采煤机工作原理与操作(张风春).doc

主讲人
张风春

肥矿技师学院
18753879948
课
题

采煤机司机知识与操作技能
课
型
新
学时

教学目的
及要求
掌握采煤机司机知识与操作技能
教学重点
采煤机的操作与作用
教学难点
采煤机的操作与作用
教法
讲授
教具
投影仪
教 学 内 容
复习提问：

新课：

一、采煤机概述
采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的的大型复杂系统，工作环境恶劣，如果出现故障将会导致整个采煤工作面的中断，造成巨大的经济损失。随着煤炭行业的发展，采煤机的功能越来越多，其自身的结构、组成愈加复杂，因此发生故障的原因也随之复杂。
采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。机械化采煤可以减轻体力劳动，提高安全性，达到高产量、高效率、低消耗的目的。采煤机分为锯削式、刨削式、钻削式和铣削式四种。
锯削式采煤机
即截煤机，靠安装在循环运动的截链上的截齿深入煤壁截煤
刨削式采煤机
即刨煤机，靠刨刀的往复运动刨削破煤。
钻削式采煤机
靠钻头边缘的刀齿钻入煤体，由钻头中部的破煤刀齿将中部的煤体破碎。
铣削式采煤机
靠滚筒上的截齿旋转铣削破煤。20世纪初开始应用截煤机；40年代出现了深截 式联合采煤机；50年代初期出现了浅截式滚筒采煤机，生产能力和对顶板的适应性都有很大提高，60年代研制成双滚筒采煤机，使生产情况得到进一步改善。中国在1949年以前很少用机械采煤。50年代开始使用截煤机和深截式联合采煤 机，60年代开始使用浅截式滚筒采煤机，70年代初在一些矿区开始使用浅截式双滚筒采煤机，机采产量不断提高。70年代以来，采煤机 不断改进,如采用大功率水冷电机来提高生产能力,开采厚度较大的坚硬煤层；采用粗齿滚筒提高块煤率；采用无链牵引减少机械事故并适应长工作面多台采煤机同时作业等。
截煤机机械化掏槽的机器，用以增加爆破自由面，提高爆破效率，有圆盘式、截杆式和截链式三种。钢丝绳两端分别固定在锚柱和截煤机的绳筒上。工作时绳筒转动，将截煤机拉向前进，速度为0.25～1.1m/min。牵引钢丝绳长25m，每前进20～25m需移置锚柱。截煤机不能直接落煤，在工作面上需增加爆破落煤的工序，已被滚筒采煤机代替。
滚筒采煤机
一种铣削式浅截深采煤机，由截割部分、牵引部分和动力部分组 成。截割部分包括工作机构和减速器，牵引部分包括行走机构（链轮、牵引链及其拉紧装置）和液压传动装置，动力部分包括电动机和电气控制箱。另外，还有辅助装置，包括底托架、电缆架、喷雾装置和信号照明等设备。滚筒采煤机适于在煤层厚度变化小、无夹石、地质构造简单、煤层倾角 15°以下、顶板易于管理的条件下使用。倾角较大时，需装防滑装置。滚筒采煤机骑在可弯曲刮板输送机上工作，沿工作面往返运行。螺旋式滚筒上装有按一定规律排列的截齿。滚筒转动时，截齿按一定顺序在煤体上先后截出很多沟槽，使沟槽之间的煤体破落，通过滚筒旋叶和弧形挡煤板装入输送机。滚筒直径为测量到截齿齿尖的截割直径，各制造厂有各种不同的系列，根据采高选定。滚筒宽度相当于截深，有0.6、0.8、1.0、1.2m等几种规格。
　滚筒采煤机分单滚筒和双滚筒两种：

单滚筒采煤机
　　进刀方式有三种：①先进刀后移机头，一般采用斜切进刀，这种方式简单易行，但进刀时间长；②先移机头后进刀，能充分利用工时，但开缺口工作量大；③进刀同时移机头，进刀简单，时间短，但需强力推移输送机的设备。 　　割煤方式有两种：①单向采煤，采煤机上行进一刀割煤，下行装煤。优点是能充分利用机器装煤，效率高，但工作面割一刀时间长，顶板悬露时间长，一般适用于顶板稳定、采高较大、装余煤量大的煤层。②双向采煤，往返各进一刀。优点是能提高工时利用率，工作面生产能力大，支护顶板及时，工序紧凑，但采高大时清浮煤工作量大。

