综采采煤机讲义 - 图文

《采煤机讲义》

大同煤炭职业技术学院

王梅香

目 录

课题一 采煤机械发展 ............................................................................................... 2 课题二 综采采煤机的操作与维修 ............................................................................ 5 课题三 截割部 ...................................................................................................... 17

任务1 截割部的操作 ....................................................................................... 17 任务2 更换截齿 .............................................................................................. 26 任务3 截割部典型故障分析............................................................................. 32 课题四 牵引部 ...................................................................................................... 35

任务1 液压牵引采煤机牵引部 ......................................................................... 35 任务2 电牵引采煤机牵引部............................................................................. 41 任务3 牵引部的维护与故障处理...................................................................... 46 课题五 采煤机附属装置 ........................................................................................ 54

课题一 采煤机械发展

一、采煤机械的发展

采煤机、可弯曲刮板输送机、液压支架等是机械化采煤工作面的主要设备，

主要任务是在长壁工作面完成落煤、装煤、运煤和支护等几个主要采煤工序。目前我国多采用滚筒式采煤机和刨煤机。

机械化采煤开始于上世纪40年代，是随着采煤机械的出现开始的。英国、苏联相继生产了采煤机，使工作面落煤、装煤实现了机械化。50年代初，英国、联邦德国相继生产了滚筒式采煤机、可弯曲刮板输送机和单体液压支柱，从而大大推进了采煤机械化技术的发展。从60年代至今，采煤机共经历了四代，即从固定滚筒采煤机到单摇臂到双摇臂滚筒式直至电牵引采煤机。

现在电牵引采煤机已是国际主导机型，它效率高、产量大、可靠性高，其故障率只是液压牵引采煤机的1/5，所以技术发展的趋势是电牵引采煤机将逐步替代液压牵引采煤机。电牵引采煤机既可以实现采煤机要求的工作特性，容易实现监测监控自动化，又可以克服液压牵引采煤机加工精度要求高、工作液体易被污染、维修较困难、工作可靠性较差及传动效率较低等缺点，还便于实现工况参数显示和故障显示。

今后采煤机械化的发展方向是：不断完善各类采煤设备，使之达到高产、高效、安全、经济，向遥控及自动控制发展，逐步过渡到无人工作面采煤；提高单机的可靠性，并使之系列化、标准化和通用化；研制厚、薄及急倾斜等难采煤层的机械化设备；解决端头技术，研制工作面巷道与工作面端部连接处的设备等等，以进一步提高工作面产量和安全性。

二、采煤机的配套设备

国内采用走向长壁采煤工作面的采煤方法，主要包括落煤、装煤、工作面运煤、顶板支护和采空区处理5个工序。根据采煤机配套设备情况，分普采和综采两种机械化采煤方式。

1.普通机械化采煤

简称普采。利用采煤机（或刨煤机）来落煤和装煤，配备可弯曲刮板输送机在工作面运煤、单体液压支柱或金属摩擦支柱与金属铰接顶梁支护顶板的采煤方法称为普通机械化采煤。普通机械化采煤方法使工作面采煤过程中的落、装、运实现了机械化，但支护顶板要靠人工作业。

2.综合机械化采煤

简称综采。利用大功率双滚筒采煤机来落煤和装煤，配备大运量的可弯曲刮

板输送机在工作面运煤，自移式液压支架支护顶板，另外在运输顺槽内还有转载机和可伸缩带式输送机等配套设备，使采煤过程的5个工序全部实现机械化。采煤时，各设备相互配合和协调动作，实现连续作业，达到高产、高效、安全生产的效果。

三、采煤机的分类

采煤机械分为采煤机和刨煤机，由于滚筒式采煤机采高范围大，适应各种煤层和较复杂的顶底板条件，因而应用广泛。滚筒式采煤机有单滚筒和双滚筒之分，但单滚筒采煤机不能适应机械化发展的需要，特别是不能适应中厚煤层一次采全高和免开工作面缺口的需要，因而出现了双滚筒采煤机。

刨煤机主要用于煤质较软不粘顶板、顶底板较稳定的薄煤层。特点是截深浅、牵引速度高、刨落煤的块度大、煤尘少、劳动条件好、结构简单、工作可靠。但对地质条件的适应性不如滚筒式采煤机，调高比较困难，开采硬煤层较难，刨头与输送机和底板的摩擦阻力大、效率低。新型刨煤机已逐步克服这些缺点，以扩大其适用范围。并且由于刨煤机本身的优点，一些国家规定，凡是工作面条件适合时，应优先采用刨煤机。

滚筒式采煤机按工作机构可分为：单滚筒式和双滚筒式；按牵引方式可分为：链牵引和无链牵引；按牵引部位置可分为：内牵引和外牵引；按牵引部传动方式可分为：机械牵引、液压牵引和电牵引；

中等功率的采煤机最适于开采中硬煤层（截割阻力系数Ａ为18~24MPa），而大功率采煤机则最适于开采中硬以上和粘结性煤层（截割阻力系数Ａ为24～30MPa）

我国已定型的采煤机能开采厚度为0.65～4.5ｍ各种硬度的煤层。

采煤机可根据地质条件和工作面产量要求选用。对于厚度为0.55～0.9ｍ的薄煤层，一般宜选用爬底板采煤机；厚度为0.8～1.2ｍ的煤层，可采用骑溜采煤机；采高为1.1～1.9ｍ的普采工作面，一般选用单滚筒采煤机；采高为1.2～2.5ｍ的普采工作面，宜采用单滚筒或双滚筒采煤机；对综采工作面，宜采用大功率双滚筒采煤机。

课题二 综采采煤机的操作与维修

知识点 ◆ 采煤机的结构与工作原理 ◆ 采煤机的综采配套设备 技能点 ◆ 采煤机的操作与维修

一、任务描述

综采工作面有落、装、运、支、控五大工序，采煤机是机械化采煤作业的主要机械设备，其功能是落煤和装煤，外形如同1-1-1所示。正确的操作与维护采煤机是充分发挥采煤机使用效果，提高使用可靠性和延长寿命的必要条件。操作者应该严格按照《使用说明书》的规定正确操作和使用采煤机。

图1-1-1 采煤机外形图

二、任务分析

采煤机的操作主要包括割煤操作、牵引操作和紧急停车。为了正确掌握采煤机的操作方法，必须熟悉采煤机的结构和工作原理，熟悉综采工作面设备布置情况等有关知识。

三、相关知识

（一）采煤机的主要组成部分及作用

由于滚筒式采煤机采高范围大，适应各种煤层和较复杂的顶底板条件，因而应用广泛。综采采煤机均为双滚筒采煤机，其基本部分大致相同，如图1-1-2所示为双滚筒采煤机的组成示意图。各种类型的双滚筒采煤机主要由电动机、截割部、牵引部和辅助装置四大部分组成。

1、9-螺旋滚筒；2、10-挡煤板；3、8-摇臂减速器；

4、7-固定减速器；5-牵引部；6-电动机；11-输送机槽；12-底托架

图1-1-2 双滚筒采煤机的组成

1．电动机

电动机是滚筒采煤机的动力部分，为采煤机提供落煤、装煤及沿工作面运行所需的动力。它通过两端出轴分别驱动两个截割部和牵引部。采煤机的电动机都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以缩小电动机的尺寸。

2．截割部

截割部包括摇臂减速箱、机头减速箱、滚筒和挡煤板等。截割部的主要作用是落煤、碎煤和装煤。左、右截割部减速箱将电动机的动力经齿轮减速后传给摇

臂的齿轮，驱劲滚筒旋转。滚筒是采煤机落煤和装煤的工作机构，滚筒上焊有端盘及螺旋叶片，其上装有截齿。螺旋叶片将截割下的煤装到刮板输送机。为提高螺旋滚筒装煤效果，滚筒一侧装有弧形挡煤板，它可以根据不同的采煤方向来回翻转180°。

3．牵引部

牵引部由牵引机构和牵引传动装置组成。牵引机构是移动采煤机的执行机构，可分为链牵引和无链牵引两种结构。牵引部的主要作用是驱使采煤机沿工作面行走，并对采煤机进行必要的过载保护。

4．辅助装置

辅助装置主要包括底托架、冷却喷雾装置、防滑装置、调高调斜装置、电缆拖移装置等。辅助装置的主要作用是同上述三大主要部分一起构成完整的采煤机功能体系，满足安全、高效的采煤要求。

