掘进装载机械课件

第五章

掘进装载机械

§5—1概述

常用的掘进方法：掘进机法和钻爆法（我国常用）1第五章掘进装载机械§5—1概述1一、掘进机一般按使用范围和结构特征进行。按截割岩石的硬度系数分：煤巷掘进机（f≤4）、煤-岩巷掘进机（f≤6）、岩巷掘进机（f>6）；按断面大小分：大断面掘进机（大于8㎡）、小断面掘进机（小于8㎡）；按工作机构截割工作面的方式分：部分断面掘进机、全断面掘进机。2一、掘进机2二、装载机1、种类（1）按所装物料的性质分为装煤机和装岩机。（2）按工作机构的结构可分为铲斗装载机、耙斗装载机、蟹爪装载机和立爪装载机。常见的是前三种。（3）按所用动力分为电动装载机、气动装载机、液动装载机。目前我国多用电动装载机。（4）按行走方式可分为轨轮式装载机、履带式装载机、轮胎式装载机。

3二、装载机32、装载机的用途及使用条件（1）耙斗式装载机简称耙装机，普遍应用于我国各矿区占使用量的80%左右，主要用于30°以内的斜井上下山和平巷，也可用于巷道的交叉或拐弯处。所掘巷道断面在4m2～10m2之间。除用于装岩外，也可用于装煤或煤-岩。（2）铲斗式装载机又称铲装机，主要用于井下岩巷掘进工作面装载岩石，故又称装岩机。其结构紧凑，尺寸小，机动灵活，适应性强，能在弯曲巷道中工作。铲斗装载机是利用铲斗铲取岩石，然后提升铲斗将岩石卸入矿车或其他运输设备，卸载后再将铲斗放下进行第二次铲取。由于其铲装过程为间断式装载过程，故适宜装载较大块度且坚硬的岩石。铲斗装载机主要有两种类型，即后卸式和侧卸式。后卸式在轨道上行走，而侧卸式行走方式采用履带式，机动灵活，可实现无轨作业，逐渐取代了后卸式铲斗装载机。42、装载机的用途及使用条件4（3）蟹爪装载机

主要优点是连续装载，生产率高，工作高度很低，适合在较矮的巷道中使用。早期生产的蟹爪装载机，因结构和材质的原因只能用于装煤或软岩。近年来由于采用了合理的结构和优质材料，蟹爪装载机亦可装中硬以上的岩石。5（3）蟹爪装载机5§5—2煤巷掘进机

一、ELMB型掘进机适用的地质条件：煤岩硬度f≤4（局部f=5）、断面6㎡～12㎡、巷道的最大倾角±12º。（一）ELMB型掘进机的组成及主要技术特征1、ELMB型掘进机的组成图5-12、主要技术特征6§5—2煤巷掘进机

一、ELMB型掘进机677（二）ELMB型掘进机各主要组成部件的结构原理1、工作机构（1）工作机构的组成和垂直水平摆动机构（2）截割头及行星减速器图5-3、图5-4（3）托梁器8（二）ELMB型掘进机各主要组成部件的结构原理89910102、装运机构（1）装运机构的组成图5-5（2）装运机构传动系统图5-63、转载机构图5-74、行走机构图5-85、喷雾系统图5-9112、装运机构1112121313141415156、液压系统图5-11（1）转运机构的液压回路（回路Ⅰ）（2）行走机构的液压回路（回路Ⅱ）（3）工作机构和铲煤板液压缸的液压回路（回路Ⅲ）（4）转载机构及起重液压缸的液压回路（回路Ⅳ）（5）系统的流量调节166、液压系统161717a、为了使工作机构的升降、水平摆动、推进速度能适应不同硬度的煤、岩，在CBG1025/025型齿轮泵的前泵出口旁路处装有一调速阀，用以调节工作机构中三组液压缸的工作速度。b、在行走机构系统中，为了满足行走速度的要求，装了一个二位三通转阀，当需要提高行走速度时，通过二位三通转阀把回路Ⅲ的流量合并到回路Ⅱ，使行走速度由2.86m/min加快到5.04m/min，此时，回路Ⅲ停止工作。18a、为了使工作机构的升降、水平摆动、推进速度能适应不同硬度的二、AM—50型掘进机（一）结构特点图5-12（二）传动系统1、机械传动系统图5-13（1）截割机构传动系统19二、AM—50型掘进机1920202121§5—3装载机

