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采掘機(jī)械 實(shí)習(xí)報(bào)告 實(shí)習(xí)項(xiàng)目:連續(xù)采煤機(jī)、掘進(jìn)設(shè)備 助學(xué)院校:河南理工大學(xué) 自考助學(xué)專業(yè):機(jī)電設(shè)備與管理 姓 名:徐進(jìn) 自考助學(xué)學(xué)號(hào):040213201189 成 績: 指導(dǎo)教師簽名: 河南理工大學(xué)成人高等教育 2O14年 月 日 目錄 目錄 2 一.連續(xù)采煤機(jī) 3 1.1工作原理 3 1.1.1基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 3 二.掘進(jìn)設(shè)備 13 2.1市場前景 13 2.1.1研究水平 14 三.實(shí)習(xí)的收獲和建議 19 四.參考資料 19 一.連續(xù)采煤機(jī) 一種可以連續(xù)采掘煤炭的機(jī)械設(shè)備，它既可以用來開掘以煤為基巖的巷道，又可作為單獨(dú)的采煤機(jī)使用，在我國很多大煤礦都有使用。特別對(duì)地質(zhì)條件好的巷道開掘或者對(duì)煤礦井田構(gòu)造復(fù)雜的邊角煤開采有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。是一種值得推廣的煤礦機(jī)械設(shè)備。 1.1工作原理 連續(xù)采煤機(jī)的工作原理與滾筒式采煤機(jī)的工作原理基本相同，僅工作方式上略有差別。 連續(xù)采煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)是橫置在機(jī)體前方的旋轉(zhuǎn)截割滾筒。截割滾筒上裝有按一定規(guī)律排列的鎬型截齒，在每一個(gè)作業(yè)循環(huán)的開始，截割機(jī)構(gòu)的升降液壓缸將截割滾筒舉至要截割的高度位置。在行走履帶向前推進(jìn)的過程中，旋轉(zhuǎn)的截割滾筒切入煤層一定的深度，稱為截槽深度。然后行走履帶停止推進(jìn)，再用升降液壓缸使截割滾筒向下運(yùn)動(dòng)至底板，即可切割出寬度等于截割滾筒長度、厚度等于截槽深度的弧形條帶煤體，這就是一個(gè)循環(huán)作業(yè)切割下來的煤體。 1.1.1基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 連續(xù)采煤機(jī)按截割煤層厚度可分為薄、中、厚3種，按截割煤的軟硬程度又可分為中等堅(jiān)硬、堅(jiān)硬、特堅(jiān)硬3種。他們的共同特點(diǎn)如下: （1）多電動(dòng)機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。 （2）采用橫軸式較長的截割滾筒。 （3）截割滾筒的截齒布置較簡單，截線距離較大。 （4）增強(qiáng)截割硬煤和夾矸的能力。 （5）裝運(yùn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)布置已定型化，輸送機(jī)鏈條機(jī)構(gòu)已標(biāo)準(zhǔn)化。 （6）采用啟動(dòng)扭矩高的直流串激電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行走履帶機(jī)構(gòu)。 （7）各主要傳動(dòng)系統(tǒng)多采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 （8）液壓系統(tǒng)采用了齒輪油泵、多液壓缸開式系統(tǒng)。 （9）機(jī)器的自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、安全裝置較完善。 1.1.1.1 12CM15型連續(xù)采煤機(jī) (1)12CM15型連續(xù)采煤機(jī)，是一種具有完全遙控功能的高產(chǎn)量連續(xù)采煤機(jī)，適用于中厚煤層。該機(jī)截割滾筒直徑為1120mm（44in），截割寬度為3300mm（130in），最大截割高度為3685mm（145in），有一臺(tái)寬760mm（30in）、運(yùn)行速度為2.41m/s（475fpm）配有離心式裝載撥盤的輸送機(jī)。 