薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计（全套含CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 前言  我国是煤炭资源大国 ,薄煤层储量十分丰富 ,约占全国煤炭总可采储量的 20%以上。与中厚及厚煤层相比，薄煤层属难采煤层 ,由于受到工作面条件、空间狭小、地质条件变化大开采效率低、经济效益低下、设备移动困难等因素的限制 ,从整体水平上远远落后于中厚及厚煤层开采水平。究其原因关键在于缺乏适应性好、生产效率高的薄煤层中采煤技术装备。特别是各矿区在投产初期通常优先开采中厚煤层和厚煤层，将厚度 下的、煤层全部放弃，浪费了大量宝贵的煤炭资源，造成了生产接续和资源平衡开采之间的矛盾日益突出，缩短了矿山的服务期限，制约 了整个煤炭工业的协调发展。所以发展机械化开采  , 是提高薄煤层工作面生产效率的唯一出路  , 而实现薄煤层工作面高产高效的关键是要有高性能的薄煤层生产设备。  另外，煤炭工业是我国重要的基础产业。长期以来，煤炭在我国一次能源生产和消费构成中约占 2/3 以上。在未来相当长的时期内，以煤为主的能源供应格局不会改变。因此，要保证煤炭工业持续、稳定、健康发展，除继续建设高产高效矿井，提高采掘机械化水平，发展中、厚煤层一次采全高以及特厚煤层的放顶煤开采技术和装备外，研制开发适合我国国情的薄煤层开采技术和装备，不仅成为了各 煤矿待解决的问题，也成为了我国煤炭工业研究探讨的重要课题，受到我国煤炭行业各方面的重视。因此，开采薄煤层采煤具有十分重要的意义，研制适合我国实际国情的薄煤层采煤机，以适应不同的煤层结构，提高薄煤层采煤的工作效率是当务之急。  唐月撵：薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计  2 1 刨铣机总体结构的方案设计  薄层刨铣机的总体设计的主要任务是：根据薄煤层刨铣机的用途、使用情况及制造条件等，合理的选择机型，确定性能参数、整机尺寸及各部分的结构形式并进行合理布置为下一步设计提供基础和依据。总体设计是薄层刨铣机设计的一个重要的环节。  薄煤层刨铣机是由 许多部件组合起来的一个有机整体，其整机性能不仅取决于每一部件的好坏，更主要是取决于各部件间的相互协调。保证其相互协调的性能，是总体设计来完成的，所以薄煤层刨铣机总体设计对整机的性能起着决定性的作用。  用于走向长臂采煤法的刨铣机应该具有的如下三种基本功能；  （ 1）把煤从煤煤壁上破碎下来的功能；  （ 2）把破碎下来的煤装在工作面输送机上的功能；  （ 3）刨铣机能沿着工作面自移的功能；  现破碎煤壁功能的结构方案  削式结构方案  在鼓行滚筒的表面或在螺旋滚筒的叶片上安装截齿，滚筒随采煤机前移并自转 ，截齿使用铣削的方式把煤从煤壁上截割下来，这就是铣削结构。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 3 图（ 3a）为水平轴螺旋滚筒结构，滚筒自转速度为 n，采煤机牵引速度为 （ 3b）为垂直轴滚筒结构，滚筒自转速度为 n，采煤机移动速度为 两种结构称为侧铣式结构。  在侧铣方式中螺旋滚筒结构应用最普遍，其主要优点是它不仅能实现截落煤的功能，还能实现装煤的功能；水平旋转轴调整滚筒高度比较方便，对不同梦煤层厚度的适应性好；具有自开缺口的功能等。垂直滚筒结构的特点是，滚筒结构简单，制造方便；破碎煤层时，截齿沿层理运 动，截齿所受截割阻力小，采煤机能耗比较低；这种滚筒只能在煤层厚度变化不大的薄煤层中工作，或与其他结构形式的破煤结构组合在一起共同工作，滚筒的适应性小  削式结构方案  钻削式结构如图（ 3a）在环形悬臂的前端安装截齿，这种悬臂的内表面上也安装有截齿。这种结构被称为钻削头，悬臂则被称为钻削臂。当钻削头自转并沿其轴线方向推进时，首先在煤层中由钻削头截割出现形截槽，而此环形槽所  图 3削式破煤结构  围成的柱状煤体则被钻削头内的截齿所破碎 (见图 3b)。  唐月撵：薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计  4 这种结构的优点：结构简单，制造方便 ；集落煤和装煤功能于一体；煤的坡度大机器能耗低。