重庆工程职业技术学院机电工程系
第一章 采煤机械
§ 1-1概述
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一、机械化采煤的主要设备
? 机械化采煤工艺包括，落煤、装煤、运
输、支护、处理采空区。其中采煤机完
成落煤和装煤工序。
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（一）采煤机械
采煤机械，现在主要有滚筒式采煤机、刨
煤机和采煤钻机三大类。目前我国使用最多的
是滚筒式采煤机，也有少量的刨煤机。
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1、滚筒式采煤机
滚筒式采煤机可分为单滚筒采煤机和双滚
筒采煤机。
（ 1）组成
截割部、牵引部、电动机和辅助装置。
（ 2）各部分功用
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2、刨煤机
（ 1）结构原理
（ 2）连续长壁采煤机
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（二）机械化采煤工作面
普采工作面（普采、高档普采）、
综采工作面
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二,滚筒式采煤机的总体结构
? （一） 工作机构
? （二） 牵引机构
? （三） 传动机构
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（一）工作机构
滚筒式采采煤机械的工作机构，就是采煤机械破落和装
运煤炭的机构。采煤机采用螺旋滚筒。螺旋滚筒的刀具
（截齿）装在滚筒的螺旋叶片上。滚筒转动并沿着煤壁移
动时，就截割破落煤炭，并由螺旋叶片把煤炭装进工作面
运输机。滚筒的结构并不复杂，破碎能力强，而且可以利
用摇臂随时调整位置，对煤层厚度的变化、顶板底板的起
伏和断层有较好的适应能力。滚筒的截深可与液压支架的
推移步距相匹配，在采煤机采过的地方可以随机推移支架，
即时支护顶板。因此，除了在薄煤层中使用螺旋滚筒困难
较多外，在缓倾斜和倾斜的各种煤层中，使用螺旋滚筒的
滚筒式采煤机都能达到较高的生产率和较好的使用效果。
螺旋滚筒由轮毂、螺旋叶片和端盘组成。
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1、截齿
（ 1）对截齿的要求
? a．高强度和耐磨性；
? b．合理的几何参数；
? c．固定可靠；
? d．拆装方便。
（ 2）种类
扁形截齿：
镐形截齿：
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（ 3）截齿配置
①截齿排列图
图 1-7 图 1-8所示
② 截齿排列特点
? 螺旋叶片的截齿排列特点：截距较大；在圆周方向上相邻
截齿的夹角相等；都是零度齿。
? 端盘的截齿排列特点：截距小、截齿密度大；多数是正角
度齿，煤质愈硬，角度愈大；有少数零度齿和负角度齿，
以减小滚筒的侧向力。
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2．螺旋滚筒的参数
（ 1）滚筒的转向
单滚筒采煤机滚筒的转向：向内回转
双滚筒采煤机滚筒的转向：两个滚筒相背转动
（ 2）螺旋叶片
a.螺旋头数：不能太多，也不能太少，一般 2～ 4个。
b.螺旋方向
? 为了保证螺旋叶片向运输机装煤，而不是向煤壁推煤，滚
筒叶片的螺旋方向应与滚筒转向相适应。站在采空区一侧
看滚筒，右螺旋滚筒应是顺时针方向转动，左螺旋滚筒应
是逆时针方向转动。不论采煤机的牵引方向如何，都必须
保持这个关系。
? 单滚筒采煤机：右工作面必须使用左螺旋滚筒，而左工作
面必须使用右螺旋滚筒；
? 双滚筒采煤机：左滚筒为左螺旋，右滚筒为右螺旋。
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(二 )牵引机构
对牵引部的基本要求：
1、总传动比大
2、总传动比应能在工作过程中随时调节
3、要在电动机转向一定的条件下反向牵引
和停止牵引
4、要有可靠的过载保护性能
5、要有足够的强度
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目前采用的有链牵引机构和无链牵引机构两类 。
1、链牵引机构
链牵引机构的工作方式分为内牵引（常用）和外牵
引。内牵引图 1-14所示。
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（ 1）圆环链
结构如图 1-15所示
规格用棒料直径 d 和环节距 t表示。
（ 2）链轮
圆环链链轮的几何形状比较复杂，其形状和制造质量对于链环和链
轮的啮合影响很大。链轮形状设计得不好，就会啃伤链环，加剧链
轮和链环的磨损，或者因为链环不能与轮齿正确啮合而掉链。
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（ 3）链接头
为了制造和运输方便，圆环链做成适当长度的链段，使用时
再用链接头接成所需要的长度。短链段在没有达到应该报废
的程度以前，可以用链接头接起来使用。
所以，链接头是有链牵引的重要部件
链接头的外形尺寸一般不完全与链环的尺寸相同，应根
据链接头的外形尺寸适当修改链轮平环窝槽或立环沟槽的形
状和尺寸，以免发生干涉。为了保证链轮的强度，希望链接
头只作为平环或立环进入链轮。圆环链链段应由奇数个链环
组成。
对链接头的基本要求是：外形尺寸与链环相差不多，但
强度不得低于链环，装拆要方便，运行过程中不会自动脱开。
链接头的种类：侧卸式链接头（目前国内用得较多）、马蹄
凸缘式链接头、锯齿式链接头、插销式链接头、卡块式链接
头
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（ 4）牵引链的固定
a、刚性固定
b、弹簧张紧
c、液压张紧（常用）
采用液压张紧的原因：
牵引链两端刚性固定时（如下图），采煤机从工作面一端
（ X=0）开始工作之前，要先开动牵引部，把牵引链的松边
拉紧到具有一定的初拉力 P0。如果牵引链的总长度是 L，采
煤机的牵引阻力是 P（包括滚筒的推进阻力、采煤机与运输
机或底板的摩擦阻力和在倾斜工作面时机器重量的分力等），
那么开始牵引时牵引链的弹性伸长量为
? ?? ?PPLEF ??? 01
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这里,E和 F分别表示牵引链的当量弹性模量和当
量断面积。根据虎克定律，链段的弹性伸长量正比于所
受的拉力和链段长度，而反比于当量弹性模量和当量断
面积。
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当采煤机在工作面上移动距离 x时，牵引链紧边和松边的拉
力分别为 P1和 P2。这时牵引链的弹性伸长量为
? ?? ?121 PxLPxEF ???
PPP ?? 21 经整理即得
)1(
)(
01
02
L
x
PPP
L
x
PPP
???
??
因为牵引链两端刚性固定，牵引链的弹性伸长量应保持不变，且
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由此可见，随着采煤机的向前牵引，牵引链的松边和紧边
拉力都存在不断递增的现象。紧边拉力 P1从 P0+P增大到
P0+2P，几乎增大了一倍。采煤机到达工作面一端后，在反
向牵引的过程中，也存在同样的情况。采煤机的有效牵引力只
有 P，却要按 P0+2P选用圆环链和设计牵引部，显然是一个问
题。
为了找到解决问题的办法，先要弄清楚拉力递增现象的物
理意义。对于同一根牵引链来说，紧边和松边的当量弹性模量
和当量断面积是相同的。所以，链段单位长度的弹性变形量
（即弹性应变）正比于所受的拉力，因而牵引链紧边的应变一
定大于松边的应变。随着采煤机的向前牵引，应变较大的紧边
逐渐向应变较小的松边转移。这些转移入松边的链段因受到的
拉力减小而要缩短，以致引起整条松边的应变和拉力 P2逐渐增
大。为了保持要求的有效牵引力 P，紧边拉力 P1也就跟着增大。
这就是牵引链拉力递增的原因。
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因此，只要在采煤机的工作过程中，让牵引链松边的固定
点移动，就可以减缓甚至消除拉力递增的现象。
采用弹簧张紧时，设其松边的初拉力为 P0，弹簧刚度为 C，
则开始采煤时，牵引链和两个弹簧张紧器的总弹性变形量为
)2(1)( 00 PPCPPEFL ?????
)(1 2121 PPCPEFxPEF xL ???????
PPP ?? 21
因为
当它离开工作面一端的位移为 x时，牵引链和两个弹簧张
紧器的总弹性变形量为
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所以
)(
2
1
)(
2
1
01
02
L
x
CL
EF
P
PPP
L
x
CL
EF
P
PP
?
?
???
?
?
??
因为 1+2EF/CL是大于 1的数，所以可以减缓拉力递增。
C=∞ 就是刚性固定的情况。弹簧刚度 C越小，拉力递增量就越
小。在弹簧材料的剪切弹性模数和簧丝直径一定的条件下，必
须把弹簧做得又粗又大，才能达到较小的弹簧刚度。但是，由
于受到空间条件的限制，弹簧刚度不可能很小，所以用弹簧器
不可能完全消除拉力递增现象。
而采用液压张紧器张紧牵引链，可完全消除拉力递增的现
象。液压张紧器如图 1-18所示。
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因此，可得牵引链拉力与采煤机位移的关系
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2、无链牵引机构
（ 1）齿轮销轨型（图 1-20所示）
（ 2）销轮齿条型（图 1-21所示）
（ 3）强力链轮链轨型（图 1-22所示）
（ 4）复合齿轮齿条型（图 1-23所示
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（三）传动机构
1．截割部传动机构
采用机械传动
2,牵引部传动装置
（ 1）机械牵引
（ 2）液压牵引
（ 3）电牵引
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（四）基本参数
1.生产率
2.采高 H
3.截深 B（ 0.5～ 1米）
4．牵引速度 υq
5．截割速度 υj
6．牵引力
7．装机功率
?qH B vQ 60m a x ?
