耙斗装岩机设计Word下载.doc

1、耙岩机能装大块岩石，岩石块度为300-400mm时装载效率最高。我国自行设计制造的耙斗装岩机于1963年开始在我国煤矿中应用。在使用中经过不断改进提高，使该机具有结构简单，操作方便，事故少等优点，受到使用现场和操作工人的欢迎。近几年来，在全国煤矿中推广应用。在使用，改进，推广耙斗装岩机过程中峰峰矿务局各级领导与广大工人群众做了很多工作。湖南煤炭第三工程处，铜川煤炭基本建设公司等单位先后在创造单头斜井月进364.5米,452.1米,504.5米,705.3米等新纪录，其装岩设备都选用了平斜两用耙斗装岩机，起了一定配合作用。随着生产发展的需要，耙斗装岩机已初步形成系列。可以根据巷道规格大小，选用不

2、同类型的耙装机。10左右平巷或斜井可选用DYP-30型大断面平斜两用耙斗装岩机。耙斗容量为0.7，生产率每小时80-120。8左右平巷或斜井可选用ZYP-17型平斜两用耙斗装岩机。耙斗容量为0.3，生产率每小时35-50。4左右平巷可选用SBZ-11型耙斗装岩机。耙斗容量为0.15，生产率每小时15。（2）.铲斗装载机.铲斗装载机用铲斗从工作面底板铲取物料，将物料卸入矿车或其他运输设备，时煤矿岩巷掘进时使用较多的一种装载机械。煤矿使用的主要是直接卸载式，按卸载方式不同分为后卸式、侧卸式和前卸式三种。后卸式和侧卸式使用较多。1. 后卸式铲斗装载机后卸式铲斗装载机主要用于中小断面巷道掘进的装载作业

3、，生产能力一般为15140m/h.按装载方式分直接装车式和带转载机式两种。前者体积小，机动灵活，使用方便；后者转载机下可容纳大吨位矿车。按驱动方式分为气动、电动和电液驱动三种。铲斗装载机的总体结构如图所示，主要由铲斗工作机构2、翻转机构6、回转机构4、行走机构1和操纵机构等组成。图1-1 铲斗装载机1行走机构；2铲斗；3斗臂；4回转机构；5缓冲弹簧；6翻转机构装岩开始时，在距料堆11.5m处放下铲斗2，使其贴着地面，开动行走机构1，借助惯性将铲斗插入料堆，同时开动翻转机构6，铲斗边插入边提升。铲斗铲满后，行走机构后退，并继续提升铲斗，与铲斗连在一起的斗臂3沿回转机构4上的滑道滚动，直到铲斗向后

4、翻转到末端位置，碰撞缓冲弹簧5，铲斗内的物料借助惯性抛出，卸入装载机后部的矿车内。卸载后，铲斗靠自重和缓冲弹簧的反力从卸载位置返回到产装位置，同时行走机构换向，机器又向前冲向料堆，开始下一次装载循环。为了把轨道两侧的物料装走，在铲斗下落过程中，铲斗可向巷道两侧最大摆动30.从装载循环可知，它的装载工作是非连续的。2. 侧卸式铲斗装载机侧卸式铲斗装载机用铲斗铲取爆落的煤岩，而后机器退到卸载点，铲斗向一侧翻转进行卸载。主要用于矿山平巷和倾角18度以下斜巷以及其他矿山工程中产装爆落的松散岩石，也可作为材料和设备的短途运输设备。侧卸式装载机适用的巷道断面，取决于机器自身的最大宽度、卸载时的最大高度以及

5、配套设备。与刮板式装载机配套时，最小适用断面约6m。与矿车配套时，巷道断面不小于10m。按装载机行走驱动方式分为气动、电动、夜动驱动三种。按铲斗臂的结构形式分为固定斗臂、伸缩斗臂和摆动斗臂三种。大多数侧卸式装载机采用固定式斗臂结构。侧卸式铲斗装载机和后卸式装载机相比，有很多优点：铲斗比机身宽，铲斗容量较大，装岩效率高；铲斗侧壁很低，可以一边无侧壁，故插入料堆的阻力较小，容易装满铲斗，并能装块度较大的岩石；采用履带行走机构，调动灵活，可以装岩不留死角；铲斗的升降和翻转行程较短，有利于提高生产率；司机可坐着操作，安全可靠；铲斗可用于安装锚杆，处理危石和运送石料，实现一机多用。图1-2 侧卸式铲斗装

