有二，其是截煤滚筒的安装高度不能在使用中调整，对煤层厚度及其变化适应性差其二是截煤滚筒的装煤效率不佳，限制了采煤机生产率的提高。进入年代，英国德国法国和前苏联先后对采煤机的截割滚筒做出两项革命性改进。其是截煤滚筒可以在使用中调整其高度，完全解决对煤层赋存条件的适应性其二是把圆筒形截煤滚筒改进成螺旋叶片式截煤滚筒，即螺旋滚筒，极大地提高了装煤效果。这两项关键的改进是滚筒式采煤机成为现代化采煤机械的基础。可调高螺旋滚筒采煤机或刨煤机与液压支架和可弯曲输送机配套，构成综合机械化采煤设备，使煤炭生产进入高产高效安全和可靠的现代化发展阶段。从此，综合机械化采煤设备成为各国地下开采煤矿的发展方向。自年代以来，综合机械化采煤设备朝着大功率遥控遥测方向发展，其性能逐渐完善，生产率和可靠性进步提高。工况自动监测故障诊断以及计算机数据处理和数显等先进的监控技术已经在采煤机上得到应用。采煤机按牵引方式可分为链牵引和无链牵引。无链牵引的主要优点是取消了工作面的牵引链，消除了断链事故和链子跳动伤人的事故在同工作面内可以同时使用两台或多台采煤机。从而可以降低生产成本，提高工作面的产量。特别适用于超长的高产高效的工作面的需要对底板起伏工作面弯曲煤层不规则等的适应性增强等优点。目前煤矿井下广泛使用的采煤机有两类滚筒式采煤机和刨煤机。由于滚筒式采煤机的采高范围大，对各种煤层适应性强，能截割硬煤，并能适应较复杂的顶底板条件，因而得到了广泛应用。现代采煤机必须满足以下要求生产率满足要求。采煤机工作机构能适应煤层厚度变化而工作。机身所占空间较小，对薄煤层采煤机尤为重要。采煤机可拆成几个重要部件，以便下井和运输，也便于拆装和检修。所有电气设备都应具有防暴性能，采煤机能在有煤尘瓦斯爆炸危险的工作面内安全工作。电动机传动装置和牵引部应具有超负荷安全保护装置。具有防滑装置，以防机器沿斜坡自动下滑。具有内外喷雾灭尘装置。工作稳定可靠，操作简单方便，操作手把或按钮尽量集中，日常维护工作少而容易。国内外采煤机发展及使用状况采煤机在我国的使用情况我国的滚筒式采煤机从世纪年代开始自行研制，年代初研制成功第台用于普采工作面的型液压牵引采煤机，到年代我们已经有了型大功率交流电牵引采煤机，整个技术水平得到了较大发展。总的看来，滚筒式采煤机总体技术的发展过程经历了牵引方式从液压牵引到电牵引驱动方式从单电机到多电机总体结构从纵向布置到横向布置。采煤机的电控技术也随之逐步发展，从引进仿制到自行设计，从分立元件组成到集成化和微机控制，逐步走向成熟，赶超国际同行先进水平。以前，薄煤层采煤机可选机型少，可靠性差，功率低，单产低，使我国薄煤层产量逐年减少，弃采严重，资源浪费大，从年代开始，薄煤层采煤机从无到有得到稳定发展。随着薄煤层采煤机的推广应用，适用工作范围扩大，也暴露了许多缺陷和不足，限制了使用效果。根据薄煤层开采的迫切需要，开发适合国情的新代大功率薄煤层采煤机是非常必要的。目前，哈尔滨煤矿机械研究所已经研制了五种机型的薄煤层采煤机，都已投入工作中。以几种有代表性的机型型薄煤层采煤机，型薄煤层采煤机和最新型的型薄煤层采煤机。我国近年来的攻关研究主要集中在交流电牵引采煤机的系列设计，控制系统及控制功能的开发上。开发的系列交流电牵引采煤机，已在国内煤矿逐步推广使用，取得了比较明显的经济效益。波兰与中国合作，成功研制了总装机功率的型薄煤层交流电牵引采煤机的基础上，陆续开发了用于薄煤层的型用于中厚煤层的型型和型等交流电牵引采煤机。美国公司研制了型多种多电机横向布置直流电牵引采煤机。德国开发了多种形式的电牵引采煤机，有截割电机纵向布置的型采煤机，型短机身直流电牵引采煤机等。日本三井三池制作所研制成功多种截割电机纵向布置的交流电牵引采煤机，主要有型型等。我国从世纪年代中期开始引进采煤机，大体分为以下两个阶段年代为第阶段，以单机引进为主，共引进三十二台。这些采煤机在山西陕西山东黑龙江等些煤矿试验，探索性地使用采煤机进行房柱式采煤法，有些矿井取得了成功的经验，有些矿井的使用效果不好。