毕业设计（论文）部分断面掘进机整机及截割部设计（含全套CAD图纸）

1、1 前 言本次毕业设计的掘进机可经济截割的煤岩单向抗压强度60mpa，主要适用于煤及半煤岩巷的掘进，也适用于条件类似的其它矿山及工程巷道的掘进。全套设计，联系扣 1538937061.1设计背景和目的随着煤炭工业的发展。目前我国的矿井设计逐渐采用一井一面布置的采煤方法，其开采强度提高，推进速度增快，从而带来采掘机械化比例失调，采掘矛盾日益彰显。另外对于一些开采年限较长的矿井，易采的中厚煤层资源日益减少，而薄煤层的开采比例逐年增加，在全部采准巷道中,半煤岩巷的比例已经达到25%，但这些巷道中的90%仍旧采用着传统的炮掘作业，劳动强度大，安全性差。目前，我国大部分煤矿使用的主要机型多是二十世纪六、

2、七十年代设计的，这些原有的设计理念逐渐陈旧、零部件可靠性较差、开机率低、维护量大，而且机重偏轻、截割功率小、过断层和截割岩石的能力差，不能适应较复杂煤层的要求。 因此开发研制综合性能好、适应范围广的新型掘进机已经成为当务之急，用于解决掘进机更新换代的问题，缓解采掘矛盾的紧张局面。1.2 掘进机发展概括悬臂式掘进机发展至今大致经历了以下四个阶段:第一阶段:40年代末期到60年代中期，悬臂式掘进机从无到有，逐渐发展成能将截割、装运、行走等功能集于一体的联合机组，并在煤巷掘进中应用获得成功。在这个阶段应用的机组为第一代机型，其特点是机器重量在15t左右，截割功率30kw左右，主要用于软煤巷道掘进，代

3、表机型有原苏联的和匈牙利的等。第二阶段：60年代中期到70年代末期，这个阶段煤巷掘进机发展迅速，机器的性能不断提高，大量掘进机被用于煤巷掘进中。这个阶段的机型为第二代机型，其特点是：煤巷掘进技术性能日趋完善成熟，适用范围扩大，部分截割功率大的机型有过断层和截割夹矸的能力，可截割硬度f10的煤岩，其代表机型有am-85、am-105、e200、e250、s200-50等。我国悬臂式掘进机的研制从1965年引进前苏联型掘进机开始并由设计、制造、使用单位共同参与生产了一些小型掘进机，用于煤巷掘进，但发展不快。从1979年开始，我国大量从英国、德国、奥地利、日本、前苏联、匈牙利等国引进掘进机，品种约2

4、0多种，数量超过200台，对我国煤矿巷道机械化掘进起到了推动和促进作用。自70年代中期以来，我国先后研制出el-90、ems-75、ebj-110、elmb-75b、ez-75、ebj-132、ebh-132等机型；另外，从引进的掘进机中经过筛选，引进技术，分别生产出am-50、s-100型掘进机，其中有些机型已批量生产，在煤矿中推广使用。目前，我国已形成了掘进机研究、设计、制造、使用骨干队伍，为掘进机的进一步发展创造了有利条件。1.3 掘进机技术发展趋势悬臂式掘进机工作条件恶劣，工作场地狭窄，外形尺寸受到严格限制，机器结构也比较复杂，涉及机械、电气、液压、材质、工艺、冷却、除尘等一系列技术领

5、域。随着高产高效日产万吨以上综采工作面的出现，要求掘进速度必须大大加快，掘进机的性能更加完善。当前悬臂式部分断面掘进机技术发展有以下一些特点，并面临连续采煤机的挑战。(1)不断扩大适用范围，具有在复杂条件下正常工作的性能。国外新型掘进机的截割功率及重量都在增加，截割能力不断提高，截割硬度可达100mpa以上，不仅可截割硬煤、半煤岩、还可在钾矿、盐矿及隧洞等工程中应用。部分重型掘进机在不移位的情况下，截割断面可达3542，所掘断面形状除拱形、梯形、矩形外，有的机型配上掩护盾还可掘圆形断面。另外，掘进机的爬坡能力也在提高，多数都在纵向16的破上可靠地工作；履带也有加宽趋势，在机器加重后，不会过于增

6、大对巷道底板比压，以扩大适用范围。(2)进一步提高可靠性。掘进机的工作对象主要是煤岩及部分矿物，工作时振动冲击都很大，因此要求其在井下能长期连续工作。例如，英国对截割减速箱设计寿命制定的标准是50000h，并通过试验进行严格考核。在液压、电气元部件的选用上，要进行严格筛选，许多重要及关键元件都选用世界名牌产品，而且在性能参数方面都具有比较的安全储备，一般常是实际工作工况参数的2倍。在制造时，所选用的是优质材料，其强度等性能都很好，另外在设计过程中，尽量采用独立部件或组件，便于拆装检修。(3)提高机电一体化程度。现代掘进机采用新型实用技术，使掘进机的性能更加完善。(4)探索新的截割技术。70年代

