无链电牵引采煤机牵引部总体设计与牵引机构设计说明
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1 绪论
1.1 采煤机的概述
1
随着近年来我国煤炭行业的快速发展，与之唇齿相依的煤机行业也日益受到重视。从去年出台的煤炭行业纲领性文件《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》，到去年召开的全国煤炭工业科学技术大会，再到近日的国家发改委出台的煤炭行业结构调整政策，都涉及到发展大型煤炭井下综合采煤设备等内容。有关人士指出，大型煤炭井下综合采煤设备走进人们的视野，这是煤机行业发展的必然趋势。
为解决这一矛盾，国家提出了加快提升煤炭生产和设备制造技术水平的战略目标。根据“十一五”煤炭行业结构调整的主要目标，到2010年，全国大、中型煤矿采煤机械化程度要分别达到95%和80%以上。
据有关专家介绍，大型煤炭井下综合采掘设备等重大专项，主要是面向煤矿高产、高效集约化生产及其配套的设备和技术。包括年产600万~1000万吨厚煤层综采成套技术装备研制；年产150万~200万吨薄煤层自动化综采成套技术装备研制；年产100万吨以上短壁综采成套技术装备研制；巷道快速综掘成套技术装备研制等。
无链电牵引采煤机牵引部总体设计及牵引机构设计
前言
采煤机械，现在主要有滚筒式采煤机、刨煤机和采煤钻机三大类。目前我国使用最多的是滚筒式采煤机，也有少量的刨煤机。
随着采煤机生产率的不断提高，综合机械化采煤设备朝着大功率、高牵引力方向发展。对采煤机牵引机构的性能，诸如结构、强度运行平稳性等要求越来越高。目前，常用的无链牵引机构有齿轮-销轨、销轮-齿条及链轨式等形式。我国生产的采煤机大多采用齿轮-销轨式机构，它具有良好的运行平稳性，对底板的起伏、中心距和销轨节距的变化有较强的适应性.销轨在使用中同样容易磨损，尤其是在接触部分。
有关业内人士指出，我国发展大型煤炭井下综合采煤设备，不仅是为了解决煤炭行业发展的设备需求，也不仅是间接地为提高我国煤机行业技术水平提供难得的发展机遇，更重要的是，它将为我国重要能源资源开采提供有力保障.
制约因素加大综合差距
煤机行业的发展并非一帆风顺。在经过多年的低谷期后，虽然近年来市场逐步转暖，但在其自身发展中仍有诸多制约因素。诸如基础技术及基础元器件发展滞后、国产原材料不能满足要求、企业数量多规模小且分散重复、科技开发投入少、技术创新能力弱等。
目前，煤机全行业最突出的问题之一就是成套能力薄弱，市场竞争力不强。据了解，改革开放以来，在煤炭专用设备研制和国产化工作上取得了巨大成就.
但是，由于体制和机制的制约，在煤炭专用设备研制和国产化工作中，力量主要集中在提高单机的设计制造能力和水平上。因而，煤炭专用设备的系统开发、系统设计、系统成套及系统服务，则显得十分薄弱。同时，由于煤炭装备制造业发展滞后，产品的性能和可靠性难以满足高产、高效矿井要求，导致企业在市场竞争中缺乏竞争力。另据了解，目前国内仅有山西焦煤集团和中国煤炭机械工程装备集团具有综合煤机制造实力。种种制约因素及行业技术创新能力不足，造成目前我国煤机制造业与国际水平相比存在很大差距。专家建议，根据目前行业的具体情况，行业创新路线还需要引进和自主研发相结合。专家指出，在全球产业结构调整和转移的浪潮中，以及诸多制约因素前提下，我国煤炭装备制造业面临着重组和规模经营的新趋势。
从试制成功我国第一台大功率AM-500采煤机到1997年停止生产，共计12年。期间，山西煤炭产量从2亿多吨增长到3亿多吨，全国煤炭从8亿吨增长到近13亿吨。大煤矿、大集团相继出现后，像AM-500采煤机年产约130多万吨的设计能力已很难适应新需求。电牵引采煤机的核心技术是电气设备。1996年，投入26万英镑买回了国外直流电牵引图纸，虽然机械图较完备，但电气部分却只有接线图原理和维修图纸，与之配套的电气设备还需要从国外进口，生产一台采煤机需要很高成本。为此，自行设计电气设备并展开技术攻关。当在开始研制中，电牵引采煤机控制系统主要由单片机及其硬件组成，控制原理简单，但体积大、系统复杂。几经反复后，他们终于在1998年设计出结构简单、维修方便的第二套方案，研制出由工业计算机和可编程控制器组成的智能化控制系统，将国产采煤机技术水平提高到了新高度。 此后，经过多次反复实验，终于试制成功了我国首台900千瓦电牵引采煤机。由于1200千瓦电牵引采煤机改进了瓦斯检测装置和漏电闭锁系统，克服了以往设计的缺陷，为井下一线工人的人身安全提供了可靠保证。该机型增加了摇臂倾角传感器、机身倾斜传感器，增设了国内采煤机同步性能不良等负面效应，实现了采煤机技术质量的又一次升级，被专家誉为国内一流技术，为我国煤矿高产高效提供了先进设备，进一步确立了太矿引领国内采煤机技术发展方向的地位。
加快发展煤机制造业意义重大
我国是世界煤炭第一生产和消费大国。由于我国富煤少油，所以煤炭在我国的一次能源中占有极其重要的地位。近年来，国际油价高企，这在某种程度上更加凸显了我国煤炭资源的战略意义.
