滾筒采煤機的工作原理分析

　　摘要：采煤機是機械化采煤作業(yè)的主要機械設(shè)備，其功能是落煤和裝煤。釆煤機械分為釆煤機和刨煤機兩大類，目前應(yīng)用最廣泛的采煤機械是滾筒采煤機。文章主要就滾筒采煤機的工作原理進行簡單的分析。
　　關(guān)鍵詞：采煤機械煤礦機械采煤
　　中圖分類號：TD421文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)03(a)-0000-00
　　
　　1滾筒采煤機的組成
　　主要組成現(xiàn)以雙滾筒采煤機為例，說明其組成。如圖1所示，它主要由電動機、牽引部、截割部和附屬裝置等部分組成。
　　1是滾筒采煤機的動力部分，它通過兩端輸出軸分別驅(qū)動兩個截割部和牽引部。采煤機的電動機都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以縮小電動機的尺寸。牽引部2通過其主動鏈輪與固定在工作面輸送機兩端的牽引鏈3相嚙合，使采煤機沿工作面移動，因此，牽引部是采煤機的行走機構(gòu)。左、右截割部減速箱4將電動機的動力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂5的齒輪，驅(qū)動滾筒6旋轉(zhuǎn)。滾筒是采煤機落煤和裝煤的工作機構(gòu)，滾筒上焊有端盤及螺旋葉片，其上裝有截齒。螺旋葉片將截齒割下的煤裝到刮板輸送機中。為提高螺旋滾筒的裝煤效果，滾筒一側(cè)裝有弧形擋煤板7，底托架8是固定和承托整臺采煤機的底架，其中采空區(qū)側(cè)兩個滑靴套在輸送機的導(dǎo)向管上，以保證采煤機的可靠導(dǎo)向。底托架內(nèi)的調(diào)高油缸10可使搖臂連同滾筒升降，以調(diào)節(jié)采煤機的采高。調(diào)斜油缸1l用于調(diào)整采煤機的縱向傾斜度，以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時的截割要求。
　　2 滾筒式采煤機各部分的工作原理
　　2.1 截割部
　　采煤機的截割部是由采煤機的工作機構(gòu)和驅(qū)動工作機構(gòu)的減速器所組成的部件。截割部還包括工作機構(gòu)的調(diào)高機構(gòu)和擋煤板及其翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。調(diào)高機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)都是采用液壓驅(qū)動及控制的。截割部的作用是破煤和裝煤，由圖1中的擋煤板、螺旋滾筒、搖臂減速器和截割部減速器等部件組成。螺旋滾筒是采煤機的工作機構(gòu)，它應(yīng)能適應(yīng)煤層的地質(zhì)條件和先進的采煤方法及回采工藝的要求。還應(yīng)具有落煤、裝煤、自開工作面切口的功能。螺旋滾筒的優(yōu)點是簡單可靠，缺點是煤被過于破碎，產(chǎn)生的煤塵較大，截割比能耗較高。
　　滾筒屬于淺截式工作機構(gòu)，切人煤壁的深度小于1m，可以充分利用煤層的壓酥區(qū)，降低采煤比能耗。為了保證螺旋葉片向運輸機裝煤，而不是向煤壁推煤，滾筒葉片的螺旋方向應(yīng)與滾筒轉(zhuǎn)向相適應(yīng)。站在采空區(qū)一側(cè)看滾筒，右螺旋滾筒應(yīng)是順時針方向轉(zhuǎn)動，左螺旋滾筒應(yīng)是逆時針方向轉(zhuǎn)動。不論采煤機的牽引方向如何，都必須保持這個關(guān)系。在螺旋葉片長度一定的條件下，螺旋頭數(shù)少，螺旋升角大，裝煤效果好。但葉片螺旋升角過大，增加循環(huán)煤量和粉塵的飛揚，因此，螺旋頭數(shù)也不能太少。
　　對采中厚煤層的采煤機多用兩頭螺旋。當工作條件較穩(wěn)定、釆煤機裝機功率富余時，可采用三頭螺旋滾筒。滾筒轉(zhuǎn)速是一個比較重要的參數(shù)，它對于滾筒的截割和裝載過程影響較大。滾筒轉(zhuǎn)速過高則切屑太薄，將產(chǎn)生較多的粉煤，粉塵飛揚，比能耗較高。同時，也會引起循環(huán)煤增多，帶來不利的影響。但轉(zhuǎn)速高可以提高滾筒的裝載能力。