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§ 1-2 单滚筒采煤机
一,1MGD200型单滚筒采煤机
（一）概述
1．用途与适用条件
与 SGB-630/220型刮板输送机,DZ型单体液压支柱和金
属铰接顶梁配套组成高档普采机组，用于开采采高
1.3m～ 2.5m、煤质中硬以上的缓倾斜煤层。
2.主要组成
电动机、牵引部、固定减速器、摇臂、螺旋滚筒和底托架等。
3.主要技术特征
4.总传动系统
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（ 1）截割部传动系统
电动机 → 齿轮联轴器 → Z14/Z15→ 调高泵
固定减速器（两级减速）花键离合器（ Z13）
→ 锥齿（ Z1/Z2） → 圆柱齿轮 (Z3/Z4)） → 摇臂减速器（两级
减速（带有惰轮的 Z5/Z6/Z7/Z7/Z8/Z9） → 行星齿轮
（ Z10, Z11,Z12））；其中 Z13为离合花键齿轮，它可控
制滚筒转动或停止,Z3,Z4为换速齿轮，备有两对，可使滚
筒获得两种转速。
（ 2）牵引部传动系统 → 齿轮联轴器 → Zˊ 5/Zˊ 4→ 辅助油泵
Zˊ 6/Zˊ 7 → 主液压泵 →
主马达 → 圆柱齿轮 (Zˊ 8/Zˊ 9) → 行星齿轮（ Zˊ 10,
Zˊ 11,Zˊ 12） → 主链轮
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（二）截割部
截割部由固定减速器、摇臂减速器、螺旋滚筒和液压调高
装置等部分组成。
1.固定减速器
图 1-28
2.摇臂减速器
图 1-29
3.滚筒与截齿
（ 1）滚筒（图 1-30）
（ 2）截齿
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4.液压调高系统与液压元件
（ 1）液压调高系统
a．组成的基本回路
换向回路、锁紧回路、安全保护回路、卸荷回路等。
b．工作原理
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(2)主要液压元件
a.调高泵
固定缸体斜盘型柱塞泵
b．其它液压元件
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（三）牵引部
由减速器（液压 +机械）和链牵引机构组成。
1、液压系统与液压元件
1）液压系统
牵引部液压系统（图 1-38所示），它由主油路系统、调速
系统和保护系统组成。
（ 1）主油路系统
主油路系统由主油路、补油回路和热交换回路组成。
A.主油路
闭式系统，采用变量泵 -定量马达的容积调速方式。
B.补油回路和热交换回路
闭式系统的散热条件差。为了进行冷却，防止温升过高，
同时也为了弥补不可避免的泄漏，使主回路建立所需背压，
必须设置补油和热交换回路。
补油回路：油池 → 粗过滤器 14→ 辅助油泵 11→ 精过滤器 9→
单向阀 2或 3→ 主液压泵吸油侧。
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热交换回路：由整流阀 4、低压溢流阀 6和冷却器 13组成。
其工作原理,
（冷却器下面的单向阀 16可防止更换冷却器时向外漏油。）
注意,
1．为了保证补油和热交换的正常进行，补油单向阀应该靠近
主油泵，而整流阀应该靠近马达。
2．低压安全阀的整定压力应该比低压溢流阀的整定压力略高
（至少高 0.2～ 0.3Pa）。
3．为了保证油质，以免主回路和控制回路被污染，补油应有
可靠的过滤措施。
（ 2）调速换向系统
用于调节牵引速度和改变牵引方向，它由手把操作机构和主
液压泵伺服变量机构组成
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a.手把操作机构
组成：旋钮 26、螺旋副 25
b.工作原理：
伺服变量机构
组成：调速套 24、伺服阀 22、差动杠杆 23、变量液压缸 21
工作原理：
（ 3）保护系统
保护系统包括双重压力过载保护、低压失压保护、电动机功
率过载保护和主液压泵自动回零等油路。
a.双重压力过载保护油路
组成：压力调速阀 19、失压控制阀 20、高压安全阀 5
工作原理：
b.失压保护回路
组成：失压控制阀 20
工作原理：
c.电动机功率保护回路
组成：电磁阀 27、失压控制阀 20
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工作原理：
以上三种保护都是通过失压控制阀 20起作用的，并且在保护
发生时，都是依靠给定速度时变量液压缸中被压缩弹簧的释放
而获得减速直至停牵引的效果。
d.液压泵自动回零保护油路
组成：电磁阀 27、失压控制阀 20
工作原理：
e.系统的充油和排气
采煤机长时间不工作时，管路可能进入空气，更换液压油或管
路后可能造成空气进入系统。系统中混入空气将会产生振动和
噪声，从而影响液压元件的性能和可靠性。为了排除混入系统
的空气，可以用手压泵 14（图 1-37）来充油排气。在充油过
程中，必须松开主油路上的排气塞，直至充油压力达到 0.2～
0.3Mpa，才可将排气塞拧紧，结束充油过程。
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2）液压元件
2.机械传动结构
（四）辅助装置
1.底托架
2.喷雾冷却系统
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§ 1-3 MLS3-170型双滚筒采煤机
一、概述
（一）适用条件与主要技术特征
适用条件：采高 1.5～ 3m、倾角 0o～ 30o；顶板中等稳定、
底板起伏不大且不太松软；煤质中硬。（煤层倾角大于
10o时，应使用防滑装置；大于 15o时，必须配置液压安全
绞车。）
主要技术特征：
（二）组成与总传动系统
组成：
总传动系统：
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1.截割部传动系统
两个截割部的传动相同。螺旋滚筒采用 3级齿轮传动：电动机
→ Z1(离合齿轮 )→ Z2/Z3→ Z4/Z5（换速齿轮） /Z6(三个惰
轮 )/Z7→ 行星轮系 (Z7,Z8,Z9) → 滚筒
辅助液压系统液压泵：电动机
→ Z1/Z12/Z13→ Z14/Z15/Z16→ 截割部辅助液压泵 4
2、牵引部传动系统
电动机 → Z1→ Z2/Z4→ 牵引部辅助液压泵 3
Z1/Z3→ Z5→ 主液压泵 1→ 主液压马达
2→ Z6/Z7/Z8→ Z9/Z10→ 行星轮系 (Z11,Z12,Z13)
→ Z14→ 主链轮（ Z15）
二、截割部
由传动装置和工作机构组成。传动装置包括固定减速器和摇臂减
速器。
（一）固定减速器
图 1-49所示，由传动部件和摇臂部件组成。
（二）摇臂减速器
1.结构（图 1-50所示）
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2.摇臂的换速
摇臂的前两个齿轮 Z4(14,18,22)和 Z5（ 33,31,29）
是可以更换的，但因三种齿数组合都符合
Z5+Z4/2=40=常数
的条件，故 Z4和 Z6之间的中心距没有变化。但是
（ Z4+Z5） /2≠常数
而是差值为 1的等差级数。所以，只要想办法利用同一个轴孔把
三个不同齿数 Z5装进摇臂，那么更换齿轮 Z4和 Z5而不更换摇臂
减速器壳体仍能保持正常啮合的条件。采用的办法是在齿轮 Z5
的心轴上装一个偏心套（图 1-51），而按 Z4的齿数为 18,Z5
的齿数为 31的基准情况确定 Z5的心轴孔位置，当采用另外两种
齿数组合时，只要把偏心套和心轴原地转动 180o，用偏心套的
偏心距补偿 Z4和 Z5中心距的变动。当然，在基准情况时，应该
改用没有偏心的轴套。这样，滚筒就可有三种转速可以选择。
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3.摇臂箱体的安装
两种安装位置 。 （ 图 1-52）
注意：行星齿轮传动与摇臂齿轮共用一个油池，润滑油要通过轴
承 74和 75（图 1-50）才能进入行星齿轮传动，所以润滑条件不够
好。截割顶煤的滚筒摇臂每工作一小时左右，须降下一次，使油
液流入行星齿轮传动处。摇臂内有 12个齿轮和 21个轴承，传递
功率大，润滑条件差，所以工作温度较高。这是一个存在的问题。
（ 三 ） 滚筒与截齿
1,滚筒
2,截齿
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三, 牵引部
（ 一 ） 牵引部减速器
