EBZ260懸臂式重型巖巷綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)工藝及防塵技術(shù)研究

PAGEPAGE5鑒定材料EBZ260懸臂式重型巖巷綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)工藝及防塵技術(shù)研究技術(shù)報(bào)告中國(guó)煤炭科工集團(tuán)太原研究院二○一一年六月目錄HYPERLINK一、立項(xiàng)背景…………………3HYPERLINK1.1概況……………….3HYPERLINK1.2立項(xiàng)意義………….3HYPERLINK1.3國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀………………….4HYPERLINK1.4項(xiàng)目研究目標(biāo)與任務(wù)…………….6HYPERLINK二、技術(shù)路線與實(shí)施方案……………7HYPERLINK三、EBZ260重型巖巷掘進(jìn)機(jī)總體設(shè)計(jì)研究……….9HYPERLINK3.1巖巷掘進(jìn)機(jī)合理技術(shù)參數(shù)確定和整機(jī)穩(wěn)定性的研究………...10HYPERLINK3.2EBZ260巖巷掘進(jìn)機(jī)整機(jī)負(fù)載試驗(yàn)研究……….12HYPERLINK四、截割系統(tǒng)研究……………………13HYPERLINK4.1高性能截齒和硬巖截割頭設(shè)計(jì)研究…………...14HYPERLINK4.1.1截割頭虛擬裝配………………14HYPERLINK4.1.2高性能截齒的研究……………16HYPERLINK4.2沖擊重載工況下截割機(jī)構(gòu)的研究……………...17HYPERLINK五、裝運(yùn)系統(tǒng)研究…………………..18HYPERLINK5.1星輪裝載機(jī)構(gòu)合理參數(shù)的試驗(yàn)研究…………...20HYPERLINK5.2刮板運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)研究…………...21HYPERLINK六、高可靠性履帶行走系統(tǒng)的研究………………..23HYPERLINK6.1履帶行走系統(tǒng)主要參數(shù)研究……………………23HYPERLINK6.2履帶的比壓分布研究…………..23HYPERLINK6.3行走系統(tǒng)功率確定的研究……………………...23HYPERLINK七、低損耗、高可靠性液壓系統(tǒng)的研究………….24HYPERLINK八、電氣系統(tǒng)研究……………………268.1掘進(jìn)機(jī)工作狀態(tài)顯示技術(shù)………268.2掘進(jìn)機(jī)工作狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)分析…………………27HYPERLINK九、掘進(jìn)巷道綜合除塵系統(tǒng)的研究…………………28HYPERLINK9.1掘進(jìn)工作面綜合除塵系統(tǒng)總體配套技術(shù)研究…………………28HYPERLINK9.2大斷面控塵技術(shù)的研究…………30HYPERLINK十、性能參數(shù)與技術(shù)特點(diǎn)…………..32HYPERLINK10.1主要技術(shù)參數(shù)…………………..32HYPERLINK10.2主要技術(shù)特點(diǎn)………………….34HYPERLINK十一、樣機(jī)試制……………………..35HYPERLINK11.1概況……………..35HYPERLINK11.2試制情況及關(guān)鍵工藝攻關(guān)……………………..36HYPERLINK11.3質(zhì)量保證體系………………….39HYPERLINK十二、井下工業(yè)性試驗(yàn)及推廣應(yīng)用情況………….40HYPERLINK十三、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)對(duì)比分析………………….41HYPERLINK十四、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益分析………41HYPERLINK十五、總結(jié)………….42HYPERLINK15.1主要研究成果…………………..42HYPERLINK15.2技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)…………………….43HYPERLINK15.3推廣應(yīng)用前景………………….43HYPERLINK15.4存在的問(wèn)題……………….44一、立項(xiàng)背景1.1概況 據(jù)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：我國(guó)原國(guó)有重點(diǎn)煤礦綜采率由1975年的3.2%增加到2008年的84.15%，而綜掘率僅由1980年的1.71%增加到2008年的36.85%，采掘比例失調(diào)有進(jìn)一步加大趨勢(shì)，這嚴(yán)重制約了煤礦高效、節(jié)約、自動(dòng)化開(kāi)采的發(fā)展，為了解決這一矛盾，近幾年，各煤炭企業(yè)加大了掘進(jìn)設(shè)備的投入。具不完全統(tǒng)計(jì)，2002年～2009年，掘進(jìn)機(jī)銷量由122臺(tái)上升到1400余臺(tái)，平均增長(zhǎng)超過(guò)180臺(tái)/年。隨著我國(guó)易采的中厚煤層資源日益減少，薄煤層開(kāi)采量的增加，巷道的巖石比例和硬度呈上升態(tài)勢(shì)，而且，隨著礦井規(guī)模和工作面單產(chǎn)的進(jìn)一步提高，大批的千萬(wàn)噸現(xiàn)代化礦井建成投產(chǎn)，礦井對(duì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的能力和要求也會(huì)持續(xù)提高。今后幾年，需要大量的大斷面、截割穩(wěn)定性高的重型巖巷掘進(jìn)機(jī)用于主巷道掘進(jìn)。另外，隨著我國(guó)西北大開(kāi)發(fā)的深入進(jìn)行，基礎(chǔ)建設(shè)中有大量的公路、鐵路等交通隧道需要開(kāi)挖。交通隧道開(kāi)挖的技術(shù)、工藝需要豐富與發(fā)展。根據(jù)國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)表明，重型巖巷掘進(jìn)機(jī)技術(shù)在交通隧道施工中將有著廣泛的應(yīng)用前景。EBZ260重型巖巷掘進(jìn)機(jī)可經(jīng)濟(jì)截割硬度≤f9、截割機(jī)構(gòu)截尺采用具有高強(qiáng)耐磨材料，適應(yīng)大、中斷面半煤巖及全巖巷道的掘進(jìn)；整機(jī)具有工況監(jiān)視和故障診斷系統(tǒng)；配備機(jī)載高效濕式除塵系統(tǒng)，除塵效率高。1.2立項(xiàng)意義“十五”及“十一五”期間，盡管我國(guó)在煤及半煤巖巷道掘進(jìn)技術(shù)與裝備方面取得了巨大的進(jìn)步，煤及半煤巖巷掘進(jìn)設(shè)備形成系列化，但在巖石硬度較高的半煤巖和巖巷掘進(jìn)技術(shù)與裝備方面，仍與國(guó)外先進(jìn)采煤國(guó)有著很大的差距。目前，我國(guó)對(duì)于巖石單向抗壓強(qiáng)度大于80MPa半煤巖巷和全巖巷道掘進(jìn)主要依靠鉆爆法施工，這種方式存在效率低下、安全性差、工人勞動(dòng)強(qiáng)度過(guò)高的問(wèn)題。與此同時(shí)，我國(guó)綜掘工作面普遍使用的噴霧除塵方式，由于內(nèi)噴霧旋轉(zhuǎn)水密封問(wèn)題長(zhǎng)期無(wú)法解決，使得內(nèi)噴霧不能長(zhǎng)期有效工作，而外噴霧也由于霧狀性能較差和噴霧距離較遠(yuǎn)，其滅塵效果也不太理想，致使掘進(jìn)巷道粉塵治理成為煤礦巷道掘進(jìn)中的一個(gè)技術(shù)難題。本項(xiàng)目的另一個(gè)目標(biāo)就是要研制巷道綜合濕式除塵系統(tǒng)。該系統(tǒng)配備于掘進(jìn)巷道中，降塵率達(dá)到95％以上，明顯改善掘進(jìn)工作面的空氣質(zhì)量，大大降低煤礦井下工人塵肺病的發(fā)病率。本項(xiàng)目的研究對(duì)提高我國(guó)綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)與裝備進(jìn)步將起到積極的推動(dòng)作用，可大幅縮短國(guó)內(nèi)高端掘進(jìn)機(jī)研制技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)水平的差距，對(duì)提高我國(guó)綜掘機(jī)械化程度，縮短建井周期，降低施工費(fèi)用，改善施工條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，緩解采掘比例失調(diào)，起到明顯的促進(jìn)作用，本項(xiàng)目研究的關(guān)鍵技術(shù)是我國(guó)煤礦向高效集約化安全生產(chǎn)轉(zhuǎn)軌的理想掘進(jìn)設(shè)備，對(duì)促進(jìn)我國(guó)煤炭生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。同時(shí)，該設(shè)備的加工制造，為社會(huì)提供了就業(yè)機(jī)會(huì)，其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。1.3國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1)國(guó)外第一臺(tái)懸臂式掘進(jìn)機(jī)自上世紀(jì)40年代在匈牙利研制成功以來(lái)，經(jīng)過(guò)50多年的長(zhǎng)足發(fā)展，日趨完善。目前，國(guó)外掘進(jìn)機(jī)主要生產(chǎn)國(guó)，如英、德、奧地利等國(guó)，所研制的掘進(jìn)機(jī)已廣泛用于硬度低于f8半煤巖的采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)，并擴(kuò)大到巖巷。