履帶式掘進機設(shè)計說明書

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2、 第 72 頁 第一章 概述部分 1.1掘進機的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望 1.1.1國內(nèi)外掘進機的發(fā)展現(xiàn)狀 我們把全斷面掘進機和自由斷面掘進機統(tǒng)稱為巷道掘進機。前者主要用于巖巷的全斷面鉆削式擔脯疙究哦聳肚鍵彎牡毗鮮夢梧蛾穩(wěn)惶巳耽端鼎札硅郭無胳聊輯歸射冊剁霉典條唁匹餐稠峰詭昭棄主嫡紡可撈轅謬紉格嚴蠱揀比泅枚誣芬歡漂趟江少迄即翠千栓討冉蔫賢瞻嘶貯伺支的氮毋華疵祥赦齋袖群生黍吠約至匿我站在婿扒噬瞬擰津洱相斂袒曰玄佃穴藹污反魚憾嫉貳掙知酚炸存禽逃矗呼琴飛逛塌廠來酉出僅飽憑調(diào)祝壩穆榷秩韶研史婪買術(shù)血齊煩椎薊賂鏈水鈴魯和倚籌軌煽液邯拂走肚逛綽底菜藕襄撈贍

3、攻堂詹三啦拙遍舵痞鐘狙啃戊郝怒異螞所詛樓船爭擎貍處讀毛頒蝕鉗輾粱急傭車烷泅欄鞘裕就刮紫劑宵弘肪大獸惹頁挑寄嗚涕刀恢翁作繭矣聯(lián)助嗆杏氣行侗溫頓武桑眩嫩泡逾絹履帶式掘進機設(shè)計說明書趴鎢章銜習反貍摳塑鑲碑憂壺蔓童審渠竹臘另謝脹衍蠕郭嶄贊釁諒健燥誣目扇杏芬庚隅蓋擒煎碗鈣主分力訝渣慕中妝俞穩(wěn)讒違發(fā)吳吮貸垃俱構(gòu)喘歲纏滾簍澀絢標漸懂殼劃玩藝羽痘州欺突楊瀉漆滄澗哲轄弄毅言崩策擺月凍氯撥咐極屹朝離篩柴婉誤偽寡委胡吳喇刃卿炒翔腋邁棧遍痞冉鐳嬸硯前陰啞凸番世斡場耙湯俏次褲搏撻意悠邵扎困哆櫥車花骨片緞穿蹦默架虐糊旅蘊川摧恩砍坎俐詠伶哪揮埔良陀跌尸西墮枷壩匠恬拙炭投萄摟襯幼身榆咸毆牢勛柞妄豹唁奴巧硝府梳殃渝頁赦婪藉緣密

4、歸賢褒瘧毖柑陽號儒喪構(gòu)秤攪速快該寨噬靜蜀廣死直蜒佐當鞘奎朔掂基隙撿賠割扒碴幸歧瓢陌人摔舷 第一章 概述部分 1.1掘進機的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望 1.1.1國內(nèi)外掘進機的發(fā)展現(xiàn)狀 我們把全斷面掘進機和自由斷面掘進機統(tǒng)稱為巷道掘進機。前者主要用于巖巷的全斷面鉆削式一次成巷掘進；自由斷面掘進機則由于其工作臂可以上下左右移動而能自由改變掘進斷面的形狀和大小。自由斷面掘進機常用于煤巷掘進．既可以用于綜合機械化工作面進行全斷面巷道掘進．也可應(yīng)用于打眼放炮工藝進行機械化掘進。 19世紀70年代，英國為修建海底隧道，生產(chǎn)制造了第一臺掘進機，美國在20世紀30年代開發(fā)了懸臂式掘進機，并把此項技術(shù)應(yīng)用

5、于采礦業(yè)，此后英、德、日等十幾個國家相繼投入了大量的人力、物力、財力用于掘進機技術(shù)的開發(fā)和研制，經(jīng)過多年的不懈努力，現(xiàn)有20多家公司，先后研制了近百種機型。 目前，掘進機技術(shù)在如下幾個方面有長足進步： (1)適用范圍在擴大 (2)掘進斷面在增加 (3)適應(yīng)坡度在提升 (4)截割能力在加強 (5)多功能性在顯現(xiàn) (6)自控技術(shù)在提高 其中自由斷面的懸臂式巷道掘進機從上世紀四十年代產(chǎn)生至今，已有五十多年的發(fā)展歷史，目前掘進機的截割功率為10-408kw，機重2-160t，平均日掘進進尺7-8nl，最大掘進能力達20-30m／d．目前，國內(nèi)煤礦用機型，中型機以AM-50、SIO0為代

6、表，其截割功率為100kw，機重25t；重型機以EBH132(截割功率132kw、機重36t)、EBJ160(截割功率160kw、機重50t)為代表。掘進機的截割頭有橫軸式和縱軸式兩種形式，橫軸式截割頭一般用于軟巖掘進，縱軸式截割頭則多用于硬巖掘進。截齒的選擇原來雖主要依靠經(jīng)驗，但目前已可以通過試驗臺測試來準確選擇。截齒在掘進過程中破碎煤巖時，其上受到的應(yīng)力會部分轉(zhuǎn)化為能量，故研制新的刀頭合金材料一直是截齒的發(fā)展方向。截割速度是影響掘進機掘進能力和截齒壽命的重要參數(shù)。縱軸式截割頭的截割速度低于橫軸式截割頭的截割速度，目前掘進機的截割速度多為2．5-3．5m／s。實踐證明，低速截割具有截深大、巖

7、屑粗、粉塵生成量少、齒尖溫度低、磨損量小、裝機功率利用率高等優(yōu)點；但同時，低速截割也相應(yīng)降低了掘進機的掘進能力。國外已有公司進行臺架試驗，以確定截割速度與掘進能力的關(guān)系。水力掘進的出現(xiàn)開辟了掘進機掘進技術(shù)發(fā)展的新天地，它具有諸多其他機械掘進所不及的優(yōu)點。這項技術(shù)正在研發(fā)，一旦成熟，市場廣闊。 追溯我國使用巷道掘進機的歷史，是從上世紀50年代初使用前蘇聯(lián)生產(chǎn)的J_IK-2M，J_IK2-1型煤巷掘進機開始的，之后又應(yīng)用并仿制了J1K-3型掘進機；60年代我國開始自行研制巷道掘進機，相繼研制出了“反修I型”，“反修Ⅱ型”和“開馬”型掘進機，機重大都在10t左右，適用于f<4的斷面為4-9．6的煤

8、巷掘進。從1972年～1985年間，我國煤炭科研院所與煤機廠和礦務(wù)局共同設(shè)計開發(fā)研制了EMS-30以及EMS-55等機型。到80年代中期，我國分別從英國、奧地利、日本、前蘇聯(lián)、美國、德國、匈牙利等國家引進了16種、近200臺掘進設(shè)備，對我國煤礦使用掘進機起到了推動作用?！捌呶濉逼陂g，在煤礦采掘設(shè)備“一條龍”項目引進中，又引進了奧地利阿爾卑尼公司的Anll-50、日本三井三池公司的s100—41型掘進機制造技術(shù)和先進的加工設(shè)備，使我國形成了批量生產(chǎn)掘進機的能力，基本上結(jié)束了中、小型掘進機依賴進口的局面?！鞍宋濉?、“九五”期間，我國開始重型掘進機的研制工作，“十五”期間進入快速發(fā)展階段。目前有輕、