12CM15型連續(xù)采煤機(jī)有2臺(tái)170kW（228馬力）帶限矩器保護(hù)的交流電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，這2臺(tái)電動(dòng)機(jī)與截割臂中心線平行安裝。每臺(tái)截割電動(dòng)機(jī)均通過內(nèi)置扭矩軸同齒輪箱的齒輪相接。還有2臺(tái)45kW（60馬力）的裝運(yùn)電動(dòng)機(jī)，2臺(tái)37kW（50馬力）的行走電動(dòng)機(jī)，1臺(tái)40kW（54馬力）油泵電動(dòng)機(jī)，1臺(tái)19kW（25馬力）集塵風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)。整機(jī)布置如圖12-1所示。 圖12-1 12CM15型連續(xù)采煤機(jī)整機(jī)布置 1-輸送機(jī)擺動(dòng)油缸；2-集成器風(fēng)機(jī)電動(dòng)；3-行走控制箱；4-行走制動(dòng)器；5-行走電動(dòng)；6-截割控制箱；7-裝載升降油缸；8-裝運(yùn)電動(dòng)；9-截割電動(dòng)；10-輸送機(jī)升降油缸；11-截割臂升降油缸；12-操作臺(tái)；13-液壓控制閥組；14-VDU顯示器；15-JNA顯示；16-液壓泵；17-液壓泵電機(jī)；18-穩(wěn)定靴油缸；19-輸送機(jī)尾部鏈輪；20-刮板輸送機(jī)；21-輸送機(jī)回轉(zhuǎn)軸；22-截割滾筒；23-扒爪 12CM15型連續(xù)采煤機(jī)主要有裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、截割機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成。 裝運(yùn)機(jī)構(gòu)主要由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、減速箱、裝載耙爪、刮板輸送機(jī)組件、輸送機(jī)提升油缸、輸送機(jī)擺動(dòng)油缸等組成。耙爪將滾筒截割下的煤炭扒到刮板輸送機(jī)上，刮板輸送機(jī)再將煤炭裝到運(yùn)煤梭車上。 行走機(jī)構(gòu)主要由行走電動(dòng)機(jī)、減速器、履帶等組成。實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的行走、轉(zhuǎn)向等動(dòng)作。 截割機(jī)構(gòu)主要由截割電動(dòng)機(jī)、截割頭減速箱、截割滾筒、截割懸臂、截割油缸等組成，實(shí)現(xiàn)破煤和落煤 ① 主要技術(shù)持征 12CM15型連續(xù)采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)技術(shù)持征見表12-1。 表12-1 12CM15型連續(xù)采煤機(jī)主要持術(shù)特征 電機(jī)名稱 額定電壓 /V 額定功率 /kW（hp） 冷卻方式 臺(tái)數(shù) 電流形式 截割電動(dòng)機(jī) 1050 170（227） 水冷 2 三相交流 油泵電動(dòng)機(jī) 1050 40（54） 水冷 1 三相交流 裝運(yùn)電動(dòng)機(jī) 1050 45（60） 水冷 2 三相交流 集成器電動(dòng)機(jī) 1050 19（25） 水冷 1 三相交流 行走電動(dòng)機(jī) 250 37（50） 水冷 2 直流（直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)） 1）機(jī)載牽引變壓器20kVA，1050V/211V，Dy接線，作為直流牽引電動(dòng)機(jī)的電源。 2）供電電壓范圍為（90%~110%）UN（UN=1050V額定電壓），即負(fù)載時(shí)電壓不得低于945V，空載電壓不得高于1115V，超過此范圍將會(huì)對(duì)機(jī)器造成損壞。 3）12CM15型連續(xù)采煤機(jī)，用水冷卻電動(dòng)機(jī)和在截割過程中降塵，供水壓力不低于2Mpa（300psi），流量不低于150L/min（10imp gpm）。