第十章 液压牵引采煤机

第十章液压牵引采煤机第一节MG300-W型采煤机工作原理第二节截割部第三节破碎装置第四节牵引部第一节MG300-W型采煤机工作原理如图所示，该机主要由截割部1（包括固定减速箱、摇臂减速箱、滚筒和挡煤板）、牵引部(包括液压传动箱2、牵引传动箱3)、电动机4（定子水冷，300KW）、滚轮-齿条无链牵引机构、破碎装置和底托架5等组成。该机靠四个滑靴骑在工作面刮板输送机上工作。靠煤壁侧的两个滑靴支撑在输送机的铲煤板上；靠采空区侧的两个滑靴支撑在输送机的槽帮上，并通过齿条上的导轨为滑靴导向，使采煤机不致脱离齿轨。采煤机割煤时，在采煤机后边15m左右处开始推移输送机，紧接着移支架。采完工作面全长后，将上、下滚筒高度位置对调，并翻转挡板，然后反向牵引割煤。采煤机可用斜切法自开缺口。1-截割部2-液压传动箱3-牵引传动箱4-电动机5-底托架6-中间箱7-破碎装置小摇臂8-破碎滚筒9-破碎装置固定减速箱10-小摇臂摆动液压缸第二节截割部一、传动系统如图所示为左截割部传动系统。电动机左端出轴通过齿轮联轴器C（m=5,Z=32）与液压传动箱中的通轴连接。通轴又通过齿轮联轴器（m=5,Z=32）驱动左固定箱中的小锥齿轮、大锥齿轮，后又经过离合器（m=5,Z=32）、过载保护器S将动力传递给齿轮、。齿轮联轴器是连接固定箱末轴与摇臂箱输入轴。摇臂中齿轮经过四个惰轮、、、驱动和行星齿轮传动，最后驱动滚动滚筒D。齿轮、为变换齿轮，共有四对。截割部传动系统总传动比分别为58.87、49.61、39.89、32.27，相应有四种滚筒转速：25r／min、29.67r／min、36.9r／min和45.62r／min。操纵齿轮离合器可使滚筒脱开传动。大锥齿轮轴上的齿轮分别经过齿轮、驱动的两个液压泵是润滑泵。MG300-W型采煤机左截割部传动系统第二节截割部二、结构图示为固定减速箱的结构，其整体铸造的箱体结构是上下对称的，因此在减速箱进行组装时，箱体无左右之分，可以翻转180°使用。但已组装好的左、右固定减速箱不能左右互换。固定减速箱内装有两级齿轮传动（共四个轴系主见）、齿轮离合器和两个润滑液压泵。Ⅱ轴靠采空区侧的端部通过齿轮离合器与Ⅲ轴连接。Ⅲ轴端部用花键与过载保护套连接。保护套又通过安全销与轴套连接。两轴套与齿轮是通过花键连接的。动力由齿轮离合器—Ⅲ轴—过载保护—安全销—轴套—齿轮传至Ⅳ轴。当滚筒过载时，安全销被剪切断，电动机及传动件得到保护。过载保护装置位于采空区侧的箱体之外，其外面有保护罩，一旦安全销断裂，更换比较方便。三、润滑1,3-吸油口2-摇臂4-机动换向阀5-摇臂润滑泵6-固定箱润滑油冷却泵7-冷却器8-固定箱油池截割部润滑系统固定箱里的齿轮、轴承等传动件靠齿轮旋转时带起的油进行飞溅润滑。固定箱油池热油—润滑泵6—冷却器7—固定箱油池。因固定箱油池与破碎装置固定箱油池内部相通，故其也得到冷却。润滑泵5专供摇臂箱传动件的润滑。摇臂上举，润滑油流到摇臂箱靠固定箱端机动换向阀4处于Ⅱ位，摇臂中的润滑油经摇臂下部油口3、换向阀4进入液压泵，排出的油经管道送到摇臂中润滑齿轮和轴承。当摇臂下落到水平位置和下倾22°时，换向阀的阀芯被安装在摇臂上的一个凸轮打到Ⅰ位，此时集中到远离固定箱端的摇臂中的油液经滚筒端的吸油口1、换向阀4进入液压泵后，又送到摇臂箱靠固定箱端。保证了充分的润滑。三、润滑第三节破碎装置破碎装置位于采煤机靠回风巷道的固定箱端。用途：破碎片帮大块煤，使之顺利通过采煤机与输送机之间的过煤空间。破碎装置的固定箱用螺栓固定在截割部固定箱的侧面，其壳体上、下对称，换工作面时绕横向轴线翻转180°可装到另一截割部固定减速箱侧面。但已装好的破碎装置固定箱不能翻转使用。第三节破碎装置第三节破碎装置破碎滚筒如图所示，由筒体3、大破碎齿2、小破碎齿1等组成。大、小破碎齿呈盘状，交替装在筒体上，并用键5连接到筒体3上。破碎齿表面堆焊一层耐磨材料，齿体材料为高强度的30CrMnSi。MG300-W型采煤机的牵引部包括液压传动箱、牵引传动箱和滚轮—齿条无链牵引机构。液压传动箱中集中了牵引部除液压马达外所有的液压元件。牵引传动箱有两个，分别装在底托架两端的采空区侧，牵引传动箱中的摆线液压马达分别通过二级齿轮减速后驱动滚轮，滚轮固定在输送机采空区侧槽帮上的齿条啮合而使采煤机沿工作面全长移动。滚轮—齿条结构如图：滚轮体1为锻件，在其节圆上均布五个滚子2，滑装在销轴3上，挡板5将销轴限位。