采煤機(jī)械教學(xué)教案講義

第八章 采煤機(jī)械 第一節(jié) 概述 一、采煤機(jī)械的種類 把煤由煤層中采落下來的機(jī)械稱為采煤機(jī)械。采煤機(jī)械還應(yīng)具有裝煤機(jī)構(gòu)，在工作中能同時(shí)把煤裝入輸送機(jī)運(yùn)出工作面。 各國(guó)已出現(xiàn)的采煤機(jī)械類型不少，但目前煤礦井下廣泛使用的采煤機(jī)械有三類：滾筒式采煤機(jī)、刨煤機(jī)和連續(xù)采煤機(jī)。 由于滾筒式采煤機(jī)的采高范圍大，對(duì)各種煤層適應(yīng)性強(qiáng)，能截割硬煤，并能適應(yīng)較復(fù)雜的頂?shù)装鍡l件，因而得到了廣泛的應(yīng)用。刨煤機(jī)要求的煤層地質(zhì)條件較嚴(yán)，一般適用于煤質(zhì)較軟不粘頂板、頂?shù)装遢^穩(wěn)定的薄煤層或中厚煤層。但刨煤機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尤其在薄煤層條件下勞動(dòng)生產(chǎn)率較高。連續(xù)采煤機(jī)用于房柱式采煤方法開采，也可以作為工作面運(yùn)輸、通風(fēng)巷道的快速掘進(jìn)設(shè)備。適用于薄、中厚及厚煤層的開采。 采煤機(jī)有不同的分類方法：按工作機(jī)構(gòu)型式可分為滾筒式、鉆削式和鏈?zhǔn)剑垂ぷ鳈C(jī)構(gòu)位置可分為端頭式和側(cè)面式；按牽引方式可分為鏈牽引和無鏈牽引，按牽引部位置可分為內(nèi)牽引和外牽引，按牽引部傳動(dòng)方式可分為機(jī)械牽引、液壓牽引和電牽引。 二、對(duì)采煤機(jī)械的一般要求 對(duì)采煤機(jī)械的要求，是根據(jù)工作面的條件和采煤工藝的需求而提出的?，F(xiàn)代采煤機(jī)械必須滿足下列要求： （1）生產(chǎn)率滿足要求。 （2）采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)能適應(yīng)煤層厚度變化而工作；牽引機(jī)構(gòu)能在工作過程中隨時(shí)根據(jù)需要改變牽引速度，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，以適應(yīng)煤質(zhì)硬度的變化，發(fā)揮機(jī)器的效能。 （3）機(jī)身所占空間較小，對(duì)薄煤層采煤機(jī)尤為重要。 （4）采煤機(jī)可拆成幾個(gè)獨(dú)立的部件，以便于井下運(yùn)輸，也便于拆裝和檢修。 （5）所有電氣設(shè)備都應(yīng)具有防爆性能，采煤機(jī)能在有煤塵瓦斯爆炸危險(xiǎn)的工作面內(nèi)安全工作。 （6）電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和牽引部應(yīng)具有超負(fù)荷安全保護(hù)裝置。 （7）具有防滑裝置，以防機(jī)器沿斜坡自動(dòng)下滑。 （8）具有內(nèi)外噴霧滅塵裝置。 （9）工作穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)單方便，操作手把或按鈕盡量集中，日常維護(hù)工作少且容易。 三、滾筒式采煤設(shè)備的總體布置及采煤工藝 （一）單滾筒采煤機(jī)在普通機(jī)械化采煤工作面的工作情況 普通機(jī)械化采煤工作面的配套設(shè)備，有采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和支護(hù)設(shè)備。因支護(hù)設(shè)備不同，其機(jī)械化程度也不一樣。普通機(jī)械化采煤采用金屬支柱加鉸接頂梁；高檔普通機(jī)械化采煤采用單體液壓支柱加鉸接頂梁。 普通機(jī)械化采煤工作面設(shè)備布置如圖8-1所示。 其采煤方法說明如下：采煤機(jī)1為單滾筒采煤機(jī)，騎在工作面刮板輸送機(jī)2上，首先沿工作面傾斜向上移動(dòng)，把靠近頂板的煤采落并裝入輸送機(jī)，采過后裸露出的巖石頂板，用金屬支柱3和金屬鉸接頂梁4支撐，以保護(hù)機(jī)器和工人的安全。采煤機(jī)采完全工作面頂部煤后，再返回下行采下部的余煤，并把所有落在底板的煤裝入輸送機(jī)。緊跟在機(jī)器后用千斤頂把輸圖8-1 普通機(jī)械化采煤工作面布置圖 1-單滾筒采煤機(jī)；2-刮板輸送機(jī)；3-金屬支柱；4-金屬鉸接頂梁；5-千斤頂 送機(jī)推移至新的煤壁。推移距離等于采煤機(jī)滾筒截割深度，也稱為步距，一般為0.6～1.0m。同時(shí)把采空區(qū)后排支柱和鉸接頂梁拆除，讓頂板巖石冒落下來，這叫回柱放頂。沿工作面全長(zhǎng)這一工作過程稱為一個(gè)工作循環(huán)。每個(gè)工作面的工作過程都是根據(jù)事先編制好的工作循環(huán)圖表、按照一定程序工作的。普采工作面也可用雙滾筒采煤機(jī)。 （二）雙滾筒采煤機(jī)在綜合機(jī)械化采煤工作面的工作情況 在工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤及支護(hù)等機(jī)械化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使工作面各個(gè)機(jī)械組成一個(gè)整體進(jìn)行生產(chǎn)，在結(jié)構(gòu)上相互有機(jī)地結(jié)合，動(dòng)作上相互協(xié)調(diào)地工作，這就是綜合機(jī)械化。 綜合機(jī)械化采煤工作面機(jī)械設(shè)備配套情況如圖8-2所示。 雙滾筒采煤機(jī)1，完成落煤和裝煤，采煤機(jī)所騎的輸送機(jī)2，是一種可彎曲刮板輸送機(jī)，它將煤運(yùn)出工作面，進(jìn)入下順槽轉(zhuǎn)載機(jī)7，由轉(zhuǎn)載機(jī)將煤裝到順槽可伸縮膠帶輸送機(jī)9上運(yùn)走。工作面用液壓支架3支護(hù)，它可自移，沿工作面全長(zhǎng)布置。隨著采煤機(jī)采過后，液壓支架依次往前移，以支護(hù)新裸露的頂板，后面的頂板讓其自行垮落。由液壓支架的推移千斤頂，將輸送機(jī)推向新的煤壁。液壓支架所需的高壓乳化液，由安置在下順槽內(nèi)的乳化液泵站12供給。 圖8-2 綜合機(jī)械化采煤工作面機(jī)械配套情況 1-雙滾筒采煤機(jī)；2-輸送機(jī)；3-液壓支架；4-端頭支架；5-錨固支架； 6-巷道棚梁；7-轉(zhuǎn)載機(jī)；8-轉(zhuǎn)載機(jī)推移裝置；9-可伸縮膠帶機(jī)；10-控制臺(tái)；11-配電點(diǎn)； 12-泵站；13-移動(dòng)裝置；14-移動(dòng)變電站；15-煤倉；16-絞車；17-單軌吊車 （三）采煤機(jī)的進(jìn)刀方式 雙滾筒采煤機(jī)可在工作面兩端自開缺口。