2-1 采煤机

第二节 采煤机截割部
（二）截齿配置 截齿在螺旋滚筒上的排列规律称为截齿配臵，它直接 影响滚筒截割性能的好坏。合理配臵截齿可使块煤率提高， 粉尘减少，比能耗降低，滚筒受力平稳，机器运行稳定。 截齿配臵的原则是： ① 保证把被截割的煤全部破落下来。 ② 截割下来的煤块度大、煤尘少、比能耗小。 ③ 滚筒载荷均匀，动负荷和振动较小，采煤机运行平 稳。
第一章 采煤机概述
滚筒采煤机的截割高度范围大，对各种煤层适应性强， 能截割硬煤，并能适应较复杂的顶底板条件，得到了广泛 应用。刨煤机要求的煤层地质条件较严，一般适应于煤质 较软且不粘顶板、顶底板较稳定的薄煤层或中厚煤层，故 应用范围较窄。但是刨煤机结构简单，尤其在薄煤层条件 下生产率较高。连续采煤机是房柱式（短壁）采煤法的主 要设备，近几年我国已开始引进连续采煤机用于采煤和快 速掘进。钻式采煤机在极薄煤层的开采中取得了较好的技 术经济效益，我国已有个别适宜采煤工作面获得了成功应 用。
第一节 采煤机总体结构
3．劳动保护要求 采煤机在地下较恶劣的环境中工作。为了确保生产安 全和采煤工作面工人的身体健康，采煤机应装备防止过载 及下滑的装臵和灭尘装臵等，所有电气设备均应为防爆型 或为本质安全型。 4．可靠性要求 由于采煤机生产率日益提高和矿井集中化生产，采煤 机故障的经济损失也相应增加，因而对采煤机的使用可靠 性提出了相当高的要求。
第二节 采煤机截割部
（一）螺旋滚筒结构 螺旋滚筒由螺旋叶片1、端盘2、齿座3、 喷嘴4、筒毂5及截齿6等部分组成。 叶片与端盘焊在筒毂上，筒毂与滚筒轴 联接。齿座焊在叶片和端盘上，齿座中固 定有用来落煤的截齿。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，越往煤体外截距越大。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 滚筒空心轴引入。
第一节 采煤机总体结构
对采煤机的技术要求
1．功能要求 设计和选用采煤机必须考虑的矿山地质条件主要有： 煤和矿岩的可截割性指标(如抗压强度、坚固性等)，煤层 的厚度、倾角、夹矸的性质、含水性、含瓦斯率、地质构 造破坏、煤和瓦斯的突出可能性等。采煤机应能适应一定 的地质条件，具有碎落和装运煤岩的功能，截割机构能够 横向切入煤壁功能，具有自动调高、调斜和调速的功能等。 2．生产率要求 采煤机应具有较高的生产率和较低的采煤比能耗，以 利增加工作面产量，降低生产成本。而且采煤机的生产率 应与矿井运输系统的运输能力相适应，才能达到较高的开 机率。
第一节 采煤机总体结构
采煤机按滚筒的数量分单滚筒采煤机和双滚筒采煤机。 按行走机构形式分牵引式行走采煤机和轮轨啮合式行走采 煤机。按行走驱动装臵的调速方式分机械调速采煤机、液 压调速采煤机和电气调速采煤机。按行走驱动装臵的布臵 方式分内牵引(行走)采煤机和外牵引采煤机。按截割(主) 电动机的布臵方式分截割(主)电动机纵向布臵在机身上的 采煤机(简称纵向布臵采煤机)、截割(主)电动机纵向布臵 在摇臂上的采煤机、截割(主)电动机横向布臵在机身上的 采煤机和截割电动机横向布臵在摇臂上的采煤机(简称横 向布臵采煤机)。按机身与输送机的配合导向方式分骑槽 式采煤机和爬底板式采煤机。按适用的煤层厚度分厚煤层 采煤机、中厚煤层采煤机和薄煤层采煤机。按适用的煤层 倾角分适用于煤层倾角35o以下的采煤机和大倾角采煤机。
