第五章 采煤机第一节 采煤机概述一、采煤机的类型（一）采煤机的类型采煤机械是进行破煤和装煤的机器，是机械化和综合机械化采煤工作面的主要设备之 一。 目前，煤矿井下广泛使用的采煤机械有两类：滚筒式采煤机和刨煤机。滚筒采煤机是以螺旋滚筒作为工作机构的采煤机械，当滚筒旋转并截入煤壁时，利用 安装在滚筒上的截齿将煤破碎，并通过滚筒上的螺旋叶片将破碎下来的煤装入刮板输送 机。刨煤机是一种采用刨削方式落煤的采煤机械，刨刀刨削煤壁将煤刨落，刨落的煤在刨 头犁形斜面的作用下被装入输送机送出采煤工作面。由于滚筒式采煤机的采高范围大，对各种煤层适应性强，能截割硬煤，并能适应较复 杂的顶底板条件，因而得到了广泛的应用。刨煤机要求的煤层地质条件较严，一般适用于 煤质较软不粘顶板、顶底板较稳定的薄煤层或中厚煤层，故应用范围较窄。但是刨煤机结 构简单，尤其在薄煤层条件下劳动生产率较高。滚筒式采煤机的种类较多，按工作机构的数量可分为单滚筒和双滚筒，前者多用于薄 煤层，后者多用于中、厚煤层；按牵引方式可分为链牵引与无链牵引采煤机；按牵引部位 置可分为内牵引和外牵引；按牵引部动力可分为机械牵引、液压牵引与电牵引；按牵引部 的调速方式可分为液压调速、机械调速和电机调速等。（二）机械化采煤工作面的配套设备 机械化采煤工作面，按照机械化程度来分，可分为普通机械化工作面（简称普采）和 综合机械化工作面（简称综采）。普采工作面的主要配套设备有采煤机（或刨煤机）、刮板输送机、桥式转载机（或刮 板输送机）、可伸缩带式输送机、金属摩擦支柱或单体液压支柱与金属铰接顶梁、乳化液 泵站喷雾泵站、移动变电站、各种开关、控制台（刨煤机工作面用）及通讯信号装置等。综采工作面成套设备主要由采煤机、刮板输送机、液压支架、桥式转载机、可伸缩带 式输送机、乳化液泵站与移动变电站、开关以及控制、通讯和照明系统等组成，必要时还 需配有液压安全绞车及电站、小水泵等辅助设备。二、滚筒采煤机的组成及工作原理（一）滚筒采煤机的组成滚筒采煤机的种类很多，结构也较复杂，但其基本部件大致相同，均由电动机及其电 气设备、牵引部、截割部和附属装置等四部分组成。下面以图5-1所示的双滚筒采煤机说明其组成。图5-1双滚筒采煤机1 电动机；2牵引部；3牵引链；4截割部减速器；5摇臂；6滚筒；7弧形挡煤板；8底托架；9滑靴；10调高油缸；11调斜油缸；12拖缆装置；13 电气控制箱1.电动机及其电气设备电动机及其电气设备主要包括电动机1和电气控制箱13。电动机1是采煤机的动力部分， 它通过两端出轴驱动滚筒和牵引部。电动机为防爆型鼠笼式。电气控制箱3内装有各种电 控元件，以实现各种控制及电气保护。2牵引部牵引部的作用是带动采煤机在工作面作往复移动，以实现采煤机的连续割煤和装煤。 牵引部主要包括牵引部减速器和牵引机构。牵引部2通过其主动链轮与固定在工作面两端 的牵引链3相啮合，使采煤机沿工作面移动。牵引机构可分为有链牵引和无链牵引两类。3. 截割部截割部的作用是向螺旋滚筒传递截割功率。截割部主要包括截割部减速器4和螺旋滚筒 6。左右截割部减速箱4将电动机的动力经齿轮减速传到摇臂5的齿轮，以驱动滚筒6。滚筒 6是采煤机直接进行落煤和装煤的机构，称为采煤机的工作机构。滚筒上焊有端盘及螺旋 叶片，其上装有截煤用的截齿，由螺旋叶片将落下的煤装到刮板输送机中。为了提高螺旋 滚筒的装煤效果，滚筒侧装有弧形挡煤板7,它可以根据不同的采煤方向来回翻转180。4. 附属装置附属装置主要包括挡煤板7、底托架8、电缆拖移装置12、供水喷雾冷却装置以及调高、 调斜等装置。底托架8用来固定整个采煤机，并经其下部的四个滑靴9使采煤机骑在刮板输 送机的槽帮上。