双滚筒采煤机
　　一次采全厚，采煤机两端各有一个滚筒。前滚筒在上割顶煤，后滚筒在下割底煤。两滚筒一般相背旋转，司机左侧滚筒用左螺旋，司机右侧滚筒用右螺旋。也可相向旋转，司机左侧滚筒用右螺旋，司机右侧滚筒用左螺旋。一般采用双向采煤，先进刀后移机头的斜切进刀方式；也可采用进刀同时移机头的正切进刀方式。
刨煤机
　一种刨削式浅截深采煤机。刨煤机有两种：①动力刨煤机，靠刨刀对煤体冲击破煤，存在问题较多，至今仍在研究中；②静力刨煤机，靠刨刀对煤体静压力破煤，分拖钩式、刮斗式和滑行式三种。中国目前多用拖钩式刨煤机，习称煤刨，由安装刀架的刨体和左右撑板组成，刨刀对称地分布在刨体上。为保证刨煤时煤刨稳定，应将煤刨底盘压在输送机溜槽下面。煤刨用锚链牵引，沿工作面往复运动落煤,一次刨深50～125mm。刨速大于输送机链速的刨煤机，叫快速刨煤机。刨煤机宜用于顶底板稳定、煤质较软、地质构造简单的薄煤层和中厚煤层。

采煤机型号的定义
二、采煤机主要组成及工作原理
1采煤机结构
采煤机主要由左、右摇臂，左、右滚筒，左、右牵引机构，电控箱，液压系统，电气系统，冷却喷雾系统，辅助装置，各部位电机等部件组成。
2采煤机工作原理及主要结构
采煤机由老塘侧的两个导向滑靴和煤壁侧的两个平滑靴分别支承在工作面刮板运输机销轨和铲煤板上。当行走机构的驱动轮转动时，驱动齿轨轮转动，齿轨轮与销轨啮合，采煤机便沿运输机正向或反向牵引移动，滚筒旋转进行落煤和装煤，沿工作面长截割一刀即进尺一个截深。
采煤机由左、 右牵引部, 电控箱，液压泵箱四段组成主机身，该四段主要采用対节螺栓或液压拉杠联结，无底托架，机身两端铰接左右摇臂并通调高油缸铰接。两个行走箱左右对称布置在牵引部的老塘侧，由两台电机分别经左右牵引部减速箱驱动实现双向牵引。采用销轨式牵引系统，导向滑靴和齿轨轮中心重合骑在运输机销轨上，可保证采煤机不掉道，同时保证齿轨轮和销轨柱销有良好的啮合性能。

机身中段为电控箱机壳， 由变压器组件、两个变频器组件等电气元件分别从机壳上面或老唐侧装入机壳。
液压油箱为一独立的部件，从老唐侧装入电控箱机壳左端部。
摇臂采用弯臂或直臂结构形式，左、右摇臂输出端采用方形出轴与滚筒联接。滚筒直径规格可根据煤层厚度选取。滚筒叶片和端盘上装有截齿，滚筒旋转时靠截齿落煤，再通过螺旋叶片将煤输送到工作面刮板运输机上。
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按钮进行，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、牵引调速换向操作，采煤机两端和无线遥控均可进行停机、牵引调速换向和滚筒的调高操作。

牵引机构
1概述
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机构。左、右两个牵引部内各有一台用于采煤机牵引的交流电机，其它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，驱动轮驱动齿轨轮，使采煤机沿工作面移动。
左右两个牵引部和行走箱内部传动元、组件完全相同。
2主要结构
牵引部由机壳、牵引电机、液压制动器、电机齿轮轴、惰轮组、牵引轴、中心齿轮组、行星减速器及油位标尺等主要零部件组成

