[發明專利]智能監測和自動調節截割頭轉速的折臂式掘進機

無效

• 申請號: 201310649138.X
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103628872A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 李楊;龔良發;李凱;陳振華
• 申請（專利權）人: 江西華煤重裝有限公司
• 主分類號: E21C25/06
• 分類號: E21C25/06;E21C35/00;E21C35/24
• 代理公司: 萍鄉益源專利事務所 36119
• 代理人: 張放強

技術領域

?本發明涉及一種懸臂式掘進機，尤其是涉及一種能智能監測工作環境，并自動調節截割頭轉速和控制進刀量，且工作臂能進行挖掘作業的折臂式掘進機。

背景技術

在十二五期間，全國煤礦兼并重組步閥加快，從安全出發，國家已強制推行采煤機械化。掘進機已廣泛用于煤礦、非煤礦山、鐵路隧道、水電工程等巷道的掘進施工。隨著我國煤礦資源整合，煤礦企業集團化發展，煤礦采掘規模擴大，對機械化施工程度越來越高，隨著安全生產越來越嚴，人們對采掘設備智能化、自動化程度要求越來越高，迫切需要在線環境監測預警設備。

目前使用的懸臂式掘進機，大多是由切割機構（直臂式）、裝運機構、履帶行走機構、液壓系統、電氣系統和除塵噴霧系統等組成的傳統型。工作時主要是靠操作人員現場操作設備進行巷道的掘進施工，由于礦井的地質條件復雜，而設備上沒有集成在線環境智能監測系統，難以對瓦斯突出、沖擊地壓、頂板脫落、透水等情況進行探測并及時作出快速反應，所以安全事故時有發生。又由于其工作臂是直臂式結構，操作不靈活，掘進時存在收料不方便等缺陷。因此傳統掘進機存在安全性不高，作業效率低等缺陷。

另一方面，截割頭作為掘進機的關鍵部件和主要工作機構，承擔著巷道掘進的主要任務，它消耗的功率占掘進機總裝機功率的60%以上，并且掘進機的生產能力、比能耗、工作時的負載狀況、截齒的受力情況、粉塵量、工作平穩性、可靠性等多項重要性能指標都與旋轉截割頭有著密切的關系，其性能好壞決定著掘進機的工作性能和生產效率。同時，掘進機技術水平的高低還體現在控制和監測方面，要實現掘進機截割時的精確控制，必須對掘進機旋轉截割頭的截割過程進行監測，特別是截割到含有復雜巖體界面（頂底板、夾矸煤層和含小斷層煤層）時的載荷變化特征。只有了解載荷的變化過程，才能實現對掘進機進行遠程控制，進而實現自動調整以進行有效截割。特別是隨著掘進形勢的多樣化和復雜化，掘進機旋轉截割頭的截割條件也變得更加惡劣，對其截割性能、可靠性提出了更高的要求，只有實現掘進機截割過程的實時監測和安全預警，才能實現高效掘進的自動化。

掘進機在實際使用時，由于缺乏有效的監測手段，目前掘進機故障的診斷主要依賴現場經驗。而應用有關理論、先進的測試手段建立起故障與征兆之間的對應關系，對故障機理進行研究和故障溯源是還未解決的難題。

發明內容

針對上述現有掘進機在掘進施工中存在的技術問題，本發明提供了一種能智能監測和自動調節截割頭轉速，并控制進刀量的挖掘式掘進機。

???本明要解決的技術問題所采取的技術方案是：所述智能監測和自動調節截割

頭轉速的折臂式掘進機包括工作臂、輸送機構、操作機構、電氣系統、液壓系統、行走機構和車體，所述輸送機構包括鏟板部，所述工作臂包括截割頭、噴霧架、小臂和大臂，所述工作臂一端與車體活動相連，所述截割頭上分別設置有用于瓦斯、粉塵和位移監測的傳感器，所述液壓系統的管路上設置有溫度和壓力傳感器、所述傳感器通過光纖光纜將傳感器監測數據傳輸到通訊分站，經計算機處理后再傳輸到網上，從而實現實時在線監測和遠程遙控。

本發明將工作臂分成二節并用銷軸鉸接，從而可通過液壓油缸控制工作臂的前端（第一節）伸直和折彎。

本發明工作時可對設備的工作環境進行實時在線監測，將探測到的各種工作環境參數進行判斷并處理，能實現對掘進機進行遠程控制。如當遇到含有復雜巖體界面（頂底板、夾矸煤層和含小斷層煤層等）時，截齒的受力加大，截割時的載荷特征變化明顯，監測系統會及時將信息傳輸給控制系統，從而自動調整切割頭的轉速，并減少進刀量，以保證掘進機安全地進行掘進作業；當遇到明顯超出截割硬度時，控制系統會自動減少掘進速度直至停止截割作業，這樣可保證設備的安全；當遇到較松軟的全煤時，截齒的受力較小，則會自動加大切割頭的轉速，并增加進刀量，這樣掘進機能高效率地進行快速掘進作業。

只有了解載荷的變化過程，才能實現對掘進機的遠程控制，進而實現截割頭作業參數的自動調整以進行有效截割。隨著掘進形勢的多樣化和復雜化，掘進機旋轉截割頭的截割條件也變得更加惡劣，對其截割性能、可靠性提出了更高的要求，只有實現掘進機截割過程實時監測，才能提高掘進效率，并對采集到的危險信號作出安全預警，確保安全生產。

本發明所具有的特點：