱
18、动油马达转动，油马达使牵引滚轮（或齿轮）在销轨（或齿条）上滚动，从而带动采煤机行走。改变液压泵SH-21BJD-300三SOSm2-雕懒栗猾A靴用流4-犍5T于F8三的排量即可实现机器的调速，改变液压泵的排油方向即可实现机器的换向。在液压牵引采煤机中还可以根据电动机的负载变化和牵引阻力的大小来实现自动调速和超载保护。(2)电牵引传动装置图IH-21BJD-300型采煤机挡煤板翻转装置1一挡煤板2一档煤板托架支臂.3一单作用油缸4一柱塞5一滚子A摩擦垫7一截割滚筒环形面8一摇臂箱电牵弓I传动装置如图1-1/3所示。它是由直流电动机（或交流电动机）经齿轮减速后驱动牵引滚轮（或齿轮）在销轨（或齿条）
19、上滚动，从而带动采煤机行走。改变电动机的转速即可实现机器的调速，改变电动机的转向即可实现机器的换向。同时很容易实现对机器的自动调速和超载保护。（3）无链牵引的牵引机构图H-21BJ1H00型雅照藏麟翅F三2-三三lH三iEHl5-肝H三7-麴海那面8d三图IT一21BJD-300型采煤机挡煤板翻转装置ITl媒板2一挡煤板托槊支臂3一单作用油缸目前使用的无链牵4一柱塞5一滚子H摩擦垫7一截割滚筒环形面8一摇臂箱引机构有齿轮一销轨式，如图1114所示；销轮一齿轨式，如图1115所示；复合齿轮一齿条式，如图所示几种形式。图HTlW-30()MW三mIT3-靴用雌I4-5嵌子(r-m7-三三WE8一普
20、普第图1一1一21BJD-300型采煤机挡煤板翻转装置1一挡煤板2一挡煤板托架支臂3一单作用油缸4一柱塞5一滚子人摩擦垫7一截割滚筒环形面8一摇臂箱5.辅助装置(1)滚筒调高装置滚筒调高装置的作用是调节滚筒的高度，以适应煤层厚度的变化。目前所有的滚筒式采煤机均采用液压传动来实现滚筒调高，其液压系统如图1117所示。系统由液压泵、换向阀、溢流阀、液控单向阀、液压缸等组成。当需要调节滚筒高度时，司机操作换向阀手把（推或拉），使压力油经换向阀和液控单向阀进入液压缸的左腔（或右腔），推动液压缸的活塞杆伸出（或缩回），从而使采煤机滚筒升（或降）。当司机不操作换向阀手把时，换向阀处于图示位置，其H型中位机
21、能使液压泵卸荷，液控单向阀关闭，采煤机滚筒保持在某一高度工作。溢流阀起限压保护的作用，防止因负载过大造成液压泵、液压缸的损坏。（2）电缆拖拽装置图1一1一21BJD300型采煤机挡煤板翻转装置1一挡煤板2挡煤板托架支臂3一单作用油缸4一柱塞5一滚子摩擦垫7一截割滚筒环形面8一摇臂箱电缆拖拽装置的作用是：当采煤机沿工作面上、下割煤时，拖拽电缆和喷雾水管随机移动。电缆拖拽装置由电缆夹及回转弯头等组成，结构如图1J-18所示。电缆夹由框形链环用钾钉连接而成，每段长0.71m，各段链环朝采空区侧是开口的，电缆和水管从开口放入并用挡销挡住。电缆夹的一端用一个可回转的弯头固定在采煤机的电气接线箱上。为了改
22、善靠近采媒机机身这一段电缆夹的受力情况,在电缆夹的开口一边装有一条节距相同的板式链，使链环不至于发生侧向弯曲和扭绞。由主巷道来的电缆和水管进入工作面后，前半段工作面的电缆和水管直接铺在电缆槽的底部，从工作面中部附近才开始将电缆和水管放入电缆夹内。拖动的电缆及电缆夹的总长度最好比采煤机的运行长度的一半长出2m,以便能够打弯和适应工作面延长的需要。在采煤机下行过程中，中部电缆将出现双弯，这对某些工作面和电缆槽高度是不允许的。在这种情况下，只能使拖动的电缆及电缆夹的长度恰好等于采煤机运行长度的一半。由于电缆长度没有余量，所以应在工作面两端设置行程开关，使采煤机及时停止牵引，不至于拉断电缆。(3)喷雾
