【采矿课件】第一章采煤机械.pptx

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,煤矿机械的使用维护与故障处理,目录,第一章采煤机械,第二章采区运输设备,第三章掘进装载机械,第四章矿井提升设备,第五章矿井排水设备,第六章矿井通风设备,第七章矿井空气压缩设备,第一章采煤机械,第一节概述第二节滚筒式采煤机截割部第三节液压调速牵引部第四节电动部第五节采煤机的附属设备第六节使用和维护第七节6LS电牵引采煤机,

（一）采煤机的类型及主要技术特征,1-1概述,滚筒式采煤机是现在使用最广的采煤机械。

按工作机构,单滚筒采煤机,双滚筒采煤机,按牵引部装配,内牵引采煤机,外牵引采煤机,按牵引部传动,机械牵引采煤机,液压牵引采煤机,电牵引采煤机,按牵引部调速,液压调速,机械调速,电动机调速,

（二）滚筒式采煤机的组成及工作原理,滚筒式采煤机主要由截割部、牵引部、电气装置和辅助装置等四大部分组成,图1-1采煤机组成示意图,挡煤板,螺旋滚筒,摇臂箱,截割部减速箱,电动机,牵引部,牵引链,滑靴,底托架,输送机,（三）液压牵引采煤机和电牵引采煤机的比较,电牵引部采煤机的优点主要表现在以下几方面：

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,液压牵引采煤机是由油泵提供压力油，驱动油马达，再经过几级齿轮减速，传动牵引链轮或无链牵引的传动装置，实现对采煤机的牵引。

液压调速易实现无级调速和自动调速，结构紧凑，过载保护也很简便，所以大多数采煤机均采用液压传动的牵引部。

1-2滚筒式采煤机截割部,采煤机的截割部是由采煤机的工作机构和驱动工作机构的减速器所组成的部件，还包括工作机构的调高机构和挡煤板及其翻转机构。

截割部的作用是破煤和装煤，由图1一1中的挡煤板、螺旋滚筒、摇臂箱和截割部减速箱等部件组成。

一螺旋滚筒,图1-2螺旋滚筒结构图,1截齿；2轮壳；3叶片；4端盘；5筋板；6轴套；7端盖,滚筒的“三个直径”：

滚筒直径通常是指刀尖所在圆的直径D,滚筒的截深,滚筒的螺旋方向和转向,螺旋头数,滚筒转速,截齿：

螺旋滚筒所用的刀具,图1-3扁形（径向）截齿,图14镐形（切向）截齿,1合金刀尖；2刀头；3刀身,齿座齿靴,采煤机截齿,二截割部减速器,图15EDW-170型采煤机总传动系统,1电动机；2齿轮联轴器；3辅助轴；4主油泵；5液压阀组；6油马达；7过轴；8、11齿轮离合器；9主链轮；10齿轮联轴器；12调高泵；13行星轮系杆；14滚筒,1-3液压调速牵引部,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。

一对牵引部的基本要求,传动比大。

牵引力大。

能实现无级调速。

能实现正反向牵引和停止牵引。

有完善可靠的安全保护。

二牵引部的组成及牵引方式,牵引部由传动装置和牵引机构两大部分组成。

三牵引部减速器,图1-6MLS3-170型采煤机牵引部机械传动系统,行星齿轮减速,a、b联轴器；c齿轮离合器；19圆柱齿轮；10、11、12行星齿轮传动；13、14链轮,图1-7MLS3170型采煤机牵引部的液压系统图,1、主回路,2、补油路,3、热交换油路,4、过压保护回路,5、开机和停机回路,6、随动变量机构回路,7、手动调速回路,8、按钮调速回路,9、电动机功率调速回路,10、倒吸控制回路与充油排气回路,1-4电动部,电动部是带动截割部和牵引部工作的动力部分和电气控制部分，包括电动机和电气控制箱。

