【正文】 ......................................... 46 機(jī)器的檢修 ............................................. 46 機(jī)器維護(hù)和保養(yǎng) ......................................... 50 機(jī)器的日常維護(hù)保養(yǎng) ................................ 50 機(jī)器的定期維護(hù)保養(yǎng) ................................ 51 潤滑 .............................................. 52 電氣 .............................................. 56 機(jī)器常見故障的原因及處理方法 ........................... 57 總結(jié) ..................................................... 63 參考文獻(xiàn) .................................................. 64 英文翻譯 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致 謝 ................................................... 68 1. 掘進(jìn)機(jī)的概述 懸臂式掘進(jìn)機(jī)簡介 懸臂式掘進(jìn)機(jī)是煤礦井下巷道綜掘法的主要設(shè)備，它集開挖、裝碴和自動行走于一體，操縱方便，對復(fù)雜地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，便于支護(hù)，用于煤和半煤巖層的 掘進(jìn)因此在采礦工程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要有橫軸式掘進(jìn)機(jī)和縱軸式掘進(jìn)機(jī)。它們的主要組成部件相同，只是截割頭的布置不同。懸臂式掘進(jìn)機(jī)由切割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、除塵噴霧系統(tǒng)等組成。 現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)發(fā)展的趨勢 分析國內(nèi)外懸臂式掘進(jìn)機(jī)近期產(chǎn)品，可知現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢是；改善切割技術(shù)、提高對硬巖切割能力、采用現(xiàn)代控制技術(shù)、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和遙控操作、研制掘錨機(jī)組，是巷道快速掘進(jìn)的發(fā)展方向。 一、提高對硬巖切割能力 從國內(nèi)外懸臂式掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)品發(fā)展過程可以看出，早期產(chǎn)品是適 應(yīng)切割煤和軟巖的輕型設(shè)備。 70 年代后期、人們在機(jī)械和液壓兩方面做了大量研究工作，出現(xiàn)了切割半煤巖的中重型設(shè)備，近期多數(shù)掘進(jìn)機(jī)可切割巖石強(qiáng)度達(dá) 70— 100MPa，德國普拉待公司研制的 E200 型重型掘進(jìn)機(jī)。機(jī)重達(dá) 110 噸，可切割巖石強(qiáng)度為 70— 124MPa，最大達(dá) 206MPa?？梢娫黾訖C(jī)重、加大切割功率，改進(jìn)切割技術(shù)，是提高硬巖切割能力的必然發(fā)展趨勢。目前重型掘進(jìn)機(jī)的切割功率多為 132～ 00KW。超重型機(jī)都在 200KW 以上。 為了是適應(yīng)切割硬巖，在增加機(jī)器自重的同時(shí)，新機(jī)型都實(shí)行緊湊化設(shè)計(jì)，努力降低機(jī)器高度，減 少機(jī)器振動，提高工作穩(wěn)定性。