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,并对整机的生产能力和工作性能产生很大影响。
牵引部由传动装置和牵引机构两大部分组成。
传动装置的重要功能是进行能量转换,即将电动机的电能转换成传动主链轮或驱动轮的机械能。
牵引机构是协助采煤机沿工作面行走的装置。
(一)采煤机牵引受力分析【牵引受力分析】牵引中受到阻力:1.截割阻力Z ;2.行走过程中的摩擦阻力f;3.采煤机沿倾斜面的下滑力N ;4.采煤机牵引主动力F ;【技术运用】采煤机在工作过程中所受到的集中阻力,受工作条件变化。
而采煤机牵引主动力是一定的;如何保证采煤机适应工作条件的变化,达到既不过载也不欠载的要求,目前普遍采用调整煤机牵引速度的大小以适应采煤机截割阻力的变化。
fNFZ(二)采煤机牵引机构滚筒式采煤机的牵引部主要由牵引机构和传动装置两部分组成。
1.链牵引机构使用特点:1.锚链牵引机构强度低,提高牵引力困难,难以满足截割需求;2.采煤机在牵引过程中,跳链现象频繁,伤安全隐患较大;3.牵引锚链强度低,牵引力变化大,易生产断链和采煤机下滑现象。
1——主动链轮2——导向链轮3——牵引链4——紧链装置(二)采煤机牵引机构2.无链牵引机构滚轮-齿轨型牵引机构齿轮-销轨型牵引机构链轮-链轨型牵引机构复合齿轮齿条型(二)采煤机牵引机构无链牵引的特点1)优点:(1)采煤机移动平稳,振动小,降低了故障率,使用寿命长。
(2)可采用多级牵引,使牵引力提高到400~600kN,实现在大倾角(最大达54°)条件工作(有可靠的制动器)。
(3)实现工作面多台采煤机同时工作,提高了产量。
(4)消除了断链事故,增大了安全性。
2)缺点:(1)对输送机的弯曲和起伏不平要求高;(2)输送机的弯曲段较长,对煤层地质条件变化的适应性差;(3)无链牵引机构增加了机道宽度,加大了支架的控顶距离。
(三)采煤机牵引部传动装置牵引部传动装置分类(三)采煤机牵引部传动装置1.液压传动装置低速液压马达装置中速液压马达装置高速液压马达装置使用特点传动方式:电动机—液压油泵—液压马达—齿轮减速器—牵引链轮优点:传动平稳、工作可靠、操作方便(2000年以前普遍采用)缺点:传动效率低、产品成本高、维护工作量大;2.电牵引传动装置使用特点工作方式:电气控制装置—电动机—齿轮减速器—牵引链轮优点:传动效率高、重量轻、维护方便、易实现自动化控制;缺点:技术含量高、管理严格(当今使用发展的方向)电控变频箱左行走部右行走部(三)采煤机牵引部传动装置3.电牵引调速原理第三节直流电动机的机械特性一、单相串励电动机的反转与串励式直流电动机的原理一样,只要改变电动机的励磁绕组或者电枢绕组的接线,就可以改变单相串励电动机的旋转方向。
单相串励电动机的旋转方向如图所示,当励磁绕组和电枢绕组采用图(a ) 、(b ) 的接法时, 电动机按逆时针方向旋转; 当采用图(c )、(d ) 接法时, 电动机按顺时针方向旋转。
第三节直流电动机的机械特性二、单相串励电动机调速2.串联电阻调速如图所示,在电路中串入可变电阻器,改变电动机的转速。
常用于家用电动缝纫机的调速控制。
串励直流电动机调速改变供电回路电压他励直流电动机调速改变电枢和励磁回路电压使用特点工作方式:交流电—直流电—直流电动机—齿轮减速器—牵引链轮优点:结构简单、工作可靠、操作方便;缺点:体积大、功率小;(1970~1990年部分采煤机使用)+-(一)直流电动机调速原理(三)采煤机牵引部传动装置3.电牵引调速原理(二)交流电动机调速原理交-直-交型变频器原理图交—交变频调速原理图DD1140V ~将交流电变成直流电将直流电变为电压和频率可变的交流电(三)采煤机牵引部传动装置电动机转速n=(1-s )60f/Ps —电动机转差率;f —供电频率;P —磁极对数交流电动机调速的有效途径是改变供电频率。
