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Coal Extraction
The Shearer(I)
Although there are many models, the shearer has several common basic components. A double-ended ranging-drum shearer(Fig.18.1), for example, consists of four major components: electric motors, gearheads, haulage unit (power pack), and the cutting drums.
The electric motor ranging form 300 to1000 horsepower (223~750kw) is the power source for the shearer.It provides power to run the hydraulic pumps in the haulage unit and the gearheads for the cutting drum. The large capacity shearers are generally equipped with two electric motors; one for the haulage unit and one gearhead and the other for the other gearhead and other ancillary equipment. The motors can be remotely controlled.
There are two gearheads, one on the left, and the other on the right-hand side of the shearer. Each gearhead consider of a gearhead, gearbox and ranging arm.
The cutting drum is laced with spiral vanes on which the cutting bits are mounted. Its diameter ranges form 34 to 72 in (0.86~1.83m) with rotational speeds form 30 to 105 rpm. The trends are toward fewer but larger bits and slower drum speed for better cutting efficiency and less coal dust production. The drums are also equipped with power cowl is usually located behind the cutting drum. For that reason, it can be rotated a full 180°
The electric motor, haulage unit and gearhead box combine to form the shearer’s body which is mounted on the underframe. The underframe has four sliding shoes. The face-side shoes. The face-side shoes are fitted and ride on the face side top guide of the face conveyor pan, and the other two gob-side sliding shoes are fitted on a guide tube to prevent derailment. The tramming speed of the shearer ranges form 19 to 46 ft/min (5.8~14.0m/min).
In addition, the shearer is equipped with auxiliary hydraulic pumps and control valves for operating the ranging arms and powers cowls, water spraying devices,cable, chain anchorage and tensioners and so on.
Types of Modern Shearers
Since its first appearance in 1954, the shearer has undergone continuous changes both in capability and structure. It is now types of shearers, single and double-drum. In the earlier models, the drum in the single-drum shearer is mounted on the shearer’s body and cannot be adjusted for height. Therefore it is not suitable for areas where are constant changes in seam thickness and floor undulation. Thus the single-ended fixed-drum shearer is used mostly for thin seams.
For the single-drum shearer with a ranging arm, the cutting drum is mounted at the very end of the ranging arm. The ranging arm can be raised up and down by hydraulic control to accommodate the changing seam thickness and floor undulation. (Fig.18.2)
But when the seam exceeds a certain thickness, the single-drum shearer can not cut the entire seam height in one cut and a return cutting trip is necessary to complete a full web cut. Furthermore, since the drum is located on the headentry side, it generally requires a niche in the tailentry side. A niche is a precut at face end, one web deep and a shearer’s length long. With a niche at the face end the shearer can turn around.
Nowadays, the double ranging-drum shearers are used predominantly. The shearer cuts the whole seam height in one trip. The two drums can be positioned to any required height (within the designed range) during cutting and lowered well below the floor level. The arrangement of the drums enables the whole seam to be cut in either direction of travel, thereby ensuring rapid face advance and shortening roof exposure time. There are various types of double ranging-drum shearers. Based on the location of the drums, there are two types: one with one with both drums mounted on one side of the machine. The former type is the most widely used. Its advantage is that with one drum on each side of the shearer, it can sump in either direction.
During the cutting trip, the leading drum cuts the upper 70% of the seam height while the rear drum cuts the lower 30% and cleans up the broken coal on the floor. The two drums are approximately 23~33ft (7~10m) apart. When the shearer is traveling in the opposite direction to that of the face conveyor, the coal cut by the leading drum has to pass under the shearer’s body, which increase the moving resistance of the shearer and the face conveyor and cause a “crowding” condition. If the broken coal is too large, it may block the shearer and stop the operation. In general, when the shearer and the face conveyor are traveling in the opposite directions, approximately 70% of the coal taken by the leading drum will pass under the shearer. But when they are traveling in the sane direction,the coal taken down by the rear drum together with the float coal from the floor constitute the approximately 30% of the coal that has to pass under the shearer. The former case consumes 25% more power than the latter. As compared to the single-ended shearer, the underframe of the double-ended shearer is higher, thereby ensuring a sufficient cross section for coal passage.
Based on the method of adjusting the height of the cutting drum, there are also two types of shearers: ranging-arm shearer and gearhead shearer (Fig 18.3).
The former one is commonly used, whereas the latter one is a recent development. The advantage of the gearhead shearer is that the haulage unit is located at the center of the shearer’s body and mounted on the underframe. On both sides of the haulage unit, there is gearhead. Each gearhead contains an electric motor and a speed-reduction unit. The gearhead is raised and lowered by an adjustable hydraulic ram. The adjustable range of cutting height is large. It can reach up to 4.6ft(1.4m).