对采煤机的电动机应要求具有良好的放爆性能，冷却性能、起动性能和过载性能，所以交流驱动的采煤机都采用三相交流隔爆型双鼠笼（或深槽式）电动机，容量较大的还设有水冷装置。

MLS3-170型采煤机，内部装有主电路隔离开关、电动机控制按钮、电动机功率自动调节选择开关的主控制箱、牵引部隔爆箱；三位四通阀隔爆箱；中间控制箱；以及电缆接线箱及右侧控制箱。

1-5采煤机的附属设备,一喷雾灭尘及水冷装置,图1-8喷雾降尘及水冷却系统图,1牵引部；2电动机；3左截割部；4右截割部；5中间箱；6控制箱；7接线箱；8冷却箱；9开关箱；10过滤器；11水分配器；12压力表,二防滑装置,煤矿安全规程第六十九条（三）规定“工作面倾角在15以上时，必须装有可靠的防滑装置”,三辅助液压系统,辅助液压系统的油泵流量一般为10一15升分,采煤机的辅助液压系统，要完成滚筒调高，机身调斜、翻转挡煤板和防滑等动作。

一般由定量油泵、液压千斤顶、换向阀、安全阀、溢流阀和过滤器等组成。

调高千斤顶，调斜千斤顶等，要用液力锁（即液控单向阀组）封闭两腔或一腔，以便把摇臂和采煤机机身保持在一定的位置上。

1-6使用和维护,一采煤机的维护及检查,正确的使用和维护，是充分发挥采煤机使用效果，提高使用可靠性和延长使用寿命的必要条件。

操作者应该严格按照“使用说明书”的规定，使用和维护采煤机。

采煤机的润滑,采煤机的日常检查,采煤机液压系统的维护检查,采煤机降尘、灭火系统的维护检查,二采煤机常见故障分析,表一机械故障诊断排除,表二液压故障诊断排除,表二液压故障诊断排除,表二液压故障诊断排除,表二液压故障诊断排除,表二液压故障诊断排除,表二液压故障诊断排除,表三电气设备故障诊断排除,表三电气设备故障诊断排除,表四冷却喷雾部分故障诊断排除,1-76LS电牵引采煤机,LS系列采煤机是美国久益公司研制的系列产品，在长壁式开采工作面多次创造原煤开采的世界纪录。

目前，6LS采煤机是LS系列采煤机中性能完善、采高范围及装机总功率最大的采煤机，并已在我国使用成功。

一采煤机总体布置,采煤机的适用范围及基本组成,

（1）适用范围6LS采煤机适用于中厚及厚煤层长壁工作面开采，采高范围从1.84.5m，截深0.761.02m，电动机总功率达9701530kw，截割电动机工作电压为3300V，频率为50Hz，双牵引部双轮无链牵引，连续牵引力414617kN。

（2）基本组成6LS采煤机由左、右摇臂截割装置，左、右牵引装置和中间控制箱五大部分组成，如图1-9所示。

图1-96LS采煤机外形图（a）及控制箱（b）,1一左截割电动机；2一右截割电动机；3一右挡煤板液压马达；4一右牵引电动机；5一右液压泵及电动机；6一左液压泵及电动机；7一左牵引电动机；8一左挡煤板液压马达；9一控制箱；10一右挡煤板，11一右液压系统电磁阀组；12一左液压系统电磁阀组；13一左挡煤板；14一高压断路开关；15一牵引断路开关；16一机器上设置的控制开关组；17一指示灯；18一显示屏；19一拖动电缆入口,6LS采煤机的特点,多电机驱动,电牵引调速,截割部整体调高,无底托架联结,配套使用灵活,高电压供电系统,微机控制,手控、遥控,二截割部,6LS采煤机的两个截割部位于机身两端，由截割电动机、摇臂减速器、滚筒、挡煤板以及其它附属组件组成。

