Vol128No16第28卷第6期煤 矿 机 械
Jun.20072007年 6月CoalMineMachinery
专题综述
悬臂式掘进机的发展状况及趋势
汪胜陆1,2,孟国营1,田
1
,赵立新
1
(1.中国矿业大学机电及信息学院,北京100083;2.安徽理工大学,安徽淮南232001)
摘要:介绍了悬臂式掘进机在国内外的发展历程,总结了国内外悬臂式掘进机的现状,分别
阐述了悬臂式掘进机的发展趋势,在指出我国悬臂式掘进机一些不足之处的基础上,进一步提出了我国掘进机发展的方向。
关键词:悬臂式掘进机;现状;趋势中图分类号:TD421.5 文献标志码:A 文章编号:100320794(2007)0620001203
DevelopmentStatusandTrendof-typeRWANGSheng-lu,MENGGuo-ying,Jie,ZH(1.CollegeofMechanicalandElectronicalEngineering,China&T,,China;
2.AnhuiUniversityofScience)
1,2
1
1
Abstract:Thedevelopmentprocessofintroduced,reviewsthesatusandtrendsofboom-onsummarizingsomeshortagesofboom-typetheispresented.Keywords;status;trend
0 前言
(1)截割头
掘进机按照对巷道断面的作用方式可划分为2种:全断面掘进机和部分断面掘进机,部分断面掘进机最常用、最重要的一种就是悬臂式掘进机。我国对悬臂式掘进机技术的研究始于20世纪60年代中期,通过对引进型掘进机的消化吸收和国产化工作积累了一些设计悬臂式掘进机的初步经验,但当时研制规模较小,成效甚微。我国煤矿真正推广应用悬臂式掘进机则是在1979年引进了100余台国外产品以后。在此后的20多年中,我国在引进悬臂式掘进机产品及制造技术的同时,翻开了自主开发研制、规模生产的一页。
现在,悬臂式掘进机在世界上运用超过了5000台。随着悬臂式掘进机在采矿工程和隧道掘进中的逐步推广和大量使用,这种生产方式带来了很高的工作效率和经济效益,因此悬臂式掘进机已成为各主要产煤国家不可缺少的生产设备。1 国内外悬臂式掘进机发展现状1.1 国外掘进机发展状况
国外主要生产单位有:英国Anderson公司,Dosco公司、奥地利的奥钢联、德国的阿特拉斯科普柯-埃可霍夫掘进机技术公司(AtlasCopco-Eick2hoffRoadheadingTechbicGmbh简称AC-E),保拉特(Paurat)有限公司,威斯特伐利亚吕恩公司、前苏联雅西诺瓦斯克机械制造厂、日本三井三池制作所。这些公司的发展现状基本上代表着国外悬臂式掘进机的技术现状。
截割头主要有纵轴式截割头和横轴式截割头2种形式。2种形式的截割头各有其特点,纵轴式截割头截齿安装容易,可以迅速更换截齿,内喷雾装置构造简单,在安装了装载用螺旋叶片后,装载性能也得到了提高;而横轴式截割头则横向力较小,容易实现稳定截割,截齿的安装较密,截割效果较好,装载特性也好。
(2)截割功率截割功率的大小基本上决定着掘进机破煤岩的能力。各国主要掘进机生产厂家生产的掘进机截割功率都是从较小开始逐步随着煤岩赋存状况而开发出中、大功率等系列产品的。如:英国Dosco公司生产的掘进机截割功率为67～250kW;奥地利奥钢联公司生产的产品功率为30～250kW;德国阿特拉斯・科普柯-埃可霍夫掘进机技术公司(AC-E)生产的掘进机截割功率为110～300kW;日本三井三池制作所的产品截割功率为45～300kW,截割功率最大的是Andersen公司的RH25型掘进机达到400kW。
(3)行走、装载机构
国外早期的悬臂式掘进机的装载机构和行走的传动绝大多数采用电动方式,如:匈牙利产的F6-HK、前苏联产的4ПУ、奥地利产的AM50等。随后
