采煤机械课件

採煤機械

（一）採煤機的類型及主要技術特徵§1-1概述

滾筒式採煤機是現在使用最廣的採煤機械。按工作機構單滾筒採煤機雙滾筒採煤機按牽引部裝配內牽引採煤機外牽引採煤機按牽引部傳動機械牽引採煤機液壓牽引採煤機電牽引採煤機按牽引部調速液壓調速機械調速電動機調速（二）滾筒式採煤機的組成及工作原理

滾筒式採煤機主要由截割部、牽引部、電氣裝置和輔助裝置等四大部分組成圖1-1採煤機組成示意圖擋煤板螺旋滾筒搖臂箱截割部減速箱電動機牽引部牽引鏈滑靴底托架輸送機（三）液壓牽引採煤機和電牽引採煤機的比較電牽引部採煤機的優點主要表現在以下幾方面：★

牽引特性較好★

機械傳動效率高★

牽引力大、牽引速度高★

工作可靠性高★

易於實現微機自動控制★

機械傳動和結構較簡單★

生產率高

液壓牽引採煤機是由油泵提供壓力油，驅動油馬達，再經過幾級齒輪減速，傳動牽引鏈輪或無鏈牽引的傳動裝置，實現對採煤機的牽引。液壓調速易實現無級調速和自動調速，結構緊湊，超載保護也很簡便，所以大多數採煤機均採用液壓傳動的牽引部。§1-2滾筒式採煤機截割部

採煤機的截割部是由採煤機的工作機構和驅動工作機構的減速器所組成的部件，還包括工作機構的調高機構和擋煤板及其翻轉機構。

截割部的作用是破煤和裝煤，由圖1一1中的擋煤板、螺旋滾筒、搖臂箱和截割部減速箱等部件組成。一螺旋滾筒圖1-2螺旋滾筒結構圖1—截齒；2—輪殼；3—葉片；4—端盤；5—筋板；6—軸套；7—端蓋◆滾筒的“三個直徑”：滾筒直徑通常是指刀尖所在圓的直徑D◆滾筒的截深

◆滾筒的螺旋方向和轉向◆螺旋頭數◆滾筒轉速◆截齒：螺旋滾筒所用的刀具圖1-3扁形（徑向）截齒圖1—4鎬形（切向）截齒

1—合金刀尖；2—刀頭；3—刀身

齒座齒靴採煤機截齒二截割部減速器圖1—5EDW-170型採煤機總傳動系統

1—電動機；2—齒輪聯軸器；3—輔助軸；4—主油泵；5—液壓閥組；6—油馬達；7—過軸；8、11—齒輪離合器；9—主鏈輪；10—齒輪聯軸器；12—調高泵；13—行星輪系杆；14—滾筒§1-3液壓調速牽引部

採煤機的牽引部是採煤機的重要組成部件，它不但負擔採煤機工作時的移動和非工作時的調動，而且牽引速度的大小直接影響工作機構的效率和品質，並對整機的生產率和工作性能產生很大的影響。一對牽引部的基本要求

傳動比大。牽引力大。能實現無級調速。能實現正反向牽引和停止牽引。有完善可靠的安全保護。二牽引部的組成及牽引方式牽引部由傳動裝置和牽引機構兩大部分組成。三牽引部減速器圖1-6MLS3-170型採煤機牽引部機械傳動系統行星齒輪減速a、b—聯軸器；c—齒輪離合器；1～9—圓柱齒輪；10、11、12—行星齒輪傳動；13、14—鏈輪圖1-7MLS3—170型採煤機牽引部的液壓系統圖1、主回路

2、補油路3、熱交換油路

4、過壓保護回路

5、開機和停機回路

6、隨動變數機構回路

7、手動調速回路8、按鈕調速回路9、電動機功率調速回路10、倒吸控制回路與充油排氣回路

§1-4電動部

電動部是帶動截割部和牽引部工作的動力部分和電氣控制部分，包括電動機和電氣控制箱。

對採煤機的電動機應要求具有良好的放爆性能，冷卻性能、起動性能和超載性能，所以交流驅動的採煤機都採用三相交流隔爆型雙鼠籠（或深槽式）電動機，容量較大的還設有水冷裝置。

