掘进机设计
综合训练任务书
一、设计题目、设计条件、任务及要求
1、设计题目及设计条件
(1) 掘进工作面设备选型设计
(2) 设计条件
掘进巷道原始条件：
2、设计任务及要求
(1) 根据所给原始数据进行掘进设备选型的详细计算；
(2) 编写掘进设备选型设计说明书；
(3) 掘进设备配套关系图。
二、进度安排(参考)
(1) 熟悉设计任务，收集相关资料
(2) 拟定设计方案
(3) 绘制图纸
(4) 编写说明书
(5) 整理及答辩
三、成绩评定
成 绩：
教 师
日 期
巷道
类型 掘进长度（m ） 掘进断面（㎡） 截割高度（m ） 截割宽度（m ） 坚固性系数（f ） 掘进坡度（°）
接地比（MPa ） 卧底深度（mm ） 电源电压（v ） 大巷 3031
26.2 4.4 5.95 9 14 2 160 1140/66
目录
1掘进设备选型的基本原则......... 错误！未定义书签。
2掘进设备的选型................. 错误！未定义书签。2.1掘进设备的选型原则.......... 错误！未定义书签。2.2基本形式的选择.............. 错误！未定义书签。
2.2.1纵轴式................... 错误！未定义书签。
2.2.2横轴式................... 错误！未定义书签。
2.2.3悬臂不可伸缩式........... 错误！未定义书签。
2.2.4悬臂可伸缩式............. 错误！未定义书签。2.3整机重量确定................ 错误！未定义书签。2.4功率的选择.................. 错误！未定义书签。
2.4.1切割功率................. 错误！未定义书签。
2.4.2总装机功率的选择......... 错误！未定义书签。2.5功率密度.................... 错误！未定义书签。2.6截割头转速.................. 错误！未定义书签。2.7巷道条件.................... 错误！未定义书签。2.8生产率...................... 错误！未定义书签。2.9喷雾方式.................... 错误！未定义书签。2.10可靠性和维修技术水平....... 错误！未定义书签。2.11掘进机型号与技术特征 (9)
2.12巷道掘进工艺............... 错误！未定义书签。
3 配套方式与设备选择 ............ 错误！未定义书签。3.1对配套作业线的基本要求...... 错误！未定义书签。3.2运输配套方式选择............ 错误！未定义书签。
3.2.1与可伸缩胶带运输机配套... 错误！未定义书签。
3.2.2与刮板输送机配套......... 错误！未定义书签。
3.2.3用半吊挂带式转载机和矿车配套错误！未定义书签。
3.2.4梭车配套................. 错误！未定义书签。3.3通风除尘方式选择............ 错误！未定义书签。
3.3.1通风的方式............... 错误！未定义书签。
3.3.2长压短抽式通风........... 错误！未定义书签。
3.4巷道支护配套选择............ 错误！未定义书签。
3.4.1临时支护形式............. 错误！未定义书签。
3.4.2永久支护形式............. 错误！未定义书签。
3.4.3机械化支护方式........... 错误！未定义书签。
4 掘进工作面配套设备 ............ 错误！未定义书签。
4.1 掘进工作面配套设备技术参数 . 错误！未定义书签。
4.2 掘进工作面设备配套关系图 ... 错误！未定义书签。参考文献 ........................ 错误！未定义书签。
1. 掘进设备选型的基本原则
综合机械化掘进工作面，除由掘进机、转载机和运输设备完成落、装、转、运作业外，还需要配置辅助运输设备，以便运输支护材料和其他器材。为了提高综合机械化掘进成套设备的可靠性，保证配套单机的最佳工况和协调工作，设备配套应遵循以下原则:
(1) 配套单机的主要技术特征和参数必须满足掘进巷道的地质条件及巷道掘进工艺的要求。
(2) 综合机械化掘进成套设备的综合生产能力，应以掘进机的生产能力为主要依据(掘进机的掘进速度经常受支护和转运设备的影响而不能连续工作)，其他配套设备(桥式转载机、可伸缩带式输送机)的生产能力应稍高于掘进机的生产能力，但过高或偏低都会影响整套设备的协调工作。
(3) 选择掘进机时，应把满足巷道断面和所截割煤岩硬度的要求作为主要依据。
2. 掘进设备的选型
2.1 掘进设备的选型原则
选择掘进机时应以满足巷道断面和巷道地质条件要求作为主要依
据
2.1.1根据巷道断面积选型
巷道断面积大小基本决定了机型的尺寸大小和重量，机型的选择应满足下式：
S机min ≤S巷≤S机max
式中S机min —机型可掘最小断面
S机max —机型可掘最大断面
S巷—巷道断面
应当说每一种机型都在一定的巷道断面积范围内适应，但更应考虑最佳的巷道断面积。
2.1.2巷道地质条件
(1）煤岩特征
煤岩类型和坚固性系数是决定机型和截割头特征的又一个重要参数。我国煤矿巷道分煤巷、半煤岩和全岩巷道。从坚固性系数与机型的关系来看，f≤5时，选用煤巷部分断面掘进机，5≤f≤10时，选用半煤岩部分断面掘进机，f≥10时，选用岩巷部分断面掘进机或选全断面掘进机或选用钻爆法。
此大巷的坚固系数f=9，即选用半煤岩部分断面掘进机。
(2）巷道弯曲情况
巷道的弯曲半径必须与所选机型能达到的转弯半径相吻合。另外，在初始掘进的80m 巷道长度，机后物料输送不可能配用可伸缩带式输送机或其他输送设备。因为，可伸缩带式输送机或其他输送设备，因为可伸缩带式输送机的最小铺设长度应为80m，巷道中只能采用矿车或其他简易输送方式。
（3）其他还应考虑生产能力对机器的要求，以及配件供应，维修能力，职工素质等因素。
2.2 基本形式的选择
现代掘进机，按其工作机构的不同有摆动式、悬臂式、钻削式三种。而巷道掘进机大都为其有悬臂结构的部分断面掘进机。它主要由切割机构、装载机构、转运机构、行走机构、及液压和电气系统组成。典型结构见图1。各机构分别宽成巷道扭进的主要工序，即破碎煤岩、装载并转运至运输设备上、随巷道掘进移动整套掘进设备等。在各机构中，切割机构对整机性能影响最大，也是各种机型主要区别之所在。常见的切割机构有：
图 1 掘进机的典型结构
1 一切割悬臂，
2 一回转台，
3 一装载铲板，
4 一转载机，
5 一履带行走机机，
6 一电控箱，
7 一中间输送机，
8 一液压装置。
2.2.1 纵轴式
纵轴式切割机构切割头的轴线与悬臂轴线相重合，如图2 所示。
图 2 纵轴式切割机构
1 一切割头，
2 一切割悬臂
它的特点是：传动方式简单，切割头钻逆较易，巷道断面形状不受
限制，可开柱窝、挖水沟、操作简单等。但其排屑困难，切割头受力
不合理，当机器重量轻时，工作中振动较大。其截割头多为柱体和锥体，截齿多为径向安装的扁截齿。主要用来破碎岩体。安装镐形截齿的滚筒和截割头则主要用来截割煤体。
2.2.2 横轴式
横轴式截割机构的轴线，垂直于悬臂的轴线，如图3 所示。
图 3 横轴式切割机构
l 一切割头，2 一切割悬臂
其特点是：为表面截割，可充分利用煤岩体表层的压张效应，截割阻力小，排屑也较有利，切割反力可被机体自重所平衡，机器振动较小，稳定性也较好，操作不方便，切割断面的形状受到限制。
切割头形状多为双半球体，多采用切向安装的镐形截齿，可用来破碎煤体或半煤岩体。按切割悬臂是否可伸缩又有：
2.2.3悬臂不可伸缩式
切割悬臂为一长度不可改变的刚性结构。切割头在刚开始工作时是借助于行走机构推力钻入煤壁。该种结构的特点：
（1）切割机构的结构简单。
（2）切割头钻煤岩壁的阻力较大，履带易打滑加剧磨损，且要频繁开动履带。
（3）不能利用切割头挖水沟和开柱窝。
2.2.4悬臂可伸缩式
工作时，悬臂的长度可以改变。开始工作时，切割头借助工作臂的伸缩钻入煤岩，不需要开动履带行走机构。其特点为：
