【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 道、水電水平隧道掘進(jìn)工作中裝載巖石。由鏟斗及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)載運(yùn)輸機(jī)、可繞縱軸線回轉(zhuǎn)的機(jī)架、行走機(jī)構(gòu)及油泵站等組成。如圖所示。技術(shù)特征：159頁(yè)表67所示。第二節(jié) 耙式裝載機(jī)一、耙式裝載機(jī)的應(yīng)有和特點(diǎn)1 耙式裝載機(jī)的應(yīng)用耙式裝載機(jī)分為：蟹爪式裝載機(jī)（LB150型、ZXZ60型）、立爪式裝載機(jī)（ZL100型）、頂耙式裝載機(jī)（ZYP60型）、雙工作機(jī)構(gòu)的耙式裝卸機(jī)（Z180型），此類設(shè)備用于礦山、鐵路、水電等隧道工程中的出碴作業(yè)以及車站、碼頭、倉(cāng)庫(kù)、貯物場(chǎng)的松散塊狀物料的裝卸作業(yè)。2 耙式裝載機(jī)的特點(diǎn)它的主要特點(diǎn)在于工作機(jī)構(gòu)的裝載方式上。①　裝載時(shí)，耙爪插入巖堆的阻力較小。耙取物料的工作頭是從巖堆的頂部或側(cè)面插入巖堆。②　具有較高的生產(chǎn)能力。裝巖動(dòng)作是連續(xù)或半連續(xù)的，并且自身帶有轉(zhuǎn)載運(yùn)輸機(jī)構(gòu)。③　卸載范圍較大。耙式裝載機(jī)在機(jī)頭和機(jī)尾兩端，根據(jù)作業(yè)要求，可實(shí)現(xiàn)在垂直方向上作升降運(yùn)動(dòng)以及隨機(jī)身作水平擺動(dòng)。④　運(yùn)距限制對(duì)生產(chǎn)能力影響較小。耙式裝載機(jī)的技術(shù)特征：175頁(yè)表71所示。二、各類耙式裝載機(jī)的組成和工作原理蟹爪式裝載機(jī)又名雙臂式裝載機(jī)。由機(jī)頭部、轉(zhuǎn)載運(yùn)輸機(jī)、履帶行走裝置和液壓傳動(dòng)裝置等組成。如圖所示。裝載機(jī)工作時(shí)向巖堆緩速推進(jìn)，承載板的前緣徐徐插入巖堆，落在承載板上的物料被蟹爪送到運(yùn)輸機(jī)的受料口，并經(jīng)由刮板運(yùn)輸機(jī)卸入停在機(jī)器后部的運(yùn)輸設(shè)備中,屬于連續(xù)取料設(shè)備。立爪式裝載機(jī)立爪式裝載機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：如圖所示?！?優(yōu)點(diǎn)：①　插入、耙取物料的阻力小，功率消耗少，生產(chǎn)率高。②　裝載和耙取范圍大，作業(yè)靈活，操作方便。③　兩個(gè)立爪分別驅(qū)動(dòng)，可交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，又可同步運(yùn)動(dòng)，有利于清理和耙裝較大的巖塊。④　各個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用液壓系統(tǒng)，即使超負(fù)荷，也能保護(hù)各部分機(jī)構(gòu)不受損壞。⑤　可用于清理工作面和挖溝。耙斗式裝載機(jī)由耙礦絞車、鋼繩、耙斗、滑輪、臺(tái)車、集料板、轉(zhuǎn)載槽及操縱裝置等組成，如圖所示。工作原理：耙礦絞車和轉(zhuǎn)載槽均安裝在可移動(dòng)的臺(tái)車上，耙礦絞車上的滾筒絞繞鋼繩，經(jīng)滑輪牽引耙斗往返運(yùn)動(dòng)，巖石被耙斗耙運(yùn)至轉(zhuǎn)載槽后部卸入礦車。目前，我國(guó)制造的耙斗式裝載機(jī)技術(shù)特征：181頁(yè)表72所示。此類設(shè)備主要用于平巷或斜井（傾角小于30176。）掘進(jìn)、凈高大于2m，凈斷面在5m2以上的巷道中，裝巖塊度為300mm左右。第三節(jié) 抓巖機(jī)主要用于豎井掘進(jìn)出碴。目前使用較多的是多個(gè)抓片式、壓氣為動(dòng)力的抓巖機(jī)。按結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式分為長(zhǎng)繩懸吊式、環(huán)形軌道式、中心回轉(zhuǎn)式和靠壁式等。一．