薄煤层液压牵引采煤机设计书.doc

薄煤层液压牵引采煤机设计书第一章 绪言一、总论MG150/345-W型薄煤层液压牵引采煤机(以下简称MG150/345-W采煤机)，为多电机横向布置液压无链牵引采煤机，该机装机总功率345kW，截割功率2150kW，牵引功率45kW，采用液压无级调速系统来控制采煤机牵引速度。MG150/345-W采煤机，主机身分左右两个箱体，采用高强度液压螺栓连接。左箱体包括左行走部和电控部分, 右箱体包括牵引电机、右行走部和液压泵箱等。此结构简单、可靠，整机尺寸小，机身高度低，适合薄煤层开采。多电机驱动采用横向布置形式，拆装方便。在主机身右箱体中横向装有牵引电机，通过牵引机构为采煤机提供300kN的牵引力。采煤机控制面板位于主机身左箱体电控隔腔，除油马达外，所有液压元件都安装在液压泵箱内。液压调高手把设在主机身左右两侧，控制采煤机左、右摇臂的升降。瓦斯断电仪（型号：DJB4）接线根据其自身的使用说明书进行，电源由牵引变压器提供，把其一组常闭接点串接在采煤机控制回路中，根据煤矿要求调整瓦斯超标动作值。瓦斯超标时，常闭接点打开，即控制真空磁力起动器断电，使整机停止运转。MG150/345-W采煤机可根据用户要求配置遥控装置。采煤机电气一级控制采用可编程序控制器（PLC）来实现，带有中文显示功能，能显示采煤机正常运行状态及电控故障指示,方便维修。采煤机可与SGZ630/150、SGZ630/220B型刮板输送机配套。采煤机外形图见图11,配套图见图12。二、主要用途及适用范围该产品适用于采高0.9-2.0m，倾角35，煤质中硬或中硬以下，含有少量夹矸的长壁式工作面。三、型号的组成及其代表意义四、使用环境条件1、可在周围空气中的甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过煤矿安全规程中所规定的安全含量的矿井中使用。2、海拔高度小于2000m。3、周围介质温度不超过+40、不低于-10。4、环境温度为+25时，周围空气相对湿度不大于97。5、周围介质中无足以腐蚀和破坏绝缘的气体和导电尘埃。五、安全警示1、该产品必须取得矿用产品安全标志后方可下井使用。2、该产品的电控腔及接线腔的箱盖严禁在带电的情况下打开。该产品在箱盖的显著位置已标有“严禁带电开盖”的字样。3、产品中使用的隔离开关“QS”严禁带电离合。4、该产品的电路严禁乱拆乱调。5、该产品开机前必须先通水,后开机,当喷雾泵站停止供水时,应立即停止电机运行。6、随时注意冷却水路中的安全阀，如产生释放现象，应及时检查原因。7、定期检查清洗水阀内的过滤器。8、随时注意各喷嘴运行情况，如有堵塞，应及时疏通。9、定期检查喷雾泵站至采煤机输水管各连接口是否密合，不得有渗透水现象。六、技术特征该机的主要技术参数如下：1、适应煤层采高范围(m)： 0.9-2.0煤层倾角（）： 35煤质硬度： 中硬或中硬以下2、总体 机身厚度（mm）： 400机面高度（mm）： 750-850最大采高（mm）： 1700-2000最小卧底量（mm）： 110摇臂摆动中心距（mm）： 4620行走轮中心距（mm）： 3020过煤高度（mm）： 205滚筒直径（mm）： 900、1000、 1100截深(mm)： 630、8003、截割部摇臂结构形式： 整体、弯摇臂摇臂长度（mm）： 1736摇臂摆角（）： 上摆 27 下摆 11 截割功率（kW）： 2150转速（r/min）： 614、牵引行走部牵引形式： 齿轮销排式液压牵引牵引功率（kW）： 45牵引速度（m/min）： 06牵引力（kN）： 300主油泵： ZB107油马达： A2F107W6.1A2齿轮泵： CBK1016/6B3F液压系统工作压力（MPa）： 12调高系统工作压力（MPa）： 185、电机截割电机电机型号： YBC2-150额定功率（kW）： 150额定电压（V）： 1140额定电流（A）： 97额定转速（r.p.m）： 1455外形尺寸（mm）： 790440680牵引电机电机型号： YBQYS2-45额定功率（kW）： 45额定电压（V）： 1140额定电流（A）： 25.5额定转速（r.p.m）： 1458外形尺寸（mm）： 9623603606、电缆主电缆型号： UCPQ370125410标称外径(mm): 66截割电机电缆型号: UCP33511044标称外径(mm): 48.9牵引电机电缆型号: UCP310110标称外径(mm): 31-38.27、冷却和喷雾冷却： 截割电机、牵引电机、泵箱、摇臂分别水冷喷雾方式： 内、外喷雾供水压力(Mp): 3.0供水流量（l/min）： 2508、配套工作面刮板输送机型号： SGZ630/150、SGZ630/220B9、整机重量（T）： 21七、结构特点、主机身分左右两个箱体，采用高强度液压螺栓连接。