如奧地利 AM65型和德國 ET110 型，機(jī)高都低于 ，并采用寬履帶，減少對地比壓，增強(qiáng)爬坡能力。在機(jī)身前、后部位裝設(shè)油缸式穩(wěn)定器，使機(jī)器切割硬巖時(shí)牢固定位，減輕振動。 機(jī)器重型化并不是唯一提高切割硬巖途徑，研究新的切割技術(shù)，不斷完善和提高已有技術(shù)，使之達(dá)到最佳切割水平，也是重要內(nèi)容。 高壓術(shù)射流破巖是一項(xiàng)新的切割技術(shù)，早在 70 年代，就由美國人移植到懸臂式掘進(jìn)機(jī)上作為輔助切割，利用高壓水射流的沖擊、侵蝕效應(yīng)、水楔劈裂作用。達(dá)到提高破巖能力之目的。 1983 年英國采礦研究院與美國能 源部合作，用 70 MPa 水壓作井下試驗(yàn)，證明在提高切割巖石能力、降低刀具損 耗、減少粉塵生成量、消滅切割火花等方面有明顯的效果。據(jù)英國、德國、美國等大量實(shí)驗(yàn)研究。一般認(rèn)為當(dāng)切割頭上用 10～ 20 MPa 高壓水射流可顯著減低粉塵、抑制火花，用 35～ 70 MPa 水射流可以提高切割效率、降低截齒消耗，用 150～ 180 MPa 時(shí)才有助切效果， 200 MPa 以上的水射流可以在硬巖中高效鉆孔。這也就形成現(xiàn)今高壓水射流助切和切割的基本概念。但是，采用高壓水射流技術(shù)，待別是水壓在 100 MPa 以上，其元件和系統(tǒng)研制難度極大， 能量消耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、費(fèi)用十分昂貴。德國試驗(yàn)室試驗(yàn)表明，在乎均切割功率 120 KW 時(shí)，加上 200 MPa 水射流，可切割抗拉強(qiáng)度 8。 3N／ mm耐磨系數(shù)達(dá) 2。 2N／ mm 的巖石，而高壓水的動力需要 350 KW。因此簡化結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)助切和經(jīng)濟(jì)效果的統(tǒng)一，是學(xué)者和專家門研究的重要課題，也是高壓水射流在掘進(jìn)機(jī)上應(yīng)用的難題。 二、發(fā)展自動控制技術(shù) 懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動控制技術(shù)是國外 80 年代以來重點(diǎn)主攻目標(biāo)之一。包含以下內(nèi)容： 推進(jìn)方向控制； 斷面輪廓尺寸控制； 切割功率自動調(diào)節(jié)控制； 機(jī)器運(yùn)行狀況監(jiān)測和故障診斷； 離機(jī)遙控 操作技術(shù)。 德國艾柯夫公司研制的微機(jī)輪廓和導(dǎo)向及機(jī)器運(yùn)行狀況監(jiān)測系統(tǒng)，其持點(diǎn)是用激光導(dǎo)向。由掘進(jìn)機(jī)后面巷道頂部懸掛一個(gè)激光發(fā)生器，用棱柱水晶體將激光束分裂為兩個(gè)互相垂直面，激光接收器有三條攝像晶體管線，可在600 mm 寬的激光束面上捕捉激射光，井將信號輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，控制掘進(jìn)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)位置的平行偏差和推進(jìn)方向上的角度偏差。這套系統(tǒng)于 1983 年開始在 ET— 160和 ET— 110 掘進(jìn)機(jī)上使用。 斷面控制是采用微機(jī)技術(shù)，精確控制掘進(jìn)斷面輪廓尺才。避免超挖，減少充填量。提高巷道質(zhì)量?；驹硎抢们懈畋畚恢脗鞲衅?，取 得信號輸入計(jì)算機(jī)處理，然后發(fā)出指令，控制切割臂液壓回轉(zhuǎn)、升降油缸，將切割斷面輪廓和切割頭位置同時(shí)顯示在屏幕上，然后打印出數(shù)據(jù)。這種程序可實(shí)現(xiàn)自動操作和半自動操作。奧地利阿爾卑尼公司的 AMCS 斷面輪廓與方向控制不用計(jì)算機(jī)。