悬臂式半煤岩掘进机行走机构设计说明书.doc

1 绪论 悬臂式掘进机作业线主要由主机与后配套设备组成。主机把岩石切割破落下来，转运机构把破碎的岩渣转运至机器尾部卸下，由后配套转载机、运输机或梭车运走。悬臂式掘进机的切割臂可以上下、左右自由摆动，能切割任意形状的巷道断面，切割出的表面精确、平整，便于支护。履带式行走机构使机器调动灵活，便于转弯、爬坡，对复杂地质条件适应性强。悬臂式巷道掘进机具有掘进速度快,巷道成形好,便于与其它设备配套组成综掘作业线以及成本较为合理等优点, 因而应用广泛。近年来掘进机不仅广泛用于煤及软岩道的掘进,在中等硬度的半煤岩巷道掘进中也获得良好的技术经济效果。国外的某些重型掘进机已能切割抗压强度达170MPa 的硬岩。据统计,目前国外各主要产煤国采用掘进机掘进的巷道占采准巷道的40%以上。而我国综掘比率为8%左右,与国外先进水平相比尚存在很大差距, 与我国煤炭生产的需要, 特别是现代化高产高效矿井建设的需要也是极不相适应的, 因此, 我国掘进机的研制开发以及推广应用, 还需作大量工作。 1.1国外掘进设备及综掘技术发展现状- 1.1.1　切割能力稳定提高 掘进机经历了切割软煤、硬煤及半煤岩的过程。近期一些重型掘进机已能切割硬岩。目前国外矿山应用的各种型号的悬臂式掘进机约4 000余台。一般来说，这类悬臂式掘进机的重量为20～160t，最大切割功率已达408kW，切割岩石的抗压强度最高可达170MPa。据报道, 日本成功地使用TM 60K 型掘进机掘进全岩巷引水隧道, 岩石硬度高达170～200M Pa。目前最大的WAV 408 型掘进机重达160 t, 切割功率可达408 kW , 定位切割断面可达87.5。 1.1.2 机器的可靠性高 先进的制造技术为基础, 从原材料质量到零部件的加工精度都能严 格控制, 又有优越的国际协作条件, 选购外购外协件的范围宽广, 有效地保证了主机的质量水平。此外, 近年来广泛地采用了可靠性技术, 其突出表现为简化机械结构、采用降额设计。在齿轮传动、机械联接及液压传动方面尽量减少串联系统, 有的地方以嵌装式结构代替螺栓组结构。既简化了结构, 又大大提高了可靠性 1.1.3　采用机电一体化技术 国外新型掘进机均配备有完善的工况监测和故障诊断系统, 从而可早期发现故障, 快速排出故障, 大大减少停机时间。有些重型掘进机还可配置自动控制系统, 可以使机器的生产率提高30% 左右, 还可以保证切割机构的负载平稳,避免由于人工操作不当引起的尖峰负荷,从而延长机器的使用寿命约20%。 1.1.4　发展采掘锚机组 采掘锚机组, 实现了掘进与支护平行作业, 为快速掘进巷道开辟了新的途径。主要形式有两种: 一种为连续采煤机与液压锚杆钻机相结合; 另一种为在悬臂式掘进机上加装液压锚杆钻机。前者因为切割效率高,在快速掘进方面更为优越。 1.1.5　配套设备多样化 支护、运输和除尘所需的配套设备是保证综掘效益的必备条件。国外综掘效率高的煤矿多采用机载锚杆支护或配套专用的锚杆钻车,与掘进机交替工作,架棚则采用托梁装置或架棚机, 后配套运输采用桥式、悬臂式转载机及胶带输送机、梭车等,辅助材料的运输则有单轨吊、卡轨车等,除尘主要靠大抽出量的除尘风机,辅以内外喷雾除尘装置、风帘等,可有效地降低工作面粉尘含量。 1.1.6 新技术、新结构、新机型的应用 以往的全断面掘进机对掘进弯曲巷道的适应性差，现在通过完善方向控制系统，机组已能实现弯道掘进。如瑞士日内瓦一地下工程，主体是直径为8.4m的环形巷道。巷道掘进断面直径为4.5m,成巷直径为3.8m。设计规定，整个巷道任一处断面中心的偏离度，理论值不得大于80mm。采用英国ZED控制系统，掘出的巷道断面中心实际偏离度仅30mm，巷道掘进速度平均达到22.3～28.2m/d。 阿特拉斯—科普科—贾瓦MK12型掘进机，当装上一台推力自动控制系统后，可在很短的时间内控制和调整推力，使掘进机的扭矩实现最佳匹配，从而可保证最高掘进效率，并防止电动机超负荷运转。 德国培森掘进技术研究所采取将高压水喷嘴装到德马克6.5m直径的掘进机的中心刀和边刀位置上，不仅使推力节省了10%，而且还减少了刀具数量。 法国布依格公研制出了在掘进机头部安装有3～4个铰接摇臂的新型全断面掘进机。其机头部的所有铰接摇臂端部都装有一把滚刀，掘进时利用这些滚刀来破岩，推力可大为减少。因主机重量轻、长度短，所以允许掘转弯半径小，拆装运输方便。这种掘进机能掘进硬度20～2 000kg/cm的岩石，在地质条件复杂、恶劣的情况下也能顺利掘进。平均月进尺可达200m，最高进尺达到500m。采用这种掘进机，已掘进地下岩石巷道(隧道)30km 1.1.7 遥控和自动化 目前，掘进综合机械化已是成熟的技术。微处理器、计算机和专家系统的应用，以及岩层控制理论