MLS3-170型採煤機，內部裝有主電路隔離開關、電動機控制按鈕、電動機功率自動調節選擇開關的主控制箱、牽引部隔爆箱；三位四通閥隔爆箱；中間控制箱；以及電纜接線箱及右側控制箱。§1-5採煤機的附屬設備一噴霧滅塵及水冷裝置圖1-8噴霧降塵及水冷卻系統圖

1—牽引部；2—電動機；3—左截割部；4—右截割部；5—中間箱；6—控制箱；7—接線箱；8—冷卻箱；9—開關箱；10—篩檢程式；11—水分配器；12—壓力錶二防滑裝置

煤礦安全規程第六十九條（三）規定“工作面傾角在15ο以上時，必須裝有可靠的防滑裝置”三輔助液壓系統輔助液壓系統的油泵流量一般為10一15升／分

採煤機的輔助液壓系統，要完成滾筒調高，機身調斜、翻轉擋煤板和防滑等動作。一般由定量油泵、液壓千斤頂、換向閥、安全閥、溢流閥和篩檢程式等組成。調高千斤頂，調斜千斤頂等，要用液力鎖（即液控單向閥組）封閉兩腔或一腔，以便把搖臂和採煤機機身保持在一定的位置上。§1-6使用和維護一採煤機的維護及檢查

正確的使用和維護，是充分發揮採煤機使用效果，提高使用可靠性和延長使用壽命的必要條件。操作者應該嚴格按照“使用說明書”的規定，使用和維護採煤機。採煤機的潤滑採煤機的日常檢查採煤機液壓系統的維護檢查採煤機降塵、滅火系統的維護檢查二採煤機常見故障分析表一機械故障診斷排除故障現象故障原因排除方法滾筒上齒座開焊或螺旋葉片撕裂（1）截割過負荷（2）在滾筒附近違章爆破作業（1）根據煤層情況正確選擇牽引速度（2）禁止違章爆破作業。損壞後更換滾筒齒輪離合器打牙（1）控制手把松脫（2）誤操作（1）不操作時固定好控制手把（2）在電動機轉速接近於停止時嚙合或摘開傳動齒輪打牙（1）齒輪強度降低（2）受衝擊負荷（1）加強日常檢查（2）正確選擇牽引速度和正確操作表二液壓故障診斷排除故障現象

故障原因排除方法不能供油油箱油位過低吸油管路阻塞油液黏度過高泵故障泵內有渣塵泵轉向相反泵速過低通氣嘴阻塞將油加至正常位置，並查出洩漏處排出阻塞物排空油箱，換用低黏度油修理或更換泵拆開泵，清洗排渣改正接線，並馬上換向檢查電動機的調定速度，檢查電壓是否過低清洗或更換通氣嘴表二液壓故障診斷排除系統無壓力參見“不能供油”安全閥工作失常閥洩漏安全閥彈簧損壞閥出口被雜質堵塞控制閥或液壓缸內泄閥口保持開位參見“不能供油”檢查調整安全閥整定壓力查找失效的密封元件，更換或修理更換彈簧拆開並清洗隔離失效元件，進行修理或更換檢查電路，拆開電磁閥清洗，如扔不奏效，就更換表二液壓故障診斷排除泵噪音過大吸入管路部分堵塞空氣由管路洩漏處進入系統空氣在管路中密閉通氣嘴堵塞元件磨損或損壞泵的密封墊損壞或蓋板鬆動泵運行速度過高油液黏度過大排除堵塞物檢查接頭是否洩漏，如需要則緊固並進一步檢查軟管如需要給系統排氣清洗或更換更換元件檢查更換密封墊，適當緊固蓋板檢查電動機整定速度，檢查電壓是否過高換用適當黏度的油泵外泄漏轉軸磨損更換“O”形圈及油液磨損油液內有研磨物油液黏度低持續高壓超過泵的最大值系統中有空氣通氣嘴阻塞清洗篩檢程式，更換油液檢查油液黏度是否合適檢查安全閥的整定壓力，如需要重新調整檢查洩漏部位，進行修理，排出系統內空氣排除阻塞物，清洗通氣嘴表二液壓故障診斷排除表二液壓故障診斷排除泵內部元件損壞油壓過高泵由於缺油滯塞外界異物進入泵內軟管損壞檢查整定安全閥的壓力檢查油位、篩檢程式及供油管道，修理或更換拆開泵排除異物檢查軟管，如需要請更換泵油壓過高安全閥壓力整定不當或閥故障內部洩漏油液黏度過高或過低在修理或維護後，泵安裝過緊檢查調整壓力，更換失效的閥檢查泵是否有洩漏，如果需要就更換檢查油液黏度是否合適拆開並重新安裝泵系統不工作

