1、太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书i摘 要EBZ100E 型掘进机截割部由截割头、伸缩部、减速器、截割电机组成。其中截割电机功率为 100KW，截割头转速为 46r/min。我本次设计内容包括掘进机总体结构设计、截割部的结构设计和截割部部分零件的设计计算。其中对截割部的减速器进行详细的设计计算，我所设计的减速器是两级行星齿轮减速器，它把电机的高转速减为低转速输出。我对掘进机截割部的截割头和伸缩部进行了结构设计，此掘进机采用了纵轴内伸缩式伸缩机构，并对伸缩机构的辅助装置做了简要说明，对掘进机的使用、维护、故障处理、安全保护做了详细的说明。关键词：掘进机，两级行星齿轮减速器，内伸缩式，截割部全套
2、图纸加 153893706太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书iiAbstractBy cutting head EBZ100E type machine cutting part, scale, speed reducer, cutting motor.The cutting motor power of 100 kw, cutting head speed for 46 r/min.I this design content including machine overall structure design and structure design, cutting part desig
3、n and calculation of cutting part of parts.Some of cutting reducer in detailed design and calculation, I the design of the reducer is a two-stage planetary gear reducer, it high speed to low speed of the motor output.My head to the cutting machine cutting part and expansion for the structure design,
4、 this machine adopts the telescopic extension agencies in the vertical axis, and auxiliary device made a brief description of telescopic mechanism, the use of boring machine, maintenance, fault handling, safety protection made detailed instructions.Key words: machine, two-stage planetary gear reduce
5、r, telescopic, cutting department太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书iii前 言毕业设计是高校教学中最后一个环节，是对学生在毕业之前进行的一次综合设计能力的训练，是为社会培养合格的工程技术人员，是最后而又及其重要的一个教学环节。通过毕业设计可以进一步培养和锻炼我们分析问题的能力和解决问题的能力，这对我们今后走向工作岗位有很大的帮助。随着社会主义建设与改革开放的深入，与在当前市场经济条件下激烈的竞争，加之经济危机带来的严重压力，一切企业都必须进行深刻改革和自主创新，这就更对我们工程技术人员提出了严峻的要求。我们不仅要有专业技术方面的能力，更要有经济头脑。我们设计
6、与提供的产品将是更为轻巧、灵便、美观、经济的新一代产品。所以我们要在设计中大胆创新，提出新见解，新方案，紧密联系所学知识，向最优化靠近。作为一名未来的工程技术人员，应当从现在开始做起，学好知识，并不断的丰富自己的专业知识、提高自己的实际操作能力。2014 年 6 月 8 日太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书iv目 录摘 要 .iAbstract.ii前 言 iii目 录 .iv第一章 概 述 .1第一节 掘进机的发展现状与前景展望 1一、国内外掘进机的发展现状 .1二、掘进机发展前景展望 .3三、我国掘进机发展中所要解决的主要问题 3四、半煤岩掘进机介绍 4第二章 EBZ100E 掘进机整体
