掘進(jìn)機(jī)截割頭設(shè)計(jì)

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1、掘進(jìn)機(jī)截割頭設(shè)計(jì)煤礦掘進(jìn)是煤炭生產(chǎn)和建設(shè)的基礎(chǔ)工程。近年來(lái),我國(guó)煤礦掘進(jìn)機(jī)械化得到了迅速的發(fā)展,裝備水平也有很大的提高,在自主創(chuàng)新能力上也有長(zhǎng)足的進(jìn)步。煤炭工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主要支柱產(chǎn)業(yè)。在未來(lái)50年內(nèi),煤炭仍是主要的能源和戰(zhàn)略物質(zhì),具有不可替代性,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的保證。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,以及國(guó)加入WTO后,煤炭工業(yè)現(xiàn)代化的步伐也在加快。目前,國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)發(fā)展水平相對(duì)落后,巷道掘進(jìn)成為煤礦發(fā)展的一個(gè)瓶頸,制約著煤炭工業(yè)的發(fā)展。各國(guó)早期研制的懸臂式掘進(jìn)機(jī)都是以煤炭為作業(yè)對(duì)象,機(jī)重在13-17噸之間、切割功率在30KW左

2、右的輕型機(jī),代表機(jī)型是前蘇聯(lián)的ЛК-3型掘進(jìn)機(jī)。中期產(chǎn)品主要是用于切割煤系地層中的各種煤巖的中型掘進(jìn)機(jī),機(jī)重在25噸左右、切割功率50-100KW,可切巖石硬度系數(shù)f6,如英國(guó)的MKA-2400型、奧地利的AM-50型、日本的S100型等。近期產(chǎn)品主要是以煤系地層中的中硬度巖石為作業(yè)對(duì)象的重型機(jī),一般機(jī)重40-80噸、切割功率150-200KW、可切巖石硬度系數(shù)f8,如英國(guó)的LH-1300型、奧地利的AM-75型、日本的S200M型掘進(jìn)機(jī)等。100我國(guó)的掘進(jìn)機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)工作始于1965年,最初是仿前蘇聯(lián)的ЛК-3型掘進(jìn)機(jī),1979

3、年后,先后從日本、奧地利、英國(guó)、美國(guó)、西德、原蘇聯(lián)、匈牙利引進(jìn)了多種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī),通過(guò)引進(jìn)日本MRH-5100-41型、奧地利AM-50等型掘進(jìn)機(jī)的制造技術(shù)和先進(jìn)加工設(shè)備,并進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)化,到1989年底,我國(guó)已自行研制成功了AM50、ELM-55、EMIA-30、EL-90、5100等6種8個(gè)型號(hào)的掘進(jìn)機(jī),使我國(guó)中小型掘進(jìn)機(jī)不再依賴(lài)進(jìn)口。此后,我國(guó)又開(kāi)始了重型掘進(jìn)機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)和研制工作。1999年,煤科總院太原分院開(kāi)發(fā)出了EBJ-160型掘進(jìn)機(jī),2001年,佳木斯煤機(jī)廠又完成了從日本引進(jìn)S200M型掘進(jìn)機(jī)的消化吸收、國(guó)產(chǎn)化任務(wù)。經(jīng)

4、過(guò)幾代人的不懈努力,截止到目前為止,我國(guó)掘進(jìn)機(jī)的開(kāi)發(fā)研究在輕型及中重型上己其本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,但在重型掘進(jìn)機(jī)的研究上,與一些發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)品還存在著一定的差距。1設(shè)計(jì)要求及目的設(shè)計(jì)用途:設(shè)計(jì)符合要求的縱軸式懸臂掘進(jìn)機(jī)與截割部設(shè)計(jì)。?基本要求:1)最大掘高4.5m;2)最大掘?qū)?.6m;3)巷道坡度±16°;4)機(jī)高M(jìn)小于2M,機(jī)重大于45;5)能夠在煤層、半煤層下施工,切割煤巖最大單向抗壓強(qiáng)度可達(dá)100Mpa,可切割性能指標(biāo)適用切割煤巖硬度,普氏系數(shù)f小于等于8,巖石的研磨系數(shù)小于等于Mg15。2總體方案設(shè)計(jì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要由截

