第二章 掘进机械1

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1、第2章 掘进机械,第2章 掘进机械,作用：巷道掘进，隧道施工 类型： 钻爆法（岩石）：钻孔（凿岩机）、爆破、装运（装载机） 机掘法（煤岩）：掘进机（部分断面掘进机、全断面掘进机）,第2章 掘进机械,2.1 凿岩机 2.1.1概述 钻孔原理 图2-1 凿岩机钻孔原理 1凿岩机缸体；2活塞； 3钎杆；4钎头,第2章 掘进机械,分类 气动、液动、电动 主要参数 冲击功 冲击频率 转钎角度 转钎扭矩,第2章 掘进机械,2.1.2 气动凿岩机 组成 配气机构、转钎机构、 排粉机构、推进机构、 操纵机构、润滑机构,图2-2 YT23型气腿式凿岩机 1手柄；2柄体；3气缸；4消音罩；5钎卡；6钎子；7机头；

2、8连接螺栓； 9气腿连接轴；10自动注油器；11气腿,第2章 掘进机械,工作原理 柄体2、气缸3和机头7连成一体。手柄通过螺栓8与柄体相连；气腿通过连接轴9和机体下部相连，支承凿岩机并给以推进力；钎子6插在机头的钎尾套内并用钎卡5支持；自动注油器10连在进气管上，借助压缩空气使润滑油雾化并带入凿岩机润滑各运动副；冲洗炮眼用的压力水由水管经凿岩机的尾部进入，经水针到达钎子的中心孔。凿岩机的操作手把和气腿伸缩操作手把均装在柄体2上，以便于操作。,第2章 掘进机械,1)冲击配气原理 气动凿岩机的冲击运动是由活塞在气缸中作往复运动，并冲击钎尾来实现的。 冲击配气机构主要由缸体、活塞、配气装置（包括配气

3、阀、阀套、阀柜和导向套）等组成，其工作原理如图2-3所示。,第2章 掘进机械,冲击配气原理 1操作阀气孔；2柄体气道；3棘轮气道；4阀柜轴向气孔；5阀套气孔；6气缸左腔； 7排气孔；8气缸右腔；9返程气道；10配气阀；11阀柜径向气孔,图2-3 YT23型凿岩机冲击配气原理 1操作阀气孔；2柄体气道；3棘轮气道；4阀柜轴向气孔；5阀套气孔；6气缸左腔；7排气孔；8气缸右腔；9返程气道；10配气阀；11阀柜径向气孔,第2章 掘进机械,活塞冲击行程： 冲击开始前，活塞位于气缸左腔，配气阀在图(a)的最左端位置。压气经柄体操纵阀气孔1和气道2、4、5进入气缸左腔6，气缸右腔经排气孔与大气接通。活塞在

4、气压作用下，快速右移。 当活塞封闭孔7后，气缸右腔气体被压缩，并经孔道9和阀柜中径向孔作用在位于阀柜里的环状阀左侧面。当活塞右移到左端侧面打开孔7后，气缸左腔压力突然下降，使环状阀右移到图(b)位置，阀套上气孔5被封闭（此时活塞已冲击钎尾），压气经路径4、11、9进入活塞右腔，活塞冲击行程结束。,第2章 掘进机械,活塞返回行程： 冲击结束后，活塞位于气缸右腔，压气经孔道1、2、4、11、9进入气缸右腔（此时气缸左腔经孔7连通大气，配气阀处于图(b)的最右位置），推动活塞向左运动。 当活塞左移至左端侧面关闭孔7后，气缸左腔气体受压缩形成气垫。活塞继续左移至右端侧面越过孔7后，气缸右腔与大气接通。

5、配气阀在气缸左腔气压作用下左移，通道5又被打开，压气又进入气缸左腔，活塞开始第二次冲击行程。,第2章 掘进机械,2)转钎原理 图2-4 转钎机构 1棘轮；2棘爪；3螺旋棒；4活塞；5转动套；6钎尾套；7钎子 冲程时各零件动作方向；返程时各零件动作方向 转钎机构位于气缸及机头中。螺旋棒头部装有四个棘爪，尾部插入活塞4的螺旋母中。在弹簧（图中未表示）的作用下，棘爪抵住棘轮内齿。被定位销固定在气缸和缸体间的棘轮不能转动。转动套左端有花键孔，同与活塞做成一体的花键相配合，其右端固定有钎尾套，钎尾套右端加工有六方孔，六方形的钎尾插入其中。,第2章 掘进机械,当活塞向右冲击时，通过大头上的螺母带动螺旋棒沿