6、载1工作机构；2行走机构；3液压装置；4电气系统；5操纵系统侧卸式装载机由工作机构、行走机构、液压系统、电气系统和操作系统等组成。装载机工作时，首先将铲斗1放到最低位置，开动行走机构2，使机器前进。借助行走机构的力量，使铲斗插入料堆。铲斗插入料堆后，在机器前进的同时开动两个翻斗液压缸5，使铲斗上升装满物料。铲斗升到一定高度后，机器退至卸料处，操纵侧卸液压缸6，将斗内物料卸入矿车。然后，铲斗恢复原位，同时，装载机回到装载物料堆处，至此完成一个工作循环。工作机构由铲斗1，铲斗座2，测斜液压缸6，升降液压缸3和斗臂4等组成。 图1-3 工作机构示意图1铲斗；2铲斗座；3升降液压缸；4斗臂；5翻斗液压

7、缸；6-侧卸液压缸铲斗是直接产装物料的斗形构件，一般采用耐磨钢板焊接制成。铲斗容积为0.452m3，其最先插入料堆底部的部分称斗唇，有平斗唇和弧形斗唇两种。平斗唇铲斗插入阻力较大，但清理巷道散落岩石的效果较好；弧形斗唇插入阻力较小，适于产装硬岩。铲斗可制成一侧敞开或两侧均敞开的形式。斗臂时铲斗和铲斗座的支撑和升降机构，后端部与装载机的机架铰接。固定式斗臂多采用“H”形框架，它与翻斗液压缸，铲斗座和机架共同组成双曲柄摇杆机构；伸缩式斗臂一般为内外两层矩形断面套接的悬臂梁，外层为主臂，内层为动臂，动臂的前端与铲斗座连接，主臂与动臂之间安装液压缸，液压缸活塞杆直接推动动臂伸缩。当采用双伸缩臂时，为了

8、扩大装载面，两个伸缩臂还可以分别作横向摆动；摆动式斗臂可以上下左右摆动，其横断面多为矩形。履带行走机构实现装载机的行走功能，给予工作机构在产装岩石时所需的插入力和承载机器的总质量，由履带总成、导向轮、支重轮、拖链轮、驱动轮、行走液压马达、张紧和缓冲装置、履带架和机架等组成。液压系统由液压泵、行走液压马达、油箱、驱动电动机、多路控制阀、压力表、过滤器和管路等组成。先进的液压系统中还采用一系列安全保护元件、自控元件和电磁阀。电气系统由防爆开关箱、电动机、照明灯、报警器、控制卡关和按钮等组成。动力回路由电动机台数决定。检测与故障显示、安全保护和自动控制回路因机型而异。（3）. 扒爪（蟹爪）装载机图1

9、-4 扒爪装载机1扒爪；2扒爪减速器；3铲装板升降液压缸；4履带行走机构；5转载机升降；6电动机；7转载输送机；8紧链装置；9，10照明灯；11铲装板；12操纵手把；13转载机摆动液压缸扒爪（蟹爪）装载机是一种用扒爪作工作机构的连续作业装载机，主要用于巷道掘进中装载爆落的煤岩，装载能力一般为35200m3/h。扒爪装载机有电动和电液驱动两种。按转载运输机的形式分为整体式和分段式两种。目前应用较为广泛的扒爪装载机时具有整体运输机、履带行走的电动扒爪装载机。扒爪装载机主要由扒爪工作机构、转载机构、行走装置及其动力装置等组成。装载机工作时，先开动扒爪工作机构和转载运输机7，操纵液压缸3将铲装板降至料

10、堆的底部，然后开动履带行走机构4，让机器慢速推进，是铲装板前缘逐渐插入料堆。此时，扒爪1按预定的耙运轨迹运动，落在铲装板上的物料被扒爪送入转载输送机7的受料口，由刮板链运送到机器后面停放的矿车或其他运输设备。液压缸3、5和13分别实现装载高度、卸载高度和卸载位置的调整。（4）.立爪装载机立爪装载机是用立抓从上方及两侧扒取爆落的煤岩，经自身的转载机构卸载的装载机械，适用于矿山巷道和平硐施工，装在能力一般为90180m3/h。立抓装载机阻力小，功率消耗少，装在连续、平稳，生产效率高；立抓工作时的受力方向相同，受力状态合理。轮轨式立抓装载机工作时部存在冲插和前后频繁移动的弊病，易于凿岩台车、梭式矿车