當(dāng)采煤機(jī)沿工作面割完一刀后，需要重新將滾筒切入煤壁，推進(jìn)一個(gè)截深，這一過程稱為“進(jìn)刀”。常用的進(jìn)刀方式有斜切進(jìn)刀法和正切進(jìn)刀法。 1．端部斜切法 利用采煤機(jī)在工作面兩端約 25~30 m的范圍內(nèi)斜切進(jìn)刀稱為端部斜切法。如圖8-3所示。其操作過程如下： （1）采煤機(jī)下行正常割煤時(shí)，滾筒 2割頂部煤，滾筒 1割底部煤（圖 a），在離滾筒 1約10m處開始逐段移輸送機(jī)；當(dāng)采煤機(jī)割到下順槽處時(shí)，將滾筒2逐漸下降，以割底部殘留煤，同時(shí)將輸送機(jī)移成如圖b所示的蛇彎形。 （2）翻轉(zhuǎn)擋煤板，將滾筒1升到頂部，然后開始上行斜切（圖b中虛線所示），斜切長(zhǎng)度為20m左右，同時(shí)將輸送機(jī)移直（圖c）。 （3）翻轉(zhuǎn)擋煤板，并將滾筒1下降割煤，同時(shí)將滾筒2上升，然后開始下行斜切（圖中C虛線所示），直到下順槽。 （4）翻轉(zhuǎn)擋煤板，將滾筒位置上下對(duì)調(diào)，如圖d所示，然后快速移過斜切長(zhǎng)度開始上行正常割煤。隨即移動(dòng)下部輸送機(jī)，直到上順槽時(shí)又重復(fù)上述進(jìn)刀過程。 這種進(jìn)刀方法工序較復(fù)雜，適用于工作面較長(zhǎng)，頂板較穩(wěn)定的工作條件。 圖8-3 端部斜切進(jìn)刀法 2．中部斜切法（半工作面法） 圖8-4 中部斜切進(jìn)刀法 利用采煤機(jī)在工作面中部斜切進(jìn)刀稱之中部斜切法。如圖8-4所示， 其操作過程如下： （1）開始時(shí)工作面是直的，輸送機(jī)在工作面中部彎曲（圖a）；采煤機(jī)在下順槽將滾筒1升起，待滾筒2割完殘留煤后快速上行到工作面中部，裝凈上一刀留下的浮煤，并逐步使?jié)L筒斜切入煤壁（圖a中虛線）；然后轉(zhuǎn)入正常割煤，直到上順槽；再翻轉(zhuǎn)擋煤板，將滾筒下降割殘留煤，同時(shí)將下部輸送機(jī)移直，這時(shí)，工作面是彎的，輸送機(jī)是直的（圖b）。 （2）將滾筒2升起，機(jī)器下行割掉殘留煤后即快速移到中部，逐步使?jié)L筒切入煤壁（圖b虛線），轉(zhuǎn)而正常割煤，直到下順槽；再翻轉(zhuǎn)擋煤板，并將滾筒2下降，即完成了一次進(jìn)刀；然后將上部輸送機(jī)逐段前移成圖c所示，即又恢復(fù)到工作面是直的，輸送機(jī)是彎的位置。 （3）將滾筒1上升，機(jī)器又快速移到工作面中部，又開始新的斜切進(jìn)刀，重復(fù)上述過程。 這種進(jìn)刀法的特點(diǎn)是：每進(jìn)二刀只改變牽引方向四次，故工序比較簡(jiǎn)單，省時(shí)間；采煤機(jī)快速移動(dòng)時(shí)可以裝凈上次進(jìn)刀留下的浮煤，故裝煤效果好；采煤機(jī)割煤時(shí)，輸送機(jī)頭處于不移動(dòng)狀態(tài)，且有一半時(shí)間完全呈直線，故能提高輸送機(jī)的壽命。 中部斜切進(jìn)刀法適用于工作面較短，煤片幫嚴(yán)重的煤層條件。 3．正切進(jìn)刀法（鉆入法）圖8-5 正切進(jìn)刀法 正切進(jìn)刀法是在工作面兩端用千斤頂將輸送機(jī)及其上面的采煤機(jī)滾筒推向煤壁，利用滾筒端盤面上的截齒鉆入煤壁，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀。正切進(jìn)刀法的操作過程如下（圖8-5）： （1）當(dāng)采煤機(jī)割到工作面一端后（圖a），放下上滾筒，返回割一個(gè)機(jī)身長(zhǎng)的底部煤，則工作面如圖b所示。 （2）開動(dòng)滾筒，并靠推移千斤頂將輸送機(jī)連同采煤機(jī)強(qiáng)行推入煤壁。為便于鉆入，在推溜同時(shí)將采煤機(jī)在1m距離內(nèi)往復(fù)牽引，直到鉆入一個(gè)截深（圖c）。 （3）滾筒切入后，變換前后滾筒高度，割去端面殘余煤，再轉(zhuǎn)入正常割煤狀態(tài)。 正切法的優(yōu)點(diǎn)是工作面空頂面積小，切入時(shí)間短，可提高工效。但此法只適用于有門式擋煤板或無擋煤板的采煤機(jī)，且千斤頂推力要大，要求輸送機(jī)、采煤機(jī)搖臂強(qiáng)度高。因此，一般采用較少。 四 刨煤機(jī)圖8-6 刨煤機(jī) 1-煤刨；2-工作面輸送機(jī)； 3-推移千斤頂；4-牽引鏈；5-鏈輪； 6-煤刨傳動(dòng)裝置；7-輸送機(jī)傳動(dòng)裝置 刨煤機(jī)是一種截深淺而牽引速度快的采煤機(jī)械，與工作面輸送機(jī)配合，可實(shí)現(xiàn)工作面落煤，裝煤和運(yùn)煤的機(jī)械化。如圖8-6所示，刨煤機(jī)主要由煤刨1、傳動(dòng)裝置6、牽引機(jī)構(gòu)（鏈輪5和牽引鏈4）和電氣控制裝置組成。煤刨的刨頭上安裝若干刨刀，其掌板兩端與牽引鏈連接，牽引鏈繞過兩端鏈輪形成無極鏈，鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)后，通過牽引鏈拖動(dòng)煤刨沿工作面輸送機(jī)槽運(yùn)行，刨刀則將一定厚度的煤（30mm～100mm）破落下來，并由煤刨上的犁板將煤裝入輸送機(jī)槽內(nèi)，隨著煤刨的運(yùn)行，推移裝置將輸送機(jī)推向新的煤壁。煤刨運(yùn)行到工作面端頭后，由行程控制器使之停止?fàn)恳?。電?dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，鏈輪通過牽引鏈拖動(dòng)煤刨反方向運(yùn)行進(jìn)入下一刀刨煤作業(yè)。 上述刨煤機(jī)，由于刨頭上的所有刨刀幾乎同時(shí)截割煤壁，每把刨刀基本上都處于封閉截割狀態(tài)，以及刨煤機(jī)在工作面需往返換向采煤，只能開采松軟的煤層，并且限制了工作面單產(chǎn)和勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高。 新型的刨削式采煤機(jī)械——連續(xù)長(zhǎng)壁采煤機(jī)（英文縮寫CLM），將采、裝、運(yùn)功能集于一體，并且采取了合理的截割力分配原理和定向連續(xù)的采煤工作方式，在解決上述問題中取得了突破性的進(jìn)展。如圖8-7所示，連續(xù)長(zhǎng)壁采煤機(jī)由機(jī)頭和機(jī)尾的傳動(dòng)裝置2、4，煤刨3、7，輸送機(jī)8，圓環(huán)鏈6，控制系統(tǒng)和推移系統(tǒng)等組成。 