煤矿用履带式巷道修复机工作机构的仿真分析

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巷道修复机试用中的改进及创新

巷道修复机试用中的改进及创新作者：刘宝来源：《中国化工贸易·上旬刊》2018年第03期摘要：我队负责北翼采区失修巷道维修，由于失修巷道多、距离长，人工风镐开挖结合耙矸机出矸使职工劳动强度大，因此巷修任务比较重，巷修效率低。

4月份，矿引进试用了巷道修复机，并在我队26回风大巷巷修点进行试用。

通过对巷道修复机的观察试用和现场实践总结，我队发现巷道修复机存在一些不足之处阻碍生产及影响职工人身健康。

关键词：巷道；修复机；改进及创新1 巷道修复机在试用中的不足之处巷道修复机在26回风大巷使试用，由于回风巷粉尘较大、风速高，操作室前方无挡风防尘设施，司机在操作时受环境影响，看不清前方具体施工点，造成开挖后巷道不符合标准或者开挖时破坏到巷道内其它管路或设备等。

此外，出矸系统无降尘设施，不符合国家相关规定，未做好职业病防治工作，对作业人员造成伤害。

设备在出厂时，破碎锤上配置的破碎钎杆是700mm长钎杆，而在扩刷时，由于挖斗的阻挡，钎杆扩刷长度只能达到300mm，与棚距700mm不相适应，还需在出矸、再进行扩刷，浪费工时。

巷道修复机挖斗与破岩钎杆在同一摇臂上，落底或者装矸时，由于钎杆过长影响挖斗出矸，需将钎杆去掉，而钎杆去掉之后，在挖斗装矸时，碎矸块会进入钎杆孔内，使钎杆孔堵塞、污染，影响钎杆的安装。

巷道修复机进行出矸作业时，需人工推车出矸，而在人工推车时，矿车不能及时停止而到达最佳位置，以致矿车撞到巷道修复机尾部，因而降低了出矸效率，还损坏了新设备。

巷道修复机在破碎岩石时，由于破碎锤油缸接头高出油缸护板40mm，而造成油缸接头碰到顶板后损坏，不能正常作业。

另外，破碎锤油缸销子，由于在生产中油缸冲击频繁、冲击力大，易造成损坏，而且备用少，成本高。

2 巷道修复机试用中的改进及创新2.1 增加挡风尘塑料隔板及防尘喷雾为了克服恶劣环境的影响，使操作司机作业视线清晰，我队在操作室前方安装挡风尘塑料隔板，让操作司机在良好环境下操作，提高了作业标准。

巷道修复机在巷道底板治理中的应用分析

FORUM 论坛装备184 /矿业装备 MINING EQUIPMENT巷道修复机在巷道底板治理中的应用分析□ 闫佳晋城宏圣建筑工程有限公司1 国产某型号巷道修复机WPZ-55/900 型煤矿用多功能巷道修复机结构特点：（1）采用三节臂的设计，可以根据巷道大小变化，调节臂的高低，避免触碰锚杆，锚索，巷顶板，从而使修复机在不同高度的断面内灵活作业。

（2）中间臂采用旋转油缸结构，可以无障碍 360°破碎挖掘。

（3）三节臂油缸采用内藏式结构，有效的保护油缸，且装设有保护套，避免工作过程中发生碰撞而损坏油缸。

（4）配有“推土铲”可满足平整巷道工作面和支稳机身的作用。

（5）液压系统安装紧凑，液压管路在臂的两侧，且有弹簧保护套。

（6）液压系统采用高压系统，可以实现挖斗较大的挖掘力。

（7）液压油路的链接密封可靠。

（8）操作室采用半封闭式结构，视线好，强度高，顶棚高度可调，拆装方便。

（9）设备主机动力部分采用集中紧凑式结构，外加保护罩，减少矸石等对动力部件损伤，降温采用强制风冷式降温方式。

（10）挖斗可以快速更换成破碎锤，可以破碎 360°无死角，实现一机多用。

（11）采用防爆电动液压系统，具有噪声低、无尾气污染的特点，同时电气系统用防爆元件，更适用于井下（尤其是煤矿）使用。

2 本巷道修复机在巷道底板治理中的具体示范应用分析2.1 主要操控结构和主要操控流程各操作手柄、踏板及按钮的功能及操作方向（方向基准为机器行走马达位于后部，操作者面向机器前进方向）主要功能和操作如下。

