淺談掘進機的技術構造及機掘巷道開口施工工藝 - 副本

淺談掘進機的技術構造及機掘巷道開口施工工藝制作人：雷雨2014年8月發(fā)展歷程及方向近年來掘進機發(fā)展有以下幾個特點：向重型化發(fā)展，向半煤硬巖型和全巖型方向發(fā)展，主輔機一體化，實行緊湊化設計，自動控制及遠程遙控，適應大坡度，增強除塵效果。掘進機概論（一）掘進機是用來掘進礦山巷道、工程隧道、城市地下工程的機械設備，掘進機必須同時具備破碎、裝運、自走三個功能，缺一不可，否則不能稱其為掘進機。掘進機概論（二）產(chǎn)品型號的意義例：EBZ135E——掘進機

B——懸臂式（部分斷面）

Z——縱軸式（H——橫軸式）

135---切割電機額定功率（KW）掘進機概論（三）掘進機分類掘進機全斷面部分斷面(懸臂式)橫軸式縱軸式無伸縮有（外）伸縮無伸縮有（內(nèi)）伸縮掘進機概論（四）截割頭型式縱軸式－單截割頭橫軸式－雙截割頭裝載機構型式小環(huán)形刮板大環(huán)形刮板耙爪（有副爪、無副爪）星輪（三星、六星）掘進機概論（五）刮板鏈型式中單鏈中雙鏈雙邊鏈三鏈履帶鏈型式工程機械履帶鏈（套筒滾子鏈）整體履帶板懸臂式掘進機整機結構及各部功能懸臂式掘近機由十個部分組成，五部一機四個系統(tǒng):1、截割部2、鏟板部 3、第一運輸機4、本體部5、行走部6、后支撐部7、電氣系統(tǒng)8、液壓系統(tǒng)9、水系統(tǒng)10、潤滑系統(tǒng)整機結構一．截割部：截割部的最主要功能是直接對煤巖進行破碎。第二是可以輔助支護，在架棚子支護時挖拄窩，用托梁器托起橫梁；錨桿支護時，工人可以站在截割臂上面作業(yè)，也可以用托梁器托起鋼帶。第三是可以協(xié)助裝貨。第四是在特殊情況下可以參與自救。第五是有伸縮功能的的掘進機在坡度較大的下山巷道后退時可以用伸縮來協(xié)助。截割部

一.截割部結構:截割部由以下幾個部份構成1.截割頭2.截割臂3.二級行星減速器4.架體5.截割電機二．鏟板部：鏟板部有三個功能：第一是裝煤（巖）。第二是當截割頭鉆進后即將進行擺動之前，鏟板與支承器落地，有利于機組的穩(wěn)定，截割臂左右擺動時機組不擺尾。第三是與支承器配合可以進行自救。EBZ135掘進機鏟板部鏟板部主要構成1主鏟板2左側鏟板3右側鏟板4左驅動裝置5右驅動裝置6從動輪裝置7前聯(lián)接板8左擋鏈板9右擋鏈板10左軟管支座11右軟管支座鏟板部裝配與分解主鏟板與側鏟板螺栓緊固力矩：882N.m馬達座與主鏟板螺栓緊固力矩：510N.m星輪的安裝方向三．第一運輸機：第一運輸機只有一個功能，就是將鏟板部裝上來的煤（巖）轉運給第二運輸機。四．本體部：本體部是機器的主機架，其他部分都與其相聯(lián)接固定?；剞D架在回轉油缸的推動下能帶動截割部左右擺動。本體部與其它各部分的聯(lián)接五．行走部：行走部的功能是帶動機器前進、后退或轉彎。1.履帶2.漲緊輪組3.漲緊油缸4.驅動輪二.行走部的構成5.液壓馬達6.減速機7.履帶架六．后支承部：后支承部有三個功能，第一是牽引第二運輸機隨主機一起前進或后退，另外兩個功能與鏟板部的后兩個功能相同。七．電氣系統(tǒng)：八．液壓系統(tǒng)：液壓系統(tǒng)在掘進機上非常重要，大多數(shù)機型除截割頭旋轉單獨由一個截割電機驅動外，其余動作都是靠液壓來實現(xiàn)的。這種掘進機定義為“全液壓掘進機”。九．水系統(tǒng)：水在掘進機上有兩個功能，一是冷卻，冷卻液壓油和截割電機，二是噴霧。十．潤滑系統(tǒng)：掘進機的運動環(huán)節(jié)多，所以潤滑點就多。潤滑對于掘進機同樣非常重要。液壓傳動系統(tǒng)的構成