（1）减少履带行走机构的升动次数，延长了行走机构的使用寿命。（2）对掘进巷道的形状没有限制，可利用切割头开水沟和挖柱窝。（3）便于检查引更换截齿，也可以及时支护巷道。
（4）截割硬度较大的煤岩时，掘进机（尤其是轻型掘进机）振动比较历害。
可见，悬臂可伸缩式的掘进机具有较多的优点，因而获得了较多的应用。
从目前的使用情况来看，可伸缩的纵轴式掘进机一般用来截f值较低(小于4)的煤巷或半煤岩巷，可充挥发挥其诸多优点，避免产生较强的振动；当f 值较高(大于6)时，则多采用横轴式切割机构的机型，以减少振动和故障的发生率，延长机器的大修周期和使用寿命。
由于此大巷的f=9，故采用可伸缩的横轴式切割机构的机型。2.3 整机重量确定
掘进机的重量是其一项重要的经济和性能指标，影响到机器的稳定性和工作时振动的大小。
主要应根据巷道断面和巷道长度加以选择：
（1）巷道断面为4～6m2，长度不小于200m时，机器重量应小于15t。（2）巷道断面为6～12m2，长度不小于300m时，机器量应大于15t。（3）巷道断面为10~20m2，长度不小于600m对，机器重量应大于20t。
此外，机器的重量也和装机功率有关。装机功率越大，机器的重量也就越大。由于此双巷断面为26.2m2，长度为3031m，故机器重量应大于20t。
2.4 功率的选择
掘进机的功率参数主要有切割功率和装机功率。
2.4.1 切割功率
掘进机的切割功率是指截割机构电动机的功率，是掘进机生产能力的重要标志。影响功率的主要因素有：煤岩的硬度、构成、粘结性、研磨性节理和层理的发育状况等。
由于煤岩的物理机机械性能复杂多变，影响截割过程的因素较多，故对切割过程的功率消耗至今尚未有利学的计算方法。选型时，可根据所要切割的煤岩硬度加以选择：
对于f 值为6～8，可选用切割功率在100～160kw 的机型。
本掘进的f=9，所以选用200kw的机型。
2.4.2 总装机功率的选择
现代掘进机大多采用分部驱动的传动方式，以减化传动系统的结构，缩短传动链，提高传动效率。总装机功率即是攒工作机构、装载机构、转运机构、行走机构强液压系统中所有电动机功率的总和。为使各部有足够的驱动功率又不致于造成功率的浪费，从现有机型前使用效果来看，总装机功率和切割功率的比值在下列范围内较为合适。
(1)切割功率小于60kw时，总装机功率和切割功率的比值应控制在
1.8～
2.2之间。
(2)切割功率大于60kw时，总装机功率和切割功率的比值应控制在1.4～1.7之间。
影响总装机功率的因素较多，使其变化范围较大，在满足使用要求的前提下，应取较小值。由于所选切割部功率为200kw，即取总装机功率280kw。
2.5 功率密度
掘进机的功率密度是指总装机功率和机器总重的比值，可以作为评价掘进机技术经济性的一项重要指标。可掘煤岩硬度、巷道断面大小及巷道长度相同或相近的情况下，应优先选用功率密度能较大的机型。但此值也不能过大，否则会影响机器工作时的稳定性，加剧机器的振动。其限制值为：
(1）切割功率小干100kw时，功率密度值小于7。
(2）切割功率小于60kw时，功率密度值应小于5。
要说明的是，功率密度并不是掘进机技术参数中的一项指标。因掘进机的总装机功率和整机重量对其技术经济性能有较大影响，而功率密度则综台考虑了这两方面的影响，所以应该加以考察。
2.6 截割头转速
采用较低的截割头转速可以提高输出扭矩，增大截割力，降低切割煤岩体的单位比能耗，减少粉尘的产生。所以掘进机的切割头转速、和采煤机一样，也有低速化的趋势，实验表明：掘进机截割头的转速在每分钟20～30 转之间较为合适。现有机型的转速大都在每分钟40～80转之间。所以，在满足其它要求的前提下应优先选用具有较低截割头转速的机型。最好是选用刷具有两种截割头转速的机型。适应不同煤岩硬度的需要。高速用于破碎较软的煤岩体，低速用于破碎较硬的煤岩体。
2.7 巷道条件
巷道条件包括坡度，弯曲程度、底板性质等。所选用的掘进机必须和巷道条件相适应。为此，必须满足：
（1）掘进机的爬坡能力应大于巷道坡度(6°)。
（2）掘进机的可通过曲率半径应小于巷道的弯曲半径，否则，无法通过。
（3）履带的接地比压应小于底板的许用比压。最好是选用接地比压较小的宽履带，以增强对松软底板的适应能力和爬坡能力。
2.8 生产率
一般的掘进机技术特征中给出的都是技术(理论)生产率，它是指单位时间内工作机构所能破落的煤岩量。技术生产率的高低，应能满足生产的要求。技术生产率的发挥同管理水平、操作水平、配套方式等有密切关系，就现有机型的使用情况来看：一般情况下，掘进机的技
术生产率都得不到充分的发挥。生产率越高，掘进机的装机功率、体积、重量、价格也就越高，所在选型时不应只一味地追求生产率的高低，也就是说，选型时，不应把生产率作为决定性指标。
2.9 喷雾方式
掘进机本身所采用的喷雾方式有内、外两种。内喷雾的降尘效果好耗水量少并兼有对截齿的冷却作用，应优先选用。为提高降尘效果，可选用内、外喷雾相结合的机型。
2.10 可靠性和维修技术水平
（1）要求掘进机在3 至4 年内不上井大修，因此要选用可靠性高也即故障率低的机型。机器的技术特征中并没有可靠性指标，应在充分的调研之后选用故障率低并具有完善保护装置的机型。
（2）应优先选用本矿区有能力进行维修的机型。要求所选择的机型具有结构简单、拆装方便、维修容易的特点。机器中最容易出问题的是各传动部，从目前的使用情况看：有全部采用电动机一减速器传动的机型(如AM 一50 型)，也有采用电动机一泵一马达(减速器)传动的机型，其中以电动机一减速器传动的机型，比较适合目前的维修技术水平，故障率也较低。值得强调的是：在选择机型时，不应一味地追求技术的先进性，而应考虑到现有的管理、使用和维修水平，以免造成不必要的浪费。
以上对掘进机型式选择中的几个主要方面分别进行了阐述。
由于巷道条件多变，影响选型的因素较多，很难给出一个综合的选型指标。一般地说，应先根据所要切割的煤岩硬度，巷道断面的大小和长度确定掘进机的功率和重量的大致范围，再考察在此范围内各种机型的工作机构型式、功率密度、切割头转速、坡能力、比压大小．技术生产率，可通过弯曲半径，喷雾方式，可靠性和维修技术水平等，在各方面不能兼顾时，应抓住主要矛盾，选择出能适应本矿区条件，满足生产要求，价格较低，能耗较少，易于维修，故障率低的机型。
2.11 掘进机型号与技术特征
根据上述的分析，此大巷可选EBH-200横轴式掘进机，其技术参数如下表。
EBH-200悬臂式掘进机技术参数
机重（t）58
机长（m）10.33
机宽（m） 3.6
机高（m） 1.8
截割功率（kw）200
装机总功率（kw）301（含二运11kw）
定位截割高度（m） 4.5
定位截割宽度（m） 6.35
截割头转速（r/min）62.5
技术生产能力（m3/h）240
行走速度（m/min） 6.4/2.9
接地比压（Mpa）0.14
装运形式星轮，双边连刮板输送机
装载宽度（mm）3600/3200
除尘形式内外喷雾
外来水量（L/min）120
内喷雾冷却水压力（Mpa） 1.5
2.12 巷道掘进工艺
目前国内外采用最多的是部分断面掘进机，这种掘进机比较灵活，可使煤岩分掘。根据已知原始参数的巷道地质条件，接地比压适合选用EBH-200型掘进机，用截割头开因此本选型设计采用部分断面横轴式掘进机半煤岩巷掘进工艺。掘进机截割程序如图4 所示，半煤岩工作面，先软后硬。沿煤岩分界线的煤侧钻进开切，沿线掏槽。
图4 掘进机截割煤岩程序
3. 配套方式与设备选择
以掘进机为主要设备所组成的掘进机械化作业线就是要在一条作业线上使掘进、运输、通风等设备配套成龙，形成一条相互配台、高效、连续、均衡的生产线生产线中各设备配套的好坏直接影响到掘进机生产率的发挥，所以掘进机配套方式是否合理也是机掘作业中的个十分重要的方面，应给予高度重视，可以说，机型选得再好，若配套不当，也不能发挥应有的效益。
3.1 对配套作业线的基本要求
（1）应最大限度地发挥作业线上各种机械设备的生产能力。
（2）尽量减少工作面作业人员，改善劳动环境，降低劳动强废。（3）能保证稳定的高速度，高效率指标。掘进机的配套主要包括运输、通风除尘，巷道支护等方面，下面分别阐述。
3.2 运输配套方式选择