由于这些设备不配套，备件供应困难，设备维护和技术管理跟不上等原因，现基本上已停止使用。九十年代以来为第二阶段，以配套引进为主，神东公司和黄陵矿区先后引进了台连续采煤机及其配套设备。年大柳塔矿最高月进尺就已经到达米。年以后，运用连续采煤机和运煤车在断面掘进中，平均月进尺在米以上，榆家梁煤矿月进尺米，创造了年世界记录。上湾煤矿采用旺格维利采煤法，年月日，两套采煤机日产原煤吨。同年，该矿用采煤机与连续运输系统等设备配套，计算齿顶圆压力角齿面接触强度校核计算计算接触应力小轮大轮式中使用系数，见表，表原动机工作特性示例及表工作机工作特性示例。动载系数，由图查得接触强度计算的齿向载荷分布系数，见表，接触强度计算的齿间载荷分配系数，见表查得小轮及大轮单对齿啮合系数，见表因。当时当时，。当时当时，取取节点处计算接触应力的基本值计算接触应力的基本值节点区域系数弹性系数，。见表重合度系数螺旋角系数端面内分度圆上的名义切向力将以上系数带入式得将以上结果带入得许用接触应力式中计算齿轮的接触极限应力试取齿轮的接触疲劳极限，接触强度计算的寿命系数。工作寿命万小时计算，见图查得，润滑剂系数，速度系数，粗糙度系数，见表，持久强度，工作硬化系数，，接触强度计算的尺寸系数。将以上系数带入式得计算安全系数式中最小安全系数，见表。取，所以,齿面接触强度满足要求。轮齿弯曲强度校核计算计算齿根应力式中，使用系数，动载荷系数同齿面接触强度中的值，取，弯曲强度计算的齿向载荷分布系数弯曲强度计算的齿间载荷分配系数，齿根应力的基本值计算齿根应力的基本值式中端面内分度圆上的名义切向力工作齿宽，法向模数，载荷作用于齿顶时的齿形系数，按图可查,时，当时，当时，载荷作用于齿顶时的应力修正系数，按图可查,时，当时，当时，重合度系数，螺旋角系数，当时，将以上系数带入式得将以上结果带入得许用齿根应力式中计算齿轮的弯曲极限应力试取齿轮的齿根弯曲疲劳极限试验齿轮的应力修正系数，取弯曲强度计算的寿命系数，见图查得，相对齿根圆角敏感系数，见图查得相对齿根表面状况系数，见图查得弯曲强度计算的尺寸系数，由表得将以上系数带入式得计算安全系数式中最小安全系数，见表。取。所以,齿弯曲强度满足要求。惰轮齿轮设计与校核初步确定主要参数在初步设计齿轮时，齿轮材料初定为渗碳淬火低温回火，硬度。根据齿面接触强度，可按下列公式估算齿轮传动的尺寸式中载荷系数常用值刚对钢配对的齿轮副的值查表得直齿轮对中心矩的齿宽系数按表圆整，取对分度圆直径的尺宽系数则，圆整取许用接触应力，推荐试验齿轮的接触疲劳极限见图，将以上系数代入式得，取初选，由公式，取，计算齿的几何尺寸啮合角得。实际中心距。分度圆分离系数。齿顶高变动系数。齿轮的几何尺寸计算齿顶圆压力角齿面接触强度校核计算计算接触应力式中使用系数，见表表原动机工作特性示例及表工作机工作特性示例。动载系数，由图，根据查得接触强度计算的齿向载荷分布系数，见表接触强度计算的齿间载荷分配系数，见表查得小轮及大轮单对齿啮合系数，见表。时当时，当因取节点处计算接触应力的基本值，计算接触应力的基本值式中节点区域系数弹性系数。见表重合度系数，螺旋角系数，端面内分度圆上的名义切向力工作齿宽，法向模数，将以上系数带入式得将以上结果带入式得许用接触应力式中计算齿轮的接触极限应力试取齿轮的接触疲劳极限接触强度计算的寿命系数。工作寿命万小时计算，应力循环次数为见表查得根据公式计算得摘要我国煤炭中薄煤层储量丰富，对小功率采煤机的需求量也比较大。而炮采安全性比较低，生产率也比较低综采对设备要求较高，而且投资费用比较大。所以对中薄煤层来说开发适应高档普采的采煤机是非常必要的，而本设计的采煤机正是针对中薄煤层适应高普而进行的设计。采煤机的截割部机械传动由三级直齿传动和级行星机传动实现，且末级采用太阳轮浮动形式的行星传动。采取摇臂结构形式以增大滚筒的过煤空间进而提高装煤效率为了适应不同的采高，通过更换三轴和四轴相应配对齿轮可实现三档变速实现三级工作转速分。并对各级齿轮及相应的传动轴进行了设计计算和相应的校核，结果满足设计要求。