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EBZ200悬臂式掘进机使用说明书三一重型装备有限公司二O一O年三月（V1.3）EBZ200悬臂式掘进机使用说明书目录序言 (1)特别提示 (2)重要安全事项 (3)第一章产品资料 (6)第1节概述 (7)第2节主要结构 (9)第3节技术特性 (15)第二章产品使用操作 (18)第1节安装调整 (19)第2节作业操作 (20)第3节运输贮运 (24)第三章产品技术保养 (31)第1节保养维修 (32)第2节注油 (36)第3节 操作维护保养程序 (42)第4节 截割减速机维护保养规程 (48)第5节 伸缩部轴承维护保养规程 (50)第四章 故障分析与排除 (51)第五章 选配件 (58)序言衷心感谢您选用EBZ200悬臂式掘进机，我们将为您提供优质的产品和星级的售后服务。
我公司吸取国际上掘进机的技术精髓，集长期从事煤炭机械设计和制造的经验而研制的EBZ200悬臂式掘进机，该机适用于煤巷或半煤岩巷以及软岩的巷道掘进，也可在铁路、公路、水力工程等隧道中使用。
本使用说明书向您详细介绍了EBZ200悬臂式掘进机的技术特点、性能参数、工作原理、结构组成、安全操作、保养维修等各方面的内容。
为了使机器长期保持性能、防止故障及事故的发生，必须按照规定进行操作、维护检测、故障诊断和修理作业。
请您在操作前仔细地阅读本说明书。
这将会：——帮助您了解本机器；——避免由于不适当操作而引起的机器故障；——增加机器的可靠性；——延长机器的使用寿命；——减少修理费用和停机时间。
要保证本说明书象工具箱里的工具一样伸手可得，以便能够随时阅读。
只有完全了解说明书的内容，您才能熟练而安全地操作机器。
三一重型装备有限公司特别提示：请您精心维护和正确使用EBZ200悬臂式掘进机，对于违反下列规定而造成的后果，三一重装无义务承担责任：1.使用掘进机前，务必仔细阅读本说明书，并按所述要求进行操作；2.应按本说明书所规定的范围内使用掘进机，不得随意另作它用；3.操作人员必须是经过培训的熟练工人。
基于ANSYS的EBH-360型掘进机回转台的拓扑优化设计作者：关满杰马星楠张凯程佳来源：《科技视界》 2013年第18期关满杰１马星楠２张凯２程佳３（１．中国人民解放军65667部队 77分队，辽宁阜新 123000；２．北方重工集团有限公司煤矿机械分公司，辽宁沈阳 110141；３．北方重工设计研究院，辽宁沈阳 110141）【摘要】本文运用有限元分析软件ANSYS建立EBH-360型掘进机回转台的实体模型，并对极限载荷作用下的回转台进行有限元应力分析，根据计算结果校核了回转台的静强度。
使用ANSYS中的拓扑优化模块对回转台进行拓扑优化，优化结果为体积减少12%，变形量减少45%，从而为后续回转台改进结构、节省材料、降低成本提供有力的参考依据。
【关键词】回转台；有限元应力分析；拓扑优化0 引言回转台是EBH-360型掘进机的重要部件，它连接机架，支撑截割臂，实现截割头的钻进掏槽、扫落煤岩、截割臂的升降、回转等各项运动，并承受来自截割头的复杂多变的冲击载荷[1]。
回转台的合理结构决定掘进机的工作性能及整机的稳定性，其结构强度、刚度不足将造成截割性能的降低和疲劳断裂。
在传统的设计中，回转台的设计主要靠设计经验和经验公式来进行，为了增大回转台的强度，安全系数的选择往往偏大，造成制造材料的浪费，因此很有必要对回转台进行优化设计，为生产厂家降低制造成本、提高利润[2]。
优化设计的方法很多种，如目标优化、拓扑优化等，本文采用拓扑优化的方法对回转台进行优化设计。
１回转台三维模型建立及有限元静力分析本文直接在ANSYS中建立回转台的三维模型，为有利于有限元分析，对其进行合理简化，将不必要的小孔、凸台、沉孔、倒圆角等都去掉。
选择单元类型为Solid45单元，采用自由划分，设置单元尺寸长度为40 mm并对易发生应力集中的部位进行细化，划分网格[3]。
本掘进机回转台为铸造件，材料为铸钢ZG35CrMo，调质处理后其屈服强度σs≥510MPa，选用安全系数n=1.5，计算可得许用安全应力[σ]：[σ]=σs/n=510/1.5=340 MPa（1）只有保证回转台在极限工况下的最大应力值均小于安全应力，才能进行安全。