采用光電傳感器和邏輯電路，利用三維比例顯示器，顯示切割頭在巷道中位置，相應(yīng)同步跟蹤動作，當(dāng)切割頭截齒接觸巷道斷面邊緣時(shí)，即發(fā)出聲響信號，然后由人工操作控制，這是一種比較簡單實(shí)用，沒有反饋功能的非閉環(huán)控制系統(tǒng)。已在 AM7 AM65 掘進(jìn)機(jī)上使用。 日本三并三他公司研制了切割功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，美 國礦業(yè)局移植機(jī)器人技術(shù)，研制具有視覺和某些智力功能的導(dǎo)向系統(tǒng)等。機(jī)器正常運(yùn)行監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)是任何掘進(jìn)機(jī)都需要的，對重型機(jī)更是必需的。掘進(jìn)機(jī)的監(jiān)控程序，可早期鑒別技術(shù)故障，必要時(shí)發(fā)出指令停止運(yùn)轉(zhuǎn)。主要功能是對各電機(jī)負(fù)荷電流和溫升的顯示檢測及示警保護(hù)；液壓系統(tǒng)的油壓、油溫、泊位、污染及過濾裝置工況檢測及保護(hù)；高壓水和冷卻水系統(tǒng)的檢測與保護(hù)等。這些保護(hù)系統(tǒng)只要有足夠的傳感器和傳感裝置。需要監(jiān)測那個(gè)部位時(shí)，只需提供可安裝的位置就可實(shí)現(xiàn)。重要的是從必要性和可靠性角度設(shè)計(jì)選取。 總之，控制技術(shù)發(fā)展日新月異，為實(shí)現(xiàn)并 下懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動控制、遙控開辟廣闊前景。 三、發(fā)展掘進(jìn)機(jī)組，實(shí)現(xiàn)巷道快速掘進(jìn) 80 年代以來，綜采機(jī)械化裝備發(fā)展很快，單產(chǎn)效率迅速提高，美國、英國、德國等先進(jìn)產(chǎn)煤國家，不斷涌現(xiàn)日產(chǎn)萬噸、 2 萬噸甚至 3 萬噸高產(chǎn)高效工作面。要求采區(qū)巷道快速掘進(jìn)，保持后退開采正常接續(xù)，目前懸臂式掘進(jìn)機(jī)效率不能滿足快速掘進(jìn)要求，必需研制一種新型高效快速掘進(jìn)設(shè)備。 用連續(xù)采煤機(jī)開掘煤巷，由于它具有橫向長滾筒、全寬巷道上下擺動割煤、裝運(yùn)能力大、結(jié)構(gòu)牢固、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)能力比一般懸臂式掘進(jìn)機(jī)要高。但由于沒有解決頂板支護(hù)機(jī)械化問題，仍 需掘進(jìn)幾米。停下來用其它方式支護(hù)頂板，因而并沒有真正“連續(xù)”。用連續(xù)采煤機(jī)開掘巷道的作業(yè)方式，其效率還不能滿足日產(chǎn)幾萬噸綜采工作面快速回采要求。原因就是不連續(xù)的間斷作業(yè)影響巷道掘進(jìn)速度。 多年來人們一直希望有一種真正連續(xù)掘進(jìn)的機(jī)器，既能快速掘進(jìn)割煤，又能同時(shí)支護(hù)頂板和側(cè)板，掘進(jìn)與文護(hù)平行作業(yè)，一次成巷。于是出現(xiàn)了“掘錨機(jī)組”的新機(jī)型，作為與高產(chǎn)高效工作面的配套設(shè)備，是一種理想作業(yè)方式，具有很好的發(fā)展前景，令人矚目。 目前這種“掘進(jìn)機(jī)組”已有幾個(gè)國家研制成功、并投入使用。如美國 JOY公司的 12CM30 和 12CM20B；奧地利 Vost A1Pine 公司的 ABM20 型；英國AnJerson GrouP 公司的 KBⅡ型。這些機(jī)器在一般中等地質(zhì)條件下，沿煤層單巷掘進(jìn)速度可達(dá) 4～ 6m／ h，每天掘進(jìn) 80～ 120 m。真正實(shí)現(xiàn)了快速掘進(jìn)。 1949 年第一臺懸臂式掘進(jìn)機(jī)在匈牙利問世，經(jīng)過幾十年不斷改進(jìn)、發(fā)展的歷程?，F(xiàn)在世界上掘進(jìn)機(jī)使用已超過幾千臺。