其缺点是这种结构应布置与采煤机的端面，机身必沿其钻削出的空间前进，因此，机身长；这种破煤结构不能自开缺口；为使顶底板平整，还必须配有截割盘，沿顶板截割煤层，因此使整个及其结构复杂化；此外，这种破煤结构对煤层厚度的适应性小。  压式结构方案全套图纸加 Q 401339828 滚压式破煤结构是在螺旋滚筒的旋叶上和滚筒端面安装滚压盘刀（图 3当滚筒前移并自转时，盘刀压向煤壁，气刃部的挤压和剪切作用达到破煤的目的。  图 3压盘刀螺旋滚筒  这种 破碎煤层的结构优点：采下煤的块度大，煤尘明显低；机器能耗小；盘刀寿命长。这种结构的缺点：结构复杂，成本高。  刨铣机的落煤功能是刨铣机的第一位的功能，因此，现在把具有落煤功能的结构称为刨铣机的工作机构。在刨铣机设计中，工作机构的合适与否，对刨铣机的工作占有举足轻重的地位。综合上述各种结构的优缺点，结合该刨铣机在煤层厚度小的薄煤层中工作，故选择螺旋滚筒结构方案来实现破碎煤壁功能。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 5 现装煤功能的结构方案  把煤从煤壁上破碎下来以后，还要装到工作面输送机里运到到工作面之外 ， 能实现这种装煤工作的 结构为装载机。 由于煤层刨铣机的开采方向是向两边开采的而刮板机是平行于开采方向放置。距截割头尚有一段距离。所以要设计一个将机身前面截割头采下的煤送入机身后部刮板输送机里的这样一个间接的装载装置把煤壁上破碎下来的煤，装到工作面输送机里运到到工作面之外。  现刨铣机自移功能的结构方案  有三种形式：钢丝绳牵引、喵链牵引机构、无链牵引机构  链牵引具有以下特点：  （ 1）强度高，承载能力大 ,能满足采煤机增大牵引力和提高牵引速度的要求；  链牵引是领先链轮齿和链环相啮合，工作较可靠；  （ 2）牵引链使用奉命长，一般可用 6 个月以上；  （ 3）断链时弹性小，不宜伤人，断链后用连接环相连接，十分方便；  （ 4）牵引链的节距较大，当链轮作等速动转时，牵引链相对链轮的移动是周期性变化的。  无链牵引直接利用敷设在工作面输送机上的轨道运行。具有以下一系列优点：  1）采煤机移动平稳，保证采煤机的载荷比较平稳；  2）提高的设备的可靠性和生产的安全性；  3）采煤机移动所消耗的能量减少；  4）采煤机的运行噪音低，有利于改善工作条件；  5）提高了采煤机的爬坡能力，能适应大倾角工作面；  6）在一个工作面上可能采用多台采煤机同时作业，以提高工作面产量。  综合比较以上三 中形式，因为薄煤层刨铣机是一个要求机身结构较小的机器，为节省整机空间在本次设计中选用钢丝绳牵引。  唐月撵：薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计  6 2 刨铣机辅助功能的结构方案   只具有基本功能的刨铣机，能勉强完成在工作面破落煤壁和装煤的任务。在工作实践中，由于实际情况的复杂性，为了使刨铣机适应复杂情况的需要，人们不断创造开发出新的结构，使刨铣机具有一些辅助功能。至今这些辅助功能已成为现代刨铣机所必须的。这些辅助功能有，适应煤层赋存状态变化的功能、降尘和冷却设备功能、自动拖卷电缆功能等。   实现使用煤层厚度变化的功能结构方案  该薄煤层采煤机工作 于 间的薄煤层中，整机是左半机与右半机各一个截割滚筒，采用双滚筒单个工作制度。  当煤层厚度变化时，两个滚筒的工作高度应当变化，这就需要能实现适应煤层厚度变化的功能结构，因为本机结构特殊没有摇臂装置。我们采用叠加滚筒方式来增加煤层采高。  现降尘功能的结构  刨铣机的截煤滚筒在截割煤壁的同时，产生了煤尘并在空气中飞扬，使井下的空气遭到严重污染，威胁井下的身体健康。在井下，当颗粒直径在不大于 范围内的煤尘形成一定浓度时，容易引起煤尘爆炸或瓦斯爆炸。因此降尘是刨铣机的一 个重要辅助功能。  降尘措施有多种，不仅有结构方面的，而且还有刨铣机工作参数方面的等，归纳起来有如下诸方面：  （ 1）提高刨铣机牵引速度，降低截煤滚筒转速，增大碎煤块度，能明显地降低煤尘。  （ 2）滚筒轴垂直于刨铣机机面，即采用立滚筒，使截齿沿煤层层理截割，也能降低煤层。  （ 3）在可能条件下，减少滚筒上安装截齿的数量，增大碎煤块度，降低煤尘。  （ 4）实现滚筒自动调高，避免滚筒截割工作面顶板和底板，从而引起刨铣机牵引速度降低，避免煤尘大量生成。  （ 5）吸入空气式降尘结构。