以下任何原因均可

見以下排除方法搖臂蠕動液壓缸或負載鎖定閥內部洩漏控制閥未返回中位更換活塞密封，如液壓缸壁劃傷，更換液壓缸或更換閥檢查修理

閥和液壓缸過度磨損油液中有研磨性物質液壓缸安裝不當壓力過高油液黏度過低或過高溫度不適零件安裝過松更換油液過濾元件檢查並重新安裝檢查安全閥並重新調定更換黏度標號適合的油液排出空氣，檢查洩漏緊固，如損壞，修理或更換液壓軟管或接頭外部洩漏軟管長度不當，或液壓元件安裝不當檢查接頭，合理佈置動作緩慢，篩檢程式破裂油液篩檢程式污染，篩檢程式接法有誤排放系統油液重新更換篩檢程式表二液壓故障診斷排除表三電氣設備故障診斷排除故障現象故障原因排除方法只有一個方向牽引一個方向的電磁鐵斷路修復線路牽引速度只能增不能減，或只能減不能增（1）按鈕接觸不良（2）電磁鐵或閥芯卡住（1）拆修（2）拆修調斜缸不靈活（1）按扭觸點接觸不良（2）電源供電電壓太低（1）拆修（2）恢復供電電壓調斜缸不動（1）回路斷路（2）無電或供電電壓太低（1）拆修（2）恢復供電電壓表三電氣設備故障診斷排除電機起動不起來（1）控制回路斷路（2）主線路接觸器燒毀（1）查找接通（2）更換一起動就停（1）保護系統動作（2）接地（1）調整（2）查找更換電機溫度過高（1）冷卻水量小（2）軸承研損（帶雜音）（1）加大水量（2）檢修更換表四冷卻噴霧部分故障診斷排除故障現象故障原因排除方法水壓或水量不足（1）噴霧堵塞、損壞（2）水管和接頭漏水或損壞（1）檢查噴嘴，更換損壞的（2）檢查水管和接頭處，處理和更換損壞的部分§1-76LS電牽引採煤機LS系列採煤機是美國久益公司研製的系列產品，在長壁式開採工作面多次創造原煤開採的世界紀錄。

目前，6LS採煤機是LS系列採煤機中性能完善、采高範圍及裝機總功率最大的採煤機，並已在我國使用成功。一採煤機總體佈置採煤機的適用範圍及基本組成(1)適用範圍6LS採煤機適用於中厚及厚煤層長壁工作面開採，采高範圍從1.8～4.5m

