采煤机摇臂离合器的改进设计
采煤机摇臂齿轮箱冷却方式改进
单层平 壁壁厚 ；
６ ——单 层平 壁宽度 ；
ｚ — 单层 平 壁 长 度 ； —
稳 定 工 况 下 的导 热 量 ： Ｑ ＝
儿 ，
路进入 齿轮箱体 内的冷却 器 ，通过冷却 器 中的铜 管降低齿 轮箱
内 的温 度 。
（ ｃｌ ） ｋ ａ ｈ ／
（） １
２ 摇 臂 齿 轮 箱 冷 却 方 式 改进
由于摇臂齿 轮箱 内齿轮 、 承转速 高 ， 轴 传递 功率 大 ， 因而齿
中 图分 类 号 ： ４ １ ＋ Ｄ ２．１ ６ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ４ ６ ２ （ ０ １０ — １３ ０ １０ — ４ ９ ２ １ ）５ ０ １— ２ 嘴 喷 出 ， 降 低 了摇 臂 齿 轮 箱 的 温 度 ， 能 降低 工 作 面 空 气 中 粉 即 又
滚 筒 采 煤 机 是 煤 矿 采 掘 的重 要 设 备 ，是 实 现 煤 矿 生 产 机 械
齿轮箱 的温度能保持 在安全温度之 内 ，增强 了摇臂齿轮 箱 中齿
轮 的使 用 寿命 。
１ 采煤 机摇 臂 结构 简 述
摇 臂 安 装 于 采 煤 机 的 两 端 ，与 主 机 架 铰 接 ，摇 臂 有 左 右 之
分， 分别 由两 台交流 电动机驱 动 ， 向布置在摇 臂尾部 。由电动 横 机 的动力通过与 电机输 出轴联接 的第 一传动轴 带动与第 一传动 轴 用花键联接 的齿轮 ， 齿轮经过 减速 ， 通过一 系列惰轮把 动力传 递 给行 星减 速机 构 ， 行星减速机构带动滚筒座旋转 。
采煤机摇臂行星减速器密封结构的优化
采煤机摇臂行星减速器密封结构的优化李建光【摘要】针对采煤机摇臂行星减速器时常由于密封结构设计存在缺陷而在割煤作业时出现漏油导致停产的问题,介绍了行星减速器的结构,并对出现漏油问题的原因进行了分析,提出通过选用带凹槽的浮环、增设浮动油封盘和改进迷宫沟槽等措施对行星减速器结构进行优化改进.经现场应用表明,改进后,提高了采煤机摇臂行星减速器密封结构的可靠性,每台采煤机每月可以节省在摇臂行星减速器密封结构方面的检修费用达2.3万元.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2018(033)011【总页数】3页(P150-151,245)【关键词】密封结构;漏油;优化改进【作者】李建光【作者单位】山西宁武榆树坡煤业有限公司,山西宁武036700【正文语种】中文【中图分类】TD421.6引言采煤机是煤矿机械化生产的重要设备，主要功能是割煤和装煤。
采煤机包括截割部、电动机、行走机构、牵引部、电气控制系统和辅助装置等[1]。
其中，截割部包括固定减速箱、摇臂和滚筒。
截割部是采煤机的核心部件之一，依靠截割部采煤机才能完成斜切进刀开机窝、一次采全高、落煤和装煤等作业。
相对于采煤机的其余部件，截割部的工作环境最为恶劣，因此对其设计要求更为严格。
摇臂行星减速机构是滚筒调高的部件，同时还是截割部的减速箱。
摇臂行星减速机构一般是两级行星减速设计。
通过螺栓联接第二级行星减速器的行星架、法兰和滚筒，利用螺栓将密封盖和轴承杯同内齿圈联接。
目前，采煤机采用浮动油封实现行星架与轴承杯的密封。
某矿2806综采工作面采用的是MG300/700-WDK型采煤机。
该工作面的煤层厚度为1.70～3.40 m，平均厚度为2.50 m，倾角为1°～3°，平均为2°，富存稳定属于近水平煤层。
在使用过程中，MG300/700-WDK型采煤机时常出现摇臂行星减速器浮动油封破损漏油等故障，导致行星轮打齿、轴承磨损加速等。
因此，亟待对采煤机摇臂行星减速机构进行优化，以提高采煤机的可靠性，降低其维护费用，提高煤矿的经济效益。
采煤机摇臂的受力分析及优化设计
70
77
63
肋板高
309
250
450
最大变形量
2.9
-
-
