EBZ160TY型掘进机2

EBZ160TY型掘进机煤炭科学研究总院太原分院1.概述1.1产品特点EBZ160TY型掘进机由煤炭科学研究总院太原分院设计制造。该机为悬臂式部分断面掘进机，适应巷道断面9～21m2、坡度±16°，可经济切割单向抗压强度≤80MPa的煤岩，属重型悬臂式掘进机。该机主要特点是整机吨位大，切割硬度高，截齿损耗小，机器稳定性好，操作方便，可靠性高等。1.2主要用途、适用范围EBZ160TY型悬臂式掘进机主要是为煤矿综采及高档普采工作面采准巷道掘进服务的机械设备。主要适用于煤及半煤岩巷的掘进，也适用于条件类似的其它矿山及工程巷道的掘进。该机可经济切割单向抗压强度≤80MPa的煤岩，可掘巷道最大宽度(定位时)5.5m，最大高度4m，可掘任意断面形状的巷道，适应巷道坡度±16°。该机后配套转载运输设备可采用桥式胶带转载机和可伸缩式带式输送机，实现连续运输，以利于机器效能的发挥。1.3产品型号、名称及外形产品型号、名称为EBZ160TY型掘进机，外形参见图1。1.4型号的组成及其代表意义2.主要技术参数2.1总体参数机长9.8m机宽2.55m机高1.7m地隙250mm切割卧底深度250mm接地比压0.14MPa机重51.5t总功率250kW可经济切割煤岩硬度≤80MPa可掘巷道断面9～21m2EBZ160TY设计代号切割机构功率(kW)纵轴式悬臂式掘进机最大可掘高度4.0m最大可掘宽度5.5m适应巷道坡度±16°机器供电电压1140V2.2切割部电动机型号YBUD-160/160-4/8功率160kW转速735/1480r/min切割头转速32/65r/min截齿镐形最大摆动角度上36°下31°左右各37°2.3装载部装载形式三爪星轮装运能力240m3/h铲板宽度3.0m铲板卧底250mm铲板抬起300mm星轮转速45r/min2.4刮板输送机运输形式边双链刮板槽宽610mm龙门高度400mm链速1.2m/s锚链规格18×64mm张紧形式黄油缸张紧2.5行走部行走形式履带式(液压马达分别驱动)行走速度0～15m/min接地长度2.46m制动形式摩擦离合器履带板宽度600mm张紧形式黄油缸张紧2.6液压系统系统额定压力：油缸回路23MPa行走回路23MPa装载回路23Mpa输送机回路23Mpa锚杆钻机回路≤16MPa系统总流量：560L/min泵站电动机：型号YBK280M-4功率90kW转速1470r/min泵站三联柱塞泵流量190/130/60ml/r双联柱塞泵流量140/75ml/r单联柱塞泵流量140ml/r油箱：有效容积1130L冷却方式板翅式水冷却器油缸数量：8个2.7喷雾冷却系统灭尘形式内喷雾、外喷雾供水压力3MPa外喷雾压力1.5MPa流量63L/min冷却部件切割电动机、油箱3.8电气系统供电电压1140V控制回路220、36、127V额定电流250A总功率250kW隔爆形式隔爆兼本质安全型控制箱本质安全型3.主要结构和工作原理EBZ160TY型掘进机主要由切割部、装载部、刮板输送机、行走部、机架和回转台、液压系统、水系统及电气系统等部分组成，参见图1。1-切割部2-装载部3-刮板输送机4-机架和回转台5-履带行走部6-油箱7-操作台8-泵站2-电控箱3-护板总成图1EBZ160TY型掘进机3.1切割部切割部又称工作机构，结构如图2所示，主要由切割电机、二级行星减速器、悬臂段、切割头等部分组成。1-切割头2-悬臂段3-二级行星减速器4-轴套5-切割电机6-电机护板图2EBZ160TY型掘进机切割部切割部为二级行星齿轮传动。行星减速器结构如图3所示。EBZ160TY型掘进机切割部由160kW的交流恒功率双速水冷电动机输入动力，轴套传至二级行星减速器，经悬臂段，将动力传给切割头，通过切割头的旋转和履带推进实现钻进运动，通过切割头的旋转和升降以及回转台水平回摆实现径向切割，从而达到破碎煤岩的目的。切割头最大外径为φ1120，在其周围安装有36把强力镐形截齿。