圖8-7 連續(xù)長(zhǎng)壁采煤機(jī)的工作原理 1-轉(zhuǎn)載機(jī)；2、4-傳動(dòng)裝置；3、7-煤刨；5、9-導(dǎo)向體與斜置鏈輪；6-圓環(huán)鏈；8-輸送機(jī) 圓環(huán)鏈水平封閉鋪設(shè)，上面裝有刮板和2組煤刨，每組煤刨由若干刨頭組成（圖中為5個(gè)），個(gè)數(shù)依煤質(zhì)條件而定。2組煤刨的位置相差180º當(dāng)一組在煤壁刨煤時(shí)，另一組在槽中運(yùn)行。圓環(huán)鏈離開溜槽轉(zhuǎn)入煤壁側(cè)運(yùn)行時(shí)，刨頭和刮板需由水平位置轉(zhuǎn)為垂直位置，通過具有空間曲線形狀的導(dǎo)向體和斜置鏈輪的特殊組合，可以實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)向并避免圓環(huán)鏈扭曲。 工作時(shí)，轉(zhuǎn)入煤壁側(cè)運(yùn)行的煤刨實(shí)現(xiàn)采煤作業(yè)，首先由最前面的刨頭掏槽，后面的刨頭則在前面刨頭開出的截槽兩側(cè)截割，最后一個(gè)刨頭上安裝頂?shù)逗偷椎?，以完成整個(gè)煤層厚度的截割，破碎下來的煤由安裝在刨頭上的鏟斗裝入輸送機(jī)。當(dāng)煤壁側(cè)煤刨的最后一個(gè)刨頭離開煤壁轉(zhuǎn)入輸送機(jī)時(shí)，位于輸送機(jī)中的煤刨的第一個(gè)刨頭剛好轉(zhuǎn)入煤壁側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了由下向上運(yùn)行的定向連續(xù)采煤。 連續(xù)長(zhǎng)壁采煤機(jī)適用于在硬而韌的薄煤層中使用，并能提高工作面單產(chǎn)和勞動(dòng)生產(chǎn)率以及增加工作面長(zhǎng)度。 第二節(jié) 滾筒式采煤機(jī) 一、采煤機(jī)的組成 現(xiàn)以雙滾筒采煤機(jī)為例，說明其組成。如圖8-8所示，主要由電動(dòng)機(jī)、截割部、行走部和附屬裝置等組成。 電動(dòng)機(jī)l是滾筒采煤機(jī)的動(dòng)力部分，它通過兩端輸出軸分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)截割部和行走部。采煤機(jī)的電動(dòng)機(jī)都是防爆的，而且通常采用定子水冷，以縮小電動(dòng)機(jī)的尺寸。行走部2通過其主動(dòng)鏈輪與固定在工作面刮板輸送機(jī)兩端的牽引鏈相嚙合，使采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)。因此，行走部即是采煤機(jī)的行走機(jī)構(gòu)。左、右截割部固定減速箱4將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂5內(nèi)的齒輪，驅(qū)動(dòng)滾筒6旋轉(zhuǎn)。滾筒是采煤機(jī)落煤和裝煤的工作機(jī)構(gòu)，滾筒上焊有端盤和螺旋葉片，其上裝有截齒。螺旋葉片將截齒割下的煤裝到刮板輸送機(jī)中。為提高采煤機(jī)的裝煤效果，滾筒一側(cè)裝有弧形擋煤板7，它可以根據(jù)不同的采煤方向來回翻180°。底托架8是固定和承托整個(gè)采煤機(jī)的底架，通過其下部的四個(gè)滑靴9將采煤機(jī)騎在刮板輸送機(jī)的槽幫上，其中采空區(qū)側(cè)兩個(gè)滑靴套在輸送機(jī)的導(dǎo)向管上，以保證采煤機(jī)的可靠導(dǎo)向。 圖8-8 雙滾筒采煤機(jī) 1-電動(dòng)機(jī)；2-行走部；3-牽引鏈；4-截割部固定減速箱；5-搖臂；6-滾筒；7-弧形擋煤板； 8-底托架；9-滑靴；10-調(diào)高液壓缸；11-調(diào)斜液壓缸；12-拖纜裝置；13-電氣控制箱 底托架內(nèi)的調(diào)高液壓缸10可使搖臂及其滾筒升降，以調(diào)節(jié)采煤機(jī)的采高。調(diào)斜液壓缸11用于調(diào)整采煤機(jī)的縱向傾斜度，以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時(shí)的截割要求。電氣控制箱13內(nèi)裝有各種電控元件，用于采煤機(jī)的調(diào)速控制、各種保護(hù)和故障診斷的控制、狀態(tài)顯示、報(bào)警裝置等。 此外，為降低電動(dòng)機(jī)和減速器以及搖臂的溫度，并提供內(nèi)外噴霧降塵用水，采煤機(jī)設(shè)有專門的供水系統(tǒng)。采煤機(jī)的電纜和水管夾持在拖纜裝置12內(nèi)，并由采煤機(jī)拉動(dòng)在工作面刮板輸送機(jī)的電纜槽中卷起或展開。 采煤機(jī)可以裝設(shè)滾筒自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)，利用煤巖界面?zhèn)鞲衅骰蛴洃涰數(shù)装遄兓挠?jì)算機(jī)程序來自動(dòng)調(diào)高，以適應(yīng)項(xiàng)底板變化和滾筒高度變化的一致性。 采煤機(jī)裝設(shè)的位置顯示器可以用于采煤機(jī)及液壓支架聯(lián)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)根據(jù)采煤機(jī)的位置，自動(dòng)控制液壓支架的各種動(dòng)作，使采煤機(jī)與液壓支架保持合理的步距，做到緊跟快移，以節(jié)省工時(shí)，提高生產(chǎn)率。 二、采煤機(jī)截割部 采煤機(jī)的截割部是由采煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)的減速器所組成的部件。截割部消耗的功率占采煤機(jī)裝機(jī)總功率的80％～90％。工作機(jī)構(gòu)截割性能的好壞、減速器傳動(dòng)質(zhì)量的好壞，都將直接影響采煤機(jī)的生產(chǎn)率、傳動(dòng)效率、比能耗和使用壽命。生產(chǎn)率高和比能耗低主要體現(xiàn)在截割部。 （一)螺旋滾筒 螺旋滾筒（簡(jiǎn)稱滾筒）是采煤機(jī)落煤和裝煤的機(jī)構(gòu)，對(duì)采煤機(jī)的工作起決定性作用。螺旋滾筒的主要功能，首先是能適應(yīng)煤層的地質(zhì)條件和先進(jìn)的采煤方法及回采工藝的要求。螺旋滾筒具有落煤、裝煤、自開工作面切口的功能。 螺旋滾筒最佳截割性能指標(biāo)是比能耗小，生產(chǎn)率高，塊煤品級(jí)好，煤塵小，不引燃瓦斯。在這些指標(biāo)中，比能耗最小決定著其他指標(biāo)，因?yàn)槟芎男“殡S著煤的塊度大、煤塵小、生產(chǎn)率高。