7、设计 .9第一节 概述 9一、EBZ100E 掘进机主要用途及使用范围 9二、EBZ100E 掘进机的设计特点 10三、EBZ100E 掘进机主要技术参数 10第二节 EBZ100E 掘进机主要结构及工作原理 11一、结构特点 .11二、工作原理 .15第三节 液压系统 .16一、液压系统的组成和主要液压元件 .16二、掘进机液压系统的基本原理 17第三章 截割部总体结构设计 20第一节 截割头的结构设计 20第二节 电动机的选型 .21第三节 截割部减速器传动机构设计 21一、传动类型的设计 21二、传动方案的拟定 22三、传动装置总传动比的确定及各级分传动比的分配 .22四、传动系统的运动
8、和动力参数 23五、高速级部分 .24六、低速级部分 .28太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书v第四节 轴的设计 .32第五节 轴承的校核 .35第六节 键的校核 .37第七节 截割部伸缩部件设计 .37一、概述 37二、结构及工作原理 39三、花键设计及校核 39第四章 截割部的辅助装置 .41第一节 悬臂伸缩装置 .41第二节 机架和回转台 .41第三节 润滑 43一、润滑 43二、液压系统用油 .44第四节 调高装置 .45第五章 掘进机的操作和使用 47第一节 掘进机的操作 .47一、操作手柄的位置及其功能 .47二、 掘进机的操作程序 48第二节 掘进机的掘进作业 49第三节 掘进
9、机的操作注意事项 .50第四节 掘进机的拆运、安装和调整 51一、机器的拆卸和搬运 51二、掘进机井下组装 52三、机器的井下调试 53四、机器的调整 .54第五节 掘进机的检修及维护保养 .56一、机器的日常维护保养 .56二、机器的定期维护保养 .56三、润滑 57四、电气 57第六节 机器常见故障原因及处理方法 57第七节 安全保护 .59一、安装与检查 .60二、维护、修理与故障排除 .60三、包装及保管 .61结 论 62英文文献 63中文译文 69致 谢 74参考文献 75太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书vi太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书1第一章 概 述第一节 掘进机的发
10、展现状与前景展望一、国内外掘进机的发展现状我们把全断面掘进机和自由断面掘进机统称为巷道掘进机。前者主要用于岩巷的全断面钻削式一次成巷掘进；自由断面掘进机则由于其工作臂可以上下左右移动而能自由改变掘进断面的形状和大小。自由断面掘进机常用于煤巷掘进，既可以用于综合机械化工作面进行全断面巷道掘进，也可应用于打眼放炮工艺进行机械化掘进。19 世纪 70 年代，英国为修建海底隧道，生产制造了第一台掘进机，美国在 20 世纪30 年代开发了悬臂式掘进机，并把此项技术应用于采矿业，此后英、德、日等十几个国家相继投入了大量的人力、物力、财力用于掘进机技术的开发和研制，经过多年的不懈努力，现有 20 多家公司，
11、先后研制了近百种机型。目前，掘进机技术在如下几个方面有长足进步：(1) 适用范围在扩大(2) 掘进断面在增加(3) 适应坡度在提升(4) 截割能力在加强(5) 多功能性在显现(6) 自控技术在提高其中自由断面的悬臂式巷道掘进机从上世纪四十年代产生至今，已有五十多年的发展历史，目前掘进机的截割功率为 10408kw，机重 2160t，平均日掘进进尺 78m ，最大掘进能力达 2030md目前，国内煤矿用机型，中型机以 AM50、SIO0 为代表，其截割功率为 100kw，机重 25t；重型机以 EBH132(截割功率 132kw、机重 36t)、EBJ160(截割功率 160kw、机重 50t)
12、为代表。掘进机的截割头有横轴式和纵轴式两种形式，横轴式截割头一般用于软岩掘进，纵轴式截割头则多用于硬岩掘进。截齿的选择原来虽主要依靠经验，但目前已可以通过试验台测试来准确选择。截齿在掘进过程中破碎煤岩时，其上受到的应力会部分转化为能量，故研制新的刀头合金材料一直是截齿的发展方向。截割速度是影响掘进机掘进能力和截齿寿命的重要参数。纵轴式截割头的截割速度太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书2低于横轴式截割头的截割速度，目前掘进机的截割速度多为 2535m s 。实践证明，低速截割具有截深大、岩屑粗、粉尘生成量少、齿尖温度低、磨损量小、装机功率利用率高等优点；但同时，低速截割也相应降低了掘进机的掘进