左右行走机构由壳体、驱动轮、花键轴、齿轨轮组、导向滑靴等组成。
液压制动器
工作原理
液压制动器是采煤机的安全防滑装置，是一种弹簧加载液压释放式制动器，由液压系统控制油路供油松闸，切断控制油时，在弹簧力的作用下进入抱闸状态，此时弹簧借助活塞将装在外壳上的摩擦片与装在电机齿轮轴上可轴向滑动的内摩擦片压紧，产生摩擦力矩，机器被制动。外壳、缸体和盖用螺钉固定在一起。液压制动器由螺钉固定在牵引部机壳上。液压油经孔进入缸体内。当采煤机牵引速度回到零或电气控制发出制动信号时，制动先导电磁阀断电复位，制动器内的压力油经液控换向阀回油池，制动器处于制动状态，采煤机也就刹车了。

机械释放（松闸）
若液压系统发生故障或检修拆卸时，液压制动器可用机械方
式释放：即把螺钉卸下，用螺钉旋进活塞的螺孔中，完全旋紧后，活塞被提起，制动器即释放。
使用时注意：当工作面倾角＜15°时，建议在使用最好用螺钉将制动器提起，使制动器处于松闸状态，以消除经常性制动发热及摩擦片磨损消耗。
拆卸：
先将液压制动器用机械释放，然后松开螺钉，卸下盖、缸体、活塞。
更换新摩擦片时，首先安装外摩擦片，而后将内摩擦片安装在马达齿轮轴上，就这样交替安装，直至装完。
更换密封圈时，要注意必须首先释放弹簧的预压力，其操作方法：用力压紧盖，松开压盖螺钉，将弹簧预压力缓慢释放后，卸下弹簧，再继续进行拆卸。

维护：
液压制动器能够自动调整。如果油压较高或操作频繁，活塞密封处可能发生少量漏油现象。
液压制动器每周检查一次。卸下底部的螺钉，如有漏损，则说明活塞密封损坏，必须更换。
事故处理：
磨损检测：
新液压制动器的间隙为2.65mm，使用一段时间后，其极限间隙达到6mm，应及时更换新片。
检测磨损时，必须卸下螺钉，把一个螺纹销拧紧活塞中，以便进行测量。用深度尺分别测量液压制动器表面至螺纹销端部的释放和制动状态下的距离，两者之差，即为摩擦片的间隙。测完后取出螺纹销，装上螺钉。
截割机构

1．概述
截割机构由左右摇臂、左右滚筒组成，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。左、右摇臂内各装有一台截割电机，其动力通过减速器和行星减速传给出头法兰驱动滚筒旋转。
摇臂减速箱设有离合装置、冷却润滑装置、喷雾降尘装置等。
摇臂减速箱为整体，除机壳外，其余零件左、右通用。左右摇臂减速箱壳体与左右牵引部机壳铰接，左右摇臂的小支臂与左右调高油缸铰接，通过调高油缸实现摇臂的升降。摇臂和滚筒之间采用方榫联接。
由于截割电机横向布置，省略了伞齿轮传动，结构简单，制造工艺性好，有利于提高制造质量，安装维护方便，使可靠性和生产能力相应大大提高。

2截割机构的机械传动
（1）传动系统
截割电机空心轴通过扭矩轴花键与一轴轴齿轮联接，将动力传入摇臂减速箱，再通过直齿轮传递到行星减速器，行星减速器行星架出轴渐开线花键与方法兰联接驱动滚筒。
（2）主要结构
截割机构主要由截割电机、 摇臂减速箱、滚筒等组成，机构内设有冷却系统，内喷雾等装置。截割电机直接安装在摇臂箱体内，机械减速部分全部集中在摇臂箱体及行星机构内。摇臂通过销轴与牵引部机壳铰接，其小支臂与安装在牵引部上的调高油缸之活塞杆铰接，通过油缸的伸缩，实现截割滚筒的升降。
.截割电机
截割电机为矿用隔爆型三相交流异步电动机。可用于环境温