为把掘进机破落的煤岩运出工作面，必须选用合适的运输设备和掘进机配套。常用的主要有带式输送机配套和刮板输送机配套两种方式。
3.2.1 与可伸缩胶带运输机配套
此种配套方式主要用于大型煤矿连续掘进独头巷道长度大于800m 的顺槽机掘的后配套。布置方式及胶带延长顺序见图5
（I）
（II）
（III）
图 5 胶带延长顺序
1 一桥式转载机，
2 一外段胶带输送机尾部；
3 一可伸缩胶带输送机的中间架
可伸缩带式输送机的胶带宽度一般为800mm，以与安装在顺槽中的永久胶带宽度保持一致。胶带的储存长度一般为50—100m，外段胶
带输送机的尾部长度，必须延伸至12～15m．以满足桥式转载机搭接长度的要求。延长胶带顺序为：
（1）当工作面掘进到转载机胶带的最大搭接长度后，将掘进机后退，并使其机尾和可伸缩胶带机的尾部联接，同时将外段胶带输送机的尾部与中间架部分的联接装置脱开如图5（I）（II）所示。
（2）掘进机前进，将外段胶带机尾部拖前12～15m，使外段胶带机尾部与中间架之间，留出12～15m 的自由空间，如图5（III）所示。（3）在自由空间组装中间架。
常用的可伸缩胶带输送机的型号有：SJ-44，SJ-80，SD-80．SDJ-150，SD-150 等。使用较多的与可伸缩胶带机配套的转载机型号有
SDZQ-11，SDZB-6，ZS-650QZP-160。转载机的机头直接连在掘进机机尾上，当转载机后配可伸缩胶带机时。机尾支撑小车骑坐在胶带机机尾两侧的轨道上，其搭接长度可以调整。典型结构见图6。
图6 QZP-160 型桥式胶带转载机
l 一机头，2 一机身，3 一中身，4 一机尾，5 一支撑小车。
转载机与掘进机的连接形式主要有以下两类：
（4）转载机与掘进机的刮极输送机连接，见图7。
图7 转载机与捌进机的刮板输送机连接图8 转载机与掘进机机操连接
l 一掘进机，2 一转载机，3 一连接耳檄 1 一掘进机，2 一转载机，3 一连接件
（5）转载机与掘进机的机架连接，见图8。
此种配套方式其主要优点：可在实现矸石连续运输，减少煤、矸转运停歇时间，能充分反映掘进机的生产效率，切割、装载、运输生产能力大，掘进速度快；上胶带出矸，下胶带运料，可做到一机多用，减少辅助运料系统，特别是在巷道跨度较小的情况下，这一优点更为明显；胶带延长速度快，并能利用缩胶带接长时间进行永久支架安设工作，有效地利用掘进循环时间。其主要缺点：该套方案投资比较大，连续掘进的独头巷道长度小于800m 的条件下，它的高速度、高工效不能最好的发挥。
3.2.2 与刮板输送机配套
此配套方式主要用于巷道长度小于800m 坡度变化大的掘进条件，以及为和生产矿井的现有运输条件相配合而采用。这种配套方式的特点是：简便易行、适应性强，在巷道双巷掘进时适用，且适用于巷道坡度变化大、掘进巷道长度较短的条件。该方案的主要缺点：必须设置专门的运料系统，在停机接长刮板输送机时会浪费时间，工序麻烦。双巷掘进中采用此种配套的布置方式见图9。
图9 双巷掘进副顺槽掘进顺序
当主顺槽掘进完毕后，采用刮板机后配套方式掘进副顺槽，并和布置在主顺槽中的可伸缩带式输送机相配台，将碎落的煤岩运出副顺槽工作面。
3.2.3 用半吊挂带式转载机和矿车配套
此种方式主要用于掘进宽度小于3m，围岩顶板破碎，需要大型钢材
做永久支护的巷道。布置方式见图10。
图10 用半吊挂转载机与矿车配套
为了提高掘进效率和增加设备的纯机动时间，而采用了长度较大的
半吊挂可弯曲胶带转载机，一次调车可达8—10 个矿车。转载机的
一端可与掘进机联接，另一端吊挂在巷道顶板的工字钢单轨上。转载
机下部可存放一定数量的矿车，同时可随掘进机前移。
该配套方式的主要优点：适应断面较小，地压较大且以金属材料作
为永久支护的小型煤矿。该方案的主要缺点：掘进机工时利用率低，
不能连续装载，掘进速度受影响，永久支架的安装质量要求比较严格，辅助工程量较大。
3.2.4 梭车配套
该配套方式由掘进机、梭式矿车和牵引电机车等几部分组成。掘进机切割下来的煤矸经装运机构、胶带转载机卸载于梭车内，然后和防爆电机车拉至卸载地点卸载。该配套方式的主要优点：工序衔接比较灵活，适用于不同弯角变化的巷道，梭车可以按实际需要穿套搭接，把工作效能提高到最大。
该配套方式的主要缺点：不能连续装载，只适用于装卸地点运输距离较短的条件，并且井下必须具有卸载仓。
根据所给的原始数据及以上的选择原则，运输配套方式选择与可伸缩胶带运输机配套。可伸缩胶带输送机的型号为SD-80，胶带机配套的转载机型号为QZP-160。
3.3 通风除尘方式选择
通风除尘的好坏，关系到工作面劳动条件的改善和生产的安全，是实现连续生产的保障。
3.3.1 通风的方式
通风的方式有压入式、抽出式和混台式三种。实践证明，混合式通风具有较好的除尘效果。所谓混合式通风就是一条巷道中同时使用压入式和抽出式通风，它能够克服抽出式通风作用范围小、压入式通风污染范围大的缺点，而兼具两者的优点。混合式通风按其布置方式有长压短抽、前压后抽和前抽后压三种。机掘工作面采用长压短抽式通风，效果较好。
3.3.2 长压短抽式通风
此种方式压入式通风为主，靠近工作面一端用辅助抽出式通风，其特点：
（1）大部分采用柔性风筒，成本低，安全性好。
（2）可以把风机和除尘装置安装在掘进机上，随机移动，就地除尘其布置方式见图11。
图11 长压短抽式通风
l 一压八式风筒，2 一掘进机，3 一除尘风机，
4 一抽出式风筒，
5 一转载机，
6 一外段腔带输送机尾部。
满足下列条件可取得最佳除尘效果：
（1）采用湿式除尘风机(SCF一6型)。
（2）压入式风筒口距工作面迎头距高22m，除尘风机吸尘口距工作面迎头离3m。
机掘工作面应优先选用此种通风方式
通风风量可按下式计算：
Q=60VS(m3/min)
式中:V一允许的最低风速;排岩尘时V≥0.15m/s,排煤尘时,V≥0.25m/s。稀释瓦斯时，V=0.5m/s。（取V=0.15m/s）
S 一掘进巷道断面积，m2。
即：Q=60×0.15×26.2=205.8（m3/min）
压入风量应大于抽出风量的20％。
3.4 巷道支护配套选择
巷道支护有临时支护形式和永久支护形式两种。
3.4.1 临时支护形式
（1）锚杆支护：在掘进机机身范围内根据顶板性质进行适当的支护。
（2）无腿棚子或木支柱支护t 根据顶板性质，在掘进机机身范围内进行适当的支护。木支柱主要用于局部大块岩石，无腿棚子主要用于支护层状大面积即将跨落的岩层。
3.4.2 永久支护形式
永久支护形式有锚杆支护．金属支架和木支柱。锚杆支护具有操作方便，材料运输量小的优点，比较适合于掘进机的后配套，应优先选用。
3.4.3 机械化支护方式
采用人工运科和操作进行永久支护时，支护速度慢、效率低、劳动强度大尤其在使用金属支架作为永久支护的巷道中，将严重的影响掘进机的连续作业。在整个循环中，支护工作往往要占70%～80%的时间。因此，为了充分发挥掘进机连续工作的效率，必须采用与掘进机配套的，一次成巷的机械化支护方式，以提高支护速度，降低工人劳动强度。目前，国外已研制出了多种支架安装机和架棚机，并在实践中取得了很好的使用效果，将机掘作业线的生产率提高50%以上。
掘进机截割部设计汇总
2.1.2 各部件的结构型式的确定 2.1.2.1 切割机构 (3)行星减速器 主要由箱体、减速齿轮、二级行星轮架、输入、输出轴构成。太阳轮与行星轮相啮合，此行星轮通过两个轴承装在星轮轴上，两端装有孔用弹性挡圈，星轮装在第一级行星架相应的轴孔内，内轮与箱体组成一体并与行星轮啮合带动第一级行星架，实现第一级减速[7]。 第二级的太阳轮与第一级行星架为渐开县花键联结，太阳轮与第二行星轮啮合，此行星轮装在第二级的轮轴，此轮轴装在第二级行星架相应轴孔内。这里内轮与减速器壳体组成一体与行星轮啮合，此星轮不仅自转还绕太阳轮公转，从而实现第二级减速器。 图2-1 EBZ200E掘进机的截割部行星减速器结构 Fig.2-1 EBZ200E roadheader in Jiamusi Coal Mine Machinery Co. Ltd. 2.2.4 截割机构技术参数的初步确定 2.2.4.3 电动机的选择 根据行业标准MT477-1996YBU系列掘进机用隔爆型三相异步电动机选择，确定截割功率为200kw，额定电压AC1140 /660 V，转速1500rpm