采 煤
-----采煤機
盡管采煤機有很多模型，它們仍然有一些共同的基本組成部分。例如，雙端可調高滾筒采煤機由四個主要部分組成：電動機，傳動機頭，牽引部（動力裝置）和截割滾筒。
300至1000馬力（223至750千瓦）的電動機是采煤機的能量來源。它為截割滾筒在牽引部和傳動機頭中給液壓泵提供動力。大功率滾筒式采煤機一般裝有兩臺電動機；一臺帶動牽引部及一傳動機頭；另一臺帶動另一傳動機頭及其他輔助設備。電動機可以遠程控制。
采煤機上有兩個傳動機頭，一個在左邊，另一個在采煤機的右邊。每一個傳動機頭都由一個傳動機頭，一個齒輪箱和一個搖臂組成。
螺旋形的輪葉把截割滾筒束緊在安裝的截齒上。它的直徑為34至72（大約0.86至1.83米），轉速為30至105。其發(fā)展趨勢是采用數量少一些但大一點的截齒，并減低截割滾筒的轉速，一邊提高截割效率和減少煤塵的產生。截齒也裝有動力擋煤板，通常位于截割滾筒的后面 。因此，它可以旋轉180度。
電動機，牽引部和傳動機頭箱組合成采煤機的主體安裝在底座上。底座有四個滑瓦?？拷ぷ髅嬉粋鹊幕撸仓迷诠ぷ髅孑斔蜋C槽的頂部導軌上，二靠近采空區(qū)一側的另外兩個滑瓦，則安置在導管上，以防脫軌。采煤機的牽引速度為每分鐘19至46英尺（約為每分鐘5.8至14.0米）。
除此之外，采煤機還裝有輔助的液壓泵和控制閥來操作搖臂，動力擋煤板，噴水裝置，牽引鏈錨固和拉進裝置，。
自從采煤機的第一次在1954年問世以來，它已經在能力和結構上經歷了持續(xù)不斷的變化?，F在采煤機的種類有單滾筒采煤機和雙滾筒采煤機。在更早的模型里，單滾筒采煤機的滾筒是安裝在采煤機的主體部位而且不同適應它本身的高度。因此，它不適宜在有著不斷變化的煤層厚度和底板起伏不平的區(qū)域里。因而單端固定滾筒采煤機大多數情況下用于薄煤層。
單搖臂但滾筒采煤機的截割滾筒就安裝在該搖臂的末端。搖臂可以通過液壓控制來調節(jié)不斷變化的煤層厚度和底板起伏不平來升高降低。
但是當煤層超過一定的厚度，單滾筒采煤機就不能一次過截割整個煤層高度，所以是有必要來一次來回截割來完成一個完整的截割。此外，自從滾筒安裝在運輸順槽一邊，它通常需要在回風順槽有一個缺口。缺口是在工作面端頭預先開出的，其大小為一個截深和一臺采煤機機體的長度。有了工作面端頭的卻都，采煤機可以掉頭。
如今，雙滾筒采煤機占據主導地位。采煤機一次可以截割整一個煤層高度。兩個滾筒在截割過程中可以處于任何一種需要的高度（在設計的范圍內），降低到地平線以下。滾筒的這種布置，使采煤機在每一次往返行程中均能進行整層截割，從而可保證工作面迅速推進并縮短頂板懸露時間。有不同類型的雙滾筒采煤機。根據滾筒的安裝位置，采煤機課分為兩類：一類是采煤機機身兩側各安一個滾筒；另一類是兩個滾筒都安在機身一側。大多數使用前一種，它的優(yōu)勢在于采煤機每一邊都有一個滾筒可以在任一個方向進刀。
在截割的過程中，前面的滾筒截割上部煤層高度的百分之七十，而后面的滾筒截割下部的百分之三十和清理地上損壞的煤渣。兩個滾筒相距23至33英尺（約7至10米）。當采煤機與工作面輸送機反向運行時，前滾筒采下的煤必須從采煤機機身下面通過，這就加大了采煤機及輸送機的運行阻力，并造成“堵塞”現象。如果壞掉的煤渣太大，它可能會阻礙采煤機，停止采煤機的運行?？偟膩碚f，當采煤機和工作面輸送機在相反方面運行時，前滾筒采的大約百分之七十的煤會在采煤機底下通過。但是當它們在相同方向運行時，后滾筒采的煤和地上的浮煤組成的只有百分之三十的煤在采煤機地下通過。前者比后者多消耗了百分之二十五的能量。與單滾筒采煤機相比，雙滾筒采煤機的底座更高，因此能夠保證有效的橫截面運煤。
根據截割滾筒高度的調整，采煤機可分為兩類：搖臂采煤機和傳動機頭采煤機。
前者是經常使用的，而后者是最近才發(fā)展運用的。傳動機頭采煤機的優(yōu)勢在于它的牽引部是安置在采煤機機身的中心和底座。在牽引部的兩邊都有一個傳動機頭。每一個傳動機頭都包含一個電動機和一個減速裝置。傳動機頭通過一個可調液壓千斤頂來升高和降低的。截割高度的調節(jié)范圍很大，它可以達到4.6英尺（1.4米）。