在掘进机的工作过程中，切割电机可以提供高、低不同的两种切割速度。由于EBZ160TY型掘进机切割电机高、低速工作时，额定功率均为160kW。所以，低速时速度低，输出扭矩大，适合于硬岩切割；高速时速度高，输出扭矩小，适合于软岩及煤岩切割。两种切割方式可以根据实际情况方便切换，从而大大的提高了掘进机的切割效率。此种恒功率双速电机在国产掘进机上的使用尚属首次。图3EBZ160TY型掘进机切割部二级行星减速器整个切割部通过切割电机的两个电机耳以及两个销轴铰接于回转台上。借助安装于切割部和回转台之间的两个升降油缸，以及安装于回转台与机架之间的两个回转油缸，来实现整个切割部的升、降和回转运动，由此切割出任意形状的断面。3.2装载部装载部结构如图4所示，主要由铲板及左右对称的驱动装置组成，通过低速大扭矩液压马达直接驱动三爪星轮转动，从而达到装载煤岩的目的。该机构具有运转平稳、连续装煤、工作可靠、事故率低等特点。装载部安装于机器的前端。通过一对销轴铰接于主机架上，在铲板油缸的作用下，铲板绕销轴上、下摆动,可向上抬起300mm，向下卧底250mm。当机器切割煤岩时，应使铲板前端紧贴底板，以增加机器的切割稳定性。铲板体2-改向链轮组3-三爪星轮4-驱动装置5-液压马达图4EBZ160TY型掘进机装载部3.3刮板输送机刮板输送机结构如图5所示，主要由机前部、机后部、驱动装置、边双链刮板、张紧装置和脱链器等组成。刮板输送机位于机器中部，前端与主机架和铲板铰接，后部托在机架上。刮板输送机采用低速大扭矩液压马达直接驱动，在液压回路上设有安全阀，即使有大的岩块卡在龙门上也不会造成机器的损坏，刮板链条的张紧是通过在输送机尾部的张紧油缸来实现的。1-机前部2-机后部3-边双链刮板4-张紧装置5-驱动装置6-液压马达图5EBZ160TY型掘进机刮板输送机3.4行走部EBZ160TY型掘进机采用无支重轮履带式行走机构，降低了故障率，提高了机器了稳定性。左、右履带行走机构对称布置，分别驱动。各由11条高强度螺栓（M30×2、10.9级）与机架相联。每个行走机构均由液压马达提供动力经摩擦片防滑制动器→三级圆柱齿轮减速器→两级行星减速器→驱动链轮→履带链组成，驱动履带行走。现以左行走机构为例，说明其结构组成及传动系统。如图6、图7所示，左行走机构主要由导向张紧装置、左履带架、履带链、左行走减速器、液压马达、摩擦片式制动器等组成。摩擦片式制动器为弹簧常闭式，当机器行走时，泵站向行走液压马达供油的同时，向摩擦片式制动器提供压力油推动活塞，压缩弹簧，使摩擦片式制动器解除制动。为节省辅助时间，提高掘进机效率，本机采用了带负载敏感控制的恒功率变量泵，行走速度可因实际情况在0～15m/min之间变动，从而最大限度的发挥了机器的效能。另外，本机通过使用黄油枪向安装在导向张紧装置油缸上的注油嘴注入油脂，来完成履带链的张紧（油缸张紧行程120mm），调整完毕后，装入适量垫板及一块锁板，拧松注油嘴螺塞，泄除油缸内压力后再拧紧该螺塞，使张紧油缸活塞在掘进机正常工作过程中不会承受张紧力。1-导向张紧装置2-履带架3-履带链4-行走减速器5-行走液压马达6-摩擦片式制动器图6EBZ160TY左履带行走机构图7EBZ160TY型掘进机左行走减速器3.5机架和回转台机架是整个机器的骨架，其结构如图8所示。它承受着来自切割、行走和装载的各种载荷。机器中的各部件均用螺栓或销轴与机架联接，机架为组焊件。回转台主要用于支承、联接并实现切割机构的升降和回转运动。结构如图8所示。回转台座在机架上，通过大型回转轴承用止口、54个高强度螺栓与机架相联。工作时，在回转油缸的作用下，带动切割机构水平摆动。切割机构的升降是通过回转台支座上左、右耳轴铰接相连的两个升降油缸实现的。左、右后支撑腿是各通过后支撑油缸及销轴分别与后机架连接，它的作用有四：a.切割时使用，以增加机器的稳定性；b.窝机时使用，以便履带下垫板自救；c.履带链断链及张紧时使用，以便操作；d.抬起机器后部，以增加卧底深度。