1、摘要煤炭是当今重要的能源之一，在国民经济中占有举足轻重的地位。采煤机械的设计与新产品的发展，实现综合机械化开采是当今发展的必然趋势。采煤机作为综采的主要机械设备，其技术的先进性与可靠性将直接影响煤矿的生产效率。本文以大功率电牵引采煤机为研究对象，结合MG1000/2500-WD型采煤机的部分机械结构和技术参数，基于理论分析的研究方法，通过查阅相关书籍和参考文献，对比和分析目前广泛使用的采煤机机型特点，对采煤机的截割部和液压系统进行设计和计算。以双滚筒采煤机的关键机械结构截割部作为机械部分的主要研究对象，基于采煤机螺旋滚筒成形的设计理论，依据本研究对象的使用条件和工作环境，设计计算采煤机螺旋滚筒
2、的主要结构参数。根据研究对象动力系统横向布置的特征，分析现有设备的截割部传动形式，设计本采煤机的截割部传动系统。以采煤机截割部的设计为基础，依据已知的整机结构和运动参数，结合采煤机的工作环境和使用条件，对采煤机摇臂调高系统的工况进行详细分析，对采煤机整机、破碎机调高和挡矸支护等部分的工况进行简要分析。结合工况分析的结论，对比现有采煤机液压系统的特点和优势，设计和计算本采煤机液压系统的参数和形式，并对设计结果进行验算，得到合理的设计结果。关键词：采煤机；截割部；液压系统 AbstractCoal is one of todays major energy and occupies a pivot
3、al position in the national economy. Achieve comprehensive mechanized mining by designing of mining machinery and developing new products is the inevitable trend of development. Shearer as the main machinery and equipment of the mechanized mining will directly affect the efficiency of coal productio
4、n for advanced nature and reliability of the technology.Study on high-power electric haulage shearers in the paper. Both part of the mechanical structure and technical specifications of MG1000/2500-WD Shearer is considered. By research methods of theoretical analysis and instructor guidance and acce
5、ssing to relevant books and references, comparing and analysising the feathures of the shearer that is extensive used today. Designed and calculated the shearer cutting unit and hydraulic system .The key mechanical structure of double drum shearer is cutting unit as the main object of study of the m
6、echanical parts. Based on design theory shaped of spiral drum shearer , the working environment and conditions of use on the study. designing and calculating parameters of the main structure of shearer spiral drum. According to the characteristics ofpower system that transverse layout of research ob
7、ject, analysising the drive form cutting unit of existing equipment. Designing the driving system of the cutting unit.Based on the design of cutting unit and the whole structure and motion parameters that is known, combining the working environment and conditions of use, analysising the condi- tions
8、 of the shearer rocker arm adjusting system indetail and the condition of the whole machine, crusher raised and blocking gangue support such as part in brief. Combining with the analysis of the working condition. Characteristics and advantages of the existing hydraulic system of Shearer is compared.
