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目录前言 (1)1 总体结构方案设计 (5)1.1工作机构型式选择 (5)1.2 装载机构类型选择 (5)1.3 输送机构形式选择 (6)1.4 转运机构形式选择 (6)1.5 行走机构 (7)1.6 除尘装置型式选择 (7)1.6.1 除尘方式： (8)1.6.2除尘系统 (9)2 总体布置 (10)2.1 总体布置的内容 (10)2.2 总体布置的原则 (10)2.3具体要求 (10)3传动型式及动力元件的选择 (12)3.1 传动形式及元件选择应遵循的原则： (12)3.2 各机构对传动系统的要求及传动形式的选择 (12)4 总体参数的确定 (14)4.1 机型大小 (14)4.2 机器外形尺寸 (14)4.3 机器可掘断面 (15)纵轴式掘进机总体方案设计及装载机构的设计4.3.1伸缩量 (15)4.3.2 悬臂长度和摆角 (15)5 生产率 (18)5.1 截割生产率 (18)5.2 装载生产率 (19)5.2.1 装载机构生产能力确定 (19)5.2.2 星轮结构尺寸确定 (20)5.2.3 中间输送机生产率 (21)6 掘进机的通过性 (22)6.1 离地最小间隙 (22)6.2 可通过巷道最小半径 (22)6.3 适应巷道坡度 (22)7 纵轴式悬臂掘进机装载机构设计 (24)7.1 铲板体结构 (24)7.2 驱动装置 (24)7.3 装载机构设计 (25)7.3.1装载机构生产能力确定 (25)7.3.2星轮结构尺寸确定 (25)7.3.3星轮转速确定 (26)7.3.4装载功率确定 (28)结语 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录A (33)附录B ..................................................................................... 错误！未定义书签。
前言纵轴式悬臂掘进机总体设计的任务是，根据掘进机的用途、作业情况及制造条件，合理选择机型，确定性能参数、整机尺寸及各部分的结构型式，并进行整体布置，以实现整机的各项性能指标。
掘进机教学设计掘进机教学设计是一种以实践为主导的教学法，通过设计合理的课程内容和教学步骤，培养学生掌握掘进机的操作技能和安全知识。
以下是一个掘进机教学设计的示例：一、教学目标1. 掌握掘进机的基本构造、工作原理和操作方法；2. 熟悉掘进机的维修和保养方法；3. 培养学生的安全意识和应急处理能力。
二、教学内容1. 掘进机的构造和工作原理；2. 掘进机的操作方法和注意事项；3. 掘进机的维修和保养方法；4. 掘进机的安全知识和应急处理。
三、教学步骤1. 授课导入通过图片、视频等媒体展示掘进机的工作场景，引起学生的兴趣和好奇心，激发学习的积极性。
2. 理论讲解通过讲解掘进机的构造和工作原理，介绍各个部件的功能和工作原理，引导学生理解掘进机的基本工作原理。
3. 操作演示在实验室或者工地上设置掘进机的模拟训练场景，由老师进行现场操作演示，引导学生观察操作的步骤和注意事项，并解答学生的问题。
4. 学生实践操作将学生分为小组，每个小组由一名学生负责操作掘进机，其他同学负责观察和记录操作过程中的问题和注意事项。
学生轮流参与操作，利于彼此交流和学习。
5. 维修和保养方法讲解介绍掘进机的常见故障和维修方法，如何保养和保养掘进机。
安排实践任务，让学生通过修复故障的掘进机来提高他们的维修和保养技巧。
6. 安全知识和应急处理讲解掘进机的安全知识，如何正确使用和操作掘进机，如何应对突发情况。
进行应急处理的演习，让学生学会在紧急情况下正确处理问题和保证自己的安全。
四、教学评估1. 观察学生操作过程中的技能掌握情况；2. 考察学生对掘进机构造、工作原理和操作方法的理解程度；3. 进行模拟情景演练，考察学生应对突发情况和处理能力。
五、教学延伸1. 组织学生参观掘进机工地或实验室，加深对掘进机原理和操作方法的理解；2. 培训学生更高级的掘进机操作和维修技巧，提高其就业竞争力；3. 组织学生参加技能竞赛，提高学生的操作技能和应对能力。
机械工程及自动化专业毕业设计指导书（专科）中国矿业大学成人教育学院2010年2月摘要EBZ55型掘进机是一种悬臂式掘进机，主要用于中型煤巷及半煤岩巷的掘进作业。
它结构紧凑、适应性好、机身矮、重心低、操作简单、检修方便。
本设计主要针对掘进机的整机进行方案设计，对截割部进行结构及传动等相关设计。
EBZ55型掘进机截割部驱动动力由截割电机提供，为实现较强的连续过载能力，适应复杂多变的截割载荷，并利用喷雾水加强冷却效果，悬臂式掘进机多采用防爆水冷式电动机来驱动截割头。
在截割部传动设计中用2K-H行星减速器。
设计中对2K-H型行星减速器进行了优化配齿，采用高度变位，并做了相应的校核。