如果無水作業(yè)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行不得超過15min。 4）12CM15型連續(xù)采煤機(jī)有3個(gè)速度檔位。其中，1檔為慢速，2檔為中速，3檔為高速。機(jī)組前進(jìn)或后退均可使用3檔，當(dāng)機(jī)組進(jìn)行原地回轉(zhuǎn)時(shí)，后履帶被限制在1檔或2檔。各檔位速度見表12-2。 表12-2 運(yùn)行速度 速度選項(xiàng) 非截割狀態(tài) 截割狀態(tài) 反饋狀態(tài) 1檔前進(jìn) 4.6m/min（15ft/min） 4.6m/min 0~4.6m/min 2檔前進(jìn) 9.1 m/min（30ft/min） 9.1 m/min 0~9.1 m/min 3檔前進(jìn) 18.3 m/min（60ft/min） 18.3 m/min 0~18.3 m/min 1檔后退 4.6m/min（15ft/min） 4.6m/min 0~4.6m/min 2檔后退 9.1 m/min（30ft/min） 9.1 m/min 0~9.1 m/min 3檔后退 18.3 m/min（60ft/min） 18.3 m/min 0~18.3 m/min 5）在溫度低于-18℃（0℉）時(shí)不要起動(dòng)機(jī)器。在-18℃到21℃（0℉~70℉）之間，操作機(jī)器之前，通過輸送機(jī)后部升降動(dòng)作，讓油液溢流來對(duì)系統(tǒng)加熱，至低達(dá)到27℃（80℉），即可進(jìn)行采煤作業(yè)。機(jī)器液壓油的正常工作溫度范圍為38℃到50℃（100℉~120℉）。 6）12CM15型連續(xù)采煤機(jī)主溢流閥為液壓系統(tǒng)提供安全保護(hù)，為液壓元件提供安全保護(hù)，在達(dá)到預(yù)設(shè)定的壓力值時(shí)，主溢流閥將打開，釋放過高的壓力。主溢流閥的壓力設(shè)定值為165.5bar~172.4bar（2400psi~2500psi）。 ②不同液壓回路的壓力調(diào)定 各支路溢流閥保護(hù)的不同液壓回路壓力調(diào)定值，見表12-3。 表12-3 支路溢流閥壓力設(shè)定值 功能 壓力設(shè)定值 穩(wěn)定靴回路----下降 194.8~205.1bar（2825~2975psi） 穩(wěn)定靴回路----上升 127.6~134.4bar（1850~1950psi） 輸送機(jī)升降回路 120.6~127.5bar（1750~1850psi） 輸送機(jī)擺動(dòng)回路----左和右 82.7~89.6bar（1200~1300psi） 裝載回路 100~110.3bar（1450~1600psi） 截割油缸回路----上升 117.2~124.1bar（1700~1800psi） 截割油缸回路----下降 151.7~158.6bar（2200~2300psi） 動(dòng)力加油回路 100~106.9bar（1450~1550psi） 由于穩(wěn)定靴支路溢流閥的設(shè)定壓力高于主溢流閥的設(shè)定值，在調(diào)整穩(wěn)定靴支路溢流閥的壓力設(shè)定之前，必須先調(diào)高主溢流閥的壓力設(shè)定值，然后才能設(shè)置穩(wěn)定靴支路溢流閥的壓力設(shè)定值。調(diào)整其他油路或操作機(jī)器之前，一定要恢復(fù)主溢流閥的正常設(shè)定壓力。 （2）12CM15型連續(xù)采煤機(jī)電氣系統(tǒng) 12CM15型連續(xù)采煤機(jī)行走電動(dòng)機(jī)的控制采用“雙組6晶閘管系統(tǒng)Ⅱ型”。為了提高操作控制的靈敏性和機(jī)動(dòng)性，以單片機(jī)為基礎(chǔ)，用于左右兩側(cè)行走電動(dòng)機(jī)電路的觸發(fā)器，為機(jī)器直線行走提供對(duì)稱的電壓、線性度和反饋響應(yīng)功能。觸發(fā)器裝在左整流器上，每個(gè)整流器與機(jī)器控制裝置之間采用一種電纜插頭連接，為了進(jìn)行故障檢查，可以交換兩個(gè)整流器插頭。 