机械毕业设计（论文）-MG300700-WD交流电牵引采煤机设计.doc

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1 .采煤机的发展概况
国际上的技术现状和趋势
80年代以来,世界各主要采煤国家,为适应高产高效综采工作面发展和实现矿井集中化生产的需要,积极采用新技术,不断加速更新和改进滚筒采煤机的技术性能和结构,相继研制出一批高性能、高可靠性的“重型”采煤机。其中最具代表的是美国乔埃公司的LS系列,英国安德森公司的Electra系列,德国艾柯夫公司的SL系列和日本三井三池公司的MCLE-DR系列电牵引采煤机,体现了当今世界采煤机的最新发展方向,并有如下几个特点。
装机功率有较大幅度增加
为了适应高产高效综采工作面快速截煤的需要,不论是厚、中厚和薄煤层采煤机,均在不断加大装机功率(包括截割功率和牵引功率)。装机功率大都在1000kW左右,最大的已达2240kW,单个截割电动机的功率都在375kW以上,最高的已达600kW。直流电牵引的牵引功率最大已达2×56kW,交流电牵引功率已达2×60kW。

德国艾柯夫公司最早开发电牵引采煤机,80年代中后期已基本停止生产液压牵引采煤机,研制出EDW系列电牵引采煤机,其中EDW450/1000和EDW300-LN是代表性的机型,90年代又研制成功交直流两用的SL300、SL400、SL500型采煤机。美国乔埃公司70年代中期开始开发多电机驱动的直流电牵引采煤机,80年代以来先后推出3LS、4LS、6LS三个新机型,其中电控系统已改进多次,性能更趋完善。英国安德森公司在80年代中期研制了第一台直流电牵引采煤机Electra550,在美国使用成功后,又先后开发了Electra1000和Electra薄煤层电引采煤机。日本三井三池公司80年代中期着手开发高起点交流电牵引采煤机,在国际上是首创,最具代表性的是MCLE-DR101101、MCLE-DR102102采煤机。法国萨吉姆公司在90年代也已研制成功Pande-E型交流电牵引采煤机。世界各主要采煤机厂商80年代都已把重点转向开发电牵引采煤机,目前,美国长壁工作面中电牵引采煤机已超过90%,德国已占56%,澳大利亚占52%,而且近几年来,几乎所有综采工作面的高产高效记录都是由电牵引采煤机创造的。交流电牵引近几年发展很快,由于技术先进,可靠性高,维护管理简单,有取代直流电牵引的趋势。自日本80年代中期研制成第一台交流电牵引采煤机,至今除美国外,其他国家如德国、英国、法国等都先后研制成交流电牵引采煤机,并认为是今后电牵引采煤机发展的新目标。

液压牵引采煤机的最大牵引速度为8m/min左右,而实际可用割煤速度为4~5m/min(相对最大牵引力时的牵引速度),实际牵引功率仅为40~50kW,不适应快速割煤的需要。为适应高产高效工作面,电牵引采煤机牵引功率需要成倍增加,据报导在美国18m/min的牵引速度已很普遍,个别的已超过24m/min,。由于采煤机需要快速牵引割煤,滚筒截深的加大和转速的降低,又导致进给量和推进力的加大,故要求采煤机增大牵引力,目前已普遍加大到450~600kN,现正研制最大牵引力为1000kN的采煤机。
采用多电动机驱动横向布置的总体结构
70年代中期只有少数几种采煤机(主要是美国的LS系列采煤机,原西德的EDW-150-2L-2W)采用多电动机驱动横向布置。由于这种布置方式是各部件由单独电动机驱动,机械传动系统彼此独立,取消了锥齿轮传动副和复杂通轴,机械结构简单,装拆方便,因此被广泛采用。包括电牵引的(如英国Electra系列、德国的SL系列)和液压牵引的(如波兰的KGS系列),以及中厚煤层用大功率的(如Electra1000,SL500)和薄煤层的(如英国Electra),并有取代传统的截割电动机纵向布置的趋势。

牵引速度的加快,支架随机支护也相应跟上,使机道宽度内空顶时间缩短,为加大支架步距创造了条件,也为加大滚筒截深提供了可能性。十年前滚筒采煤机的截深,大都在630~700mm,而今多数已采用800mm和1000mm,1200mm截深也已在实际使用。美国阿巴拉契煤矿正在考虑采用1500mm截深的可能性。

80年代以来,由于装机功率大幅度提高,整个工作面供电容量超过5000kW,为了保证供电质量和电机性能,新研制的大功率电牵引采煤机几乎都提高供电电压,主要有2300V、3300V、4160V和5000V。美国现有长壁工作面中45%以上的电牵引采煤机供电电压不小于2300V。
完善的监控系统
包括采用微处理机控制的工况监测、数