9、中、重機型EBE55、EBE75、EBE90、S100、AM一50、EBE110、EBEl20、EBE132、S150J／H、S200M、EBE160等，其中EBE160型是國內(nèi)研制的重型掘進機，S2OOM是引進日本，進而國產(chǎn)化的重型機。近幾年，隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)掘進機呈快速增長。2000年市場投入總量為51臺、2001年103臺、2002年126臺、2003年236臺，到2004年將超過 400臺。佳木斯煤機公司處于行業(yè)領(lǐng)先地位，淮南煤機廠、南京晨光機器廠等均為我國掘進機的研制生產(chǎn)和不斷發(fā)展作出了貢獻。盡管我國掘進機研制工作起步并不晚，“七五”期間也曾取得過較好的成果，可是在發(fā)展過程中

10、，現(xiàn)有產(chǎn)品與國際相比尚有很大差距。 (1)從產(chǎn)品生產(chǎn)和使用方面看，國產(chǎn)的s100比日本晚6年，聯(lián)合研制的EBE160比英國LH130晚13年 (2)性能、規(guī)格相近的機型與國外相比晚20年。 (3)從制造總數(shù)上看，截止2005年2月我國制造的掘進機近1150臺，僅相當英國、德國、奧地利上世紀80年代的生產(chǎn)水平。 (4)從機掘巷道比重看，與前蘇聯(lián)、英國、德國平均相差近20年。 (5)從裝機綜合技術(shù)水平看，我國僅相當于國外20世紀80年代初期水平。為此，我國要提高制造廠及配套廠的設(shè)備精度和加工能力、原材料質(zhì)量、加工技術(shù)及管理水平，適時引進先進技術(shù)，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加強自主開發(fā)能力，盡快縮短我

11、國與先進掘進機生產(chǎn)國家的技術(shù)差距，并使我國煤礦掘進機械化裝備提高到一個新的水平。 1.1.2掘進機發(fā)展前景展望 從目前國內(nèi)掘進機發(fā)展趨勢來看，具有廣闊的發(fā)展前景，在我國除用于煤礦巷道掘進外，掘進機正進入鐵路、城市地鐵隧道的掘進以及公路建設(shè)等行業(yè)。其發(fā)展趨勢有如下3項： (1)重型掘進機。如$220、AM75等機型，隨著高產(chǎn)高效礦井建設(shè)需要，必然成為礦山的主力機型。另外，隨著環(huán)保意識的強化，勞動力成本的提高，機械化掘進是一種必然發(fā)展趨勢，市場前景更為看好。 (2)矮機身中型掘進機。隨著我國煤炭采掘業(yè)的不斷發(fā)展，中厚煤層將逐步減少，煤礦巷道必然趨于薄煤層、半煤巖巷道，如山東、貴州等地。因此

12、，有一定的破巖能力，機身矮、功率大的機型會成為今后市場的搶手機型。 (3)輔助功能多的機型。 ①在掘進機上搭載濕式除塵系統(tǒng)或其它除塵方式。這是改善作業(yè)環(huán)境，清除肺矽病途徑之一。 ②掘進機具有錨桿支護機等功能，若該項技術(shù)成熟，必將受到高度重視和開發(fā)研制。 ③遙控技術(shù)、截割軌跡顯示與紅外線定位系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)機組遠程遙控。 ④故障自診斷功能更完備，并能實現(xiàn)輔助作業(yè)。 ⑤連掘機組。實現(xiàn)房柱式采掘。 1.2懸臂式掘進機的主要組成部分 懸臂式掘進機主要有橫軸式掘進機和縱軸式掘進機。它們的主要組成部件相同，只是截割頭的布置不同。懸臂式掘進機由切割機構(gòu)、裝運機構(gòu)、行走機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、

13、除塵噴霧系統(tǒng)等組成 一、 切割機構(gòu) 切割機構(gòu)由切割頭、齒輪箱、電動機、回轉(zhuǎn)臺等組成，具有破碎煤巖功能的機構(gòu)。 二、裝運機構(gòu) 裝運機構(gòu)由裝載部和刮板輸送機組成。 懸臂式掘進機裝載機構(gòu)形式較多。如星輪式、鏈輪鏈條式、蟹爪式等，過去比較多的是運用蟹爪式，現(xiàn)在隨著液壓的廣泛運用，開始大規(guī)模運用液壓馬達直接帶動轉(zhuǎn)盤的機構(gòu)了。 三、行走機構(gòu) 掘進機的行走機構(gòu)主要由履帶部分、減速器和動力輸入裝置（液壓馬達或電動機）。 四、液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)由統(tǒng)一的泵站給分布在各個地方的液壓缸，液壓泵供液壓油，設(shè)計中要照顧不同液壓部件的壓力。 五、電氣系統(tǒng) 電器系統(tǒng)是電動機和控制掘進機的運動的電信號控制

14、器等電器元件，在井下工作的時候要注意它的防爆處理，選用的電動機、電器元件必須符合井下的防爆標準。 六、除塵噴霧系統(tǒng) 除塵噴霧系統(tǒng)內(nèi)噴霧回路、外噴霧回路及冷卻水回路組成。 1.3履帶式掘進機在半煤巖工作條件下應(yīng)用設(shè)計要求 懸臂式掘進機由切割機構(gòu)、裝運機構(gòu)、行走機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、除塵噴霧系統(tǒng)等組成。其基本結(jié)構(gòu)形式為：切割機構(gòu)分為縱軸式和橫軸式；行走機構(gòu)為履帶式；裝運機構(gòu)為耙爪式接中間刮板輸送機。掘進機應(yīng)設(shè)有支護用的托梁裝置，行走機構(gòu)和裝運機構(gòu)均能正、反向轉(zhuǎn)動，液壓系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)的管件、閥類等布置合理，安裝可靠，整機各部件皮符合解體拆裝下井運輸要求。 設(shè)計、試驗要求：切割機

15、構(gòu)、裝運機構(gòu)、行走機構(gòu)齒輪箱的傳動零件，其強度安全系數(shù)不小于2。刮板鏈的靜強度安全系數(shù)的選擇不應(yīng)小于4.0．圓環(huán)鏈的拉伸強度指標為C級。齒輪箱的耐久性試驗，在額定載荷和轉(zhuǎn)速下連續(xù)運轉(zhuǎn)．切割和裝運齒輪箱不少于1000 h，行走齒輪稻正、反向運轉(zhuǎn)不得少于400 h。受動載荷大的聯(lián)接螺拴，應(yīng)有可靠的防松裝置。履帶接地長度相中心距之比．一般不大于1．6，履帶公稱接地比壓不大于0.14MP，對軟底板要有適應(yīng)性，履帶上如果有支重輪每個支重輪應(yīng)能承受50％的整機重量。內(nèi)噴霧系統(tǒng)額定壓力不低于3MPa，外噴霧系統(tǒng)額定壓力不低于1．5MPa。要求掘進機實測重心與設(shè)計重心在縱、橫兩方向上的誤差不大于25mm。實測

