第九章：装载机

第九章装载机械

第一节：概述一、作用及特点

装载机的作用就是将工作面爆破后崩落下来的岩石或煤装载到运输设备中运出工作面。

装载是一项工作量大，劳动强度高的工序。它的劳动量约占全部掘进工作量的65%左右。

在掘进工作面采用装载机装载，实现了装载的机械化，是减轻工人劳动强度，加快掘进速度，降低生产成本的重要途径。二、类型1、按工作机构的结构可分为：

1）耙斗装载机2）铲斗装载机3）蟹爪装载机2、按驱动方式可分为：1）电动驱动；2）气动驱动；3）电液驱动。3、按行走方式可分为：1）轮胎式；2）履带式；3）轨轮式；4）雪橇式。4、按作业过程的特点可分为：1）连续作业式；2）间歇作业式。第一节耙斗式装载机

1963年开始在我国煤矿中推广使用的耙斗装载机（简称耙装机），目前已普及各矿区，占装载机使用台数的80%左右，成为我国煤矿巷道掘进的主要装岩设备。该机具有结构简单，制造和维修方便，便于搬运和操作简便等特点。缺点是钢丝绳及耙斗磨损较快。适用于矿山平巷和倾角30°以下斜井巷道装岩，其装载能力一般为15-200m3/h。一、总体结构及工作过程耙装机主要由耙斗、绞车、台车和料槽等部分组成。二、主要部件的结构1.耙斗

1）结构；耙斗是耙装机的工作机构，分为平板齿，梳齿两种。2）结构参数在装载行程中，耙斗被向前牵引，耙斗的自重使它逐渐插入渣堆，耙斗内的岩渣，沿着耙斗的尾帮升高并翻滚，耙斗被逐渐装满，插入渣堆的阻力也随着增大。当耙斗的自重和插入阻力达到平衡后，插入渣堆的深度就不再增加。因此，耙斗的形状和重量直接影响耙装机的生产率。耙斗越重则插入渣堆的深度可能越大。但是，过重则可能把巷道底版破坏，并且移动的摩擦阻力也大，而耙斗插入渣堆过深，岩渣也会溢出斗外，无谓地损失动力。

当然，耙斗也不宜太轻，否则不容易插入渣堆，装不满，甚至可能翻斗而无法工作。根据我国煤矿使用耙斗装载机的经验，推荐按下式确定耙斗重量

式中G—耙斗重量（kg）；

V—耙斗容积（m3）；

K—耙斗插入渣堆的阻力强度（kg.f/㎡），可按表1取值；

l—耙斗的装载行程，可取为2～3（m）；

γ—岩渣的重率（kg/m3）；

c—斗宽系数，可按表2取值；

α—耙斗的耙角；

β—耙斗的后角。表1耙斗插入渣堆的阻力强度K岩渣的块度（㎜）<150>150爆破不良阻力强度K（kg.f/㎡）2000～30003000～50005000～9000表2斗宽系数c耙斗宽度（m）0.6～0.70.8～0.91.0～1.11.2～1.5斗宽系数c0.10.20.30.5

根据此式确定耙斗重量考虑了耙斗宽度、岩渣块度、岩渣重率、耙斗装满行程、耙斗容积和耙斗的插入角和后角等因素，因而是比较全面和比较合理的。在装载过程中，耙斗齿插入渣堆的角度是变动的，不便于计量。通常可认为它接近耙斗处于水平位置时，耙齿内侧面与水平面的夹角（称为耙角α）。耙齿外侧面与水平面的夹角，称为后角β。

耙装中等块度和中等坚硬度的岩渣时，耙斗的耙角可参照表3选取。在上山巷道装载时，耙角应适当减小。除非情况特殊，装载机一般按平巷的情况选取耙角。耙角过大时，耙斗容易在渣堆上崩跳，不容易装满；过小时，又会增大插入渣堆的阻力，也不容易装满。耙斗的后角应小于耙角，斗齿应有足够的强度。表3耙斗的耙角巷道倾角0º<25º上山耙角α55～60º65～75º<55º