6、虚线方向转动一定角度，棘爪处于顺齿位置，可压缩弹簧随螺旋棒转动。 当活塞返回时，有带动螺旋棒反向转动的可能。但此时棘爪处逆齿位置，螺旋棒不能转动，迫使活塞沿螺旋棒上的螺旋槽按图中实线方向转动，并带动转动套和钎子转过一定角度。 活塞每次返回，钎子都回转一定角度。每冲击一次，钎子转动一次。改变螺旋棒螺纹的导程和活塞行程，可改变钎子的转动角度。 优点：利用活塞返回行程来转动钎子，能量利用合理，零件少，结构紧凑。但转钎扭矩小，螺母、棘爪等零件也易于磨损。,第2章 掘进机械,2.1.3 液压凿岩机 是以高压液体作动力的一种新型高效凿岩设备。 特点：能量消耗少、凿岩速度快、效率高、噪音小、易于控制、卡钻事

7、故少、钻具寿命长等优点，近十几年发展迅速。但由于单位马力重量大，一般要和台车配套使用，初期投资较大，加上元件的制造精度要求高、维护费用高，致使其推广使用受到限制。 分类：按工作方式分为旋转式、冲击式和旋转冲击式三种。按冲击机构的配油方式，液压凿岩机又可分为有阀和无阀两大类。,第2章 掘进机械,2.1.4 凿岩台车 用途：是可安装一台或多台重型凿岩机、并实现同时钻孔的快速、高效凿岩设备。可与装载机和转载机等运输设备配套使用，组成岩巷掘进机械化作业线，并可实现生产过程的自动化。 类型：按用途分：露天钻机、井下掘进钻车、采矿钻车、锚杆钻车； 按钻臂数量分：单臂、双臂和多臂式； 按行走机构分：轨轮式、

8、轮胎式和履带式。,第2章 掘进机械,第2章 掘进机械,第2章 掘进机械,第2章 掘进机械,第2章 掘进机械,1. 工作原理 组成 凿岩机及推进器、支臂及变幅机构、车架及行走机构、风水系统和液压系统等。 图2-11 CHT10-2F型凿岩台车 1工作装置；2机架； 3行走装置；4司机座椅,第2章 掘进机械,工作原理： 工作装置由推进器及变位机构和钻臂及变幅机构组成，可实现推进器的摆动、俯仰、补偿及钻臂的升降、摆动和旋转等六个动作。 各部分运动：a-钻臂起落，b-钻臂摆动，c-推进器俯仰，d-推进器水平摆动，e-推进器补偿，f-钻臂旋转。,第2章 掘进机械,2.2 装载机 分类： 按工作机构分：

9、耙斗式、铲斗式、蟹爪式 按装载对象分： 装岩机、装煤机 按工作地点分： 地下装载机，露天装载机 按行业分 矿用装载机，普通装载机,第2章 掘进机械,2.2.1 耙斗式装载机,第2章 掘进机械,第2章 掘进机械,组成 图2-18 P-30B型耙装机 1固定楔；2尾轮；3返回钢丝绳；4簸箕口；5升降螺旋；6连接槽；7、11钎子；8操纵机构；9按钮；10中间槽；12托轮；13卸料槽；14头轮；15支柱；16绞车；17台车；18支架；19护板；20进料槽；21簸箕挡板；22工作钢丝绳；23耙斗；24撑脚；25卡轨器；,第2章 掘进机械,工作原理 组成:耙斗、绞车、台车和料槽等。 原理：机器靠人力或其他

10、牵引机械的作用在轨道上移动。耙斗在钢丝绳牵引下从工作面的岩堆耙取岩碴，沿料槽的簸箕口、连接槽和中间槽运到卸载槽，从卸料口装入矿车中。然后，钢丝绳反向牵引将耙斗又拉回到工作面的岩堆上。如此循环往复，直到装满一个矿车。,第2章 掘进机械,2. 主要部件的结构 1)耙斗,第2章 掘进机械,图2-19 耙斗和斗齿型式 1、6钢丝绳接头；2尾帮；3侧板；4拉板；5筋板；7斗齿；8牵引链,第2章 掘进机械,2)绞车 耙装机的绞车有行星齿轮传动的双卷筒式、圆锥摩擦轮式和内涨摩擦轮式三种。 P-30B型耙装机采用行星齿 轮传动的双卷筒式绞车，其 传动系统如图2-20所示。 图2-20 P-30B型耙装机绞车传

11、动系统 1减速器；2电动机；3带闸； 4回程卷筒；5工作卷筒；6辅助闸 I内齿圈松开状态；II内齿圈闸住状态,第2章 掘进机械,圆锥摩擦轮式双卷筒绞车 图2-21 MP-15B型耙装机绞车传动系统 1工作卷筒；2圆锥摩擦轮； 3右螺旋副；4主轴； 5回程卷筒；6左螺旋副； 7带闸,第2章 掘进机械,内涨摩擦轮绞车 左右两卷筒滑装在卷筒轴上， 四头螺母和螺杆组成的两 套螺旋副位于左右两侧。 转动螺母并沿轴向移动锥体5，沿径向 推动顶杆4，把离合瓦压紧在卷筒的摩 擦带3上。由于离合瓦与瓦座12联接， 而瓦座与卷筒2固联，则离合瓦便通过 摩擦带驱动卷筒旋转。 图2-22 ZP-50B型耙装机绞车传动