度小≤40°，有甲烷或煤尘爆炸危险的采煤工作面，卧式安装在摇臂减速箱上，中间空心轴，由内花键与细长扭矩轴相联，外壳水套冷却。
安装时，注意电机冷却水口与摇臂壳体相对，接线盒为左右对称结构，使左右截割电机通用，接线喇叭口可以改变方向，方便电缆接入。拆卸时，可利用电机联接法兰上的顶丝孔顶出，从老唐侧抽出，拆装方便。
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，当电机长时间运行停机后，不要马上关闭冷却水。发现有异常声响时，应立即停机检查。
摇臂减速箱
摇臂减速箱主要由壳体、一轴、减速惰轮组、直齿轮、中心齿轮组、行星减速器、中心水路、离合器等组成。截割电机出轴（扭矩轴）外花键与摇臂减速箱一轴轴齿轮内花键联接。在截割电机尾部设有齿轮离合器，可使摇臂的传动接通或断开。离合器为推拉式，由人工操作。由于摇臂工作时一般都不呈水平状态，而采用的是飞溅润滑方式，为了使行星头中

有足够的润滑油，所以将摇臂分为两个润滑油池。分界处是在中心齿轮组轴承座上装置两对骨架油封，当滚筒升高时，行星头油池中的油不会流入摇臂体油池，保证行星头行星减速器齿轮、轴承有良好的润滑。当滚筒落下时，摇臂体油池中的油也不能进入行星头油池，保证行星头行星减速器齿轮有良好的润滑。避免行星头中的油过满而发热。

滚筒
滚筒结构组成
滚筒主要由滚筒体、 截齿、截齿固定装置和喷嘴等组成。滚筒体为焊接结构，主要由端盘板、螺旋叶片、筒毂、联接方法兰、齿座和喷嘴座等零部件组焊而成。根据不同工作面煤层地质条件，可以配置镐形截齿或刀型截齿等不同技术特征的滚筒。
叶片出煤口处焊接有耐磨板或堆焊有耐磨材料， 以提高滚筒的使用寿命。
内喷雾装置
滚筒的内喷雾装置包括内喷雾供水水路、 喷嘴座、喷嘴等。内喷雾供水水路由连接方法兰盘中的通水孔槽、端盘板和叶片内缘的环形水槽、U形管和端盘板、叶片中的径向孔等组成。
由于滚筒以及截齿、 喷嘴均属易损件，正确维护和使用滚筒，对延长其工作寿命，提高截割效率是十分重要的，所以开机前必须做到如下几点:
a. 检查滚筒上截齿和喷嘴是否处于良好状态，若发现截齿刀头严重磨钝，应及时更换，若喷嘴被堵，应及时更换。换下的喷嘴经清洗后可复用;
b.检查滚筒上的截齿和喷嘴是否齐全，若发现丢失，则应及时补上;
c.截齿和喷嘴的固定必须牢靠;
d.检查喷嘴及系统管路是否漏水，水压是否合乎要求;
e.固定滚筒用的螺栓是否松动，以防滚筒脱落;
f. 采煤机司机操作时，做到先开水，后开机;停机时先停机，后停水;并注意不让滚筒割支架顶梁和输送机铲煤板等金属件。