螺旋滾筒在性能最佳條件下，工作可靠性也是非常重要的，直接影響著生產(chǎn)率的提高。 螺旋滾筒最主要的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠。主要缺點(diǎn)是煤過于破碎（大于50 mm的塊煤占10％左右），產(chǎn)生的煤塵較大，比能耗較高。 1．螺旋滾筒結(jié)構(gòu) 螺旋滾筒由螺旋葉片1、端盤2、齒座3、噴嘴4、筒轂5及截齒6等部分組成，如圖8-9所示。葉片與端盤焊在筒轂上，筒轂與滾筒軸連接。齒座焊在葉片和端盤上，齒座中固定有用來落煤的截齒。螺旋葉片用來將落下的煤推向輸送機(jī)。為防止端盤與煤壁相碰，端圖8-9 螺旋滾筒 1-螺旋葉片；2-端盤；3-齒座； 4-噴嘴；5-筒轂；6-截齒 盤邊緣的截齒向煤壁側(cè)傾斜。由于端盤上的截齒深入煤體，工作條件惡劣，故截距較小，越往煤體外截距越大。端盤上截齒截出的寬度Bｔ≈80～100mm。葉片上裝有進(jìn)行內(nèi)噴霧用的噴嘴，以降低粉塵含量。噴霧水由噴霧泵站通過回轉(zhuǎn)接頭及滾筒空心軸引入。 截齒是采煤機(jī)直接落煤的刀具，截齒的幾何形狀和質(zhì)量直接影響采煤機(jī)的工況、能耗、生產(chǎn)率和噸煤成本。對(duì)截齒的基本要求是強(qiáng)度高、耐磨損、幾何形狀合理、固定可靠。 采煤機(jī)使用的截齒主要有扁截齒和鎬形截齒兩種，如圖8-10所示。 扁截齒［見圖8-10（a）］是沿滾筒徑向安裝在螺旋葉片和端盤的齒座中的，故又稱徑向截齒。這種截齒適用于截割各種硬度的煤，包括堅(jiān)硬煤和粘性煤。 鎬形截齒［見圖8-10（b）］的刀體安裝方向接近于滾筒的切線，又稱為切向截齒。這種截齒一般在脆性煤和節(jié)理發(fā)達(dá)的煤層中具有較好的截割性能。鎬形截齒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易。從原理上講，截煤時(shí)截齒可以繞軸線自轉(zhuǎn)而自動(dòng)磨銳。 截齒刀體的材料一般為40Cr、35CrMnSi、35SiMnV等合金鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理獲得足夠的強(qiáng)度和韌性。刀形截齒的端頭鑲有硬質(zhì)合金核或片，鎬形截齒的端頭堆焊硬質(zhì)合金層。硬質(zhì)合金是一種碳化鎢和鈷的合金。碳化鎢硬度極高，耐磨性好，但性質(zhì)脆，承受沖擊載荷的能力差。在碳化鎢中加入適量的鈷，可以提高硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和韌性，但硬度稍有降低。截齒上的硬質(zhì)合金常用YG－8C或YG—11C。YG－8C適用于截割軟煤或中硬煤，而YG－11C適用于截割堅(jiān)硬煤。 圖8-10 截齒及其固定方法 經(jīng)驗(yàn)證明，改進(jìn)截齒結(jié)構(gòu)，適當(dāng)加大截齒長(zhǎng)度，增大切屑厚度，可以提高煤的塊度，降低煤塵。近年來出現(xiàn)的新型螺旋滾筒的基本特點(diǎn)如下： （1）滾筒強(qiáng)力化，以適應(yīng)截割堅(jiān)硬的煤和夾矸。 （2）滾筒配備完善的除塵裝置，提高降塵效率。 （3）廣泛采用棋盤式截齒配置，截割比能耗低，塊煤率高，煤塵小，滾筒軸向力較小。 （4）滾筒筒轂呈錐狀擴(kuò)散型，裝煤時(shí)煤流更暢通，減少裝煤時(shí)的二次破碎，與筒轂為圓柱面的滾筒相比，其粉煤率降低15％左右。 2．螺旋滾筒的結(jié)構(gòu)參數(shù) 螺旋滾筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：滾筒直徑、寬度（截深）和螺旋葉片參數(shù)等。它們對(duì)落煤、裝煤能力都有重要影響，選擇時(shí)必須重視。 (1)滾筒的三個(gè)直徑 滾筒的三個(gè)直徑是指滾筒直徑D、螺旋葉片外線直徑Dy及筒轂直徑Dg（見圖8－2－2）。 滾筒直徑D是指截齒齒尖處的直徑。目前采煤機(jī)的滾筒直徑都在0.65～2.6 m范圍內(nèi)。我國(guó)規(guī)定的滾筒直徑系列為0.50，0.55，0.60，0.70，0.75，0.80，0.85，0.90，0.95，1.00，1.10，1.25，1.40，1.60，1.80，2.00，2.30和2.60（單位：m）。滾筒直徑應(yīng)根據(jù)煤層厚度（或采高）來選擇。 (2)滾筒寬度 滾筒寬度B是滾筒邊緣到端盤最外側(cè)截齒齒尖的距離。一般滾筒的實(shí)際截深小于滾筒的結(jié)構(gòu)寬度。為有效利用煤的壓張效應(yīng)，減小截深是有利的。但截深太小，則對(duì)采煤機(jī)生產(chǎn)率有影響。目前，采煤機(jī)常用截深為0.8m。隨著綜采技術(shù)的發(fā)展，也有加大截深到1.0～1.2m的趨勢(shì)。 (3)螺旋葉片參數(shù) 螺旋葉片參數(shù)包括螺旋升角、螺距、葉片頭數(shù)以及葉片在筒轂上的包角，它們對(duì)落煤、特別是裝煤能力有很大影響。 螺旋葉片頭數(shù)主要是按截割參數(shù)的要求確定的，對(duì)裝煤效果影響不大。直徑D<1.25m的滾筒一般用雙頭，1.25<D<l.40 m的滾筒用雙頭或三頭，D>1.60 m的滾筒用三頭或四頭。 3．螺旋滾筒的截齒配置 截齒在螺旋滾筒上的配置直接影響滾筒截割性能的好壞。合理配置截齒可使塊煤率提高，粉塵減少，比能耗降低，滾筒受力平穩(wěn)，機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定。 截齒在螺旋滾筒上的配置情況常用截齒配置圖來表示。圖8-11為某型采煤機(jī)截齒配置圖，它是截齒齒尖所在圓柱面的展開圖。 圖8-11 截齒配置圖 水平直線表示齒尖的運(yùn)動(dòng)軌跡（截線），相鄰截線之間的距離就是截距。豎線表示截齒的位置坐標(biāo)。圓圈表示0°截齒的位置，黑點(diǎn)表示安裝角不等于0°的截齒。截齒向煤壁傾斜為正方向，向采空區(qū)傾斜為負(fù)方向。葉片上截齒按螺旋線排列，屬順序式截槽。滾筒端盤截齒排列較密，為減少端盤與煤壁的摩擦損失，截齒傾斜安裝屬順序式配置，其方向與葉片上截齒排列的方向相反。緊靠被截煤壁的截齒傾角最大，屬半封閉式截槽。靠里邊的煤壁處頂板壓張效應(yīng)弱，截割阻力較大，為了避免截齒受力過大，減輕截齒過早磨損，端盤截齒配置的截線應(yīng)加密，截齒應(yīng)加多。端盤截齒一般為滾筒總截齒數(shù)的一半左右，端盤消耗功率一般約占滾筒總功率的1／3。 4．螺旋滾筒的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向 (1)滾筒的轉(zhuǎn)向 圖8-12 雙滾筒采煤機(jī)的滾筒轉(zhuǎn)向 為向輸送機(jī)運(yùn)煤，滾筒的轉(zhuǎn)向必須與滾筒的螺旋方向相一致。