关键词：悬臂式掘进机；截割部分；行星减速器AbstractThe medium-size EBZ55 type tunnelling road-header is mainly used in tunnelling operations of the medium coal lane and the half coal crag lane digging the tunnels,.It marks by features of compact construction , good adaptability, a short body and a low center of gravity ,it is also easy to operate and convenient to overhaul. This paper is mainly make a design for the overall machine and something else relevant to the structure and transmission of the cutting unit.The cutting unit driving force of EBZ55 is provided by the cutting motor。
掘进机行走机构的液压系统设计
简介
本文档旨在介绍掘进机行走机构的液压系统设计。
液压系统在
掘进机的行走过程中扮演着重要的角色，确保机器的稳定运行和高
效工作。
液压系统的组成
掘进机的液压系统主要由液压泵、液压马达、液压缸等组件组成。
其中液压泵负责将液压油压力加大，液压马达将液压能量转化
为机械能，液压缸则用于对行走机构进行动力驱动。
液压系统的设计
在设计掘进机行走机构的液压系统时，需要考虑以下几个方面：
1. 负载需求：根据掘进机的行走负载需求，选择合适的液压泵
和液压马达。
考虑负载的大小、速度和频率等因素，确保液压系统
可以提供足够的动力。
2. 系统的可靠性：液压系统的可靠性对于掘进机的安全运行至
关重要。
在设计过程中，应选择优质的液压元件，并确保系统的密
封性能良好。
3. 能效优化：掘进机行走过程中的能耗是一个重要的考虑因素。
在设计液压系统时，可以采用变量泵供油系统，通过根据负载需求
调整流量，来提高整体能效。
4. 系统保护：为了保护液压系统，防止因过载或其他异常情况
而损坏，可以添加液压阀、传感器以及报警装置等。
确保在出现异
常情况时可以及时采取相应措施。
结论
掘进机行走机构的液压系统设计是确保掘进机稳定运行和高效
工作的关键。
在设计过程中，需要考虑负载需求、系统可靠性、能
效优化以及系统保护等因素。
通过合理设计和选择优质的液压元件，可以满足掘进机行走机构的液压系统需求。
EBZ160掘进机截割部设计摘要悬臂式掘进机是为煤矿综采及高档普采工作面采掘巷道的机械设备，它结构紧凑、适应性好机身矮、重心低、操作简单、检修方便。
本次设计主要是悬臂式掘进机的截割机构，悬臂式掘进机的截割机构是有伸缩式和固定式两种，按照它的截割头的分布可以分为横轴式和纵轴式两种。
我所设计的掘进机截割部是纵轴式带伸缩的形式。
纵轴式与横轴式相比，主要有结构简单，设计方便，便于安装和调试。
在截割过程中，横轴式可以进行上下左右摆动截割，方便灵活。
带伸缩的截割臂，在解决掘进机掘进面窄的问题上发挥了很大作用，掘进机截割部带伸缩，加大了截割部的长度，从而加大了截割头所经过的截割面，提高了掘进效率。
我的设计中动力源是电动机，通过联轴器传动，由减速器进行减速，最后输出转速为40r/min。
本设计中主要的传动结构为三级行星齿轮减速器，它包含了一级直齿轮传动和两级行星齿轮传动，输入和输出都采用花键联结。
本设计中介绍了EBZ160型掘进机的检修及维护保养。
关键词：掘进机；截割部；齿轮减速器；带伸缩AbstractThe cantilever mechanical boring machine is picks and upscale Pu for the coal mine synthesis picks the working surface to excavate the tunnel the mechanical device, its structure compact, the compatibility good, the fuselage short, the center of gravity low, the operation simple, the overhaul is convenient. This design mainly is the cantilever mechanical boring machine cutting organization, the cantilever mechanical boring machine cutting organization has extension and the stationary two kinds, may divide into the abscissa axis type