采煤機截割部的設(shè)計探析

摘 要：采煤機的截割部，是比較重要的部分，規(guī)范采煤機截割部的設(shè)計，才能提高采煤機的性能和質(zhì)量，保障采煤機截割部的規(guī)范性，規(guī)避潛在的風(fēng)險。根據(jù)采煤機使用的實際情況，設(shè)計好截割部，以便維護采煤機的有效性和科學(xué)性，強化采煤機的實踐過程。文章主要探討采煤機截割部設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：采煤機；截割部；設(shè)計

采煤機的截割部，直接服務(wù)對象是煤炭，為了提高煤炭開采的水平和實踐性，應(yīng)該注重采煤機截割部的優(yōu)化設(shè)計，全方面的提升煤炭的開采效率，確保煤炭開采利益的最大化，更重要的是提升采煤機截割部的工作效率，以此來提高煤炭的開采數(shù)量，促使采煤機能夠滿足煤礦企業(yè)的發(fā)展。

1 采煤機截割部設(shè)計方案的相關(guān)內(nèi)容

1.1 搖臂傳動設(shè)計

搖臂傳動在采煤機截割部設(shè)計方案中，主要起到傳動、力學(xué)分配的作用，搖臂傳動結(jié)構(gòu)，在采煤機截割部中，可以將動力裝置提供的動力，穩(wěn)定的傳送到工作部分，進而按照指令完成任務(wù)[1]。搖臂裝置在截煤與裝煤的過程中，起到關(guān)鍵的作用，采煤機截割部設(shè)計時，重點考慮搖臂傳動的設(shè)計方法，維護搖臂傳動裝置的穩(wěn)定性和高效性，避免搖臂操作耽誤采煤的作用過程。搖臂傳動設(shè)計期間，保證技術(shù)參數(shù)的準(zhǔn)確性，根據(jù)采煤機的使用高度，設(shè)計的采高及臥底量，促使各項數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的參與帶搖臂傳動內(nèi)。針對搖臂傳動設(shè)計，提出幾點設(shè)計意見，如：（1）搖臂傳動設(shè)計中，采高、采煤機等，都要明確搖臂傳動的關(guān)聯(lián)性，以此來提高搖臂傳動實際操作的效率；（2）搖臂傳動設(shè)計要達到采煤機的運轉(zhuǎn)要求，提高可行性，傳動速率要達到1470r/min，在星傳動的作用下，促使采煤機的截割部，處于高效的運行狀態(tài)。

1.2 分配傳動設(shè)計

第一，采煤機截割部分配傳動設(shè)計中，分配傳動比數(shù)據(jù)，需要符合截割速度的要求，一般情況下，采煤機截割部的運行速度維持在3.5～5.0m/s，采高高度限制為3m，此時就要計算出截割部分配時的傳動比[2]。例如：某煤礦企業(yè)的采煤機，截割部設(shè)計時，根據(jù)截割速度公式V=？蒹Dn/60進行計算，滾筒轉(zhuǎn)速參數(shù)設(shè)計為44.59～63.7r/min范圍內(nèi)，滾筒的直徑=2.0m，搖臂分配傳動比是32.67。采煤機截割部設(shè)計分配傳動比，目的是提高截割部的工作效率，采取潤滑的設(shè)計方法，拉近兩級傳動的數(shù)據(jù)比值，保障截割部的高效性。

第二，采煤機截割部分配傳動設(shè)計方面，注重齒輪齒數(shù)的確定，為了和傳動比保持一致性，設(shè)計人員要充分研究采煤機以往的數(shù)據(jù)，根據(jù)機械設(shè)計的具體需求，配合行星減速器的齒數(shù)，初步狀態(tài)下，確定出齒輪齒數(shù)，提高傳動設(shè)計的有效性。傳動的設(shè)計數(shù)據(jù)分別是：（1）一級減速傳動參數(shù)25、37、31；（2）二級減速傳動參數(shù)是29、37、37、37、39；（3）行星一級減速傳動參數(shù)23、28、79；（4）行星二級減速傳動參數(shù)19、18、65，配置300kW的功率，配合電動機的1470r/min轉(zhuǎn)數(shù)。

2 采煤機截割部設(shè)計數(shù)據(jù)的相關(guān)分析

2.1 截割部的軸轉(zhuǎn)速

采煤機的截割部，每個軸之間，轉(zhuǎn)速都是按照由高到低的順序分布的，依次是1～11軸，需要計算出截割部的軸轉(zhuǎn)速。采煤機截割部的軸轉(zhuǎn)速是1470r/min，第二個轉(zhuǎn)軸速度的計算方法是（25/37）×1470=993.24r/min；第三個轉(zhuǎn)軸速度的計算方法是（31/37）×993.24=832.17r/min；以此類推；第11個轉(zhuǎn)軸速度的計算方法是（199.15/4.42）=45.06r/min。