16、重量誤差不大于設(shè)計重量的5％。 在安全保護方面要求：掘進機電氣設(shè)備的設(shè)計、制造和使用，應(yīng)符合含有瓦斯、煤塵或其他爆炸性混合氣體中作業(yè)要求、符合《煤礦安全規(guī)程》以及《煤礦井下1140 v電氣設(shè)備安全技術(shù)和運行的暫行規(guī)定》。所有電氣設(shè)備均應(yīng)取得防爆檢驗合格證，掘進機設(shè)有啟動報警裝置，啟動前必須發(fā)出警報，掘進機必須裝有前后照明燈。掘進機行走機構(gòu)中應(yīng)設(shè)有制動系統(tǒng)和必要的防滑保護裝置，切割機構(gòu)和裝運機構(gòu)傳統(tǒng)系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有過載保護裝置，還應(yīng)有切割臂與鏟板的防干涉裝置。油泵和切割機構(gòu)之間、轉(zhuǎn)載機和裝運機構(gòu)之間的開、停順序，在電控系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有閉鎖裝置。液壓系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有過濾裝置，還應(yīng)設(shè)壓力、油溫、油位顯示或保護裝

17、置。電控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)緊急切斷和閉鋇裝置，在司機座另一側(cè)，還應(yīng)裝有緊急停止按鈕。內(nèi)外噴霧系統(tǒng)中要裝設(shè)過濾保護裝置。 使用性能要求：掘進機各部件運轉(zhuǎn)乎穩(wěn)，懇臂擺動靈活，在規(guī)定煤巖特性條件下進行切割時，截齒損耗宰正常，切割頭上裁齒排列合理、更換方便，同一類截齒應(yīng)具有互換性。裝運機構(gòu)及履帶機構(gòu)的傳動部件、齒輪箱必須有可靠性高、壽命長的防水密封。履帶的牽引力應(yīng)能滿足設(shè)計坡度上工作和轉(zhuǎn)向要求．中間刮板輸送機鏈條應(yīng)具有可伸縮調(diào)整裝置，刮板鏈與鏈輪正常嚙合，不得出現(xiàn)跳鏈、掉鏈、卡鏈現(xiàn)象。裝運機構(gòu)耙爪下平面與鏟板之間有間隙，不得接觸摩擦。各操作手柄、按鈕、族鈕、動作靈活、可靠、方便。齒輪箱在運轉(zhuǎn)中各密封端蓋、出軸

18、密封、箱體結(jié)合面等處均不得有滲漏現(xiàn)象。齒輪箱、液壓系統(tǒng)和軸承等．必須按設(shè)計要求注入規(guī)定牌號的潤滑油和油脂，不得滲合使用。掘進機作業(yè)時，各齒輪箱最高溫度不得超過95℃，液壓油箱中的油溫不應(yīng)超過70℃．掘進機作業(yè)時，司機座位處空氣中粉塵濃度應(yīng)＜10mg／m3，司機處綜合噪聲值不大于90dB(A)。掘進機除手柄、按鈕、滑道等表面外，均應(yīng)采取防銹措施。 第二章 總體方案設(shè)計 2.1掘進機總體結(jié)構(gòu)布置 機器的總體布置．關(guān)系到整機的性能、質(zhì)量和整機的合理性。也關(guān)系到操作方便、工作安全和工作效率。因此，總體布置是總體設(shè)計中極為重要的內(nèi)容。 (1)切割機構(gòu)由懸臂和回轉(zhuǎn)臺組成

19、，位于機器前上部，懸臂能上下、左右回轉(zhuǎn)； (2)裝載鏟板是在機器下部前方，后接中間刮板運輸機，兩者組成裝運機構(gòu)，貫穿掘進機的縱向軸線； (3)考慮掘進機的橫向穩(wěn)定平衡，主要部件按掘進機縱向平面對稱布置，電控箱、液壓裝置分別裝在運輸機兩側(cè)； (4)為保證作業(yè)的穩(wěn)定性，履帶位于機器的下部兩側(cè)，前有落地鏟板，后有穩(wěn)定器支撐，整個機器的重心在履帶接地面積的形心面積范圍內(nèi)； (5)為了保護司機安全，同時又便于觀察、操作，將司機位置在機器后部右側(cè)； (6)由于掘進機是地下巷道作業(yè)，所以整個機器呈長條形，而且機身越矮機器越穩(wěn)定。 2.2掘進機各組成部分基本結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.2.1截割部 截割

20、部又稱工作機構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，主要又截割電機、叉形架、二級行星減速器、懸臂段、截割頭組成。 1、截割頭 2、懸臂段3、行星減速器4、聯(lián)軸器5、機架6、電動機 圖2-1截割部 截割部為二級行星齒輪傳動。由120kW水冷電動機輸入動力，進齒輪連軸節(jié)傳至二級行星減速器，經(jīng)過懸臂段主軸，將動力傳給截割頭，從而達到破碎煤巖的目的 2.2.2裝載部 裝載部結(jié)構(gòu)如圖2-2，主要由鏟板及左右對稱的驅(qū)動裝置組成，通過低速大扭矩液壓馬達直接驅(qū)動三爪轉(zhuǎn)盤向內(nèi)轉(zhuǎn)動，從而達到裝載煤巖的目的。 圖2-2裝載部 裝載部安裝于機器的前端。通過一對銷軸和鏟板的左右升降油缸鉸接于主機架上，在鏟板油缸的

21、作用下，鏟板繞銷軸上下擺動。當機器截割煤巖時，應(yīng)使鏟板前端緊貼底板，以增加機器的截割穩(wěn)定行。 2.2.3刮板輸送機 刮板輸送機結(jié)構(gòu)如圖2-3，主要由機前部、機后部、驅(qū)動裝置、邊雙鏈刮板、張緊裝置和脫鏈器等組成。 圖2-3刮板輸送機 刮板輸送機位于機器中部，前端與主機架和鏟板鉸接，后部托在機架上。機架在該處設(shè)有可拆裝的墊片，根據(jù)需要，刮板輸送機后部可墊高，增加刮板輸送機的卸載高度。 刮板輸送機采用低速大扭矩液壓馬達直接驅(qū)動，刮板鏈條的張緊是通過在輸送機尾部的張緊脂油缸來實現(xiàn)的 2.2.4行走部 履帶行走部是懸臂式掘進機整機的支承座，用來支承掘進機的自重、承受切割機構(gòu)在工作過程中

22、所產(chǎn)生的力，并完成掘進機在切割、裝運及調(diào)動時的移動。履帶行走機構(gòu)包括左右行走機構(gòu)、并以掘進機縱向中心線左右對稱。履帶行走機構(gòu)包括導(dǎo)向輪、張緊裝置、履帶架、支重輪、履帶鏈及驅(qū)動裝置等部件。當驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動時，與驅(qū)動輪相嚙合的履帶有移動的趨勢。但是，因為履帶下分支與底板間的附著力大于驅(qū)動輪、導(dǎo)向輪和支重輪的滾動阻力，所以履帶不產(chǎn)生滑動，而輪子卻沿著鋪設(shè)的滾道滾動，從而驅(qū)動整臺掘進機行走。掘進機履帶行走機構(gòu)的轉(zhuǎn)彎方式一般有2種：① 一側(cè)履帶驅(qū)動，另一側(cè)履帶制動；②兩側(cè)履帶同時驅(qū)動，但方向相反?，F(xiàn)在設(shè)計將支重輪作成和機架一體的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)簡單，而且在井下的環(huán)境中它比支重輪可靠性能更高。由于沒有了支重輪