目标变量
最大应力值
152
-
摇臂质量
6 517
-
-
图1摇臂滚筒受力示意图
推进阻力同样集中在滚筒的齿尖,方向与牵引方 向相反，所以可以表达为如下公式：
1采煤机摇臂受力情况分析
根据采煤机的实际工作状态，对采煤机的受力进
行简单的分析，主要考率到滚筒的重力G|、摇臂的重 力G?、截割阻力和推进阻力分别为化和 P八截割的 阻力力矩M、滚筒的轴向力摇臂滚筒受力示意 图如图1所示。
所以根据图1可以得到：
955073 f/Zcos <p
M = Ma=--------------------
・135・
煤矿机电
2019年第6期(第32卷，总第164期) -机械研究与应用•
1.91 x nDc
式中:代表截割电机的额定功率;4代表截割机械 传动效率;0代表滚筒的直径;K代表滚筒的圆周力 表达式的修正系数。
表1目标优化参数设定
目标项目
初始值 上限 下限
壁厚/.~加
70
77
63
预计设计变量 箱体厚d.~XA
中图分类号：TD421
文献标志码:A
文章编号：1007-4414(2019)06-0135-03
Stress Analysis and Optimization Design for the Shearer Rocker
WANG Ding-ding
(Shanxi Linyi Xishan Shenghui Coal Industry Co., Ltdy Linfen Shanxi 041083, China)
大功率采煤机摇臂故障分析及预防措施探讨
大 功 率 采 煤 机 摇 臂 故 障 分 析 及 预防 措 施 探 讨
中图分 类号 ： Ｆ ４ ０ ３ ． ７ ； Ｔ Ｄ ４ ２ １ 文献标志码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ４ ）建 设 及 亿 吨 级 矿 区 的 实 现 ， 综 采设 备 的装 机 功 率 也 不 断 增 大 ， 因此 对 设 备 各 部 件 的 使 用要 求也 不 断提高 。其 中采 煤机 作 为综 采 “ 三机” 的 主要组 成部 分 ， 它是 一 个 集 机 械 、 电子 技 术 、 液 压 系 统 于一体 的复 杂设 备 。 由于 井 下 地 质 结 构 复杂 、 环 境 恶 劣， 并 且在 采 煤 机 割 煤 时受 到 来 自煤 、 岩 等 的 冲 击 载 荷， 容 易造 成 采 煤 机 的关 键 零 部 件 损 坏 。采 煤 机 的故 障停 机将造 成 整 个 工 作 面 的生 产 系统 瘫 痪 ， 影 响煤 矿 的正 常生 产 。 因此 ， 必 须 重 视 采 煤 机 的 日常 检 修 和维 护工作 ， 采 取 有 效 的 措 施 预 防 采 煤 机 发 生 故 障 或 者 缩 小 故 障 的影 响 范 围 ， 确保 矿井 的正 常 生产 。 １采煤 机摇臂 故 障分 析 １ ． １ 采 煤机摇 臂 的结 构组 成 笔者 所在 矿井 的综 采 某 队使 用 的 采煤 机 总 装 机 功 率达 到 ２ ２ ３ ０ ｋ Ｗ， 其 中单滚 筒 的截 割功 率 为 ９ ０ ０ ｋ Ｗ 。该 采煤 机 的摇臂 主要 由摇 臂 托 架 、 截 割 电机 、 齿 轮 传 动 系 统、 带 剪切 轴 的操 作离 合 器 和滚 筒摇 臂组 成 ， 采 煤 机 摇 臂 的组成 结构 如 图 １ 所 示 。摇臂 中 的截 割 电机 将 动 力 通过 两级 直齿 轮传 动 和一 个 双 级行 星 减 速器 传 递 到 滚 筒 。摇臂 采用 水 冷方 式 ， 冷 却 水 通 过 摇 臂 内上 下 位 置 冷却管冷却油液 ， 并通过行星减速器 的中心水 管冷却 行 星减 速箱 ， 最后 从滚 筒 上喷 出用 于降尘 。
浅谈采煤机摇臂铰接销锁紧方式的改进
浅谈采煤机摇臂铰接销锁紧方式的改进摘要：设备的先进程度始终离不开使用过程中不断的改进，来适应实际生产环境等现实情况影响。
