掘进机培训资料机械部分(加三维动画)

掘进机第八小组1神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制序言

悬臂式巷道掘进机是一种综合掘进设备，集切割、行走、装运、喷雾灭尘于一体，包含多种机构，具有多重功能。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。该系列掘进机主要用于采煤准备巷道的掘进，适用于掘进破碎煤岩硬度f4-12，断面6-50m2的煤或半煤岩巷道，也可用于其他巷道施工，断面形状任意。一般来说，这类悬臂式掘进机的重量为20～120t，最大切割功率已达300kW，能切割岩石的最大单向抗压强度可达170MPa。2神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制3神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制第一部分悬臂掘进机的技术发展趋势第二部分

掘进机工作原理第三部分结构第四部分操作要求第五部分操作前的检查第六部分掘进机作业时的安全第七部分掘进机的维护目录4神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制第一部分悬臂掘进机的技术发展趋势

随着技术的更新进步，悬臂掘进机的发展呈现以下趋势：1、从半煤硬岩型向全岩方向发展：为了真正能切割半煤硬岩，特别是全岩，在破岩方法和效率、减振防振上下功夫，其目的是提高掘进效率，特别是在无法采用炮掘的场合(上面是采空区，道路下、建筑下、水体下掘进)进行半煤硬岩和全岩硬岩的掘进。2、向重型化发展：目前在国内已有进口的机重在100吨的横轴式掘进机,机重为115吨的掘进机也在进口之中，其目的是增加主机的稳定性。3、除尘喷雾：内、外喷雾系统齐全，有效抑制粉尘，改善工人操作环境。5神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制4、主辅机一体化：目前以掘锚一体化、掘钻一体化为主，在破碎顶板的情况下，还产生了机载超前临时支护机的掘护一体化的需求。据统计，巷道支护约占用40％-50％的掘进作业时间。为了提高掘进速度，应根据巷道支护的要求，在掘进机上装备有锚杆钻机，超前临时支护装置等，以提高工作效率。5、实行紧凑化设计，降低机器高度。如奥地利AM65型、德国ET110型的机高都低于1.5m。我国南方地区的巷道宽度只有1.8米，也要实现机掘。6、掘进机的自动控制及远程遥控：掘进机的自动控制及远程遥控的最终目标是实现井下自动化无人值守机掘工作面。

第一部分悬臂掘进机的技术发展趋势6神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制

第二部分

掘进机工作原理液压：当启动油泵电机时，柱塞泵随即启动，同时分别向油缸回路、行走和运输机回路、装载回路供液压油。油缸回路通过四联多路换向阀分别控制操作四组油缸，即：截割升降、回转、铲板升降、支撑油缸。并由这四组油缸来完成掘进机所需的各种动作。装载回路通过比例减压阀来控制一个两联比例换向阀的动作来控制装载马达的正反转。电气：油泵电机的控制与切割电机的控制，切割电机分为低速启动与高速启动截割：掘进机由160kw的交流恒功率双速水冷电动机输入动力，轴套传至二级行星减速器，经悬臂段将动力传给切割头，通过切割头的旋转和履带推进实现钻进运动，通过切割头的旋转和升降以及回转台水平回摆实现径向切割，从而达到破碎煤岩的目的。掘进机切割电机高低速工作时，额定功率均为160kw，所以低速时速度低，输出扭距大，适合于硬岩切割；高速时速度高，输出扭距小，适合于软岩及煤岩切割。7神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制第三部分、结构8神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制1、截割部