序言《EBZ132型悬臂式掘进机使用维护说明书》详细介绍了EBZ13型悬臂式掘进机的结构特点、工作原理、性能参数、安全操作规程及维修保养等方面的内容。
为使本机长期高效地为您服务，也使您对本机的使用过程更加顺利，请按规定要求进行各项操作，并及时做到维修保养及排除故障隐患。
请在操作EBZ132掘进机前仔细阅读本说明书，做到熟悉本机结构及本机的正确操作方法，更好地使用本机。
本说明书所述技术参数、图样、图表等是编写当时的资料，如有变更不再另行通知，可直接向本单位咨询。
本说明书为您提供了全面的客户联系方式，我们向您提供优质产品的同时，也向您提供了一流的售后服务。
衷心感谢您选用我单位生产的EBZ132型悬臂式掘进机！安全提示危险提示操作、保养和修理机器时所发生的多数事故，都是由于不遵守基本安全规则或预防措施而引起的，若能认识到各种潜在的危险情况，事故往往是可以避免的。
对各种潜在的危险，除必须对工作人员提出警告外，还必须对工作人员进行训练，使其掌握必要的技能和正确使用机器的方法。
不正确的操作、润滑、保养和处理机器是危险的，并可能造成人身伤亡事故。
安全注意事项●在安装、调试和使用本机之前请详细阅读本使用维护说明书。
●安装、调试和使用本机时必需在熟练工人和专业人员指导下进行。
●非掘进机操作者，不得操作机器。
●在掘进机安装、使用、停放过程中，液压统系及各润滑部位溢出渗出的矿物油应及时清理干净。
△!警告！●电控装置严禁带电开盖，并安全接地。
●不具有喷雾能力时，掘进机不得进行作业。
●液压系统压力不超过系统额定压力，渗漏元件应及时更换。
●当油温超过70℃以上时，应停止掘进机工作，对液压系统及冷却水系统进行检查，待油温降低以后再开机工作。
●甲烷传感器及温度传感器本安元件，更换时必须使用原厂原型号产品，不得随意更换。
●属于安全标志控制管理的本机配套产品，必须取得安全标志。
1、概述1.1产品特点本机在设计上有以下特点：截割头可以伸缩达到500mm；有提高机器稳定性的支撑装置；第一运输机和铲板部均采用低速大扭矩液压马达直接驱动，减少了故障环节；行走部采用液压马达驱动；履带采用油脂缸加卡板装置张紧；刮板链的张紧采用弹簧与油脂缸组合的张紧装置；截割电机为双速水冷电机，有热敏保护；为方便维修，在履带架侧面开小窗口，张紧油缸可从侧面取出。
EBH—360型掘进机回转台的优化设计及模态分析【摘要】本文基于回转台实际工作时的受力情况及相关文献为依据，对回转台进行优化设计，利用有限元分析软件ANSYS进行有限元应力分析和动力学模态分析，证明其结构合理性，从而为生产厂家降低制造成本，提高利润提供理论依据。
【关键词】回转台；有限元应力分析；模态分析1.引言回转台是EBH-360型掘进机的重要部件，它的合理结构决定掘进机的工作性能及整机的稳定性，其结构强度、刚度不足将造成截割性能的降低和疲劳断裂。
在传统的设计中，回转台的设计主要靠设计经验和经验公式来进行，为了增大回转台的强度，安全系数的选择往往偏大。
因而回转台的优化设计将成为必然，它能够为生产厂家降低制造成本、为今后掘进机回转台的生产创造更多的利润[1]。
2.回转台结构的优化本文根据回转台实际工作时的受力情况及相关文献可知应力最大位置在回转台与截割臂相连的销轴孔后侧，变形最大位置在和升降液压缸连接的两侧角耳耳环处，但对于不同工况，最大位移会出现在不同侧的耳环处，从而对回转台的结构进行了如下优化：1）在满足铸造的条件下，增大回转台与截割臂相连的销轴孔后侧根部的倒圆角，以及回转台与升降油缸、回转油缸相连的销轴孔后侧的倒圆角，以减少局部极限应力；2）其次将回转台上平面的半径尺寸由715改为700，以减少整体的重量305千克。
3.回转台的有限元应力分析本文根据优化后的结构直接在ANSYS中建立回转台的三维模型，为有利于有限元分析，对其进行合理简化，将不必要的小孔、凸台、沉孔、倒圆角等都去掉。
选用Solid45单元，采用自适应网格划分，设置单元尺寸长度为40 mm，划分完网格。