牵引部减速器箱体分为齿轮箱和液压箱 2个独立的隔室 。 齿轮箱
内设有主液压泵和辅助液压泵的齿轮传动机构, 采用 680硫磷型
极压工业齿轮油润滑 。 液压箱内装有全部液压元件以及液压马
达后的齿轮传动机构, 采用 L-HM100液压油为工作介质 。 传动左
截割部的过轴穿过整个牵引部 。 主链轮和导向链轮位于采空区
一侧, 垂直配置 。
采空区一侧的箱体盖上有调速换向手把, 开关手把, 油位指示
器和压力表等 。 上盖除安装了离合手把外, 还有许多注油孔,
排气孔, 检查孔和油塞等 。
（ 二 ） 液压系统
牵引部液压系统由主回路, 补油和热交换回路, 调速回路, 保
护回路等组成 。
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1,主回路和补油热交换回路
（ 1） 主回路
主回路是采用双向变量液压泵和双向定量液压马达组成的闭式
系统, 属于变量泵 -定量马达容积调速方式 。
主油泵和油马达都是斜轴式轴向柱塞式, 主要部件可以通用 。
油马达的缸体的偏摆角度固定为 25o,主油泵缸体的偏摆角度可
以在 -25o～ +25o之间无级调整, 以改变采煤机的牵引方向和牵
引速度 。
（ 2） 补油和热交换回路
补油回路：油池 → 粗过滤器 37→ 辅助液压泵 3→ 精过滤器 40→
单向阀 31（ 或 32） → 主回路的低压油路；辅助泵为单流向内啮
合摆线转子泵 。
粗过滤器是两个并联的线隙式过滤器, 吸附在过滤器外面的赃
物可由清洗缸 16清除 。
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压差计 51测精过滤器 40两端的压力差, 指示堵塞 。
低压安全阀 26的作用：
单向阀 31（ 或 32） 的作用：
热交换回路：主回路的低压油路 → 整流阀 5→ 背压阀 27→ 冷却器
→ 油池；
3,调速换向系统
该牵引部备有两套调速换向机构和两套自动调速系统, 都要
经过调速套和随动机构控制主液压泵的流量和排油方向 。 调速
套是一个关键元件 。 它从调速杆接受两套调速换向机构的控制,
又从 V形槽 14接受两套自动调速机构的控制, 并可直接带动随动
杠杆的左端 。 V形槽和调速套固定成一体, 调速杆则经过预压弹
簧和调速套联系 。 预压弹簧在调速杆一端的两个挡圈之间 。 调
速杆可以压缩预压弹簧而推动调速套, 调速套却只能压缩预压
弹簧而不能推动调速杆 。
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（ 1） 调速换向机构
调速换向机构 （ 即手动调速换向系统 ） 有手把操作和按钮
操作两种方式 。
A,解锁
B,手把操作
C,按钮操作
注意,1） 调速电磁阀是 U型三位四通换向阀 。 当它在中间
阀位时, 把调速油缸的两腔沟通, 使活塞处于浮动状态,
所以并不妨碍用调速换向手把改变牵引速度和牵引方向 。
2）调速电磁阀的控制线路中，有两个互相闭锁的电气按钮。
它们各控制一个线圈，对于某个牵引方向是增速按钮，在
牵引方向改变以后就成为减速按钮；反之，原来的减速按
钮，在牵引方向改变以后就成为增速按钮。
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3） 当按下某个按钮而使调速电磁阀阀芯移向一边时, 调速油
缸的一腔进控制油, 另一腔往油池排油 。 由于活塞有较大的
惯性, 控制油进入调速油缸的一腔后, 将先打开活塞端部的
单向阀, 并经活塞的中心轴向孔, 径向孔和调速油缸中部的
油口, 进入开关阀控制缸 15,使其柱塞推出, 经过杠杆的传
递而把开关阀阀芯移入下阀位, 自动打开对调速套的闭锁 。
4） 按钮按下的时间越长, 调速端正缸的活塞移动距离就越长,
牵引速度的增减量也就越多 。
5） 可调节流阀 47可以控制调速过程的快慢, 当油温为 50℃ 时,
牵引速度从零增加到最大牵引速度大约需 8秒钟 。 精过滤器 39
可防止可调节流阀 47堵塞 。
6） 不论用手把或按钮使牵引速度减小到零时, 开关圆盘 24的
缺口正对插销, 弹簧把插销推进开关圆的缺口, 于是信号灯
53发光, 提醒司机不要突然反向牵引, 以免采煤机受到猛烈
的冲击载荷 。 如果司机没有注意信号灯, 按住减速按钮
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不松手, 那么, 因为插销插进开关圆盘的缺口时, 同时也切断
了调速电磁阀线圈的电路, 弹簧把阀芯推回中间位置, 采煤机
即停止牵引 。 若要反向牵引, 司机必须把这个按钮松开一下,
然后再按下 。 这个按钮就变为增速按钮, 采煤机反向牵引并且
牵引速度逐渐升高 。
7） 当主回路工作压力超限或辅助泵供油压力过低时, 开关阀 7
将移入上阀位以进行高压保护或低压保护 。 迫使开关活塞 17-1
插入 V形槽板, 主油泵向零位摆动 。 开关阀 7移入上阀位时, 将
强迫开关阀控制缸 15的柱塞缩进缸内, 缸内的油液经安全阀 29
泄出 。
8） 如果用无线电控制调速电磁阀的线圈, 还可以实现离机控制 。
司机可以在离开采煤机 10米左右的距离内遥控采煤机的牵引速
度和牵引方向 。 但 MLS3-170型采煤机不具有这样的遥控系统 。
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不松手, 那么, 因为插销插进开关圆盘的缺口时, 同时也切断
了调速电磁阀线圈的电路, 弹簧把阀芯推回中间位置, 采煤机
即停止牵引 。 若要反向牵引, 司机必须把这个按钮松开一下,
然后再按下 。 这个按钮就变为增速按钮, 采煤机反向牵引并且
牵引速度逐渐升高 。
7） 当主回路工作压力超限或辅助泵供油压力过低时, 开关阀 7
将移入上阀位以进行高压保护或低压保护 。 迫使开关活塞 17-1
插入 V形槽板, 主油泵向零位摆动 。 开关阀 7移入上阀位时, 将
强迫开关阀控制缸 15的柱塞缩进缸内, 缸内的油液经安全阀 29
泄出 。
8） 如果用无线电控制调速电磁阀的线圈, 还可以实现离机控
制 。 司机可以在离开采煤机 10米左右的距离内遥控采煤机的牵
引速度和牵引方向 。 但 MLS3-170型采煤机不具有这样的遥控系
统 。
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(2)自动调速系统
1） 液压恒功率自动调速系统
A,作用
液压恒功率自动调速系统使牵引部运转时按 P=Fv=常数 （ P为牵引
部额定功率； F为牵引力； v为牵引速度 ） 保持额定功率 。 因牵引
力对应于液压系统主油路工作压力, 牵引速度对应于泵的流量,
因而要求主油泵流量随主油路工作压力增大 （ 减小 ） 而减小 （ 增
大 ）, 以保证牵引部在额定工况下运行, 从而充分发挥其能力 。
B,组成及工作原理
液压恒功率调节器 17（ 由控制活塞 17-2和弹簧组成 ） 。
工作原理,
C,调速特性
图 1-56
D,调速范围
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工作中实际的调速范围与预先给定的牵引速度大小有关 。
MLS3-170型采煤机牵引部的液压恒功率自动调速系统只能在
牵引力大于 100KN和牵引速度大于 4.66m/min的条件下起作用 。
在实际使用中, 它的牵引速度很少达到 5m/min,其液压自动
调速系统起作用的机会很少 。
2） 电动机功率自动调速系统
A,作用
电动机功率自动调速是根据电动机负荷电流 （ 电动机功率
与电流成正比 ） 的变化自动调节牵引速度, 以使电动机保持
在接近额定功率的工况下运转, 充分发挥其能力 。
B,组成
电磁阀 8,电动机功率调节器 18和电器系统
C,工作原理
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当电动机欠载, 负载电流小于额定电流的 95%时, 功率控制电磁阀
的增速线圈通电, 阀芯左移, 功率调速器油缸的右腔进油, 左腔
回油, 功率控制活塞 18-1左移, 其活塞杆从 60oV形槽中退出 。 如果
司机给定的牵引速度足够高, 即调速套 13中的弹簧 19的压缩量足
够大, 活塞杆退出 60oV形槽时, 牵引速度就自动升高, 直至司机给
定的牵引速度为止 。
当电动机满载, 即负载电流达额定电流的 （ 95～ 105） %时, 功率
控制电磁阀的两个线圈都不通电, 弹簧使阀芯处于中间位置, 功
率调速器左右两腔连通,,功率控制活塞 18-1停留在原位, 调速
套中的预压弹簧的力量不会迫使控制活塞缩进油缸, 牵引速度暂
时不受电动机功率调速器 18的影响 。