7、初，美国将高压水细射流引入悬臂式掘进机，作为辅助截割，即在截齿为主要截割的同时，充分利用高压水射流撞击、侵蚀、液压楔等作用，达到破碎坚硬岩石的目的。德国在实验室做过试验，在水压为150180mpa时，就有辅助切割作用，并用压力为200mpa的高压水射流（动力为350kw）配合平均截割功率120kw的截割头，就有截割坚硬的岩石。这种岩石如果用截割功率470kw的重型掘进机截割，则很不经济，甚至无法截割。但用高压水射流，尤其当其压力大于200mpa以上时，其元件研制的难度很大，回转密封等问题也不易解决，研制费用也很高，因而近几年发展不快。另外，俄罗斯图拉工业技术大学帕烈湟尔等教授研制出冲击扭矩截割

8、技术，其工作原理是在原掘进机截割头传动系统变动不大的基础上，加了一套冲击扭矩加载机构，使截割头在正常截割的同时，又得到每分钟3000次的冲击扭矩，通过截齿作用到煤岩上。根据俄罗斯改装的样机试验的结果，改装后的掘进机能掘f=78的煤岩，生产率提高30%35%。(5)提高掘进机综合配合能力。当前掘进机利用率低，没有充分发挥作用，在很大程度上与综合配套能力低、配套不完善有关。掘进系统中的主要配套环节，包括支护、转载、运输、供电、供水、通风、降尘等。其中，支护与辅助运输工作量最大，占时间最多，若不解决好这两个环节中存在的问题，掘进机的潜力约有一半不能发挥。为了缩短支护时间，当顶板中等稳定时，常用机载锚

9、杆钻机打锚杆支护；而顶板条件差时，掘进一架棚距后必须紧跟着架一架棚子或打一排锚杆，严格控制空顶距，截割与支护不能平行作业。国外用单轨吊运送支护材料，用各种机械扳手拧螺母，而国内多用人工，有时用掘进机上的托梁器协助架棚。为了实现掘进与支护平行作业，运用超前液压支架或主机自带盾牌式掩护支护，但使用效果均不理想，所以直至现在解决迎头临时支护设备仍是各国研制的主要目标。在辅助运输方面，国外主要运用单轨吊或无极绳卡轨车。在煤岩运输方面，通常采用桥式转载机，后配带式输送机，有条件的还设置了活动煤仓。目前转载机只转载煤岩外运，功能比较单一，正在研制自移式转载机，功能将增加。通风除尘方面，在巷道内或主机上设置

10、干式布袋除尘装置，配合内外喷雾综合防尘。英国用空气幕隔离方式，保护工作面的操作人员。国内采用伸缩风筒实现抽出式通风。供电方面，英国有一种线路电压补偿器，可解决供电距离在3km以内起动电压下降过大的问题，另外应提高掘进电压等级，逐步实现1140v供电。1.4 我国掘进机发展中所要解决的主要问题虽然我国掘进机的发展取得了一些非常大的成就，但我国掘进机的发展还存在一些主要的问题需要解决。(1)提高掘进机的装机功率，以使掘进机的效率和适应性更大。(2)解决机器的调向和纠偏的控制问题。(3)设计新型结构的交叉轴承，以提高掘进机关键部位的可靠性和使用寿命。(4)传动机构的研制，应采用质量轻、结构紧凑、效率

11、高的行星摆线减速机构，或其它的新型齿轮传动。(5)采用新的控制系统和保护系统，保证机器工作的准确、灵活、安全和可靠。(6)研制新型结构，要适应井下拆装、运搬、前进、后退灵活的要求，便于操作使用。(7)可适应复杂地质条件，考虑配备液压掩护支撑板，锚杆钻孔和超前钻孔等设备，便于支护，以保证安全作业和防止机组下沉。(8)机组用于井下，应考虑电器防爆和尽量不采用气割，电焊等措施。(9)进一步改进湿式集尘器，以解决除尘、集尘以及刀具的合理冷却等问题。(10)研究新的转载出碴和后配套运输设备，保证高速掘进的排碴输送。总之，为了提高岩巷掘进的机械化水平，必须努力在破岩理论和截割阻力计算方面，以及采用滚压式，

12、冲击式的工作原理方面，进行深入的研究和探索，加强实验和测试工作；努力搞好液压、电气元件的研制工作，设计制造出适合我国岩巷情况的巷道掘进机，1.5 掘进机主要机构介绍半煤岩掘进机是一种能够实现截割、装载、转载运输、行走和喷雾除的联合机组。它既可用于煤矿井下，也可用于金属矿山以及其他隧道施工。掘进机的总体方案设计对于整机的性能起着决定性的作用。因此，根据掘进机的用途、作业情况及制造条件，合理选择机型，并正确确定各部结构型式，对于实现整机的各项技术指标、保证机器的工作性能具有重要意义。1.5.1工作机构的型式选择半煤岩掘进机的工作机构有截链式、圆盘铣削式和悬臂截割式等。因悬臂截割式掘进机机体灵活、体

13、积较小，可截出各种形状和断面的巷道，并能实现选择性截割，而且截割效果好，掘进速度较高；所以，现在主要采用悬臂截割式，并已成为当前掘进机工作机构的一种基本型式。按截割头的布置方式，分为纵轴和横轴式两种。纵轴式截割头传动方便、结构紧凑，能截出任意形状的断面，易于获得较为平整的断面，有利于采用内伸缩悬臂，可挖柱窝或水沟。截割头的形状有圆柱形、圆锥形和圆锥加圆柱形，由于后两种截割头利于钻进，并使截割表面较平整，故使用较多。缺点是由于纵轴式截割头在横向摆动截割时的反作用力不通过机器中心，与悬臂形成的力矩使掘进机产生较大的振动，故稳定性较差。因此，在煤巷掘进时，需加大机身重量或装设辅助支撑装置。横轴式截割

