（全套CAD）掘锚联合机组整体方案设计（终稿）

.国内外锚杆孔钻进设备现状锚杆支护是有宜于加快井巷掘进速度提高顶板支护效果降低支护劳动强度和减少支护材料消耗的先进技术。

我国仅国有重点煤矿每年掘进多万米巷道，年末，锚杆支护率全国平均已达.，按规划，到年，锚杆支护率平均应达到，但已有大同邢台平顶山铁法西山龙口等个矿务局率先使锚杆支护率超过。

国外先进采煤国锚杆支护率往往超过。

锚杆孔钻进是锚杆支护施工的重要环节，锚杆支护的发展需要大量锚杆孔钻进设备作保证。

锚杆孔钻进设备包括锚杆钻机和配套钻具钻杆钻头等。

分析锚杆孔钻进设备现状，展望它的发展前途，有助于不断促进锚杆孔钻进设备的技术进步，使其适应锚杆支护技术的需要。

锚杆孔钻进设备以锚杆钻机为主体。

锚杆钻机按结构分为单体式钻车式机载式按动力分为电动式气动式液压式按破岩方式分为回转式冲击式冲击回转式回转冲击式。

与锚杆钻机配套的钻具，因破岩方式不同而不同，总的来说有回转类破岩钻具冲击类破岩钻具以及回转冲击类破岩钻具。

国外现状国外锚杆孔钻进设备的品种与功能多样，技术性能优越，可靠性高。

美国煤矿大量使用塔架钻车式锚杆钻机，班工作效率达根，并着手开发计算机控制的全自动锚杆钻机。

法国生产的转架式锚杆钻机集钻孔安装锚杆为体，并具有储存锚杆杆体的锚杆仓。

芬兰生产具有树脂注射系统的钻车式锚杆机，使钻孔安装锚杆杆体注入粘结剂全由机械完成，机械化程度颇高。

澳大利亚有家锚杆钻机生产厂家，生产各种不同类型的锚杆钻机，尤以单体气动支腿式锚杆钻机使用居多，并有多家公司生产能与掘进配套的单体支腿式液压锚杆钻机。

澳大利亚气动支腿式锚杆钻机主要有柱塞马达与齿轮马达式两种早期叶片式气动马达已淘汰，采用玻璃钢碳素纤维支腿。

澳大利亚液压锚杆钻机可以以矿物油和难燃液为工作液，回转机构由摆线液压马达驱动，有的产品采用玻璃钢碳素纤维支腿使机重减轻。

国内现状国内锚杆钻机的研制经历了多年的历程，曾先后研制机械支腿式电动锚杆钻机钻车式锚杆钻机支腿与导轨式液压锚杆钻机支腿式气动锚杆钻机非机械传动支腿式电动锚杆钻机机载式锚杆钻机和双级气腿凿岩机等。

从实际情况看，系列支腿式气动锚杆钻机Ⅲ型导轨式液压锚杆钻机型改进成型支腿式液压锚杆钻机以及气动双级气腿凿岩机在国内有定市场。

其中，系列产品近年已能代替同类气腿齿轮马达式进口产品。

煤矿锚杆钻机多为回转式，为配合推广小直径树脂锚杆，钻头采用的回转钻头，其结构类型多为两翼对称两翼不对称和两翼连筋式，可供钻进不同性质岩石时选用。

钻杆由或少数六角中空钢加工。

经多年联合攻关，锚杆钻头和钻杆已能初步满足定条件下锚杆支护的需要。

但是，由于锚杆孔钻进设备的开发研究和生产与锚杆支护技术的迅速发展不相适应，煤矿锚杆支护施工中大量使用的还是传统气动凿岩机与煤电钻。

专用锚杆孔钻进设备中，使用国外进口设备较多，但因进口设备价格高和备件供应不及时，煤矿用户希望采用国产的锚杆孔钻进设备。

近来，石家庄煤矿机械厂生产的系列气动锚杆钻机已能逐步代替国外进口的齿轮马达式锚杆钻机正定煤矿机械厂的系列液压锚杆钻机在与掘进机配套使用中，取得可喜进展国产柱塞气动马达式锚杆钻机逐步投入市场澳大利亚气动锚杆钻机在中国已建立专业维修公司，并在元件的中国国产化方面取得些进步。

