钻式采煤机(张佳佳)
全液压钻式采煤机液压系统
进行有效的运用 ， 应用煤矿的仃利资源对肝采的模式进行 州帮
在 川 钻 仟 巾 的 螺 旋 １ １ 片 的转 动 模 式 进 行 输 …［ ２ １ ， 煤炭｛ 皮 输ｆ ¨ 倚
田 设 备 管 理 与 维 修２ ０ １ ７ 上 ）
趁
除 钻忏
针 埘 体 的化 置 ｆ １ １ 煤 矿 的 探 洲 埘新
采煤机 的内部结构是经过 ＿ ｒ々业 设 汁ｌ 柯 ｌ 精心 改 良的经验
其 中饿割机 是采煤机 的主 要 ｒ 作 部 件 ， 主 要 钻
钻头的 ＿ ｒ 作 流 是 先 使 钻 钻
结果 ， 包括推 进饥卡 勾、 支撑 机 构 、 战 割 机 、 机 架 和 液 压 系统 等 相 天部 分
全液压钻式 采煤机 液压 系统
邓 建 飞
（ 太 原理 工 大 学机 械 工程 学 院 ， 山西太原 Ｉ ｝ ３ （ Ｊ （ ） ２ ４ ）
摘
要： 在施工过程 中， 优 秀 的施 工 能 力 能 极 大 节 省 开 采 过 程 中的 人 工成 本 ， 降 低 能 源 消耗 ， 把 握 整体 开 采工 程 的 顺 利 进 展 ， 提 升 开
头、 钻 ”和驱动液 压马达组成
进煤矿 层进行采 煤 作 ．挖 ¨ ｛ 来的煤 经过螺 旋Ｉ Ｉ ｝ 片进 行输送
和 传 导 液 钻 式 采 煤 机 如 １ 昕 爪 ２ 全 液 压 钻式 采煤 机 工 作 原 理 （ １ ） 按 照 最 綦 础 的螺 旋 钻 开 采 技 术 ， 能 够 开 采 的 应 用 过
煤 机 能 够 根 据 自 身 的 Ｔ 作 原 理 发 挥 绿 色 环 保 的 开 采 技 能 和 标 准 在
钻式采煤机的螺旋钻结构与核心技术
钻式采煤机的螺旋钻结构与核心技术一、螺旋钻机组的组成及其工作原理（1）机组的组成机组的组成如图3-3所示。
机组由主机、钻机动力设备、通风系统、钻头和移动装置等组成。
1-螺旋钻机组主机 2-托架 3-操作台 4-液压系统5-动力装置 6-CYB-350AB型控制站 7-矿用接线开关APSH.1型8-采用BMCH-4.5型风机的通风系统 9-钻具图3-3 百狮-2型螺旋钻采煤机组总装图（2）机组工作原理螺旋钻采煤机组传递扭矩给和钻压给螺旋钻从钻采条带里的煤，并完成采煤过程的送钻和退钻。
螺旋钻由一个左旋一个右旋的两节钻杆和它们中间的风管组成。
钻头的切割部分是一个执行机构，它由三个钻头组成。
右边的螺旋钻通过减速箱传扭矩给中间钻头。
如图3-6通过风管不间断地向工作面通风，并用ATZ-1型瓦斯测量器测控。
通过放置在风管边的软管向执行机构的喷头供水，保证降尘。
两个单独的传动装置带动钻杆组的旋转。
为锁紧和开启钻杆的连接，需把钻杆连接用的带有凸轮的离合器调整到适合的位置，用有旋转传动装备的翻转机构来对正。
用固定在传动架上的传动装置沿导向进行液压推进，机器下面有滑板，滑板支撑在底板上，利用滑板在巷道内移动机器。
定向机构保证机器的传动架沿着煤层角度进行钻进。
机组对巷道壁的水平侧推力是用液压缸来保证的。
机组机械化接钻杆和撤钻杆时有一个找正装置，用它来找准定位需要钻进或撤出的在钻采带里的钻杆和风管。
钻杆的安装、拆卸、储存是由安装在巷道的单轨吊完成的。
机组采下来的煤是靠放置在巷道里的刮板运输机运出的。
螺旋钻机、操作台和动力装置连接在一起，沿巷道一起移动图3-6二、螺旋钻构造如图3-4所示，螺旋钻具是由一些很容易组装、拆卸的构件组成。
钻具为两组螺旋钻杆和通风管，它们都与螺旋钻机连接。
在前右螺旋钻杆和通风管之间由减速箱连接，在前左螺旋钻杆上安装了用刚性拉杆与减速箱壳体相连的轴承座。
减速箱和轴承座装在下有弹簧的滑板上。
在右螺旋钻杆的轴承座前面及减速箱的输出轴上装有3个钻头，钻头轴之间的距离为640mm，两则的钻头按煤层厚度采用不同直径的625mm,725mm或825mm钻头。
MZ110／238.5四钻头钻式采煤机液压控制系统设计
据 统计 ， 国 １３ｍ 以下 来自 与 极 薄煤 层 储 量 占总 我 ．
可 采储 量 的 ２ ％ 以上 ， 薄与 极 薄煤 层 的产 量 只 占总 ０ 而