表2-2电动机的基本参数[13] 功率/kW 效率η/% 功率因数 /cos?堵转转矩堵转电流最小转矩最大转矩冷却水流 量/31 m h- ? 额定转矩额定电流额定转矩额定转矩 200 92 0.85 2.0 6.5 1.2 2.6 1.3
3悬臂式掘进机截割机构方案设计 3.1截割部的组成 掘进机截割部主要由截割电动机、截割机构减速器、截割头、悬臂筒组成。见图3-1.截割部是掘进机直接截割煤岩的装置，其结构型式、截割能力、运转情况直接影响掘进机的生产能力、掘进效率和机体的稳定性，是衡量掘进机性能的主要因素和指标。因此，工作部的设计是掘进机设计的关键。 1 截割头 2 伸缩部 3 截割减速机 4 截割电机 图3-1 纵轴式截割部 ?3.2 截割部电机及传动系统的选择 切割电机的选择应根据工作条件选取，由设计要求可知，所设计的掘进机可截割硬度为小于85Mpa的中硬岩，查表2-1可知应该选取功率为200KW的截割电动机。电机动力经传动系统传向截割头进行截割，且机体为焊接结构，前端与行星减速器相联，后端联接回转台。电机输出力矩，通过花键套传递给减速器，再由花键套传到主轴，主轴通过内花套键与截割头相联，把力(矩)传递到割头上，截割头以此方式进行工作。 3.5 传动方案设计 悬臂式掘进机的传动方式为电机输出轴通过联轴器将转矩传递给减速器的输入轴，减速器输出轴通过联轴器将转矩传递给主轴，主轴带动截割头转动。
掘进机电气系统说明书160修正
KXJ1-246/1140（660）E-4 矿用隔爆兼本质安全型组合开关箱 使用说明书 上海创力矿山设备有限公司
Shanghai Chuangli Mining Equipment Co.,Ltd. 2008年6月 1．概述 1.1 产品特点： KXJ4-246/1140（660）E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱（以下简称开关箱）、CX4-4/12矿用本质安全型操作箱（以下简称操作箱）、BAL1-36/127/150矿用隔爆型电铃、BZA1-10/24-1ZS矿用隔爆型压扣控制按钮、DGY35/24B隔爆照明灯、YBUD-160/80-4/8掘进机用隔爆型三相异步电动机（截割电机）、DYB-75A 泵站用隔爆型三相异步电动机（油泵电机）、BYD11-160-8050隔爆型电滚筒（二运电机）、GJC4低浓度甲烷传感器组成S160A型掘进机电气系统。是整机的主要组成部分，与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。 KXJ4-246/1140E矿用隔爆兼本质安全型开关箱是S160A掘进机电气系统的核心。控制系统将控制和保护功能模块化（主控制器）、有故障记忆功能、有应急遥控功能（遥控器）、操作箱液晶屏与开关箱显示仪表同步显示、开关箱与操作箱之间的通讯采用232串口通讯技术，仅用两芯通讯电缆便可实现，通讯电缆采用快速插头连接方式。整个电气系统具有设计理念新、保护功能全、显示功能强大、内部元件配置高、结构紧凑、安装方便、可靠性高等特点。 1.2主要用途及适用范围： 1.2.1主要用途: 本开关箱主要用于控制S160A掘进机的截割电机、油泵电机、二运电机的起动、停止，所控制电机工作电压AC1140V/660V；对掘进机的电铃、照明灯、总急停、截割急停按钮及瓦斯断电仪提供控制信号，具有低压漏电保护功能；以可编程控制器PLC为核心，对油泵、截割、二运3个电机的过压、欠压、短路、超温、过载、过流、三相不平衡、电机绝缘进行监控和保护，同时显示各电机运行状态、工作电压、截割电机负荷和各种故障信息。 1.2.2适用范围: 1.2.2.1本产品适用于煤矿等具有爆炸性气体的危险场合。
EBJ-120TP型掘进机设计
机械工程及自动化专业毕业设计指导书 （专科） 中国矿业大学成人教育学院 2010年2月
摘要 对履带式半煤岩掘进机的总体方案设计中工作、装载、输送、转载、行走机构型式及除尘装置作了系统、全面的介绍。半煤岩掘进机是一种能够实现截割、装载、转载运输、行走和喷雾除尘的联合机组。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。关键词：掘进机；总体设计；截割部设计；减速器设计；零件
ABSTRACT Crawler half of coal and rock boring machine's overall program design work, loading, transportation, republished, walking patterns and dusting device in a systematic and comprehensive presentation. Coal-rock boring machine is able to achieve cutting, loading, reproduced transport, walking and spray Dust combined unit. It can be used to mine and may also be used for other metal mines and tunnel construction. The tunneling machine overall plan design is playing the decisive role regarding the entire machine performance. Therefore, in accordance with TBM uses, operations and manufacturing conditions, a reasonable choice of aircraft, and the right to determine its structure type, for the achievement of the technical unit indicators to ensure that the machine performance is of great significance. Key word：Tunneling machine ；System design ；Cutting department design ； Reduction gear design ；Components
掘进机的截割机构的设计
摘要 随着煤炭行业机械化程度的加快，煤炭行业以前只是重视采煤的机械化，大多数的煤炭行业很少有在掘进方面有较大的投入和研究，这样就造成了采掘速度远远大于开拓速度，此时怎样来提高出煤量，开拓的机械化就显得极其重要了。作为我国主要能源的煤炭资源在开采上日趋机械化的同时，迫切需要拥有先进的掘进机械，掘进机的研制成功标志着我国的煤炭行业已达到世界的先进水平。 掘进机截割机构是掘进机的主要组成部分，按照掘进机截割部的总体、动力部分、传动部分以及执行部分的设计思路进行掘进机截割部的设计。在设计时，动力部分做选型计算，传动部分的行星减速机构做具体的设计计算和校核，执行部分只对执行元件进行设计计算和校核。设计对于提高和改进掘进机工作性能，发展我国大口径全断面掘进机产业以及进一步提高我国的盾构研发能力、改善研发条件具有重大战略意义。 关键词：掘进机; 截割臂; 行星减速器