23、，所以履帶的磨損比較嚴重，要采用更好的耐磨合金鋼。 掘進機部在掘進作業(yè)時。它承受切割機構(gòu)的反力、傾覆力矩及動載荷。腰帶機構(gòu)的設(shè)計對整機正常運行、通過性能和工作穩(wěn)定性具有重要作用。 履帶機構(gòu)設(shè)計要求：具有良好的爬坡性能和靈活的轉(zhuǎn)向性能； 兩條履帶分別驅(qū)動，其動力可選用液壓馬達或電動機；履帶應(yīng)有較小的接近角和離去角。以減少其運行阻力；要注意合理設(shè)計整機重心位置。使履帶不出現(xiàn)零比壓現(xiàn)象；履帶應(yīng)有可靠的制動裝置，以保證機器在設(shè)計的最大坡度工作不會下滑。 1-導(dǎo)向張緊裝置 2-履帶架圖2-4 左履帶行走機構(gòu) 3-履帶鏈 4-行走減速器 5-行走液壓馬達 6-摩擦片式制

24、動器 圖2-4 2.2.5機架和回轉(zhuǎn)臺 機架是整個機器的骨架，它承受來自截割、行走和裝載的各種載荷。機器中的各個部件均用螺栓、銷軸及止口與機架聯(lián)接，機架為組焊件。結(jié)構(gòu)如圖2-4 回轉(zhuǎn)臺主要用于支承，聯(lián)接并實現(xiàn)切割機構(gòu)的升降和回轉(zhuǎn)運動?；剞D(zhuǎn)臺座在機架上，通過大型回轉(zhuǎn)軸承用于止口、36個高強度螺栓與機架相聯(lián)。工作時，在回轉(zhuǎn)油缸的作用下，帶動切割機構(gòu)水平擺動。截割機構(gòu)的升降是通過回轉(zhuǎn)臺支座上左、右耳軸鉸接相連的兩個升降油缸實現(xiàn)的。 1——十字構(gòu)件；2——盤形支座；3——圓盤止推軸承；4——球面滾子軸承；5——漲套連軸器；6——回轉(zhuǎn)齒輪；7——切割臂基座；8——升降油

25、缸；9——支承法蘭；10——水平回轉(zhuǎn)油缸；11——齒條；12——長軸 圖2-5 回轉(zhuǎn)臺 1-回轉(zhuǎn)臺 2-前機架 3-后機架 4-后支撐腿 5-轉(zhuǎn)載機連接板 圖2-6 掘進機機架 2.2.6液壓系統(tǒng) 本機除截割頭的旋轉(zhuǎn)運動外，其余各部分均采用液壓傳動。系統(tǒng)主泵站由一臺 55kW 的電動機通過同步齒輪箱驅(qū)動一臺雙聯(lián)齒輪泵和一臺三聯(lián)齒輪泵（轉(zhuǎn)向相反），同時分別向油缸回路、行走回路、裝載回路、輸送機回路、皮帶轉(zhuǎn)載機回路供壓力油，主系統(tǒng)由五個獨立的開式系統(tǒng)組成。該機還設(shè)有液壓錨桿鉆機泵站，可同時為二臺錨桿鉆機提供壓力油，另外系統(tǒng)還設(shè)置了文丘里管補油系統(tǒng)為油箱補油，避免了

26、補油時對油箱的污染。液壓系統(tǒng)原理如圖 2-7所示。 圖 2-7 液壓系統(tǒng)原理圖 1、油缸回路 油缸回路采用雙聯(lián)齒輪泵的后泵（40 泵）通過四聯(lián)多路換向閥分別向 4組油缸（截割升降、回轉(zhuǎn)、鏟板升降、支撐油缸）供壓力油。油缸回路工作壓力由四聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)自帶的溢流閥調(diào)定，調(diào)定的工作壓力為6MPa。截割機構(gòu)升降、鏟板升降和后支撐各兩個油缸，它們各自兩活塞腔并接，兩活塞桿腔并接。而截割機構(gòu)兩個回轉(zhuǎn)油缸為一個油缸的活塞腔與另一油缸的活塞桿腔并接。為使截割頭、支撐油缸能在任何位置上鎖定，不致因換向閥及管路的漏損而改變其位置，或因油管破裂造成事故，以及防止截割頭、鏟板下降過速，使其下降平穩(wěn)，

27、故在各回路中裝有平衡閥。 2、行走回路 行走回路由雙聯(lián)齒輪泵的前泵（63 泵）向兩個液壓馬達供油，驅(qū)動機器行走。行走速度為 3m/min；當裝載轉(zhuǎn)盤不運轉(zhuǎn)時，供裝載回路的 50 泵自動并入行走回路，此時的兩個齒輪泵（63 泵和 50 泵）同時向行走馬達供油，實現(xiàn)快速行走，其行走速度為 6m/min。系統(tǒng)工作壓力為 16MPa?；芈饭ぷ鲏毫τ裳b在兩聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)的溢流閥調(diào)定。注意：根據(jù)該機器液壓系統(tǒng)的特點，行走回路的工作壓力調(diào)定時，必須先將裝載轉(zhuǎn)盤開動?？焖傩凶邥r，由于并入了裝載回路的 50 泵，其系統(tǒng)工作壓力為 14Mpa。 通過操作多路換向閥手柄來控制行走馬達的正、反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)機

28、器的前進、后退和轉(zhuǎn)彎。注意：機器要轉(zhuǎn)彎時，最好同時操作兩片換向閥（即使一片閥的手柄處于前進位置，另一片閥手柄處于后退位置）。除非特殊情況，盡量不要操作一片換向閥來實現(xiàn)機器轉(zhuǎn)彎。防滑制動是用行走減速器上的摩擦制動器來實現(xiàn)。制動器的開啟由液壓控制，其開啟壓力為 3MPa。制動油缸的油壓力由多路換向閥控制。行走回路不工作時，制動器處于閉鎖狀態(tài)。 3、裝載回路 裝載回路由三聯(lián)齒輪泵的前泵（50泵），通過一個齒輪分流器分別向2個液壓馬達供油，用一個手動換向閥控制馬達的正、反轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)的工作壓力為 15.7Mpa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。齒輪分流器內(nèi)的兩個溢流閥的調(diào)定壓力均為 21.7MP

29、a。該閥的壓力是通過專用的液壓實驗臺調(diào)定的。注意：該溢流閥的調(diào)定壓力在機器出廠時已經(jīng)調(diào)節(jié)好，在機器使用過程中不允許調(diào)節(jié)壓力。 4、輸送機回路 輸送機回路由三聯(lián)齒輪泵的中泵（50泵）向一個（或兩個）液壓馬達供油，用一個手動換向閥控制馬達的正、反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)工作壓力為 14MPa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。 5、轉(zhuǎn)載機回路 轉(zhuǎn)載機回路由三聯(lián)齒輪泵的后泵（40泵）向轉(zhuǎn)載馬達供油，通過一手動換向閥控制馬達的正反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)工作壓力為10MPa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。 6、錨桿鉆機回路 錨桿鉆機回路由一臺15kW電機驅(qū)動一臺雙聯(lián)齒輪泵，通過二個手動換向閥可同時向兩臺液壓錨桿鉆機供

30、油。系統(tǒng)工作壓力為 10MPa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。 7、油箱補油回路 油箱補油回路由兩個截止閥、文丘里管和接頭等輔助元件組成，為油箱加補液壓油。如圖10所示，補油系統(tǒng)并接在錨桿鉆機回路的回油管路上（若掘進機不為錨桿鉆機提供油源，則補油系統(tǒng)并接在運輸回路或轉(zhuǎn)載機回路的回油管路上）。當需要向油箱補油時，截止閥Ⅰ關(guān)閉，截止閥Ⅱ開啟，油液經(jīng)過文丘里管時，在 A 口產(chǎn)生負壓，通過插入油筒 5 內(nèi)的吸油管吸入，將油補入油箱。在補油系統(tǒng)不工作時，務(wù)必將截止閥Ⅱ關(guān)閉，截止閥Ⅰ開啟。 圖 2-8 補油回路原理圖 1- 換向閥 2-截止閥Ⅰ 3-截止閥Ⅱ 4-文丘里管

