【毕业论文】掘锚联合机组整体方案毕业设计说明书.doc文档【46页完整版】

装有较长的横滚筒和锚杆钻机的掘锚机组，既能快速掘进，割煤，又能同时支护顶板和侧帮，可实现掘，装，运，支平行作业，次成巷，可成倍提高掘进速度和工效，并能离机自动操作。

，部分内容简介掘锚联合机组整体方案设计引言煤矿掘进是煤炭生产和建设的基础工程。

岩层支护与加固是维护采掘空间的主要手段。

传统的采煤方法将二者分开，不能并行作业，工人的劳动强度大。

如果将二者结合将大大的提高生产率，降低劳动强度。

掘锚联合机组是年代中末期为适应终采工作面快速推进的要求研制的种煤巷快速掘进和锚杆支护新型技术装备。

掘锚联合机组是集切割装载行走锚杆支护机载除尘等为体的综合掘进设备。

现今我国煤矿多数采用综掘机掘进巷道，再用锚杆进行支护，其施工步工序综掘机割煤装煤运煤后，将综掘机后撤，再将锚杆机人工扛至工作面，接设风水管路后，才能启动锚杆机打眼安装锚杆工作面的锚杆打设完毕后，再将锚杆机扛出，风水管路撤出，然后综掘机再开进工作面进行新轮的循环作业。

其最大的缺陷是综掘机频繁开进退出，锚杆机依靠人工频繁扛进扛出，造成掘进效率不高，工人劳动强度较大。

因此需要对现有综掘机进行改造，使改造后的综掘机实现掘锚体化。

即在综掘机上安装液压系统控制的锚杆机，在掘进完毕后不需退机即可进行锚杆打孔作业，使有效的工时得以充分利用，并降低工人劳动强度。

装有较长的横滚筒和锚杆钻机的掘锚机组，既能快速掘进，割煤，又能同时支护顶板和侧帮，可实现掘，装，运，支平行作业，次成巷，可成倍提高掘进速度和工效，并能离机自动操作。

所以，掘锚机组是种新型，高效，快速的掘进设备，是种理想的作业方式，具有良好的发展前景。

国内外掘进机水平现状国外现状国外掘进机设备可分为两类类是欧洲国家普遍使用的掘进机，它适应范围广。

但掘进支护不能平行作业，掘进效率低，开机效率低另类是以美国和澳大利亚为代表的掘锚综合机组，可实现煤巷的快速掘进，开机效率高，掘进效率高，后者是在前者的基础上，在掘进机上安装锚杆钻机，使掘进机与锚杆钻车合二为，到年代末发展成掘装锚平行作业的新型设备。

它较好的解决了掘进装运和锚杆支护的平行作业，其不足是只适应于煤巷掘进，机型庞大，适应范围小。

目前，美，英，奥地利等过已研制成功了几种型式的掘锚机组，并投入使用，显示了很高的掘进效率，真正实现了快速掘进。

欧洲的巷道掘进及支护实践目前，德国所开采的煤层通常至少有深，压力大。

经常是多煤层开采，瓦斯含量高，有时有些煤层还会遇到岩石突出的问题。

困难的地质条件由于历史的原因更加恶化，例如在工作面布置方向掘进方向上的限制，巷道规格的增大以及巷道重复使用等。

选用何种支护方式首先要考虑岩石应力场。

在英国，般煤矿开采深度在左右，除了没有突出现象外，其余的情况与德国煤矿大致相同。

制约欧洲大多数长壁煤矿的主要因素就是顺槽巷道的掘进。

几乎所有的欧洲煤矿顺槽都采用单巷掘进。

因为深度大，应力大，不适宜采用多巷掘进，因此支护便成了制约所有顺槽掘进设备的瓶颈需要的循环时间最长。

德国煤矿传统型的支护设备是可屈服拱型钢梁，每米重，加上充填在拱型钢梁后面把水泥浆泵进去，常常还带有锚杆，这样的巷道支护成本很高，并且工序复杂，进度慢。

由于进度慢，又部分地导致了加长工作面。

目前德国拥有西方世界最长的工作面，通常长达，还有几个面超过。

这样就需要选用大型的工作面设备，因此巷道断面又要进步加大，掘进速度更加下降，支护更加困难，造成恶性循环。

但是，过去年所开发的高强度锚杆，经过在欧州的深井煤矿中应用，业已证明是成功的。

英国差不多所。

通过机械设计手册选择液压缸，基本参数为缸径活塞杆直径推力拉力速度比工作压力最大行程定位油缸受力主要为钻头的轴向推力和锚杆钻机的重力约。

定位油缸主要用于锚杆钻机工作时的定位，所以起行程取决于巷道和联合机组的高度，根据需要选择形成大于的液压缸。

通过分析选择与推进油缸同样的液压缸。

推进液压缸与支架采用十字轴万向节连接，与锚杆钻机的套筒铰接。

定位油缸装于套筒内。

液压马达的选择主轴所受转矩锚杆钻机重力锚杆钻机重心距主轴轴心距离因为主轴的转速不需要太大，所以选择曲轴连杆式径向柱塞液压马达。

其主要参数如下表曲轴连杆式径向柱塞液压马达参数型号排量额定压力最高压力额定扭矩扭矩转速范围重量轴承的选择由于支撑轴径向载荷较大且有轴向载荷，并且此轴的转速低，所以选择圆锥滚子轴承。