and the ordinate axis type two kinds according to its cutting head distribution. I design mechanical boring machine cutting department is the form which the ordinate axis type belt expands and contracts. The ordinate axis type and the abscissa axis type compare, mainly has the structure to be simple, the design is convenient, is advantageous for the installment and the debugging. About the cutting process, the abscissa axis type may carry on about swings cutting, facilitates nimbly. The belt expands and contracts the cutting arm, played the very major role in the solution mechanical boring machine tunneling surface narrow question, the mechanical boring machine cutting department belt expanded and contracted, has increased the cutting department length, thus has enlarged the cutting surface which a cutting institute passed through, enhanced the tunneling efficiency. In my design the power supply is an electric motor, through the shaft coupling transmission, carries on by the reduction gear decelerates, the final output rotational speed is 40r/min. The design of the three-tier structure as the main transmission planetary gear reducer, which includes level straight gear transmission planetary gear transmission and levels, import and export are used spline up. The design introduced EBZ160 type boring machine overhaul and maintenance.Key word:Mechanical boring machine; Cutting department; Speed reducer gear; Belt expansion and contraction.目录1. 掘进机的概述 (1)1.1 悬臂式掘进机简介 (1).................................................................1.3 国外掘进设备及综掘技术发展现状1.4我国内掘进设备的发展及存在的问题.........................1.4.1 我国悬臂式掘进机的科研成果..........................1.4.2 我国悬臂式掘进机技术发展展望........................1.4.3 我国掘进机目前存在的问题............................ ................................................................. 悬臂式掘进机的基本组成...........................................悬臂式掘进机技术特点......................................2.EBZ160掘进机总体方案设计 (6)2.1 任务说明 (6)2.1.1 题目 (6)2.1.2 课题概况 (6)具体要求 (6)2.1.4 毕业设计工作量 (6)2.1.5 完成时间 (6)2.1.6 提交内容 (7)2.2 主要性能 (7)2.3 主要特点 (7)2.4 主要技术参数 (8)方案的确定 (8)2.5.1 工作机构的型式选择 (9)装载机构的型式选择 (9)工作机构的型式选择 (11)2.7除尘装置的型式选择 (11)2.8高压水细射流辅助切割技术123. EBZ160掘进机截割部的设计 (13)3.1行星传动概述 (13)3.2 传动原理图 (14)3.3 第一级直齿轮传动设计计算 (14)3.3.1.