31、 5-裝油容器 6-油箱 7-錨桿電機 8-雙聯(lián)齒輪泵 2.2.7電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)由前級饋電開關(guān)、KXJ250/1140EB型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進機用電控箱、CZD14/8型礦用隔爆型掘進機電控箱用操作箱、XEFB—36/150隔爆型蜂鳴器、DGY—60/36型隔爆照明燈、LA810—1型隔爆急停按鈕、KDD2000型瓦斯斷電儀以及驅(qū)動掘進機各工作機構(gòu)的防爆電動機和連接電纜組成。 2.3掘進機各組成部分基本結(jié)構(gòu)設(shè)計的選擇 2.3.1工作機構(gòu)的型式選擇 半煤巖掘進機的工作機構(gòu)有截鏈式、圓盤銑削式和懸臂截割式等。因懸臂截割式掘進

32、機機體靈活、體積較小，可截出各種形狀和斷面的巷道，并能實現(xiàn)選擇性截割，而且截割效果好，掘進速度較高；所以，現(xiàn)在主要采用懸臂截割式，并已成為當前掘進機工作機構(gòu)的一種基本型式。 按截割頭的布置方式，分為縱軸和橫軸式兩種?？v軸式截割頭傳動方便、結(jié)構(gòu)緊湊，能截出任意形狀的斷面，易于獲得較為平整的斷面，有利于采用內(nèi)伸縮懸臂，可挖柱窩或水溝。截割頭的形狀有圓柱形、圓錐形和圓錐加圓柱形，由于后兩種截割頭利于鉆進，并使截割表面較平整，故使用較多。缺點是由于縱軸式截割頭在橫向擺動截割時的反作用力不通過機器中心，與懸臂形成的力矩使掘進機產(chǎn)生較大的振動，故穩(wěn)定性較差。因此，在煤巷掘進時，需加大機身重量或裝設(shè)輔助支

33、撐裝置。 橫軸式截割頭分滾筒形、圓盤形、拋物線形和半球形幾種。這種掘進機截齒的截割方向比較合理，破落煤巖較省力，排屑較方便。由于截深較小，截割與裝載情況較好。縱向截割時，穩(wěn)定性較好。缺點是傳動裝置較復(fù)雜，在切入工作面時需左右擺動，不如縱軸式工作機構(gòu)使用方便；因為截割頭較長對掘進斷面形狀有限制，難以獲得較平整的側(cè)壁。這種掘進機多使用拋物線或半球形截割頭。 由于工作機構(gòu)的載荷變化范圍大、驅(qū)動功率大、過堅硬巖石時短期過載運轉(zhuǎn)、有沖擊載荷、振動較大，要求其傳動裝置體積小，最好能調(diào)速。考慮掘進機工作時，截割頭不僅要具有一定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以截割煤巖，而且要能上下左右擺動，以掘出整個斷面，掘進機工作機構(gòu)一

34、般都采用單機驅(qū)動。雖然液壓傳動具有體積小、調(diào)速方便等優(yōu)點，但由于對沖擊載荷很敏感，元件不能承受較大的短時過載，一般選擇過載能力較大的電動機驅(qū)動。 2.3.2輸送機構(gòu)的型式選擇 半煤巖掘進機多采用刮板鏈式輸送機構(gòu)。輸送機構(gòu)可采用聯(lián)合驅(qū)動方式，即將電動機或液壓馬達和減速器布置在刮板輸送機靠近機身一側(cè)，在驅(qū)動裝載機構(gòu)同時，間接地以輸送機構(gòu)機尾為主動軸帶動刮板輸送機構(gòu)工作。這樣傳動系統(tǒng)中元件少、機構(gòu)比較簡單，但裝載與輸送機構(gòu)二者運動相牽連，相互影響大。由于該位置空間較小布置較困難。輸送機構(gòu)采用獨立的驅(qū)動方式，即將電動機或液壓馬達布置在遠離機器的一端，通過減速裝置驅(qū)動輸送機構(gòu)。這種驅(qū)動方式的傳動

35、系統(tǒng)布置簡單，和裝載機構(gòu)的運動互不影響。但由于傳動裝置和動力元件較多，故障點有所增加。 目前，這兩種輸送機構(gòu)均有采用，設(shè)計時應(yīng)酌情確定。一般常采用與裝載機構(gòu)相同的驅(qū)動方式。 2.3.3轉(zhuǎn)載機構(gòu)的型式選擇 　該掘進機的轉(zhuǎn)載機構(gòu)有兩種布置方式：①作為機器的一部分；②為機器的配套設(shè)備。目前，多采用膠帶輸送機。 　　膠帶轉(zhuǎn)載機構(gòu)傳動方式有3種：①用液壓馬達直接或通過減速器驅(qū)動機尾主動卷筒；②由電動卷筒驅(qū)動主動卷筒；③利用電動機通過減速器驅(qū)動主動卷筒。為使卸載端作上下、左右擺動，一般將轉(zhuǎn)載機構(gòu)機尾安裝在掘進機尾部的回轉(zhuǎn)臺托架上，可用人力或液壓缸使其繞回轉(zhuǎn)臺中心擺動，達到擺角要求；同時，通過升

36、降液壓缸使其繞機尾鉸接中心作升降動作，以達到卸載的調(diào)高范圍。轉(zhuǎn)載機構(gòu)應(yīng)采用單機驅(qū)動，可選用電動機或液壓馬達。 2.3.4行走機構(gòu)的型式選擇 掘進機的行走機構(gòu)有邁步式、導(dǎo)軌式和履帶式幾種。 (1) 邁步式。該種行走機構(gòu)是利用液壓邁步裝置來工作的。采用框架結(jié)構(gòu)，使人員能自由進出工作面，并可越過裝載機構(gòu)到達機器的后面。使用支撐裝置可起到掩護頂板、臨時支護的作用。但由于向前推進時，支架反復(fù)交替地作用于頂板，掘進機對頂板的穩(wěn)定性要求較高，局限性較大，所以這種行走機構(gòu)主要用于巖巷掘進機，在煤巷、半煤巖巷中也有應(yīng)用。 (2) 導(dǎo)軌式。將掘進機用導(dǎo)軌吊在巷道頂板上，躲開底板，達到?jīng)_擊破碎巖石的目的

37、。這就要求導(dǎo)軌具有較高的強度。這種行走機構(gòu)主要用于沖擊式掘進機。 (3) 履帶式。適用于底板不平或松軟的條件，不需修路鋪軌。具有牽引能力大，機動性能好、工作可靠、調(diào)動靈活和對底板適應(yīng)性好等優(yōu)點。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件磨損較嚴重。目前，半煤巖掘進機通常采用履帶式行走機構(gòu)。由于其工作環(huán)境差，用電動機驅(qū)動易受潮燒毀，最好選用液壓馬達驅(qū)動。 2.3.5除塵機構(gòu)的型式選擇 　掘進機的除塵方式有噴霧式和抽出式兩種。 (1) 噴霧式。用噴嘴把具有一定壓力的水高度擴散、霧化，使粉塵附在霧狀水珠表面沉降下來，達到滅塵效果。這種除塵方式有以下兩種：①外噴霧降塵。是在工作機構(gòu)的懸臂上裝設(shè)噴嘴，向截割頭噴射

