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掘进机,,掘进机的结构及工作原理,第一节 掘进机的技术特征 一、 掘进机的分类 掘进机的类型很多,可按其使用范围和结构特征进行分类. 1.根据掘进机所能截割岩石的硬度系数f值进行分类. （1）煤巷掘进机适用于f≤4的煤巷. （2）半煤岩巷掘进机使用于f≤6的煤或软岩石巷道. （3）岩巷掘进机使用于f≥6或研磨性较高的岩石巷道.,二、掘进机的基本参数和主要技术特征,1.掘进机的基本参数 执行（ＭＴ138一1955）规定悬臂式掘进机形式与参数. 2.掘进机型号的编制 根据ＭＴ138一1955标准规定：悬臂式用字母B表示,掘进机用字母E表示,纵轴式用字母A表示,横轴式用字母H表示,切割机构功率用电动机的额定功率表示 3.掘进机的技术特征见表.,2.根据掘进机可掘巷道的断面,（1）大断面掘进机可掘进巷道断面≤8㎡. （2）小断面掘进机可掘进巷道端面≤8㎡ 3.根据工作机构截割工作面的方式分类 （1）部分断面掘进机,主要用于煤与半煤岩巷道掘进,又称循环作用式巷道掘进机. （2）全断面掘进机,这种掘进机又称连续作用掘进机,它可同时切割,破碎煤岩并连续推进,主要用于开凿涵洞和铁路隧道.,三、掘进机的组成,1.切割机构.又称工作机构,它直接在工作面破碎煤岩,目前应用普遍是悬臂式工作机构. 2.装运机构.由耙爪,刮板输送机组成. 3.液压系统.由油泵,油马达,油缸,控制阀组成. 4.电气系统.是掘进机的动力源,并驱动,控制各电动机的运行,同时提供各种电气保护. 5.行走机构,目前掘进机采用的是履带行走. 6.喷雾除尘系统,采用内外喷雾降尘和冷却.,四、横轴式与纵轴式掘进机的区别,1.横轴式掘进机的切割头旋转轴线垂直于悬臂轴线.该类型的掘进机,可以切割抗压强度较高的岩石. 2.纵轴式掘进机的切割头旋转轴线与悬臂轴线同线布置.在截割过程中,截割头的一侧剥落煤岩,在煤巷、半煤巷掘进机中得到应用.,3.横轴式掘进机的特点,1）工作时切割头截齿按空间螺旋式运动. 2）一次进尺不能超过120㎜. 3.）耐冲击,对半煤岩和岩巷的掘进比较适宜. 4）横向切割较硬矸石的振动较小,较稳定. 5）采用由上而下的切割,一个循环时间长. 6）切割后在巷道两帮出现弧形台阶.,4.纵轴式掘进机的特点,1）工作时切割头齿尖按摆线轨迹运动. 2）向工作面推进时,一次可达截深,钻进效率高. 3）由于切割头横向阻力大,切割较硬岩石时振动较大,稳定性差. 4）纵向切割掘进机在煤巷中使用较为经济. 5）由于切割头呈圆锥形,能切割比较平整的巷道.,第二节掘进机主要机构的工作原理,一、切割（截割）机构的工作原理 1切割机构的组成 切割机构由截割头、行星齿轮减速器、电动机、联轴器及工作臂等部分组成.在纵轴式工作机构悬臂上装有螺旋圆锥型截割头,在横轴式工作机构悬臂上装有两个半球形螺旋钻削式截割头.在截割头上按截线沿螺旋形叶片排列截齿.在升降液压缸和回转油缸的作用下,上下左右动作,完成切割工作,掘出所要求的巷道断面.,2.切割头及镐形截齿,1）切割头通常采用双螺旋叶片用来排料,在叶片上焊有齿座且对称布置使每一条截线上都有两把截齿. 2）截齿大多采用镐形截齿,镐形截齿由刀杆和刀头组成,刀杆一般采用40CrNiＭo合金结构钢制造,并经调质处理.刀杆尾部有一宽5㎜,深1.5㎜的槽,用以安装卡圈固定截齿. 3）刀头采用WG13C碳化钨硬质合金制造,镶旱在刀杆上.,3.截割机构的结构原理,以ＭＲＨ一S100型掘进机采用100Kw双速电动机,带动二级行星齿轮减速器,输出转速为23/45,其输出轴通过内花键套与主轴的外花键联接使主轴旋转.主轴上装有内伸缩套和保护套,在内伸缩套和保护套之间装有外伸缩套,外伸缩套与减速箱连接.保护套通过销轴与油缸铰接,油缸与截割电动机铰接.当油缸的活塞杆伸出时截割头前移,切入掘进工作面.