14、头分滚筒形、圆盘形、抛物线形和半球形几种。这种掘进机截齿的截割方向比较合理，破落煤岩较省力，排屑较方便。由于截深较小，截割与装载情况较好。纵向截割时，稳定性较好。缺点是传动装置较复杂，在切入工作面时需左右摆动，不如纵轴式工作机构使用方便；因为截割头较长对掘进断面形状有限制，难以获得较平整的侧壁。这种掘进机多使用抛物线或半球形截割头。由于工作机构的载荷变化范围大、驱动功率大、过坚硬岩石时短期过载运转、有冲击载荷、振动较大，要求其传动装置体积小，最好能调速。考虑掘进机工作时，截割头不仅要具有一定的转矩和转速以截割煤岩，而且要能上下左右摆动，以掘出整个断面，掘进机工作机构一般都采用单机驱动。虽然液压

15、传动具有体积小、调速方便等优点，但由于对冲击载荷很敏感，元件不能承受较大的短时过载，一般选择过载能力较大的电动机驱动。1.5.2 装载机构的型式选择半煤岩掘进机的装载机构有4种。(1)单双环形刮板链式。单环形是利用一组环形刮板链直接将煤岩装到机体后面的转载机上。双环形是由两排并列、转向相反的刮板链组成。若刮板链能左右张开或收拢，就能调节装载宽度，但结构复杂。环形刮板链式装载机构制造筒单，但由于单向装载，在装载边易形成煤岩堆积，从而会造成卡链和断链。同时，由于刮板链易磨损，功率消耗大，使用效果较差。(2)螺旋式。是横轴式掘进机上使用的一种装载机构，它利用左右两个截割头上旋向相反的螺旋叶片将煤岩向

16、中间推入输送机构。由于头体形状的缺点，这种机构目前使用很少。(3)耙爪式。是利用一对交替动作的耙爪来不断地耙取物料并装入转载运输机构。这种方式结构简单、工作可靠、外形尺寸小、装载效果好，目前应用很普遍。但这种装载机构宽度受限制，为扩大装载宽度，可使铲板连同整个耙爪机构一起水平摆动，或设计成双耙爪机构，以扩大装载范围。(4)星轮式。该种机构比耙爪式简单、强度高、工作可靠，但装大块物料的能力较差。通常，应选择耙爪式装载机构，但考虑装载宽度问题，可选择双耙爪机构，也可设计成耙爪与星轮可互换的装载机构。装载机构可以采用电动机驱动，也可用液压马达驱动。但考虑工作环境潮湿、有泥水，选用液压马达驱动为好。

17、1.5.3 输送机构的型式选择半煤岩掘进机多采用刮板链式输送机构。输送机构可采用联合驱动方式，即将电动机或液压马达和减速器布置在刮板输送机靠近机身一侧，在驱动装载机构同时，间接地以输送机构机尾为主动轴带动刮板输送机构工作。这样传动系统中元件少、机构比较简单，但装载与输送机构二者运动相牵连，相互影响大。由于该位置空间较小布置较困难。输送机构采用独立的驱动方式，即将电动机或液压马达布置在远离机器的一端，通过减速装置驱动输送机构。这种驱动方式的传动系统布置简单，和装载机构的运动互不影响。但由于传动装置和动力元件较多，故障点有所增加。目前，这两种输送机构均有采用，设计时应酌情确定。一般常采用与装载机构

18、相同的驱动方式.1.5.4 转载机构的型式选择该掘进机的转载机构有两种布置方式：（1）作为机器的一部分；(2)为机器的配套设备。目前，多采用胶带输送机。（2）胶带转载机构传动方式有3种： (1)用液压马达直接或通过减速器驱动机尾主动卷筒；(2)由电动卷筒驱动主动卷筒；(3)利用电动机通过减速器驱动主动卷筒。为使卸载端作上下、左右摆动，一般将转载机构机尾安装在掘进机尾部的回转台托架上，可用人力或液压缸使其绕回转台中心摆动，达到摆角要求；同时，通过升降液压缸使其绕机尾铰接中心作升降动作，以达到卸载的调高范围。转载机构应采用单机驱动，可选用电动机或液压马达。1.5.5 行走机构的型式选择该种掘进机的

19、行走机构有迈步式、导轨式和履带式3种。(1)迈步式。该种行走机构是利用液压迈步装置来工作的。采用框架结构，使人员能自由进出工作面，并可越过装载机构到达机器的后面。使用支撑装置可起到掩护顶板、临时支护的作用。但由于向前推进时，支架反复交替地作用于顶板，掘进机对顶板的稳定性要求较高，局限性较大，所以这种行走机构主要用于岩巷掘进机，在煤巷、半煤岩巷中也有应用。(2)导轨式。将掘进机用导轨吊在巷道顶板上，躲开底板，达到冲击破碎岩石的目的。这就要求导轨具有较高的强度。这种行走机构主要用于冲击式掘进机。(3)履带式。适用于底板不平或松软的条件，不需修路铺轨。具有牵引能力大，机动性能好、工作可靠、调动灵活和