23、灭尘装置为了减少采煤机在工作过程中产生的粉尘，需要采取多方面措施，目前最常用的灭尘方法是喷雾灭尘，国外还有吸尘器灭尘、泡漠灭尘和其他物理灭尘的方法。喷雾灭尘是用喷嘴把压力水高度扩散，使其雾化，雾化水形成水幕使粉尘与外界隔离，并能湿润飞扬的粉尘而使其沉降，同时还有冲淡瓦斯、冷却截齿、湿润煤层和防止截割火花等作用。另外，由于采煤机工作使电动机、牵引部、截割部等温度升高，从而降低了采煤机的性能，因此采煤机设置了冷却系统，利用压力水同时对电动机、牵引部、截割部进行冷却。煤况安全规程中规定：采煤机工作时必须有内外喷雾装置，否则不准工作。喷嘴装在滚筒叶片上，将水从滚筒里向截齿喷射，称为内喷雾。喷嘴装在采煤
24、机机身上，将水从滚筒外向滚筒及煤层喷射，称为外喷雾。内喷雾时，喷嘴离截齿较近，可以对着截齿面喷射，从而把粉尘扑灭在刚刚生成还没有扩散的阶段，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，月.喷嘴易堵塞和损坏。外喷雾器的喷嘴离粉尘源较远，粉尘容易扩散，因而耗水量大，但供水系统的密封和维护比较容易。图1-121BJDTOO型采煤机挡煤板翻转装置IT煤板2挡媒板托架支臂.3一单作用油34-柱塞尸好上摩擦塾7一截撅筒碰面8一摇雕喷雾冷却系统的形式如图所示。由喷雾泵站供给的压力水经水管a进入采煤机，再经采煤机上的截止阀、过滤器及水分配器分配到各路，其中d、e、f、g4路供左右截割
25、部内外喷雾冷却，C路供牵引部冷却及外喷雾，b路供电动机冷却及外喷雾。(4)防滑装置骑在刮板输送机上行走的采煤机，当煤层倾角大于10时，如果遇到因电路故障或瓦斯超限引起的突然停电而失去牵引力，就会发生采煤机下滑的“跑车”事故，严重危及安全作业。因此，煤矿安全规程规定:当倾角大于10时，采煤机应设置防滑装置；当倾角大于16。时，采煤机必须设置防滑绞车。图1121Bm-300型采煤机挡煤板翻转装置1一挡煤板2挡煤板托架支臂3一单作用油缸4一柱塞5滚子6-摩擦垫7一截割滚筒环形面8一摇臂箱最简单的防滑装置是在采煤机下面顺着煤层倾斜向下的方向装设防滑杆，如图1.1.20所示，它可以利用手柄操纵。采煤机上
26、行采煤时，需将防滑杆放下，这样，万一采煤机下滑，防滑杆即顶在刮板输送机上，只要及时停止输送机，即可防止机器下滑。下行采煤时，由于滚筒顶住煤壁，机器不会下滑，因而需要将防滑杆抬起。这种装置只适用于中小型采煤机。此外，还有抱闸式防滑装置、盘式制动器防滑装置、摩擦片制动器防滑装置、防滑绞车等防滑方式。(5)翻转挡媒板装置在螺旋滚筒后面设置挡煤板，可以提高装煤效果，减少浮煤量及抑制煤尘飞扬。弧;形挡煤板套装在滚筒轴上，根据采煤机不同牵引方向的需要，可将它翻转到滚筒的任-侧。弧形挡煤板可以利用重力和摩擦力来翻转。其方法如下：当采煤机工作到工作面端头停机后，把弧形挡煤板固定销拔出，让其自由悬挂在滚筒下面，
27、改变采煤机牵引方向后，再把摇臂放下，将弧形挡煤板压在底板上，然后启动采煤机往前稍微行走，靠底板与挡煤板间的摩擦力就可以把挡煤板翻转到另一侧，最后将固定销插上即可。但这样翻转煤板，要求有一定的高度空间，在薄煤层中比较困难，所以现代化采煤机均装有挡煤板翻转装置。一种利用摩擦力的挡煤板翻转装置如图1-1-21所示。其工作原理如下：压力油进入3个单作用油缸3中推动柱塞4伸出，通过滚子5将挡煤板托架支臂2压向截割滚筒环形面7,然后点动截割电动机使滚筒转动，利用滚筒环形面7与托架支臂2之间的摩擦力带动托架支臂2及挡煤板1翻转。图H-21BJ1H00型雅照藏麟翅F三2-三三lH三iEHl5-肝H三7-麴海那面8d三
