掘進(jìn)機(jī)第八小組1神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制序言

懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)是一種綜合掘進(jìn)設(shè)備，集切割、行走、裝運(yùn)、噴霧滅塵于一體，包含多種機(jī)構(gòu)，具有多重功能。懸臂式掘進(jìn)機(jī)作業(yè)線主要由主機(jī)與后配套設(shè)備組成。主機(jī)把巖石切割破落下來，轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)把破碎的巖渣轉(zhuǎn)運(yùn)至機(jī)器尾部卸下，由后配套轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)運(yùn)走。懸臂式掘進(jìn)機(jī)的切割臂可以上下、左右自由擺動(dòng)，能切割任意形狀的巷道斷面，切割出的表面精確、平整，便于支護(hù)。履帶式行走機(jī)構(gòu)使機(jī)器調(diào)動(dòng)靈活，便于轉(zhuǎn)彎、爬坡，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。該系列掘進(jìn)機(jī)主要用于采煤準(zhǔn)備巷道的掘進(jìn)，適用于掘進(jìn)破碎煤巖硬度f4-12，斷面6-50m2的煤或半煤巖巷道，也可用于其他巷道施工，斷面形狀任意。一般來說，這類懸臂式掘進(jìn)機(jī)的重量為20～120t，最大切割功率已達(dá)300kW，能切割巖石的最大單向抗壓強(qiáng)度可達(dá)170MPa。2神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制3神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制第一部分懸臂掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)第二部分

掘進(jìn)機(jī)工作原理第三部分結(jié)構(gòu)第四部分操作要求第五部分操作前的檢查第六部分掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)的安全第七部分掘進(jìn)機(jī)的維護(hù)目錄4神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制第一部分懸臂掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著技術(shù)的更新進(jìn)步，懸臂掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：1、從半煤硬巖型向全巖方向發(fā)展：為了真正能切割半煤硬巖，特別是全巖，在破巖方法和效率、減振防振上下功夫，其目的是提高掘進(jìn)效率，特別是在無法采用炮掘的場(chǎng)合(上面是采空區(qū)，道路下、建筑下、水體下掘進(jìn))進(jìn)行半煤硬巖和全巖硬巖的掘進(jìn)。2、向重型化發(fā)展：目前在國(guó)內(nèi)已有進(jìn)口的機(jī)重在100噸的橫軸式掘進(jìn)機(jī),機(jī)重為115噸的掘進(jìn)機(jī)也在進(jìn)口之中，其目的是增加主機(jī)的穩(wěn)定性。3、除塵噴霧：內(nèi)、外噴霧系統(tǒng)齊全，有效抑制粉塵，改善工人操作環(huán)境。5神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制4、主輔機(jī)一體化：目前以掘錨一體化、掘鉆一體化為主，在破碎頂板的情況下，還產(chǎn)生了機(jī)載超前臨時(shí)支護(hù)機(jī)的掘護(hù)一體化的需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，巷道支護(hù)約占用40％-50％的掘進(jìn)作業(yè)時(shí)間。為了提高掘進(jìn)速度，應(yīng)根據(jù)巷道支護(hù)的要求，在掘進(jìn)機(jī)上裝備有錨桿鉆機(jī)，超前臨時(shí)支護(hù)裝置等，以提高工作效率。5、實(shí)行緊湊化設(shè)計(jì)，降低機(jī)器高度。如奧地利AM65型、德國(guó)ET110型的機(jī)高都低于1.5m。我國(guó)南方地區(qū)的巷道寬度只有1.8米，也要實(shí)現(xiàn)機(jī)掘。6、掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)控制及遠(yuǎn)程遙控：掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)控制及遠(yuǎn)程遙控的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)井下自動(dòng)化無人值守機(jī)掘工作面。

第一部分懸臂掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)6神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制

