第二章 截割机构
一、截割机构
截割机构是采煤机实现落煤、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及行星减速器内，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、右牵引减速铰接，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)回转采用销轴结构,与其它部件间没有传动联接，回转部分的磨损与截割部传动齿轮啮合无关。
2、截割部齿轮减速都是简单的直齿传动，传动效率高。 3、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。
4、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。
5、截割机构减速箱内的传动件及结构件的机械强度设计有较大的安全系数。
6、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。
截割部外壳上下有冷却水套，以降低摇臂内油池温度。输出端采用410×410mm方形联接套和滚筒联接，滚筒采用三头螺旋叶片，其直径可根据煤层厚度在φ1.8m、φ2.0m、φ2.2m内选取，滚筒截深可采用630mm或800mm，输出转速可根据不同直径滚筒的线速度要求和媒质硬度在三档速度内选取。
二、截割机构的传动系统
截割机构的传动系统如图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相连，电机输出转矩通过齿轮Z1，Z2，Z3，Z4，Z5，Z6，Z7，Z8传动到行星机构，最后由行星机构的行星架输出，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。 根据用户要求可以改变滚筒转速。Z4、Z5为变速齿轮（共三对），可以选择三种不同转速。 截割机构的传动比为：
i1=（Z3/Z1）*（Z5a/Z4a）*（Z8/Z6）*（1+Z11/Z9）=29.4 i2=（Z3/Z1）*（Z5b/Z4b）*（Z8/Z6）*（1+Z11/Z9）=33.6 i3=（Z3/Z1）*（Z5c/Z4c）*（Z8/Z6）*（1+Z11/Z9）=38.3 传动齿轮及支承轴承规格及参数详见表2-1。
三、截割部减速箱
如图2-2、图2-3所示，截割部减速箱由截割部壳体、轴组、行星机构、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，水套下面装有五只喷嘴，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2-4。主要由手柄7，手柄座14，轴承19，离合器轴22，推杆10，距离套18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2-5。主要由轴承座3，端盖10，小盖6，骨架油封1，轴承4，齿轮5等组成。齿轮5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。
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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轴组件为惰轮轴Ⅰ，如图2-6。主要由心轴8，轴承6，齿轮2，压板9及距离套4、5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2-7。由端盖1、9，轴承5、10，齿轮7，轴齿轮6，距离套8等组成。齿轮7通过内花键套在轴齿轮6上。轴齿轮由两个轴承通过端盖支承在箱体上，齿轮7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。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，可用距离套8调整。
Ⅳ轴组件为截三轴，结构如图2-8。由端盖2、8，齿轮5，轴齿轮4，轴承1、9，距离套等组成，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，可用距离套6调整。
Ⅴ轴组件为惰轮轴Ⅱ，如图2-9，由齿轮8，轴4，压板3，轴承6等组成。压板3防止轴4轴向窜动和转动。
Ⅵ轴组件为截四轴，如图2-10，由齿轮7，大端盖3，轴承座9，轴承6，距离套5等组成。齿轮内花键与太阳轮花键联接，将动力传给行星减速器，两轴承分别支撑在大端盖和轴承座上，轴承的轴向间隙由零件公差保证，通常在0.18-0.5mm之间，安装时若间隙超过此范围时,应加调整垫调整。距离套5用来调整太阳轮的轴向窜动量，范围为0.2-0.4mm。
内喷雾供水装置如图2-11。由接头座13，水封座3，组合密封11，泄漏环4，油封23，水封装置外壳2，轴承座6，轴承16，不锈钢送水管8，管座1，三通接头9，高压软管36，铰接接头14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（行星架）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23防止摇臂内油液外泄。内喷雾水通过接头座13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 。
行星机构结构如图2-12。行星减速器为四行星轮减速机构，主要由太阳轮3 、行星轮11、内齿圈15、行星架32、支承轴承5、22，平面浮动油封27和滚筒联接套29等组成。太阳轮的另一端与截四轴大齿轮（Z=47、M=10）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。行星架前端靠NJ236轴承支撑，此轴承端面需控制轴向间隙0.15-0.32mm。后端靠32056型轴承支撑。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。
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，三头螺旋叶片。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；
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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。 ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ123456789101112图2-1 截割机构传动系统图
表 2-1 ；表 2-2 齿 轮 参 数 表 序号 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 模数 8 9 10 9 21 46 齿数 21 37 43 23 21 41 47 16 24 64 44 25 42 轴号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 328.86 168.44 146.94 29.4 转速 1475 837.16 720.35 0 376.55 192.87 168.25 33.6 428.78 219.62 191.58 38.3 轴 承 参 数 表 序 号 1 2 3 4 5 型 号 NJ224E NJ224E 22220CC/W33 22226CC/W33 22222CC/W33 尺寸（dXDXB） 120X215X40 120X215X40 100X180X46 130X230X64 110X200X53 序 号 6 7 8 9 10 型 号 22226CC/W33 22226CC/W33 22226CC/W33 NJ236 32056 尺寸（dXDXB） 130X230X64 130X230X64 130X230X64 180X320X52 280X420X87 序 号 11 12 型 号 32064 22315CC/W33 尺寸（dXDXB） 320X480X100 75X160X55
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图2-2 截割部减速箱
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图2-3 截割部外形图
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