懸臂式掘進(jìn)機(jī)中間輸送機(jī)的設(shè)計

懸臂式掘進(jìn)機(jī)中間輸送機(jī)的設(shè)計

1中間除煤巖大角度排放系統(tǒng)在煤基身發(fā)現(xiàn)機(jī)制懸臂式挖掘機(jī)是集切割、裝載、通信、調(diào)動、采礦和防塵為一體的聯(lián)合挖掘機(jī)。在煤礦井下巷道掘進(jìn)和橋涵、隧道等工程中被廣泛采用。中間輸送機(jī)(以下簡稱輸送機(jī))是掘進(jìn)機(jī)的主要組成部分,其作用是將截割下的煤巖轉(zhuǎn)載輸送到掘進(jìn)機(jī)后配套的運(yùn)輸系統(tǒng)中,以實(shí)現(xiàn)截割、裝運(yùn)一體化。由于輸送機(jī)工作環(huán)境惡劣,載荷沖擊較大,同時受整機(jī)布局限制,結(jié)構(gòu)要求緊湊,所以對設(shè)計提出了較高的要求,因而,對輸送機(jī)的結(jié)構(gòu),包括驅(qū)動方式、總體布局進(jìn)行歸類,分析不同類型的輸送機(jī)對其性能的影響具有一定的意義。2驅(qū)動方式分類輸送機(jī)的驅(qū)動方式有多種形式,根據(jù)與裝載機(jī)構(gòu)的聯(lián)動與否,可分為單獨(dú)驅(qū)動和集中驅(qū)動2種方式;按驅(qū)動裝置的不同位置又可分為前驅(qū)動和后驅(qū)動2種方式。究竟采取何種驅(qū)動方式取決于掘進(jìn)機(jī)總體布置要求。2.1后驅(qū)動方式的特點(diǎn)單獨(dú)驅(qū)動方式是裝載機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)分別由原動機(jī)驅(qū)動,如S100掘進(jìn)機(jī)等。單獨(dú)驅(qū)動方式具有如下特點(diǎn):(1)單臺原動機(jī)功率較小,易于小體積減速器設(shè)計;(2)由于裝載機(jī)構(gòu)的沖擊載荷較大,與之分別驅(qū)動,輸送機(jī)受力狀況較好;(3)輸送機(jī)與裝載機(jī)構(gòu)的連接相對簡單、靈活;(4)總體布置靈活,裝載機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)均可處于較理想的工作狀態(tài)。對于前驅(qū)動方式來說具有如下特點(diǎn):(1)刮板鏈緊鏈裝置在輸送機(jī)卸載端,刮板鏈工作時的內(nèi)張力較小,刮板鏈緊鏈裝置簡單;(2)驅(qū)動裝置在輸送機(jī)受料端,輸送機(jī)機(jī)尾結(jié)構(gòu)簡單,易于實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)卸載端的擺動;(3)原動機(jī)的工作環(huán)境惡劣,布置空間相對較小;(4)輸送機(jī)刮板鏈松邊輸送煤巖,磨損大,刮板鏈工作狀態(tài)不好。后驅(qū)動方式的特點(diǎn)為:(1)輸送機(jī)刮板鏈緊邊輸送煤巖,磨損小,刮板鏈工作狀態(tài)好;(2)驅(qū)動裝置布置在輸送機(jī)卸載端,原動機(jī)的工作環(huán)境好,布置空間相對較大;(3)由于刮板鏈緊鏈裝置在驅(qū)動端,刮板鏈工作時的內(nèi)張力較大,刮板鏈緊鏈裝置復(fù)雜。對于單獨(dú)驅(qū)動方式,由于采用多動力源驅(qū)動,增加了主回路。而且掘進(jìn)機(jī)裝載、運(yùn)輸有順序性,則需要增設(shè)順序操作控制回路,控制回路復(fù)雜?？傮w上需增加元器件數(shù)量,使故障率有所上升,可靠性下降。對于傳動系統(tǒng)來說,雖然可減小減速器體積,但系統(tǒng)復(fù)雜。對輸送機(jī)卸載端有擺動功能要求的機(jī)型,可采用前單獨(dú)驅(qū)動方式。