采掘机械第二篇2-5章MG300-W采煤机.ppt

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1、第二章第二章 1MGD-200型采煤机型采煤机第一节 概述 高档普采用采煤机，配SGB-630/220型刮板输送机，DZ型单体液压支柱，金属铰接顶梁，适用于1.32.5 m 煤质中硬以上的缓倾斜煤层。n 组成：电动机、牵引部、截割部固定减速箱、摇 臂箱、截煤螺旋滚筒、弧形挡煤板、底托 架、牵引链、调高油缸、喷雾降尘系统和 电缆架等。n 该机机械传动系统。如图2-2-2。n 牵引部的传动由变量泵-定量油马达的闭式液压系 统和齿轮减速系统所组成，调速方便，过载保护 完善。2021/9/2312021/9/2322021/9/233n主泵：斜轴式轴向柱塞变量泵。n油马达：摆线式，n主动链轮转速：相应

2、牵引速度n滚筒转速：2021/9/234n滚筒直径：n调高泵：定量柱塞泵。n离合器A的作用 用来接通或断开滚筒的运动。n该机主要技术参数2021/9/2352021/9/236第二节第二节 截割部结构截割部结构一、固定减速箱 内部结构见图2-2-4。液压油：N100抗磨液压油。润滑油：N220硫磷型极压工业齿轮油。二、摇臂箱 见图2-2-5。滚筒与摇臂箱的联接2021/9/2372021/9/2382021/9/239第三节第三节 牵引部液压传动系统牵引部液压传动系统液压传动系统组成：主回路系统、调速回路系统、保 护回路系统。一、主回路系统1、主回路 由斜轴式轴向柱塞变量泵（125EVB型）和

3、两台定量摆线 式油马达（BM-E630-K3A4Y2型）组成闭式回路。改变主 泵的排量和排油方向就可以调节采煤 机的牵引速度和改变 牵引方向。2、补油和热交换回路n 作用：补充主回路的泄露，防止闭式回路吸空和油马达输 出转速过低；向主回路补入经过冷却的油液，以降低其 温度，减小泄漏；给油马达排油口一定背压，使其在启动 和换向时平稳；帮助主泵吸油，提高其工作的可靠性。2021/9/23102021/9/2311n 组成：辅助泵、滤油器、单向阀、三位五通液动换向阀、低压溢流阀、冷却器、单向阀组成。二、调速和换向回路n 作用：改变主泵的排量和吸排油方向，也即调节采煤机的 牵引速度和改变牵引方向。n

4、泵位调节器：由伺服阀19、变量油缸20和差动杆21组成。用于直接改变主泵的排量和排油方向的。n 操纵系统：包括操纵机构（由手把16、调速套18组成），主泵摆缸回零系统（包括功控电磁阀13、失压 控制阀14和回零油缸15等元件）。用于调节采 煤机牵引速度大小和牵引方向。2021/9/2312三、保护回路1、主回路压力过载保护 高压安全阀12，整定压力P为12.3MPa，相应牵引力为250kN。2、低压系统失压保护 低压溢流阀9，调定压力P为1.5MPa 当补油系统出现故障，排油压力小于1.5MPa时，失压控制 阀14不能左移，回零缸15不能解锁。当P1.5MPa时，卸载阀23亦使高低压侧窜通，采

5、煤机也不 能牵引。3、电动机功率超载保护 功控电磁阀13由右位变到左位。4、停机主泵自动回零保护 突然停机，失压控制阀14复位，回零油缸动作。5、闭式系统充油排气2021/9/2313 第一节第一节 概述概述 是一种双滚筒、链牵引采煤机。为国内推广最早，用量较大的缓倾斜中厚煤层采煤机，已发展成系列，主要部件都实现了通用化系列化。系列采煤机主要技术特征见表2-3-1。一、组成（如图2-3-1所示）：固定减速箱1、摇臂减速箱，滚筒2，弧形挡煤板9、电动机3、牵引部4、中间箱7和接 线箱6、电液控制箱5、底托架8、调高油缸11、调斜油缸、防滑装置10等。二、使用条件 适用于层厚为1.53.0m倾角为