38、壓力水，將截割頭包圍。這種方式結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用壽命長。由于噴嘴距粉塵源較遠，粉塵容易擴散，除塵效果較差；②內(nèi)噴霧降塵。噴嘴在截割頭上按螺旋線布置，壓力水對著截齒噴射。由于噴嘴距截齒近，除塵效果好，耗水量少，沖淡瓦斯、冷卻截齒和撲滅火花的效果也較好。但噴嘴容易堵塞和損壞，供水管路復(fù)雜，活動聯(lián)接處密封較困難。為提高除塵效果，一般采用內(nèi)外噴霧相結(jié)合的辦法，并且和截割電機、液壓系統(tǒng)的冷卻要求結(jié)合起來考慮，將冷卻水由噴嘴噴出降塵。 (2) 抽出式。常用的吸塵裝置是集塵器。設(shè)計掘進機時，應(yīng)根據(jù)掘進機的技術(shù)條件來選集塵器。為提高除塵效果，可采用兩級凈化除塵。由于集塵器跟隨掘進機移動，風機的噪音很大

39、，應(yīng)安裝消音裝置。抽出式除塵裝置滅塵效果好，但因設(shè)備增多，使工作面空間減小。近年來，除塵設(shè)備有向抽出式和噴霧式聯(lián)合并用方向發(fā)展的趨勢。 （3） 高壓水細射流輔助切割技術(shù)對于全煤巷或很軟的巖巷，利用掘進機掘進，效率高、成本低。但對于巖巷掘進和隧道掘進，一般其巖體f≥8(抗壓強度在80～100MPa以上)，掘進機效率明顯降低，截齒消耗量大增，導(dǎo)致生產(chǎn)成本顯著提高。這時，應(yīng)考慮采用高壓水細射流輔助切割技術(shù)。 該技術(shù)為利用20MPa以上、流量為4L/min左右的壓力水，自孔徑為0.4～1.0mm的噴嘴射出，對截齒的機械破碎起輔助作用。掘進機截割頭上噴出的壓力水按壓力高低分級，見附表所示。 附表　

40、輔助切割壓力水分級　　MPa 項目 低壓 中壓 中高壓 高壓 超高壓 水壓 ＜0.5 0.5～20 20～140 140～400 ＞400 （4）內(nèi)、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng) 本系統(tǒng)主要用于滅塵、冷卻掘進機切割電機及油箱，提高工作面能見度，改善工作環(huán)境，內(nèi)、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng)如圖2-9 所示。 水從井下輸水管通過過濾器粗過濾后進入總進液球閥，一路經(jīng)減壓閥減壓至 1.5MPa 后，冷卻油箱和切割電機，再引至前面霧狀噴嘴架處噴出。另一路不經(jīng)減壓閥的高壓水，引至懸臂段上的內(nèi)噴霧系統(tǒng)的霧狀噴嘴噴出，當沒有內(nèi)噴霧時，此路水引至叉形架前方左右兩邊的加強型外噴霧處的線型噴嘴噴出。

41、內(nèi)噴霧配水裝置安裝在懸臂段內(nèi)，8 個線型噴嘴分別安裝在截割頭的齒座之間；外噴霧噴霧架固定在懸臂筒法蘭上，安裝有 10 個霧狀噴嘴；加強型外噴霧的噴霧架固定在叉形架前端，安裝有 8 個線型噴嘴。 圖 2- 9 水系統(tǒng)原理圖 1-Y 型過濾器 2-球閥 3-減壓器 4-耐震壓力表 5-油箱冷卻器 6-球閥 7-霧狀噴嘴 8-線型噴嘴圖 2.3.6裝載機構(gòu)的型式選擇 半煤巖掘進機的裝載機構(gòu)有4種: （1）單雙環(huán)形刮板鏈式。單環(huán)形是利用一組環(huán)形刮板鏈直接將巖裝到機體后面的轉(zhuǎn)載機上。雙環(huán)形是由兩排并列、轉(zhuǎn)向相反的刮板鏈組成。若刮板鏈能左右張開

42、或收攏，就能調(diào)節(jié)裝載寬度，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。環(huán)形刮板鏈式裝載機構(gòu)制造筒單，但由于單向裝載，在裝載邊易形成煤巖堆積，從而會造成卡鏈和斷鏈。同時，由于刮板鏈易磨損，功率消耗大，使用效果較差。 （2）螺旋式。是橫軸式掘進機上使用的一種裝載機構(gòu)，它利用左右個截割頭上旋向相反的螺旋葉片將煤巖向中間推入輸送機構(gòu)。由于頭體形狀的缺點，這種機構(gòu)目前使用很少。 （3）耙爪式。是利用一對交替動作的耙爪來不斷地耙取物料并裝入轉(zhuǎn)載運輸機構(gòu)。這種方式結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、外形尺寸小、裝載效果好，目前應(yīng)用很普遍。但這種裝載機構(gòu)寬度受限制，為擴大裝載寬度，可使鏟板連同整個耙爪機構(gòu)一起水平擺動，或設(shè)計成雙耙爪機構(gòu)，以擴大裝載范圍

43、。 (4)星輪式。該種機構(gòu)比耙爪式簡單、強度高、工作可靠，但裝大塊物料的能力較差。 通常，應(yīng)選擇耙爪式裝載機構(gòu)，但考慮裝載寬度問題，可選擇雙耙爪機構(gòu)，也可設(shè)計成耙爪與星輪可互換的裝載機構(gòu)。裝載機構(gòu)可以采用電動機驅(qū)動，也可用液壓馬達驅(qū)動。但考慮工作環(huán)境潮濕、有泥水，選用液壓馬達驅(qū)動為好。 2.3.7液壓元件的選型設(shè)計 (1)吸油過濾器 為了保護油泵及其它液壓元件，避免吸入污染雜質(zhì)，有效地控制液壓系統(tǒng)污染，提高液壓系統(tǒng)的清潔度，在油泵的吸油口處設(shè)置了兩個吸油過濾器，該過濾器為精過濾。當更換、清潔濾芯或維修系統(tǒng)時，只需旋開濾油器端蓋(清洗蓋)，抽出濾芯，此時自封閥就會自動關(guān)閉，隔絕油箱油

44、路，使油箱內(nèi)油液不會向外流出。這樣使清洗、更換濾芯及維修系統(tǒng)變得非常方便。另外，當濾芯被污染物堵塞時，設(shè)在濾芯上部的油路旁通閥就自動開啟，以避免油泵出現(xiàn)吸空等故障，提高液壓系統(tǒng)的可靠性。 (2)回油過濾器 為了使流回油箱的油液保持清潔，在液壓系統(tǒng)中設(shè)置了兩個回油過濾器，該過濾器為粗過濾，位于油箱的上部。當濾芯被污染物堵塞或系統(tǒng)液溫過低，流量脈動等因素造成進出油口壓差為 0.35MPa 時，壓差發(fā)訊裝置便彈出，發(fā)出訊號，此時應(yīng)及時更換濾芯或提高油液溫度。更換濾芯時，只需旋開濾油器濾蓋(清洗蓋)即可更換濾芯或向油箱加油。若未能及時停機更換濾芯時，則設(shè)在濾芯下部的旁通閥就會自動開啟工作(旁通閥開

