第12章12CM15型连续采煤机

285第12章12CM15型连续采煤机12.1概述美国久益（JOY）公司生产的12CM15型连续采煤机，是一种具有完全遥控功能的高产量连续采煤机，适用于中厚煤层。该机截割滚筒直径为1120mm（44in），截割宽度为3300mm（130in），最大截割高度为3685mm（145in），有一台宽760mm（30in）、运行速度为2.41m/s（475fpm）配有离心式装载拨盘的输送机。12CM15型连续采煤机有2台170kW（228马力）带限矩器保护的交流电动机提供动力，这2台电动机与截割臂中心线平行安装。每台截割电动机均通过内置扭矩轴同齿轮箱的齿轮相接。还有2台45kW（60马力）的装运电动机，2台37kW（50马力）的行走电动机，1台40kW（54马力）油泵电动机，1台19kW（25马力）集尘风机电动机。整机布置如图12-1所示。图12-112CM15型连续采煤机整机布置1-输送机摆动油缸；2-集成器风机电动；3-行走控制箱；4-行走制动器；5-行走电动；6-截割控制箱；7-装载升降油缸；8-装运电动；9-截割电动；10-输送机升降油缸；11-截割臂升降油缸；12-操作台；13-液压控制阀组；14-VDU显示器；15-JNA显示；16-液压泵；17-液压泵电机；18-稳定靴油缸；19-输送机尾部链轮；20-刮板输送机；21-输送机回转轴；22-截割滚筒；23-扒爪12CM15型连续采煤机主要有装运机构、行走机构、截割机构、液压系统、电气系统等组成。装运机构主要由驱动电动机、减速箱、装载耙爪、刮板输送机组件、输送机提升油缸、输送机摆动油缸等组成。耙爪将滚筒截割下的煤炭扒到刮板输送机上，刮板输送机再将煤炭装到运煤梭车上。行走机构主要由行走电动机、减速器、履带等组成。实现采煤机的行走、转向等动作。截割机构主要由截割电动机、截割头减速箱、截割滚筒、截割悬臂、截割油缸等组成，实现破煤和落煤1.主要技术持征28612CM15型连续采煤机电动机技术持征见表12-1。表12-112CM15型连续采煤机主要持术特征电机名称额定电压/V额定功率/kW（hp）冷却方式台数电流形式截割电动机1050170（227）水冷2三相交流油泵电动机105040（54）水冷1三相交流装运电动机105045（60）水冷2三相交流集成器电动机105019（25）水冷1三相交流行走电动机25037（50）水冷2直流（直流串励电动机）（1）机载牵引变压器20kVA，1050V/211V，Dy接线，作为直流牵引电动机的电源。（2）供电电压范围为（90%~110%）UN（UN=1050V额定电压），即负载时电压不得低于945V，空载电压不得高于1115V，超过此范围将会对机器造成损坏。（3）12CM15型连续采煤机，用水冷却电动机和在截割过程中降尘，供水压力不低于2Mpa（300psi），流量不低于150L/min（10impgpm）。如果无水作业，电动机运行不得超过15min。（4）12CM15型连续采煤机有3个速度档位。其中，1档为慢速，2档为中速，3档为高速。机组前进或后退均可使用3档，当机组进行原地回转时，后履带被限制在1档或2档。各档位速度见表12-2。表12-2运行速度速度选项非截割状态截割状态反馈状态1档前进4.6m/min（15ft/min）4.6m/min0~4.6m/min2档前进9.1m/min（30ft/min）9.1m/min0~9.1m/min3档前进18.3m/min（60ft/min）18.3m/min0~18.3m/min1档后退4.6m/min（15ft/min）4.6m/min0~4.6m/min2档后退9.1m/min（30ft/min）9.1m/min0~9.1m/min3档后退18.3m/min（60ft/min）18.3m/min0~18.3m/min（5）在温度低于-18℃（0℉）时不要起动机器。