重型機(jī)不移位截割斷面達(dá)35～42㎡，多數(shù)機(jī)型能在縱向±16°、橫向8°的斜坡上可靠工作，截割功率在132～300kW，機(jī)重在50～100t，截割巖石硬度達(dá)到f12。部分機(jī)型截割速度已降至1m/s以下，牽引速度采用負(fù)載反饋調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同巖石硬度。機(jī)電一體化已成為掘進(jìn)機(jī)發(fā)展趨勢(shì)，新推出的掘進(jìn)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)推進(jìn)方向和斷面的監(jiān)控、電機(jī)功率自動(dòng)調(diào)節(jié)、離機(jī)遙控操作及工況監(jiān)測(cè)和故障診斷，新機(jī)型全部實(shí)現(xiàn)PLC控制，實(shí)現(xiàn)了回路循環(huán)檢測(cè)。為充分發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)的效能，各國(guó)都非常重視綜掘作業(yè)線的配套問(wèn)題，在穩(wěn)定頂板條件下，常用錨桿鉆機(jī)支護(hù)，提高支護(hù)效率；為使掘進(jìn)機(jī)與支護(hù)平行作業(yè)，多年以來(lái)，世界主要產(chǎn)煤國(guó)一直在探索、研究，使掘進(jìn)機(jī)與錨桿鉆機(jī)合二為一，在掘進(jìn)機(jī)上裝設(shè)錨桿鉆機(jī)，用一臺(tái)設(shè)備來(lái)完成巷道掘進(jìn)的落、裝煤及錨桿打眼、安裝功能，從而出現(xiàn)了機(jī)載錨桿鉆機(jī)以及掘錨機(jī)組；在后配套方面，通常采用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)，后配帶式輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。為改善工人在巖巷掘進(jìn)時(shí)的工作環(huán)境，掘進(jìn)機(jī)配套機(jī)載除塵系統(tǒng)也成為未來(lái)巖巷掘進(jìn)發(fā)展的方向。2)國(guó)內(nèi)我國(guó)掘進(jìn)機(jī)研究始于上世紀(jì)60年代，主要經(jīng)歷了引進(jìn)、消化吸收和自主研制三個(gè)階段。經(jīng)過(guò)40余年的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)建立《懸臂式掘進(jìn)機(jī)通用技術(shù)條件》等完備的掘進(jìn)機(jī)整機(jī)及零部件的標(biāo)準(zhǔn)體系?！笆濉焙笃谥痢笆晃濉逼陂g，我國(guó)中型掘進(jìn)機(jī)發(fā)展日趨成熟，重型掘進(jìn)機(jī)大批出現(xiàn)，掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)與加工制造水平已比較先進(jìn)，已能夠獨(dú)立研制截割硬度≤80MPa，機(jī)重在60t左右，截割功率160～220kW的重型掘進(jìn)機(jī)，并且具備了根據(jù)礦井條件實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)計(jì)的能力，形成了多個(gè)系列的產(chǎn)品，主要有煤科總院太原研究院研制的EBJ(Z)系列、佳木斯煤機(jī)廠生產(chǎn)的S、EBZ系列、三一重裝生產(chǎn)的EBZ系列型掘進(jìn)機(jī)?！笆晃濉逼陂g，我國(guó)煤機(jī)制造企業(yè)加大了科研投入，圍繞重型巖巷掘進(jìn)機(jī)技術(shù)、掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)、掘進(jìn)巷道綜合除塵技術(shù)以及掘進(jìn)機(jī)多功能一體化技術(shù)展開(kāi)了科技攻關(guān)。國(guó)家也在相關(guān)方面加大了引導(dǎo)、扶持力度，推動(dòng)了掘進(jìn)機(jī)研制水平的提高，總體參數(shù)接近或達(dá)到了國(guó)外先進(jìn)水平，新型研制的掘進(jìn)增加機(jī)載濕式除塵系統(tǒng)，并且具有了離機(jī)遙控、截割斷面監(jiān)視和故障診斷等功能。但是，與國(guó)際先進(jìn)水平相比，國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)在破巖能力、適應(yīng)性及可靠性方面還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）破巖能力不足截割巖石硬度超過(guò)80MPa時(shí)，截割振動(dòng)加大，截齒損耗率急劇增加。（2）自動(dòng)控制技術(shù)水平落后遙控裝置完全依賴進(jìn)口，斷面監(jiān)視系統(tǒng)作用有限，而且可靠性差，尚不具自動(dòng)截割和記憶截割的功能，故障診斷只能實(shí)現(xiàn)被動(dòng)檢測(cè)，而且功能較為單一，檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸。（3）元部件可靠性差在截割全巖巷道時(shí)，由于機(jī)器振動(dòng)較大，元部件損壞嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)性迅速下降。在巷道綜合除塵技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)水平也比較落后。雖然目前采取了內(nèi)外噴霧等防塵措施，但粉塵問(wèn)題依然十分嚴(yán)峻，對(duì)掘進(jìn)工作面的防塵技術(shù)和設(shè)備有著迫切的需求。從除塵效果看，采用長(zhǎng)壓短抽的通風(fēng)除塵系統(tǒng)方式，即長(zhǎng)距離送風(fēng)到掘進(jìn)作業(yè)點(diǎn)，除塵器在掘進(jìn)作業(yè)點(diǎn)與掘進(jìn)壓入式通風(fēng)配套使用，形成短距離抽風(fēng)的除塵系統(tǒng)效果最好。該技術(shù)中，只有采用有效的控塵措施，才能保證除塵設(shè)備有效收塵，并且使高收塵效率和高除塵效率有機(jī)結(jié)合，達(dá)到有效降低機(jī)掘工作面粉塵濃度的目的。1.4項(xiàng)目研究目標(biāo)與任務(wù)本項(xiàng)目主要是研究全巖巷道的綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)工藝及防塵技術(shù)，重點(diǎn)解決≤90MPa全巖巷道巖石破碎及巖粉污染的技術(shù)難題，并研制核心裝備重型全巖巷掘進(jìn)機(jī)和巷道綜合除塵系統(tǒng)。主要任務(wù)指標(biāo)：1）主要裝備的技術(shù)指標(biāo)研制出全巖巷重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)1臺(tái)和機(jī)載濕式除塵系統(tǒng)。該全巖巷重型掘進(jìn)機(jī)和巷道綜合除塵系統(tǒng)在巖巷中配備綜掘作業(yè)線，三個(gè)月（90個(gè)工作日）平均月進(jìn)尺達(dá)到120m掘進(jìn)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)機(jī)重：110t截割功率：260kW總功率：426kW截割煤巖硬度：≤90MPa定位最大可掘高度；5定位最大可掘?qū)挾龋?供電電壓：1140V2）制定重型掘進(jìn)機(jī)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)修訂提供依據(jù)。二、技術(shù)路線與實(shí)施方案本項(xiàng)目采用總體設(shè)計(jì)、部件重點(diǎn)攻關(guān)的思路實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)中采用虛擬樣機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相結(jié)合的方式，利用Solidworks、Ansys、Adams等軟件的輔助設(shè)計(jì)與分析功能，在樣機(jī)研制過(guò)程中對(duì)整機(jī)及各元部件性能進(jìn)行分析，降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，縮短設(shè)計(jì)周期，提高物理樣機(jī)的整機(jī)性能。技術(shù)路線：調(diào)研→方案研究及審查→建立虛擬樣機(jī)并進(jìn)行分析→施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)及工藝審查→關(guān)鍵元部件攻關(guān)→樣機(jī)制造→整機(jī)組裝、調(diào)試→出廠驗(yàn)收、性能檢測(cè)→井下工業(yè)性試驗(yàn)→定型設(shè)計(jì)→完成小批量生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備→項(xiàng)目驗(yàn)收或鑒定。2.1項(xiàng)目調(diào)研1）收集相關(guān)資料，進(jìn)行國(guó)內(nèi)外調(diào)研包括收集巖巷綜掘技術(shù)、重型巖巷掘進(jìn)機(jī)和掘進(jìn)巷道除塵技術(shù)與裝備的相關(guān)資料，對(duì)重型巖巷掘進(jìn)機(jī)、濕式除塵器等設(shè)備使用工況進(jìn)行井下實(shí)際調(diào)查研究，確定研究的主要目標(biāo)、走訪使用單位了解產(chǎn)品在實(shí)際使用中的優(yōu)缺點(diǎn)并進(jìn)行立項(xiàng)查新。2）選取整機(jī)主參數(shù)，編寫項(xiàng)目可行性研究報(bào)告，并組織專家審定。2.2方案設(shè)計(jì)1）對(duì)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)與裝備進(jìn)行消化、吸收并創(chuàng)新，制定整機(jī)總體設(shè)計(jì)方案。2）根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，確定各部件、各系統(tǒng)的主要參數(shù)。