調研報告
前言
引言
滾筒式采煤機是綜合機械化采煤工作而的主要設備，其結構與性能優(yōu)劣直接關系到煤碳產量及人身安全、設備安全。自20世紀50年代初滾筒式采煤饑問世以來，其研究、生產大致經歷了四代，即固定滾筒采煤饑、單搖臂滾筒采煤機、雙搖臂滾筒采煤機、電牽引采煤機。我國在長期煤炭生產實踐中，也已陸續(xù)研制生產了一系列國產采煤機，并且在借鑒國外先進機型的基礎上，迅速發(fā)展了大功率電牽引采煤機(總裝機功率達1 400KW 以上)。通過調研我們發(fā)現滾筒采煤機尚有很多需要改進的地方。我們主要就滾筒采煤機的結構布置、滾筒改進、自動控制、液壓系統(tǒng)的改進、旋滾筒的優(yōu)化設計等方面進行設計、改進以提高滾筒采煤機的工作效率。
實習目的
本次實習在理論教學之后進行，是理論聯系實際、培養(yǎng)學生“完成設計工作者的基本訓練”的重要環(huán)節(jié)，其目的是：
a. 鞏固、加深和擴大所學的理論知識，使理論更好的結合實際，通過參觀和學習，對機械設計建立全面的系統(tǒng)概念，補充理論教學的不足；
b. 通過仔細了解和自己畢業(yè)設計有關的產品的生產制造過程（機床的布局，各零部件的加工工藝過程，零部件組裝成成品的裝配過程等等），來熟悉工廠的生產加工過程（零件設計過程，零件工藝設計過程，裝配設計過程）；
c. 通過對和自己畢業(yè)設計有關產品的原理、結構以及各零部件的結構的了解認識，為畢業(yè)設計（論文）收集資料，使自己的畢業(yè)設計得以順利完成；
d. 通過親身感受工廠的生產環(huán)境、生產過程、生產管理等，為即將走上工作崗位積累感性認識；
e. 通過在工廠參觀實習，了解現代工廠的生產組織、生產管理，零件的加工工藝過程及其各種機床的加工特點，為今后走向工作崗位奠定堅實的基礎。
實習過程
本次實習我們主要參觀了河北神風重型機械有限公司和鶴壁鑫镕鑄業(yè)有限責任公司。河北神風重型機械有限公司是由原峰峰集團所屬的機械總廠、馬頭機械廠、機電設備廠整合改制而成的有限責任公司，地處晉冀魯豫四省交匯處的歷史名城——邯鄲市。公司現有員工 2200 余人，各類專業(yè)技術人員 300 余人，高級工程師 35 人，工人技師 50 余人，注冊資金 1.2 億元，年銷售超過 4.8 億元，年生產能力突破 4 萬噸，以強大的機械設備開發(fā)、制造和配套能力而首推于冀南豫北大地 , 形成了“天擇”牌煤炭和冶金兩大系列的主導產品?，F是全國煤炭行業(yè)機電配件定點生產企業(yè)，全國煤礦綜機配件定點生產單位，中國質量檢驗協會團體會員單位，全國煤機協會常務理事單位。多次獲得省重合同、守信用單位，河北省十大優(yōu)秀發(fā)明創(chuàng)造單位，中國誠信單位，中國標準計量質量技術，全國煤炭機械工業(yè)優(yōu)秀企業(yè)等榮譽稱號。 在相繼通過 ISO9002質量體系認證、ISO9001質量體系認證、ISO14001環(huán)境認證后，2006年2月順利通過GB/T19001-2000質量管理體系、GB/T24001-2004環(huán)境管理體系、GB/T28001-2001職業(yè)健康安全管理體系“三合一”體系認證。??煤炭系列產品：主要以綜采成套設備設計、制造為主， 是我國目前唯一生產“三機（ 采煤機、刮板機、液壓支架） 配套”產品的廠家，可對 30 萬～ 150 萬噸礦井采煤工作面進行配套，并配有相應的順槽裝載機、膠帶運輸機、輔助絞車、單體支柱等設備，覆蓋了整個采煤工作面的生產和運輸系統(tǒng)設備；“三機”配套產品與多廠家產品配套相比有不可比擬的優(yōu)勢， 可實現礦井采掘工作面設計、設備制造、安裝、技術服務指導等一條龍配套服務 。目前我公司生產成套的“三機”配套設備已裝備了有五十多個工作面，包括峰峰集團所屬十三個礦、河北省磁縣六合工業(yè)有限公司、河南省濟源煤業(yè)有限公司、山西長治三荊溝煤礦、山西襄垣上良煤礦、內蒙棋盤井礦業(yè)有限責任公司等礦井，創(chuàng)造了良好的社會效益和經濟效益。 