此结构简单可靠、拆装方便，且尺寸小，大大的降低了采煤机的机身高度，适用薄煤层开采。2、截割电机横向布置在摇臂上，摇臂和机身连接没有动力传递，取消了螺旋伞齿轮和结构复杂的通轴。3、液压系统采用斜轴式柱塞马达，主要元部件与成熟采煤机通用，系统效率高，故障率低，互换性好。4、主要部件都可以从老塘侧抽出，而不影响其它元部件，更换容易，维修方便。5、采煤机电气一级控制采用可编程序控制器（PLC）来实现，带有中文显示功能，能显示采煤机正常运行状态及电控故障指示,方便维修。 第二章 截割部一、截割部截割部是采煤机实现落煤、装煤的主要部件，它分别由左右截割部组成,每个截割部主要由截割部壳体、截割电机、齿轮减速装置、滚筒等组成，截割部内设有冷却系统、内喷雾等装置。截割电机直接安装在截割部壳体内，齿轮减速装置全部集中在截割部壳体内，与传统的纵向布置的单电机采煤机相比没有通轴、螺旋伞齿轮、固定减速箱、摇臂回转套等结构，因此结构简单、紧凑，可靠性高。两个截割部分别用阶梯轴同左、右固定箱铰接，同时通过回转腿与调高油缸铰接，通过油缸的伸缩实现左、右截割滚筒的升降。截割部有如下特点：1、截割部(摇臂)回转采用销铰轴结构,与其它部件间没有传动链，回转部分的磨损与截割部传动齿轮啮合无关。2、截割电机和截割部一轴齿轮之间采用细长扭矩轴联接,电机和截割部一轴齿轮安装位置的小量误差不影响动力传递，便于安装，在受到较大的冲击载荷时对截割传动系统的齿轮和轴承起到缓冲作用。3、高速轴油封线速度大大降低，提高了油封的可靠性和使用寿命。4、截割部壳体采用弯摇臂结构形式，较直摇臂可以加大装煤口，提高装煤效率，增加块煤率。截割部外壳有冷却水套，以降低摇臂内油池温度。输出端采用230230mm方形联接套和滚筒联接。 二、截割部的传动系统截割部的传动系统如图2-1所示截割电机的出轴是带有内花键的空心轴，通过两端均为渐开线花键的细长扭矩轴与截一轴齿轮（Z=21）相连，电机输出转矩通过齿轮Z1，Z2，Z3，Z4，Z5，Z6，Z7，Z8，Z9，Z10，将动力传给截割滚筒。左、右截割部传动方式相同，传动元件通用。传动齿轮及支承轴承规格及参数详见表2-1,表2-2。三、截割部减速箱如图2-2a，2-2b所示，截割部减速箱由截割部壳体、轴组、内外喷雾装置等组成。截割部壳体采用整体铸造弯摇臂结构，过煤空间大，装煤效果好，摇臂外壳有一焊接冷却水套，水套下面装有四只喷嘴，用于整体的外喷雾。截割部的离合器，安装在截割电机尾部，如图2-3。主要由手柄组件，轴承，离合器轴，支撑杆，定位套等组成。其中细长扭矩轴（离合器轴）为一关键部件，其一端通过渐开线花键同电机转子相联，另一端通过渐开线花键与轴齿轮内花键相联。并通过轴承、螺母等与拉杆相联，当该轴在手柄与拉杆的作用下外拉时，同截一轴齿轮脱离。I轴组件为截一轴，结构如图2-4。主要由轴承座，轴承盖，骨架油封，轴承，轴齿轮等组成。轴齿轮由轴承对称支承在轴承座上，齿轮内腔通过渐开线花键与离合器轴相联。当离合器合上时，动力就由电机传到齿轮，带动整个截割部运转；当停机替换截齿或维修截割部时，出于安全考虑，必须脱开离合器，切断动力。轴承的轴向间隙由零件公差保证，通常在0.2-0.45mm之间，当间隙超过此范围时，应加调整垫调整。II轴组件为惰一轴，如图2-5。主要由轴，轴承，齿轮，压板及距离套等组成，靠心轴与壳体台阶定位，压板防止心轴轴向窜动和转动。III轴组件为截二轴，结构如图2-6。由端盖，轴承，齿轮，轴齿轮等组成。齿轮6通过内花键套在轴齿轮7上。轴齿轮由两个轴承通过端盖支承在箱体上，齿轮6采用花键两端配合而径向定心，代替花键本身齿侧定心，降低了花键的加工精度并增强了联接的稳定性。两轴承的轴向间隙由零件公差保证，通常在0.18-0.48mm之间，安装时若超出此范围，应加调整垫调整。轴组件为截三轴，结构如图2-7。由端盖，齿轮，轴齿轮，轴承等组成，其结构形式与截二轴相同。两轴承的轴向间隙由零件公差保证，通常在0.18-0.48mm之间，安装时若超出此范围，应加调整垫调整。轴组件为惰二轴，如图2-8，主要由轴，轴承，齿轮，压板及距离套等组成，靠心轴与壳体台阶定位，压板防止心轴轴向窜动和转动。