吴伟的毕业设计@.docVIP

1绪论 1.1引言 随着我国煤矿生产能力的提高及安全生产的需要，对掘进机在采矿工程中的应用越来越广泛，而且它已成为各主要煤矿不可缺少的生产设备。由于科技的进步，各种落后的采掘方式逐渐被先进的、机械化的采掘方式代替，在这样的背景下，国产重型掘进机应运而生。以往的掘进机电控系统一般都采用接触器-继电器系统，由于大量继电器的采用，系统的工作速度慢、效率低，大大限制了掘进机的应用。而可编程控制器(PLC)具有可靠性高、稳定性好在高温、强烈冲击、强烈振动等恶劣环境下能够长时间、不间断的运行，而且编程简单，维护方便，这样PLC在掘进机的电控中得到了广泛的应用。此外由于掘进机上装配多台电机它们之间会存在闭锁问题以保证正常工作。而PLC能够避免继电闭锁接点多，不可靠的缺点，并具有断电记忆功能，从而可以方便查出PLC外的故障输入信号。 正是考虑以上因素，PLC在掘进机的电控系统中得到极其广泛的应用。 1.2国内掘进机的简介 近年来，随着我国煤炭行业的快速发展，与之唇齿相依的煤机行业也日益受到重视。在煤炭行业纲领性文件《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》中，在全国煤炭工业科学技术大会上以及国家发改委出台的煤炭行业结构调整政中，都涉及到发展大型煤炭井下综合采煤设备等内容。 　　掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，国家的方针是：采掘并重，掘进先行。煤矿巷道的快速掘进是煤矿保证矿井高产稳产的关键技术措施。采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。随着综采技术的发展，国内已出现了年产几百万吨级、甚至千万吨级超级工作面，使年消耗回采巷道数量大幅度增加，从而使巷道掘进成为了煤矿高效集约化生产的共性及关键性技术。 　　我国煤巷高效掘进方式中最主要的方式是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进机。我国煤巷悬臂式掘进机的研制和应用始于20 世纪60 年代，以30～50kW 的小功率掘进机为主，研究开发和生产使用都处于试验阶段。80 年代初期，我国淮南煤机厂（现重组为凯盛重工）引进了奥地利奥钢联公司AM50 型掘进机、佳木斯煤机厂（现隶属于国际煤机）引进了日本三井三池制作所S-100 型掘进机，通过对国外先进技术的引进、消化、吸收，推动了我国综掘机械化的发展。但当时引进的掘进机技术属于70 年代的水平，设备功率小、机重轻、破岩能力低及可靠性差，仅适合在条件较好的煤巷中使用，加之国产机制造缺陷，在使用中暴露了很多问题。国内进一步加强对引进机型的消化吸 图1-1 悬臂式掘进机收工作积极研制开发了适合我国地质条件和生产工艺的综合机械化掘进装备。经过近30 年的消化吸收和自主研发，目前，我国已形成年产1000余台的掘进机加工制造能力，研制生产了20多种型号的掘进机，其截割功率从30kW到200kW，初步形成系列化产品，尤其是近年来，我国相继开发了以EBJ-120TP 型掘进机为代表的替代机型，在整体技术性能方面达到了国际先进水平。基本能够满足国内半煤岩掘进机市场的需求，半煤岩掘进机以中型和重型机为主，能截割岩石硬度为f＝6～8，截割功率在120kW 以上，机重在35t 以上。煤矿现用主流半煤岩巷悬臂式掘进机以煤科总院太原研究院院生产的EBJ-120TP型、EBZ160TY型及佳木斯煤机厂生产的S150J型三种机型为主，占半煤岩掘进机使用量的80％以上。 　　然而，国内目前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、高效、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，新集能源股份公司、新汶矿业集团、淮南矿业集团及平顶山煤业集团公司等企业先后引进了德国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。 虽然三一重装去年推出了国内第一台EBZ200H 型硬岩掘进机，但国产重掘进机与国外先进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。 图1-2 悬臂式掘进机结构示意图 1.4悬臂式掘进机的发展状况及趋势 1.4.1国内外掘进机发展状况 国外主要生产单位有: 英国Anderson 公司,Dosco公司、奥地利的奥钢联、 德国的阿特拉斯科普柯-埃可霍夫掘进机技术公司(Atlas Copco - Eick2 hoff Road