煤炭系列主導產品有： MG150(200)/375(475) 、 MG200 液壓采煤機、 MG150(200)/365(465) 、 MG150 （ 200 ） /350 （ 450 ）電牽引采煤機、 MG132/300 薄煤層采煤機、 LMG900 以下露天采煤機、 SGZ764/400 以下各種系列刮板運輸機、各種類型阻力的液壓支架、 MRB400 以下乳化液泵站及各種型號的絞車、 1.6M 以下帶式輸送機、單體液壓支柱等。
?冶金系列產品：主要進行冷熱成套生產線的設計、設備制造、安裝、服務等一條龍服務。 目前我公司成套生產線已裝備了有二十多條，包括河北卓立 1050 mm 冷軋薄板、河北三河 60 萬噸 500mm 帶鋼、河北鹿泉 35 萬噸角鋼、新興鑄管 35 萬噸螺紋鋼、寧夏石嘴山 60 萬噸棒材、河北武安興華 350H 型鋼等成套生產線。主導產品有： 1250mm 以下冷熱軋帶鋼、 350mm 以下 H 型鋼、Φ 850 輥徑以下線棒材、Φ 250mm 以下無縫鋼管、 450mm 以下 H 型鋼等成套生產線以及非標人字齒輪座、軋機、卷曲機、矯直機、冷床、飛剪、冷剪、重型齒輪箱、硬齒面減速機等各種機械設備、零部件等。
鶴壁鑫镕鑄業(yè)有限責任公司，位于河南省鶴壁市山城區(qū)車站路3號，東臨京廣鐵路、京珠高速公路、107國道，地理位置十分優(yōu)越。
公司技術力量雄厚，擁有一支專業(yè)素質優(yōu)良的技術隊伍。其中，高級工程師3名、工程師11名、技師9名。具有新工藝新材料的研究開發(fā)能力；可利用CAD和PRO/E進行二維和三維設計；能夠應用“華鑄CAE/InteCAST鑄造工藝分析系統(tǒng)”對鑄造工藝進行分析，從而進一步優(yōu)化鑄造工藝。
公司鑄造設備先進、齊全。擁有3噸三相電弧煉鋼爐三臺;2.5t/hr及3t/hr沖天爐各一臺；575kg中頻爐一臺；2500kg中頻爐兩臺；S116混砂機5臺；30kg、10kg、3kg碗型樹脂砂混砂機各一臺；SH－300雙攪拌樹脂砂混砂機一臺；橋式起重機20臺，其中，最大起重能力為20噸；Q7710型拋、噴聯合清理設備一臺；Q365C臺車式拋丸清理機；熱處理設備有450KW、480Kw大型電阻箱式熱處理爐各一臺；15噸煤氣發(fā)生爐一臺；40噸燃煤大型熱處理爐一臺。
公司檢測設備完備，可進行著色、磁粉、超聲波等無損探傷；能進行多種元素的化驗及機械性能、物理性能的測定，配備有爐前檢測室及中心化驗檢測室。
公司先后為四川東方汽輪機廠、北京重型電機廠、武漢汽輪機廠、錦州汽輪機廠、四川樂山汽輪機廠等廠家生產了大量耐高溫、耐高壓、優(yōu)質合金鋼鑄件；為北京航天部、上海冶金礦山機械廠、上海澎浦機器廠、上海良工閥門廠、上海第二石油機械廠、中原油田、上海煤炭科學研究院、中核蘇閥等單位生產了大量結構復雜的鑄鋼件；通過外貿公司，先后生產了多批出口鑄鋼件、鑄銅件。公司于于2001年5月獲得鑄件進出口權；2006年1月通過了ISO9001質量體系認證。
國內最大品種的采煤機搖臂殼體，材質ZG25Mn2。
1 課題調研
1.1、滾筒采煤機發(fā)展概況和發(fā)展趨勢
最早的滾筒采煤機出現在英國，它是把截煤機的減速箱部分改成允許安裝一根橫軸和截割滾筒。由于其水平軸截割滾筒的設計優(yōu)于截煤機，因此其改進型比刨煤機更適宜英國開采條件，但在20世紀50年代這種采煤機并非是唯一應用的采煤設備。另外有一種有競爭的采煤機是鉆削式采煤機。這種采煤機配有一個按螺鉆原理設計的主截割部，其應用范圍主要局限與薄煤層。
滾筒采煤機經過多次改進設計而得到不斷的發(fā)展。最早設計的滾筒采煤機僅能單向采煤，輸送機和液壓支架在向前推移之前，留在軌道上采出的煤在回空段被裝載。后來又研發(fā)了雙向采煤的滾筒采煤機。然而由于這種采煤機受到調向的限制，加之固定滾筒缺乏自由性，因此搖臂滾筒采煤機應運而生。