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 7 （ 6）用喷雾灭尘  （ 7）用泡沫灭尘  该薄煤 层采煤机采用喷雾灭尘方式。使压力为 1520压力经由喷嘴喷出雾化，极细小的液滴充满滚筒截煤区，液滴与粉尘相碰而被捕捉。压力水由设在工作面下顺槽的水泵供水。供水胶管通径不大于 25采煤机进水口处的水压为 2030 电缆装置  刨铣机沿工作面移行工作，电缆和水管也必须随采煤机移动，因此必须有方便而可靠的卷电缆装置。  悬链固定板固定在采煤机电缆进线口近旁的机身上。悬链固定板用几节悬链与尼龙电缆夹板相连。装置电缆夹板都节状，节与节之间用销钉连接，允许弯曲。沿工作面铺设的电缆和水管被这种 H 型 夹板夹于其间，不但保护了电缆和水管，又允许电缆和水管沿工作面来回弯曲折返。夹有电缆和水管的电缆夹至于工作面输送机采空区侧的电缆槽之中，使之得到保护。  唐月撵：薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计  8 3 刨铣机参数及主要特点  铣机的工作参数  刨铣机的工作参数规定了刨铣机的适用范围和主要技术性能，它们既是设计刨铣机的主要依据，又是综采成套设备选型的依据。  1)  截深  刨铣机截割机构每次切入煤体内的深度 B 称为截深。即采煤机沿工作面走向一次推进的距离，它决定工作面每次推进的歩距，是决定刨铣机装机功率和生产功率的主要因素，也是支护 设备配套的一个重要参数。对于中厚和厚煤层，考虑到工作面输送机的最大输送能力以及充分利用顶板压力对煤壁的予破坏效应，截深绝定为 于薄煤层，为保证工作面单产和生产率，适当加大截深，取截深 通过设计分析，截深取为 1 m。  2)  采高  采高是指最大可能开采的高度，是由采煤机的机械结构决定的。它对刨铣机整体结构有决定性影响。对于单一煤层的开采，采高要与煤层厚度相当。当厚煤层分层开采时，按最大分层厚度约为最大采高的 90 95%，最下煤层厚度约为最小采高的 110 120%来确定刨铣机的采高 。薄煤层的厚度是在 次设计的最大采高为 样可以满足要求。  3)  牵引速度  刨铣机截煤时的运行速度称为牵引速度。由煤层厚度、截深、煤层物理机械性质以及用户对刨铣机生产率的要求确定的。由于煤层的机械力学性质复杂多变，需要随时调节牵引速度，使采煤机能在正常负载下工作。刨铣机截煤时，牵引速度越高，单位时间内的产煤量越大，但电动机的负荷和牵引力也相应增大。为使牵引速度与电动机负荷相适应，牵引速度应能随截割阻力的变化而变 化。当用户生产率已定，则当采高和截深加大，牵引速度就减小；当采高和截深减小，势必加大牵引速度。当煤层中含矸量较大或煤层硬度较高，涉及的牵引速度也必须减低。选择工作牵引速度时，首先应考虑刨铣机的生产能力应与采区运输设备的运输能力相适应，以便使采下的煤能顺利的运出去；此外，还应考虑刨铣机的负荷、生产能力、以及运输设备的运输能力。目前，液压牵引采煤机的牵引速度一般为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 9 5 6m/滚筒电牵引采煤机的最大截割速度可达 10 12m/牵引采煤机最大牵引速度高达 18 15m/过设计分析，本次设计牵 引速度为 6 m/  4) 牵引力  刨铣机的牵引力是刨铣机克服牵引阻力的能力。牵引力是牵引部的一个重要参数，是由外载荷决定的。影响刨铣机牵引力的因素很多，如煤层的物理机械性质、工作面倾角、机器自重以及导向机构的结构和摩擦系数等。  在初定牵引力时，可按   p=(                               (3式中     P 采煤机牵引力，  N 采煤机总装机功率，   由上式可得牵引力为 224N。  5）截割速度  截割速度是截齿齿尖所在圆周的切线速度。截 割速度决定于截割部传动比、滚筒直径、滚筒转速，对刨铣机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。实践证明，截齿的截割速度与截齿的磨损速度相关，为减缓截齿磨损取低截割速度。当采高大，牵引速度大，为不发生滚筒装煤堵塞和对煤的二次破损，滚筒速度应加大则截割速度也相应加大。目前，截割速度一般为 s，对小直径滚筒而言截割速度甚至为 s。  