掘进机课件解析

综掘机原理与结构综掘机原理与结构 目目 录录一、概述一、概述二、部分断面掘进机二、部分断面掘进机 1、纵轴式（）、纵轴式（）2、横轴式（了解）、横轴式（了解）三、综掘机维修保养及操作规程三、综掘机维修保养及操作规程四、综掘机故障的排除四、综掘机故障的排除五、全断面掘进机（了解）五、全断面掘进机（了解）概概 述述 掘进机械主要用于矿山及地下工程中的巷道掘进。同传统的钻爆法相比，采用掘进机作业，具有掘进速度快、巷道成型和稳定性好、超挖量小、瓦斯突出少、利于支护、工程量小、劳动强度低、生产安全等优点。我矿主要应用的掘进机是EBZ230掘进机。EBZ230 掘进机集成了国际先进技术，拥有自主知识产权，能够实现连续切割、装载、运输作业。整机具有以下特点：1、整机配置高、技术先进、可靠性好、重心低、机器稳定性好；截割部不伸缩，采用国际上最先进的轴承与截齿等，破岩能力强；2 2、内喷雾采用专利技术，截齿后喷雾、内漏检测；进口格来圈密封双位调换和配有支承环,延长格来圈密使用寿命；3、铲板镜面双向大倾角，马达直接驱动星轮，利于装料和清底4、中间运输机平直机构，与铲板构成四联杆滑移，铲板抬起或卧底时第一运输机双链长度变化非常小；龙门高、运输通畅，采用中双链结构、高强度耐磨钢板，提高溜槽及刮板使用寿命；5、本体采用厚板箱型结构焊接，稳固可靠;6、行走驱动采用进口马达与减速器高度集成，驱动力大，性能可靠;7、液压系统恒功率、压力切断、负载敏感控制功能8、电气系统技术先进，采用模块化设计，操作箱具有液晶汉字动态显示故障自诊断及记忆功能。目前，国内外研制和生产的掘进机，按工作机构的工作方式不同可分为：循环作业式部分断面掘进机和连续作业式全断面掘进机两大类。循环作业式部分断面掘进机主要适用于煤及半煤巷道。连续作业式全断面掘进机主要适用于开掘岩巷。现在的掘进机正向着一下几个方面发展：1、增强截割能力、增强截割能力为了实现较强的截割能力，采用较大的截割功率和较好的截割速度。现代中重型部分断面掘进机的截割功率为30200KW，超重型机为200KW以上，个别机型达400KW。截割头转速一般为2050r/min，截割速度为12m/s,截割力为100200KN，经济截割强度达到100124MPa，最大达到206MPa。（现代全断面掘进机则采用大直径盘形滚刀，加大推力和刀盘驱动功率，截割强度可达300MPa。）2、提高工作可靠性、提高工作可靠性由于地质条件复杂多变，使掘进机在工作时承受交变的冲击载荷，且磨损和腐蚀严重。而井下环境恶劣，空间狭小，检修不便，因此要求通过完善的设计、高质量的制造及合理的适用和良好的维护实现掘进机较长的无故障工作时间及较高的可靠性。3、采用紧凑化设计，降低重心，、采用紧凑化设计，降低重心，提高工作稳定性提高工作稳定性 针对掘进机悬臂长度的限制，截割反力较大，不利于机器稳定工作的特点，应采用紧凑化设计，努力降低机器的重心，并在机器的后部或两侧增设液压缸稳定器，以提高机器的工作的稳定性。4、增强对各种复杂地质条件的、增强对各种复杂地质条件的适应性适应性 部分断面掘进机采用宽履带，以减少比压；增大履带的驱动功率，以增强牵引力和爬坡能力，从而提高对各种底板工况的适用性，满足拖挂转载机的需要。5、研究新型刀具和新的截割技术、研究新型刀具和新的截割技术 为增强截割能力、提供刀具的使用寿命，应努力改进刀具的结构，采用新材料，研究新的破岩方法。目前，各国都在研究和试验用高压水射流辅助破岩，以提高截割效果、降低刀具损耗和能量损耗。6、发展自动控制技术、发展自动控制技术现在掘进机采用激光定向来控制推进方向；用微机技术精确控制断面轮廓尺寸或采用光电传感器和逻辑电路显示截割头在巷道中的位置，进行同步跟踪动作，以减少超挖量；进行机器运行状态检测和故障诊断；实现导向和截割工作的遥控，已取得了良好的使用效果，正在进一步推广和完善。