20世紀60年代末，久益公司生產出10CM、11CM 系列的連續(xù)采煤機，它是現代這種機型的雛形。到70年代末，在11CM型基礎上又生產出12CM系列連續(xù)采煤機。經過對12CM系列連續(xù)采煤機的不斷改進、完善和提高，生產出適用于開采中硬煤層的12CM12—10B、12CM18—10D和B型機，以及適用于特別堅硬煤層的12HM31C型和B型機(神東常用12CM12—10B、12CM18—10D)。80年代后期至今連續(xù)采煤機在采煤業(yè)中得到了廣泛的應用，并且得到了長足的發(fā)展。我國對這種連續(xù)型采煤機的應用始于70年代中期。那時主要靠引進外國的產品，80年代以前主要是引進單機。隨著國內采煤機技術的發(fā)展到了90年代變成以配套引進為主。目前國內在采煤機研發(fā)和設計方面和國外有很大的差距。煤炭科學研究總院太原分院早在1990年就開始進行連續(xù)采煤機的研究，曾完成了輕型連續(xù)采煤機的設計、引進設備的國產化大修等工作。煤炭科學研究總院上海分院也承擔了一些項目。盡管國內各大科研院所、生產廠家、煤礦企業(yè)曾開展過規(guī)模不等的連續(xù)采煤機等技術的國產化研究，但均存在一些問題，仍沒有真正在煤礦上見到國產連采機的新產品。
1.2、滾筒采煤機結構布置設計的改進方向
1.2.1、橫向布置多個電動機。即將截割部、牽引部、泵站和破碎機構設計成橫向布置方式。采用這種電動機布置方式，可將搖臂回轉傳動裝置取消，而代之不傳動功率的鉸接軸，簡化了結構，減少了薄弱環(huán)節(jié)和故障因素；可將傳動鏈中錐齒輪取消，消除了加工、裝配、維修錐齒輪的復雜工藝，提高了可靠性；各電動機傳動系統(tǒng)功能單一，無過軸、旁輪等多余饑件和交叉重疊環(huán)節(jié)，部件為自封閉，部件之間無饑械傳動， 只有管線等柔性聯接，故結構簡單、緊湊、機身長度可縮短；便于組裝拆卸及在維修更換部件、換搖臂及截割電動機時不需拆卸底托架和對口螺栓。
1.2.2、將機身設計成使部件可側面拉裝的整體箱式。即整個機身是個箱形結構的焊接件，根據需要分成若干個間隔室，安放變壓器電控部 電牽引部、液壓站等部分；而在采空區(qū)一側其敞開，可以將上述具有自封結構的部件方便地裝入固定和拆下拉出，而機身兩端鉸接的截割部及其電動機也可以從采空區(qū)側拆裝。采用這種機身設計方式，可以為井下組裝維修創(chuàng)造更方便快捷的條件，同時可實現整個機身無對口螺栓，也無底托架，強度大，剛性好， 免除了螺栓緊固的麻煩，可將機身做成兩段拼裝，并用液壓螺栓緊固。
1.2.3、將采煤機的截割部與牽引部合為一個部件。即截牽合一，縱向布置的主電動機可直接驅動煤壁側的截割部件，牽引部件(電牽引或液壓牽引)則放在采空區(qū)側，以合理利用空間。采用這種合并方式，可減少部件聯接對口數，縮短機身縱向長度，取消泵通過牽引部傳遞電動機全功率的過軸及齒輪，簡化_f結構，提高了傳動效率。這樣雖使機身略寬，但由于大功率采煤機所配套的輸送機溜槽也寬，所以對機身整體無大影響。
1.2.4、改進擋煤板傳動裝置。即用中低速擺線馬達，通過內齒輪或柱銷傳動。比如，可在擋煤板回轉臂環(huán)架圓周安裝軸向柱銷，利用固裝在搖臂上的液壓馬達帶動長牙齒輪驅動柱銷翻轉擋煤板。采用這種擋煤板傳動裝置，可使擋煤板結構更可靠，且不怕煤粉堵塞，不易存煤泥，可大幅減少故障。
1.2.5、取消底拖架或不用整體底拖架。即采用上述的部件可側面拉裝的整體箱式機身，在電動機、截割牽引部．高壓水泵和電控箱之間用若干個M4 0以上螺栓聯接，再輔之以2~4根液壓助力梁聯接，使聯接更可靠。采用無底托架的設計方案，其最大特點和優(yōu)點就是克服了傳統(tǒng)底托架聯接螺栓多、加工困難、拆裝維修困難的缺點。
1.3、滾筒采煤機截割滾筒設計改進方向
1.3.1、增大截煤深度。截深在750mm 以上方能稱為大截深，由于加大了截深，相應的滾筒軸、軸承和搖臂強度也應加大，同時適當增大螺旋葉片的升角(一般大于等于20。)，以改善裝煤效果。