截割速度可用下式计算：  60                                  (3式中      截割速度  ，  m/s ; D 滚筒直径  ， m ; n 滚筒转速  ， r/ 由上式可算得截割速度为 m/s 。  6）装机功率  刨铣机装机功率是指刨铣机所有装备电动机的总功率。装机功率越大，刨铣机可采越坚硬的煤层，生产能力也越高。  唐月撵：薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计  10 刨铣机装机功率 N 为：   1260 0 . 6 0 . 4W B X W B  （ 3 根据公式得装机功率为 227)采煤机设计生产率  采煤机理论设计生产率按下式计算：  60                          （ 3 式中      H 薄煤层采煤机采高， m;  J 薄煤层采煤机截深， m;  薄煤层采煤机可能达到 的平均牵引速度， m/ 煤的密度，一般为  薄煤层采煤机理论生产率， t/h. 考虑到对采煤机检查、维护等技术因素对生产率的影响，应计算出采煤机的技术设计生产率 Q；  Q=  T/h                           （ 3 式中 K 采煤机技术工作时间利用系数，   K=11 2 3tt t t                             （ 3 1t 割一刀煤采煤机的纯工作时间，  2t 割一刀煤所需的辅助时间， 3t 割一刀煤消除故障时间，  此外，应考劳动组织以及配套设备等对生产率的影响。因此，采煤机实际生产率   Q 'K                             （ 3 式中      'K 采煤机纯利用系数；  'K =11 2 3 4tt t t t                        （ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 11 4t 因技术和组织原因引起的停机时间， 实际上，刨铣机的生产率要比上面诸式计算值低得多，因为许多影响因素无法事先估计出。  铣机主要特点  (1) 该机适合薄煤层开采特点，结构简单，采煤生产率高。  (2) 装载机构和截割机构连接在一起，共同完成截煤和装煤的功用。  (3) 装载机构连接在刨铣机上，大大提高了装煤率。  (4) 将螺旋滚筒竖直放置，通过链条传递动力，完成截煤功用。  (5) 链条上安装截齿，不仅起到传递动力的作用，还同螺旋滚筒共同完成截煤功用。  (6) 与采煤机相比，装载能力强，运输方便。  (7) 与刨煤机相比，比能耗低，生产率高。  (8) 装机功率能满足采煤生产率要求；  (9) 机上设有内外喷雾系统，有较好的灭尘效果；  (10) 所有电气设备都具有防爆性能，能在煤尘瓦斯爆炸危险的工作面内安全工作；  (11) 电机、传动装置和牵引部等具有超负荷安全保护装置；  (12) 具有防滑装置、以防刨铣机沿煤层倾向自动下滑；  (13) 整机两端设有急停按钮，便于及时停车，安全操作。  (14) 该机设有瓦斯断电报警装置，提高设备使用安全性 .。  (15) 工作稳定可靠，操作简便，操作手把和按钮尽量集中，日常维护工作量小而容易。  铣机主要技术 参数  生产能力 （ t/h） :     389 采高 （ m）：       筒直径 （ ：        800  截深 (m)：        滚筒转速 (r/         90 煤层倾角 ( )：           30  唐月撵：薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计  12 煤质硬度：              f 3 牵引方式：        钢丝绳牵引  牵引力 （        224 牵引速度 （ m/：      0 6 降尘方式 :                  内外喷雾  供水压力 (         水量 (l/       125 装机总功率 (        2 75 37 截割电机型号：        功率（           80 电压（ V）          380 转速 (r/          960 外形尺寸  (长宽高 )   7108 1883 760 机重（ T）：         12 铣机总体示意图  图 3刨铣机总体示意图  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 13 4 截割部传动系统设计  动机的选型  设以 V=6.0 m/度牵引， 截割中硬度（截割阻抗 =240N/质计算功率。