底托架是固定和承托整台采煤机的底架，通过其下部四个滑靴将采煤机骑在刮板输送机的槽帮上，其中采空区侧两个滑靴套在输送机的导向管上，以保证采煤机的可靠导向。底托架内的调高油缸可使摇臂连同滚筒升降，以调节采煤机的采高。调斜油缸用于调整采煤机的横向倾斜度，以适应煤层沿走向起伏不平时的截割要求。电气控制箱内都装有各种电控元件，用于采煤机的各种电气控制和保护。

此外，为降低电动机和牵引部的温度并提供内外喷雾降尘用水，采煤机设有专门的供水系统。采煤机的电缆和水管夹持在拖缆装置内，并由采煤机拉动在工作面输送机的电缆槽中卷起或展开。

（二）采煤机的工作原理及主要工作参数 1.工作原理

采煤机的割煤是通过螺旋滚筒上的截齿对煤壁进行切割实现的，采煤机的装煤是通过滚筒螺旋叶片的螺旋面进行装载的，螺旋叶片在旋转过程中将从煤壁上切割下来的煤排出，再通过外缘将煤抛装到刮板输送机的溜槽内。

双滚筒采煤机工作方式如图1-1-3所示，不论上行还是下行采煤，总是前滚筒在上沿顶板截割顶部煤，后滚筒在下沿底板截割底部煤，完成一次采全高。因

此，双滚筒采煤机沿工作面牵引一次可以进一刀，往返一次进两刀，这种采煤方法称为双向采煤法。

图1-1-3 双滚筒采煤机的工作原理

为了保证螺旋叶片向运输机装煤，而不是向煤壁推煤，滚筒叶片的螺旋方向应与滚筒转向相适应。站在采空区一侧看滚筒，右螺旋滚筒应是顺时针方向转动，左螺旋滚筒应是逆时针方向转动。不论采煤机的牵引方向如何，都必须保持这个关系。由于综采采高较大，为防止两个滚筒将煤抛到采煤机机身上方，双滚筒采煤机的两个滚筒采取相背向外的滚动方式，称为反相对滚动。

2.工作参数 （1）采高

采煤机的实际开采高度称为采高。采高的概念不同于煤层厚度，分层开采厚煤层、有顶煤冒落、有底煤残留时，煤层厚度就大于采高；反之，在薄煤层中，由于截割顶板或底板，采高也可能大于煤层厚度。采高对确定采煤机整体结构有决定性影响，它既规定了采煤机适用的煤层厚度，也是与支护设备配套的一个重要参数。

双滚筒采煤机的采高范围主要决定于滚筒的直径，其次与机身高度，摇臂长度及其摆动角度范围等有关。为满足采高的要求，在选用采煤机时要合理选择滚筒直径和机身高度。

（2）截深

采煤机截割机构（如滚筒）每次切入煤体内的深度称为截深。它决定工作面每次推进的步距，是决定采煤机装机功率和生产率的主要因素，也是支护设备配套的一个重要参数。截深与煤层厚度，煤质软硬，顶板岩性以及支架移架步距有关。

牵引速度Vg大、转速n低，截深t就大，其单位能耗低。但截深也不能太大，若t超过截齿伸出齿座的径向长度时，则齿座将挤入煤壁里，使切削状况恶化，截割功率剧增。所以滚筒的转速和采煤机的牵引速度要适应，截深以不超过截齿伸出齿座长度的80％为宜。

滚筒式采煤机的截深一般小于1m ，多数采用0.6m，大功率采煤机可取0.75m左右。

（3）截割速度

滚筒上截齿齿尖的圆周切线速度称为截割速度。截割速度决定于截割部传动比、滚筒直径和滚筒转速，对采煤机的功率消耗，装煤效果，煤的块度和煤尘大小等有直接影响。为了减少滚筒截割时产生的细煤和粉尘，增多大块煤，应降低滚筒转速。

（4）牵引速度

采煤机截煤时，牵引速度越高，单位时间内的产煤量越大，但电动机的负荷和牵引力也相应增大。因此，牵引速度应是无级的，能随截割阻力的变化自动调速。

（5）牵引力

是牵引部的另一个重要参数，是由负载决定的。 （6）装机功率

装机功率是指采煤机的电动机总功率。采煤机的电动机功率主要消耗于截煤，牵引只占有10—20%左右。由于滚筒截煤和装煤过程涉及许多因素，很难用理论的办法确定采煤机的装机功率。

（三）综采工作面采煤机配套设备

在综采工作面中，利用大功率双滚筒采煤机来落煤和装煤，配备大运量的可弯曲刮板输送机在工作面运煤，自移式液压支架支护顶板，另外在运输顺槽内还有转载机和可伸缩带式输送机等配套设备，使采煤过程的5个工序全部实现机械

化。采煤时，各设备相互配合和协调动作，实现连续作业，达到高产、高效、安全生产的效果。综采工作面的配套设备及工作面布置如图1-1-4所示。

采煤机1、刮板输送机2和液压支架3是组成综采工作面的主要设备。端头支架4和锚固支架5支护工作面两端头的空间，便于输送材料、设备和人员出入。锚固支架还用来固定并推移输送机机头和机尾。顺槽转载机7—端与工作面刮板输送机连接，加一端抬起与可伸缩胶带输送机搭接，这样工作面的煤由刮板输送机转载到机身较高的可伸缩皮带机上并运到煤仓15里。乳化液泵站12用来为液压支架和其他液压设备提供压力液。移动装置13为一设备列车，用来安装和移动乳化液泵站12、配电站11、集中控制台10、变电站14等顺槽设备。喷雾泵站18为采煤机提供喷雾冷却用的压力水。液压安全绞车16用于当煤层倾角较大时，防止采煤机断链下滑。集中控制台用于控制工作面刮板输送机、顺槽转载机和带式输送机及通讯等。

1-采煤机；2-刮板输送机；3-液压支架；4-端头支架；5-锚固支护；

6-巷道棚梁； 7-转载机；8-转载机的推进装置；9-可伸缩胶带输送机；10-集中控制台； 11-配电站；12-乳化液泵站；13-配电点和乳化液泵站的移动装置；14-移动变电站；

15-煤仓；16-防滑绞车；17-单轨吊车；18-喷雾泵站

图1-1-4综采工作面的配套设备及工作面布置图

机械化采煤工艺循环过程如下 ：

采煤机自工作面一端开始采煤，随着采煤机的移动，紧接着移动液压支架，及时支护顶板；在采煤机后面的一定距离处，推移工作面刮板输送机。当采煤机移动到工作面另一端时，各工序也都相应地完成，实现了一个完整的采煤循环过程。

综采工作面设备布置及生产情况如图1-1-5所示。

图1-1-5综采工作面的设备布置及生产情况

（四）采煤机的分类

国内外滚筒采煤机的种类很多，分类方法也各不相同，各种类型的采煤机分类方式及其特点、适用范围见表1-1。

四、任务实施

（一）采煤机的操作

采煤机的操作过程一般分为三步：第一步是按照规定要求对采煤机各有关部分进行检查；第二步是按照规定顺序开动采煤机并进行各项操作；第三步是按照顺序使采煤机停止运转。

1．开机前的检查

（1）检查采煤机的拖动电缆是否有破裂、损坏等现象。 （2）检查电气元件功能是否正常。

（3）检查采煤机各部分的联接零件是否有丢失或损坏。 （4）检查截齿间是否夹有煤块或岩块。 （5）检查滚筒是否可自由转动。

（6）检查更换损坏、缺失的截齿。 （7）检查液压油位。

（8）检查摇臂及牵引减速器内的润滑油位。 （9）检查截割滚筒的密封，是否有泄漏的现象。 （10）完成要求的日常润滑。

（11）检查遥控器及机器上设置的应急停机开关是否正常。 （12）检查所有喷嘴是否畅通。

（13）检查所有控制元件功能是否正常。

（14）检查电控箱、电动机等元件的隔爆性能是否正常。 2．采煤机的操作顺序

MG750(900)/1910(2210)-WD型交流电牵引采煤机采用多电机传动，控制系统完备，具有手控、电控、无线遥控多种操作方式，可以在采煤机中部或两端操作，可单人操作或双人同时操作。其操作程序如下：

