掘进机知识简介ppt课件

第三章掘进机，掘进机可以同时完成破煤破岩、装煤运输、喷雾除尘、动员和行走等工作。与传统的钻爆法相比，具有以下优点：1、掘进速度可提高1-1.5倍，工作效率平均提高1-2倍，进尺成本降低30-50%；2.不需要爆破，巷道围岩不易破坏，有利于巷道支护，降低了冒顶和瓦斯突出的风险，大大提高了生产的安全性；3、减少超挖量；4、大大改善工作条件，减少繁重的体力劳动。掘进机可分为两类：全断面掘进机和部分断面掘进机。全断面掘进机主要用于掘进岩巷，具有圆形断面。有些掘进机主要用于煤或半煤岩巷道，可以挖掘各种断面形状的巷道。1、所谓偏断面隧道掘进机，是指其工作机构只能同时截割一部分工作面的煤岩断面。为了切断整个工作面的煤和岩石，必须连续平行于工作面移动工作机构进行多次切割，以最终形成所需的隧道断面尺寸。优点：生产效率高，掘进速度快，适应性强，机动灵活等。一、ELMB掘进机图4-3-1为国产ELMB型煤掘进机。该机为悬臂纵轴式径向切割局部断面隧道掘进机，适用于半煤岩断面任意形状、硬度f4(局部f=5)的煤矿及地下隧道掘进。没有移动的机器可以切割最大有效面积为15.4的道路(底部宽度为4.7米，高度为3.5米)，移动的机器可以挖掘更宽的道路。配套后的转运设备可采用伸缩带式输送机、矿车、刮板输送机等。在第一节中，带有部分断面、2、3型和elmb型掘进机的掘进机结构如图4-3-1所示。圆锥截割头1经两级行星齿轮减速器3减速后，由55kW电机驱动，截割碎煤和岩石。切割头、电机、减速机和工作臂2为一体，安装在伸缩导轨4内，伸缩导轨通过导槽与减速机壳体连接。伸缩油缸7的缸体和活塞杆端分别与伸缩导轨和减速器壳铰接，当活塞杆伸缩时，切割头可以前后移动(最大行程为500mm)。伸缩导轨的两侧通过支撑轴与旋转座6铰接。在两个提升油缸8的作用下，切割头可被驱动向上摆动40和向下摆动28。旋转座8用双滚道推力轴承安装在机架17上。旋转油缸8的两端分别与机架和旋转座铰接。在旋转座8的作用下，切割头可以在40范围内水平摆动。掘进机工作时，通过截割头的旋转和轴向扩张以及截割头在垂直和水平方向的摆动，可以切割出所需形状的巷道断面。蟹爪装载机19和中间刮板输送机12形成掘进机的装载机构。截割头破碎的煤和岩石被装载机铲板上的两个蟹爪刮入中间刮板输送机，其工作原理与ZMZ2A-17蟹爪装载机相同。装运机构采用装载运输联动，刮板输送机的尾轴作为蟹爪减速器的输入轴，减速器的输出轴驱动偏心盘，偏心盘驱动蟹爪装载。在两个铲板提升缸18的作用下，铲板可以相对于底板提升和调整300-150毫米。刮板输送机由安装在刮板输送机后头部两侧的两个低速摆线油马达直接驱动，在刮板输送机后头部还安装有张紧螺杆，通过张紧螺杆可以调节刮板链的松紧。皮带运输机：用于将运输机构运输的煤和岩石装入矿车或其他配套运输设备中。皮带传送机连接到mai的后部它通过销轴铰接在工作臂上，架设顶梁时，将架体向前翻转，将顶梁放置在托梁的支架上，将工作臂提升到所需位置，然后机器前进，将顶梁送至该位置，从而达到辅助顶梁的目的。ELMB掘进机配有内外喷雾除尘系统。内喷雾装置设置在切割头上，外喷雾装置设置在工作臂上，以减少切割时的灰尘。AM-50型掘进机是奥地利阿尔卑斯公司生产的悬臂水平轴式部分隧道掘进机。可开挖硬度f7的煤或半煤岩巷道，切割断面为7 20.3。机器高度为1.65米，尺寸较小。中国淮南煤机厂引进技术，与奥地利合作生产AM-50掘进机。该机电马达的总容量为163kw，切割马达为100kw，运输机构由两个11kw马达驱动，左右履带行走机构由两个15kw马达驱动，液压系统由一个11kw马达和一个轴向柱塞变量泵驱动，向系统中的所有油缸供油。结构：主要由工作机构(包括工作悬臂2、转盘3等)组成。)、运输机构(包括传送机构13、中间刮板输送机8)、履带行走装置10、皮带传送机、液压系统6、电气系统7等。(如图4-3-2所示)。