当电动机超载时, 负载电流大于额定电流的 105%时, 功率控制
电磁阀的减速线圈通电, 阀芯右移, 功率调速器油缸的左腔进油,
右腔回油, 功率控制活塞 18-1右移, 其活塞杆插入 60oV形槽, 迫
使调速套进一步压缩预压弹簧 19而向中间位置移动, 牵引速度随
即降低, 直至电动机的负载电流减少到额定电流的 105%以下为止 。
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由于调速系统的惯性影响, 增速和减速都有一些超调量 。 电动
机的负载电流实际在额定电流的 92～ 108%的范围内波动 。
电动机功率控制阀 8进油口处的可调节流阀 46,可以调节牵引速
度变化的速率, 精过滤器可防其堵塞 。 控制活塞 18-1的右极限
位置可由控制器油缸右端的螺钉调节, 以限制采煤机能够达到
的最大牵引速度 。
控制活塞 18-1的活塞杆端和 60oV形槽保持接触, 是电动机功率
自动调速系统能够正常起作用的必要条件 。 为此：
a,起动牵引部时, 即调速套和 V形槽板在中间位置时, 控制活
塞 18-1的活塞杆端应已插到 60oV形槽的槽底 。 用换速换向手把
22或按钮给定牵引速度时, 调速杆 20进一步压缩预压弹簧 19，
推动调速套和 V形槽板, 迫使控制活塞 18-1有缩进电动机功率调
速器 18的力量 。
b,司机给定的牵引速度要超过采煤机在电动机满载条件下实际
可能达到最大牵引速度 。
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如果司机给定的牵引速度太小, 虽然电动机欠载, 即使控制活塞
18-1完全缩进调速器油缸, 但是因为弹簧 19压缩得不够充分, 不
能把调速套推到离开中间位置更远的地方, 所以, 牵引速度不可
能提高得更多, 电动机只得欠载运行 。
c,要把电动机侧盖上的选择开关打到, 接通, 位置上, 电动机
功率自动调速系统才能起作用 。 从, 接通, 位置顺时针方向转动
选择开关, 即为, 断开, 位置, 控制阀 8的两个线圈都不通电,
电动机功率自动调速机构不起作用 。 从, 接通, 位置逆时针方向
转动选择开关, 即为, 停止, 位置, 控制阀 8的减速线圈通电,
使牵引速度一直降到零为止 。 （ 当停止使用电动机功率自动调速
系统时, 应在空载运转情况下, 先把选择开关打在, 接通, 位置
约一分钟 。 使控制活塞 18-1的活塞杆端完全退出 60oV形槽, 然后
再把选择开关打到, 断开, 位置 。 ） 注意,液压自动调速系统和
电动机功率自动调速系统, 都要通过 V形槽板而起作用 。 在某一
时刻, 实际起作用的是要把牵引速度调得较低的那一个系统, 另
一个系统的控制活塞杆接触不到 V形槽板, 所以不起作用 。
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在采煤机工作过程中, 液压自动调速系统起作用的机会比
较少 。 只有在司机给定的牵引速度大于 4.66m/min,并且
煤质不太硬, 煤层倾角较大, 运输机不平直和向上牵引等
条件下, 电动机并不超载而牵引力超过 100KN的特殊情况
下它才起作用 。 而电动机功率自动调速系统则经常起作用 。
3.保护回路
（ 1） 主回路超压保护回路
（ 2） 欠压保护回路
（ 3） 倒吸保护回路
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§ 1-4其他形式采煤机
一, BM1（ BMD） -100型采煤机
型号说明,B— 薄； M— 采煤机； D— 单滚筒 。
（ 一 ） 用途和使用条件
（ 二 ） 主要技术特征
（ 三 ） 主要组成
（ 四 ） 总传动系统
1,截割部传动特点
2,牵引部传动特点
（ 五 ） 截割部结构特点
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（ 六 ） 牵引部液压系统特点
与 MLS3-170型采煤机基本相同, 主要区别有：
1,取消了按钮调速换向系统, 即去掉了调速换向电磁阀, 调速
液压缸以及开关阀液压缸等元件, 使液压系统有所简化 。
2,液压恒功率调速的参数范围有所变化 。 在牵引力 60KN～
120KN,液压恒功率调速的范围是 3m/min～ 6m/min。
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二,MG系列采煤机
（一） MG系列采煤机的系列组成与特点
MG系列采煤机是我国自行设计制造的，目前已形成了以电动机
功率为标志的 300KW,200KW,150KW三种系列。每种系列的采
煤机又派生出适合于不同使用条件的采煤机型号。
特点：
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(二 )MG300系列采煤机
型号说明,MG— 双滚筒采煤机； MGD— 单滚筒采煤机；数字 — 装
机功率； G— 高型； A— 矮型； W— 无链牵引； Q— 大倾角； P— 爬
地； D— 电牵引 。
MG300系列采煤机共有 3种机型 8个型号, 下面以 MG300— W采煤机
为例, 来说明该系列采煤机的一般特点 。
1,组成, 主要特点和技术特征
1） 组成
电动机, 截割部, 牵引部, 破碎机构和辅助装置五大部分 。
2） 主要特点
3） 技术特征
2,总传动系统
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1） 截割部传动系统
截煤滚筒传动：电动机 → 齿轮联轴器 C→ 液压箱传动轴 → 齿轮联
轴器 C1→Z 1/Z2（ 锥齿轮 ） → 离合器 C2→Z 3/Z4（ 换速齿轮, 共有
4对 ） → 齿轮联轴器 C3→Z 5/（ Z6/Z7/Z8/Z9（ 惰轮 ）） /Z10→Z 11、
Z12,Z13（ 行星轮系 ） → 截割滚筒；
润滑油泵传动：电动机 → 齿轮联轴器 C→ 液压箱传动轴 → 齿轮联
轴器 C1→Z 1/Z2（ 锥齿轮 ） → Z14/Z15→ 润滑油泵 5
Z14/Z15→ 润滑油泵 4；
破碎滚筒传动：电动机 → 齿轮联轴器 C→ 液压箱传动轴 → 齿轮联
轴器 C1→Z 1/Z2 （ 锥齿轮 ） → 离合器 C2→Z 3/Z4→ 离合器 C4
→Z 17/Z18/Z19→Z 20/Z21/Z22/Z23→ 破碎滚筒；
注意：剪切销过载保护机构 S
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2） 牵引部传动系统
电动机 → 齿轮联轴器 C→Z 26/Z28→ 辅助油泵 2
Z24/Z25→ 调高液压泵 3
Z26/Z27→ 主液压泵 1→ 主马达 M1 和
M2→Z 31/Z30→Z 32/Z33→ 传动销轮 W1（ W2） ；
注意：液压制动器 B1和 B2
3,液压系统
由牵引液压系统, 截煤滚筒调高系统和破碎滚筒调高系统三部
分组成 。
A,截煤滚筒调高系统
B,破碎滚筒调高系统
C,牵引液压系统
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1） 主油路系统
主回路, 补油和热交换回路
2） 调速系统
（ 1） 手动调速
a,手动操作
组成及工作原理：
b,液压操作
组成及工作原理：
c,电器操作 （ 分为按钮操作和无线电遥控操作 ）
组成及工作原理：
（ 2） 自动调速
a,电动机恒功率自动调速
组成及工作原理：
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b,恒压调速
组成及工作原理：
1） 保护回路
（ 1） 高压保护回路
（ 2） 低压欠压保护回路
（ 3） 主油泵自动回零保护回路
(4） 过零保护回路
（ 5） 超速和差速防滑保护回路
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三, 4LS— 8型电牵引采煤机
特点：
（ 一 ） 组成及技术特征
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（二）截割部传动系统
截割电动机 → Z1/Z2→Z3/Z4→Z6/Z7/Z8/Z9 （其中 7,8为惰轮）
→ Z10,Z11,Z12（行星轮系） → 滚筒
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（三）牵引调速原理与牵引部传动系统
1、牵引调速换向原理
4LS— 8型采煤机采用晶闸管他激电动机牵引。
IsCM
C
IsR sU
n
??
?
?
?