截割减速器一次注油量为13.5升.,二 、装运机构的工作原理,装运机构主要由耙装部、减速箱、液压马达和中间输送机组成. 1.耙装部;由耙爪、铲板、升降油缸、减速器及油马达组成.油马达通过一级圆锥齿轮传动后,通过两个端面万向联轴节及中间轴把两个减速器连接后,再通过两级圆柱齿轮减速带动输出圆盘转动,通过偏心圆盘带动耙爪做往复耙、集、装工作.两个耙爪的耙集次数相同.在耙爪驱动轴和轴承之间设有浮动密封装置,以防止煤粉等异物进入减速器.铲板必须接触到底版.铲板的升、降用油缸来完成.耙装减速器一次注油量为18升,2.中间输送机,中间输送机由液压马达、减速器(二级齿轮减速）链轮、刮板链、镏槽和张紧装置组成.中间输送机的驱动机构位于卸载端. 液压马达驱动二级齿轮减速器,带动链轮转动,链轮牵引链条在镏槽内运行.链条的张紧是通过链轮轴两端的紧链器调节.中间输送机减速器一次注油量为5升.,三、行走机构的结构及工作原理,1.行走机构的结构 ＭＲＨ－S100型掘进机的行走机构,主要由液压马达、减速器、履带架、主动链轮、从动链轮、支重轮、履带和张紧装置组成.左右两个行走装置对称,驱动装置位于行走装置的尾部.行走机构用若干条高强度螺栓和销轴将左右履带架与掘进机机架连接成整体.减速器采用一级圆柱齿轮,二级行星齿轮减速器.一次注油量为14升.张紧装置与从动链轮轴相连,在弹簧作用下使履带处于张紧状态.,2.履带式掘进机行走机构的工作原理,S一100型掘进机采用ＭＥ-300型液压马达,马达的输出轴插在齿轮内将动力传递给减速器,经减速后带动行走链轮驱动履带行走. 履带与底版之间的相对运动所产生的摩擦力驱动机器行走.其牵引力的大小与机器的重量和履带与底版之间的粘着系数有关.在行走机构动力一定的情况下行走阻力如小于粘着力,主动链轮旋转时,链轮上的槽齿拨呀履带链板上的凸台时,由于粘着力的存在,阻止了履带链的运动而迫使机体移动.反之则履带链空转打滑.所以行走机构必须具有足够的牵引力.同时还要注意履带在底版上的比压.通常接地比压不应超过137㎪.,四、机架和回转台,1.机架是整个机器的骨架,它承受着来自截割、行走和装载的各种载荷.机器中的各部件均用螺栓、销轴及止口与机架联接机架为组焊件. 2.回转台主要用于支承、联接并实现切割机构的升降和回转运动.回转台座在机架上,通过大型回转轴承用止口、高强度螺栓与机架相联.工作时在回转油缸的作用下,带动切割机构水平摆动.截割机构的升降是通过回转台支座上左、右耳轴铰接相连的两个升降油缸来实现.,3.后支撑,左、右后支撑腿是各通过后支撑油缸及销轴分别与后机架连接,它的作用是; 1）切割时使用,以增加机器的稳定性. 2）窝机时使用,以便履带下垫木版自救. 3）履带链断链及张紧时使用,以便操作. 4）卧底时使用,抬起机器后部,以增加卧底深度.,五、喷雾冷却系统,本系统内、外喷雾用于灭尘、消灭火花及冷却截齿,冷却系统对切割电动机及油箱.喷雾冷却系统可提高工作面能见度,改善工作环境,消除安全隐患. 水泵在马达带动下从水箱内吸水,而排出的水经冷却器后分两路,一路向内外喷雾系统供水,另一路通入截割电动机水套内,对电动机冷却后经流量开关回水箱,当截割电动机冷却水流量低于20L/min时,流量开关自动动作指示灯熄灭. 通过喷雾系统的水除了供应接割头外喷雾用水外,还被喷雾泵吸入,增压后向截割头内喷雾系统供水,内外喷雾同时抑尘.,六、液压系统工作原理,S-100型掘进机的液压系统; 1.组成；一台45Kw电动机通过齿轮分配箱分别带动，一台GXP-05-52-35R-20型二联齿轮泵和一台GXP05-52-35-25R-20型三联齿轮泵。

