薄煤层液压牵引采煤机设计书
第一章绪言
一、总论
MG150/345-W型薄煤层液压牵引采煤机(以下简称MG150/345-W采煤机)，为多电机横向布置液压无链牵引采煤机，该机装机总功率345kW，截割功率23150kW，牵引功率45kW，采用液压无级调速系统来控制采煤机牵引速度。
MG150/345-W采煤机，主机身分左右两个箱体，采用高强度液压螺栓连接。左箱体包括左行走部和电控部分, 右箱体包括牵引电机、右行走部和液压泵箱等。此结构简单、可靠，整机尺寸小，机身高度低，适合薄煤层开采。多电机驱动采用横向布置形式，拆装方便。在主机身右箱体中横向装有牵引电机，通过牵引机构为采煤机提供300kN的牵引力。采煤机控制面板位于主机身左箱体电控隔腔，除油马达外，所有液压元件都安装在液压泵箱内。液压调高手把设在主机身左右两侧，控制采煤机左、右摇臂的升降。
瓦斯断电仪（型号：DJB4）接线根据其自身的使用说明书进行，电源由牵引变压器提供，把其一组常闭接点串接在采煤机控制回路中，根据煤矿要求调整瓦斯超标动作值。瓦斯超标时，常闭接点打开，即控制真空磁力起动器断电，使整机停止运转。
MG150/345-W采煤机可根据用户要求配置遥控装置。采煤机电气一级控制采用可编程序控制器（PLC）来实现，带有中文显示功能，能显示采煤机正常运行状态及电控故障指示,方便维修。采煤机可与SGZ630/150、SGZ630/220B型刮板输送机配套。采煤机外形图见图1－1,配套图见图1－2。
二、主要用途及适用范围
该产品适用于采高0.9-2.0m，倾角≤35°，煤质中硬或中硬以下，含有少量夹矸的长壁式工作面。
三、型号的组成及其代表意义
MG150/ 345－W
无链液压牵引
分隔符号：右边无代号时不标出
装机总功率（kW）
分隔符号：代表多电机横向布置方式
截割电机功率（kW）
采煤机代号：M－采煤机 G－滚筒式
四、使用环境条件
1、可在周围空气中的甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过《煤矿安全规程》中所规定的安全含量的矿井中使用。
2、海拔高度小于2000m。
3、周围介质温度不超过+40℃、不低于-10℃。
4、环境温度为+25℃时，周围空气相对湿度不大于97％。
5、周围介质中无足以腐蚀和破坏绝缘的气体和导电尘埃。
五、安全警示
1、该产品必须取得矿用产品安全标志后方可下井使用。
2、该产品的电控腔及接线腔的箱盖严禁在带电的情况下打开。该产品在箱盖的显著位
3、产品中使用的隔离开关“QS”严禁带电离合。
4、该产品的电路严禁乱拆乱调。
5、该产品开机前必须先通水,后开机,当喷雾泵站停止供水时,应立即停止电机运行。
6、随时注意冷却水路中的安全阀，如产生释放现象，应及时检查原因。
7、定期检查清洗水阀内的过滤器。
8、随时注意各喷嘴运行情况，如有堵塞，应及时疏通。
9、定期检查喷雾泵站至采煤机输水管各连接口是否密合，不得有渗透水现象。
六、技术特征
该机的主要技术参数如下：
1、适应煤层
采高范围(m)： 0.9-2.0
煤层倾角（°）：≤35°
煤质硬度：中硬或中硬以下
2、总体
机身厚度（mm）： 400
机面高度（mm）： 750-850
最大采高（mm）： 1700-2000
最小卧底量（mm）： 110
摇臂摆动中心距（mm）： 4620
行走轮中心距（mm）： 3020
过煤高度（mm）： 205
