影響銑挖掘進(jìn)機性能的關(guān)鍵因素

銑挖掘進(jìn)機是山重重工根據客戶(hù)需求自主研發(fā)的一款新型巷道掘進(jìn)裝備，是銑挖機和扒渣機的結合產(chǎn)品，適合各種引水隧道、市政隧道、地鐵、頂管、煤礦等各種礦山規格巷道使用，主要應用于硬度低于F5五類(lèi)危巖的掘進(jìn)，那么銑挖掘進(jìn)機性能的好壞是決定快速掘進(jìn)的關(guān)鍵，已有成果的基礎上，對影響掘進(jìn)機性能的主要因素進(jìn)行了綜合分析。

一、從銑挖機的設計、加工和制造上分析
1、整機操作的穩定性。銑挖掘進(jìn)機的操作穩定性對其工作效率、工作安全性具有很大的影響。同橫軸型銑挖掘進(jìn)機比較而言，縱軸型銑挖掘進(jìn)機也就是橫向銑挖機要實(shí)現相同的穩定性，重量需要增加約20%。在銑挖機作業(yè)時(shí)，可能發(fā)生側翻、后翻、沿垂直軸線(xiàn)旋轉、履帶打滑等失穩現象。增加機身重量可以改善掘進(jìn)機作業(yè)的穩定性，但是這樣做一方面會(huì )增加成本，另一方面使掘進(jìn)機在潮濕低洼的環(huán)境下，容易出現下陷。據統計，在工作過(guò)程中，因機器在空間位置上不夠穩定造成的停機達26%，因電機崩潰造成的停機占20%。銑挖掘進(jìn)機的整機穩定性直接影響其他執行機構的正常運轉，因此增強掘進(jìn)機的整機穩定性，對于提高掘進(jìn)機的機械性能，增強其工作效益，減少故障都具有重要意義。
2、扒渣裝載機構動(dòng)作協(xié)調性。扒渣機輸送料槽構是銑挖掘進(jìn)機的主要工作機構之一，其作用是將截割機構破落下的煤巖收集、耙裝至中間輸送機。裝載能力的大小取決于扒渣機構參數的選擇，它直接決定了整機的生產(chǎn)能力。因此不斷改進(jìn)和完善銑挖掘進(jìn)機扒裝機構，是提高銑挖掘進(jìn)機整機性能的前提。
3、截割頭、銑挖齒的綜合因素。截齒（銑挖齒）是銑挖機的關(guān)鍵部件，其材料、制造工藝對銑挖掘進(jìn)機的性能會(huì )產(chǎn)生較大的影響。隨著(zhù)銑挖掘進(jìn)機應用范圍的擴展，對截齒硬度、疲勞強度的要求有增大趨勢。目前，國產(chǎn)銑挖機截齒體材多為硬質(zhì)合金，如30crmnsia，其缺點(diǎn)是脆性大。由于銑挖掘進(jìn)機作業(yè)巖層地質(zhì)條件的復雜性，要求截齒具有較高硬度、良好的耐沖擊性、抗磨性，從而保障銑挖掘進(jìn)機在截割富含石英的巖石時(shí)具有穩定的工作能力。不僅截齒的材質(zhì)十分重要，而且截齒的形狀、銑挖頭的排列方式，對于銑挖掘進(jìn)機的性能影響也不容忽視。由于鎬形截齒具有良好的自銳性、耐沖擊性而得到廣泛應用。銑挖截割頭的排列方式直接影響著(zhù)整機的平穩性和工作效率。
4、銑挖掘進(jìn)機的功率。我國目前使用銑挖掘進(jìn)機的功率普遍較小，不利于截割更堅硬的巖石和提高作業(yè)效率，因此，我國需要加強大功率銑挖掘進(jìn)機的開(kāi)發(fā)。為了較好地發(fā)揮掘進(jìn)機的性能，必須留有一定的儲備功率。從目前銑挖掘進(jìn)機的發(fā)展趨勢來(lái)看，大功率的銑挖掘進(jìn)機，必然成為礦山的主力機型。
二、從環(huán)境因素分析
1、巖層傾角。對于某銑挖機，當不存在巖層傾角時(shí)，切削速度為8m3/h，存在巖層傾角時(shí)，切削速度為10m3/h。
2、隧道傾角。帶有一定傾角的隧道，能夠較好地利用媒炭自身的重力作用，被截割后易于裝載。同時(shí)可以避免煤炭在截割頭和工作面上循環(huán)滯留，從而增強了銑挖掘進(jìn)機的工作效率和可靠性。
3、巖體強度。巖體強度的大小對銑挖掘進(jìn)機的工作效率有明顯的影響。巖體強度較大，截割單位體積的巖石所需要的能量就會(huì )增加，銑挖掘進(jìn)機的工作效率也會(huì )降低。文獻報道，當巖體強度為21mpa時(shí)，截割單位體積的巖石所需要的能量為11.2mj/m3，銑挖掘進(jìn)機的工作率為25m3/h。當巖石強度為45mpa時(shí)，截割單位體積的巖石所需要的能量為16.3mj/m3，銑挖掘進(jìn)機的工作率為10m3/h。
4、巖層注水。濕巖層與干巖層對銑挖掘進(jìn)機工作性能有較大的影響。通過(guò)對比分析，每分鐘注入11升水的巖層與干巖層相比，在巖體強度都相等的情況下，前者銑挖掘進(jìn)機的工作效率為30m3/h，后者為15m3/h。由此可見(jiàn)巖層水分對銑挖掘進(jìn)機的效率確實(shí)具有較大的影響作用。但其機理研究還處于空白階段。除以上因素外，影響銑挖掘進(jìn)機性能的地質(zhì)環(huán)境因素還有很多，作用機理相當復雜，還有待進(jìn)一步研究。
綜合以上分析的方法，影響銑挖機性能的因素，即銑挖掘進(jìn)機的內部因素和作業(yè)環(huán)境的外部因素。內部因素包括：整機操作的穩定性，扒渣機輸送機構動(dòng)作的協(xié)調性，截割頭截齒的綜合因素，銑挖機的功率控制系統，液壓系統，供水系統，行走系統等;外部因素包括:巖層傾角，隧道傾角，巖體強度巖層水分等因素。針對影響銑挖掘進(jìn)機性能的綜合分析，對于銑挖掘進(jìn)機的設計、使用都有一定的指導意義。
山重重工銑挖掘進(jìn)機是山重重工自主研發(fā)而成與市面掘進(jìn)機有一定出入，山重重工銑挖掘進(jìn)機是輕型銑挖掘進(jìn)機，是個(gè)巖層硬度低的隧道掘進(jìn)，各項手續齊全適合各種礦山井下使用。