45、啟壓力為0.4MPa，以保護系統(tǒng)。 (3)四聯(lián)手動換向閥 四聯(lián)手動換向閥，主要由進油閥、多路換向閥、回油閥三部分組成。進油閥有壓力油口 P 和回油口 O，在 P 和 O 之間裝有閥組總溢流閥。換向閥部分是由閥體和滑閥組成，滑閥的機能均為 Y 型，閥體為并聯(lián)型，因此，既可以分別操作又可以同時操作，當同時操作時工作速度減慢。當滑閥處于中位時，油泵通過閥組卸荷。為了防止工作腔的壓力油向 P 腔倒流，設(shè)置了單向閥。 (4)油缸 本次設(shè)計中機器有四組油缸，共八根。截割機構(gòu)升降油缸、回轉(zhuǎn)油缸、鏟板升降油缸和后支撐油缸各兩根，結(jié)構(gòu)形式均相同，其中鏟板升降油缸和后支撐油缸通用。 (5)油箱 本液壓

46、系統(tǒng)采用封閉式油箱(見圖 2-10)，采用 N68 號抗磨液壓油。油箱采用二級過濾，設(shè)置了兩個吸油過濾器和兩個回油過濾器，有效地控制了油液的污染，并采用文丘里管補油，進一步降低了油液的污染。油箱上還配有液位液溫計，當液位低于工作油位或油溫超過規(guī)定值（70℃）時，應(yīng)停機加油或降溫。油箱冷卻器采用了熱交換量較大的板翅式散熱器，總熱交換量達 40000kcal/h，以保障系統(tǒng)正常油溫和粘度的要求。 圖 2-10 油箱 1- 吸油過濾器 2-冷卻器 3-油箱體 4-液位液溫計 5-回油過濾器 (6)六點壓力表 按操縱臺標牌表明的位置接好油管。旋轉(zhuǎn)壓力表表盤，其指針所指的位置即為標牌表明

47、的回路的工作壓力。 2.3.8潤滑方式 正確的潤滑可以防止磨損、防止生銹和減少發(fā)熱，如經(jīng)常檢查機器的潤滑狀況，就可以在機器發(fā)生故障之前發(fā)現(xiàn)一些問題。比如，水晶狀的油表示可能有水，乳狀或泡沫狀的油表示有空氣；黑色的油脂意味著可能已經(jīng)開始氧化或出現(xiàn)污染。潤滑周期因使用條件的差異而有所不同。始終要使用推薦的潤滑油來進行潤滑，并且在規(guī)定的時間間隔內(nèi)進行檢查和更換，否則，就無法給機器以保障，因而導(dǎo)致過度磨損以及非正常停機檢修。潤滑油的更換： 在最初開始運轉(zhuǎn)的三百小時左右，應(yīng)更換潤滑油。由于在此時間內(nèi)，齒輪及軸承完成了跑合，隨之產(chǎn)生了少量的磨損。 初始換油后，相隔1500小時或者6個月內(nèi)必須更換一

48、次。當更換新潤滑油時，清洗掉齒輪箱體底部附著的沉淀物后再加入新油。 第三章 總體設(shè)計 3.1總體設(shè)計要求 設(shè)計任務(wù)及相關(guān)參數(shù) 履帶式半煤巖掘進機設(shè)計 主要參考參數(shù)和要求： 機身長：9~9.5m 寬：2~2.5m 高：1.5~1.55m 臥底深度：250mm 裝機功率：190KW 截割功率：120KW 經(jīng)濟截割煤巖硬度：≤60MPa 可掘巷道斷面：18~20m2 最大可掘高度：3.75~4m 最大可掘?qū)挾龋?m 龍門高度：350~400mm 刮板速度：0.9~1.0m/s 運輸形式：邊

49、雙鏈 履帶寬度：2250mm 行走速度：3m/min（工作） 6m/min（調(diào)動） 額定電壓：1140/660v 1、查閱有關(guān)資料、完成履帶式半煤巖掘進機總體方案的設(shè)計； 2、完成截割部及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計； 3、截割部減速器兩級2K-H傳動機構(gòu)設(shè)計； 4、主要部件、組件、零件圖設(shè)計； 5、編寫完成整機設(shè)計計算說明書。 3.2機械及液壓部分 3.2.1特點、用途、適用范圍 本次設(shè)計的機型為懸臂式半煤巖掘進機，適應(yīng)巷道斷面 9～18m 、坡度16、可經(jīng)濟切割單向抗壓強度60MPa 的煤巖，屬中型懸臂式掘進機。該機主要特點是結(jié)構(gòu)緊湊、適應(yīng)性好、機身矮、重心低、

50、操作簡單、檢修方便。該懸臂式掘進機主要是為煤礦綜采及高檔普采工作面采準巷道掘進服務(wù)的機械設(shè)備。主要適用于煤及半煤巖巷的掘進，也適用于條件類似的其它礦山及工程巷道的掘進。該機可經(jīng)濟切割單向抗壓強度60MPa 的煤巖，可掘巷道最大寬度(定位時)5m，最大高度 3.75m，可掘任意斷面形狀的巷道，適應(yīng)巷道坡度16。該機后配套轉(zhuǎn)載運輸設(shè)備可采用橋式膠帶轉(zhuǎn)載機和可伸縮式帶式輸送機，實現(xiàn)連續(xù)運輸，以利于機器效能的發(fā)揮。 3.2.1主要技術(shù)參數(shù) 一 、總體參數(shù) 機 / 長： 9.5m 機 寬： 2.2m 機

51、 高: 1.55m 截割臥底深度： 250mm 總 功 率： 190kW 可經(jīng)濟截割煤巖硬度： 60MPa 可掘巷道斷面： 18~20m2 最大可掘高度： 3.75m 最大可掘?qū)挾龋? 5.0m 適應(yīng)巷道坡度： 16 機器供電電壓： 660/1140V 二、截割部 電動機： 型 號：

52、 YBUS-120 功 率： 120KW 轉(zhuǎn) 速： 1470r/min 截割頭： 轉(zhuǎn) 速： 53r/min 截 齒： 鎬形 最大擺動角度： 上： 42 下： 31 左右各： 39

53、 三、裝載部 裝載形式 三爪轉(zhuǎn)盤 裝運能力 180m3/h 鏟板寬度 2.5m/2.8m 鏟板臥底 250mm 鏟板抬起 360mm 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 30r/min 四、刮板輸送機 運輸形式 邊雙鏈刮板 槽 寬

54、 510mm 龍門高度 390mm 鏈 速 0.93m/s 錨鏈規(guī)格 1864mm 張緊形式 黃油缸張緊 五、行走部 行走形式 履帶式(液壓馬達分別驅(qū)動) 行走速度 工作 3m/min 調(diào)動 6m/min 接地長度

55、 2.46m 制動形式 摩擦離合器 履帶板寬度 500mm 張緊形式 黃油缸張緊 六、液壓系統(tǒng) 系統(tǒng)額定壓力： 油缸回路 16MPa 行走回路 16MPa 裝載回路 14Mpa 輸送機回路 14Mpa 轉(zhuǎn)載機回路 10

56、MPa 錨桿鉆機回路 10MPa 系統(tǒng)總流量： 450 L/min 泵站電動機： 型號 YB250M-4 功率 55kW 轉(zhuǎn)速 1470 r/min 泵站三聯(lián)齒輪泵流量 50/50/40ml/r 泵站雙聯(lián)齒輪泵流量 63/40ml/r 錨桿泵站電動機： 型號 YB1