20、对底板适应性好等优点。但其结构复杂、零部件磨损较严重。目前，半煤岩掘进机通常采用履带式行走机构。由于其工作环境差，用电动机驱动易受潮烧毁，最好选用液压马达驱动。1.5.6除尘装置的型式选择掘进机的除尘方式有喷雾式和抽出式两种。(1)喷雾式。用喷嘴把具有一定压力的水高度扩散、雾化，使粉尘附在雾状水珠表面沉降下来，达到灭尘效果。这种除尘方式有以下两种：外喷雾降尘。是在工作机构的悬臂上装设喷嘴，向截割头喷射压力水，将截割头包围。这种方式结构简单、工作可靠、使用寿命长。由于喷嘴距粉尘源较远，粉尘容易扩散，除尘效果较差；内喷雾降尘。喷嘴在截割头上按螺旋线布置，压力水对着截齿喷射。由于喷嘴距截齿近，除尘效

21、果好，耗水量少，冲淡瓦斯、冷却截齿和扑灭火花的效果也较好。但喷嘴容易堵塞和损坏，供水管路复杂，活动联接处密封较困难。为提高除尘效果，一般采用内外喷雾相结合的办法，并且和截割电机、液压系统的冷却要求结合起来考虑，将冷却水由喷嘴喷出降尘。(2)抽出式。常用的吸尘装置是集尘器。设计掘进机时，应根据掘进机的技术条件来选集尘器。为提高除尘效果，可采用两级净化除尘。由于集尘器跟随掘进机移动，风机的噪音很大，应安装消音装置。抽出式除尘装置灭尘效果好，但因设备增多，使工作面空间减小。近年来，除尘设备有向抽出式和喷雾式联合并用方向发展的趋势。1.5.7 高压水细射流辅助切割技术对于全煤巷或很软的岩巷，利用掘进机

22、掘进，效率高、成本低。但对于岩巷掘进和隧道掘进，一般其岩体f8(抗压强度在80100mpa以上)，掘进机效率明显降低，截齿消耗量大增，导致生产成本显著提高。这时，应考虑采用高压水细射流辅助切割技术。该技术为利用20mpa以上、流量为4l/min左右的压力水，自孔径为0.41.0mm的喷嘴射出，对截齿的机械破碎起辅助作用。掘进机截割头上喷出的压力水按压力高低分级，见附表所示。附表 辅助切割压力水分级mpa项目低压中压中高压高压超高压水压4001.6掘进机主要特点1、机身矮，结构紧凑，可靠性高，适用于中等断面巷道掘进；2、采用小直径截割头，单刀力大，截齿布置合理，破岩过断层能力强、切割震动小、工作

23、稳定性好；3、电器系统采用了可编程控制器(plc)作为主控制器，保护功能强，具有工况检测和故障诊断功能。4、采用“三高” （即高品质、高使用寿命及高性价比）硬质合金和新工艺生产的截齿，截齿强度高，耐磨，损耗小；5、星轮装载机构采用液压马达直接驱动，取消了减速器，提高了装载机构的可靠性；6、采用无支重轮履带行走机构，性能可靠，维护量小；7、液压系统采用自动加油系统全封闭油箱，确保了油液清洁度，增加了液压系统的可靠性；8、设置了独立的液压锚杆钻机动力源，可以同时驱动两台锚杆钻机，省去了锚杆钻机自身配置的动力源；9、设有独立的锚杆钻机及加油泵站，为两台锚杆钻机提供动力，方便油箱加油，避免了加油时的污

24、染。2 设计任务及相关参数履带式半煤岩掘进机截割部设计主要参考参数和要求：主要参考参数和要求：机身长：88.5m 宽：22.2m高：1.51.55m 卧底深度：245mm装机功率：190kw 截割功率：120kw经济截割煤岩硬度：60mpa 可掘巷道断面：1820最大可掘高度：3.754m 最大可掘宽度：5m龙门高度：350400mm 刮板速度：0.91.0m/s运输形式：边双链 履带宽度：2250mm行走速度：3m/min（工作）6m/min（调动） 额定电压：1140/660v查阅有关资料、完成履带式连续采煤机总体方案的设计；完成总体传动及结构设计； 截割部变位齿，大功率减速器整体设计；传

25、动主要部件、组件、零件图设计编写完成整机设计计算说明书；专题论述截割部大功率减速器润滑油的选择。3 总 体 设 计3.1机械、液压部分3.1.1概述1.特点：本次设计的机型为悬臂式半煤岩掘进机，适应巷道断面 918m 、坡度16、可经济切割单向抗压强度60mpa 的煤岩，属中型悬臂式掘进机。该机主要特点是结构紧凑、适应性好、机身矮、重心低、操作简单、检修方便。2.主要用途、适用范围：该悬臂式掘进机主要是为煤矿综采及高档普采工作面采准巷道掘进服务的机械设备。主要适用于煤及半煤岩巷的掘进，也适用于条件类似的其它矿山及工程巷道的掘进。该机可经济切割单向抗压强度60mpa 的煤岩，可掘巷道最大宽度(定