13、能力。国外已有公司进行台架试验，以确定截割速度与掘进能力的关系。水力掘进的出现开辟了掘进机掘进技术发展的新天地，它具有诸多其他机械掘进所不及的优点。这项技术正在研发，一旦成熟，市场广阔。追溯我国使用巷道掘进机的历史，是从上世纪 50 年代初使用前苏联生产的 JIK-2M，JIK2-1 型煤巷掘进机开始的，之后又应用并仿制了 J1K-3 型掘进机；60 年代我国开始自行研制巷道掘进机，相继研制出了“反修 I 型” ， “反修型”和“开马”型掘进机，机重大都在 10t 左右，适用于 f4 的断面为 49.6 的煤巷掘进。从 1972 年1985 年间，我国煤炭科研院所与煤机厂和矿务局共同设计开发研
14、制了 EMS-30 以及 EMS-55 等机型。到80 年代中期，我国分别从英国、奥地利、日本、前苏联、美国、德国、匈牙利等国家引进了 16 种、近 200 台掘进设备，对我国煤矿使用掘进机起到了推动作用。 “七五”期间，在煤矿采掘设备“一条龙”项目引进中，又引进了奥地利阿尔卑尼公司的 Anll-50、日本三井三池公司的 s10041 型掘进机制造技术和先进的加工设备，使我国形成了批量生产掘进机的能力，基本上结束了中、小型掘进机依赖进口的局面。 “八五” 、 “九五”期间，我国开始重型掘进机的研制工作， “十五”期间进入快速发展阶段。目前有轻、中、重机型EBZ55、EBZ75、EBZ90 、
15、S100A、AM50、EBZ110、EBZl20 、EBZ132、S150J H 、S200M、EBZ160 等，其中 EBZ160 型是国内研制的重型掘进机，S2OOM 是引进日本，进而国产化的重型机。近几年，随着煤炭工业的发展，国内掘进机呈快速增长。2000 年市场投入总量为 51 台、2001 年 103 台、2002 年 126 台、2003 年 236 台，到 2004 年将超过 400 台。佳木斯煤机公司处于行业领先地位，淮南煤机厂、南京晨光机器厂等均为我国掘进机的研制生产和不断发展作出了贡献。尽管我国掘进机研制工作起步并不晚，“七五”期间也曾取得过较好的成果，可是在发展过程中，现
16、有产品与国际相比尚有很大差距。(1) 从产品生产和使用方面看，国产的 S100 比日本晚 6 年，联合研制的 EBZ160 比英国 LH130 晚 13 年(2) 性能、规格相近的机型与国外相比晚 20 年。(3) 从制造总数上看，截止 2005 年 2 月我国制造的掘进机近 1150 台，仅相当英国、德国、奥地利上世纪 80 年代的生产水平。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书3(4) 从机掘巷道比重看，与前苏联、英国、德国平均相差近 20 年。(5) 从装机综合技术水平看，我国仅相当于国外 20 世纪 80 年代初期水平。为此，我国要提高制造厂及配套厂的设备精度和加工能力、原材料质量、加工
17、技术及管理水平，适时引进先进技术，调整产品结构，加强自主开发能力，尽快缩短我国与先进掘进机生产国家的技术差距，并使我国煤矿掘进机械化装备提高到一个新的水平。二、掘进机发展前景展望从目前国内掘进机发展趋势来看，具有广阔的发展前景，在我国除用于煤矿巷道掘进外，掘进机正进入铁路、城市地铁隧道的掘进以及公路建设等行业。其发展趋势有如下 3 项：(1) 重型掘进机。如 S220、AM75 等机型，随着高产高效矿井建设需要，必然成为矿山的主力机型。另外，随着环保意识的强化，劳动力成本的提高，机械化掘进是一种必然发展趋势，市场前景更为看好。(2) 矮机身中型掘进机。随着我国煤炭采掘业的不断发展，中厚煤层将逐
18、步减少，煤矿巷道必然趋于薄煤层、半煤岩巷道，如山东、贵州等地。因此，有一定的破岩能力，机身矮、功率大的机型会成为今后市场的抢手机型。(3) 辅助功能多的机型。 在掘进机上搭载湿式除尘系统或其它除尘方式。这是改善作业环境，清除肺矽病途径之一。 掘进机具有锚杆支护机等功能，若该项技术成熟，必将受到高度重视和开发研制。 遥控技术、截割轨迹显示与红外线定位系统结合，实现机组远程遥控。 故障自诊断功能更完备，并能实现辅助作业。 连掘机组。实现房柱式采掘。三、我国掘进机发展中所要解决的主要问题虽然我国掘进机的发展取得了一些非常大的成就，但我国掘进机的发展还存在一些主要的问题需要解决。1) 提高掘进机的装机
19、功率，以使掘进机的效率和适应性更大。2) 解决机器的调向和纠偏的控制问题。3) 设计新型结构的交叉轴承，以提高掘进机关键部位的可靠性和使用寿命。4) 传动机构的研制，应采用质量轻、结构紧凑、效率高的行星摆线减速机构，或其太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书4它的新型齿轮传动。5) 采用新的控制系统和保护系统，保证机器工作的准确、灵活、安全和可靠。6) 研制新型结构，要适应井下拆装、运搬、前进、后退灵活的要求，便于操作使用。7) 可适应复杂地质条件，考虑配备液压掩护支撑板，锚杆钻孔和超前钻孔等设备，便于支护，以保证安全作业和防止机组下沉。8) 机组用于井下，应考虑电器防爆和尽量不采用气割，电焊等