出现了抗冲击易实现无极调速的液压系统在行走机构即用油马达来拖动的技术开始占主流。如:日本三井三池公司S100、S200,奥地利奥钢联公司的
AM100;英国多斯科公司的MK2A、MK2B等。
(4)控制系统
国外早期掘进机的控制、操作回路一般都通过操作安装在隔爆型主令箱上的按钮或手把开关来控制传统的交流中间继电器电路,进而通过继电器接点来对主回路交流接触器进行二次控制。近年,体积小、功耗低、可靠性高的光电耦合元件作为隔离和转换器件在本安型控制先导回路中得到了广泛的应用并取得了良好的效果。而可编程控制器(PLC)的应用更是使掘进机的控制技术和可靠性上了一个台阶。目前,许多发达国家的掘进机电控系统,除完成常规的控制以外,还具有遥控、程控功能,增设掘进断面自动控制和掘进定向功能,故障诊断功能等。1.2 我国悬臂式掘进机发展状况
目前,,总体水平已接近国外同行,13t上升到53t,,并逐、10多个品种。尤其是在“八五”后期至“九五”初期研制成功的EBJ系列半煤岩掘进机,其技术性能达到并部分超过了某些进口的同类产品,具有良好的性能价格比。
我国设计生产掘进机的单位有煤科总院上海分院、太原分院、唐山分院以及淮南煤机厂、佳木斯煤机厂、南京晨光机器厂、内蒙二机厂等。主要机型有ELM型、AM50型、S-100型、EBJ型、EBZ型。
2 国内外悬臂式掘进机发展的趋势2.1 国外悬臂式掘进机发展趋势
进机自动控制系统更加完善,利用微机进行机器工
况监测和故障诊断等。
(5)附件化 保留必要的截、装、运、行主要组成功能,将降尘、辅助支护等部分以附件形式出现。这样可根据需要选择装配各种附加件,给设计、制造、使用都带来了方便。
(6)掘进破岩方式的多元化 破岩方式既有机械截割破岩又有冲击破岩,最近又开发了一种水力掘进技术等。2.2 我国悬臂式掘进机的发展趋势我国掘进机技术虽经近30a的努力已有了较大的提高,。今后我),使其能较好地适。(2)掘锚联合机组 研制集掘、钻、锚为一体的综合机组,既能快速掘进,同时又能进行打眼安装锚杆,支护顶板、侧帮,实现掘进、支护平行作业,解决掘进机利用率低的问题。这是实现巷道快速掘进,满足高产高效工作面发展需要的重要技术途径。
(3)喷雾降尘设备随机化 对现有机型设置机载降尘设备,提高外喷雾的使用效果,将会使掘进机在工作时的粉尘浓度大大降低。
(4)提高各型掘进机工作的可靠性并发展新型掘进机 进一步对各型掘进机整机设计的完善化,运用优化设计方法提高主要元部件的可靠性。此外还可借鉴其他领域理论发展新型掘进机,如盘形滚刀悬臂式掘进机、冲击振动掘进机。
(5)发展新的元部件技术和机电一体化技术 如:尝试将履带内藏式行星减速器新技术运用在悬臂式掘进机中;掘进机工况监控技术的发展(包括掘进机工况监测、故障诊断)。
(6)采用新的制造技术和先进的生产管理理论
悬臂式掘进机技术的发展除取决于实际生产需
要外,还受基础工业发展水平及技术可行性的影响。随着工业技术水平的提高和在悬臂式掘进机技术开发方面经验的积累,国外发展趋势为:
(1)矮型化 在加大机重、截割功率和提高截割硬度的前提下,发展机身较低的机型,提高工作稳定性,也可以适用比较低矮的巷道掘进。
(2)中、重型化 目前世界上有代表性的生产厂家生产的掘进机从轻型逐渐向中、重型发展,多数掘进机的截割功率达到40～350kW,有的已到400kW,机重在40t以上。
(3)主要元部件系列化 掘进机发展过程中只需改变主机形式,而不改变基本元部件,此外采用组件结构设计,掘进机工作机构可根据需要装配横轴式或纵轴式截割头。
(4)应用高科技技术 借助计算机进行优化设计,使机型简洁可靠性高,逐步使用模块化设计。掘
及经验降低生产成本 我国掘进机生产厂家在生产中大部分还是沿用原苏联的生产和管理模式,这已经不能适应现代生产的发展,因此应该多采用先进的加工技术和管理模式,如采用计算机为主体的CADΠCAMΠCAEΠFMSΠCIM等先进制造技术,模块化设计及制造技术,以及全面质量及目标管理等管理理论来进行生产和管理,从而达到降低成本提高质量的目的。3 结语