电铃启动按钮：点动式按钮，按下即发出声响；启动控制远程按钮：按启动按钮，设备运转；先导开关：首先打开先导开关，才能进行工作部件的操作；右脚踏阀：自复位式开关，向前踏，破碎锤启动；松开脚，破碎锤即停止工作；左操作手柄：向前推，小臂开；向后拉，小臂收；向左推，左转；向右推，右转。

巷道修复机是煤矿巷道中应用较多的一种高自动化机械装置，近年来我国一些设备厂商开始研发和应用这种煤矿机械。

煤矿用巷道修复机说明书

煤矿用巷道修复机说明书一、引言1.1 任务背景在煤矿开采过程中，巷道的损坏是一项常见的问题。

需要及时修复巷道才能保证矿工的安全以及煤矿生产的正常进行。

为解决这一问题，煤矿用巷道修复机应运而生。

1.2 修复机的作用煤矿用巷道修复机是一种专门用于煤矿巷道修补与加固的设备。

它能够快速、高效地修复损坏的巷道，提高工作效率，降低维护成本，确保巷道的稳定性和安全性。

二、巷道修复机的组成部分煤矿用巷道修复机包括以下几个主要组成部分： 1. 主体结构：由底座、支撑臂、高压喷射器、液压泵站等组成。

2. 控制系统：采用先进的自动控制技术，实现对修复机的操作和控制。

3. 传动系统：由电机、传动装置等组成，用于驱动修复机的各个动作。

4. 工作装置：包括喷射器、补强材料输送装置等，用于对巷道进行修补和加固。

三、巷道修复机的工作原理3.1 巷道扫描修复机首先需要对巷道进行扫描，获取巷道的完整结构图。

通过激光扫描仪等设备，能够快速、准确地获取巷道的形状和尺寸。

3.2 损坏区域识别通过计算机图像处理技术，修复机可以识别出巷道中的损坏区域，并将其标记出来。

这样操作人员就能清楚地知道哪些区域需要进行修补。

3.3 材料喷射修复机采用高压喷射技术进行修补。

根据巷道的材料特性和修复要求，选择合适的补强材料，并通过喷射器将其喷射到损坏区域。

3.4 补强材料固化修复机喷射的补强材料通常是快干型的，其固化时间较短。

在喷射完成后，补强材料会迅速固化，并与巷道墙面形成牢固的结合。

四、巷道修复机的优势修复机在巷道修复方面具有以下优势： 1. 高效快速：采用自动化技术，能够快速扫描、识别、喷射和固化，提高工作效率。

2. 精确准确：凭借先进的传感器和图像处理技术，修复机能够准确识别损坏区域，并对其进行精细修补。

3. 安全可靠：修复机操作简单，操作人员无需直接进入巷道，降低了工作风险。

4. 降低维护成本：通过及时修复巷道，可以延长巷道的使用寿命，降低了后期的维护成本。

煤矿井下巷道修复机在巷修施工中的应用

煤矿井下巷道修复机在巷修施工中的应用摘要：龙煤集团鹤岗分公司下属富力煤矿，针对目前井下开采，随着矿井的延深，矿山压力显现明显增大，已施工巷道出现严重变形，底板鼓起、顶板下沉、两帮位移严重，断面缩小，需要恢复场所增多，人工修复巷道已不能满足生产接续需要，为提高快速修复巷道能力，富力煤矿井下巷道恢复采用型号：MWD5.1/0.13L 型煤矿用液压巷道修复机，该机结构紧凑、外形尺寸小，行走灵活，利用机械臂配合可互换的机构，实现多功能切换，机械配备挖斗、破碎器、能够旋转360度，具有足够的强度，破碎强度达到f≤10以内的岩壁，可进行巷道开帮、挑顶；卧底、装货；支护前利用机械臂升起刹杆，撑起钢筋网可作为巷道临时支护等功能来保证煤矿安全生产奠定基础，实现煤矿巷修机械化，从而提高煤矿安全、高产、高效巷道修复技术。

关键词：富力煤矿；巷道修复机；电力液压系统；巷修机械化前言：随着富力煤矿不断的开采，深部巷道已处于高应力集中区，巷道围岩变形严重，底板鼓起，顶板下沉，两帮向巷道里侧位移明显增大，巷道需要恢复场所明显增多，依靠人工体力恢复巷道缓慢，工作效率低，工人劳动强度大，开帮挑顶放炮时对巷道电缆及各种管路损坏严重，并且围岩松动圈加大，存在不安全隐患。

