文档介绍：毕业设计(论文)
题目名称:滚筒采煤机截割部的设计
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指导教师:
20**年 3 月
开题报告
(外)研究现状综述
滚筒采煤机实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。机械化采煤
可以减轻体力劳动、提高安全性,达到高产量、高效率、低消耗的目的。采
煤机分锯削式、刨削式、钻削式和铣削式四种:①锯削式采煤机,即截煤机,
靠安装在循环运动的截链上的截齿深入煤壁截煤;②刨削式采煤机,即刨煤
机,靠刨刀的往复运动刨削破煤;③钻削式采煤机,靠钻头边缘的刀齿钻入
煤体,由钻头中部的破煤刀齿将中部的煤体破碎;④铣削式采煤机,靠滚筒上
的截齿旋转铣削破煤。本课题主要研究滚筒采煤机的改进。一种铣削式浅截
深采煤机,由截割部分、牵引部分和动力部分组成。截割部分包括工作机构
和减速器,牵引部分包括行走机构(链轮、牵引链及其拉紧装置)和液压传
动装置,动力部分包括电动机和电气控制箱。另外,还有辅助装置,包括底
托架、电缆架、喷雾装置和信号照明等设备。滚筒采煤机适于在煤层厚度变
化小、无夹石、地质构造简单、煤层倾角 15°以下、顶板易于管理的条件
下使用。倾角较大时,需装防滑装置。滚筒采煤机骑在可弯曲刮板输送机上
工作,沿工作面往返运行。螺旋式滚筒上装有按一定规律排列的截齿。滚筒
转动时,截齿按一定顺序在煤体上先后截出很多沟槽,使沟槽之间的煤体破
落,通过滚筒旋叶和弧形挡煤板装入输送机。滚筒直径为测量到截齿齿尖的
截割直径,各制造厂有各种不同的系列,根据采高选定。滚筒宽度相当于截
深,有、、、等几种规格。
滚筒采煤机分单滚筒和双滚筒两种:
单滚筒采煤机进刀方式有三种:①先进刀后移机头,一般采用斜切进
刀,这种方式简单易行,但进刀时间长;②先移机头后进刀,能充分利用工
时,但开缺口工作量大;③进刀同时移机头,进刀简单,时间短,但需强力
推移输送机的设备。
割煤方式有两种:①单向采煤,采煤机上行进一刀割煤,下行装煤。优
点是能充分利用机器装煤,效率高,但工作面割一刀时间长,顶板悬露时间
长,一般适用于顶板稳定、采高较大、装余煤量大的煤层。②双向采煤,往
返各进一刀。优点是能提高工时利用率,工作面生产能力大,支护顶板及时,
工序紧凑,但采高大时清浮煤工作量大。
双滚筒采煤机一次采全厚,采煤机两端各有一个滚筒。前滚筒在上割
顶煤,后滚筒在下割底煤。两滚筒一般相背旋转,司机左侧滚筒用左螺旋,
司机右侧滚筒用右螺旋。也可相向旋转,司机左侧滚筒用右螺旋,司机右侧
滚筒用左螺旋。一般采用双向采煤,先进刀后移机头的斜切进刀方式;也可
采用进刀同时移机头的正切进刀方式。
自从 60 年代开始使用滚筒采煤机以来采煤机有了很大的发展。60 年代
开始使用浅截式滚筒采煤机,70 年代初在一些矿区开始使用浅截式双滚筒采
煤机,机采产量不断提高。70 年代以来,采煤机不断改进,如采用大功率水
冷电机来提高生产能力,开采厚度较大的坚硬煤层;采用粗齿滚筒提高块煤
率;采用无链牵引减少机械事故并适应长工作面多台采煤机同时作业等。目
前国内采煤机正向着无链牵引系统以及能够降尘的螺旋滚筒采煤机等方向
发展。

本课题研究的目的是改善采煤机的工作性能以及滚筒对采煤效率的影
响以提高采煤机的工作效率。通过对滚筒的参数的优化设计来改善采煤效
率。滚筒采煤机基本上是依靠螺旋叶片将破碎的煤装入溜槽,其装煤率约为
60%~70% 。为了提高装煤率,在滚筒后方加挡煤板,可将装煤率提高到 90
%;为了提高装煤率,除了从设备结构方面采取措施外,在使用中应尽量使
出煤口加大些,挡煤板与滚筒的间隙应适当;加大牵引速度和滚筒转速都有
利于提高装煤率,但是提高割煤效率与装煤效率有矛盾时,原则上应先满足
割煤效率的要求。
主要研究内容包括:
建立滚筒采煤机的截割部的有限元分析模型和结构设计的模型;
采用 ANSYS 进行滚筒的结构分析;
提供一套合理的滚筒结构参数;
形成一套较为完整的截割部设计设计方法。
(包括解决关键问题
技术和所需条件两方面)
该课题的预期目标为:
1、完成滚筒参数的分析以及结构的优化,为截割部设计做好充分准备。
2、为为整个的滚筒采煤机截割部的设计提供一套合理的结构参数。
由于各方面的原因该课题的研究还可能存在很多的困难和问题具体表现
如下:
1、由于滚筒采煤机的结构复杂而且在使用过程中,受力情况比较复杂,
因此力学分析不太容易进行。
2、由于滚筒采煤机