毕业设计--滚筒采煤机截割部的设计(3)

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荷，链条因为有承受限度，所以对滚筒的装载多少、运输机以及液压支架的移动肯定会有阻碍，有链牵引还有很多不足之处。但是无链牵引有许多优势： （1）采煤机能够相对平稳的移动，确保采煤机的载荷相对稳定； (2) 提高了设备的可靠性和安全生产性； （3）采煤机移动较少的能源消耗；

（4）采煤机运行时噪音低，有利于提高工作面工作条件； （5）采煤机能够更好的爬坡；

（6）可以使用更多的采煤机同时作业，为提高单位面里的工作效率。所以选用——无链牵引中的液压传动。

2.6 驱动方式

采煤机驱动的方式有三种：

(1）只用一台电动机提供所有的动力，这叫做单驱动模式。

(2）另外一种驱动是：每个截割部都有与之一起的电动机，牵引部和其他装置要么让截割部的电动机驱动，要么另外安装电动机来实现驱动。

(3)联合驱动方式——让两台电动机连接成一个个体，一起驱动采煤机的各个部份。 让它们分开驱动时，每个电机的功率大概是差不多的。截割部能够设计的更加合理，能够把横贯牵引部的过轴拆卸掉。此分别使用两个动力源(功率为二百五十千瓦的电动机)来驱动左右截割部，此外用两个功率为四十千瓦的电动机分别驱动牵引部以及机器的其他设备。

2.7 采煤机的附属设备

在开采过程中，需要采取一些方法以达到除尘的目的。主要有喷雾降尘、泡沫除尘和吸尘器除尘。水经过高压通过喷嘴释放出来，让水达到雾化的效果，从而把粉尘跟外界隔离开来的方式叫做喷雾降尘。泡沫除尘尽管有一些优点，但是它的生产装备太过繁琐，现在没有大量生产效率高、无毒、廉价的泡沫剂，所以不在采煤机上使用。，吸尘器靠电动机高速驱动风机叶轮旋转，使空气高速排出，而风机前端吸尘部分的空气不断地补充风机中的空气，致使吸尘器内部产生瞬时真空，和外界大气压形成负压差，在此压差的作用下，吸入含灰尘的空气，经滤尘器过滤，排出清净的空气。吸尘器的效率很高，然而它的附加要求也很高。本机采用喷雾灭尘方式。喷雾灭尘有可分为内喷雾灭尘和外喷雾灭尘，在这里选择内外喷雾结合灭尘。

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3 滚筒采煤机的总体设计及计算

3.1 滚筒采煤机布局

本机使用了双筒对称布置。使用液压缸进行高度的调节，可调范围：1.3 （m）~ 3（m）。根据课本上的知识和前人的经验把滚筒的水平中心距离定在一万零八百一十毫米，把两个摇臂铰接的中心距离定在六千七百毫米，把两个牵引轮的中心距定在五千五百九十毫米，机身宽设为1210mm。

3.2 滚筒采煤机结构

机器的高度大概是1.6（m）~3.2（m）。截深设定在0.62（m）~0.66（m）。一个滚筒的直径为1400m，而另外一个的直径为1600m。牵引速度定在0~8（单位：米/分钟）

3.3 设计生产功率

[1]

Q = 60·J·H·Vq·γ 式（3.1） 式中 J—— 滚筒的有效截深（m）J = 0.63； H——采煤机的平均采高（m）H = 2.4；

Vq——采煤机的最大工作牵引速度（m/min）Vq =8； γ = 1.35——煤的重率（t/㎡）。 Q = 60×0.63×2.4×8×1.35 Q = 979.7（t/h）

3.4 装机功率

[1]

60?Q?HWBX60?Q?） = 式（3.2） ?（0.6HWBX?0.4HWBX?（0.6?0.4K3）（千瓦）K1?K2K1?K2 式中 K1——功率利用系数，K1=0.8。 N? K2——功率水平系数，由表3—1查得K2=0.9。 K3——后滚筒的工作条件系数，K3=0.8。

HWB——采煤机的比能耗，由表3—2查得HWB=0.44（KW.h/T）。

A HWBX=HWB?X

A AX≈A=300N/mm。

HWBX?HWB?0.44。 （KW.h/T）??K3?HWBX HWBX60?979.7?（0.6?0.4?0.8） N?