2
1
从上式可知, 通过晶闸管控制触发电路, 改变电枢电压
或激磁电压 （ 磁通 Φ ） 的大小和方向, 就可以调节电动机
的转向和转速, 从而改变采煤机的牵引速度和牵引方向 。
晶闸管直流电动机的调速特性：
0～ ne范围内采用电枢电压调节；
ne～ nmax范围内采用磁通调节 。
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2,牵引部传动系统
牵引电动机 → Z1/Z2→Z 3/Z4→Z 5/Z6→Z 7,Z8,Z9（ 行星轮系 ）
→ Z10/Z1（ 与驱动轮组装在一起构成驱动轮组件 ） 。
（ 四 ） 液压系统
实现摇臂调高和挡煤板翻转 。
1,卸载回路
2,调高液压缸回路
3,液压马达回路
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§ 1— 5采煤机的附属设备
一, 灭尘设备
采煤机的灭尘的重要意义：
为了减少采煤机在生产过程中产生的粉尘, 需要采取多方
面的措施, 主要有以下几方面：
1） 选用工作机构时考虑灭尘的要求 。
2） 确定采煤机工作参数时, 注意考虑灭尘的要求 。
3） 滚筒自动调高和调斜, 顺着顶板和底板的起伏并保持一
定厚度的煤皮, 使滚筒避免截割顶板和底板 。
4） 装设灭尘装置, 扑灭或捕捉工作面空气中的粉尘 。 目前
最常见的方法是喷雾灭尘 。
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喷雾灭尘就是用喷嘴把有一定压力的水高度扩散, 使其雾化,
形成把粉尘源与外界隔离的水幕 。
喷雾有内喷雾和外喷雾两种方法 。 （ 170型采煤机的喷雾冷却系
统； 4LS— 8型电牵引采煤机的喷雾冷却系统 ）
喷雾和冷却供水系统：
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二、挡煤板及其翻转机构
1、挡煤板
2、翻转机构
（ 1）利用重力和摩擦力来翻转
（ 2）专用机构
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三、防滑装置
当工作面倾角大于 9o时，骑座在运输机上的采煤机有下滑的危
险，应采取防滑措施。
1,防滑杆
2,防滑绞车
3,抱闸式防滑装置
结构：
工作原理：
4,无链牵引采煤机采用的摩擦片制动器
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四, 电缆拖移装置
图 （ 1-60）
五, 辅助液压系统
采煤机的辅助液压系统, 一般要完成滚筒调高, 机身调斜, 翻
转挡煤板和防滑等动作 。 （ 图 1-61）
六、底托 架
第一章 采煤机械
§ 1-1概述
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一、机械化采煤的主要设备
? 机械化采煤工艺包括，落煤、装煤、运
输、支护、处理采空区。其中采煤机完
成落煤和装煤工序。
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（一）采煤机械
采煤机械，现在主要有滚筒式采煤机、刨
煤机和采煤钻机三大类。目前我国使用最多的
是滚筒式采煤机，也有少量的刨煤机。
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1、滚筒式采煤机
滚筒式采煤机可分为单滚筒采煤机和双滚
筒采煤机。
（ 1）组成
截割部、牵引部、电动机和辅助装置。
（ 2）各部分功用
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2、刨煤机
（ 1）结构原理
（ 2）连续长壁采煤机
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（二）机械化采煤工作面
普采工作面（普采、高档普采）、
综采工作面
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二,滚筒式采煤机的总体结构
? （一） 工作机构
? （二） 牵引机构
? （三） 传动机构
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（一）工作机构
滚筒式采采煤机械的工作机构，就是采煤机械破落和装
运煤炭的机构。采煤机采用螺旋滚筒。螺旋滚筒的刀具
（截齿）装在滚筒的螺旋叶片上。滚筒转动并沿着煤壁移
动时，就截割破落煤炭，并由螺旋叶片把煤炭装进工作面
运输机。滚筒的结构并不复杂，破碎能力强，而且可以利
用摇臂随时调整位置，对煤层厚度的变化、顶板底板的起
伏和断层有较好的适应能力。滚筒的截深可与液压支架的
推移步距相匹配，在采煤机采过的地方可以随机推移支架，
即时支护顶板。因此，除了在薄煤层中使用螺旋滚筒困难
较多外，在缓倾斜和倾斜的各种煤层中，使用螺旋滚筒的
滚筒式采煤机都能达到较高的生产率和较好的使用效果。
螺旋滚筒由轮毂、螺旋叶片和端盘组成。
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1、截齿
（ 1）对截齿的要求
? a．高强度和耐磨性；
? b．合理的几何参数；
? c．固定可靠；
? d．拆装方便。
（ 2）种类
扁形截齿：
镐形截齿：
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（ 3）截齿配置
①截齿排列图
图 1-7 图 1-8所示
② 截齿排列特点
? 螺旋叶片的截齿排列特点：截距较大；在圆周方向上相邻
截齿的夹角相等；都是零度齿。
? 端盘的截齿排列特点：截距小、截齿密度大；多数是正角
度齿，煤质愈硬，角度愈大；有少数零度齿和负角度齿，
以减小滚筒的侧向力。
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2．螺旋滚筒的参数
（ 1）滚筒的转向
单滚筒采煤机滚筒的转向：向内回转
双滚筒采煤机滚筒的转向：两个滚筒相背转动
（ 2）螺旋叶片
a.螺旋头数：不能太多，也不能太少，一般 2～ 4个。
b.螺旋方向
? 为了保证螺旋叶片向运输机装煤，而不是向煤壁推煤，滚
筒叶片的螺旋方向应与滚筒转向相适应。站在采空区一侧
看滚筒，右螺旋滚筒应是顺时针方向转动，左螺旋滚筒应
是逆时针方向转动。不论采煤机的牵引方向如何，都必须
保持这个关系。
? 单滚筒采煤机：右工作面必须使用左螺旋滚筒，而左工作
面必须使用右螺旋滚筒；
? 双滚筒采煤机：左滚筒为左螺旋，右滚筒为右螺旋。
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(二 )牵引机构
对牵引部的基本要求：
1、总传动比大
2、总传动比应能在工作过程中随时调节
3、要在电动机转向一定的条件下反向牵引
和停止牵引
4、要有可靠的过载保护性能
5、要有足够的强度
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目前采用的有链牵引机构和无链牵引机构两类 。
1、链牵引机构
链牵引机构的工作方式分为内牵引（常用）和外牵
引。内牵引图 1-14所示。
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（ 1）圆环链
结构如图 1-15所示
规格用棒料直径 d 和环节距 t表示。
（ 2）链轮
圆环链链轮的几何形状比较复杂，其形状和制造质量对于链环和链
轮的啮合影响很大。链轮形状设计得不好，就会啃伤链环，加剧链
轮和链环的磨损，或者因为链环不能与轮齿正确啮合而掉链。
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（ 3）链接头
为了制造和运输方便，圆环链做成适当长度的链段，使用时
再用链接头接成所需要的长度。短链段在没有达到应该报废
的程度以前，可以用链接头接起来使用。
所以，链接头是有链牵引的重要部件
链接头的外形尺寸一般不完全与链环的尺寸相同，应根
据链接头的外形尺寸适当修改链轮平环窝槽或立环沟槽的形
状和尺寸，以免发生干涉。为了保证链轮的强度，希望链接
头只作为平环或立环进入链轮。圆环链链段应由奇数个链环
组成。
对链接头的基本要求是：外形尺寸与链环相差不多，但
强度不得低于链环，装拆要方便，运行过程中不会自动脱开。
链接头的种类：侧卸式链接头（目前国内用得较多）、马蹄
凸缘式链接头、锯齿式链接头、插销式链接头、卡块式链接
头
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（ 4）牵引链的固定
a、刚性固定
b、弹簧张紧
c、液压张紧（常用）
采用液压张紧的原因：
牵引链两端刚性固定时（如下图），采煤机从工作面一端
（ X=0）开始工作之前，要先开动牵引部，把牵引链的松边
拉紧到具有一定的初拉力 P0。如果牵引链的总长度是 L，采
煤机的牵引阻力是 P（包括滚筒的推进阻力、采煤机与运输
机或底板的摩擦阻力和在倾斜工作面时机器重量的分力等），
那么开始牵引时牵引链的弹性伸长量为
? ?? ?PPLEF ??? 01
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这里,E和 F分别表示牵引链的当量弹性模量和当
量断面积。根据虎克定律，链段的弹性伸长量正比于所
受的拉力和链段长度，而反比于当量弹性模量和当量断
面积。
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当采煤机在工作面上移动距离 x时，牵引链紧边和松边的拉
力分别为 P1和 P2。这时牵引链的弹性伸长量为
? ?? ?121 PxLPxEF ???
PPP ?? 21 经整理即得
)1(
)(
01
02
L
x
PPP
L
x
PPP
???
??
因为牵引链两端刚性固定，牵引链的弹性伸长量应保持不变，且
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由此可见，随着采煤机的向前牵引，牵引链的松边和紧边
拉力都存在不断递增的现象。紧边拉力 P1从 P0+P增大到
P0+2P，几乎增大了一倍。采煤机到达工作面一端后，在反
向牵引的过程中，也存在同样的情况。采煤机的有效牵引力只
有 P，却要按 P0+2P选用圆环链和设计牵引部，显然是一个问
题。
为了找到解决问题的办法，先要弄清楚拉力递增现象的物
理意义。对于同一根牵引链来说，紧边和松边的当量弹性模量
和当量断面积是相同的。所以，链段单位长度的弹性变形量
（即弹性应变）正比于所受的拉力，因而牵引链紧边的应变一
定大于松边的应变。随着采煤机的向前牵引，应变较大的紧边
逐渐向应变较小的松边转移。这些转移入松边的链段因受到的
拉力减小而要缩短，以致引起整条松边的应变和拉力 P2逐渐增
大。为了保持要求的有效牵引力 P，紧边拉力 P1也就跟着增大。
这就是牵引链拉力递增的原因。
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因此，只要在采煤机的工作过程中，让牵引链松边的固定
点移动，就可以减缓甚至消除拉力递增的现象。
采用弹簧张紧时，设其松边的初拉力为 P0，弹簧刚度为 C，
则开始采煤时，牵引链和两个弹簧张紧器的总弹性变形量为
)2(1)( 00 PPCPPEFL ?????
)(1 2121 PPCPEFxPEF xL ???????
PPP ?? 21
因为
当它离开工作面一端的位移为 x时，牵引链和两个弹簧张
紧器的总弹性变形量为
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所以
)(
2
1
)(
2
1
01
02
L
x
CL
EF
P
PPP
L
x
CL
EF
P
PP
?
?
???
?
?
??
因为 1+2EF/CL是大于 1的数，所以可以减缓拉力递增。
C=∞ 就是刚性固定的情况。弹簧刚度 C越小，拉力递增量就越
小。在弹簧材料的剪切弹性模数和簧丝直径一定的条件下，必
须把弹簧做得又粗又大，才能达到较小的弹簧刚度。但是，由
于受到空间条件的限制，弹簧刚度不可能很小，所以用弹簧器
不可能完全消除拉力递增现象。
而采用液压张紧器张紧牵引链，可完全消除拉力递增的现
象。液压张紧器如图 1-18所示。
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因此，可得牵引链拉力与采煤机位移的关系
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2、无链牵引机构
（ 1）齿轮销轨型（图 1-20所示）
（ 2）销轮齿条型（图 1-21所示）
（ 3）强力链轮链轨型（图 1-22所示）
（ 4）复合齿轮齿条型（图 1-23所示
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（三）传动机构
1．截割部传动机构
采用机械传动
2,牵引部传动装置
（ 1）机械牵引
（ 2）液压牵引
（ 3）电牵引
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（四）基本参数
1.生产率
2.采高 H
3.截深 B（ 0.5～ 1米）
4．牵引速度 υq
5．截割速度 υj
6．牵引力
7．装机功率
?qH B vQ 60m a x ?
