煤炭開采機械理論與應用之雙滾筒采煤機

1、1,煤炭開采機械理論與應用,第3章 雙滾筒采煤機,2,第3章 雙滾筒采煤機內容導航,3.1 煤巖破碎機理3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類3.3 雙滾筒采煤機工作過程3.4 采煤機的截割部3.5 采煤機的牽引部3.6 采煤機的其他裝置3.7 采煤機技術參數(shù)選擇 3.8 采煤機運行的可靠性,,3,第3章 雙滾筒采煤機視頻,,4,3.1煤巖破碎機理,a.刀具尖端作用于煤巖體表面。b.在刀具尖端接觸點前方的煤巖體內部產(chǎn)生剪應力。

2、c.脆性材料的局部變形很小，刀尖前方材料內剪應力增加,刀尖周圍產(chǎn)生拉應力，當這剪應力、拉應力達到其強度極后,在材料內出現(xiàn)微裂紋。,5,3.1煤巖破碎機理,d. 微裂紋增長,擴大,出現(xiàn)碎塊崩落.同時微小顆粒的剝層和細化形成粉塵,在煤層內的裂隙中還存有原生態(tài)粉塵這兩部分粉塵同時散出,部分粉塵滯留于刀尖上,形成瘤層。,6,3.1煤巖破碎機理,截割力Z：,,A——抗截強度,N/cm;h——截割深度,cm；b——刀具計算寬度,cm。,,,——

3、平均接觸高度，cm；,——刀具傾角； ——刀具錐角,也可近似取 ,d為齒柄直徑,cm,牽引阻力Y：Y=KZ，K=0.5~0.8.,7,3.1煤巖破碎機理,截割力Z：,,b——刀寬,cm 。,側向力X：,X= (0.1~0.2)Z,,8,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,,,,9,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,,,,10,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,,,,11,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,,,12,3.2 雙

4、滾筒采煤機結構及其種類,,13,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,,14,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,,,,15,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,,,16,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,,,17,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,截割部傳動箱1，搖臂2，螺旋滾筒3，電動機4，液壓傳動箱5，牽引鏈輪6，圓環(huán)鏈7。,,,18,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,截割電動機1，搖臂2，螺旋滾筒3，電牽引箱4，液壓箱5，電控箱6，牽引

5、輪7，齒軌8。 此外，還有冷卻和噴霧降塵系統(tǒng)、制動防滑系統(tǒng)、故障診斷與監(jiān)測系統(tǒng)等。,,,19,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,,,,中厚和厚煤層采煤機，H>1.4m,大傾角采煤機,薄煤層采煤機，H<1.4m,20,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,,,,21,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,,,,22,3.2 雙滾筒采煤機結構及其種類,,,,,23,3.3雙滾筒采煤機工作過程,采煤機沿工作面往復運動，稱為雙向采煤。,2

6、4,3.3雙滾筒采煤機工作過程,,,,,牽引速度：滾筒轉速：截深：若采用H=2m，截深B=0.8m，采煤機牽引速度 ，煤容重 ，工作面長L=150m，則日產(chǎn)6000t/d，年產(chǎn)200萬t/a。若H=5m，L=250m,日產(chǎn)15000t/d,年產(chǎn)5×106t/a,25,3.3雙滾筒采煤機工作過程,,26,3.4 采煤機的截割部,,,27,3.4 采煤機

7、的截割部,,螺旋滾筒齒輪傳動系統(tǒng)：,特點：有離合器C2，確保維修安全有過載保護S，能保護電動機、齒輪系統(tǒng)。齒輪Z3和Z4可更換，使?jié)L筒有4種轉速。破碎滾筒傳動系統(tǒng)：,28,3.4 采煤機的截割部,,齒輪箱為飛濺潤滑，搖臂由泵5強迫潤滑，由泵6和冷卻器7實現(xiàn)冷卻。,,29,3.4 采煤機的截割部,,螺旋功能：破碎煤巖和裝煤。,,30,3.4 采煤機的截割部,,螺旋滾筒的結構,,31,3.4 采煤機的截割部,,螺旋滾筒的結構,,滾筒