总传动比计算 (14)3选择电动机 (14)3根据齿面接触疲劳强度设计计算 (15)3齿根弯曲疲劳强度校核 (18)3.4高速级行星齿轮的设计计算 (19)传动比分配 (19)选择材料 (19)转距计算 (20)参数的选取和计算 (20)初步计算齿轮模数m和中心距a (21)变位系数的计算 (23)齿轮几何尺寸的计算 (24)行星齿轮啮合要素的计算 (25)行星齿轮装配条件的验算 (26)行星齿轮传动效率计算 (26)行星齿轮强度的计算 (27)高速级行星齿轮设计及校核 (31)配齿计算 (31)初步计算齿轮模数m和中心距a (33)变位系数的计算 (34)齿轮几何尺寸的计算 (35)行星齿轮啮合要素的计算 (36)行星齿轮装配条件的验算 (37)行星齿轮传动效率计算 (37)行星齿轮强度的计算 (38)轴的计算校核 (42)主要已知参数 (42)轴上力的计算 (42)计算轴的最小直径 (42)3.6.4 花键联轴器的选择 (42)花键联结强度校核 (43)轴的强度校核 (44)轴承寿命计算 (45)4. 检修及维护保养 (46)机器的检修 (46)机器维护和保养 (50)机器的日常维护保养 (50)机器的定期维护保养 (51)润滑 (52)电气 (56)机器常见故障的原因及处理方法 (57)总结 (62)参考文献 (64)英文翻译....................................... 错误!未定义书签。
2.1.2 各部件的结构型式的确定2.1.2.1 切割机构(3)行星减速器主要由箱体、减速齿轮、二级行星轮架、输入、输出轴构成。
太阳轮与行星轮相啮合，此行星轮通过两个轴承装在星轮轴上，两端装有孔用弹性挡圈，星轮装在第一级行星架相应的轴孔内，内轮与箱体组成一体并与行星轮啮合带动第一级行星架，实现第一级减速[7]。
第二级的太阳轮与第一级行星架为渐开县花键联结，太阳轮与第二行星轮啮合，此行星轮装在第二级的轮轴，此轮轴装在第二级行星架相应轴孔内。
这里内轮与减速器壳体组成一体与行星轮啮合，此星轮不仅自转还绕太阳轮公转，从而实现第二级减速器。
图2-1 EBZ200E掘进机的截割部行星减速器结构Fig.2-1 EBZ200E roadheader in Jiamusi Coal Mine Machinery Co. Ltd.2.2.4 截割机构技术参数的初步确定2.2.4.3 电动机的选择根据行业标准MT477-1996YBU系列掘进机用隔爆型三相异步电动机选择，确定截割功率为200kw，额定电压AC1140 /660 V，转速1500rpm表2-2电动机的基本参数[13]功率/kW 效率η/%功率因数/cosϕ堵转转矩堵转电流最小转矩最大转矩冷却水流量/31m h-⋅额定转矩额定电流额定转矩额定转矩200 92 0.85 2.0 6.5 1.2 2.6 1.33悬臂式掘进机截割机构方案设计3.1截割部的组成掘进机截割部主要由截割电动机、截割机构减速器、截割头、悬臂筒组成。
见图3-1.截割部是掘进机直接截割煤岩的装置，其结构型式、截割能力、运转情况直接影响掘进机的生产能力、掘进效率和机体的稳定性，是衡量掘进机性能的主要因素和指标。
因此，工作部的设计是掘进机设计的关键。
1 截割头2 伸缩部3 截割减速机4 截割电机图3-1 纵轴式截割部•3.2 截割部电机及传动系统的选择切割电机的选择应根据工作条件选取，由设计要求可知，所设计的掘进机可截割硬度为小于85Mpa的中硬岩，查表2-1可知应该选取功率为200KW的截割电动机。
中国矿业大学本科生毕业设计姓名：** 学号：******学院：应用技术学院专业：机械工程及自动化设计题目：掘进机总体设计及行走部设计专题：行走减速器与机架连接的改进指导教师：**** 职称：副教授20**年6 月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院应用技术学院专业年级学生姓名**任务下达日期：20**年 3 月8 日毕业设计日期20** 年 3 月9 日至20** 年 6 月13 日毕业设计题目：掘进机总体设计及行走部设计毕业设计专题题目：行走减速器与机架的连接改进毕业设计主要内容和要求：一、主要设计参数：机身长：8-8.5m 机身宽：2～2.2m机身高：1.5～1.65m 卧底深度： 245mm装机功率：190kW 截割功率：120kW经济截割煤岩硬度：≤60MPa 可掘巷道断面：18～20m2最大可掘高度：3.75～4m 最大可掘宽度：5m龙门高度：350～400mm 刮板速度：0.9～1.0m/s运输形式：双边链履带宽度：2×500mm行走速度：4.5m/min（工作）9m/min（调动）额定电压：1140/660v二、设计要求1、查阅有关资料、完成履带式半煤岩掘进机总体方案的设计；2、完成底盘总体传动及结构设计及减速器的设计；3、主要部件、组件、零件图设计；4、编写完成整机设计计算说明书院长签字：指导教师签字：指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要对履带式半煤岩掘进机的总体方案设计中工作、装载、输送、转载、行走机构型式及除尘装置作了系统、全面的介绍。
