（优秀毕业全套设计）新型电牵引采煤机截割部设计（整套下载）

.煤的物理机械性质煤的基本性质可以分为物理性质和机械性质两大类。

煤的物理性质煤的物理性质主要是容重湿度松散性孔隙性导电性和热胀性等。

其中与煤层开采密切相关的有容重和湿度。

客重煤岩体的容重是指单位体积煤在干燥状态下的重量。

根据煤种类不同，如泥炭烟煤无烟煤以及褐煤等，其容重在．范围内变化计算时通常取.，表给出了几种煤和岩石的容重。

表几种煤和岩石的容重煤和岩石名称花岗岩砂岩石灰岩页岩泥炭褐煤烟煤无烟煤容重•.煤的湿度煤的湿度用含水率表示。

含水率是指在煤层的缝隙中存留的水的重量与煤固体重量之比。

含水率高的煤岩体，结构被弱化，其强度有明显降低。

采煤机械开采这样的煤层时，功率消耗明显降低，而且粉尘也少。

煤的机械性质煤的机械性质是指煤体受到机械旌加的外力时所表现出的性质和抵抗外力的能力。

在破碎煤体时可借助于煤的机械性质选择对煤体作用力的形式截煤刀具形状和种类等。

因此，采用机械开采时，了解煤的机械性质尤其重要。

煤体的机械性质主要是强度硬度接触强度摩擦与磨蚀性弹性塑性与脆性蠕变与松弛等。

这些性质的参数多数是借助于材料力学的研究方法在试验室中得到。

强度强度是衡量物体在特定方向上抵抗破坏能力的指标，如抗压强度抗剪强度和抗拉强度等等。

强度极限通常用试件在实验机上测定。

研究结果表明，煤的抗压强度最大，抗剪强度次之，抗拉强度最小，三种强度在数值上大约有如下关系据此，在设计采煤机械时，设法尽量利用拉伸或剪切破坏，以减少刀具受力和能耗。

几种煤岩体材料的抗压强度值见表。

表煤岩材料的抗压强度不同地区不同矿层的煤岩材料强度均不同，由于煤的各向异性，因而同煤体不同方向的强度也不同。

前苏联学者和英国学者的研究结果表明．垂直于层理加载与平行于层理加载二者相比较，前者抗压强度较后者大。

另外，研究表明，各种煤体强度与其埋藏深度由地表面算起的深度之间的对应关系有所不同。

波兰学者对地区煤岩体的强度与其埋藏深度关系的研究结果见表。

表煤岩体的强度与其埋藏深度的关系硬度煤体硬度表示在较小的局部表面积上抵抗外力作用而不破坏的能力。

可以用布氏硬度计洛氏硬度计或肖氏硬度计来测定煤体的硬度。

接触强度上面提到的硬度，由于其测定方法所限，只代表煤岩体测定部位的个别颗粒或嬲粒间粘结物的硬度。

为了能在宏观上表示煤岩材料的表面强度，采用接触强度这概念。

接触强度可按几次实验测压头上的载荷值只与压头下表面积之比来计算，即式中岩石材料接触强度，岩石材料脆性破坏的蹄间压头的载荷，压头下压次数压头下表面积，。

接触强度的概念在掘进机设计与使用中经常遇到。

前苏联有关学者根据接触强度值的太小，把岩石分为六类松软以下，次中等坚固，中等坚固，坚固，很坚固和极坚固以上。

摩擦与腐蚀性金属零部件或硬质台金在煤体表面运动时，要受到摩擦阻力的作用。

这种金属与非金属问的摩擦作用将引起如下后果金属部件是运动主体，将消耗其有用功使金属零部件表面或硬质合金受到磨损，表面形状改变，增加了切割阻力使金属零部件和硬质合金发热，使其硬度降低，加剧磨损，因此需要用水来冷却。

煤体对金属或硬质合金的摩擦作用大小用摩擦系数表示，值大小因金属或硬质合金以及煤岩材料种类而异，也因作相对运动的二者之间压力大小和相对运动速度大小而异。

前苏联学者对煤炭与钢的摩擦系数研究结果表明煤的强度增加，摩擦系数值由.下降到.左右当煤与钢相对滑动速度由.增加到.时，值由.下降到.当法向压力增加，值也减少。

表和表给出了几种材料之间的摩擦系数值。

表钻头钢硬质台金与岩石的摩擦系数表煤与钢煤与煤的摩擦系数磨蚀性研磨性煤岩对金属硬质合金或其他固体磨蚀的能力。

表征煤岩磨蚀性的方法很多，这里介绍几种应用比较普遍的方法，用标准金属试件在定压力下与被测煤岩材料接触，并作相对移动。

设作用力为，摩擦路程为，金属试件被磨蚀掉的体积为，则磨蚀系数。

为此外还有用标准金属试棒在定条件下每千米摩擦路程磨蚀掉的质量Ⅲ或长度来表征磨蚀性的，此时用表示磨蚀性系数。

研究结果表明，对于磨蚀性已定的煤岩，切割刀具在破碎煤岩时的磨损量与摩擦路径成正比，与刀具对煤岩表面正压力成正比．与刀具和煤岩之间的相对速度成正比，还与刀具的温升成正比。