轴组件为惰三轴，如图2-9，主要由轴，轴承，齿轮，压板及距离套等组成，靠心轴与壳体台阶定位，压板防止心轴轴向窜动和转动。轴组件为截四轴，如图2-10，由端盖，齿轮，轴齿轮，轴承等组成。两轴承的轴向间隙由零件公差保证，通常在0.18-0.48mm之间，安装时若超出此范围，应加调整垫调整。轴组件为行星机构结构如图2-11。行星减速器为四行星轮减速机构，主要由太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架、支承轴承、平面浮动油封和滚筒联接套等组成。太阳轮的另一端与截四轴大齿轮的内花键相联输入转矩。当太阳轮转动时驱动行星轮沿本身轴线自转，同时又带动行星架绕其轴线转动，行星架通过花键与滚筒联接套连接，将输出转矩传给滚筒。行星齿轮传动利用4个行星轮啮合的功率分流，结构紧凑、传动比大、可靠性高。考虑行星轮间均载，采用太阳轮浮动结构。太阳轮浮动灵敏，反力矩小，浮动量通过与大齿轮相配合的外花键侧隙来保证。滚筒联接套采用平面浮动油封装置，能适应行星机构的轴向窜动，适应煤尘和煤泥水的工况。输出端采用230230mm方形联接套和滚筒联接，将动力传给截割滚筒。内喷雾供水装置如图2-12。由接头座，油封盒，组合密封，铜环，油封，水封装置外壳，轴承，不锈钢送水管，管座，高压软管等组成。不锈钢送水管靠煤壁侧在插入管座时，管上的缺口对准管座上的定位销，使送水管和滚筒轴一起转动。靠内、外两道O形圈密封。送水管靠老塘侧通过轴承支撑在轴承座内。因两者有相对旋转运动，为防止内喷雾水进入摇臂油池，在送水管外壳安装一特制的组合密封，该密封由一特制水封和油封组成，起防水、防尘作用。在水封和油封之间装有泄漏环，泄漏的水经泄漏环和水封装置外壳流出摇臂壳体外。油封防止摇臂内油液外泄。内喷雾水通过接头座与喷雾冷却系统的相应管路相通，经不锈钢送水管、煤壁侧高压软管与滚筒的内喷雾供水口相联进入滚筒水道 。四、截割滚筒截割滚筒如图2-13所示。担负着落煤、装煤作用。主要由滚筒筒体、截齿、齿座和喷嘴等组成。滚筒与摇臂行星机构出轴采用方形联接套联接。联接可靠，拆装方便。滚筒筒件采用焊接结构，两头螺旋叶片。上设有喷雾水道和喷嘴。压力水从喷嘴雾状喷出，直接喷向齿尖，以达到降低煤尘和稀释瓦斯的目的。为延长螺旋叶片的使用寿命，在其出煤口处采用耐磨材料喷焊处理。为适应大牵引速度要求，采用新型大截齿以及与之相配套的大齿座和弹性固定元件。齿座采用了特殊材料和特殊加工工艺，强度高，固定截齿可靠。左、右滚筒的螺旋叶片旋向相反，以配左、右摇臂不同旋向。滚筒以及截齿、喷嘴均属于易损件，正确维护和使用滚筒，对延长其工作寿命，提高截割功率利用率是十分重要的。所以开机前必须做到如下几点：1、检查滚筒上截齿和喷嘴是否出于良好状态，若发现截齿刀头严重磨钝，应及时更换，若喷嘴被堵，亦应及时更换。换下的喷嘴经清洗后可复用；2、检查滚筒上的截齿和喷嘴是否齐全，若发现丢失，则应及时补上；3、截齿和喷嘴的固定必须牢固；4、检查喷雾冷却系统管路是否漏水，水量、水压是否合乎要求；5、固定滚筒用的螺栓是否松动，以防滚筒脱落；6、采煤机司机操作时，做到先开水，后开机。停机时先停机， 后停水，并注意不让滚筒割支架顶梁和输送机铲煤板等金属件。表 2-1 齿轮参数表序号Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12齿数213134223720373739161956轴号表 2-2 轴承参数表序 号1234型 号NJ314ENJ315E22215CC/W33NJ314E尺寸（dXDXB）70X150X35SKF75X160X37SKF75X130X3170X150X35序 号5678型 号NJ2315ENJ2315ENJ2218E22220CC/W33尺寸（dXDXB）75X160X5575X160X5590X160X40100X180X46序 号9101112型 号NJ222842228E22236CC/W33SL185009尺寸（dXDXB）140X250X68140X250X42180X320X8645X75X18图 2-2a 截割部图 2-2b 截割部图2-3 离合器 图2-4 截一轴图2-5 惰一轴图2-6 截二轴图2-7 截三轴图2-8 惰二轴图2-9 惰三轴图2-10 截四轴图2-11 行星机构图2-12 内喷雾装置图2-13 截割滚筒第三章 液压传动部一、概述主机身分左右两个箱体，采用高强度液压螺栓连接。