小青矿N2-413工作面使用MG—940型采煤机进行采煤作业。
在生产过程中，采煤机在割煤时产生高频震动，导致了采煤机摇臂的铰接销发生轴向窜动，反复对铰接销卡板冲击。
长时间的冲击导致卡板发生塑性变形，而卡板固定螺栓受冲击影响，也会由于疲劳破坏而断裂，导致铰接销窜出，不仅会影响正常生产，更严重时则会发生伤人事故。
因此，就必须增强设备的维护、检修频率，不但耗费人力，也影响了生产效率。
关键词：铰接销、塑性变形、锁紧方式1．概述随着煤矿生产方式向着机械化、智能化的发展，综采设备也在不断更新换代。
但设备的先进程度始终离不开使用过程中不断的改进，来适应实际生产环境等现实情况影响。
同时，设备的维护难易程度，也在很大程度上代表着设备的先进水平。
小青矿N2-413工作面为智能综采工作面，该工作面使用MG—940型采煤机进行采煤作业。
在生产过程中，采煤机在割煤时产生高频震动。
经过一段时间的使用后发现，长期的高频振动导致了采煤机摇臂的铰接销发生轴向窜动。
由于该采煤机采用卡板式固定方式对铰接销进行锁紧，卡板用两颗M16ｘ40mm螺栓紧固。
铰接销长时间对卡板冲击导致卡板发生塑性变形，而卡板固定螺栓受冲击影响，也会由于疲劳破坏而断裂。
由于井下环境差，检修过程中如有疏忽就容易发生卡板及螺栓脱落、丢失。
此时，失去了卡板的限制而导致铰接销窜出，不仅会影响正常生产，更严重时则会发生伤人事故。
因此，就必须增强设备的维护、检修频率，不但耗费人力，也影响了生产效率。
以上情况增加了日常检修的工作量和劳动强度，对安全生产也有较大影响。
针对上述问题，需要采取一种新的铰接销锁紧方式，安全可靠的同时，便于维护，能够有效降低检修工的工作量。
2．改造原理通过分析原锁紧方式的弊端，可以发现原锁紧方式采取的是传统的螺栓-卡板式固定方式，该方式的优点是安装简单，制作成本低。
一种采燥机摇臂用改进型离合机构
过 渐 开 线 外 花 键 与 截 割 电 机 转 子 轴 的 内 花 键 啮 合 相 连 ． 柔 性 轴 煤 壁 侧 通 过 渐 开 线 外 花 键 与 摇 臂 减 速 箱 内 的 Ｉ轴 齿 轮 内 花 键 相 连 。 通 过 手 柄 转 动 底 座 到 定 位 盘 的滑 道 位 置 ， 拉 动手 柄 将 柔 性 轴 等 拉 出后 ， 柔 性 轴 煤 壁 侧 渐 开 线 花 键 与 摇 臂 减 速 箱 Ｉ轴 齿 轮 内 花 键 脱 开 ， 其 老 塘侧 花 键 与截 割 电机转 子轴 内花 键仍 啮合 相 连 ，
收稿 日期 ： ２ ０ １ ５年 ３月
煤 壁 侧 外 花 键 推 人 Ｉ轴 齿 轮 的 内 花 键 中 ， 对 于 经验 不 足 的操 作 者 ， 这种 方法 存 在操 作 上 的安 全 隐 患 ， 往 往 会 使 两 零 件 的 花 键 相 邻 端 面 磨 损 严 重 。在 转 动 截 割 传
Ｉ
的 凸 台 还 没 对 准 柔 性 轴 的 凹 槽 ， 可 以 在 弹簧 座 上 轻轻 施 加 圆 周方 向 的力 ，
使 弹 簧 座 转 动 ， 直 到 滑 套 的 凸 台 对 准
很 难 进 入 到 Ｉ轴 齿 轮 的 内 花 键 中 。 在 实 际 操 作 中 ， 操
１ 传 统 离 合 机 构
１ ． １ 传 统 离 合 机 构 简 述
传 统 离合 机 构 （ 如 图 １所 示 ） 主要 包 括 柔 性 轴 、 小 轴承 、 拉杆 、 端盖 、 底座 、 手柄 、 定 位 盘等 ， 其 操 作 装 置
１ ＿ ２ 传 统 离 合 机 构 存 在 的 问题
传 统 的离 合 机 构 虽 然 由合 至离 的 操 作 及 定 位 方 便 ， 但 存 在 最 大 的 不 足 为 由 离 至 合 的 过 程 操 作 非 常 困 难 。当拉 出 的手柄 、 底座 、 拉 杆 和柔 性 轴 等要 推 入 时 ， 柔 性 轴 煤 壁 侧 的 外 花 键 齿 不 一 定 正 好 对 准 Ｉ轴 齿 轮 内花 键 的键 槽 ， 当键 槽 没 有 恰 好 对 准 键 齿 时 ， 柔 性 轴