销轴上开有径向和轴向油孔，从油嘴6可向滚子和销轴间的滑动面上加注润滑油。滚子形状呈鼓形，利于齿条啮合。第三节破碎装置滚轮结构1-滚轮2-滚子3-销轴4-密封垫5-挡板6-油嘴齿条由固定齿条和调节齿条组成。调节齿条5销轴4固定在固定齿条2的长孔中，并用螺母将销轴轴向定位。第三节破碎装置1-铆钉2-固定齿条3-导轨4-销轴5-调节齿条6-定位销主油路系统主油路系统包括主回路、补油和热交换回路。主回路：由ZB125型斜轴式变量轴向柱塞泵1与四个并联的BM—ES630型定量摆线液压马达2组成的闭式回路。改变主液压泵的排量和排油方式即可实现采煤机牵引速度的调节和牵引方向的改变。MG300-W型采煤机液压系统1-主油泵2-液压马达3-粗过滤器4-辅助泵5-精过滤器6,8,9,13,14-单向阀7-溢流阀10-换向阀11-背压阀12-冷却器15-手把16-开关圆盘17-螺旋副18-调速套19-杠杆20伺服阀21-变量油缸22-电磁阀23-齿轮24-液压制动阀25-失压牵引油缸26-失压控制阀27-回零油缸18,42,49,50-电磁阀29-调高泵30,31,32-手动换向阀33,34,46-安全阀35-液压锁36-牵引阀37,38-交替单向阀39,40,41-调高阀43-远程调压阀44,45-节流器47-压力继电器48-手压泵补油和热交换回路：辅助泵4从油箱经粗过滤器3吸油，排出的油经精过滤器5、单向阀8或9进入主回路低压侧，补偿主回路的泄漏。液压马达排出的热油经三位五通液动换向阀10、低压溢流阀11、冷却器12及单向阀13回油箱，使热油冷却。辅助泵只能单向工作，为防止电动机因接线错误而短暂反转使泵吸空，专门设置单向阀14，可通过该阀从油箱吸油。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。（一）手动操作1.牵引的换向和调速牵引手把15置于中位—开关圆盘16的缺口对零—常开行程开关断开—电磁阀22断电—阀芯复位，回零液压缸27左右活塞的外侧油腔与油箱接通，弹簧伸张，调速机将主泵摆缸拉到零位。顺时针或逆时针给手把一个角度—行程开关闭合—电磁阀通电—辅助泵排出工作液体进入液压制动阀—液压马达松闸，失压控制阀26阀芯左移。一般情况下，三位三通电磁阀处于欠载位置，控制油经过该阀、失压控制阀进入回零液压缸两活塞的外侧油腔，压缩其中的弹簧，实现对主液压泵的解锁。此时，转动手把，螺旋副可使调速套移动，并通过杠杆的摆动移动伺服阀的阀芯，使变量液压泵移动，从而实现采煤机牵引换向和牵引速度的调节。2．截割滚筒和破碎滚筒的调高调高是通过专用的柱塞泵29和三个H机能的手动换向阀30、31、32来实现的。换向阀30、31控制左、右摇臂的升降；换向阀32控制破碎装置小摇臂的升降。安全阀33用于限制调高泵29的最大压力；安全阀34用于保护调高液压缸。液控单向阀35用于固定调高液压缸的位置并使之承载。（二）液压操作液压操作是用手动换向阀来实现采煤机的牵引换向、调速和滚筒调高。二、操作系统为便于操作，在采煤机两端装有按钮控制二位三通阀36L、36R、39L、39R、40L、40R、41L、41R。按动每端的牵引阀36之一的按钮，压力控制油即经此阀和交替单向阀37、38进入液动牵引液压缸25的一侧。液压缸25的另一侧的油经交替单向阀38、37及另一牵引阀36回油箱。于是液压缸25的齿条活塞移动，通过齿轮23、螺旋副17及调速套18进行换向和调速。其换向、调速过程如同手动操作。松开牵引阀36的按钮，控制油被切断，变量液压缸被锁在一定位置，采煤机以一定的牵引速度移动。当采煤机要停止牵引或减速时，先通过反向牵引使牵引液压缸25的活塞回到零位，控制油经活塞中心的单向阀及液压缸中部的孔道去推动牵引阀36的阀芯外移，发出一个停车信号。调高的原理与上同。（三）电气操作电气操作是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。电气操作分为电气按钮操作和无线电遥控操作，它是为电气自动化控制和在急倾斜煤层中采煤而设置的。它是调高电信号转换成液动信号来控制操纵机构或换向阀，从而实现目的。1.电动机功率超载保护电动机超载保护：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，牵引速度又可自动增大，直至恢复到原来选定的牵引速度。