采空区侧两个滑靴套在输迭机的导向管上，以保证采煤机的可靠导向。底 托架内的调高油缸10用来使摇臂升降，以调整采煤机的采高。调斜油缸11用来调整采煤机 的横向倾斜度，以适应煤层沿走向起伏不平时的割煤要求。采煤机的电缆和供水管靠拖缆 装置12夹持，并由采煤机拖着在工作面输送机的电缆槽中移动。为降低电动机和牵引部的 温度，采煤机还设有专门的供水系统和内、外喷雾系统。(二)滚筒采煤机的工作原理单滚筒采煤机的滚筒一般位于采煤机下端，以使滚筒割落下的煤不经机身下部运走， 从而可降低采煤机机面(由底板到电动机上表面)高度。单滚筒采煤机上行工作时，如图 5-2 (a)所示，滚筒割顶部煤并把落下的煤装入刮板输送机，同时跟机悬挂铰接顶梁，割 完工作面全长后，将弧形挡煤板翻转180接着，机器下行工作，如图5-2 (b)所示，滚 筒割底部煤及装煤，并随之推移工作面输送机。这种采煤机沿工作面往返一次进一刀的采 煤法叫单向采煤法。双滚筒采煤机工作时，如图5-2 (c)所示，前滚筒割顶部煤，后滚筒割底部煤。因此 双滚筒采煤机沿工作面牵引一次，可以进一刀；返回时又可以进一刀，即采煤机往返一次 进二刀，这种米煤法称为双向米煤法。图5-2滚筒采煤机的工作原理(三) 滚筒的旋转方向采煤机滚筒的旋转方向的确定原则是有利于装煤和机器的稳定性。为了输送机推运煤，滚筒的旋转方向必须与滚筒的螺旋线方向一致。对逆时针(站在 采空区侧看滚筒)旋转的滚筒，叶片应为左旋；顺时针旋转的滚筒，叶片应为右旋。即符 合“左转左旋，右转右旋”的规律。对于单滚筒采煤机，使用在左工作面的滚筒，应顺时针旋转，使用右旋滚筒，如图5-3 (a)所示(图中B表示煤流方向)。使用在右工作面的滚筒，应逆时针旋转，使用左旋滚 筒，如图5-3 (b)所示。余引方向牵引方何 A图5-3单滚筒采煤机滚筒叶片的旋向与转向a左工作面；b右工作面对于双滚筒采煤机，为了保证采煤机的工作稳定性，双滚筒采煤机两个滚筒的旋转方 向应相反，以使两个滚筒受的截割阻力相互抵消，因此，两个滚筒必须具有不同的螺旋方 向。两个转向相反的滚筒有两种布置方式：一是前顺后逆，如图5-4 (a)所示。采用这种 方式，采煤机的工作稳定性较好，但滚筒易将煤甩出打伤司机，且煤尘较大，影响司机正 常操作。二是前逆后顺，如图5-4 (b)所示。采用这种方式，采煤机的工作稳定性较差， 易振动，但装煤效果好，煤尘少。对机身较重的采煤机，机器振动影响不大。因此，大部 分采煤机都采用“前逆后顺”的方式，即左滚筒为左旋叶片，逆时针旋转；右滚筒为右旋 叶片，顺时针旋转。(a)(b)图5-4双滚筒采煤机的转向 a前顺后逆；b前逆后顺第二节DY150 （100）型采煤机、概述（一）结构与适用范围图5-5为DY-150型单滚筒采煤机的总体机构示意图。它主要由牵引部6,电动机与电 控装置5,内、外喷雾装置4,截割部减速器3、摇臂12、滚筒2、弧形挡煤板1、调高油 缸9、紧链装置11、电缆架7和底托架8等组成。图5-5 DY-150采煤机总体结构示意图1-弧形挡煤板；2-滚筒；3-截割部减速器；4-内、外喷雾装置；5-电动机与电控装置;6-牵引部；7-电缆架；8-底托架；9-调高油缸；10-圆环链；11-紧链装置；12-摇臂DY-150 （100）型采煤机适用于开采厚度1.32.5m、煤质中硬或中硬以上（f=23） 的缓倾斜煤层。它的型号含义是：D表示单滚筒采煤机；Y表示牵引部为全液压传动；150（100）表示电动机功率为150（100）kw。