第二部分

掘進(jìn)機(jī)工作原理液壓：當(dāng)啟動(dòng)油泵電機(jī)時(shí)，柱塞泵隨即啟動(dòng)，同時(shí)分別向油缸回路、行走和運(yùn)輸機(jī)回路、裝載回路供液壓油。油缸回路通過四聯(lián)多路換向閥分別控制操作四組油缸，即：截割升降、回轉(zhuǎn)、鏟板升降、支撐油缸。并由這四組油缸來完成掘進(jìn)機(jī)所需的各種動(dòng)作。裝載回路通過比例減壓閥來控制一個(gè)兩聯(lián)比例換向閥的動(dòng)作來控制裝載馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)。電氣：油泵電機(jī)的控制與切割電機(jī)的控制，切割電機(jī)分為低速啟動(dòng)與高速啟動(dòng)截割：掘進(jìn)機(jī)由160kw的交流恒功率雙速水冷電動(dòng)機(jī)輸入動(dòng)力，軸套傳至二級(jí)行星減速器，經(jīng)懸臂段將動(dòng)力傳給切割頭，通過切割頭的旋轉(zhuǎn)和履帶推進(jìn)實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)運(yùn)動(dòng)，通過切割頭的旋轉(zhuǎn)和升降以及回轉(zhuǎn)臺(tái)水平回?cái)[實(shí)現(xiàn)徑向切割，從而達(dá)到破碎煤巖的目的。掘進(jìn)機(jī)切割電機(jī)高低速工作時(shí)，額定功率均為160kw，所以低速時(shí)速度低，輸出扭距大，適合于硬巖切割；高速時(shí)速度高，輸出扭距小，適合于軟巖及煤巖切割。7神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制第三部分、結(jié)構(gòu)8神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制1、截割部

截割部由截割頭、伸縮部、截割減速機(jī)、截割電機(jī)組成。截割頭為園錐臺(tái)形，截割頭最大外徑為1120（1000）mm，長(zhǎng)925（950）mm，在其圓周分布42（40）把鎬形截齒，截割頭通過花鍵套和2個(gè)M30（M24)的高強(qiáng)度螺栓與花鍵軸相聯(lián)。伸縮部位于截割頭和截割減速機(jī)中間，通過伸縮油缸使截割頭具有550（500）mm的伸縮行程。截割減速機(jī)是兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，它和伸縮部用26個(gè)M24的高強(qiáng)度螺栓相聯(lián)。截割電機(jī)為雙速水冷電機(jī)，使截割頭獲得2種轉(zhuǎn)數(shù)，它與截割減速機(jī)通過定位銷和25個(gè)M24的高強(qiáng)度螺栓相聯(lián)。9神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制1、截割部10神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制1、截割部1、切割頭可伸縮，因此有以下四大優(yōu)點(diǎn)：（1）在破碎頂板時(shí)巷道中線處的空頂距可控制得很小，從而安全性高；（2）只有伸縮才好配置機(jī)載錨桿機(jī)；（3）在掘進(jìn)機(jī)陷入泥中時(shí)，可通過切割頭的伸縮進(jìn)行自救；（4）底板破碎時(shí)不會(huì)加劇其泥化；2、突破行業(yè)除塵難關(guān)（1）專利內(nèi)噴霧水密封外置。（2）專利內(nèi)置端面密封加自動(dòng)補(bǔ)償式水密封。（3）專利自動(dòng)防堵內(nèi)噴霧噴嘴。（4）強(qiáng)霧少水外噴霧噴嘴。（5）內(nèi)噴霧加強(qiáng)四道密封，可靠性高。3、軸承選用FAG進(jìn)口軸承、密封選用派克進(jìn)口密封，可靠性高。4、截割頭升降回轉(zhuǎn)可同時(shí)進(jìn)行11神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制1、截割部5、截割電機(jī)、截割減速器采用特殊的螺紋連接確保在截割強(qiáng)震動(dòng)下螺栓不松動(dòng)。6、減速機(jī)齒輪副采用全新的熱處理工藝和齒面強(qiáng)化工藝，比現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)減速機(jī)齒輪強(qiáng)度提高20％以上，采用磨后表面強(qiáng)化，噪聲不高于78分貝（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為不高于85分貝）。與強(qiáng)化前相比，齒根彎曲強(qiáng)度提高2倍，齒面疲勞強(qiáng)度提高到130%。7、伸縮部主軸承由中載系列改進(jìn)為重載系列，伸縮部?jī)?nèi)筒加厚，使其整體壽命提高30%以上8、伸縮筒選用27SiMn,熱處理后性能好.12神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制1、截割部(伸縮部）13神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制1、截割部(減速機(jī)）14神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制2、鏟板部