耙斗的长度、宽度和高度应保持适当的比例。耙斗过长不能充分利用耙斗的有效容积，过宽则耙斗装载机的溜槽也将加宽。根据经验，耙斗长、宽、高的合理比例是2：1.5：1。重心应在前后端钢丝绳牵引点的连线以下。平巷中使用的耙斗，重心最好在通过斗齿齿尖的垂直线上；斜巷中使用的耙斗，重心应略偏于耙斗的尾帮。2、绞车耙斗装载机的绞车有三种类型：行星轮式、圆锥摩擦轮式和内涨摩擦轮式。行星轮式结构紧凑，工作平稳，操作省力，但结构复杂；内涨摩擦轮式结构简单，工作可靠，维修量小；圆锥摩擦轮式结构简单，但操作费力，故障较多，目前已基本不用。

P一30B型耙斗式装载机的绞车是采用行星齿轮传动的双滚筒绞车，由电动机2、减速器1、带式制动闸3、回程卷筒4、工作卷筒5、辅助闸6和绞车架7等部分组成。行星轮式绞车传动系统如图示；

1）传动系统绞车的传动系统如图所示。电动机启动后，经减速器内齿轮Z1—Z2—Z3—Z4—Z5，使绞车主轴转动。主轴上用花键固定着2个中心轮Z6和Z9，分别与3个行星齿轮Z7和Z10啮合，并与相应的内齿圈Z8和Z11组成2套行星齿轮传动机构，传动工作卷筒5和回程卷筒4。制动带卷筒

2）主轴部件绞车的主轴部件主要由工作卷筒1和回程卷筒8、内齿圈3和6、行星轮架4、绞车架7和9、行星轮11、中心轮12、主轴13和轴承等部分组成，如图所示。3）带式制动闸带式制动闸主要由钢带4、钢丝石棉带5、摇杆8和拉杆10等部分组成闸带，如图所示。

3）操纵机构操纵机构主要由回程卷筒操纵手把1、工作卷筒操纵手把2、拉杆3与4、短杆6、长杆7和连杆9等部分组成，如图所示。4）辅助闸辅助闸主要由铜丝石棉带1、闸瓦2、接头4、支座5、弹簧6、活塞7、手把8和把座9等部分组成，如图所示。

3．台车台车由台车架、车轮、弹簧碰头组成。它是耙斗装载机的机架和行走部分，并承载着耙斗装载机的全部重量。在台车上安有绞车、操纵机构以及支撑中间槽的支架和支柱。台车前、后部挂有四套卡轨器，用以耙斗装载机工作时固定台车。

4．料槽料槽是耙装的岩渣所经过的通道，它由进料槽、中间槽和卸料槽等组成。第二节铲斗式装载机一、概述

铲斗式装载机是煤矿岩巷比较常用的一种装载机，分为直接卸装式，带运输机式和带储矿仓式三类。煤矿常用的主要是直接卸装式。

铲斗装载机用铲斗从工作面底板上铲取物料，将物料卸入矿车或其他运输设备，是煤矿岩巷掘进时使用较多的一种装载机械。煤矿使用的主要是直接卸载式，按卸载方式不同分为后卸式、侧卸式和前卸式三种。后卸式和侧卸式使用较多。

Z一20B型后卸式铲斗装载机用于井下掘进巷道中装载岩石。它是以铲斗铲取岩石，然后使铲斗提起后翻，将铲斗内的岩石卸人矿车的一种机械。其符号的意义是：Z一装载机；20一铲斗容积为0.20m3；B一设计序号。该机适用于水平或倾角小于8°、高度（自轨面算起）不小于2.4m的岩巷掘进时装载岩石，装岩石块度最大不超过500mm，岩石块度在200一300mm之间时其装岩效率最高。由于该机的电气设备是防爆的，因此允许在有瓦斯及煤尘爆炸危险的矿井中使用。该机不但可以装岩石，而且还可以装煤和半煤岩。铲斗式装载机又称铲装机，主要用于井下岩巷掘进工作面装载岩石，故又称装岩机。优点：其结构紧凑，尺寸小，机动灵活，适应性强，能在弯曲巷道中工作。铲斗装载机是利用铲斗铲取岩石，然后提升铲斗将岩石卸入矿车或其他运输设备，卸载后再将铲斗放下进行第二次铲取。由于其铲装过程为间断式装载过程，故适宜装载较大块度且坚硬的岩石。二、后卸式铲斗装载机1.组成与工作原理它由工作机构、提升机构、回中机构、行走机构和操纵机构等构成。工作过程是：装载机在距离岩石堆1一1.5m处放下铲斗2，开动轨轮行走机构1前进，使铲斗2插人岩堆；然后开动提升机构电动机，使铲斗边插入岩石堆边提升，直到装满铲斗，然后使行走机构反向后退。机器后退时，继续提升铲斗，同时斗柄3沿回转座4上的导轨滚动，直到铲斗向后翻转到末端位置（图中虚线位置）；