（1）接通电气隔离开关。

（2）开通水阀。（反冲洗过滤器组件置于开启位置）。 （3）点动截割电机，停稳后，闭合截割部离合器。 （4）启动截割电机。

（5）启动牵引电机及泵电机。 （6）正、反牵引。

（7）正常停车：停牵引，停牵引电机及泵电机，停截割电机，再停水。 （8）紧急停车：揿紧急按钮或打开隔离开关。 3．采煤机操作注意事项

（1）没有经过培训且没有取得上岗证的人员不能开车。 （2）采煤机禁止带负荷启动和频繁启动。 （3）先供水后开机，先停机后关水。

（4）未遇意外情况，在停机时不允许使用“紧急停车措施”。 （5）随时注意滚筒位置，防止割顶梁或铲煤板。

（6）随时注意电缆运动状态，防止电缆和水管挤压，蹩劲和跳槽等事故的发生。

（7）注意观察油压、油温及机器的运转情况，如有异常，应立即停机检查。如液压系统控制油路压力（低压表表压）低于1.3MPa，应立即停机和检查。

（8）经常观察油位、油温及声响，如有异常情况，应立即停车检查并及时排除故障。

（9）较长时间停机或下班时必须断开隔离开关，把离合器手把脱开，并关闭水阀开关。（反冲洗过滤器组件置于关闭位置）。

（10）煤层倾角大于10°时应设防滑装置，大于16°时应设防滑安全绞车。 （11）检查滚筒、更换截齿或在滚筒附近工作时，必须打开截割部离合器，断开隔离开关。

（12）注意防止输送机上的中大异物带动采煤机强迫运行。 4．紧急情况停车

紧急情况停车是指直接切断电动机供电来停止采煤机动作的方法。当采煤机司机发现特殊情况时可以就近切断电动机供电，迅速停止采煤机的运行。

遇有下列情况之一时应紧急停车：

（1）采煤机工作中负荷太大，电动机发生闷车现象。 （2）附近严重片帮、冒顶时。 （3）采煤机内部发生特异声响时。 （4）电缆拖移装置卡住时。 （5）出现人身或其他重大事故时。 （二）采煤机的维护与检修

采煤机的维护与检修的内容：“四检”（班检、日检、周（旬）检和月检）和强制性的定期“检修”（小修、中修、大修）。 1．采煤机的注油

（1）必须按注油图标明油脂牌号加油，不允许混用。 （2）油液存放、运输必须防水、防尘。 （3）盛、贮油容器必须干净。

（4）井下检修开大盖时必须支蓬、洒水灭尘，并严防煤块、岩渣、工具、手套等杂物落入油池。

（5）严禁用纱布、普通布、棉纱等擦洗液压油池及液压元件，而应用泡沫塑

料或绸缎擦抹。

（6）各部分油位应在适当位置。 2．日检内容

（1）各大部件连接松紧程度。 （2）电缆、水管、油管有无破损。 （3）各部分的渗漏情况。 （4）各部分的油位。

（5）操作机构的准确性、灵活性及可靠性。 （6）齿座有无损坏，更换刀齿。

（7）喷嘴是否堵塞、水阀（反冲洗过滤器）工作是否正常。

（8）销轨固定是否牢固，齿轨轮和销轨的啮合情况，导向滑靴的磨损情况。 （9）铲煤板是否脱落。

（10）运转时的压力、温升及声响。 3.周检内容

（1）清洗滤油器、过滤器。 （2）检查各压力表。

（3）对司机日检工作进行督促并做好必要记录。 4.月检内容

从放油口取样，化验液压油和齿轮油的油质。

除周检内容外，对遗留的较大问题进行处理，并做好有关记录。 5.小修

采煤机小修是指机器在工作面运行期间，结合“四检”进行强制维修和临时性的故障处理，以维持采煤机的正常运转和完好。小修周期为一个月。

6.中修

中修是指采煤机采完一个工作面后，整机（至少牵引部）上井，由使用矿进行定期维修和调试。

7.大修

采煤机运转2～3年，如果其主要部位磨损超限，整机性能普遍降低，并且具备修复价值和条件的，可进行以恢复其主要性能为目的的整机大修。大修周期

2～3年。

8.储存

（1）采煤机机器零部件应储存于通风、干燥的仓库内。

（2）采煤机机器零部件外露的加工面应涂以防锈油，并用油纸覆盖。 （3）橡胶密封件、各种高压胶管、各种电缆应在库房内储存。库房内空气中不应含有酸、碱性或其它腐蚀性物质，应避免太阳光照晒，以免引起过早老化。胶管的接口需用塑料帽或塑料塞堵好，防止灰尘杂质进入。

（4）采煤机冷却喷雾系统水管中的积水应放净，用风管吹干，并将接口封堵，避免在低温环境中结冰以及灰尘杂质进入。

思考与练习

1．采煤机主要由哪几部分组成？各部分有什么作用？ 2．简述采煤机的工作原理。

3．综采工作面的配套设备有哪些？它们是怎样布置的？ 4．简述采煤机的类型、特点和适用范围。 5．如何操作采煤机？操作中有什么注意问题？

6．采煤机遇到哪些情况应该紧急停车？停车方法是什么？

课题三 截割部

截割部的主要功能是完成采煤工作面的落煤，向工作面运输机装煤和喷雾降尘。截割部的功率消耗占采煤机装机功率的80%～90%，并且承受很大的负载和冲击载荷。因此，要求截割部具有较高的强度、刚度和可靠性，良好的润滑、密封、散热条件和较高的传动效率等。

任务1 截割部的操作

知识点 ◆ 截割部的结构与工作原理 技能点 ◆ 操作截割部离合与变速 ◆ 操作截割部滚筒的升降

一、任务描述

司机操作采煤机割煤时，当采至工作面端头需要换向或出现故障需停机检修时，就要停止滚筒的转动；当采煤过程中遇到硬煤或夹矸时，工作阻力增大，就要适当降低滚筒的转速；当采到松软破碎的煤层时，为提高采煤效率，就要适当提高滚筒的转速。这些操作都需要通过操作截割部的离合器和变速器来完成。为了把滚筒调节至合适的割煤位置，必须升降摇臂来实现，同时，降下摇臂时，还可以使摇臂前端的齿轮得到良好的润滑。

二、任务分析

采煤机截割部的离合与变速机构采用齿轮式离合变速器，一般安装在截割部机头减速箱内，通过手柄进行操作。摇臂的升降由调高油缸的伸缩来控制，调高油缸的伸缩由摇臂升降油路来完成。为了能正确操作采煤机截割部的动作，首先

必须熟悉采煤机截割部的结构及其工作原理。

三、相关知识

（一）截割部的组成及各部分作用

采煤机截割部主要由截割电机、机头减速箱、摇臂减速箱、滚筒等组成，其主要功能是完成采煤工作面的落煤，向工作面运输机装煤和喷雾降尘。

1.螺旋滚筒 （1）螺旋滚筒结构

螺旋滚筒由轮毂、螺旋叶片、端盘、齿座和截齿等组成，如图1-2-1所示。轮毂与传动装置的滚筒轴连接，它的外圆柱面上和靠煤壁一侧分别焊接螺旋叶片和端盘，螺旋叶片与端盘的周边上按一定排列方式焊接有齿座，齿座内装入截齿。

1－截齿；2－齿座；3－堆焊耐磨层；4－螺旋叶片；5－轮毂；6－端盘

图1-2-1 滚筒结构

（2）螺旋滚筒的参数

螺旋滚筒的结构参数包括滚筒直径、宽度、螺旋叶片的旋向和头数，工作参数包括滚筒的转速和转向。

1）螺旋滚筒直径

螺旋滚筒直径包括滚筒直径D、螺旋叶片外缘直径Dy及筒壳直径Dg。滚筒直径是指滚筒上截齿齿尖处的直径，可根据所采煤层厚度选择。筒壳直径越小，螺旋叶片的运煤空间越大，有利于装煤，通常Dg与Dy的比值为0.4～0.6。