20、措施。9) 进一步改进湿式集尘器，以解决除尘、集尘以及刀具的合理冷却等问题。10) 研究新的转载出碴和后配套运输设备，保证高速掘进的排碴输送。总之，为了提高岩巷掘进的机械化水平，必须努力在破岩理论和截割阻力计算方面，以及采用滚压式，冲击式的工作原理方面，进行深入的研究和探索，加强实验和测试工作；努力搞好液压、电气元件的研制工作，设计制造出适合我国岩巷情况的巷道掘进机。四、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
21、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。（一）工作机构的型式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
22、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，太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书5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，
23、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。（二）装载机构的型式半煤岩掘进机
24、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
25、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。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书6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。 （三）输送机构的型式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式，即将电动机或液压马达和减速器布置在刮
26、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。（四）转载机构的型式该掘进机的转载机构有两种布置方式：作为机器的一部分；为机器的配套设备。目前，多采用胶带输送机。
27、胶带转载机构传动方式有 3 种：用液压马达直接或通过减速器驱动机尾主动卷筒；由电动卷筒驱动主动卷筒；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。（五）行走机构的型式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
28、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。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书7（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
29、液压马达驱动。（六）除尘装置的型式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：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；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
30、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。（七）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 f8（抗压强度在 80100MPa 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
31、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 0.41.0mm 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，见表 1.1 所示。 太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书8表 1.1 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 0.5 0.520 20140 14400 400经验表明,对煤辅助切割作用的最低压力约 40MPa，对岩石的最低水压为 70MPa 左右。在掘进机上安装的高压水细射流系统为：外来水经过控制阀、滤水器进入增压器，压力增高后的高压水进入