液壓傳動系統(tǒng)由四種元件構成。一動力元件二執(zhí)行元件三控制元件四輔助元件

一動力元件動力元件也就是液壓油泵。液壓油泵分很多種，掘進機采用最多的是齒輪泵，也有定量軸向柱塞泵和變量軸向柱塞泵，有的生產(chǎn)廠家采用過葉片泵。齒輪泵是典型的單向定量泵。齒輪泵型號中的數(shù)字表示該泵的排量是毫升/轉。定量泵的每轉排量是固定的，但可以通過改變泵的轉數(shù)的方法從而改變泵在單位時間內(nèi)的排量。二．執(zhí)行元件執(zhí)行元件分兩大類，即液壓油缸和液壓馬達。液壓油缸是將液壓油提供的動力變成活塞桿的直線往復運動，液壓馬達是將液壓油提供的動力變成馬達輸出軸的旋轉。液壓油缸種類很多，掘進機采用的只有兩種，即單作用油缸和雙作用油缸。單作用油缸多用于履帶張緊。液壓馬達也有多種型式，掘進機采用的有軸向柱塞馬達、徑向柱塞馬達、齒輪馬達（日本）和葉片馬達（前蘇聯(lián)）。徑向柱塞馬達的顯著特性是低速大扭矩。在掘進機上，徑向柱塞馬達多用于一運和星輪，軸向柱塞馬達多用于行走和噴霧。液壓馬達型號中的數(shù)字表示的意義與泵相同。三．控制元件控制元件就是各種閥。用以控制和調(diào)節(jié)液流的壓力、速度和方向，以滿足機器的工作性能要求和實現(xiàn)各種不同的工作循環(huán)。掘進機上常用的有手動換向閥、電磁換向閥、溢流閥、平衡閥、旋閥[轉閥、選擇閥]，此外還有閉鎖閥、減壓閥、高壓截止閥、三通球閥等。四．輔助元件輔助元件是指除上述三種元件以外的所有其他元件。例如：油箱、管路、接頭、壓力表、冷卻器、過濾器等。液壓三要素液壓系統(tǒng)內(nèi)部的清潔是至關重要的，因為液壓元件都很精密，很多重要部位靠間隙密封，間隙很小，容不得任何雜質(zhì)混入。雜質(zhì)可以通過很多渠道混入液壓系統(tǒng)內(nèi)部，為此要把好以下幾道關口。第一，解體關，掘進機解體時液壓系統(tǒng)很多接口要打開，凡是打開的接口都要采取防塵措施，不允許裸露。三要素（二）第二，組裝關，組裝每個接口前，要檢查解體時采取的防塵措施是否完好，若被破壞或丟失，該接口有被污染的可能，必須認真檢查并清洗。第三，加油關，給油箱加油前要保證加油器具（包括油桶）清潔無污，不許拿掉濾芯。第四，換件關，生產(chǎn)液壓元部件的廠家，在產(chǎn)品出廠時對裸露油口都采取了防塵措施，加堵或蓋。組裝前要仔細檢查，若堵或蓋損壞或丟失，要對該元部件進行清洗。自己壓扣的高壓膠管更要認真清洗，否則，殘余的碎橡膠片、線頭、鋼絲頭將堵塞冷卻器芯，造成回油不暢。三要素（三）液壓油要嚴格防水。如果水混入液壓油，液壓油被乳化，液壓油的潤滑、防腐等多項性能被破壞，不能繼續(xù)使用，造成很大浪費。水混入液壓油有兩條渠道，一是油桶里有水，二是進入冷卻器的水壓高，將冷卻器芯壓漏。液壓油溫度過高會使油的黏度降低，造成泄露，也會使橡膠密封件長期在高溫下工作加快老化，因此，當液壓油的溫度達到70℃時要停機。停機的目的不是簡單地讓油溫自然冷卻降低，而重要的要是查找造成油溫過高的原因。三要素（四）造成液壓系統(tǒng)油溫過高的原因是冷卻水流量不足?？赡芤皇峭鈦硭髁啃。乔蜷y沒有完全打開，三是過濾器堵塞，要認真查找。如果是第三個原因就要清洗或更換水過濾器濾網(wǎng)。掘進機解體的注意事項一、拆下來的大銷子，在部件分解后要裝回原處，并裝好擋板和擋板螺栓，以防銷子串出。二、拆下來的螺栓，在部件分解后也要裝回原處，包括螺母和墊圈，一件也不能少。起吊時防止將螺栓撞彎。三、拆膠管時不能兩端都拆，必要時只拆一端，保留一端。盡量不要在操作臺這一端拆[履帶張緊油缸的膠管除外]。注意事項二四、膠管拆開的裸露端必須有防塵措施，可以對接、堵或者包。五、聯(lián)接在操作臺上的膠管經(jīng)捆綁后盤在操作臺上，方便起吊。六、零件的電鍍表面不許掛鋼絲繩。七、嚴防零部件表面磕碰。八、注意保管，不得丟件。裝車及運輸裝車要求：1.捆綁牢靠，無論發(fā)生車輛掉道或翻車，機組的另部件都不能與車輛分離。2.裝有電氣開關箱和操作箱的車必須苫蓋，謹防滴水受潮。運輸要求：1.為防止車組行進途中受阻，車組入井前要對從井口到組裝垌室，車組所有要經(jīng)過的路徑進行仔細檢查測量，如有障礙必須處理。2.說明書中的排車順序是指車組到垌室的先后順序，不是指車組入井口的順序。要根據(jù)井下路徑的具體情況，確定正排序或反排序。日常維護保養(yǎng)1、檢查各油標的油位，按潤滑周期的規(guī)定注油。2、檢查各部螺栓是否松動。3、檢查大銷子擋板是否齊全，銷子有無軸向串動、重點檢查鏟板與本體的連接銷。4、檢查履帶鏈和刮板鏈的松緊度是否合適，履帶鏈環(huán)、履帶板、履帶銷有無損壞。5、檢查、更換截齒，檢查齒座有無開焊和損壞。6、檢查各部是否漏油。潤滑”三定”一定：指定專人。二定：每天在固定的時間段按潤滑周期加油。三定：按使用說明書中規(guī)定牌號的油脂注油。降低截齒消耗

