【文章內(nèi)容簡介】 置與巷道水平時受力狀態(tài)最好，在一個工作循環(huán)中，最大掏槽深度為切割頭長度，為了架設(shè)支護棚子，可以在巷道兩側(cè)挖出柱窩。使用橫向切割頭時，推進方向與切線力方向幾乎一致，由于是兩個切割頭同時工作，因而需用較大力進行掏槽切割，掏槽進給力來自行走機構(gòu)，切割硬巖時，掏槽盡可能在工作面上進行，切割成水平槽，最大掏槽深度為切割頭直徑的三分之二，而且是與切割臂少量擺動配合情況完成。切割傾斜煤巖 順切方式（二）工作面切割 實驗室和現(xiàn)場研究表明，如果沿阻力最小方向切割，切割頭比能耗最小，切割層狀巖石時，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15所示。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，都采用順切方式最為省力，如圖16。對于橫軸式掘進機，自上而下的順切是較為理想的切割方式，切割煤巖省力，提高整機穩(wěn)定性。（三）切割巷道輪廓巷道輪廓光滑與否，與支護充填量有關(guān)，充填量大，導致成本增加，最終要求巷道輪廓表面光滑、尺寸準確。由于縱軸式切割頭為錐體外形，如果切割頭和懸臂的轉(zhuǎn)動點與巷道輪廓相適應(yīng)，可切出光滑巷道輪廓，這主要是對中小斷面巷道而言，對于大斷面巷道誤差較大。采用橫軸式切割頭，斷面成形與切割頭形狀無關(guān)，完全取決于操作人員的技術(shù)狀況，可借助行走機構(gòu)實現(xiàn)光滑輪廓，但比較費時?？v上所述，縱軸式和橫軸式兩種掘進機，從各方面分析比較，各具優(yōu)缺點，無法判斷那類掘進機更優(yōu)越。從世界各國設(shè)計、生產(chǎn)、使用掘進機情況來看，各自都在研究、發(fā)展和不斷完善，國內(nèi)的情況也是如此。近年來，國外廠家已經(jīng)設(shè)計一種掘進機，可使用兩種切割頭。由此可見，縱軸式、橫軸式兩類掘進機都有廣闊的發(fā)展前景。 橫軸式掘進機 縱軸式掘進機第3章MRHS5013型掘進機 MRHS5013型掘進機概述日本三井三油機械制造公司從1967年研制出第一臺掘進機以來,相繼制造出MRHS45，MRHS90，MRHS125三種型號的掘進機。MRHS5013型掘進機，是按照我國要求在MRH—S45—13型掘進機的基礎(chǔ)上改制而成的，這種掘進機是一種懸臂縱軸式徑向切割的部分斷面掘進機。我國在1979年前后引進了MRHS5013型掘進機49臺，現(xiàn)正在開灤、西山、陽泉、徐州等多個礦務(wù)局使用?！衔覈F(xiàn)階段的生產(chǎn)條件，因此進尺和效率都達到了較高的水平。MRHS6013型掘進機，是煤礦掘進綜合機械化的主要設(shè)備之一，其主要任務(wù)是掘進采準巷道。該祝的切割范圍為：～，～；當機體固定不動時，最大掘進斷面可達17。該機的主要特點為：一、整機外形尺寸小，，重量較輕（），行駛速度快，并可無級調(diào)速；二、切割機構(gòu)的懸臂采用伸縮機構(gòu)，使切割機構(gòu)更加靈活；三、凡密封困難的部位均采用浮動式機械密封：四、除切割機溝、橋式轉(zhuǎn)載機用電動機驅(qū)動外，耙爪式裝載機構(gòu)、中間輸送機、行走機構(gòu)均采用齒輪油馬達驅(qū)功。