【摘要】：針對底抽巷抽采瓦斯保護煤巷掘進(jìn)的施工要求,設(shè)計了底抽巷全斷面履帶鉆機,介紹了鉆機在研制過程中針對多自由度變幅機構(gòu)關(guān)鍵部件選型、鉸接式給進(jìn)裝置設(shè)計、對開式夾持器等關(guān)鍵技術(shù)的研究。鉆機在義煤集團孟津礦和陽煤集團平舒礦分別進(jìn)行了現(xiàn)場工業(yè)性試驗,試驗表明該型鉆機在底抽巷施工全斷面鉆孔效率高、安全可靠,具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢。
【圖文】：

圖1底抽巷全斷面鉆機2．1．1多自由度變幅機構(gòu)的結(jié)構(gòu)多自由度變幅機構(gòu)如圖2。變幅機構(gòu)具有傾角和高度調(diào)節(jié)范圍寬的特點，主軸傾角調(diào)角范圍－90°～90°，最大高度調(diào)節(jié)范圍1636～2736mm，巷道斷面角度調(diào)節(jié)范圍0°～360°。1－機身;2－托架;3－平移組件;4－1#調(diào)角油缸;5－大臂組件;6－2#調(diào)角油缸;7－轉(zhuǎn)臺;8－下連接組件;9－回轉(zhuǎn)減速器;10－上連接組件圖2多自由度變幅機構(gòu)2．1．2基于MATLAB軟件的關(guān)鍵部件選型回轉(zhuǎn)式減速器主要用于巷道斷面調(diào)角，是變幅機構(gòu)的關(guān)鍵部件。采用MATLAB軟件對鉆機在全斷面施工時回轉(zhuǎn)式減速器的受力情況進(jìn)行分析，為其選型提供理論依據(jù)。給進(jìn)裝置自身重1524kg、鉆機給進(jìn)力/起拔力為70/102kN，平移組件平移400mm。全斷面施工時鉆機在給進(jìn)起/拔力及自身重力作用下對回轉(zhuǎn)式減速器產(chǎn)生傾覆力矩、徑向力、及旋轉(zhuǎn)力矩。平移組件平移將會引起給進(jìn)裝置質(zhì)心位置的變化，質(zhì)心位置及全斷面傾角的變化也將引起回轉(zhuǎn)式減速器的受力發(fā)生變化，因此采用MATLAB軟件分析回轉(zhuǎn)式減速器的在鉆機施工中的受力變化情況。考慮到鉆機斷面360°旋轉(zhuǎn)時，可將其逆時針劃分為分4個區(qū)域，各個區(qū)域中回轉(zhuǎn)式減速器受力大小相同方向不同，。同時考慮到鉆機起拔時受力最大，因此，在鉆機起拔狀態(tài)下，選取巷道斷面逆時針0°～90°計算回轉(zhuǎn)式減速器受力隨給進(jìn)裝置質(zhì)心及全斷面傾角的變化曲線�；剞D(zhuǎn)式減速器受力分析曲線如圖3，保持力矩隨斷面傾角及重心位移變化曲面如圖4。圖3回轉(zhuǎn)式減速器受力分析曲線圖4保持力矩隨斷面傾角及重心位移變化曲面由圖3、圖4顯示回轉(zhuǎn)支式減速器傾覆力矩及徑向力僅隨斷面傾角變化，最大受力均發(fā)生在傾角90°時，最大傾覆力矩45．2kN·m;最大徑向力102·114·第48卷第1期2017年1月Safetyin

減速器產(chǎn)生傾覆力矩、徑向力、及旋轉(zhuǎn)力矩。平移組件平移將會引起給進(jìn)裝置質(zhì)心位置的變化，質(zhì)心位置及全斷面傾角的變化也將引起回轉(zhuǎn)式減速器的受力發(fā)生變化，因此采用MATLAB軟件分析回轉(zhuǎn)式減速器的在鉆機施工中的受力變化情況。考慮到鉆機斷面360°旋轉(zhuǎn)時，，可將其逆時針劃分為分4個區(qū)域，各個區(qū)域中回轉(zhuǎn)式減速器受力大小相同方向不同，。同時考慮到鉆機起拔時受力最大，因此，在鉆機起拔狀態(tài)下，選取巷道斷面逆時針0°～90°計算回轉(zhuǎn)式減速器受力隨給進(jìn)裝置質(zhì)心及全斷面傾角的變化曲線。回轉(zhuǎn)式減速器受力分析曲線如圖3，保持力矩隨斷面傾角及重心位移變化曲面如圖4。圖3回轉(zhuǎn)式減速器受力分析曲線圖4保持力矩隨斷面傾角及重心位移變化曲面由圖3、圖4顯示回轉(zhuǎn)支式減速器傾覆力矩及徑向力僅隨斷面傾角變化，最大受力均發(fā)生在傾角90°時，最大傾覆力矩45．2kN·m;最大徑向力102·114·第48卷第1期2017年1月SafetyinCoalMinesVol．48No．1Jan．2017


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