左箱体包括左行走部和电控部分, 右箱体包括牵引电机、右行走部和液压泵箱等。在主机身右箱体中横向装有牵引电机，通过牵引机构为采煤机提供300kN的牵引力。采煤机控制面板位于主机身左箱体电控隔腔，除油马达外，所有液压元件都安装在液压泵箱内。液压调高手把设在主机身左右两侧，控制采煤机左、右摇臂的升降。液压传动部如图3-1所示图3-1 液压传动部齿轮传动箱内安装传动齿轮，把牵引电机的动力通过齿轮传递给泵箱内的主泵和双联齿轮泵（辅助泵和调高泵）。在齿轮箱的前侧布置了透气阀及放油孔，顶部有加油孔（螺塞）。在泵箱内，安装有主泵、双联齿轮泵、调速机构、阀块、冷却器，以及位于老塘侧的调速机构、电磁阀、压力表、透气阀、放油塞（螺塞）、油标、粗滤油器、精滤油器、手压泵等。大部分液压元件均能从老塘侧装、卸。油马达进、出油管均从泵箱前侧走。制动器进、出油管，水管和电缆从后侧穿走。二、液压传动系统液压传动系统包括牵引液压系统和调高液压系统，如图3-2，其中牵引液压系统又可分为主油路系统、调速系统和保护系统。主油路系统：决定油马达的旋转方向和旋转速度。调速系统：控制采煤机的牵引方向和牵引速度。保护系统：为液压传动系统和采煤机正常工作提供保护。1、主油路系统主油路系统包括：主回路、补油回路和热交换回路。（1） 主回路主回路采用闭式系统，以保证系统工作油液的清洁度，提高液压元件的工作可靠性和使用寿命。主回路由ZB107斜轴式轴向柱塞泵和两只并联的A2F107W6.1A2型斜轴式定量马达组成。如图3-3。主油泵工作时排出的压力油供入油马达，驱动两只油马达旋转，油马达排出的乏油，又供给主油泵吸入，形成一个循环的闭合回路。其中主油泵到油马达的一段称高压回路，其压力大小决定于牵引阻力，最大压力受高压安全阀的限制；由油马达到主油泵的一段称低压回路，其压力大小决定于低压溢流阀的调定值，本系统调定值为2MPa。油马达的转向和转速快慢，依靠改变主油泵的排油方向和排油量大小来实现的，从而使采煤机改变牵引方向和牵引速度。主油泵为变量油泵，改变油泵缸体的摆角大小和摆角方向，其排油量和排油方向也随之改变，从而使油马达的旋转速度和旋转方向也得改变。图3-2 液压系统图（2） 补油回路补油回路用来对主回路的外部漏损补充油液。在闭式传动系统中，由于各液压元件均会产生外部泄漏，如不及时补油，会引起主油泵的吸空，系统工作时会产生声响和震动，不仅影响系统的正常工作，而且还会影响液压元件的使用寿命。另外，由于主油泵自吸能力差，主回路必须在吸油口建立所需的背压。因此在主回路中增设了补油回路。系统的补油由辅助泵（齿轮泵）提供，如图3-4。该泵经粗滤油器从油池吸油，排出的油经精滤油器、单向阀进入主回路的低压油路，补偿系统的泄漏，并使主回路的回油路保持2MPa的背压。辅助泵只能单向运转，不能反向工作，试运转时若电动机因接线有误，而瞬间反向旋转时，在其出口处装有单向阀，供吸油用，以免油泵吸空而损坏。（3） 热交换回路在闭式系统中，因系统内油量少，散热条件差，系统工作时油温不断升高。过高的油温使油液粘度降低，工作条件恶化。为降低油温，以保证系统正常工作，必须不断地对系统补充冷油以交换部分热油。主回路的热交换回路通过梭形阀和低压溢流阀来实现。如图3-4。梭形阀为三位五通换向阀，阀芯位置的改变由主回路的压力油来控制。当主油泵摆角为零时，油马达不转（采煤机不牵引），主油路高、低压回路处于低压平衡状态，梭形阀在弹簧力作用下处在中间位置，辅助泵排出的油经单向阀、梭形阀后，流向低压溢流阀、冷却器，最后排入油池。低压溢流阀的调定压力为2MPa（即系统的背压值）。当主油泵缸体向某一方向产生摆角时，则梭形阀在油路压力油的作用下，使阀芯向下（向上）动作，高、低压分开。高压油路流向油马达，驱动油马达旋转，其最大压力受高压安全阀的限制，本系统高压安全阀调定值为12MPa；低压回路经单向阀、梭形阀后，流向低压溢流阀、冷却器排入油池；低压溢流阀的调定值为2MPa。来自辅助泵的冷却低压油经单向阀，进入回油路，替换出油马达排出的部分热油。梭形阀阀芯的节流孔（三角槽式节流孔）是为了产生一定的压力差，在调速手把给速时（使主油泵缸体有摆角时）使梭形阀立即动作，保证系统的热交换可靠进行，同时也防止梭形阀动作时的换向冲击。冷却器后的单向阀是用来在更换冷却器时，防止油液外漏而设置的。图3-3 主回路 图3-4补油回路和热交换回路2、调速系统调速换向系统用来改变主油泵的流量和排油方向，也即改变采煤机的牵引速度和牵引方向，它由推动油缸、伺服阀、失压控制阀及杠杆系统等组成。