此时刨铣机理论生产率，也就是最大生产率。  60Q H B V t                                 6 0 0  6 1                             389  t /h                            （ 4 式中    t/h m  深  ， m m/ 的实体密度， =1.4 t/ 一般取 t/ 3m  。   实际平均生产率要与配套运输设备的运输能力相适应，用下式计算：  12Q K K Q t                                （ 4 式中    1K 刨铣机辅助工作时间（如调动机器、更换截齿、开切口、检查机器和排出故障等）折算系数，一般取      2K 停机时间（如处理输送机和支架 的故障、处理顶底板事故等）折算系数，一般取    所以                       12Q K K Q t=117  t/h                       （ 4 煤质的比能耗 0 . 4 5 6 X W B                    （ 4 刨煤机的装机功率 N 为：  1260 W B K  =187                 （ 4 唐月撵：薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计  14 式中    Q 刨铣机理论生产率  ， T/ 1K 功率利用系数，单机驱动时为 1，分别驱动时为   2K 功率水平系数，与牵引速度调节方式和电动机超载能力有关，取   由装机功率估算出，截割部驱动功率为 75 此选出防爆电机型号为 80S。  查表，知 : 额定功率（  80 ；  额定电压（ V）  380 ；   额定电流（ A）  151 转速 (r/ 960 ；效率（ %）  90  ；  功率因数   。  滚筒转速 90 r/ 动齿轮设计  定总传动比及分配传动比  由电机转速 960 r/滚筒转速 90r/知 :总传动比  ：  960 1 0                               （ 4 该薄煤层刨铣机经过二级减速，使齿轮传动逐级减小。  各级传动比分配如下 ：  1 0 总减                                （ 4 1 1 . 3 5 1 . 3 5 1 0 . 6 3 . 7 7 7 减               （ 4 2 11 0 . 6 2 . 7 8 93 . 7 7 7 减                        （ 4 轴转矩  0 轴： 0 轴即电动机轴  80                                 960n  r/                                   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 15 3P 8 0 1 09 . 5 5 9 . 5 5 7 9 5 . 8 3960T n  N m            轴：轴即减速器高速轴  1 0 1 8 0 0 . 9 9 7 9 . 2p p p 联            1 960r/                              31117 9 . 2 1 09 . 5 5 9 . 5 5 7 8 7 . 8 8960  N m            轴：轴即减速器中间轴  2 1 1 2 1 7 9 . 2 0 . 9 7 0 . 9 9 7 6 . 0 6p p p 齿 轴承212960 2 5 4 . 1 73 . 7 7 7nn i r/                      32227 6 . 0 6 1 09 . 5 5 9 . 5 5 2 8 5 7 . 8 22 5 4 . 1 7  N m          轴：轴即减速器低速轴  3 2 2 3 2 7 6 . 0 6 0 . 9 7 0 . 9 9 7 3 . 