电动机通过摇臂减速器驱动滚筒截煤和装煤，由液压系统驱动液压马达来翻转挡煤板，通过调高液压缸来调节摇臂的位置，从而实现截割部整体调高。

（一）截割电动机,6LS采煤机采用多电动机驱动的方式，两端截割部各装有1台JOY16EB5O0J型交流电动机，属于高滑差、高转矩单鼠笼深槽转子电动机。

优点是结构简单，过载能力大，不易闷车；缺点是起动电流大，对电网冲击较大，频繁起动容易过热。

结构特点是采用渐开线花键扭矩轴装置,可以起到机械过载保护的作用。

图1-11JOY16EB500J电动机,1-轴；2-键槽；3、15、16-密封，4、18-轴承，5-支座；6-端盖；7-绝缘衬垫；8-热阻温度计及电阻温度计；9、14-O形圈，10-恒温器；11-电枢转子；12-定子铁芯；13-机身；17-卡环,图1-12截割电动机扭矩轴装置,1-卡环；2-专用垫片；3-电动机轴；4-O形圈；5-扭矩轴；6-密封圈,

（二）截割部（摇臂）减速器,图1-13截割部减速器传动系统,表1-5截割部（摇臂）减速器齿轮数,表1-6电动机转速、总传动比、滚筒转速,截割部（摇臂）减速器特点,6Ls采煤机每个截割部都由独立的电动机驱动。

安装在摇臂壳体中的电动机的主轴与滚筒主轴平行布置。

截割部摇臂减速器的结构紧凑，零件密度大。

可以通过更换减速器中第-级减速齿轮调节总的传动比，从而可改变滚筒的转速。

摇臂回转轴采用滚动轴承，活动间隙小，这样能保证齿轮具有良好的啮合性能。

除尘水由橡胶软管供至贯穿于行星传动机构的空心太阳轮轴和行星架的水管中，由水盒分配至滚筒腔，抗污染能力强，但加工复杂，对水质和密封要求较高。

在截割部机械传动系统中没有离合器，而每个滚筒可由装在机身中间的控制箱中的真空接触器分别控制2台截割电动机的开停，故可不采用机械离合装置。

图1-14电动机安装位置图,1-挡圈；2-O形圈；3-摇臂壳体；4-冷却水腔；5-端盖；6-电动机转子；7-密封；8-扭矩轴，9-A齿轮轴,（三）摇臂,（四）滚筒,6LS采煤机滚筒如图1-15所示,图1-15滚筒安装固定圈,1-滚筒传动轮毂；2、5-螺栓；3-滚筒端盖；4-拔出螺孔；6-防松垫片；7-摇臂,摇臂外形呈L形，摇臂长度为2540mm，摇臂摆角水平向上可达48，水平向下可达13，卧底量为298mm，在其侧面的盖板里布设有液压油路和灭尘水路的橡胶软管。

在摇臂上还装有弧形挡煤板的翻转机构。

图1-16截齿安装图,1-齿坐；2-衬套；3-截齿；4-卡环,滚筒的转速25r/min，截深850mm，直径2286mm，其表面焊有4头螺旋叶片，装煤效果好。

6LS采煤机采用圆锥型截齿，通过截齿套筒安装在齿座上，尾部用卡环固定，拆装简单而且可靠性高，其结构如图1-16所示。

（五）翻转挡煤板机构,6LS采煤机在摇臂两头装有弧形挡煤板。

弧形挡煤板的翻转是通过安装在摇臂壳体上的3个液压马达驱动的，可实现弧形挡煤板翻转360，如图1-17所示。

图1-17挡煤板翻转机构,（六）破碎装置,6LS采煤机上的破碎装置为可选附属设备,四牵引部,6LS采煤机有两个电牵引部，装在机器中间控制箱的左、右两端。

牵引电动机,6LS采煤机左、右两台牵引部中各装有1台电动机，型号为JOY51J11型直流串激水冷隔爆型电动机。

J0Y51Jll电动机主要技术数据如下：

额定电压250V，直流额定功率60HP（马力）,45kw（千瓦）转速1750r/min冷却方式水冷,牵引部减速器,牵引部减速器特点（l）采煤机主体由左、右牵引部和中间控制箱三部分构成，牵引方式采用双牵引部分别驱动的方式，2台牵引电动机分别安装在两端的牵引部。