7、发展掘锚机组、发展掘锚机组 实现快速掘进实现快速掘进 传统型式的悬臂式部分断面掘进机和 采煤机均不能实现支护工作的机械化，不能连续作业，制约了巷道掘进速度，降低了掘进效率。部分断面掘进机部分断面掘进机工作原理1、悬臂工作机构 截割头、截割电动机和截割减速器的壳体相连接，共同组成了截割悬臂。工作时电动机通过减速器驱动截割头旋转，利用装在截割头上的截齿破碎煤岩。截割头纵向推进力由行走履带（或伸缩悬臂的推进液压缸）提供。悬臂支撑机构中的升降和回转液压缸可驱动悬臂在垂直和水平方向摆动，以截割不同部位的煤岩，掘出所需形状和尺寸断面 2、悬臂支撑机构 由升降液压缸、回转液压缸和回转台组成，用以支撑铰接在回转装置上的悬臂，并使悬臂实现垂直和水平方向的摆动。3、装运机构 有装载机构和中间刮板输送机组成。电动机经减速后驱动刮板链和蟹爪或星轮，将截割破碎下来的煤岩集中装载、转运到机器后面的转载机或其他运输设备中，运出工作面。4、行走机构 采用履带式，使机器实现推进、调动、转弯等。5、液压系统 包括泵站、控制阀组、液压缸、马达及辅助液压元件，用以提供压力油，驱动和控制各液压缸及马达，使机器实现相应的动作，并进行液压保护。6、电气系统 向机器提供动力，驱动和控制机器中的所有电动机、电控装置、照明装置等，并可实现电气保护。7、除尘系统 由内、外喷雾装置组成。用以向动作面喷雾，除去截割时产生的粉尘。8、机架 用来安装、支撑和连接上述各机构及装置，使机器形成一个有机的整体。按破碎岩石方式的不同部分断面掘进机又可以分为：纵轴式和横轴式纵轴式掘进机纵轴式掘进机 纵轴式掘进机的截割头轴线和悬臂轴线相重合，截割头多为锥形。工作时，先将截割头钻进煤壁套槽，然后按一定方式摆动悬臂，直到掘出所需要的断面，掏槽可在巷道断面的任意位置进行，但在悬臂与巷道底板平行时，受力状态最好。最大掏槽深度为截割头长度。当巷道断面岩石硬度不同时，应先选择软岩截割，有了自由面后在截割硬岩。截割层状岩石时，则应沿层理方向截割，以降低截割比能耗。一般情况下，采取自上而下或自下而上的顺切方式较为省力。EBZ230EBZ230掘进机截割部掘进机截割部1、对结构进行强化，提高截齿齿靴的 焊接强 度，从设计上整机结构保证破岩能力的可靠性。2、提高截齿高效率、长寿命，降低主机截割负 荷，减少 运行中磨擦发火及粉尘污染。3、减速机采用重量轻、结构紧凑的两级行星减 速器，提供稳定的动力。合理设计结构，满 足设计要求。4、优化内喷雾系统结构、提高密封可靠性。关键配套件采用进口件，提高动力运转的可靠性。1.截割头体与截齿的齿靴充分接触，保证焊接强度；增强导料板、尾部的耐磨性。2、截齿组件同EBZ300掘进机采用瑞典山特维克高效率、长寿命的38毫米镐形截齿、锥凿式合金头、齿靴和齿套。同EBZ200A、EBZ150A等掘进机相比，截齿破岩能力有很大的提高。3、减速机采用重量轻、结构紧凑的两级行星减速器，提供稳定的动力。减速机与电机通过高强度螺栓连接。4、优化内喷雾系统结构、提高密封可靠性。采用自主专利内喷雾结构，密封更可靠、维修方便。采用格莱圈、O形圈和支撑环共同组合密封，保证内喷雾系统的可靠性。从而达到长时间灭尘，改善操作者工作环境如上图所示：内喷雾水经伸缩保护筒进水口A进入水路B，经由旋转密封C处，再进入截割头轴水路D，经由出水口进入内花键水路E，经由截割头水路F喷出5、关键配套件采用高质量进口件，如HDDF旋转密封、SKF轴承、宝色霞板格莱圈等，提高动力运转的可靠性。HDDFHDDFSKFSKF轴承轴承EBZ230EBZ230掘进机铲板部掘进机铲板部从整体结构入手，分析国内外同行业掘进机铲板结构优缺点，吸取其优点，进行考察验证，确定铲板部最优方案，例如铲板前端夹角小，可以减少前进阻力，铲板具有双面倾角，利于装煤和清底等优化设计；从各部分连接入手，因为各机构件的连接直接影响到整体的使用性能和可靠性，所以在进行连接设计时，我们采用了焊接、高强度螺栓、固定销等方式实现连接。如下图，高强度螺栓连接。