32、悬臂端的旋转密封，由截割头上安装的数个喷嘴喷射出去。增压器由液压油驱动，可提供 70MPa 以上的压力水，旋转密封装置装在截割头转轴处，保证截割头处的水压和水量，喷嘴的直径根据水压和流量选取。在掘进机的截割头上，喷嘴安装位置有 3 种：装设在截齿前方。优点是截齿和齿座为通常型，成本低；喷嘴安装位置不受限制，可选用标准喷嘴；更换截齿或喷嘴互不影响，便于维修；不存在岩粒回弹损坏喷嘴问题；但喷嘴因水束流程远，打击岩石的力较小，能耗高、水耗大，破岩效率不佳。安装在截齿上靠近齿尖处。优点是冷水通过齿座和齿身对截齿的冷却效果好，可延长截齿寿命；喷嘴靠近煤岩体，破岩效果好；除尘和扑灭火的效果也很好。缺点是需
33、用专用的截齿和齿座，其结构复杂，制造成本高；喷嘴离煤岩体近，回弹的岩粒会加速喷嘴的损坏。喷嘴装在齿座上。当截齿与煤岩体接触才喷水的方式，齿不工作时不喷射，可节省水；除尘和扑灭火花的效果好。缺点是在截割软煤时不射流；水射流破岩作用滞后于齿尖的切割作用；齿和齿座结构复杂，制造成本高，事故多，维修量大。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书9第二章 EBZ100E掘进机整体设计第一节 概述一、EBZ100E 掘进机主要用途及使用范围EBZ100E 掘进机是国家质量金牌产品，已经连续生产了二十多年，目前已经开发了第三代产品，以软岩到中硬岩的广范围岩层为对象，适用于矿山巷道，以及铁路、公路、上下水道等各种
34、隧道掘进，通过第二运输机可以于梭车、皮带输送机等配套，实现掘进、连续运输作业。该机主要用于煤岩硬度 f6 的煤巷、半煤巷以及软岩的巷道掘进，能够实现连续切割、装载、运输作业。最大定位截割断面可达 21 截割硬度为 60MPa ，纵2m向最大工作坡度 018（一）产品型号含义：EBZ100EE-掘进机B-悬臂式Z-纵轴式100-截割电动机额定功率 KWE-改型序号（二）使用环境条件EBZ100E 掘进机在下列条件可正常工作1 海拔不超过 2000m;太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书102 环境温度为-20+40；3 周围空气相对湿度不大于 90（25） ；4 在有瓦斯、煤层或其他爆炸气体环境
35、矿井中；5 与垂直面得安装斜度不超过 18；6 无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中；7 无长期漏水的地方；8 污染等级：3 级；9 安装类别：3 类；二、EBZ100E 掘进机的设计特点1整机结构紧凑，机身矮、重心低，爬坡能力强；2截割头可伸缩，伸缩行程 510mm；优化的螺旋线式布齿设计(40 个截齿和齿座),保证切割可靠性,圆锥台形的截割头及高耐磨材料的旋叶,提高了截割头尾部耐磨损性；3具有内、外喷雾除尘系统,灭尘效果好；4铲板部采用低速大扭矩液压马达直接驱动弧形三齿星轮方式,第一运输机采用低速大扭矩马达驱动双边刮板链运输方式；溜槽底板呈直线形，采用 20 厚的新型耐磨材料（XAR400）,
36、溜槽及底板使用寿命长；刮板（材质 20Mn2）抗弯能力强；5行走部采用马达加减速机高度集成的驱动方式，德国力士乐进口马达和减速机，整体铸造式履带板,支重部分采用滑动摩擦式结构。履带涨紧为油缸涨紧加卡板锁紧方式；6有提高机器稳定性的后支撑装置，后支承与本体部的联接强度高，二运摆角大；7电气系统保护功能全；截割电机单速、双电压、有温度保护，操作箱可显示截割负荷及运行状态；8操纵台高度、操纵杆位置适中，操作方便；9换向阀内附带有过负荷保护的过载溢流阀；10油箱容量 395 升；冷却器采用新型专利产品-掘进机板翘式冷却器，冷却效果好；11有三通球阀控制的锚杆机接口 2 个（与星轮马达共用一组马达）。三
37、、EBZ100E 掘进机主要技术参数表 2.1 太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书11型 号： EBZ100E机 长： 8.7m机 高： 1.48m机 宽： 2.8m（标配） /2.5（选配）履带外宽： 1.96m机体重： 28t定位截割宽度： 5.3m定位截割高度： 4.63m定位截割面积： 23m2截割头卧底量： 210mm铲板卧底量： 250mm铲板抬升量： 340mm龙门高度： 357mm爬坡能力： 18经济截割硬度： 60MPa接地比压： 0.127MPa装载能力： 204m3/h运输能力： 264m3/h截割电机功率： 100 kW油泵电机功率: 55kW供电电压： AC660/