工作悬臂2由100千瓦水冷电机和三级圆锥圆柱齿轮减速器组成，电机和减速器通过法兰和螺栓连接成一体。工作悬臂的后端通过轴与转盘3的前端铰接，在两个升降油缸5的作用下，切割头可以向上摆动5835 ,向下摆动3030 ,下翻量可达100毫米。水平旋转油缸4为齿条油缸，通过与安装在转盘中与机架固定连接的旋转座上的齿轮啮合，可以使工作悬臂分别左右摆动36。转盘和旋转座之间采用双列调心滚子轴承和圆盘滑动推力轴承支撑。工作机制不能扩大或缩小。悬臂中部上部设有除尘喷嘴和便于架设顶梁的托梁装置。装运机构：采用装载运输联动，两台11kW电机分别通过摩擦联轴器，二级圆柱圆锥齿轮减速器驱动中间板输送机8的刮板链，机器的尾轴和装载机构13的圆锥齿轮减速器驱动装载蟹爪。9、履带式行走装置10:主要由机架11、左右减速箱、后稳定器9等组成。它支撑整个机器的重量，并提供切割头切入煤壁时所需的推进力。左履带和右履带分别由两台15kW电机通过独立的减速箱驱动。行走速度为5m/min，轨道接地比压为0.127MPa，最大坡度为16。履带减速箱由三级圆柱齿轮和一级2K-H行星齿轮组合驱动。两个减速箱对称安装在左右履带架上。机架稳定器9:它是一种辅助装置，用于提高机器在运行过程中的稳定性，减少机器在运行过程中的振动，并有助于提高工作机构的切割效果。稳定器的结构如图4-3-3所示。横梁1通过螺栓与机架固定，使左右轨道成为一体，横梁的另一端与刮板输送机下方的支架4固定。当油缸3伸出时，推动滑架9的稳定臂2绕销轴7转动，并向下移动滑架9。当油缸缩回时，导板5使滑架沿其外侧返回到倾斜位置10。油缸的两个铰接轴6和8分别安装在横梁和稳定臂上，并随它们一起转动。当机器处于正常切割操作时，稳定器可被操作以粘在底板上作为后支点(但不要让机器离开地面)；与此同时，装载机构的铲板被操作以支撑底板，因此当使用闭式系统时，水泵输出的压力水冷却电机并返回水热交换器。冷却后，它返回水箱，然后由水泵重新输出，形成一个封闭的循环回路。此时，用于外部喷洒的压力水需要与外部分开供应。局部断面掘进机的结构分析：它由工作机构、装载和传送机构、行走机构、液压、电气和喷雾系统等组成。1、断面隧道掘进机的工作机构现代部分采用悬臂式工作机构，即从掘进机前端伸出的悬臂上装有截割头，悬臂可沿工作面的水平或垂直方向左右或上下摆动。该方法的主要优点是：对复杂的矿山地质条件适应性好，对掘进机巷道形状没有限制，结构简单。悬臂式工作机构的外形尺寸比掘进断面小，便于维护和更换镐，还能及时支护巷道。但是，由于悬臂较长，很容易引起机器的振动，影响机器的稳定性。切割头相对于悬臂的布置可分为垂直轴型和水平轴型。13岁。纵向切割头的旋转轴与悬臂轴重合(例如ELMB掘进机)。摆动工作时，只有一半的切割头会从煤和岩石上脱落，较大的煤和岩石反作用力会使机器倾倒。为了提高机器的稳定性，一般机器的重量比较大。纵轴式工作机构一般能切割出平坦的巷道，切割头可用于挖掘支架的立柱插口和沟槽。横轴切割头的旋转轴和悬臂的轴相互垂直(例如，AM-50掘进机)。截齿的切割方向在工作时相对合理。破碎煤岩省力，排岩方便。工作时横轴切割头的切割阻力很容易被体重吸收。因此，与纵轴式掘进机相比，在同等功率条件下，横轴式掘进机的重量轻了约三分之一。但是，水平轴式工作机构在切入工作面时必须左右移动，在向上或向下切削时也必须左右移动，这样悬臂上没有截齿的端面就不会接触工作面，所以不如垂直轴式工作机构方便。14、工作机构传动系统二级2K-H行星齿轮减速传动方式(图4-3-4a)，如ELMB掘进机，这种方式具有结构紧凑、重量轻、传动功率大、效率高的优点，因此被广泛应用于纵轴掘进机的工作机构中。三级圆锥圆柱齿轮传动，如AM-50掘进机的工作机构减速器，由三级圆锥圆柱齿轮传动组成(图4-3-4c)。在横轴式掘进机中，由于截割头的旋转轴相互垂直，传动系统需要一级锥齿轮传动。