有 10 多個(gè)國家、 20 多家公 司和廠商從事懸臂式掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)研究和制造。主要國家是：奧地利、英國德國、日本、前蘇聯(lián)等。 (1)半煤巖巷道掘進(jìn)機(jī)普遍推廣 隨著開采深度的加大及薄煤層開采的需要，切割煤巖的硬度及半煤巖巷道的掘進(jìn)量增長，已研制的 EBJ132, EBH132, EBJ160等幾種掘進(jìn)機(jī)能夠勝任半煤巖巷道掘進(jìn)。半煤巖巷道掘進(jìn)機(jī)適用機(jī)型重量約 4590 抗壓強(qiáng)度不大于 80MPa為宜。 EBJ160在切割局部硬巖時(shí)，出現(xiàn)強(qiáng)烈振動，應(yīng)以 6070t重的機(jī)型為主，可以使機(jī)器的振動減輕，機(jī)器零件壽命延長，總體經(jīng)濟(jì)效果好。 (2)機(jī)器的可靠性高 以先進(jìn)的制造技術(shù)為基礎(chǔ)，從原材料質(zhì)量到零部件的加工精度都能嚴(yán)格控制，又有優(yōu)越的國際協(xié)作條件，選購?fù)赓?外協(xié)件的范圍寬廣。有效的保證了主機(jī)的質(zhì)量水平。此外，今年來廣泛的采用了可靠性技術(shù)，其突出表現(xiàn)為簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)、采用將額設(shè)計(jì)。在齒輪傳動、機(jī)械聯(lián)接及液壓傳動方面盡量減少串聯(lián)系統(tǒng)，有的地方以嵌裝式結(jié)構(gòu)代替螺栓組結(jié)構(gòu)。既簡化了結(jié)構(gòu)，又大大提高了可靠性。 (3)采用機(jī)電一體化技術(shù) 國外新型掘進(jìn)機(jī)均配各有完善的工況監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)。從而可早期發(fā)現(xiàn)故障，快速排出故障，大大減少停機(jī)時(shí)間。有些重型掘進(jìn)機(jī)還可配置自動控制系統(tǒng)，可以使機(jī)器的生產(chǎn)率提高 30%左右，還可以保證切割機(jī)構(gòu)的負(fù)載平穩(wěn)，避免由于人工操作不當(dāng)引起的尖峰負(fù)荷， 從而延長機(jī)器的使用壽命約 20%。 我國內(nèi)掘進(jìn)設(shè)備的發(fā)展及存在的問題 我國懸臂式掘進(jìn)機(jī)的科研成果 目前，我國懸臂式掘進(jìn)機(jī)技術(shù)已躍上了一個(gè)新的臺階，總體水平已接近國外同行。在產(chǎn)品的開發(fā)方面，掘進(jìn)機(jī)的切割功率從 30kW 提高到 160kW，機(jī)重從 13t 上升到 53t，切割對象從煤擴(kuò)展到半煤巖，并逐步形成了煤及半煤巖掘進(jìn)兩大系列、十多個(gè)品種。尤其是在“八五”后期至“九五”初期研制成功的 EBJ 系列半煤巖掘進(jìn)機(jī)，其技術(shù)性能達(dá)到并部分超過了某些進(jìn)口的同類產(chǎn)品，具有良好的性能價(jià)格比。代表我國煤巷掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)水 平的主要機(jī)型有 :上海分院研制的 ELMA 一 40 型、 ELMB 一 55 型、 ELMS 一 75 型系列、 EBJ 一 100 型等掘進(jìn)機(jī)，太原分院研制的 EMA 一 30M、 EL 一 90 型、 EBJ 一 110型、 EBJ 一 65/48 型等掘進(jìn)機(jī)和唐山分院研制的 EBZ75型掘進(jìn)機(jī)。其中上海分院研制的 ELMB 一 75 型系列掘進(jìn)機(jī)與引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的 AM 一 50型 ,5100 型掘進(jìn)機(jī)已逐漸成為我國煤巷掘進(jìn)設(shè)備的主力機(jī)型。 我國懸臂式掘進(jìn)機(jī)技術(shù)發(fā)展展望 (1)產(chǎn)品開發(fā)的適用性 我國地域遼闊，地質(zhì)條件差異顯著，井型類別眾多，開采工藝不一。