电牵引采煤机介绍.ppt

MG750 1815 WD系列采煤机专题介绍 二零零五年八月 MG750 1815系列采煤机 介绍提纲 采煤机总体截割部牵引部行走部破碎机喷雾冷却系统调高液压系统中间箱关键技术研究电气控制系统生产系统配套方案 研制背景 我国中厚煤层资源相当丰富 随着科技的发展 大采高支架和大运量刮板运输机相继出现 对大功率采煤机的市场需求日益增加 经济快速发展 对于煤炭资源需求大幅度增加 为提高煤炭产量 高产高效年产600万以上吨工作面得到快速发展 国内外电牵引采煤机都在向大功率 高电压 高自动化 高牵引力方向发展 许多大功率机型在国内已经得推广使用 注 破碎机为选配件 MG750 1815 WD基本型 注 破碎机为选配件 研制背景 本机型机面高度适中 采高范围大 配套范围广 具备国内领先 国际先进水平 特别适合于高产高效中厚煤层 MG750 1815 GWD高型 主要特点 采高范围大 2 5 5 4m 配套范围广 可配套SGZ1000 SGZ1200两种型号的运输机 各机 电组件单元实现抽屉式结构 大部件间实现积木式组合 定位采用大直径柱销 机身联结把合采用高强度液压长螺杆组 先进的机载式计算机控制系统及交流变频调速 在主参数 结构 性能上 与同档机型比较处于国内领先 国际先进 可带随机破碎机 MG750 1815系列采煤机 右滚筒 右牵引箱 左滚筒 左牵引箱 中间 控制 箱 左摇臂 右摇臂 右行走箱 左行走箱 破碎机 结构组成 整机可分解为十大部件 四大系统及若干直属小组件及零件等 十大部件为 左右截割部 左右牵引部 左右行走箱 左右滚筒 中间 控制 箱 破碎机 四大系统为 电气控制系统 机械传动系统 液压传动系统 冷却喷雾系统 直属组零件为 主铰接轴零件 护板组 定位销轴 拉紧装置等 最大不可解体部件尺寸 重量 摇臂 23t 3275 1785 1270 长 宽 高 MG750 1815系列采煤机功率组成 MG750 1815系列采煤机采高范围 2700 5400 2500 4800 MG750 1815 WD型 MG750 1815 GWD型 MG750 1815系列采煤机 基本型 适应地质条件煤质硬度 f 6工作面倾角 15 走向倾角 10 MG750 1815系列采煤机 基本型 其它主要技术参数 MG750 1815系列采煤机 高型 适应地质条件煤质硬度 f 6工作面倾角 15 走向倾角 10 MG750 1815系列采煤机 高型 其它主要技术参数 MG750 1815系列采煤机 最大截煤高度与下切深度 基本型 MG750 1815系列采煤机 最大截煤高度与下切深度 高型 大部件设计原则可靠性按照过煤量 整机大修周期为6Mt 滚筒寿命2Mt 滑靴寿命1 5Mt 适应性多电机驱动方式 电机横向布置 摇臂与机身通过销轴铰接 锥套结构装拆 机身各部件采用高强度长螺栓组预紧 截割电机 牵引电机 泵站电机 调高泵 油缸 行走箱和机载电气控制件均可从老塘或煤壁侧抽出 摇臂主体 牵引箱体内部传动件 行走箱 滑靴 油缸等均可左右互换 连接采用液压拉伸器或高强度液压螺栓 检修 更换十分方便 先进性先进的技术性能参数 整机结构布置 先进的控制系统 可配备顺槽通信系统和记忆截割系统 先进的牵引调速技术 可互换两象限交流变频装置和大倾角四象限变频调速装置 全面的状态检测与监控 人机交互性强 水 液 电等各系统配有充分的状态显示和控制单元 采煤机截割系统 主电机 型号 YBCS 750 隔爆型三相异步电机 功率 750kW供电电压 3300V额定转速 1485r min冷却方式 定子水套冷却 采煤机截割系统 采用分体式直摇臂结构 互换性好摇臂长度 2880mm摇臂摆角 上摆 45 5 46 8 下摆 15 5 24 5 冷却方式 外部设水套 内部特殊冷却 