5、割、行走、裝運(yùn)、裝載四大機(jī)構(gòu)和液壓、水路、電氣三大系統(tǒng)組成,并通過(guò)主體部將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)有機(jī)的組合于一體??傮w方案設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)的選型和總體參數(shù)的確定。2.1機(jī)型的選定及主要部件的結(jié)構(gòu)形式的確定1002.1.1機(jī)型的選定掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展方向是定型化、系列化、并向“大斷面”、“高硬度”發(fā)展,掘進(jìn)機(jī)的性能、外形、結(jié)構(gòu)和重量應(yīng)能很好地適應(yīng)煤巖的性質(zhì)和巷道的尺寸。根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求,按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT138~1995《懸臂式掘進(jìn)機(jī)的型式與參數(shù)》,MT238.3-2006《懸臂式掘進(jìn)機(jī)

6、第3部分

7、通用技術(shù)條件》選定機(jī)型類(lèi)別。要考慮的掘進(jìn)機(jī)用途有:

8、煤礦井下巷道的掘進(jìn)、其他行業(yè)的工程作業(yè),要考慮掘進(jìn)機(jī)的工作條件:切割煤層巷、半煤層巷,煤巖的單向抗壓強(qiáng)度(或普氏系數(shù)f值)及巖石的腐蝕系數(shù)。特輕、輕型掘進(jìn)機(jī)以掘進(jìn)煤巷為主,它的特點(diǎn)應(yīng)突出經(jīng)濟(jì)、靈活、方便,在截割巷道斷面尺寸方面有較大的適應(yīng)性。中型掘進(jìn)機(jī)以掘進(jìn)半煤巖巷道為主,在截割巖石硬度方面適應(yīng)性較強(qiáng),但機(jī)器設(shè)計(jì)不宜過(guò)于笨重和龐大,在使用時(shí)有較大的覆蓋面。重型掘進(jìn)機(jī)是具有更高切割能力的掘進(jìn)機(jī),應(yīng)用范圍更加廣泛。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和目的,機(jī)型選擇重型。基本參數(shù)應(yīng)當(dāng)符合表格的規(guī)定。表2-1掘進(jìn)機(jī)型式的基本參數(shù)[6]Tab.2-1Tabl

9、eofthebasicparametersofroadheadermodels技術(shù)參數(shù)單位機(jī)型特輕輕中重超重切割煤巖最大單向抗拉強(qiáng)度MPa100生產(chǎn)能力煤,0.60.8———煤夾矸,0.350.40.50.60.6切割機(jī)構(gòu)功率kW90~200適應(yīng)工作最大坡度(絕對(duì)值)不小于(°)可掘巷道斷面㎡5~126~167~208~2810~32機(jī)重(不包括轉(zhuǎn)載機(jī))t2.1.2各部件的結(jié)構(gòu)型式的確定2.1.2.1切割機(jī)構(gòu)切割機(jī)構(gòu)主要由切割頭,水冷電動(dòng)機(jī),減速器,伸縮機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)臺(tái)等組成,具有破碎煤巖功能的機(jī)構(gòu)。(1)切割頭的選擇切割頭裝有截齒

10、,用語(yǔ)破碎煤巖的部件。切割頭主要由截割頭體、齒座、螺旋葉片、截齒、噴嘴及筋板等構(gòu)成;螺旋葉片焊在切割頭體上,沿螺旋線并按截線間距排列齒座和截齒??v軸式掘進(jìn)機(jī)切割頭的形狀通常有圓柱形、圓錐形、圓錐圓柱形幾種。圓錐形切割頭有利于鉆進(jìn)工作面,也能保證切割出來(lái)的巷道表面

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