国外悬臂式重型掘进结构设计

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1、国外悬臂式重型掘进结构设计第1章绪论此次设计的掘进机机型适用于截割的煤岩普氏硬度f£5，主要适用于煤及半煤岩巷的掘进，亦可用于条件类似的其它非煤矿山及工程巷道的掘进。是普采、综采的采准巷道机械化掘进的主要设备。1.1设计背景和目的随着煤炭工业的发展。目前我国的矿井设计逐渐采用一井一面布置的采煤方法，其开采强度提高，推进速度增快，从而带来采掘机械化比例失调，采掘矛盾日益彰显。另外对于一些开采年限较长的矿井，易采的中厚煤层资源日益减少，而薄煤层的开采比例逐年增加，在全部采准巷道中,半煤岩巷的比例已经达到25%，但

2、这些巷道中的90%仍旧采用着传统的炮掘作业，劳动强度大，安全性差。目前，我国大部分煤矿使用的主要机型多是二十世纪六、七十年代设计的，这些原有的设计理念逐渐陈旧、零部件可靠性较差、开机率低、维护量大，而且机重偏轻、截割功率小、过断层和截割岩石的能力差，不能适应较复杂煤层的要求。因此开发研制综合性能好、适应范围广的新型掘进机已经成为当务之急，用于解决掘进机更新换代的问题，缓解采掘矛盾的紧张局面。1.2掘进机的分类65目前国内外研制和使用的掘进机按所掘断面的形状可分为全断面掘进机和分断面掘进机。全断面掘进机通过截割

3、机构的旋转和连续推进，将整个巷道断的煤岩破碎。根据巷道断面的尺寸，把刀具布置于工作机构上，通过刀具破落岩，完成装载、转载、支护等多种工序作业。因其功率大，破岩硬度高、尺寸机重大，主要用于开掘岩石巷道、隧道，掘出的巷道断面形状为圆形。部分断巷道掘进机截割机构的刀具仅能作用于工作面煤岩巷道的局部断面上，为了掘所要求的巷道断面尺寸，破落整个工作面的煤岩，必须依靠截割机构进行多次割，平行于掘进断面的工作面连续移动，刁一能达到整个断面的掘进。部分断面进机主要适用于煤及半煤岩巷道掘进，其工作方式灵活，对巷道的形状和煤岩赋

4、存情况适用性强，外形尺寸和重量小，生产效率高，便于巷道支护，能耗低可以得到矩形、拱形、梯形等多种断面形状的巷道。其可分为悬臂式、冲击圆盘滚刀式掘进机和连续采煤机四种。其中悬臂式掘进机在煤矿中得到普遍的用。悬臂式掘进机的分类[6]:1.1.1按截割头布置方式的不同可以分为两种:纵轴式掘进机一截割头的旋转轴线与悬臂的轴线相重合,横轴式掘进机一截割头的旋转轴线与悬臂的轴线相垂直2按截割对象可分为三种:3煤巷悬臂式掘进机一截割的煤岩硬度f<4;4煤一岩悬臂式掘进机一截割的煤岩硬度f>4;(1)岩巷悬臂式掘进机一截割的

5、煤岩硬度f>8。(2)按机器的驱动方式可分为两种:(3)电力驱动悬臂式掘进机一由电动机驱动机构的运动;电一液驱动悬臂式掘进机一由电动机和液压共同驱动机构的运动。1.3国外悬臂式重型掘进机的发展国外掘进机的发展最早在19世纪70年代，英国为了修建海底隧道，第一次生产并使用了带有截齿的旋转式截割机构的掘进机，由于设计上有很多缺陷，并没有得到广泛的应用。直到1949年匈牙利制造出FZ型悬臂式掘进机，此后英、德、日等国相继开始对掘进机进行研制和开发。1956年前苏联在匈牙利F4型掘进机的基础上，研制开发出nK一3型掘

6、进机，从而形成了集截割、装运和行走于一体的掘进机雏形;随着掘进机适用范围的扩大，到上世纪80年末期半煤岩掘进机的设计已经非常成熟，切割能力有很大提高，机重达到50t左右，可靠性也大幅度提高，并开始向重型掘进机发展;从80年代末至今，重型掘进机进一步发展，截割硬度达到了100MPa，机重达到70t，采用了高科技技术，功能更加完善，并出现了集切割与支护操作的掘锚综合机组，大幅度提高了巷道的掘进速度。目前国外生产悬臂式掘进机的公司主要有奥地利的奥钢联、前苏联的雅西诺瓦斯克机械制造厂、英国的Anderson公司和Do

7、sco公司、德国的阿特拉斯科普柯一埃可霍夫掘进机技术公司(Atlaseopeo一Eiek一hoffRoadheadingTechbieGmbh简称Ac一E)和威斯特伐利亚吕恩公司、日本三井三池制作所等。这些公司生产出来的掘进机工作稳定性好、适用范围大、适应坡度逐步增大、安全性高、掘进断面增大、功能性多、先进的自控技术、截割能力增强，代表了国外掘进机的发展特点和技术现状”这些公司典型的掘进机机型如下表1:651.4国内重型掘进机的发展概况20世纪60年代我国对悬臂式掘进机的研制和应用，最初以nK一30小功率掘进

8、机为主，通过消化和改进多种小型掘进机，于1975年由太原煤研所等单位并由佳木斯煤矿机械有限公司生产出中国第一台自行研制的掘进机一五入了一30型掘进机。由于当时条件的限制，只能定型生产几种机型的掘进机，却为我国以后自行研制悬臂式掘进机奠定了技术基础。80年代初期，为适应煤巷的需要，从国外引进了AM一50型、S一100型两种具有代表性的掘进机机型，对发展我国综掘机械化起到了重要作用。通过国内外的合作，提