【正文】 ........................... 64 翻譯部分 ................................................................................................................... 65 英文原文 ............................................................................................................ 65 中文譯文 ............................................................................................................ 75 致 謝 ....................................................................................................................... 82 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 1 緒論 概述 煤炭是重要的一次能源。隨著工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，煤炭在國民經(jīng)濟(jì)中的低位也越來越重要。隨著采煤機(jī)械化和綜合機(jī)械化的發(fā)展，大大提高了工作面的開采強(qiáng)度，工作面的推進(jìn)速度越來越快，這就要求加快掘進(jìn)速度。各國大力研發(fā)各類掘進(jìn)設(shè)備。 掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展 國外掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展 19 世紀(jì) 70 年代，英國為修建海底隧道，生產(chǎn)制造了第一臺(tái)掘進(jìn)機(jī)，美國在 20 世紀(jì)30年代開發(fā)了懸臂式掘進(jìn)機(jī)，并把此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于采礦業(yè)，此后英國、德國、日本等十幾個(gè)國家相繼投入了大量的人力、物力、財(cái)力用于掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的開發(fā)和研制，先后研制了近百種機(jī)型。 各國早期研制的懸臂式掘進(jìn)機(jī)都是以煤巷為作業(yè)對象。中期產(chǎn)品主要是用于截割各種煤巖的中型掘進(jìn)機(jī)，機(jī)重一般在 25 噸左右?？山孛簬r石硬度系數(shù) f≤ 截割功率為50~100KW。有代表性的機(jī)型有英國的 MKⅡ A2400 型、奧地利的 AM50型、日本的 S100 型掘進(jìn)機(jī)。近期產(chǎn)品主要是以中硬巖和工程隧道為作業(yè)對象的重型、全巖巷道掘進(jìn)機(jī)和掘錨機(jī)組，機(jī)重多在 40~100 噸。可截巖石硬度系數(shù)：縱軸可達(dá) f=8~10,橫軸可達(dá) f=10~14，截割功率為 150~300KW。有代表性的機(jī)型有英國的 LH1300、 LH1400；奧地利的 AM7 ATM10AHM105 和日本的 S200、 S2 S300、 S350。目前也有把連續(xù)采煤機(jī)代替掘進(jìn)機(jī)作為巷道掘進(jìn)的，它主要針對半煤巖巷道和軟巖巷道的掘進(jìn)截割硬度 f≤ 6。 此外，掘進(jìn)機(jī)的適用范圍還在擴(kuò)大、掘進(jìn)斷面在增加、適應(yīng)坡度在提升、截割能力進(jìn)一步加強(qiáng)、輔助功能增加、智能控制技術(shù)得以提高。 我國掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展 我國對 懸臂式掘進(jìn)機(jī)的研究始于 20世紀(jì) 60 年代中期，通過對引進(jìn)型掘進(jìn)機(jī)研究和和國產(chǎn)化工作積累了一些設(shè)計(jì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，以 30~50KW 的小功率掘進(jìn)機(jī)為主研制規(guī)模較小。我國煤礦真正推廣應(yīng)用懸臂式掘進(jìn)機(jī)是在 1979 年引進(jìn)了 100 多臺(tái)國外掘進(jìn)機(jī)以后。我國淮南煤機(jī)廠引進(jìn)了奧地利奧鋼聯(lián)公司 AM50 型掘進(jìn)機(jī)、佳木斯煤機(jī)廠引進(jìn)了日本三井三池制作所 S100 型掘進(jìn)機(jī)。通過對國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、學(xué)習(xí)，推動(dòng)了我國綜掘機(jī)械化的發(fā)展。經(jīng)過 30多年的學(xué)習(xí)和自主研發(fā)，我國已經(jīng)擁有年產(chǎn) 1000 余臺(tái)的掘進(jìn)機(jī)加工制造能力，研制生產(chǎn)了 20 多種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)，其截割功率從 30KW200KW，初步形成系列化產(chǎn)品。