掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

掘進(jìn)機(jī)工作原理   
EBZ120型掘進(jìn)機(jī)主要結(jié)構(gòu)和工作原理 
EBZ120型掘進(jìn)機(jī)主要由截割部、裝載部、刮板輸送機(jī)、行走部、機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái)、液壓系統(tǒng)、水系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等部分組成，參見(jiàn)圖1。
3.1截割部  截割部又稱工作機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由截割電機(jī)、叉形架、二級(jí)行星減速器、懸臂段、截割頭（截割頭有大、小兩種規(guī)格，可供用戶選擇）組成。 截割部為二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。由120kW的水冷電動(dòng)機(jī)輸入動(dòng)力，經(jīng)齒輪聯(lián)軸節(jié)傳至二級(jí)行星減速器，經(jīng)懸臂段，將動(dòng)力傳給截割頭，從而達(dá)到破碎煤巖的目的。 小截割頭最大外徑為φ700，在其周?chē)惭b有27把強(qiáng)力鎬形截齒，由于其破巖過(guò)斷層能力強(qiáng)，所以主要用于半煤巖巷的掘進(jìn)。大截割頭設(shè)計(jì)為截錐體形狀，最大外徑為φ960，在其周?chē)惭b有33把強(qiáng)力鎬形截齒，適用于煤巷的掘進(jìn)。兩種截割頭可以互換，用戶可以根據(jù)需要選用。  整個(gè)截割部通過(guò)一個(gè)叉形框架、兩個(gè)銷(xiāo)軸鉸接于回轉(zhuǎn)臺(tái)上。借助安裝于截割部和回轉(zhuǎn)臺(tái)之間的兩個(gè)升降油缸，以及安裝于回轉(zhuǎn)臺(tái)與機(jī)架之間的兩個(gè)回轉(zhuǎn)油缸，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)截割部的升、降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此截割出任意形狀的斷面。
3.3 裝載部  裝載部主要由鏟板及左右對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)裝置組成，通過(guò)低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)三爪轉(zhuǎn)盤(pán)向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到裝載煤巖的目的。鏟板設(shè)計(jì)有寬（2.8m）、窄(2.5m)兩種規(guī)格，供用戶根據(jù)需要選擇、訂貨。 
裝載部安裝于機(jī)器的前端。通過(guò)一對(duì)銷(xiāo)軸和鏟板左右升降油缸鉸接于主機(jī)架上，在鏟板油缸的作用下，鏟板繞銷(xiāo)軸上、下擺動(dòng),可向上起360mm，向下臥底250mm。當(dāng)機(jī)器截割煤巖時(shí)，應(yīng)使鏟板前端緊貼底板，以增加機(jī)器的截割穩(wěn)定性。
3.4 刮板輸送機(jī) 
刮板輸送機(jī)主要由機(jī)前部、機(jī)后部、驅(qū)動(dòng)裝置、邊雙鏈刮板、張緊裝置和脫鏈器等（改向輪組裝在裝載部上）組成。  刮板輸送機(jī)位于機(jī)器中部，前端與主機(jī)架和鏟板鉸接，后部托在機(jī)架上。機(jī)架在該處設(shè)有可拆裝的墊塊，根據(jù)需要，刮板輸送機(jī)后部可墊高，增加刮板輸送機(jī)的卸載高度。  刮板輸送機(jī)采用低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)，刮板鏈條的張緊是通過(guò)在輸送機(jī)尾部的張緊油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.5 行走部 