12、系统 1带闸；2回程卷筒；3摩擦带；4顶杆； 5移动锥体；6螺杆；7螺母；8工作卷筒；9离合瓦；10主轴；11滚轮；12离合瓦座,第2章 掘进机械,三、铲斗式装载机 煤矿岩巷掘进使用较普遍的一种装载机械。 按照机器总体结构划分，有直接卸载式、带运输机式和带储矿仓式三类。 目前，煤矿使用的主要是直接卸载式。 直接卸载式铲斗装载机按卸载方式可分为：后卸式、侧卸式和前卸式三种。 后卸式和侧卸式在煤矿使用较多，其中后卸式更为普遍。,第2章 掘进机械,1后卸式铲斗装载机,第2章 掘进机械,1)组成与工作原理 ZYC-20B型装载机由工作机构、 提升机构、回中机构、行走机 构和操纵机构等组成。 图2-23

13、 ZYC-20B型后卸式铲斗装载机 1行走机构；2铲斗；3斗臂；4回转台；5缓冲弹簧；6提升机构,第2章 掘进机械,2)主要部分的结构 铲斗工作机构 图2-24 铲斗工作机构 1铲斗；2、9左、右滚动斗臂；3连接轴；4连接销；5套筒；6、7稳定钢丝绳；8短臂拉杆,第2章 掘进机械,提升及稳定机构 图2-25 提升机构示意图 1铲斗；2斗臂；3连接轴及套筒；4稳定钢丝绳；5提升链；6托轮；7提升电动机；8卷筒；9导向链轮；10回转平台,第2章 掘进机械,图2-26 稳定钢丝绳的工作情况,a铲斗装岩位置（提升开始）：绳6缠绕在斗臂滚动边凹槽内，绳7顺放在回转平台导轨上，拉斗臂不向前脱离导轨。 c铲

14、斗卸载位置（提升终了），绳7完全缠绕到斗臂滚动边凹槽内，6顺放在回转平台导轨上，拉住斗臂不致向后脱离导轨。 b为铲斗提升过程的位置，绳6和7一部分缠在斗臂滚动边凹槽内，另一部分顺放在导轮上，绳7防止斗臂前滑，绳6防止斗臂后滑。这两根钢丝绳的拉力作用，使铲斗在提升过程中，斗臂滚动边与导轨间始终保持纯滚动。,第2章 掘进机械,回中机构 为扩大铲斗装载宽度，靠人力将 回转平台向左、右回转一定的角 度，使铲斗能铲取工作面两侧的 岩石。卸载时，为了使岩石能卸 入矿车，必须使铲斗恢复到正中 位置。,图2-27 铲斗回中机构原理图 1鼓轮；2滚轮轴；3底座；4中心轴；5平面止推轴承； 6行走机架；7滚轮；8

15、摇杆；9连杆；10斗臂；11滚轮轴,第2章 掘进机械,行走机构 图2-28 行走机构 1轨轮；2箱盖；3箱体；4车轴；5端盖；6螺母；7电动机 a回转托盘；b铲斗座；c中心轴轴孔；d滚轮轴轴孔；e连接凸块,第2章 掘进机械,图2-29 行走机构的传动系统,第2章 掘进机械,2. 侧卸式铲斗装载机 适用于较大断面巷道的装岩，与后卸式铲斗装载机相比，具有以下优点： 铲斗可以比机身宽，铲斗容积较大； 铲斗侧壁很低，可以一侧无侧壁，故铲斗的插入阻力小，容易装满铲斗，并能装块度较大的岩石； 采用履带行走机构，调动灵活，装载面宽度不受限制； 铲斗的提升和翻转行程较短，有利于提高生产率； 司机可坐着操作，安

16、全可靠； 铲斗可用于安装锚杆，处理危石和运送材料，实现一机多用。,第2章 掘进机械,1)组成与工作原理,第2章 掘进机械,第2章 掘进机械,第2章 掘进机械,第2章 掘进机械,第2章 掘进机械,图2-34 ZLC-60型侧卸式铲斗装载机 1铲斗；2侧卸油缸；3铲斗座；4大臂；5拉杆；6提升油缸； 7行走机构；8主动链轮；9、10电动机；11司机座,第2章 掘进机械,2)主要部分的结构 铲斗工作机构 铲斗工作机构由铲斗1、侧卸油缸2、铲斗座3、大臂4、拉杆5和提升油缸6等组成。 行走机构 该机采用履带式行走方式。行走机构由电动机、减速器、驱动力、导向轮、支重轮、托带轮、履带、履带架、履带张紧装置及横梁等部件