滚筒直径（mm）：φ900、φ1000、φ1100
截深(mm)： 630、800
3、截割部
摇臂结构形式：整体、弯摇臂
摇臂长度（mm）： 1736
摇臂摆角（°）：上摆 27°下摆 11°
截割功率（kW）： 23150
转速（r/min）： 61
4、牵引行走部
牵引形式：齿轮销排式液压牵引
牵引功率（kW）： 45
牵引速度（m/min）： 0—6
牵引力（kN）： 300
主油泵： ZB107
油马达： A2F107W6.1A2
齿轮泵： CBK1016/6B3F
液压系统工作压力（MPa）： 12
调高系统工作压力（MPa）： 18
5、电机
截割电机
电机型号： YBC2-150
额定功率（kW）： 150
额定电压（V）： 1140
额定电流（A）： 97
额定转速（r.p.m）： 1455
外形尺寸（mm）： 79034403680
牵引电机
电机型号： YBQYS2-45
额定功率（kW）： 45
额定电流（A）： 25.5
额定转速（r.p.m）： 1458
外形尺寸（mm）： 96233603360
6、电缆
主电缆型号： UCPQ3370＋1325＋4310
标称外径(mm): φ66
截割电机电缆型号: UCP3335＋1310＋434
标称外径(mm): φ48.9
牵引电机电缆型号: UCP3310＋1310
标称外径(mm): φ31-φ38.2
7、冷却和喷雾
冷却：截割电机、牵引电机、泵箱、摇臂分别水冷
喷雾方式：内、外喷雾
供水压力(Mp): 3.0
供水流量（l/min）： 250
8、配套工作面刮板输送机
型号： SGZ630/150、SGZ630/220B
9、整机重量（T）： 21
七、结构特点
１、主机身分左右两个箱体，采用高强度液压螺栓连接。此结构简单可靠、拆装方便，且尺寸小，大大的降低了采煤机的机身高度，适用薄煤层开采。
2、截割电机横向布置在摇臂上，摇臂和机身连接没有动力传递，取消了螺旋伞齿轮和结构复杂的通轴。
3、液压系统采用斜轴式柱塞马达，主要元部件与成熟采煤机通用，系统效率高，故障率低，互换性好。
4、主要部件都可以从老塘侧抽出，而不影响其它元部件，更换容易，维修方便。
5、采煤机电气一级控制采用可编程序控制器（PLC）来实现，带有中文显示功能，能显示采煤机正常运行状态及电控故障指示,方便维修。
第二章截割部
一、截割部
截割部是采煤机实现落煤、装煤的主要部件，它分别由左右截割部组成,每个截割部主要由截割部壳体、截割电机、齿轮减速装置、滚筒等组成，截割部内设有冷却系统、内喷雾等装置。
截割电机直接安装在截割部壳体内，齿轮减速装置全部集中在截割部壳体内，与传统的纵向布置的单电机采煤机相比没有通轴、螺旋伞齿轮、固定减速箱、摇臂回转套等结构，因此结构简单、紧凑，可靠性高。
两个截割部分别用阶梯轴同左、右固定箱铰接，同时通过回转腿与调高油缸铰接，通过油缸的伸缩实现左、右截割滚筒的升降。
截割部有如下特点：
1、截割部(摇臂)回转采用销铰轴结构,与其它部件间没有传动链，回转部分的磨损与截割部传动齿轮啮合无关。
2、截割电机和截割部一轴齿轮之间采用细长扭矩轴联接,电机和截割部一轴齿轮安装位置的小量误差不影响动力传递，便于安装，在受到较大的冲击载荷时对截割传动系统的齿轮和轴承起到缓冲作用。
3、高速轴油封线速度大大降低，提高了油封的可靠性和使用寿命。
4、截割部壳体采用弯摇臂结构形式，较直摇臂可以加大装煤口，提高装煤效率，增加块煤率。