产 量 的 １％左 右 ， 有 进 一 步 下 降 的 趋 势 ， 全 国煤 ０ 且 从 炭 开采 工业 形势 看 ， 普遍存 在 机械 化程 度低 ， 出效 率 产
ＰＥＮＧ ，ＤＵ ａ ｇ ｌ ｎ Ｌｉ Ｃｈ ｎ —ｏ ｇ，ＤＯＮＧ Ｘｕａ ｘ ａ ｎ— ｕ ｎ
（ 中国矿业大学 机电工程学院 ，江苏 徐州
２ １０ ） ２ ０ ６
摘
要： 该文介绍 了一种新型薄煤层采煤机液压控制 系统 ， 通过 了解现有的三钻头钻式采煤机液压 系统
特 点 ， 定四钻 头钻 式采 煤机 的设 计 思 想 与设 计 原 理 ， 行 总 体 设 计 ， 进 了泵站 布 置 、 确 进 改 管路 布 置 和 底 架结 构， 实现 工作 面无人 开采 ， 而提 高 了采煤 效 率 。 从
Ｐ Ｃ时 间计 时 器重 启 ， 续 装料 ； 达到 预设 的装 车 高 Ｌ 继 若
高 ， 用 安全 可靠 ， 简 化 了 工人 操 作 程 序 ， 大 幅 度 使 既 也
缩短 了装 车 时间 。
参考文献 ：
［ ］ 路 甬祥． 压 气 动技 术 手 册 ［ ． 京 ： 械 工业 出版 １ 液 Ｍ］ 北 机
系统 开始 计算 装 车头 提 升 总 高 度 ， 达 到 预 设 的 装 车 若
角度 ， 支撑 油 缸将 钻式 采煤 机主 机横 向 固定在 巷道 壁
收稿 日期 ：０ １１ ．１ ２ １ — １ ０
作者简介 ： 彭丽 （９ ８ ） 女 ， １８ 一 ， 福建永定人 ， 硕士研究 生 ， 主要
极薄煤层钻式采煤机关键技术与装备课题技术总结
极薄煤层钻式采煤机关键技术与装备课题技术总结李建平;刘送永;程德强【期刊名称】《科技资讯》【年(卷),期】2016(014)011【摘要】薄煤层煤炭智能开采作业已成煤炭资源开采的重要课题.目前根据采煤设备的不同薄与极薄煤层采煤方法主要为三种:刨煤机采煤法、滚筒采煤机采煤法和钻式采煤机采煤法.钻式采煤机做为极薄煤层煤炭开采、提高煤炭资源回收率的采煤设备,由工人在采煤工作面外操作,完成设备在工作面内的破煤、装煤、运煤等,设备检修也都在工作面外巷道中进行,真正实现了无人工作面采煤,且占用人员少,劳动生产率高,提高了资源回收利用率.螺旋钻采煤机无人工作面采煤对地质构造适应性强,如果采用滚筒采煤机或刨煤机采煤,长壁工作面遇到较大断层时,需重新开切割眼,工作面搬家,费工费时.而螺旋钻采煤机采煤遇到断层时,只需移动钻机到新地点重新定位钻采即可,工艺、操作都比较简单.该采煤法可广泛地应用于开采围岩较稳定的、煤层倾角在-15°~+15°的极薄煤层,并且还可以用来开采边角煤、三下压煤、顶板松软破碎煤层和回收各种煤柱.使用螺旋钻采煤机不仅减少了巷道投入、减少开采对地面的影响,而且可最大限度的回收极薄煤层煤量,有利于提高薄极薄煤层的配采比例,延长矿井服务年限,提高矿井的经济效益和社会效益.该课题实施,在研究钻式采煤机截割机理基础上,重点研究钻式采煤机小型化及模块化技术、钻具定向钻进技术、自动快速换钻杆技术,多钻头截割技术,开发具有快速、高效、定向钻进的五钻头小型化、模块化钻式采煤机.有效解决螺旋钻式采煤机研制、开发的基础理论研究不足;采煤过程中受不同地质条件、钻头和钻杆重力及不平衡力矩影响,使钻头和钻杆在钻进过程中经常发生偏斜,限制钻采深度;钻杆装卸占用时间长,严重影响采煤效率;采煤时钻孔之间要根据顶板情况,留有不小于0.2 m宽的小煤柱,且只有三个钻头开采,采宽小,开采效率和资源回收率低等问题,研制新型钻式采煤机,实现比刨煤机和滚筒采煤机更强的地质适应性.同时,为更快地建立我国更完备的薄与极薄煤层智能开采技术体系提供技术支撑,满足我国煤矿井下极薄煤层无人工作面智能开采作业的需要.该课题依托单位和协作单位是从事矿山设备的研究、产品开发与制造的中煤张家口煤矿机械有限责任公司、中国矿业大学,既有专门从事煤矿采掘设备理论研究的教授、研究生,也有长期从事煤矿采掘设备的设计及制造的工程技术人员,形成"产-学-研"强强联合和优势互补,共同进行课题攻关.【总页数】2页(P171-172)【作者】李建平;刘送永;程德强【作者单位】中国矿业大学;中国矿业大学;中国矿业大学【正文语种】中文【相关文献】1.