26、位时)5m，最大高度 3.90m，可掘任意断面形状的巷道，适应巷道坡度16。该机后配套转载运输设备可采用桥式胶带转载机和可伸缩式带式输送机，实现连续运输，以利于机器效能的发挥。3.1.2主要技术参数1.总体参数 机 长： 9.078m机 宽： 2.5m机 高: 1.550m截割卧底深度： 245mm总 功 率： 190kw可经济截割煤岩硬度： 60mpa可掘巷道断面： 18-20m2 最大可掘高度： 3.90m最大可掘宽度： 5.0m适应巷道坡度： 16机器供电电压： 660/1140v2.截割部电动机： 型 号： ybus2-120 功 率： 120kw 转 速： 1478r/min截割头：

27、 转 速： 53r/min 截 齿： 镐形 最大摆动角度： 上： 42 下： 25 左右各 353.装载部装载形式 三爪转盘装运能力 180m3/h铲板宽度 2.5m/2.8m铲板卧底 250mm铲板抬起 360mm转盘转速 30r/min4.刮板输送机运输形式 边双链刮板槽 宽 510mm龙门高度 390mm链 速 0.93m/s锚链规格 1864mm张紧形式 黄油缸张紧5.行走部行走形式 履带式(液压马达分别驱动)行走速度 工作 3m/min 调动 6m/min接地长度 2.46m制动形式 摩擦离合器履带板宽度 500mm张紧形式 黄油缸张紧6.液压系统系统额定压力： 油缸回路 16mpa

28、 行走回路 16mpa 装载回路 14mpa 输送机回路 14mpa 转载机回路 10mpa 锚杆钻机回路 10mpa系统总流量： 450 l/min泵站电动机： 型号 yb250m-4 功率 55kw 转速 1470 r/min泵站三联齿轮泵流量 50/50/40ml/r泵站双联齿轮泵流量 63/40ml/r锚杆泵站电动机： 型号 yb160l-4 功率 15kw 转速 1470 r/min锚杆泵站双联齿轮泵流量 32/32ml/r油箱： 有效容积 610l 冷却方式 板翅式水冷却器油缸数量： 8 个7.喷雾冷却系统灭尘形式 内喷雾、外喷雾供水压力 3mpa外喷雾压力 1.5mpa流 量 6

29、3l/min冷却部件 切割电动机、油箱8.电气系统供电电压 660/1140v总 功 率 190kw隔爆形式 隔爆兼本质安全型控制箱 隔爆型3.1.3主要结构和工作原理掘进机主要由截割部、装载部、刮板输送机、行走部、机架和回转台、液压系统、水系统及电气系统等部分组成，参见图3.1.图3.1 整机系统图 1-截割部 2-装载部 3-电动机 4-刮板输送机 5-机架和回转台 6-左行走部 7-右行走部 8-电气系统 9-液压系统 10-供水系统 11-支撑防滑统 1.截割部截割部又称工作机构，结构如图3.2所示，主要由截割电机、叉形架、二级行星减速器、悬臂段、截割头组成。截割部为二级行星齿轮传动。

30、行星减速器结构如图3.3所示，由 120kw的水冷电动机输入动力，经齿轮联轴节传至二级行星减速器，经悬臂段，将动力传给截割头，从而达到破碎煤岩的目的。整个截割部通过一个叉形框架、两个销轴铰接于回转台上。借助安装于截割部和回转台之间的两个升降油缸，以及安装于回转台与机架之间的两个回转油缸，来实现整个截割部的升、降和回转运动，由此截割出任意形状的断面。图3.2 截割机构1-截割头 2-悬臂段 3-二级行星减速器4-齿轮联轴节 5-叉形架 6-截割电机 7-电机护板 图3.3 二级行星齿轮减速器2.装载部装载部结构如图3.4所示，主要由铲板及左右对称的驱动装置组成，通过低速大扭矩液压马达直接驱动三爪

31、转盘向内转动，从而达到装载煤岩的目的。装载部安装于机器的前端。通过一对销轴和铲板左右升降油缸铰接于主机架上，在铲板油缸的作用下，铲板绕销轴上、下摆动,可向上抬起360mm，向下卧底 250mm。当机器截割煤岩时，应使铲板前端紧贴底板，以增加机器的截割稳定性。3.刮板输送机刮板输送机结构如图3.5所示，主要由机前部、机后部、驱动装置、边双链刮板、张紧装置和脱链器等（改向轮组装在装载部上）组成。刮板输送机位于机器中部，前端与主机架和铲板铰接，后部托在机架上。机架在该处设有可拆装的垫块，根据需要，刮板输送机后部可垫高，增加刮板输送机的卸载高度。刮板输送机采用低速大扭矩液压马达直接驱动，刮板链条的张紧

32、是通过在输送机尾部的张紧油缸来实现的。图3.4 装载部1- 铲板体 2-刮板输送机改向链轮组 3-三爪转盘 4-驱动装置图3.5 刮板输送机1-机前部 2-机后部 3-边双链刮板 4-张紧装置 5-驱动装置 6-液压马达4.行走部本次设计的掘进机采用履带式行走机构。左、右履带行走机构对称布置，分别驱动。各由 10 个高强度螺栓（m302、10.9 级）与机架相联。左、右履带行走机构各由液压马达经三级园柱齿轮和二级行星齿轮传动减速后，将动力传给主动链轮，驱动履带运动。现以左行走机构为例，说明其结构组成及传动系统。如图3.6和图3.7所示，左行走机构主要由导向张紧装置、左履带架、履带链、左行走减速