截割部外壳有冷却水套，以降低摇臂内油池温度。输出端采用2303230mm方形联接套和滚筒联接。
二、截割部的传动系统
截割部的传动系统如图2-1所示
截割电机的出轴是带有内花键的空心轴，通过两端均为渐开线花键的细长扭矩轴与截一轴齿轮（Z=21）相连，电机输出转矩通过齿轮Z1，Z2，Z3，Z4，Z5，Z6，Z7，Z8，Z9，Z10，将动力传给截割滚筒。
左、右截割部传动方式相同，传动元件通用。
传动齿轮及支承轴承规格及参数详见表2-1,表2-2。
三、截割部减速箱
如图2-2a，2-2b所示，截割部减速箱由截割部壳体、轴组、内外喷雾装置等组成。截割部壳体采用整体铸造弯摇臂结构，过煤空间大，装煤效果好，摇臂外壳有一焊接冷却水套，水套下面装有四只喷嘴，用于整体的外喷雾。
截割部的离合器，安装在截割电机尾部，如图2-3。主要由手柄组件，轴承，离合器轴，支撑杆，定位套等组成。其中细长扭矩轴（离合器轴）为一关键部件，其一端通过渐开线花键同电机转子相联，另一端通过渐开线花键与轴齿轮内花键相联。并通过轴承、螺母等与拉杆相联，当该轴在手柄与拉杆的作用下外拉时，同截一轴齿轮脱离。
I轴组件为截一轴，结构如图2-4。主要由轴承座，轴承盖，骨架油封，轴承，轴齿轮等组成。轴齿轮由轴承对称支承在轴承座上，齿轮内腔通过渐开线花键与离合器轴相联。当离合器合上时，动力就由电机传到齿轮，带动整个截割部运转；当停机替换截齿或维修截割部时，出于安全考虑，必须脱开离合器，切断动力。轴承的轴向间隙由零件公差保证，通常在0.2-0.45mm之间，当间隙超过此范围时，应加调整垫调整。
II轴组件为惰一轴，如图2-5。主要由轴，轴承，齿轮，压板及距离套等组成，靠心轴与壳体台阶定位，压板防止心轴轴向窜动和转动。
III轴组件为截二轴，结构如图2-6。由端盖，轴承，齿轮，轴齿轮等组成。齿轮6通过内花键套在轴齿轮7上。轴齿轮由两个轴承通过端盖支承在箱体上，齿轮6采用花键两端配合而径向定心，代替花键本身齿侧定心，降低了花键的加工精度并增强了联接的稳定性。
调整垫调整。
Ⅳ轴组件为截三轴，结构如图2-7。由端盖，齿轮，轴齿轮，轴承等组成，其结构形式与截二轴相同。两轴承的轴向间隙由零件公差保证，通常在0.18-0.48mm之间，安装时若超出此范围，应加调整垫调整。
Ⅴ轴组件为惰二轴，如图2-8，主要由轴，轴承，齿轮，压板及距离套等组成，靠心轴与壳体台阶定位，压板防止心轴轴向窜动和转动。
Ⅵ轴组件为惰三轴，如图2-9，主要由轴，轴承，齿轮，压板及距离套等组成，靠心轴与壳体台阶定位，压板防止心轴轴向窜动和转动。
Ⅶ轴组件为截四轴，如图2-10，由端盖，齿轮，轴齿轮，轴承等组成。两轴承的轴向间隙由零件公差保证，通常在0.18-0.48mm之间，安装时若超出此范围，应加调整垫调整。
Ⅷ轴组件为行星机构结构如图2-11。行星减速器为四行星轮减速机构，主要由太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架、支承轴承、平面浮动油封和滚筒联接套等组成。太阳轮的另一端与截四轴大齿轮的内花键相联输入转矩。当太阳轮转动时驱动行星轮沿本身轴线自转，同时又带动行星架绕其轴线转动，行星架通过花键与滚筒联接套连接，将输出转矩传给滚筒。行星齿轮传动利用4个行星轮啮合的功率分流，结构紧凑、传动比大、可靠性高。考虑行星轮间均载，采用太阳轮浮动结构。太阳轮浮动灵敏，反力矩小，浮动量通过与大齿轮相配合的外花键侧隙来保证。滚筒联接套采用平面浮动油封装置，能适应行星机构的轴向窜动，适应煤尘和煤泥水的工况。输出端采用2303230mm方形联接套和滚筒联接，将动力传给截割滚筒。
