采煤机截齿常见问题及优化

目录

摘要： (1)

绪论 (2)

第一章滚筒采煤机的整体结构 (3)

1.1采煤机的主要组成部分 (3)

1.2采煤机的工作原理 (5)

第二章截割机构与煤层特性 (6)

2.1 截割机构 (6)

2.2 煤层特性 (7)

第三章采煤机截齿的工作特性 (8)

3.1 采煤机截齿的工作状态 (8)

3.2采煤机截齿的失效形式及原因 (9)

3.3 截齿综合性能标准 (11)

第四章国内现用截齿的状况 (12)

4.1截齿刀体常用材质 (12)

4.2 截齿齿体材料的选用 (12)

4.3 截齿工艺的发展 (14)

第五章提高截齿可靠性的途径 (17)

5.1 设计方面 (18)

5.2制造工艺方面 (18)

5.3使用方面 (20)

总结 (21)

致谢 (23)

参考文献 (24)

摘要

煤矿用截齿是开采业的常见部件之一，由于其工作条件的因素，也是矿山机械更换最频繁的机械部件之一。目前我国煤炭生产主要采用采煤机,刨煤机,掘进机等进行开采。在煤炭生产的过程中,大量的煤矿用截齿消耗不仅增加吨煤成本、影响煤碳生产的经济效益,而且还会因为更换截齿的时间增加而降低生产效率。煤截齿的性能如何将直接影响采煤产量、吨煤成本及采煤工人的劳动强度。研制高强度截齿一直是广大科技工作者的迫切任务。

关键词：采煤机截割部截齿硬度

绪论

截齿是煤炭行业中截割煤岩的采煤机、掘进机、刨煤机用来破岩落煤用的刀具，在截割煤岩过程中，由于工矿条件复杂，造成截齿失效，使得截齿消耗量非常大。截齿是易损件，是更换量最大的煤矿机械零件之一。由于井下地质构造复杂，煤岩厚度、硬度对机械化开采的影响，要求截齿具有较高的硬度和耐磨性，同时又要经受交变冲击力，并具有较好的冲击韧性。

据调查，一个中小型矿务局每年消耗的各型截齿的数量均在2万把以上，以全国约100个中小型矿务局来推算，总消耗量在200万把以上，以截齿200元/把计，总价值为4亿元以上。

截齿的生产过程是按照截割煤岩时对截齿的性能要求而制定的，所以有必要了解截齿在采煤工作中的受力、失效形式和原因以及优质截齿的综合性能标准，同时还应熟知截齿的材质、生产设备与工艺。本节通过查阅文献详细介绍了截齿的工作特性以及国内截齿的发展状况。

第一章滚筒采煤机的整体结构

1.1采煤机的主要组成部分

采煤机的类型很多，但基本上以双滚筒采煤机为主，其基本组成部分也大体相同。各种类型的采煤机一般都由下列部分组成。

图1 双滚筒采煤机

1—电动机；2—牵引部；3—牵引链；4—截割部减速器；

5—摇臂；6—滚筒；7—弧形挡煤板；8—底托架；9—滑靴；

10—调高油缸；11—调斜油缸；12—拖缆装置；13—电气控制箱（1）截割部

截割部的主要功能是完成采煤工作面的截煤和装煤，由左、右截割电机，左、右摇臂减速箱，左、右滚筒，冷却系统，内喷雾系统和弧形挡板等组成。截割部耗能占采煤机装机总功率的80%-90%，因此，研制生产效率高和比能耗低的采煤机主要体现在截割部。