（1） 主泵伺服变量机构如图3-5，伺服变量机构由伺服阀和推动油缸组成，推动油缸的活塞和主泵的缸体相铰接。控制推动油缸活塞位置的压力油由辅助泵经伺服阀供给，该阀为三位四通滑阀，当它处于中间位置时，推动油缸两端的进出油口被封闭而处于零位，此时，主油泵缸体也处于零位，采煤机不牵引。如将手把操作机构的拉杆向左推动一段距离，由于拉杆、伺服阀和推动油缸的活塞均通过反馈杆铰接在一起，伺服阀也随之向左移动一段距离，导通P-A和B-O，推动油缸的左腔进入压力油，右腔通油池，从而活塞向右移动一段距离，此时，反馈杆以其与拉杆的铰接点a1为中心摆动，迫使伺服阀同时向右移动，直至切断P-A和B-O通道为止，推动油缸左右两端被封闭，固定在某一位置。主油泵的缸体也相应在一个方向保持一定的摆角，采煤机以一定的速度向一个方向牵引。如果拉杆继续向左推动一段距离，伺服阀相应向左移动一段距离， P-A和B-O再次导通，推动油缸的活塞向右移动，同时带动反馈杆向右摆，迫使伺服阀向右移动直至切断P-A和B-O通道，使推动油缸的活塞保持在又一新的位置，主油泵缸体的摆角也相应增大，采煤机在同一方向以较快速度牵引。同理，如果将拉杆向右推动时，主泵缸体向另一个方向摆角一个角度，采煤机也就向另一方向牵引。图3-5 调速系统（2） 手把操作机构手把操作机构用来实现采煤机的牵引、调速和换向。主要由旋钮、齿轮副、丝杆和螺母等组成。旋钮的旋向代表采煤机的牵引方向，旋转角度的大小代表牵引速度的大小。3、保护系统（1） 截割电机功率超载保护借助电动机功率超载保护和功率控制器（电气部分详述）就可以使截割电机保持在额定功率下运行。整个保护过程是通过二位二通电磁阀、调速机构中的失压控制阀和推动油缸来实现的。在正常工作时，电磁阀处于欠载位置，失压控制阀位于右位，即伺服阀接通油源、推动油缸左右两腔断开，调速手把按需要任意调至牵引速度。当截割电机功率超载时，功率控制器发出信号使电磁阀处于超载位置，控制油源来的压力油经过电磁阀推动失压阀阀芯，使失压阀换成左位，此时，推动油缸左右两腔接通，同时伺服阀油源切断。由于推动油缸中被压缩的弹簧伸展带动拨叉迫使主油泵向零位返回，因此主油泵排量减少而达到牵引速度下降、截割功率减小的目的。当截割电机功率超载消失后，又恢复到正常工作位置。（2） 高压保护采煤机工作时，经常会遇到蹩卡现象，牵引阻力突然增加，工作压力急剧上升。当系统压力达到高压安全阀的调定压力12Mpa时，高压安全阀开启，溢出的油回到主回路的低压油路，造成高低压油路窜通，系统压力不再上升，牵引速度下降，实现了采煤机的高压保护。（3） 低压保护（又称失压保护）其作用是使主回路保持一定的背压以保证液压系统的正常工作，由失压阀和调速机构来实现。当低压回路中的油压下降到1.5MPa以下时，失压阀的阀芯在弹簧力的作用下由左位推倒左位，调速机构中的推动油缸动作，主油泵向零位返回，采煤机停止牵引。当调速手把不在零位时停机，工况与低压保护一样，主油泵被迫回到零位，伺服阀能记忆停机时的牵引速度。当再次开机时，主油泵呈零位启动状态，并逐渐加速到停机前的牵引速度，从而避免了主油泵的大角度启动。（4） 防滑保护根据“煤矿安全规程”规定，采煤机用于“工作面倾角达16以上时，必须装有可靠的防滑装置”。用液压制动器能可靠地防止机器下滑。电机启动后，牵引调速手把离开零位，受其控制的行程开关发出信号使制动电磁阀动作至工作位置，辅助泵排出的控制油经制动电磁阀进入液压制动器，压缩弹簧，使制动器松闸，油马达开始运转。牵引调速手把回到零位时，行程开关发出信号使制动电磁阀复位，压力油卸荷，在弹簧力作用下，制动器将立即制动。左右行走部各设有一只液压制动器，因此能可靠地防止机器下滑。4、调高液压系统调高液压系统有两个功能：（1）满足采煤机卧底量要求；（2）适应采高的要求。调高液压系统由粗滤油器、调高泵、高压安全阀、背吸阀、手动换向阀、左右调高油缸、液力锁和有关管路组成。为了更换方便，液力锁从调高油缸中抽出，放在固定箱上。调高换向阀分别安装在左、右牵引行走箱上。在调高时，调高油缸的阻力较大，为防止系统油压过高，损坏油泵及附件，在齿轮泵出口处设有一高压溢流阀作为安全阀，调定压力为18MPa，可以满足调高要求。左、右调高采用串联连接，当调高一边滚筒时，另一边的手动换向阀应处于中位机能（H型），因此不能同时进行调高。液力锁是用于不调时锁住调高油缸，使滚筒保持在所需的高度。当将调高手柄往里推时，手液动换向阀的P、A口接通，B、T口接通，高压油经换向阀打开液力锁，进入调高油缸的活塞杆腔，另一腔的油液经液力锁和低压溢流阀回油池，实现摇臂的下降。