11台油缸分别由八联阀控制，用于切割头的伸缩、升降和回转，铲板的升降，后支撑的升降和履带的张紧5台液压马达，用于行走部由二联阀控制装载、运输、喷雾泵马达分别由单联阀控制溢流阀，电磁阀，油箱(容积350L）压力表，温度表粗过滤器，精过虑器，转阀，油管等S-100型掘进机液压系统工作原理,2.八联换向阀液压系统；由二联泵后泵供液，当八联阀都处于中间位置时，油压使压力补偿阀打开(0.6㎫），压力油经压力补偿阀，冷却器，精过滤器回油箱操作八联阀中的任何一个时，压力油 经换向阀进入液压缸，同时压力油经换向阀内梭形阀，节流孔进入压力补偿阀和电磁阀与泵建立压差关系当用换向阀节流时，泵压增高，当压差大于06㎫时，压力补偿阀开启使多余的油液流回油箱3.行走机构液压系统,该系统由二联泵前泵供液，由二联换向阀控制当二联阀处于中间在位置时，压力油经压力补偿阀回到油箱当操纵二联阀时压力油经换向阀推动组合阀的滑阀，使压力油分两路；一路经滑阀内的梭形阀打开马达制动器，另一路经滑阀单向阀到达马达，使马达运转只要正确操作二联阀就可以实现掘进机的前进、后退或左右拐弯当掘进机调车时，耙爪马达不工作，这时三联泵的前泵的压力油也向行走马达供油，以提高马达的行走速度。

4.耙爪机构液压系统,该系统由三联泵的前泵供油，由单联阀控制当单联阀在中间位置时，耙爪不工作时，压力油供给行走马达当操纵单联阀时，可操纵耙爪的转动此单联阀为三位六通带定位的手动换向阀要求耙爪在耙装工作时为正向运动5.刮板输送机液压系统,该系统由三联泵的中泵供油，由单联阀控制，当阀处于中间位置时，压力油经单联阀回到油箱操纵此阀可控制刮板输送机的运转， 6.喷雾泵液压系统； 该系统由三联泵的后泵供油，单联阀控制，此阀在中间位置时压力油经阀芯回到油箱，操纵此阀可使喷雾泵工作7.S-100型掘进机各系统压力的调定,1）八联阀控制的切割头伸缩、升降和回转，及左右后支撑油缸的调整压力为15.7㎫履带的左右张紧油缸调压为4㎫ 2）二联阀控制行走马达调定压力是15.7㎫3）单联阀控制耙爪马达调定压力是15.7㎫ 4）单联阀控制喷雾马达调定压力是9.8㎫ 5）单联阀控制刮板输送机马达调定压力为20.6㎫ 在正常情况下，应每月对系统各诣流阀的调定进行一次检查与调整8.S-100型掘进机切割电动机的液压系统安全保护,在八联阀回路中设置一电磁阀，该电磁阀取自主电动机 的电流信号当主电动机功率超过额定值150%时电磁阀动作将补偿阀高压油泄回油箱，这时切割头空转。

不能钻进和摆动当负荷降低后约3s，切割头又能恢复工作状态当切割负荷达200%以上时，超过10s主电动机自动停止负荷降低时电动机自动复位 为了随时监视主电动机功率变化情况，在电控箱上装有各种颜色发光二极管，当功率超过75%时绿灯亮，100%黄灯亮，150%时橙灯亮当主电动机温度超过140°C时，埋在定子线圈的热敏元件发出指令使绿灯亮超过170°C时主电动机自动停转S-200M型掘进机液压系统,一组成；1）斜轴式变量泵一台，最大输出流量40mL/r，用于七联换向阀系统的供液 2）三联齿轮泵一台，最大输出流量为63、50、40mL/r前泵用于耙爪，中泵用于行走，后泵用于刮板输送机和履带张紧系统 3）换向阀，七联阀一台，用于切割头升降、伸缩和回转，铲板升降，后支撑升降两联阀一台，用于行走马达，三联阀一台，用于第一输送机马达和履带张紧一联阀一个用于耙爪马达4）液压马达4台304mL/r排量的马达2台，用于行走部70mL/r排量的2台马达分别用于耙爪和刮板输送机 5）油箱，容量为600L 6）水冷式油冷却器1台 7）油压表(0-40㎫）和转阀，检测压力 斜轴式变量泵和三联齿轮泵通过齿轮分配箱，由一台隔爆空冷式90Kw4极电动机驱动。

二、S-200M型掘进机液压系统工作原理,根据其功能的不同可分为，七联阀控制系统行走部系统，耙爪系统，刮板输送机和张紧油缸系统 1.七联换向阀控制的系统工作原理 七联阀各控制手炳均在零位时，斜轴变量泵输出的压力油经七联阀芯，回油过滤器流回油箱控制七联阀中任何一个手炳可使受控制的油缸动作.其中切割头升降，铲板升降，后支撑升降及第二输送机升降的油路均设液力琐和安全保护装置来限定各液压缸的最大承载压力2.行走机构液压系统工作原理,行走系统由三联齿轮泵的中泵供液，当二联阀控制手柄在零位时 ，该系统的压力油。