4.电牵引采煤机的优点(1)牵引特性较好。
具有恒功率和恒转矩特性,调速平稳性好,牵引特性曲线可长时间的保持稳定。
(2)机械传动效率高。
电牵引没有能量多次转换问题,总效率可达0.9以上,而液压牵引一般在0.65~0.70。
(3)牵引力大、牵引速度高。
牵引力可达950kN ,牵引速度截割时为8~12m/min ,最大可达25m/min 。
(三)采煤机牵引部传动装置(三)采煤机牵引部传动装置4.电牵引采煤机的优点(4)工作可靠性提高,故障率低。
电牵引采煤机可用率为96%~98%;液压牵引采煤机的可用率一般在50%~60%以下。
(5)易于实现微机自动控制。
可以实现工况监测、机电保护、故障诊断、数据显示,动态响应很快。
(6)机械传动和结构较简单。
采用了多电机和独立驱动、模块式结构设计,使传动系统和结构简化。
(7)生产率显著提高。
(四)典型采煤机液压牵引系统分析1. MG132/320-W采煤机液压牵引系统简介(1)组成动力装置:主油泵、补油泵执行元件:2台同型号马达控制元件:压力、流量、方向各控制阀辅助装置:油箱、冷却器等液压牵引传动系统职能符号原理图。
abcdea b c d梭阀形阀职能名称:二位四通液控换向阀作用:当进液压力低于1.5MPa 时切断调速油路,同时主油泵回零。
失压控制阀阀(四)典型采煤机液压牵引系统分析1. MG132/320-W 采煤机液压牵引系统简介职能名称:三位五通液控换向阀作用:整定油液流动方向伺服变量机构组成:变量油缸、随动阀、调速杆、连杆;工作方式:手把转动—调速杆移动—连杆摆动—随动阀换向—变量油缸动作—随动阀复位—变量油缸闭锁。
结论:主油泵的排量和排油方向受操作手把的控制,在调速范围内,给定手把任意一个位置,就获得一个相应的牵引方向和牵引速度(四)典型采煤机液压牵引系统分析1. MG132/320-W 采煤机液压牵引系统简介【作用意义】向主油路补充油液和置换出温度升高的油液最大工作压力2.5MPa(1)主油路液体循环形式:闭式调速方式:变量泵-定量马达换向方式:改变主油泵排油方向2.系统主要回路分析(四)典型采煤机液压牵引系统分析(四)典型采煤机液压牵引系统分析【作用意义】向主油路补充油液和置换出温度升高的油液(2)补油和热交换油路最大工作压力2.5MPa额定工作压力2MPa2.系统主要回路分析(四)典型采煤机液压牵引系统分析2.系统主要回路分析(3)手动调速油路(四)典型采煤机液压牵引系统分析2.系统主要回路分析(4)液压功率调速油路(四)典型采煤机液压牵引系统分析(5)电动机功率调速油路2.系统主要回路分析(四)典型采煤机液压牵引系统分析(6)保护油路欠压保护防滑保护倒吸保护过压保护2.系统主要回路分析小结本节我们学习了采煤机牵引机构的组成,无链牵引机构形式,电牵引采煤机的类型、调速特性和优点,典型采煤机液压牵引系统分析等。
(五)液压牵引部机典型故障分析故障现象:采煤机启动后,操作采煤机左右不牵引或单向牵引原因分析:液压马达两个工作腔有效压力差为零1、电动机反转2、操作装置失灵3、补油路压力低5、左右马达反转4、主油路漏油(1)采煤机不牵引主要潜存点:(五)液压牵引部机典型故障分析故障现象:在正常条件下、采煤机吃刀浅、煤粉多,增大牵引速度仍然如此原因分析:液压马达两个工作腔有效压力差小1、背压力高2、主油泵泄漏6、马达泄漏严重4、主油路漏油主要潜存点:5、制动器未放松3、安全阀整定低(2)采煤机牵引力小(五)液压牵引部机典型故障分析故障现象:在空载状态下、采煤机的牵引速度达不到设计要求原因分析:油液通过液压马达工作腔的有效流量小4、主油泵泄漏6、马达泄漏严重5、主油路漏油(3)采煤机牵引速度低主要潜存点:2、操作不到位1、粗过滤器阻塞3、精过器阻塞(五)液压牵引部机典型故障分析故障现象:在正常条件下工作、短时间牵引部液压油的超过70°C 。