后單獨(dú)驅(qū)動方式在掘進(jìn)機(jī)中極少采用。2.2驅(qū)動方式選取集中驅(qū)動方式就是裝載機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)由1臺或多臺原動機(jī)集中驅(qū)動,實(shí)現(xiàn)兩機(jī)構(gòu)的聯(lián)動。在集中驅(qū)動方式中,原動機(jī)布置在輸送機(jī)卸載端,經(jīng)減速器帶動輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),同時輸送機(jī)改向鏈輪經(jīng)左右錐齒輪減速器帶動裝載機(jī)構(gòu)執(zhí)行元件工作。這種驅(qū)動方式稱為后集中驅(qū)動方式,如國產(chǎn)EBJ-160型掘進(jìn)機(jī)、奧地利AM65型掘進(jìn)機(jī)等。如果原動機(jī)布置在裝載機(jī)構(gòu)上,動力經(jīng)裝載機(jī)構(gòu)后傳遞到輸送機(jī)上,稱為前集中驅(qū)動方式,如國產(chǎn)EL-90型掘進(jìn)機(jī)、英國LH-130型掘進(jìn)機(jī)等。后集中驅(qū)動方式具有如下特點(diǎn):(1)輸送機(jī)刮板鏈緊邊輸送煤巖,磨損小,刮板鏈工作狀態(tài)好;(2)裝運(yùn)系統(tǒng)布置空間相對較大,總體布置合理,原動機(jī)的工作環(huán)境好;(3)刮板鏈傳遞動力,機(jī)械損失較大,鏈子動負(fù)載振幅較大,對于刮板鏈和鏈輪十分不利;(4)由于刮板鏈緊鏈裝置在驅(qū)動端,刮板鏈工作時的內(nèi)張力較大,刮板鏈緊鏈裝置復(fù)雜。前集中驅(qū)動方式特點(diǎn)與后集中驅(qū)動方式相反,但兩者均有一個共同的特點(diǎn),無需增設(shè)順序操作控制回路,控制回路簡單,可靠性較高。綜上所述,在掘進(jìn)機(jī)總體布局允許的情況下,應(yīng)盡量采用集中驅(qū)動方式。3《mt/t578》中的鏈條特性目前,掘進(jìn)機(jī)使用的刮板鏈主要是礦用圓環(huán)鏈和套筒鏈,這2種鏈條在已頒布的煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T578-1996“懸臂式掘進(jìn)機(jī)用套筒刮板鏈”和MT/T928-2004“懸臂式掘進(jìn)機(jī)圓環(huán)刮板鏈及驅(qū)動鏈的系列與參數(shù)”中作了相應(yīng)的規(guī)定。但選用何種鏈條取決于掘進(jìn)機(jī)的使用性能和結(jié)構(gòu)尺寸。圓環(huán)鏈由于在嚙合過程中,平環(huán)與立環(huán)均須支撐,所以其鏈輪的結(jié)構(gòu)尺寸較大。但受驅(qū)動裝置空間條件的限制,采用圓環(huán)鏈齒數(shù)不可能過多。例如:在鏈輪轉(zhuǎn)速相同,節(jié)圓直徑(套筒鏈為205.49mm;圓環(huán)鏈為207.97mm)、鏈條節(jié)距(套筒鏈為63.5mm;圓環(huán)鏈為64mm)基本相同的情況下,套筒鏈鏈輪齒數(shù)為10,圓環(huán)鏈齒數(shù)為5,套筒鏈的傳動平穩(wěn)性是圓環(huán)鏈的4.2倍。因此,可以看出選用套筒鏈時其傳動性能好,同時可提高輸送機(jī)的刮板鏈鏈速,運(yùn)輸能力較大。在MT/T578中規(guī)定的套筒鏈具有水平可彎曲的性能,因此在輸送機(jī)機(jī)尾要求水平擺動的刮板鏈一般均采用套筒鏈。但套筒鏈為掘進(jìn)機(jī)專用刮板鏈,備件準(zhǔn)備困難,且所能承受的載荷比圓環(huán)鏈的小。因此,在中重型掘進(jìn)機(jī)中多采用礦用圓環(huán)鏈。