9、 Designing and calcultting parameters and form of the shearer hydraulic system. And calculating the results of design, get a reasonable design result.Key words：shearer; cutting unit; hydraulic system I目 录目 录11 绪论11.1 采煤机的发展概况11. 2 国内外采煤机的发展趋势21.2.1 国外采煤机的发展趋势21.2.2 国内采煤机的发展趋势41.3 采煤机组成及其工作原理41.3.1 采
10、煤机的组成及总体布置51.3.2 采煤机的工作方式71.4 研究目标及意义112 采煤机的截割部设计132.1 MG1000/2500-WD型交流电牵引采煤机132.1.1 型号含义132.1.2 工作环境及其适用范围132.1.3 MG1000/2550WD型电牵引采煤机的主要参数142.2 截割部设计142.2.1 螺旋滚筒的设计162.2.2 截割传动系统设计263 采煤机的工况分析323.1 采煤机滚筒调高系统的工况分析353.1.1采煤机滚筒调高系统工作过程分析353.1.2 滚筒采煤机调高系统受力分析363.2 破碎机调高系统的工况分析413.3 挡矸装置液压缸的工况分析424 采
11、煤机液压系统的设计与计算444.1 确定液压系统的主要参数444.1.1 初选工作压力444.1.2 执行元件的主要参数计算464.2 拟定液压系统原理图494.2.1 采煤机负载敏感液压系统494.2.2 采煤机液压系统的回路设计504.2.3 液压系统原理图的拟定524.3 液压元件选择534.3.1 液压泵的选择534.3.2 电动机的选择544.3.3 液压阀的选择554.3.4 辅助元件的选择574.4 调高液压缸的设计604.4.1 缸筒604.4.2 活塞杆624.4.3 活塞634.4.4 导向套和密封件634.4.5 端盖和缸底654.5 验算液压系统的性能664.5.1 液
12、压系统压力损失的验算664.5.2 系统温升验算675 技术经济性695.1 技术分析695.2 经济性分析695.3 市场分析与展望706 结论71致谢72参考文献73附录A75附录B841 绪论1.1 采煤机的发展概况世界上第1台釆煤机是原苏联于1952年生产并开始使用的，我国于1952年购进并使用，与此同时，鸡西煤矿机械厂即开始进行仿制工作，于1954年制造出中国第1台深截式采煤机，即顿巴斯-1型釆煤康拜因，随后批量生产。在顿巴斯-1型釆煤康拜因的基础上，经过研究、改进和完善，设计制造了多种型式的采煤康拜因，这一时期的釆煤机称为中国第1代采煤机1。20世纪60年代初，在顿巴斯-1型釆煤康
13、拜因的基础上，中国开始自行研制生产釆煤机，1964年生产出MLQ-64型，1968年生产出MLQI-80型浅截式单滚筒釆煤机，成为中国第2代釆煤机，中国第2代釆煤机的特点是截割部滚筒釆用摇调高，牵引机构也为钢丝绳牵引，通过应用证明，釆用钢丝绳牵引，绳筒磨损严重，使用寿命短，同时牵引力较小，容易拉断而导致伤人和机器下滑事故。该类型釆煤机釆用了液压传动，具有无级调速和过载保护等特点。中国于20世纪60年代末70年代初开始研制第3代釆煤机即双滚筒釆煤机。1975年生产的M巩-170型釆煤机，实现了滚筒釆煤机由单滚筒向双滚筒的飞跃。M巩-170型釆煤机的2个可调高滚筒放在釆煤机的两端，利用摇臂调高。牵
14、引机构釆用圆环链牵引，提高了牵引力，但不适应大倾角釆煤。MXA-300型系列釆煤机是西安煤矿机械厂1983年研制生产的大功率无链牵引双滚筒釆煤机，釆用了三头螺旋滚筒，滚筒转速有所降低，牵引机构釆用齿轮销轨式，传动平稳，消除了链牵引的缺点，机器的使用寿命延长，增设了副牵引部和可靠的液压制动装置，可用于大倾角(4050)煤层而不需要设防滑安全绞车，提高了工作效率，加大了生产能力。MG132/320-W新型液压牵引釆煤机是由泰山建能公司、煤炭科学研究总院、新汉矿业集团联合研制完成的。该釆煤机釆用滚筒式釆煤机发展趋势的多电机横向布置，液压牵引系统打破常规，釆煤机牵引部泵箱把长期使用的“湿腔”布置分离液
15、压元件改为“干腔”布置，实现了釆煤机液压系统的创新。该机在同类釆煤机设计中达到了国内先进水平。国外于1976年研制出第1台电牵引釆煤机。1991年，由煤炭科学研究总院上海分院与波兰科玛克公司合作，研制成功中国第1台釆用交流变频调速的G344-PWD型薄煤层强力爬底板电牵引釆煤机，性能良好，电牵引釆煤机成为中国第4代釆煤机。2005年煤炭科学研究总院上海分院又开发出总装机功率达1 815 kW的大功率釆煤机。随后，更大功率的电牵引釆煤机MG900/2215-GWD也问世，该型釆煤机的控制达到了国际先进水平，是目前国内功率最大的釆煤机。如果釆用长摇臂，最大釆高可达到创记录的6m，该型釆煤机完全能够满足国内煤矿高产高效工作面的生产需要。目前，国内使用的交流电牵引釆煤机的电牵引调速系统主要有3种：即交流变频调速系统、开关磁阻电机调速系统（简称SRD）、电磁转差离合器调速系统。调速原理不尽相同，但基本上都可分为控制部分和牵引电机部分。在这3种交流电牵引调速系统中，交流变频调速技术由于具有的诸多优点，在大功率釆煤机的应用已趋向成熟，并已成为目前釆煤机调速方式的主流，其主要特点是：启动性能好，可直接实现软启动；交流变频调速属转差功率不变型调速系统，故效率高。随着计算机技术和大功率电子元器件的不断发展，交流变