采用一個(gè)固定變比的電流互感器作為反饋裝置，它在有電流通過截割電動(dòng)機(jī)時(shí)，向觸發(fā)器發(fā)出信號(hào)，對(duì)正在運(yùn)行的截割電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。 有1個(gè)開關(guān)盒裝有2個(gè)回轉(zhuǎn)開關(guān)，能單獨(dú)調(diào)節(jié)最大掏槽速度和截割機(jī)構(gòu)反饋兩個(gè)參數(shù)，以適應(yīng)采掘工況，此開關(guān)盒位于機(jī)器左后方的行走電控箱內(nèi)。電氣系統(tǒng)如圖12-2所示。 圖12-2 12CM15型連續(xù)采煤機(jī)電氣系統(tǒng) ①可編程序控制器（PLC） 12CM15型連采機(jī)配有1臺(tái)PLC可編程序控制器。PLC裝于不銹鋼保護(hù)盒內(nèi)，由可CPU、電源、數(shù)字模板、分析輸出模板和數(shù)字輸出模板組成。PLC為機(jī)器的所有電路提供軟件控制，并驅(qū)動(dòng)觸發(fā)器。PLC還監(jiān)測(cè)開關(guān)位置，提供所有機(jī)器診斷的軟件控制。PLC是一種采用微處理機(jī)技術(shù)完成其功能的固態(tài)器件。 ②部件位置 電路控制硬件裝有4個(gè)分開的防爆箱內(nèi)。 1）主控箱。主控箱內(nèi)裝有機(jī)器控制開關(guān)和指示燈，位于駕駛室內(nèi)； 2）斷路器箱。斷路器箱裝在主控開關(guān)的下方，把拖曳電纜與1CB主斷路連接起來； 3）行走控制箱。行走控制箱裝在機(jī)器左后方，它包括：行走電機(jī)真空接觸器、風(fēng)機(jī)電機(jī)真空接觸器及過載保護(hù)熱繼電器；PLC控制器；3CB和8CB斷路器；牽引變壓器和控制變壓器；牽引電機(jī)SCR模塊和過載保護(hù)元件； 4）截割控制器箱。控制器箱位于機(jī)器左前方，它包括截割電機(jī)真空接觸器、輸送機(jī)和裝載電機(jī)真空接觸器、輸送機(jī)和截割電機(jī)小時(shí)計(jì)及2CB斷路器。 ③電路圖 電路圖或原理圖，用以說明電路功能和運(yùn)行情況。分為3個(gè)基本部分：控制部分、電源部分和邏輯圖部分。PLC邏輯圖以梯形圖的形式表示，采用和繼電器相當(dāng)?shù)男g(shù)語加以解釋。 （3）斷路器和控制及照明電路 在連采機(jī)準(zhǔn)備運(yùn)行之前，操作人員必須給采區(qū)順槽配電開關(guān)通電，連采機(jī)拖曳電纜帶電，即三相1050V交流接入采煤機(jī)，再閉合機(jī)器上的所有斷路器。機(jī)器上電后，控制變壓器得電，控制系統(tǒng)帶電，接地繼電器投入漏電檢測(cè)。 ①斷路器 機(jī)器帶后，1050V三相交流電壓就作用到主斷路器1CB上，合上1CB，牽引變壓器得電，70kVA，1050V/211V；斷路器2CB將1050V三相交流電壓接到截割電動(dòng)機(jī)和輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)電源回路上；斷路器3CB把行走變壓器二次側(cè)AC211V電壓，送到行走電動(dòng)機(jī)回路的整流橋組件上；斷路器8CB把控制變壓器的AC24V電壓接到照明回路。斷路器電路如圖12-3所示。圖12-3 主回路 ②旋轉(zhuǎn)控制開關(guān) 旋轉(zhuǎn)控制開關(guān)，以油泵電機(jī)開關(guān)為例，做一說明。旋轉(zhuǎn)開關(guān)如圖12-4如示。 圖12-4 油泵電機(jī)旋轉(zhuǎn)控制開關(guān) 1-接線端子，用六邊形符號(hào)表示旋轉(zhuǎn)開關(guān)的接線端子，六邊形內(nèi)部數(shù)字是開關(guān)上各個(gè)接線端子編號(hào)，泵開關(guān)上有12個(gè)接線端子；2-開關(guān)位，穿過開關(guān)的垂直線表示開關(guān)的各個(gè)位，垂線頂部的功能名表示各位的功能，開關(guān)通常在“OFF”（斷開）位置；3-跨接線，每對(duì)接線端子之間用跨接線連接，跨接線可以在內(nèi)部也可以在外部跨接，取決于開關(guān)和具體應(yīng)用情況；4-閉合位（起動(dòng)位），非保持位，由穿過開關(guān)的垂直線表示開關(guān)的各個(gè)位置，每條垂線分別表示不同的功能；5-彈簧彈回，當(dāng)松開開關(guān)后，開關(guān)將彈回到箭頭所指向的位置，圖中當(dāng)松開后，開關(guān)從“START”（起動(dòng)）位置彈回到“RUN”位置；6-閉合位置，開關(guān)接點(diǎn)動(dòng)作由開關(guān)位置確定，端子間水平線上的“”表示接點(diǎn)閉合的位置；7-保持閉合，有時(shí)候2個(gè)或多個(gè)“”相連，表示當(dāng)開關(guān)在各位置間移動(dòng)時(shí)，接點(diǎn)保持閉合位置。 