靠壁式抓巖機(jī)：如圖所示，由氣動(dòng)抓斗、提升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等分組成。抓巖機(jī)用鋼繩吊于井口的穩(wěn)車上，其機(jī)架掛在井壁的錨桿上，以液壓支撐裝置緊緊撐持在井壁上。工作時(shí)以壓氣為動(dòng)力開閉抓斗，以液壓實(shí)現(xiàn)抓斗的升降、動(dòng)臂的變幅和回轉(zhuǎn)動(dòng)作，保證抓取井筒內(nèi)任意位置的巖塊。其技術(shù)特征：185頁(yè)表81所示。二．中心回轉(zhuǎn)式抓巖機(jī)：如圖所示抓斗圍繞井筒中心作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和沿井筒直徑方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使抓斗能抓取井筒任意地點(diǎn)的巖塊。又分為環(huán)形回轉(zhuǎn)式和懸臂回轉(zhuǎn)式兩類。第四節(jié) 單斗挖掘機(jī)一 單斗挖掘機(jī)的應(yīng)用為露天礦開采用的主要設(shè)備之一，可用來(lái)完成表土的剝離、堆棄、轉(zhuǎn)載以及礦石的采掘和裝運(yùn)等工作。目前，使用較多的單斗挖掘機(jī)的斗容有2m4m10m3和10~15m3等。為了使生產(chǎn)能力合理，在單斗挖掘機(jī)工作時(shí)，必須使挖掘機(jī)的斗容與運(yùn)輸設(shè)備的容積合理配套。※　1m3挖掘機(jī)與48T自卸卡車配套使用，適用于裝備年產(chǎn)量30萬(wàn)噸以下的礦山；※ 2m3挖掘機(jī)與8~12T自卸卡車配套使用，適用于裝備年產(chǎn)量30~100萬(wàn)噸的礦山；※ 4m3挖掘機(jī)與20T，32T或60T鐵軌自翻車配套，適用于裝備年產(chǎn)量100~500萬(wàn)噸的礦山；※　8~12 m3挖掘機(jī)與100T自卸卡車或60T鐵軌自翻車。適用于裝備年產(chǎn)量1000萬(wàn)噸的礦山；二 單斗挖掘機(jī)工作裝置的主要類型：如圖所示。三 單斗挖掘機(jī)的選型 單斗挖掘機(jī)的選型技術(shù)特征192頁(yè)表91所示。四 單斗挖掘機(jī)的分類 常以轉(zhuǎn)動(dòng)方式劃分為機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和混合傳動(dòng)三大類?！? 機(jī)械式單斗挖掘機(jī)：由鏟頭動(dòng)臂、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、履帶行走機(jī)構(gòu)等組成，如圖所示?！? 液壓式單斗挖掘機(jī)：與械機(jī)式單斗挖掘機(jī)的組成部分和工作過程基本相同。它是在機(jī)構(gòu)式單斗挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的高效率裝載設(shè)備。兩者的主要區(qū)別在于動(dòng)力裝置和工作裝置上的不同。液壓挖掘機(jī)是在動(dòng)力裝置與工作裝置之間采用了容積式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，直接控制各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而進(jìn)行挖掘工作。一般情況下，液壓挖掘機(jī)的工作裝置和回轉(zhuǎn)裝置必須是液壓傳動(dòng)，只是行走機(jī)構(gòu)可以是液壓傳動(dòng)，也可以是機(jī)構(gòu)傳動(dòng)。與機(jī)構(gòu)式挖掘機(jī)相比，液壓式挖掘機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化等特點(diǎn)。第七章 礦山運(yùn)輸機(jī)械第一節(jié) 礦用車輛一、礦車的用途及分類：軌道運(yùn)輸是礦山運(yùn)輸?shù)闹饕绞街?。礦車是一種軌道運(yùn)輸?shù)闹饕\(yùn)輸設(shè)備。根據(jù)礦車的用途不同，可分為：1．運(yùn)礦車輛：根據(jù)車箱形式和卸載方式不同，又可分為：固定車箱、翻轉(zhuǎn)車箱式、側(cè)卸式和底卸式礦車。2．運(yùn)人車輛：分為平巷人車和斜井人車。3．輔助車輛：有平板車、材料車、炸藥車、水車、消防車、衛(wèi)生車、食品車和測(cè)力試驗(yàn)車等。