2）滚筒宽度

滚筒宽度是滚筒边缘到端盘最外侧截齿齿尖的距离，也即采煤机的理论截深。目前采煤机的截深从0.6～1.0m多种规格，其中0.6m用的最多。

3）、螺旋叶片的头数

螺旋叶片除由周边截齿实现截煤功能外，本身还具有装煤功能。螺旋叶片的头数对装煤效果影响很大。增加螺旋头数可提高装煤效果，增加一条截线上的截齿数，可增加截割煤的硬度。但螺旋头数多会使煤尘量增大，且煤块易被抛出而影响安全操作。所以截割中硬以下的煤层时，多采用双头螺旋滚筒，截割中硬以上的煤层时，多采用3头螺旋滚筒。

2.截割部减速器

固定减速器和摇臂减速器是截割部的传动装置，它们将电动机的动力经减速后传递经螺旋滚筒。传动系统的两种常见形式是：

（1）截割部的传动方式

常见的截割部传动主要有以下几种方式：

1）电动机—固定减速箱—摇臂—滚筒。它是圆锥—圆柱齿轮传动四级减速，第一级为锥齿轮传动，其他三级均为圆柱齿轮传动，前两级布置在固定减速器内，后两级布置在摇臂内，如图1-2-2a所示。这种传动方式的特点是：传动结构简单，摇臂支承可靠，强度刚度较大。一般中小功率采煤机应用较多。

2）电动机—固定减速箱—摇臂—行星齿轮传动—滚筒。第一级为锥齿轮传动，第二级为圆柱齿轮齿轮传动，布置在固定减速器内，第三级为行星齿轮传动，布置在摇臂内，如图1-2-2b所示。这种传动方式的特点是：前几级传动比减小，简化了传动系统，但筒壳尺寸加大，因此适用于中厚煤层的大功率采煤机。

3）电动机—固定减速箱—滚筒。如图1-2-2c所示。这种传动方式取消了摇臂，靠电机、机头减速箱和滚筒组成的截割部来调高，使齿轮数大大减少，机壳的强度和刚度增大，调高范围较大，还可使采煤机机身长度大大缩短，有利于采煤机开切口等工作。

1－电动机；2－固定减速箱；3－摇臂；4－滚筒；5－行星齿轮传动；

6－泵箱；7-机身及牵引部 图1-2-2 截割部传动方式

4）电动机—摇臂—行星齿轮传动—滚筒。它是由电机直接传送到行星齿轮传动系统，再经行星齿轮传动系统减速后传递给螺旋滚筒，如图1-2-2d所示。这种传动方式的特点是：取消了固定减速箱，传动系统较简单，故障率降低，机身长度小，调高范围大。因此在电牵引采煤机中都采用这种传动方式。

（2）截割部的传动特点： 1）一般采用3～5级传动。

2）由于滚筒中心线与电动机中心线垂直，所以必须设一级锥齿轮传动以改变传动方向。锥齿轮应布置在高速级，以减小传递的扭矩，使滚筒减速器齿轮模数较小。

3）为了在调动采煤机或检修时将滚筒与电动机脱离传动，必须设置离合器，离合器也应设在高速线，以减小尺寸、方便操作。

4）为了加长摇臂以扩大调高范围，摇臂内装有若干个惰轮。

5）为适应不同煤质的要求，有的采煤机在减速器内设有变速齿轮或换速齿轮对。

6）为了减小截割部传动的结构尺寸，可在最后一级采用行星齿轮传动，以减少传动级数。

7）在一些大功率采煤机上，为了破碎大块煤，还装有破碎滚筒。 8）采煤机工作中，截割部的载荷变化大，振动剧烈，传动齿轮在低速重载条件下运行，因此均采用大变位、大模数、少齿数和硬齿面。

3.摇臂

摇臂除起传动作用外，还具有调高功能。 （1）摇臂的布置与支撑方式

图1-2-3摇臂的布置与支撑方式

1）侧面布置悬臂支撑方式，如图1-2-3a所示。摇臂突出在机身外面，因而呈悬臂支撑。优点是有利于缩短开缺口的长度以及扩大调高范围，其缺点是滚筒离输送机较远而对装煤不利，且因悬臂支撑，支撑刚度较差，影响采煤机工作的稳定性。

2）端面布置两侧支撑方式，如图1-2-3b所示。摇臂位于机身内，它的两侧均有支撑点。优点是滚筒离输送机较近，对装煤有利，且支撑刚性好，缺点是自开缺口长度较大且卧底性能较差。

（2）调高液压缸的布置方式

摇臂是在调高液压缸作用下实现其调高功能的。常见的布置方式有以下几种：

1－调高液压缸；2－小摇臂；3－摇臂轴；4－摇臂；5－固定减速器；6－活塞

图1-2-4 调高油缸的布置方式

1）调高液压缸布置在机身下面，如图1-2-4a所示。调高液压缸受到机身保护不易损坏，而且受力也较合理。缺点是维护检修不便，减小底托架下的过煤空间。一般用于中厚煤层采煤机中。

2）调高液压缸布置在机身上面，如图1-2-4b所示。有利于维护检修，但易被碰破损坏，且摇臂上摆时，调高液压缸必须产生拉力，因而要求增大缸径或提

高供油压力。

3）调高液压缸布置在机身端头和摇臂侧面，如图1-2-4c所示。支撑刚性好，维修也方便，但易被碰破损坏，并且摇臂摆动中的力臂变化大，使调高力不稳定。

4）调高液压缸设在固定减速器箱体内，如图1-2-4d所示。有利于降低机身高度，多见于薄煤层采煤机中。

5）以一部分机身组成摇臂的调高方式，称为机身调高，如图1-2-5所示。机身摇臂的调高方式可缩短机身长度，扩大调高范围，结构也较简单，但卧底性能和自开缺口能力较差。

图1-2-5 机身调高

（二）截割部的润滑

多数采煤机的截割部采用飞溅润滑方式，这种润滑方式有润滑强度高、散热快、对油质变化不敏感且不需附加设施等优点；缺点是在倾斜工作面工作时，位于高处的传动件润滑条件较差，为了保证润滑效果，要求减速器长度不可太大。多数采煤机截割部固定减速器分割成液压传动（调高用）和齿轮传动两个独立油池，既有利于两种传动分别用油，也有利于齿轮传动的润滑。

摇臂减速器的润滑有其特殊性，工作时，采煤机割顶煤的摇臂润滑油集中在下部，使上部齿轮润滑不良，而割底煤的摇臂，润滑油集中在滚筒轴端，使另一端齿轮润滑不良。为解决这一问题，操作规程要求采煤机工作每1h左右，应停机倒换摇臂位置，待润滑不良的齿轮得到润滑后，再恢复原位置进行工作。

大功率采煤机的截割部采用了强迫润滑系统，通过润滑油泵向齿轮和轴承供油，使润滑条件得到改善。要求所用的润滑油有很好的抗磨性和极压性、良好的分水性以及抗氧化性。

四、任务实施

（一）操作截割部离合

以AM-500型采煤机为例，转动机头减速箱位于采空区的一侧的连锁手柄，直到连锁选择机构的凸轮与变速手柄不接触时，就能够转动变速手柄。变速手柄有“快速”“零位”“慢速”3个挡位，转动变速手柄的凸轮，使其处于“零位”（空挡位置），再将连锁手柄放开，弹簧将带动连锁手柄和凸轮复位，将选择机构闭锁。此时就实现了截割部离合器的“离开”。

在以下几种情况时应将截割部离合器“离开”，以防机器误动作。 1. 检修滚筒，更换截齿时。 2. 采煤机需要长时间停机时。

3.采煤机初次启动或长时间停机后再开启机升油温时。 4.只进行牵引部的调试及时运转，而不需要截割部动作时。 （二）操作滚筒变速

先转动连锁手柄，直到连锁选择机的凸轮与变速手柄不接触时（既能够转动变速手柄时），再转动变速手柄的凸轮。使其处于慢速（或快速）位置，再将连锁手柄放开，弹簧将带动连锁手柄和凸轮复位，将选择机构闭锁。此时就实现了滚筒转动的“慢速”（或快速）。

滚筒转速的快慢应根据煤的硬度而定，遇到强度大的煤或硬夹矸时应适当降低转速。如果依靠变速手柄的变速范围不能满足要求时，就要通过更换机头减速箱内的一对变速齿轮来获得合适的滚筒转速范围。