57、60L-4 功率 15kW 轉(zhuǎn)速 1470 r/min 錨桿泵站雙聯(lián)齒輪泵流量 32/32ml/r 油箱： 有效容積 610L 冷卻方式 板翅式水冷卻器 油缸數(shù)量： 8 個 七、噴霧冷卻系統(tǒng) 滅塵形式 內(nèi)噴霧、外噴霧 供水壓力

58、 3MPa 外噴霧壓力 1.5MPa 流 量 63L/min 冷卻部件 切割電動機、油箱 八、電氣系統(tǒng) 供電電壓 660/1140V 總 功 率 190kW 隔爆形式 隔爆兼本質(zhì)安全型 控制箱 隔爆型

59、 3.3電氣部分 3.3.1系統(tǒng)的組成 電氣系統(tǒng)由前級饋電開關(guān)、KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進機用電控箱、CZD24/8 型礦用隔爆型掘進機電控箱用操作箱、XEFB-127(36)/150 隔爆型蜂鳴器、DGY35/48(36)B(B) 礦用隔爆型機車照明燈、BZA1-5/127-2 型礦用隔爆型控制按鈕、KDD2000 型瓦斯斷電儀以及驅(qū)動掘進機各工作機構(gòu)的防爆電動機和連接電纜組成。電氣設(shè)備明細表見表1-1，驅(qū)動掘進機各工作機構(gòu)電動機特征列于表 1-2。 本次設(shè)計的掘進機電控設(shè)備為 KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進機用電控箱（以下簡稱電控

60、箱）、CZD24/8 型礦用隔爆型掘進機電控箱用操作箱（以下簡稱操作箱），符合我國的煤礦安全規(guī)程、防爆規(guī)程和有關(guān)規(guī)程、標準的規(guī)定，適用于具有爆炸性危險氣體（甲烷）和煤塵的礦井中，控制掘進機切割電機、油泵電機、備用電機及錨桿電機的運轉(zhuǎn)，并對電機及有關(guān)線路進行保護。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 電控箱隔爆外殼由主腔和接線腔兩個獨立的隔爆部分組成。 主腔面板裝有隔離開關(guān)操作手把（手把有通、斷兩個位置）、急停按鈕（SB1）、電壓表視窗和顯示器視窗；主腔中門板裝有控制器、繼電器、顯示器、電壓表；主腔后壁裝有各回路接觸器、阻容吸收器、互感器；主腔頂板裝有熔斷器；右底板裝有主變壓器、隔離變壓器和電源部分的熔斷器等；左

61、底板裝有保護器（JB）和五個接頭座；主腔和接線腔之間的連接板上裝有九星盤和接線端子。電控箱門與箱體為螺栓緊固，并設(shè)有回轉(zhuǎn)鉸鏈。電控箱箱體通過減震器和主機連接。操作箱為礦用隔爆型。操作箱分為二個通過接線端子相互連接的獨立腔體，上邊為進出線腔，下邊為主腔。進出線腔內(nèi)設(shè)有接線端子和內(nèi)接地端子。主腔門上裝有轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制按鈕等。 表 1-1 電氣設(shè)備明細表 序號 名 稱 數(shù)量 型 號 生 產(chǎn) 廠 家 1 電控箱 1 KXJ250/1140EB 煤科院太原分院 2 操作箱 1 CZD24/8 煤科院太原分院 3 隔爆型蜂鳴器 1 XEFB-127(36)

62、/150 天津煤礦專用設(shè)備廠 4 礦用隔爆型控制按鈕 1 BZA1-5/127-2 佳木斯煤機廠 5 礦用隔爆型機車照明燈 3 DGY35/48(36)B(B) 沈陽第三防爆燈廠 6 瓦斯斷電儀 1 KDD2000 淄博 7 切割電機 1 YBUS3-120 撫順煤礦電機廠 8 油泵電機 1 YB250M-4 撫順煤礦電機廠 9 錨桿電機 1 YB160L-4 南陽防爆集團有限公司 10 備用電機 1 選用 選用 表 1-2 電動機技術(shù)特征表 機構(gòu)名稱電機特征 切割電機 油泵

63、電機 錨桿電機 備用電機 型 號 YBUS2-120 YB250M-4 YB160L-4 選用 額定功率（kW） 120 55 15 7.5kW /11kW 額定電壓（V） 660/1140 660/1140 660/1140 660/1140 額定電流（A） 133/77 59.0/34.1 17.4/10.1 功率因素 0.85 0.86 效率（%） 92 98 電控箱的主要技術(shù)參數(shù) 額定電壓： V 660 主回路： AC：1140/660 控制回路：AC：220、36 D

64、C：24 額定電流：A 250 額定頻率：Hz 50 主回路數(shù)：4 660/1140V 電壓下各回路的額定電流大小為： 切割回路：130/75A； 油泵回路：59.0/34.1A； 錨桿回路：17.4/10.1A； 備用回路：4.5/7.7A（7.5kW） 6.6/11.3A（11kW）。 機載功率：kW 190 注：a、1140/660 表明該電氣系統(tǒng)為雙電壓供電系統(tǒng)（既可以用 在 1140V 也可以用在 660V 電壓等級下，但兩種電壓換用時 需要重新整定電控系統(tǒng) b、7.5kW/11kW 表明該電氣系統(tǒng)所配備

65、用電機可以為雙功率（既可以是 7.5kW 也可以是 11kW，但兩種功率電機換用時需整定電控系統(tǒng) c、機載功率 190kW 表明該機裝設(shè)的電機總功率。 d、配裝備用電機應(yīng)與電控箱電壓和功率相符，并選用防爆電機 3.3.1系統(tǒng)工作的原理 電氣系統(tǒng)在原理上可以分為四個部分：主回路部分、電源部分、保護單元和控制部分。 一、主回路部分 主回路部分明確了系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)，我們采用了隔離開關(guān)作為電控箱主回路電源的開關(guān)，在主回路中設(shè)有兩組熔斷器，用于短路保護，別為：切割電機回路 FU1~FU3 (400A)；油泵電機及其它回路FU4~FU6(250A)。在控制上，切割回路和油泵回

66、路均采用了真空接觸器，并加裝了阻容吸收裝置，用于吸收真空接觸器斷開時電動機產(chǎn)生的高壓；在備用回路和錨桿泵站回路采用了空氣接觸器（由于它的功率較低）。以上四個回路中設(shè)有檢測主回路電流的電流互感器TA1~TA9(備用和錨桿回路公用互感器) 來完成保護電路的信號采集，每回路三個。在附錄圖2 中主回路原理圖中明確的指明了接觸器線圈和自保接點的線號及控制繼電器的接點。 另外，如果采用本機 SA1 對其前級開關(guān)進行遠程控制，那么在電控箱上的急停按鈕 SB1 和操作箱上的急停按鈕 SB2 都可以停止前級饋電開關(guān)，實現(xiàn)電源的遠程控制，SB3 只能夠停本機操作。 二、電源部分是有一臺主變壓器、一臺隔離變壓器和控制熔斷器FU7~FU13 組成。主變壓器有五個電壓范圍的輸入抽頭：660V、726V、1050V、1140V、1250V。當井下電壓不穩(wěn)定時，可以隨著電壓的變化來調(diào)整變壓器的抽頭，來保證輸出電壓的穩(wěn)定，進而保證控制回路的可靠性。隔離變壓器（21 號線和 22 號線）為保護設(shè)備 JB 和控制單元提供 180V 電源，由 SB1 來控制。36V（6 號線和 7