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悬臂式掘进机是集截割、装运、行走、操作等功能于一体,主要用于截割任意形状断面的井下岩石、煤或半煤岩巷道。国内的掘进机设计虽然说离国际的技术还有段距离,但是国内的技术水平已能基本满足国内的需求。大中型号的掘进机不断被创新。
国内岩巷施工仍以钻爆法为主,重型悬臂式掘进机用于大断面岩巷的掘进在我国处于试验阶段,但国内煤炭生产逐步朝向高产、、安全方向发展,煤矿技术设备正在向重型化、大型化、强力化、大功率和机电一体化发展,先后引进了德国WAV300、奥地利AHM105、英国MK3型重型悬臂式掘进机。全岩巷重型悬臂式掘进机代表了岩巷掘进技术今后的发展方向。
国产重型掘进机与国外设备的差距除总体性能参数偏低外,在基础研究方面也比较薄弱,适合我国煤矿地质条件的截割、装运及行走部载荷谱没有建立,没有完整的设计理论依据,计算机动态仿真等方面还处于空白;在元部件可靠性、控制技术、在截割方式、除尘系统等核心技术方面有较大差距。
根据不同性质的煤岩,确定佳的切割方式。具体方法参照下列方式:
(1)掘进半煤岩时,应先截割煤,后截割岩石,即先软后硬的程序。
(2)一般情况下,应从工作面下部开始截割,切割底后掏槽。
(3)切割考虑煤岩的层理,截割头应沿煤的层理方向移动,不应横断层理。
(4)切割全煤,应先四面刷帮,再破碎中间部分。
(5)对于硬煤,采取自上而下的截割程序。
(6)对较破碎的顶板,应采取留顶煤或截割断面周围的方法。
从外观上看,挖掘机由工作装置,上部转台,行走机构三部分组成。 根据其构造和用途可以区分为:履带式、轮胎式、步履式、全液压、半液压、全回转、非全回转、通用型、型、铰接式、伸缩臂式等多种类型。
在传统的机械调速柴油机上,喷油泵的循环供油量、喷油提前角等都受到转速影响,使柴油机性能难以进一步提高。在柴油机上应用电喷控制后,可以使泵的循环供油量和喷油提前角不再受转速的影响,从而使挖掘机能够一直工作在佳状态,而且加快了响应速度。开发柴油机电喷控制器是提高挖掘机节能性的一个重要环节。
负荷传感控制从20世纪70年代开始兴起,各工程机械液压件生产厂商纷纷推出了一系列有关产品。这种系统具有良好的节能性和操纵性,即使不熟练的司机也能很快适应。比例流量分配阀的出现进一步推动了负荷传感技术在挖掘机上的应用,使挖掘机操纵性进一步提高,解决了西方国家由于熟练司机的缺乏而带来的问题。因此,负荷传感控制挖掘机在发达国家的需求将会进一步上升。
计算机能够自动监测液压系统和柴油机的运行参数,如压力、柴油机转速等,并能根据这些参数自动控制整个挖掘机动力系统运行在节能状态。其次,能够完成一些半自动操作,如平地、斜坡的修整等,对司机的熟练程度要求降低,但工作质量却能够得到大幅度提高。第三,能够根据监测到的运行参数进行故障诊断,便于挖掘机的维护。这些功能的出现,使挖掘机性能得以大幅度提高。
随着液压挖掘机“智能化”程度的提高,各种传感器、控制器将遍布挖掘机各处,这将导致挖掘机内部充斥各种导线、接头,使控制系统变得复杂、可靠性降低。解决这一问题的方法是采用现场总线,用一条串行线将所有的传感器、控制器和执行器连接起来,在系统具有强大功能的同时,具有简单的结构和高可靠性。