Abstract With the accelerating of coal industry, the degree of mechanization mining coal industry is the importance before, the most mechanized excavating in coal industry has rarely have large investment and research, thus causing the mining speed than develop, how to improve the speed of coal, development of a mechanized appears very important. As our main source of energy in the exploitation of coal resources in the increasingly urgent need, mechanized excavating the advanced mechanical, swinging the successful development of the coal industry, China has reached the advanced world level. Determing cutting mechanism is the main component, the product in accordance with the overall determing cutting parts, power transmission part and the part, the part of the design thought for the design of determing cutting. In the design, selection of part, transmission parts of planetary gearhead institutions do specific design calculation and test execution part only, design calculation of actuators and checking. Design for improvement in China, the development work performance swinging big caliber, whole section roadheader industry and further enhance our shield developing capability, improve development condition with the strategic significance. Key words：roadheader ; cutting arm ; planetary-gear drive
掘进机行走机构减速器设计(开题分析方案)
一、课题名称 132型掘进机行走减速器设计 二、课题研究背景 掘进机分为两种：开敞式掘进机和护盾式掘进机。价格一般在上亿元人民币。英文：roadheader用于开凿平直地下巷道的机器。主要有行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成。随着行走机构向前推进，工作机构中的破碎头不断破碎岩石，并将碎岩运走。有安全、高效和成巷质量高等优点，但造价大，机构复杂，损耗也较大。 近年来随着我国煤炭行业的迅速发展，与之唇齿相依的煤机行业也日益受到重视。在煤炭行业纲领性文件《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》中，在全国煤炭工业科学技术大会上以及国家发改委出台的煤炭行业结构调整政策中，都涉及到发展大型煤炭井下综合采煤设备等内容。 掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，国家的方针是：采掘并重，掘进先行。煤矿巷道的快速掘进是煤矿保证矿井高产稳产的关键技术措施。采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。随着综采技术的发展，国内已出现了年产几百万吨级、甚至千万吨级超级工作面，使年消耗回采巷道数量大幅度增加，从而使巷道掘进成为了煤矿高效集约化生产的共性及关键性技术。 我国煤巷高效掘进方式中最主要的方式是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进机。 我国煤巷悬臂式掘进机的研制和应用始于20世纪60年代，以30～50kW的小功率掘进机为主，研究开发和生产使用都处于实验阶段。80年代初期，我国淮南煤机厂<现重组为凯盛重工）引进了奥地利奥钢联公司AM50型掘进机、佳木斯煤机厂<现隶属于国际煤机）引进了日本三井三池制作所S-100型掘进机，通过对国外先进技术的引进、消化、吸收，推动了我国综掘机械化的发展。但当时引进的掘进机技术属于70年代的水平，设备功率小、机重轻、破岩能力低及可靠性差，仅适合在条件较好的煤巷中使用，加之国产机制造缺陷，在使用中暴露了很多问题。国内进一步加强对引进机型的消化吸收工作，积极研制开发了适合我国地质条件和生产工艺的综合机械化掘进装备。经过近30年的消化吸收和自主研发，目前，我国已形成年产1000余台的掘进机加工制造能力，研制生产了20多种型号的掘进机，其截割功率从30kW 到200kW ，初步形成系列化产品，尤其是近年来，我国相继开发了以EBJ-120TP型掘进机为代表的替代机型，在整体技术性能方面达到了国际先进水平。基本能够满足国内半煤岩掘进机市场的需求，半煤岩掘进机以中型和重型机为主，能截割岩石硬度为f＝6～8，截割功率在120kW以上，机重在 35t以上。煤矿现用主流半煤岩巷悬臂式掘进机以煤科总院太原研究院院生产的EBJ-120TP型、EBZ160TY型及佳木斯煤机厂生产的S150J型三种机型为主，占半煤岩掘进机使用量的80％以上。 然而，国内目前岩巷施工仍以钻爆法为主，重型悬臂式掘进机用于大断面岩巷的掘进在我国处于实验阶段，但国内煤炭生产逐步朝向高产、高效、
掘进机电气系统说明书(220)上海创力矿山设备有限公司教学文稿
KXJ1-321/1140 E-4 矿用隔爆兼本质安全型组合开关箱 使用说明书 上海创力矿山设备有限公司 Shanghai Chuangli Mining Equipment Co.,Ltd. 2008年6月
1．概述 1.1 产品特点： KXJ4-321/1140E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱（以下简称开关箱）、CX4-4/12矿用本 质安全型操作箱（以下简称操作箱）、BAL1-36/127/150矿用隔爆型电铃、BZA1-10/24-1ZS矿 用隔爆型压扣控制按钮、DGY35/24B隔爆照明灯、YBUD-220-（4/8）掘进机用隔爆型三相异 步电动机（截割电机）、DYB-90A泵站用隔爆型三相异步电动机（油泵电机）、BYD11-160-8050隔爆型电滚筒（二运电机）、GJC4低浓度甲烷传感器组成S220A型掘进机电气系统。是 整机的主要组成部分，与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。 KXJ4-321/1140E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱是S220A掘进机电气系统的核心。控制系统将控制和保护功能模块化（主控制器）、有故障记忆功能、有应急遥控功能（遥控器）、操 作箱液晶屏与开关箱显示仪表同步显示、开关箱与操作箱之间的通讯采用232串口通讯技术， 仅用两芯通讯电缆便可实现，通讯电缆采用快速插头连接方式。整个电气系统具有设计理念新、保护功能全、显示功能强大、内部元件配置高、结构紧凑、安装方便、可靠性高等特点。 1.2主要用途及适用范围： 1.2.1主要用途: 本开关箱主要用于控制S220A掘进机的截割电机、油泵电机、二运电机的起动、停止， 所控制电机工作电压AC1140V；对掘进机的电铃、照明灯、总急停、截割急停按钮及瓦斯断 电仪提供控制信号，具有低压漏电保护功能；以可编程控制器PLC为核心，对油泵、截割、 二运3个电机的过压、欠压、短路、超温、过载、过流、三相不平衡、电机绝缘进行监控和保护，同时显示各电机运行状态、工作电压、截割电机负荷和各种故障信息。 1.2.2适用范围: 1.2.2.1本产品适用于煤矿等具有爆炸性气体的危险场合。 1.2.2.2本产品可使用在具有煤尘和潮湿的恶劣环境中。 KXJ4-321/1140E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱防爆型式:矿用隔爆兼本质安全型。 防爆标志：Exd［ib］I。 本安元件:本安电源及配接设备GJC4低浓度甲烷传感器 本安电源参数: U0:DC12.7V I0:350mA C0:4.7μF L0:0 本安元件:本安电源及配接设备CX4-4／12本质安全型操作箱 本安电源参数: U0 :DC12V I0:1A C0:5.7μF L0:0.4μH