浅谈隧道掘进机（TBM）设计与参数选择摘要：撑靴式掘进机是用于硬岩隧道项目中中等到硬的强岩层中进行隧道开挖的隧道掘进机（tbm：tunnel boring machine），本文以巴基斯坦n-j项目为实例，就海瑞克公司tbm设备掘进系统的设计、基本技术参数的确定等做简要介绍。
关键词：tbm；设计；参数1、工程概况巴基斯坦n-j项目为长隧洞引水式水电站，该工程在neelum河上建拦水坝和取水口，开挖一条穿过jhelum河的引水隧洞，利用其间河水天然落差发电。
引水隧洞总长28.6km（单线洞和双线洞交错布置），共设置5条施工支洞（分别为a1～a5），其中a1、a2支洞间的引水隧洞长13，577m，在此段引水隧洞采用tbm进行掘进施工。
tbm施工段为双线洞，采用两台tbm自下向上逆坡掘进，单台tbm掘进长度约为11.5km，左侧洞设计纵坡为0.7787%，右侧洞设计纵坡为0.007875%，设计开挖直径为8.5m。
tbm施工段沿线地质条件复杂，具有埋深大（300m-2000m之间）、洞线长的特点，存在高压外水、泥页岩遇水软化及膨胀、高埋深洞段大收敛变形、涌（突）水、围岩稳定性差及隧洞穿越断层破碎带等主要工程地质问题。
根据勘测资料，q1围岩占0%，q2围岩占8%，q3围岩占40%，q4围岩占43%，q5围岩占9%；地质条件较差，因此tbm选型除要满足长距离快速掘进的需要，同时要求tbm具有在该地层段很强的施工能力。
2、tbm 掘进系统的设计tbm 掘进系统主要包括主机系统、撑靴系统、推进系统、出渣系统（皮带机系统）以及后配套系统等多个系统构成，这些系统的设计要相互匹配，才能最大限度的满足施工安全，并发挥tbm的挖掘效率，因此对tbm系统的设计尤其重要。
（1）tbm主机系统：1）刀盘：刀盘设计分成中心块和四个边块，便于运输和组装。
通过刮渣斗的设计来限制石渣进入运渣系统的量，从而防止堵塞。
刀盘上负有高荷载刀具，在本工程设计中，地质为山体硬岩，均采用标准17双刃滚刀。
摘要掘进机在当今的社会生产中，无论是在矿物开采，还是在巷道的开掘都是有着重要的地位。
EBZ-160型悬臂式掘进机，它是一种能够实现连续切割，装载,运输的掘进设备。
其特点是截割头可以伸缩达到500 mm ；有提高机器稳定性的后支撑装置；刮板运输机和铲板部均采用低速大扭矩液压马达直接驱动，减少故障环节；行走部采用液压马达驱动；履带采用油缸张紧装置；刮板链的涨紧均采用弹簧与油缸组合的涨紧装置；截割电机为水冷电机，有热敏保护；在液压系统为液压锚杆钻机留有液压接口。
该机截割效率高，机器稳定性好，操作与维护方便，运行安全可靠。
本论文主要对掘进机的整机部件，总体结构，液压系统，进行了具体的说明、分析、计算、设计和校核；其中对液压系统进行了详细的设计。
关键词：掘进机；横轴式；总体设计；液压系统AbstractBoring machine in the contemporary social production, both in mineral exploration, exploitation or in the roadway are important position.EBZ-160-cantilevered boring machine, it is to achieve a continuous cutting, loading, transport of tunneling equipment. Its characteristics are cutting head can be extendable to 500 mm; enhance the stability of the machine after the Support Unit; scraper and shovel board of the transport planes are used large low-speed torque direct drive hydraulic motors, reducing fault links run by the Department of Pressure motor-driven; tracked by the fuel tank of tensioning devices; scraper chain rose bear in spring and fuel tanks are used up tight combination of devices; cutting the electrical motors for water-cooled, thermal