EBZ120型掘進(jìn)機(jī)采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。左、右履帶行走機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置，分別驅(qū)動(dòng)。各由10個(gè)高強(qiáng)度螺栓（M30×2、10.9級(jí)）與機(jī)架相聯(lián)。左、右履帶行走機(jī)構(gòu)各由液壓馬達(dá)經(jīng)三級(jí)園柱齒輪和二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)減速后，將動(dòng)力傳給主動(dòng)鏈輪，驅(qū)動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng)。  現(xiàn)以左行走機(jī)構(gòu)為例，說(shuō)明其結(jié)構(gòu)組成及傳動(dòng)系統(tǒng)。左行走機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)向張緊裝置、左履帶架、履帶鏈、左行走減速器、液壓馬達(dá)、摩擦片式制動(dòng)器等組成。摩擦片式制動(dòng)器為彈簧常閉式，當(dāng)機(jī)器行走時(shí)，泵站向行走液壓馬達(dá)供油的同時(shí)，向摩擦片式制動(dòng)器提供壓力油推動(dòng)活塞，壓縮彈簧，使摩擦片式制動(dòng)器解除制動(dòng)。 本機(jī)工作行走速度為3m/min，調(diào)動(dòng)行走速度為6m/min。通過(guò)使用黃油槍向安裝在導(dǎo)向張緊裝置油缸上的注油嘴注入油脂，來(lái)完成履帶鏈的松緊調(diào)整（油缸張緊行程120mm），調(diào)整完畢后，裝入適量墊板及一塊鎖板，擰松注油嘴螺塞，泄除油缸內(nèi)壓力后再擰緊該螺塞，使張緊油缸活塞不承受張緊力。
3.6 機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái) 
機(jī)架是整個(gè)機(jī)器的骨架，機(jī)架為組焊件。在機(jī)器的組成中起著重要的作用，它承受著來(lái)自截割、行走和裝載的各種載荷，機(jī)器中的各部件均用螺栓或銷(xiāo)軸與機(jī)架
聯(lián)接。  回轉(zhuǎn)臺(tái)主要用于支承、聯(lián)接并實(shí)現(xiàn)切割機(jī)構(gòu)的升降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。回轉(zhuǎn)臺(tái)座在機(jī)架上，通過(guò)大型回轉(zhuǎn)軸承用止口、36個(gè)高強(qiáng)度螺栓與機(jī)架相聯(lián)。工作時(shí)，在回轉(zhuǎn)油缸的作用下，帶動(dòng)切割機(jī)構(gòu)水平擺動(dòng)。截割機(jī)構(gòu)的升降是通過(guò)回轉(zhuǎn)臺(tái)支座上左、右耳軸鉸接相連的兩個(gè)升降油缸實(shí)現(xiàn)的。  左、右后支撐腿是各通過(guò)后支撐油缸及銷(xiāo)軸分別與后機(jī)架連接，它的作用有四：
a.    切割時(shí)使用，以增加機(jī)器的穩(wěn)定性；
b.    窩機(jī)時(shí)使用，以便履帶下墊板自救；
c.     履帶鏈斷鏈及張緊時(shí)使用，以便操作；
d.    抬起機(jī)器后部，以增加臥底深度。
3.7 液壓系統(tǒng)  
該掘進(jìn)機(jī)在完成各種功能時(shí)，所需要的動(dòng)作有截割頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、裝載星輪的轉(zhuǎn)動(dòng)、運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)、行走主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)、油缸的動(dòng)作。  那么本機(jī)除截割頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，其余各部分均采用液壓傳動(dòng)。