大断面巷道掘进切割机构的开发.pdf

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1、2010年第4期煤矿机电·53·大断面巷道掘进切割机构的开发木郭强(天地科技股份有限公司上海分公司，上海200030)摘要：研究开发了一种在传递动力的同时，滚筒能横向伸缩的大断面切割机构，实现摆臂上下摆动一次切割成巷，经实际使用，效果良好。关键词：大断面巷道掘进；一次摆动切割成形；传动中图分类号：TD421．5+2文献标识码：B文章编号：1001—0874{2010)04—0053—02DevelopingaCuttingMechanismforDriftingLargeSectionRoadwayGAOQiang(Shang}laiBranchofTi

2、andiScienceandTechnologyCo．，Ltd．，Shanghai200030，China)Abstract：Anewcuttingmechanismfordriftinglargesectionroadwayisdeveloped．Itisabletorealizepowertransmissionandlongitudinalcollapsingofthecuttingdrum，andformingroadwaysectionbysingleswingoftherangingarm．Keywords：driftinglargesect

3、ionroadway；formingsectionbysingleswingandcutting；powertransmission1问题的提出目前，煤矿巷道掘进机及连续采煤机使用的纵轴式锥形切割头、横轴式双锥形切割头和横向切割滚筒都不能达到一次摆臂切割形成巷道断面的要求¨．2J，因而切割效率受到制约。本文提出的大断面横向切割机构能大大提高切割效率。以掘进5m宽x3．5m高的巷道为例，四种切割机构1m进尺的摆臂进刀次数和耗时情况见表l。表1不同切割机构的比较本文提出的切割机构可使巷道掘进切割效率至少提高2—5倍，推广意义深远。2设计思路及依据消化吸收国外

4、掘锚机和连续采煤机切割部传动·国家“十一五”科技支撑计划项目(编号：2006BABl6802)。’结构、安装形式的优点，采取突破性的思维转变，设计研制切割电动机、切割和电动机减速器的安装机架，以及横轴式滚筒与减速器布置方式等。采用双级锥齿轮、双级行星齿轮传动、减速箱两端动力输出再合并的设计，施工工艺与实际工况紧密结合。利用SolidEdge三维设计软件进行左右切割减速器、双电机安装方式的结构优化分析。3主要结构及工作原理切割机构(图1)由连接支撑架、电动机、传动轴、减速器、伸缩油缸、切割滚筒等几部分组成。两个背对安装的三相交流电动机l，通过输出轴2连接到

5、第一级圆弧锥齿轮3和4，通过长轴5，传动第二级圆弧锥齿轮6和8，其输出轴连接第一级行星减速器太阳轮9，行星轮10的行星架11传动第二级行星减速器太阳轮12，行星轮13的行星架14传动轴15，分别从两端输出到中间切割滚筒17和内滚筒19上，实现滚筒的旋转切割运动。本机构在第二级圆弧锥齿轮和两级行星传动之间巧妙地设置了一个伸缩油缸7，以调节左右外滚筒18的距离。方便在掘进巷道中长距离调动。切割工艺步骤如图2。采用SolidEdge_三维结构设计软件进行动态优·54·煤矿机电2010年第4期L⋯⋯⋯一J圈1传动及结构示意图图2切割工艺步骤图化分析。计算模型如图

6、3所示。优化了传动比与切割滚筒直径之间的匹配关系，以达到最优切割力和切割速度，将切割粉尘和截齿磨损降到最低，提高产品的使用适应性一J。4实际应用该切割机构已经应用到天地科技股份有限公司上海分公司研究开发的国内第一台MLE250／500一M型掘锚连续采煤机组上，并在平朔煤炭工业公司(上接第52页)(3)主程序中对盘型闸间隙值的数据运算数据运算精确到小数点后第三位，运算结果小于0．005mm，判断间隙值等于0，即盘型闸为关闭状态。主程序流程图如图2所示。电池供电的提升机盘形闸间隙测量装置，不受安装现场电源因素的制约，安装位置灵活，适应性强，又能自动测定，间隙

7、超过规定值能发出声光报警，效果良好。参考文献：[1]胡汉才．单片机原理及其接t=l技术(第二版)[M]．北京：清华大学出版社，2004．[2】潘琢金．c8051FXX高速SOC单片机原理及应用[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2002．作者简介：滕修建(1975一)，男，在读硕士研究生。1996年毕业于中国地质大学(北京)自动控制专业。现主要从事单片机的应用设计工作。图3SolidEdge结构设计模型安家岭二号井B907’辅运顺槽巷道施工中验证，切割5m宽X3．6m高断面巷道，局部含矸10％～30％，坚硬度尽6，每米进尺平均用时7～8min。本文研究

8、的切割机构和巷道掘进成形工艺较传统掘进机更为简易、快速，电动机和切割减速器对称布