當(dāng)操作人員將開關(guān)旋至某一位置時(shí)，開關(guān)內(nèi)的接點(diǎn)就會(huì)打開或閉合。為了確定在一特定時(shí)間哪些接點(diǎn)打開或閉合，可沿開關(guān)位置垂線向下看開關(guān)各位，如在垂線與水平線交點(diǎn)處有一“”，則開關(guān)在那個(gè)位置上的接點(diǎn)閉合。 如泵開關(guān)在“START”（起動(dòng)）位置線上，端子4和3、6和5、12和11之間有“”，即端子4和3、6和5、12和11接通。松開開關(guān)時(shí)，彈回“RUN”（運(yùn)行）位置，端子4和3有“”，即端子4與3閉合。 ④控制和照明電路 當(dāng)操作人員合上主斷路器1CB后，線路L11和L12通過10A熔斷器向主控制變壓器一次繞組供電，1050V/110V、24V。AC110V向機(jī)器的控制回路供電；AC24V作照明回路電源?？刂坪驼彰骰芈啡鐖D12-5所示。 1）控制操作 將控制開關(guān)CONTROL轉(zhuǎn)至MANUAL（手動(dòng)）位置，可進(jìn)行手動(dòng)操作，處于手動(dòng)方式時(shí)，機(jī)器采用機(jī)載控制方式工作。 2）控制電路返回線 12CM15上的控制回路電壓為AC110V和DC24V。ZA2線提供所有AC110V控制電路的共用返回線。ZB2線提供所有24V直流電壓控制回路的共用返回線。 3）照明操作 1CB和8CB斷路器閉合后，照明回路自動(dòng)操作。線路58和59從控制變壓器二次繞組向前燈提供24V交流電壓。 圖12-5 控制和照明電路 二.掘進(jìn)設(shè)備 掘進(jìn)機(jī)是用于開鑿平直地下巷道的機(jī)器。掘進(jìn)機(jī)分為開敞式掘進(jìn)機(jī)和護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)。價(jià)格一般在上億元人民幣。主要由行走機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)組成。隨著行走機(jī)構(gòu)向前推進(jìn)，工作機(jī)構(gòu)中的切割頭不斷破碎巖石，并將碎巖運(yùn)走。有安全、高效和成巷質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，但造價(jià)大，構(gòu)造復(fù)雜，損耗也較大。 2.1市場前景 （1）煤礦掘進(jìn)機(jī)市場前景 我國是產(chǎn)煤大國，各大小煤礦眾多。隨著石油天然氣等能源的價(jià)格上漲，煤炭成為國內(nèi)備受歡迎的能源，未來需求量必然十分巨大，這將刺激煤礦開采產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。隨著政府對(duì)煤礦開采的安全問題的關(guān)注，未來逐步實(shí)現(xiàn)完全機(jī)械化生產(chǎn)成為可能，這必然將進(jìn)一步增加煤礦掘進(jìn)機(jī)的需求增長。 雖然21世紀(jì)煤礦掘進(jìn)機(jī)的供需已經(jīng)接近平衡，但如果石油天然氣等價(jià)格居高不下，那么國內(nèi)煤礦掘進(jìn)機(jī)的市場供需還將繼續(xù)保持目前的水平，加上新舊設(shè)備的更換，如此，國內(nèi)煤礦掘進(jìn)機(jī)的市場規(guī)模就相當(dāng)可觀了。 預(yù)計(jì)國內(nèi)煤礦掘進(jìn)機(jī)的市場還具有一定的開發(fā)潛能，所以煤礦掘進(jìn)機(jī)市場還具有一定的發(fā)展空間，但空間具體能達(dá)到什么樣的程度，還需要取決于未來幾年內(nèi)的國際國內(nèi)能源格局的變化。 