反之，将调高手柄外拉时，实现摇臂的上升。当调高操作命令取消后，手液动换向阀的阀芯在弹簧作用下复位，油泵卸荷，同时调高油缸在液力锁的作用下，自行封闭油缸两腔，将摇臂锁定在调定位置。液压制动回路的压力油与调高控制回路是同一控制油源。由二位三通刹车电磁阀，液压制动器及其管路组成。刹车电磁阀贴在阀体上，通过管路与安装在左右牵引减速箱内的液压制动器相通。当需要采煤机行走时，刹车电磁阀得电动作，压力油进入液压制动器，牵引结构解锁，得以正常牵引。当采煤机停机或出现某种故障时，刹车电磁阀失电复位，制动器油腔压力油回油池，通过蝶形弹簧压紧内、外摩擦片，将牵引结构制动，使采煤机停止牵引并防止下滑。调高泵的最大工作压力由高压安全阀来控制，其调定值为18MPa。三、 液压元部件1、ZB107斜轴式轴向柱塞泵 斜轴式轴向柱塞泵的传动轴轴线与缸体轴线相交成一个角度，当带动缸体旋转时，柱塞在缸体内往复运动，柱塞通过配油盘使高低压腔不断进行吸油和排油，完成整个输油过程。油泵缸体的摆角通过调速机构的拨叉拨动油泵连接来实现。主油泵的主要技术参数：额定压力（MPa） 25 最高压力（MPa） 32 工作压力（MPa） 12额定转速（r/min） 2200 最高转速（r/min） 2500 工作转速（r/min） 2139 理论排量（ml/r） 107容积效率（%） 96 图3-6 ZB107斜轴式轴向柱塞泵2、A2F107W6.1A4型斜轴式定量马达 斜轴式定量马达的结构和工作原理与斜轴式变量泵大同小异，由于是定量马达，所以马达壳子是封闭的，形状比较简单，体积较小，进出油口通过两个特殊的弯接头与油管相连。油马达的主要技术参数：型号 A2F107W6.1A2理论排量 107ml/r额定压力 40MPa最高压力 45MPa最高转速 3000r/min容积效率 98%3、CBK1016/6B3F（双联泵）图3-7 CBK1020/8B3F（双联泵）辅助泵主要工作参数：额定压力（MPa） 20额定转速（r/min） 2000理论排量（min/r） 20容积效率（%） 93工作压力（MPa） 3调高泵主要工作参数：工作压力（Mpa） 18额定转速（r/min） 2000理论排量（min/r） 8容积效率（%） 914、手压泵（见图3-8）手压泵是一种结构简便的手动式柱塞泵，由泵壳、柱塞、球式吸油阀和排油弹簧等组成。当向外拉柱塞时，在柱塞底腔形成一定的真空度，在大气压力的作用下，油池中的油液经过粗滤油器、吸油阀进入底腔。当推动柱塞时，底腔形成压力，使吸油阀关闭，排油阀打开，压力油进入精滤油器。5、电磁阀采煤机的制动电磁阀、功控电磁阀设置在电磁阀腔内，其机能均为二位四通Y型矿用隔爆电磁换向阀。电磁阀通过阀座连接块与泵箱内的油管连接。图3-8 手压泵6、阀块阀块是本机组液压系统中的主要元部件之一，由阀组、集成块及支撑座组成，如图3-9。阀组是五个阀的组合体：背压阀、单向阀、梭形阀和高压溢流阀。低压溢流阀是一种直动型锥阀，其作用是维持系统2MPa的背压，故又称背压阀。它由弹簧座、垫片、锥阀芯、弹簧等组成。其工作原理与直动型单向阀类似，所不同的是该阀总是处于开启状态。单向阀是一个密封性能很好的锥阀，用来实现对系统补油。其工作原理与一般锥形单向阀相似。它的工作位置和初始密封靠弹簧力来保证。梭形阀是一种液控动作、弹簧复位的三位五通滑阀。由阀芯、圈、弹簧、端盖等组成。它控制辅助泵对主油路系统的冷、热油交换。高压安全阀是由阀套、阀芯、弹簧、先导阀芯、先导阀弹簧、垫片、弹簧等组成，其工作原理与先导式溢流阀相同。该阀在系统中起高压保护作用，出厂的整定压力为12MPa。图3-9 阀块7、调速机构调速机构由失压控制阀、伺服阀、推动油缸及杠杆系统等组成，见图3-10，通过60H8的孔和三只M12螺钉直接固定在主油泵上。伺服阀与推动油缸组成调速机构的执行部分。当拉杆向左拉动时，反馈杆迫使伺服阀阀芯也向左移动，控制油液通过伺服阀的阻尼螺丝排回油池，同时带动反馈杆把伺服阀阀芯拉回原始位置。随着推动活塞向右移动，主油泵缸体也摆动了某一角度，使其流量发生变化，相应改变了采煤机的牵引速度。同理，当拉杆向右推动时，主油泵缸体反方向摆动某一角度，整个调速过程是无级的。失压控制阀是一个液控二位四通滑阀，其工作原理是通过系统的背压与调定的弹簧力来控制伺服阀的进油及推动油缸两腔的通、断，其动作压力调定为1.5MPa。失压阀起到低压保护、停机回零保护的作用。8、操作机构操作机构是实现采煤机牵引的启动、停止、调速和换向的控制部件，见图3-11。