系統(tǒng)主泵站由一臺(tái)55kW的電動(dòng)機(jī)通過(guò)同步齒輪箱驅(qū)動(dòng)一臺(tái)雙聯(lián)齒輪泵和一臺(tái)三聯(lián)齒輪泵，同時(shí)分別向油缸回路、行走回路、裝載回路、運(yùn)輸機(jī)回路、皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)回路供壓力油，主系統(tǒng)由五個(gè)獨(dú)立的開(kāi)式系統(tǒng)組成。  另外該機(jī)還設(shè)有液壓錨桿鉆機(jī)泵站，可同時(shí)為二臺(tái)錨桿鉆機(jī)提供壓力油，另外系統(tǒng)還設(shè)置了文丘里管補(bǔ)油系統(tǒng)為油箱補(bǔ)油，避免了補(bǔ)油時(shí)對(duì)油箱的污染。
3.7.1 油缸回路 
油缸回路采用雙聯(lián)齒輪泵的后泵（40泵）通過(guò)四聯(lián)多路換向閥分別向4組油缸（截割升降、回轉(zhuǎn)、鏟板升降、支撐油缸供）壓力油。油缸回路工作壓力由四聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)自帶的溢流閥調(diào)定，調(diào)定的工作壓力為16MPa。  截割機(jī)構(gòu)升降、鏟板升降和后支撐各兩個(gè)油缸，它們各自兩活塞腔并接，兩活塞
桿腔并接。而截割機(jī)構(gòu)兩個(gè)回轉(zhuǎn)油缸為一個(gè)油缸的活塞腔與另一油缸的活塞桿腔并接。  為使截割頭、支撐油缸能在任何位置上鎖定，不致因換向閥的漏損而改變其位置，或因油管破裂造成事故，以及防止截割頭、鏟板下降過(guò)速，使其下降平穩(wěn)，故在各回路中裝有平衡閥。
3.7.2 行走回路 
行走回路由雙聯(lián)齒輪泵的前泵（63泵）向兩個(gè)液壓馬達(dá)供油，驅(qū)動(dòng)機(jī)器行走。行走速度為3m/min；當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，供裝載回路的50泵自動(dòng)并入行走回路，此時(shí)的兩個(gè)齒輪泵（63泵和50泵）同時(shí)向行走馬達(dá)供油，實(shí)現(xiàn)快速行走，其行走速度為6m/min。系統(tǒng)工作壓力為16MPa。回路工作壓力由裝在兩聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)的溢流閥調(diào)定。注意：根據(jù)該機(jī)器液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)，行走回路的工作壓力必須在裝載回路的工作壓力調(diào)定之前調(diào)定。調(diào)定時(shí)，先將裝載回路溢流閥擰死，行走回路調(diào)好后務(wù)必將裝載回路溢流閥松開(kāi)。快速行走時(shí)，由于并入了裝載回路的50泵，其系統(tǒng)工作壓力為14Mpa。  通過(guò)操作多路換向閥手柄來(lái)控制行走馬達(dá)的正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎。注意：機(jī)器要轉(zhuǎn)彎時(shí)，最好同時(shí)操作兩片換向閥（即使一片閥的手柄處于前進(jìn)位置，另一片閥手柄處于后退位置）。除非特殊情況，盡量不要操作一片換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器轉(zhuǎn)彎。  防滑制動(dòng)是用行走減速器上的摩擦制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。制動(dòng)器的開(kāi)啟由液壓控制，其開(kāi)啟壓力為3MPa。制動(dòng)油缸的油壓力由多路換向閥控制。行走回路不工作時(shí)，制動(dòng)器處于閉鎖狀態(tài)。
3.7.3 裝載回路 
裝載回路由三聯(lián)齒輪泵的前泵（50泵），通過(guò)一個(gè)齒輪分流器分別向2個(gè)液壓馬達(dá)供油, 用一個(gè)手動(dòng)換向閥控制馬達(dá)的正、反轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)的工作壓力為14Mpa，