截齒是掘進機工作時直接對煤巖進行破碎的重要零件。截齒是消耗品，只要掘進機工作就必定要消耗截齒，截齒消耗在掘進機使用成本中占很大比重，因此，如何降低截齒消耗就成為我們要研究的重要課題。目前各種機型的掘進機采用的都是鎬型截齒，是由齒體和硬質(zhì)合金頭經(jīng)釬焊后熱處理而成。鎬型截齒的優(yōu)點是在切割過程中，截齒可以在齒座孔中隨機轉動，從而使截齒在整個圓周上均勻磨損，延長使用壽命。如果截齒被煤[或巖]粉卡住，或被泥巖包住不能隨機轉動，齒體必然被磨偏，從而導致合金頭早期脫落，壽命大大降低。因此，保證截齒始終能夠靈活轉動是延長截齒壽命的一大關鍵。截齒的非正常損壞有下述幾種現(xiàn)象：合金頭崩、裂；合金頭脫落；齒體磨偏引起合金頭倒伏；由于齒體斷裂造成截齒丟失等。凡損壞的截齒都要及時更換，截齒丟失更要及時補充，保證截齒齊全，一個也不能少。截齒的正常損壞形式是，齒體前端圓周方向均勻磨損出很深的圓弧溝，直到合金頭脫落。降低截齒消耗、延長截齒壽命的辦法可以簡單歸納為三個字，即‘轉’、‘換’、‘全’。第一運輸機

掘進機的第一運輸機粗看很簡單，就是一個普通的小型刮板運輸機，其實在第一運輸機的安裝、調(diào)試、使用、維護、檢修等諸多環(huán)節(jié)中都有很多奧秘所在。為了方便用戶下井運輸，溜槽設計成兩段。出廠時溜槽不分解，刮板鏈組置于溜槽之上，當溜槽需要分解時，刮板鏈組要撤出。組裝第一運輸機時，先組裝溜槽，待溜槽穿入本體并固定后再穿鏈，穿鏈的方法是先將8#鐵線兩段變雙股，沿上層底版與下層底版間的空隙由機頭向機尾穿，在機頭處將鐵線與刮板鏈組連接，連接時要看準刮板鏈組的方向。在機尾處拉動鐵線穿鏈，對接點最好選在本體后部，這個位置比較寬敞、便于操作。