6、030的中厚煤层，工作面长度应在200m左右。当煤层倾角超过15时应安装自带的防滑装置，倾角超过18时需配备防滑安全绞车。第三章第三章 型采煤机型采煤机2021/9/2314三、传动系统如图2-3-21、牵引部传动系统：电动机轴经中间箱及齿轮联轴器 驱动牵引部后分成两路：一路经齿轮 、及齿轮联轴器 驱动主泵；另一路经 齿轮 、驱动辅助泵。n 各传动链的传动比：电动机到主泵：电动机到辅助泵：油马达到主链轮：相应 主泵 r/min ，辅助泵 r/min 链轮 r/min。2021/9/2315链轮为五齿链轮，锚链规格为 故 （m/min）2、截割部传动系统 电动机左端出轴经中间箱和牵引部过桥轴驱动

7、左截割部；电动机右端出轴齿轮离合器驱动右截割部。两个截割部左、右对称，其传动系统相同。总传动比 i=29.4 ，滚筒转速 （r/min）更换 ，齿轮，可以改变总传动比，从而可得另两种滚筒的转速：64 r/min、78 r/min，以适应不同煤质的要求。齿轮 =14，18，22 ；=33，31，292021/9/2316n调高、调斜和防滑装置如图2-3-1所示，都位于采空区，图2-3-3为其液压传动系统。n左右截割部内各有一定量轴向泵为动力源。第二节第二节 型采煤机结构型采煤机结构 一、截割部1、固定减速箱 左箱内装有调高泵9，右箱内装机械传动件。2、摇臂减速箱n行星齿轮传动装置，均载装置n更换

8、齿轮的方法：2021/9/2317 将 ，对应 代入得 e=8、0、-8 3、摇臂与摇臂套的联接如图2-3-6所示4、滚筒及其联接 滚筒与轴的联接方法有两种：锥形联接、滚筒通过带方孔 的法兰与方轴相联接，并用螺栓固定。方形联接传递的扭 矩大，拆装方便。二、牵引部 牵引部液压系统包括液压传动和液压控制两部分。液压传动部分由猪油泵和马达组成的主回路部分；液压控制部分则是对采煤机的牵引速度和负载进行控制并对采煤机的安全运转进行保护的液压回路部分。其液压系统回路主要有主回路、补油热交换回路和安全保护回路。2021/9/23181、主回路 主泵和油马达组成的闭式系统。主泵：斜轴式 型。摆角 025 油马

9、达：斜轴式定量柱塞马达 型，=25。2、补油热交换回路 回路中背压阀 P=1.5 Mpa，低压安全阀13 P=2.5 Mpa。3、调速回路（1）泵位调节器 它是调速系统中的执行机构，也是伺服机构。n组成：由伺服阀、泵位调节油缸、伺服杠杆和回油节流 孔等元件组成。n原理：通过伺服杠杆的转动带动伺服阀阀芯移动，使泵位调节油缸活塞下移，带动主油泵的摆缸柄，改变主泵摆缸的倾角，从而调节其排量，即改变采煤机的牵引速度大小。2021/9/2319（2）速度开关回路n组成：由开关阀、开关油缸、单向阀以及节流孔等组成。n功用：通过操纵开关阀25使活塞24缩回或伸出，使之与锲形块23相互作用，实现解锁或上锁。解

10、锁以后才能操纵各种调速手把或按纽进行调速。（3）手动调速机构 由调速手把、齿轮、螺旋副、调速杆、复位弹簧和调速套等组成。（4）按钮调速回路 由调速油缸、调速电磁阀、滤油器、可调节流阀、齿条活 塞、单向阀、溢流阀和小油缸等组成。通过按钮控制电磁阀30进行控制调节。2021/9/2320（5）液压自动调速回路 是通过主回路高压侧压力的变化（即牵引力的变化）自动地调节牵引速度的回路。（6）电动机功率自动调节回路 由调速回路和调速电路两部分组成。以电流为调速信号，通过这两部分调节牵引速度，使电动机功率在采煤工作过程中经常满载运行。4、安全保护回路（1）超压保护回路 （2）欠压保护 （3）倒吸保护（4）

11、油质保护 （5）油温保护 （6）零位保护第三节第三节 MXA-300系列采煤机特点系列采煤机特点n大功率，无链牵引双滚筒采煤机n主要有 MXA-300/3.5 和 MXA-300/4.5型采煤机。前者采2021/9/2321 高范围2.03.5m，后者采高范围2.34.5m。一、截割部（与 相似）二、牵引部 包括：主、副牵引部机械传动、液压传动、液压制动装置以及无链牵引结构等。主泵1个、油马达2个，、可变换，m/min，两马达同时工作 降一半，但牵引力增大1倍为400kN。2021/9/2322第四章第四章 MG300-W 型采煤机型采煤机第一节第一节 概述概述n配套设备：刮板输送机 SGZ-