，截深0.76～1.02m

，電動機總功率達970～1530kw

，截割電動機工作電壓為3300V

，頻率為50Hz

，雙牽引部雙輪無鏈牽引，連續牽引力414～617kN。（2）基本組成6LS採煤機由左、右搖臂截割裝置，左、右牽引裝置和中間控制箱五大部分組成，如圖1-9所示。圖1-96LS採煤機外形圖（a）及控制箱（b)1一左截割電動機；2一右截割電動機；3一右擋煤板液壓馬達；4一右牽引電動機；5一右液壓泵及電動機；6一左液壓泵及電動機；7一左牽引電動機；8一左擋煤板液壓馬達；9一控制箱；10一右擋煤板，11一右液壓系統電磁閥組；12一左液壓系統電磁閥組；13一左擋煤板；14一高壓斷路開關；15一牽引斷路開關；16一機器上設置的控制開關組；17一指示燈；18一顯示幕；19一拖動電纜入口6LS採煤機的特點多電機驅動電牽引調速截割部整體調高無底托架聯結配套使用靈活高電壓供電系統微機控制手控、遙控二截割部6LS採煤機的兩個截割部位於機身兩端，由截割電動機、搖臂減速器、滾筒、擋煤板以及其他附屬組件組成。電動機通過搖臂減速器驅動滾筒截煤和裝煤，由液壓系統驅動液壓馬達來翻轉擋煤板，通過調高液壓缸來調節搖臂的位置，從而實現截割部整體調高。（一）截割電動機6LS採煤機採用多電動機驅動的方式，兩端截割部各裝有1臺JOY16EB5O0J型交流電動機，屬於高滑差、高轉矩單鼠籠深槽轉子電動機。優點是結構簡單，超載能力大，不易悶車；缺點是起動電流大，對電網衝擊較大，頻繁起動容易過熱。結構特點是採用漸開線花鍵扭矩軸裝置

,可以起到機械超載保護的作用。圖1-11JOY16EB500J電動機1-軸；2-鍵槽；3、15、16-密封，4、18-軸承，5-支座；6-端蓋；7-絕緣襯墊；8-熱阻溫度計及電阻溫度計；9、14-O形圈，10-恒溫器；11-電樞轉子；12-定子鐵芯；13-機身；17-卡環圖1-12截割電動機扭矩軸裝置1-卡環；2-專用墊片；3-電動機軸；4-O形圈；5-扭矩軸；6-密封圈（二）截割部（搖臂）減速器圖1-13截割部減速器傳動系統表1-5截割部(搖臂)減速器齒輪數齒輪齒形齒數徑節模數傳動比減速級1A

B直齒直齒20414.04.06.356.352.05一2A

B直齒直齒24374.04.06.356.351.513A

B直齒直齒26354.04.06.356.351.3404AB直齒直齒30314.04.06.356.351.03CD直齒直齒18383.03.08.468.462.11二惰輪EFGHI直齒直齒直齒直齒直02.02.02.02.012.712.712.712.712.72.61三行星減速JKL直齒直齒直齒1525652.52.52.51010105.33四表1-6電動機轉速、總傳動比、滾筒轉速電動機轉速（r/min）A、B齒輪對總傳動比滾筒轉速（r/min）1490160.3525244.1634339.4538430.3249截割部（搖臂）減速器特點

6Ls採煤機每個截割部都由獨立的電動機驅動。安裝在搖臂殼體中的電動機的主軸與滾筒主軸平行佈置。截割部搖臂減速器的結構緊湊，零件密度大。可以通過更換減速器中第-級減速齒輪調節總的傳動比，從而可改變滾筒的轉速。搖臂回轉軸採用滾動軸承，活動間隙小，這樣能保證齒輪具有良好的嚙合性能。除塵水由橡膠軟管供至貫穿於行星傳動機構的空心太陽輪軸和行星架的水管中，由水盒分配至滾筒腔，抗污染能力強，但加工複雜，對水質和密封要求較高。在截割部機械傳動系統中沒有離合器，而每個滾筒可由裝在機身中間的控制箱中的真空接觸器分別控制2臺截割電動機的開停，故可不採用機械離合裝置。圖1-14電動機安裝位置圖1-擋圈；2-O形圈；3-搖臂殼體；4-冷卻水腔；5-端蓋；6-電動機轉子；7-密封；8-扭矩軸，9-A齒輪軸（三）搖臂（四）滾筒6LS採煤機滾筒如圖1-15所示圖1-15滾筒安裝固定圈1-滾筒傳動輪轂；2、5-螺栓；3-滾筒端蓋；4-拔出螺孔；6-防松墊片；7-搖臂