行星头内冷却 工作机构 滚筒 滚筒直径2500 2700mm滚筒转速23 5 26 7r minU92 U94镐型截齿和齿座截齿在滚筒圆周上均布 叶片非均布设有特殊角度的装载叶片和封板 以及特殊形状的小叶片设有内喷雾装置 机械传动系统 设有柔性轴 吸收冲击载荷采用两级圆柱齿轮减速和两级行星传动两档传动比 i 56 4 64 0 摇臂双级行星机构 采用双级NGW行星传动外形尺寸 1000 832 可与直齿传动腔分开润滑传动比 24 7输出扭矩 275 1kN m 机械安全装置 离合器和柔性轴 柔性轴吸收冲击载荷离合器保证维护作业安全 采煤机左牵引行走系统 牵引形式 机载交流变频无级调速 一拖一 摆线 销轨式 双牵引牵引速度 12 21 10 17 5m min牵引力 780 445 936 535kN 附供水系统和液压传动系统 采煤机右牵引行走系统 牵引电机型号 YBC 90S隔爆型三相异步电机功率 90kW供电电压 380V额定转速 1472r min冷却方式 定子水套冷却 附高压电气箱和拖缆装置 采煤机牵引机械传动系统 采煤机牵引机械传动系统 两级直齿圆柱齿轮和双级行星传动左右可互换的双牵引总速比 i 192 9 229 3 275 6 牵引系统双级行星机构 采用双级NGW行星传动 传动比 34 2输出最大扭矩 127kN m 采煤机牵引行走机构 基本型 牵引方式 摆线轮 销轨式采用147mm销排左右互换 采煤机牵引行走机构 高型 破碎机构 滚筒转速 156m min滚筒直径 888mm除破碎滚筒 护罩外其余可左右互换 破碎机构 破碎电机型号 YBC 100G 隔爆型三相异步电机 功率 100kW供电电压 3300V额定转速 1475r min冷却方式 定子水套冷却 破碎机构 一级NGW行星传动设柔性轴 吸收冲击载荷油浴润滑传动比 9 43输出扭矩 6 0kN m 系统组成 反冲洗过滤器 减压阀 管路 接头 压力流量显示单元等组成喷雾方式 内 外喷雾供水流量 320l min供水压力 10MPa水阀组件 采用进口件 含压力 流量显示 带减压阀 反冲洗过滤器等 采煤机喷雾冷却系统总成 采煤机喷雾冷却系统原理 调高泵 采用进口双联齿轮泵额定压力 25MPa额定转速 2000r min工作压力 20MPa工作转速 1465r min理论流量 61 5l min 独立泵站电机功率 35kW 3300V手动 电液动功能压力显示集成度高 维护更换方便 采煤机液压系统总成 采煤机液压系统原理 关键技术研究 件间连接数据通讯和仿真分析可靠性 机身各部连接 左右牵引箱与中间箱之间为大平面对接 对接面采用两个直径 300圆柱定位销定位 七根M64高强度长螺栓组预紧把合 采用液压螺母防松 另外每个对接面采用7根M42短液压螺栓组辅助连接 主要用于机身的安装和拆卸 摇臂与机身采用两个直径 250圆柱销铰接 摇臂单耳 机身双耳 固定采用锥套结构 装拆方便 摇臂与机身连接 摇臂的结构连接 摇臂采用分体直摇臂结构 分体臂架和壳体采用四个直径 100圆柱销定位 采用10个M72高强度螺栓连接 采用液压拉伸器预紧 行走箱与机身连接 行走箱与机身的牵引箱采用平面对接 对接面采用一个直径 496大止口和一个280 x280方榫键定位 采用液压螺栓组连接防松 油缸的连接 油缸采用水平布置 两头分别连接摇臂摆动臂和牵引箱体上的支撑座 固定采用锥套结构 仿真分析技术研究和应用 采煤机三维模型运动仿真采煤机主要部件仿真分析采煤机运行参数仿真和数据分析 采煤机三维模型运动仿真 采煤机整机牵引运动仿真 整机牵引运动仿真 局部 采煤机摇臂提升运动仿真 采煤机摇臂下降运动仿真 采煤机滚筒旋转运动仿真 行星机构运动仿真 播放动画 采煤机主要部件强度仿真分析技术 采用有限元分析技术 