本文根据回转台工作的实际情况确定两个极限位置：（1）截割臂处于水平位置，向右摆动；（2）右侧截割头受力，截割臂处于垂直力最大位置；最终分析所得的结果如图1、图2，由图1可知，回转台的最大应力为147MPa，位于回转台和升降液压缸连接的耳环处，图2可知，回转台的最大的应力为111MPa，位于回转台和升降液压缸连接的角耳下侧（标MX位置），和液压缸连接的耳环处应力也比较大，但都远小于材料本身的安全许用应力。
酮究与分析 ・机械研究与应用・
ＥＢＺ２２０掘进机回转台的有限元分析 张佃龙 ，刘传军。，孔锐 （１．充矿集团机电设备制造厂，山东邹城２７３５００；２．充州煤业股份有限公司综机管理中心，山东邹城２７３５００）
摘要：利用三维软件Ｐｒｏ／Ｅ对ＥＢＺ２２０掘进机回转台进行实体建模，利用有限元方法对该设计结构进行受力分析， 得到详细准确的应力分布，找出危险截面，从而为回转台的优化设计提供理论依据。 关键词：回转台；有限元；受力分析 中图分类号：ＴＩＭ２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４４１４（２０１１）０３—００５０—０２ ＦＥＭ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｒｏａｄｈｅａｄｅｒ ＥＢＺ２２０ ｔｕｒｎｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｚｈａｎｇ Ｄｉａｎ－ｌｏｎｇ ，“ｕ Ｃｈｕａｎ－ｊｕｎ ，Ｋｏｎｇ Ｒｕｉ （１．Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｌａｎｔ ｏｆＹａｎｋｕａｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｚｏｕｃｈｅｎｇ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２７３５００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｍｉｎｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｍａｎｈｕｎｔ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｙａｎｚｌｗｕ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｚｏｕｃｈｅｎｇ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２７３５００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔｓ：Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｔｕｒｎｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｎ ｔｈｅ ｍａｄｈｅａｄｅｒ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ３Ｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｐｒｏ／Ｅ．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｆｏｒ ｓｔｒｅ￣ｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂｙ ＡＮＳＹＳ．Ｄｅｔａｉｌｅｄ ｓｔｒｅｓｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｄａｎｇｅｍｕｓ ＳｅＣｔｉＯｌ￣ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ Ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆｔｈｅ ｔｕｒｎｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｏｆｔｈｅ ｒｏａｄ－ ｈｅａｄｅｒ ＥＢＺ２２Ｏ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｕｒｎｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ；ＦＥＭ；ｆｏｒｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ
１ 引 言 回转台是悬臂式掘进机主要组成部件之一，它联 接本体架和支撑截割臂，实现截割臂的升降和回转运 动，并承受来自切割头复杂交变的冲击载荷…。因 此对回转台的强度进行校核是一项十分重要的工作。 Ｐｒｏ／Ｅ是由美国ＰＴＣ公司开发的一款主流计算 机三维辅助设计软件，具有众多强大功能 。ＡＮＳＹＳ 作为有限元领域的大型通用程序，在工业领域和研究 方向都有广泛深入的应用 】。主要应用了结构静力 学分析功能，得到应力分布和变形分布等数据。 ２有限元模型 ２．１模型的建立 回转台结构主要有三组连接孔，分别与截割部、 截割升降油缸和回转油缸连接。其上有圆周分布的 孔用于连接回转支承，并通过回转支承固定在本体架 上。回转台设计的基本要求为承载能力大、惯性小、 能量损耗少；运转平稳、具有足够的强度和刚度；结构 紧凑、回转角度小、重心降低；水平回转时，进给力变 化小…。应用Ｐｒｏ／Ｅ Ｗｉｌｄｆｉｒｅ ５．０对回转台进 行建模，由于回转台的结 构较为复杂，综合运用了 Ｐｍ／Ｅ的拉伸、旋转、孔、 阵列和镜像等命令，三维 模型结构如图１所示。 图１回转台结构图 ２．２材料属性设定 回转台的材料为ＺＧ２７０—５００，其弹性模量为２．０ Ｘ１０ ＭＰａ，泊松比为０．３，密度为７．８５Ｘ１０ ｋｇ／ｍ ，材 料的屈服极限为２７０ＭＰａ。 ３ 回转台工况与受载分析 ３．１工况分析 掘进机截割过程中主要有：①掏槽切割：截割臂 受到截割扭矩和轴向力的作用，受力情况较简单，切 割的进给力来自行走驱动力，掏槽的最大深度为切割 头长度；②工作面切割：可先切割软岩，有了自由面后 再切割硬岩，截割头所受水平方向的力对回转台产生 一定弯矩，受力情况更恶劣。笔者选取在截割部处于 水平位置时，进行摆动截割的工况为研究对象。 ３．２载荷确定 根据掘进机在现场的实际使用情况，对回转台的 受力情况进行分析可知：在截割头中心处施加截割进 给力，反作用于回转台与截割部连接的孔上，即岩壁 的反作用力Ｆ ；两个截割升降油缸的推力 作用于 回转台的连接孔上；回转油缸在回转台一侧连接孔上 提供了推力Ｆ ，在另一侧连接孔上提供了拉力Ｆ。； 截割部的重力和截割力作用在回转台上形成一个倾 翻力矩 ；由回转台周圈的孔与回转支承连接在一 块，并通过回转支撑固定到本体架上 Ｊ。 掘进机的相关参数：截割电机功率Ｐ＝２２０ｋＷ； 截割头转速 ＝４８ｒ／ｍｉｎ；截齿平均回转直径Ｄ＝１ｍ；
收稿日期：２０１１—０３—２８ 作者简介：张佃龙，（１９７７一），男，山东邹城人，工程师，主要从事采掘机械的设计工作。
・５０・ ・机械研究与应用・ 液压系统的压力Ｐ：１８ＭＰａ；单个行走部的驱动力Ｆ． ＝１９７．６５ｋＮ；截割升降油缸活塞直径Ｄ ＝１８０ｍｍ；回 转油缸活塞直径Ｄ ＝１６０ｍｍ；回转油缸活塞杆直径 ｄ２＝１００ｍｍ；截割部的质量ｒｎ＝１３１６６．９５ｋｇ；截割部长 Ｌ１＝５．０５ｍ；回转台中心到回转部分重心的距离￡２＝２． ９４ｍ；回转台底面到切割头中心的距离厶＝Ｏ．１１５ｍ。 经过计算，得 ＝３９５．３ｋＮ，ＦＢ＝４３５ｋＮ，Ｆｃ＝ ３４３．６ｋＮ，ＦＤ＝４８．４５ｋＮ，Ｍ＝８．１７￣１０ Ｎ・ｍ。 ４ 应用ＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ １１．０进行分析 有限元方法的基本思想是将问题的求解域划分 为一系列的单元，单元之间仅靠节点连接。单元内部 点的待求值可由单元节点值通过选定的函数关系插 值求得。由于单元形状简单，易于由平衡关系或能量 关系建立节点值之间的方程式，然后将各个单元方程 组合在一起形成总体代数方程组，考虑边界条件后即 可对方程组进行求解 Ｊ。