對(duì)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)（站在采空區(qū)例看滾筒）的滾筒，葉片應(yīng)為左旋；順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的滾筒，葉片應(yīng)為右旋。即通常所說的“左轉(zhuǎn)左旋，右轉(zhuǎn)右旋”。 采煤機(jī)在往返采煤的過程中，滾筒的轉(zhuǎn)向不能改變，從而有兩種情況：截齒截割方向與碎煤下落方向相同時(shí)，稱為順轉(zhuǎn)；截齒截割方向與碎煤下落方向相反時(shí)，稱為逆轉(zhuǎn)。 圖8-13 切削深度變化 雙滾筒采煤機(jī)的滾筒轉(zhuǎn)向如圖8-12所示。當(dāng)滾筒直徑較大時(shí)，兩個(gè)滾筒的轉(zhuǎn)向一般采用反向?qū)L［見圖8-12（a）］，此種方式裝煤效果好，滾筒不向司機(jī)甩煤。當(dāng)滾筒直徑較小時(shí)，滾筒轉(zhuǎn)向正向?qū)L［見圖（8-12b）］，這時(shí)不經(jīng)搖臂下面裝煤，有利于提高裝煤效率。 單滾筒采煤機(jī)，一般在左工作面用右螺旋滾筒，在右工作面用左螺旋滾筒。因此，當(dāng)滾筒截割底部煤時(shí)，滾筒轉(zhuǎn)向總是順著碎煤下落的方向。截割下的煤通過滾筒下邊運(yùn)向輸送機(jī)，運(yùn)程較長(zhǎng)，煤被重復(fù)破碎的可能性較大，但不受搖臂限制。 (2)滾筒的轉(zhuǎn)速 若采煤機(jī)滾筒以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，同時(shí)以牽引速度vq向前推進(jìn)（見圖8-13），截齒切下的煤屑呈月牙形，其厚度從0~hmax變化，而且 cm (8-1) 式中 vq——牽引速度，m／min； ——滾筒轉(zhuǎn)速，r／min； m——同一截線上的截齒數(shù)。 當(dāng)滾筒直徑和轉(zhuǎn)速已知時(shí)，滾筒截割速度為 m/s (8-2) 式中 D——滾筒直徑，m。 由式（8-1）可見，當(dāng)m一定時(shí)，切削深度與牽引速度成正比，與滾筒轉(zhuǎn)速成反比，即滾筒轉(zhuǎn)速愈高，煤的塊度愈小，并造成煤塵飛揚(yáng)。滾筒轉(zhuǎn)速確定得適當(dāng)，大塊煤產(chǎn)出率和裝煤效率能同時(shí)提高。大多數(shù)中厚煤層采煤機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速在 30～40 r／min范圍內(nèi)較好。厚煤層采煤機(jī)滾筒直徑大于 1800～2 000 mm時(shí)，轉(zhuǎn)速可低至 20～30r/min。當(dāng)截割速度超過 3 m／s時(shí)，截齒摩擦發(fā)火的可能性增加，所以厚煤層采煤機(jī)降低滾筒轉(zhuǎn)速尤為重要。 對(duì)于薄煤層采煤機(jī)的小直徑滾筒來說，由于葉片高度低，滾筒內(nèi)的運(yùn)煤空間小，必須加大滾筒轉(zhuǎn)速，以保證采煤機(jī)的生產(chǎn)率。小直徑滾筒的轉(zhuǎn)速可達(dá) 80～120 r／min。 (二)截割部傳動(dòng)裝置 截割部傳動(dòng)裝置的作用是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到滾筒上，以滿足滾筒工作的需要。同時(shí)，傳動(dòng)裝置還應(yīng)適應(yīng)滾筒調(diào)高的要求，使?jié)L筒保持適當(dāng)?shù)墓ぷ鞲叨?。由于截割消耗采煤機(jī)總功率的80％～90％，因此要求截割部傳動(dòng)裝置具有高的強(qiáng)度、剛度和可靠性，并具有良好的潤(rùn)滑密封、散熱條件和高的傳動(dòng)效率。對(duì)于單滾筒采煤機(jī)，還應(yīng)使傳動(dòng)裝置能適應(yīng)左、右工作面的要求。 截割部減速器一般分為固定減速器和搖臂減速器。當(dāng)截割電動(dòng)機(jī)橫向布置時(shí)，電動(dòng)機(jī)與搖臂減速器直接相連，即沒有固定減速器。當(dāng)截割電動(dòng)機(jī)縱向布置時(shí)，則兩個(gè)減速器都有，固定減速器內(nèi)有一對(duì)圓錐齒輪，以實(shí)現(xiàn)兩軸的相交傳動(dòng)。 1．傳動(dòng)方式 采煤機(jī)截割部都采用齒輪傳動(dòng)，常見的傳動(dòng)方式有以下幾種： （1）電動(dòng)機(jī)-固定減速器-搖臂-滾筒。這種傳動(dòng)方式應(yīng)用較多，其特點(diǎn)是傳動(dòng)簡(jiǎn)單，搖臂從固定減速器端部伸出（稱為端面搖臂），支撐可靠，強(qiáng)度和剛度好，但搖臂下降位置受輸送機(jī)限制，挖底量較小。 （2）電動(dòng)機(jī)-固定減速器-搖臂-行星齒輪傳動(dòng)-滾筒。這種傳動(dòng)方式是在滾筒內(nèi)安裝行星齒輪傳動(dòng)，故可使前幾級(jí)傳動(dòng)比減小，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)系統(tǒng)，并使本級(jí)（行星齒輪）傳動(dòng)的齒輪模數(shù)減小。由于滾筒內(nèi)裝行星齒輪，傳動(dòng)后使筒轂尺寸增加，因而這種傳動(dòng)方式適合于在中厚煤層以上工作的大直徑滾筒采煤機(jī)。大部分液壓牽引采煤機(jī)都采用這種傳動(dòng)方式。這時(shí)，搖臂從固定減速器側(cè)面伸出（稱為側(cè)面搖臂），故可獲得較大的挖底量。 以上兩種傳動(dòng)方式中都采用搖臂調(diào)高，以獲得較好的調(diào)高性能。但由于搖臂內(nèi)齒輪較多，要增加調(diào)高范圍，必須增加惰輪數(shù)。由于滾筒受力大，搖臂及與固定減速器的支承就成為采煤機(jī)的薄弱環(huán)節(jié)，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能加大支撐距離，并保證搖臂的強(qiáng)度和剛度。 （3）電動(dòng)機(jī)-減速器-滾筒。這種傳動(dòng)方式取消了搖臂，而靠電動(dòng)機(jī)、減速器和滾筒組成的截割部來調(diào)高，使齒輪數(shù)大大減少，機(jī)體的強(qiáng)度和剛度增大，且可獲得較大的調(diào)高范圍，還可使采煤機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度大大縮短，有利于采煤機(jī)開切口等工作。 （4）電動(dòng)機(jī)-搖臂-行星齒輪傳動(dòng)-滾筒。