8、由端蓋1、端盤2、連接盤3、葉片4、筒轂5、齒座6、截齒7、噴嘴8組成。,32,3.4 采煤機的截割部,,螺旋滾筒結構參數(shù)確定： 1）滾筒直徑D（自齒尖算起）單滾筒：雙滾筒：2）螺旋葉片外緣直徑 —截齒外露長度3）筒轂直徑視滾筒直徑而定4）滾筒寬度B充分利用頂板壓力對工作面煤層的破壞作用，B<1m，一般B=0.6~0.8m.,,33,3.4 采煤機的截割部,,螺旋滾筒結構參數(shù)確

9、定： 5）螺旋葉片結構參數(shù)a.厚度δ：b.外緣升角α: 與煤鋼摩擦系數(shù)f有關(Ψ為f相應的摩擦角)當當c.螺旋葉片頭數(shù)Z：一般Z=2~4，與滾筒直徑D有關，D大和煤硬，Z取大值，否則取小值。,,,,34,3.4 采煤機的截割部,,螺旋滾筒結構參數(shù)確定： 5）螺旋葉片結構參數(shù)d. 螺距S和葉片圍包角γS不能夠太小，否則排煤速度慢，易破碎煤。γ應該適當，使相鄰葉片有足夠搭接圓周角θ 。,,,,35,3.4 采煤機

10、的截割部,,截齒排列圖由兩部分組成：葉片齒和端盤齒。 1）葉片齒排列a.截線：截齒排列圖上的橫線，是齒尖的運動軌跡b.截線距t：即截線間的距離扁齒，t不能大于臨界截線距,,,,h——切屑厚度， ——稱為截槽側邊崩落角，與煤性質和h有關，如圖,,36,3.4 采煤機的截割部,,,,圓錐齒,,t不能太小，否則煤碎，粉塵增加。,，,37,3.4 采煤機的截割部,,安裝角 ：對于扁齒，即齒身的對稱平面，相對于滾筒軸線O-O的垂直

11、平面之間的偏轉角。對于圓錐齒，即齒頭和齒座的對稱平面相對于滾筒軸線O-O的垂直平面間的偏轉角。葉片上的齒，,,c.截齒安裝角,38,3.4 采煤機的截割部,,e.齒在葉片上排列方式重復排列：相鄰兩截線的相鄰截齒在同一片葉上。交叉排列：相鄰二截線上的二相鄰齒不在同一葉片上。,,d.截齒圓心角即同一葉片上相鄰兩齒所對應的圓心角,此角應相同。,a.重復排列 b.交叉排列,39,3.4 采煤機的截割部,,遵循以

12、下原則：a.盡量多裝齒b.齒的安裝角 變化有規(guī)律，齒身向煤壁側偏轉，規(guī)定為正角度，向采空區(qū)側偏轉為負角度。c.齒尖形成的螺旋線方面與葉片螺旋方向相反。d.相鄰齒的圓周角應相等,,2）端盤周邊上的截齒排列,3）端盤在煤壁側端面上的齒排列必要時也應在此端面安裝齒。,,40,3.5 采煤機的牽引部,,,41,3.5 采煤機的牽引部,,該機為液壓傳動無鏈牽引，左右各兩個油馬達帶動4個滾輪與齒條嚙合牽引采煤機。,,42,3.5 采煤機

13、的牽引部,,,43,3.5 采煤機的牽引部,,1）液壓系統(tǒng),,a主油路：泵－馬達閉式系統(tǒng),b熱交換與補油回路：輔泵4、單向閥8（9）梭型閥10、低壓溢溜閥11、冷卻器12、單向閥13、油箱,設上側為高壓：熱油：,冷油：,44,3.5 采煤機的牽引部,,,1）液壓系統(tǒng),c手動換向和調速操作,手動停機操作,d液壓操作,按壓機身兩端的36L（36R）均可；牽引方向由36L（36R）上、下閥定；速度由壓下時間定；,45,3.5 采煤機的