尤其是近年來，我國相繼開發(fā)了以 EPJ120TP 型掘進(jìn)機(jī)為代表的替代機(jī)型，在整 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 體技術(shù)性能方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平?；灸軌驖M足國內(nèi)半煤巖掘進(jìn)機(jī)市場額需求。半煤巖掘進(jìn)機(jī)以中型和重型為主，其截割巖石硬度為 f=68，截割功率在 120KW 以上，機(jī)重在35 噸以上。煤礦現(xiàn)用主流半煤巖掘進(jìn)機(jī)以煤科總院太原研究院生產(chǎn)的 EPJ120TP 型、EBZ160TY 型以及佳木斯煤機(jī)廠生產(chǎn)的 S150J 型三種機(jī)型為主。 盡管我國掘進(jìn)機(jī)技術(shù)有了較大的發(fā)展，但與國外掘 進(jìn)機(jī)技術(shù)水平相比還有一定的差距。今后我國掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢是： （ 1） 掘錨聯(lián)合機(jī)組研制，集掘、鉆、錨為一體的綜合機(jī)組，既能快速掘進(jìn)，同時(shí)又能打眼安裝錨桿，支護(hù)頂板、側(cè)幫，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)支護(hù)平行作業(yè)，解決掘進(jìn)機(jī)利用效率低的問題。 （ 2） 擴(kuò)大掘進(jìn)機(jī)的使用范圍。進(jìn)一步使機(jī)型矮型化，改善截割、裝載、行走等機(jī)構(gòu)，使其能較好地適應(yīng)我國各種地質(zhì)構(gòu)造和斷面形狀的巷道掘進(jìn)。 （ 3） 向重型化方向發(fā)展。將掘進(jìn)機(jī)用于鐵路、城市地鐵隧道和公路建設(shè)等行業(yè)。 （ 4） 噴霧降塵設(shè)備隨機(jī)化。 （ 5） 提高各類型掘進(jìn)機(jī)工作的可靠性以及各元部件的可靠性和互換性。 （ 6） 發(fā)展新的元部件技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)。 （ 7） 大力發(fā)展矮、窄機(jī)身中型掘進(jìn)機(jī)。目前在煤礦實(shí)際使用的掘進(jìn)機(jī)型號(hào)中，功率適中的掘進(jìn)機(jī)占主導(dǎo)地位，如 EBZ13 EBZ這一系列掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)已趨于成熟。但隨著我國煤炭采掘業(yè)的不斷發(fā)展，中厚煤層將逐漸減少，煤礦巷道必然趨于薄煤層，極薄煤層。因此，機(jī)身矮、窄型掘進(jìn)機(jī)將大有市場。 （ 8） 向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化方向發(fā)展。 履帶式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的工作原理 掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)根據(jù)行走方式的不同，可分為履帶式、輪胎式、軌輪式三種，目前煤礦所使用的懸臂式掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)均采用履帶式。 履帶式行走機(jī)構(gòu)是依靠接地履帶與底板之間相對運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦力，驅(qū)動(dòng)機(jī)器行走。其最大靜摩擦力取決于機(jī)器重量，以及履帶板與底板之間的粘著系數(shù)。在行走機(jī)構(gòu)動(dòng)力容量 — 定的情況下，行走阻力如小于粘著力，主動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，鏈輪上的槽齒撥壓履帶鏈板上的凸臺(tái)，由于粘著力的存在，阻止了履帶鏈運(yùn)動(dòng)，而迫使機(jī)體移動(dòng)。反之，當(dāng)行走阻力大于粘著力，主動(dòng)鏈輪的槽齒撥壓履帶鏈板上的凸臺(tái)時(shí)，履帶鏈能夠克服履帶板與底板之 間的粘著力，使履帶鏈空轉(zhuǎn)打滑。因此，為了保證掘進(jìn)機(jī)的正常行走，行走機(jī)構(gòu)必須具有足夠的牽引力。 研究掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的意義 掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)是一個(gè)非常重要的部件，它既是驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)行走、調(diào)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同時(shí)又是整臺(tái)掘進(jìn)機(jī)的連接和支撐的基礎(chǔ)。