但總體而言，國內(nèi)煤礦掘進(jìn)機(jī)市場未來幾年內(nèi)將保持緩慢的增長，但是由于我國煤礦掘進(jìn)機(jī)在國際市場上具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢(shì)，主要是價(jià)格低廉，在周邊國家和非洲等一些發(fā)展中的產(chǎn)煤國擁有較強(qiáng)的競爭力，能開辟一定的市場空間，對(duì)國內(nèi)的煤礦掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)而言，這將是較為關(guān)鍵的發(fā)展機(jī)遇與前景。 （2）隧道掘進(jìn)機(jī)市場前景 我國輕型隧道掘進(jìn)機(jī)市場正在逐步萎縮，未來發(fā)展空間不是很大，但是盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)卻具有十分看好的發(fā)展前景。 首先，我國城市建設(shè)需要大量的盾構(gòu)機(jī)，尤其是上海、北京、廣東等地，需要建設(shè)大量的隧道交通工程，另外鐵路建設(shè)也需要不少的盾構(gòu)機(jī)，所以，未來幾年內(nèi)國內(nèi)盾構(gòu)機(jī)的需求量還是保持旺盛水平。 2.1.1研究水平 近年來，隨著我國煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，與之唇齒相依的煤機(jī)行業(yè)也日益受到重視。在煤炭行業(yè)綱領(lǐng)性文件《關(guān)于促進(jìn)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的若干意見》中，在全國煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)大會(huì)上以及國家發(fā)改委出臺(tái)的煤炭行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策中，都涉及到發(fā)展大型煤炭井下綜合采煤設(shè)備等內(nèi)容。 掘進(jìn)和回采是煤礦生產(chǎn)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，國家的方針是：采掘并重，掘進(jìn)先行。煤礦巷道的快速掘進(jìn)是煤礦保證礦井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)措施。采掘技術(shù)及其裝備水平直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的能力和安全。高效機(jī)械化掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)是保證礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的必要條件，也是巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向。隨著綜采技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)已出現(xiàn)了年產(chǎn)幾百萬噸級(jí)、甚至千萬噸級(jí)超級(jí)工作面，使年消耗回采巷道數(shù)量大幅度增加，從而使巷道掘進(jìn)成為了煤礦高效集約化生產(chǎn)的共性及關(guān)鍵性技術(shù)。 我國煤巷高效掘進(jìn)方式中最主要的方式是懸臂式掘進(jìn)機(jī)與單體錨桿鉆機(jī)配套作業(yè)線，也稱為煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)，在我國國有重點(diǎn)煤礦得到了廣泛應(yīng)用，主要掘進(jìn)機(jī)械為懸臂式掘進(jìn)機(jī)。 懸臂式掘進(jìn)機(jī)是集截割、裝運(yùn)、行走、操作等功能于一體，主要用于截割任意形狀斷面的井下巖石、煤或半煤巖巷道?，F(xiàn)在國內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)雖然說離國際先進(jìn)的技術(shù)還有段距離，但是國內(nèi)的技術(shù)水平已能基本滿足國內(nèi)的需求。