搖臂外形呈L形，搖臂長度為2540mm，搖臂擺角水準向上可達48º，水準向下可達13，臥底量為298mm，在其側面的蓋板裏佈設有液壓油路和滅塵水路的橡膠軟管。在搖臂上還裝有弧形擋煤板的翻轉機構。圖1-16截齒安裝圖1-齒坐；2-襯套；3-截齒；4-卡環滾筒的轉速25r/min，截深850mm，直徑2286mm，其表面焊有4頭螺旋葉片，裝煤效果好。

6LS採煤機採用圓錐型截齒，通過截齒套筒安裝在齒座上，尾部用卡環固定，拆裝簡單而且可靠性高，其結構如圖1-16所示。（五）翻轉擋煤板機構

6LS採煤機在搖臂兩頭裝有弧形擋煤板。弧形擋煤板的翻轉是通過安裝在搖臂殼體上的3個液壓馬達驅動的，可實現弧形擋煤板翻轉360º，如圖1-17所示。圖1-17擋煤板翻轉機構（六）破碎裝置6LS採煤機上的破碎裝置為可選附屬設備四牽引部6LS採煤機有兩個電牽引部，裝在機器中間控制箱的左、右兩端。牽引電動機6LS採煤機左、右兩臺牽引部中各裝有1臺電動機，型號為JOY51J11型直流串激水冷隔爆型電動機。J0Y51Jll電動機主要技術數據如下：

額定電壓250V，直流

額定功率60HP（馬力）,45kw（千瓦）

轉速1750r/min

冷卻方式水冷牽引部減速器牽引部減速器特點（l）採煤機主體由左、右牽引部和中間控制箱三部分構成，牽引方式採用雙牽引部分別驅動的方式，2臺牽引電動機分別安裝在兩端的牽引部。牽引部箱體既作為牽引部減速器箱體，又作為機器左、右主架的箱體。（2）牽引驅動機構與牽引部減速器的出軸通過雙花鍵軸相聯接，在其內部還包含有-級減速。

（3）減速器中零件密度大，結構緊湊。箱體蓋板設計在機器的側面，可以從機器的兩側打開牽引部減速器進行檢修。

（4）取消了底托架，兩端的牽引部減速器作為機器主架箱體。

（5）可以實現多種形式的無鏈牽引。

（6）可以通過更換第-級減速齒輪組來改變減速器的傳動比。

（7）由中間控制箱中的真空接觸器控制2臺牽引電動機的開停，不用機械離合裝置。圖1-18Dynatrac牽引方式的牽引驅動機構牽引驅動機構

6LS採煤機的無鏈牽引方式可採用不同的形式，可與Dynatrack

、Mastertrack

、Mecolink

和Ultratrack

等四種無鏈牽引方式配套使用。當採煤機與不同的無鏈牽引方式配套時，牽引驅動機構的結構形式是不同的。圖1-19採用Ultratrack型無鏈牽引方式時設備配套關係圖採煤機的牽引制動裝置

牽引制動裝置是電磁閥控制的液壓摩擦式碟形制動閘，此制動閘是靠彈簧壓力實現制動，靠液壓系統的油液壓力來松閘的。滑靴圖1-206LS採煤機滑靴及Dynatrac牽引方式五電氣控制系統