传动装置：

截割部传动装置的作用是将采煤机电动机的动力传递到滚筒上，以满足滚筒转速及转矩的要求；同时，还应具有调高功能，以适应不同煤层厚度的变化。

截割部的传动方式主要有一下几种：

a）、电动机-摇臂减速箱-行星齿轮减速箱-滚筒

b）、电动机-固定减速箱-摇臂减速箱-滚筒

c）、电动机-固定减速箱-摇臂减速箱-行星齿轮减速箱-滚筒

d）、电动机-摇臂减速箱-滚筒

螺旋滚筒：

螺旋滚筒是采煤机落煤和装煤的工作机构，对采煤机工作起决定性作用，消耗总装功机率的80%-90%。早期的螺旋滚筒为鼓型滚筒，现代采煤机都采用螺旋滚筒。螺旋滚筒能适应煤层的地质条件和先进的采煤方法及采煤工艺的要求，具有落煤、装煤、自开切口的功能。近些年来出现了一些新的截割滚筒，诸如滚刀式滚筒、直线截割式三角形滚筒、截楔盘式滚筒等。

滚筒由螺旋叶片由螺旋叶片、端盘、齿座、喷嘴、筒毂及截齿组成。

（2）牵引部

采煤机的牵引部是采煤机的重要组成部分，它不但负担采煤机工作时的移动和非工作时的调动，而且牵引速度的大小直接影响工作机构的效率和质量，并对整机的生产能力和工作性能产生很大的影响。

牵引部由牵引传动装置和牵引机构两大部分组成。传动装置的重要功能是进行能量转换，即将电动机的电能转换为传动主链轮或者驱动轮的机械能。牵引机构是协助采煤机沿采煤工作面行走的装置。传动装置装于采煤机本身为内牵引，装在采煤机工作面两端的为外牵引。绝大部分的采煤机采用内牵引，仅在薄煤层中为了缩短机身长度才采用外牵引。随着高产高效工作面的出现以及采煤机功率和牵引力的增大，为了工作面更加安全可靠，无链牵引机构逐渐取代了有链牵引。

（3）电气系统

电气系统包括电动机及其箱体和装有各种电气元件的中间箱（连接筒）。该系统的主要作用是为采煤机提供动力，并对采煤机进行过载保护及控制其动作。

（4）辅助（附属）装置

辅助装置包括挡煤板、底托架、电缆拖曳装置、供水喷雾冷却装置，以及调高、调斜等装置。该装置的主要作用是同各主要部件一起构成完整的采煤机功能体系，以满足高效、安全采煤的要求，改善采煤机的工作性能。

MG500/1130-WD 型电牵引采煤机，属多部电机横向布置形式。整机由左、右牵引部，左、右截割部，左、右行走部及电控箱组成，电气控制系统、液压传动系统及喷雾冷却系统组成机器的控制保护系统。

左、右牵引部、电控箱通过一组连接丝杠，形成刚性联接，左、右牵引部分别与电控部的左、右端面干式对接。两行走部分别固定在左、右牵引部的箱体上。牵引部与电控部对接面用圆柱销定位，高强度T形螺栓和螺母联接。

截割部为整体弯摇臂结构，即截割电机、减速器均设在截割机构减速箱上，与牵引部铰接和调高油缸铰接，油缸的另一端铰接在牵引部上，当油缸伸缩时，实现摇臂升降。支承组件固定在左、右牵引部上，与行走箱上的导向滑靴一起承担整机重量。

1.2采煤机的工作原理

单滚筒采煤机的滚筒一般位于采煤机下端，以使滚筒割落下的煤不经机身下部运走，从而可降低采煤机机面（由底板到电动机上表面）高度。单滚筒采煤机上行工作时，如图2（a）所示，滚筒割顶部煤并把落下的煤装入刮板输送机，同时跟机悬挂铰接顶梁，割完工作面全长后，将弧形挡煤板翻转180°；接着，机器下行工作，如图2（b）所示，滚筒割底部煤及装煤，并随之推移工作面输送机。这种采煤机沿工作面往返一次进一刀的采煤法叫单向采煤法。

双滚筒采煤机工作时，如图2（c）所示，前滚筒割顶部煤，后滚筒割底部煤。因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次，可以进一刀；返回时又可以进一刀，即采煤机往返一次进二刀，这种采煤法称为双向采煤法。

图2 滚筒采煤机的工作原理