因此我矿引进型号：MWD5.1/0.13L 型煤矿用液压巷道修复机，该机结构紧凑、外形尺寸小，由于采用电动液压系统，因而具有节约能源、卧底、开帮、挑顶等多功能集于一身的巷道修复机替代人工进行巷道恢复工作，既省时又省力，巷修作业效率高，实现煤矿巷修机械化，从而提高掘进巷道恢复速度。

1.结构特征及功能特点辽宁鑫丰矿电设备制造，MWD5.1/0.13L 型煤矿用液压巷修机由 1、挖斗、2 、工作装置、3 回转平台、4液压系统、5 底盘总成、6 机罩、7、破碎锤、8、电气系统等组成，同时由于采用电动液压系统，因而具有节约能源、噪声低、污染小、效率高等特点，可用于恢复巷道开帮挑顶、卧底、拉水沟、装岩（煤）及掘进作业。

煤矿用巷道修复机说明书

煤矿用巷道修复机说明书
煤矿用巷道修复机是一种高效、可靠的设备，用于煤矿巷道的修复和维护。

本文将为您介绍煤矿用巷道修复机的操作指南、注意事项和维护方法。

操作指南：
1. 巷道修复机工作前，需将设备的各个部分进行检查和维护，确保设备正常运转。

2. 在使用巷道修复机时，必须使用符合规定的安全阀门、紧急停车按钮等安全装置。

3. 巷道修复机工作时，操作人员必须站在安全地带，防止被机器吸入或夹住。

注意事项：
1. 巷道修复机使用时一定要注意安全，特别是在巷道壁面不平整的情况下，要注意维持设备的平稳运行。

2. 工作时要注意集中精力，避免因疏忽大意造成事故，严禁酒后操作。

3. 在清洗设备时，使用的清洗剂应当符合环保要求。

对设备的各个部件要进行及时的清洗，防止沉积和积尘影响设备的正常使用。

维护方法：
1. 工作结束后，要及时清理设备周围的灰尘和污垢。

长时间的灰
尘和污垢会堵塞设备通风口，影响设备的正常运转。

2. 检查设备各个部分的螺丝是否松动，如有松动应及时进行紧固。

3. 定期更换设备的滤芯和滤网，保证设备正常运转，并延长设备
的使用寿命。

总的来说，煤矿用巷道修复机是一种非常重要的设备，对于煤矿
工业的生产和安全起着关键的作用。

因此，我们必须对其进行严格的
操作、维护和保养，保证设备的正常工作，并为您的工作带来更大的
安全和效率。

履带式起重机行走机构故障分析及修复

履带式起重机行走机构故障分析及修复履带式起重机是一种依靠履带装置行走的移动式起重机械，依靠其独特的行走机构，使起重机具有带载行驶、接地比压小、爬坡能力强、转弯半径小等特点，行走机构的动态特性，直接影响着履带起重机整车的性能。

在平常的使用中常常出现走行跑偏的现象，使操作起重机的工作效率大打折扣。

为了解决这一问题，本文针对一个故障排查的实例来对整机液压系统进行探讨研究，加以AMESim为平台进行仿真分析，并提出一些日常使用中的建议。

1工作原理该起重机行走液压系统采用双泵、双马达结构，即左、右行走机构各有1个变量泵、1组控制主阀和I个变量马达，各自独立驱动。

以右侧为例：右控制主阀为力士乐MO-5205-00/4M0型电液控制阀。

该阀为四联阀，分别控制右侧履带的行走、主变幅机构、主钩和副钩。

压力油通过右控制主阀的右行走阀片后进入中心回转接头，再通过胶管及快换接头连接到右侧行走变量马达，将动力传递到右侧行走马达。

左侧与右侧相同。

2故障原因分析2.1磨损原因行走机构的机械部件承担自重、作业载荷及运行中的冲击载荷，还要受到砂石、泥水的污染侵蚀，工作条件恶劣，易被磨损。

从行走机构的结构分析，引导轮、支重轮和驱动轮三者的轴线必须和支重轮架的对称中心线重合，该中心线与起重机的半轴轴线垂直，才能保证履带吊直线行走，但驱动轮、托轮、引导轮及支重轮的轮齿磨损，轴承轴套、轴磨损及变形，使驱动轮、引导轮、支重轮与轨链发生啃削，严重时发生履带跑偏、脱轨，进一步加剧这些零部件的磨损，造成恶性循环。