33、器、液压马达、摩擦片式制动器等组成。摩擦片式制动器为弹簧常闭式，当机器行走时，泵站向行走液压马达供油的同时，向摩擦片式制动器提供压力油推动活塞，压缩弹簧，使摩擦片式制动器解除制动。本机工作行走速度为 3m/min，调动行走速度为 6m/min。通过使用黄油枪向安装在导向张紧装置油缸上的注油嘴注入油脂，来完成履带链的张紧（油缸张紧行程 120mm），调整完毕后，装入适量垫板及一块锁板，拧松注油嘴螺塞，泄除油缸内压力后再拧紧该螺塞，使张紧油缸活塞不承受张紧力。5.机架和回转台机架是整个机器的骨架，其结构如图3.8所示。它承受着来自截割、行走和装载的各种载荷。机器中的各部件均用螺栓或销轴与机架联接，

34、机架为组焊件。回转台主要用于支承、联接并实现切割机构的升降和回转运动。结构如图3.8所示。回转台座在机架上，通过大型回转轴承用止口、36 个高强度螺栓与机架相联。工作时，在回转油缸的作用下，带动切割机构水平摆动。截割机构的升降是通过回转台支座上左、右耳轴铰接相连的两个升降油缸实现的。 左、右后支撑腿是各通过后支撑油缸及销轴分别与后机架连接，它的作用有四：1、切割时使用，以增加机器的稳定性；2、窝机时使用，以便履带下垫板自救；3、履带链断链及张紧时使用，以便操作；4、抬起机器后部，以增加卧底深度。图3.6 左履带行走机构1-导向张紧装置 2-履带架 3-履带链 4-行走减速器 5-行走液压马达

35、6-摩擦片式制动器图3.7 左行走减速器图3.8 掘进机机架1-回转台 2-前机架 3-后机架 4-后支撑腿 5-转载机连接板6.液压系统本机除截割头的旋转运动外，其余各部分均采用液压传动。系统主泵站由一台55kw的电动机通过同步齿轮箱驱动一台双联齿轮泵和一台三联齿轮泵（转向相反），同时分别向油缸回路、行走回路、装载回路、输送机回路、皮带转载机回路供压力油，主系统由五个独立的开式系统组成。该机还设有液压锚杆钻机泵站，可同时为二台锚杆钻机提供压力油，另外系统还设置了文丘里管补油系统为油箱补油，避免了补油时对油箱的污染。液压系统原理如图3.9所示。图3.9 液压系统原理图（1）油缸回路油缸回路采用

36、双联齿轮泵的后泵（40 泵）通过四联多路换向阀分别向 4组油缸（截割升降、回转、铲板升降、支撑油缸）供压力油。油缸回路工作压力由四联多路换向阀阀体内自带的溢流阀调定，调定的工作压力为6mpa。截割机构升降、铲板升降和后支撑各两个油缸，它们各自两活塞腔并接，两活塞杆腔并接。而截割机构两个回转油缸为一个油缸的活塞腔与另一油缸的活塞杆腔并接。为使截割头、支撑油缸能在任何位置上锁定，不致因换向阀及管路的漏损而改变其位置，或因油管破裂造成事故，以及防止截割头、铲板下降过速，使其下降平稳，故在各回路中装有平衡阀。（2）行走回路行走回路由双联齿轮泵的前泵（63 泵）向两个液压马达供油，驱动机器行走。行走速度

37、为 3m/min；当装载转盘不运转时，供装载回路的 50 泵自动并入行走回路，此时的两个齿轮泵（63 泵和 50 泵）同时向行走马达供油，实现快速行走，其行走速度为 6m/min。系统工作压力为 16mpa。回路工作压力由装在两联多路换向阀阀体内的溢流阀调定。注意：根据该机器液压系统的特点，行走回路的工作压力调定时，必须先将装载转盘开动。快速行走时，由于并入了装载回路的 50 泵，其系统工作压力为 14mpa。通过操作多路换向阀手柄来控制行走马达的正、反转，实现机器的前进、后退和转弯。注意：机器要转弯时，最好同时操作两片换向阀（即使一片阀的手柄处于前进位置，另一片阀手柄处于后退位置）。除非特殊

38、情况，尽量不要操作一片换向阀来实现机器转弯。防滑制动是用行走减速器上的摩擦制动器来实现。制动器的开启由液压控制，其开启压力为 3mpa。制动油缸的油压力由多路换向阀控制。行走回路不工作时，制动器处于闭锁状态。装载回路装载回路由三联齿轮泵的前泵（50泵），通过一个齿轮分流器分别向2个液压马达供油, 用一个手动换向阀控制马达的正、反转。该系统的工作压力为 14mpa，通过调节换向阀体上的溢流阀来实现。齿轮分流器内的两个溢流阀的调定压力均为 16mpa。该阀的压力是通过专用的液压实验台调定的。注意：该溢流阀的调定压力在机器出厂时已经调节好，在机器使用过程中不允许调节压力。输送机回路输送机回路由三联齿