12、730/264、支架 ZY400-18/38或QY320-20/38，转载机 SZZ-730/132，颚式破碎机PEM980815，带式输送机 SDZ-150。n采高2.13.7m，倾角 35。n组成：截割部、牵引部、电动机、滚轮齿条无链牵引机构、破碎装置和底托架等组成。2021/9/23232021/9/2324第二节第二节 截割部截割部1、机械传动系统如图2-4-2所示。2、固定减速箱内部结构的相互关系如图2-4-3所示。固定减速箱内装有两级齿轮传动、齿轮离合器和两个润滑 油泵。3、截割部润滑系统如图2-4-4所示。第三节第三节 破碎装置破碎装置 破碎装置位于采煤机靠回风巷道的固定箱端部，

13、用途是破碎片帮大块煤。n 组成：由固定减速箱9、小摇臂7、小摇臂摆动油缸10和破碎 滚筒8等组成。n 传动系统，、为变速齿轮。变换齿轮时，应套一个偏心套，e=10.2mm。n 破碎滚筒组成：筒体3、大破碎齿2、小破碎齿1等组成。n 破碎齿材料：表面堆焊一层耐磨材料，齿体材料为30CrMnSi。2021/9/23252021/9/2326第四节第四节 牵引部牵引部 牵引部包括液压传动箱、牵引传动箱和滚齿-齿条无链牵引机构。一、液压传动箱机械传动系统 主泵：（r/min）辅助泵：（r/min）调高泵：（r/min）二、牵引传动箱机械传动系统n 牵引速度：n 牵引力：有三种最大牵引速度和牵引力见表

14、2-4-22021/9/2327n 滚轮齿条结构：滚子呈鼓状，滑装在销轴上。齿条由固定齿条和调节齿条组成。三、液压传动系统 包括主油路系统、操作系统和保护系统。1、主油路系统（包括主回路、补油和热交换回路）1）主回路：主泵和油马达组成的闭式回路。主泵：ZB125型斜轴式变量轴向柱塞泵。油马达：BM-ES630型定量摆线马达。改变主油泵的排量和排油方向即可实现采煤机牵引速 度的调节和牵引速度方向的改变。2）补油热交换回路 辅助泵从粗滤油器吸油排出经精滤油器、单向阀补偿 主回路的泄漏。油马达排出的热油经三位五通液动2021/9/2328 换向阀、低压溢流阀、冷却器及单向阀回油箱，使热油得 到冷却。

15、2、操作系统 操作系统用于牵引的启停、调速、换向以及截割滚筒、破 碎滚筒的调高。1）手动操作（1）牵引的换向和调速：主泵解锁时通过转动手把，通过螺 旋副使调速套移动，并通过杠杆的摆动而移动伺服阀的阀芯，是变量油缸移动，从而实现牵引换向和牵引速度的调节。（2）滚筒的调高：通过专用的径向柱塞泵、三个H 机能的手 动换向阀来实现。2）液压操作 用手液动换向阀来实现采煤机的牵引方向、调速和滚筒调高。按钮控制的二位三通阀：36L、36R、39L、39R、40L、40R2021/9/23293）电气操作 利用电信号来实现采煤机的牵引换向、调速和各滚筒的调高。当发出电信号后电磁阀42动作，电信号消失后电磁阀

16、42复位。同理49，50电磁阀也可如动作，实现滚筒调高。3、保护系统1）电动机功率超载保护 是当电动机功率超载时，使采煤机的牵引速度自动减慢，以减小电动机的功率输出；而当外载减小时，牵引速度又 可以自动增大，直至恢复到原来选定的牵引速度。通过功 控电磁阀28起作用。2）恒压控制 是当牵引力小于额定值时，采煤机以调速手把所整定的速 度运行；牵引力大于额定值时，速度自动降低，直到回零；而小于额定值时，自动增到整定的数值。通过远程调用阀 43起作用。2021/9/23303）高压保护 由高压安全阀46实现，调节压力至整定压力为17MPa。4）低压欠压保护 使系统维持一定的背压。由失压控制阀和压力继电