（三）操作摇臂升降

按钮站操作面板布置在采煤机的机头和机尾上，用于系统的低压控制。所有的按钮操作阀均为二位三通阀，该阀由阀体和弹簧组成。采煤机两端各由一名司机操作，需要升降摇臂时，按下操作面板上的摇臂“上升”或“下降”按钮即可。升降的幅度由操作的时间控制。注意防止过度操作，严禁采煤机割到刮板输送机的铲煤板和支架顶梁。松开按钮，电磁阀阀芯在弹簧作用下自动回到中位，液力锁将油路锁死，摇臂的高度固定下来，升降任务完成。

思考与练习

1．采煤机截割部主要由哪几部分组成？各部分有什么作用？ 2．采煤机的截割部传动方式有哪些？各有什么特点？

3．采煤机截割部常用什么润滑方式？怎样使摇臂内的零件得到良好的润滑？

4．采煤机为何要调节滚筒的转速？如何调节？。 5．双滚筒采煤机的调高方式有哪些？各有什么特点？ 6．试述采煤机升降摇臂的操作方法及注意事项。 7.摇臂调高千斤顶的位置有哪几种类型？各有什么特点？

任务2 更换截齿

知识点 ◆ 截齿的类型及排列方式 ◆ 截齿的固定方式 技能点 ◆ 更换磨钝的截齿

一、任务描述

采煤机利用螺旋滚筒进行割煤，滚筒外圆均布着许多截齿，相当于许多小刀片，其作用是落煤，如图1-2-6所示。在割煤过程中截齿经常受到损坏丢失等，其中主要的损坏形式是磨损。为保证采煤机的工作效率，必须及时更换和补上损坏的截齿。

二、任务分析

要完成更换截齿的任务，首先要掌握截齿的形状、类型、固定方式等；其次还要了解截齿在滚筒上的分布位置。

图1-2-6 滚筒上截齿分布

三、相关知识

（一）截齿的类型

截齿是直接担负落煤的刀具，基本要求是：强度和耐磨性高；几何参数合理，截割效率高；固定可靠，拆装方便。截齿有扁形截齿和镐形截齿两种基本形式。

1.扁形截齿

扁形截齿沿滚筒的径向安装，也称为径向截齿，如图1-2-7所示，断面呈矩形，用优质合金钢锻制热处理而成，镶嵌碳化钨硬质合金以增强耐磨性。

1-刀体；2-齿座；3-销子；4-橡胶套；5-硬质合金头；6-卡环

图1-2-7 扁形截齿及其固定

扁形截齿的强度高、截割性能好、适应性强，特别是在黏性大、夹石多的硬煤层中得到了广泛应用。

2.镐形截齿

镐形截齿基本上沿滚筒的切向安装，又称切向截齿。下部为圆柱形（或圆锥形），上部为圆锥形，刀头上镶嵌硬质合金并在外表面堆焊碳化钨合金层，如图1-2-8所示。镐形截齿主要依靠齿尖的尖劈作用嵌入煤体而将煤破碎，所以特别适用于脆性大、裂缝多的松软煤层。

a)圆锥形截齿 b)带刃扁截齿 图1-2-8 镐形截齿及其固定

（二）截齿的固定方式

早期采煤机的截齿都用螺钉固定，更换麻烦，并且螺钉受力松动后容易使截齿丢失，造成采煤机负载不平稳。

a)MLS3-170型采煤机 b)MKⅡ型采煤机 c)DTS-300型采煤机

1-截齿；2-齿座；3-圆柱销；4-橡胶塞；5-卡环

图1-2-9 截齿的固定方式

目前几种常见的截齿固定方式如图1-2-9所示。图1-2-9a所示的固定方式用于国产MlS3—170型采煤机上，它利用圆柱销及弹性挡圈将截齿固定住；图1-2-9b所示为MKⅡ型采煤机上的截齿固定方式，将圆柱销3穿入截齿1孔中的橡胶塞4中，利用橡胶塞的弹性销子卡在齿座的缺口中，拆卸时只需要用专用工具将销子拧转一下，即可拔出截齿。图1-2-9c所示为DTS—300型采煤机上的截齿固定方式，橡胶塞和圆柱销装在齿座中，截齿装人时靠斜面抵住销子并压缩橡胶塞，靠销子卡住齿身上的缺口来固定截齿，拆卸时可用专用工具将截齿拔出。采用上述几种方式后，拆装容易，并且截齿丢失量大为减少。

（三）截齿配置

截齿在螺旋叶片和端盘上的排列方式称为截齿排列。截齿排列横线（水平线）表示截齿的截割路线，称为截线，相邻截线的距离称为截距。截齿安装角度是指截齿与滚筒轴线垂直面的夹角，偏向煤壁的称为正角度齿，偏向采空区的称为负角度齿，不偏斜的为零角度齿。

图1-2-10 等截距截齿排列图

图1-2-11 变截距截齿排列图

端盘贴煤壁工作，用于切出新的整齐煤壁，为叶片工作开出新的自由面。煤壁处煤的压张程度差，并且处于半封闭的截割条件，故工作条件恶劣，因此端盘上截齿密度大，且越贴近煤壁截齿越多、截距越小。端盘上的端距都是靠调节齿座倾角来获得的，向煤壁倾斜用“+”号，向采空区倾斜用“-”号。截齿向两侧倾斜可以抵消作用在滚筒上的侧向力。端盘上的截齿一般分为2~4组，每组由直齿及若干个斜齿组成。

螺旋叶片上的截距都相等，称为等截距截齿排列。为了适应截齿负荷由煤壁各采空区方向不断减小的工作条件，可采用变截距截齿排列。叶片上截齿的截距t一般为32~65mm，对硬、韧性煤，t可以小于此值，但太小则煤太碎，单位耗能太大；对脆性煤或用切向齿时，t可大于此值。原则上讲，越靠近采空区侧，煤的压张系数越小，截距可以逐步加大。叶片上每条截线的截齿数m=1~3个。为使滚筒上载荷均匀，两相邻截齿沿圆周的角度（或距离）应相等。

四、任务实施

《煤煤矿矿井机电设备完好标准》规定：截齿缺少或截齿无合金的超过2个为不完好。一般规定截齿齿尖的硬度合金磨去1.5~3mm或与煤的接触面积大于1 cm2时，应及时更换截齿。其他失效形式出现时，也必须及时更换，以保证采煤机的工作效率。

（一）更换截齿前的准备工作

1.准备好使用的工具(锤子、钳子、扳手等)和截齿。 2.将滚筒调整至适当位置。

3.将截割部离合器打至“离开”位置。 4.将采煤机的隔离开关打至“断开”位置。 5.将采煤机附近的浮煤清理干净。 6.维护好维修工作空间。 （二）更换截齿

1.用专用工具拆下残损的截齿。 2.将齿座清理干净。

3.装入完好的截齿。

4.用专用工具将截齿固定好。 5.清点工具，清理现场。

思考与练习

1．对截齿主要有哪些要求？

2．采煤机的截齿有哪几类？各有什么特点？

3．截齿在叶片上的配置方式有哪几种？各有什么特点？

4．采煤机上的截齿在哪些情况下应及时更换？简述更换截齿的方法。

任务3 截割部典型故障分析

知识点 ◆ 摇臂升降油路 技能点 ◆ 截割部典型故障分析

一、任务描述

采煤机截割部的典型故障是摇臂不能正常升降，造成滚筒不能调整到需要的位置，使采煤机无法正常工作。作为一名合格的采煤机操作工，必须能够迅速分析、判断故障产生原因，及时排除故障， 确保采煤机正常运行。

二、任务分析

摇臂不能正常升降表现为3种情况：摇臂不升不降；开车后摇臂立即升起或下降；摇臂升起后自动下降。要解决这些问题，首先要熟悉摇臂升降油路的有关知识，认真观察故障现象，正确予以分析，提出合理的解决方案。

三、相关知识

（1） 摇臂升降油路

采煤机摇臂升降油路为双液控单向阀的闭锁回路，如图1-2-12所示，主要由控制阀组、辅助泵、安全阀、按钮操作阀及油缸等元件组成。油路中任一元件损坏都将影响摇臂的正常升降。

1-滤油器；2-调高泵；3-换向阀；4-双向液压锁；5-液压缸；6-安全阀

图1-2-12 采煤机摇臂升降油路

（2）故障分析 1.控制阀组损坏

摇臂升降油路的调高控制阀组由2个液控单向阀和2个高压安全阀组成。其中，液控单向阀损坏将失去锁紧作用，摇臂升起后自动下降，出现这种情况，应更换阀组；高压安全阀调定值低，造成高压油溢流，摇臂升起后自动下降，出现这种情况，应调整高压安全阀的调定值，确定无法调整时，也要更换阀组。