這種傳動(dòng)方式采用了縱向出軸的單獨(dú)電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)軸與滾筒軸平行，因而取消了承載大、易損壞的錐齒輪，使截割部更為簡(jiǎn)單。采用這種傳動(dòng)方式可獲得較大的調(diào)高范圍，并使采煤機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度進(jìn)一步縮短。電牽引采煤機(jī)多采用這種傳動(dòng)方式。 2．傳動(dòng)特點(diǎn)。 截割部傳動(dòng)裝置具有以下特點(diǎn)： （1）采煤機(jī)的電動(dòng)機(jī)都用四級(jí)電機(jī)，其輸出軸轉(zhuǎn)速為1 460 r／min左右，而滾筒轉(zhuǎn)速一般為30～50r/min，因此截割部總傳動(dòng)比為30～50，通常采用3～4級(jí)齒輪減速。由于采煤機(jī)機(jī)身高度受到嚴(yán)格限制，所以各級(jí)傳動(dòng)比不能平均分配，一般前級(jí)傳動(dòng)比較大，而后逐級(jí)減小，以保持尺寸均勻。各圓柱、圓錐齒輪的傳動(dòng)比一般不大于3～4。當(dāng)末級(jí)采用行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，其傳動(dòng)比可達(dá)5～6。 （2）采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)輸出軸與滾筒輪垂直時(shí)，傳動(dòng)裝置中必須裝有圓錐齒輪。為減小傳遞的轉(zhuǎn)矩和便于加工，圓錐齒輪應(yīng)放在高速級(jí)（第一級(jí)或第二級(jí)），并采用弧齒圓錐齒輪。應(yīng)當(dāng)注意的是，弧齒圓錐齒輪的軸向力應(yīng)使兩齒輪推開，以增大齒側(cè)間隙，避免輪齒楔緊造成損壞?；↓X圓錐齒輪的軸向力方向取決于齒輪轉(zhuǎn)向和螺旋線方向。 （3）在采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)除驅(qū)動(dòng)截割部外還要驅(qū)動(dòng)行走部時(shí)，截割部傳動(dòng)系統(tǒng)中必須設(shè)置離合器，使采煤機(jī)在調(diào)動(dòng)或檢修時(shí)將滾筒和電動(dòng)機(jī)脫開。離合器一般放在高速級(jí)，以減小尺寸及便于操縱。 （4）為了適應(yīng)不同煤質(zhì)的要求，滾筒有兩種以上轉(zhuǎn)速，因此截割部應(yīng)有變速齒輪。沒有變速齒輪時(shí)，應(yīng)當(dāng)設(shè)置變換齒輪，以獲得兩種以上轉(zhuǎn)速。 （5）采用搖臂調(diào)高是最常用的方法。為使搖臂長(zhǎng)度符合要求，搖臂內(nèi)含有多個(gè)惰輪，通常可以一級(jí)減速。少數(shù)采煤機(jī)的搖臂齒輪可以兩級(jí)減速。 （6）由于行星齒輪傳動(dòng)為多齒嚙合，傳動(dòng)比大，效率高，可減小齒輪模數(shù)，故末級(jí)采用行星齒輪傳動(dòng)可簡(jiǎn)化前幾級(jí)傳動(dòng)。 （7）采煤機(jī)齒輪大多經(jīng)過變位修正，故齒輪齒數(shù)較少，可達(dá)11～13。但在結(jié)構(gòu)允許且齒輪節(jié)圓圓周速度不超過 10m／s時(shí)，采用較多齒數(shù)有利于傳動(dòng)平穩(wěn)性。 (三)截割部的潤(rùn)滑 采煤機(jī)截割部因傳遞的功率大而發(fā)熱嚴(yán)重，其殼體溫度可高達(dá)100℃，因此截割部傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑十分重要。 減速器中最常用的潤(rùn)滑方式是飛濺潤(rùn)滑。隨著現(xiàn)代采煤機(jī)功率的加大，采用強(qiáng)迫方式的潤(rùn)滑也日漸增多，即用專門的潤(rùn)滑泵將潤(rùn)滑油供應(yīng)到各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)上。 飛濺潤(rùn)滑是將一部分傳動(dòng)零件浸在油池內(nèi)，靠它們向其他零件供油和濺油，同時(shí)油被甩到箱壁上，以利散熱，并使軸承獲得必要的飛濺潤(rùn)滑。油面位置應(yīng)使齒輪副的大齒輪浸在油中l(wèi)／3～1／4直徑。減速器中的軸布置在同一水平或接近同一水平時(shí)，飛濺潤(rùn)滑具有良好的效果。 設(shè)計(jì)減速器結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮到采煤機(jī)經(jīng)常處于傾斜狀態(tài)下工作，所以必須保證能自然潤(rùn)滑。在傾斜狀態(tài)下，由于潤(rùn)滑油積聚在低處，高處傳動(dòng)零件潤(rùn)滑不好，因此應(yīng)避免油池太長(zhǎng)，或人為地將油池分隔成幾個(gè)獨(dú)立油池，以保證自然潤(rùn)滑。 采煤機(jī)搖臂齒輪的潤(rùn)滑具有特殊性，它不僅承載重、沖擊大，而且截割頂煤或底部煤時(shí)，搖臂中的潤(rùn)滑油集中在一端，使其他部位的齒輪得不到潤(rùn)滑，因此在采煤機(jī)操作中一般規(guī)定：滾筒截割頂煤或挖底時(shí)，工作一段時(shí)間后，應(yīng)停止?fàn)恳瑢u臂下降或放平，使搖臂內(nèi)全部齒輪都得到潤(rùn)滑后再工作。 根據(jù)采煤機(jī)截割部減速器和搖臂的承載特點(diǎn)，大都采用150～460cSt（40°C）的極壓（工業(yè)）齒輪油作為潤(rùn)滑油，其中以N220和N320硫磷型極壓齒輪油用得最多。 三、采煤機(jī)行走部 行走部又稱牽引部，是采煤機(jī)的重要組成部分。它不僅擔(dān)負(fù)著采煤機(jī)工作時(shí)的移動(dòng)和非工作時(shí)的調(diào)動(dòng)，而且牽引速度的大小對(duì)整機(jī)的生產(chǎn)率和工作性能產(chǎn)生很大影響。 行走部包括行走（牽引）機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置兩部分。行走（牽引）機(jī)構(gòu)是直接移動(dòng)機(jī)器的裝置，它分為鋼絲繩牽引、鏈牽引及無鏈牽引幾種。驅(qū)動(dòng)裝置用來驅(qū)動(dòng)牽引機(jī)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)牽引速度的調(diào)節(jié)。