17、器来实现。5）停机油泵自动回零 靠刹车电磁阀断电和失压控制阀失压，回零油缸中的弹簧推动主泵自动回零，保证下次开机主泵在零位启动。6）过零保护 防止机器从一个牵引方向减速后向另一方向牵引时由于突然换向而产生的冲击。有手动液控和电控两种方法。7）超速和防滑保护2021/9/2331 下滑速度超过10 m/min 或四个牵引滚轮间的速度差大于2m/min时，装在马达传动齿轮上的 速度传感器发出信号，使电磁阀22断电，制动器立即制动。操作点有机器中部的手动操作、机器两端的液动和电动及离机操作等四处。第五节第五节 喷雾冷却系统喷雾冷却系统 包括冷却水系统、外喷雾系统和内喷雾系统。供水流量为320 L/m

18、in，水压2 Mpa，内喷雾喷嘴为PZA1.5-45型，外喷雾喷嘴为PZB2.5-70型。2021/9/23322021/9/2333第五章第五章 电牵引采煤机电牵引采煤机n 电牵引采煤机是对专门驱动牵引部的电动机调速从而调节牵 引速度的采煤机。n 组成：由控制箱1、牵引电动机2及齿轮减速装置3、驱动轮4 和通过摇臂6驱动截煤滚筒7的交流电动机5等组成。由于截割部电动机5的轴线与机身纵轴线垂直，所以 截割部机械传动系统与液压牵引的采煤机不同，没 有锥齿轮传动。这种截割部兼作摇臂的结构可使机 器的长度缩短。摇臂调高系统的油泵由单独的交流 电动机驱动。n 根据调速原理不同，牵引电动机有直流 和交流

19、两种类型。2021/9/2334一、用他激或串激直流电动机调速的电牵引他激直流电动机的牵引n 特点：调速范围大，响应速度快，可恒扭矩和恒功率调速，适合在大倾角工作面使用，电气控制系统也较简单。n缺点：电机体积较大，碳刷和整流子易生火花和炭粉，制造和维修技术要求也高。n他激直流电动机的调速原理（如图2-5-2）第一节第一节 直流电机调速的电牵引直流电机调速的电牵引2021/9/2335 由电工学可知：载流电枢绕组导体在磁场作用下旋转的动力是电磁力矩T，其公式为：（2-5-1）绕组导体切割磁力线而产生感应电动势 ，其大小为：（2-5-2）电动机电枢端电压U为：（2-5-3）力矩系数，电动势系数；电

20、枢电流；电枢电阻；n 电机转速；一对磁极的磁通量 由（2-5-2）、（2-5-3）得：或 （2-5-4）2021/9/2336n 由（2-5-4）式可知利用可控硅控制触发电路，改变电枢电压 或激磁电压的方向和大小，就可以改变电动机的转向和转速，即可改变采煤机的牵引方向和调节采煤机牵引速度的大小。n 在电动机的转速低于额定值（图2-5-2b中B点所对应的纵坐标 值）的范围内，保持磁通量 （激磁电流 ）和电枢电流 不变而改变电枢电压U，可得到恒扭矩调速（AB段）。n 在电动机转速高于额定值而低于最大值的范围内，保持电枢 电压和电枢电流不变而改变激磁电流，即改变磁通，可实现 恒功率调速。n 由电工学

21、知，电机转子在外力作用下旋转时（如采煤机下行 割煤或下行割煤出现下滑时），电动机的反电动势 大于外 加端电压U，由 知，为负值，此时电机呈 发电状态，可向电网送电。电磁力矩也变成负值，即成为防 滑的制动力矩。2021/9/2337二、EDW-150-2L 型电牵引采煤机如图2-5-3所示n 适用于采高为1.53.4m的煤层。n 组成：由左、右截割部1、2，电牵引部3，控制箱4，底托 架5及调高油缸6等主要部分组成。2021/9/2338n 该采煤机分为有链和无链牵引两种，无链牵引时，可用到 50倾角的煤层。n 截割部由150kW交流电动机A经齿轮离合器 、二级圆 柱齿轮和一级行星传动减速后驱动

22、滚筒D（图2-5-4），整 个截割部兼作摇臂，可以绕机身销轴B靠调高油缸摆动调 高。因电机轴垂直煤壁布置，截割部没有锥齿轮。这种截 割部兼作摇臂的结构可以减小摇臂和机身的尺寸，加强摇 臂的刚度。n 牵引部采用一台23kW的直流他激电动机E，经齿轮联轴器 、二级圆柱齿轮减速、离合器 、齿轮13、14和最后一级行星传动驱动主动链轮S（图2-5-4），链轮S与牵引链相啮合，即可使采煤机实现有链牵引。2021/9/23392021/9/2340n 该机调速特性如图2-5-5所示（EE23为牵引部型号，曲线 ABCD为单牵引，为双牵引）2021/9/2341n 该机牵引部具有以下特点：1、能根据牵引电动