1）土壤、砂石等不利外部环境对磨损的影响。

土壤和砂石对行走机构的影响主要体现在土壤的酸碱度和砂石的硬度、形状上，酸性土壤、带有锐角的碎石、硬度大的砂石等对零部件的腐蚀和磨损较为严重。

2）零部件之间压力及润滑的影响。

在相同材质下，磨损量与作用在零部件上的压力成正比，单位压力越大，磨损量也越大。

因此应尽量避免过大的单位压力。

缺少润滑使零件直接接触，加剧磨损的产生。

科技成果——煤矿用巷道修复机

科技成果——煤矿用巷道修复机技术开发单位石家庄煤矿机械有限责任公司适用范围该机可应用于煤巷、半煤岩巷和全岩巷，可以对巷道顶板、底板及侧帮进行破碎、挖装、侧掏、装运等日常维护作业，也可以对大块的岩石、煤块进行破碎，以便装运，可满足煤矿井下使用条件和要求，实现了地面用工程机械中的挖掘、破碎、清理、平整、吊装、出矸等施工作业。

成果简介1、采用新型工作臂旋转机构，并申请国家发明专利，使工作臂沿轴线旋转±180°，传动扭矩大，可实现多向灵活作业，不仅可以进行垂直的挖掘操作，而且还可以水平状态对设备的底部进行清扫；2、实现铲斗、冲击锤互换设计，可对坚硬岩石或大块矸石进行破碎，实现一机多用功能；3、集成了液压锚杆机，对巷道进行修复的同时进行锚护作业；4、自带输送机，可将修复后的矸石直接转载到皮带机或矿车，不必再配备专门的出矸设备。

关键技术1、修复工艺简单，小型巷道修复机装机采用旋转油缸，一个工作臂可实现修复作业；2、在煤矿用扒装机基础上，增加了工作臂旋转功能，并增加了可自动切换挖斗及破碎锤的机构，省去人工更换，使挖掘臂升级为修复臂；3、其自带的输送功能，大大提高了出矸量，提高了修复效率。

应用情况许疃矿自2016年3月1日开始使用WPZ-55/400型巷道修复机以来，修复巷道断面为3m×3m（高×宽），目前单班进尺已超过原两班进尺。

系统性能稳定，质量可靠，可实现挖掘毛水沟、卧底、破岩、清理浮煤、运输、平整巷道及小型配件吊装等多种功能，巷道修复机具有断面成形质量好、修复效率高等突出优势，能有效减轻工人劳动强度，延长设备使用寿命。

煤矿用巷道修复机的研制成功，促进了煤矿机械化的发展，为煤矿巷道修复提供了新技术装备，进一步加快了煤矿建设“机械化减人”进程；改善了巷修作业工作环境，替代人工挖掘底鼓的底板，清理巷道浮煤，挖掘顺槽毛水沟等工作，减轻职工的重体力劳动，提高劳动效率和安全可靠性。

矿用履带式管道清洁机器人的改进与运动学仿真

矿用履带式管道清洁机器人的改进与运动学仿真摘要：本文讨论了矿用履带式管道清洁机器人的改进及其运动学仿真。

首先概述了该种机器人的基本构造，并详细介绍了改进思路，其中包括使用传感器优化机器人的操作，以及动力学分析、物理模型和控制设计。

然后结合专业软件对机器人进行了运动学仿真，具体参数如下：垂直旋转半径1.5m，水平旋转半径2.0m，螺距6mm，步进角0.1 度，外部电源电压12V。

最后，以实验数据为基础，检验了最终设计的有效性。

关键词：机器人，改进，运动学仿真，传感器，动力学分析，物理模型，控制设计正文：1. 绪论由于管道系统的复杂性和深度，传统的入侵检查和清洁方法存在一定的局限性。

为了加快清洁速度，提高清洗效率，我们设计了一种基于履带的管道清洁机器人，用于清洁大型铁路隧道。

2. 改进思路本研究着重改进该履带清洁机器人：（1）传感器优化：配备激光传感器进行定位，高精度惯性测量单元（IMU）用于检测机器人的姿态，摄像头用以实时观察机器人的运动情况。