工作原理锚杆钻机休息状态支撑液压缸处于收缩状态，通过计算得到锚杆钻机与水平方向夹角。

锚杆钻机工作状态液压缸活塞杆伸出约，此时锚杆钻机与掘进机垂直。

定位液压缸缸筒与锚杆钻机框架固定在起，活塞杆与导套底板固定。

通过定位缸活塞杆在导套内的伸缩来实现锚杆钻机工作时的定位。

锚杆钻机在各个方向锚孔的转换过程锚杆钻机锚钻个孔结束后，马达通过联轴器带动主轴旋转个角度。

锚杆钻机通过套筒与主轴相连，从而随主轴旋转到下个工作方向。

旋转角度可根据巷道每个断面所需锚杆个数调整。

干涉分析锚杆钻机随主轴摆动，当其摆动到水平方向以下位置时，锚杆钻机的推进马达可能会与掘进机相接触，所以限制了锚杆钻机的最大摆动角度。

本文设计的锚掘机组中锚杆钻机的最大摆动角度为。

如果需要锚杆钻机摆动更大的角度，可以调整各个支架的高度。

锚杆钻机运动分析锚杆钻机进入工作面之后，支撑液压缸参照附图锚掘连接机构活塞杆伸出，将钻机推到竖直位置导套内的定位液压缸活塞杆伸出，推动导套底部，同时缸筒带动钻机向上运动，使得钻机顶尖顶紧巷道顶部。

推进马达和工作马达开始工作，推进马达带动主动链轮转动，通过链条和导向块，带动工作马达和锚杆伸出。

推进马达为解超掘锚联合机组整体方案设计锚杆钻头提供轴向推力，工作马达为其提供扭矩。

完成个钻空后，推进马达反向进油，使得主动链轮反转，从而通过链条和导向块带动工作马达和锚杆退回当锚杆和钻头完全退出之后，推进马达停止工作，马达参照附图锚掘连接机构开始工作，带动锚杆钻机连接轴转动通过套筒和导套带动锚杆钻机摆动当摆到下个工作位置时停止，推进马达工作，推动锚杆钻机伸出。

结论整机受力与稳定性分析掘进机受力分析掘进机工作时，纵向截割上下摆动截割时受力如图所示。

此时，截割头受到向上向下截割阻力，大小与截割头纵向截割的进给力相等，方向相反横向截割水平摆动截割时，受力如图所示。

此时，截割头受到横向截割阻力，大小与横向进给力相等，方向相反轴向钻进时，受力如图所示。

此时，截割头受到推进阻力。

若横向行走机构推进，取其为行走机构的牵引力，如果靠伸缩机构推进，取为伸缩油缸的推进力。

图掘进机受力分析掘进机稳定性计算根据前面所选的截割头得出的载荷以及对掘进机的整机受力分析，可以对掘进机的稳定性进行分析。

由图可知，当截割头向下截割时，升力方向向上，和推进方向上的阻力对掘进机产生倾覆力矩为式中悬臂的长度悬臂在纵向的任意摆角悬臂水平位置时的高度机器重心到履带后轮轴的距离机器重心到履带前轮轴的距离履带前轮轴至悬臂纵向摆动中心的水平距离这时的稳定力矩为横向力的方向与截割头的摆动方向相反由于悬臂不是很长，摆角通常不大而且机器的横纵向尺寸差不多，所以该力不会导致机器横向倾翻，大可能使机身横向摆动，按最不利的条件考虑，其偏转力矩为稳定力矩为解超掘锚联合机组整体方案设计式中最大附着系数轴向力外力的作用将使机器承受向后退的力，其大小为履带与底版的附着力式中履带与底版的附着系数当截割头代能够上截割时，外力方向向下，对机器的倾翻力矩为稳定力矩为按极端情况考虑，这时横向力产生的偏转力矩为稳定力矩为这种情况下，促使其后退的力为履带与底版的附着力图掘进机稳定性分析锚掘联合机组稳定性分析由于锚杆钻机安装在履带两个轮轴范围内，既锚杆钻机重心在掘进机两个轮轴之间。

所以，锚杆钻机将会阻碍掘进机纵向倾覆，使得掘进机在竖直方向更加平稳。

在这里就不在讨论掘进机竖直方向的稳定性，只讨论掘进机横向摆动的可能性。

掘锚联合机组如图当截割头向下截割时按最不利条件考虑，横向偏转力矩为式中锚杆钻头所受轴向反力锚杆钻机距履带后轮轴的距离所以稳定力矩为公式掘锚联合机组重力代入得机身不会摆动当截割头向上截割时按极端情况考虑，这时横向偏转力矩为稳定力矩为公式解超掘锚联合机组整体方案设计机身不会摆动图锚掘联合机组稳定性分析总体参数总体外形尺寸长宽高掘进断面最大掘进断面最大掘进宽度经济切割硬度机器总重理论生产率总功率切割电动机功率泵站电动机功率工作机构切割头功率切割头伸缩距离电动机型号功率高速低速电压转速高速低速装运机构装载形式耙爪式耙装次数次运输形式双边刮板输送机链速链条规格行走机构行走机构履带式行走速度接地比压适应坡度转载机构胶带转载几长度锚杆钻机钻孔深度钻机转速使用巷道高度钻孔直径钻机输出扭矩钻机轴向推力液压系统系统压力切割及铲板油缸回路耙装回路中间输送回路行走机构工作介质抗磨液压油电动机型号功率电压转速外喷雾降尘系统内喷雾喷雾泵型号额定水压额定流量解超掘锚联合机组整体方案设计喷嘴数量个过滤器规格过滤器精度件压阀型号减压阀数量个外喷雾嘴数量个电控系统电压总功率致谢本次设计得到了老师的大量帮助，老师在百忙中抽出时间为我们答疑，并定期组织讨论会，在次表示由衷的感谢。

同时还要感谢大