这研究成果对采煤机械的设计和使用都是很重要的，应该使采煤机械具有适当的工况参数“尽量减少在工作过程中刀具的磨损量。

弹性塑性与脆性煤体的弹性塑性与脆性是反映煤炭受外力作用与其变形之间关系的性质。

煤体的弹性当作用于煤体上的外力消失后，煤体的变形也完全消失，称煤的这种能恢复其原来形状和体积的性能为弹性。

破碎弹性较高的煤体，消耗的能量也较高，破碎也显得困难。

般煤体的弹性都比较小。

煤体的脆性当作用于煤体上的外力除去后，煤体无残余变形，当煤体在外力作用下破碎时，其变形也极小，这种性质被称为脆性。

脆性好的煤体，容易被破碎。

通常煤体材料的脆性都极好，因此其破坏也都属于脆性破坏。

煤的坚固系数坚固性系数又称坚硬度，是用来衡量煤破碎难易程度的指标，它综合反映了煤的强度硬度和弹塑性等因素。

坚固性系数是前苏联学者普罗托季雅柯诺夫于年提出的，固此又称普氏系数。

我国用坚固性系数来进行岩石分级和煤层分类。

煤和软岩ƒ，中硬岩ƒ，硬岩ƒ最硬的岩石同时还规定ƒ.的煤称为软煤，ƒ的煤称为中硬煤，ƒ.的煤称为硬煤。

煤的截割阻抗截割阻抗是刀具截煤时煤及煤层抵抗机械作用的能力。

它不仅能反映采煤机械刀具截煤的真实过程，而且可在井下现场测定，即能全面反映矿山条件的影响。

因此，截割阻抗是表征煤的截割性能的个常用指标。

煤岩及硬杂物的截割阻抗见表。

表煤岩机硬杂物的截割阻抗从有效使用采煤机械的角度，可将煤层按截割阻抗分为三类的煤称为软煤，适合用各种刨煤机，特别是脆性煤层最适于刨煤机工作的煤称为中硬煤。

其中韧性煤适合用采煤机，脆性煤适合用滑行刨的煤称为硬煤，韧性煤必须用大功率采煤机，脆性煤可用滑行刨或动力刨。

截割部的设计与计算.主要技术参数.适应煤层国产电牵引采煤机在国内推广使用的时问比较短，设计制造经验小多，所以产品结构和适应不同地质条件以及相关设备配套还存在许多不足，其牵引和截割连接部位存在严重不足。

采煤机截割部与牵引部连接部位损坏的原因分析截割部截煤滚筒不配套。

煤种和地质条件小适应滚筒的结构，滚筒截煤时经常截实帮，滚筒端面的煤帮放不出来，越聚越多后，造成使滚筒向煤壁方向的推力，此推力通过摇臂传递到连接绞轴孔，使绞轴及耳孔长期受力，但采煤机速度过快，就有可能造成绞孔断裂或绞轴拆断。

采煤机与刮板机配套尺寸有误，造成截割部术端外壳体与刮板机机头架铲板发生干涉。

牵引传动箱设计中是分体的上下壳体。

这种壳体的弊病在于机组在斜切进刀时，如果推溜工将刮板机推出硬弯即大丁度时，机组运行到此处，导向滑靴与下壳体发生干涉，导向滑靴与下壳体同时受力，导向滑靴与下壳体虽然都是铸件，但是从两者的结构看，下壳体的结构强度较弱点，这样下壳体在不正常的轨道中运行就会发生下壳体破裂的现象，从而影响工作而的正常生产。

针对上述原因分析，多次进行维修方案的改革，达成共识后分别对采煤机以下几个部位进行维修改造采煤机截煤滚筒的维修改造通过原因分析和技术方案的设计，对截煤滚筒进行了维修改造。

在采煤机的滚筒端面截割齿排列结构上，把齿座分成组，每组个截齿，按组度，径向均布焊接在滚筒端面，截齿沿滚筒旋转方向与端面旱度角焊接安装，每列的个截齿按端面有效距离间隔进行分布，并使截齿齿尖与滚筒开帮齿下行，在滚筒端面齿座与滚筒边缘之间均布度切割个长宽的腰形孔。