基于这种思想，有限元法 的应用已由弹性力学平面问题扩展到空间问题、板壳 问题，由静力平衡问题扩展到稳定性问题、动力学问 题和波动问题，分析的对象从弹性材料扩展到塑性、 黏弹性、黏塑性和复合材料等，从固体力学扩展到流 体力学、传热学及电磁学等领域。 ＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ １ １．０是新一代ＣＡＥ分析环 境和应用平台，它提供了统一的开发和管理ＣＡＥ信 息的工作环境，提供了高级功能的易用性，界面经过 优化简洁易用，能直接读人所有常用的ＣＡＤ格式 ｊ， 也能方便的切换到经典的ＡＮＳＹＳ环境。 笔者直接把Ｐｒｏ／Ｅ ５．０建立的三维实体模型读 人ＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ １ １．０中进行处理。 ４．１参数设置 选择实体模型，在ｍａｔｅｔｉａｌ选项中设置为ｓｔｒｕｃ— ｔｕｒｅ ｓｔｅｅｌ。 ４．２网格划分 网格划分即为整体结构离散化，是数值分析的前 提。网格的疏密是由结构变化梯度决定的，也是为了 较好的反映容易产生应力集中部位数据变化规律而 设置的。其数量的多少也直接影响到计算规模的大 小和计算结果的精度。 软件ＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ １１．０可以自动生成网 格，且对大多数模型默认的网格划分是合适的，如图 ２所示。单元总数为３２７０４个，节点总数６０２４８个。 ４．３加载及约束 查阅一些资料，孔轴接合处载荷的轴线方向按二 次抛物线分布，由于各孔直径较大，笔者认为载荷均 沿孔的圆周方向在１８０。范围内按余弦分布。施加载 荷及约束后，如图３所示。 ４．４查看分析结果
研究与分析 应用ＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ １１．０的结构静力学分 析，得到应力云图和最大变形量分别如图４、５所示。
图２回转台网格划分 图３加载与约束 图４应力云图 图５最大变形量 由图４、５的计算结果可知，最大应力为１５６． ７９ＭＰａ，位于与截割臂相连接的耳座下的圆角处，最 大应力没有超过材料的屈服强度。最大变形量为 １．４３ｍｍ，位于截割升降油缸的铰接耳的底部。由于 铸件很难达到理想的状态，所以应尽可能降低部件的 最大应力值，从而获得更高的安全系数。 ４．５优化方案 根据以上得出的数据，可以制定出相对合理的优 化方案，加大最大应力处的圆角，并参照截割臂铰接 耳的尺寸，避免产生干涉。 ５ 结语 笔者利用三维软件Ｐｒｏ／Ｅ对回转台进行了实体 建模，并导人ＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ ｌ１．０中，利用有限元 方法对该设计结构进行受力分析，经过前处理、划分 网格、加载和约束和后处理等步骤。 通过对回转台的分析，模拟了掘进机实际使用情 形下载荷与约束的分布情况，得到较为准确的后处理 数据，即图４应力分布和图５最大变形量，找出了回 转台在掘进机工作时的危险截面，为制定优化方案提 供了可靠的依据。 近年来，随着各种功能更为强大的三维设计软件 和ＣＡＥ软件的广泛应用，使设计人员的设计手段更 丰富，新产品的开发周期缩短，大大提高了生产效率。 参考文献： ［１］黄日恒．悬臂式掘进机［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，１９９６． ［２］博创设计坊．Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ Ｗｉｌｄｆｉｒｅ４．０基础培训教程［Ｍ］．北 京：清华大学出版社，２００８． ［３］秦宇．ＡＮＳＹＳ１１．０基础与实例教程［Ｍ］．北京：化学工业出版 社。２００９． ［４１ 高春花．基于有限元法的ＥＢＺ３００掘进机回转台模态特性分析 ［Ｊ］．煤炭机械，２００９，３０（６）：７２－７３．
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