通過(guò)調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。  齒輪分流器內(nèi)的兩個(gè)溢流閥的調(diào)定壓力均為16MPa。該閥的壓力是通過(guò)專(zhuān)用的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)調(diào)定的。注意：該溢流閥的調(diào)定壓力在機(jī)器出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)節(jié)好，在機(jī)器使用過(guò)程中不能調(diào)節(jié)壓力。
3.7.4 運(yùn)輸回路 
運(yùn)輸回路由三聯(lián)齒輪泵的中泵（50泵）向一個(gè)液壓馬達(dá)供油，用一個(gè)手動(dòng)換向閥控制馬達(dá)的正、反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)工作壓力為14MPa，通過(guò)調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.7.5 轉(zhuǎn)載機(jī)回路 
轉(zhuǎn)載機(jī)回路由三聯(lián)齒輪泵的后泵（40泵）向轉(zhuǎn)載馬達(dá)供油，通過(guò)一手動(dòng)換向閥控制馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)工作壓力為10MPa，通過(guò)調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。 
3.7.6錨桿鉆機(jī)回路 
錨桿鉆機(jī)回路由一臺(tái)15kW電機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)雙聯(lián)齒輪泵，通過(guò)二個(gè)手動(dòng)換向閥可同時(shí)向兩臺(tái)液壓錨桿鉆機(jī)供油。系統(tǒng)工作壓力為10MPa，通過(guò)調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.7.7油箱補(bǔ)油回路 
油箱補(bǔ)油回路由兩個(gè)截止閥、文丘里管和接頭等輔助元件組成，為油箱加補(bǔ)液壓油。補(bǔ)油系統(tǒng)并接在錨桿鉆機(jī)回路的回油管路上（若掘進(jìn)機(jī)不為錨桿鉆機(jī)提供油源，則補(bǔ)油系統(tǒng)并接在運(yùn)輸回路或轉(zhuǎn)載機(jī)回路的回油管路上）。在補(bǔ)油系統(tǒng)不工作時(shí)，截止閥Ⅱ關(guān)閉，截止閥Ⅰ開(kāi)啟；當(dāng)需要向油箱補(bǔ)油時(shí)，截止閥Ⅰ關(guān)閉，截止閥Ⅱ開(kāi)啟，油液經(jīng)過(guò)文丘里管時(shí)，在A口產(chǎn)生負(fù)壓，通過(guò)插入油筒5內(nèi)的吸油管吸入，將油補(bǔ)入油箱。
注意： 1、補(bǔ)油時(shí)，油箱內(nèi)必須要有一定量的油，以保證油泵吸油時(shí)不吸空。否則，不僅不能補(bǔ)油，而且易損壞油泵。  2、給油箱加好油后，必須將截止閥Ⅱ關(guān)閉，截止閥Ⅰ開(kāi)啟。切記！在系統(tǒng)工作時(shí)，決不能將截止閥Ⅰ和Ⅱ同時(shí)關(guān)閉。否則，會(huì)造成危險(xiǎn)。
3.7.8幾種主要的液壓元件
(1) 吸油過(guò)濾器  為了保護(hù)油泵及其它液壓元件，避免吸入污染雜質(zhì)，有效地控制液壓系統(tǒng)污染，提高液壓系統(tǒng)的清潔度，在油泵的吸油口處設(shè)置了兩個(gè)吸油過(guò)濾器，該過(guò)濾器為精過(guò)濾。當(dāng)更換、清潔濾芯或維修系統(tǒng)時(shí)，只需旋開(kāi)濾油器端蓋(清洗蓋)，抽出濾芯，此時(shí)自封閥就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，隔絕油箱油路，使油箱內(nèi)油液不會(huì)向外流出。這樣使清洗、更換濾芯及維修系統(tǒng)變得非常方便。另外，當(dāng)濾芯被污染物堵塞時(shí)，設(shè)在濾芯上部的油路旁通閥就自動(dòng)開(kāi)啟，以避免油泵出現(xiàn)吸空等故障，提高液壓系統(tǒng)的可靠性。