二、礦車的基本性能參數(shù)1．礦車容量：包含礦車車箱的容積和最大載重量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)。2．車皮系數(shù)：用車皮系數(shù)Kc表征。即：Kc為礦車自重Go與載重G比。查表可得Kc值。3．礦車容積系數(shù)Kv：Kv為礦車車箱容積V與礦車外形體積之比。4．礦車的基本阻力系Kf數(shù)：Kf為礦車基本運(yùn)行阻力與礦車全重之比。三、礦車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1．固定車箱式礦車：由車箱、車架、輪軸、連接器和緩沖器等組成。如圖所示。此種礦車與圓形翻車機(jī)配套使用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸載。2．翻轉(zhuǎn)車箱式礦車：如圖所示。采用人力向兩側(cè)翻轉(zhuǎn)卸載。適用于卸載位置經(jīng)常變動(dòng)的場(chǎng)合，一般多用于廢石運(yùn)輸或小型礦山的礦石運(yùn)輸。3．側(cè)卸式礦車：車箱與鉸鏈與車架連接，車箱的一側(cè)鉸接著可側(cè)向開啟的車門，另一側(cè)下部裝設(shè)一個(gè)卸載滾輪，如圖所示。卸載時(shí)，曲軌將礦車卸載滾輪抬起，在車箱傾翻的同時(shí)，側(cè)門開啟，車箱中的礦石即傾卸入溜井或礦倉(cāng)中，卸載后，滾輪沿曲軌下降，車箱復(fù)位，車門關(guān)閉。因卸載效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、移設(shè)方便等優(yōu)點(diǎn)，在礦山中應(yīng)用廣泛。但車門處易漏礦粉。4．底卸式礦車：如圖所示。是一種底部開門的礦車。卸礦時(shí)，礦車通過卸載站，底板后端的滾輪沿著卸載曲軌向下滾動(dòng)時(shí)，底板即因礦石和底板的自重而逐漸開啟，礦石卸入漏斗內(nèi)（溜井），卸礦后，滾輪沿由軌向上滾動(dòng)并關(guān)閉底板。當(dāng)整列礦車通過卸載站時(shí)，電機(jī)車和礦車車箱借助焊裝在它們兩側(cè)的翼板承托在特別的一組托輪上，此時(shí)，中機(jī)車停止運(yùn)轉(zhuǎn)，依靠性力和反作用力，使整列礦車?yán)^續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。待列車通過后，接通電源，電機(jī)車牽引，卸載過程完畢。卸載效率高、不易造成礦車結(jié)底，但礦車結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、卸載站開拓工程最大，因此，常在粘結(jié)性大的礦石或中大型礦山中使用。四、礦車的選擇選擇礦車時(shí)、應(yīng)綜合考慮礦山生產(chǎn)工藝流程、運(yùn)輸系統(tǒng)、礦車用途、巖（礦）石性質(zhì)及裝卸條件等因素。① 礦山企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。一般地，大型企業(yè)采用固定式或底卸式礦車，中小型企業(yè)，采用固定式或側(cè)卸式礦車。② 礦車用途。運(yùn)輸廢石，多用翻轉(zhuǎn)車箱式礦車。③ 運(yùn)距。當(dāng)運(yùn)距短時(shí)，宜用側(cè)卸式礦車、但粉礦多、貴重金屬礦石、涌水量大的礦山不宜使用。④ 礦車的容積。一般地，礦車容積大，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。礦車容積的確定可參考表124。五、礦車數(shù)量的計(jì)算在選定礦車車型、確定礦車容積之后，應(yīng)進(jìn)行礦車數(shù)量的計(jì)算。1．按礦車周轉(zhuǎn)率計(jì)算礦車一次周轉(zhuǎn)是指礦車從裝載點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過卸載點(diǎn)，空車又回到裝載站。礦車的因轉(zhuǎn)率指礦車在一定時(shí)間內(nèi)在整個(gè)運(yùn)輸線路能運(yùn)行的循環(huán)次數(shù)。它與裝車時(shí)間、卸礦時(shí)間、空重車運(yùn)行時(shí)間補(bǔ)助作業(yè)時(shí)間有關(guān)。