38、1140V-50Hz截割头形状： 圆锥台形截割轴形式： 纵轴式截割头尺寸： 840700截齿数量： 40 把太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书12截齿参数： 34截割头转速： 46r/min截割头伸缩量： 510mm喷 雾： 内、外喷雾第二节 EBZ100E 掘进机主要结构及工作原理一、结构特点（一）整机总体布局：EBZ100E(S100E)掘进机由截割部、铲板部、第一运输机、本体部、行走部、后支承、液压系统、水系统、润滑系统、电气系统组成。（二）截割部：截割部由截割头、伸缩部、减速机、截割电机组成。如图 2-1：图 2-1 截割部截割头为圆锥台形，最大外径为 840mm，长 700 mm，
39、在其圆周分布 40 把截齿。截割头与主轴用 2 个 M24 的高强度螺栓联接，主轴与截割头间采用渐开线花键联接，使主轴带动截割头旋转。图 2-2 伸缩部太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书13伸缩部在截割头和减速机中间，通过伸缩油缸和伸缩保护筒及内、外筒，使截割头具有 510mm 的伸缩行程。伸缩部的花键套带动主轴旋转；主轴旋转带动截割头旋转进行工作。如图 2-2：减速机采用两级行星齿轮传动，把电机的高转速减为低转速输出。如图2-3：图 2-3 减速器（三）铲板部：铲板部由主铲板、侧铲板、铲板驱动装置、从动轮装置等组成。铲板宽度为 2.8m 和 2.5m 可选，由主铲板、侧铲板组成，在不降低整
40、体强度情况下，减少铲板底部封底，保证铲板不上漂,铲板在油缸作用下可向上抬起 340mm，向下卧底250mm。通过两个液压马达带动弧形三齿星轮，把截割下来的物料装到第一运输机内。铲板驱动装置分别由两个 32 的油泵供油，2 个控制阀各自控制一个液压马达，对弧形三齿星轮进行驱动，并能够获得均衡的流量，确保星轮在平稳一致的条件下工作，提高了工作效率。如图 2-4：图 2-4 铲板部（四）第一运输机：第一运输机位于机体中部，底板直线形，采用新型耐磨材料，双边链刮板式。运输机分前溜槽、后溜槽。用 M20 高强度螺栓联接，运输机前端通过插口与铲板和本体相连，后端通过 M24 高强度螺栓固定在本体上。采用
41、2 个液压马达共同驱动链轮，带动刮板链太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书14组实现物料运输。涨紧装置采用丝杠加弹簧缓冲结构，可调整刮板链的松紧程度。如图2-5：图 2-5 第一运输部（五）本体部：本体部位于机体的中部，其中本体是以厚钢板为主材焊接而成。本体部的右侧装有液压系统的泵站。左侧装有操纵台，前面上部装有截割部，下面装有铲板部和第一运输机。在其左、右侧下部分别装有行走部,后部装有后支承，如图 2-6：图 2-6 本体部（六）行走部：行走部由定量液压马达、减速机、履带链、涨紧轮组、涨紧油缸、履带架等组成。定量液压马达通过减速机及驱动轮带动履带链实现行走。减速机为内嵌液压马达高度集成式结构
42、，整体铸造式履带板，行走减速机用高强度螺栓与履带架联接。履带架采用挂钩及一个竖平键与本体相联，用 12 个 M30 高强度螺栓紧固在本体的两侧。如图 2-7：履带涨紧机构由涨紧轮组和涨紧油缸组成，履带的松紧程度靠涨紧油缸推动涨紧轮组来调节。涨紧油缸为单作用形式，伸出后靠卡板锁定。涨紧油缸、卡板均在履带架外侧安装，方便实用，并配有盖板以保证外形的美观。支重部分为滑动摩擦式结构。如图：太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书15图 2-7 行走部（七）后支承部：后支承部用来减少截割时机体的振动，以防止机体横向滑动。在后支承的两边分别装有升降支承器的油缸，后支承的支架用 M24 的高强度螺栓并采用钩槽式
43、与本体相联，后支承部的后部与第二运输机联接。电控箱、泵站电机、分配齿轮箱都固定在后支承部上。前后支承油缸结构相同，互相并联，以保证掘进机工作地稳定性。在一般的情况下，巷道的两帮不平，需要调整伸缩油缸的伸出量，才能承紧在巷道的两帮上。如图 2-8：图 2-8 后支撑部二、工作原理EBZ100E 型掘进机的结构型式和工作原理：装在悬臂端的滚筒由单独的电动机驱动，用截齿切割破碎。升降油缸可使悬臂上下摆动。滚筒破落的煤岩由星轮机构装走，煤巷掘进机一般有两台装载机。星轮机构向第一台装载机装载，由它装运给第二台转载机，载装进巷道运输机或矿车。第一台装载机称为转运机，通常为刮板运输机，第二台转载机简称转载机