鏟板部是由鏟板本體、側(cè)鏟板、鏟板驅(qū)動(dòng)裝置、從動(dòng)輪裝置等組成。通過兩個(gè)低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)星輪，把截割下來的物料收集到第一運(yùn)輸機(jī)內(nèi)。鏟板部的兩個(gè)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)采用一個(gè)液壓分流器，使兩個(gè)液壓馬達(dá)在工作時(shí)能夠獲得均衡的流量，確保星輪平穩(wěn)一致。鏟板寬度2.9(3.0)m，鏟板本體、側(cè)鏟板用M24高強(qiáng)度螺栓連接，鏟板在油缸作用下可向上抬起，向下臥底。15神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制2、鏟板部1、驅(qū)動(dòng)部采用低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)；馬達(dá)標(biāo)配為國(guó)產(chǎn)馬達(dá)，根據(jù)需要也可選配性能優(yōu)良的進(jìn)口馬達(dá)。2、取消鏟板減速機(jī)和中間軸裝置，降低故障率。3、星輪與馬達(dá)直聯(lián)；使維修拆裝更為方便。4、鏟板鏡板采用耐磨板。5、軸承采用德國(guó)FAG軸承（經(jīng)國(guó)際權(quán)威部門檢測(cè)，其使用壽命是國(guó)產(chǎn)軸承的7.5-7.8倍）。6、星輪爪數(shù)可根據(jù)客戶要求自選三爪或六爪。16神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制3、第一運(yùn)輸機(jī)部第一運(yùn)輸機(jī)采用分體焊接結(jié)構(gòu)，分為前溜槽和后溜槽兩部份。采用雙邊鏈運(yùn)輸。1、選用18×64煤礦通用圓環(huán)鏈。2、低速大扭矩雙（單）液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，減少故障點(diǎn)維修方便；液壓馬達(dá)有兩種一種為國(guó)產(chǎn)馬達(dá)、另一種為進(jìn)口馬達(dá)。3、可選配液壓油、脂缸、絲杠張緊。4、一運(yùn)全部為耐磨鋼板，溜槽底板采用進(jìn)口K400優(yōu)質(zhì)耐磨板。5、設(shè)計(jì)直溜槽，方便運(yùn)料。17神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制3、第一運(yùn)輸機(jī)部18神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制4、本體部

本體部位于機(jī)體的中部，是以高強(qiáng)厚鋼板為主材焊接而成的箱形結(jié)構(gòu)。本體的右側(cè)裝有液壓系統(tǒng)的泵站，左側(cè)裝有操縱臺(tái)，前面上部回轉(zhuǎn)臺(tái)裝有截割部，下面裝有鏟板部，中間裝有第一運(yùn)輸機(jī)，在其左右側(cè)下部裝有行走部，后部裝有后支承部?；剞D(zhuǎn)臺(tái)是用來垂直和水平移動(dòng)截割部的，它與本體架用回轉(zhuǎn)軸承相連，在切割工況條件十分不好的條件保證作業(yè)時(shí)平穩(wěn)工作。回轉(zhuǎn)油缸本體架回轉(zhuǎn)臺(tái)19神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制4、本體部1、采用三柱式回轉(zhuǎn)支承，比單柱式提高承載能力30%以上。2、鉸點(diǎn)處軸套全部采用銅套，拆裝方便。3、回轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行CAE分析保證剛強(qiáng)度20神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制5、行走部行走部包括履帶架、馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)輪、張緊輪履帶板等部分，是用兩臺(tái)液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)，通過減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)鏈輪及履帶實(shí)現(xiàn)行走。1、可選用液壓油、脂缸張緊；設(shè)有彈簧減震裝置。2、履帶架通過鍵及M24的高強(qiáng)度螺栓固定在本體兩側(cè)，在其側(cè)面有蓋板,方便張緊油缸的拆卸。3、行走減速機(jī)與履帶架、行走減速機(jī)與驅(qū)動(dòng)鏈輪采用高強(qiáng)度特殊螺紋連接，在強(qiáng)震動(dòng)下不松動(dòng)。4、可選用支重輪和摩擦板式行走部。21神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制5、行走部（履帶式支重輪結(jié)構(gòu)）22神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制5、行走部(整體履帶結(jié)構(gòu)摩擦板式）23神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制6、后支撐部