protection in the hydraulic system for hydraulic Roofbolter have a hydraulic interface. Cutting efficient aircraft, machinery good stability, operation and maintenance of convenient, safe and reliable operation.The present paper mainly to mechanical boring machine's complete machine part, the gross structure, the hydraulic system, has carried on the concrete explanation, the analysis, the computation, the design and the examination; And has carried on the detailed design to the hydraulic system.目录1 EBH200概述11.1 装载部11.2 刮板输送机 11.3 机架和回转台 21.4 行走部21.5 液压系统 21.6 油缸回路 21.7 行走回路 31.8 装载回路 31.9 运输、紧链、锚杆回路31.10 内、外喷雾冷却系统 42 主要技术参数 52.1 整机参数 52.1.1 总体参数52.1.2 截割范围52.1.3 截割部 52.1.4 铲板部 52.1.5 刮板输送机 62.1.6 行走部 62.1.7 液压系统62.1.8 冷却喷雾系统 72.2 电气部分72.2.1 截割电机82.2.2 油泵电机82.2.3 电控箱82.2.4 操作箱82.2.5 急停按钮82.2.6 蜂鸣器92.2.7 照明灯93 横轴式掘进机工作机构得运动学和动力学参数计算103.1 横轴式掘进机的工作机构运动学参数计算103.1.1 截割头向工作面内部切进时运动学参数分析和计算103.1.2．截割头摆动截割时运动学参数计算103.2 横轴式掘进机工作机构的截割参数与动力学参数计算113.2.1 主要截割参数的确定和计算113.2.2 截齿的截割阻力计算123.2.3 截割头旋转轴截割阻力矩计算 124 横轴式掘进机工作机构设计144.1 工作机构设计144.1.1 截割速度144.1.2 生产率144.1.3 截割力155 工作机构传动设计165.1 工作机构传动的特点及动力组件的选择165.1.1 工作机构电动机要求165.2 减速设计应注意的问题176 悬臂支撑设计196.1 回转装置196.1.1 垂直回转196.1.2 水平回转206.2 回转装置的布置形式227 总体设计 237.1 总体结构方案设计237.2 总体布置的内容237.2.1 总体布置的内容237.2.2 总体布置的原则237.2.3 具体要求247.2.4 传动型式及动力组件的选择247.3 总体参数的确定257.3.1 机器外型尺寸 257.3.2 掘进机断面近似计算257.4 生产率277.4.1 截割生产率277.4.2 装载生产率297.4.3 中间输送机生产率297.4.4 转载机生产率 297.4.5 掘进机的通过性308 掘进机的稳定性分析于计算318.1 静态稳定性 318.2 截割时的静态稳定性计算328.3 动态稳定性 349 液压系统设计359.1 设计依据359.1.1 液压系统的基本要求359.1.2 液压系统的外形尺寸要求359.2 工况分析及载荷计算369.2.1 执行元件上的负载369.3 拟定液压系统369.3.1 初选系统压力 369.3.2 执行组件的选择379.3.3 调速方式379.3.4 油泵型式的选择389.3.5 回路循环方式的选择389.3.6 操纵控制回路的拟定389.4 液压系统设计449.4.1 装载机构液压系统449.4.2 行走机构459.4.3 悬臂升降，回转及推进油缸459.4.4 起重油缸459.4.5 喷雾泵油马达的控制459.4.6 系统的压力调节469.4.7除尘系统47致谢48参考文献49附录A 50附录B 641 EBH200概述本掘进机主要由截割部、装载部、刮板输送机、机架、行走部、液压系统、电气系统等组成。
前 言本次毕业设计的掘进机可经济截割的煤岩单向抗压强度£60MPa，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。
一、设计背景和目的：当前，我国煤矿由于一井一面采煤方法的普遍采用，其开采速度大大加 快，因而带来采掘机械化比例失调的矛盾更加突出。
特别是易采的中厚煤层资源日益减少，而薄煤层的开采比例逐年增加， 在全部采准巷道中,半煤岩巷的比例已经达到25%，但这些巷道中的90%仍 旧采用着传统的炮掘作业，劳动强度大，安全性差。