一、耙斗式装载机1963年开始在我国煤矿中推广使用的耙斗装载机（简称耙装机），目前已普及各矿区，占装载机使用台数的80%左右，成为我国煤矿巷道掘进的主要装岩设备。特点：优点是结构简单、成本低、维修方便，能装大块岩石；缺点是钢丝绳及耙斗磨损较快。适应范围：可用于平巷及倾角小于35º的上、下山巷道中装岩。22§5—3装载机一、耙斗式装载机22（一）耙斗式装载机组成与装载原理P-30B型耙斗式装载机：图5-151、组成耙装机主要由耙斗、绞车、台车和机槽等组成。2、工作原理（1）装载原理（2）耙装机在拐弯巷道中使用图5-16（二）主要组成部件结构1、耙斗（1）结构形式图5-1723（一）耙斗式装载机组成与装载原理2324242525（2）结构参数在装载行程中，耙斗被向前牵引，耙斗的自重使它逐渐插入渣堆，耙斗内的岩渣，沿着耙斗的尾帮升高并翻滚，耙斗被逐渐装满，插入渣堆的阻力也随着增大。当耙斗的自重和插入阻力达到平衡后，插入渣堆的深度就不再增加。因此，耙斗的形状和重量直接影响耙装机的生产率。耙斗越重则插入渣堆的深度可能越大。但是，过重则可能把巷道底版破坏，并且移动的摩擦阻力也大，而耙斗插入渣堆过深，岩渣也会溢出斗外，无谓地损失动力。当然，耙斗也不宜太轻，否则不容易插入渣堆，装不满，甚至可能翻斗而无法工作。根据我国煤矿使用耙斗装载机的经验，推荐按下式确定耙斗重量：26（2）结构参数26式中G—耙斗重量（kg）；V—耙斗容积（m3）；K—耙斗插入渣堆的阻力强度（kg.f/㎡），可按表1取值；l—耙斗的装载行程，可取为2～3（m）；