4采用液壓油缸張緊方式掘進(jìn)機(jī)中間刮板輸送機(jī)的緊鏈裝置不同于工作面刮板輸送機(jī),主要是鋪設(shè)長度短,初始張力較小。但由于一些掘進(jìn)機(jī)的受料端及卸載端受總體要求,將上下或左右水平擺動,造成鏈子長度時有變化,增加了緊鏈裝置的復(fù)雜性。目前掘進(jìn)機(jī)使用的緊鏈裝置基本上分為兩大類,一類是采用絲杠螺母張緊方式,此種張緊方式結(jié)構(gòu)簡單,其缺點(diǎn)是需用人工張緊,主要用于輕中型掘進(jìn)機(jī)。另一類是采用液壓油缸張緊方式,其張緊、松鏈方便。但無論哪種張緊方式,可靠性均不理想,近年來,為了提高可靠性,均采用了加墊片頂死的方式,即先用絲杠螺母或液壓油缸張緊鏈條,再在張緊行程中插入墊片,在輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中,由墊片承接鏈子的內(nèi)張力。由于受結(jié)構(gòu)的限制,并為了操作簡便,緊鏈裝置都設(shè)在輸送機(jī)卸載端。對于部分掘進(jìn)機(jī)的受料端將上下擺動,使鏈子長度時刻處于變化中,為了確保鏈條的一定初始張力,在緊鏈裝置中設(shè)有彈簧裝置,靠彈簧的壓縮變形來彌補(bǔ)鏈條的變化量。此種情況比較適用于絲杠螺母張緊方式。奧地利AM65型掘進(jìn)機(jī)的緊鏈裝置對于鏈條長度變化不大的工況來講,是一個好的張緊方式,該裝置的液壓缸為雙伸縮缸,外層為單作用液壓缸,實(shí)現(xiàn)鏈子的張緊,里面為緩沖缸,內(nèi)有一定比例的稠油和空氣,利用空氣可壓縮原理,起到彈簧作用。對于部分掘進(jìn)機(jī)的卸載端左右水平擺動的緊鏈裝置,由于鏈子的長度變化量較大,采用彈簧裝置彌補(bǔ)難度較大,甚至無法實(shí)現(xiàn)。美國JOY公司的12CM系列連續(xù)采煤機(jī)采用凸輪機(jī)構(gòu)較好地解決了這一難題,其原理是水平回轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)有一個固定凸輪,可伸縮式的卸載端水平擺動時靠鏈子的內(nèi)張力始終與凸輪點(diǎn)接觸,由凸輪輪廓曲線彌補(bǔ)鏈子的長度變化量。5第1種分體式拾煤板緊鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的整體結(jié)構(gòu)根據(jù)掘進(jìn)機(jī)對輸送機(jī)的要求不同而有所不同,使用較多的結(jié)構(gòu)有:①整體式輸送機(jī)的溜槽為一整體焊接結(jié)構(gòu)件,此類結(jié)構(gòu)形式簡單,刮板鏈鏈道光滑,刮板鏈長度恒定,易于實(shí)現(xiàn)壓鏈,緊鏈裝置簡單,受力狀態(tài)好,輸送機(jī)使用壽命長。缺點(diǎn)是輸送機(jī)整體隨鏟煤板的升降做平面運(yùn)動,后支撐點(diǎn)布置困難,要求掘進(jìn)機(jī)機(jī)架內(nèi)空間尺寸大。鏟煤板體的結(jié)構(gòu)為U形焊接結(jié)構(gòu),組焊加工工藝復(fù)雜。且龍門小,通過大塊煤巖的能力較差。②第1種分體式鏟煤板體為溜槽的一部分,其余為另一部分,其優(yōu)缺點(diǎn)與整體式相反。③第2種分體式卸料端水平擺動,在擺動回轉(zhuǎn)點(diǎn)處將溜槽分為兩部分,在分離處采用彈簧鋼作為溜槽槽幫,來實(shí)現(xiàn)溜槽槽幫的彎曲和長度變化,其優(yōu)缺點(diǎn)基本同第1種分體式。6掘進(jìn)機(jī)中間粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計在采掘機(jī)械中,采用類似掘進(jìn)機(jī)中間輸送