建设强大的煤炭工业须有强大的煤矿机械制造能力作为后盾。然而，生产技术总体水平落后正在制约着煤炭工业的快速发展。据统计，目前全国采煤机械化程度仅为42%。众多小煤矿仍沿用传统落后的开采方式。
采煤机的发展概况
1986年8月16日，我国首台AM-500采煤机采煤5044吨，月产达到12.8万吨，创我国日、月产采煤最高纪录。在5个月工业试验中产煤54.69万吨，超过设计大纲5个月连续产煤35万吨的要求。上世纪80年代中期，主要生产冶金轧钢设备与润滑设备。考虑到山西未来将年产煤炭4亿吨，山西省成立了省综采设备试制领导组，组织省煤管局、省机电厅和太矿等单位企业参加试制，鼓励太矿适时转型生产综采设备。
当时试制采煤机面临两个问题：一是选型；二是自己研制还是引进。太矿组织技术人员深入煤矿调研，发现大同等全国性煤矿大多属于硬质煤层，白洞矿煤层含夹矸、麻石等，矿工一致要求研制齿面坚韧强度高的双滚筒采煤机。针对我国当时大多煤矿采用150~300小型煤机或引进大功率煤机等现实问题，山西省综采领导组决定投入82.5万美元购买英国安德逊公司AM-500采煤机技术及样机，并投入375万美元从国外购买了一批数控、数显装备和检测仪器。
1.1 采煤机的概述
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随着近年来我国煤炭行业的快速发展，与之唇齿相依的煤机行业也日益受到重视。从去年出台的煤炭行业纲领性文件《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》，到去年召开的全国煤炭工业科学技术大会，再到近日的国家发改委出台的煤炭行业结构调整政策，都涉及到发展大型煤炭井下综合采煤设备等内容。有关人士指出，大型煤炭井下综合采煤设备走进人们的视野，这是煤机行业发展的必然趋势。
为解决这一矛盾，国家提出了加快提升煤炭生产和设备制造技术水平的战略目标。根据“十一五”煤炭行业结构调整的主要目标，到2010年，全国大、中型煤矿采煤机械化程度要分别达到95%和80%以上。
据有关专家介绍，大型煤炭井下综合采掘设备等重大专项，主要是面向煤矿高产、高效集约化生产及其配套的设备和技术。包括年产600万~1000万吨厚煤层综采成套技术装备研制；年产150万~200万吨薄煤层自动化综采成套技术装备研制；年产100万吨以上短壁综采成套技术装备研制；巷道快速综掘成套技术装备研制等。
无链电牵引采煤机牵引部总体设计及牵引机构设计
前言
采煤机械，现在主要有滚筒式采煤机、刨煤机和采煤钻机三大类。目前我国使用最多的是滚筒式采煤机，也有少量的刨煤机。
随着采煤机生产率的不断提高，综合机械化采煤设备朝着大功率、高牵引力方向发展。对采煤机牵引机构的性能，诸如结构、强度运行平稳性等要求越来越高。目前，常用的无链牵引机构有齿轮-销轨、销轮-齿条及链轨式等形式。我国生产的采煤机大多采用齿轮-销轨式机构，它具有良好的运行平稳性，对底板的起伏、中心距和销轨节距的变化有较强的适应性.销轨在使用中同样容易磨损，尤其是在接触部分。
有关业内人士指出，我国发展大型煤炭井下综合采煤设备，不仅是为了解决煤炭行业发展的设备需求，也不仅是间接地为提高我国煤机行业技术水平提供难得的发展机遇，更重要的是，它将为我国重要能源资源开采提供有力保障.