截割部由截割头、伸缩部、截割减速机、截割电机组成。截割头为园锥台形，截割头最大外径为1120（1000）mm，长925（950）mm，在其圆周分布42（40）把镐形截齿，截割头通过花键套和2个M30（M24)的高强度螺栓与花键轴相联。伸缩部位于截割头和截割减速机中间，通过伸缩油缸使截割头具有550（500）mm的伸缩行程。截割减速机是两级行星齿轮传动，它和伸缩部用26个M24的高强度螺栓相联。截割电机为双速水冷电机，使截割头获得2种转数，它与截割减速机通过定位销和25个M24的高强度螺栓相联。9神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制1、截割部10神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制1、截割部1、切割头可伸缩，因此有以下四大优点：（1）在破碎顶板时巷道中线处的空顶距可控制得很小，从而安全性高；（2）只有伸缩才好配置机载锚杆机；（3）在掘进机陷入泥中时，可通过切割头的伸缩进行自救；（4）底板破碎时不会加剧其泥化；2、突破行业除尘难关（1）专利内喷雾水密封外置。（2）专利内置端面密封加自动补偿式水密封。（3）专利自动防堵内喷雾喷嘴。（4）强雾少水外喷雾喷嘴。（5）内喷雾加强四道密封，可靠性高。3、轴承选用FAG进口轴承、密封选用派克进口密封，可靠性高。4、截割头升降回转可同时进行11神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制1、截割部5、截割电机、截割减速器采用特殊的螺纹连接确保在截割强震动下螺栓不松动。6、减速机齿轮副采用全新的热处理工艺和齿面强化工艺，比现有掘进机减速机齿轮强度提高20％以上，采用磨后表面强化，噪声不高于78分贝（行业标准为不高于85分贝）。与强化前相比，齿根弯曲强度提高2倍，齿面疲劳强度提高到130%。7、伸缩部主轴承由中载系列改进为重载系列，伸缩部内筒加厚，使其整体寿命提高30%以上8、伸缩筒选用27SiMn,热处理后性能好.12神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制1、截割部(伸缩部）13神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制1、截割部(减速机）14神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制2、铲板部

铲板部是由铲板本体、侧铲板、铲板驱动装置、从动轮装置等组成。通过两个低速大扭矩液压马达直接驱动星轮，把截割下来的物料收集到第一运输机内。铲板部的两个液压马达驱动采用一个液压分流器，使两个液压马达在工作时能够获得均衡的流量，确保星轮平稳一致。铲板宽度2.9(3.0)m，铲板本体、侧铲板用M24高强度螺栓连接，铲板在油缸作用下可向上抬起，向下卧底。15神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制2、铲板部1、驱动部采用低速大扭矩液压马达直接驱动；马达标配为国产马达，根据需要也可选配性能优良的进口马达。2、取消铲板减速机和中间轴装置，降低故障率。3、星轮与马达直联；使维修拆装更为方便。4、铲板镜板采用耐磨板。5、轴承采用德国FAG轴承（经国际权威部门检测，其使用寿命是国产轴承的7.5-7.8倍）。6、星轮爪数可根据客户要求自选三爪或六爪。16神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制3、第一运输机部第一运输机采用分体焊接结构，分为前溜槽和后溜槽两部份。采用双边链运输。1、选用18×64煤矿通用圆环链。2、低速大扭矩双（单）液压马达驱动，减少故障点维修方便；液压马达有两种一种为国产马达、另一种为进口马达。3、可选配液压油、脂缸、丝杠张紧。4、一运全部为耐磨钢板，溜槽底板采用进口K400优质耐磨板。5、设计直溜槽，方便运料。17神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制3、第一运输机部18神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制4、本体部