0 4p p p 齿 轴承3232 5 4 . 1 7 9 1 . 1 32 . 7 8 9nn i r/                       33337 3 . 0 4 1 09 . 5 5 9 . 5 5 7 6 5 4 . 2 59 1 . 1 3 N m            轴：轴即传动滚筒轴  4 3 3 4 3 7 3 . 0 4 0 . 9 9 0 . 9 9 7 1 . 5 9p p p 承 联 439 1 r/                                34447 1 . 5 9 1 09 . 5 5 9 . 5 5 7 5 0 2 . 3 09 1 . 1 3               唐月撵：薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计  16 速轴齿轮模数的确定  择齿轮材料  根据机械设计  书中表 5出小齿轮材料 40调质处理，齿面硬度 250280 5大齿轮材料选用 570，正火处理，齿面硬度 162 1855  计算应力循环次数 N 8116 0 6 0 9 6 0 1 ( 8 3 0 0 8 ) 1 1 . 0 5 9 1 0hN n j L   8 81211 1 . 0 5 9 1 0 2 . 9 2 8 1 03 . 7 7 7 （ 4 查图 5接触强度的寿命系数1 121                                            。                                             。                                               。                                            按齿面硬度 250 162图 5b） ,得 690H  440H   计算许用接触应力  ：   l i m 1 111m i  1 1 0 . 9 2 6 3 4 . 81 . 0 X w L V  Z Z     l i m 2 112m i  1 1 0 . 9 2 4 0 4 . 81 . 0 X w L V  Z Z     因   2H2S=4238 N  所以 1 轴承为松端， 2 轴 承为紧端  。  则                 112775N  ，21 6903 F N            （ 6  算轴承的当量动载荷 P  由                11/ e = 6                              唐月撵：薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计  30 查表 9       1 1X，1 0Y查表 9       2 ，2 查表 9 按传动装置查取  根据合成弯矩图，取1 ，2 1 1 1 1 1 1 1 1 7 4 8 2 . 5f f X R Y A N                      （ 6 2 2 2 2 2 2 2 0 7 3 7 . 8f f X R Y A N 由于2P> 1P, 故按22查表  9  ，查手册得  C=172 则  轴承的工作寿命：  361010 8 9 4 6 5 4 . 7 8 960 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 31 7 刨铣机工作机构的设计  铣机螺旋滚筒的设计  刨铣机破落煤炭的机构，称为截割机构。它的结构型式和参数对刨铣机的总体结构和适用条件有决定性的影响。割煤滚筒承担截煤和装煤任务，是刨铣机截割部的主要部件之一。一个完善的割煤滚筒应满足以下要求：  （ 1）能适应不同的煤层和有关地质条件，应符合采煤工艺的要求；  （ 2）在截煤的同时，应能装煤；  （ 3）工作机构的机械效率高；  （ 4）能充分利用煤壁的压张效应，降低能耗，提高块煤率，减少煤尘；  （ 5）能装煤和自开切口；  （ 6）结构简单，工作可靠，拆装、维修方便。  本结构  在螺旋叶片的顶端及端盘周边上装有许多截齿，轮毂与滚筒轴固定在一起。滚筒转动时截齿截割和剥落煤体，螺旋叶片将碎煤运至滚筒的旁的装载机构。在叶片上和端盘上齿座的旁边还装有内喷雾用的喷嘴。