制约因素加大综合差距
煤机行业的发展并非一帆风顺。在经过多年的低谷期后，虽然近年来市场逐步转暖，但在其自身发展中仍有诸多制约因素。诸如基础技术及基础元器件发展滞后、国产原材料不能满足要求、企业数量多规模小且分散重复、科技开发投入少、技术创新能力弱等。
目前，煤机全行业最突出的问题之一就是成套能力薄弱，市场竞争力不强。据了解，改革开放以来，在煤炭专用设备研制和国产化工作上取得了巨大成就.
但是，由于体制和机制的制约，在煤炭专用设备研制和国产化工作中，力量主要集中在提高单机的设计制造能力和水平上。因而，煤炭专用设备的系统开发、系统设计、系统成套及系统服务，则显得十分薄弱。同时，由于煤炭装备制造业发展滞后，产品的性能和可靠性难以满足高产、高效矿井要求，导致企业在市场竞争中缺乏竞争力。另据了解，目前国内仅有山西焦煤集团和中国煤炭机械工程装备集团具有综合煤机制造实力。种种制约因素及行业技术创新能力不足，造成目前我国煤机制造业与国际水平相比存在很大差距。专家建议，根据目前行业的具体情况，行业创新路线还需要引进和自主研发相结合。专家指出，在全球产业结构调整和转移的浪潮中，以及诸多制约因素前提下，我国煤炭装备制造业面临着重组和规模经营的新趋势。
从试制成功我国第一台大功率AM-500采煤机到1997年停止生产，共计12年。期间，山西煤炭产量从2亿多吨增长到3亿多吨，全国煤炭从8亿吨增长到近13亿吨。大煤矿、大集团相继出现后，像AM-500采煤机年产约130多万吨的设计能力已很难适应新需求。电牵引采煤机的核心技术是电气设备。1996年，投入26万英镑买回了国外直流电牵引图纸，虽然机械图较完备，但电气部分却只有接线图原理和维修图纸，与之配套的电气设备还需要从国外进口，生产一台采煤机需要很高成本。为此，自行设计电气设备并展开技术攻关。当在开始研制中，电牵引采煤机控制系统主要由单片机及其硬件组成，控制原理简单，但体积大、系统复杂。几经反复后，他们终于在1998年设计出结构简单、维修方便的第二套方案，研制出由工业计算机和可编程控制器组成的智能化控制系统，将国产采煤机技术水平提高到了新高度。 此后，经过多次反复实验，终于试制成功了我国首台900千瓦电牵引采煤机。由于1200千瓦电牵引采煤机改进了瓦斯检测装置和漏电闭锁系统，克服了以往设计的缺陷，为井下一线工人的人身安全提供了可靠保证。该机型增加了摇臂倾角传感器、机身倾斜传感器，增设了国内采煤机同步性能不良等负面效应，实现了采煤机技术质量的又一次升级，被专家誉为国内一流技术，为我国煤矿高产高效提供了先进设备，进一步确立了太矿引领国内采煤机技术发展方向的地位。
加快发展煤机制造业意义重大
我国是世界煤炭第一生产和消费大国。由于我国富煤少油，所以煤炭在我国的一次能源中占有极其重要的地位。近年来，国际油价高企，这在某种程度上更加凸显了我国煤炭资源的战略意义.
建设强大的煤炭工业须有强大的煤矿机械制造能力作为后盾。然而，生产技术总体水平落后正在制约着煤炭工业的快速发展。据统计，目前全国采煤机械化程度仅为42%。众多小煤矿仍沿用传统落后的开采方式。
采煤机的发展概况
1986年8月16日，我国首台AM-500采煤机采煤5044吨，月产达到12.8万吨，创我国日、月产采煤最高纪录。在5个月工业试验中产煤54.69万吨，超过设计大纲5个月连续产煤35万吨的要求。上世纪80年代中期，主要生产冶金轧钢设备与润滑设备。考虑到山西未来将年产煤炭4亿吨，山西省成立了省综采设备试制领导组，组织省煤管局、省机电厅和太矿等单位企业参加试制，鼓励太矿适时转型生产综采设备。
当时试制采煤机面临两个问题：一是选型；二是自己研制还是引进。太矿组织技术人员深入煤矿调研，发现大同等全国性煤矿大多属于硬质煤层，白洞矿煤层含夹矸、麻石等，矿工一致要求研制齿面坚韧强度高的双滚筒采煤机。针对我国当时大多煤矿采用150~300小型煤机或引进大功率煤机等现实问题，山西省综采领导组决定投入82.5万美元购买英国安德逊公司AM-500采煤机技术及样机，并投入375万美元从国外购买了一批数控、数显装备和检测仪器。