对壳体和关键零部件进行强度分析 优化设计 增加可靠性 例图一 摇臂壳体应力分布 采煤机主要部件强度仿真分析技术 例图二 行走轮齿应力分布 采煤机运行参数仿真和数据分析 综采工作面运行状态仿真 运行状态 地质参数采煤机工作位置支架状态顶板压力显示工作面输送机载荷工作面转载机载荷破碎机载荷带式输送机载荷煤的流量 采煤机各电机载荷状态分析 按载荷大小分析 左右截割电动机左右牵引电动机泵站电动机破碎机电动机取指定时间分析电动机的载荷分布 采煤机电机载荷沿工作面分布分析 沿工作面长度分析 左右截割电动机左右牵引电动机泵站电动机破碎机电动机取指定时间分析电动机的载荷分布 了解工作面何处消耗功率大小 便于分析地质条件对采煤机载荷的影响 综采工作面生产能力分析 开采性能分析 当日和历史产量采煤机开机率采煤机能耗 采煤机数据初始化 初始数据设置 总体参数截割部牵引传动箱泵箱电气箱行走箱 综采工作面及配套设备数据设置 参数设置 地质参数开采参数巷道参数设备参数 机械传动系统可靠性 一 设计手段专业研究 丰富的经验积累 雄厚的设计力量 设计过程严格执行ISO9001质量管理体系中的7 3设计开发控制程序 先进的设计手段 三维可视化设计 软件SolideEdge 壳体及关键零部件采用有限元分析 软件MSC NASTRAN 设计计算使用自主研发的并且使用成熟的交互动态式齿轮强度验算 齿轮传动系统尺寸计算 轴承寿命验算 轴类受力分析等程序 关键件设计原则 齿轮按10000小时通过计算 轴承按10000小时通过计算 关键密封按5000小时通过计算 二 材料 加工工艺及元器件选用壳体铸造采用高性能合金铸钢材料 工艺上采取正回火处理 关键凸出部位采用铺焊耐磨层技术 直齿圆柱齿轮 行星轮和太阳轮材料采用18Cr2Ni4WA优质低炭合金钢 采用凸头大圆角留磨滚刀加工 齿面渗碳淬火磨齿 并采用齿面强化喷丸工艺 以提高接触与弯曲疲劳强度 内齿圈材料为42CrMo 采用插齿后深层氮化工艺 关键轴承和电控元件采用进口件 电气系统可靠性 专门为适应以高产高效为目标的大功率采煤机开发的全新计算机控制系统 具备强大的功能 包括先进的设计思路 友好的人机交互界面 完善的保护功能 语音预警功能 系统硬件自诊断与故障记录 牵引调速部分采用技术成熟的交流变频调速 一拖一 驱动方式 运行非常可靠 系统以先进的中央控制单元为核心 配以智能的监测系统 从而形成可靠的控制 电机横向布置 传动系统无耦合关系 各个电机均可独立启停 也可一键分时启动 智能启动 具有三种控制方式 包括遥控器 端头站和机身按钮控制 增强了系统的可操作性 系统设计充分考虑大倾角工况 可通过组件换用 用于35度倾斜工作面 四象限变频调速技术具有完善成熟的抱闸系统 满足机器平稳 可靠运行 MG750 1815 WD电牵引采煤机电气控制系统 一 概述 先进的设计思路友好的人机交互界面实时的信息采集完美的保护语音预警功能系统硬件自诊断及故障记录 二 适应环境 海拔高度不超过2000M周围环境温度 20 40 大气压力80 110Kpa在 25 时周围空气相对湿度 96 外壳及本安电路元器件最高表面温度不超过150 在周围介质中无足以损坏金属和绝缘的腐蚀性气体 蒸气或尘埃 但可用于有甲烷或煤尘爆炸危险的矿井环境工作面倾角两象限 15 四象限 35 三 保护功能 实时显示系统供电电压实时显示高压箱内的环境温度 湿度实时显示变压器箱内的环境温度 湿度实时显示采煤机在工作面中的位置实时显示采煤机的机身倾角及两侧摇臂高度实时记录采煤机运行参数 当出现故障时 自动弹出故障诊断画面和维修提示实时进行系统的自诊断 并以图形 文字形式显示 实时显示左 右截割电机的负载电流 并对其进行恒功率自动控制及超载停机保护实时显示左 右牵引电机的负载电流 并对两变频器进行恒功率功率控制及功率平衡控制 