11、或其他转载设备配套使用，组成机械化作业。图1-5 立爪装载机示意图1立爪；2小臂；3积渣板；4液压缸；5动臂；6机架； 7液压操纵阀；8行走驱动装置；9防爆电控箱；10驱动装置1.组成与工作原理立爪装载机主要由工作机构、输送机构、行走机构和操纵机构等组成。装载机接近料堆时，使立爪由外向内摆动一定角度扒取物料，装入输送机，由刮板链把物料从输送机前端运送到末端，卸入转载设备或直接卸入矿车。工作机构装载物料的过程如下：动臂升起，立爪向外张开，动臂落下，立爪向内扒取物料，四个动作依次交替进行，也可以两个动作同时进行。2.工作机构如上图所示，立爪装载机的工作机构由动臂、小臂、立爪和液压缸等组成。有单立爪

12、式和双立爪式两种结构，多数采用双立爪式。图1-6 立爪装载机工作机构1扒爪销轴；2支座；3动臂；4小臂液压缸；5小臂；6扒取液压缸；7立爪；8，10橡胶碰头；9小臂销轴；11爪齿动臂3是用钢板制成的整体U型框架结构。U型框架的两个末端焊有支座2，可固定在输送机体两侧伸出的轴头上。动臂在升降液压缸的作用下绕回转中心线a 转动，实现工作动臂的升降。在动臂上对称安装有小臂5。在回转液压缸的作用下，小臂可绕轴9向外、内向回转，工作转角为。当小臂转动时，橡胶碰头8和10起定位和缓冲作用。左右小臂上分别装有左右立爪7，立爪下端有爪齿11.左右立爪在扒取液压缸6的作用下，能够下外、向内各摆动，以扒取物料，并

13、把输送机积渣上积聚的物料装进刮板输送机。工作机构为单立爪时，单立爪布置在动臂的中部，通过回转机构可使立爪向左、向右回转。动臂升降液压缸、小臂回转液压缸和立爪扒取液压缸均有多路换向阀控制。3.输送机构输送机构是一台刮板输送机，由机架、驱动装置、积渣板和刮板链等组成。机架前端绕液压缸的支撑轴升降时，其末端相应升降一定幅度，有利于卸料。操纵机架后部的液压缸也可使输送机的末端升降。调整机架的运行高度使卸载高度与输送设备相应。输送机的前端两侧装有积渣板，依靠液压缸回转，与输送机机架相互配合，将零散的物料聚集成堆以清理巷道底板。输送机的驱动装置大多为电液驱动，布置在输送机的末端。4.行走机构行走机构按行走

14、方式分为轨轮式、轮胎式和履带式三种，其中轨轮式行走机构用得较多。轨轮式行走机构由行走驱动装置、回转盘和液压缸等组成。行走驱动装置大多采用电液驱动，由液压马达通过齿轮减速器驱动轮对转动。其特点是前后车轮都可作为主动轮，一旦其中一对车轮出轨，可以利用行走机构和工作机构将车轮复位，回转盘由上盘、下盘和钢球组成一个推力轴承，下盘固定在齿轮减速器上，上盘的上平面安装输送机、工作机构和操纵机构等。操纵液压缸使上盘转动时，以上各部件都随着回转，以扩大扒取范围。在机器运行到弯道时，亦能借助回转盘使机器在较小的弯道中通过。轮胎式行走机构的特点是由传动装置驱动轮胎使机器运行。履带行走机构通常由两只液压马达分别驱动

15、左、右履带的链轮，实现机器的前进、后退和转弯等动作。（5）.扒立爪式装载机图1-7 扒立爪式装载机1立爪机构；2扒爪机构；3扒爪减速器；4机头部；5电器箱；6履带行走机构；7刮板输送机减速器；8行走减速器；9带式输送机；10电动机 扒立爪式装载机又称蟹立爪式装载机，是在具有单一工作机构的扒爪装载机的基础上发展起来的一种高效连续作业的装在设备。它用扒爪和立爪工作机构扒取物料，其余组成部分与扒爪装载机大致相同。工作时，立爪松动料堆并向扒爪喂料，扒爪将物料扒入输送机。它既改善了扒爪插入料堆时受阻较大的不良工况，减少了对铲板插入深度的要求，又保证了扒爪的满载作业。当装载粘结性较大的煤岩时，立爪机构完成

16、煤岩松散、集料和送料工作，从而减少扒爪机构可能受到的较大阻力。装载能力一般为120180。由于机器采用两套工作机构，使其结构复杂。为保证机体的纵向平衡，需加长机身和质量，导致设备在井下调动的灵活性降低。扒爪立爪式装载机其基本结构与扒爪和立爪式装载机大致相同，有一下几方面特点：1. 扒爪机构扒爪的传动机构安装在机头部4的上方，有利于维护检修，能防止泥水侵入。2. 立爪机构立爪机构1在垂直平面内的运动由立爪扒取液压缸和立爪升降液压缸来完成，两个立爪在水平面内的回转通过回转液压缸推动齿轮齿条实现。立爪的升和张、降和收顺序动作，由单向顺序阀来控制。3. 转载输送机转载输送机由两部分组成。前一部分是采用