电动机功率超载保护是通过三位三通电磁阀28、回零液压缸27及调速套18的原来整定位置来实现。采煤机正常工作时，电磁阀28处于欠载位置，控制油经电磁阀28、失压控制阀26进入回零液压缸27两活塞的外侧油腔，使内侧弹簧压缩，从而使调速套解锁。牵引手把可根据工作面情况任意将牵引速度调整到所需的数值。当电动机功率超载时，电气系统的功率控制器发出信号，使功控电磁阀28处于右位，回零液压缸中的油液回油箱。回零液压缸中的弹簧就推动拉杆使调速套18向减小牵引速度飞向移动，牵引速度即降低。三、保护系统2.恒压控制恒压控制：指当牵引力小于额定值（400kN）时，采煤机以调速所整定的速度运行；牵引力大于额定值时，牵引速度自动降低，直至回零；而牵引速度降低使牵引力小于额定值时，牵引速度会自动增加到整定的数值。恒压控制是通过远程调压阀43、回零液压缸27及调速套等实现的。正常工作情况下（牵引力小于400kN，即主回路高压侧压力低于16MPa），远程调压阀43关闭，回零液压缸处于解锁状态，采煤机以整定的牵引速度运行。当主油路由于牵引负载增大而压力超过16MPa时，远程调压阀溢流，一部分低压油从旁路节流器45分流，另一部分进入回零液压缸27的弹簧腔，推动活塞外移，迫使调速机构中的伺服杠杆19向减小主泵流量的方向运动，调速套18中的弹簧受压缩。当牵引负载减小，远程调压阀关闭，回零液压缸解锁，速度会又恢复到整定值。3.高压保护高压保护由高压安全阀46实现，其整定压力为17MPa。当远程调压阀43失灵时，可由高压安全阀来保护高压系统。4.低压欠压保护低压欠压保护是为了使系统维持一定的背压。它由失压控制阀26和压力继电器47来实现。当主回路低压侧压力低于1.2MPa时，失压控制阀26复位，回零液压缸27的弹簧腔与油箱连通，使主泵回零，机器停止牵引。若失压控制阀失灵，当压力低于1.3MPa时，压力继电器47动作，切断电动机电源，采煤机停止工作。5.停机液压泵自动回零当采煤机在某一整定牵引速度下工作而突然停电时，由于刹车电磁阀23断电和失压控制阀26失压，回零液压缸中的弹簧推动主泵自动回零，从而可保证下次开机时主泵在零位启动。6.过零保护过零保护是为防止机器在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冲击。它由手动液控和电控两种过零保护方法。液控过零保护是按动牵引阀36，使低压控制油经该阀、交替单向阀37进入操纵机构，推动液动牵引液压缸25移动。当达到零位时，液压缸25的活塞上的3小孔与缸体上的2孔对齐，油经液压缸上的单向阀流到控制阀36的阀芯右端液控口，司机感到有一信号，表明牵引调速手把已经达到零位，应当立即松手，以切断去液压缸25的油路而停止牵引，否则采煤机会出现反向牵引；然后，司机再按下该牵引阀按钮，采煤机即反向牵引。电气过零保护是通过行程开关实现的。固定在牵引手把15轴上的开关圆盘16，其圆周上有一个120°的缺口，当手把转动零位时，行程开关的滚轮正好落在缺口，使行程开关动作而切断三位四通电磁阀42的电源，于是阀42复位，液压缸25停止移动，机器停止牵引。7.超速和防滑保护该采煤机用四个制动器24并通过二位三通电磁阀22来实现松闸和抱闸。采煤机正常运转时，二位三通电磁阀带电，制动器对液压马达松闸，四个液压马达基本同步运转。而当其中一套牵引系统出现障碍时，就会发生四个液压马达运转不同步，其中一个马达超速运转的情况，这样，主油路的压力就建立不起来，采煤机就会在自重分力作用下开始下滑。当下滑速度超过10m/min时，装在马达传动齿轮上的速度传感器便发出信号，使二位三通电磁阀22断电，制动器就立即制动，及时阻止采煤机下滑。第五节喷雾冷却系统MG300-W型采煤机的喷雾冷却系统如图所示。用两条水管经电缆拖曳装置引入安装在底托架上的水阀，由水阀分配到左、右各三路，以进行冷却和内外喷雾。喷雾冷却系统1,2,5-冷却器3,4,6-水套一、冷却水系统由水阀c口出来的水依次经过液压传动箱冷却器1、左截割部固定减速箱冷却器2、左摇臂水套3到左摇臂下面的喷嘴，以降低左滚筒向输送机装置时的煤尘；由水阀6口出来的水依次经电动机水套4、右固定减速箱冷却器5、右摇臂水套6到右摇臂下面的喷嘴，以降低右滚筒向输送机装煤时的煤尘。二、外喷雾系统由水阀f、g口出来的水分别到左、右弧形挡煤板上的两个喷嘴内。三、内喷雾系统由水阀e、d口出来的水分别到左、右摇臂中心管，经滚筒的三个螺旋叶片上的水道到喷嘴。