它与调速机构配合，控制采煤机牵引的速度和方向。当手把旋转时，滚柱在凸轮曲面上滑动，其运动位移通过销子、夹板螺母、传到调速机构的拉杆上，迫使拉杆伸缩移动。由于凸轮的螺旋升角小于摩擦角，手把旋转一停止，滚柱即锁定在所需的位置，采煤机即按所需速度进行牵引。操作机构安装时，必须使凸轮、夹板螺母、调速机构以及操作杆处于同一平面上。凸轮在全行程转动中均无卡滞现象，然后锁紧两边的螺母和锁紧螺母。夹板螺母的位置调节：凸轮调节必须保证正反两个方向均有15的行程，共30（大于推动油缸上的拨叉左右行程总值26.6），调整夹板螺母与调速机构的拉杆配合长度，使主油泵缸体双向均达到25的摆角（最大排量），并且操作机构的手把在零位时，主油泵的缸体也必须在零位。手把轴上的开关圆盘是为控制行程开关而设计的。当手把在零位时，开关圆盘上的缺口刚好对准行程开关的触头，使行程开关断开，制动电磁阀断电；当牵引手把转过一个角度，行程开关的触头通过缺口的斜面滑移到开关圆盘的圆柱面上，使行程开关闭合，制动电磁阀通电动作。图3-10 调速机构9、滤油器采煤机的液压系统部分设置有粗、精滤油器各一个，安装在泵箱老塘侧，粗滤油器与双联泵的吸油口连接，精滤油器与辅助泵的吸油口连接，以保证系统内部油质的清洁。粗滤油器粗滤油器如图3-12所示，是由粗滤芯和磁性滤芯组合的过滤器，过滤精度为80m（200目），流量为400L/min。磁性滤芯安装时应注意相相邻两个磁环端部的极性要相同。拆卸清洗时，先卸下固定端的6个螺钉，随后将端盖旋转45，使端盖缺口对准固定在外壳的限位处，此时，内壳体和底盖在端盖的带动下，使粗滤油器进出油的腰形孔关闭（滤油器内腔与油池隔开），这样才可卸下端盖。更换滤芯后，和上端盖，并旋到原位。精滤油器精滤油器如图3-13由壳体和滤芯组成，滤芯是化纤或纸质的，滤油器精度为10m，流量为100L/min，以确保进入主油路的油液更加清洁。滤油器的进出油口压差大于0.5MPa时，必须更换滤芯。图3-11 操作机构图3-12 粗滤油器 图3-13 精滤油器10、冷却器冷却器由一个壳体和一个板翅式冷却器芯组成，见图3-14。安装使用时，水流方向与油流方向必须相反，才能取得较好的冷却效果。其主要参数为：热交换系数（Kcal/h） 100最大油流量（L/min） 80冷却水流量（L/min） 30油路工作压力（MPa） 0.7水路工作压力（MPa） 1.5 小时热交换量（Kcal/h） 120011800 图3-14 冷却器 11、DBD型直动式溢流阀在液压系统中装有高、低压安全阀及远程调压阀各一个。这三种阀都是插入式直动型溢流阀，调高安全阀为高压安全阀，型号为DBDS10K10/31，其调定压力为18MPa，安装在调高泵排油口处；低压安全阀安装在精滤油器的吸油口处，型号为DBDS10K10/5其调定压力为3MPa。 12、YZT型湿式制动器煤矿安全规程规定，工作面倾角大于16时，采煤机必须设有可靠的防滑装置。本采煤机适用倾角035，其防滑装置采用了YZT型湿式制动器，如图3-15所示。图3-15 YZT型湿式制动器它是由外壳、油缸、活塞、碟形弹簧、内外摩擦片、花键套等组成。内摩擦片通过花键套与牵引机构的制动轴相连，外摩擦片与固定箱壳体上的外壳相连，当进入制动器的控制油压力大于1.5MPa时，活塞移动压缩碟形弹簧，使内外摩擦片脱开而松闸，采煤机正常牵引。当制动电磁阀断电复位，制动器内部的控制油经电磁阀通油池，活塞在碟形弹簧作用下复位，压紧内外摩擦片，产生制动力矩。这种制动器的特点是：摩擦片采用湿式工况（浸在油中）。扭距稳定，工作可靠，磨损小，寿命长；压紧弹簧采用碟形弹簧，变形量小，制动力大，结构紧凑，工作平稳。制动器的主要技术参数如下：动制动扭距 280Nm松闸油压 1.41.7MPa使用转速 1000r/min13、管路采煤机液压管路采用两种连接型式，控制油路多用无缝钢管，以卡套式管接头联接；其余油路多采用高胶管，以快速接头联接。14、压力表压力表是液压系统工作的“眼睛”，也是故障判断的根据，在使用中必须经常观察，损坏了必须及时更换。本系统有四只压力表，型号为YN-60Z，两只高压表025MPa，两只低压表06MPa。四、齿轮传动部分传动简图见图3-16。图3-16 齿轮传动简图齿轮参数和轴承参数见表 3-1和表 3-2。