四级圆柱齿轮传动，如苏牌K-9P掘进机(图4-3-4b)，其工作机构减速器由四级圆柱齿轮传动组成。一些国外隧道掘进机也使用三档运行速度(英国RH-25)，甚至四档运行速度(匈牙利F-5)。掘进机截割头和采煤机滚筒的区别在于掘进机截割头有三种运动：旋转、纵向进给和横向进给。因此，切削头的形状和截齿的布置应从旋转-纵向进给和旋转-横向进给两个方面综合考虑。纵轴式掘进机的截割头通常为截锥形，这可以确保截割顶板和底板相对平坦。图4-3-5是ELMB掘进机截割头的外形图。切削头由牙轮5、齿座4、镐形截齿2、中心钻1等组成。齿座4以螺旋线焊接到锥体5上，并设有30个齿。中心钻1用于提前钻孔，并为镐形截齿切割自由表面，以便于切割。切割头还设有19个喷嘴3，用于插入然而，装载面的宽度是有限的，因为当掘进机工作时履带不能随意启动。EM1-30掘进机采用双环刮板链转移机构(图4-3-6b)。它使用两条较短的环形刮板链2沿图中所示的方向运行，并将刮板1上的煤和岩石装载到中间刮板输送机3上。这种机构比蟹爪机构复杂，加载效果差。19、传送机构：一些横截面的掘进机通常具有双极传送机，即中间刮板输送机和带式传送机。装载机构和中间刮板输送机构成装载机构，大多数掘进机的装载机构采用装载-运输联动，由普通电机或液压电机驱动，即集中驱动方式。例如，在ELMB掘进机装载机构的传动系统中(图4-3-7)，刮板链由安装在中间刮板输送机头部的两个液压马达5驱动，动力通过尾部从动轴传递到蟹爪装载机构。这种传动方式不需要在装载铲板下安装动力装置。设计和使用相对方便，但刮板链受力较大。掘进机的二级转载机一般采用带式输送机，其功能是将中间刮板输送机输送的煤和岩石输送到掘进机的后部配套运输设备。带式输送机一般有三种传动方式：第一种是ELMB掘进机，由摆线液压马达直接驱动驱动滚筒；第二种类型，如AM-50掘进机，使用电机通过减速器驱动驱动辊。第三种类型的掘进机，如EM1A-30，使用电动滚筒，即电机和减速器安装在驱动滚筒中，使结构相对紧凑。3.履带式行走机构一般用于带有部分行走机构的掘进机。这是因为履带式行走机构具有牵引能力大、机动性好、工作可靠和对地面适应性好的优点。履带式行走机构不仅是驱动掘进机行走的工作装置，也是整个掘进机各部分的连接和支撑基础。为了使掘进机灵活，两条履带大多是分开驱动的。21、4、液压系统部分掘进机一般采用油泵-油缸系统来实现工作机构、装载机构铲板和皮带运输机的垂直提升和水平摆动，以及工作机构和机身支架的伸缩。除了工作机构之外，运输机构、履带行走机构和皮带装载机也可以由油泵-油马达系统驱动。该驱动方式具有结构紧凑、操作方便、调速性能和过载保护性能好的特点。由于工作机构要求过载能力大，油马达对冲击载荷和短期过载的适应能力差，所以一般掘进机的工作机构采用单独的马达驱动方式。掘进机液压系统的工作原理(以ELMB掘进机为例)除工作机构外，ELMB掘进机的其他部件均采用液压传动，其系统原理如图4-3-8所示。整个液压系统由一个45kW双输出轴电机、一个CBZ2063/032双齿轮泵和一个CBG1025/025双齿轮泵驱动，它们分别向四个独立的开式液压回路供油。(1)装运系统回路的动力源为CBZ2063/032双齿轮泵中的063泵，该泵通过吸油过滤器从油箱中吸油，输出压力油(14兆帕)通过手动换向阀控制装运机构的两个摆线油马达。(2)行走系统回路CBZ2063/032中泵032输出的压力油(16兆帕)以相等的流量通过换向阀流经两个手动换向阀，控制两个履带行走机构的内曲线油马达。两个手动换向阀组成一个平行阀组。回路中使用分流阀，以确保两条轨道同步运行，并防止轨道单向滑动。(3)工作机构和铲板油缸系统的回路动力源为CBG1025/025双齿轮泵的前泵。通过四部分控制阀组A、三组油缸和一组铲板提升油缸的工作机构A24岁。整个液压系统中各回路的压力值可以通过一个由压力表开关阀K控制的耐冲击压力表来观察。为了提高机器空载时的行驶速度