按傳動(dòng)類型有機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和電傳動(dòng)，分別稱為機(jī)械牽引、液壓牽引和電牽引。傳動(dòng)裝置位于采煤機(jī)上的稱為內(nèi)牽引，位于工作面兩端的稱為外牽引。大部分采煤機(jī)都采用內(nèi)牽引，只有在某些薄煤層采煤機(jī)中，為了充分利用電動(dòng)機(jī)功率來割煤并縮短機(jī)身，才采用外牽引。隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)以及采煤機(jī)功率的增大，同時(shí)為了使工作面更加安全可靠，無鏈牽引機(jī)構(gòu)已逐漸取代了鏈牽引。 (一)對(duì)行走部的基本要求 為了滿足高產(chǎn)高效的要求，對(duì)采煤機(jī)行走部的性能有如下要求： （1）牽引力大； （2）傳動(dòng)比大； （3）能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速； （4）不受滾筒轉(zhuǎn)向的影響； （5）能實(shí)現(xiàn)正反向牽引和停止?fàn)恳? （6）有完善可靠的安全保護(hù)； （7）操作方便。 (二)采煤機(jī)的牽引機(jī)構(gòu) 采煤機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)有鋼絲繩牽引、鏈牽引、無鏈牽引三種形式。鋼絲繩牽引的牽引力小，易發(fā)生斷繩事故，并且斷裂后不易重新連接，故這種牽引機(jī)構(gòu)已被淘汰。目前液壓牽引采煤機(jī)上廣泛使用的是鏈牽引，電牽引采煤機(jī)都采用無鏈牽引。 1．鏈牽引機(jī)構(gòu) 鏈牽引的工作原理如圖8-14所示，牽引鏈3繞過主動(dòng)鏈輪1和導(dǎo)向鏈輪2，兩端分別固定在輸送機(jī)上、下機(jī)頭的拉緊裝置4上。當(dāng)行走部的主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過牽引鏈與主動(dòng)鏈輪嚙合驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)。 當(dāng)主動(dòng)鏈輪逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，牽引鏈從右段繞入，這時(shí)左段鏈為松邊，其拉力為P1，右段鏈為緊邊，拉力為P2，因而作用于采煤機(jī)上的牽引力為 P=P2－P1 圖8-14 鏈牽引的工作原理 1-主動(dòng)鏈輪；2-導(dǎo)向鏈輪；3-牽引鏈輪；4-拉緊裝置 采煤機(jī)在此力作用下，克服阻力而向右移動(dòng)；反之，當(dāng)主動(dòng)鏈輪順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，則采煤機(jī)向左移動(dòng)。 圖8-15 礦用圓環(huán)鏈和鏈接頭 1-半圓環(huán)；2-限位塊；3-彈簧插銷 根據(jù)鏈輪的安裝位置不同，有立式鏈輪和水平鏈輪兩種。立式鏈輪吐鏈方便，而水平鏈輪的牽引鏈容易堆積，造成牽引鏈在鏈輪處被卡死；另外，冒落的矸石也容易進(jìn)入水平鏈輪，產(chǎn)生嚴(yán)重磨損和脫鏈現(xiàn)象。因此，在中厚煤層采煤機(jī)上，廣泛采用立式鏈輪布置形式。 鏈牽引機(jī)構(gòu)的組成包括礦用圓環(huán)鏈、鏈輪、鏈接頭和緊鏈裝置等。 (1)礦用圓環(huán)鏈和鏈接頭 采煤機(jī)和刨煤機(jī)的牽引鏈都采用高強(qiáng)度礦用圓環(huán)鏈［見圖8-15（a）］，它是用23MnCrNiMo。優(yōu)質(zhì)合金鋼經(jīng)編鏈成形后焊接而成的。圓環(huán)鏈已標(biāo)準(zhǔn)化，GB／T 12718一91《礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈》對(duì)圓環(huán)鏈的形式、基本參數(shù)和尺寸、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法等都做了規(guī)定。 為了制造和運(yùn)輸方便，圓環(huán)鏈一般做成適當(dāng)長(zhǎng)度、由奇數(shù)個(gè)鏈環(huán)組成的鏈段，以便于運(yùn)輸，使用時(shí)將這些鏈段用鏈接頭接成所需長(zhǎng)度。處理斷鏈?zhǔn)鹿蕰r(shí)也需用鏈接頭連接。 對(duì)鏈接頭的要求是，外形尺寸與圓環(huán)鏈相差不多，強(qiáng)度不低于鏈環(huán)，裝拆方便，運(yùn)行中不會(huì)自行脫開。鏈接頭用65Mn等優(yōu)質(zhì)鋼制作，并經(jīng)嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)。 (2)鏈輪 圓環(huán)鏈鏈輪的幾何形狀比較復(fù)雜，其形狀和制造質(zhì)量對(duì)于鏈環(huán)和鏈輪的嚙合影響很大。鏈輪形狀不正確會(huì)啃壞鏈環(huán)，加劇鏈環(huán)和鏈輪的磨損，或者使鏈環(huán)不能與輪齒正確嚙合而掉鏈。 鏈輪通常用ZG35CrMnSi鑄造，齒面淬火硬度為HRC45～50。如果改為鍛造，齒形部分模鍛或電解加工，可以大大提高使用壽命。 圓環(huán)鏈纏繞到鏈輪上后，平環(huán)鏈棒料中心所在的圓稱為節(jié)圓（其直徑為D0），各中心點(diǎn)的連線在節(jié)圓內(nèi)構(gòu)成了一個(gè)內(nèi)接多邊形。若鏈輪齒數(shù)為Z，則內(nèi)接多邊形的邊數(shù)為2Z，邊長(zhǎng)分別為（t+d）和（t-d），如圖8-16所示。因此鏈輪旋轉(zhuǎn)一周，繞入的圓環(huán)鏈長(zhǎng)度為Z（t+d）+Z（t-d）= 2 Zt，所以采煤機(jī)的平均牽引速度為 m/min (8-3) 式中 vq——牽引速度，m／min； Z——鏈輪齒數(shù)； t——圓環(huán)鏈節(jié)距，mm； ns——鏈輪轉(zhuǎn)速，r／min。 圖8-16 鏈輪及其鏈速變化 鏈牽引的缺點(diǎn)是牽引速度不均勻，致使采煤機(jī)負(fù)載不平穩(wěn)。牽引速度的變化如圖［8-16（b）］所示，齒數(shù)越少，速度波動(dòng)越大。主動(dòng)鏈輪的齒數(shù)一般為5～8。 (3)牽引鏈的固定與張緊 通常，牽引鏈通過緊鏈裝置固定在輸送機(jī)兩端。緊鏈裝置產(chǎn)生的初拉力可使?fàn)恳溊o，并可緩和因緊邊轉(zhuǎn)移到松邊時(shí)彈性收縮而增大緊邊的張力。目前，采煤機(jī)的牽引鏈緊鏈裝置主要有彈簧緊鏈裝置和液壓緊鏈裝置。 液壓緊鏈裝置的工作原理如圖8-17所示。