采煤机摇臂故障的诊断与预防探思
采煤机摇臂故障的诊断与预防探思发布时间：2022-10-30T11:20:57.894Z 来源：《工程管理前沿》2022年13期作者：刘宗猛[导读] 文章通过先进方法和科学技术对采煤机摇臂故障展开深入分析刘宗猛陕煤集团神木张家峁矿业有限公司陕西神木 719316摘要：文章通过先进方法和科学技术对采煤机摇臂故障展开深入分析，了解采煤机摇臂故障主要类型和发生的原因，有针对性的提出故障预防和控制方法，力求为采煤机工作效率提升和运行质量保障奠定深厚基础，推动煤矿生产规模和经济效益稳步增长。
关键词：采煤机；摇臂故障；诊断与预防1引言采煤机是煤矿生产挖掘的主要设备，它的工作效率、故障发生情况关系到煤矿生产的安全与否。
采煤机摇臂是故障高发区域，调查数据显示，在采煤机所有生产故障当中摇臂故障高达三成以上。
因此，文章对采煤机摇臂部位展开深入研讨，从中寻找合适的摇臂故障诊断方法，力求为采煤机摇臂故障的控制和降低提供有效参考，推动煤矿生产效率和经济收益稳步提升。
2采煤机摇臂故障诊断传统煤矿生产过程中的采煤机摇臂故障诊断方法主要包括以下几种。
(1）定期检查方法。
由维修人员和操作人员按照固定时间和期限对采煤机进行全方位检验。
这种方法存在很多弊端和缺失。
首先大规模的停机检修会导致煤矿生产工作受阻，生产效率大幅下降；其次这种拆卸检验方法会导致组装风险进一步增加，不利于设备安全和稳定性能的维护；然后这种检验方法不能准确排查隐患风险，很多潜在故障因子得不到控制或消除。
(2）外观检测法。
外观检测法由问、查、测、摸等组成，“问”是指在采煤机摇臂故障发生前后，向采煤机操作人员询问异常状况。
“查”是对采煤机使用维修记录进行详细检查。
“测”是用专业仪器对机器设备各个部位进行详细检查，做好设备整体状况的分析与检验。
“摸”是用手接触故障发生部位，了解采煤机摇臂故障的大致成因。
外观检测法一般用在故障发生原因探查当中，能够起到故障消除控制作用，很难发挥预防功效。
采煤机摇臂故障及对策探析
采煤机摇臂故障及对策探析1 概述为了满足日益增长的能源消耗需求，亿吨级、现代化矿区的建设发展速度持续增长，综采设备的现代化程度越发先进，装机功率不断增大，各个部件的维护要求越发严谨。
采煤机作为综采设备的主力，机电一体化程度越来越大，在地质结构复杂、环境恶劣的矿井下，精密程度越高的大型设备越容易遭受到外力的破坏，其中的一些关键零部件也就显得更加“脆弱”。
由于这些零部件的故障而致使采煤机整体停机，导致整个生产完全瘫痪的情况是很容易发生的。
因此，必须确定需要高度重视的维修维护对象，以及采煤机重要零部件的日常维修维护工作，只有采取得力措施预防和排除各种故障，才能确保矿井正常的生产秩序。
在采煤机的零部件中，摇臂是一个重要的零部件，担负着繁重的割煤、装煤任务，在外力的影响下，采煤机摇臂的四大构件都容易发生各种各样的故障。
四大构件分别是直齿传动系统、行星齿轮传动系统、操作离合器、截割电机，如图1所示：截割电机通过直齿传动系统传输动力，经行星齿轮传动系统将动力传递到滚筒，完成截煤、装煤任务，另一部分动力带动冷却水在冷却管内流动，给采煤机容易发热的机械设备进行散热，然后从滚筒上喷出用于降尘。
操作离合器实现对采煤机摇臂运行速度的控制。
2 摇臂的故障判断与解决方法2.1 故障判断的方法对采煤机摇臂的故障判断可以用四个字作为总结：问、查、测、摸。
2.1.1 问。
向现场操作人员仔细询问采煤机整体运作情况，询问摇臂的运行状态、截煤时候的反应、煤层的情况等。
2.1.2 查。
查看运行日志、维修记录、设备图纸、改造图样；查看设备是否有漏油、漏水情况；查看仪器仪表指示度数等。
2.1.3 测。
使用测量仪器对设备进行全面的勘测检查，主要有漏电、漏水、漏油、温度、转速、动力等。
2.1.4 摸。