39、轮泵的中泵（50 泵）向一个（或两个）液压马达供油，用一个手动换向阀控制马达的正、反转。系统工作压力为 14mpa，通过调节换向阀体上的溢流阀来实现。a.转载机回路转载机回路由三联齿轮泵的后泵（40 泵）向转载马达供油，通过一手动换向阀控制马达的正反转。系统工作压力为 10mpa，通过调节换向阀体上的溢流阀来实现。b.锚杆钻机回路锚杆钻机回路由一台 15kw 电机驱动一台双联齿轮泵，通过二个手动换向阀可同时向两台液压锚杆钻机供油。系统工作压力为 10mpa，通过调节换向阀体上的溢流阀来实现。c.油箱补油回路油箱补油回路由两个截止阀、文丘里管和接头等辅助元件组成，为油箱加补液压油。如图3.10所

40、示，补油系统并接在锚杆钻机回路的回油管路上（若掘进机不为锚杆钻机提供油源，则补油系统并接在运输回路或转载机回路的回油管路上）。当需要向油箱补油时，截止阀关闭，截止阀开启，油液经过文丘里管时，在 a 口产生负压，通过插入油筒 5 内的吸油管吸入，将油补入油箱。在补油系统不工作时，务必将截止阀关闭，截止阀开启。图 3.10 补油回路原理图1- 换向阀 2-截止阀 3-截止阀 4-文丘里管5-装油容器 6-油箱 7-锚杆电机 8-双联齿轮泵8.几种主要液压元件的选型设计(1)吸油过滤器为了保护油泵及其它液压元件，避免吸入污染杂质，有效地控制液压系统污染，提高液压系统的清洁度，在油泵的吸油口处设置了两

41、个吸油过滤器，该过滤器为精过滤。当更换、清洁滤芯或维修系统时，只需旋开滤油器端盖(清洗盖)，抽出滤芯，此时自封阀就会自动关闭，隔绝油箱油路，使油箱内油液不会向外流出。这样使清洗、更换滤芯及维修系统变得非常方便。另外，当滤芯被污染物堵塞时，设在滤芯上部的油路旁通阀就自动开启，以避免油泵出现吸空等故障，提高液压系统的可靠性。（3）回油过滤器为了使流回油箱的油液保持清洁，在液压系统中设置了两个回油过滤器，该过滤器为粗过滤，位于油箱的上部。当滤芯被污染物堵塞或系统液温过低，流量脉动等因素造成进出油口压差为 0.35mpa 时，压差发讯装置便弹出，发出讯号，此时应及时更换滤芯或提高油液温度。更换滤芯时，

42、只需旋开滤油器滤盖(清洗盖)即可更换滤芯或向油箱加油。若未能及时停机更换滤芯时，则设在滤芯下部的旁通阀就会自动开启工作(旁通阀开启压力为0.4mpa，以保护系统。（4）四联手动换向阀四联手动换向阀，主要由进油阀、多路换向阀、回油阀三部分组成。进油阀有压力油口 p 和回油口 o，在 p 和 o 之间装有阀组总溢流阀。换向阀部分是由阀体和滑阀组成，滑阀的机能均为 y 型，阀体为并联型，因此，既可以分别操作又可以同时操作，当同时操作时工作速度减慢。当滑阀处于中位时，油泵通过阀组卸荷。为了防止工作腔的压力油向 p 腔倒流，设置了单向阀。（5）油缸本次设计中机器有四组油缸，共八根。截割机构升降油缸、回转

43、油缸、铲板升降油缸和后支撑油缸各两根，结构形式均相同，其中铲板升降油缸和后支撑油缸通用。（6）油箱本液压系统采用封闭式油箱(见图3.11)，采用 n68 号抗磨液压油。油箱采用二级过滤，设置了两个吸油过滤器和两个回油过滤器，有效地控制了油液的污染，并采用文丘里管补油，进一步降低了油液的污染。油箱上还配有液位液温计，当液位低于工作油位或油温超过规定值（70）时，应停机加油或降温。油箱冷却器采用了热交换量较大的板翅式散热器，总热交换量达40000kcal/h，以保障系统正常油温和粘度的要求。图 3.11 油箱1- 吸油过滤器 2-冷却器 3-油箱体 4-液位液温计 5-回油过滤器(7)六点压力表按

44、操纵台标牌表明的位置接好油管。旋转压力表表盘，其指针所指的位置即为标牌表明的回路的工作压力。a.内、外喷雾冷却除尘系统本系统主要用于灭尘、冷却掘进机切割电机及油箱，提高工作面能见度，改善工作环境，内、外喷雾冷却除尘系统如图3.12所示。水从井下输水管通过过滤器粗过滤后进入总进液球阀，一路经减压阀减压至 1.5mpa 后，冷却油箱和切割电机，再引至前面雾状喷嘴架处喷出。另一路不经减压阀的高压水，引至悬臂段上的内喷雾系统的雾状喷嘴喷出，当没有内喷雾时，此路水引至叉形架前方左右两边的加强型外喷雾处的线型喷嘴喷出。内喷雾配水装置安装在悬臂段内，8 个线型喷嘴分别安装在截割头的齿座之间；外喷雾喷雾架固定