1.3.2、用強力截齒。由于速度加大，截齒的切削厚度增大， 可采用齒伸較長(120 mm—l50 mm 左右)、大斷面齒柄(30*50mm)、硬質合金片厚度達l8mm以上的強力截齒，同時加大齒座尺寸和強度，這樣可減少截齒數、降低截齒消耗、增大塊煤率和降低煤塵。
1.3.3、增大塊煤率，減少煤塵生成。即采用雙行星傳動截割頭，適當降低滾筒轉速，使其轉速在22—24r／min左右，以增大塊煤率，減少二次破碎；或減少截齒數，增大截距(60mm左右)以使塊煤率增加；滾筒結構上還可采用碟形端盤開窗口，輪轂采用錐形或指數曲線形，以使截落的煤快速排出，從而減少二次破碎；此外還可在螺旋葉片上采用盤形滾刀以及采用抽風和吸塵滾筒。
1.3.4、加設高壓水射流噴霧裝置。即在采煤機上加裝增壓水泵(60—70kW )，使噴霧水壓達到l8MPa以上，流量達到140L／min以上，這樣可有效降低煤塵和防止截割時產生火花。另外減少噴霧噴嘴的直徑(0．5—0．8mm)，可形成高壓射流，起到輔助切割作用，以減少截齒受力，降低能耗。同時還可加設流量壓力自動控制型水泵，使采煤機滾筒只在割煤時噴霧灑水，以節(jié)約水能源。
1.4、采煤機液壓系統(tǒng)設計的改進
1.4.1、電牽引采煤機液壓系統(tǒng)存在的問題
(1)液壓系統(tǒng)的高、低壓都是靠一個調高泵來完成的，這樣壓力極不穩(wěn)定，對液壓元件產生沖擊和震動，影響液壓元件的使用壽命；
(2)牽引電機的啟停和剎車制動器的啟停不同步，經常有燒毀剎車制動器的現象。
1.4.2、電牽引采煤機液壓系統(tǒng)的改進措施
(1)調高泵換成雙聯齒輪泵，這樣可以把系統(tǒng)的高、低壓回路分隔開，分別供壓，不用一個回路，高壓就不會對低壓產生影響，系統(tǒng)的壓力相對比較穩(wěn)定，這樣采煤機工作穩(wěn)定、可靠，不會對液壓元件產生沖擊。
(2)在液壓系統(tǒng)的低壓回路中串聯一個電液壓力繼電器(如圖1所示)；它一端通過主控器與牽引電機相連，另一端串聯在低壓回路中，電液壓力繼電器可以設定壓力，當液壓系統(tǒng)的壓力達不到給定的壓力值時，制動器打不開，牽引電機啟動不起來，從而防止燒毀制動器。
1.5、課題提出
通過以上所述，我們可以看出國內在采煤機設計和生產方面和國外先進技術相比還有很大的差距，我們必須自力更生，加快國產采煤機設計和生產的改進，縮小和國外先進技術的差距。在采煤機的設計中我們必須充分考慮上述采煤機設計的改進方向。我該次畢業(yè)設計的題目就是滾筒采煤機的設計，希望自己能夠在設計技術方面所突破。
實習總結
通過這次實習我們開闊了眼界，對所要進行的畢業(yè)設計的題目有了感性的認識。在這次參觀實習中我們認真觀察了工廠的生產過程和生產工藝。對各種機加工過程有了更深入的了解和認識，對各種機床的應用和設備的布置有了一個感觀的認識。另外對工廠的管理方法和生產方式以及工作的規(guī)章制度有了初步的認識，為我們即將開始的工作提供一個心理準備。
通過這次實習我們對采煤機的生產過程，生產工藝有了深入的認識，加之各方面資料的收集我們對采煤機的設計和制造原理、設計步驟等都有了一定的理解。通過對各方面資料的篩選，我們對采煤機的設計方案進行了分析和論證。在這次實習中我們通過和師傅們的交流，加深了理論和實際的聯系。鞏固了我們以前所學過的理論知識。
通過這次實習，我更能體會到一個做工程人員的責任，我想我一定會更加努力學習，將來認真對待工作的每一個細節(jié)，做一個合格的工程人員。這次實習是我們畢業(yè)設計前的關鍵一環(huán)，也是我們大學四年的必要環(huán)節(jié)。不但可以對我們的畢業(yè)設計有很大的幫助，而且對我們以后的工作也會產生深遠的影響。感謝學校和老師給我們提供了這么好的實習機會。
參考文獻
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畢業(yè)設計（論文）
實習報告
題目名稱：滾筒采煤機截割部的設計
院系名稱：機電學院
班 級：