（2）动力学分析：考虑机器人的物理参数（质量，惯性，摩擦等），建立完整的动力学模型，以便提供准确的操控系统。

（3）物理模型：使用多体系统模型（MBS）对机器人的运动特性进行分析，建立完整的模型，使用多种材料来设计具有耐久性的机器人。

（4）控制设计：根据上述物理模型和动力学分析，提出了一种可行的控制设计方法。

它涉及到两个步骤：首先是定义机器人的运动学结构及其相关参数，然后确定控制方法及其所需的参数。

3. 运动学仿真将所有物理参数整合到一起，使用专业软件对改进的机器人进行了运动学仿真。

实验中，垂直旋转半径为1.5m，水平旋转半径为2.0m，螺距6mm，步进角0.1 度，外部电源电压12V。

4. 结论使用传感器优化机器人的操作、动力学分析和物理模型，以及控制设计，本文设计并实现了一种矿用履带式管道清洁机器人，并且在运动学仿真方面取得了良好的效果。

实验结果表明，改进后的机器人较传统的清洗机器人具有较高的清洗效率，能够满足大型铁路管道的清洗需求。

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ｍｏｄｅｌｓｏｆｂｏｏｍａｎｄｂｕｃｋｅｔｒｏｄａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｖｉａｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ．Ａｓｓｕｃｈ，ｉｔｉＳｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｂｏｏｍａｒｅ２９１．７３０ＭＰａａｎｄ０．２８９０００ｍｍ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｅｒｅａｓｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｂｕｃｋｅｔｒｏｄａｒｅ１０２．６６００００ＭＰａａｎｄ０．０９６２２１ｍｍ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ，ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｓｔｉｆｆｎｅｓｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｒｅｓａｔｉｓｆｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｉｎ，
阚志涛，张幼振，邵俊杰
（中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安７１００７７）
摘要：在工作过程中，煤矿用履带式巷道修复机工作机构容易受到较大的冲击力，使薄弱部位产生变形甚至断裂．对修复机工作机构在挖掘工况下进行受力分析，建立煤矿用履带式巷道修复机的动臂和斗杆的三维模型，并利用有限元分析软件进行仿真分析．结果表明：煤矿用履带式巷道修复机动臂的最大应力为２９１．７３０ＭＰａ，最大
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｏｌｌｉｅｒｙｃｒａｗｌｅｒｒｏａｄｗａｙｒｅｐａｉｒｍａｃｈｉｎｅｓｉｓｅａｓｉｌｙｉｍｐａｃｔｅｄｄｕｒｉｎｇｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｔｏｐｒｏｄｕｃｅｗｅａｋｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｖｅｎｆｒａｃｔｕｒｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｌｏａｄｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ３Ｄ
中图分类号：ＴＨ１１４文献标志码：Ａ文章编号：１６７２～５５８１（２０１４）０４—０３４６— ０５
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｎｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｃｏｌｌｉｅｒｙｃｒａｗｌｅｒｒｏａｄｗａｙｒｅｐａｉｒｍａｃｈｉｎｅｓ
ＫＡＮＺｈｉ．ｔａｏ，ＺＨＡＮＧＹｏｕ — ｚｈｅｎ，ＳＨＡＯＪｕｎ－ｊｉｅ
（ＣＣＴＥＧＸｉ ’ ａｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００７７，Ｃｈｉｎａ）
位移为０．２８９０００ｍｍ，斗杆的最大应力为１０２．６６００００ＭＰａ，最大位移为０．０９６２２１ｍｍ，均满足强度和刚度要求，验证了结构设计的合理性．

关键词：巷道；底鼓；修复机；工作机构；仿真分析
ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｒａｔｉｏｎａｌｅｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄａｂａｓｉｓｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｎｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏａｄｗａｙ；ｆｌｏｏｒｈｅａｖｅ；ｒｅｐａｉｒｍａｃｈｉｎｅ；ｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ
第１２卷第４期２０１４年８月
中
国
工
程
机
械
学
报
Ｖｏ１．１２Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０１４
ＣＨＩＮＥＳＥＪ（）ＵＲＮＡＬＯＦＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＭＡＣＨＩＮＥＲＹ
煤矿用履带式巷道修复机工作机构的仿真分析