1-回转台2-前机架3-后机架4-后支撑腿5-转载机耳架图8EBZ160TY型掘进机机架3.6液压系统本机除切割头的旋转运动外，其余各部分均采用液压传动。液压系统主泵站由一台90kW的电动机驱动一台三联柱塞泵，或者由一台90kW的电机通过齿轮箱分别驱动一台双联柱塞泵和一台单联柱塞泵，分别向油缸回路、行走回路、装载回路、输送机回路及锚杆钻机回路提供压力油，主系统由三个独立的开式系统组成。另外系统还设置了文丘里管补油系统为油箱补油，避免了补油时对油箱的污染。液压系统原理如图9所示。图9EBZ160TY型掘进机液压系统原理图3.6.1油缸回路油缸回路采用三联柱塞泵的后泵（或者双联柱塞泵的后泵）通过带负载敏感控制的四联多路比例换向阀分别向4组油缸（切割升降、回转、铲板升降、后支撑油缸）供压力油。切割机构升降、铲板升降和后支撑各两个油缸，它们各自两活塞腔并接，两活塞杆腔并接。切截割机构两个回转油缸为一个油缸的活塞腔与另一油缸的活塞杆腔并接。为使切割头、支撑油缸能在任何位置上锁定，不致因换向阀及管路的漏损而改变其位置，或因油管破裂造成事故，以及防止截割头、铲板下降过速，使其下降平稳，故在各回路中装有平衡阀。3.6.2行走、输送机回路由三联柱塞泵的前泵（或者单联柱塞泵）通过比例减压阀来控制三联比例多路换向阀，同时向行走回路的两个变量液压马达和输送机回路的两个液压马达供油，驱动机器行走和运输机工作。行走速度为0～15m/min；通过操作比例减压阀手柄来控制行走马达的正、反转，实现机器的前进、后退和转弯。调节比例减压阀的开度可控制行走速度的快慢。注意：机器要转弯时，最好同时操作两片换向阀（即使一片阀的手柄处于前进位置，另一片阀手柄处于后退位置）。除非特殊情况，尽量不要操作一片换向阀来实现机器转弯。防滑制动是用行走减速器上的摩擦制动器来实现。制动器的开启由液压控制，其开启压力为3MPa。制动油缸的油压力由多路换向阀控制。行走回路不工作时，制动器处于闭锁状态。3.6.3装载机回路装载机回路由三联柱塞的中泵（或者双联柱塞泵的前泵）向两个装载马达供油，通过比例减压阀来控制比例换向阀来实现马达的正、反转。节比例减压阀的开度可控制装载马达转速。3.6.4锚杆钻机回路在液压系统以上三个回路中分别设置了三个锚杆钻机回路，当各自回路中的执行元件不工作时，其回路中的泵可为相应的锚杆钻机提供动力源。液压锚杆钻机的工作压力设定为16MPa。压力和流量可根据配套的锚杆钻机调整。3.6.5油箱补油回路油箱补油回路由两个截止阀、文丘里管和接头等辅助元件组成，为油箱加补液压油。如图10所示，补油系统并接在油缸回路中锚杆钻机回路的回油管路上。当需要向油箱补油时，将换向阀手柄切换至锚杆钻机工作状态，截止阀Ⅰ关闭，截止阀Ⅱ、Ⅲ开启，油液经过文丘里管时，在A口产生负压，通过插入油筒5内的吸油管吸入，将油补入油箱。在补油系统不工作时，务必将截止阀Ⅱ、Ⅲ关闭，截止阀Ⅰ开启。1-泵站电机2-泵3-换向阀4-截止阀Ⅰ5-装油容器6-截止阀Ⅱ7-文丘里管8-截止阀Ⅲ2-油箱图10EBZ160TY型掘进机补油回路原理图注意：1、补油时，油箱内必须要有一定量的油，以保证油泵吸油时不吸空。否则，不仅不能补油，而且易损坏油泵。2、给油箱加好油后，必须将截止阀Ⅱ、Ⅲ关闭，截止阀Ⅰ开启。切记！在换向阀手柄处于锚杆钻机工作状态时，决不能将截止阀Ⅰ和Ⅱ同时关闭。否则，会造成危险。3.6.6几种主要的液压元件(1)吸油过滤器（过滤精度180μm）为了保护油泵及其他液压元件，避免吸入污染杂质，有效地控制液压系统污染，提高液压系统清洁度，在油泵的吸油口处设置了两个吸油过滤器，该过滤器为粗过滤。当更换、清洁滤芯或维修系统时，只需要旋开滤油器端盖，抽出滤芯，此时自封阀就会自动关闭，隔绝油箱油路，使油箱内油液不会向外流出。这样使清洗、更换滤芯及维修系统非常方便。另外，当滤芯被污染物堵塞时，设在滤芯上部的油路旁通阀就自动开启，以避免油泵出现吸空等故障，提高液压系统的可