礦車數(shù)量按下式計(jì)算：（輛）Z0=Ab/GXK1K2K3式中，Z0―所需礦車數(shù)量，Ab―班運(yùn)輸量，G―礦車有效載重量，K1―雜用系數(shù)，K2―檢修系數(shù)，K3―備用系數(shù)，X―礦車班周轉(zhuǎn)次數(shù)。2．按定點(diǎn)分布法計(jì)算是根據(jù)全礦在生產(chǎn)中礦車實(shí)際分布和運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)得出。即：在需要同時(shí)工作的各片段平面圖上，注出礦車分布情況：運(yùn)行中的列車車輛、裝載站、井底車場(chǎng)、材料庫(kù)、井筒內(nèi)及地表車場(chǎng)等處的礦車數(shù)量，然后加以考慮檢修和備用的礦車數(shù)量。Z0=ΣZiK2K3式中，Zi―某個(gè)地點(diǎn)占用的礦車數(shù)（輛），n－全礦占用礦車地點(diǎn)數(shù)目?？梢?，第二種方法比第一方法計(jì)算的礦車數(shù)量較為準(zhǔn)確。第二節(jié) 礦用電機(jī)車一、礦用電機(jī)車分類及技術(shù)特征按作業(yè)環(huán)境不同，分為露天礦用電機(jī)車（ZG系列）和井下礦用電機(jī)車，（ZK系列和XK系列）。按電源種類不同，分為直流電機(jī)車和交流電機(jī)車。按供電方式不同，分為架線式電機(jī)車和蓄電池式電機(jī)車。礦用電機(jī)車技術(shù)特征：255頁(yè)表131所示。二、井下礦用電機(jī)車的構(gòu)造：如圖所示，由機(jī)械和電氣兩大部分組成。 1．車架：車架是安裝所有機(jī)械、電氣部分的主體部件，它通過彈簧托架座落在軸箱上。車架常用較厚的鋼板焊接而成。因?yàn)檐嚰懿粌H受力復(fù)雜，而且為了增加電機(jī)車的粘著重量。2．輪對(duì)：由一根車軸和兩個(gè)車輪組成，如圖所示。輪心和輪箍熱壓配合而成，并用壓力嵌在車軸上；輪對(duì)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。3．軸箱：它是軸箱與車架的聯(lián)接部件，如圖所示。4．彈簧托架：它是軸箱與車架之間的聯(lián)接裝置，如圖所示。它是把電機(jī)車運(yùn)行時(shí)的沖擊和振動(dòng)彈性地傳給輪對(duì)。彈簧托架是由長(zhǎng)度不等的板彈簧疊起來(lái)并用鋼箍套結(jié)而成的，其底部座落在軸箱上。車架的支承成為三支點(diǎn)的靜定空間平行力系。5．車軸傳動(dòng)裝置：電機(jī)車的兩車軸都是行走主動(dòng)軸，每軸教由單獨(dú)的車軸傳動(dòng)裝置傳動(dòng)，其特點(diǎn)為一級(jí)齒輪傳動(dòng)。6．制動(dòng)系統(tǒng)：礦車中設(shè)有電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)系動(dòng)（制動(dòng)閘），制動(dòng)閘的操作方法有手動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)三種，無(wú)論采用何種操作方法，均必須設(shè)置手動(dòng)制動(dòng)。7．撒砂裝置：如圖所示。其作電量增加車輪與鋼軌之間的粘著系數(shù)。8．牽引電動(dòng)機(jī)：目前都采用直流串激電動(dòng)機(jī)，它具有機(jī)械特性軟、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積和重量較小、能適應(yīng)礦山工作條件等優(yōu)點(diǎn)。三、電機(jī)車的選型應(yīng)考慮運(yùn)輸量、采礦方法、裝礦點(diǎn)分布情況、運(yùn)距和車型的特殊要求等因素。如果裝礦點(diǎn)分散，溜井貯礦量小，應(yīng)選用多臺(tái)小噸位電機(jī)車；反之，應(yīng)選用大噸位電機(jī)車；專為掘進(jìn)巷道用、運(yùn)輸人員、材料和線路維修的，應(yīng)選用小噸位電機(jī)車；運(yùn)距長(zhǎng)、運(yùn)量大的平峒，應(yīng)選用大噸位電機(jī)車。若為雙機(jī)牽引時(shí)，應(yīng)選用兩臺(tái)同型號(hào)電機(jī)車。