牵引部与截割部连接轴孔的维修改造采煤机的牵引侧，再焊装块轴孔板同时将绞轴和绞轴的轴孔衬套材质由原来的改为铸铜，延长绞轴的长度，轴孔连接由个增加到个。

这样即提高了衬套的耐磨性，又解决了衬套易破碎的问题，另外新增的轴孔板对截割部的扭转力，起到了个限制作用，这样就彻底地解决了采煤机截割部绞轴折断和轴孔体损失的重大事故隐患。

具体维修改造工艺首先将变形的绞轴里孔用型高锰钢焊条进行补焊，补焊的里孔削自制的液压镗孔机进行镗孔，镗孔完毕后再配装上用铸铜加工的利套，衬套的内径保证与原设计尺寸相同。

在截割部与牵引部对接时，先将绞轴穿入轴孔内把绞轴套上待固定的轴孔扳，传入轴孔内，绞轴穿到位后再待轴孔板执扶正，同定在牵引部的机壳上。

在施工过程中，施工人员克服了井下作业的诸多困难从安装临时泵站，固定镗孔机，调试刀架测量尺寸到机组对接等每道工序都做了充分的准备，使工程进展井然有序，最后对接试机举成功。

.大功率采煤机截割部温升过高现象及解决方法近几年来随着综采技术的不断发展，高产高效作血的普及对采煤机的性能要求电不断提高，开发研制大功率电牵引采煤机成为各煤机制造厂家的热点。

随着采煤机的装机功率的增大，采煤机的截割功率也相应的加大，由于截割功率加大，其油池温度过高的问题也日渐突出，如何解决这问题将成为研制的关键。

发热原因的分析当传动系统的总发热量小丁截割部存许最高油温时的散热量时，截割部将在低于最大温升的温度保持甲衡，当大干时，系统的温度将高于许用最高温度，产生发热现象。

通过计算和与其它机型对比分析产生这现象的原因如下截割功率加大导致温升过高。

在机械传动系统效率定的前提下，加大输入功率，系统的功率损耗电随之加大。

损耗的量大部分转化成热能，使系统的温度上升。

系统的机械传动削数量增加导致温升过高。

目前大功率电牵引采煤机均采用多部电机横向布置的传动结构，截割部由电机直接驱动，导致截割部的总传动比加大，传动级数增多。

同时，此类机型对采高要求较高，机揣大都采用长摇臂，这也使机械传动副数量增加。

由于传动削增加，系统的功率损耗加大。

机器的散热条件受限制。

由于受结构的限制，在机器的截割功率大削度提高和机械传动削数量增加的同时，油池的体积相对增加很小，使机器散热困难。

同时由于注油量和搅油发热的矛盾，润滑油的体积不可能大幅增加也会导致油温的升高。

解决方法通过以上的原因分析，并结合在实践中的经验，提出解决问题的方法如下通过提高传动副的加工制造精度来提高系统的机械效率，减少功率的损耗，降低发热量提高轴承的精度等级，减少轴承副的功率损耗。

设计过程中，在保证整机性能的前题下，适当加大油腔的体积，提高散热面积。

提高冷却教果。

可通过加大冷却水套的截面积，加大冷却水的流量和加长冷却水的冷却流程来提高冷却效果，也可以对油池直接加装冷却器或强迫冷却装置来提高冷却效果。

合理计算润滑油的用量，在能保证润滑的前题下，严格控制注油量，使搅油发热降至最低。

提高摇臂排气装置的可靠性，保证与外界环境的对流热交换。

．采煤机轴承的维护及漏油的防治据不完全统计，在采煤机发牛故障的总数中，机械事故占左右，而因润滑问题造成事故占很大的比例。

采煤机轴承的维护及漏油的防治又是其中关键的个环节。

采煤机轴承损坏形式和原因采煤机各传动轴承中，强度薄弱，容易损坏的部位有截割部轴齿轮小伞齿轮轴它转速高，温升队易发热，使径向游隙变小，并在缺油情况下烧伤，造成异常噪声振动截割部行星机构行星轮轴承受力大为齿轮啮合切向力的二倍，而受空间大小和轮缘壁厚的限制，轴承直径不能增大，滚动体和滚道表而接触应力高，常发生早期点蚀和严重磨损摇壁回转轴套和滚筒轴其转速低，但负荷高，并有严重冲击力，轴承常发生套圈变形，边断裂牵引部行走链轮轴承受冲击交变负荷，密封润滑条件差，煤尘易进入滚道把保持损坏。

预防和改进措施加强润滑和密封轴承工作时，滚动体与滚道保持架和内外圈用滚动体都有摩擦，润滑剂可减小磨损，特别在滚动体和滚道之间形成油膜，可减小接触应力，降低温度，从而延长轴寿命。

采煤机轴承润滑用油般为，极压工业齿轮油，多采用油池飞溅或加循环联合润泪方式。

主要存在问题是，