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采煤机在大倾角工作面强制防滑设计


采煤机在大倾角工作面的强制防滑设计 摘要:重型采煤机在大倾角工作面时,采煤机自重产生的下滑力 使采煤机沿工作面倾角方向向下滑动,这严重威胁着井下工作面的 安全生产。在采煤机适当部位上安装强制防滑机构,可强行制止采 煤机的下滑。 关键词:采煤机 防滑 大倾角工作面 在我们追求高产、高效矿井的今天,采煤机作为综采工作面的主 要机械设备之一,发挥着不可替代的作用, 而安全问题更成为高

产、高效的前提保证。在大采高,大倾角的工作面中,由于采煤机 自重比较大,因重力作用产生的下滑力会使采煤机沿工作面倾角方 向向下滑动,如若这种滑动不能被制止,将发生非常严重的跑车安 全事故,轻则设备损坏,工作面停产,更有可能发生人员伤亡,造 成无法弥补的损失。 一.概述 现有电牵引采煤机的制动大多是通过在牵引机构高速轴上安装液 压制动器对采煤机的下滑进行制动,而当制动器在频繁使用磨损 后,制动力矩小于采煤机下滑力时,或者采煤机行走机构扭矩轴发 生断裂后,这种制动就不能有效的对采煤机制动了。通过在采煤机 适当部位上安装强制防滑机构,在采煤机检修和发生异常跑车下滑 时,强行制止采煤机下滑,从而保证工作面的安全生产。 二.设计原理 采煤机强制防滑机构安装在采煤机牵引部(根据工作面倾角方向 设计)耳子上,能够以牵引部耳子为中心在一定角度范围内旋转, 同时在采煤机行走箱上安装一个油缸座,用液压油控制防滑机构动 作。采煤机正常割煤时,通过油缸支撑使防滑机构撑起,防滑齿头 离运输机销排有一定距离,采煤机能正常行走;当采煤机检修或者 发生向下滑动时,通过油缸控制,使防滑机构下降插入运输机销排 中,从而强行阻止采煤机下滑(如图 1 所示) 。这种防滑机构大大 提高了采煤机在大倾角工作面制动的可靠性。 三. 理论依据 采煤机在防滑机构制动时,受力分析如图 2 所示。在实际的采煤 工作面中,经常会发生运输机水平弯曲的现象,而当运输机发生弯 曲时,采煤机防滑齿头与行走轮在一条直线上,这时就有可能发生 防滑齿头不能顺利插入销排进行制动的情况。在设计防滑齿头时, 针对运输机的水平弯曲,我们在防滑齿头两侧设计了倒角,对防滑 齿头插入销排时起到了导向作用。从而解决这个问题。 在采煤机进行强迫制动时,防滑机构的防滑齿头是承受剪切应力 最大的部位,以下是对防滑齿头的剪切强度校核: 机器重量按:150t(p)煤层倾角:35° 摩擦系数:取 0.15(无润滑)防滑齿头材料:40cr 1、计算煤层倾角引起采煤机的下滑力: = psin35° =150×0.573=86.04(t)=843kn 2、计算机器重量在机器移动时产生的正摩擦力: = pcos35° =22×0.574=122.87(t) f 正摩擦力=×0.15=18.43(t)=180.62kn 3、计算防滑齿头截面积 a=2×65×65=8450mm 4、计算防滑齿头承受的剪切应力: τ =(f 下滑力-f 正摩擦力)/a 防滑齿截面积 =(843kn-180 kn)/8450 mm =78.46mpa≤б b/2=367 mpa(材料所能承受的剪切应力) 通过以上计算校核,我们可知,防滑机构制动时,两个防滑齿头 插入销排中的制动力完全能满足对采煤机的强迫制动。 四. 实际应用 该采煤机防滑机构在邢台东庞矿 2612 工作面首次成功使用。邢台 东庞矿 2612 工作面可采煤层为 2#煤层,埋深-410~-520m。煤质硬 f=1~2。煤层总厚 4.50~6. 50m,储量 180 万吨,属于复杂的厚 煤层。煤层含夹矸 1 层,夹矸累计厚度 0

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