γ—岩渣的重率（kg/m3）；c—斗宽系数，可按表2取值；

α—耙斗的耙角；β—耙斗的后角。27式中G—耙斗重量（kg）；27表1耙斗插入渣堆的阻力强度K岩渣的块度（㎜）<150>150爆破不良阻力强度K（kg.f/㎡）2000～30003000～50005000～9000表2斗宽系数c耙斗宽度（m）0.6～0.70.8～0.91.0～1.11.2～1.5斗宽系数c0.10.20.30.528表1耙斗插入渣堆的阻力强度K岩渣的块度（㎜）<150>1根据此式确定耙斗重量考虑了耙斗宽度、岩渣块度、岩渣重率、耙斗装满行程、耙斗容积和耙斗的插入角和后角等因素，因而是比较全面和比较合理的。在装载过程中，耙斗齿插入渣堆的角度是变动的，不便于计量。通常可认为它接近耙斗处于水平位置时，耙齿内侧面与水平面的夹角（称为耙角α）。耙齿外侧面与水平面的夹角，称为后角β。耙装中等块度和中等坚硬度的岩渣时，耙斗的耙角可参照表3选取。在上山巷道装载时，耙角应适当减小。除非情况特殊，装载机一般按平巷的情况选取耙角。耙角过大时，耙斗容易在渣堆上崩跳，不容易装满；过小时，又会增大插入渣堆的阻力，也不容易装满。耙斗的后角应小于耙角，斗齿应有足够的强度。29根据此式确定耙斗重量考虑了耙斗宽度、岩渣块度、岩渣表3耙斗的耙角巷道倾角0º<25º上山耙角α55～60º65～75º<55º耙斗的长度、宽度和高度应保持适当的比例。耙斗过长不能充分利用耙斗的有效容积，过宽则耙斗装载机的溜槽也将加宽。根据经验，耙斗长、宽、高的合理比例是2：1.5：1。重心应在前后端钢丝绳牵引点的连线以下。平巷中使用的耙斗，重心最好在通过斗齿齿尖的垂直线上；斜巷中使用的耙斗，重心应略偏于耙斗的尾帮。30表3耙斗的耙角巷道倾角0º<25º上山耙角2、绞车耙斗装载机的绞车有三种类型：行星轮式、圆锥摩擦轮式和内涨摩擦轮式。行星轮式结构紧凑，工作平稳，操作省力，但结构复杂；内涨摩擦轮式结构简单，工作可靠，维修量小；圆锥摩擦轮式结构简单，但操作费力，故障较多，目前已基本不用。行星轮式绞车：图5-183、传动系统图5-19312、绞车3132323333二、铲斗装载机铲斗装载机的工作机构是位于机器前方的铲斗，以铲斗铲取岩石，然后将岩石卸入矿车或其它运输设备，这类装载机一般用于岩石装载。铲斗装载机类型很多。目前，煤矿所用的铲斗装载机按卸载方式不同分为后卸式和侧卸式两种。侧卸式适应于大断面的巷道装载。（一）装载机的结构及装载原理1、结构组成主要由铲斗装载机构、履带行走机构、液压系统和电气系统组成。2、装载原理（二）装载机主要组成部件的结构原理34二、铲斗装载机3435351、铲斗装载机构图5-21（1）组成主要由铲斗、侧卸液压缸、拉杆、摇臂、升降液压缸、铲斗座等组成。（2）结构原理2、履带行走机构（1）结构组成（2）传动系统图5-22（3）操纵系统图5-233、液压系统图5-24（1）系统组成（2）工作原理361、铲斗装载机构363737383839394040三、蟹爪式装载机和耙斗式装载机及铲斗装载机相比，蟹爪式装载机的主要优点是：连续装载，生产效率较高；工作高度很低，适合在较矮的巷道使用。能装的最大块度可达300mm，块度小于100mm时效率最高。（一）结构及工作原理1、结构图5-25所示，主要由蟹爪工作机构、转载机构、履带行走机构、电动机及控制各1部运动的液压系统组成。41三、蟹爪式装载机4142422、工作原理（二）装载机主要组成部件的结构原理1、蟹爪工作机构图5-262、转载机构图5-273、行走机构特点：（1）没有支重轮，整个机重通过履带架支撑到接地履带上，工作时接地履带与下履带架发生相对滑动而使行走阻力增加，但结构简单，适用于重量较轻的机器；（2）两条履带由1台电动机驱动，故结构与传动系统较复杂

432、工作原理4344444545（2）刮板传动系统Z30→Z35→刮板链（3）履带传动系统4、机械传动系统图5-28（1）蟹爪传动系统46（2）刮板传动系统4、机械传动系统464747（4）液压泵传动系统电动机→Z1/Z2→Z3/Z4→Z5→液压泵5、液压系统图5-29A、组成B、工作原理48（4）液压泵传动系统484949个人观点供参考，欢迎讨论！个人观点供参考，欢迎讨论！第五章

掘进装载机械

§5—1概述

常用的掘进方法：掘进机法和钻爆法（我国常用）51第五章掘进装载机械§5—1概述1一、掘进机一般按使用范围和结构特征进行。按截割岩石的硬度系数分：煤巷掘进机（f≤4）、煤-岩巷掘进机（f≤6）、岩巷掘进机（f>6）；按断面大小分：大断面掘进机（大于8㎡）、小断面掘进机（小于8㎡）；按工作机构截割工作面的方式分：部分断面掘进机、全断面掘进机。52一、掘进机2二、装载机1、种类（1）按所装物料的性质分为装煤机和装岩机。（2）按工作机构的结构可分为铲斗装载机、耙斗装载机、蟹爪装载机和立爪装载机。常见的是前三种。（3）按所用动力分为电动装载机、气动装载机、液动装载机。目前我国多用电动装载机。（4）按行走方式可分为轨轮式装载机、履带式装载机、轮胎式装载机。