2.2 截割部的軸傳遞功率

傳遞功率需根據(jù)各個軸的轉(zhuǎn)速設(shè)計，如果采煤機截割部使用0.99的齒輪轉(zhuǎn)動頻率數(shù)值，此時滾動軸承的效率是0.98，離合器傳動效率數(shù)據(jù)是0.97[3]。行星減速器的實際工作效率=0.98，其與二級減速傳動參數(shù)相乘，得出每個軸的傳遞功率（P），分別是：P1=300×0.98×0.97=285.18kW；P2=285.18×0.99×0.98=276.68kW；P3=276.68×0.99×0.98=268.44kW；以此類推；P11=226.13×0.99×0.98=228.42kW。

2.3 限矩器與扭矩軸

截割部在采煤機結(jié)構(gòu)中，屬于空心軸構(gòu)成，空心軸的外端，連接了外花鍵和限矩器，維護輸入裝置的可靠性。限矩器的輸出端，連接了扭矩軸的一段，而扭矩軸的另外一端，穿過了截割部電機的空心軸，直接連接了外部的截割齒輪箱。限矩器不僅參與采煤機截割部的傳動過程，同時具有機械過載保護的功能。所以，在采煤機截割部，限矩器和扭矩軸，共同構(gòu)成機械保護裝置，假如外力矩小于限矩器設(shè)計的摩擦扭矩時，限矩器就會將動力傳送到截割齒輪箱中，保持正常的工作狀態(tài)，如果外力矩大于限矩器的摩擦扭矩，限矩器與扭矩軸就會立即啟動機械過載保護功能，當(dāng)運行參數(shù)正常后，限矩器會自動恢復(fù)到常態(tài)，促使采煤機截割部保持穩(wěn)定工作。

在采煤機截割部設(shè)計中，扭矩軸起到動力傳輸?shù)淖饔茫蘧仄鞯妮敵龊徒馗铨X輪箱之間，嚴(yán)格管控截割部的工作方式[4]。外力矩比扭矩軸的抗扭強度低時，選擇扭矩軸傳送動力，采煤機截割部的電機，在驅(qū)動狀態(tài)下完成操作，預(yù)防扭矩扭斷的問題。機械過載保護研究設(shè)計方面，還要注重電機空轉(zhuǎn)的問題，以免驅(qū)動截割機構(gòu)發(fā)生性能問題，在傳送動力的狀態(tài)下，完成過載保護的作用，促使限矩器的動作，在扭矩軸動作之前完成。

3 采煤機截割部設(shè)計過程的運用技術(shù)

采煤機截割部設(shè)計方案及參數(shù)控制，還要注重截割部壽命的延長和效率的提高，提出兩點科學(xué)、高效的技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提高采煤機截割部的設(shè)計水平，滿足采煤機的運行需求。

3.1 電力牽引技術(shù)

電力牽引技術(shù)是指在大功率的狀態(tài)下完成的，其在采煤機截割部設(shè)計方面，提高了煤炭開采的安全性水平，同時簡化了截割部設(shè)計的操作方法，避免浪費人力、物力，擴大截割部設(shè)計的經(jīng)濟利益。例如：大功率牽引技術(shù)在采煤機截割部設(shè)計中，運用多項電機，確保電壓達到3000V以上，在交流變頻的條件下，完成電壓傳送，為截割部提供充足的牽引力，保障傳送速度可達到規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，保護好截割部裝置的配件，維護采煤機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2 故障檢測與控制

故障檢測與控制，采煤機截割部長時間處于高效的運行狀態(tài)，就會潛在很大的故障隱患，采取故障檢測的方法，控制故障的發(fā)生，保障采煤機處于連續(xù)生產(chǎn)的狀態(tài)，由此降低故障的發(fā)生機率。

4 結(jié)束語

采煤機截割部設(shè)計，是一項非常重要的工作，本身實踐性強，規(guī)劃好設(shè)計方案、數(shù)據(jù)的相關(guān)設(shè)計，同時落實注意事項，才能把控截割部設(shè)計的過程，達到煤礦企業(yè)的需求標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)出采煤機截割部設(shè)計的實踐價值。優(yōu)化采煤機截割部的設(shè)計，才能強化采煤機的規(guī)范性運用，預(yù)防安全或性能問題。

參考文獻

[1]蘭曉靜.基于采煤機截割部的設(shè)計分析[J].煤炭技術(shù)，2013，04：3-5.

[2]李謹.采煤機截割部扭矩軸的設(shè)計及試驗研究[D].太原理工大學(xué)，2015.

[3]郭光輝.ML360連續(xù)采煤機截割部設(shè)計及應(yīng)用[J].煤礦機械，2016，04：97-98.

[4]謝艷紅.基于采煤機截割部的設(shè)計分析[J].科技致富向?qū)В?015，02：113+197.

作者簡介：顧紹純（1983-），男，吉林省遼源市人，學(xué)歷：本科，研究方向：采煤機機械設(shè)計。