本体部位于机体的中部，是以高强厚钢板为主材焊接而成的箱形结构。本体的右侧装有液压系统的泵站，左侧装有操纵台，前面上部回转台装有截割部，下面装有铲板部，中间装有第一运输机，在其左右侧下部装有行走部，后部装有后支承部。回转台是用来垂直和水平移动截割部的，它与本体架用回转轴承相连，在切割工况条件十分不好的条件保证作业时平稳工作。回转油缸本体架回转台19神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制4、本体部1、采用三柱式回转支承，比单柱式提高承载能力30%以上。2、铰点处轴套全部采用铜套，拆装方便。3、回转台设计时进行CAE分析保证刚强度20神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制5、行走部行走部包括履带架、马达、驱动轮、张紧轮履带板等部分，是用两台液压马达分别驱动，通过减速机、驱动链轮及履带实现行走。1、可选用液压油、脂缸张紧；设有弹簧减震装置。2、履带架通过键及M24的高强度螺栓固定在本体两侧，在其侧面有盖板,方便张紧油缸的拆卸。3、行走减速机与履带架、行走减速机与驱动链轮采用高强度特殊螺纹连接，在强震动下不松动。4、可选用支重轮和摩擦板式行走部。21神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制5、行走部（履带式支重轮结构）22神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制5、行走部(整体履带结构摩擦板式）23神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制6、后支撑部

后支承用来减少工作时机体的振动，防止机体横向滑动，在两边分别装有升降支承腿油缸。电控箱、泵站电机都固定在后支承上，后部配有与二运连接的旋转托架。24神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制6、后支撑部1、采用箱形焊接结构；整体刚性好。2、与本体采用特殊螺纹连接，在强震动下不松动。3、二运回转角度达到45°25神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制7、水系统、润滑系统水系统由外喷雾和内喷雾两部分组成。内、外喷雾装置安装在截割部。水系统的外来水经过滤器和球阀后分两条路：第一分路经过减压阀（3MPa）进入内喷雾将水直接喷出；第二分路经过减压阀（1.5MPa）后又分两路，一路到油冷却器进入外喷雾；另一路经过切割电机后进入外喷雾，起到灭尘和冷却截齿的作用。润滑系统确保对掘进机的关键部位进行油、脂补充，确保掘进机良好地运转。26神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制8、液压系统

液压系统包括液压油箱、变量柱塞泵、多路阀、液压先导操作台、液压马达、油缸、冷却器以及各油管总成、胶管总成、接头、密封件，六点压力表等，其主要部件为国际品牌（力士乐）。9、电气系统电气系统相当于人的神经，它同液压系统一起使掘进机各机械部分联动，完成掘进工作。主要由防爆操作箱、防爆电控箱、截割电机、油泵电机、（锚杆电机）、电动滚筒、矿用隔爆型压扣控制按钮、防爆电铃、照明灯、防爆电缆等组成。

以上两部分具体结构原理由专业液压、电气工程师来介绍，这里就不赘述了。27神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制

第四部分操作要求掘进机由两人操作，一人为正司机，负责操作机器、切割岩层；一人为副司机，负责地下检查、维护电缆等安全事项。

掘进机司机在上岗前必须经过半年以上的培训和实习，了解机器的结构、性能与操作方法，经职业技能部门考核鉴定并获得技术等级证书后方可上岗，其他人员不得擅自操作掘进机。

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第五部分操作前的检查1、作业环境检查：工作面支护是否符合作业规程规定；工作面瓦斯浓度是否超限。工作面有无障碍；供电、供水情况是否正常；掘进机配套设备是否正常。2、掘进机机体本身的检查：各操作手把和按钮位置是否灵活可靠；截齿是否齐全、锋利；各零部件是否齐全、紧固、可靠；各减速器、液压缸及油管有无漏油、缺油现象，发现漏油应按有关规定及时处理，发现缺油应及时注油；刮板链、履带链松紧程度是否适宜；电缆、水管、喷雾灭尘装置是否正常；29神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制

第六部分掘进机作业时的安全1、皮带延伸的安全

重点检查内容：迎头及掘进机两侧人员物料，掘进机各操作把手及闭锁装置，桥式皮带声光信号，掘进机小跑车，跟机电缆，皮带机尾，机尾固定。

2、截割作业安全重点检查内容：迎头段支护，综掘机冷却喷雾系统，各部运输机，机后净化水幕，除尘风机，综掘机两侧及迎头物料人员撤出情况，小跑车，跟机电缆。30神东煤炭综合采掘机械国产化重大技术装备研制

第七部分掘进机的维护