【正文】 鉆爆破巖掘進(jìn)法：這種掘進(jìn)技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備是鑿巖機(jī)。液壓鑿巖機(jī)發(fā)展趨勢(shì)是大扭矩。 懸臂式掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)法：懸臂式掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)法是目前中等硬度以下使用最為普遍的一種綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)，其關(guān)鍵設(shè)備是懸臂式掘進(jìn)機(jī)。今后，懸臂式掘進(jìn)機(jī)將會(huì)想著大型化、輔助功能多樣化及機(jī)、電、液一體化方向發(fā)展。全斷面掘進(jìn)今后會(huì)向著大斷面化、斷面多樣化、使用范圍擴(kuò)大化、自動(dòng)化和長(zhǎng)距離化方向發(fā)展①發(fā)展方向掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)由小到大，從單一到多樣化、從不完善到完善的過程，現(xiàn)在已形成輕型、中型、重型三個(gè)完善的系列?，F(xiàn)代中重型懸臂是掘進(jìn)機(jī)截割功率1203—KW，個(gè)別機(jī)型打到400KW。經(jīng)濟(jì)截割強(qiáng)度100120MPa，最大可達(dá)140MPa。而井下的環(huán)境惡劣，空間狹小，檢修不便，因此要求通過完善的設(shè)計(jì)、高質(zhì)量的制造、合理的使用和良好的維護(hù)來提高其可靠性。針對(duì)中國(guó)問題，應(yīng)采用緊湊化設(shè)計(jì)，努力降低機(jī)器的重心，并在機(jī)器的后部或兩側(cè)增設(shè)液壓缸穩(wěn)定裝置，以提高機(jī)器的工作穩(wěn)定性。（5）研究新型刀具和新的截割技術(shù)為增強(qiáng)截割能力、提高刀具的使用壽命，應(yīng)努力改進(jìn)刀具的結(jié)構(gòu)，采用新材料，研究新的破巖方法。由此基本解決了掘進(jìn)機(jī)械操作人員在截割過程中離開迎頭安全、準(zhǔn)確操作的問題和提高巷道質(zhì)量、生產(chǎn)效率的問題。該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)掘進(jìn)。掘進(jìn)、支護(hù)不能同步作業(yè)，制約了巷道掘進(jìn)速度，降低了掘進(jìn)效率。懸臂式掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的發(fā)展除取決于實(shí)際生產(chǎn)需要外，還受基礎(chǔ)工業(yè)書評(píng)及技術(shù)可行性的影響。 本論文設(shè)計(jì)題目為MRHS50型掘進(jìn)機(jī)履帶行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，包含的主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)：一、收集資料。在學(xué)校實(shí)習(xí)工廠對(duì)MRHS50型掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)測(cè)繪。三、結(jié)構(gòu)分析。四、專題分析與設(shè)計(jì)計(jì)算。第2章 懸臂式掘進(jìn)機(jī) 概述 掘進(jìn)機(jī)是具有截割、裝載、轉(zhuǎn)載煤巖及有噴霧降塵等功能，并能自己行走，以機(jī)械方法破落煤巖的掘進(jìn)設(shè)備，有的還具有支護(hù)功能。；巖石單軸抗壓強(qiáng)度50/350Mpa的硬巖巷道，可一次截割出所需斷面，且斷面形狀多為圓形，主要用于工程涵洞及隧道的巖石掘進(jìn)；后者一般適用于單軸抗壓強(qiáng)度小于60Mpa的煤；半煤巖；軟巖水平巷道，但大功率機(jī)器也可用于單軸抗壓強(qiáng)度達(dá)200Mpa的硬巖巷道,一次僅能截割斷面的一部分,需要工作機(jī)構(gòu)多次擺動(dòng)。懸臂式掘進(jìn)機(jī)按截割頭布置方式可分縱軸式和橫軸式兩種；按掘進(jìn)對(duì)象分為煤巷；半煤巖巷和全巖巷三種；按機(jī)器的驅(qū)動(dòng)形式分為電力驅(qū)動(dòng)和電液驅(qū)動(dòng)兩種。它主要由截割機(jī)構(gòu)、裝載機(jī)構(gòu)、機(jī)架及回轉(zhuǎn)臺(tái)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電器系統(tǒng)、冷卻除塵系統(tǒng)及機(jī)器的操作控制與保護(hù)等部分組成。截割機(jī)構(gòu)工作時(shí)，截割電動(dòng)機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)截割頭旋轉(zhuǎn)，利用裝在截割頭上的截齒破碎煤巖。截割機(jī)構(gòu)鉸接于回轉(zhuǎn)臺(tái)上，并借助于安裝在截割部和回轉(zhuǎn)臺(tái)之間的升降液壓缸和安裝于回轉(zhuǎn)臺(tái)與機(jī)架之間的兩個(gè)回轉(zhuǎn)液壓缸，實(shí)現(xiàn)整個(gè)截割機(jī)構(gòu)的升；降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此截割出任意形狀的斷面。當(dāng)巷道斷面巖石硬度不同時(shí)，應(yīng)先選擇軟巖截割；截割層狀巖石時(shí)，應(yīng)沿層理方向截割，以降低截割比能耗。