“汽车零部件再制造关键技术与装备”课题通过验收 [J],2.螺旋钻式采煤机在极薄煤层开采中的应用研究 [J], 廖洪波3.“万吨级膜法海水淡化关键技术与装备研究”课题通过验收 [J],4.长江科学院承担的“南水北调工程应急抢险和快速修复关键技术与装备研究”相关2个课题通过绩效评价 [J], 丁金华(文/摄影)5.“十二五”科技支撑计划课题“节水增粮高效灌溉关键技术与装备”启动 [J], 王建东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ZMY550／165型螺旋钻采煤机的研制
Ｋ ｙ ｒ ｓ： ｓ ｉ ｌｄ ｌ ｓ ｅ ｒｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙｉｎ ｖ ｔ ｎ ｅ ｗｏ ｄ ｐｒ ｒ ｌ ｈ ａｅ ；ｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ｏ ａｉ ａ ｉ ｏ
１ 引言
需留 ０５一 ｍ的煤柱 ， 能采全高， ． ｌ 不 煤层 回采率不
足 ２ ３ ／。
我国自２０ 年从 国外引进螺旋钻采煤机（ ０３ 以下
（） １ 机组庞大 ， 运输、 安装不便， 调试也较麻烦 。 （ ）系统结构复杂、 ２ 故障率高 ， 操作不便， 液压 系统管路复杂 ， 障点不易查找 ； 故 钻杆 、 风筒对接不 便， 严重降低 了生产效率。 （） ３ 煤炭回收利用率低。采煤时每隔 １８ ．ｍ就
［ ］ 秦向林 ， ２ 吕海洋 ．多路温度监测 自动拨号语音报警系统技术实 现［ ］ Ｊ ．哈尔滨商业大学学报，０ ６ ８ ２０ （ ） ［ ］ 张建 民 ， ３ 杨旭 ．利用单 片机实 现温度 监测 系统 ［ ］ 微 计算机 Ｊ．
维普资讯
・
４ ６・
煤
矿
机 电
２０ 年第 ４ ０８ 期
Ｚ ５ ０ １５型 螺旋 钻 采 煤 机 的研 制 ＭＹ ５ ／ ６
王光 义 ， 丁瑞
（ 中国矿业大学 信息与电气工程学院 ， 苏 徐州 ２ １０ ） 江 ２ ０ ８
摘
要 ： 在 分析 现有 的螺旋 钻采 煤机使 用过 程 中存在 问题 的基础 上 ， 结合 我 国煤 炭产 业政策 和薄
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｈ ｎ ｌ ｓ ｆ ｈ ｒ ｉ ｅ ｓ ｃ ｅ ｉｔｏ ｕ ｔ ｎ ｏ Ｓ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ｅ Ｕｋ ａ ｎ ｉ ｅ ｔ ｎｒ ｄ ｃ ｉ ｆＢ ＨＫ－ ａ ｄ ｍａ ｅ ｕ ｅ ｏ ２ ｈ ａｅ ｐ ｒ ｌ ｓ ｔ ｎ ｈ ｏ ２ ＤＭ ｎ ｄ ｓ ｆ ５ Ｓ ｅ ｒ ｒｓ ｉ ７ ａ ｄ ｌ ｎ ｒ ｃ ｓ ｎ ｔ ｅ ｂ ｓｓｏ ｘ ｓｉｇ ｐ ｏ ｌｍｓ ｉ ｉｈ ｆＣ ｉ ａ ｏ ｌ ｎ ｕ ｔ ｈ ｎ ｓ ａ ｍｉ ｉ ｇ ｐ ｌ ｉｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｉ ｒ ｌ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｈ ａ ｉ ｆ ｉｔ ｒ ｂｅ ， ｌ ｔ ｈ ｎ ￣ｃ ａ ｄ ｓｒ ｔ ｉ ｅ ｍ ｎ ｎ ｏ ｉ ｅ ｎ ｈ ｅ ｎ ｎ ｇ ｏ ｉ ｙ ｃ
钻式采煤机在复杂煤层中的应用分析
摘要 ： 利 用 钻 式采 煤 机 采 煤 ， 不 仅 可 以提 高 煤 炭 资 源 采 出率 ， 而 且 由于 无 需 人 员深 入 工 作 面 内部 ， 可 大 幅 度 减 轻 工 人 劳 动 强 度 。 结 合 河 南 大 峪 沟 煤 业 集 团炭 煤 矿 复 杂 煤 层 实 际 ， 根 据 钻 式 采 煤 机 的 工 况 进 行 了开 采 方 案