四、電機(jī)車運(yùn)輸計(jì)算原始資料：設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，運(yùn)距、線路平面圖和縱剖面圖以及電機(jī)車和礦車的規(guī)格、性能，每班需要運(yùn)人員、材料、設(shè)備列車數(shù)等。1．列車運(yùn)行阻力① 基本阻力：指列車沿水平的直線軌道勻速運(yùn)行時(shí)所受到的阻力。主要由軸承摩擦阻力、車輪的滾動(dòng)擦阻力、輪緣與軌道之間的滑動(dòng)摩擦阻力等構(gòu)成。W1＝（P+Q）gω式中，W1基本阻力，P－電機(jī)車自重，Q－礦車組自重，ω－列車基本阻力系數(shù)ω值與軸承類型、礦車容積、軌面狀態(tài)等因素有關(guān)，可查表。② 坡道阻力：指列車在坡道上運(yùn)行時(shí)，由于列車重量沿傾斜方向的分力所引起的運(yùn)行阻力。W2＝177。（P+Q）gsinβ式中，W2－坡道阻力，β－坡道與水平面的夾角，正號(hào)表示上坡，負(fù)號(hào)表示下坡。③ 彎道阻力：指列車在彎道上運(yùn)行時(shí)，克服的彎道阻力。W3＝（P+Q）gωw式中，ωw－彎道阻力系數(shù)，ωw＝35k/1000√R k－系數(shù)，當(dāng)外軌抬高時(shí)，k＝1，當(dāng)外軌不抬高時(shí)，k＝ R－彎道半徑，④ 慣性阻力：指列車以加速度或減速運(yùn)行時(shí)所受到的阻力。W4＝177。（P+Q）a 式中，a－列車的加速度或減速度，當(dāng)列車加速時(shí)，a＞0，取正號(hào)；當(dāng)列車減速時(shí)，a＜0，取負(fù)號(hào)。⑤ 列車運(yùn)行阻力為：W=W1+ W2+ W3+ W42 　電機(jī)車牽引礦車數(shù)的計(jì)算①　按電機(jī)車的起動(dòng)條件計(jì)算牽引重量：根據(jù)井下運(yùn)輸中最困難的條件計(jì)算，即按重車沿彎道上坡起動(dòng)條件計(jì)算。電機(jī)車的牽引力為：　　F =（P+Qzh）g(ωzh+ip+ωw+)式中，Qzh－礦車組重車重量，即牽引重量，ωzh－重列車起動(dòng)阻力系數(shù)，查表，ip－線路平均坡度，ip＝1000（i1L1＋i2L2＋i3L3＋…）/ (L1+ L2+ L3+…)iii3…，L1 、L2 、L3…為各段線路的坡度和長(zhǎng)度。又因?yàn)?，為了避免車輪不在鋼軌上滑?dòng)，應(yīng)使?fàn)恳嚒茏畲笳持Α≤Pngμ式中，Pn－電機(jī)車主動(dòng)輪軸壓在鋼軌上的總壓力，亦為電機(jī)車的粘著重量。當(dāng)為雙軸驅(qū)動(dòng)時(shí)，Pn＝Pμ－電機(jī)車的粘著系數(shù)，查表可得。聯(lián)合上述兩式，可求得：Qzh≤[Pnμ/（ωzh+ip+ωw+）]－P②　按制動(dòng)條件計(jì)算牽引重量：根據(jù)列車在最不利的情況下制動(dòng)，即重車沿直線軌道下坡制動(dòng)，并使制動(dòng)距離符合安全規(guī)定。按上述條件制動(dòng)時(shí)，列車的基本阻力有利于制動(dòng)，而坡道阻力和慣性阻力則成為制動(dòng)阻力。因此，有：B＝g(P+Qzh)( +ipωzh)式中，az－列車制動(dòng)時(shí)的減速度。又根據(jù)有關(guān)安全規(guī)程規(guī)定，電機(jī)車制動(dòng)應(yīng)滿足下列兩個(gè)條件：★　一是電機(jī)車的照明燈有效射程要求制動(dòng)距離★　二是電機(jī)車制動(dòng)避免被閘瓦抱死，要求電機(jī)車的最大制動(dòng)力≤粘著力，即：　　 B≤Pzgμ式中，Pz－電機(jī)車的制動(dòng)重量；聯(lián)合上述兩式，可求得：Qzh≤（Pzμ/+ ipωzh）－P所以，電機(jī)車牽引的礦車數(shù)Z為：Z= Qzh /(G+G0)式中，Qzh－按相關(guān)條件計(jì)算的牽引重量中之較小值；G—礦車的有效載重量；G0—礦車的自重；③　按牽引電機(jī)車的溫升條件進(jìn)行校驗(yàn)溫升條件：指牽引電機(jī)車的溫升不超過允許溫升，亦即電動(dòng)機(jī)的等值電流Id不應(yīng)超過它的長(zhǎng)時(shí)電流Ich。首先，計(jì)算電機(jī)車牽引重車和空車運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)的重牽引力Fzh