调高液压系统
1概述
调高液压系统机器原部件是为实现采煤机滚筒的调高需要而设置的，液压系统元、部件由电动机、齿轮泵、调高油缸及其液压控制阀、吸油滤油器、高压溢流阀（安全阀）、低压溢流阀、调高换向阀组、制动电磁阀、压力表、以及油箱、管路系统组成。
2调高液压系统的工作原理
由电动机驱动调高齿轮泵运转，齿轮泵通过吸油滤油器自油箱吸油，在调高换向阀未操作状态下，齿轮泵排油经两个调高换向阀和低压溢流阀回油池，此时高低压表均显示为2Mpa。当一个调高换向阀操作时，即操作左或右滚筒升降时，在齿轮泵排油油路上设置有防止齿轮泵和系统压力过载的安全阀、压力表，在低压溢流阀的前端设置有低压表。在调高油缸上设置有液压锁以保证滚筒锁定在需要的高度位置，另外在油缸上还有安全阀，以防止截割机构，油缸受外 力过大造成机械损伤事故。
注意：两个调高换向阀应单独操作，即两个滚筒不能同时操作。
在系统的油路上串接一个低压溢流阀，该阀的调定压力为2Mpa。这样不管是否进行滚筒的调高操作，只要调高齿轮泵运转，在该阀的前端始终保持2Mpa的恒定压力，该压力油源用于调高换向阀组电液控制的油源和左右牵引部液压制动器的控制油源。
3调高液压系统的结构
调高泵箱为一独立的部件，箱内不注油，为干箱，液压系统主要液压元、组件和管路均在泵箱内固定和联接。液压油箱为一独立部件，是采煤机调高液压系统的专用油箱。该部件自老塘侧装入电控箱机壳左端的一段箱体内。概部件内安装有调高液压系统的部分液压元、组件，如吸油过滤器、空气滤清箱器（透气元件）、冷却管组件等。
液压油箱内注入N100抗磨液压油，在液压油箱内设有三个油窗，给油箱注油时，应该使油面处于中间油窗位置，下方的一个油窗是油箱的最低油位，采煤机正常工作时，油箱内
油量应保持最上面一个油窗不见油，最下面油窗必须充满油的状况，如不符合要求，应该补注油或放油，液压油箱的老塘侧下方设有放油孔，在箱体上平面设置有 空气滤清器和加油孔。
辅助装置
采煤机辅助装置主要包括：机身连接、拖缆装置、冷却喷雾装置和护板等。
三、采煤机的安全操作
开机前的检查和准备工作：
1.采煤机开动前所有人员必须离开机器一段距离。
2.采煤机的机械检查
（1）滚筒有无卡死现象。
（2）截齿是否齐全、固定牢靠，是否需要更换。
（3）各操作系统手把、按钮、离合器手把位置是否正常。
（4）油位是否符合规定要求，有无渗漏现象。
（5）冷却和喷雾系统是否畅通，水量、水压是否符合要求，管路有无损坏。
操作注意事项
(1)先供水后开机，先停机后关水。
(2)未遇意外情况，在停机时不允许使用"紧急停车措施"。
(3)随时注意滚筒位置，防止割顶梁或铲煤板。

(4)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。
(5)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1.4MPa，应立即停机和检查。
(6)经常观察油位、油温及声响，如有异常情况，应立即停车检查并即时排除故障。
(7)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。
操作顺序：
(1)接通电气隔离开关。(2)开通水阀。(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: 揿紧急停止按钮或打开隔离开关。

四、采煤机常见故障及处理方法
1．牵引机构
故障现象 产生原因 处理方法
（1）牵引力太小 1.管路漏油 1.拧紧接头,更
换密封件或管件
2.主泵或马达泄露过大 2.更换
3.冷却不良使油温过高 3.调整冷却水量
和水压至额定值
4.安全阀整定值低 4.重新整定
5.补油量不足 5.辅助泵泄漏
量大,更换新件

（2）牵引速度低1.管路漏损严重 1.拧好接头或更换

2.泵或马达泄漏过大 2.更换
3.自动变量机构动作 3.修理调整
失灵有卡阻.如开关
活塞或电机恒功率调
速活塞不能完全退出等

（3）在压力阀关闭 检查并调整 重新调整疏通
后,重新起动时, 主泵的零位
开关手把总是 检查节流孔
跳回到关的位置

（4）工作油温过高, 1主油管路与接头漏油 有漏油及时处理,
使牵引部停车 排除故障
2.冷却系统及
补油回路流量
和冷却水温是
否正常

（5）低压低于0.5Mpa, 1.油位过低 1.加油
开关阀手把打不开 2.管路漏损 2.拧好或换管
.补油泵排 3.换新泵
量不足
4 .背压阀或 4.重新整定
低压安全 或修好
阀整定值
过低或有
卡阻不能
复位
5.纸滤芯堵塞 5.更换新滤芯