在液压系统设计部分
在液压系统设计部分
在液压系统设计部分，基本上确定各零部件的液压使用原理及参数计算。这里分析计算了截割部、行走机构、装运机构、中间运输机等载荷分析。马达部分的确定：装载部的星轮机构马达、行走机构的驱动马达、中间运输机的驱动马达等。油缸部分的确定：升降油缸、回转油缸、伸缩油缸、履带行走机构的张紧油缸、铲板部的升举油缸的计算设计。 液压缸的结构设计部分，进行了伸缩油缸的机构设计计算，并绘制零件图。也进行了泵站的参数计算确定和液压系统的计算，评估液压系统性能。 最后进行掘进机的通过性分析与稳定性分析。 关键词：纵轴式掘进机；总体方案设计；液压系统设计 中图分类号：TH 1 引言 1.1 当前国内外掘进机研究水平的状况 近年来，随着我国煤炭行业的快速发展，与之唇齿相依的煤机行业也日益受到重视。在 煤炭行业纲领性文件《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》中，在全国煤炭工业科学技术大会上以及国家发改委出台的煤炭行业结构调整政策中，都涉及到发展大型煤炭井下综合采煤设备等内容。 掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，国家的方针是：采掘并重，掘进先行。煤矿巷 道的快速掘进是煤矿保证矿井高产稳产的关键技术措施。采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。随着综采技术的发展，国内已出现了年产几百万吨级、甚至千万吨级超级工作面，使年消耗回采巷道数量大幅度增加，从而使巷道掘进成为了煤矿高效集约化生产的共性及关键性技术。 我国煤巷高效掘进方式中最主要的方式是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也 称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进机。 我国煤巷悬臂式掘进机的研制和应用始于20 世纪60 年代，以30～50kW 的小功率掘进
掘进机截割部设计
各部件的结构型式的确定 2.1.2.1 切割机构 (3)行星减速器 主要由箱体、减速齿轮、二级行星轮架、输入、输出轴构成。太阳轮与行星轮相啮合，此行星轮通过两个轴承装在星轮轴上，两端装有孔用弹性挡圈，星轮装在第一级行星架相应的轴孔内，内轮与箱体组成一体并与行星轮啮合带动第一级行星架，实现第一级减速[7]。 第二级的太阳轮与第一级行星架为渐开县花键联结，太阳轮与第二行星轮啮合，此行星轮装在第二级的轮轴，此轮轴装在第二级行星架相应轴孔内。这里内轮与减速器壳体组成一体与行星轮啮合，此星轮不仅自转还绕太阳轮公转，从而实现第二级减速器。 图2-1 EBZ200E掘进机的截割部行星减速器结构
EBZ200E roadheader in Jiamusi Coal Mine Machinery Co. Ltd. 截割机构技术参数的初步确定 电动机的选择 根据行业标准MT477-1996YBU系列掘进机用隔爆型三相异步电动机选择，确定截割功率为200kw，额定电压AC1140 /660 V，转速1500rpm 表 2-2电动机的基本参数[13] 功率/kW效率η/% 功率因数 /cos?堵转转矩堵转电流最小转矩最大转矩 冷却水流 量/31 m h- ? 额定转矩额定电流额定转矩额定转矩 20092
3悬臂式掘进机截割机构方案设计 截割部的组成 掘进机截割部主要由截割电动机、截割机构减速器、截割头、悬臂筒组成。见图3-1.截割部是掘进机直接截割煤岩的装置，其结构型式、截割能力、运转情况直接影响掘进机的生产能力、掘进效率和机体的稳定性，是衡量掘进机性能的主要因素和指标。因此，工作部的设计是掘进机设计的关键。 1 截割头 2 伸缩部 3 截割减速机 4 截割电机 图3-1 纵轴式截割部 ? 截割部电机及传动系统的选择 切割电机的选择应根据工作条件选取，由设计要求可知，所设计的掘进机可截割硬度为小于85Mpa的中硬岩，查表2-1可知应该选取功率为200KW的截割电动机。电机动力经传动系统传向截割头进行截割，且机体为焊接结构，前端与行星减速器相联，后端联接回转台。电机输出力矩，通过花键套传递给减速器，再由花键套传到主轴，主轴通过内花套键与截割头相联，把力(矩)传递到割头上，截割头以此方式进行工作。
掘进机总体设计及行走部设计
中国矿业大学本科生毕业设计 姓名： ** 学号：****** 学院：应用技术学院 专业：机械工程及自动化 设计题目：掘进机总体设计及行走部设计专题：行走减速器与机架连接的改进指导教师： **** 职称：副教授 20**年6 月徐州
中国矿业大学毕业设计任务书 学院应用技术学院专业年级学生姓名 ** 任务下达日期：20**年 3 月8 日 毕业设计日期20** 年 3 月9 日至20** 年 6 月13 日毕业设计题目：掘进机总体设计及行走部设计 毕业设计专题题目：行走减速器与机架的连接改进 毕业设计主要内容和要求： 一、主要设计参数： 机身长：8-8.5m 机身宽：2～2.2m 机身高：1.5～1.65m 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：18～20m2 最大可掘高度：3.75～4m 最大可掘宽度：5m 龙门高度：350～400mm 刮板速度：0.9～1.0m/s 运输形式：双边链履带宽度：2×500mm 行走速度：4.5m/min（工作）9m/min（调动） 额定电压：1140/660v 二、设计要求 1、查阅有关资料、完成履带式半煤岩掘进机总体方案的设计； 2、完成底盘总体传动及结构设计及减速器的设计； 3、主要部件、组件、零件图设计； 4、编写完成整机设计计算说明书 院长签字：指导教师签字：
指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）： 成绩：指导教师签字： 年月日
Ergonomics and Design掘进机人机工程学设计
and environments and systems in order to Professional Memberships
in regard to human Control Room: Operators not happy with architect Time spent leaning forward over desk: ~60%
Selection vs Ergonomics Neck pain from unhealthy neck or from looking up at 30-40° repetitively over 12 hours Outcomes: Miner Modifications
Lge Forklift: - Pedals too far fwd relative to steering Shuttle Car & Short Male Fixed pedals Fixed controls Poor seat adjustment Obstacles to vision
Shuttle Car & Tall Male Key Factors ?Dimensions ?Clearances ?Posture stress ?Movement demands ?Forces ?Sight lines ?The above often combined with vibration/ jolting Simple (?) example: Dragline controls ?Drag and hoist levers ?Single plane ?>300mm range ?Light constant resistance ?Up to 80° shoulder elevation ?High wrist supports ?No forearm support