學 號：
學生姓名：
指導教師：
2007年3月
畢業(yè)設計開題報告
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畢業(yè)論文(設計)開題報告
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課題名稱： 滾筒采煤機的改進
畢業(yè)設計起止時間： 2006 年 3 月 5 日 ～ 6 月 16日(共 15 周)
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學生姓名：
學 號：
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
班 級：
指導教師：
報告日期： 2007年3月21日
?1．本課題所涉及的內容國內(外)研究現狀綜述
滾筒采煤機實現煤礦生產機械化和現代化的重要設備之一。機械化采煤可以減輕體力勞動、提高安全性，達到高產量、高效率、低消耗的目的。采煤機分鋸削式、刨削式、鉆削式和銑削式四種：①鋸削式采煤機，即截煤機，靠安裝在循環(huán)運動的截鏈上的截齒深入煤壁截煤；②刨削式采煤機，即刨煤機，靠刨刀的往復運動刨削破煤；③鉆削式采煤機，靠鉆頭邊緣的刀齒鉆入煤體，由鉆頭中部的破煤刀齒將中部的煤體破碎;④銑削式采煤機,靠滾筒上的截齒旋轉銑削破煤。本課題主要研究滾筒采煤機的改進。一種銑削式淺截深采煤機，由截割部分、牽引部分和動力部分組成。截割部分包括工作機構和減速器，牽引部分包括行走機構（鏈輪、牽引鏈及其拉緊裝置）和液壓傳動裝置，動力部分包括電動機和電氣控制箱。另外，還有輔助裝置，包括底托架、電纜架、噴霧裝置和信號照明等設備。滾筒采煤機適于在煤層厚度變化小、無夾石、地質構造簡單、煤層傾角 15°以下、頂板易于管理的條件下使用。傾角較大時，需裝防滑裝置。滾筒采煤機騎在可彎曲刮板輸送機上工作，沿工作面往返運行。螺旋式滾筒上裝有按一定規(guī)律排列的截齒。滾筒轉動時，截齒按一定順序在煤體上先后截出很多溝槽，使溝槽之間的煤體破落，通過滾筒旋葉和弧形擋煤板裝入輸送機。滾筒直徑為測量到截齒齒尖的截割直徑，各制造廠有各種不同的系列，根據采高選定。滾筒寬度相當于截深，有0.6、0.8、1.0、1.2m等幾種規(guī)格。
滾筒采煤機分單滾筒和雙滾筒兩種：
單滾筒采煤機 進刀方式有三種：①先進刀后移機頭，一般采用斜切進刀，這種方式簡單易行，但進刀時間長；②先移機頭后進刀，能充分利用工時，但開缺口工作量大；③進刀同時移機頭，進刀簡單，時間短，但需強力推移輸送機的設備。
割煤方式有兩種：①單向采煤，采煤機上行進一刀割煤，下行裝煤。優(yōu)點是能充分利用機器裝煤，效率高，但工作面割一刀時間長，頂板懸露時間長，一般適用于頂板穩(wěn)定、采高較大、裝余煤量大的煤層。②雙向采煤，往返各進一刀。優(yōu)點是能提高工時利用率，工作面生產能力大，支護頂板及時，工序緊湊，但采高大時清浮煤工作量大。
雙滾筒采煤機 一次采全厚，采煤機兩端各有一個滾筒。前滾筒在上割頂煤，后滾筒在下割底煤。兩滾筒一般相背旋轉，司機左側滾筒用左螺旋，司機右側滾筒用右螺旋。也可相向旋轉，司機左側滾筒用右螺旋，司機右側滾筒用左螺旋。一般采用雙向采煤，先進刀后移機頭的斜切進刀方式；也可采用進刀同時移機頭的正切進刀方式。
自從60年代開始使用滾筒采煤機以來采煤機有了很大的發(fā)展。60年代開始使用淺截式滾筒采煤機，70年代初在一些礦區(qū)開始使用淺截式雙滾筒采煤機，機采產量不斷提高。70年代以來，采煤機不斷改進,如采用大功率水冷電機來提高生產能力,開采厚度較大的堅硬煤層；采用粗齒滾筒提高塊煤率；采用無鏈牽引減少機械事故并適應長工作面多臺采煤機同時作業(yè)等。目前國內采煤機正向著無鏈牽引系統(tǒng)以及能夠降塵的螺旋滾筒采煤機等方向發(fā)展。
2．本課題有待解決的主要關鍵問題
