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谈部分断面巷道掘进机工作原理与方式

作者:2015-08-17 11:42阅读:文章来源:论文代写
  一、部分断面巷道掘进机结构分析 
  部分断面巷道掘进机一般均由工作机构、装载和转运机构、行走机构,以及液压系统、电气系统、喷雾灭尘系统组成。下面对部分断面掘进机的各主要组成部分的结构作一简要分析。 
  1.工作机构 
  部分断面巷道掘进机均采用悬臂式工作机构,即在机器前端伸出的悬臂上装截割头,悬臂可沿工作面的水平或垂直方向作左、右或上、下摆动。这种方式的主要优点是,对复杂的矿山地质条件适应性较好,对掘进巷道的形状一般无限制,结构较简单。由于悬臂式工作机构的外形尺寸比掘进断面小,因此便于维修和更换截齿,也便于及时支护巷道。但由于悬臂较长,工作时易引起机器振动,影响机器的稳定性。 
  截割头相对悬臂的布置方式,可以分为纵轴式和横轴式两种。 
  横轴式的截割头旋转轴线与悬臂轴线互相垂直。在工作时截齿的截割方向比较合理,碎落煤岩比较省力,排出切屑也比较方便。横轴式截割头在工作中的截割阻力被机体自重所吸收.因此与纵轴式掘进机相比,在同样功率的条件下,横轴式掘进机的重量要轻三分之一左右。但横轴式工作机构在切进工作面时必须左、右移动,向上或向下截割时,也必须辅以左、右移动,才能使悬臂上不装截齿的断面不接触工作面,所以不如纵轴式工作机构使用方便。 
  为了充分利用悬臂长度,掘进机工作机构减速器一般均为工作悬臂的一部分,且有多种传动方式。如ELMB型掘进机采用两级2K—H行星齿轮减速器,这种方式具有结构紧凑、重量较轻、传动功率和速比大、效率高的优点,所以在纵轴式掘进机工作机构中应用较多。但是行星齿轮传动的制造和装配要求比圆柱齿轮传动高得多,若需要变速还需要另外增设变速箱。 
  AM一50型掘进机的工作悬臂不能伸縮,因此在掘进机开始工作时,需借助履带行走机构的推进力切入煤壁。虽然其优点是机器结构比较简单,但工作时履带机构进退频繁,加剧磨损,操作不便,而且不能利用截割头开挖水沟和柱窝,因此,部分断面掘进机大都采用可伸縮的悬臂式工作机构。机器工作时,截割头借助悬臂的伸縮切入煤壁,而不需开动履带行走机构。 
  掘进机的截割头与采煤机滚筒的区别是,掘进机截割头在工作时有旋转、纵向进给和横向进给三种运动,因此,截割头的形状和截齿的布置要同时从旋转一纵向进给、旋转一横向进给两个方向综合考虑。 
  纵轴式掘进机的截割头一般为截顶圆锥状,这样能保证截割出来的顶、底板比较平整,截割头由锥体、齿座、锥形截齿和中心钻等组成。齿座成螺旋线焊接在锥体上,共装有30个截齿。中心钻用来超前钻孔,为锥形截齿开出自由面,以利截割。截割头上还布置有19个用于内喷雾灭尘的喷嘴。横轴式掘进机的截割头多采用两个对称的半球状滚筒,如AM—50型掘进机的截割头。 
  截割头上的截齿有扁形截齿和锥形截齿两种。在煤巷中一般两种都可使用,在半煤岩巷道中一般采用扁形截齿。 
  2.装载与转运机构 
  部分断面巷道掘进机上用得最普通的装载机构是扒爪机构。这种机构工作可靠,装载效果好。但因掘进机工作时履带一般不能随意开动,所以装载面宽度受到限制。为了扩大装载面宽度,某些掘进机的装载铲板可水平摆动,但这又使机器结构变得复杂。 
  EM1—30型等掘进机采用双环形刮板链装载机构。它是用两个较短的环形刮板链2按图示方向运行,把铲板上的煤岩装入中间刮板输送机上的。由于两个环形刮板链的导向架可以绕各自的链轮轴摆动,因此装载面宽度可以调节。但是装载面宽度不能超出铲板宽度,所以调节的范围是有限的。这种机构比扒爪机构复杂,装载效果较差。是一种刮板式装载机构,按刮板链图示方向运行,把铲板上的煤岩送入刮板输送机。 
  部分断面巷道掘进机一般有两级转载机,即中间刮板输送机和胶带装载机。如ELMB型掘进机的装运机构传动系统,由安装在中间刮板输送机机头处的两台液压马达驱动刮板链,通过机尾从动轴将动力传给扒爪装载机构。这种传动方式可以不在装载铲板下面安装动力装置,设计和使用都比较方便,但刮板链受力较大。 
  掘进机的第二级转载机一般采用带式输送机,其作用是将中间刮板输送机运出的煤岩转运至掘进机的后配套运输设备中去。为了卸载方便,胶带转载机卸载端一般可水平摆动和垂直升降。胶带转载机的传动方式一般有三种形式:第一种如ELMB型掘进机,由两台摆线液压马达直接驱动主动滚筒;第二种如AM一50型掘进机,由电动机经减速器驱动主动滚筒;第三种如EM1A—30型掘进机,采用电动滚筒,即将电动机和减速器装在主动滚筒内,结构比较紧凑。 
  3.行走机构 
  部分断面巷道掘进机一般采用履带行走机构,这是因为履带行走机构具有牵引能力大、机动性好、工作可靠和对底板适应性好等优点。履带行走机构不仅是驱动掘进机行走的工作装置,又是整台掘进机各部件的连接、支撑基础。为使掘进机调动灵活,两条履带大都采用分别驱动的传动方式。 
  ELMB型掘进机采用两台内曲线低速大转矩液压马达分别直接驱动两条履带的主动链轮,此种履带行走机构最为简单。 
  4.液压系统 
  除工作机构外,装运机构、履带行走机构、胶带转载机也可以采用泵一马达系统来驱动。这种驱动方式的特点是结构紧凑、操纵方便、调速性能和过载保护性能都较好。由于工作机构要求有较大的过载能力,而液压马达对冲击载荷和短时过载的适应性较差,故一般掘进机的工作机构都采用电动机单独驱动方式。现以ELMB型掘进机为例,说明掘进机液压系统的工作原理。
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