3）以主機(jī)參數(shù)和各部件參數(shù)為依據(jù)，進(jìn)行液壓件、傳動(dòng)件、電氣件的選型設(shè)計(jì)。2.3關(guān)鍵裝備設(shè)計(jì)本項(xiàng)目關(guān)鍵裝備的設(shè)計(jì)研究主要分為重型巖巷掘進(jìn)機(jī)和巷道綜合除塵系統(tǒng)兩個(gè)研究任務(wù)。重型巖巷掘進(jìn)機(jī)整機(jī)由截割機(jī)構(gòu)、裝載機(jī)構(gòu)、刮板輸送機(jī)、機(jī)架及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和防護(hù)總成等幾部分組成，整機(jī)除截割機(jī)構(gòu)外，全部采用液壓驅(qū)動(dòng)。巷道綜合除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)為帶附壁風(fēng)筒的濕式除塵系統(tǒng)，本項(xiàng)目巷道綜合除塵系統(tǒng)主要由濕式除塵器、附壁風(fēng)筒和供水系統(tǒng)等幾部分組成。關(guān)鍵裝備的設(shè)計(jì)按照裝備的組成，分成總體設(shè)計(jì)和元部件設(shè)計(jì)多個(gè)研究小組，分工協(xié)作，總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各部分工作，并對(duì)關(guān)鍵裝備的設(shè)計(jì)負(fù)總責(zé)。2.4樣機(jī)試制1）關(guān)鍵元部件進(jìn)行試驗(yàn)室試驗(yàn)；2）樣機(jī)制造過(guò)程中，派專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)支持，并進(jìn)行全程質(zhì)量跟蹤，參與生產(chǎn)廠家的出廠檢驗(yàn)，對(duì)于不合格件嚴(yán)禁上機(jī)裝配。對(duì)各種液壓件，包括泵、馬達(dá)、油缸、閥類等元部件，都必須經(jīng)過(guò)液壓試驗(yàn)臺(tái)帶載檢驗(yàn)。3）樣機(jī)組裝完成后，進(jìn)行假巖壁截割試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后由掘進(jìn)機(jī)檢驗(yàn)檢測(cè)中心的檢驗(yàn)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整機(jī)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方可出廠。2.5井下工業(yè)性試驗(yàn)裝備取得煤安標(biāo)志后進(jìn)行井下工業(yè)性試驗(yàn)。項(xiàng)目組制訂工業(yè)性試驗(yàn)規(guī)范，試驗(yàn)期間跟蹤井下設(shè)備運(yùn)行情況，對(duì)設(shè)備運(yùn)行的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試與采集，并根據(jù)試驗(yàn)情況，提出樣機(jī)整改意見(jiàn)。2.6項(xiàng)目驗(yàn)收在工業(yè)性試驗(yàn)完成后，項(xiàng)目承擔(dān)單位提交項(xiàng)目研究報(bào)告等技術(shù)資料，交甘肅省科技廳組織鑒定、驗(yàn)收。三、EBZ260重型巖巷掘進(jìn)機(jī)總體設(shè)計(jì)研究全巖巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)研究在我國(guó)尚處于起步階段，結(jié)合項(xiàng)目技術(shù)任務(wù)及研究目標(biāo)要求，對(duì)重型巖巷掘進(jìn)機(jī)總體設(shè)計(jì)技術(shù)、硬巖截割技術(shù)、硬塊物料裝運(yùn)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。懸臂式掘進(jìn)機(jī)總體設(shè)計(jì)對(duì)整機(jī)性能的優(yōu)劣起著決定性的作用，并決定了各總成、系統(tǒng)、各部件之間的協(xié)調(diào)性、統(tǒng)一性和匹配性。掘進(jìn)機(jī)的總體設(shè)計(jì)，主要包括以下幾方面的內(nèi)容：1）根據(jù)任務(wù)目標(biāo)選擇機(jī)型及各部件的結(jié)構(gòu)形式；2）確定整機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù)；3）按照總體設(shè)計(jì)的要求，確定整機(jī)系統(tǒng)組成及它們之間的匹配性；4）進(jìn)行必要的總體計(jì)算。在總體設(shè)計(jì)過(guò)程中，整機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù)的確定難度最大，也最為重要，整機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù)一旦確定，設(shè)備使用性能的好壞也就隨之確定。由于缺乏超重型巖巷掘進(jìn)機(jī)的研究經(jīng)驗(yàn)，整機(jī)合理技術(shù)參數(shù)的確定以及整機(jī)穩(wěn)定性的研究就成為總體設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容，為此課題組對(duì)此進(jìn)行了專項(xiàng)研究。1-截割機(jī)構(gòu)2-裝載機(jī)構(gòu)3-刮板輸送機(jī)4-機(jī)架和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5-左行走機(jī)構(gòu)6-右行走機(jī)構(gòu)7-電氣系統(tǒng)8-液壓系統(tǒng)9-水系統(tǒng)10-護(hù)板總成圖1EBZ260型全巖巷掘進(jìn)機(jī)3.1巖巷掘進(jìn)機(jī)合理技術(shù)參數(shù)確定和整機(jī)穩(wěn)定性的研究針對(duì)國(guó)內(nèi)巖巷掘進(jìn)機(jī)研制技術(shù)相對(duì)薄弱的現(xiàn)狀，課題組重點(diǎn)對(duì)國(guó)外先進(jìn)的巖巷掘進(jìn)技術(shù)和具有代表性的巖巷掘進(jìn)機(jī)AHM105、MK3等裝備進(jìn)行了調(diào)研，并根據(jù)巖巷掘進(jìn)的特殊要求，結(jié)合我國(guó)煤礦井下情況，提出了巖巷掘進(jìn)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)，然后，采用SolidWorks等三維軟件建立虛擬樣機(jī)并進(jìn)行模擬分析，以合理的質(zhì)量體積比，具有最高切割功率和高切割穩(wěn)定性為優(yōu)化目標(biāo)，建立動(dòng)力學(xué)模型對(duì)整機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定整機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)。全巖巷掘進(jìn)機(jī)是一種集截割、裝載、轉(zhuǎn)運(yùn)、行走、降塵等功能于一身的綜合機(jī)組，其作業(yè)環(huán)境和條件極其惡劣，工作載荷隨機(jī)多變，載荷的計(jì)算非常復(fù)雜。從理論上講，掘進(jìn)機(jī)的力學(xué)模型應(yīng)是一個(gè)無(wú)限個(gè)自由度的系統(tǒng)，但實(shí)際計(jì)算這樣的系統(tǒng)是不可能的。因此，在建立全巖巷掘進(jìn)機(jī)截割巖壁的力學(xué)模型時(shí)，我們對(duì)掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)行工況進(jìn)行了適當(dāng)、合理的假設(shè)和簡(jiǎn)化。全巖巷掘進(jìn)機(jī)力學(xué)模型基本假設(shè)如下：巖壁的單向抗壓強(qiáng)度恒定；掘進(jìn)機(jī)各部分簡(jiǎn)化為集中質(zhì)量m1、m2、m3……mn；各部分之間通過(guò)無(wú)質(zhì)量的彈性元件連接；各部分之間的阻尼為粘性阻尼；掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行正常，無(wú)引發(fā)掘進(jìn)機(jī)振動(dòng)的故障。圖2全巖巷掘進(jìn)機(jī)的簡(jiǎn)化振動(dòng)模型掘進(jìn)機(jī)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)可以看作是完整系統(tǒng)，應(yīng)用完整系統(tǒng)分析力學(xué)的知識(shí)，即Lagrange方程，可以建立掘進(jìn)機(jī)截割時(shí)的運(yùn)動(dòng)微分方程，從而較精確的描述掘進(jìn)機(jī)的動(dòng)力學(xué)行為?？紤]粘性阻力，引入Rayleigh耗散函數(shù)D，則Lagrange方程為：（s＝1，2，……，n）若引入勢(shì)能函數(shù)U(qs)，那么可以進(jìn)一步寫成如下形式：（s＝1，2，……，n）根據(jù)以上形式的Lagrange方程，推導(dǎo)出了掘進(jìn)機(jī)截割巖壁時(shí)的運(yùn)動(dòng)微分方程：（，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，）（n＝1，2，……，9）從研究的結(jié)果上看，當(dāng)截割頭質(zhì)量不變，機(jī)體質(zhì)量減少時(shí)，對(duì)機(jī)體的振動(dòng)影響不大，但對(duì)截割頭的振動(dòng)影響強(qiáng)烈，截割頭振動(dòng)劇烈。反之增加機(jī)體重量，截割頭的振動(dòng)減小。為此，項(xiàng)目組利用配重等方式，對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，力求重量合理，動(dòng)力傳遞路線簡(jiǎn)短、效率高，重心位置低、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好。