60?0.8?0.9

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N = 591KW。

表3—1 功率水平系数K2

电动机Mmax/MH 2.0~2.2 2.2~2.4 2.4~2.6 自动调速 0.90 0.95 1.00 表3—2螺旋滚筒采煤机比能耗HWB

人工调速 0.80 0.85 0.90 牵引速度（米/分） 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 HWB（KW.h/T） 0.50 0.44 0.42 0.40 3.5 弯摇臂参数

弯摇臂的长度2055.02mm， 摇臂上摆角36.3°， 下摆角17.3°。 装机功率P=591KW，机重36T。本机采用无链牵引，多电动机横向布置同时驱动，可以电液互换。截割电机功率为：2×250 = 500KW。电牵引速度为0~8（m/min），液压牵引速度为0~6.9（m/min）。滚筒转速40~50（r/min）。灭尘方式：内外喷雾。

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4 滚筒采煤机截割部设计

4.1 螺旋滚筒设计

[1] [17] [12]

螺旋滚筒是具有螺旋装载叶片的截割滚筒，在工作过程中能够切削和使煤炭碎裂，通过螺旋叶片把煤碳沿着滚筒的轴线方向推送出，接着装进工作面上的运输机器。通常螺旋滚筒设计需要知道滚筒直径Dc、叶片直径Dy和筒彀直径Dg。

4.1.1 螺旋叶片的表面是一个螺旋面，在螺旋面上任何一点的螺旋升角为 ai=arctg（Si/（∏Di）） 式（4.1） 式中：

Di、Si——在这一点所在螺旋线的直径和螺距。

4.1.2 切削厚度[1]

hmax?vqn.m 式中：

?100(厘米） 式（4.2）

hmax——最大切削厚度

m——刀具同一条轨迹上安设的刀具数 n—滚筒的转速（r/min） vq——牵引速度（m/min）

刀具的平均切削厚度可用月牙形面积和截割长度相除而得：

2?D?hmaxhp? 式（4.3）

?V?qD?C?63.8(cm)

n?m 式中：

hp——平均切削厚度。

4.1.3 螺旋滚筒的转向

为了使螺旋叶片运输煤炭，它的旋转方向必须跟滚筒转向相符合。在采空区的一侧能够见到右滚筒是顺时针的旋转，而左滚筒是相反的，为了加强采煤机稳定工作，同时避免滚筒截割阻力的方向相同，两个滚筒的旋转方向是相对的 。当筒的直径比较大的时候，当运输机的运送能力小于滚筒的生产率时，滚筒的转向需要偏重于降低能耗和保证能够更好的稳定工作以及能够安全操作的要求。采煤机和运输机运作的情况大部分都是前滚筒的截煤量大其后滚筒的截煤量，而前滚筒的装煤量小于后滚筒,所以此采煤机中的滚筒需要用前顺后逆。

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4.1.4 滚筒的三个直径

设计的此采煤机正常是在每一个行程过程中挖掘所有采高，滚筒的直径应当大于或者等于采高的1/2。根据装煤量的相同性的标准来确定滚筒直径的大小。假设滚筒的直径和采高H的之比为a，滚筒的装载效率为η，则：

A?H?(1?a)H?(1??)a?h 式（4.4） aH是一个滚筒的截割高度，而（1-a）H则是另外一个的。（1-η）ah是前滚筒过剩的煤炭量，需要后滚筒运走。整理即得 a=1/（1+n）

大直径滚筒的装载效率约为70~80%，所以a = 0.6。

Dc= 0.6×H

= 0.6×1.6~0.6×3.2 = 0.96~1.98（米）

通过实际情况判断取两滚筒的Dc分别为1.4米和1.6米。

最大截距滚筒将限制滚筒最大切削厚度：

t?b hmax?max 式（4.5）

2?tg?式中 tmax——滚筒刀具的最大截距（cm）； b——截刃宽，本机器则取十五毫米；

表4—1截槽崩裂角与煤质和切削厚度的关系 切 煤 削 厚 度 崩 裂 质 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 8.0 10 15 20 25 ? 82 69 77 63 73 58 71 55 68 52 65 49 61 45 58 42 55 41 52 49 43 38 38 36 32 29 34 25 脆性煤 韧性煤 hmax?tmax?b 2tan?整理得 tmax?2tan??hmax?b

=2×0·7813×7·75+1.5 =13.6cm

为了防止螺旋刀片和截槽的残煤之间的冲突，滚筒的最大切削厚度将小于或者等于刀具超出刀座部分的百分之七十，即

(tmax（4.6） ?b)?ctg??0.D7c(?Dy ) 式整理得 Dy?Dc?1.43?ctg??(tmax?b) ≦Dc-22.15 =1278.5mm 取Dy=1.2m，

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