中型掘进机设计(截割部、主体部).doc

1绪论1.1课题研究背景及意义煤层顶、底板岩石之间的垂直距离称煤层厚度。按照国家有关技术政策，根据煤种、产状、开采方式和地区煤炭资源供需情况，以及地理条件规定的可采厚度下限，称最低可采厚度。达到可采厚度的煤层称可采煤层。煤层厚度分级一般分为：①薄煤层，小于或等于1.3米；②中厚煤层，1.3～3.5米；③厚煤层,大于3.5米。厚度超过8米的称为特厚煤层。中型掘进机是我国目前井下用量最大的一种掘进机中型掘进机机重小于50t，主要用于煤岩硬度≤60MPa的煤巷及半煤岩掘进，机型以EBJ一120TP、EBZ150等机型为主，与重型掘进机相比具有机身矮、重心低、结构紧凑、可靠性高、操作简单和维护方便的特点。随着我国煤炭采掘业的不断发展，中厚煤层所占比例逐年减少，地质条件复杂的薄煤层开采逐渐成为煤炭行业的主攻方向。据悉，我国重点煤矿薄煤层的产煤量几乎占总产煤量的50%，而传统的薄煤层炮掘效率一直很低，由于一般的煤矿掘进机因高度问题而无法进入，开采效率一直困扰着我国煤炭事业的发展。因此调整掘进机相关参数，充分利用矮机身掘进机体积小，重量轻，装卸方便等特点，使其适应薄煤层煤矿的工作情况。矮机身中型掘进机主要解决薄煤层中巷道快速掘进问题，其中应解决元部件可靠性、截割稳定性、行走准确性和控制系统的安全性等几个关键问题，提高国产掘进机在薄煤层的破岩能力和整机性能，这可以提升国产掘进机在我国掘进机研制领域的主导地位．提高薄煤层巷道掘进的工作效率，逐步结束薄煤层掘进机依赖进口的历史。因此具有重要的意义。1.2掘进机简介掘进机是煤矿井下巷道施工的主要掘进设备，根据截割头与截割臂的结构形式，掘进机可分为两类:纵轴式掘进机和横轴式掘进机。我国于1962年开始掘进机的研制工作，最初是模仿前苏联的产品，机身轻、功率小、性能差，因而未能被广泛的应用。八十年代我国与国外公司合作制造了AM50及S100型掘进机，这两种机型现已成为国内市场的主导产品;同时，国内掘进机的研制步伐也在加快，先后研制了EBJ-132,EBJ-160,ELMB-55,EBH-132,EJ-70等各种机型。纵轴式掘进机是一种部分断面隧道掘进机，在工作时，它的截割臂可以上下及左右自由摆动，能截割任意断面形状的隧道，并且可以前进、倒退及转向，截割下来的石碴由装碴和输送机构送到机器尾部，装到有轨小车或自卸汽车上运送到洞外，纵轴式掘进机主要由截割装置、截割臂、回转台及输送装置等组成。横轴式掘进机主要由截割头、工作臂、装碴铲板、回转台、驾驶室、中间输送机、行走机构、液压系统、电气系统和喷雾降尘系统等组成，横轴式掘进机在工作时，其截割臂可以作上下及左右摆动，由于纵轴式掘进机在工作中良好的截割性能、整机调运灵活及可截割不同巷道面等优点，故在煤矿及隧道等工程中得到了广泛的应用。掘进机实物如下图所示。图1.1横轴式掘进机图1.2纵轴式掘进机1.3国内外研究现状1.3.1国外掘进机发展现状国外先进掘进机广泛用于硬度低于f8的半煤岩采掘巷道的掘进，并扩大到岩巷。最近的重型机不移位截割断面达到35-42，多数机型能在纵向横向的斜坡上工作，截割功率300kW，机重100t以上，切割岩石硬度可达到f12。国外新推出的掘进机可以实现推进方向和断面监控、电机功率自动调节、离机遥控操作及工况监测和故障诊断等机电一体化功能，机电一体化已成为掘进机发展趋势。掘进机主机可以配套机载锚杆钻臂系统、支护系统以及除尘系统等，掘进机多功能一体化也是一种发展趋势。近10年来，掘进机已向综合机组发展，并已显示出卓越的高产高效功能，发展日新月异。1.3.2国内掘进机发展现状我国煤巷高效掘进方式中最主要的方式是悬臂是掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进机。我国掘进机研究始于20世纪60年代．主要经历了引进、消化吸收和自主研制3个阶段。20世纪60年代，以30-50KW的小功率掘进机为主，研究开发和生产使用都处于试验阶段。80年代初期，我国淮南煤机厂（先重组为凯胜重工）引进了奥地利奥钢联公司AM50型掘进机，佳木斯煤机厂（先隶属于国际煤机）引进了日本三井三池制作所S-100型掘进机，通过对国外先进技术的引进，消化，吸收，推动了我国综掘机械化的发展。但当时引进的掘进机技术属于70年代的水平，设备功率小，机重轻，破岩能力低及可靠性差，仅适合在条件较好的煤巷中使用，加之国产机制造缺陷，在使用中暴露了很多问题。2O世纪90年代以来是我国掘进机的自主研发阶段，也是我国掘进机最为快速的一个阶段。这一阶段我国中型掘进机发展日趋成熟，重型掘进机大批出现，掘进机的设计及加工制造水平已比较先进，已能够独立研制截割硬度f≤8，机重60t左右，截割功率160～220kW的重型掘进机，并且具备了根据