悬臂式掘进机今后发展方向是逐渐扩大其对煤、煤岩、岩石等不同硬度和各种地质条件的适应能
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现代矿山空气压缩设备技术的发展
苏中华,张要展,卢晓雷,孙永军
(郑煤集团超化矿,河南新密452385)
摘要:简介当前矿山使用空压机的技术现状,提出了活塞式空压机存在的不足和新型螺杆
式空压机新技术在国内外的运用概况,预示将来空压设备的发展趋势。
关键词:空压机;螺杆技术;发展状况中图分类号:TH41 文献标志码:A 文章编号:100320794(2007)0620003203
ModernMineralMountainAirCompressionEquipmentTechnical
Development
SUZhong-hua,ZHANGYao-zhan,L-lei,SUN(ZhengzhouCoalMineGroup,ChaohuaoalAbstract:Currentmineralmountainusageptypressisintroduced,putforwardtheexistentshortageoftheformula,andthenewtechniqueofemptypressofnewtheandinternationalusagegeneralsituation,indicatethatgetemptyoftheequipmentinthefuture.Keywords;technique;deveolpingcondition
1 压缩空气设备的种类和特点
膨胀、排气4个过程来完成,不仅振动和噪音大,而且压力波动也较大。
(3)由于结构、制造、装配、运转等方面的需要,在气缸中必须留有一定的余隙容积。由于余隙容积的存在,致使气缸工作容积的一部分失去了吸气作用,对空压机的排气量影响较大,实际排气量随余隙容积的增大而减小。
(4)吸气阀存在着弹簧阻力,使吸气终点压力通常低于公称吸气压力,要想使气缸里的压力达到公称吸气压力,需经一段的预压缩,这相当于吸气容积减小,吸气能力下降。
(5)即使采用中间冷却的方式,通常二级压缩的终点温度可达140～160℃。由于吸气过程中,吸进的空气与气缸内残余高温空气的混合,同时高温的气缸壁和活塞也对空气加热,致使吸气终了的空气
[4]吴翠艳,黄世功.悬臂式掘进机现状与展望[J].水力采煤与管道
空气压缩机的种类很多,按工作原理可分为容积型压缩机和速度型压缩机。容积型压缩机的工作原理是压缩气体的体积,使单位体积内气体分子的密度增加,以提高压缩空气的压力。
近年来螺杆式和滑片式压缩机的使用逐渐增多。111 活塞式空压机
其工作原理是由原动机(电动机或内燃机)直接带动曲柄旋转,然后通过连杆与十字头,使曲柄的旋转运动转换为活塞的直线往复运动。空气压缩机中的进气、排气过程与液压泵的吸油、压油过程类似。
(1)活塞式空压机,特别是多级活塞式空压机体积大,结构复杂,零件多,附属设备多,移动不便。
(2)活塞在气缸中往复运动,工作分吸气、压缩、力,提高掘进效率,最终实现掘进作业的完全机械化、自动化和无人控制。随着科学技术的不断进步,对这些课题的研究将会越来越深入,难点将会逐渐解决,系统将会更为完善,新的机种和机型也将会不断出现。
参考文献:
[1]丛铁军.巷道掘进机[M].北京:煤炭工业出版社,1982.
[2]煤科院太原分院.国外掘进机[M].北京:煤炭工业出版社,1982.
[3]王金华.我国煤巷机械化掘进机现状及锚杆支护技术[J].煤炭
运输,1999(3).
[5]马跃.谈我国悬臂式掘进机的发展及趋势[J].煤,2005(2).[6]陈同宝,钱沛云,陶峥.我国悬臂式巷道掘进机技术的现状与发
展[J].煤矿机电,2000(5).
作者简介:汪胜陆(1967-),安徽贵池人,中国矿业大学在读博士研究生,长期从事机械工程方面的教学和科研工作,发表论文多篇,电子信箱:[email protected].
收稿日期:2007201217
科学技术,2004(1).