铲板部主要是起收集物料、装载物料和支撑作用。收集物料、装载物料主要是靠驱动装置带动三星耙爪来完成的。这就要求驱动装置具有大功率、大扭矩、使用寿命长，返修率低等特点。所以我们采用了进口意大利IAM马达。简图如下：EBZ230EBZ230掘进机第一运输部掘进机第一运输部主体上借鉴了多种以往机型设计优点及结构主体上借鉴了多种以往机型设计优点及结构 特点；特点；1 1、在原有机型的基础上有对其结构性能又进行、在原有机型的基础上有对其结构性能又进行 了充分的计算对比，以保证本次设计方案的了充分的计算对比，以保证本次设计方案的可可 行性；行性；2 2、设计前进行充分的材料对比，以及对材料及、设计前进行充分的材料对比，以及对材料及 结构的应力分析和模拟，以保证产品结构的结构的应力分析和模拟，以保证产品结构的可可 靠性；靠性；3 3、在设计中延续了本公司以往机型结构中的优、在设计中延续了本公司以往机型结构中的优 点，以保证本公司掘进机系列产品部分零部点，以保证本公司掘进机系列产品部分零部件件 的可互换性。的可互换性。4 4、注重细节，每一个零部件都经过仔细的对、注重细节，每一个零部件都经过仔细的对 比、推敲。比、推敲。结构特点结构特点1.驱动马达 为配合截割的提高，保证第一运输机的平稳运行和工作效率，我公司首次采用意大利生产的IAM牌液压马达；2.刮板材料 为保证刮板不会因受力不均而提前损坏，本机型刮板采用以ZG35SiMn为材料铸造形式，并进行调质处理。3、溜槽结构 采用二部分的分体结构，积木式安装便于运输、利于作业，并用高强螺栓联接，拉拔紧固。后溜槽后溜槽紧固螺栓紧固螺栓前溜槽前溜槽4.溜槽材料 溜槽底部使用以K400为材料的摩擦板，这样当摩擦板损坏严重时可以只更换摩擦板，保障了产品的模块化维修，同时也延长了溜槽钢板的使用寿命；5.涨紧装置 为使链节环松紧适度及运输机更好地被使用，在后溜槽处使用张紧油缸加双弹簧缓冲的结构，对链节松紧程度进行调整。EBZ230EBZ230掘进机本体部掘进机本体部本 体1、本体架采用整体箱型焊接结构,主要结构为加厚钢板,稳固可靠.2、回转台有两种:组焊件、铸件.3、其它各部都与本体联接,这就要求本体的各连接面精、准和与其它各部连接的孔位置准确.本体架采用了焊后加工各个连接面和连接孔,采用先进的手段(各种数控镗铣床和加工中心)来保证,对工艺进行全过程控制，仔细检查每一道工序，最后再经过严格的检验来保证产品的质量.EBZ230EBZ230掘进机行走部掘进机行走部驱动装置行走驱动系统采用国际先进技术的马达和减速机高度集成,输出扭矩大,适应大倾角作业润滑润滑涨紧轮润滑润滑油:N320重负荷工业齿轮油,注油器注入减速机润滑l履带链l履带销材料38CrSi,先经调质处理,硬度范HB240-280后,再淬火,磨削,硬度达到范围HRC48-52,提高履带销抗冲击能力.l 履带销可在履带板孔内转动和轴向稍许串动,防止锈死.l 履带链任意一节都可拆卸,便于井下维修和装配.履带架l履带架采用焊后加工,数控镗铣床和加工中心等先进手段对工件进行加工,保证联接孔位置正确和接触面的精度。l 控制焊接过程，不允许存在影响焊缝质量的缺陷。保证焊接结构合理.l 履带托链板上焊接耐磨板,耐磨板材料采用进口K400,提高耐磨性.履带涨紧调整l 将铲板及后支承支起,顶出涨紧油缸.在适当位置插入插板,卸载涨紧油缸,使履带的下垂度为50-70mm即可.l 涨紧油缸、插板均在履带外侧安装,方便实用.行走部与本体部的连接l传统联接方式是上下两排螺栓将行走和本体联接起来,螺栓受到轴向拉力、横向和纵向剪切力,螺栓易被剪断,强度不好.l 采用新型联接方式是上下两排螺栓加键板、固定块将行走和本体联接起来,横向剪切力作用在键板上,纵向剪切力作用在行走和本体的连接板上.螺栓只受到轴向拉力,不受横向和纵向剪切力.强度好,联接可靠.l 后支撑与本体联接结构改变,后支撑与本体联接采用底板挂钩支撑形式(本体底板是倒钩形式)增强了后支撑与本体联接的牢固可靠.