刨煤机

刨煤机刨煤机以刨头为工作机构，采用刨削方式破煤。刨煤机的截深较浅(30～120mm)，充分利用煤层的压张效应，刨削力及单位能耗小；牵引速度大(20～40m/min，快速刨煤机150m/min)；刨煤块度大(平均切屑断面积为70～80cm2)，煤尘少；结构简单、可靠，刨头高度低(约300mm)，实现薄煤层、极薄煤层的机械化采煤；工人不必跟机操作，可在顺槽内进行控制。刨煤机缺点：对地质条件的适应性不如滚筒式采煤机，调高不易实现，开采硬煤层比较困难，刨头与输送机和底板的摩擦阻力大，电动机功率利用率低。按刨头工作原理分动力刨煤机和静力刨煤机。动力刨煤机：刨头除受刨链牵引力外，还带有破煤原动力的刨煤机。如刨头带有高压水破煤功能的刨煤机、刨头带动力冲击破煤功能的刨煤机等。动力刨煤机刨头本身带有破煤原动力，结构复杂，未推广使用。静力刨煤机：刨头本身不带动力，单纯凭刨链牵引力工作的刨煤机。结构比较简单刨煤机1-刨链；2-导链架；3-推移液压缸；4-刨头驱动装置；5-输送机；6-刨头静力刨煤机由输送机两端的刨头驱动装置(电动机、液力偶合器和减速器组成)，使固定在刨头上的刨链运行，拖动刨头在工作面往返移动。刨头利用刨刀从煤壁落煤，同时利用犁面把刨落的煤装进输送机。推移液压缸向煤壁推移输送机和刨头。第一节刨煤机工作原理在输送机两端设防滑梁。输送机机头和机尾槽底面上的弧形铁支在防滑梁上侧，用支柱把防滑梁锚固，防止刨煤机下滑。工作面推进一段距离后，把机头和机尾槽用支柱锚固就可以推移防滑梁。刨煤机组成：刨煤部、输送部、液压推进系统、喷雾降尘系统、电气系统和辅助装置等。第一节刨煤机工作原理刨煤部是刨削煤壁进行破煤和装煤的刨煤机部件，由刨头驱动装置、刨头、刨链和附属装置组成。刨头驱动装置组成：电动机、液力偶合器、减速器等。电动机有单速和双速。双速电动机使用在刨头高速运行，需要慢速起动和停止的刨煤机；液力偶合器安装在电动机和减速器之间，改善起动性能，吸收冲击和振动，起到过载保护作用；减速器有展开式和行星式两种。展开式减速器常用于平行布置方式，行星式减速器用于垂直布置方式；第一节刨煤机工作原理刨头有单刨头和双刨头。刨头通过接链座与刨链相联，形成封闭工作链。第一节刨煤机工作原理刨链由圆环链、接链环和转链环组成，用来牵引刨头。根据刨煤功率不同，圆环链采用不同的直径规格。接链环是两段圆环链之间的联接件，要求便于装拆。转链环安装在刨头的两端，防止圆环链出现拧麻花。第一节刨煤机工作原理辅助装置有导链架(或滑架)、过载保护装置和缓冲器等。导链架(或滑架)用于刨链的导向，使形成闭环的上链和下链分别位于导链架(或滑架)的上下链槽内，以免外露伤人和互相干涉。拖钩刨煤机和滑行拖钩刨煤机使用置于采空侧的导链架，滑行刨煤机使用置于煤壁侧的滑架，滑架还供刨头导向滑行。过载保护装置设在刨煤部传动系统内，能在过载时自动使外载荷释放或者保持在限定的水平，以免元部件遭受损坏。过载保护装置有剪切销、多摩擦片、差动行星电液系统等结构形式。缓冲器装在刨煤机的两端，是刨头越程时吸收冲击能量的装置，有气液缓冲式、弹簧缓冲式等结构形式。第一节刨煤机工作原理输送部将刨头破落下来的煤运出工作面。