2.辅助泵损坏

辅助泵损坏将造成摇臂升降油路不能供油，使摇臂无法升降。确定是辅助泵损坏时应立即更换。

3.按钮操纵阀损坏

按钮操纵阀损坏一般是指按钮操纵阀卡死在某一位置。卡死在中位时，辅助泵排出的油直接流回油箱，摇臂将不升不降；卡死在侧位时，开车后摇臂会立即升起（后下降）。

4.调高油缸损坏

调高油缸两腔串油，将使摇臂升起后自动下降。此时，应更换油缸。

5.管路损坏

管路或管接头漏油时轻者会使摇臂升起后自动下降，重者会使摇臂不升不降。应及时拧紧已送的管接头或更换破裂的油管。

四、任务实施

下面就摇臂不能正常升降的3种情况逐一分析： （一）摇臂不升不降

分析：摇臂升降油路不能供油。 可能原因有：

1．辅助泵损坏 处理措施：更换 2．管路漏油 处理措施：拧紧或更换 3．控制阀卡死在中位 处理措施：更换 （二）开车后摇臂立即升起或下降 分析：控制系统失灵。 可能原因有：

1．控制系统失灵 处理措施：更换 2．控制阀卡研 处理措施：更换 3．操作手柄松脱 处理措施：紧固或更换 （三）摇臂升起后自动下降 分析：油路封闭不严

1．液力锁失灵 处理措施：更换 2．油缸串油 处理措施：更换 3．管路漏油 处理措施：拧紧或更换 4．安全阀调整值过低 处理措施：重调要求值或更换

思考与练习

1．试分析采煤机摇臂不升不降的原因有哪些？如何处理？ 2．试分析开车后摇臂立即升起或下降的原因有哪些？如何处理？ 3．试分析摇臂升起后自动下降的原因有哪些？如何处理？

课题四 牵引部

采煤机的牵引部是采煤机的重要组成部件，它不但负担采煤机工作时的移动和非工作时的调动，而且牵引速度的大小直接影响工作机构的效率和质量，并对整机的生产率和工作性能产生很大的影响。

任务1 液压牵引采煤机牵引部

知识点 ◆ 液压牵引采煤机牵引部的组成与工作原理 ◆ 液压牵引采煤机牵引部的液压传动系统 技能点 ◆ 采煤机牵引部的牵引调速、换向及停止的正确操作

一、任务描述

图1-3-1所示为AM-500型液压牵引采煤机的外形图。牵引部主要作用是完成采煤机工作时的调速、换向及停止等操作，使采煤机既能发挥最大效能，又能有效地保护滚筒和截齿等部位。牵引部的调速操作是本任务的重点。

1-电动机；2-牵引部；3-牵引部传动箱；4-齿条式齿轨

图1-3-1 AM500型液压牵引采煤机

二、任务分析

AM-500型液压牵引采煤机属于无链牵引采煤机，所以本课题的相关知识主要讲解无链牵引采煤机的组成及工作原理，液压传动装置的组成及液压回路等，另外还需了解牵引部的调速操作是怎样实现的。

三、相关知识

牵引部由传动装置和牵引机构两大部分组成。根据传动装置可以将采煤机分为机械牵引、液压牵引和电牵引三种；根据牵引机构将采煤机分为锚链牵引和无链牵引两种。现在机械牵引和链牵引方式已经不常使用，在我国采煤机广泛使用的是液压牵引、电牵引传动装置和无链牵引的牵引机构。

（一）对牵引部的要求 1.传动比大。 2.牵引力大。 3.能实现无级调速。

4.能实现正反向牵引和停止牵引。 5.有完善可靠的安全保护。 6.操作方便。

7.零部件有高的强度和可靠性。 （二）无链牵引的特点

1．采煤机移动平稳，驱动小，寿命增大。

2．可采用多级牵引，使牵引力提高以在大倾角条件下工作。 3．可实现工作面多台采煤机同时工作，产量高。 4．消除断链事故，安全性好。

5．对输送机弯曲和起伏不平要求高，对煤层地质条件变化适应性差，使机道增宽，支架控顶距加长。 （三）无链牵引机构的类型

无链牵引的形式很多，常用的主要有以下几种：

1.齿轮销轨型

这种无链牵引机构是以采煤机牵引部的驱动齿轮，经中间轨轮与铺设在输送机上的销轨相啮合使采煤机移动，如图1-3-2所示。

2.滚轮齿轨型

这种无链牵引机构如图1-3-3所示，由装在底托架内的两个牵引传动箱分别驱动两个滚轮，滚轮与固定在输送机上的齿条式齿轨相啮合而使采煤机移动。这种牵引机构的牵引力大，可用于大倾角煤层工作。

1-牵引部；2-驱动轮；3-中间轮；4-销轨；5-导向滑靴；6-销轴；7-销轨座

图1-3-2齿轮销轨型无链牵引机构

1-电动机；2-牵引部泵箱；3-牵引部传动箱；4-齿条；5-销轮

图1-3-3滚轮齿轨型无链牵引机构

3．链轮链轨型

这种无链牵引机构如图1-3-4所示，由牵引部传动装置1的驱动链轮2，与

设在输送机采空侧挡板5内的圆环链3相啮合而使采煤机移动。这种牵引机构适于在底板起伏大并有断层的煤层条件下工作。

1-传动装置；2-驱动链轮；3-圆环链；4-链轨架；5-侧挡板；

6-导向链轮；7-底托架 图1-3-4链轮链轨型无链牵引机构

（四）液压牵引部的工作原理

电动机带动液压泵，液压泵排出的压力油驱动液压马达，液压马达经减速齿轮驱动传动滚轮。改变液压泵的排油方向即可改变液压马达的旋转方向，改变液压泵的排油量即可改变液压马达 转速，从而实现采煤机工作的换向和调速，在液压系统中设有安全保护系统，以实现过载保护。采用摩擦片式制动器以实现马达的制动。

（五）液压牵引部的液压系统 1.主回路

牵引部液压系统主回路如图1-3-5所示，是指由主液压泵及液压马达构成的闭式回路。利用双向变量泵1和液压马达2构成的回路实现马达向牵引链轮输出扭矩。它用来传递动力，通过油路控制实现采煤机的调速、停机、换向等。

2.补油和热交换回路

液压牵引系统工作中由于液压元件和系统不可避免地存在泄漏和发热，为保证系统正常工作，必须在闭式系统中设置补油和热交换回路。如图1-3-5所示，工作时，辅助泵3→单向阀4→主回路低压侧补冷油。导流阀6在高压控制油的作用下把油压向主回路低压侧，使高压侧经导流阀6引出进行高压控制，而马达

排出的热油也经导流阀6→低压溢流阀7→冷却器8→回到油箱。冷油不断靠辅助泵补入系统，热油不断由液压马达流出，经导流阀、低压溢流阀及冷却器回油箱，使系统维持适当温度，保证正常工作。

1-变量油泵；2-定量马达；3-辅助泵；4-单向阀；5-安全阀；

6-控制阀；7-溢流阀；8-冷却器 图1-3-5液压牵引系统典型油路

四、任务实施

（一）液压牵引采煤机的正反向牵引、调速和停止

AM-500型液压牵引采煤机的正向牵引是通过顺时针旋转调速手把来实现的，当调速手把从0°旋转到α角时，牵引速度从0增大到5.8m/min；继续旋转手把到β角，则牵引速度从5.8m/min增大到10.5m/min.反向旋转调速手把则速度逐渐下降，当调速手把旋转到0位，则牵引速度为0，采煤机停止牵引。从0位逆时针旋转调速手把，便实现反向牵引，其调速过程同上。

（二）采煤机的自动调速 1. 恒压（恒扭矩）自动调速

恒压自动调节原理是当牵引部外载荷发生变化时，油压随之变化，并以此油压为信号，通过速度调节系统来维持油压（或牵引力）的恒定。

恒压自动调速方式是利用调速手把将牵引速度整定在某一最大值，然后利用压力调速阀的调整螺钉来调整弹簧的预压力，从而调定阀的动作压力。随着负载压力的变化，牵引速度将在整定值以下自动调整，并且还可以根据负载压力的大小来确定调速过程的快慢。