超载时执行牵引停机保护实时显示各电机及牵引变压器的温度 当达到设定的警界温度时 输出报警信号 超温时则立刻停机保护实时显示左 右牵引部高速轴及截割部高速轴的温度 当超过设定的警界温度时 输出报警信号 检测油箱油位 当油位低于设定值时 输出报警信号检测供水系统压力 当低于设定值时 输出报警信号检测冷却水压力 当高于设定值时 输出报警信号检测冷却水流量 当低于设定值时 执行停机保护实时监控瓦斯浓度 当瓦斯浓度接近临界值时 发出预警信号 当瓦斯浓度超量时 执行停机保护 以上操作均有声光显示 四 系统构成 技术参数及工作原理 1 主要技术参数输入电源 3300V 50Hz整机额定电流 330A截割电机功率 2 750kW 3300V破碎电机功率 100kW 3300V 备选件 牵引电机功率 2 90kW 3300V泵电机功率 35kW 3300V防爆形式 隔爆兼本安Exd ib I 2 电气系统构成 见图一 二 三 3 电气系统硬件结构 见图四 4 电气系统工作原理采煤机由先导控制回路控制顺槽磁力起动器将3300V主电源送入高压箱 经隔离开关 真空接触器给各高压电机送电 另有一路进入变压器箱 在变压器箱内 3300V电源由牵引变压器降压为400V电源 分别送入变频调速系统和中央控制系统 变频高速系统由两个变频器组成 分别控制左 右牵引电机执行无级调速 中央控制单元是整机电气系统的核心 完成监测 控制 保护功能 图一 电气系统图 磁力起动器 真空接触器 真空接触器 真空接触器 真空接触器 左截割电机 右截割电机 泵电机 破碎电机 牵引变压器 中央控制单元 一号变频器 二号变频器 彩色显示器 左右端头站 编程器接口及红外接口 瓦斯检测仪及语音预警 左右遥控器 左牵引电机 右牵引电机 位置检测 摇臂高度 数据备份 变频器 左端头传感中心 6路电机温度 左右遥控器 图二 检测及信号量位置分布图 中央控制单元 右端头传感中心 瓦斯检测及语音预警 左摇臂高度 左端头站 左截割高速轴温 左牵引高速轴温 右摇臂高度 左端头站 左截割高速轴温 左牵引高速轴温 中间部分 供水系统压力 冷却水压力 冷却水流量 编程接口 红外接口 牵引变压器温度 牵引变压器湿度 高压箱温度 高压箱湿度 系统供电电压 机身倾角 位置检测 机身按钮及遥控 彩色显示器 变频器 模拟量输入模块 图三 控制系统框图 中央控制单元 RTD温度检测 左截割高速轴温 左牵引高速轴温 彩色显示器 右截割高速轴温 右牵引高速轴温 开关量输入模块 开关量输出模块 牵引变压器温度 高压箱温度 高压箱牵引变压器湿度 电机温度6路 位置检测 左 右摇臂高度 瓦斯检测及语音预警 系统供电电压 机身倾角 供水系统压力 冷却水压力 冷却水流量 编程接口 红外接口 机身按钮及摇控 32路开关量 模拟量输入模块 左右调高 保护节点 16路开关量 左 右端头站 左截割电机电流 右截割电机电流 泵电机电流 破碎电机电流 图四 电气系统硬件结构 变压器箱 主电缆进线 变频器箱 电控箱 高压控制按钮 牵引控制按钮 先导自检 计算机箱 高压箱 采煤机数据传输系统方案 年产600万吨以上工作面生产系统初步配套方案介绍 高产高效大功率采煤机 现有配套的设备情况一 1 1使用单位 大同煤矿集团公司白洞煤业公司1 2配套设备 MG750 1815 WD型采煤机 天地科技上海分公司 SGZ1000 1050型工作面输送机 张家口煤机公司 SZZ1000 375型转载机 张家口煤机公司 PCM250型破碎机 张家口煤机公司 ZZ9900 29 5 50型液压支架 郑州 北京煤机厂 图 1 3设备性能 采煤机生产能力 1700t h工作面输送机运输能力2000t h转载机运输能力2500t h 顺槽带式输送机运输能力1000t h盘区带式输送机运输能力1800t