(2) 回油過(guò)濾器  為了使流回油箱的油液保持清潔，在液壓系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)回油過(guò)濾器，該過(guò)濾器為粗過(guò)濾，位于油箱的上部。當(dāng)濾芯被污染物堵塞或系統(tǒng)液溫過(guò)低，流量脈動(dòng)等因素造成進(jìn)出油口壓差為0.35MPa時(shí)，壓差發(fā)訊裝置便彈出，發(fā)出訊號(hào)，此時(shí)應(yīng)及時(shí)更換濾芯或提高油液溫度。更換濾芯時(shí)，只需旋開(kāi)濾油器濾蓋(清洗蓋)即可更換濾芯或向油箱加油。若未能及時(shí)停機(jī)更換濾芯時(shí)，則設(shè)在濾芯下部的旁通閥就會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟工作(旁通閥開(kāi)啟壓力為0.4MPa)，以保護(hù)系統(tǒng)。
(3) 四聯(lián)手動(dòng)換向閥  四聯(lián)手動(dòng)換向閥，主要由進(jìn)油閥、多路換向閥、回油閥三部分組成。進(jìn)油閥有壓力油口P和回油口O，在P和O之間裝有閥組總溢流閥。換向閥部分是由閥體和滑閥組成，滑閥的機(jī)能均為Y型，閥體為并聯(lián)型，因此，既可以分別操作又可以
同時(shí)操作，當(dāng)同時(shí)操作時(shí)工作速度減慢。當(dāng)滑閥處于中位時(shí)，油泵通過(guò)閥組卸荷。為了防止工作腔的壓力油向P腔倒流，設(shè)置了單向閥。
(4) 油缸  本機(jī)有四組油缸，共八根。截割機(jī)構(gòu)升降油缸、回轉(zhuǎn)油缸、鏟板升降油缸和后支撐油缸各兩根，結(jié)構(gòu)形式均相同，其中鏟板升降油缸和后支撐油缸通用。
(5) 油箱  本液壓系統(tǒng)采用封閉式油箱（610L），采用N68號(hào)抗磨液壓油。油箱采用二級(jí)過(guò)濾，這樣有效地控制了油液的污染，并采用文丘里管補(bǔ)油，進(jìn)一步降低了油液的污染，減少了故障。  油箱上還配有液位液溫計(jì)，當(dāng)液位低于工作油位或油溫超過(guò)規(guī)定值（70℃）時(shí)，應(yīng)停機(jī)加油或降溫。  油箱冷卻器采用了熱交換量較大的板翅式散熱器，總熱交換量達(dá)40000kcal/h，以保障系統(tǒng)正常油溫和粘度的要求。注意！應(yīng)經(jīng)常觀察油位，保證油箱液位在最高警戒位和最低警戒位之間。
（6）六點(diǎn)壓力表  按操縱臺(tái)標(biāo)牌表明的位置接好油管。旋轉(zhuǎn)壓力表表盤(pán)，其指針?biāo)傅奈恢眉礊闃?biāo)牌表明的回路的工作壓力。
3.8 內(nèi)、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng) 
本系統(tǒng)主要用于滅塵、冷卻掘進(jìn)機(jī)切割電機(jī)及油箱，提高工作面能見(jiàn)度，改善工作環(huán)境，內(nèi)、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng)如圖15所示。  水從井下輸水管通過(guò)過(guò)濾器粗過(guò)濾后進(jìn)入總進(jìn)液球閥，一路經(jīng)減壓閥減壓至1.5MPa后，冷卻油箱和切割電機(jī)，再引至前面霧狀噴嘴架處噴出。另一路不經(jīng)減壓閥的高壓水，引至懸臂段上的內(nèi)噴霧系統(tǒng)的霧狀噴嘴噴出，當(dāng)沒(méi)有內(nèi)噴霧時(shí)，此路水引至叉形架前方左右兩邊的加強(qiáng)型外噴霧處的線型噴嘴噴出。
內(nèi)噴霧配水裝置安裝在懸臂段內(nèi)，8個(gè)線型噴嘴分別安裝在截割頭的齒座之間；外噴霧噴霧架固定在懸臂筒法蘭上，安裝有10個(gè)霧狀噴嘴；加強(qiáng)型外噴霧的噴霧架固定在叉形架前端，安裝有8個(gè)線型噴嘴。