53二、装载机32、装载机的用途及使用条件（1）耙斗式装载机简称耙装机，普遍应用于我国各矿区占使用量的80%左右，主要用于30°以内的斜井上下山和平巷，也可用于巷道的交叉或拐弯处。所掘巷道断面在4m2～10m2之间。除用于装岩外，也可用于装煤或煤-岩。（2）铲斗式装载机又称铲装机，主要用于井下岩巷掘进工作面装载岩石，故又称装岩机。其结构紧凑，尺寸小，机动灵活，适应性强，能在弯曲巷道中工作。铲斗装载机是利用铲斗铲取岩石，然后提升铲斗将岩石卸入矿车或其他运输设备，卸载后再将铲斗放下进行第二次铲取。由于其铲装过程为间断式装载过程，故适宜装载较大块度且坚硬的岩石。铲斗装载机主要有两种类型，即后卸式和侧卸式。后卸式在轨道上行走，而侧卸式行走方式采用履带式，机动灵活，可实现无轨作业，逐渐取代了后卸式铲斗装载机。542、装载机的用途及使用条件4（3）蟹爪装载机

主要优点是连续装载，生产率高，工作高度很低，适合在较矮的巷道中使用。早期生产的蟹爪装载机，因结构和材质的原因只能用于装煤或软岩。近年来由于采用了合理的结构和优质材料，蟹爪装载机亦可装中硬以上的岩石。55（3）蟹爪装载机5§5—2煤巷掘进机

一、ELMB型掘进机适用的地质条件：煤岩硬度f≤4（局部f=5）、断面6㎡～12㎡、巷道的最大倾角±12º。（一）ELMB型掘进机的组成及主要技术特征1、ELMB型掘进机的组成图5-12、主要技术特征56§5—2煤巷掘进机

一、ELMB型掘进机6577（二）ELMB型掘进机各主要组成部件的结构原理1、工作机构（1）工作机构的组成和垂直水平摆动机构（2）截割头及行星减速器图5-3、图5-4（3）托梁器58（二）ELMB型掘进机各主要组成部件的结构原理859960102、装运机构（1）装运机构的组成图5-5（2）装运机构传动系统图5-63、转载机构图5-74、行走机构图5-85、喷雾系统图5-9612、装运机构1162126313641465156、液压系统图5-11（1）转运机构的液压回路（回路Ⅰ）（2）行走机构的液压回路（回路Ⅱ）（3）工作机构和铲煤板液压缸的液压回路（回路Ⅲ）（4）转载机构及起重液压缸的液压回路（回路Ⅳ）（5）系统的流量调节666、液压系统166717a、为了使工作机构的升降、水平摆动、推进速度能适应不同硬度的煤、岩，在CBG1025/025型齿轮泵的前泵出口旁路处装有一调速阀，用以调节工作机构中三组液压缸的工作速度。b、在行走机构系统中，为了满足行走速度的要求，装了一个二位三通转阀，当需要提高行走速度时，通过二位三通转阀把回路Ⅲ的流量合并到回路Ⅱ，使行走速度由2.86m/min加快到5.04m/min，此时，回路Ⅲ停止工作。68a、为了使工作机构的升降、水平摆动、推进速度能适应不同硬度的二、AM—50型掘进机（一）结构特点图5-12（二）传动系统1、机械传动系统图5-13（1）截割机构传动系统69二、AM—50型掘进机1970207121§5—3装载机