在-18℃到21℃（0℉~70℉）之间，操作机器之前，通过输送机后部升降动作，让油液溢流来对系统加热，至低达到27℃（80℉），即可进行采煤作业。机器液压油的正常工作温度范围为38℃到50℃（100℉~120℉）。（6）12CM15型连续采煤机主溢流阀为液压系统提供安全保护，为液压元件提供安全保护，在达到预设定的压力值时，主溢流阀将打开，释放过高的压力。主溢流阀的压力设定值为165.5bar~172.4bar（2400psi~2500psi）。2．不同液压回路的压力调定各支路溢流阀保护的不同液压回路压力调定值，见表12-3。表12-3支路溢流阀压力设定值功能压力设定值稳定靴回路----下降194.8~205.1bar（2825~2975psi）稳定靴回路----上升127.6~134.4bar（1850~1950psi）输送机升降回路120.6~127.5bar（1750~1850psi）输送机摆动回路----左和右82.7~89.6bar（1200~1300psi）装载回路100~110.3bar（1450~1600psi）截割油缸回路----上升117.2~124.1bar287（1700~1800psi）截割油缸回路----下降151.7~158.6bar（2200~2300psi）动力加油回路100~106.9bar（1450~1550psi）由于稳定靴支路溢流阀的设定压力高于主溢流阀的设定值，在调整稳定靴支路溢流阀的压力设定之前，必须先调高主溢流阀的压力设定值，然后才能设置稳定靴支路溢流阀的压力设定值。调整其他油路或操作机器之前，一定要恢复主溢流阀的正常设定压力。12.212CM15型连续采煤机电气系统12.2.1概述JOY公司的12CM15型连续采煤机行走电动机的控制采用“双组6晶闸管系统Ⅱ型”。为了提高操作控制的灵敏性和机动性，以单片机为基础，用于左右两侧行走电动机电路的触发器，为机器直线行走提供对称的电压、线性度和反馈响应功能。触发器装在左整流器上，每个整流器与机器控制装置之间采用一种电缆插头连接，为了进行故障检查，可以交换两个整流器插头。采用一个固定变比的电流互感器作为反馈装置，它在有电流通过截割电动机时，向触发器发出信号，对正在运行的截割电动机进行控制。有1个开关盒装有2个回转开关，能单独调节最大掏槽速度和截割机构反馈两个参数，以适应采掘工况，此开关盒位于机器左后方的行走电控箱内。电气系统如图12-2所示。图12-212CM15型连续采煤机电气系统1．可编程序控制器（PLC）JOY公司的12CM15型连采机配有1台PLC可编程序控制器。PLC装于不锈钢保护盒内，288由可CPU、电源、数字模板、分析输出模板和数字输出模板组成。PLC为机器的所有电路提供软件控制，并驱动触发器。PLC还监测开关位置，提供所有机器诊断的软件控制。PLC是一种采用微处理机技术完成其功能的固态器件。2．部件位置电路控制硬件装有4个分开的防爆箱内。1）主控箱。主控箱内装有机器控制开关和指示灯，位于驾驶室内；2）断路器箱。断路器箱装在主控开关的下方，把拖曳电缆与1CB主断路连接起来；3）行走控制箱。行走控制箱装在机器左后方，它包括：行走电机真空接触器、风机电机真空接触器及过载保护热继电器；PLC控制器；3CB和8CB断路器；牵引变压器和控制变压器；牵引电机SCR模块和过载保护元件；4）截割控制器箱。控制器箱位于机器左前方，它包括截割电机真空接触器、输送机和装载电机真空接触器、输送机和截割电机小时计及2CB断路器。3．电路图电路图或原理图，用以说明电路功能和运行情况。分为3个基本部分：控制部分、电源部分和逻辑图部分。PLC逻辑图以梯形图的形式表示，采用和继电器相当的术语加以解释。12.2.2断路器和控制及照明电路在连采机准备运行之前，操作人员必须给采区顺槽配电开关通电，连采机拖曳电缆带电，即三相1050V交流接入采煤机，再闭合机器上的所有断路器。机器上电后，控制变压器得电，控制系统带电，接地继电器投入漏电检测。1．