採煤機的電氣控制主要是對截割、牽引和泵電動機的控制、監測和保護，主要通過微型電腦HOST系統單元來完成。（一）HOST控制單元HOST是控制的核心，採用新型的單片微型機結構，其全稱為液壓輸出和SCR（可控矽觸發器）單元。它的功能除控制採煤機的液壓功能和牽引電動機的觸發電路外，還能完成遙控器解碼與檢測、電動機過去載溫控監測和系統的故障診斷以及緊急停車等。HOST單元的介面電路如圖1-21所示。（二）6LS電牽引採煤機的方向和調速與保護控制電路6LS採煤機的牽引電動機為2臺串接電動機，由可控矽電路整流和換向。控制電路如圖1-22所示圖1-21HOST的連接圖圖1-22SCR系統接線示意圖圖1-23牽引速度和方向控制方塊原理圖圖1-243Ls採煤機牽引力、牽引速度和電流關係曲線六液壓系統圖1-256LS採煤機液壓系統圖LS系列採煤機液壓系統可分為搖臂調高回路、弧形擋煤板翻轉回路、油箱補油回路、滅火控制回路等。6LS採煤機具有二套各自獨立的液壓系統，如圖1-25所示。（一）液壓系統油路

1．搖臂調高油路2、弧形擋板翻轉油路3、水柵噴霧架移動油路4、滅火系統控制油路5．動力補油油路6．破碎裝置升降控制油路7．制動問控制油路8．水閥的控制油路

（二）液壓油（三）液壓系統故障及其處理方法

（1）液壓油長期沒有更換，油液老化，性能降低；（2）液壓油型號和粘度不符合機型要求；

（3）渣塵、水銹等混入油液；

（4）油箱油位過低或管子破裂使空氣進入系統；（5）內泄和外泄；

（6）機械調整節不合適或機械結構損壞導致元件失效。常見的液壓故障原因及排除方法見表1-10.七冷卻與供水系統6LS採煤機上的冷卻與供水系統為機器上各個電動機和中間控制箱提供冷卻水，並在採煤機截煤工作過程中提供噴霧降塵用水。在特殊情況下，還為採煤機上的滅火系統提供所需的大量滅火用水。在機器起動或操作前，保證機器充足的供水是十分必要的。供水要求

為了使機器得到充分的冷卻，在工作時能夠有效地降塵和滅火，6LS採煤機要求連續供水量最小為380L/min，而且要求向機器所供的水為清潔的淡水，並需經過200拜m的過濾系統除去水中的懸浮、難溶的雜質。為了充分有效地冷卻和降塵，供水系統水壓需達到68OMPa，供水的靜壓不應超過6.12MPa，否則可能損壞機器元件。圖1-256LS採煤機的冷卻與供水系統圖冷卻與供水系統八操作系統操作機器前的檢查（1）機器上所有的液壓及電力控制器必須位於“關”檔或空位。（2）所有電力線路連接必須接合牢固，機架必須著地。（3）檢查機器的液壓油箱及各減速器的油位。（4）檢查供電電壓是否符合要求。（5）檢查電動機的接線相位是否正確，以保證正常的運轉。（6）如溫度低於-18℃（0℉）時，請勿起動機器。（7）在電動機無水冷時，不能持續開機超過15min，電動機缺水長時運轉會嚴重降低壽命。（8）檢查所有的控制開關及緊急停機開關。在機器投入生產前，應嚴格檢查所有安全保護設施的功能是否正常。

機器上設置的操作控制部件

圖1-26採煤機控制箱上的操作控制部件

遙控器採煤機遙控器

採煤機的操作及控制1採煤機的起動2採煤機位置、速度的調整3關機4緊急停機遙控器控制牽引方向及速度的步驟九維護及檢查圖1-296LS採煤機潤滑圖

對採煤機進行良好的潤滑主要是為了減小磨損、降低溫升，同時潤滑油液還可起到吸熱散熱、防銹隔塵的作用表1-15緊急停機功能

表1-16潤滑週期表機器潤滑時請注意以下事項：

1、不要過度注油，給減速器或電動機過度注油可導致溫升過高或損壞零件。

2、不要注油不足，減