采煤机开题报告

中国矿业大学机电工程学院机械工程2010级科研训练

报告

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目录

一、绪论 (2)

1.课题名称 (2)

2.课题来源与背景 (2)

3.本课题研究的目的与意义 (2)

二、国内外研究现状 (3)

1、采煤机国内发展历史 (3)

2、目前我国采煤机技术的研发状况 (4)

3、国外采煤机技术的发展特点 (4)

4、采煤机技术发展的趋势 (5)

5、大功率采煤机 (5)

6、薄煤层采煤机 (8)

7、电牵引采煤机 (10)

三、课题研究的思路与方法 (14)

1、采煤机概念设计知识特点及分类 (14)

2、采煤机概念设计知识表示方法 (14)

四、课题研究的内容及预期成果 (15)

1、牵引部设计 (15)

2 、变频调速系统 (15)

3、机械传动系统 (16)

五、课题研究进度安排 (17)

六、参考文献 (18)

一、绪论

1.课题名称

采煤机总体及主要部件（牵引部）设计

2.课题来源与背景

工业是我国的第二产业，是国民经济的重要支柱，作为工业中的重要产业--煤矿业一直是我国的基础产业，在国民经济的发展中占有重要的地位和作用。采煤机作为采煤的重要工具，在煤矿开采中非常重要，它的性能和质量直接关系到煤矿生产的安全和质量问题。因此，不仅要提高采煤机的产品质量，还要定期做好采煤机的养护，更要注重设计环节，运用先进的设计方法，让采煤机发挥更大的作用，提高其工作效率。“十一五”末, 预计我国采煤机需求值约900亿元, 其中新增采煤机设备投资700亿元, 技改和更新设备投资150亿元至200亿元。2007年,全国1家主要煤矿机械企业产值496 .1亿元, 销售收入480亿元。2008年, 这115家企业产值600多亿元, 销售收入600 多亿元,采煤机市场大约还有价值300亿元优质产品的竞争空间。煤炭工业的运行质量和效益，生产技术水平的高低和国际竞争能力的强弱, 在很大程度上取决于技术装备的性能和水平。随着我国经济快速发展,各大煤炭生产基地对大功率，高可靠性采煤机的需求猛增。然而, 长期以来, 我国在这方面的研制仍然是空白, 需花大量外汇进。国务院《关于加快振兴装备制造业的若干意见》指出: 发展大型煤炭井下综合采掘，提升和洗选设备, 实现大型综合采掘，提升和洗选设备国产化“十一五”期间, 大型煤矿采掘设备机械化程度将达到95%以上,中型煤矿采掘设备机械化程度将达到80%以上。加之全国大型煤炭集团对中小型煤矿的兼并重组等,年60万吨以上的综合采掘设备需求量较大。

3.本课题研究的目的与意义

随着我国易采煤区的不断枯竭，采煤的难度不断加大。为了保证我国煤炭能源的安全，同时也为了保证在难度大的采煤区机械保障较高的效率，就必须要在采煤机械上下功夫，提高采煤机械化设备的使用效率，以保证我国煤炭资源的战略安全。要想达到这个目标，就必须在煤机数字化、智能化方面实现突破。