另外該機還有一些不足，存在的主要問題是：一、伸縮機構(gòu)的花鍵聯(lián)接強度不夠，易受沖擊裁荷破壞；二、行走部減速箱注油困難，往往因缺油使元件過早破壞；三、伸縮機構(gòu)的油缸布置在切割機構(gòu)的右側(cè)，司機操作時看不清，容易碰壞。 結(jié)構(gòu)特點及主要技術(shù)特征MRHS5013型掘進機如圖32所示，主要由切割機構(gòu)、轉(zhuǎn)載機構(gòu)、行走機構(gòu)、中間輸送機、轉(zhuǎn)載機、噴霧降塵系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)組成。MRHS5013型掘進機的主要技術(shù)特征：一、整機 外形尺寸（長寬高）（） 原動機 油壓馬達1臺 四、運轉(zhuǎn)機構(gòu) 中間運輸機 切割斷面（） 8～17 型式 中心單鏈刮板式總功率（） 83 槽寬（） 總重（） 鏈速（） 31切割底寬度（） ～ 運輸能力（） 切割高度（） ～ 原動機 油馬達1臺切割硬度（） 轉(zhuǎn)載機： 臥底深度（） 型式 膠帶二、切割機構(gòu) 膠帶寬度（） 切割滾筒轉(zhuǎn)速（） 46 膠帶速度（）～懸臂伸縮量（） 回轉(zhuǎn)角度 左右各40176。電動機功率（） 50 原動機 3電動滾筒三、裝載機構(gòu)裝載方式 雙耙爪式 五、行走機構(gòu)裝載寬度（） ～ 履帶板寬度（） 接地比壓（） 57號透平油行走速度（） 電動機功率（） 30原動機 油馬達2臺 七、外噴霧降塵系統(tǒng) 六、液壓系統(tǒng) 供水系統(tǒng)壓力（） ～三聯(lián)齒輪泵 1臺 八、電氣系統(tǒng) , 電壓等級（） 660單聯(lián)齒輪泵 401臺 電磁開關(guān)型式 隔爆齒輪油馬達 控制開關(guān)箱型式 隔爆油箱容積（） 約300 照明燈額定電壓（） 24液壓油 抗磨50號液壓油或46號、 照明燈額定功率（） 60圖 32 MRHS5013型掘進機1—切割頭；2—伸縮懸臂；3—升降油缸；4—中間輸送機；5—轉(zhuǎn)載機；6—轉(zhuǎn)載機升降油缸；7—轉(zhuǎn)載機回轉(zhuǎn)油缸；8—裝載機升降油缸；9—行走機構(gòu)；10—裝載機構(gòu)；11—伸縮油缸；12—回轉(zhuǎn)油缸；13—液壓系統(tǒng)；14—外噴霧降塵系統(tǒng)；15—電氣系統(tǒng)MRHS5013型掘進機的傳動系統(tǒng)如圖33所示，由切割機構(gòu)、裝載機構(gòu)、中間輸送機、轉(zhuǎn)裁機、行走機構(gòu)的傳動系統(tǒng)組合而成。 MRHS50型掘進機傳動系統(tǒng)切割機構(gòu)的傳動系統(tǒng)：由功率50，轉(zhuǎn)速1450的MIE70—XFJD2型電動機，經(jīng)聯(lián)軸器、減速器、伸縮機構(gòu)驅(qū)動切割頭旋轉(zhuǎn)。切割頭轉(zhuǎn)速為46。減速器為二級圓柱齒輪傳動，主要由軸齒輪齒輪軸齒輪齒輪4構(gòu)成，伸縮機構(gòu)中的傳動件為花鍵套和花鍵軸。裝載機構(gòu)的耙爪，由轉(zhuǎn)速為1650/1980的M342FS1—40型齒輪油馬達，分別經(jīng)左右減速器驅(qū)動。