目前，我国大部分局、矿使用的几种主要机型多是上世纪六、七十年代 设计的，这些老产品设计陈旧过时、元部件可靠性差、开机率低、维护量大， 而且机重偏轻、截割功率较小、过断层和截割岩石的能力差，仅适合在煤巷 中使用。
因此急待开发研制综合性能好、适应范围广的新型掘进机，来解决掘进 机更新换代的问题，缓解采掘比例失调的紧张局面。
二、半煤岩掘进机介绍：半煤岩掘进机是一种能够实现截割、装载、转载运输、行走和喷雾除尘 的联合机组。
它既可用于煤矿井下，也可用于金属矿山以及其他隧道施工。
掘进机的总体方案设计对于整机的性能起着决定性的作用。
因此，根据 掘进机的用途、作业情况及制造条件，合理选择机型，并正确确定各部结构 型式，对于实现整机的各项技术指标、保证机器的工作性能具有重要意义。
掘进机的总体方案设计对于整机的性能起着决定性的作用。
因此，根据 掘进机的用途、作业情况及制造条件，合理选择机型，并正确确定各部结构 型式，对于实现整机的各项技术指标、保证机器的工作性能具有重要意义。
1 工作机构的型式选择半煤岩掘进机的工作机构有截链式、圆盘铣削式和悬臂截割式等。
因悬 臂截割式掘进机机体灵活、体积较小，可截出各种形状和断面的巷道，并能 实现选择性截割，而且截割效果好，掘进速度较高；所以，现在主要采用悬 臂截割式，并已成为当前掘进机工作机构的一种基本型式。
按截割头的布置方式， 分为纵轴和横轴式两种。
纵轴式截割头传动方便、 结构紧凑，能截出任意形状的断面，易于获得较为平整的断面，有利于采用 内伸缩悬臂，可挖柱窝或水沟。
截割头的形状有圆柱形、圆锥形和圆锥加圆 柱形，由于后两种截割头利于钻进，并使截割表面较平整，故使用较多。
缺 点是由于纵轴式截割头在横向摆动截割时的反作用力不通过机器中心，与悬 臂形成的力矩使掘进机产生较大的振动，故稳定性较差。
因此，在煤巷掘进 时，需加大机身重量或装设辅助支撑装置。
横轴式截割头分滚筒形、圆盘形、抛物线形和半球形几种。
这种掘进机截齿的截割方向比较合理，破落煤岩较省力，排屑较方便。
由于截深较小， 截割与装载情况较好。
纵向截割时，稳定性较好。
缺点是传动装置较复杂， 在切入工作面时需左右摆动，不如纵轴式工作机构使用方便；因为截割头较 长对掘进断面形状有限制，难以获得较平整的侧壁。
这种掘进机多使用抛物 线或半球形截割头。
由于工作机构的载荷变化范围大、驱动功率大、过坚硬岩石时短期过载 运转、有冲击载荷、振动较大，要求其传动装置体积小，最好能调速。
考虑 掘进机工作时，截割头不仅要具有一定的转矩和转速以截割煤岩，而且要能 上下左右摆动，以掘出整个断面，掘进机工作机构一般都采用单机驱动。
虽 然液压传动具有体积小、调速方便等优点，但由于对冲击载荷很敏感，元件 不能承受较大的短时过载，一般选择过载能力较大的电动机驱动。
2 装载机构的型式选择半煤岩掘进机的装载机构有4种:(1)单双环形刮板链式。
单环形是利用一组环形刮板链直接将煤岩装到 机体后面的转载机上。
双环形是由两排并列、转向相反的刮板链组成。
若刮 板链能左右张开或收拢，就能调节装载宽度，但结构复杂。
环形刮板链式装 载机构制造筒单，但由于单向装载，在装载边易形成煤岩堆积，从而会造成 卡链和断链。
同时，由于刮板链易磨损，功率消耗大，使用效果较差。
(2) 螺旋式。
是横轴式掘进机上使用的一种装载机构，它利用左右两个截割头上旋向相反的螺旋叶片将煤岩向中间推入输送机构。
由于头体形状的 缺点，这种机构目前使用很少。
(3)耙爪式。
是利用一对交替动作的耙爪来不断地耙取物料并装入转载运 输机构。
这种方式结构简单、工作可靠、外形尺寸小、装载效果好，目前应 用很普遍。
但这种装载机构宽度受限制，为扩大装载宽度，可使铲板连同整 个耙爪机构一起水平摆动，或设计成双耙爪机构，以扩大装载范围。
(4)星轮式。
该种机构比耙爪式简单、强度高、工作可靠，但装大块物料 的能力较差。
通常，应选择耙爪式装载机构，但考虑装载宽度问题，可选择双耙爪机 构，也可设计成耙爪与星轮可互换的装载机构。
装载机构可以采用电动机驱动，也可用液压马达驱动。
但考虑工作环境 潮湿、有泥水，选用液压马达驱动为好。
3 输送机构的型式选择半煤岩掘进机多采用刮板链式输送机构。
输送机构可采用联合驱动方 式，即将电动机或液压马达和减速器布置在刮板输送机靠近机身一侧，在驱 动装载机构同时，间接地以输送机构机尾为主动轴带动刮板输送机构工作。
这样传动系统中元件少、 机构比较简单， 但装载与输送机构二者运动相牵连， 相互影响大。
由于该位置空间较小布置较困难。
输送机构采用独立的驱动方式，即将电动机或液压马达布置在远离机器的一端，通过减速装置驱动输送机构。
这种驱动方式的传动系统布置简单， 和装载机构的运动互不影响。
但由于传动装置和动力元件较多，故障点有所 增加。
目前，这两种输送机构均有采用，设计时应酌情确定。
一般常采用与装 载机构相同的驱动方式。
4 转载机构的型式选择该掘进机的转载机构有两种布置方式：①作为机器的一部分；②为机器 的配套设备。
目前，多采用胶带输送机。