23、机的实际负载电流和温升，以及截割电 动机的负载电流和温升，自动调节采煤机的牵引速度，在牵引电动机不超载的条件下保持截割电动机在最佳状况下运行。2、在截割电动机负载电流超过额定电流的1.2倍时，采煤机能在1秒钟内自动降低牵引速度，甚至反向牵引退出截割，可避免电动机因闷车而损坏。3、在出现下列情况之一时，监控系统可使采煤机停止牵引并对牵引速度调节系统进行闭锁：牵引速度超限；双牵引部不同步；截割部电动机负载电流超过额定值三倍；可控温度超限或发生粘连大8s；因相位故障使可控硅触发脉冲失步；采煤机控制系统终端环节发出停止牵引信号等。2021/9/23424、在采煤机电源因故切断时，监控系统仍能有效地进行

24、工作。因为该系统由单独的安全火花型防震辅助电源供电。5、采煤机的各种运行状态参数和故障，都由指示盘上的各种颜色的显示器显示。2021/9/2343n 交流感应电动机旋转磁场的同步转速：（r/min）p磁极对数，f电源频率。由上式可知，旋转磁场的同步转速 仅取决于电源频率f和电动机的磁极对数p。所以调节电源频率可以调节电动机的转速。但是，单靠变频还不能获得良好的特性。n由交流电动机的输出功率 （U、I分别为线电 压和线电流，为功率因数）公式知，输出功率与频数无关。为了得到在低速时（频率f50Hz）恒功率调速，还必须改变电压U，并在调速过程中使U/f为常数。可见交流电牵引调速实际上是调频调压调速。

25、这种调速方法启动性能好，启动力矩大，启动电流小。第二节第二节 交流电机变频调速的电牵引交流电机变频调速的电牵引2021/9/2344n国产MG300/680-WD型电牵引采煤机就是交流变频调速，它用大功率晶体管变频装置实现牵引速度的无级调节，工作牵引速度为08.28 m/min，调动牵引速度可达12m/min，牵引力为586.1kN。该机可用于采高2.03.6m、倾角35的中硬或硬煤条件。n交流变频调速电牵引采煤机牵引系统性能较好，工作可靠，应用时间较早，在国内电牵引采煤机中占有率比较高，但其起动转矩小，再生制动控制复杂，使用有其局限性。2021/9/2345n开关磁阻电机调速系统开关磁阻电机

26、调速系统是一种高性能机电一体化调速系统，该系统起动电流小，起动和加速力矩大，可频繁启动、制动；系统在整个调速范围内功率因素和效率都很高，且调控性能好，维护量小，能实现再生制动，应用于电牵引采煤机能适用大倾角工作面。开关磁阻电机调速开关磁阻电机调速2021/9/2346原理简介n开关磁阻电动机驱动系统（SRD）是较为复杂的机电一体化装置，SRD的运行需要在线实时检测的反馈量一般有转子位置、速度及电流等，然后根据控制目标综合这些信息给出控制指令，实现运行控制及保护等功能。转子位置检测环节是SRD的重要组成部分，检测到的转子位置信号是各相主开关器件正确进行逻辑切换的根据，也为速度控制环节提供了速度反

27、馈信号。开关磁阻电机具有再生的能力，系统效率高。2021/9/2347对开关磁阻电机的优点：（1）电机结构简单、坚固，制造工艺简单，成本低，可工作于极高转速；定子线圈嵌放容易，端部短而牢固，工作可靠，能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境。（2）损耗主要产生在定子，电机易于冷却；转子无永磁体，可允许有较高的温升。（3）转矩方向与电流方向无关，从而可最大限度简化功率变换器，降低系统成本。（4）功率变换器不会出现直通故障，可靠性高。2021/9/2348（5）起动转矩大，低速性能好，无感应电动机在起动时所出现的冲击电流现象。（6）调速范围宽，控制灵活，易于实现各种特殊要求的转矩速度特性。（7）在宽广的转速和功率范围内都具有高效（8）能四象限运行，具有较强的再生制动能力。（9）容错能力强。开关磁阻电机的容错体现在电机某一相损坏，电机照样可以运行。2021/9/2349