待斗柄碰撞缓冲弹簧5后，铲斗内的岩石以惯性抛出而卸入连接在机器后部的矿车内。与此同时，关闭提升机构电动机，铲斗靠自重和缓冲弹簧的反力返回到原位置（图示位置）；同时使行走机构再换向，机器又向前冲向岩石堆，铲斗再次插人岩石堆，进行第二个工作循环。2.主要部件结构1）铲斗工作机构其结构如右图示2）提升机构3）稳定钢丝绳的工作情况4）回中机构回转机构的作用是使铲斗工作机构跟着回转座沿水平左、右回转，以扩大装载宽度，并保证将铲斗里的岩石准确装人矿车。回转机构如图所示。

5）、行走机构行走机构的作用是实现机器的前进或后退并借助机器前进时的推力使铲斗插人岩堆。行走机构由轨轮、箱体、电动机、回转托盘及铲斗等部分组成，如图所示三、侧卸式铲斗装载机

1、类型：按驱动方式分为气动、电动和电一液驱动三种。按铲斗臂的结构形式分为固定斗臂、伸缩斗臂和摆动斗臂三种。大多数侧卸式装载机采用固定式斗臂结构。2、组成和工作原理：侧卸式铲斗装载机主要由工作机构、行走机构、液压系统、电气系统和操纵系统等组成。

装载机工作时，首先将铲斗1放到最低位置，开动行走机构2使机器前进；借助行走机构的力量，使铲斗插人料堆；铲斗插人料堆后，在机器前进的同时开动两个翻斗液压缸，使铲斗上升装满物料；铲斗升到一定高度后，机器退至卸料处，操纵侧卸液压缸，将斗内物料卸人（直接或通过带式输送机）矿车；然后铲斗恢复原位，同时，装载机回到装载料堆处，至此完成一个工作循环。主要部分结构1）铲斗工作机构

2）行走机构该机采用履带行走装置，主要由电动机、减速器、“四轮一带，'．履带架、履带张紧装置及横梁等组成。两条履带采用独立的传动装置分别驱动。电动机经三级齿轮减速后带动驱动轮。履带与驱动轮啮合，导向轮在履带架前端，对履带起导向和张紧作用。托带轮承托上部履带，防止履带侧向滑移和下垂。整机重量通过支重轮压在下部履带上，并沿履带轨道移动。第三节蟹爪式装载机

扒爪装载机（曾称蟹爪）装载机是一种连续作业的装载机，主要用于巷道掘进中装载爆落的煤岩，装载能力一般为35一20Om3/h。扒爪装载机按转载运输机形式分为整体式（多为刮板输送机）和分段式（前段多为刮板输送机，后段多为胶带输送机）两种。目前应用较为广泛的扒爪装载机是具有整体运输机、履带行走的电动扒爪装载机。一、组成：蟹爪工作机构、转载机构、行走机构、动力装置等。二、传动系统：传动蟹爪的系统传动刮板链的系统传动履带的系统传动油泵的系统三、主要优点：是连续装载，生产率高，工作高度很低，适合在较矮的巷道中使用。早期生产的蟹爪装载机，因结构和材质的原因只能用于装煤或软岩。近年米由于采用了合理的结构和优质材料，蟹爪装载机亦可装中硬以上的岩石。1．扒爪工作机构

2．转载机构

3．履带行走机构履带行走机构主要由机架、链轮、履带链及紧链装置等部分组成，如图所示。4．液压传动系统液压传动系统如图所示。该液压系统共有6个油缸，其中2个为前升降油缸、2个为后升降油缸，另外2个为回转油缸。每2个油缸是由1个换向阀控制，各换向阀和操纵手把P1、P2、P3（见图9一19）都集中安装在机器的右侧。

第四节立爪装载机

立爪装载机是从上方及两侧扒取爆落的煤岩，经自身的转载机构卸载的装载机，适用于矿山巷道和平铜施工，装载能力一般为90一180m3/h。（一）组成与工作原理如图所示，立爪装载机主要由工作机构、输送机构、行走机构和操纵机构等组成。工作机构

第五节扒爪立爪装载机

用扒爪和立爪