h1 4主要参数和型式采高范围3 5 4 8m 工作面长度181m截深865mm工作面运输机采用交叉侧卸机头 机头尾电机垂直布置 轨道节距147mm 现有配套的设备情况二 2 1使用单位 平朔东坡煤矿2 2配套设备 MG750 1815 WD型采煤机 天地科技上海分公司 SGZ1000 1050型工作面输送机 张家口煤机公司 SZZ1000 400型转载机 含皮带自移机尾 张家口煤机公司 PCM250型破碎机 张家口煤机公司 ZY7600 23 47型液压支架 ZYP7600 23 47型排头支架 北京开采所 北京煤厂 图 2 3设备性能 采煤机生产能力 1700t h工作面输送机运输能力2000t h转载机运输能力2500t h 顺槽带式输送机运输能力1000t h2 4主要参数和型式采高范围2 5 4 5m 工作面长度200m截深800mm工作面运输机采用交叉侧卸机头 机头尾电机垂直布置 轨道节距147mm最大不可解体部件尺寸 重量 中间箱 15t 长x宽x高 3300 x1635x900 煤炭生产的环境条件 采高4 5m硬度f 5工作面长度200m工作面倾角 5 工作面走向长度1500m 综采工作面总体设计 年生产能力估算工作面作业方式设计工作面成套设备能力要求计算工作面安全系统计算 年生产能力估算 工作面设计参数开采工艺开采时间计算 工作面设计参数 注 按年产500万吨要求 需要开采准备上述参数的工作面三个 预计一个工作面开采和设备搬家周期为四个月 开采工艺及作业制 采用走向长壁 后退跨落式的开采工艺 采用 四六 作业制度 即三班采煤 一班维修 每班六小时 工作面班进度和循环数 工作面开采时间与辅助时间 1 工作面开采时间与辅助时间 2 工作面产量估算 工作面成套设备能力要求计算 采煤机生产能力与主参数的要求液压支架主参数的要求工作面输送机生产能力与主参数的要求转载机输送能力要求破碎机输送能力带式输送机输送能力要求 采煤机选型设计原则 设备具有高可靠性横向布置多电机驱动结构机载变频调速系统 一拖一 驱动方式超级强力销轨的无链牵引 提高牵引力和速度加大截深 提高单位产量去掉底托架 加大过煤空间高压供电 减少输电线路损耗 保证供电质量和电机性能 减少拖曳电缆数量和断面直径小时采煤能力达到2000t h以上 输送机选型设计原则 输送量应与采煤机最大生产能力相适应 并有一定备用能力结合煤质硬度 块度 运量选择链子结构形式 双边链 双中链等 综采工作面刮板输送机通常采用多电机驱动 应优先选用双电机双机头驱动方式与无链牵引采煤机配套时 机身应附设结构型式相应的齿条或销轨为防止重型刮板输送机下滑 当工作面倾角较大时 应在机头 机尾处安装防滑锚固装置为配合采煤机双向往复采煤的需求 应在输送机靠煤壁一侧附设铲煤板 以清理机道的浮煤 工作面输送机输送能力估算 工作面输送机主要技术参数 大采高液压支架选型设计原则 适应平朔煤炭工业公司煤矿煤层赋存条件 满足矿区长期发展的战略要求 支架设计以最新颁布的煤炭行业标准 MT312 2000 为准 支架耐久性试验次数17500次 达到国内同行业技术领先水平 通过优化设计 改善力学特性 合理的梁体截面筋板配置和焊缝设计 合理选材 在保证支架高可靠性的前提下 减轻支架重量 为矿区节省投资资金 工作面液压支架支护能力估算 液压支架主参数的要求 顺槽运输系统 工作面转载机顺槽破碎机顺槽带式输送机 顺槽转载机选型设计原则 转载机的运输能力应大于工作面输送机的能力 其溜槽宽度或链速一般应大于工作面输送机 转载机的机型 即机头传动装置 电动机 溜槽类型以及刮板链类型 尽量与工作面输送机一致 以便于日常维修和配件管理 转载机机头搭接胶带输送机的连接装置 应与胶带输送机机尾结构以及搭接重叠长度相匹配 搭接处的最大高度要适应