掏槽時(shí)，截割頭需做短幅擺動(dòng)，以截割位于兩半截割頭中間部分的煤巖，因而使得操作較復(fù)雜。 懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)按懸臂能否伸縮可分為伸縮或不伸縮兩種截割機(jī)構(gòu)： （一）不可伸縮式截割機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；尺寸?。恢亓枯p，但掏槽時(shí)需要借助行走機(jī)構(gòu)的推力使截割頭鉆入煤壁，因而機(jī)器需要頻繁調(diào)動(dòng)，對(duì)底板的破壞比較嚴(yán)重。 （二）可伸縮截割機(jī)構(gòu)可借助懸臂的伸縮使截割頭鉆入煤壁，無需開動(dòng)行走機(jī)構(gòu)，就可提供恒定較大的鉆進(jìn)力。外伸縮懸臂機(jī)構(gòu)的尺寸和重量比較大，推進(jìn)阻力大，機(jī)器的穩(wěn)定性不太好。 截割部二、裝載機(jī)構(gòu)裝載機(jī)構(gòu)位于機(jī)器前端的下方，其主要作用是將被截割機(jī)構(gòu)分離和破碎的物料集中裝載到運(yùn)輸機(jī)構(gòu)上去。根據(jù)收集裝置結(jié)構(gòu)的不同，裝載機(jī)構(gòu)可分為刮板式裝載機(jī)構(gòu)、扒爪式裝載機(jī)構(gòu)和星輪裝載機(jī)構(gòu)三種。 形成封閉運(yùn)動(dòng)鏈，裝載面寬度大，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低且裝載效果差，已基本不在使用。 由液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)減速器驅(qū)動(dòng)左右扒爪收集物料。它的生產(chǎn)效率較高，但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動(dòng)載荷大，故障率高，使用量正逐漸減少。 一般通過低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)多爪星輪，達(dá)到收集物料的目的，由于它具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率低等優(yōu)點(diǎn)，雖過載能力較低，但還是在掘進(jìn)機(jī)上得到了快速的推廣應(yīng)用，目前使用最多。縱軸式掘進(jìn)機(jī)的截割頭軸線和懸臂軸線相重合，截割頭多為錐形，為了提高截割能力，有的也被設(shè)計(jì)為球柱形。刮板輸送機(jī)位于機(jī)器中軸，前端與主機(jī)架或鏟板鉸接，后部托在機(jī)架山。運(yùn)輸機(jī)構(gòu)根據(jù)刮板鏈條形式的不同可分為雙邊鏈和中單鏈運(yùn)輸機(jī)兩種。機(jī)器中的各部件均用螺栓或銷軸與機(jī)架聯(lián)結(jié)?；剞D(zhuǎn)臺(tái)主要用于實(shí)現(xiàn)切割機(jī)構(gòu)的升降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，在回轉(zhuǎn)液壓缸的作用下，帶動(dòng)切割機(jī)構(gòu)水平擺動(dòng)。五、行走機(jī)構(gòu) 根據(jù)機(jī)器行走方式的不同可分為履帶式、邁步式和組合式三種行走機(jī)構(gòu)。行走機(jī)構(gòu)用來實(shí)現(xiàn)機(jī)器的調(diào)動(dòng)和牽引轉(zhuǎn)載機(jī)，并在不可伸縮式懸臂機(jī)型中提供鉆進(jìn)所需的推進(jìn)力，同時(shí)，機(jī)器的重量和掘進(jìn)中產(chǎn)生的切割反力也通過行走機(jī)構(gòu)傳送到地板上。傳統(tǒng)的履帶式行走機(jī)構(gòu)通常由“四輪一帶”即驅(qū)動(dòng)輪、改向輪、支重輪和托鏈輪以及履帶組成。履帶行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)力可選用液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)。但液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)也存在效率低和過載能力差的缺點(diǎn)。液壓系統(tǒng)為掘進(jìn)機(jī)提供壓力油，驅(qū)動(dòng)和控制各液壓缸及馬達(dá)，使機(jī)器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作，并進(jìn)行液壓保護(hù)。八、除塵系統(tǒng)除塵系統(tǒng)由內(nèi)外噴霧裝置組成，用以向工作面噴霧，除去截割時(shí)產(chǎn)生的粉塵。 懸臂式掘進(jìn)機(jī)分類懸臂式掘進(jìn)機(jī)根據(jù)其工作原理、結(jié)構(gòu)和用途的不同有多種分類方法，常見的有以下幾種：一、根據(jù)經(jīng)濟(jì)截割巖石硬度的不同分類：（一）煤巷掘進(jìn)機(jī)：經(jīng)濟(jì)截割巖石硬度f≤5；（二）半煤巖掘進(jìn)機(jī)：經(jīng)濟(jì)截割巖石硬度6≤f≤8；（三）巖巷掘進(jìn)機(jī)：經(jīng)濟(jì)截割巖石硬度f≥9。三、根據(jù)整機(jī)重量的不同分類 (一)輕型掘進(jìn)機(jī)：整機(jī)質(zhì)量＜20t；(二)中型掘進(jìn)機(jī)：整機(jī)質(zhì)量20～60t；(三)重型掘進(jìn)機(jī)：整機(jī)質(zhì)量＞60t。五、根據(jù)截割機(jī)構(gòu)的不同分類可分為截鏈?zhǔn)健⒔乇P式、滾筒式和鉆削式。