内喷雾供水装置如图2-12。由接头座，油封盒，组合密封，铜环，油封，水封装置外壳，轴承，不锈钢送水管，管座，高压软管等组成。不锈钢送水管靠煤壁侧在插入管座时，管上的缺口对准管座上的定位销，使送水管和滚筒轴一起转动。靠内、外两道O形圈密封。送水管靠老塘侧通过轴承支撑在轴承座内。因两者有相对旋转运动，为防止内喷雾水进入摇臂油池，在送水管外壳安装一特制的组合密封，该密封由一特制水封和油封组成，起防水、防尘作用。在水封和油封之间装有泄漏环，泄漏的水经泄漏环和水封装置外壳流出摇臂壳体外。油封防止摇臂内油液外泄。内喷雾水通过接头座与喷雾冷却系统的相应管路相通，经不锈钢送水管、煤壁侧高压软管与滚筒的内喷雾供水口相联进入滚筒水道。
四、截割滚筒
截割滚筒如图2-13所示。担负着落煤、装煤作用。主要由滚筒筒体、截齿、齿座和喷嘴等组成。滚筒与摇臂行星机构出轴采用方形联接套联接。联接可靠，拆装方便。
滚筒筒件采用焊接结构，两头螺旋叶片。上设有喷雾水道和喷嘴。压力水从喷嘴雾状喷出，直接喷向齿尖，以达到降低煤尘和稀释瓦斯的目的。为延长螺旋叶片的使用寿命，在其出煤口处采用耐磨材料喷焊处理。为适应大牵引速度要求，采用新型大截齿以及与之相配套的大齿座和弹性固定元件。齿座采用了特殊材料和特殊加工工艺，强度高，固定截齿可靠。左、右滚筒的螺旋叶片旋向相反，以配左、右摇臂不同旋向。
滚筒以及截齿、喷嘴均属于易损件，正确维护和使用滚筒，对延长其工作寿命，提高截割功率利用率是十分重要的。所以开机前必须做到如下几点：
1、检查滚筒上截齿和喷嘴是否出于良好状态，若发现截齿刀头严重磨钝，应及时更换，若喷嘴被堵，亦应及时更换。换下的喷嘴经清洗后可复用；
2、检查滚筒上的截齿和喷嘴是否齐全，若发现丢失，则应及时补上；
3、截齿和喷嘴的固定必须牢固；
4、检查喷雾冷却系统管路是否漏水，水量、水压是否合乎要求；
5、固定滚筒用的螺栓是否松动，以防滚筒脱落；
6、采煤机司机操作时，做到先开水，后开机。停机时先停机，后停水，并注意不让滚筒割支架顶梁和输送机铲煤板等金属件。
图2-2a 截割部
图2-2b 截割部
图2-3 离合器
图2-4 截一轴
图2-6 截二轴
图2-7 截三轴
图2-12 内喷雾装置
图2-13 截割滚筒
第三章液压传动部
一、概述
主机身分左右两个箱体，采用高强度液压螺栓连接。左箱体包括左行走部和电控部分, 右箱体包括牵引电机、右行走部和液压泵箱等。在主机身右箱体中横向装有牵引电机，通过牵引机构为采煤机提供300kN的牵引力。采煤机控制面板位于主机身左箱体电控隔腔，除油马达外，所有液压元件都安装在液压泵箱内。液压调高手把设在主机身左右两侧，控制采煤机左、右摇臂的升降。
液压传动部如图3-1所示
图3-1 液压传动部
齿轮传动箱内安装传动齿轮，把牵引电机的动力通过齿轮传递给泵箱内的主泵和双联齿轮泵（辅助泵和调高泵）。在齿轮箱的前侧布置了透气阀及放油孔，顶部有加油孔（螺塞）。
在泵箱内，安装有主泵、双联齿轮泵、调速机构、阀块、冷却器，以及位于老塘侧的调速机构、电磁阀、压力表、透气阀、放油塞（螺塞）、油标、粗滤油器、精滤油器、手压泵等。大部分液压元件均能从老塘侧装、卸。