由两套驱动装置(机头和机尾各一套)、机架、过渡槽、中部槽、联接槽和刮板链等组成。机架的一侧安装刨头驱动装置，另一侧安装输送部驱动装置，组成刨煤机的机头和机尾。刨头驱动装置安装在机架上有固定式和滑槽式两种。滑槽式是在机架侧有滑槽，刨头驱动装置可在机架上滑移并利用液压缸将刨链拉紧。固定式则无此功能。第一节刨煤机工作原理液压推进系统用于普采工作面。当刨头通过后逐段推进刨煤机，使刨头在下一个行程获得新的刨削深度，同时承受煤壁对刨头的反力。主要包括乳化液泵站、推进缸、阀组、管路和撑柱等。综采工作面由液压支架的推移系统实现刨煤机的推进，不再需要单独的液压推进系统。第一节刨煤机工作原理液压推进系统控制方式有定距和定压控制两种。拖钩刨煤机一般采用定距控制，即推进缸以恒定的步距将刨煤机推向煤壁。滑行刨煤机和滑行拖钩刨煤机一般采用定压控制，即推进缸以恒定的压力将刨煤机推向煤壁。近年来也有采用定距控制的趋势。喷雾降尘系统沿工作面安装，能适时喷出水雾进行降尘。主要包括喷雾泵、控制阀组、喷嘴等元部件。控制方式有沿工作面定点人工控制和根据刨头在工作面的位置由电磁阀自动控制两种方式。第一节刨煤机工作原理刨煤机电气系统功能：①刨煤部电动机双机或单机运行控制；②输送部电动机双机或单机运行控制；③乳化液泵站运行控制；④喷雾泵运行控制；⑤工作面随时停机控制；⑥缓冲器动作断电保护；⑦刨头终端限位停机；⑧司机与工作面主要工作点通话；⑨刨头在工作面的位置显示；⑩刨煤部电动机和输送部电动机相电流显示。第一节刨煤机工作原理辅助装置包括防滑装置、刨头调向装置和紧链装置。防滑装置是刨煤机用于倾斜煤层时，为防止在刨头上行刨煤时出现整机下滑现象而设置的。有防滑梁防滑装置、机尾吊挂式防滑装置等结构形式。刨头调向装置是在刨煤机刨煤过程中出现上飘或下扎现象时，为调整刨头向煤壁前倾或后仰而设置的。早期刨煤机一般通过改变推进缸作用力点的位置来实现刨头调向，现代用于综采工作面的刨煤机通常设置调向液压缸，依靠活塞杆的伸出和收缩，通过转换机构，达到刨头调向的目的。紧链装置用于刨煤机的紧链。刨煤部的刨链和输送部的刮板链都需要有一定的预紧力才能保证正常工作，可以分别通过操作紧链器来获得。刨煤机的紧链装置有抱闸式、闸盘式、液力控制等结构形式。第二节刨头结构刨头是用来破煤和装煤的刨煤机工作机构。刨头由刨链曳引，以输送部的中部槽(拖钩刨煤机和滑行拖钩刨煤机)或以滑架(滑行刨煤机)为导轨沿煤壁往返运动，并由安装在刨头上的刨刀刨削煤壁。刨落下来的煤经刨体上的犁形斜面装入刨煤机输送部。刨头性能：刨刀排列合理，更换方便；底刀能够调节，刨深可调；刨头高度能方便地进行调整；装煤阻力小，效果好；工作稳定性好。第二节刨头结构静力刨煤机按刨头的导向方式分拖钩刨煤机、滑行刨煤机和滑行拖钩刨煤机。(1)拖钩刨煤机刨头以输送部中部槽为导轨，刨链通过在工作面底板上滑行的拖板拖动刨头工作。1-刨头；2-拖板；3-输送机溜槽；4-牵引链；5-导链架；6-护罩第二节刨头结构刨头运行时，拖板迫使输送机溜槽上下游动，又因刨体宽度B远大于刨刀的刨削深度h，输送机又可弯曲，刨头运行时也使输送机溜槽侧向游动→加剧摩擦和磨损，易引起刨煤机下滑，煤壁不易保持平直，可能挤坏电缆和附设在溜槽上的部件。