本机器采用焊接滚筒，一般用 20 30的 4516板锻压螺旋叶片，再和齿座、轮毂、筒毂等焊接而成。若采用铸造滚筒，则齿座是在加工后焊到叶片上的。  筒的结构参数  （ 1）  滚筒的 3 个直径  滚筒有三个直径参数经常被用到，是指滚筒直径 D、叶片直径筒毂直径筒直径 D 是截齿齿尖的截割圆直径。目前采煤机机的滚筒直径大都在 围内。我国规定的滚筒直径系列（单位 m）为  滚筒采煤机的滚唐月撵：薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计  32 筒直径应按煤层厚度来选择，一般比煤层厚度小 滚筒采煤机则应 按采高来选择，滚筒直径应稍大于最大采高的一半，以便采煤机能够一次采全高。  从叶片外边缘算起的直径。滚筒轮毂外缘直径。筒毂直径筒内才能形成较大的过煤空间，但筒毂直径也不能太小。  （ 2）滚筒宽度 B 滚筒宽度 B 是指在滚筒两端最外面齿尖的距离。滚筒宽度又称刨铣机的截深，应等于或大于刨铣机的截深。在采煤工作面， 由于顶板压力的作用，使煤层强度发生变化。越接近煤壁表面煤层强度越小，对截齿的截割阻力也越小；越远离煤壁表面，顶板压力对煤层的破坏作用越不明显，即煤层的截割阻力也越大。滚筒的宽度为一般为 于较薄的煤层，为了提高刨铣机的生产率，滚筒宽度可为 于较厚的煤层，为了改善顶板的支护性能，滚筒宽度可取 刨铣机的滚筒宽度为 1m。  筒的运转参数  滚筒的运转参数是滚筒旋转方向和转速。  （ 1）滚筒的转向  滚筒转向是根据装煤效果和刨铣机的稳定性综合考虑确定的。滚筒旋转方向对截 煤过程来说有顺转和逆转两种。  顺转，转向与牵引方向相同。  逆转，转向与牵引方向相反。  （ 2）滚筒的转速  滚筒转速是刨铣机的主要参数之一。滚筒转速确定的得当，大块煤产出率和装煤效率能同时提高。大多数中厚煤层刨铣机滚筒转速在 30 40r/围内较宜。厚煤层采煤机直径大于 1800 2000滚筒，转速可低达 22 30r/截割速度超过 3m/s 时，摩擦发火的可能性将会增加，所以厚煤层采煤机降低滚筒转速尤为重要。但是对薄煤层采煤机的小直径滚筒来说，滚筒内的运煤空间小，必须加大滚筒转速，以保证采煤机的 生产率。小直径滚筒转速可达 80 120r/刨铣机滚筒转速定为 90r/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 33 铣机截齿的设计  截齿是刨铣机上直接用来落煤的刀具。由于煤质软硬不同和煤层所含夹矸情况，截齿截煤时受力就有所不同，采用的截齿几何形状和尺寸就应有区别，对制造所用材料和工艺也有相应的要求。电动机的功率绝大多数部分都消耗在截齿上。截齿也是刨铣机上易损坏和更换量最大的零件。截齿的几何参数和对刨铣机的工况、能耗、生产率和吨煤成本有很大影响，因此选用具有良好的截割性能的截齿是十分重要的。对截齿的基本要求是：强度高，耐磨性好 ，几何参数合理，能适应不同煤质和截割工况；截割比能耗低，能适应较多的煤层条件，在齿座上固定可靠，易于拆装。  齿类型  安装在滚筒上的截齿，按其刀杆中心线与滚筒直径所成的角度关系可分径向和切向的；按形状可分为扁形的和镐形的。截齿在齿座上的固定，应符合以下几点要求：  （ 1）固定方式可靠，固定的刚性好，以防止丢齿和齿在齿座孔中幌动；  （ 2）拆装方便、迅速；  （ 3）结构简单；  扁形截齿的刀体是沿滚筒的半径方向安装的，故常称为径向截齿。这种截齿适用于截割各种硬度的煤，包括坚硬煤和粘性煤，使用较多。  镐形截齿 的刀体安装方向接近于滚筒的切线，又称为切向截齿。这种截齿一般在脆性煤和节理发达的煤层中具有较好的截割性能。工作时，截齿在截割阻力作用下可在齿座内回转，达到自动磨锐齿尖的效果。其截齿形状及固定方式如图。它的下部为圆柱形，上部为圆锥形。将截齿插入齿座后，只要在尾部环槽内装入弹簧圈即可固定。根据条件所需，刨铣机的截齿选择镐形截齿。  齿的截割机理  镐齿的工作部分为一圆锥体，工作时如同稿尖楔入煤岩体，如此而得名。镐形齿的破煤过程是 ,齿尖撞击煤体，产生强制破碎，沿强制破碎周边的弱强度再进一步产生自由碎裂。随 着滚筒的旋转，齿尖再撞击煤体，再自由碎裂，依次周而复始的破煤。对于层节理发育的煤层，煤粉仅产生在撞击瞬间，主要为自由碎裂。