七、根據(jù)傳動(dòng)方式的不同分類(一)機(jī)械傳動(dòng)掘進(jìn)機(jī)：除液壓缸外全部采用機(jī)械傳動(dòng)；(二)液壓傳動(dòng)掘進(jìn)機(jī)：除截割機(jī)械外全部采用液壓傳動(dòng)。由于懸臂式掘進(jìn)機(jī)同時(shí)破碎的斷面所需的功率小，因而其體積小，重量輕，拆裝、運(yùn)輸及維護(hù)都比較方便；機(jī)動(dòng)靈活，可以掘進(jìn)不同大小、不同形狀的巷道斷面，可以破落f≤10的各種不同硬度的巖石，適應(yīng)性強(qiáng)；設(shè)備投資少，運(yùn)行成本低，尤其是履帶行走滾筒截割液壓傳動(dòng)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)體現(xiàn)得更突出，因此得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，全世界應(yīng)用量在8000臺(tái)左右。就目前的技術(shù)發(fā)展水平而言，部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)適應(yīng)用在巖石硬度≤巖石研磨系數(shù)≤、巷道坡度 ≤18176。 縱軸式和橫軸式懸臂式掘進(jìn)機(jī)現(xiàn)代懸臂式掘進(jìn)機(jī)按工作機(jī)構(gòu)破落煤巖方式不同，分為縱軸式和橫軸式掘進(jìn)機(jī)兩類。一、切割原理由圖13可知，縱軸式和橫軸式掘進(jìn)機(jī)的主切割運(yùn)動(dòng)都是切割頭的旋轉(zhuǎn)和切割臂的水平擺動(dòng)或垂直擺動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)。 縱軸式和橫軸式掘進(jìn)機(jī)工作原理二、切割方式（一）掏槽切割使用縱向切割頭時(shí)，推進(jìn)方向與切線方向近似成直角，所以能以較小的力進(jìn)行掏槽，此時(shí)推進(jìn)力來自切割臂伸縮機(jī)構(gòu)。當(dāng)巖石較硬時(shí)，懸臂位置與巷道水平時(shí)受力狀態(tài)最好，在一個(gè)工作循環(huán)中，最大掏槽深度為切割頭長(zhǎng)度，為了架設(shè)支護(hù)棚子，可以在巷道兩側(cè)挖出柱窩。切割傾斜煤巖 順切方式（二）工作面切割 實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，沿層理方向切割比垂直于分層面切割，能耗明顯減少。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。（三）切割巷道輪廓巷道輪廓光滑與否，與支護(hù)充填量有關(guān)，充填量大，導(dǎo)致成本增加，最終要求巷道輪廓表面光滑、尺寸準(zhǔn)確。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(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)光滑輪廓，但比較費(fèi)時(shí)。從世界各國(guó)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用掘進(jìn)機(jī)情況來看，各自都在研究、發(fā)展和不斷完善，國(guó)內(nèi)的情況也是如此。由此可見，縱軸式、橫軸式兩類掘進(jìn)機(jī)都有廣闊的發(fā)展前景。MRHS5013型掘進(jìn)機(jī)，是按照我國(guó)要求在MRH—S45—13型掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)上改制而成的，這種掘進(jìn)機(jī)是一種懸臂縱軸式徑向切割的部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)?！衔覈?guó)現(xiàn)階段的生產(chǎn)條件，因此進(jìn)尺和效率都達(dá)到了較高的水平。該祝的切割范圍為：～，～；當(dāng)機(jī)體固定不動(dòng)時(shí)，最大掘進(jìn)斷面可達(dá)17。另外該機(jī)還有一些不足，存在的主要問題是：一、伸縮機(jī)構(gòu)的花鍵聯(lián)接強(qiáng)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(jī)構(gòu)的油缸布置在切割機(jī)構(gòu)的右側(cè)，司機(jī)操作時(shí)看不清，容易碰壞。MRHS5013型掘進(jìn)機(jī)的主要技術(shù)特征：一、整機(jī) 外形尺寸（長(zhǎng)寬高）（） 原動(dòng)機(jī) 油壓馬達(dá)1臺(tái) 四、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 中間運(yùn)輸機(jī) 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(yùn)輸能力（） 切割高度（） ～ 原動(dòng)機(jī) 油馬達(dá)1臺(tái)切割硬度（） 轉(zhuǎn)載機(jī)： 臥底深度（） 型式 膠帶二、切割機(jī)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。 MRHS50型掘進(jìn)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)切割機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)：由功率50，轉(zhuǎn)速1450的MIE70—XFJD2型電動(dòng)機(jī)，經(jīng)聯(lián)軸器、減速器、伸縮機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)切割頭旋轉(zhuǎn)。