（二）主要技术特征生产能力：（滚筒直径1.25m、截深lm、牵引速度4m/min时）（t/h）390牵引速度（m/min）0 8.2最大牵引力（KN）120KN牵引链规格（mm）22X86截深（m）0.6 1滚筒直径（m）1.25； 1.4电动机JDMB-150s(100s)型号长时功率（Kw）工作电压（V）转速（r/min）主油泵型号理论流量（L/min）工作压力（Mpa）液压马达型式排量（L/r）扭矩（Nm）转速（r/min）最大外形尺寸（mm）机器重量（t）二、DYI50 （100）型采煤机的传动系统6601465MXB-63型轴向柱塞式变量泵10413NJM-10W低速大转矩内曲线油马达101810010r/min4046X972X107012.5DYl50型采煤机的机械传动系统如图5-6所示。图5-6 DY-150型采煤机传动系统截割部采用四级齿轮减速，除第一级为锥齿轮传动外，其它均为圆柱齿轮传动；通过 齿轮z4与z5的啮合或脱开可控制截煤滚筒的转动或停止。惰轮z5的作用是加大轴距，惰 轮勺0、z11用于加长摇臂。锥齿轮z13、z14是操纵离合器用的。截煤滚筒的传动路线如下：电动机一齿轮联轴器Z、Z5 锥齿轮Z2、Z3 圆柱齿轮Z4、Z5、Z6 圆柱齿轮Z7、Z8 圆柱齿轮Z9、Z0、Z、Z2f截煤滚筒。电动机右端输出轴借齿轮传动带动主油泵、辅助泵和调高泵工作，通过全液压传动带 动主链轮，而使采煤机获得牵引。主链轮的传动路线：电动机一齿轮联轴器Z17、Z16、Z18 圆柱齿轮Z19、Z21 液压传动主油泵一油马达一主 链轮。辅助泵和调高泵的传动路线:电动机一齿轮联轴器Z17、Z16、Z18 齿轮Zef齿轮Z19、Z20f辅助泵；Z21f Z22、Z23fZ24、Z25f调高泵。三、DYI50 (100)型采煤机牵引部液压系统DY150 (100)型采煤机液压系统由主油路系统、调速系统、保护系统和管路系统组成, 如图5-7所示。(一)主油路系统1. 主油路主油路由主油泵17和油马达12组成。改变主油泵(斜盘式轴向柱塞泵)斜盘的倾斜 方向和倾斜角度时，即改变了压力油的方向和流量的大小，从而改变油马达的旋转方向和 旋转速度。图5-7 DY150 (100)型采煤机液压系统1调速回零机构；2三位三通电磁阀；3粗过滤器；4真空表；5辅助泵；6精过滤器；7低压表；8手压泵；9水压阀；10高压表；11高压安全阀;12油马达；13溢流阀；14冷却器；15梭形阀；16卸载阀；17主油泵；18、18、19、20、21、22、22、23、23单向阀；24变量油缸;25随动阀；26杠杆；27调速套；28螺旋副；29调速换向手轮2. 补油路和热交换油路在主油泵17和油马达12组成的闭式回路中，会产生泄漏和发热。为了补偿油液的漏损， 防止油泵吸空和改善系统的散热条件，系统中设置了补油和热交换油路。补油路的作用是:把冷油补充到系统的低压油路中去，补偿主回路系统的泄漏损失；使 主液压泵的吸油口有一定的供油压力；保证液压马达回路具有一定的压力（称背压），使 液压马达工作平稳。热交换油路的作用是:对系统进行冷热油交换，以免油温超过允许值（75C），使整个 系统的工作条件恶化，导致液压件和密封件的损坏。补油路由辅助泵5、精过滤器6、单向阀18 （18）等组成。辅助泵5至油池经粗过滤器3 和单向阀22（22）吸油，经单向阀23（23）和精滤油器6排油。由4个单向阀组成的整流 回路，使辅助泵转动方向改变时，其对油路的吸排油方向不变。辅助泵排出的压力油经单 向阀18（18）向主油路低压侧补充冷油，以供补偿泄漏和热交换之用。辅助泵排出的油除 了补油外，多余的油液经单向阀19、滥流阀13和冷却器14回到油池。热交换油路由梭形阀15与溢流阀13组成。当采煤机工作时，主回路的高、低压油同时 进入梭形阀15的上、下腔，因压力差使阀芯移向低压侧，可使马达排出的部分热油经梭形