重心計(jì)算公式如下：,,式中G：為整機(jī)重量、、、：各部件、組件重量以及其在X、Y、Z軸上的坐標(biāo)。3.2EBZ260巖巷掘進(jìn)機(jī)整機(jī)負(fù)載試驗(yàn)研究2010年10月，EBZ260型全巖巷掘進(jìn)機(jī)在太原研究院假巖壁截割試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行了假巖壁截割試驗(yàn)，試驗(yàn)中項(xiàng)目組對(duì)整機(jī)的截割穩(wěn)定性、元部件振動(dòng)等參數(shù)進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示機(jī)器設(shè)計(jì)合理，重心穩(wěn)定機(jī)器震動(dòng)小，截割能力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。四、截割系統(tǒng)研究截割系統(tǒng)是掘進(jìn)機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，也是掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)的核心部分，本項(xiàng)目全巖巷掘進(jìn)機(jī)主要由叉形架、截割電機(jī)、截割減速器、截割頭、懸臂段等元部件組成。1-切割頭、2-懸臂段、3-加長(zhǎng)段、4-二級(jí)行星減速器、5-切割電機(jī)、6-叉形架圖3EBZ260型掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)本項(xiàng)目研制的EBZ260型巖巷掘進(jìn)機(jī)采用刀具切割破碎巖石，按照礦巖破落原理，其截割方式為銑削原理。掘進(jìn)機(jī)在進(jìn)行作業(yè)時(shí)通常是掏槽鉆進(jìn)和擺動(dòng)截割兩種方式。無(wú)論哪種方式截齒切割巖石時(shí)，在其截割頭截齒的每個(gè)齒尖上的切削方向上有切割力Fs，它的作用是把巖石破碎（或擠碎）；軸向有牽引力Fa，它的作用是使截齒保持切入巖體的切割狀態(tài)。截割過(guò)程受許多因素的影響，但最主要的是必須能有效地截割煤巖，為此應(yīng)考慮影響截割性能的下列關(guān)系：截割力和牽引力；截割速度和牽引速度；推進(jìn)力及其速度；切屑厚度及截線間距；截割頭結(jié)構(gòu)尺寸；截齒的類型及其布置方式等。這些參數(shù)必須應(yīng)滿足被截割巖石的性質(zhì)要求，如果參數(shù)選擇不當(dāng)，則會(huì)降低掘進(jìn)機(jī)的截割效率，甚至不能有效截割煤巖。為此，本項(xiàng)目截割系統(tǒng)主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的研究。圖4截齒切割力和牽引力4.1高性能截齒和硬巖截割頭設(shè)計(jì)研究4.1.1截割頭虛擬裝配截割頭是掘進(jìn)機(jī)的主要部件，其設(shè)計(jì)參數(shù)直接影響整機(jī)性能，截割頭的設(shè)計(jì)參數(shù)包括：形體幾何參數(shù)、截齒排列參數(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)等。要將諸多參數(shù)合理匹配，采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是難以實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)設(shè)計(jì)理論實(shí)現(xiàn)截割頭的虛擬設(shè)計(jì)較好地解決這一難題。圖5截割頭空間包絡(luò)面圖6截割頭體上螺旋線齒尖包絡(luò)曲線并非一種曲線構(gòu)成，而是幾段不同曲線的組合，相應(yīng)包絡(luò)面的形式根多，截齒齒尖在包絡(luò)面上的排列也存在一定規(guī)律。考慮到截割時(shí)排屑的順暢性以及截割頭受力的均勻性及穩(wěn)定性，截齒主要沿著幾條等升角螺旋線分布。如圖4所示，定義截割頭體上螺旋線在M點(diǎn)的切線t與z軸方向夾角的余角為該點(diǎn)的螺旋升角。則M點(diǎn)在母線L上的位置矢量為：將，帶入上式，對(duì)上式求導(dǎo)可以得：根據(jù)點(diǎn)積公式有由以上公式可得：（1）令（1）式中得為常量，方程兩邊對(duì)積分，便可得到等升角螺旋線的方程。將拋物線繞z軸旋轉(zhuǎn)得旋轉(zhuǎn)拋物面為（2）將式（2）中得第3個(gè)方程兩邊對(duì)求導(dǎo)得，帶入（1）式整理并積分得：（3）式（2）、（3）聯(lián)立，即可得等升角拋面螺旋線方程：（4）令x、y、z是的函數(shù)，便可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)繪制拋面螺旋線。在根據(jù)整機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)截深確定截距，配合合理的打擊角，實(shí)現(xiàn)了截割頭的虛擬裝配。4.1.2高性能截齒的研究項(xiàng)目組重點(diǎn)對(duì)截齒的隨即載荷進(jìn)行了研究。統(tǒng)計(jì)分析表明，截齒的截割阻力和牽引阻力服從伽馬分布。由于該分布的特征所限，我們目前還無(wú)法解決給定函數(shù)的伽馬分布隨機(jī)過(guò)程的模擬問(wèn)題。經(jīng)過(guò)分析比較，選用單參數(shù)的瑞利分布來(lái)代替伽馬分布。那么，在瞬時(shí)的中心值將由下式確定。（5）此時(shí)，作為隨機(jī)過(guò)程的截割阻力為（6）在截割非均勻巖壁時(shí)，截齒的截割阻力、牽引阻力和側(cè)向阻力的平均值分別為：（7）在截割非均勻巖壁時(shí)，截齒的最大峰值負(fù)荷通常發(fā)生在與硬質(zhì)包裹體相遇時(shí)，其負(fù)荷大小在很大程度上取決于截齒與所截包裹體的取向。中心截割時(shí)最大，邊緣截割時(shí)次之，剝落時(shí)最小。另外，本項(xiàng)目對(duì)各種類型的截齒進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)比較，確定了最佳的截齒形式，并通過(guò)采用新的焊接技術(shù)，在截齒磨損程度較高的齒尖部位堆焊耐磨材料的方法，大大改善了鎬形截齒的耐用性，克服了截齒在磨損較高的齒尖變鈍時(shí)產(chǎn)生負(fù)的后角，較大的磨損平面擠壓巖石并產(chǎn)生大量的巖粉的情況，使截齒截割比能耗穩(wěn)定，使用中銳利程度一直保持不變，截割中粉塵少、震動(dòng)小。圖7參與試驗(yàn)的各種類型的截齒針對(duì)國(guó)內(nèi)硬巖截齒與截割頭設(shè)計(jì)水平較低的現(xiàn)狀，為確保項(xiàng)目的成功實(shí)施，項(xiàng)目組一方面開(kāi)展了廣泛的國(guó)際交流，與具有硬巖截割技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先水平的專業(yè)公司簽訂了技術(shù)合作協(xié)議，進(jìn)行了聯(lián)合攻關(guān)；另一方面通過(guò)吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合自身截割頭設(shè)計(jì)理論，研制成功具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的橫軸式硬巖截割頭，通過(guò)在井下的使用表明，自主研制的硬巖截割頭在使用性能上達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的技術(shù)水平。4.2沖擊重載工況下截割機(jī)構(gòu)的研究切割部為二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。行星減速器結(jié)構(gòu)如圖8所示。EBZ260型掘進(jìn)機(jī)縱軸式切割部由260/200kW的交流雙速水冷電動(dòng)機(jī)輸入動(dòng)力，軸套傳至二級(jí)行星減速器，經(jīng)懸臂段，將動(dòng)力傳給切割頭，通過(guò)切割頭的旋轉(zhuǎn)和履帶推進(jìn)實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)切割頭的旋轉(zhuǎn)和升降以及回轉(zhuǎn)臺(tái)水平回?cái)[實(shí)現(xiàn)徑向切割，從而達(dá)到破碎煤巖的目的。在掘進(jìn)機(jī)的工作過(guò)程中，切割電機(jī)可以提供高、低不同的兩種切割速度。由于，EBZ260型掘進(jìn)機(jī)縱軸式切割電機(jī)低速工作時(shí)速度降低一半，而額定功率由260kW降低到200kW，所以，低速時(shí)速度低，輸出扭矩大，適合于硬巖切割；高速時(shí)速度高，輸出扭矩小，適合于軟巖及煤巖切割。兩種切割方式可以根據(jù)實(shí)際情況方便切換，從而大大的提高了掘進(jìn)機(jī)的切割效率。圖8EBZ260型掘進(jìn)機(jī)縱軸式切割部二級(jí)行星減速器整個(gè)切割部通過(guò)叉形架的兩個(gè)耳以及兩個(gè)銷軸鉸接于回轉(zhuǎn)臺(tái)上。借助安裝于切割部和回轉(zhuǎn)臺(tái)之間的兩個(gè)升降油缸，以及安裝于回轉(zhuǎn)臺(tái)的兩個(gè)回轉(zhuǎn)油缸，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)切割部的升、降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此切割出任意形狀的斷面。五、裝運(yùn)系統(tǒng)研究裝運(yùn)系統(tǒng)由裝載機(jī)構(gòu)和刮板運(yùn)輸機(jī)兩部份組成，裝載機(jī)構(gòu)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)三爪星輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到裝載煤巖的目的。刮板輸送機(jī)采用邊雙鏈刮板，主要由機(jī)前部、中機(jī)架、機(jī)后部、驅(qū)動(dòng)裝置、邊雙鏈刮板、張緊裝置等組成。