进机的工作对象主要是煤岩及部分矿物,工作时振动冲击都很大,因此要求其在井下能长期连续工作。
例如,英国对截割减速箱设计寿命制定的标准是 50000h,并通过试验进行严格考核。
在液压、电气元部件的选用上,要进行严格筛选,许多重要及关键元件都选用世界名牌产品,而且在性能参数方面都具有比较的安全储备,一般常是实际工作工况参数的 2 倍。
在制造时,所选用的是优质材料,其强度等性能都很好,另外在设计过程中,尽量采用独立部件或组件,便于拆装检修。
⑶ 提高机电一体化程度。
现代掘进机采用新型实用技术,使掘进机的性能更加完善。
⑷ 探索新的截割技术。
70 年代初,美国将高压水细射流引入悬臂式掘进机,作为辅助截割,即在截齿为主要截割的同时,充分利用高压水射流撞击、侵蚀、液压楔等作用,达到破碎坚硬岩石的目的。
德国在实验室做过试验,在水压为 150180MPa 时,就有辅助切割作用,并用压力为 200MPa 的高压水射流(动力为 350kw)配合平均截割功率 120kw的截割头,就有截割坚硬的岩石。
这种岩石如果用截割功率 470kw 的重型掘进机截割,则很不经济,甚至无法截割。
但用高压水射流,尤其当其压力大于 200MPa 以上时,其元件研制的难度很大,回转密封等问题也不易解决,研制费用也很高,因而近几年发展不快。
另外,俄罗斯图拉工业技术大学帕烈湟尔等教授研制出冲击扭矩截割技术,其工作原理是在原掘进机截割头传动系统变动不大的基础上,加了一套冲击扭矩加载机构,使截割头在正常截割的同时,又得到每分钟 3000 次的冲击扭矩,通过截齿作用到煤岩上。
根据俄罗斯改装的Ⅰ∏KC样机试验的结果,改装后的掘进机能掘 f78 的煤岩,生产率提高3035。
⑸ 提高掘进机综合配合能力。
当前掘进机利用率低,没有充分发挥作用,在很大程度上与综合配套能力低、配套不完善有关。
掘进系统中的主要配套环节,包括支护、转载、运输、供电、供水、通风、降尘等。
其中,支护与辅助运输工作量最大,占时间最多,若不解决好这两个环节中存在的问题,掘进机的潜力约有一半不能发挥。
为了缩短支护时间,当顶板中等稳定时,常用机载锚杆钻机打锚杆支护;而顶板条件差时,掘进一架棚距后必须紧跟着架一架棚子或打一排锚杆,严格控制空顶距,截割与支护不能平行作业。
国外用单轨吊运送支护材料,用各种机械扳手拧螺母,而国内多用人工,有时用掘进机上的托梁器协助架棚。
为了实现掘进与支护平行作业,运用超前液压支架或主机自带盾牌式掩护支护,但使用效果均不理想,所以直至现在解决迎头临时支护设备仍是各国研制的主要目标。
在辅助运输方面,国外主要运用单轨吊或无极绳卡轨车。
在煤岩运输方面,通常采用桥式转载机,后配带式输送机,有条件的还设置了活动煤仓。
目前转载机只转载煤岩外运,功能比较单一,正在研制自移式转载机,功能将增加。
通风除尘方面,在巷道内或主机上设置干式布袋除尘装置,配合内外喷雾综合防尘。
英国用空气幕隔离方式,保护工作面的操作人员。
国内采用伸缩风筒实现抽出式通风。
供电方面,英国有一种线路电压补偿器,可解决供电距离在 3km 以内起动电压下降过大的问题,另外应提高掘进电压等级,逐步实现 1140v 供电。
1.4 我国掘进机发展中所要解决的主要问题 虽然我国掘进机的发展取得了一些非常大的成就,但我国掘进机的发展还存在一些主要的问题需要解决。
1 提高掘进机的装机功率,以使掘进机的效率和适应性更大。
2 解决机器的调向和纠偏的控制问题。
3 设计新型结构的交叉轴承,以提高掘进机关键部位的可靠性和使用寿命。
4 传动机构的研制,应采用质量轻、结构紧凑、效率高的行星摆线减速机构,或其它的新型齿轮传动。
5 采用新的控制系统和保护系统,保证机器工作的准确、灵活、安全和可靠。
6 研制新型结构,要适应井下拆装、运搬、前进、后退灵活的要求,便于操作使用。
7 可适应复杂地质条件,考虑配备液压掩护支撑板,锚杆钻孔和超前钻孔等设备,便于支护,以保证安全作业和防止机组下沉。
8 机组用于井下,应考虑电器防爆和尽量不采用气割,电焊等措施。
9 进一步改进湿式集尘器,以解决除尘、集尘以及刀具的合理冷却等问题。
10 研究新的转载出碴和后配套运输设备,保证高速掘进的排碴输送。
总之,为了提高岩巷掘进的机械化水平,必须努力在破岩理论和截割阻力计算方面,以及采用滚压式,冲击式的工作原理方面,进行深入的研究和探索,加强实验和测试工作;努力搞好液压、电气元件的研制工作,设计制造出适合我国岩巷情况的巷道掘进机,1.5 掘进机主要机构介绍 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。
1.5.1 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,.
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