17、双排套筒滚子链牵引的刮板输送机，保证在倾角时仍能正常运输；后一部分采用带式输送机，其卸载高度通过升降液压缸调节，左右摆动依靠一对水平布置的液压缸推动齿轮和弧形齿条来实现。2 方案论证2.1耙斗装岩机的结构及工作原理 煤矿生产中,当钻爆法掘进巷道时,爆破下来的岩石需要装到矿车里,运出工作面,提升到地面。这项装载工序的劳动强度高,工作量大,约占整个掘进循环的35 %50 %。为降低工人劳动强度,提高生产率,保证这项工序实现机械化,煤矿通常使用各类装载机,如耙斗装载机、铲斗装载机、蟹爪装载机等。由于耙斗装载机结构简单,容易制造,既能装大块岩石,又能用于坡度小于30的巷道,因而在煤矿生产中得到广泛应用

18、。耙斗装岩机主要由固定楔、尾轮、耙斗、绞车、台车、导向轮、料槽（进料槽、中间槽、卸料槽）以及电气部分组成。 图2-1 耙斗装岩机耙岩工作原理1-尾轮；2-耙斗；3-尾绳；4-主绳；5-档板；6-护板；7-升降装置；8-操纵机构；9-卡轨器；10-绞车；11-台车；12-导向轮；13-矿车；14-头轮；15-固定楔；16-簸箕口；17-连接槽；18-中间槽；19-卸载槽；20-轨道 耙斗装岩机是通过绞车的两个滚筒分别牵引主绳，尾绳，使耙斗做往复运动，耙斗把岩石耙进料槽，岩石从料槽的卸料口卸入矿车或箕斗，从而实现掘进的机械装岩。耙斗装岩机工作时，耙斗借自重插入岩石堆，然后起动绞车电动机，使绞车主轴

19、旋转，再扳动操纵机构中的工作卷筒操纵手把，使工作卷筒旋转，则工作钢丝绳不断的缠到工作滚筒上，牵引耙斗沿底板移动并将岩石耙入进料槽，经过中间槽直到卸料槽的卸料口，从卸料口把岩石卸入矿车或箕斗。与此同时，回程滚筒处于浮动状态，使回程钢丝绳可顺利的由回程卷筒放松下来。当工作过程结束后，松开工作操纵手把，扳动回程操纵手把，这时回程卷筒与绞车主轴旋转，返回钢丝绳就不断的缠到回程卷筒上，将耙斗拉回岩石堆，完成一个循环，重新开始耙装。由耙装到卸载的过程可看出，耙斗装载机是间断的装载岩石的，耙斗属于上取式的工作机构。为防止在工作过程中卸料槽末端抖动，特加一副撑脚将卸料槽支撑到底板上。若在倾角较大的斜巷工作时，

20、除用卡轨器将台车固定在轨道上以外，还另外设一个阻车器，以防机器下滑。固定楔在掘进工作面的作业面上，用以悬挂尾轮。若移动固定楔和尾轮的位置，便可改变耙斗的耙装位置，从而扩大耙装宽度。拆除卸料槽，配合刮板输送机，可用于规格较小的掘进巷道，耙斗机的耙斗把煤或岩石耙入刮板输送机的溜槽内，由刮板输送机把煤或岩石运走。2.1.1耙斗装岩机主要部件结构结构耙斗装岩机主要由耙斗，绞车，台车及槽子等组成。耙斗与钢丝绳连接，由绞车牵引，经过槽子往复耙区岩石，将岩石卸载于矿车或箕斗内。1耙斗耙斗是耙装机的主要组成部分，耙斗的重量，耙角，形状是耙斗的主要参数。耙斗设计是否合理，直接影响耙装机的生产率，影响在硬岩，大块

21、条件下是否能很好地进行装载工作。图2-1 耙斗 耙斗的重量，根据岩石比重和块度的大小来决定耙斗的重量，在设计中可由单位耙斗长度的重量q来计算。耙角的选择，耙角是耙斗在精致水平位置时耙齿内侧与水平所成的夹角，设计耙角时，耙角选择要合适，过大或过小都会直接影响耙斗的插入情况，同时又会抵消耙斗的重量。根据经验用于巷道时，耙角为；用于斜井时，当斜井角度小于，耙角为左右，当斜井角度大于，耙角为。a. 整体耙式耙斗 b.铰链折叠式耙斗 b.双面耙斗图2-3 几种耙斗形式耙斗形状在长，宽，高之间比例关系要有一定范围，根据经验为，在一定尺寸情况下，要考虑充分利用耙斗的有效空间，使耙斗工作过程中岩石愈积愈多，同