因此，綜掘設(shè)備 的研制也可以從三個(gè)方面著手。 （一）是在現(xiàn)有懸臂式掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行變異設(shè)計(jì)或二次開發(fā)，使其在適應(yīng)性、功能性上得到延展。 （二）是開發(fā)滿足高產(chǎn)高效礦井發(fā)展要求的快速綜合掘進(jìn)設(shè)備。 （三）是開發(fā)能滿足特殊地質(zhì)條件要求的綜合機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備。 (2)產(chǎn)品使用的可靠性 煤礦生產(chǎn)對機(jī)械設(shè)備的可靠性要求很高。高可靠性的具體體現(xiàn)是設(shè)備的高開機(jī)率。影響高開機(jī)率的重要因素之一就是設(shè)備的可靠性。因此，不管是舊機(jī)型的完善還是新機(jī)型的開發(fā)都要以可靠性為前提。作為設(shè)計(jì)者應(yīng)從設(shè)計(jì)選型可靠性出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如容量裕度、等效壽命、元件通用等 。作為制造者應(yīng)從加工工藝的可靠性出發(fā)進(jìn)行制造，如材料選擇、工藝措施等 。作為使用者則應(yīng)從生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性出發(fā)指導(dǎo)生產(chǎn)，如合理配置、完善系統(tǒng)、文明生產(chǎn)等。通過三個(gè)環(huán)節(jié)的互相支撐達(dá)到提高整體可靠性的目的。 (3)產(chǎn)品與生產(chǎn)系統(tǒng)的配套性 巷道的綜合機(jī)械化掘進(jìn)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。只有生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)扰涮篆h(huán)境都正常運(yùn)轉(zhuǎn)才能保證掘進(jìn)作業(yè)的正常進(jìn)行。根據(jù)不同的資料統(tǒng)計(jì)，掘進(jìn)機(jī)在井下作業(yè)時(shí)正常掘進(jìn)、停機(jī)支護(hù)和運(yùn)輸系統(tǒng)影響所占的時(shí)間約各占總循環(huán)時(shí)間的 30%。如果我們在綜掘系統(tǒng)配套方面進(jìn)一步開展一些有效的、合乎生產(chǎn)特點(diǎn)的研究工作，當(dāng)會對 綜掘生產(chǎn)有所裨益。因此，我們的開發(fā)工作還應(yīng)根據(jù)礦井掘進(jìn)工作面的工藝條件和工作對象，對適用不同綜掘設(shè)備的開拓掘進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行分類，找出典型，提出范例，供生產(chǎn)選擇。 我國掘進(jìn)機(jī)目前存在的問題 (1)目前我國研制的產(chǎn)品主要適用于煤巷掘進(jìn)，對于硬煤及半煤巖巷道適應(yīng)性差，機(jī)器振動過大，故障率高。 (2)國內(nèi)應(yīng)用最多的幾種機(jī)型，除切割硬度偏低之外，內(nèi)噴霧系統(tǒng)及防碰撞裝置實(shí)際上不起作用，許多電氣保護(hù)工作不可靠，普遍存在用戶甩保護(hù)現(xiàn)象，電控系統(tǒng)抗振性差。 (3)技術(shù)引進(jìn)缺少創(chuàng)新我國引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的機(jī)型生產(chǎn)多年改進(jìn)不大 ，尤 其是不能結(jié)合我國制造，使用水平進(jìn)行改進(jìn)，逐漸暴露出許多缺點(diǎn)。 懸臂式掘進(jìn)機(jī)一般由截割部、鏟板部、第一運(yùn)輸機(jī)、本體部、行走部、后支承、液壓系統(tǒng)、水系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、電