14、牽引部,,1）液壓系統(tǒng),如：壓下36L上，控制油經(jīng),,停機：按36L下,e電控,本機控制,遙控,,,42,38,,25,,23,,,同手動,f液壓系統(tǒng)提供的保護措施,電動機過負荷保護,46,3.5 采煤機的牽引部,閥43調定在16Mpa,低于此壓力可操作,高于此壓力,27動作減速,壓力≤1.5Mpa,閥26工作左位,27動作,減速;26失靈,P≤1.3MPa,壓力繼電器47動作,電機斷電,1）液壓系統(tǒng)恒壓保護高壓保護 當

15、43不動,壓力繼續(xù)升高,此閥卸荷欠壓保護,47,3.5 采煤機的牽引部,,1）液壓系統(tǒng),停電主泵回零保護 主泵零位保護超速差速保護,減速過程中，為避免反向牽引,當超速或馬達速度差大于規(guī)定值，傳感器使22斷電，馬達制動。,2）牽引機構,MG300型采煤機牽引部為滾輪齒條式,48,3.5 采煤機的牽引部,1） 他激直流電動機牽引部,多電機采煤機采用電傳動牽引部,電機轉矩,49,3.5 采煤機的牽引部,1） 他激直流電動機牽

16、引部,電樞感應電動勢,電樞電壓,——電樞電阻,電機轉速,通過觸發(fā)電路改變U和,Ф（或激磁電壓 ）,實現(xiàn)調速,50,3.5 采煤機的牽引部,,51,3.5 采煤機的牽引部,2） 交流電變頻電牽引部,交流感應電動機轉速,—電源頻率；p—極對數(shù)；s—轉差率；,,改變 可變速n。,氣隙磁通Ф,52,3.5 采煤機的牽引部,2） 交流電變頻電牽引部,53,鏈牽引機構在中小型采煤機有廣泛應用。,3.5 采煤機的牽引部,54,1)牽引

17、鏈是圓環(huán)鏈,按下式選：,3.5 采煤機的牽引部,—鏈子中最大負荷；a—安全系數(shù)，2.5~3.5；,—工作面傾角；G—采煤機重量；,=0.6~0.8;,=0~0.2 ;,s—圓環(huán)鏈試驗負荷。,=0.1~0.25,55,2) 鏈輪為5~8齒的鏈輪,3.5 采煤機的牽引部,56,3) 液壓緊鏈器,3.5 采煤機的牽引部,,57,水壓 ；流量,3.6采煤機的其他裝置,58,水的作用：降塵，使粒度

18、小于5μ的粉塵濃度低于 ；撲滅火花；冷卻：電機最高溫度低于130~140℃，齒輪箱溫度低于85℃，液壓箱內油溫低于75℃。,3.6采煤機的其他裝置,,59,3.6采煤機的其他裝置,,60,3.6采煤機的其他裝置,,,61,根據(jù)煤層賦存條件和生產(chǎn)能力要求確定采煤機主要技術參數(shù)。,3.7采煤機技術參數(shù)選擇,,采高H=0.8~5.5m均可選用采煤機,通常 ，薄煤層采煤機

19、 。,,按生產(chǎn)能力要求，,理論小時生產(chǎn)率： （t/h）實際小時生產(chǎn)率： —采煤機開機率，一般 > 0.8,,,,,,,62,3.7采煤機技術參數(shù)選擇,,,,,,,63,現(xiàn)代設計方法：保證強度、可靠性工況監(jiān)測手段和可視化故障診斷手段和可視化,3.8 采煤機運行的可靠性,,保證制造質量,遵守使用規(guī)則科學管理以可靠性為中心的