右副鏟板體2-右轉(zhuǎn)盤3-主鏟板體4-改向輪組5-左副鏟板體6-左轉(zhuǎn)盤7-驅(qū)動(dòng)裝置圖9EBZ260型掘進(jìn)機(jī)裝載部1-機(jī)前部2-機(jī)后部3-邊雙鏈刮板4-張緊裝置5-驅(qū)動(dòng)裝置6-液壓馬達(dá)圖10EBZ260型掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)裝運(yùn)系統(tǒng)是掘進(jìn)機(jī)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響掘進(jìn)機(jī)的工作阻力、動(dòng)力消耗和生產(chǎn)率等。本項(xiàng)目著重對(duì)裝運(yùn)系統(tǒng)的裝載效率、可靠性和耐磨性進(jìn)行了研究。本項(xiàng)目EBZ260型巖巷掘進(jìn)機(jī)截割能力強(qiáng)，給裝運(yùn)系統(tǒng)造成了很大的壓力，為此，項(xiàng)目組對(duì)裝運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行了專項(xiàng)研究。本機(jī)裝運(yùn)系統(tǒng)研究，我們對(duì)影響裝載機(jī)構(gòu)裝載效率的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了考慮，對(duì)轉(zhuǎn)盤大小、形狀、轉(zhuǎn)速以及鏟板傾角、插入料堆深度進(jìn)行研究、優(yōu)化，提高掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)的自裝效率。5.1星輪裝載機(jī)構(gòu)合理參數(shù)的試驗(yàn)研究星輪裝載機(jī)構(gòu)的裝運(yùn)能力取決于裝載功率、星輪形狀、星輪轉(zhuǎn)速以及刮板運(yùn)輸機(jī)鏈速之間的匹配關(guān)系。選擇合理的裝載機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，可較大幅度的提高整機(jī)生產(chǎn)能力。為此，項(xiàng)目組進(jìn)行了不同齒型、不同直徑星輪在不同鏈速情況下的裝煤試驗(yàn)，對(duì)星輪裝載機(jī)構(gòu)合理參數(shù)的選擇進(jìn)行了試驗(yàn)研究。表1裝載試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表星輪轉(zhuǎn)速的確定要考慮到星輪里側(cè)的物料能夠順利進(jìn)入輸送機(jī)槽，里側(cè)物料需要的轉(zhuǎn)速較高。如果星輪轉(zhuǎn)速較低，那么物料會(huì)隨著星輪做圓周運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)物料轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，離心力才能使物料沿預(yù)想的方向運(yùn)動(dòng)，但是，如果轉(zhuǎn)速過(guò)高，又會(huì)造成嚴(yán)重的甩煤現(xiàn)象，同時(shí)，星輪轉(zhuǎn)速的確定也要考慮到星輪的形狀。星輪的臨界轉(zhuǎn)速為：，星輪臨界轉(zhuǎn)速與物料所處位置及齒面切線夾角有關(guān)，在一定的轉(zhuǎn)速下，輪齒各點(diǎn)的切線夾角與其半徑有如下關(guān)系：。n＝35r/min時(shí)，星輪輪齒中心線的圖形如圖11所示。圖11星輪的受力分析圖12星輪輪齒中心線形狀本項(xiàng)目裝載系統(tǒng)采用等摩擦角刀形星輪，星輪轉(zhuǎn)速為35r/min，鏈速為1.0m/s。5.2刮板運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)研究刮板運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)依靠刮板鏈推移輸送物料在掘進(jìn)機(jī)后轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)，工作過(guò)程中，刮板鏈要克服很大的摩擦力，承受很大的靜載荷和動(dòng)載荷。刮板運(yùn)輸機(jī)的圓環(huán)牽引鏈均由合金鋼制造，焊接后進(jìn)行熱處理，使之具有較高的強(qiáng)度、韌性和耐磨性能，因此對(duì)鏈條進(jìn)行力學(xué)分析時(shí)鏈條被看作彈性體。課題組采用彈性波動(dòng)理論和數(shù)值分析法對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究。為簡(jiǎn)化模型，刮板鏈被看作為理想彈性體，對(duì)刮板鏈進(jìn)行了如下假設(shè)：1）刮板鏈勻質(zhì)分布：2）刮板鏈各向同性；3）刮板鏈服從虎克定律。本項(xiàng)目刮板運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)屬單端驅(qū)動(dòng)并向上運(yùn)輸，如圖13，當(dāng)刮板運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)單端驅(qū)動(dòng)向上運(yùn)輸時(shí)，1點(diǎn)為最小張力點(diǎn)：圖13單端驅(qū)動(dòng)向上運(yùn)輸邊界條件：1點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，鏈條運(yùn)行方向?yàn)閤方向。驅(qū)動(dòng)鏈輪處：（21）改向鏈輪處：（22）初始條件：刮板機(jī)的初始位移為：（23）初始速度：（啟動(dòng)速度；制動(dòng)速度）（24）由此得刮板運(yùn)輸系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析數(shù)學(xué)模型（25）分析表明，當(dāng)刮板鏈距離較短時(shí)，刮板作為彈性體的彈性特征表現(xiàn)的不是很明顯。由于本機(jī)刮板運(yùn)輸系統(tǒng)長(zhǎng)度為8.2米，距離很短，其彈性刮板鏈與剛性刮板鏈的特征很相似，也就是說(shuō)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，刮板鏈所受的動(dòng)載荷與靜載荷非常接近，因此，本項(xiàng)目六、高可靠性履帶行走系統(tǒng)的研究本項(xiàng)目行走機(jī)構(gòu)采用履帶式，左、右對(duì)稱布置，分別驅(qū)動(dòng)。左右履帶架通過(guò)高強(qiáng)度螺栓與機(jī)架相聯(lián)。每個(gè)行走機(jī)構(gòu)均由液壓馬達(dá)提供動(dòng)力經(jīng)行走減速器→驅(qū)動(dòng)鏈輪→履帶鏈，驅(qū)動(dòng)履帶行走。6.1履帶行走系統(tǒng)主要參數(shù)研究行走機(jī)構(gòu)主要尺寸的確定主要靠試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)決定。履帶接地長(zhǎng)度的推薦范圍L≤（1.6～2.2）B，履帶板的寬度b用下式近似計(jì)算取標(biāo)準(zhǔn)系列：，兩條履帶中心距的推薦范圍：B=（3.5～4.5）b。6.2履帶的比壓分布研究履帶平均接地比壓P是重要參數(shù)之一。假定掘進(jìn)機(jī)中心位置與其履帶接地面積形心重合，兩條履帶的平均接地比壓均呈矩形分布，P＝G/2bL。實(shí)際上履帶的重心均偏向機(jī)器的前方，這樣履帶的實(shí)際比壓狀況將視重心偏置的距離e的多少而變化。掘進(jìn)機(jī)履帶的接地狀況可根據(jù)《材料力學(xué)》中矩形截面核心的原理來(lái)分析，求得每條履帶載荷分布最大和最小值為：（27）6.3行走系統(tǒng)功率確定的研究履帶在推進(jìn)截割頭截割巖壁時(shí)，如按最不利的工況考慮是在履帶即將發(fā)生打滑的極限載荷計(jì)算推進(jìn)所需的功率，此時(shí)每一條履帶所需的最大牽引力為：（28）單邊履帶行走機(jī)構(gòu)輸入功率：（29）圖14履帶板應(yīng)力云圖圖15履帶板位移云圖本項(xiàng)目研制的履帶行走機(jī)構(gòu)，具有載重大、耐沖擊強(qiáng)的特點(diǎn)，并采用了支重輪結(jié)構(gòu)，以降低滑動(dòng)摩擦阻力。為了井下組裝和維護(hù)方便，履帶行走機(jī)構(gòu)與機(jī)架的聯(lián)接設(shè)計(jì)為掛鉤式，為了提高履帶行走機(jī)構(gòu)的可靠性，履帶架設(shè)計(jì)為框架結(jié)構(gòu)，履帶板采用軍工技術(shù)的整體履帶板，課題組利用計(jì)算機(jī)分析軟件對(duì)履帶架、履帶板進(jìn)行了受力分析，優(yōu)化了其結(jié)構(gòu)。七、低損耗、高可靠性液壓系統(tǒng)的研究本機(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)。液壓系統(tǒng)主泵站由一臺(tái)132kW的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩聯(lián)恒功率變量柱塞泵，分別向油缸回路、行走、裝載、輸送機(jī)回路提供壓力油，主系統(tǒng)由三個(gè)獨(dú)立的開(kāi)式系統(tǒng)組成。另外系統(tǒng)還設(shè)置了有液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立補(bǔ)油系統(tǒng)，避免了補(bǔ)油時(shí)對(duì)油箱的污染。項(xiàng)目組采用了AMESim計(jì)算機(jī)輔助分析軟件對(duì)本機(jī)液壓系統(tǒng)及其元件進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真分析，主要分析掘進(jìn)機(jī)在工作工程中系統(tǒng)的壓力和流量的動(dòng)態(tài)變化；系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)的溫度變化；元件參數(shù)設(shè)置對(duì)壓力與流量關(guān)系變化的影響，以及由于這些變化引起的速度及加速度的變化，特別是液壓系統(tǒng)壓力流量波動(dòng)導(dǎo)致截割牽引速度的變化對(duì)截割能力的影響；并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要包括散熱系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)的匹配；元件參數(shù)的設(shè)置；管路的優(yōu)化排布等。