牵引部箱体既作为牵引部减速器箱体，又作为机器左、右主架的箱体。

（2）牵引驱动机构与牵引部减速器的出轴通过双花键轴相联接，在其内部还包含有-级减速。

（3）减速器中零件密度大，结构紧凑。

箱体盖板设计在机器的侧面，可以从机器的两侧打开牵引部减速器进行检修。

（4）取消了底托架，两端的牵引部减速器作为机器主架箱体。

（5）可以实现多种形式的无链牵引。

（6）可以通过更换第-级减速齿轮组来改变减速器的传动比。

（7）由中间控制箱中的真空接触器控制2台牵引电动机的开停，不用机械离合装置。

图1-18Dynatrac牵引方式的牵引驱动机构,牵引驱动机构,6LS采煤机的无链牵引方式可采用不同的形式，可与Dynatrack、Mastertrack、Mecolink和Ultratrack等四种无链牵引方式配套使用。

当采煤机与不同的无链牵引方式配套时，牵引驱动机构的结构形式是不同的。

图1-19采用Ultratrack型无链牵引方式时设备配套关系图,采煤机的牵引制动装置,牵引制动装置是电磁阀控制的液压摩擦式碟形制动闸，此制动闸是靠弹簧压力实现制动，靠液压系统的油液压力来松闸的。

滑靴,图1-206LS采煤机滑靴及Dynatrac牵引方式,五电气控制系统,采煤机的电气控制主要是对截割、牵引和泵电动机的控制、监测和保护，主要通过微型计算机HOST系统单元来完成。

（一）HOST控制单元,HOST是控制的核心，采用新型的单片微型机结构，其全称为液压输出和SCR（可控硅触发器）单元。

它的功能除控制采煤机的液压功能和牵引电动机的触发电路外，还能完成遥控器解码与检测、电动机过去载温控监测和系统的故障诊断以及紧急停车等。

HOST单元的接口电路如图1-21所示。

（二）6LS电牵引采煤机的方向和调速与保护控制电路,6LS采煤机的牵引电动机为2台串接电动机，由可控硅电路整流和换向。

控制电路如图1-22所示,图1-21HOST的连接图,图1-22SCR系统接线示意图,图1-23牵引速度和方向控制方块原理图,图1-243Ls采煤机牵引力、牵引速度和电流关系曲线,六液压系统,图1-256LS采煤机液压系统图,LS系列采煤机液压系统可分为摇臂调高回路、弧形挡煤板翻转回路、油箱补油回路、灭火控制回路等。

6LS采煤机具有二套各自独立的液压系统，如图1-25所示。

（一）液压系统油路,1摇臂调高油路,2、弧形挡板翻转油路,3、水栅喷雾架移动油路,4、灭火系统控制油路,5动力补油油路,6破碎装置升降控制油路,7制动问控制油路,8水阀的控制油路,

（二）液压油,（三）液压系统故障及其处理方法,

（1）液压油长期没有更换，油液老化，性能降低；

（2）液压油型号和粘度不符合机型要求；（3）渣尘、水锈等混入油液；（4）油箱油位过低或管子破裂使空气进入系统；（5）内泄和外泄；（6）机械调整节不合适或机械结构损坏导致元件失效。

常见的液压故障原因及排除方法见表1-10.,七冷却与供水系统,6LS采煤机上的冷却与供水系统为机器上各个电动机和中间控制箱提供冷却水，并在采煤机截煤工作过程中提供喷雾降尘用水。

