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磨滚筒,可适用于截割f = 3～4 的硬煤。具有使用中轴向力波动小,工作平稳性好,块煤率高,能耗低等优点。
1.4.2.国际采煤机发展趋势
国际上电牵引采煤机的技术发展有如下几个特点:
(1) 装机功率和截割电动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割煤的需要, 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, 单个截割电机功率都在375kW以上, 最高达600kW。直流电牵引功率最大达2 ×56kW , 交流电牵引功率最大达2 ×60kW。
(2) 电牵引采煤机已取代液压牵引采煤机而成为主导机型。 世界各主要采煤机厂商20 世纪80 年代都已把重点转向开发电牵引采煤机, 如德国艾柯夫公司是最早开发电牵引采煤机的, 80 年代中后期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, 90 年代又研制成功交流直流两用SL300 、SL400 、SL500 型采煤机。交流电牵引近几年发展很快, 由于技术先进,可靠性高、简单, 有取代直流电牵引的趋势。自日本80 年代中期研制成功第1 台交流电牵引采煤机,至今除美国外, 其它国家如德国、英国、法国等都先后研制成功交流电牵引采煤机, 是今后电牵引采煤机发展的新目标。
(3) 牵引速度和牵引力不断增大 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 , 不适应快速割煤需要。电牵引采煤机牵引功率成倍增加, 最大牵引速度达15～20m/ min , 美国18m/ min 的牵引速度很普遍,美国乔依公司的1 台经改进的4LS 采煤机的牵引速度高达2815m/ 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, 又导致滚筒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。 (4) 多电机驱动横向布置的总体结构日益发展。 70 年代中期仅有美国的LS 系列采煤机、西德EDW215022L22W 型采煤机采用多电机驱动, 机械传动系统彼此独立, 部件之间无机械传动, 取消了锥齿轮传动副和复杂通轴, 机械结构简单, 装拆方便。目前, 这类采煤机既有电牵引, 也有液压牵引, 既有中厚煤层用大功率, 也有薄煤层的, 有取代传统的截割电动机纵向布置的趋势。
(5) 滚筒的截深不断增大 牵引速度的加快,支架随机支护也相应跟上, 使机道空顶时间缩短,为加大采煤机截深创造了条件。10 年前滚筒采煤机截深大都是630 ～ 700mm , 现已采用800mm ,1000mm , 1200mm 截深, 美国正在考虑采用1500mm 截深的可能性。
(6) 普遍提高供电电压 由于装机功率大幅度提高, 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为≥2300V。
(7) 有完善的监控系统 包括采用微处理机控制的工况监测、数据采集、故障显示的自动控制系统; 就地控制、无线电随机控制, 并已能控制液压 支架、输送机动作和滚筒自动调高。
(8) 高可靠性 据了解美国使用的EL ECTRA 1000 型采煤机的时间利用率可达95 %～98 % ,采煤量350 万t 以上,最高达1000 万t 。
现在电牵引采煤机已是国际主异机型，不仅可控硅控制调速的直流电牵引已发展成系列产品，而且已经开发出厂多款交流调速电牵引采煤机，其发展趋势是电牵引采煤机将逐步代替液压牵引采煤机。电牵引采煤机既可以实现采煤机要求的工作特性，而且更容易实
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现检测和控制自动化，又可以克服液压牵引采煤机加工精度要求高、工作液体易被污染、维修较困难以及工作可靠性较差和传动效率较低等缺点，还便于实现工况参数显示和故障显示。我国也已成功研制了MG344一PWD型交流电牵引爬底板薄煤层采煤机和MGA463 DW型直流电牵引采煤机等。
电牵引采煤机经过25年的发展，技术已趋成熟。新一代大功率电牵引采煤机已集中采用了当今世界最先进的科学技术成为具有人工智能的高自动化机电设备代替液压牵引已成必然。技术发展趋势可简要归结如下:
⑴电牵引系统向交流变频调速牵引系统发展。 ⑵结构形式向多电机驱动横向布置发展。
⑶监控技术向自动化、智能化、工作面系统控制及远程监控发展。 ⑷性能参数向大功率、高参数发展。 ⑸综合性能向高可靠性和高利用率发展。
国内电牵引采煤机研制方向与国际发展基本一致经过近15年的研究，已取得较大进展但离国际先进水平特别是在监控技术及可靠性方面尚有较大差距，必须进行大量的技术和试验研究。
今后，国际采煤机机械化的发展方向是：不断完善各类采煤设备，使之达到高产、高效、安全、经济;向遥控及自动控制发展，逐步过渡到无人工作面采煤；提高单机的可靠性，并使之系列化、标准化和通用化；研制厚、薄及急倾斜等难采煤层的机械化设备；解决端头技术，研制工作面巷道与工作面端部连接处的设备等，以进一步提高工作面产量和安全性。
