薄煤層采煤機的牽引部設計

豈春強　成穎　范俊杰

摘 要 我國煤層賦存條件比較復雜，煤炭資源分布地域遼闊，地質條件復雜多樣。其中薄煤層可采儲量約占全國煤炭總儲量的18%，而產(chǎn)量只占總產(chǎn)量的7.3%，遠遠低于儲量所占的比例。薄煤層在我國分布較廣，有些地區(qū)的煤質也比較好。就當前的資源情況看，發(fā)展薄煤層機械化開采對于開發(fā)利用煤炭資源，延長礦井開采年限和實現(xiàn)高效開采都具有十分重要的意義。

關鍵詞 煤層 采煤機 機械化

中圖分類號：TD421.6 文獻標識碼：A

1煤層采煤機總體結構方案的設計及主要參數(shù)

用于走向長壁采煤法的采煤機應該具有的如下三種基本功能：（1）把煤從煤壁上破碎下來的功能；（2）把破碎下來的煤裝在工作面輸送機上的功能；（3）采煤機能沿著工作面自移的功能。

2牽引部傳動系統(tǒng)總體方案的確定

采煤機的牽引部是采煤機的重要組成部件，它不但負擔采煤機的移動和非工作時的調動，而且牽引速度的大小直接影響工作機構的效率和質量，并對整機的生產(chǎn)能力和工作性能產(chǎn)生很大影響。因此，合理確定牽引部的整體方案至關重要。

牽引部包括牽引機構及傳動裝置兩部分。牽引機構是直接移動機器的裝置，它分為鋼繩牽引、鏈牽引及無鏈牽引等幾種。傳動裝置是用來驅動牽引機構的，按傳動類型有機械傳動、液壓傳動及電傳動等幾種。傳動裝置位于采煤機上的稱為內牽引，位于工作面兩端的稱為外牽引。

由于薄煤層采煤機的工作條件比較特殊，對牽引部有以下要求：

（1）總傳動比大。為了實現(xiàn)比較低的牽引速度（一般為以下），采煤機牽引部的總傳動比一般大于200。

（2）總傳動比應能在工作過程中隨時調節(jié)。由于煤質不同和煤中含有堅硬夾雜物，即使在同一工作面內截割阻力變化也很大。為了避免電動機過度超載或欠載，使負載穩(wěn)定充分發(fā)揮采煤機的生產(chǎn)效能，需要隨時調節(jié)牽引速度。

（3）要在電動機轉向一定的條件下反向牽引和停止牽引。采煤機在工作面往還牽引時，滾筒的轉向不能改變，因而內牽引采煤機要在電動機轉向不變的條件下實現(xiàn)往還牽引和停止牽引。

（4）要有可靠的過載保護性能。由于采煤機的負載變化很劇烈，不論用手動或自動調節(jié)牽引速度，牽引部必須設置過載保護裝置，以保證運轉的安全。

（5）要有足夠的強度。雖然牽引部只消耗采煤機裝機功率的10～15%，但因牽引速度慢，機構受力，故對牽引部傳動件的強度要求是較高的。

采煤機牽引部傳動裝置的功用是將電動機的能量傳到主動鏈輪或驅動輪，并滿足牽引部的要求。現(xiàn)有的牽引部傳動裝置分為機械牽引、液壓牽引、電氣牽引三種。

具有純機械傳動裝置的牽引部簡稱機械牽引。其特點是工作可靠，但只能有級調速且結構復雜，目前己很少應用。

這種機械牽引系統(tǒng)為了實現(xiàn)調速、停止、換向、保護過載等，軸和齒輪非常多，外加離合器、制動閘等，結構非常復雜，并且在工作時，能得到的工作速度非常有限，因此，一般不采用此種牽引裝置。

2.1 牽引機構的選擇

長壁回采工作面采煤機的牽引機構有三種：鋼絲繩牽引機構、鏈牽引機構和無鏈牽引機構。

2.2 牽引部組成方案及其工作原理的確定

牽引部由牽引電機、電控系統(tǒng)、機械行走機構及制動系統(tǒng)等部分組成，是采煤機行走的動力源。

牽引電機的動力經(jīng)機械減速實現(xiàn)采煤機的行走，完成牽引過程，同時還提供調高動力。電控系統(tǒng)主要由隔離換向開關、載波接收機、電池控制按鈕盤、隔離開關操縱機構等組成，對采煤機各電機供電和保護起著可靠作用?？刂苹芈钒姍C功率控制、恒壓控制、高壓保護、低壓保護和回零保護。執(zhí)行元件為擺線齒輪。

3 技術經(jīng)濟分析

本文所設計的采煤機牽引部充分考慮采煤過程中，由于煤質的不同和煤中含有堅硬雜物，即使在同一工作面內截割阻力變化也很大，為了避免電動機過度超載和欠載而使負載穩(wěn)定、充分發(fā)揮采煤機的生產(chǎn)效能，需要隨時調節(jié)牽速度的大小。另外，采煤機在工作面往返牽引時，滾筒的轉向不能改變，因此要考慮到轉向裝置，同時能夠隨時在電機不停轉的情況下停止牽引。采煤機工作過程中負載變化劇烈，為了保證采煤機能正?？煽抗ぷ鞅仨毘浞挚紤]到過載保護。本次設計的牽引部采用液壓傳動，傳動鏈末尾采用2K-H型行星減速器，其特點是：傳動比大、體積小、重量輕、成本相對低廉，能耗低，壽命長、具有過載保護功能等特點。

操作使用方面，對工人的操作技巧要求非常低，不但能減少勞動強度還可以增加生產(chǎn)效率。

在生產(chǎn)制造方面，一般的小型礦廠都能自己生產(chǎn)出來，不僅在老式機上進行了修改，而且也能夠適應高自動化的發(fā)展趨勢。

4 結論

采煤過程中由于煤質的不同和煤中含有堅硬雜物，即使在同一工作面內截割阻力變化也很大，為了避免電動機過度超載和欠載而使負載穩(wěn)定、充分發(fā)揮采煤機的生產(chǎn)效能，需要隨時調節(jié)牽速度的大小。另外，采煤機在工作面往返牽引時，滾筒的轉向不能改變，因此要考慮到轉向裝置，同時能夠隨時在電機不停轉的情況下停止牽引。采煤機工作過程中負載變化劇烈，為了保證采煤機能正?？煽抗ぷ鞅仨毘浞挚紤]到過載保護。因為采煤機牽引速度低，機構受力大，牽引部的強度直接關系到能否正?？煽康夭擅?。

由于采煤機的工作空間窄小，空頂距受頂板壓力的限制，所以采煤機的外型尺寸受牽引部尺寸的直接影響。因為采煤機的工作環(huán)境惡劣、空間狹小、照明不足，牽引系統(tǒng)的操作應該力求方便、省力、簡單靈活，從而使整機更加實用方便。