二、国内外研究现状

1、采煤机国内发展历史

为提高我国采煤机的水平，我国的科技人员深人基层调查研究圾时掌握国外采煤机发展动态，于1963年设计出MLQ一64型单滚筒采煤机，这是我国第一台以螺旋滚筒为工作机构，集破煤、装煤为一体的采煤机。1965年开始自行研制新型的MLD一100型单滚筒采煤机。1971年研制出摇臂可以调高的DYIO0(150)型单滚筒采煤机用于普采。进人20世纪70年代后鲸采技术在国外普遍采用，我国也开始研制综采设备。1970年上海研究院承担了缓倾斜中厚煤层综采成套设备中的MD一150型双滚筒采煤机的设计工作，这是我国自行研制的第—套综采成套设备中的主机。1975年鸡西煤矿机械厂研制出MLS3—170型采煤机投人大批量生产，大大推进我国煤矿机械化的进程。1980年以煤炭科学研究总院和隶属的上海分院与鸡西煤矿机械厂强强联合，自行开发研制MG300一W型采煤机。与此同时太原矿山机器厂进行生产AM一500型采煤机。从20世纪8O年代后期至9O年代中期的近10a的间戚国采煤机设计、开发进入了大发展阶段。仅上海分院就自主开发了中厚煤层采煤机五大系列30余个品种，其中400kW 系列4种、375kW系列8种、300kW系列种、200(250)kw系列8种、150kW系列8种。在此期间，上海分院还开发了难采煤层采煤机：短壁工作面采煤机、大倾角采煤机、薄煤层采煤机以及底板采煤机共计8个品种，有效解决了我国难采煤层的机．械化采煤的难题。值得一提的是，还自主研发了首台多电机驱动横向布置框架式结构的新型MG200/475一W型液压牵引采煤机，我国于20世纪80年代中期开始步人电牵引采煤机的发展阶段。以煤炭科学研究总院上海分院为代表率先1986年与波兰KOMAG合作开发MG344一PWD型交流变频电牵引薄煤层底板采煤机。1994年鸡西煤机厂开发了MG463一WD直流电牵引采煤机，同时，太原矿机厂引进英国安德森公司技术生产Electricl000型直流电牵引采煤机，西安煤机厂也致力于发展直流电牵引采煤机。从此，我国交流电牵引采煤机开始进入蓬勃发展时期，2005年初步掌握了大功率大采高采煤机技术和机电一体化技术，2001年大倾角电牵引采煤机和2002年短壁电牵引采煤机标志着我国采煤机总体设计技术达到或接近国际先进水平。2008年由太重煤机生产的1800kw采煤机全年产煤1015万t，创造当时中国综采设备“一矿一井一面单产1015万t”国内新纪录的基础

上，2009年1月份又创下118万t全国月产新纪录，同时2009年研制出世界最大功率2500KW电牵引采煤机，2011年11月研制出世界上最大功率3000kw电牵引采煤机。2.国内外采煤机的发展现况分析

2、目前我国采煤机技术的研发状况

我国于2001 年研制成功了第一台电牵引采煤机，性能良好，这是我国采煤机技术的一大进步；2005年又开发出总装机功率达1815kW的大功率采煤机，随后，更大功率的电牵引采煤机MG900/2215-GWD 也研发成功，是目前国内功率最大的采煤机，该型采煤机的控制达到了国际先进水平，大幅度提高了我国煤炭的开采量和开采效率。目前，国内使用的交流电牵引采煤机的电牵引调速系统主要有三种，即交流变频调速系统、开关磁阻电机调速系统和电磁转差离合器调速系统。其中交流变频调控技术发展得很好，具有很多的优势，比如启动性能好，可直接实现软启动；交流变频调速属转差功率不变型调速系统，效率高等，已成为目前采煤机调速方式的主流。开关磁阻电机调速技术的研发虽然不是很久，但是发展势头很强，它具备交流变频调速和直流调速系统的优势，如果这种调速方式能解决了噪声问题和位置传感器存在的不可靠性问题，将更适合在煤矿井下采掘机械中使用。目前我国的采煤机技术得到了前所未有的发展，在一些技术上已经达到了国际先进水平，但是仍然存在很多的问题和不足，还可以有更大的进步和提高。

3、国外采煤机技术的发展特点

国外于1976年便研制出第一台电牵引采煤机，而其采煤机的研制技术也是值得学习和借鉴的，很对技术和发展情况是领先于我国的。国外的采煤机技术主要是体现以下特点：第一，电牵引成为主要的牵引方式。采煤机市场呈现电牵引采煤机占主导地位，传统的液压式采煤机为辅的结构，尽管液压采煤机仍有一定的市场，但无法阻挡电牵引采煤机的发展势头，一些大功率的采煤机大都采用电牵引技术。第二，采煤机功率不断提高。电机截割功率大的已达1000kW，牵引电动机功率大的甚至达到125 kW，总装机功率最高已达2000kW以上。牵引速度、牵引力也在大幅度提高。第三，交流变频成为主要的调速方式。交流牵引正逐步替代直流牵引，成为今后电牵引采煤机的发展方向。它的价格相对低廉，管理也简单，技术则更先进一些。第四，运用智能化的监控保护系统。新型的电牵引采