后支承用來減少工作時(shí)機(jī)體的振動(dòng)，防止機(jī)體橫向滑動(dòng)，在兩邊分別裝有升降支承腿油缸。電控箱、泵站電機(jī)都固定在后支承上，后部配有與二運(yùn)連接的旋轉(zhuǎn)托架。24神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制6、后支撐部1、采用箱形焊接結(jié)構(gòu)；整體剛性好。2、與本體采用特殊螺紋連接，在強(qiáng)震動(dòng)下不松動(dòng)。3、二運(yùn)回轉(zhuǎn)角度達(dá)到45°25神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制7、水系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)水系統(tǒng)由外噴霧和內(nèi)噴霧兩部分組成。內(nèi)、外噴霧裝置安裝在截割部。水系統(tǒng)的外來水經(jīng)過濾器和球閥后分兩條路：第一分路經(jīng)過減壓閥（3MPa）進(jìn)入內(nèi)噴霧將水直接噴出；第二分路經(jīng)過減壓閥（1.5MPa）后又分兩路，一路到油冷卻器進(jìn)入外噴霧；另一路經(jīng)過切割電機(jī)后進(jìn)入外噴霧，起到滅塵和冷卻截齒的作用。潤(rùn)滑系統(tǒng)確保對(duì)掘進(jìn)機(jī)的關(guān)鍵部位進(jìn)行油、脂補(bǔ)充，確保掘進(jìn)機(jī)良好地運(yùn)轉(zhuǎn)。26神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制8、液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)包括液壓油箱、變量柱塞泵、多路閥、液壓先導(dǎo)操作臺(tái)、液壓馬達(dá)、油缸、冷卻器以及各油管總成、膠管總成、接頭、密封件，六點(diǎn)壓力表等，其主要部件為國(guó)際品牌（力士樂）。9、電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)相當(dāng)于人的神經(jīng)，它同液壓系統(tǒng)一起使掘進(jìn)機(jī)各機(jī)械部分聯(lián)動(dòng)，完成掘進(jìn)工作。主要由防爆操作箱、防爆電控箱、截割電機(jī)、油泵電機(jī)、（錨桿電機(jī)）、電動(dòng)滾筒、礦用隔爆型壓扣控制按鈕、防爆電鈴、照明燈、防爆電纜等組成。

以上兩部分具體結(jié)構(gòu)原理由專業(yè)液壓、電氣工程師來介紹，這里就不贅述了。27神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制

第四部分操作要求掘進(jìn)機(jī)由兩人操作，一人為正司機(jī)，負(fù)責(zé)操作機(jī)器、切割巖層；一人為副司機(jī)，負(fù)責(zé)地下檢查、維護(hù)電纜等安全事項(xiàng)。

掘進(jìn)機(jī)司機(jī)在上崗前必須經(jīng)過半年以上的培訓(xùn)和實(shí)習(xí)，了解機(jī)器的結(jié)構(gòu)、性能與操作方法，經(jīng)職業(yè)技能部門考核鑒定并獲得技術(shù)等級(jí)證書后方可上崗，其他人員不得擅自操作掘進(jìn)機(jī)。

28神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制

第五部分操作前的檢查1、作業(yè)環(huán)境檢查：工作面支護(hù)是否符合作業(yè)規(guī)程規(guī)定；工作面瓦斯?jié)舛仁欠癯蕖９ぷ髅嬗袩o障礙；供電、供水情況是否正常；掘進(jìn)機(jī)配套設(shè)備是否正常。2、掘進(jìn)機(jī)機(jī)體本身的檢查：各操作手把和按鈕位置是否靈活可靠；截齒是否齊全、鋒利；各零部件是否齊全、緊固、可靠；各減速器、液壓缸及油管有無漏油、缺油現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)漏油應(yīng)按有關(guān)規(guī)定及時(shí)處理，發(fā)現(xiàn)缺油應(yīng)及時(shí)注油；刮板鏈、履帶鏈松緊程度是否適宜；電纜、水管、噴霧滅塵裝置是否正常；29神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制

第六部分掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)的安全1、皮帶延伸的安全

重點(diǎn)檢查內(nèi)容：迎頭及掘進(jìn)機(jī)兩側(cè)人員物料，掘進(jìn)機(jī)各操作把手及閉鎖裝置，橋式皮帶聲光信號(hào)，掘進(jìn)機(jī)小跑車，跟機(jī)電纜，皮帶機(jī)尾，機(jī)尾固定。

2、截割作業(yè)安全重點(diǎn)檢查內(nèi)容：迎頭段支護(hù)，綜掘機(jī)冷卻噴霧系統(tǒng)，各部運(yùn)輸機(jī)，機(jī)后凈化水幕，除塵風(fēng)機(jī)，綜掘機(jī)兩側(cè)及迎頭物料人員撤出情況，小跑車，跟機(jī)電纜。30神東煤炭綜合采掘機(jī)械國(guó)產(chǎn)化重大技術(shù)裝備研制

第七部分掘進(jìn)機(jī)的維護(hù)