這些分析與優(yōu)化使掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由原來(lái)的滿足功能設(shè)計(jì)進(jìn)入到多方面綜合設(shè)計(jì)階段。同時(shí)，項(xiàng)目組對(duì)操作臺(tái)采取了綜合減震設(shè)計(jì)，并采用了新式密封方式，這些措施的實(shí)施極大的提高了液壓系統(tǒng)的可靠性。圖16EBZ260型掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖圖17不同參數(shù)設(shè)置的平衡閥對(duì)油缸壓力影響的分析八、電氣系統(tǒng)研究電氣設(shè)備由前級(jí)饋電開(kāi)關(guān)、KXJ–400/1140（660）E型掘進(jìn)機(jī)用礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電控箱、CXH-12/30型礦用本質(zhì)安全型操作箱、XBF-36/120P隔爆型蜂鳴器、DGE12/24（36）L（A）隔爆型掘進(jìn)機(jī)LED燈、BZJA2-5/127型隔爆急停按鈕、掘進(jìn)機(jī)斷面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、甲烷傳感器以及驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)各工作機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)組成。電氣系統(tǒng)首次采用CAN總線控制系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)行工況監(jiān)視。掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)監(jiān)視主機(jī)，數(shù)據(jù)采集器、電氣系統(tǒng)也是本項(xiàng)目研究的一項(xiàng)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。8.1掘進(jìn)機(jī)工作狀態(tài)顯示技術(shù)掘進(jìn)機(jī)斷面監(jiān)視狀態(tài)顯示主要是利用各種檢測(cè)設(shè)備，對(duì)掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行采集、分析、存儲(chǔ)、故障診斷分析。圖18掘進(jìn)機(jī)工作狀態(tài)監(jiān)視窗體8.2掘進(jìn)機(jī)工作狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)分析掘進(jìn)機(jī)斷面監(jiān)視系統(tǒng)具有掘進(jìn)機(jī)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)分析功能，該功能模塊可以脫離系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行。斷面監(jiān)視系統(tǒng)將掘進(jìn)機(jī)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障過(guò)程數(shù)據(jù)存盤，通過(guò)U盤或其他方式將歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)入分析軟件，對(duì)掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行過(guò)程及故障過(guò)程進(jìn)行還原，可以通過(guò)曲線表現(xiàn)近期內(nèi)掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)行情況，還原出掘進(jìn)機(jī)故障或運(yùn)行參數(shù)超限的過(guò)程，分析故障。圖19掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行參數(shù)曲線九、掘進(jìn)巷道綜合除塵系統(tǒng)的研究本項(xiàng)目采用的是長(zhǎng)壓短抽的綜合除塵系統(tǒng)，即長(zhǎng)距離送風(fēng)到掘進(jìn)作業(yè)點(diǎn)，送風(fēng)至工作面一定距離時(shí)，安裝附壁風(fēng)筒，通過(guò)附壁風(fēng)筒將軸向壓入風(fēng)流改變?yōu)閺较蛐D(zhuǎn)風(fēng)流，控制工作面粉塵向后擴(kuò)散，同時(shí)，除塵器在掘進(jìn)作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行短距離抽風(fēng)，凈化工作面受污染空氣。該系統(tǒng)采用附壁風(fēng)筒控塵技術(shù)和高效濕式除塵器，使其具有高收塵效率和高除塵效率，并使二者有機(jī)結(jié)合，達(dá)到理想的除塵效果。該除塵系統(tǒng)由除塵器、除塵風(fēng)機(jī)、附壁風(fēng)筒、排污泵、供水系統(tǒng)幾部分組成。當(dāng)除塵設(shè)備開(kāi)動(dòng)時(shí)，截割產(chǎn)生的粉塵將通過(guò)內(nèi)置在掘進(jìn)機(jī)機(jī)架內(nèi)部的吸風(fēng)風(fēng)道進(jìn)入除塵器處理，該系統(tǒng)采用德國(guó)CFT公司的HCN400型高效濕式除塵器，重點(diǎn)在總體配套、控塵技術(shù)和除塵技術(shù)方面進(jìn)行了研究。9.1掘進(jìn)工作面綜合除塵系統(tǒng)總體配套技術(shù)研究該除塵系統(tǒng)是適合國(guó)內(nèi)多數(shù)礦區(qū)井下巷道綜掘時(shí)，與綜掘機(jī)組和掘進(jìn)壓入通風(fēng)配套使用組成長(zhǎng)壓短抽濕式除塵系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用了附壁風(fēng)筒和高效濕式除塵器，使之具有高收塵效率和高除塵效率，并使二者有機(jī)結(jié)合，達(dá)到了理想的除塵效果。如圖20所表示，該系統(tǒng)的除塵部分設(shè)備是作為一個(gè)獨(dú)立的部件通過(guò)螺栓集成在掘進(jìn)機(jī)上的。圖20機(jī)載濕式除塵系統(tǒng)布置圖1—附壁風(fēng)筒2—除塵器3—風(fēng)機(jī)4—電機(jī)5—排污泵及電機(jī)除塵部分設(shè)備主要有除塵器、風(fēng)機(jī)、電機(jī)、排污泵等組成。當(dāng)除塵設(shè)備開(kāi)動(dòng)時(shí)，截割產(chǎn)生的粉塵將通過(guò)內(nèi)置在掘進(jìn)機(jī)機(jī)架內(nèi)部的吸風(fēng)風(fēng)道進(jìn)入除塵器處理，該系統(tǒng)采用德國(guó)CFT公司的HCN400型高效濕式除塵器，除塵器結(jié)構(gòu)如圖21所示。圖21HCH400型除塵器結(jié)構(gòu)圖除塵器的除塵采用霧化、凝聚和脫水三個(gè)環(huán)節(jié)。含塵空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)筒進(jìn)入除塵器后首先進(jìn)入霧化區(qū)，與從噴嘴噴出的水霧以較高的相對(duì)速度接觸，接著塵粒表面附著的氣膜被沖破，塵粒被水濕潤(rùn)，發(fā)生激烈的凝聚，凝聚形成的含塵水滴在經(jīng)過(guò)除霧墊層時(shí)大部分被捕捉、聚集，然后形成污水排出，還有一部分水滴在經(jīng)過(guò)水滴分離器時(shí)通過(guò)波紋板被分離下來(lái)，以污水的形式排出。最后從水滴分離器中排出的空氣是清潔空氣。控塵部分是通過(guò)在巷道壓入通風(fēng)中間加入一控塵設(shè)備，帶風(fēng)門的附壁風(fēng)筒，如圖22所示，掘進(jìn)時(shí)把風(fēng)門關(guān)閉，使風(fēng)流從附壁風(fēng)筒側(cè)壁流出，即將壓入工作面的軸向風(fēng)流改變成沿巷道的旋轉(zhuǎn)風(fēng)流向掘進(jìn)工作面供風(fēng)，在掘進(jìn)機(jī)司機(jī)的前方建立起空氣屏幕，控制懸浮粉塵向巷道后方擴(kuò)散，使含塵氣流只能沿布置在司機(jī)前方的吸塵口吸入除塵器，除塵器抽塵凈化處理掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)產(chǎn)生的粉塵。支護(hù)時(shí)把風(fēng)門打開(kāi)，使風(fēng)流直接吹向工作面。圖22附壁風(fēng)筒結(jié)構(gòu)圖綜合除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是總體配套的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容，系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要確定壓入風(fēng)量和抽出風(fēng)量匹配關(guān)系，工作時(shí)壓入供風(fēng)口距掘進(jìn)頭距離，吸塵口距掘進(jìn)頭的距離，除塵器排放口與壓入供風(fēng)口距離等一系列關(guān)系，只有好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，才達(dá)到理想的除塵效果。巷道壓入式通風(fēng)供風(fēng)量應(yīng)滿足如下要求：式中V：允許的最低風(fēng)速S：掘進(jìn)巷道斷面積一般來(lái)說(shuō)，壓入風(fēng)量必須大于抽出風(fēng)量的20％～30％。若壓入風(fēng)量過(guò)大，除塵器抽出風(fēng)量過(guò)小，相當(dāng)部分粉塵將會(huì)被風(fēng)流帶出工作面，不能吸入除塵器中凈化處理，收塵效率顯著降低；若壓入風(fēng)量小于吸入風(fēng)量，工作面將會(huì)出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)，不利于安全生產(chǎn)。