艾柯夫SL-500电牵引采煤机

艾柯夫SL－500电牵引采煤机

第一节概述

电牵引采煤机是目前世界上最先进的采煤机，它直接采用电动机完成采煤机的牵引，具有很高的传动效率，同时又省去了复杂的液压传动系统，并具有良好的调速性能，是国内外都致力发展的新一代采煤机。

电牵引采煤机的出现标志着采煤机技术发展的一个新阶段。目前生产电牵引采煤机的主要有美国、德国、英国、日本、中国和波兰等国家。电牵引采煤机以其优良的性能和广泛的适用性，现在已成为采煤机的主潮流。

SL系列电牵引采煤机是德国艾柯夫公司研制生产的系列采煤机（SL－300和SL－500），该系列采煤机在德国鲁尔矿区、萨尔矿区已使用成功，性能超过以往的系列采煤机，深受用户欢迎。

采煤机的技术性能见表1。

机型	SL－500	SL－300
截割电机牵引电机泵电机总装机功率	2×750kw, 3300V, 50Hz 2×90kw(Ac) 35kw, 1kv 1715kw	2×300kw, 1－3.3－4.16kv, 50Hz水上滚筒 2×40kw(Ac) 2×35－45kw(Dc) 25kw (534) 695kw
采高机身高度机身长度（两滚筒水平中心距）	2700mm－5200mm 2200mm 13100mm	1400mm－3300mm 1200mm, 1640mm 10600mm
摇臂长滚筒转速滚筒直径滚筒截深卧底量牵引速度最大牵引力最大牵引力时速度机重（不含滚筒）	2800mm 23r/min 2700mm 930mm 625mm 0－13.25－32m/min 734kN 0－13.25m/min 约88t	1970mm 23r/min 1200mm－2200mm 650－1000mm 0－11.9－21.6m/min 508－208kN 约38t

表1　SL系列电牵引采煤机技术参数

SL系列采煤机为多电机横向布置，牵引电机交直流可任选的采煤机，它具有足够的装机功率，能与不同类型的输送机配套和适应不同无链牵引方式，其结构坚固可靠，易于维修，采用微机控制及故障诊断等特点。

SL－500采煤机是用新技术、新结构装备的全新采煤机，是作为新一代采煤机研制开发的第一个机型。S代表采煤机（Shearer），L代表长臂综采面(Longwall)。现已在我国神华集团、大同矿务局和我公司寺河矿使用。我公司的SL-500采煤机牵引系统选用交流电机，未选破碎机构及弧形挡煤板，下面仅就我公司的SL-500采煤机作一简单介绍。

第二节采煤机总体布置

一、煤机的适用范围及基本组成

SL－500型采煤机适用于中厚及厚煤层的长臂工作面开采，采高从2700mm到5500mm，总装机功率1715kw，截割电机工作电压3300v，频率50Hz，牵引电机工作电压460v，频率0-120Hz，一拖一交流变频调速，连续牵引力可达757kN。

SL－500采煤机由左右截割部、左右支承座、左右牵引部、电控箱和液压部等几大部分组成，如图1所示，其中摇臂截割装置为整体调高，它包括滚筒、齿轮箱和电机等部分。调高油缸装在底托架下的框架内。

图1　采煤机总体布置图

1－电控箱　2－变压器箱　3－液压部　4－牵引部　5－支承座　6－截割部

采煤机的左右牵引部、液压部、变压器箱、电控箱和左右支承座之间由四条高强度液压预

张紧螺栓连接，与底托架接合面有定位台及连接销以构成采煤机主体。主体两端左右支承座与摇臂铰接相连。

二、SL－500采煤机的特点

1.抽屉式结构，使布置一目了然，维护维修非常简便。

2.大功率多电机横向布置交流电牵引，结构简单，运行可靠。各电机均可方便从机器采空区侧拆装，减少维护工作量和时间。

3.滚筒转速23r/min，是目前滚筒转速最低的采煤机之一，低速强力截割可降低比能耗和煤尘，提高块煤率。

4.摇臂长达2800mm，二级行星传动。在输出转速23r/min时，可传递825kw功率。由于转速低、扭矩大，故可配大直径滚筒，以适应截割硬煤和矸石的需要。摇臂采用带铰接加长杆的调高油缸（油缸装在底托架下的框架内），使摆角增大，可获得更大的采高和较大的下切深度。