兩減速器均為三級圓錐圓柱齒輪傳動，主要由軸錐齒輪錐齒輪軸齒輪齒輪軸齒輪齒輪10構(gòu)成，總傳動比為50。兩個減速器之間用萬向軸將參數(shù)與軸錐齒輪5相同的兩個軸錐齒輪相連。耙爪轉(zhuǎn)速為33/中間輸送機的傳動系統(tǒng)：由轉(zhuǎn)速948/1147的M342FSl40型齒輪油馬達，經(jīng)減速器和主動鏈輪驅(qū)動刮板鏈。減速器為二級圓柱齒輪傳動，主要由軸齒輪1齒輪1軸齒輪1齒輪14構(gòu)成，鏈速為31。轉(zhuǎn)載機的傳動系統(tǒng)：膠帶輸送機由電動滾筒驅(qū)動，其內(nèi)部有電動機和減速器兩部分組成。電動機功率為轉(zhuǎn)速1000。減速器為三級圓柱齒輪傳動，主要由軸齒輪1齒輪1軸齒輪1齒輪1內(nèi)齒圈19構(gòu)成。行走機構(gòu)的傳動系統(tǒng)：兩履帶分別由轉(zhuǎn)速為1564/1877的M342FS140型齒輪油馬達,經(jīng)減速器和主動鏈輪驅(qū)動。兩減速器均為四級圓柱齒輪傳動．主要由軸齒輪齒輪2軸齒輪2齒輪2軸齒輪2齒輪2軸齒輪2齒輪27構(gòu)成，總傳動比為328。懸臂式掘進機主要參數(shù)的確定，應(yīng)根據(jù)MT/ 《懸臂式掘進機通用技術(shù)條件》和MT1381995《懸臂式掘進機 型式與參數(shù)》，使掘進機產(chǎn)品標準化、系列化。一、機型與可切割性能指標機型分為四類，還有橫軸式和縱軸式兩種切割方式，以及與機型相對應(yīng)的其他參數(shù)，如生產(chǎn)能力、切割機構(gòu)功率、最大工作坡度、機高、可掘巷道斷面、機重等，在MT 1381995中有明確的數(shù)量級規(guī)定，見表31所列。這是在新產(chǎn)品設(shè)計時首先要考慮和遵循的標準規(guī)范。機型單位技術(shù)特特征輕中重可切割性能指標適用切割煤巖硬度普氏系數(shù)f≤4≤6≤7≤8巖石的研磨系數(shù)Mg≤10≤10≤15≤15切割煤巖最大單向抗壓強度MPa506085100切割機構(gòu)功率Kw≤3055～7590～110〉132縱向最大工作坡度（176。）177。16177。16177。16177。16機高M≤≤≤≤可掘巷道斷面5～7～148～2010～28機重t＜2020～3030～45〉45關(guān)于掘進機可切割煤巖性能指標，這是一個正在研究的難題。目前，世界上還沒有公認的、適用掘進機的破碎煤巖理論，但各產(chǎn)煤大國都有自己的設(shè)計與試驗標準。德國礦山技術(shù)研究院對德國各地煤礦巷道圍巖進行采集、分類、試驗，在大量試驗研究和分析的基礎(chǔ)上，提出懸臂式掘進機經(jīng)濟切割界限。在我國，由于對巖石可切割性研究還很不夠，沒有對我國煤礦巷道圍巖做大量試驗分析，所以至今無法提出一個我國巖石分類方法。過去長期沿用蘇聯(lián)的普氏系數(shù)（即堅固性系數(shù)f）。巖石的堅固性是巖石抵抗開采工藝破壞的特性，該系數(shù)近似的與巖石抗壓強度極限成比例。由于堅固性系數(shù)只考慮巖石的抗壓強度，在生產(chǎn)實際中誤差較大，其可靠性和計算精度較低。