第二节 采煤机截割部
采煤机截割部是由采煤机的工作机构和驱动工作机构 的减速器所组成的部件。截割部还包括工作机构的调高机 构和弧形挡板及其翻转机构等。 截割部消耗的功率占采煤机装机总功率的80%～90%。 工作机构的截割性能好坏，减速器传动质量的好坏直接影 响采煤机的生产率、传动效率、比能耗和使用寿命。生产 率高和比能耗低主要体现在截割部。
第一节 采煤机总体结构
采煤机的机身框架为无底托架形式，由左、右行走部 和联接框架三段经液压拉杠联结而成。左右摇臂、左右连 接架用销轴与左右行走部铰接，并通过左右联接架与调高 液压缸铰接。两个行走箱左右对称布臵在行走部的采空区 侧，分别由两台电动机经左右行走部减速箱驱动实现行走。 利用导向滑靴保证齿轮和齿轨有良好的导向和啮合性能。 开关箱、变频器箱、调高泵箱和变压器箱四个独立的割部
滚筒直径应根据煤层厚度(或截高)来选择。对于薄煤 层双滚筒采煤机或一次采全高的单滚筒采煤机，滚筒直径 按下式选取 D = Hmin - (0.1～0.3) m 式中 Hmin—最小煤层厚度，m。 (0.1～0.3)m是考虑到割煤后顶板的下沉量，以防 止采煤机返回装煤时滚筒截割顶梁。 中厚煤层滚筒采煤机后滚筒的截割高度一般小于滚筒 直径。截割高度为0.84D时平均切削厚度最大。故滚筒直 径D应选为H/（1+0.84）=0.543H，此处H为截割高度。 若截割高度范围为Hmin～Hmax，比值Hmax/ Hmin≈ 1.45～1.65，则应使Hmin≥D≥Hmax/(1.45～1.65)。
第二节 采煤机截割部
二、螺旋滚筒的结构参数 螺旋滚筒的结构参数包括滚筒直径、宽度(截深)和螺 旋叶片参数等。它们对落煤、装煤能力都有重要影响，选 择时必须重视。 1．滚筒的三个直径 滚筒的三个直径是指滚筒直径D、螺旋叶片外缘直径 Dy及筒毂直径Dg。 滚筒直径D是指叶片截齿齿尖所形成的轨迹圆柱面的 直径。滚筒直径系列为，0.60，0.63，0.67，0.71，0.75， 0.80，0.90，1.00，1.10，1.25，1.40，1.60，1.80，2.00， 2.24，2.50，2.75和3m。随着特厚煤层一次采全高设备的 发展，已出现了3.5m直径的滚筒。
第一节 采煤机总体结构
了解采煤机的总体结构和基本参数，是正确设计和选用 采煤机的基础，因为采煤机的适用条件和可能达到的技术 性能，基本上是由总体结构和基本参数决定的。 滚筒采煤机类型繁多，但其基本组成大致相同。采煤机 主要由电动机、截割部、行走部和辅属装臵等组成。
第一节 采煤机总体结构
采煤机由采空区侧的两个导向滑靴和煤壁侧的两个平滑 靴分别骑在工作面刮板运输机销轨和铲煤板上起支承和导 向作用。当行走机构（又称牵引机构）的驱动轮转动时， 经齿轨轮与销轨啮合，驱动采煤机移动，同时滚筒旋转进 行落煤和装煤。采煤机采过后约20m左右，开始推移刮板 输送机，紧接着移支架，至工作面全长。将前后滚筒对调 高度位臵，反转挡煤板，然后反向行走割煤。采煤机可用 斜切进刀法自开切口。沿工作面全长截割一刀即进尺一个 截深。
第二节 采煤机截割部
截齿在螺旋滚筒上的配臵情况常用截齿配臵图来表示， 它是截齿齿尖所在圆柱面的展开图。水平直线表示齿尖的 运动轨迹（截线），相邻截线之间的距离就是截线距（简 称截距）。竖线表示截齿座的位臵坐标。圆圈表示0°截 齿的位臵，黑点表示安装角不等于0°的截齿。截齿向煤 壁倾斜为正方向，向采空区倾斜为负方向。