油马达进、出油管均从泵箱前侧走。制动器进、出油管，水管和电缆从后侧穿走。
二、液压传动系统
液压传动系统包括牵引液压系统和调高液压系统，如图3-2，其中牵引液压系统又可分为主油路系统、调速系统和保护系统。
主油路系统：决定油马达的旋转方向和旋转速度。
调速系统：控制采煤机的牵引方向和牵引速度。
保护系统：为液压传动系统和采煤机正常工作提供保护。
1、主油路系统
主油路系统包括：主回路、补油回路和热交换回路。
（1）主回路
主回路采用闭式系统，以保证系统工作油液的清洁度，提高液压元件的工作可靠性和使用寿命。
主回路由ZB107斜轴式轴向柱塞泵和两只并联的A2F107W6.1A2型斜轴式定量马达组成。如图3-3。主油泵工作时排出的压力油供入油马达，驱动两只油马达旋转，油马达排出的乏油，又供给主油泵吸入，形成一个循环的闭合回路。其中主油泵到油马达的一段称高压回路，其压力大小决定于牵引阻力，最大压力受高压安全阀的限制；由油马达到主油泵的一段称低压回路，其压力大小决定于低压溢流阀的调定值，本系统调定值为2MPa。
油马达的转向和转速快慢，依靠改变主油泵的排油方向和排油量大小来实现的，从而使采煤机改变牵引方向和牵引速度。
主油泵为变量油泵，改变油泵缸体的摆角大小和摆角方向，其排油量和排油方向也随之改变，从而使油马达的旋转速度和旋转方向也得改变。
（2）补油回路
补油回路用来对主回路的外部漏损补充油液。
在闭式传动系统中，由于各液压元件均会产生外部泄漏，如不及时补油，会引起主油泵的吸空，系统工作时会产生声响和震动，不仅影响系统的正常工作，而且还会影响液压元件的使用寿命。另外，由于主油泵自吸能力差，主回路必须在吸油口建立所需的背压。因此在主回路中增设了补油回路。
系统的补油由辅助泵（齿轮泵）提供，如图3-4。该泵经粗滤油器从油池吸油，排出的油经精滤油器、单向阀进入主回路的低压油路，补偿系统的泄漏，并使主回路的回油路保持2MPa的背压。辅助泵只能单向运转，不能反向工作，试运转时若电动机因接线有误，而瞬间反向旋转时，在其出口处装有单向阀，供吸油用，以免油泵吸空而损坏。
（3）热交换回路
在闭式系统中，因系统内油量少，散热条件差，系统工作时油温不断升高。过高的油温使油液粘度降低，工作条件恶化。为降低油温，以保证系统正常工作，必须不断地对系统补充冷油以交换部分热油。
主回路的热交换回路通过梭形阀和低压溢流阀来实现。如图3-4。梭形阀为三位五通换向阀，阀芯位置的改变由主回路的压力油来控制。当主油泵摆角为零时，油马达不转（采煤机不牵引），主油路高、低压回路处于低压平衡状态，梭形阀在弹簧力作用下处在中间位置，辅助泵排出的油经单向阀、梭形阀后，流向低压溢流阀、冷却器，最后排入油池。低压溢流阀的调定压力为2MPa（即系统的背压值）。
当主油泵缸体向某一方向产生摆角时，则梭形阀在油路压力油的作用下，使阀芯向下（向上）动作，高、低压分开。高压油路流向油马达，驱动油马达旋转，其最大压力受高压安全阀的限制，本系统高压安全阀调定值为12MPa；低压回路经单向阀、梭形阀后，流向低压溢流阀、冷却器排入油池；低压溢流阀的调定值为2MPa。。来自辅助泵的冷却低压油经单向阀，进入回油路，替换出油马达排出的部分热油。
梭形阀阀芯的节流孔（三角槽式节流孔）是为了产生一定的压力差，在调速手把给速时（使主油泵缸体有摆角时）使梭形阀立即动作，保证系统的热交换可靠进行，同时也防止梭形阀动作时的换向冲击。
图3-3 主回路图3-4补油回路和热交换回路