拖钩刨只有约1/3左右的装机功率用于刨煤和装煤。底板较软时，刨头容易陷入底板。因此，拖钩刨多在煤层地质构造简单、底板较硬的煤层使用。h第二节刨头结构(2)滑行刨煤机刨头以滑架为导轨，刨链在滑架内拖动刨头工作。1-滑行架；2-加高块；3-输送机；4-平衡架；5-导轨；6-顶刀座；7-刨链；8-挡煤板运行时摩擦阻力小，刨深易于控制，对软及破碎底板适应能力较强。但刨链位于煤壁侧滑架的链槽内(前牵引方式)，维修不方便，结构上增加安装在输送部煤壁侧的滑架，使控顶距离和刨头的最低高度有所增加。刨头高度较高时，安装支撑门架以增加运行时的稳定性。第二节刨头结构(3)滑行拖钩刨煤机刨头以输送部中部槽为导轨，刨链通过在底滑板上滑行的拖板拖动刨头工作。刨头以输送部中部槽为导轨，刨链通过在底滑板上滑行的拖板拖动刨头工作1-刨头；2-牵引链；3-拖板；4-推移液压缸；5-底滑板；6-调高千斤顶第二节刨头结构刨头按数量分单刨头和双刨头两种。单刨头结构左右对称，刨煤时，刨头的一次推进量即为刨刀的刨深，刨刀受力较大，但刨头长度短、结构紧凑，功率消耗比较小。第二节刨头结构双刨头由两个单刨头组成，彼此用联接件相联，每个刨头左右不完全对称，刨煤时，刨头的一次推进量以两个较小的刨深分配给两个刨头，使每把刨刀的受力减小。双刨头运行的稳定性较好，一般在大功率刨煤机上采用，刨削硬度较大的煤层。第三节刨煤机参数一、生产率1．刨头生产率QB=3600HhvBρt/hH——截割高度，m；h——截深，m；vB——刨头运行速度，m/s；ρ——煤的实体密度，t/m3。2．配套输送机的生产率刨头上、下行刨煤时，相对输送机刮板链的速度不同。上行时，相对速度大，溜槽中煤的装载截面积小；下行时，相对速度小，溜槽中煤的装载截面积大。在选择输送机时，考虑刨头下行时输送机不致超载，上行时不致欠载太多。对于普通刨煤法(刨速小于输送机链速的刨煤法)，刨头生产率QB确定后，要求输送机的生产率Qs应满足vs——刮板输送机链速，m/s。上行时，分母中取正号；下行时，取负号。输送机生产率Qs=3600Fψvsρst/hF——输送机装载截面积，m2；ψ——输送机装满系数；ρs——煤的松散密度，t/m3。第三节刨煤机参数输送机单位长度的装载量q=Fψρst/mQB=3600HhvBρt/m输送机单位长度的装载量不均匀，①随上、下行不同，②随比值vs/vB变化。第三节刨煤机参数第三节刨煤机参数二、刨速和链速刨速和链速是决定刨煤机生产率及装载量的重要参数。实际采用刨速在0.4～2.0m/s范围内。按刨削速度与刮板链速度之间的关系刨煤方法分：普通刨煤法、超速刨煤法、双速刨煤法。1．普通刨煤法刨速小于链速(vBvs)的刨煤法。可实现重复装煤，即输送机上某一点在刨头往返运行中可以装载2～3次。若合理选择截深和速度比，就可以使输送机均匀满载，提高产量。超速刨煤法分双向刨煤和单向刨煤两种。(1)超速双向刨煤刨头上、下行都刨煤。(2)超速单向刨煤上行时刨煤，下行时刨头高速空回。当回到机头时，输送机正好把煤卸完，始下一工作行程。刨速为链速的两倍，vB=2vs。第三节刨煤机参数3．双速刨煤法介于普通刨煤法和超速刨煤法之间，刨头有两种速度：上行时，vB>vs(超速刨煤法)；下行时，vB