牽引鏈1繞過導(dǎo)向鏈輪2，通過連接環(huán)圖8-17 液壓緊鏈裝置原理圖 1-牽引鏈；2-導(dǎo)向鏈輪；3-液壓缸；4-截止閥；5-減壓閥；6-單向閥；7-安全閥 和液壓缸3連接。如果采煤機(jī)由右向左開始工作，這時(shí)左端牽引鏈的張緊力使左端拉緊裝置的安全閥7大大超過調(diào)定值，使液壓缸全部縮回，而采煤機(jī)右端牽引鏈的預(yù)緊力（初 張力）由定壓減壓閥6的調(diào)定壓力值來決定，并使右端拉緊裝置的液壓缸活塞桿伸出。當(dāng)采煤機(jī)繼續(xù)向左端牽引時(shí)，將使非工作邊張力逐漸增加，當(dāng)右端液壓缸的壓力值增加到安全閥的調(diào)定值時(shí)，安全閥動(dòng)作，液壓缸收縮，導(dǎo)向鏈輪2左移，用液壓缸的行程補(bǔ)償牽引鏈的彈性收縮，從而限制了非工作邊張力的增加。 液壓緊鏈裝置的優(yōu)點(diǎn)是非工作邊能保持恒定的張力，其初張力（預(yù)緊力）的大小由定壓減壓閥的調(diào)定值決定。在工作過程中非工作邊的張力大小由安全閥的整定值決定。 彈性伸長(zhǎng)量的存在，使采煤機(jī)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，其最大振幅可達(dá)5 0～8 0 mm，引起切屑斷面的急劇變化，從而導(dǎo)致采煤機(jī)載荷發(fā)生大的變化，使零部件承受較大的動(dòng)載荷，這是鏈牽引的最大缺點(diǎn)。因此，近年來廣泛使用了無鏈牽引的采煤機(jī)。 2．無鏈牽引機(jī)構(gòu) 隨著采煤機(jī)向強(qiáng)力化、重型化及大傾角方向發(fā)展，其電動(dòng)機(jī)功率已增大到750～1000kW，牽引力已達(dá)到600～1000kN。對(duì)于這樣大的牽引力，目前使用的圓環(huán)鏈已不能滿足要求，而且牽引鏈一旦斷裂，其儲(chǔ)存的彈性能被釋放，將嚴(yán)重危及人身安全。為此，取消了固定在工作面兩端的牽引鏈，而采用了無鏈牽引機(jī)構(gòu)。 （1）無鏈牽引的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)注意的問題 無鏈牽引的主要優(yōu)點(diǎn)是： 1）取消了工作面的牽引鏈，消除了斷鏈和跳鏈傷人事故，工作安全可靠； 2）在同一工作面內(nèi)可以同時(shí)使用兩臺(tái)或多臺(tái)采煤機(jī)，從而可降低生產(chǎn)成本，提高工作效率； 3）牽引速度的脈動(dòng)比鏈牽引小得多，使采煤機(jī)運(yùn)行較平穩(wěn)。鏈軌式雖然也是鏈條，但強(qiáng)度余量較大，彈性變形對(duì)牽引速度的影響較小； 4）牽引力大，能適應(yīng)大功率采煤機(jī)和高產(chǎn)高效的需要； 5）取消了鏈牽引的張緊裝置，使工作面切口縮短。對(duì)底板起伏、工作面彎曲、煤層不規(guī)則等的適應(yīng)性增強(qiáng)； 6）適應(yīng)采煤機(jī)在大傾角（可達(dá)54°）條件下工作，利用制動(dòng)器還可使采煤機(jī)的防滑問題得到解決。 但是，對(duì)無鏈牽引，還應(yīng)重視以下幾個(gè)問題： 1）必須加強(qiáng)輸送機(jī)本身的結(jié)構(gòu)，并在使用和管理中保持其有一定的平直度； 2）齒輪、齒軌或銷軸，不僅在嚙合傳動(dòng)中傳遞很大的力，而且還起支點(diǎn)的作用，磨損加快，因此，在材質(zhì)和熱處理方面要求較高，在結(jié)構(gòu)上也要求能快速更換； 3）為了適應(yīng)采煤機(jī)在推移中水平和垂直方向的傾斜，仍能保證正確的嚙合，在銷軸座或齒軌之間的連接方式上要注意可調(diào)性，同時(shí)還要注意溜槽的連接強(qiáng)度。 4）無鏈牽引機(jī)構(gòu)使機(jī)道寬度增加了約100 mm，所以提高了對(duì)支架控頂能力的要求。 （2）無鏈牽引機(jī)構(gòu)的類型 無鏈牽引機(jī)構(gòu)的類型很多，主要有以下幾種： 1）齒軌式無鏈牽引機(jī)構(gòu) 齒軌式無鏈牽引機(jī)構(gòu)的原理是采用齒輪齒軌的嚙合傳動(dòng)原理。為了適應(yīng)采煤機(jī)牽引力大的要求，齒軌的模數(shù)很大，一般為40～60mm。 齒軌式無鏈牽引機(jī)構(gòu)分為滾輪-齒軌式和齒輪-齒軌式無鏈牽引機(jī)構(gòu)兩種類型。 圖8-18 滾輪-齒軌式無鏈牽引機(jī)構(gòu) 滾輪-齒軌式（又稱銷輪齒軌式）無鏈牽引機(jī)構(gòu)如圖8-18所示。其齒軌安裝在采空側(cè)的輸送機(jī)擋煤板上。其齒軌分為長(zhǎng)齒軌和短齒軌兩種形式。長(zhǎng)齒軌固定在輸送機(jī)擋煤板上，隨溜槽一起彎曲。短齒軌又稱調(diào)節(jié)齒軌，活裝在兩節(jié)長(zhǎng)齒軌之間。長(zhǎng)齒軌兩端各有一個(gè)橢圓形孔，短齒軌兩端的銷軸裝在此孔中。這種結(jié)構(gòu)形式既保證了中部溜槽彎曲的要求，又限制了齒軌的彎曲角度，有利于保證滾輪與齒軌的嚙合特性。這種無鏈牽引系統(tǒng)具有工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造和維修的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。 齒輪-齒軌式無鏈牽引機(jī)構(gòu)的齒軌位于煤壁側(cè)的鏟煤板上，與鏟煤板焊接在一起，既是輸送機(jī)鏟煤板，又是無鏈牽引的嚙合齒軌。這種無鏈牽引機(jī)構(gòu)通常與爬底板式采煤機(jī)配套。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)高度低，適用于薄煤層，但制造困難，無調(diào)節(jié)短齒軌，對(duì)輸送彎曲度適應(yīng)性較差。 2）銷軌式無鏈牽引機(jī)構(gòu) 銷軌式無鏈牽引機(jī)構(gòu)分為齒輪-銷軌式和鏈條-銷軌式兩種類型。 齒輪一銷軌式無鏈牽引機(jī)構(gòu)如圖8-19所示，它是通過驅(qū)動(dòng)齒輪經(jīng)齒軌輪與鋪設(shè)在輸送機(jī)溜槽上的圓柱銷排式齒軌相嚙合而使采煤機(jī)移動(dòng)的。銷軌由兩側(cè)板固定，齒軌輪不會(huì)脫軌，剛性也好；銷軌長(zhǎng)度是溜槽長(zhǎng)度的l／2，銷軌接口與溜槽接口相互錯(cuò)開，一節(jié)固定在擋煤板的軌座上，另一節(jié)活裝在開有長(zhǎng)孔的軌座上。這樣當(dāng)溜槽在垂直方向彎曲角時(shí)，銷軌間只彎曲／2。這種銷軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)性較好，在我國(guó)使用比較廣泛。 圖8-19空、