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｃｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｕｇ ｅ ｒ ｍｉ ｎｅ ｒ ｎｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｃ ａ ｎ ｉ ｍｐｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ， ｂ ｕｔ ａ ｌ ｓ ｏ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈｅ ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ｉ ｎｔ ｅ ｎｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｗｏ ｒ ｋｅ ｒ ｓ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｔ ｈｅ ｗｏ ｒ ｋ ｅ ｒ ｓ ｓ ｈｏ ｕ ｌ ｄ ｎｏ ｔ ｔ ｏ ｇ ｏ ｉ ｎ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｅ ｐ ｐ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｗｏ ｒ ｋｉ ｎｇ ｆ ａ ｃ ｅ． Ｃｏ ｍｂｉ ｎｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｍ— ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｅ ａｍ ｉ ｎ Ｔａ ｎ Ｃｏ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｅ ｏ ｆ Ｈｅ ｎａ ｎ Ｄａ ｙ ｕｇ ｏ ｕ Ｃｏ ａ ｌ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ Ｃｏ ．， Ｌｔ ｄ．， ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ —
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推进液压缸组
移动框架的设计
导向杆连接组件的设计
液压缸连接件的设计
4.扩充部分
基于枚举法的减速器优化设计
机械优化设计大多数属于非线性约束优化设 计。目前，非线性约束优化设计一般采用混沌搜 索法、信赖域算法、罚函数法以及遗传算法等。
1.2 螺旋钻机的主机结构
1-风筒；2-锁紧装置；3-减速箱；4-液力耦合器；5-电动机； 6-传动架；7-滑撬；8-支撑油缸；9-底架；10-液压推进部件
1.3 螺旋钻采煤机的特点
1.设计先进，结构紧凑； 2.实现了工作面无人开采，安全性能好； 3.采出煤质好，含矸率底； 4.提高了资源回收率，回采了过去丢失的煤
中国矿业大学
MZ110/238.5螺旋钻采煤机传动系统 和推进机构的设计
姓名：张佳佳 指导老师：杜长龙
钻式采煤机简介 钻式采煤机传动系统设计 钻式采煤机推进机构设计 传动系统的优化 总结
1.1 研究背景：
薄煤层（≤0.8m）储量的丰富及开采难度较大 的特性使其成为目前世界上关注率最高的课题之一。 钻机式采煤机采煤工艺是其中一个最主要，也是迄 今为止，较为成熟和有效的开采方法。目前世界主 要产煤国都在对钻机式采煤机进行改进和完善研究 工作。
型号：
YOXD500限矩型液力耦合器（水介质）
输入转速（r/min） : 1500 传递功率 (kW): 90-132 效率%: 0.97 重量 (kg): 104 键： 渐开线花键（int16z*3.5m*30p*5H）
液力偶合器的工作原理
液力耦合器的泵轮和涡轮组成一个可使液 体循环流动的密闭工作腔。动力机(内燃机、 电动机等)带动输入轴旋转时，液体被离心 式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即 推动涡轮旋转，将从泵轮获得的能量传递 给输出轴。最后液体返回泵轮，形成周而 复始的流动。