掘进机检修工艺
掘进机检修工艺标准 掘进机上井之后，其检修的主要内容为： 1、对掘进机的截割部、铲板部、第一运输机、行走装置等上井冲洗、分解、清洗、检修、修理或更换； 2、各种油缸全部分解、清洗、检查、修理，对镀层有锈蚀、划痕或碰伤超过标准的，应重新电镀，更换全部密封件并做打压试验； 3、阀类备件全部分解、清洗、更换损坏的零部件，更换全部密封件，按规定做打压试验，逐个调整安全阀的压力。逐条检查高压胶管，更换全部密封件和不合规格的高压胶管； 4、对掘进机电气部分，全部分解、检查、修理或更换； 5、作好检修记录。 根据掘进机维修的工艺流程图（见下页），设计掘进机的检修工序为： 第一道工序：清洗掘进机 1、掘进机上井后进入厂房，打扫掘进机各部件上的浮矸，浮煤等杂物，以便冲洗。 2、用天车分别吊起掘进机各部件（除电气部分），用高压水（压力达到30Mpa）冲洗各部件。 3、将清洗干净的各部件码放整齐，清洗场地。 第二道工序：截割部分检修 掘进机截割部分检修前分解成以下几个部分：截割头、伸缩部、切割减速机、截割电机等。
2、截割头的质量标准： （1）截割头不得有裂纹，不得损坏喷嘴螺纹。 （2）滚筒端面齿座径向齿座应完整无缺，其孔磨损不得超过1㎜，补焊齿座角度应符合技术文件要求。 3、检修过程： （1）截割头要达到质量标准，对有裂纹或开焊的要报废，喷嘴损坏的要更换。 （2）齿座应仔细检查，对磨损较严重的必须切除，在焊接时注意角度。 （3）检查内花键，键齿厚的磨损量不得超过原齿厚的5%，否则更换。 二、切削减速机的检修
2、质量标准： （1）轴的质量标准：轴不得有裂纹，严重腐蚀或损伤，直线度应符合技术文件的要求，轴颈加工减小量不得超过原轴颈的5%。轴与轴孔的配合应符合技术文件的要求，超差时，允许采用涂、镀、电镀或喷涂工艺进行修复。 （2）滚动轴承的质量标准：轴承允许不得有裂纹、伤痕、锈斑、剥落、点蚀和变色，保持架应完整无变形，转动灵活， 无异响。轴承内圈与轴颈、轴承外圈与轴承座的配合应符合技术文件要求。滚动轴承径向最大磨损间隙应符合文件要求。装配轴承时不得冲嘛面或加垫，轴颈的表面粗糙度不得大于0.8，轴承座孔的表面粗糙度不得大于1.8。轴承应紧贴在轴间隔套上，不得有间隙，轴承装配后应按规定加注适量的润滑脂或润滑油，用于转动时轴承应能轻快灵活转动，运行时无异响和异常振动。 （3）齿轮的质量标准： ①齿轮不得断齿，齿面不得有裂纹和剥落等现象。 ②齿面的点蚀情况达到下列之一时，必须更换。 A点蚀区高度为齿高的100%。 B点蚀区高度为齿高的30%，长度为齿长的40%。 C点蚀区高度为齿高的70%，长度为齿长的100%。 ③齿面不得有严重胶合（即胶合达到齿高的1/3，齿长的1/2）。 ④齿面的磨损不得超过下列规定： A硬齿面齿轮、齿面磨损可继续使用，但不得超过下列规定。 B软齿面磨损量达到齿厚的5%。 C开式齿轮齿厚磨损达原齿厚的10%。 ⑤圆柱齿轮副啮合时，齿表中心线应对准，偏差不得大于1㎜。圆锥齿轮副啮合时，端面偏差不得大于1.5㎜。 ⑥圆柱齿轮副装配时，其中心距极限偏差、最小侧隙应符合技术文件要求。 ⑦齿轮副侧隙的检查：用压铅丝法检查齿轮的侧隙时，在齿面沿齿两端平行放置两天铅丝，铅丝直径约为该齿轮规定侧隙的4倍，圆锥齿轮、弧锥齿轮不超过侧隙的3倍。转动齿轮挤压后，测量铅丝最薄处厚度，即为新测的侧隙。 ⑧齿轮装完后，用人力盘动检查，转动应灵活、平稳并无异响。 （4）机壳的质量标准： ①机壳不得有裂纹或变形，允许焊补修复，铸铁、机壳只能在非主要受力部位焊补修复，并应有防止变形和消除内应力的措施。 ②盖板不得有裂纹或变形，接合面应平整严密，平面度不得超过0.3㎜。 ③减速器轴孔磨损后，允许孔镶套修复，但与其对应轴孔的平行度，两锥齿轮的垂直度应符
盾构掘进机设计论文
第 1 章绪论 1.1 引言 近年来,我国开展大规模的城市市政工程建设,尤其是几个重要城市都已开始了地下铁路的建设工程。在这些地下工程中,由于受到施工场地、道路交通等城市环境因素的限制,使得传统的施工方法难以普遍适用。在这种情况下,对城市正常机能影响很小的隧道施工方法--盾构施工法普遍得到了人们的关注,并且在一些地区已经有了较为广泛的使用。盾构法施工技术已被广泛应用于铁路隧道、过江隧道、公路隧道和城市地下工程。全断面隧道掘进机是集机、电、液、光、计算机技术为一体的大型地下工程施工装备，是大规模开发利用地下空间的前提条件。 1.2盾构机掘进机概况 盾构掘进机作为典型的复杂机电产品的代表，是机电液一体化高度集成的大型设备，也是多单元集成的大型水利、国防、地铁、交通等领域的基础关键设备。“十一五”期间，国家在先进制造领域重点扶持盾构掘进机系列化设计和制造关键技术的研究与开发，以制造样机和进行工程试用为目标，争取2015年实现系列化和产业化。近年来，由于我国基础设施建设的需要，盾构法施工技术的应用在国内得到快速发展。据不完全统计，国际建筑市场的全断面隧道掘进机年需求量上千台，年营业额超过100 亿美元；到2020 年我国对各类大型全断面隧道掘进机可以预见的需求将超过1000 台。由于重大技术装备制造水平的发展跟不上我国经济快速发展的要求，一些大型重要工程为保证工期和质量，倾向依赖于进口装备，造成我国机械产品贸易逆差逐年加大，核心技术对外依赖性不断增强，蕴涵着较高的国际经济及政治风险。 与传统的隧道掘进技术相比，盾构掘进机施工隧道断面一次成型，支护和衬砌及时，具有安全可靠、工作环境好、土方量少、进度快、施工成本低等优点，尤其在地质条件复杂、地下水位高而埋深较大时，只能依赖全断面盾构掘进机。根据国外全断面掘进机的发展经验和趋势，结合我国国情，目前，国内盾构生产、施工过程中遇到的主要问题及难点主要集中在以下几个方面： （1）液压推进系统实时、智能化精确控制技术； （2）刀具和刀盘设计技术； （3）结构参数的优化和系统集成技术；
掘进机的总体方案设计
部分断面掘进机的总体方案设计及选型 作者：黑龙江科技大学王龙 摘要:对部分断面掘进机的总体方案设计中工作、装载、输送、转载、行走机构型式及除尘装置作了系统、全面的介绍。 关键词:部分断面掘进机总体方案设计选型 部分断面掘进机是一种能够实现截割、装载、转载运输、行走和喷雾除尘的联合机组。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工作机构的型式选择 部分断面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。 2装载机构的型式选择
掘进机截割头设计解析
掘进机截割头设计解析 【摘要】在大型施工活动中，都需要借助掘进机才能够顺利推进工程进度，而截割头又是掘进机的重要组成零配件，它被用来打通和破碎坚固的地质岩层。经过多年的施工经验，本文发现影响岩层切割效率的因素十分多样化，因此必须做好截割头的设计工作，以提高其在实际工作中的使用寿命和工作效率。本文针对如何改进截割头的工作性能提出了几点建议和措施。 【关键词】掘进机；截割头；设计 悬臂式掘进机是当前最先进的一种工程设备，它具备切割、装载、运输、搬运、调度和清除场地的多种复合功能。因此，它的内部结构也十分复杂，主要由切割头、液压器、装载头、动力系统、传动系统、控制系统等重要功能配件构成。作为掘进机的重要工作部件，切割功能主要依靠切割刀、液压臂、动力传动器、升压器、动力电源等共同配合来完成。切割机在正常工作时，主要是利用切割头的前后运动和切割液压臂的纵向或横向摆动带动切割刀来完成切割。 截割部在正常运转时，切割头的运动主要是依靠驱动电源带动液压臂运动来实现，装在切割头上的刀片获得足够的力将坚硬的岩层破碎。如果需要推进切割深度，可以通过机械的动力系统朝前驱动来实现。切割机头被安装在能够自由转动的操作平台上，这样就可以利用操作平台连接的两个回转液压缸提供的动力来完成各种切割动作，通过这种动力设计，能够帮助切割机头实现多种工作角度变换，因此可以为操作人员提供多种切割方案。 掘进机的工作效率主要取决于截割头的设计，截割头要求各截齿负荷均匀，切割平稳，摆动小；截割比能消耗低，截齿消耗少；切割效率高，产生粉尘量小。 1设计简述 截割头的主要参数包括：截割头的长度、直径、锥角、螺旋叶片的头数与升角、截线间距等，这些参数直接影响掘进机的截割性能。 1.1截割头的长度 截割头的长度不仅与截割阻力的大小有关，还影响机器工作的循环时间和生产率。因此，必须合理地选取截割头的长度。 由于工作面煤壁附近的煤岩有压张效应，在压出带范围内，煤岩的抗截强度明显减弱，截割能力和单位能耗降低。因此，截割头的长度应设计在压出带范围内。 如果截割头长度过长，能够有效提高掘进机的工作效率，但是需要提供更多的动力。如果切割机的功率太小难以满足这样的施工要求，就会因为过大的阻力