这都有宜于使锚杆钻机进联合，机组，整体，总体，方案设计，毕业设计，全套，图纸摘要掘进机和锚杆钻机的联合使用是巷道支护的发展方向，国内外对此项研究差距较大。

本文详细研究掘进机的结构特征控制系统和工作原理。

选择现有的掘进机作为基础进行掘锚联合机组设计。

通过对现有锚杆钻机的结构特点和工作原理整体分析，选择出锚杆钻具，并对钻头的参数进行了选择和计算。

使用液压马达作为钻头旋转和推进的动力。

由于工作环境恶劣钻头所需推进力大，采用链传动的方式把动力传给钻头。

锚杆钻机通过轴连接在掘进机上。

这样就可以通过控制轴的旋转来实现钻机工作时的位置变换。

这项研究，能够实现掘进过程中同时进行锚杆支护，既降低了工人的劳动强，又提高了生产效率。

关键词掘锚联合机组掘进机锚杆钻机钻头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。

第级为圆柱齿轮减速，第二，三级为行星齿轮减速。

支重轮履带与履带架之间的载荷传递件。

支重轮的轮轴固定在履带架上，要求耐磨且密封性好。

轴承多采用两侧密封的滑动轴承。

张紧缓冲装置用来保持履带在定的张力范围内工作，防止履带脱轨，由张紧，缓冲装置和从动轮等组成。

张紧可采用螺杆张紧，液压缸张紧或注润滑脂油缸张紧等方式。

缓冲装置可采用弹簧或蓄能器等方式。

选用螺杆张紧装置，缓冲装置采用弹簧方式。

履带架履带行走机构安装的基体。

驱动机构张紧缓冲装置，支重轮和履带都安装在履带架上。

履带架应具有足够的强度和刚性，般由槽钢或钢板焊接而成，也有用铸钢。

参数选择计算行走机构使用履带式支撑结构，具体参数选用型掘进机的行走部由于机重由略微的改变所以要对所选参数进行验算，计算功率是否满足要求。

工作阻力计算.行走阻力当水平行走时，当爬坡时，式中坡角本文取滚动阻力系数，煤低板取，碎石路面为本文.机器自重本文取转向阻力当掘进机载水平或坡度巷道上转向时，它的悬臂位于机器中间位置，俩履带的载荷和是相同的，这时俩履带同时驱动，履带前进，另履带后退，转向阻力矩将在俩履带上形成同样大小的牵引力，即俩条履带中心距，机器重心纵向偏心距离本文考虑最大值，令履带与地面的接触长度，本文取转向阻力系数，褐煤地板.，沙子地面，粘土地面.，砂石，页岩底板.。

，本文取.所以综合外阻力值，在水平转向和爬坡时各部相同。

水平转向时，外阻力之和爬坡转向。

此时只考虑最大值所以取.行走功率计算单边履带机构驱动装置所需最小功率单边履带机构各种外阻力，履带机构行走速度本文取η单边履带的机构传动效率，包括减速器和履带的传动效率。

本文取η行走机构总功率转载机承接由装载机卸入的煤岩，并将其卸入矿车或其他运输机械的机械。

它与装载机械配套使用，能次装载多辆矿车，以减少调车和运输时间，提高掘进速度。

常用的有带式转载机，刮板转载机，斗式转载机三种。

带式转载机按支撑方式不同分为支撑带式转载机，悬臂带式转载机，吊带式转载机及带有轨道并能自己行走的带式转载机四种。

由于带式转载机转载的是岩石，所以有有以下特点.为了缓和岩石卸落时对输送带和托辊的冲击，在受料部位的托辊外面套上橡胶圈，以便起缓冲作用。

.输送带的带速较慢，般在左右。

.由于掘进工作面有水，以防止托辊沾泥水起鼓而引起输送带跑偏，般都设置为多道清扫装置。

.支撑带式转载机。

由机头，机尾，传达装置，机架，张紧装置，滚筒，托辊，输送带等组成。

在机尾处有支腿撑住机架。

其中输送带，传动装置，机架，托辊，张紧装置等与普通带式输送机基本相同。

为减轻重量，缩小尺寸，有的支撑带式转载机采用电滚筒传动。

可容纳辆矿车。

使用较多的组合型式有圆曲线抛物线圆曲线抛物线，圆曲线椭圆曲线圆曲线等集中。

工作时，依据不同的工作条件选择截割头包络曲线的组合方式，力争达到最佳最佳截割效果。

横轴式截割头的截齿数量较多，且按空间螺旋线方式分布在截割头上。

螺旋线的旋向为左截割头右旋，右截割头左旋，这样，可将截落的煤岩抛向两个截割头的中间，改善截齿的受力情况，提高装载效果。

.截齿及齿座掘进机所采用的截齿有扁形和镐形两种，经长期的实践证明，在截割硬岩时，镐形截齿的寿命比扁形截齿长，且由于镐形齿在使用中有自转磨锐性，耐冲击，所以近十年来，纵轴式截割头也较多采用了镐形截齿。

截齿座用以安装截齿，安装镐形齿的齿座应由两种材料用特殊工艺制成，其内层材料的耐磨性要高于外层，以减少因截齿在截割过程中自动旋转而产生的耐磨量，增加齿座的使用寿命。

也可采用在齿座内嵌套磨损后可及时更换的耐磨合金套。

最后得出设计的截割头的技术特征型式纵轴式外形尺寸直径长度扭矩.•切割头速度截齿齿型镐形齿型数量个截齿固定方式弹簧挡圈圆锥形切割头上装有把镐形截齿，每条截齿线上有两个截齿，内喷雾喷嘴对准截齿的硬质合金头。

截割减速器截割减速器的作用是将电动机的运动和动力传递到截割头。

由于截割头工作时承受较大的冲击载荷，因此要求减速器有教高的可靠性和较强的过载能力，其箱体做为悬臂的部分，应有较大的刚性，连接螺栓应有可靠的放松装置，减速器最好能实现变速，以适应煤岩硬度的变化，增强机器的适应能力，常用的传动形式有圆锥圆柱齿轮传动，圆柱齿轮传动和二级行星齿轮传动。

其传动原理如图所示。

图二级行星轮传动原理二级行星减速器可实现同轴传动，速比大，结构紧凑，传动功率大，多用于纵轴式截割头圆锥圆柱齿轮传动的结构简单，能承受较大的载荷冲击，易实现机械过载保护，多用于横轴式截割头圆柱齿轮传动可实现截割头的二级转速，但减速箱的结构复杂，体积和重量较大，不提倡使用。

电动机为实现较强的连续过载能力，适应复杂多变的截割载荷，并利用喷雾水加