在特殊情况下，还为采煤机上的灭火系统提供所需的大量灭火用水。

在机器起动或操作前，保证机器充足的供水是十分必要的。

供水要求,为了使机器得到充分的冷却，在工作时能够有效地降尘和灭火，6LS采煤机要求连续供水量最小为380L/min，而且要求向机器所供的水为清洁的淡水，并需经过200拜m的过滤系统除去水中的悬浮、难溶的杂质。

为了充分有效地冷却和降尘，供水系统水压需达到68OMPa，供水的静压不应超过6.12MPa，否则可能损坏机器元件。

图1-256LS采煤机的冷却与供水系统图,冷却与供水系统,八操作系统,操作机器前的检查,

（1）机器上所有的液压及电力控制器必须位于“关”档或空位。

（2）所有电力线路连接必须接合牢固，机架必须着地。

（3）检查机器的液压油箱及各减速器的油位。

（4）检查供电电压是否符合要求。

（5）检查电动机的接线相位是否正确，以保证正常的运转。

（6）如温度低于-18（0）时，请勿起动机器。

（7）在电动机无水冷时，不能持续开机超过15min，电动机缺水长时运转会严重降低寿命。

（8）检查所有的控制开关及紧急停机开关。

在机器投入生产前，应严格检查所有安全保护设施的功能是否正常。

机器上设置的操作控制部件,图1-26采煤机控制箱上的操作控制部件,遥控器,采煤机遥控器,采煤机的操作及控制,1采煤机的起动,2采煤机位置、速度的调整,3关机,4紧急停机,遥控器控制牵引方向及速度的步骤,九维护及检查,图1-296LS采煤机润滑图,对采煤机进行良好的润滑主要是为了减小磨损、降低温升，同时润滑油液还可起到吸热散热、防锈隔尘的作用,表1-15紧急停机功能,表1-16润滑周期表,机器润滑时请注意以下事项：

1、不要过度注油，给减速器或电动机过度注油可导致温升过高或损坏零件。

2、不要注油不足，减速器或电动机润滑油位低于要求时，将引起温升或零件磨损，减速器应定期检查是否漏油。

3、润滑油脂使用要适量，忽略或延长油脂使用周期将导致零件磨损。

4、请勿滥用润滑油脂，降低润滑油液粘度，或使用劣等油液。

5、应保持排气孔畅通。

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。

（二）采煤机的日常检查,1、每班检查液压油箱的油位。

2、定期检查液压油箱的过滤器，如果过滤器不能有效工作，请勿操作机器。

3、每班检查液压软管及接头是否有漏损、扭结、磨损或松动现象。

4、检查并保证安全阀调定在要求的压力值。

5、保持通气孔畅通、干净。

（三）采煤机液压系统的维护检查,1、保持喷嘴畅通，堵塞的喷嘴会限制各冷却回路水的流量，引起电动机温升过快。

2、为了保证有效地灭尘和冷却，应保证供水有足够的压力和流量。

3、请勿使用含有酸性或腐蚀性物质的水。

4、定期清洗过滤器。

（四）采煤机降尘、灭火系统的维护检查,、采煤机有哪几部分组成？

简述其工作原理。

、影响截齿切割性能的因素有哪些？

、采煤机牵引部的基本要求有哪些？

牵引部减速器的调速方式有哪几种？

、简述防滑装置的工作原理。

、6LS采煤机有哪几部分组成？

、简述对截齿的基本要求？

、试分析MLS3-170型采煤机牵引部液压系统回路。

、试分析采煤机传动齿轮打牙的原因及排除方法。

、试分析采煤机液压系统泵噪音过大的原因及排除方法。

、试分析采煤机摇臂蠕动的原因及排除方法。

1、试分析采煤机液压系统阀和液压缸过度磨损的原因及排除方法。

1、试述滚筒式采煤机的组成部分与各部分的作用。

本章作业,