悬臂式掘进机行走机构的功能及设计研究 崔学普
悬臂式掘进机行走机构的功能及设计研究崔学普 发表时间：2018-01-18T09:40:26.307Z 来源：《基层建设》2017年第30期作者：崔学普冯彦坤赵岩领 [导读] 摘要：当前，随着工程建设的发展，为提高岩石巷道掘进工作效率，采用机械化作业，可以使掘进的各道工序高质量完成。 中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南新乡 453000 摘要：当前，随着工程建设的发展，为提高岩石巷道掘进工作效率，采用机械化作业，可以使掘进的各道工序高质量完成。悬臂式掘进机属于分断面掘进机，是一种集截割、转运、行走、喷雾、除尘于一体的综合掘进设备，在工程中得到普遍的应用。基于此，文章就悬臂式掘进机行走机构的功能及设计进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴。 关键词：悬臂式掘进机；行走机构；功能；设计 1.悬臂式掘进机行走机构的组成、功能 1.1组成 悬臂式掘进机行走机构中的动力源是根据驱动的实际形式来划分的，主要包含2种形式：电机驱动形式以及液压马达驱动形式。悬臂式掘进机行走机构中的履带板是根据结构形式区分的，主要包括整体式履带板以及滚子式履带板。其中铸造的或者是锻造的整体式履带板在当前应用比较广泛。悬臂式掘进机行走机构中的履带链支承的主要方式为支重轮式和摩擦板式两种。相对来说支重轮式的行走结构比较复杂，并且其支重轮损坏的几率非常高，但是在工作的时候传动的效率高，同时能够在不同的环境下被使用，其中的摩擦板式行走结构虽然相对简单，也不易被损坏，但是其传动效率低。因此须根据不同的环境采用不同的履带链支承。悬臂式掘进机行走机构中履带张紧装置包括2种形式：①机械式张紧装置；②液压张紧装置。在行走机构中履带是负重最大的而且起着特别重要的作用，因此行走机构中的张紧装置所承受的压力是很大的，其设计要求也是最高的。只有张紧装置安全可靠，才能保证行走机构的正常使用。 1.2功能 行走机构是悬臂式掘进机主要的构成部分，是保证和实现隧道基本开挖等一系列工作的必要部件。其功能就是保证设备在隧道中不同位置实现移动并对巷道部分的断面进行截割开挖，对整台掘进机进行支撑，并保证设备在隧道中的开挖行走。同时行走机构能够实现对掘进机行走速度的控制，保证岩石的支护、设备维护维修、以及其他行走过程中的辅助功能等等。 2.悬臂式掘进机行走机构的设计措施 2.1掘进机行走部设计要求 （1）掘进机应满足足够的接地比压：（2）行走部应具有良好的制动能力；（3）掘进机应具有足够的驱动能力和转弯性能；（4）行走部应具有良好的防侧倾功能；（5）履带架应具有良好的导向性，履带板有防侧滑功能。 2.2掘进机主要参数的确定 按照大体的顺序对几个关键的参数进行确定，并列出参数确定的公式，其中几个尺寸相互间关联，确定应根据实际情况进行选取，经过反复验证后方可确定。 （1）掘进机牵引力的确定 掘进机在工作状态中，其需要最大牵引力的工况是掘进机在爬最大坡度时转弯所需要的牵引力，其单边牵引力 式中G———掘进机整机重量； f———履带板组与地面的滚动阻力系数； μ———履带板组与地面之间的转向阻力系数； L———单边履带板组接地长度； B———2条履带中心距； n———掘进机重心与履带行走部接地形心的纵向偏心距。 （2）掘进机接地比压的确定 在掘进机设计中接地比压指的是掘进机整机重量与2条履带板接地面积的比值，转载机的重量作用于掘进机和刮板机上，所以为了更接近掘进机的实际接地比压，接地比压的重量应更改为掘进机的重量加上1/2的二运重量，在实际设计中也有将掘进机的总重默认为整机重量加上转载机的重量，其比压 式中b———掘进机单块履带板宽度； g———转载机重量。 一般中型掘进机要求接地比压p≤0.14MPa，对于重型掘进机由于结构限制要求也可以略大于0.14MPa。 （3）行走中心距的确定 行走中心距主要是在设计时考虑掘进机的侧倾能力和转弯功能，行走中心距 B＝（3.5~4.5）b中心距越大，整机的防侧倾能力越大，其转弯所需牵引力越小。 2.3掘进机行走机构的改进设计 掘进机要想移动、转弯，必须依靠行走机构，行走机构几乎承担着掘进机的整个重量。为进一步提高掘进机的适应性，应对掘进机的
掘进机设计
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。 一、设计背景和目的： 当前，我国煤矿由于一井一面采煤方法的普遍采用，其开采速度大大加 快，因而带来采掘机械化比例失调的矛盾更加突出。 特别是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，我国大部分局、矿使用的几种主要机型多是上世纪六、七十年代 设计的，这些老产品设计陈旧过时、元部件可靠性差、开机率低、维护量大， 而且机重偏轻、截割功率较小、过断层和截割岩石的能力差，仅适合在煤巷 中使用。 因此急待开发研制综合性能好、适应范围广的新型掘进机，来解决掘进 机更新换代的问题，缓解采掘比例失调的紧张局面。 二、半煤岩掘进机介绍： 半煤岩掘进机是一种能够实现截割、装载、转载运输、行走和喷雾除尘 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。 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 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。 横轴式截割头分滚筒形、圆盘形、抛物线形和半球形几种。这种掘进机
掘进机行走部总体结构设计
目录 1 绪论 (1) 1.1概述 (1) 1.2掘进机的发展 (1) 1.2.1国外掘进机的发展 (1) 1.2.2我国掘进机的发展 (1) 1.3履带式掘进机行走机构的工作原理 (2) 1.4研究掘进机行走机构的意义 (2) 1.5EPJ-120TP型掘进简介 (3) 1.5.1EPJ-120TP型掘进机简述 (3) 1.5.2J─120TP主要技术参数 (5) 2 总体结构设计 (5) 2.1掘进机的总体结构 (5) 2.2掘进机各部分的选型 (6) 2.2.1工作机构 (6) 2.2.2装载机构 (6) 2.2.3运输机构 (7) 2.2.4转载机构 (7) 2.2.5行走机构 (7) 2.2.6除尘装置 (8) 2.3掘进机各部分基本结构设计 (8) 3 掘进机行走部总体结构设计 (14) 3.1掘进机行走部设计要求 (14) 3.2传动方案的设计 (14) 3.3行走机构基本参数设计 (14) 3.3.1履带及相关部分设计 (14) 3.3.2履带链轮的设计 (15) 3.3.3张紧装置和导向轮的设计 (16) 3.3.4单侧履带行走机构牵引力的计算确定 (16) 3.3.5单侧履带行走机构输入功率的计算确定 (16) 3.3.6液压马达、液压泵与电机型号的选择 (16) 4 掘进机行走部减速器设计 (17) 4.1传动方案的设计 (17) 4.2总传动比的计算 (18) 4.3行星齿轮减速器的设计 (19) 4.3.1已知条件 (19) 4.3.2配齿计算 (19) 4.3.3初步计算齿轮的主要参数 (19) 4.3.4啮合参数的计算 (20) 4.3.5几何尺寸的计算 (21) 4.3.6装配条件的验算 (24) 4.3.7传动效率的计算 (24) 4.3.8齿轮强度验算 (25)