　　截割部減速器的作用是向工作機構(gòu)傳遞動力并使工作機構(gòu)保持在適當?shù)奈恢谩２煌吞柕牟擅簷C，其截割部減速器的結(jié)構(gòu)也不盡相同，但基本上都是采用齒輪傳動。滾筒轉(zhuǎn)速已呈現(xiàn)低速化的趨勢，要使截割比能耗低和生產(chǎn)率高，必須是牽引速度要高，滾筒轉(zhuǎn)速要低，齒數(shù)要少，即使煤的塊度較大。采用棋盤式配置和大截齒就能達到比能耗低和生產(chǎn)率高的要求。所以，提高截齒的質(zhì)量和工作性能，正確選用和安裝截齒，對于提高釆煤機的生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本有著重要的意義。
　　
　　2.2 牽引部
　　為了提高牽引力，在液壓牽引方式中常采用雙牽引方式，即液壓泵向兩個液壓馬達同時供油的方式。能實現(xiàn)無級調(diào)速，隨著采煤機外載荷的不斷變化，要求牽引速度能隨著載荷的變化而變化。在液壓牽引采煤機中通過控制變量泵的流量來實現(xiàn)；在電牽引采煤機中則通過控制牽引電動機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。能實現(xiàn)正反向牽引和停止牽引，在液壓牽引采煤機中常采用單電動機，即截割和牽引使用1臺電動機，因此牽引方向的改變或停止牽引往往通過液壓泵供油方向的改變或停止供油來實現(xiàn)。
　　電牽引采煤機采用多電動機，截割電動機和牽引電動機是分開的，很容易實現(xiàn)牽引部正反向牽引和停止牽引。有完善可靠的安全保護由于采煤機的負載變化很劇烈，牽引部必須設(shè)有安全保護裝置。在液壓牽引采煤機中主要根據(jù)電動機的負荷變化和牽引阻力的大小來實現(xiàn)自動調(diào)速或過載回零，先進的采煤機還設(shè)有故障監(jiān)測和診斷裝置。在電牽引采煤機中主要是對牽引電動機的監(jiān)測和控制來保證牽引部的安全可靠運行。
　　牽引部的組成及牽引方式牽引部由傳動裝置和牽引機構(gòu)兩大部分組成。傳動裝置的重要功能是進行能量轉(zhuǎn)換，即將電動機的電能轉(zhuǎn)換成傳動主鏈輪或驅(qū)動輪的機械能。牽引機構(gòu)是協(xié)助采煤機沿工作面行走的裝置。傳動裝置裝在采煤機上是內(nèi)牽引，裝在采煤工作面兩端為外牽引。絕大部分采煤機為內(nèi)牽引，僅在薄煤層和急傾斜煤層的采煤機上才使用外牽引。采煤機的牽引機構(gòu)有有鏈牽引和無鏈牽引兩種。目前大多數(shù)滾筒采煤機是采用錨鏈牽引。
　　在采高較大的中厚以上煤層的采煤機上，廣泛采用立鏈輪布置方式。但隨著采煤機功率的不斷增大，對牽引鏈的強度要求也越來越高。由于使用了大直徑的錨鏈后，節(jié)距越來越大，傳動中牽引速度的周期性變化，產(chǎn)生脈動沖擊負荷，對采煤機的運行不利。無鏈牽引提高了采煤機的可靠性和生產(chǎn)的安全性。采用無鏈牽引后，工作面取消了牽引鏈，比較安全，采煤機牽引時無沖擊負荷，受力情況得到了改善，同時也取消了工作面兩端的張緊補償裝置，為工作面使用多臺采煤機創(chuàng)造了條件。隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)以及采煤機功率和牽引力的增大，同時也為了工作面更加安全可靠，無鏈牽引機構(gòu)方式將逐漸取代有鏈牽引方式。
　　
　　3 結(jié)論
　　采煤機械是機械化采煤工作面的主要機械設(shè)備，擔負落煤和裝煤任務(wù)。現(xiàn)在普遍使用的采煤機械有滾筒式采煤機和刨煤機兩種。因為滾筒式采煤機對各種煤層適應(yīng)性很強，能適應(yīng)較復(fù)雜的頂板條件，因而得到了廣泛應(yīng)用。而刨煤機要求的煤層地質(zhì)條件較嚴，故刨煤機的使用數(shù)量近年來逐漸減少。
　　參考文獻
　　[1]