45、在悬臂筒法兰上，安装有 10 个雾状喷嘴；加强型外喷雾的喷雾架固定在叉形架前端，安装有 8 个线型喷嘴。图 3.12 水系统原理图1-y 型过滤器 2-球阀 3-减压器 4-耐震压力表5-油箱冷却器 6-球阀 7-雾状喷嘴 8-线型喷嘴图3.1.4润滑正确的润滑可以防止磨损、防止生锈和减少发热，如经常检查机器的润滑状况，就可以在机器发生故障之前发现一些问题。比如，水晶状的油表示可能有水，乳状或泡沫状的油表示有空气；黑色的油脂意味着可能已经开始氧化或出现污染。润滑周期因使用条件的差异而有所不同。始终要使用推荐的润滑油来进行润滑，并且在规定的时间间隔内进行检查和更换，否则，就无法给机器以保障，因而

46、导致过度磨损以及非正常停机检修。润滑油的更换：在最初开始运转的三百小时左右，应更换润滑油。由于在此时间内，齿轮及轴承完成了跑合，随之产生了少量的磨损。初始换油后，相隔1500小时或者6个月内必须更换一次。当更换新润滑油时，清洗掉齿轮箱体底部附着的沉淀物后再加入新油。3.2电气部分3.2.1系统的组成电气系统由前级馈电开关、kxj250/1140eb 型隔爆兼本质安全型掘进机用电控箱、czd24/8 型矿用隔爆型掘进机电控箱用操作箱、xefb-127(36)/150 隔爆型蜂鸣器、dgy35/48(36)b(b) 矿用隔爆型机车照明灯、bza1-5/127-2 型矿用隔爆型控制按钮、kdd200

47、0 型瓦斯断电仪以及驱动掘进机各工作机构的防爆电动机和连接电缆组成。电气设备明细表见表3.1，驱动掘进机各工作机构电动机特征列于表3.2。本次设计的掘进机电控设备为 kxj250/1140eb 型隔爆兼本质安全型掘进机用电控箱（以下简称电控箱）、czd24/8 型矿用隔爆型掘进机电控箱用操作箱（以下简称操作箱），符合我国的煤矿安全规程、防爆规程和有关规程、标准的规定，适用于具有爆炸性危险气体（甲烷）和煤尘的矿井中，控制掘进机切割电机、油泵电机、备用电机及锚杆电机的运转，并对电机及有关线路进行保护。3.2.2系统的结构电控箱隔爆外壳由主腔和接线腔两个独立的隔爆部分组成。主腔面板装有隔离开关操作手

48、把（手把有通、断两个位置）、急停按钮（sb1）、电压表视窗和显示器视窗；主腔中门板装有控制器、继电器、显示器、电压表；主腔后壁装有各回路接触器、阻容吸收器、互感器；主腔顶板装有熔断器；右底板装有主变压器、隔离变压器和电源部分的熔断器等；左底板装有保护器（jb）和五个接头座；主腔和接线腔之间的连接板上装有九星盘和接线端子。电控箱门与箱体为螺栓紧固，并设有回转铰链。电控箱箱体通过减震器和主机连接。操作箱为矿用隔爆型。操作箱分为二个通过接线端子相互连接的独立腔体，上边为进出线腔，下边为主腔。进出线腔内设有接线端子和内接地端子。主腔门上装有转换开关、控制按钮等。表 3.1 电气设备明细表序号名 称数量

49、型 号生 产 厂 家1电控箱1kxj250/1140eb煤科院太原分院2操作箱1czd24/8煤科院太原分院3隔爆型蜂鸣器1xefb-127(36)/150天津煤矿专用设备厂4矿用隔爆型控制按钮1bza1-5/127-2佳木斯煤机厂5矿用隔爆型机车照明灯3dgy35/48(36)b(b)沈阳第三防爆灯厂6瓦斯断电仪1kdd2000淄博7切割电机1ybus3-120抚顺煤矿电机厂8油泵电机1yb250m-4抚顺煤矿电机厂9锚杆电机1yb160l-4南阳防爆集团有限公司10备用电机1选用选用表 3.2 电动机技术特征表 机构名称电机特征 切割电机油泵电机锚杆电机备用电机型 号ybus2-120yb

50、250m-4yb160l-4选用额定功率（kw）12055157.5kw /11kw额定电压（v）660/1140660/1140660/1140660/1140额定电流（a）133/7759.0/34.117.4/10.1功率因素0.850.86效率（%）92981.电控箱的主要技术参数额定电压：v 主回路： ac：1140/660控制回路：ac：220、36 dc：24额定电流：a 250额定频率：hz 50主回路数：4660/1140v 电压下各回路的额定电流大小为：切割回路：130/75a；油泵回路：59.0/34.1a；锚杆回路：17.4/10.1a；备用回路：4.5/7.7a（7.5kw） 6.6/11.3a（11kw）。机载功率：kw 190注： a、1140/660表明该电气系统为双电压供电系统（既可以用在 1140v 也可以用在 660v 电压等级下，但两种电压换用时需要重新整定电控系统； b、7.5kw/11kw 表明该电气系统所配备用电机可以为双功率（