采煤机截割部的设计探析

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摘 要：采煤机的截割部，是比较重要的部分，规范采煤机截割部的设计，才能提高采煤机的性能和质量，保障采煤机截割部的规范性，规避潜在的风险。根据采煤机使用的实际情况，设计好截割部，以便维护采煤机的有效性和科学性，强化采煤机的实践过程。文章主要探讨采煤机截割部设计的相关内容。

关键词：采煤机；截割部；设计

采煤机的截割部，直接服务对象是煤炭，为了提高煤炭开采的水平和实践性，应该注重采煤机截割部的优化设计，全方面的提升煤炭的开采效率，确保煤炭开采利益的最大化，更重要的是提升采煤机截割部的工作效率，以此来提高煤炭的开采数量，促使采煤机能够满足煤矿企业的发展。

1 采煤机截割部设计方案的相关内容

1.1 摇臂传动设计

摇臂传动在采煤机截割部设计方案中，主要起到传动、力学分配的作用，摇臂传动结构，在采煤机截割部中，可以将动力装置提供的动力，稳定的传送到工作部分，进而按照指令完成任务[1]。摇臂装置在截煤与装煤的过程中，起到关键的作用，采煤机截割部设计时，重点考虑摇臂传动的设计方法，维护摇臂传动装置的稳定性和高效性，避免摇臂操作耽误采煤的作用过程。摇臂传动设计期间，保证技术参数的准确性，根据采煤机的使用高度，设计的采高及卧底量，促使各项数据准确的参与带摇臂传动内。针对摇臂传动设计，提出几点设计意见，如：（1）摇臂传动设计中，采高、采煤机等，都要明确摇臂传动的关联性，以此来提高摇臂传动实际操作的效率；（2）摇臂传动设计要达到采煤机的运转要求，提高可行性，传动速率要达到1470r/min，在星传动的作用下，促使采煤机的截割部，处于高效的运行状态。

1.2 分配传动设计

第一，采煤机截割部分配传动设计中，分配传动比数据，需要符合截割速度的要求，一般情况下，采煤机截割部的运行速度维持在3.5～5.0m/s，采高高度限制为3m，此时就要计算出截割部分配时的传动比[2]。例如：某煤矿企业的采煤机，截割部设计时，根据截割速度公式V=？蒹Dn/60进行计算，滚筒转速参数设计为44.59～63.7r/min范围内，滚筒的直径=2.0m，摇臂分配传动比是32.67。采煤机截割部设计分配传动比，目的是提高截割部的工作效率，采取的设计方法，拉近两级传动的数据比值，保障截割部的高效性。

第二，采煤机截割部分配传动设计方面，注重齿轮齿数的确定，为了和传动比保持一致性，设计人员要充分研究采煤机以往的数据，根据机械设计的具体需求，配合行星减速器的齿数，初步状态下，确定出齿轮齿数，提高传动设计的有效性。传动的设计数据分别是：（1）一级减速传动参数25、37、31；（2）二级减速传动参数是29、37、37、37、39；（3）行星一级减速传动参数23、28、79；（4）行星二级减速传动参数19、18、65，配置300kW的功率，配合电动机的1470r/min转数。

2 采煤机截割部设计数据的相关分析

2.1 截割部的轴转速

采煤机的截割部，每个轴之间，转速都是按照由高到低的顺序分布的，依次是1～11轴，需要计算出截割部的轴转速。采煤机截割部的轴转速是1470r/min，第二个转轴速度的计算方法是（25/37）×1470=993.24r/min；第三个转轴速度的计算方法是（31/37）×993.24=832.17r/min；以此类推；第11个转轴速度的计算方法是（199.15/4.42）=45.06r/min。

2.2 截割部的轴传递功率

传递功率需根据各个轴的转速设计，如果采煤机截割部使用0.99的齿轮转动频率数值，此时滚动轴承的效率是0.98，离合器传动效率数据是0.97[3]。行星减速器的实际工作效率=0.98，其与二级减速传动参数相乘，得出每个轴的传递功率（P），分别是：P1=300×0.98×0.97=285.18kW；P2=285.18×0.99×0.98=276.68kW；P3=276.68×0.99×0.98=268.44kW；以此类推；P11=226.13×0.99×0.98=228.42kW。

2.3 限矩器与扭矩轴

截割部在采煤机结构中，属于空心轴构成，空心轴的外端，连接了外花键和限矩器，维护输入装置的可靠性。限矩器的输出端，连接了扭矩轴的一段，而扭矩轴的另外一端，穿过了截割部电机的空心轴，直接连接了外部的截割齿轮箱。限矩器不仅参与采煤机截割部的传动过程，同时具有机械过载保护的功能。所以，在采煤机截割部，限矩器和扭矩轴，共同构成机械保护装置，假如外力矩小于限矩器设计的摩擦扭矩时，限矩器就会将动力传送到截割齿轮箱中，保持正常的工作状态，如果外力矩大于限矩器的摩擦扭矩，限矩器与扭矩轴就会立即启动机械过载保护功能，当运行参数正常后，限矩器会自动恢复到常态，促使采煤机截割部保持稳定工作。

在采煤机截割部设计中，扭矩轴起到动力传输的作用，限矩器的输出和截割齿轮箱之间，严格管控截割部的工作方式[4]。外力矩比扭矩轴的抗扭强度低时，选择扭矩轴传送动力，采煤机截割部的电机，在驱动状态下完成操作，预防扭矩扭断的问题。机械过载保护研究设计方面，还要注重电机空转的问题，以免驱动截割机构发生性能问题，在传送动力的状态下，完成过载保护的作用，促使限矩器的动作，在扭矩轴动作之前完成。

3 采煤机截割部设计过程的运用技术

采煤机截割部设计方案及参数控制，还要注重截割部寿命的延长和效率的提高，提出两点科学、高效的技术，在此基础上提高采煤机截割部的设计水平，满足采煤机的运行需求。

3.1 电力牵引技术

电力牵引技术是指在大功率的状态下完成的，其在采煤机截割部设计方面，提高了煤炭开采的安全性水平，同时简化了截割部设计的操作方法，避免浪费人力、物力，扩大截割部设计的经济利益。例如：大功率牵引技术在采煤机截割部设计中，运用多项电机，确保电压达到3000V以上，在交流变频的条件下，完成电压传送，为截割部提供充足的牵引力，保障传送速度可达到规范的标准，保护好截割部装置的配件，维护采煤机系统的稳定性。

3.2 故障检测与控制

故障检测与控制，采煤机截割部长时间处于高效的运行状态，就会潜在很大的故障隐患，采取故障检测的方法，控制故障的发生，保障采煤机处于连续生产的状态，由此降低故障的发生机率。

4 结束语

采煤机截割部设计，是一项非常重要的工作，本身实践性强，规划好设计方案、数据的相关设计，同时落实注意事项，才能把控截割部设计的过程，达到煤矿企业的需求标准，体现出采煤机截割部设计的实践价值。优化采煤机截割部的设计，才能强化采煤机的规范性运用，预防安全或性能问题。

参考文献

[1]兰晓静.基于采煤机截割部的设计分析[J].煤炭技术，2013，04：3-5.

[2]李谨.采煤机截割部扭矩轴的设计及试验研究[D].太原理工大学，2015.

[3]郭光辉.ML360连续采煤机截割部设计及应用[J].煤矿机械，2016，04：97-98.

[4]谢艳红.基于采煤机截割部的设计分析[J].科技致富向导，2015，02：113+197.

作者简介：顾绍纯（1983-），男，吉林省辽源市人，学历：本科，研究方向：采煤机机械设计。