液力偶合器工作原理
减速器的设计
采用三级圆锥圆柱齿轮减速器，圆 锥齿轮可以使受力转变90度，从而使输 入输 出垂直。虽然增加了采煤机沿巷 道方向的长度，却减小了巷道面积。
螺旋钻采煤机减速器设计
轴号
转速n
（r/min）
输出功率P
（kW）
电机轴 Ⅰ轴 Ⅱ轴 Ⅲ轴 Ⅳ轴
1480 1440 480 150
层，有利于资源回收；
5.维修便利安全。工人在顺槽操作，检修设 备安全方便。
1.4 钻式采煤机的缺点 钻式采煤机由于体积庞大，需要巷道
断面也大，使用成本很高；
换接钻杆时间长，影响采煤效率；
截割面积小，降低采煤效率。
2 传动系统的设计
电动 机
传
动
液力耦合
系
器
统
减速器
技术参数
钻杆转速： 0～60r/min; 钻头数量：4个; 推进力：320kN; 后退力：220 kN; 推进速度: 0～1m/min; 液压系统压力: ≤16MPa; 推进类型: 液压； 煤层厚度: 0.45～0.60m; 煤层倾角: ≤±15°; 工作额定电压: 三相交流660V; 钻头直径: Φ550mm; 煤层硬度: f ≤3。 截割功率：2х110kW
[i2 +H11] i2
H2
约束条件
（1）齿面接触应力条件
H1
1.5T1KZX ZR ZE2 10Im12 z1
[ H1 z3
2KT2
d
i2 +1 i2
3.1推进液压缸的设计
本螺旋钻采煤机的推进系统采用液压推 进，采煤机的工作情况： 推进速度：0-1.0m/min; 推进力：320kN； 后退力： 220kN。
主液压缸型号： HSG·L－125/70·E-1711-800·1472
副液压缸型号： HSG·L－90/50·E-1711-800·1067
110kW
额定电压:
660/1140 V
额定电流：
198.7 A
额定转速：
1480 r/min
液力耦合器的选择
液力偶合器是利用液体动能和势能来传递动力 的一种液力传动设备．具有如下的优点： 超过载保护作用，改善起动性能 起动平稳，可缩短电动机起动时间，并节省电能 可减缓传动系统中的冲击振动 在多种驱动系统中，能均衡各电机负载 结构简单可靠，无机械磨损，无需特殊维护 防火、防爆、无污染
60
110 104.57 100.41 96.43 91.67
输出扭矩T
（Nm）
709.80 693.50 1997.74 6139.38 14738.83
齿轮传动参数
第一级传动：弧齿锥齿轮 第二级传动：斜齿圆柱齿轮 第三级传动：斜齿圆柱齿轮
齿轮受力分析
推 进 机 构
推进液压缸组 移动框架 微调装置
截截割割部部电电机机的的选选择择
由设计要求知，截割功率为2×110kW。选用
防爆电机以保证在有爆炸危险的含煤尘和瓦斯的空
气中绝对安全；而且电机工作要可靠，启动转矩大，
过载能力强，效率高。据此选择由沈阳电机总厂生
产的防爆电动机YB315S-4，其主要参数如下：
电机型号：
YB315S-4
额定功率：
减速器示意图
目标函数：
为了使钻式采煤机减速箱的结构紧凑、
体积合理，以总中心距(L)最小作为设计目 标，即：
L
=
1 2
m1
z1i1
m2 z3 (1 cos12
i2 )
m3
z5
(1
i i1i2
cos12
)
HH21
3
1Z.5ETZm11H2K0ZzIZ3emZX12bZzR12Z2EK2dT2
但是机械设计中很多变量是由国标规定的非 连续的一系列离散量，如V带的长度、齿轮的模数、 轴承的内径、液压杆的内径等。对于求解的设计 变量，要对结果进行圆整（标准化），从而求得 目标函数的最优值。
什么是枚举法？
机械优化设计中的枚举法，就是将所有可能 的情况一一列举，将满足约束条件的设计变量进 行组合，然后根据条件判断此答案是否合适，合 适就保留，不合适就丢弃，从而得到最优设计结 果。其优越性体现在三个方面：一是优化结果是 全局最优解，不是局部最优解；二是思路简单， 程序编写调试方便；三是不用对优化设计的结果 进行标准化。