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§ 1-2 单滚筒采煤机
一,1MGD200型单滚筒采煤机
（一）概述
1．用途与适用条件
与 SGB-630/220型刮板输送机,DZ型单体液压支柱和金
属铰接顶梁配套组成高档普采机组，用于开采采高
1.3m～ 2.5m、煤质中硬以上的缓倾斜煤层。
2.主要组成
电动机、牵引部、固定减速器、摇臂、螺旋滚筒和底托架等。
3.主要技术特征
4.总传动系统
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（ 1）截割部传动系统
电动机 → 齿轮联轴器 → Z14/Z15→ 调高泵
固定减速器（两级减速）花键离合器（ Z13）
→ 锥齿（ Z1/Z2） → 圆柱齿轮 (Z3/Z4)） → 摇臂减速器（两级
减速（带有惰轮的 Z5/Z6/Z7/Z7/Z8/Z9） → 行星齿轮
（ Z10, Z11,Z12））；其中 Z13为离合花键齿轮，它可控
制滚筒转动或停止,Z3,Z4为换速齿轮，备有两对，可使滚
筒获得两种转速。
（ 2）牵引部传动系统 → 齿轮联轴器 → Zˊ 5/Zˊ 4→ 辅助油泵
Zˊ 6/Zˊ 7 → 主液压泵 →
主马达 → 圆柱齿轮 (Zˊ 8/Zˊ 9) → 行星齿轮（ Zˊ 10,
Zˊ 11,Zˊ 12） → 主链轮
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（二）截割部
截割部由固定减速器、摇臂减速器、螺旋滚筒和液压调高
装置等部分组成。
1.固定减速器
图 1-28
2.摇臂减速器
图 1-29
3.滚筒与截齿
（ 1）滚筒（图 1-30）
（ 2）截齿
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4.液压调高系统与液压元件
（ 1）液压调高系统
a．组成的基本回路
换向回路、锁紧回路、安全保护回路、卸荷回路等。
b．工作原理
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(2)主要液压元件
a.调高泵
固定缸体斜盘型柱塞泵
b．其它液压元件
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（三）牵引部
由减速器（液压 +机械）和链牵引机构组成。
1、液压系统与液压元件
1）液压系统
牵引部液压系统（图 1-38所示），它由主油路系统、调速
系统和保护系统组成。
（ 1）主油路系统
主油路系统由主油路、补油回路和热交换回路组成。
A.主油路
闭式系统，采用变量泵 -定量马达的容积调速方式。
B.补油回路和热交换回路
闭式系统的散热条件差。为了进行冷却，防止温升过高，
同时也为了弥补不可避免的泄漏，使主回路建立所需背压，
必须设置补油和热交换回路。
补油回路：油池 → 粗过滤器 14→ 辅助油泵 11→ 精过滤器 9→
单向阀 2或 3→ 主液压泵吸油侧。
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热交换回路：由整流阀 4、低压溢流阀 6和冷却器 13组成。
其工作原理,
（冷却器下面的单向阀 16可防止更换冷却器时向外漏油。）
注意,
1．为了保证补油和热交换的正常进行，补油单向阀应该靠近
主油泵，而整流阀应该靠近马达。
2．低压安全阀的整定压力应该比低压溢流阀的整定压力略高
（至少高 0.2～ 0.3Pa）。
3．为了保证油质，以免主回路和控制回路被污染，补油应有
可靠的过滤措施。
（ 2）调速换向系统
用于调节牵引速度和改变牵引方向，它由手把操作机构和主
液压泵伺服变量机构组成
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a.手把操作机构
组成：旋钮 26、螺旋副 25
b.工作原理：
伺服变量机构
组成：调速套 24、伺服阀 22、差动杠杆 23、变量液压缸 21
工作原理：
（ 3）保护系统
保护系统包括双重压力过载保护、低压失压保护、电动机功
率过载保护和主液压泵自动回零等油路。
a.双重压力过载保护油路
组成：压力调速阀 19、失压控制阀 20、高压安全阀 5
工作原理：
b.失压保护回路
组成：失压控制阀 20
工作原理：
c.电动机功率保护回路
组成：电磁阀 27、失压控制阀 20
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工作原理：
以上三种保护都是通过失压控制阀 20起作用的，并且在保护
发生时，都是依靠给定速度时变量液压缸中被压缩弹簧的释放
而获得减速直至停牵引的效果。
d.液压泵自动回零保护油路
组成：电磁阀 27、失压控制阀 20
工作原理：
e.系统的充油和排气
采煤机长时间不工作时，管路可能进入空气，更换液压油或管
路后可能造成空气进入系统。系统中混入空气将会产生振动和
噪声，从而影响液压元件的性能和可靠性。为了排除混入系统
的空气，可以用手压泵 14（图 1-37）来充油排气。在充油过
程中，必须松开主油路上的排气塞，直至充油压力达到 0.2～
0.3Mpa，才可将排气塞拧紧，结束充油过程。
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2）液压元件
2.机械传动结构
（四）辅助装置
1.底托架
2.喷雾冷却系统
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§ 1-3 MLS3-170型双滚筒采煤机
一、概述
（一）适用条件与主要技术特征
适用条件：采高 1.5～ 3m、倾角 0o～ 30o；顶板中等稳定、
底板起伏不大且不太松软；煤质中硬。（煤层倾角大于
10o时，应使用防滑装置；大于 15o时，必须配置液压安全
绞车。）
主要技术特征：
（二）组成与总传动系统
组成：
总传动系统：
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1.截割部传动系统
两个截割部的传动相同。螺旋滚筒采用 3级齿轮传动：电动机
→ Z1(离合齿轮 )→ Z2/Z3→ Z4/Z5（换速齿轮） /Z6(三个惰
轮 )/Z7→ 行星轮系 (Z7,Z8,Z9) → 滚筒
辅助液压系统液压泵：电动机
→ Z1/Z12/Z13→ Z14/Z15/Z16→ 截割部辅助液压泵 4
2、牵引部传动系统
电动机 → Z1→ Z2/Z4→ 牵引部辅助液压泵 3
Z1/Z3→ Z5→ 主液压泵 1→ 主液压马达
2→ Z6/Z7/Z8→ Z9/Z10→ 行星轮系 (Z11,Z12,Z13)
→ Z14→ 主链轮（ Z15）
二、截割部
由传动装置和工作机构组成。传动装置包括固定减速器和摇臂减
速器。
（一）固定减速器
图 1-49所示，由传动部件和摇臂部件组成。
（二）摇臂减速器
1.结构（图 1-50所示）
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2.摇臂的换速
摇臂的前两个齿轮 Z4(14,18,22)和 Z5（ 33,31,29）
是可以更换的，但因三种齿数组合都符合
Z5+Z4/2=40=常数
的条件，故 Z4和 Z6之间的中心距没有变化。但是
（ Z4+Z5） /2≠常数
而是差值为 1的等差级数。所以，只要想办法利用同一个轴孔把
三个不同齿数 Z5装进摇臂，那么更换齿轮 Z4和 Z5而不更换摇臂
减速器壳体仍能保持正常啮合的条件。采用的办法是在齿轮 Z5
的心轴上装一个偏心套（图 1-51），而按 Z4的齿数为 18,Z5
的齿数为 31的基准情况确定 Z5的心轴孔位置，当采用另外两种
齿数组合时，只要把偏心套和心轴原地转动 180o，用偏心套的
偏心距补偿 Z4和 Z5中心距的变动。当然，在基准情况时，应该
改用没有偏心的轴套。这样，滚筒就可有三种转速可以选择。
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3.摇臂箱体的安装
两种安装位置 。 （ 图 1-52）
注意：行星齿轮传动与摇臂齿轮共用一个油池，润滑油要通过轴
承 74和 75（图 1-50）才能进入行星齿轮传动，所以润滑条件不够
好。截割顶煤的滚筒摇臂每工作一小时左右，须降下一次，使油
液流入行星齿轮传动处。摇臂内有 12个齿轮和 21个轴承，传递
功率大，润滑条件差，所以工作温度较高。这是一个存在的问题。
（ 三 ） 滚筒与截齿
1,滚筒
2,截齿
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三, 牵引部
（ 一 ） 牵引部减速器
牵引部减速器箱体分为齿轮箱和液压箱 2个独立的隔室 。 齿轮箱
内设有主液压泵和辅助液压泵的齿轮传动机构, 采用 680硫磷型
极压工业齿轮油润滑 。 液压箱内装有全部液压元件以及液压马
达后的齿轮传动机构, 采用 L-HM100液压油为工作介质 。 传动左
截割部的过轴穿过整个牵引部 。 主链轮和导向链轮位于采空区
一侧, 垂直配置 。
采空区一侧的箱体盖上有调速换向手把, 开关手把, 油位指示
器和压力表等 。 上盖除安装了离合手把外, 还有许多注油孔,
排气孔, 检查孔和油塞等 。
（ 二 ） 液压系统
牵引部液压系统由主回路, 补油和热交换回路, 调速回路, 保
护回路等组成 。
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1,主回路和补油热交换回路
（ 1） 主回路
