薄煤层采煤机的牵引部设计

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18%，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：TD421.6 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200。

（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10～15%，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2K-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

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。