除塵系統(tǒng)工作時(shí)，壓入供風(fēng)口距掘進(jìn)頭距離不應(yīng)過(guò)大；吸塵口距掘進(jìn)頭的距離也要根據(jù)巷道實(shí)際大小進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，吸塵口始終要保持在掘進(jìn)機(jī)司機(jī)位置的前方，一般距掘進(jìn)頭2.5～4.0m9.2大斷面控塵技術(shù)的研究壓入式通風(fēng)沿軸向往綜掘工作面供風(fēng)時(shí)，造成巷道中各處的風(fēng)速不一，在巷道的各個(gè)斷面上產(chǎn)生了速度差。由粘性流體力學(xué)可知，當(dāng)兩層流體間存在速度差時(shí)，它們之間將產(chǎn)生流體的剪切，從而形成旋渦。由于旋渦的加速，使流體內(nèi)部發(fā)生破裂與旋轉(zhuǎn)，從而攜帶著粉塵以極大的速度向外擴(kuò)散，致使大部分含塵氣流不能進(jìn)入除塵器中凈化，嚴(yán)重地影響了綜掘工作面粉塵濃度的降低。圖23掘進(jìn)工作面風(fēng)流分布示意圖為了解決綜掘工作面含塵氣流向外擴(kuò)散這個(gè)問(wèn)題，課題組采用氣幕控塵技術(shù)，對(duì)掘進(jìn)工作面粉塵的防擴(kuò)散問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。氣幕是使空氣以一定的風(fēng)速和方向吹出而形成的隔斷氣簾。氣幕控塵就是利用噴射氣流的射流原理使污染源散發(fā)出來(lái)的粉塵與周圍空氣隔離，并利用除塵設(shè)備將控制在一定范圍內(nèi)的粉塵得到凈化處理，凈化后清潔風(fēng)流排入巷道內(nèi)。為了分析方便，假設(shè)氣幕噴射溫度與周圍環(huán)境溫度相同，射流出流到無(wú)限大空間中。根據(jù)邊界層理論，紊流射流由于其橫向脈動(dòng)造成射流與周圍介質(zhì)之間不斷發(fā)生質(zhì)量、動(dòng)量交換，帶動(dòng)周圍介質(zhì)流動(dòng)，產(chǎn)生誘導(dǎo)氣流，使射流的流量、橫斷面積都沿射流方向不斷增加，其主體段軸心速度、斷面流量沿射流的變化，符合如下關(guān)系：此次綜合除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用了附壁風(fēng)筒。這種附壁風(fēng)筒能保證壓入風(fēng)量全部經(jīng)旋轉(zhuǎn)風(fēng)道流出，形成厚且密實(shí)的風(fēng)墻，并不斷向綜掘工作面推進(jìn)，在除塵器吸入含塵氣流產(chǎn)生軸向速度的共同作用下，便形成一股具有較高功能的螺旋線狀氣流，在掘進(jìn)機(jī)司機(jī)工作區(qū)域的前方建立起阻擋粉塵向外擴(kuò)散的空氣屏幕，封鎖住掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的粉塵，使之經(jīng)過(guò)吸塵風(fēng)筒吸入除塵器中進(jìn)行凈化而不外流，從而提高了綜掘工作面的收塵效率。十、性能參數(shù)與技術(shù)特點(diǎn)10.1主要技術(shù)參數(shù)1）總體機(jī)長(zhǎng)12.機(jī)寬3.65機(jī)高2.19地隙250mm截割臥底深度25機(jī)重110t總功率426kW可經(jīng)濟(jì)截割煤巖硬度≤90MPa最大可掘高度5最大可掘?qū)挾?適應(yīng)巷道坡度±18°機(jī)器供電電壓1140V2）截割機(jī)構(gòu)截割型式縱軸截割功率260kW截齒形式鎬形轉(zhuǎn)速54/27r/min3）裝載機(jī)構(gòu)裝載形式三爪星輪（液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)）裝運(yùn)能力320m3鏟板寬度3.5星輪轉(zhuǎn)速35r/min4）刮板輸送機(jī)運(yùn)輸形式邊雙鏈刮板（液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)）槽寬67龍門高度400mm鏈速1m/s錨鏈規(guī)格22×86mm張緊形式液壓張緊5）行走機(jī)構(gòu)行走形式履帶式(液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng))行走速度0～10m接地長(zhǎng)度3.6制動(dòng)形式摩擦離合器履帶板寬度65張緊形式黃油缸張緊6）液壓系統(tǒng)系統(tǒng)額定壓力：油缸回路25MPa行走回路25MPa裝載回路25MPa輸送機(jī)回路25MPa系統(tǒng)總流量：530L泵站電動(dòng)機(jī)功率132kW7）噴霧冷卻系統(tǒng)滅塵形式噴霧、機(jī)載除塵供水壓力1.5MPa流量70L冷卻部件截割電動(dòng)機(jī)、油箱、油泵電機(jī)8）電氣系統(tǒng)供電電壓1140V控制回路AC220V、AC36、AC127VAC110V、AC180VDC24V本安DC12.5V額定電流400總功率426kW隔爆形式隔爆兼本質(zhì)安全型控制箱本質(zhì)安全型9）HCN400型除塵器處理風(fēng)量350m3工作面供風(fēng)量要求：420～460m3/min除塵器風(fēng)筒直徑：φ600除塵風(fēng)機(jī)功率30kW排污泵電機(jī)功率4kW總除塵效率≥95％用水量30～40L/min10.2主要技術(shù)特點(diǎn)該機(jī)機(jī)重110t，同樣的外形尺寸，重量是國(guó)內(nèi)外同級(jí)別機(jī)型的1.3倍，截割穩(wěn)定性好，破巖能力強(qiáng)；該機(jī)創(chuàng)新研制了掘進(jìn)機(jī)機(jī)載濕式除塵系統(tǒng)，合理的風(fēng)道布置及參數(shù)優(yōu)化匹配，使巖巷掘進(jìn)綜合除塵效率達(dá)到95％以上，同時(shí)降低了掘進(jìn)工作面設(shè)備配套復(fù)雜程度；電氣系統(tǒng)首次采用CAN總線控制系統(tǒng)，降低了電氣系統(tǒng)復(fù)雜程度，并實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)行工況監(jiān)視和故障診斷；司機(jī)操縱臺(tái)設(shè)計(jì)以人體工學(xué)為基礎(chǔ)，司機(jī)的操作更為舒適；采用進(jìn)口耐磨環(huán)高強(qiáng)截齒，增加了耐磨性，降低了消耗；6.截割滾筒和裝運(yùn)機(jī)構(gòu)采用進(jìn)口耐磨設(shè)計(jì)，提高巖巷掘進(jìn)可靠性.十．一、樣機(jī)試制11.1概況EBZ260重型巖巷掘進(jìn)機(jī)由中國(guó)煤炭科工集團(tuán)太原研究院設(shè)計(jì)制造。該機(jī)為懸臂式部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，主要由截割機(jī)構(gòu)、裝載部、刮板輸送機(jī)、主機(jī)架、行走部、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及、冷卻噴霧系統(tǒng)除塵系統(tǒng)九大部分組成。該機(jī)共有自制專用件800余種，其中齒輪類零件40余種，液壓零部件200余種，電器元部件200余種，并有其它外購(gòu)件及各種標(biāo)準(zhǔn)件與之配套。該機(jī)從加工工藝性上看，整機(jī)的零部件結(jié)構(gòu)具有以下三個(gè)特征：關(guān)鍵機(jī)械傳動(dòng)零部件的幾何尺寸精度等級(jí)、形位公差、表面粗糙度和熱處理技術(shù)要求均較高。鑄鋼件壁厚相對(duì)要求較薄，而且有些件的幾何形狀比較復(fù)雜。焊接結(jié)構(gòu)件的數(shù)量比重較大，大型焊接件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、幾何尺寸大，機(jī)械性能要求高。設(shè)計(jì)中貫徹執(zhí)行產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化原則，元部件盡量采用了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，11.2試制情況及關(guān)鍵工藝攻關(guān)11.2.1截割減速器、懸臂筒掘進(jìn)機(jī)的大型鑄件壁厚較薄，平均約為70mm，其中截割減速器具有型腔較多、形狀較復(fù)雜、沒(méi)有完整的分型面等幾何特征，懸臂筒屬于薄壁高筒型鑄件，按正常補(bǔ)縮要求必須增設(shè)補(bǔ)襯，經(jīng)理論計(jì)算增設(shè)補(bǔ)襯后的鑄件重量將是原鑄件的3倍左右，增加了鑄造難度，又加大了機(jī)加工的工作量。基于對(duì)上述幾種工藝難度大的典型鑄件分析，在鑄造工藝上采取了分散性布置多道澆口、曲折分型造型、導(dǎo)向銷定位機(jī)箱、冒口設(shè)在鑄件末端上方，細(xì)長(zhǎng)的懸臂筒鑄件還采用了特殊的澆鑄方法，澆鑄鋼水溫度嚴(yán)格控制限等一系列工藝措施，從而保證了這些鑄件的鑄造質(zhì)量和尺寸精度，達(dá)到了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。11.2.2該機(jī)的鏟板和機(jī)架體是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜和幾何尺寸大的組焊件?？刂坪附幼冃魏拖附討?yīng)力是保證焊件質(zhì)量的關(guān)鍵，因此從工藝上采取以下措施：焊接件施焊的環(huán)境不應(yīng)低于5℃呈對(duì)稱形的復(fù)雜組焊件，施焊時(shí)宜采用對(duì)稱同時(shí)施焊；形狀復(fù)雜的組焊件，施焊時(shí)根據(jù)情況增設(shè)輔助拉筋，以減少變形；精度要求較高的厚板對(duì)焊邊必須采用刨邊機(jī)加工或線截割加工；組對(duì)定位精度高的組焊件應(yīng)采取工藝假軸和胎模定位施焊；要求焊接性能高的組焊件應(yīng)采用CO2或惰性氣體保護(hù)焊；大型較復(fù)雜的組焊件焊后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力退火處理。