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毕业设计（论文）

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影响掘进机性能的主要因素分析

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影响掘进机性能的主要因素分析

摘要：掘进机作为现代矿井建设中的重要设备，其性能直接影响着矿井的施工效率和安全性。本文通过对掘进机工作原理的分析，从设计参数、机械结构、控制系统、工作环境、维护保养等方面，系统地分析了影响掘进机性能的主要因素，并提出了相应的优化措施。研究表明，优化设计参数、提高机械结构强度、完善控制系统、改善工作环境以及加强维护保养是提升掘进机性能的关键途径。本文的研究成果对掘进机的设计、制造和使用具有重要的参考价值。关键词：掘进机；性能；影响因素；优化措施

前言：随着我国煤炭工业的快速发展，掘进机在矿井建设中的应用越来越广泛。掘进机的性能直接关系到矿井建设的进度、成本和安全。因此，深入研究影响掘进机性能的主要因素，并提出相应的优化措施，对于提高掘进机性能、降低施工成本、保障矿井安全具有重要意义。本文通过对掘进机工作原理的分析，从多个角度探讨了影响掘进机性能的因素，为掘进机的设计、制造和使用提供了理论依据。

第一章掘进机概述

1.1掘进机的发展历程

(1)掘进机作为现代矿井建设中的关键设备，其发展历程可以追溯到19世纪末。起初，掘进机主要用于煤矿的开采，主要依靠人力和简单的机械装置进行掘进作业。在那个时期，掘进机的设计相对简单，主要依靠手工操作和有限的动力源，掘进效率较低，安全性也难以保证。

(2)随着科技的进步和工业的发展，20世纪初，掘进机开始引入电机驱动，这一变革极大地提高了掘进效率。在这个阶段，掘进机的设计逐渐趋向复杂，出现了多刀头、多马达等结构，使得掘进机能够在更复杂的地质条件下工作。同时，掘进机的控制系统也逐渐完善，使得操作更加便捷。

(3)进入21世纪，掘进机技术取得了显著的突破。现代掘进机采用了先进的电子技术和自动化控制系统，能够在各种复杂地质条件下高效、安全地完成掘进任务。此外，随着新材料、新工艺的应用，掘进机的结构强度、耐磨性、可靠性等方面都有了大幅提升。在这一阶段，掘进机的发展更加注重智能化、自动化和环保性能，以满足现代矿井建设的需求。

1.2掘进机的分类及特点

(1)掘进机根据其工作原理和用途的不同，可以分为多种类型。其中，最常见的是连续式掘进机和断续式掘进机。连续式掘进机主要用于岩石或半岩石地层，通过连续切削和运输物料来实现掘进。而断续式掘进机则适用于软岩地层，通过间歇性的切削和运输来实现掘进。此外，还有适用于特定地质条件的特殊类型掘进机，如水力掘进机、气动掘进机和激光掘进机等。

(2)掘进机的特点主要体现在其结构设计、工作原理和性能指标上。首先，掘进机的结构设计要求坚固耐用，能够承受高强度的切削和冲击。其次，掘进机的工作原理决定了其切削效率和运输能力，高性能的掘进机能够在短时间内完成大量的掘进工作。此外，掘进机的性能指标，如掘进速度、生产能力、能耗等，也是衡量其性能的重要参数。随着技术的进步，现代掘进机在结构优化、能源利用和智能化控制等方面都取得了显著成果。

(3)掘进机的特点还体现在其适应性和可靠性上。适应性强意味着掘进机能够在不同的地质条件和环境下稳定工作，如高温、高压、高湿等恶劣环境。可靠性则要求掘进机在长时间、高负荷的作业中保持稳定运行，减少故障率。此外，掘进机的操作性和维护性也是其特点之一，良好的操作性和便捷的维护性有助于提高作业效率，降低运营成本。因此，掘进机的分类及特点对于矿井建设和掘进作业具有重要的指导意义。

1.3掘进机的工作原理

(1)掘进机的工作原理主要基于切削、运输和支撑三个基本过程。切削过程通过掘进机的刀具系统实现，如滚筒式掘进机的刀具以高速旋转，切割岩石或土层。例如，某型号滚筒式掘进机的刀具转速可达每分钟1000转，切削直径可达2.5米，每小时可切削岩石约30立方米。

(2)运输过程则依赖于掘进机的运输系统，如皮带输送机或铲斗装载机。以皮带输送机为例，某型号掘进机的皮带输送能力可达每小时200立方米，运输距离可达100米。这种高效的运输能力大大提高了掘进作业的效率。

(3)支撑过程涉及掘进机的支架系统，用于支撑掘进过程中的岩层，防止塌方。例如，某型号掘进机的支架系统采用液压驱动，可在掘进过程中自动调整支撑力，适应不同地质条件。该系统的最大支撑力可达1000吨，有效保障了掘进作业的安全性。在实际应用中，某大型煤矿采用该型号掘进机进行掘进作业，平均日进尺可达5米，显著提高了矿井的生产效率。

第二章影响掘进机性能的设计参数

2.1主电机功率

(1)主电机功率是掘进机性能的关键指标之一，它直接影响着掘进机的切削能力和工作效率。一般来说，