后支撑支地,减少截割时机体的振动,提高工作稳定性并防止机体横向滑动.l 后支撑可连接第二运输机.l 主要紧固联接部位,采用”施必牢”防松螺母,改变了以往的防松措施,增强了可靠性能.EBZ230EBZ230掘进机后支撑部掘进机后支撑部横轴式掘进机（了解）横轴式掘进机（了解）横轴式掘进机的截割头轴线与悬臂轴线相垂直，工作时也是先进行掏槽截割，掏槽进给力来自行走机构，最大掏槽深度为截割头直径的2/3。掏槽时，截割头需做短幅摆动，以截割位于两半截割头中间部分的煤岩，因而使得操作较复杂。掏槽可在工作面上部或下部进行，但截割硬岩时应尽可能在工作面上部掏槽。截割悬臂的摆动方式与纵轴式相同。综掘机维修保养及操作规程综掘机维修保养及操作规程一、掘进机截割部产生异常噪声时，应马上停机一、掘进机截割部产生异常噪声时，应马上停机 检查检查1、悬臂段轴承是否损坏；2、二级行星减速器内有杂物或缺油以及轴承是 否损坏；3、连轴器是否缺油而损坏。二、掘进机产生异常振动时应马上停机检查二、掘进机产生异常振动时应马上停机检查1、截割头遇到异物或硬岩石；2、升降、回转油缸轴销是否脱位或掉落三、掘进机无力时，应马上停机检查三、掘进机无力时，应马上停机检查1、油箱是否缺油，看油位指示器窗口2、详细检查各油管断裂情况，各接头座损坏或密封损坏情况，及时更换。四、掘进机油泵产生异常响声时，应停机四、掘进机油泵产生异常响声时，应停机检查检查1、吸油管是否断裂；2、接头座是否损坏吸空气进去；3、油箱内是否缺油吸入空气。五、掘进机刮板运输机被块煤及硬物料卡住时，五、掘进机刮板运输机被块煤及硬物料卡住时，应马上停机处理。应马上停机处理。六、发现滴露时，应停机详细检查六、发现滴露时，应停机详细检查。七、检修班检查和维修工作七、检修班检查和维修工作1、检查油箱，齿轮箱油量并补油；2、检查维护各活动销轴及注油点，按掘进机润 滑表注油。3、检查刮板机链条张紧度并调整。4、检查履带链条并调整。5、检查各部分马达的运转情况。6、检查各操作阀运转情况。7、检查泵站、电机运转状况。8、检查电器外围部分，电缆跟机悬挂情况并做相应处理。八、操作人员班前检查和维护工作八、操作人员班前检查和维护工作。1、开机前，应检查截齿是否短缺以防磨坏。2、检查油箱的油量、油质（其油位最低不得低于油窗口）3、检查各液压系统调控压力，按照基数标注参数规定，油缸回路16MPa，装载回路14MPa，行走回路16MPa，运输机回路14MPa，支护回路10 MPa。4、各油缸销轴压板，螺栓是否完好；5、各油管、水管、电线外露部分。易碰易挤等部分必须每班检查；6、以上检查，检查的内容完好情况，必须做好交接本记录。九、每月定期检修维护工作九、每月定期检修维护工作1、检查回油过滤器芯，根据回油过滤器芯堵塞情况确定是构清洗吸油过虑芯；2、检查截割减速箱，行走减速箱，齿轮分配箱油量情况，并做相应处理；3、检查保证综掘机的供水要求，使掘进机带冷却水正常工作，进入掘进的源头水量压力不得大于P3MPa，经水减压阀后不得大于P1.5MPa，以防止压力大而冲坏冷却器。4、检查源头供电电压必须稳定，波动幅度不能太大，供给掘进机的移变电源不能超过800米，因此会造成电控箱内的电器元件损坏。综掘机故障的排除综掘机故障的排除为了确保机器的正常运转，要切实做好日常的保养和维修。作为设备的操作者，要在操作该机前，认真学习并掌握该机的技术特性及操作方法等，能及时发现异常并排除故障，为此我们下面将学习故障排除表。全断面掘进机（了解）全断面掘进机（了解）全断面掘进机能一次性掘出整个圆形巷道断面，驱动功率大、破岩硬度高，主要用于中硬以上的全岩巷道。用全断面掘进机作业，对巷道围岩的影响很小，巷道断面的超挖量少、围岩稳定、壁面光滑、巷道维护费第，并可以使破岩、装岩、运输、支护等主要工序实现机械化，掘进速度快，生产效率高，安全可靠，因而在岩巷掘进和隧道开凿中获得较广的应用。（了解）