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)為非工作狀態(tài)時(shí)，它實(shí)現(xiàn)整機(jī)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎以及爬坡等各種運(yùn)動(dòng)和牽引轉(zhuǎn)載機(jī)行走，調(diào)整位置為巷道掘進(jìn)做準(zhǔn)備；當(dāng)掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)，它承受截割機(jī)構(gòu)的反力、傾覆力矩及動(dòng)載荷，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的工作推進(jìn)。掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)參數(shù)的選定對整機(jī)的正常運(yùn)行、性能的可靠性以及工作的穩(wěn)定性有著 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 重要影響。 型掘進(jìn)簡介 型掘進(jìn)機(jī)簡述 一、產(chǎn)品特點(diǎn) EBJ─ 120TP 型掘進(jìn)機(jī)由煤炭科學(xué)總院分院設(shè)計(jì)制造。該機(jī)為懸臂式部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，適應(yīng)巷道斷面 9～ 18m坡度177。 16。、可經(jīng)濟(jì)切割單向抗壓強(qiáng)度≤ 60MP 的煤巖，屬于中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)。該機(jī)的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、適應(yīng)性好、機(jī)身矮、重心低、操作簡單、檢修方便。 二、主要用途、適應(yīng)范圍 EBJ─ 120TP 型懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要是為煤礦綜采及高檔普采工作面采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)服務(wù)的機(jī)械設(shè)備。主要適用于煤及半煤巖巷的掘進(jìn)，也適用于條件類似的其它礦山及工程巷道的掘進(jìn)。該機(jī)可經(jīng)濟(jì)切割高度 ,可掘任意斷面形狀的巷道，適應(yīng)巷道177。 16。 。該機(jī)后配套轉(zhuǎn)載運(yùn)輸設(shè)備可采用橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮式帶式輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，以利于機(jī)器效能的發(fā)揮。 三、產(chǎn)品型號(hào)、名稱及外型 產(chǎn)品型號(hào)、名稱為 EBJ─ 120TP 型懸臂式掘進(jìn)機(jī)外型參見圖 11 四、型號(hào)的組成及其代表的意義 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 圖 11EPJ120TP 型掘進(jìn)機(jī)外形 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 ─ 120TP 主要技術(shù)參數(shù) 一、總體參數(shù) 機(jī) 長 機(jī) 寬 2～ 機(jī) 高 地 隙 250mm 截割臥底深度 240mm 接地比壓 機(jī) 重 35t 總 功 率 190kW 可經(jīng)濟(jì)截割煤巖單向抗壓強(qiáng)度 ≤ 60MPa 可掘巷道斷面 9～ 18m2 最大可掘高度 最大可掘?qū)挾? 適應(yīng)巷道坡度 177。 16。 機(jī)器供電電壓 660/1140V 二、截割部 電動(dòng)機(jī) 型 號(hào) YBUS3— 120 功 率 120kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/min 截割頭 轉(zhuǎn) 速 55r/min 截 齒 鎬形 最大擺動(dòng)角 上 42。 下 31。 左右各 39。 三、裝載部 裝載形式 三爪轉(zhuǎn)盤 裝運(yùn)能力 180m3/h 鏟板寬度 鏟板臥底深度 250mm 鏟板抬起 360mm 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 30r/min 四、刮板輸送機(jī) 運(yùn)輸形式 邊雙鏈刮板 槽 寬 510mm 龍門寬度 350mm 鏈 速 錨鏈規(guī)格 18179。 64mm 張緊形式 黃油缸張緊 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 五、行走部 行走形式 履帶式 (液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng) ) 行走速度 工作 3m/min，調(diào)動(dòng) 6m/min 接地長度 制動(dòng)形式 摩擦離合器 履帶板寬度 500mm 張緊形式 黃油缸張緊 六、液壓系統(tǒng) 系統(tǒng)額定壓力： 油缸回路