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影响铣挖机掘进的各项因素

铣挖机整机被称为铣挖掘进机是山重重工根据客户需求自主研发的一款新型巷道掘进装备,铣挖机和扒渣机的结合产品,适合各种引水隧道、市政隧道、地铁、顶管、煤矿等各种矿山规格巷道使用,主要应用于硬度低于F5五类危岩的掘进,那么铣挖掘进机性能的好坏是决定快速掘进的关键,已有成果的基础上,对影响掘进机性能的主要因素进行了综合分析.

一、从铣挖机的设计、加工和制造上分析

1、整机操作的稳定性.铣挖掘进机的操作稳定性对其工作效率、工作安全性具有很大的影响.同横轴型铣挖掘进机比较而言,纵轴型铣挖掘进机也就是横向铣挖机要实现相同的稳定性,重量需要增加约20%.在铣挖机作业时,可能发生侧翻、后翻、沿垂直轴线旋转、履带打滑等失稳现象.增加机身重量可以改善掘进机作业的稳定性,但是这样做一方面会增加成本,另一方面使掘进机在潮湿低洼的环境下,容易出现下陷.据统计,在工作过程中,因机器在空间位置上不够稳定造成的停机达26%,因电机崩溃造成的停机占20%.铣挖掘进机的整机稳定性直接影响-执行机构的正常运转,因此增强掘进机的整机稳定性,对于提高掘进机的机械性能,增强其工作效益,减少故障都具有重要意义.

2、扒渣装载机构动作协调性.扒渣机输送料槽构是铣挖掘进机的主要工作机构之一,其作用是将截割机构破落下的煤岩收集、耙装至中间输送机.装载能力的大小取决于扒渣机构参数的选择,它直接决定了整机的生产能力.因此不断改进和完善铣挖掘进机扒装机构,是提高铣挖掘进机整机性能的前提.

3、截割头、铣挖齿的综合因素.截齿(铣挖齿)是铣挖机的关键部件,其材料、制造工艺对铣挖掘进机的性能会产生较大的影响.随着铣挖掘进机应用范围的扩展,对截齿硬度、疲劳强度的要求有增大趋势.目前,国产铣挖机截齿体材多为硬质合金,如30crmnsia,其缺点是脆性大.由于铣挖掘进机作业岩层地质条件的复杂性,要求截齿具有较高硬度、良好的耐冲击性、抗磨性,从而保障铣挖掘进机在截割富含石英的岩石时具有稳定的工作能力.不仅截齿的材质十分重要,而且截齿的形状、铣挖头的排列方式,对于铣挖掘进机的性能影响也不容忽视.由于镐形截齿具有良好的自锐性、耐冲击性而得到广泛应用.铣挖截割头的排列方式直接影响着整机的平稳性和工作效率.

4、铣挖掘进机的功率.我国目前使用铣挖掘进机的功率普遍较小,不利于截割更坚硬的岩石和提高作业效率,因此,我国需要加强大功率铣挖掘进机的开发.为了较好地发挥掘进机的性能,必须留有一定的储备功率.从目前铣挖掘进机的发展趋势来看,大功率的铣挖掘进机,必然成为矿山的主力机型.

二、从环境因素分析

1、岩层倾角.对于某铣挖机,当不存在岩层倾角时,切削速度为8m3/h,存在岩层倾角时,切削速度为10m3/h.

2、隧道倾角.带有一定倾角的隧道,能够较好地利用媒炭自身的重力作用,被截割后易于装载.同时可以避免煤炭在截割头和工作面上循环滞留,从而增强了铣挖掘进机的工作效率和可靠性.

3、岩体强度.岩体强度的大小对铣挖掘进机的工作效率有明显的影响.岩体强度较大,截割单位体积的岩石所需要的能量就会增加,铣挖掘进机的工作效率也会降低.文献报道,当岩体强度为21mpa时,截割单位体积的岩石所需要的能量为/m3,铣挖掘进机的工作率为25m3/h.当岩石强度为45mpa时,截割单位体积的岩石所需要的能量为/m3,铣挖掘进机的工作率为10m3/h.

4、岩层注水.湿岩层与干岩层对铣挖掘进机工作性能有较大的影响.通过对比分析,每分钟注入11升水的岩层与干岩层相比,在岩体强度都相等的情况下,前者铣挖掘进机的工作效率为30m3/h,后者为15m3/h.由此可见岩层水分对铣挖掘进机的效率确实具有较大的影响作用.但其机理研究还处于空白阶段.除以上因素外,影响铣挖掘进机性能的地质环境因素还有很多,作用机理相当复杂,还有待进一步研究.

综合以上分析的方法,影响铣挖机性能的因素,即铣挖掘进机的内部因素和作业环境的外部因素.内部因素包括:整机操作的稳定性,扒渣机输送机构动作的协调性,截割头截齿的综合因素,铣挖机的功率控制系统,液压系统,供水系统,行走系统等;外部因素包括:岩层倾角,隧道倾角,岩体强度岩层水分等因素.针对影响铣挖掘进机性能的综合分析,对于铣挖掘进机的设计、使用都有一定的指导意义.

山重重工铣挖掘进机是山重重工自主研发而成与市面掘进机有一定出入,山重重工铣挖掘进机是轻型铣挖掘进机,是个岩层硬度低的隧道掘进,各项手续齐全适合各种矿山井下使用.