44、，一般为皮带运输机。煤巷掘进机采用履带行走装置。先开动履带行走装置向工作面推进，使滚筒接触面下部边角，然后用后支承油缸撑紧在巷道上，把掘进机固定住，保证掘进机工作稳定性。接着就可以开动滚筒，同时用伸缩油缸把滚筒切入煤壁达 500mm 深。再用回转缸（左右各一个）使滚筒截割到巷道的太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书16另一侧。然后又用升降油缸把滚筒带到一个接近等于滚筒直径的距离。再用水平回转油缸使滚筒切割回巷道的另一侧。照此方法水平摆动和提升滚筒，滚筒就可以切割到整个工作面。在这个过程中，滚筒破落的煤岩，已由铲台上的两个星轮装进第一运输机。这样就把工作面掘进成一个截深后，支护巷道的工作也可以跟
45、着进行。EBZ100E 掘进机的各个部分的机构都用液压马达驱动，唯独滚筒是电机驱动的，目前大多数的煤巷掘进机都采用这种驱动方式。液压传动的主要优点是：控制简单方便，易于实现过载保护，与相同功率的电动机相比体积也比较小。但是实践证明，液压马达对冲击载荷和短时过载的适应能力较差，故不适用于驱动工作机构。EBZ100E 型煤巷掘进机的滚筒是由电动机经两级行星齿轮传动驱动。这两级行星齿轮传动的模数分别 45mm 和 8mm，中心轮、行星轮和内齿圈的齿数分别是：14、35 和85，25、30 和 86，结构完全相同，给制造和维修带来了方便。伸缩油缸固定于导轨的中间位置，在切割头和减速机中间，通过伸缩油缸
46、和伸缩保护筒及内外筒可使切割头具有约 510mm 的行程，伸缩部主轴旋转；主轴旋转带动切割头旋转进行工作。导轨固定于回转架上，被升降油缸推动能向上或向下摆动 25 度 30 分，回转座又用双滚道推力球轴承装在履带行走装置的机架上。可被两个水平摆动油缸向左向右摆动 30 度。减速箱前端与空心的悬臂壳体连成一体，滚筒轴就装在其中，用齿轮联轴器与减速器出轴联接在一起，在悬臂壳体的上部，围绕着滚筒均匀地装着九个喷嘴，滚筒电动机的 冷却水就从这些喷嘴喷出进行灭尘。EBZ100E 型煤巷掘进机各有两个滚筒，用镐型截齿的滚筒适用于截割煤层，用扁截齿的滚筒可以切割岩石。和采煤机的圆柱状滚筒不同，掘进机的滚筒体
47、一般适用于截顶圆锥状，前端用螺纹装有中心钻，可以超前钻孔，为镐型截齿开出自由面，以利截齿割。现代煤巷掘进机大多采用伸缩悬臂式工作机构。它的优点是：对复杂的矿山地质条件适应性较好，对掘进巷道的行装一般没有限制。结构较简单，便于检查和更换截齿，也可以及时支护巷道，但是截割煤岩时，掘进机（尤其是轻型掘进机）振动比较厉害。滚筒和悬臂轴线重合工作机构，可用于控支架的柱窝，在切进工作面时必须左右移动。向上或向下截割时，也必须辅以左右移动，才能使悬臂上下装截齿的端面部接触工作面。而且滚筒较长，对掘进巷道的断面行装有限制。如 TM-1 型掘进机就因滚筒（直径720mm,长 1040mm）的轴线垂直悬垂轴线，只
48、能掘进矩形断面的巷道。煤巷掘进机特殊的工作条件对选用工作机构的电动机有一定的要求。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书171、为了兼顾喷雾灭尘的需要，宜采用水冷电动机。在体积相同的条件下，采用水冷电动机可提高功率四分之一以上。2、功率较大的部分断面巷道掘进机宜采用水冷同轴电动机以充分利用悬臂长度，缩小电动机的横向尺寸，以便结构紧凑。3、煤巷掘进机工作机构减速器采用行星齿轮传动，具有结构紧凑的优点。但是制造和装配要求要比结构紧凑圆锥齿轮传动高得多，且为了变速需要增设变速减速器。滚筒和悬臂轴线在互相垂直的掘进机上，必须采用圆锥齿轮工作，工作机构减速器用具有足够强度或设置摩擦联轴器等过载保护装置。第
49、三节 液压系统一、液压系统的组成和主要液压元件（一）液压系统的组成液压系统是由切割升降油缸、回转油缸、铲板油缸、后支承油缸、履带涨紧油缸、操纵台、泵站以及相互联接的配管所组成。本机除切割头的旋转运动外，其余各部分的动作均采用液压传动。它由一台 55 千瓦的电动机通过齿轮减速驱动两台三联泵同时分别向液压缸回路、行走回路、装载回路、运输机回路等供压力油，从而组成各个开式系统。（二）主要液压元件1.吸油过滤器（过滤精度 2m ）为了保证液压泵机其他的液压元件，避免吸入污染杂质，有效的控制液压系统污染，提高液压系统的清洁度，在液压泵的吸油口安装过滤器。当更换、清洁滤芯或维修系统时，只要旋开滤油的端盖（清洗盖） ，此时自封阀就会自动关闭，隔绝油箱油路，使油箱内油液不会向外流出，这样便更换滤芯及维修系统变得非常方便。另外当滤芯被污染物堵塞时，设在滤芯上部的油路旁通阀就自动开启，以