表 3-1 齿轮参数表序号Z1Z2Z3Z4Z5模数5齿数2934273424 表 3-2 轴承参数表序 号123456型 号42215E42214E5351142510E42510E53511尺寸（dXDXB）75X130X2570X125X2455X100X2550X90X2350X90X2355X100X25泵电机的动力经齿轮箱内的电机轴组（图3-17）、双联泵轴组（图3-18）、惰轮轴组（图3-19）和主泵轴组（图3-20）传递给双联齿轮泵、主油泵。齿轮安装时，惰轮从电机轴组大端盖处装入。除了惰轮外，其余齿轮均从各自端盖处装拆。为防止泵箱和齿轮箱互相串油或油液外漏，电机轴组和双联泵轴组装有高速油封，型号分别为B75X100X10、B50X68X8。图3-17 电机轴组图3-18 双联泵轴组图3-19 惰轮轴组图3-20 主泵轴组五、 系统故障分析采煤机液压系统分牵引和调高两部分，我们分析故障液压系统故障可从这两部分分别分析。液压系统不能正常工作最主要原因是堵和漏。油路堵了，油液不能流到所需的管路、元部件，工作元部件缺少动力源，或油液无处排放，产生蹩劲；油路有漏损，工作元部件建立不起正常工作所需工作压力。1、牵引故障生产过程中，常见的牵引故障有不牵引（不能正常牵引）或单向牵引。（1） 采煤机不牵引（或不能牵引）a.主油泵损坏主油泵因油质污染严重，导致配油盘拉毛，不能建立起压力，如将泵箱上盖打开，当调速手把放在有速度位置时，可见油泵外漏严重。b.油马达损坏油马达断轴或配油副损伤时，也将导致不牵引，此时，油马达外漏显著增加。c.主油管破裂或接头漏损如果主油管（吸、排油管）均损坏或接头严重漏损，则采煤机双向均不能牵引，如果一根管路损坏不太严重，则有时尚能进行单向牵引，但效率大大下降。d.辅助泵损坏制动器和失压阀因无压力控制油而动作，制动器包闸，失压阀不动作，主油泵处于零位，致使采煤机不能牵引。e.粗、精滤油器严重堵塞滤油器堵塞后，会引起严重吸空现象，除有气穴声响外，一般由于建立不起正常背压，使采煤机不能牵引（因失压阀回复到停机位置）。f.制动电磁阀失灵由于控制制动器的电磁阀电控失灵，或阀芯蹩卡，使制动器处于制动状态，导致采煤机无法牵引（系统产生不正常声响，失压阀不动作）。以上原因中，a 、b 、c三种情况表现为高压表上无较高压力显现；d表现为低压表无压力显示；e情况若背压表和低压表的压差较大（超过0.5MPa），则精滤油器堵塞，若背压表（或低压表）显示压力过低，则粗滤油器需处理。（2） 单向牵引a.主油泵或油马达配油盘一侧拉毛，引起一侧高压密封失效，建立不起压力，导致单向牵引。b.梭形阀单向蹩卡。c.主油管或接头单根破裂、漏损。d.伺服阀体上一个阻尼孔堵塞（两孔中的任一个）2、摇臂不能升降a.调高泵损坏。虽操作调高换向阀，任无法使滚筒升起，一般表现为调高压力表上无压力显示。b.高压胶管损坏，或接头松脱。c.安全阀失灵，提前卸载。d.调高油缸内活塞密封圈损坏，或缸体焊缝脱焊。e.油缸液压锁密封不严，互相串油。f.粗滤油器严重堵塞第四章 牵引行走部一、牵引机构牵引行走部包括固定箱和行走箱两大部分组成。固定箱内有一级直齿传动和两级行星传动。行走箱内有驱动轮、行走轮和导向滑靴。牵引电机输出的动力经减速后，传到行走箱的行走轮，与刮板输送机销轨相啮合，使采煤机行走。导向滑靴通过销轨对采煤机进行导向，保证行走轮与销轨正常啮合。为使采煤机能在较大倾角条件下安全工作，在牵引减速箱内设有液压制动器，能可靠防滑。该牵引行走部有如下特点：、采用销轨牵引，承载能力大，导向好，拆装、 维修方便；、采用双浮动行星减速机构，轴承寿命和齿轮的强度裕度大，可靠性高；、导向滑靴回转中心与行走轮中心同轴，保证行走轮与销轨的正常啮合。固定箱结构如图4-1a、图4-1b所示。行走箱结构如图4-2所示。二、牵引机构传动系统牵引行走部的传动系统如图4-3所示。牵引马达出轴花键与牵一轴齿轮相联，将马达输出转矩通过齿轮Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7传给行星机构，经行星减速，最后由行星架输出，传给行走箱内的驱动轮Z10，驱动轮Z10与行走轮Z11相啮合，再由行走轮Z11与工作面刮板输送机上的销轨啮合，使采煤机来回行走。牵一轴另一端通过花键与液压制动器相连，实现牵引机构的制动。牵引行走部的传动比i：传动齿轮及支承轴承规格及参数见表4-1，表4-2:表 4-1齿 轮 参 数 表序号Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11模数43539.79齿数19357915409615205778表 4-2轴 承 参 数 表序