國(guó)內(nèi)應(yīng)用的掘進(jìn)機(jī)機(jī)型分析

林國(guó)棟，楊海林，司志遠(yuǎn)

山東能源重裝集團(tuán)中瑞礦山裝備制造有限責(zé)任公司，山東泰安　271222

國(guó)內(nèi)應(yīng)用的掘進(jìn)機(jī)機(jī)型分析

林國(guó)棟，楊海林，司志遠(yuǎn)

山東能源重裝集團(tuán)中瑞礦山裝備制造有限責(zé)任公司，山東泰安271222

現(xiàn)行巷道式掘進(jìn)機(jī)種類多種多樣，各自適用環(huán)境也不盡相同。由于受設(shè)備自身結(jié)構(gòu)的影響，不同的掘進(jìn)機(jī)有著不同的適用環(huán)境，只有對(duì)不同類型的掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比和分析才能有效區(qū)別不同的機(jī)械設(shè)備之間存在的差異，使其在更加合適的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮作用。

掘進(jìn)機(jī)；截割硬度；橫軸式；縱軸式

懸臂式掘進(jìn)機(jī)以自動(dòng)化程度高、機(jī)型多樣化、多功能化、多種可選部件自由選配等優(yōu)勢(shì)呈現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力［1］，且通過(guò)不斷改進(jìn)，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于非煤礦山的巷道掘進(jìn)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的國(guó)產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)型號(hào)主要有EBZ135/EBZ160/EBZ230/EBZ260/EBZ300，進(jìn)口掘進(jìn)機(jī)機(jī)型有MR340/MH620等機(jī)型。由于巷道內(nèi)的工作環(huán)境多樣、復(fù)雜，必須在選擇掘進(jìn)機(jī)時(shí)對(duì)其技術(shù)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，才能使選用的掘進(jìn)機(jī)發(fā)揮出更好的作用。

1　掘進(jìn)機(jī)對(duì)比

表1為目前使用較廣泛的掘進(jìn)機(jī)型號(hào)的主要參數(shù)，我們可以對(duì)各種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行橫向?qū)Ρ取?/p>

表1　各型號(hào)掘進(jìn)機(jī)主要參數(shù)表

2　2掘進(jìn)機(jī)分析

對(duì)于表1的數(shù)據(jù)，我們可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

1）巷道尺寸。巷道尺寸決定著對(duì)掘進(jìn)機(jī)機(jī)身尺寸的要求，從表中數(shù)據(jù)可確定適用的掘進(jìn)機(jī)機(jī)型范圍，如表1中的巷道尺寸從20m2到50m2，機(jī)身高度從1.5m到2.8m，機(jī)身寬度從2.8m到4.8m。除此之外，由表1的數(shù)據(jù)可知MR340掘進(jìn)機(jī)最大不可拆卸件尺寸和重量都是最小的，結(jié)構(gòu)最為緊湊，對(duì)運(yùn)輸和安裝過(guò)程的環(huán)境要求更小些。

2）電機(jī)功率和截割硬度。國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)以截割電機(jī)功率命名，如EBZ230型掘進(jìn)機(jī)，截割電機(jī)功率為230kW；而進(jìn)口掘進(jìn)機(jī)是依據(jù)機(jī)型和設(shè)計(jì)編號(hào)命名的，如掘進(jìn)機(jī)MR340型截割電機(jī)功率為230kW，掘進(jìn)機(jī)MR620截割電機(jī)功率為300kW。

根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算分析，截割電機(jī)功率越大，截割頭尺寸就越大，對(duì)應(yīng)的截割面積就越大，截割頭扭矩越大對(duì)應(yīng)的切割硬度也就越高。所以選擇合適型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)首先要對(duì)巷道巖石樣本進(jìn)行巖石數(shù)據(jù)分析，確定巷道巖石的類型和硬度。

截割硬度能達(dá)到100MPa的掘進(jìn)機(jī)型號(hào)，在F8～10的半巖、全巖掘進(jìn)巷道能正常工作，在F6.5～8的全煤、半煤巖的掘進(jìn)巷道為最佳經(jīng)濟(jì)切割硬度。截割硬度能達(dá)到80MPa的機(jī)型，在F6.5～8的半巖、全巖掘進(jìn)巷道能正常工作。