一、耙斗式装载机1963年开始在我国煤矿中推广使用的耙斗装载机（简称耙装机），目前已普及各矿区，占装载机使用台数的80%左右，成为我国煤矿巷道掘进的主要装岩设备。特点：优点是结构简单、成本低、维修方便，能装大块岩石；缺点是钢丝绳及耙斗磨损较快。适应范围：可用于平巷及倾角小于35º的上、下山巷道中装岩。72§5—3装载机一、耙斗式装载机22（一）耙斗式装载机组成与装载原理P-30B型耙斗式装载机：图5-151、组成耙装机主要由耙斗、绞车、台车和机槽等组成。2、工作原理（1）装载原理（2）耙装机在拐弯巷道中使用图5-16（二）主要组成部件结构1、耙斗（1）结构形式图5-1773（一）耙斗式装载机组成与装载原理2374247525（2）结构参数在装载行程中，耙斗被向前牵引，耙斗的自重使它逐渐插入渣堆，耙斗内的岩渣，沿着耙斗的尾帮升高并翻滚，耙斗被逐渐装满，插入渣堆的阻力也随着增大。当耙斗的自重和插入阻力达到平衡后，插入渣堆的深度就不再增加。因此，耙斗的形状和重量直接影响耙装机的生产率。耙斗越重则插入渣堆的深度可能越大。但是，过重则可能把巷道底版破坏，并且移动的摩擦阻力也大，而耙斗插入渣堆过深，岩渣也会溢出斗外，无谓地损失动力。当然，耙斗也不宜太轻，否则不容易插入渣堆，装不满，甚至可能翻斗而无法工作。根据我国煤矿使用耙斗装载机的经验，推荐按下式确定耙斗重量：76（2）结构参数26式中G—耙斗重量（kg）；V—耙斗容积（m3）；K—耙斗插入渣堆的阻力强度（kg.f/㎡），可按表1取值；l—耙斗的装载行程，可取为2～3（m）；

γ—岩渣的重率（kg/m3）；c—斗宽系数，可按表2取值；

α—耙斗的耙角；β—耙斗的后角。77式中G—耙斗重量（kg）；27表1耙斗插入渣堆的阻力强度K岩渣的块度（㎜）<150>150爆破不良阻力强度K（kg.f/㎡）2000～30003000～50005000～9000表2斗宽系数c耙斗宽度（m）0.6～0.70.8～0.91.0～1.11.2～1.5斗宽系数c0.10.20.30.578表1耙斗插入渣堆的阻力强度K岩渣的块度（㎜）<150>1根据此式确定耙斗重量考虑了耙斗宽度、岩渣块度、岩渣重率、耙斗装满行程、耙斗容积和耙斗的插入角和后角等因素，因而是比较全面和比较合理的。在装载过程中，耙斗齿插入渣堆的角度是变动的，不便于计量。通常可认为它接近耙斗处于水平位置时，耙齿内侧面与水平面的夹角（称为耙角α）。耙齿外侧面与水平面的夹角，称为后角β。耙装中等块度和中等坚硬度的岩渣时，耙斗的耙角可参照表3选取。在上山巷道装载时，耙角应适当减小。除非情况特殊，装载机一般按平巷的情况选取耙角。耙角过大时，耙斗容易在渣堆上崩跳，不容易装满；过小时，又会增大插入渣堆的阻力，也不容易装满。耙斗的后角应小于耙角，斗齿应有足够的强度。79根据此式确定耙斗重量考虑了耙斗宽度、岩渣块度、岩渣表3耙斗的耙角巷道倾角0º<25º上山耙角α55～60º65～75º<55º耙斗的长度、宽度和高度应保持适当的比例。耙斗过长不能充分利用耙斗的有效容积，过宽则耙斗装载机的溜槽也将加宽。根据经验，耙斗长、宽、高的合理比例是2：1.5：1。重心应在前后端钢丝绳牵引点的连线以下。平巷中使用的耙斗，重心最好在通过斗齿齿尖的垂直线上；斜巷中使用的耙斗，重心应略偏于耙斗的尾帮。80表3耙斗的耙角巷道倾角0º<25º上山耙角2、绞车耙斗装载机的绞车有三种类型：行星轮式、圆锥摩擦轮式和内涨摩擦轮式。行星轮式结构紧凑，工作平稳，操作省力，但结构复杂；内涨摩擦轮式结构简单，工作可靠，维修量小；圆锥摩擦轮式结构简单，但操作费力，故障较多，目前已基本不用。行星轮式绞车：图5-183、传动系统图5-19812、绞车3182328333二、铲斗装载机铲斗装载机的工作机构是位于机器前方的铲斗，以铲斗铲取岩石，然后将岩石卸入矿车或其它运输设备，这类装载机一般用于