22、时又要避免岩石从耙斗两侧或上部漏掉。耙齿一般有平齿和梳齿两种，耙斗扒取岩石时，耙齿任何一点与岩石接触，则整个耙齿无法插入，而梳形耙齿间如卡住岩石，就会增加耙斗插入阻力，松散细粒也容易从齿间漏掉，平齿无此现象。因此本次设计采用平齿。 图2-4 耙斗结构1，6接头；2尾帮；3侧板；4拉板；5筋板；7斗齿；8牵引链 2绞车耙斗装载机的绞车是牵引耙斗运动的装置。能使耙斗往复运行迅速换向，并适应冲击符合较大的工况，一般均采用双滚筒结构，也有三滚筒结构，为了提高耙装机构生产率，空行的速度比耙装时快，为此两个滚筒之转速各不相同。它与耙斗，尾轮还可组成耙矿绞车。绞车按结构形式可分为行星轮式和摩擦式两种。（1）

23、行星轮式绞车行星轮传动的双滚筒绞车，它由电动机、减速器、带式制动闸、空程滚筒、工作滚筒、辅助闸和绞车架等部分组成。闸带式双卷筒绞车的一个卷筒用来缠绕工作钢丝绳（称工作滚筒），另一个卷筒则用来缠绕回程钢丝绳（称空程滚筒）。当启动电动机之后，可经减速器带动绞车主轴旋转，此时两个卷筒不动。若需耙斗开始耙取岩石工作时，司机操作控制手柄将工作滚筒一侧的带式制动闸闸紧，通过行星轮结构，其工作滚筒随主轴旋转缠绕钢丝绳，使耙斗处于工作状态。这时空程滚筒是处于浮动状态若使耙斗返回到耙岩石位置时，司机松开控制工作滚筒一侧的带式制动闸手柄，而将空程滚筒一侧的带式制动闸闸紧通过相应的行星轮结构，空程滚筒则随主轴的旋转

24、缠绕钢丝绳，使耙斗处于回程状态。这时工作滚筒处于浮动状态。制动闸除控制卷筒旋转缠绕钢丝绳使耙斗往返工作外，还可控制耙斗的运行速度。利用闸带与内齿圈闸轮之间摩擦打滑的特性，闸紧一 些速度就快一些，相反就慢一些。两个辅助闸用来对工作滚筒和空程滚筒进行轻微制动，以防止卷筒处于浮动状态时，缠在卷筒上的钢丝绳松圈而造成乱绳和压绳的现象。1. 主轴部件绞车的主轴部件主要由工作滚筒和空程滚筒、内齿圈、行星轮架、绞车架、行星轮、中心轮、主轴和轴承等部分组成。绞车主轴穿过两个卷筒的内孔，并用花键固定着两个中心轮。工作滚筒和空程滚筒用键联接在相应的行星轮架上，同时支承在相应的滚动轴承上。内齿圈的外缘就是带式制动闸

25、的制动轮，这两个内齿圈也支承在相应的轴承上。整个绞车通过绞车固定在机器的台车上。主轴的安装方式很特殊，它没有任何轴承支承，呈浮动状态。这种浮动结构能自动调节三个行星轮上的负荷趋于均匀，使主轴不受径向力，只承受扭距。主轴左端与减速器伸出轴上大齿轮的花键连接，实现传递扭距。图2-5 绞车主轴部件1-工作卷筒；2、5、110、14-滚珠轴承；3、6-内齿圈；4-行星轮架；7、9-绞车架；8-回程卷筒；11-行星轮；12-中心轮；13-主轴2.带式制动闸图2-6 绞车带式制动闸1- 凸肩；2-调节螺钉；3-挡板；4-钢带；5-钢丝石棉带；6-铆钉；7-圆柱销；8-摇杆；9-调节螺母；10-拉杆带式制动闸主要由钢带、钢丝石棉带、摇杆、和拉杆等部分组成闸带。石棉带磨损后可更换。闸带呈半圆形对称布置，两条闸带用圆柱销与绞车机架连接。当操纵机构使摇杆顺时针转动时，则摇杆时右闸带闸紧内齿圈外缘；同时