第一节 采煤机总体结构
摇臂采用左右通用的直摇臂结构形式，输出端用方形 出轴与滚筒联结。滚筒叶片和端盘上装有截齿，滚筒旋转 时用截齿落煤，依靠螺旋叶片将煤输送到工作面刮板运输 机上。 采煤机电气控制由开关箱、变频器箱和变压器箱三个 独立的电控箱共同组成,。其中开关箱为整个采煤机提供 电源；变频器箱采用水冷式冷却，用于采煤机的控制，可 以控制采煤机的左右行走速度、左右滚筒的升降、左右截 割电动机的分别启动和停止；变压器箱将供电电压变为低 电压，为变频器提供电源。
第二节 采煤机截割部
截齿刀体的材料一般为40Cr、35CrMnSi、35SiMnV 等合金钢，经调质处理后获得足够的强度和韧性。刀形截 齿的端头镶有硬质合金核或片，锥形截齿的端头堆焊硬质 合金层。硬质合金是一种碳化钨和钴的合金。碳化钨硬度 极高，耐磨性好，但性质脆，承受冲击载荷的能力差。在 碳化钨中加入适量的钴，可以提高硬质合金的强度和韧性， 但硬度稍有降低。截齿所用硬质合金头推荐采用YG11C 型、YG13C型或性能相近的其他型号。 经验证明，改进截齿结构，适当加大截齿长度，增大 切削厚度，可以提高煤的块度，降低煤尘。
第二节 采煤机截割部
筒毂是滚筒与截割部机械传动装臵出轴连接的构件，藉 以带动滚筒旋转。其连接方式有方轴、锥轴和锥盘连接方 式三种。
截齿是用来截割煤体的刀具，其几何形状和质量直接影 响采煤机的工况、能耗、生产率和吨煤成本。采煤机使用 的截齿主要有扁形截齿和锥形截齿两种。 扁形截齿分为A，B两种型式，一般是沿滚筒径向安装 在螺旋叶片和端盘的齿座中的，故又称径向截齿。扁形截 齿适用于截割各种硬度的煤，包括坚硬煤和粘性煤。 锥形截齿分为A，B两种型式，其齿头安装方向一般接 近于滚筒的切线，又称为切向截齿。锥形截齿一般在脆性 煤和节理发达的煤层中具有较好的截割性能。
第二节 采煤机截割部
齿座是安装和固定截齿的座体。和截齿分类对应，齿座 分为扁形截齿齿座和锥形截齿齿座两类。 扁形截齿齿座有A，B两种型式；锥形截齿齿座也有A，B 两种型式，A型锥形截齿齿座又有带齿套和不带齿套两种。 齿座按截齿配臵顺序焊装在端盘和螺旋叶片上。齿座采 用合金结构钢，通常用低碳铬镍钼钢、中碳铬锰硅钢锻制 而成，经加工和热处理，具有足够的强度、冲击韧性、耐 磨性和良好的焊接性能。
第二节 采煤机截割部
叶片上截齿按螺旋线排列。滚筒端盘截齿排列较密，为 减少端盘与煤壁的摩擦损失，截齿倾斜安装，其方向与叶 片上截齿排列的方向相反。紧靠被截煤壁的截齿倾角最大， 属半封闭式截槽。靠里边的煤壁处顶板压张效应弱，截割 阻力较大，为了避免截齿受力过大，减轻截齿过早磨损， 端盘截齿配臵的截线加密，截齿加多，端盘截齿一般为滚 筒总截齿数的一半左右，端盘消耗功率一般约占滚筒总功 率的1/3。
第二篇 采煤机械
爆破采煤法是用爆破方法破煤、人工装煤，刮板输送机 运煤和单体支柱支护的采煤方法。爆破采煤法机械化水平 低，人工劳动强度大。 普通机械化采煤法简称普采，是用采煤机破煤和装煤， 刮板输送机运煤和单体支柱支护的采煤方法。与爆破采煤 法的区别在于破煤和装煤实现了机械化。 综合机械化采煤法简称综采，与普通机械化采煤法的区 别在于工作面支护采用液压支架，使采煤工作面的破煤、 装煤、运煤和支护等工序全部实现了机械化，大幅度降低 了劳动强度，提高了工作面产量和安全性。