因為對巖石的破壞還常常利用拉力和剪力，因此，在MT1381995標準中提出用三項指標（堅固性系數(shù)、研磨系數(shù)、單向抗壓強度）綜合評價巖石的可切割性能。二、可掘巷道斷面可掘巷道斷面由掘進機的主要尺寸參數(shù)確定。尺寸參數(shù)包括：工作尺寸機器外形尺寸工作機構(gòu)尺寸等?？删驍嗝娴南孪?，由機器作業(yè)最小尺寸決定；上限是機器位于巷道中部位置不動，切割頭可掘出的最大斷面。例如，MRHS5013型掘進機的可切割斷面范圍為8～17。三、技術(shù)生產(chǎn)能力掘進機的技術(shù)生產(chǎn)能力Q用下式計算： Q=KA /min A=(+)h/2式中 A——切割頭軸截面積，； ——牽引速度，m/min。 K——煤巖松散系數(shù)，； 、——切割頭小端和大端直徑，m。 h——切深，m。 MRHS5013型掘進機適用范圍日本山井三池機械制造公司從1976年研制出第一臺掘進機以來，相繼制造出MRHS45,MRHS90,MRHS125三種型號的掘進機。MRHS5013型掘進機，是按照我國要求在MRHS4513型掘進機的基礎(chǔ)上改制而成的，這種掘進機是一種懸臂縱軸式徑向切割的部分斷面掘進機，我國在1979年前后引進了MRHS5013型掘進機49臺，現(xiàn)正在開灤、西山、陽泉、徐州等10多個礦務(wù)局使用?！?因此進尺和效率都達到了較高的水平。該機主要適用于掘進中小斷面、～。該機的截割范圍為：～，～。當機休固定不動時，可掘最大斷面為17㎡。在長度大于600m、凈斷面為8㎡以上的煤巷中，該機與轉(zhuǎn)載機和可伸縮膠帶輸送機配套使用時，可取得較好的經(jīng)濟效果。 主要組成及其使用情況一、切割機構(gòu) MRHS5013型掘進機的切割機構(gòu)包括：電動機、減速器、伸縮機構(gòu)、切割頭、回轉(zhuǎn)臺以及伸縮、回轉(zhuǎn)、升降油缸。電動機、減速器、伸縮機構(gòu)和切割頭，構(gòu)成一個剛性體，用銷軸與回轉(zhuǎn)臺鉸接，回轉(zhuǎn)臺固定在履帶架上。各主要部件的結(jié)構(gòu)分述如下。 （一）懸臂伸縮機構(gòu) 切割機構(gòu)的懸臂伸縮機構(gòu)為花鍵套筒式，由布置在右側(cè)的一個油缸驅(qū)動。懸臂內(nèi)的花鍵聯(lián)接套一端通過花鍵與減速器輸出軸相連，并用緊固螺栓與軸端蓋緊固。另一端的花鍵孔則與截割主軸后端的花鍵軸嚙合，并可滑動。當裝在切割機構(gòu)右側(cè)的伸縮油缸動作時，活塞桿通過耳軸使與伸縮保護套筒連成一體的框架、截割主軸、內(nèi)伸縮套筒以外伸縮套筒(導向套筒)的內(nèi)孔和花鍵孔為導軌，作軸向伸縮運動，使切割頭切入煤壁。為保護摩擦表面的潤滑，在伸縮保護套筒上設(shè)有注油孔。為避免煤塵落入伸縮機構(gòu)，在與伸縮保護套筒連接的端蓋內(nèi)，裝有防塵環(huán)。 伸縮部（二）減速器如圖35所示，60電動機經(jīng)過一個帶有安全銷的剛性聯(lián)軸器和兩級斜齒圓柱齒輪減速器減速．再通過花鍵聯(lián)軸器將轉(zhuǎn)矩傳遞給切割主軸．帶動切割頭工作。潤滑對于減速裝置的效率和壽命，起著重要作用。減速器內(nèi)所用的潤滑油為日本BONNOC260號（殼牌OMALA71號)。（三）切割頭切割頭為焊接組件，由切割頭體輪轂單齒座雙齒座螺柱截齒6及軸向