5.采用交流变频电牵引系统牵引，电动机尺寸小，可靠性高，维修量小，费用低。单台牵引电动机功率和总功率均是目前世界上最大的采煤机之一。牵引特性良好，具有恒转矩和恒功率两个阶段。在牵引速度从0－12.84m/min范围内，最大牵引力可连续达757kN；当牵引速度增加到30.75m/min时，牵引力仍可达到316kN。由于牵引机壳使用高强度合金钢铸造，机身各部件又强力紧固，故可保证采煤机的最大牵引力。

6.采煤机装有微型计算机，具有工况监控，故障诊断，数据采集、处理、显示和传输系统，可记忆存储有关运行工況数据，进行记忆割煤，并具有与支架MCU系统通讯功能，可实现工作面的自动化割煤过程。

7.为了增大截割功率，两台截割电机采用3.3kV高电压供电。

8.设计阶段采用计算机有限元（FFM）核算验证各部件强度。在样机出厂前经过全面严格的元部件和整机型式试验。摇臂和截割传动系统等均做了满载运行、效率、温升及扭矩和弯曲受力和应变检测，牵引系统也做了正反向满载效率、温升试验，液压系统也都做过压力流量满载温升试验，机器可靠性高。

第三节截割部

SL－500型采煤机的截割部位于采煤机的机身两端，由摇臂、截割电机、螺旋滚筒等组成。

图2　截割部示意图

1－摇臂　2－截割电机　3－耳板　4－带剪切轴的操作离合器　5－截割滚筒

截割电机位于滚筒摇臂中，通过2组正齿轮和一个双行星减速器将动力传递给截割滚筒。输出轴转速是23r/min,该摇臂与齿轮系的设计功率为825kw。将工作面喷雾水引入摇臂的水管，以冷却减速器中的齿轮，然后从截割滚筒的喷咀喷出降尘。

摇臂耳板通过液压预张紧螺杆与摇臂连接，通过更换摇臂耳板可实现左右摇臂的互换。

一、截割电机

SL－500采煤机采用多电机驱动方式，两端各装有一台型号为dWaEH720/2-4EN交流电动机。

电动机的转子轴是空心的，在转子轴内套有一个特制细长的扭矩轴，该扭矩轴是截割电机和传动齿轮之间的离合器，这个扭矩轴是柔性连接件，两端粗中间细，细颈处为预先断裂点，设计扭断力矩为18000Nm，当过载时从此扭断，起到机械保护作用。

dWaEH720/2-4EN交流电动机主要技术参数如下：

额定电压　3300V

频率　50Hz

额定功率　750kW

转速　1485r/min

额定电流　150A

冷却方式　水冷

过热保护　PTC, PT100

二、摇臂

1.截割部减速器传动系统

SL－500采煤机截割部减速器（摇臂）如图3所示。

图3　截割部减速系统示意图

扭矩通过与电动机转子空心轴套装的扭矩轴，经离合器齿轮从Z1到Z8的直齿传动，后经Z9到Z13的两级行星减速，从输出方轴输出23r/min的转速。减速齿轮参数如表2所示：

齿轮	齿数	模数	i=50.43时转速(min-1)
Z1	27	7.5	1480
Z2	41	7.5	975
Z3	45	7.5	888
Z4	28	8.5	888
Z5	39	8.5	638
Z6	38	8.5	654
Z7	39	8.5	638
Z8	39	8.5	638
Z9	22	6.5	638
Z10	45	6.5	261
Z11	113	6.5	0
Z12	26	9	104
Z13	31	9	68
Z14	90	9	0
滚筒转速(nA)=			23.29