本課題研究的目的是改善采煤機的工作性能以及滾筒對采煤效率的影響以提高采煤機的工作效率。通過對滾筒的參數的優(yōu)化設計來改善采煤效率。滾筒采煤機基本上是依靠螺旋葉片將破碎的煤裝入溜槽，其裝煤率約為 60%~70% 。為了提高裝煤率，在滾筒后方加擋煤板，可將裝煤率提高到 90 ％；為了提高裝煤率，除了從設備結構方面采取措施外，在使用中應盡量使出煤口加大些，擋煤板與滾筒的間隙應適當；加大牽引速度和滾筒轉速都有利于提高裝煤率，但是提高割煤效率與裝煤效率有矛盾時，原則上應先滿足割煤效率的要求。
主要研究內容包括：
建立滾筒采煤機的截割部的有限元分析模型和結構設計的模型 ；
采用ANSYS進行滾筒的結構分析；
提供一套合理的滾筒結構參數；
形成一套較為完整的截割部設計設計方法。
3．對課題要求及預期目標的可行性分析 (包括解決關鍵問題技術和所需條件兩方面)
該課題的預期目標為：
1、完成滾筒參數的分析以及結構的優(yōu)化，為截割部設計做好充分準備。
2、為為整個的滾筒采煤機截割部的設計提供一套合理的結構參數。
由于各方面的原因該課題的研究還可能存在很多的困難和問題具體表現如下：
1、由于滾筒采煤機的結構復雜而且在使用過程中，受力情況比較復雜，因此力學分析不太容易進行。
2、由于滾筒采煤機是一個集機械、電氣和液壓為一體的大型復雜系統(tǒng),因此在改進方面需要查閱多方面的資料而又缺乏這寫資料。
3、缺乏相關的校核設備。
為了能夠更好的完成設計任務我們必須勇于面對困難解決困難，真對以上可能出現的困難和問題做了以下的應對辦法：
1、加強跟本課題組指導成員的聯系及各方面相關信息的收集；對受力狀況進行模擬性和替代性分析，盡量簡化分析模型使之易于著手分析。
2、加強理論學習，拓寬知識面，盡可能多的借助圖書館、網絡以及各種機械手冊等工具來彌補資料的缺乏。
3、不斷優(yōu)化系統(tǒng)設計，簡化系統(tǒng)的結構，提高系統(tǒng)效率和實用性。多進行模擬計算。
4．完成本課題的工作計劃及進度安排
2007.3.05~2007.3.17 收集資料，調研，開題；
2007.3.18~2007.3.20 方案論證，確定方案；
2007.3.20~2007.3.25 完成開題報告和實習報告；
2007.3.26~2007.4.01 進行滾筒采煤機總體結構的設計；
2007.4.03~2007.4.15 對截割部個零部件進行力學分析；
2007.4.16~2007.5.10 設計滾筒以及截割部的其他零部件；
2007.5.11~2007.5.20 完成設計圖紙以及各種校核；
2007.5.21~2007.5.27 設計說明書及相關技術文件；
2007.5.28~2007.6.03 理論總結，撰寫論文，準備答辯；
2007.6.04~2007.6.09 評閱；
2007.6.11~2007.6.14 畢業(yè)答辯；
2007.6.15 ~2007.6.16 修改畢業(yè)設計。
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5．指導教師審閱意見
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指導教師(簽字)： 年 月 日
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6．指導小組意見
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指導小組組長(簽字)：
年 月 日
說明：
1. 本報告前4項內容由承擔畢業(yè)論文(設計)課題任務的學生獨立撰寫；
2. 本報告必須在第八學期開學兩周內交指導教師審閱并提出修改意見；
3. 學生須在小組內進行報告，并進行討論；
4. 本報告作為指導教師、畢業(yè)論文(設計)指導小組審查學生能否承擔該畢業(yè)設計(論文)課題和是否按時完成進度的檢查依據，并接受學校的抽查。
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