在整機液壓系統(tǒng)調(diào)試完成之后，要對刮板鏈的松緊度進行調(diào)整，調(diào)整的方法比較簡單，不必多述。松緊度以在機頭處回空鏈最大懸垂點距離上底版70—100mm為最佳。運輸機的刮板鏈在使用過程中經(jīng)常會發(fā)生跳鏈現(xiàn)象。造成跳鏈的原因主要有五種：一是主動鏈輪磨損嚴重，二是鏈環(huán)嚴重磨損或變形，節(jié)距變大，三是鏈子過松，這三種原因造成的主動輪處跳鏈具體發(fā)生在哪一節(jié)鏈環(huán)是隨機的、不固定的。原因之四是刮板嚴重彎曲，之五是“斜鏈”。“斜鏈”就是指由于相鄰的兩塊刮板間的兩節(jié)刮板鏈長度相差太大，造成刮板打斜。后兩種原因引起的跳鏈發(fā)生的部位非常明顯，即每逢彎曲嚴重的刮板和斜鏈的刮板走到鏈輪處必跳。采用中雙鏈的機型不存在后兩種現(xiàn)象。當張緊油缸或張緊絲杠張緊到最大限度時鏈子仍松，就需要掐鏈。具體方法是在兩掛鏈子的對應部位各掐掉兩環(huán)。當“龍門”卡大塊時，有時需要運輸機打反車，要注意的是換向時，手柄通過中位時要稍有停頓，對于采用比例多路換向閥的機型，這一點尤其重要，否則將大大降低換向閥彈簧的使用壽命。檢修時要對溜槽進行清理，具體方法是，將溜槽的一端吊起，另一端不離地，成45°角左右，用大錘敲擊溜槽底板，將干結在鏈條通道上的煤巖粉振掉，防止穿鏈條時中間卡阻。

掘進機的故障判斷及排除

掘進機的故障按專業(yè)劃分為機械故障、液壓故障和電氣故障。機械故障又可分為顯性故障和隱性故障。顯性故障是用肉眼能夠直接觀察到的故障，隱性故障是用肉眼不能直接觀察到的故障。顯性故障不需判斷、只需排除，而隱性故障則首先需要判斷。齒輪的早期損壞

齒輪箱有異常聲響，而這種聲響又是有規(guī)律的、間隔時間非常均勻，而且在停機過程中，隨著轉速的變慢，聲響的間隔時間變長。這時首先應考慮到是該齒輪箱中的某個齒輪發(fā)生了早期故障，要立即開箱檢查并更換該齒輪。若沒能及時開箱檢查并更換已經(jīng)損壞的齒輪，將勢必導致該齒輪箱的全面崩潰，后果是非常嚴重的。

軸承損壞

軸承損壞的現(xiàn)象一是有異常聲響，這種聲響是連續(xù)的、沒有規(guī)律的，而且在停機過程中，隨著轉速的變慢，聲響越來越大；二是軸承附近的箱體表面溫度比其他部位高。必須及時更換已經(jīng)損壞的軸承。密封件損壞

密封件損壞的現(xiàn)象是距離該密封件最近的箱體結合面下部有油漬，并且粘有煤粉。要及時更換。若發(fā)生截割電機轉而截割頭不轉的現(xiàn)象時，對于截割電機與截割減速機之間有聯(lián)軸器的機型，要首先檢查聯(lián)軸器銷是否已被剪斷；對于有伸縮的機型，要檢查花鍵套銷是否退出。液壓故障比機械故障復雜得多，最難的是判斷。漏油

液壓油沿活塞桿表面漏出，原因是導向套（缸蓋）內(nèi)的蕾型圈損壞。液壓油沿缸筒口漏出，則是導向套（缸蓋）上的O型圈損壞。需要更換。 高壓膠管與接頭聯(lián)接處漏油，可能是沒擰緊，再擰緊后如果還漏油，就需要拆開檢查膠管和接頭的密封錐面是否有硬傷，如有即更換。如果錐管螺紋聯(lián)接處漏油，也可能是沒擰緊，再擰緊后如果還漏油，就需要拆開檢查錐管螺紋是否掉扣，重點檢查內(nèi)螺紋，如有掉扣則更換，如沒有損壞，則纏上生料帶重新擰緊。如果高壓膠管的金屬扣與膠管結合處漏油，該膠管無法挽救，必須更換。液壓油泵故障