2. 恒功率自动调速

有牵引部恒功率和主电机恒功率两种调节方式。调节原理是当外载荷发生变化时，以主电动机电流或牵引部油压的变化为信号，通过速度系统使牵引速度产生相应的变化，并通过速度反馈作用维持主电动机或牵引部功率的恒定。

利用调速手把将牵引速度整定在某一最大值后，首先采用压力自动调速，为得到综合调速效果，然后再采用电动机功率自动调速。

思考与练习

1．简述牵引部的组成及功能。 2．对采煤机牵引部有哪些要求？

3．简述牵引部液压系统典型回路的工作原理及其作用。 4. 采煤机液压牵引有几种调速方式？如何进行调速和换向？

任务2 电牵引采煤机牵引部

知识点 ◆ 电牵引采煤机的组成 ◆ 电牵引采煤机的牵引调速特性 技能点 ◆ 电牵引采煤机牵引调速、换向的操作

一、任务描述

电牵引采煤机由于具有牵引特性较好，机械传动效率高， 牵引力大、牵引速度高，工作可靠性高，易于实现微机自动控制，机械传动和结构较简单，生产率高等优点，得到了广泛的应用。本任务以MG750(900)/1910(2210)-WD型交流电牵引采煤机为例，要求学生掌握电牵引采煤机牵引部的调速、换向操作。

二、任务分析

MG750(900)/1910(2210)-WD型交流电牵引采煤机采用交流变频调速、电机驱动齿轮销轨式无链牵引，牵引部的操作主要包括调速、换向和保护控制。正确操作和保护电牵引采煤机是提高生产率，保证矿井正常生产的必要条件。因此，必须掌握电牵引采煤机牵引部的组成及牵引调速特性，并熟练掌握电牵引采煤机牵引部的正确操作及保护控制。

三、相关知识

（一）电牵引采煤机的组成

MG750(900)/1910(2210)-WD型交流电牵引采煤机牵引机构由左、右牵引部和左、右行走箱组成，位于机身的左右两端，是采煤机行走的动力传动机构。左、右两个牵引部内各有一台用于采煤机牵引的110kW交流电机，其动力通过二级直

齿轮传动和二级行星齿轮传动减速传至驱动轮，驱动轮通过一级直齿轮传动驱动齿轨轮，使采煤机沿工作面移动，如图1-3-6所示。

左右两个牵引部内部传动元、组件完全相同。两个行走箱结构完全相同，可互换。

1．牵引电动机

MG750(900)/1910(2210)-WD型交流电牵引采煤机牵引电机为YBQYS-110型矿用隔爆型三相交流异步电动机，电压等级460V，功率110KW，可用于环境温度≤40°C，有瓦斯或煤尘爆炸危险的采煤工作面。

该电机卧式安装在左、右牵引部上，电机外花键出轴与电机齿轮轴内花键联接。电机外壳水套冷却。

2．牵引机构的传动系统

如图1-3-6所示，牵引电机出轴外花键与电机齿轮轴内花键相连，将电机输出转矩通过齿轮Z1、Z2、Z3、Z4、Z5两级齿轮减速传给双级行星机构，经双级行星减速后由行星架输出，传给驱动轮至齿轨轮与销轨啮合，使采煤机来回行走。一轴同时与电磁制动器联接，以实现采煤机的制动。

（1）采煤机的最大牵引速度

齿轨轮转速：n齿=2940÷206.316=14.25r/min

最大牵引速度：v=Z齿×n齿×t=11×14.25×0.147=23m/min （2）采煤机的最大牵引力 齿轨轮输出扭矩：

M齿=Mo×i×η机=714.626×206.316×0.87=128272Nm 最大牵引力：

F=2×（M齿÷R齿）=2×（128272÷0.257）≈1000kN 3.牵引制动装置

根据采煤机在倾斜煤层工作时的需要，可选择牵引制动装置。

MG750(900)/1910(2210)-WD型交流电采煤机的制动采用电磁失电制动器，制动力大，安全可靠，使采煤机在较大倾角条件下采煤，有可靠的防滑能力。

图1-3-6 MG750(900)/1910(2210)-WD型交流电牵引采煤机机械传动系统

电磁制动器工作原理

电磁制动器是采煤机的安全防滑装置，是一种断电制动，给电释放式制动器。主要由法兰壳体、DHM3-45M型电磁失电制动器、制动器轴伸和制动器冷却水板四部分组成。制动器轴伸外花键与电机齿轮轴一端内花键相联，制动器轴伸另一端通过平键、联结齿轮与电磁失电制动器的转子组件相联，控制电磁失电制动器的给电和断电，实现采煤机牵引系统的制动和释放。

4.滑靴

滑靴是采煤机的支撑部件，MG750(900)/1910(2210)-WD型交流电采煤机的平滑靴通过一更换方便的支撑板与牵引部机壳联接，易于与工作面运输机配套。导向滑靴回转中心与齿轨轮中心同轴，保证齿轨轮与销轨的正常啮合。

5.行走机构

如图1-3-7所示，MG750(900)/1910(2210)-WD型交流电采煤机的行走机构主要由行走箱壳、驱动轮、惰轮组和惰轮轴、齿轨轮组和齿轨轮轴、导向滑靴、与牵引部行星机构出轴联接的花键轴、支承驱动轮的轴承及密封件等组成。驱动轮为轴齿轮，通过轴承支承在箱壳上，驱动轮通过内花键与花键轴一端相联，花键轴另一端与牵引行星减速器行星架内花键相联，将行星架输出动力传给驱动轮。花键轴上设有扭矩槽，当实际载荷大于额定载荷的2.8倍时，花键轴从扭矩槽处断裂，对采煤机机械传动件起到保护作用。齿轨轮和惰轮内装轴承，并通过轴套装在齿轨轮轴和惰轮轴上，可相对心轴转动。齿轨轮轴惰轮轴装在机壳上，齿轨轮轴上挂有导向滑靴。导向滑靴套在销轨上，它是支承采煤机重量的一个支

承点，并对采煤机行走起导向作用，它同时承受采煤机的部分重量及采煤机的侧向力，行走箱内的支承轴承用ZL-3H锂基润滑脂润滑，需要定期加油。

行走机构左、右各一组，行走机构箱体牢固地固定在左、右牵引部箱体上，通过两个止口与牵引部箱体定位联接，承受剪力，同时用10条高强度螺栓和液压螺母以及6只高强度螺钉，将行走机构箱体与牵引部箱体紧固成一个刚性整体。

图1-3-7 MG750(900)/1910(2210)-WD型交流电采煤机行走机构

（二）电牵引采煤机牵引调速

电牵引采煤机可分为直流电牵引和交流电牵引，MG750(900)/1910(2210)-WD型采煤机属于变频交流电牵引。

变频交流电牵引采煤机，在新型大功率采煤机中应用较多。变频交流电牵引采煤机是根据交流异步电动机构造简单、运行可靠的特点而开发的。交流异步电动机的转速取决于供电电源的频率，在直接由电网供电的情况下，异步电动机转速调节很困难。随着电子科技的进步，数字电子技术、微电子技术、电动机和控制理论的发展，用晶闸管、大功率晶体管逆变器组成的、容量从几十千瓦到几百千瓦的异步电动机变频调速系统已投入工业运行，并取得了较好的效果。

交流电动机的变频调速原理可依据下式分析：

n?60fP(1?S) （1-3-1）

式中 P——极对数； F——供电电源频率；

S——转差率；

变频交流电牵引采煤机，就是根据在极对数不变的情况下，电动机转速n

与供电电源频率f成正比的关系来进行调速的。

四、任务实施

机器的操作可以在采煤机中部电控箱上或两端左右牵引部上的指令器进行，也可以用无线遥控器控制。采煤机中部可进行开停机、停运输机和牵引调速换向操作，采煤机两端和无线遥控均可进行停机、牵引调速换向和摇臂滚筒及破碎机构的调高操作。控制系统完备，具有手控、电控、无线遥控多种操作方式，可以在采煤机中部或两端操作，可单人操作或双人同时操作。