断路器机器带后，1050V三相交流电压就作用到主断路器1CB上，合上1CB，牵引变压器得电，70kVA，1050V/211V；断路器2CB将1050V三相交流电压接到截割电动机和输送机电动机电源回路上；断路器3CB把行走变压器二次侧AC211V电压，送到行走电动机回路的整流桥组件上；断路器8CB把控制变压器的AC24V电压接到照明回路。断路器电路如图12-3所示。289290图12-3主回路2．旋转控制开关旋转控制开关，以油泵电机开关为例，做一说明。旋转开关如图12-4如示。图12-4油泵电机旋转控制开关1-接线端子，用六边形符号表示旋转开关的接线端子，六边形内部数字是开关上各个接线端子编号，泵开关上共有12个接线端子；2-开关位，穿过开关的垂直线表示开关的各个位，垂线顶部的功能名表示各位的功能，开关通常在“OFF”（断开）位置；3-跨接线，每对接线端子之间可用跨接线连接，跨接线可以在内部也可以在外部跨接，取决于开关和具体应用情况；4-闭合位（起动位），非保持位，由穿过开关的垂直线表示开关的各个位置，每条垂线分别表示不同的功能；5-弹簧弹回，当松开开关后，开关将弹回到箭头所指向的位置，图中当松开后，开关从“START”（起动）位置弹回到“RUN”位置；6-闭合位置，开关接点动作由开关位置确定，端子间水平线上的“×”表示接点闭合的位置；7-保持闭合，有时候2个或多个“×”相连，表示当开关在各位置间移动时，接点保持在闭合位置当操作人员将开关旋至某一位置时，开关内的接点就会打开或闭合。为了确定在一特定时间哪些接点打开或闭合，可沿开关位置垂线向下看开关各位，如在垂线与水平线交点处有一“×”，则开关在那个位置上的接点闭合。如泵开关在“START”（起动）位置线上，端子4和3、6和5、12和11之间有“×”，即端子4和3、6和5、12和11接通。松开开关时，弹回“RUN”（运行）位置，端子4和3有“×”，即端子4与3闭合。3．控制和照明电路当操作人员合上主断路器1CB后，线路L11和L12通过10A熔断器向主控制变压器一次绕组供电，1050V/110V、24V。AC110V向机器的控制回路供电；AC24V作照明回路电源。控制和照明回路如图12-5所示。1）控制操作将控制开关CONTROL转至MANUAL（手动）位置，可进行手动操作，处于手动方式时，机器采用机载控制方式工作。2）控制电路返回线12CM15上的控制回路电压为AC110V和DC24V。ZA2线提供所有AC110V控制电路的共用返回线。ZB2线提供所有24V直流电压控制回路的共用返回线。2）照明操作1CB和8CB断路器闭合后，照明回路自动操作。线路58和59从控制变压器二次绕组向前灯提供24V交流电压。291图12-5控制和照明电路12.2.3起动控制过程12.2.3.1油泵电机的起动控制1．手动操作连续采煤机通以三相AC1050V电压后，合上主断路器1CB，控制变压器得电，控制回路292得电，ZA1和ZA2输出AC110V控制电压；ZB1和ZB2输出DC24V直流电压，PLC得电，为起动控制准备。合上其他断路器，为电动机起动准备。1）油泵电动机起动控制开关CONTROL处于MANUAL（手动）位置，将泵开关PUMP转到START（起动）位置，松手后弹回到RUN（运行）位置，PLC控制原理见图12-6。PLC的输入端X01、X02得电→继电器I01、I02得电吸合→→泵预起动继电器PSR释放→其常闭接点PSR闭合，为漏电检查继电器REL吸合准备；常闭接点PSR闭合，为输出继电器Q01吸合准备；常开接点I01闭合→漏电检查继电器REL吸合→→常开接点REL闭合，自保；常开接点REL闭合→时间继电器TD1延时1s吸合；常开接点REL闭合→输出继电器Q06吸合→→常开接点Q06闭合→接地漏电闭锁继电器ELD吸合→常开接点ELD闭合→接通油泵电机漏电闭锁检测电路→接地漏电检测继电器EL3对油泵接触器负荷侧的动力回路进行漏电闭锁测试→未发生漏电时允许油泵电动机起动。如果EL3检测