胶带转载机构传动方式有3种：①用液压马达直接或通过减速器驱动机 尾主动卷筒；②由电动卷筒驱动主动卷筒；③利用电动机通过减速器驱动主 动卷筒。
为使卸载端作上下、左右摆动，一般将转载机构机尾安装在掘进机尾部 的回转台托架上， 可用人力或液压缸使其绕回转台中心摆动， 达到摆角要求； 同时，通过升降液压缸使其绕机尾铰接中心作升降动作，以达到卸载的调高 范围。
转载机构应采用单机驱动，可选用电动机或液压马达。
5 行走机构的型式选择该种掘进机的行走机构有迈步式、导轨式和履带式几种。
(1) 迈步式。
该种行走机构是利用液压迈步装置来工作的。
采用框架结构，使人员能自由进出工作面，并可越过装载机构到达机器的后面。
使用支撑装 置可起到掩护顶板、临时支护的作用。
但由于向前推进时，支架反复交替地 作用于顶板，掘进机对顶板的稳定性要求较高，局限性较大，所以这种行走 机构主要用于岩巷掘进机，在煤巷、半煤岩巷中也有应用。
(2) 导轨式。
将掘进机用导轨吊在巷道顶板上，躲开底板，达到冲击破碎岩 石的目的。
这就要求导轨具有较高的强度。
这种行走机构主要用于冲击式掘 进机。
(3) 履带式。
适用于底板不平或松软的条件，不需修路铺轨。
具有牵引能力 大，机动性能好、工作可靠、调动灵活和对底板适应性好等优点。
但其结构 复杂、零部件磨损较严重。
目前，半煤岩掘进机通常采用履带式行走机构。
由于其工作环境差，用电动机驱动易受潮烧毁，最好选用液压马达驱动。
6 除尘装置的型式选择掘进机的除尘方式有喷雾式和抽出式两种。
(1) 喷雾式。
用喷嘴把具有一定压力的水高度扩散、雾化，使粉尘附在 雾状水珠表面沉降下来，达到灭尘效果。
这种除尘方式有以下两种：①外喷 雾降尘。
是在工作机构的悬臂上装设喷嘴，向截割头喷射压力水，将截割头 包围。
这种方式结构简单、工作可靠、使用寿命长。
由于喷嘴距粉尘源较远， 粉尘容易扩散，除尘效果较差；②内喷雾降尘。
喷嘴在截割头上按螺旋线布置，压力水对着截齿喷射。
由于喷嘴距截齿近，除尘效果好，耗水量少，冲 淡瓦斯、冷却截齿和扑灭火花的效果也较好。
但喷嘴容易堵塞和损坏，供水 管路复杂，活动联接处密封较困难。
为提高除尘效果，一般采用内外喷雾相 结合的办法，并且和截割电机、液压系统的冷却要求结合起来考虑，将冷却 水由喷嘴喷出降尘。
(2)抽出式。
常用的吸尘装置是集尘器。
设计掘进机时，应根据掘进机的 技术条件来选集尘器。
为提高除尘效果，可采用两级净化除尘。
由于集尘器 跟随掘进机移动，风机的噪音很大，应安装消音装置。
抽出式除尘装置灭尘 效果好，但因设备增多，使工作面空间减小。
近年来，除尘设备有向抽出式 和喷雾式联合并用方向发展的趋势。
7 高压水细射流辅助切割技术对于全煤巷或很软的岩巷，利用掘进机掘进，效率高、成本低。
但对于 岩巷掘进和隧道掘进，一般其岩体f≥8(抗压强度在80～100MPa以上)，掘 进机效率明显降低，截齿消耗量大增，导致生产成本显著提高。
这时，应考 虑采用高压水细射流辅助切割技术。
该技术为利用20MPa以上、流量为4L/min左右的压力水，自孔径为 0.4～1.0mm的喷嘴射出，对截齿的机械破碎起辅助作用。
掘进机截割头上喷出的压力水按压力高低分级，见附表所示。
附表 辅助切割压力水分级 MPa项目 低压 中压 中高压 高压 超高压水压＜0.50.5～2020～140140～400 ＞400三、本掘进机主要特点：3.1 机身矮，结构紧凑，可靠性高，适用于中等断面巷道掘进；3.2 采用小直径截割头，单刀力大，截齿布置合理，破岩过断层能力强、 切割震动小、工作稳定性好；3.3 星轮装载机构采用液压马达直接驱动，取消了减速器，提高了装载 机构的可靠性；3.4 采用无支重轮履带行走机构，性能可靠，维护量小；3.5 采用“三高”硬质合金和新工艺生产的截齿，截齿强度高，耐磨，损 耗小；3.6 液压系统采用自动加油系统全封闭油箱，确保了油液清洁度，增加 了液压系统的可靠性；3.7 设有独立的锚杆钻机及加油泵站，为两台锚杆钻机提供动力，方便 油箱加油，避免了加油时的污染；3.8 电器系统采用了可编程控制器(PLC)作为主控制器，保护功能强，具 有工况检测和故障诊断功能。
3.9设置了独立的液压锚杆钻机动力源，可以同时驱动两台锚杆钻机， 省去了锚杆钻机自身配置的动力源。
设计任务及相关参数履带式半煤岩掘进机设计主要参考参数和要求：机身长：9~9.5m 宽：2~2.5m高：1.5~1.55m 卧底深度：250mm装机功率：190KW 截割功率：120KW经济截割煤岩硬度：≤60MPa可掘巷道断面：18~20m 2最大可掘高度：3.75~4m最大可掘宽度：5m龙门高度：350~400mm 刮板速度：0.9~1.0m/s运输形式：边双链 履带宽度：2×250mm行走速度：3m/min（工作） 6m/min（调动）额定电压：1140/660v1、查阅有关资料、完成履带式半煤岩掘进机总体方案的设计；2、完成截割部及总体结构设计；3、截割部减速器两级2KH传动机构设计；4、主要部件、组件、零件图设计；5、编写完成整机设计计算说明书。