3）截割方式。根據(jù)截割頭旋轉(zhuǎn)線與懸臂軸線的相互關(guān)系不同，將懸臂式掘進(jìn)機(jī)分為橫軸式掘進(jìn)機(jī)和縱軸式掘進(jìn)機(jī)，二者在減速箱的傳動(dòng)方式上也存在著差異，如圖1。

EBZ135/EBZ160/EBZ230/EBZ260這4種掘進(jìn)機(jī)機(jī)型均是單炮頭縱向切割，EBH300/MR340/MH620這3種掘進(jìn)機(jī)為雙炮頭橫向切割。由于2種形式炮頭的結(jié)構(gòu)不同，運(yùn)行方式、受力情況均不同［2］。橫軸式的運(yùn)動(dòng)分析：截割臂水平擺動(dòng)，截割頭縱向旋轉(zhuǎn)，截割頭上截齒與煤層接觸面正交，煤層給截齒一個(gè)水平方向的反作用力，這樣垂直方向上截割頭受力很小，掘進(jìn)機(jī)基本沒(méi)有尾部撬動(dòng)的趨勢(shì)。克服機(jī)器振動(dòng)不再是通過(guò)增加機(jī)器的自身重量。我們從表1數(shù)據(jù)可以看出EBZ2230掘進(jìn)的機(jī)身重量遠(yuǎn)大于截割功率相同的MR340掘進(jìn)機(jī)。也避免了縱軸截割頭出現(xiàn)的被彈開(kāi)的現(xiàn)象（旋轉(zhuǎn)方向與接觸面是正切關(guān)系）。在機(jī)器的推力下完成截割動(dòng)作，有效避免了機(jī)身顫動(dòng)對(duì)人員和機(jī)器帶來(lái)的損傷。

3　結(jié)論

只有對(duì)不同類型的掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比和分析才能選擇最合適的機(jī)型。本文通過(guò)對(duì)具有代表性的幾種型號(hào)掘進(jìn)機(jī)在電機(jī)功率和截割硬度、適用環(huán)境的不同做一個(gè)橫向?qū)Ρ龋瑸榫蜻M(jìn)機(jī)選型時(shí)提供參考。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，更多型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)將會(huì)出現(xiàn)，性能和適用范圍也會(huì)有很大的變化，掘進(jìn)機(jī)將為礦山資源開(kāi)發(fā)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

MR340掘進(jìn)機(jī)最大不可拆卸件尺寸和重量都是最小的，結(jié)構(gòu)最為緊湊，對(duì)運(yùn)輸和安裝過(guò)程的環(huán)境要求更小些。選擇合適型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)首先要對(duì)巷道巖石樣本進(jìn)行巖石數(shù)據(jù)分析，確定巷道巖石的類型和硬度。截割硬度能達(dá)到100MPa的掘進(jìn)機(jī)型號(hào)，在F8～10的半巖、全巖掘進(jìn)巷道能正常工作，在F6.5～8的全煤、半煤巖的掘進(jìn)巷道為最佳經(jīng)濟(jì)切割硬度。截割硬度能達(dá)到80MPa的機(jī)型，在F6.5～8的半巖、全巖掘進(jìn)巷道能正常工作。EBZ2230掘進(jìn)的機(jī)身重量遠(yuǎn)大于截割功率相同的MR340掘進(jìn)機(jī)。也避免了縱軸截割頭出現(xiàn)的被彈開(kāi)的現(xiàn)象（旋轉(zhuǎn)方向與接觸面是正切關(guān)系）。在機(jī)器的推力下完成截割動(dòng)作，有效避免了機(jī)身顫動(dòng)對(duì)人員和機(jī)器帶來(lái)的損傷。

［1］陳同寶，錢沛云，陶崢.我國(guó)懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展［C］//中國(guó)煤礦綜采機(jī)械化發(fā)展30周年學(xué)術(shù)研討論文專集，2000.

［2］陳楠，胡應(yīng)曦，冉濤，等.懸臂式掘進(jìn)機(jī)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)分析與研究［J］.煤礦機(jī)電，2001（3）：4-6.

U455.3+1

A

1674-6708（2016）166-0197-02

林國(guó)棟，助理工程師，山東能源重裝集團(tuán)中瑞礦山裝備制造有限責(zé)任公司，研究方向?yàn)闄C(jī)電。楊海林，山東能源重裝集團(tuán)中瑞礦山裝備制造有限責(zé)任公司。司志遠(yuǎn)，山東能源重裝集團(tuán)中瑞礦山裝備制造有限責(zé)任公司。