原因分析:牵引部液压传动系统能量损失多;7、马达泄漏严重5、主油路漏油(4)液压油温升高2、使用操作不当1、冷却不良3、背压力高8、油液变质6、安全阀调整不当主要潜存点:4、主油泵泄漏(六)电牵引采煤机牵引系统分析1.结构组成牵引部由牵引部铸造外壳、牵引部减速装置、牵引电机、液压驱动装置、液压控制装置、供水系统、链轮箱及销排组成。
采煤机的截割部由支承孔支撑,支承孔与牵引部铸造壳体一起通过整体铸造而成。
(六)电牵引采煤机牵引系统分析2.牵引传动系统牵引传动系统由牵引传动箱和链轮箱两部分组成。
牵引牵引传动箱由两台交流电机分别驱动。
交流电机输出的动力通过四级定轴齿轮减速和两级行星齿轮减速将动力传输给链轮箱的中间传动机构。
利用编码器实现交流电机的速度控制。
(六)电牵引采煤机牵引系统分析3. MG750/1815-WD采煤机牵引传动系统•左牵引形式:机载交流变频无级调速、一拖一、摆线-销轨式、双牵引•牵引速度:12/21、10/17.5m/min•牵引力:780/445、936/535kN(六)电牵引采煤机牵引系统分析3. MG750/1815-WD采煤机牵引传动系统•右牵引电机型号:YBC-90S隔爆型三相异步电机功率:90kW供电电压:380V额定转速:1472r/min冷却方式:定子水套冷却(六)电牵引采煤机牵引系统分析3. MG750/1815-WD采煤机牵引传动系统(六)电牵引采煤机牵引系统分析3. MG750/1815-WD采煤机牵引传动系统•两级直齿圆柱齿轮和双级行星传动•左右可互换的双牵引•总速比:i=192.9、229.3、275.6(七)采煤机滚筒调高系统(1)滚筒调高液压传动系统组成及工作原理1.动力油路工作原理:油箱中的油液—过滤器—调高油泵—右换向阀—液压锁—右调高油缸—液压锁—右换向阀—左换向阀—油箱。
回路特点:1)回路空循环时,回路中无压力,消耗能量少;2)左右换向阀为串联,在使用中不得同时操作;3)20MPa安全阀起到对油泵的保MG132/320-W采煤机滚筒液压调高传动系统职能符号原理图护作用;4)当滚筒受外力作用时,32MPa安全阀开启,起到对调高千斤顶的保护作用(七)采煤机滚筒调高系统(1)滚筒调高液压传动系统组成及工作原理2.操作油路工作原理:来自补油的油液—右升按钮阀—右换向阀右端—右换向阀左端—右降按钮阀—油箱。
回路特点:1)升降按钮阀为并联,控制一个换向阀,工作中不可同时操作。
2)操作回路由牵引部不油路供给压力油。
MG132/320-W采煤机滚筒液压调高传动系统职能符号原理图(七)采煤机滚筒调高系统(2)MG750/1815-WD滚筒调高系统•调高泵:采用进口双联齿轮泵额定压力:25MPa额定转速:2000r/min工作压力:20MPa工作转速:1465r/min理论流量: 61.5l/min•独立泵站•电机功率:35kW,3300V•手动、电液动功能•压力显示•集成度高,维护更换方便(七)采煤机滚筒调高系统(2)MG750/1815-WD 滚筒调高系统(七)采煤机滚筒调高系统(3)常见故障分析MG132/320-W 采煤机滚筒液压调高传动系统职能符号原理图故障现象:采煤机滚筒割顶煤时自降落,不能割平顶板。