掘進機都配置多個油泵，但是，每個油泵所帶的回路基本上都是相互獨立的，如果某個油泵出現(xiàn)故障，那么，這個油泵所在的回路中的所有執(zhí)行元件工作都不正常。采用齒輪泵的機型，為了進一步確定該油泵是否真正損壞，可將與之相鄰的泵的出口交換，這時，如果原來回路中的所有執(zhí)行元件工作都正常，而被交換的油泵所在的回路上的所有執(zhí)行元件工作都不正常，可以百分之百地確認這個泵壞了。采用變量軸向柱塞泵的機型，不需交換油泵。油泵損壞不能簡單地換一個新泵了事，重要的是查請泵損壞的原因。泵損壞的原因主要有兩個：一是吸油過濾器堵塞，二是該回路上的主溢流閥（對于變量軸向柱塞泵的機型是指泵的溢流閥）不動作。起不到保護作用。其他如油箱缺油、液壓油變質(zhì)、液壓油的牌號不對等。液壓馬達故障

表現(xiàn)在液壓馬達上的故障，其原因是多方面的，可能是泵的故障，也可能是馬達的故障，還可能是閥或管路的故障。判斷故障原因經(jīng)常使用的方法就是交換法。在某個有兩個馬達的回路中[如行走回路]，如果兩個馬達工作都不正常，可能是泵有故障；如果其中一個馬達工作不正常，而另一個馬達工作正常，則可以判定泵沒壞；這時可將兩個馬達的主油口膠管交換，交換以后可能出現(xiàn)兩種情況，一種是原來不正常的馬達仍不正常，說明這個馬達確實壞了；二是原來不正常的變正常，而原來正常的變不正常，證明兩個馬達都正常，問題出在閥或管路上，同樣用交換法檢查。如果在只有一個馬達的回路中，該馬達工作不正常，首先用交換法判定泵是否有問題，如果泵正常，再用交換法判定閥和管路是否有問題，如果也沒有問題，則可以判定馬達確實壞了。手動換向閥故障

手動換向閥故障所表現(xiàn)的現(xiàn)象主要有兩種，一是閥芯表面漏油，二是中位不靈。這都是由于長期使用磨損造成的，需要更換。溢流閥故障

溢流閥故障也表現(xiàn)為兩種現(xiàn)象，一種是憋不住壓，其原因是彈簧斷或失效，需要更換。二是不溢流，原因是溢流孔堵塞，需要拆開透除堵塞物。溢流閥不溢流如果不能及時發(fā)現(xiàn)，將造成泵的損壞。安全注意事項1.機組作業(yè)時，除司機外其他任何人不得上機。2.機組作業(yè)時，輔助人員不得超越鏟板后邊沿。3.支護作業(yè)時，必須切斷機組左側急停按扭，確保截割電機不能轉動。4.機組調(diào)動時，鏟板和后支承器都要抬起.。5.當截割頭處于最低位置時，鏟板也要落到最低位置，防止截割部壓星輪。6.當檢修人員需要對行走馬達或減速器進行檢修時，機組抬高部分必須用實體墊牢，不可單獨依靠支承器的作用。7.電源電纜要懸掛在轉載機架上，不許用機組直接拖拉電纜，機組后退時要有專人負責觀察，防止履帶壓電纜。8、截割頭鉆進深度要控制在截割頭長度的2/3～3/4，如果鉆進過深，有可能在截割臂擺動時拔掉截割頭。9、停機前要把所有操作手柄停到中位，油泵電機啟動前要先檢查手柄是否在中位。目前，各礦煤巷都在大力推廣使用掘進機掘進，采用錨桿支護，以適應回采快速推進的要求。掘進使用掘進機，落煤、裝載、轉運幾乎同時完成，有的掘進機上裝有錨桿機，可及時完成巷道支護。下面談談我對機掘巷道開口時保證快速掘進的幾種方法。（以煤巷機掘施工為例）第一種方法：掘進機--可伸縮皮帶機，煤巷掘進機械化作業(yè)線普遍采用的一種先進的配套方式，按照這種配套方