大中型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)不斷被創(chuàng)新。主要廠家石煤機(jī)、三一、佳木斯都以各自特點(diǎn)屹立國內(nèi)市場。 2.1.1.1縱、橫軸式掘進(jìn)機(jī)工作原理 （1）工作原理分析 縱、橫軸式掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)巷道時(shí)，截割頭首先要鉆進(jìn)工作面一定深度，然后橫向擺動(dòng)截割，達(dá)到巷道邊界（掏槽結(jié)束）后，沿垂直方向截割一定高度，在水平擺動(dòng)截割……..，如此循環(huán)往復(fù)，直到完成全斷面的截割。縱、橫軸式截割頭通常的截割過程如下圖2-1所示。 由上圖可見，縱、橫軸式掘進(jìn)機(jī)截割頭的截割過程可分為縱向鉆進(jìn)、水平（左右）擺動(dòng)截割和垂直（上下）擺動(dòng)截割三種工作方式。 縱軸式掘進(jìn)機(jī)的切割頭旋轉(zhuǎn)軸與懸臂軸線平行，它斷面切割破巖的方式主要是橫向擺動(dòng)水平條帶切割(圖2-2)，因此，截齒的切割平面與懸臂軸線垂直、與牽引(進(jìn)給)方向在同一平面內(nèi)，所以截齒的切割軌跡是與J懸臂軸線相垂直的平面內(nèi)的擺線。截線間距是在切割頭軸線的平行方向布置。其切割厚度可以等于切割頭的直徑。 橫軸式掘進(jìn)機(jī)的切割頭旋轉(zhuǎn)軸與懸臂軸線相垂直，有兩個(gè)切割頭在輸出軸的兩端、相對(duì)于懸臂中心面對(duì)稱布置(圖2-3)。它斷面切割破巖的主要方式也是橫向擺動(dòng)水平條帶切割。截齒的切割平面與懸臂軸線相平行、與牽引方向相垂直，所以截齒的切割軌跡是一條中心線與懸臂軸線相垂直的螺旋線。截線間距是在切割頭的徑向布置。其切割頭直徑方向的切厚只能達(dá)到其直徑的1/ 3左右。 （2）縱、橫軸式掘進(jìn)機(jī)切割煤巖的方式分析 圖2表示縱軸式和橫軸式工作過程不同，兩類截割頭的切削力FS、進(jìn)給力Fp和擺動(dòng)力F}的方向各異。切削煤巖的阻力引起截割頭的切削力，受切割機(jī)構(gòu)功率限制，切入煤巖的阻力和保持截齒切削狀態(tài)所需的力產(chǎn)生推進(jìn)力Fe，其大小與切削力相關(guān)。推進(jìn)力Fe的方向并不都與擺動(dòng)方向一致，在水平擺動(dòng)過程中，縱軸式截割頭的擺動(dòng)力F,,的方向與截齒切削力FS和進(jìn)給力Fa構(gòu)成的切割平面相平行，類似橫軸式切割頭掏槽工況。同樣橫軸式截割頭在擺動(dòng)切割時(shí)，擺動(dòng)力凡的方向與截割平面垂直，類似縱軸式截割頭掏槽工況。 如果擺動(dòng)力方向平行于截割平面，進(jìn)給力與切割頭的擺動(dòng)力則呈線性關(guān)系，擺動(dòng)力過大，截齒磨擦增大。當(dāng)切削力不能滿足切削需要時(shí)，截割頭就會(huì)被卡住。如果擺動(dòng)力過小，截齒則無法切入煤巖足夠深度，無法保持截齒正常切削狀態(tài)，只能在煤巖表面切削，產(chǎn)生粉塵，磨損加劇。如果擺動(dòng)力方向垂直于截割平面，這時(shí)，擺動(dòng)力不是作用在進(jìn)給力方向上，會(huì)造成不必要的能量消耗。因而，進(jìn)給力和切削力更為密切，它與擺動(dòng)力的關(guān)系是線性關(guān)系。在機(jī)器設(shè)計(jì)時(shí)，要充分慮進(jìn)給力對(duì)機(jī)器穩(wěn)定性的影響:縱軸式切割頭的進(jìn)給力使掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩，橫軸式切割頭的進(jìn)給力使掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)生后推力。 ①掏槽切割 使用縱向截割頭時(shí)，推進(jìn)方向與切線方向近似成直角，所以能以較小的力進(jìn)行掏槽，此時(shí)推進(jìn)力來自機(jī)體前進(jìn)推力。掏槽適應(yīng)于巷道斷面任意位置。當(dāng)巖石較硬時(shí)，懸臂位置與巷道水平時(shí)受力狀態(tài)最好，在一個(gè)工作循環(huán)中，最大掏槽深度為截割頭長度。 使用橫向切割頭時(shí)，推進(jìn)方向與切線方向幾乎一致，由于是兩個(gè)截割頭同時(shí)工作，因而需用較大的力進(jìn)行掏槽切割，掏槽進(jìn)給力來自行走機(jī)構(gòu)。