由于镐形齿呈锥状无锋刃，加之唐月撵：薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计  34 主要受轴向力作用，故截齿的弯、扭、磨钝等损耗均小。但对于坚硬、层节理不发育的煤层，自由破碎的可能性很小，主要靠强制破碎。齿尖撞击煤体后，形成一锥形小洞，随着滚筒旋转，靠齿身侧面挤压碎煤，在煤体上形成三角形沟槽。下次截时，将沟槽加深。这种截割情况，截齿与煤体研磨严重，有时甚至形成齿座与煤体研磨。因而截割阻力大、煤尘多、截齿消耗也大。  设镐齿尖以速度如图所示。 在镐尖楔入煤岩体的一瞬，齿尖的锥体表面对煤岩体的压力超过煤岩体的抗压强度，使其粉碎，这被粉碎的煤岩体也是一个圆锥面。随着镐齿的楔进，被粉碎的煤岩体的圆锥面在扩大，在煤岩体内形成张力。这张力使煤岩体表面产生弹性变形。随着齿的楔进深度不断增加，煤岩体内的张力也不断增大。  齿的结构要素和形状特征  （ 1）体  镐齿的齿体可分为齿头和齿柄两部分。  齿柄为圆锥体，插入齿座后，用 U 型销或环形钢丝固定。当截割煤岩时，齿能在齿座内自由转动，使齿尖磨损均 匀，保持齿尖锐利。这是镐齿的优点之一。齿头又可分为齿尖、锥体、和裙部三部分，在齿尖镶焊有硬质合金，图中所示为柱状硬质合金，其尖端也为锥形。  图 7镐齿的基本形状  （ 2）角  柱状硬质合金尖端锥角1通常为 60 、 75 等。齿头锥体的锥角2常为 24 ，也有其它角度。这两个角度值的大小影响截割阻力和齿的强度。当锥角较小时，齿易于楔入煤岩体，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 35 截割阻力小，但齿的强度也降低。锥角大，齿的强度大，但齿不容易楔入煤岩体，截割阻力大。  齿伸出长度  截齿在齿座上的伸出长度必须符合截割工况，以防止齿座与煤体接触而发生齿座磨损和挤煤，增大截割阻力，因此，截齿径向伸出长度按下式确定：   7 式中       k 储备系数，径向截齿 k=切向截齿 k= m a xm a x 1000   最大牵引速度， n/ n 滚筒转速， r/ m 同一截线上的截齿数；  齿的材料及技术要求  截齿的硬质合金头的材料为 8C 或 11C（ Y 硬质合金， G 钴，数字11 表示含钴的百分数， C 粗粒状的碳化钨合金），碳化钨具有很高的硬度和耐磨性，但很脆。钴主要起粘结作用，以增加强度和韧性。钴的含量增加时硬度和耐磨性降低，而强度和韧性增加，  齿的失效形式及寿命  截齿的失效形式有磨损、弯曲、崩合金片、掉合金层、折弯、丢失等，其中主要是磨损。截齿磨损程度主要取决于煤层及夹矸的磨蚀性，磨 损后齿端与煤的接触面积增大，截割阻力急剧上升。一般规定截齿齿尖的硬质合金磨去 3与煤的接触面积大于1 2应及时更换。其它失效形式出现时，也必须及时更换。截齿的消耗量一般为 10100 个 /，在生产中应尽量修复截齿，降低消耗 。  唐月撵：薄煤层刨铣机总体方案设计及截割部设计  36 8. 链条的设计  轮   链轮需根据链条规格型号，依据标准进行设计，不同型式的链条应遵循不同的链轮标准。对于输送链轮来说，因为与之相配的链条通常节距较大，为了避免链轮尺寸过大，相对于传动用链轮，输送链轮的齿数一般 都较少。输送链轮的齿槽常采用节线有分离量的齿槽形状，用这种齿形可使输送链条能通过铰链 (滚子 )在链轮根圆上作周向移动来补偿链条节距的变化。齿沟中心分离 机加工齿链轮 )， 加工齿链轮 )。另外，输送链轮一般还要有齿沟端面倒角，其作用是使物料易于从齿槽内排出，避免堆积，造成跳链。  紧链力的确定  输送机必须设有链条张紧装置，在运转前要进行紧链，目的是在输送链条中得到并保留规定的预紧力。预紧力是输送链的重要参数，预紧力太小时，松弛的链条会堆在机头链轮下，导致跳链或别 卡；预紧力太大时，会加速链轮、链条、刮板和链道的磨损，也将导致输送机驱动功率的增加。所以保持链条的合适预紧力，对确保输送机无故障运行，延长链条、链轮和其它输送机部件的使用寿命非常重要。  张紧力的确定  刮板输送机一般只在机头部安装驱动装置，根据虎克定律推导得出链条的预紧力F(=1757+3 1104/4=2585 以，张紧力为 T=2F+ 2858+1104=3962  条张紧装置的设计  由于 链条的 紧链力都不大，所以常采用黄油缸张紧、调整卡片机械锁定装置，即 先通过张紧油缸伸缩机尾链轮轴，达到要求的张力，再插入卡片锁紧，使用方便，安全可靠。 &n