1、 1 1 引言 1 2 方案选定 .5 3 滚筒采煤机的总体设计及计算7 4 滚筒采煤机截割部设计 9 5 滚筒采煤机的主要技术参数和配套设备 22 6 本机的主要特点. 23 7 总结 . 25 致谢 27 注释 28 1 引言 煤是重要的能源物质，在我国有着很大的储量。采煤一直以来都被人们看作一 项非常危险的事情。在以前国内有很多小型煤窑，由于规模小，技术落后，大部分 都是靠人工进行挖煤、运输煤。因此经常出现各种事故，而且大量浪费了资源。大 型的采煤机械的出现使这一现象得到了改观。采煤机作为采煤的主要工具是实现煤 矿生产机械化和现代化的重要设备之一。机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全 性
2、，达到高产量、高效率、低消耗的目的。它对提高煤的采掘效率有着重要的影响。 因此国内外采煤机的设计、改进一直都在以较快的速度向前发展。 最早的滚筒采煤机出现在英国，它是把截煤机的减速箱部分改成允许安装一根 横轴和截割滚筒。由于其水平轴截割滚筒的设计优于截煤机，因此其改进型比刨煤 机更适宜英国开采条件，但在 20 世纪 50 年代这种采煤机并非是唯一应用的采煤设 备。另外有一种有竞争的采煤机是钻削式采煤机。这种采煤机配有一个按螺钻原理 设计的主截割部，其应用范围主要局限与薄煤层。 滚筒采煤机经过多次改进设计而得到不断的发展。最早设计的滚筒采煤机仅能 单向采煤，输送机和液压支架在向前推移之前，留在轨
3、道上采出的煤在回空段被装 载。后来又研发了双向采煤的滚筒采煤机。然而由于这种采煤机受到调向的限制， 加之固定滚筒缺乏自由性，因此摇臂滚筒采煤机应运而生。 20世纪60年代末，久益公司生产出10CM、11CM 系列的连续采煤机，它是现代这 种机型的雏形。到70年代末，在11CM型基础上又生产出12CM系列连续采煤机。经过 对12CM系列连续采煤机的不断改进、完善和提高，生产出适用于开采中硬煤层的 12CM1210B、12CM1810D和B型机，以及适用于特别坚硬煤层的12HM31C型和B型机 (神东常用12CM1210B、12CM1810D)。80年代后期至今连续采煤机在采煤业中得 到了广泛的应
4、用，并且得到了长足的发展。我国对这种连续型采煤机的应用始于70 2 年代中期。那时主要靠引进外国的产品，80年代以前主要是引进单机。随着国内采 煤机技术的发展到了90年代变成以配套引进为主。目前国内在采煤机研发和设计方 面和国外有很大的差距。煤炭科学研究总院太原分院早在1990年就开始进行连续采 煤机的研究，曾完成了轻型连续采煤机的设计、引进设备的国产化大修等工作。煤 炭科学研究总院上海分院也承担了一些项目。尽管国内各大科研院所、生产厂家、 煤矿企业曾开展过规模不等的连续采煤机等技术的国产化研究， 但均存在一些问题， 仍没有真正在煤矿上见到国产连采机的新产品。 我国引进连续采煤机早期使用效果不
5、好的主要问题是：连续采煤机及其配套设 备体积大、吨位高，我国老矿井条件受到限制，设备下井困难；缺乏支护、清道、 除尘等配套设备，生产能力受到一定限制；引进的连续采煤机设备电气防爆性能与 我国防爆标准不一致；主要部件或零件在国内买不到，备件进口渠道不畅通、价格 昂贵；国内没有对连续采煤机开采的成套技术进行系统研究；对回采工艺，支护方 式和工艺及煤岩柱控制等相关问题没有得到闭，对通风管理不利；对有自然发火危 险的矿井，煤体暴露多，带来了安全隐患。因此我国需要自己对采煤机进行设计、 改进使其适合我国的煤矿生产情况。 连续采煤机的特点是截割滚筒长，截割功率大，因此截割能力强，生产效率高， 调动灵活，可
6、控性好。尚需研究的主要内容如下。 1 连续采煤机总体参数的研究。机器牵引力及速度的确定，滚筒长度、直径、 功率、转速及切割牵引力大小和变化等研究。 2 整机截割稳定性的研究。机器的重心位置、截割臂长度、截割速度、功率等 切割参数对机器工作稳定性的影响。 3 截割机构方式的研究。根据电机不同的安装形式，其截割机构方式的确定须 进行专项调查研究与分析对比。 4 切割技术的研究。截割滚筒上截齿排列对机器的截割效率、振动及截齿的寿 命有着重要的影响，必须利用计算机进行截齿排列优化设计和实验室模拟试验。 5 行走电机变频调速系统的研究。连续采煤机工作时，需要频繁调动；截割时， 根据煤的硬度，行走速度在04mrain之间自动调整，以适应截割电 动机的工作特性；调动时，需以20mrain的行走速度实现快速调动。 6 机器的自动控制、工况检测和故障诊断系统的研究。连续采煤机常在环境恶 劣、安全得不到保障的工况下工作，因此必须使机器具有自动化控制功能，装设离 机摇控系统。为了提高机器的可靠性，需研制工况检测和故障诊断系统，使连续采 煤机具有监控电流、电压、电机功率、油温油位油压等的自动监测