牵引电机的供电拖动由交流变频调速电控装置提供，通过变频器改变供电频率，从而改变牵引电机的转速，即改变采煤机的牵引速度。变频器调控供电频率的范围0～50～100Hz，对应电机转速为0～1470～2940r/min，电机转速在0～1470～2940r/min范围内为恒扭矩输出，1470～2940r/min为恒功率输出。电控装置及其工作原理详见第六节（采煤机电气）。

使用时注意：开机前应先检查冷却水的水压、水量，先通水后启动电机，严禁断水使用，断水或其他异常响声时必须立即停机检查。

思考与练习

1．MG750(900)/1910(2210)-WD型交流电采煤机的组成主要有哪些部分？ 2．变频交流电牵引采煤机的变频调速原理是什么？

3．MG750(900)/1910(2210)-WD型交流电采煤机的调速、换向是如何实现的？

任务3 牵引部的维护与故障处理

知识点 ◆ 牵引部的维护 ◆ 故障分析的原则和依据 ◆ 判断故障的程序 ◆ 处理故障的一般步骤 技能点 ◆ 故障的分析和判断 ◆ 牵引部典型故障的处理

一、任务描述

采煤机是综采工作面的主要设备，由于井下作业环境的特殊性，以及对采煤机的维护、保养、操作等方面的人为能力不同，将会产生各种不可意料的故障。因此，预防和减少采煤机的故障，本身就是一个相应复杂的工作内容。采煤机司机及相关人员，能正确无误地判断故障和排除故障，对充分发挥采煤机的效能，提高安全生产的水平具有重要的意义。

二、任务分析

采煤机在正常工作中，由于检查不周、维护不良或违章操作等各种原因，均会导致牵引部发生故障，要想使采煤机安全正常工作，就要学习采煤机牵引部的维护和故障分析、判断和处理等知识。

三、相关知识

（一）采煤机牵引部的日常维护 1．采煤机牵引部维护检修的一般要求

（1）主要维护检修人员必须责任心强，精通技术，熟练掌握采煤机牵引部的结构与工作原理，并并固定其工作岗位。

（2）采煤机下井运转一周后，必须对其所有螺栓紧固件进行紧固。 （3）定期检查是做好日常维护工作的重要措施，其中包括班检、日检、周检、月检采煤机在工作3个月后，应进行一次预防性检查，认真记录检查修理情况。

（4）采煤机采完一个工作面（或运转一年左右）后，应升井解体大修，按规定做好各项试验与验收工作。

2．日常维护内容 （1）班检

1）清扫、擦拭机体的机尘和油污，保持机体清洁卫生 2）检查各种仪表和油位显示器。 3）检查各部螺栓紧固情况。 4）检查各部有无漏油、漏水现象。 5）检查牵引链、连接环及张紧装置。 6）检查滑靴和导向装置与溜槽导向管情况。 7）检查操作手柄和按钮是否灵活可靠。 （2）日检

采煤机日检包括班检的所有内容外，还包括： 1) 按规定对机器各部进行注油润滑。 2 )定期更换或清洗各种过滤器及滤芯。 3) 紧固外部螺栓，特别是各大件对口螺栓。 4) 检查和测定采煤机各种时牵引部的油温。 （3）周检

采煤机周检包括日检的所有内容外，还包括：

1）检查工作油液的质量是否符合要求，进行现场过滤或更换。

2）检查牵引部的制动器，测出摩擦片的磨损量，超过2mm时，成组进行更换。 （4）月检

采煤机月检除包括周检的所有内容外，还包括：

1）从所有的油箱内排掉全部的润滑油和液压油，按照规定注入新的润滑油和液压油。

2）按照规定想液压系统浇油。

3）检查液压和润滑系统，特别要注意压力表上的压力读数。 （二）故障分析处理的原则和依据

1.要认真阅读采煤机有关技术资料，弄清采煤机机械、液压系统结构原理。 2.了解采煤机故障的表现形式，据此分析故障产生的原因，依据由表及里、由外到内的原则，制定出排除故障的顺序，并依次检查各机械零部件或液压元件。

3.查出故障部位，排除故障时既要保证采煤机恢复主要性能，不影响采煤机正常工作，同时还要考虑经济性。

4.处理故障的一般原则是：先简单后复杂，先外部后内部，先机械后液压。 （三）判断故障的程序

采煤机司机在分析判断故障时，首先要对采煤机的结构、原理、性能及系统原理作全面的了解，只有这样才能对液压故障做正确的判断。

1.听：听取当班司机介绍发生故障前后的运行状态，尤其听取细微现象、故障征兆，必要和可能时可开采煤机听其运转声响。

2.摸：用手摸可能发生故障点的外壳，判断温度变化情况和振动情况。 3.看：看液压系统有无渗漏，特别注意看主要的液压元件、接头密封处、配合面等 是否有渗漏现象。查看运行日志记录和维修记录，查看各种系统图，看清采煤机运转时各仪表的指示读数值的变化情况。

4.量：通过仪表、仪器测量绝缘电阻以及冷却水压力、流量和温度；检查液压系统中高、低压实际变化情况，油质污染情况；测量各安全阀、背压阀及各种保护装置的主要整定值等是否正常。

5.分析：根据以上程序进行科学的综合分析，排除不可能发生故障的原因，准确地找出故障的原因和故障点，提出可行的处理方案，尽快排除故障。

（四）判断故障的方法

为了准确及时地判断故障,查找到故障点，必须了解故障的现象和发生过程。其判断的方法是先外部，后内部；先电气，后机械；先机械，后液压；先部件，后元件。

1.先划清部位。首先判断是哪类故障，相应于采煤机的哪个部位，弄清故障部位与 其他部位之间的关系。

2.从部件到元件。确定部件后，再根据故障的现象和前述的程序查找到具体元件，即故障点。

（五）故障处理的一般步骤

1.首先了解故障的现象及发生过程，尤其要注意了解故障的细微现象。 2.分析引起故障的可能原因。 3.做好排除故障的准备工作。 （六）处理故障时应注意的事项

在井下工作面处理采煤机的故障是一项十分复杂的工作，既要及时准备地处理好故障，又要时刻注意安全，所以在处理故障时应注意下列事项：

1.排除故障时，必须先检查处理好顶板、煤壁的支护状态；断开电动机的电源，打开隔离开关和离合器，闭锁刮板输送机；接通采煤机机身外的照明，将防滑、制动装置处于工作状态；将机器周围清理干净，机器上方挂好篷布，防止碎石掉人油池中或冒顶、片帮伤人。

2.判断故障要准确、彻底。 3.更换元部件要合格。 4.元件及管路的联接要严壑。 5.元件内部要清洁，无杂质。

6.拆装的部位顺序要正确。无松动，不渗漏。

7.处理完毕后，一定要清理现场，清点工具，检查机器中有无弃异物，然后盖上盖 板，注入新油并排气后再进行试运转。试运转合格后，检修人员方可离开现场。

四、任务实施

分析采煤机液压系统故障时应该主要注意两个方面：

一是压力的变化情况。它主要表现为低压正常、高压降低，高压正常、低压下降和高压正常、低压上升三个方面。要理解高压随负载的增加而升高，低压应是恒定的，负载的增加或降低对低压应无影响。应注意渗漏和窜油两种情况。

二是要注意油液的污染情况。它可能使故障表现在油温升高、牵引部有异常声响、过滤器堵塞、液压系统泄漏和伺服机构动作迟缓等方面。

（一）采煤机单向牵引的原因及预防措施 1.原因

(1)伺服机构的单向阀油路或伺服阀回油路被堵造成采煤机无法换向。回油路不通(节流孔不通)，

(2)伺服机构由伺服阀到单向阀或液压缸之间的油管有泄漏，造成采煤机不能换向。

(3)伺服机构调整不当，主液压泵摆角摆不过来(不能越过零位)，造成采煤机不能换向。

(4)电位器或电磁阀损坏，如断线或接触不良等，造成采煤机无法换向。 2.预防措施

(1)加强维护和保养，及时检查油质变化情况。 (2)加强对过滤器的清洗。

(3)加强安装、调试工作的质量管理。 (4)认真做好设备的试运转。

（二）采煤机不牵引的原因与预防措施 1．原因

(1)液压油严重污染，使补油单向阀、梭形阀的阀座与阀芯之间可能有杂质。 (2)主液压泵不能正常工作，渗漏量大。 (3)伺服机构失效。 (4)液压马达泄漏。

(5)主回路两主管路破裂或严重泄漏。 2．预防措施

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