切割硬巖時(shí)，掏槽盡可能在工作面上部進(jìn)行，切割成水平槽，最大掏槽深度為其截割頭直徑的三分之二，這個(gè)過程的完成是在與切割臂少量擺動(dòng)配合的情況下完成。一般說，橫軸式截割頭下挖深度較小。 ②工作面切割 實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場研究表明，如果沿阻力最小方向切割，截割頭比能耗最小，切割層狀巖石時(shí)，沿層理方向切割比垂直于分層面切割能耗明顯減少。如果層面是水平的，橫向切割最有利，如果層面是傾斜的采用縱軸式切割，可以進(jìn)行選擇性切割，先選擇軟巖切割，有了自由面后再切割硬巖，如圖3示。 無論縱軸式還是橫軸式，其切割方式是自上而下，或自下而上，都是采用順割的方式最為省力，如圖4所示。對(duì)于橫軸式掘進(jìn)機(jī)，自上而下的順割方式是較為理想的切割方式，切割煤巖省力，而且能夠提高整機(jī)穩(wěn)定性。 ③巷道輪廓切割 巷道輪廓光滑與否，與支護(hù)充填量有關(guān)，充填量大，導(dǎo)致成本增大，最終要求巷道輪廓表面光滑、尺寸準(zhǔn)確。由于縱軸式截割頭為錐體外形，如果截割頭和懸臂的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)與巷道輪廓相適應(yīng)，可以切出光滑巷道，這主要是對(duì)小斷面巷道而言，對(duì)于大斷面巷道誤差較大。采用橫軸式截割頭，斷面成形與切割頭無關(guān)，完全取決于操作人員的技術(shù)狀況，可借助行走機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)光滑輪廓，但比較費(fèi)時(shí)。 三.實(shí)習(xí)的收獲和建議 通過這次實(shí)習(xí)，我觸動(dòng)很大，收獲很大。 （1）采煤部分：了解了地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場布置及其有關(guān)機(jī)電設(shè)備。井田地質(zhì)特征，井田境界和儲(chǔ)量。井田開拓方式和生產(chǎn)系統(tǒng)、水平數(shù)目階段內(nèi)布置方式、開采順序、大巷布置方式及井底車場及硐室。礦用設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)、原理、大巷運(yùn)動(dòng)的方法設(shè)備類型和運(yùn)轉(zhuǎn)方法。采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)回采工作面的工藝過程及循環(huán)組織。液壓支架及乳化液站結(jié)構(gòu)及頂板管理的情況。 （2）掘進(jìn)部分:了解了巷道的名稱、用途、位置和服務(wù)年限及巷道的斷面形狀和尺寸。巷道掘進(jìn)方法和工藝工程、炮眼的數(shù)目、角度、直徑和排列方式、支護(hù)的種類材料等。巷道施工組織?？諝鈮嚎s機(jī)設(shè)備、型號(hào)、臺(tái)數(shù)、原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 這次的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，對(duì)我有很大的觸動(dòng)。煤礦企業(yè)的發(fā)展日新月異，煤礦的生產(chǎn)、設(shè)備的變化應(yīng)該是革命性的變化。新的技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)踐，在新的起點(diǎn)上，我們?nèi)绾芜m應(yīng)變化了的煤礦企業(yè)，……是我們需要思考的問題。 我們應(yīng)該走出去，走出去看看，聽聽，想想；我們應(yīng)該走出去，走出去和社會(huì)合作、和企業(yè)合作；我們應(yīng)該更加貼近本行業(yè)，依靠本行業(yè)，服務(wù)本行業(yè)，拓展相關(guān)行業(yè)知識(shí)。 四.參考資料 [1] 李鋒、劉志毅主編. 現(xiàn)代采掘機(jī)械。 [2] 王啟廣、李炳文、黃嘉興.采掘機(jī)械與支護(hù)設(shè)備。 [3] 百度文庫。