通过触摸的方式直接感觉设备的运行情况，外壳的振动情况、个别零件的牢固程度。
通过以上四种手段，可以排除一些简单的故障，可以有效缩小故障范围，有利于进一步精确确定故障点。
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液压油或无法满足液压系统运行时，采用方法1注油；在液位满足液压系统运行而油箱又需要补油时采用方法2。
液压油乳化是采煤机使用过程中经常出现的问题。
如果油箱密封良好，会大大减小这种现象的发生。
改变注油方式也可降低采煤机液压油乳化的机率，从而延长液压油的使用寿命。
（收稿日期：2010－12－01）
文章编号：1001－0874（2011）05－0117－02
采煤机摇臂离合器的改进设计
张永权，赵书斐，张鹏
（西安煤矿机械有限公司，陕西西安710032）
中图分类号：TD421．6+3文献标识码：B
1概述
采煤机作为综采工作面落煤和装煤的主要设备，其工作状态直接影响了煤矿生产的工作效率。
由于对有断层，夹矸或解放层地质赋存条件的薄煤层煤田的开采需求越来越大，开采此类煤层要求采煤机截割部功率大，结构小，可靠性高，这给采煤机设计提出了很大的难题。
对公司MG2ˑ160/ 710-AWD型重型薄煤层采煤机摇臂离合器在使用过程中遇到的销子频繁被剪断的问题，提出一种改进方案。
实践证明改进后的离合器克服了原结构的不足，大大提高了摇臂离合器的可靠性。
2采煤机摇臂离合器
离合器是主、从动部分在同轴线上传递动力的装置。
通过“离”、“合”转换切断或传递动力。
图1所示为齿式入离合器处于“合”状态。
当需要更换离合器的工作状态时，拧下定位螺钉8，拉出手柄7使其旋转90ʎ，再拧上定位螺钉8，则齿式离合器处于“离位”状态。
当手柄7被拉出时，从动轮3通过销子2、联接杆5和拉杆6被拉出，这时主动轮1和从动轮3分开，离合器切断了主动轮和从动轮之间的动力传递。
在采煤机正常工作时，动力由主动轮传入，通过花键将动力传递给从动轮，由从动轮将动力输出。
心轴在销子的带动下随从动轮一起转动。
当摇臂在割煤受到冲击，超过销子的剪切应力极限时就会被剪断。
重型薄煤层采煤机在过断层、夹矸及开采解放层时，摇臂所受冲击载荷大，心轴频繁给销子施加附加载荷，离合器销子经常断裂。
由于受空间限制，无法通过增大销子尺寸来提高销子抗剪断能力。
将销子材料由原来的40Cr改为40CrNiMo后，也没有改善销子被剪断的问题。
通过分析发现，在心轴和从动轮之间设置平键来分担销子所承受的附加载荷。
经使用，效果理想。
3改进型齿式离合器
改进型齿式离合器在原结构的基础上，在心轴和从动轮之间增加平键14，让平键来承受心轴的附加载荷。
销子只起连接作用，可以避免在摇臂受到冲击或启停时销子被剪断。
1－主动轮；2－销子；3－从动轮；4－心轴；5－联接杆；6－拉杆；
7－手柄；8－定位螺钉；9－端盖1；10－端盖2；11－销子；
12－密封座；13－壳体
图1采煤机摇臂齿式离合器
键槽设置在心轴上和销子垂直，如图2所示。
平键置于心轴的键槽内，键槽对平键起定位作用。
从动轮上设置有导向槽如图3所示，在安装时，先将平键放入心轴键槽内，再安装从动轮。
安装完成后，从动轮可以沿着平键滑动。
在离合器更换状态时，平键始终能与从动轮和心轴配合。
1－键槽；2－销孔
图2
心轴键槽位置
图3从动轮导向槽位置
MG2ˑ160/710-AWD型重型薄煤层采煤机自采用改进型齿式离合器后，再也没有出现过销子断裂的情况。
目前，该型离合器已成功应用在新型大功率重型薄煤层采煤机MG2ˑ200/925-AWD机组上，使用效果良好。
（收稿日期：2011－04－14）
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711
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2011年第5期煤矿机电。