減速器為二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)，主要由軸齒輪齒輪軸齒輪齒輪4構(gòu)成，伸縮機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)件為花鍵套和花鍵軸。兩減速器均為三級(jí)圓錐圓柱齒輪傳動(dòng)，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(dòng)比為50。耙爪轉(zhuǎn)速為33/中間輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)：由轉(zhuǎn)速948/1147的M342FSl40型齒輪油馬達(dá)，經(jīng)減速器和主動(dòng)鏈輪驅(qū)動(dòng)刮板鏈。轉(zhuǎn)載機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)：膠帶輸送機(jī)由電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)，其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)和減速器兩部分組成。減速器為三級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)，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。兩減速器均為四級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)．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(dòng)比為328。一、機(jī)型與可切割性能指標(biāo)機(jī)型分為四類，還有橫軸式和縱軸式兩種切割方式，以及與機(jī)型相對(duì)應(yīng)的其他參數(shù)，如生產(chǎn)能力、切割機(jī)構(gòu)功率、最大工作坡度、機(jī)高、可掘巷道斷面、機(jī)重等，在MT 1381995中有明確的數(shù)量級(jí)規(guī)定，見表31所列。機(jī)型單位技術(shù)特特征輕中重可切割性能指標(biāo)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(qiáng)度MPa506085100切割機(jī)構(gòu)功率Kw≤3055～7590～110〉132縱向最大工作坡度（176。16177。16177。目前，世界上還沒有公認(rèn)的、適用掘進(jìn)機(jī)的破碎煤巖理論，但各產(chǎn)煤大國(guó)都有自己的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。在我國(guó)，由于對(duì)巖石可切割性研究還很不夠，沒有對(duì)我國(guó)煤礦巷道圍巖做大量試驗(yàn)分析，所以至今無法提出一個(gè)我國(guó)巖石分類方法。巖石的堅(jiān)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(qiáng)度極限成比例。因?yàn)閷?duì)巖石的破壞還常常利用拉力和剪力，因此，在MT1381995標(biāo)準(zhǔn)中提出用三項(xiàng)指標(biāo)（堅(jiān)固性系數(shù)、研磨系數(shù)、單向抗壓強(qiáng)度）綜合評(píng)價(jià)巖石的可切割性能。尺寸參數(shù)包括：工作尺寸機(jī)器外形尺寸工作機(jī)構(gòu)尺寸等。例如，MRHS5013型掘進(jìn)機(jī)的可切割斷面范圍為8～17。 K——煤巖松散系數(shù)，； 、——切割頭小端和大端直徑，m。 MRHS5013型掘進(jìn)機(jī)適用范圍日本山井三池機(jī)械制造公司從1976年研制出第一臺(tái)掘進(jìn)機(jī)以來，相繼制造出MRHS45,MRHS90,MRHS125三種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)。～,因此進(jìn)尺和效率都達(dá)到了較高的水平。該機(jī)的截割范圍為：～，～。在長(zhǎng)度大于600m、凈斷面為8㎡以上的煤巷中，該機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮膠帶輸送機(jī)配套使用時(shí)，可取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。電動(dòng)機(jī)、減速器、伸縮機(jī)構(gòu)和切割頭，構(gòu)成一個(gè)剛性體，用銷軸與回轉(zhuǎn)臺(tái)鉸接，回轉(zhuǎn)臺(tái)固定在履帶架上。 （一）懸臂伸縮機(jī)構(gòu) 切割機(jī)構(gòu)的懸臂伸縮機(jī)構(gòu)為花鍵套筒式，由布置在右側(cè)的一個(gè)油缸驅(qū)動(dòng)。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(dòng)。為保護(hù)摩擦表面的潤(rùn)滑，在伸縮保護(hù)套筒上設(shè)有注油孔。 伸縮部（二）減速器如圖35所示，60電動(dòng)機(jī)經(jīng)過一個(gè)帶有安全銷的剛性聯(lián)軸器和兩級(jí)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