主回路是采用双向变量液压泵和双向定量液压马达组成的闭式
系统, 属于变量泵 -定量马达容积调速方式 。
主油泵和油马达都是斜轴式轴向柱塞式, 主要部件可以通用 。
油马达的缸体的偏摆角度固定为 25o,主油泵缸体的偏摆角度可
以在 -25o～ +25o之间无级调整, 以改变采煤机的牵引方向和牵
引速度 。
（ 2） 补油和热交换回路
补油回路：油池 → 粗过滤器 37→ 辅助液压泵 3→ 精过滤器 40→
单向阀 31（ 或 32） → 主回路的低压油路；辅助泵为单流向内啮
合摆线转子泵 。
粗过滤器是两个并联的线隙式过滤器, 吸附在过滤器外面的赃
物可由清洗缸 16清除 。
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压差计 51测精过滤器 40两端的压力差, 指示堵塞 。
低压安全阀 26的作用：
单向阀 31（ 或 32） 的作用：
热交换回路：主回路的低压油路 → 整流阀 5→ 背压阀 27→ 冷却器
→ 油池；
3,调速换向系统
该牵引部备有两套调速换向机构和两套自动调速系统, 都要
经过调速套和随动机构控制主液压泵的流量和排油方向 。 调速
套是一个关键元件 。 它从调速杆接受两套调速换向机构的控制,
又从 V形槽 14接受两套自动调速机构的控制, 并可直接带动随动
杠杆的左端 。 V形槽和调速套固定成一体, 调速杆则经过预压弹
簧和调速套联系 。 预压弹簧在调速杆一端的两个挡圈之间 。 调
速杆可以压缩预压弹簧而推动调速套, 调速套却只能压缩预压
弹簧而不能推动调速杆 。
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（ 1） 调速换向机构
调速换向机构 （ 即手动调速换向系统 ） 有手把操作和按钮
操作两种方式 。
A,解锁
B,手把操作
C,按钮操作
注意,1） 调速电磁阀是 U型三位四通换向阀 。 当它在中间
阀位时, 把调速油缸的两腔沟通, 使活塞处于浮动状态,
所以并不妨碍用调速换向手把改变牵引速度和牵引方向 。
2）调速电磁阀的控制线路中，有两个互相闭锁的电气按钮。
它们各控制一个线圈，对于某个牵引方向是增速按钮，在
牵引方向改变以后就成为减速按钮；反之，原来的减速按
钮，在牵引方向改变以后就成为增速按钮。
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3） 当按下某个按钮而使调速电磁阀阀芯移向一边时, 调速油
缸的一腔进控制油, 另一腔往油池排油 。 由于活塞有较大的
惯性, 控制油进入调速油缸的一腔后, 将先打开活塞端部的
单向阀, 并经活塞的中心轴向孔, 径向孔和调速油缸中部的
油口, 进入开关阀控制缸 15,使其柱塞推出, 经过杠杆的传
递而把开关阀阀芯移入下阀位, 自动打开对调速套的闭锁 。
4） 按钮按下的时间越长, 调速端正缸的活塞移动距离就越长,
牵引速度的增减量也就越多 。
5） 可调节流阀 47可以控制调速过程的快慢, 当油温为 50℃ 时,
牵引速度从零增加到最大牵引速度大约需 8秒钟 。 精过滤器 39
可防止可调节流阀 47堵塞 。
6） 不论用手把或按钮使牵引速度减小到零时, 开关圆盘 24的
缺口正对插销, 弹簧把插销推进开关圆的缺口, 于是信号灯
53发光, 提醒司机不要突然反向牵引, 以免采煤机受到猛烈
的冲击载荷 。 如果司机没有注意信号灯, 按住减速按钮
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不松手, 那么, 因为插销插进开关圆盘的缺口时, 同时也切断
了调速电磁阀线圈的电路, 弹簧把阀芯推回中间位置, 采煤机
即停止牵引 。 若要反向牵引, 司机必须把这个按钮松开一下,
然后再按下 。 这个按钮就变为增速按钮, 采煤机反向牵引并且
牵引速度逐渐升高 。
7） 当主回路工作压力超限或辅助泵供油压力过低时, 开关阀 7
将移入上阀位以进行高压保护或低压保护 。 迫使开关活塞 17-1
插入 V形槽板, 主油泵向零位摆动 。 开关阀 7移入上阀位时, 将
强迫开关阀控制缸 15的柱塞缩进缸内, 缸内的油液经安全阀 29
泄出 。
8） 如果用无线电控制调速电磁阀的线圈, 还可以实现离机控制 。
司机可以在离开采煤机 10米左右的距离内遥控采煤机的牵引速
度和牵引方向 。 但 MLS3-170型采煤机不具有这样的遥控系统 。
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不松手, 那么, 因为插销插进开关圆盘的缺口时, 同时也切断
了调速电磁阀线圈的电路, 弹簧把阀芯推回中间位置, 采煤机
即停止牵引 。 若要反向牵引, 司机必须把这个按钮松开一下,
然后再按下 。 这个按钮就变为增速按钮, 采煤机反向牵引并且
牵引速度逐渐升高 。
7） 当主回路工作压力超限或辅助泵供油压力过低时, 开关阀 7
将移入上阀位以进行高压保护或低压保护 。 迫使开关活塞 17-1
插入 V形槽板, 主油泵向零位摆动 。 开关阀 7移入上阀位时, 将
强迫开关阀控制缸 15的柱塞缩进缸内, 缸内的油液经安全阀 29
泄出 。
8） 如果用无线电控制调速电磁阀的线圈, 还可以实现离机控
制 。 司机可以在离开采煤机 10米左右的距离内遥控采煤机的牵
引速度和牵引方向 。 但 MLS3-170型采煤机不具有这样的遥控系
统 。
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(2)自动调速系统
1） 液压恒功率自动调速系统
A,作用
液压恒功率自动调速系统使牵引部运转时按 P=Fv=常数 （ P为牵引
部额定功率； F为牵引力； v为牵引速度 ） 保持额定功率 。 因牵引
力对应于液压系统主油路工作压力, 牵引速度对应于泵的流量,
因而要求主油泵流量随主油路工作压力增大 （ 减小 ） 而减小 （ 增
大 ）, 以保证牵引部在额定工况下运行, 从而充分发挥其能力 。
B,组成及工作原理
液压恒功率调节器 17（ 由控制活塞 17-2和弹簧组成 ） 。
工作原理,
C,调速特性
图 1-56
D,调速范围
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工作中实际的调速范围与预先给定的牵引速度大小有关 。
MLS3-170型采煤机牵引部的液压恒功率自动调速系统只能在
牵引力大于 100KN和牵引速度大于 4.66m/min的条件下起作用 。
在实际使用中, 它的牵引速度很少达到 5m/min,其液压自动
调速系统起作用的机会很少 。
2） 电动机功率自动调速系统
A,作用
电动机功率自动调速是根据电动机负荷电流 （ 电动机功率
与电流成正比 ） 的变化自动调节牵引速度, 以使电动机保持
在接近额定功率的工况下运转, 充分发挥其能力 。
B,组成
电磁阀 8,电动机功率调节器 18和电器系统
C,工作原理
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当电动机欠载, 负载电流小于额定电流的 95%时, 功率控制电磁阀
的增速线圈通电, 阀芯左移, 功率调速器油缸的右腔进油, 左腔
回油, 功率控制活塞 18-1左移, 其活塞杆从 60oV形槽中退出 。 如果
司机给定的牵引速度足够高, 即调速套 13中的弹簧 19的压缩量足
够大, 活塞杆退出 60oV形槽时, 牵引速度就自动升高, 直至司机给
定的牵引速度为止 。
当电动机满载, 即负载电流达额定电流的 （ 95～ 105） %时, 功率
控制电磁阀的两个线圈都不通电, 弹簧使阀芯处于中间位置, 功
率调速器左右两腔连通,,功率控制活塞 18-1停留在原位, 调速
套中的预压弹簧的力量不会迫使控制活塞缩进油缸, 牵引速度暂
时不受电动机功率调速器 18的影响 。
当电动机超载时, 负载电流大于额定电流的 105%时, 功率控制
电磁阀的减速线圈通电, 阀芯右移, 功率调速器油缸的左腔进油,
右腔回油, 功率控制活塞 18-1右移, 其活塞杆插入 60oV形槽, 迫
使调速套进一步压缩预压弹簧 19而向中间位置移动, 牵引速度随
即降低, 直至电动机的负载电流减少到额定电流的 105%以下为止 。
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由于调速系统的惯性影响, 增速和减速都有一些超调量 。 电动
机的负载电流实际在额定电流的 92～ 108%的范围内波动 。
电动机功率控制阀 8进油口处的可调节流阀 46,可以调节牵引速
度变化的速率, 精过滤器可防其堵塞 。 控制活塞 18-1的右极限
位置可由控制器油缸右端的螺钉调节, 以限制采煤机能够达到
的最大牵引速度 。
控制活塞 18-1的活塞杆端和 60oV形槽保持接触, 是电动机功率
自动调速系统能够正常起作用的必要条件 。 为此：
a,起动牵引部时, 即调速套和 V形槽板在中间位置时, 控制活
塞 18-1的活塞杆端应已插到 60oV形槽的槽底 。 用换速换向手把
22或按钮给定牵引速度时, 调速杆 20进一步压缩预压弹簧 19，
推动调速套和 V形槽板, 迫使控制活塞 18-1有缩进电动机功率调
速器 18的力量 。
b,司机给定的牵引速度要超过采煤机在电动机满载条件下实际
可能达到最大牵引速度 。
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如果司机给定的牵引速度太小, 虽然电动机欠载, 即使控制活塞
18-1完全缩进调速器油缸, 但是因为弹簧 19压缩得不够充分, 不
能把调速套推到离开中间位置更远的地方, 所以, 牵引速度不可