（6）压力未过载, 1.20Mpa安全 调整好或更换
但牵引驱动 关闭阀未复位
2.高压安全阀
上的节流孔
堵塞
3.主阀组至高
压安全阀管
路不通

（7）压力过载但 1.高压安全阀 1.整定好
主机不停 整定值不正确
2.安全关闭阀 2.修,换
卡阻
3.液压功率调 3.修,换
速机构的调速
活塞卡阻或开
关活塞卡阻
4.控制油路漏油 4.修好

（8）牵引部发出 1.缺油、吸空 1.加油
异常声音 2.泵或马达损坏 2.更换
3.主油路泄露 3.修换
4.油路内有空气 4.排气

（10）牵引部油液乳化 1.冷却器漏水 1.修换
2.牵引部上盖有漏水处换, 紧好螺丝

（11）牵引部齿轮 1 .油中有水 ,太脏 相应处理
传动箱发热 2.检查油位
3.轴承过度磨损

开关手把断 先导阀有故障 相应处理
开时.仍不能
停止牵引

2．截割机构
故障现象 1.双锁阀封油情况 修好或更换
摇臂升不起 不佳或阻尼孔烧
或升起后自 结滤油器堵塞
动下降 2.油缸窜油
3.管路漏油
4.安全阀整定值
过低或卡阻
不能复位
5.换向阀未到位
6.油量不足 加油

3．摇臂升降不平稳 节流阀未起作用 重新调整

摇臂升降不平稳 1.行星传动机构 1.更换
滚筒停转或机壳、 及各处轴承有
摇臂内发生沉闷 损坏
声响 2.各连接销、螺丝松动 2.拧紧

3.油池有杂物、油位
不足、滤芯堵塞 3.换油,清除杂物

图 采煤机液压牵引部内部结构图

小结：采煤机是煤矿生产的关键设备，保证安全、完好运行是这章的重点。
复习题：
一、选择题： 1、MG200/468-WD型采煤机所用镐型截齿型号为（B ）
A、U92 B、U95 C、U85
2、MG200/468-WD型采煤机牵引机构由左、右牵引部及（ C ）部分组成 A、牵引电机 B、调高电机 C、左、右行走箱
3、双滚筒采煤机的左右摇臂与滚筒：（ B ）。
A、可以互换 B、不能互换 C、临时处理
4、采煤机截煤时必须（ A ）及负压二次降尘装置喷雾降尘无水或喷雾装置损坏时必须停机。
A、开启喷雾装置 B、 开启电源 C、开启输送机
5、采煤时工作面遇有坚硬夹石或硫化铁夹层的处理方法；（ B ）。 A、新换截法，用采煤矿机强行截割 B、用震动炮先炸松煤矸层 C、降低牵引速度，慢慢割过去
6、（ A ）会造成采机滚筒不能调高或动作缓慢。
A、调高泵损坏或泄漏太大 B、安全阀压力整定值太高 C、油池油位偏高
7、采机滑靴磨损量大于（ B ）,应更换。
A、5mm B、10mm C、15 mm
8、电牵引采煤机牵引速度的大小由（ A ）来决定的。
A、变频器改变供电频率 B、系统电压的大小 C、采煤机电机功率的大小
9、电牵引采煤机对牵引部机械传动件起保护作用的是（B）
A、扭矩轴 B、花键轴 C、电机轴
10、采煤机摇臂身油箱所加油型号为（A）
A、N320齿轮油 B、N100抗磨液压油 C、N20齿轮油
二、判断题：
1、调速换向手把向左或向右旋转角度越大,牵引速度越大。 （ √ ）
2、操作割煤时,先牵引,待滚筒接近煤壁时起动滚筒。 （ × ）
3、必要时可以在滚筒较低的速度时拉开离合器。（ × ）
4、较长时间的停机,必须断开隔离开关,并把离合手把脱开,关闭水阀开关。（ √ ）
5、随时注意滚筒位置,防止割顶梁或铲煤板。（ √ ）
三、问答题：
1、试述采煤机开机前的准备工作？
2、简述电牵引采煤机正常操作停车的方法？

重

点

重

点