11.2.3該機(jī)的齒輪件達(dá)40余種，包括內(nèi)齒輪、錐齒輪、外齒輪和軸齒輪以及漸開(kāi)線內(nèi)、外花鍵件，為了提高輪齒強(qiáng)度和使用壽命，要求硬齒面的外齒輪材料全部采用優(yōu)質(zhì)低炭合金鋼，并對(duì)材料及加工精度進(jìn)行統(tǒng)一，這樣減少了材料品種，簡(jiǎn)化并統(tǒng)一了工藝。工藝和熱處理具有一定的難度，特別是幾組行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的行星輪和其心軸之間的結(jié)構(gòu)限制只能排置滾柱作為滾動(dòng)軸承，因此，內(nèi)孔及心軸的尺寸精度、表面硬度、表面粗糙度要求均較高、硬度大，工藝上采用了滲碳淬火后低溫回火，然后分粗、精磨削內(nèi)孔（留研量）和齒面，最后用研棒研好內(nèi)孔，經(jīng)檢驗(yàn)合格。對(duì)截割機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)傳動(dòng)中的行星傳動(dòng)裝置，其內(nèi)齒輪均采用中碳合金鋼制造，經(jīng)鍛造粗加工調(diào)質(zhì)后進(jìn)行插齒，然后進(jìn)行氮化輪齒表面，經(jīng)過(guò)特殊工藝，加工完成后的內(nèi)齒圈基本上無(wú)變形，從而保證了行星機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度和較高的機(jī)械效率，保證了整機(jī)的使用性能。11.2.4截割機(jī)構(gòu)中的二級(jí)行星傳動(dòng)裝置的兩個(gè)行星架，具有相同的結(jié)構(gòu)，均采用中碳合金鋼調(diào)質(zhì)處理，隨后進(jìn)行中心內(nèi)孔和中間三個(gè)開(kāi)擋缺口加工，然后在加工中心機(jī)床上加工三個(gè)行星輪軸孔，最后以三個(gè)星輪軸孔為基準(zhǔn)精加工中心內(nèi)孔，再插漸開(kāi)線內(nèi)花鍵，花鍵精度不低于6級(jí)。經(jīng)檢驗(yàn)均達(dá)到了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。11.2.51）油缸EBZ260重型巖巷掘進(jìn)機(jī)的油缸全部由專業(yè)液壓元件廠加工生產(chǎn)。缸體材料為標(biāo)準(zhǔn)無(wú)縫鋼管，鋼筒經(jīng)精鏜后進(jìn)行滾壓加工，精度粗糙度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求；活塞桿精加工后，鍍硬鉻，最后進(jìn)行拋光。油缸施工工藝、技術(shù)要求均按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《液壓千斤頂技術(shù)條件》進(jìn)行了耐壓實(shí)驗(yàn)和性能檢驗(yàn)，質(zhì)量全部合格。2）液壓油箱液壓油箱，對(duì)油箱箱體的內(nèi)壁進(jìn)行了清渣、酸洗、壓縮空氣吹干，焊縫表面和接口清除飛邊、毛刺。整體焊接完成后，用煤油做滲漏試驗(yàn)，油箱經(jīng)檢驗(yàn)合格。3）液壓元件及管件液壓系統(tǒng)中的主要液壓元件均采用國(guó)外進(jìn)口，其可靠性、容積效率和機(jī)械效率較高。液壓管路全部采用進(jìn)口產(chǎn)品，接頭按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制造。膠管總成按使用壓力1.5倍進(jìn)行了耐壓實(shí)驗(yàn)。質(zhì)量完全合格。11.2.6電氣系統(tǒng)控制箱體，按照防爆結(jié)構(gòu)要求，根據(jù)以往電控箱加工經(jīng)驗(yàn)，選擇專業(yè)加工廠家進(jìn)行加工。在加工過(guò)程中，嚴(yán)格控制箱體變形，焊后進(jìn)行退火處理；所有平面防爆面，都進(jìn)行整體焊后加工，確保防爆面的光潔度和平面度。箱體出廠都經(jīng)過(guò)水壓試驗(yàn)，確保焊縫和隔爆面不失爆。整套電氣系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了上海防爆檢驗(yàn)站的型式試驗(yàn)，并且已經(jīng)取得了安全標(biāo)志準(zhǔn)用證。所選用的所有電氣元部件均為有安標(biāo)證的產(chǎn)品。選擇電氣元器件應(yīng)非常慎重，其直接關(guān)系到電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性。因此，優(yōu)先選用技術(shù)工藝較為成熟的進(jìn)口元件；二是注重選用經(jīng)過(guò)適用驗(yàn)證的性能優(yōu)良可靠的國(guó)產(chǎn)電氣元器件。截割電機(jī)采用國(guó)內(nèi)知名品牌，此電機(jī)在組裝前進(jìn)行試驗(yàn)，保證其可靠性和穩(wěn)定性。11.2.71）總裝總裝分為各個(gè)部件的總裝調(diào)試和系統(tǒng)的總裝調(diào)試?？傃b按照《EBZ260型掘進(jìn)機(jī)裝配工藝流程和裝配工藝卡》施行。總裝要求及注意事項(xiàng)：參加安裝、調(diào)試的技術(shù)人員，應(yīng)熟悉裝配圖紙和技術(shù)要求，了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系；認(rèn)真閱讀安裝規(guī)程、調(diào)試要求、檢驗(yàn)項(xiàng)目、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)條件；按照?qǐng)D紙明細(xì)表，對(duì)各個(gè)零部件、附件進(jìn)行檢查，如有碰傷、變形、性能缺陷應(yīng)予以修復(fù)或更換；準(zhǔn)備安裝用工具、量具和起吊用具，準(zhǔn)備潤(rùn)滑油脂。部件組裝時(shí)，應(yīng)將所有的安裝配合面、孔等清洗修正，涂少許潤(rùn)滑油。根據(jù)配合種類、性質(zhì)、精度等確定裝配方法，嚴(yán)禁違規(guī)形位。螺栓、螺釘?shù)染o固必須按圖紙規(guī)定的擰緊力矩予以緊固，防松件不得有缺件或損壞現(xiàn)象，否則予以更換，螺栓、螺釘應(yīng)按圖紙要求涂防松膠。各種膠管、電纜應(yīng)敷設(shè)有序、固定牢固。2）調(diào)試步驟對(duì)安裝情況進(jìn)行全面的檢查，包括部件安裝質(zhì)量、管路線路是否正確、各連接螺栓是否擰緊到位、各組裝是否正確牢固等等；注油，包括液壓系統(tǒng)油箱內(nèi)、減速器內(nèi)、各潤(rùn)滑點(diǎn)，并檢查液壓油及潤(rùn)滑脂、油的品牌、標(biāo)號(hào)及注油量是否符合要求，檢查密封情況，不得有泄漏現(xiàn)象發(fā)生，并保證污物不會(huì)進(jìn)入；調(diào)定各溢流閥壓力；檢查電控線路是否正確；液壓系統(tǒng)調(diào)試；電氣系統(tǒng)調(diào)試；各旋轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性檢驗(yàn)；試運(yùn)行。檢驗(yàn)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行情況，前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作的靈活性、正確性。檢驗(yàn)減速器、油缸等動(dòng)作元件有無(wú)異常；試運(yùn)行后，應(yīng)檢查各部件的緊固有無(wú)松動(dòng)，檢驗(yàn)密封情況有無(wú)漏油現(xiàn)象；油缸行程是否到位。遙控動(dòng)作是否準(zhǔn)確，顯示系統(tǒng)是否正常。11.3質(zhì)量保證體系零部件加工均按產(chǎn)品圖紙、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)程進(jìn)行工藝、工序間的檢驗(yàn)，對(duì)自制件和外協(xié)加工件進(jìn)行檢驗(yàn)記錄，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可入庫(kù)。部分非易損零件裝配尺寸采用了配做加工，保證其配合要求。所有液壓、電氣元器件及標(biāo)準(zhǔn)件均采用國(guó)內(nèi)外質(zhì)量可靠、性能優(yōu)良的產(chǎn)品，購(gòu)進(jìn)后必須進(jìn)行復(fù)檢，合格后方可使用，以保證整機(jī)的可靠性和耐用性。對(duì)液壓元器件如電液閥、壓力表、調(diào)壓閥、溢流閥等進(jìn)行裝前調(diào)試。保證各類元件的可靠性。裝配中，對(duì)于較重要的聯(lián)接，均采用定力矩扳手按要求擰緊。裝配過(guò)程中，對(duì)液壓系統(tǒng)中的一些零件如油箱、閥板、接頭、液壓膠管均進(jìn)行認(rèn)真的清洗，保證系統(tǒng)的清潔。對(duì)液壓管路及電氣電纜嚴(yán)格按要求鋪設(shè)，做到排列整齊，牢固可靠，適應(yīng)工作動(dòng)作的需要。涂漆表面進(jìn)行細(xì)致的打磨處理，各部件涂漆顏色、牌號(hào)均按圖紙要求噴涂，達(dá)到美觀大方。整機(jī)總裝調(diào)試完畢后，按《EBZ260超重型巖巷掘進(jìn)機(jī)整機(jī)出廠檢驗(yàn)大綱》各項(xiàng)目進(jìn)行了檢測(cè)驗(yàn)收，均達(dá)到了大綱中的要求。十二、井下工業(yè)性試驗(yàn)及推廣應(yīng)用情況12.1井下工業(yè)性試驗(yàn)在靖遠(yuǎn)煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司的大力支持下，EBZ260懸臂式重型巖巷綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)工藝及防塵技術(shù)項(xiàng)目在靖煤集團(tuán)大水頭礦西二采區(qū)進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)。EBZ260重型巖巷掘進(jìn)機(jī)于2010年12月5日運(yùn)至靖煤集團(tuán)大水頭礦，并于當(dāng)日開(kāi)始拆機(jī)下井，12月20日正式在西二運(yùn)輸大巷投入生產(chǎn)。所掘巷道為全巖巷掘進(jìn)，巷道斷面為拱形，下部矩形斷面為寬540