能提高得更多, 电动机只得欠载运行 。
c,要把电动机侧盖上的选择开关打到, 接通, 位置上, 电动机
功率自动调速系统才能起作用 。 从, 接通, 位置顺时针方向转动
选择开关, 即为, 断开, 位置, 控制阀 8的两个线圈都不通电,
电动机功率自动调速机构不起作用 。 从, 接通, 位置逆时针方向
转动选择开关, 即为, 停止, 位置, 控制阀 8的减速线圈通电,
使牵引速度一直降到零为止 。 （ 当停止使用电动机功率自动调速
系统时, 应在空载运转情况下, 先把选择开关打在, 接通, 位置
约一分钟 。 使控制活塞 18-1的活塞杆端完全退出 60oV形槽, 然后
再把选择开关打到, 断开, 位置 。 ） 注意,液压自动调速系统和
电动机功率自动调速系统, 都要通过 V形槽板而起作用 。 在某一
时刻, 实际起作用的是要把牵引速度调得较低的那一个系统, 另
一个系统的控制活塞杆接触不到 V形槽板, 所以不起作用 。
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在采煤机工作过程中, 液压自动调速系统起作用的机会比
较少 。 只有在司机给定的牵引速度大于 4.66m/min,并且
煤质不太硬, 煤层倾角较大, 运输机不平直和向上牵引等
条件下, 电动机并不超载而牵引力超过 100KN的特殊情况
下它才起作用 。 而电动机功率自动调速系统则经常起作用 。
3.保护回路
（ 1） 主回路超压保护回路
（ 2） 欠压保护回路
（ 3） 倒吸保护回路
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§ 1-4其他形式采煤机
一, BM1（ BMD） -100型采煤机
型号说明,B— 薄； M— 采煤机； D— 单滚筒 。
（ 一 ） 用途和使用条件
（ 二 ） 主要技术特征
（ 三 ） 主要组成
（ 四 ） 总传动系统
1,截割部传动特点
2,牵引部传动特点
（ 五 ） 截割部结构特点
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（ 六 ） 牵引部液压系统特点
与 MLS3-170型采煤机基本相同, 主要区别有：
1,取消了按钮调速换向系统, 即去掉了调速换向电磁阀, 调速
液压缸以及开关阀液压缸等元件, 使液压系统有所简化 。
2,液压恒功率调速的参数范围有所变化 。 在牵引力 60KN～
120KN,液压恒功率调速的范围是 3m/min～ 6m/min。
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二,MG系列采煤机
（一） MG系列采煤机的系列组成与特点
MG系列采煤机是我国自行设计制造的，目前已形成了以电动机
功率为标志的 300KW,200KW,150KW三种系列。每种系列的采
煤机又派生出适合于不同使用条件的采煤机型号。
特点：
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(二 )MG300系列采煤机
型号说明,MG— 双滚筒采煤机； MGD— 单滚筒采煤机；数字 — 装
机功率； G— 高型； A— 矮型； W— 无链牵引； Q— 大倾角； P— 爬
地； D— 电牵引 。
MG300系列采煤机共有 3种机型 8个型号, 下面以 MG300— W采煤机
为例, 来说明该系列采煤机的一般特点 。
1,组成, 主要特点和技术特征
1） 组成
电动机, 截割部, 牵引部, 破碎机构和辅助装置五大部分 。
2） 主要特点
3） 技术特征
2,总传动系统
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1） 截割部传动系统
截煤滚筒传动：电动机 → 齿轮联轴器 C→ 液压箱传动轴 → 齿轮联
轴器 C1→Z 1/Z2（ 锥齿轮 ） → 离合器 C2→Z 3/Z4（ 换速齿轮, 共有
4对 ） → 齿轮联轴器 C3→Z 5/（ Z6/Z7/Z8/Z9（ 惰轮 ）） /Z10→Z 11、
Z12,Z13（ 行星轮系 ） → 截割滚筒；
润滑油泵传动：电动机 → 齿轮联轴器 C→ 液压箱传动轴 → 齿轮联
轴器 C1→Z 1/Z2（ 锥齿轮 ） → Z14/Z15→ 润滑油泵 5
Z14/Z15→ 润滑油泵 4；
破碎滚筒传动：电动机 → 齿轮联轴器 C→ 液压箱传动轴 → 齿轮联
轴器 C1→Z 1/Z2 （ 锥齿轮 ） → 离合器 C2→Z 3/Z4→ 离合器 C4
→Z 17/Z18/Z19→Z 20/Z21/Z22/Z23→ 破碎滚筒；
注意：剪切销过载保护机构 S
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2） 牵引部传动系统
电动机 → 齿轮联轴器 C→Z 26/Z28→ 辅助油泵 2
Z24/Z25→ 调高液压泵 3
Z26/Z27→ 主液压泵 1→ 主马达 M1 和
M2→Z 31/Z30→Z 32/Z33→ 传动销轮 W1（ W2） ；
注意：液压制动器 B1和 B2
3,液压系统
由牵引液压系统, 截煤滚筒调高系统和破碎滚筒调高系统三部
分组成 。
A,截煤滚筒调高系统
B,破碎滚筒调高系统
C,牵引液压系统
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1） 主油路系统
主回路, 补油和热交换回路
2） 调速系统
（ 1） 手动调速
a,手动操作
组成及工作原理：
b,液压操作
组成及工作原理：
c,电器操作 （ 分为按钮操作和无线电遥控操作 ）
组成及工作原理：
（ 2） 自动调速
a,电动机恒功率自动调速
组成及工作原理：
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b,恒压调速
组成及工作原理：
1） 保护回路
（ 1） 高压保护回路
（ 2） 低压欠压保护回路
（ 3） 主油泵自动回零保护回路
(4） 过零保护回路
（ 5） 超速和差速防滑保护回路
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三, 4LS— 8型电牵引采煤机
特点：
（ 一 ） 组成及技术特征
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（二）截割部传动系统
截割电动机 → Z1/Z2→Z3/Z4→Z6/Z7/Z8/Z9 （其中 7,8为惰轮）
→ Z10,Z11,Z12（行星轮系） → 滚筒
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（三）牵引调速原理与牵引部传动系统
1、牵引调速换向原理
4LS— 8型采煤机采用晶闸管他激电动机牵引。
IsCM
C
IsR sU
n
??
?
?
?
2
1
从上式可知, 通过晶闸管控制触发电路, 改变电枢电压
或激磁电压 （ 磁通 Φ ） 的大小和方向, 就可以调节电动机
的转向和转速, 从而改变采煤机的牵引速度和牵引方向 。
晶闸管直流电动机的调速特性：
0～ ne范围内采用电枢电压调节；
ne～ nmax范围内采用磁通调节 。
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2,牵引部传动系统
牵引电动机 → Z1/Z2→Z 3/Z4→Z 5/Z6→Z 7,Z8,Z9（ 行星轮系 ）
→ Z10/Z1（ 与驱动轮组装在一起构成驱动轮组件 ） 。
（ 四 ） 液压系统
实现摇臂调高和挡煤板翻转 。
1,卸载回路
2,调高液压缸回路
3,液压马达回路
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§ 1— 5采煤机的附属设备
一, 灭尘设备
采煤机的灭尘的重要意义：
为了减少采煤机在生产过程中产生的粉尘, 需要采取多方
面的措施, 主要有以下几方面：
1） 选用工作机构时考虑灭尘的要求 。
2） 确定采煤机工作参数时, 注意考虑灭尘的要求 。
3） 滚筒自动调高和调斜, 顺着顶板和底板的起伏并保持一
定厚度的煤皮, 使滚筒避免截割顶板和底板 。
4） 装设灭尘装置, 扑灭或捕捉工作面空气中的粉尘 。 目前
最常见的方法是喷雾灭尘 。
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喷雾灭尘就是用喷嘴把有一定压力的水高度扩散, 使其雾化,
形成把粉尘源与外界隔离的水幕 。
喷雾有内喷雾和外喷雾两种方法 。 （ 170型采煤机的喷雾冷却系
统； 4LS— 8型电牵引采煤机的喷雾冷却系统 ）
喷雾和冷却供水系统：
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二、挡煤板及其翻转机构
1、挡煤板
2、翻转机构
（ 1）利用重力和摩擦力来翻转
（ 2）专用机构
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三、防滑装置
当工作面倾角大于 9o时，骑座在运输机上的采煤机有下滑的危
险，应采取防滑措施。
1,防滑杆
2,防滑绞车
3,抱闸式防滑装置
结构：
工作原理：
4,无链牵引采煤机采用的摩擦片制动器
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四, 电缆拖移装置
图 （ 1-60）
五, 辅助液压系统
采煤机的辅助液压系统, 一般要完成滚筒调高, 机身调斜, 翻
转挡煤板和防滑等动作 。 （ 图 1-61）
六、底托 架