现在，我国已生产出适合缓倾斜中厚及薄煤层的多种采煤机械，完全能满足今后采煤机械化发展的需要。此外，进一步发展电牵引采煤机已列人我国重要科技攻关计划。
2. 总体设计
2.1采煤机主要技术参数及配套设备
2.1.1适用煤层
采高范围 2.7～5.5m 煤层倾角 ≤15° 煤质硬度 硬或中硬 2.1.2整机主要参数的确定
最大计算生产能力 4800 t/h
采高 2700～5500 mm
装机功率 2×750 +2×110+40+150 KW 供电电压 3300V
滚筒直径 Φ2700 mm 摇臂摆动中心距 8550 mm 截深 800 mm 牵引力 1000～500 KN
牵引速度 15 m/min（0～11.5～23m/min）
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2.1.3各电机的主要参数 电动机 截割电机 牵引电机 型 号 YBCS—750 YBQYS-110 功 率 电 压 转 速 冷却水量 (KW) 750 110 40 150 (V) 3300 460 3300 3300 (r/min) (L/min) 1485 0-2940 1470 1470 35 20 15 20 水压 (MPa) 1.5 1.5 1.5 1.5 调高电机 YBRB-40(G) 破碎电机 YBC3-150
2.1.4采煤机牵引型式的选择
牵引型式 交流变频调速、电机驱动齿轮销轨式无链牵引 牵引力 1000～500 kN
牵引速度 0～11.5～23 m/min
牵引部总减速比（含行走箱速比） 206.316
2.2截割部的设计及计算
2.2.1采煤机截割部形式
摇臂长度 2950 mm
摇臂摆角 -28°～＋45° 总减速比 60.23 滚筒直径 Φ2700 mm
滚筒线速度 3.45 m/s 滚筒转速 25.36r/min
2.2.2电动机的选择
设计要求截割部功率为750KW，根据具体工作环境情况，电机必须具有防爆和电火花的安全性，以保证在有爆炸危险的含煤尘和瓦斯的空气中绝对安全，而且电机工作要可靠，启动转矩大，过载能力强，效率高。所以选择由抚顺厂生产的采煤机用隔爆型三相异步电动机，型号为YBCS-750；其主要技术参数如下：
1. 型 式：YBCS-750； 2. 额定功率：750KW；
3. 额定电压：3300 V； 4. 额定电流：153 A； 5. 接线方式：Y； 6. 额定频率：50 Hz；
7. 额定转速：1485 r/min；
38. 冷却水量：?3m/h； 9. 冷却水压：?3MPa； 10.冷却水温：?30?C；
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11.外形尺寸：1188 ?500 ?1025 mm 12.质量:3060 kg
该电动机输出扭矩轴上带有渐开线花键，通过该花键电机将输出的动力传递给齿轮减速机构。
2.3总传动比的确定和总传动比的分配
2.3.1总传动比的确定
已知电动机的额定转速n电=1485 r/min。根据厚煤层采煤机螺旋滚筒转速低至20～30 r/min，这里取n滚?25.36r/min。
总传动比：
i总=n电/n滚=1485/25.36=58.56
假设两级直齿轮传动和两级行星齿轮传动的传动比分别为i1、i2、i?、i??。总传动比等于各传动之积，即
i1.i2.i?.i??=i总=58.56
该电动机输出扭矩轴上带有渐开线花键，通过该花键电机将输出的动力传递给齿轮减速机构。
2.3.2总传动比的分配
在进行多级传动系统总体设计时，传动比分配是一个重要环节，能否合理分配传动比，将直接影响到传动系统的外阔尺寸、重量、结构、润滑条件、成本及工作能力。多级传动系统传动比的确定有如下原则：
如果把传动比分配的合理时，传动系统结构合理紧凑，重量轻，成本低，润滑条件也好；但若分配不合理，其结果正好相反，因此分配传动比时要考虑以下几条原则：
1) 各级传动的传动比一般应在常用值范围内，不应超过所允许的最大值，以符合其传动形式的工作特点，使减速器获得最小的外形;
2) 各级传动间应做到尺寸协调、结构匀称； 3) 各传动件彼此间不应发生干涉碰撞； 4) 所有传动零件应便于安装。
5) 使各级传动的承载能力接近相等，即达到等强度。
6) 使各级传动中的大齿轮浸入油中的深度大致相等，从而使润滑比较方便。 由于采煤机在工作过程中常有过载和冲击载荷，维修比较困难，空间限制又比较严格，故对行星齿轮减速装置提出了很高要求。因此，这里先确定行星减速机构的传动比。 截割部分传动系统图如图2.3.2-1：截割部电机通过渐开线花键副和齿轮1相连，齿轮2、齿轮3、齿轮4、齿轮5为堕轮，齿轮6通过齿形联轴器和双级行星轮（NWG）高速级的中心轮相连接。
二级圆柱齿轮减速的推荐传动比范围为7.1?i?31.5（淬硬齿轮），单级行星齿轮减速器的传动比范围为2.1?i?6.5，考虑到减速范围和采煤机的尺寸要求，暂定二级圆柱齿轮机构的传动比为i直齿?2.60，两级行星齿轮减速的传动比i行星?22.5
对展开式二级圆柱齿轮减速机构，为保证其高低速级大齿轮浸油深度大致相近，各级强度大致相当，并受到采煤机外形尺寸的限制,对圆柱齿轮减速部分的传动比分配如下：
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