煤矿机械掘进机三维动画仿真演示
矿用纵轴式掘进机截割头结构力学分析
矿用纵轴式掘进机截割头结构力学分析
段晶晶
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2024(39)1
【摘要】以EBZ150A型纵轴式掘进机为研究对象,介绍一种掘进机截割头结构力学仿真分析方法。
利用三维机械设计软件SolidWorks构建截割头三维几何模型,通过有限元分析软件ANSYS分析不同岩石条件下截割头结构变化,确认不同载荷条件对截割头结构的影响,进而通过工程应用验证截割头结构力学仿真分析方法的应用价值,旨在为后续矿用纵轴式掘进机截割头结构优化设计提供方法参考。
【总页数】3页(P38-40)
【作者】段晶晶
【作者单位】霍州煤电集团辛置煤矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD421.5
【相关文献】
1.煤矿用悬臂式纵轴掘进机截割头截齿布置研究
2.纵轴式掘进机截割头运动参数对截割载荷的影响分析
3.纵轴式掘进机截割头截齿工作角度选择及加工分析
4.纵轴式掘进机截割头载荷影响因素的仿真分析
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矿山机械-第二章-掘进机械
YN27C型内燃凿岩机
高速液压凿岩机
气动凿岩机HY20
手持式凿岩机Y26型
四、气动凿岩机
气动凿岩机组成： 冲击配气机构、转钎机构、排屑机
构和润滑机构等
钎杆1尾端装入凿岩机2机头钎套内， 注油器3连接在风管5上，使压气中混有 油雾，对凿岩机内零件进行润滑，水管 4供给清除岩粉用水，气腿6支撑凿岩机 并给以工作所需推进力。
气腿凿岩机的外形
1-钎杆；2-凿岩机；3-注油器； 4-水管；5-风管；6-气腿
五、液压凿岩机
1.概述 液压凿岩机是在气动凿岩机的基础
上发展起来的一种凿岩机。它是利用高 压液体的动力，推动活塞在缸体内往复 运动。
液压凿岩机具有以下优点： （1）动力消耗小，能量利用率高。 （2）凿岩速度高。 （3）作业条件高。 （4）润滑好，提高了零件寿命。 （5）操作方便，适应性强。
按照工作机构切削工作面分类：
1）部分断面巷道掘进机 其工作机构为一条悬臂和安装在悬臂上的截 割头所组成，悬臂可以上下左右摆动，主要 用于煤巷和半煤岩巷的掘进。
2）全断面巷道掘进机 全断面掘进机主要用于巷道全断面的一次钻 削式成形，主要用于掘进岩石巷道，多用于 涵洞和隧道的开凿。
◆ 隧道掘进机械，一般分为两种： （1）臂式掘进机(Boom-type Roadheader)； （2）全断面隧道掘进机，简称TBM
（7）具有防滑装置，以防机器沿斜坡自动下滑。
（8）具有内外喷雾灭尘装置。
（9）工作稳定可靠，操作简单方便，操作手把或 按钮尽量集中，日常维护工作少而容易。
三、凿岩机的种类
凿岩机的种类很多，按所用动力可分为 气动、电动、内燃和液压等四类。
基于Unity_3D_的掘进机数字化培训系统设计
文章编号：2095-6835（2023）24-0158-04基于Unity3D的掘进机数字化培训系统设计高志广，吴海生，傅健（三一重型装备有限公司，辽宁沈阳110027）摘要：新入职的服务工程师不能短时间内深入掌握掘进机的产品知识，培训过程中使用的讲解文档和PPT课件不能直观展现掘进机结构和原理。
基于此，从服务工程师的实际需求出发，设计基于Unity3D的掘进机数字化培训系统。
该系统以Unity3D开发引擎为开发平台，运用C#脚本语言和UI（软件界面）框架设计，对掘进机数字化培训系统进行开发，展示了掘进机的结构、工作原理、维修换件的拆卸和安装过程。
通过该系统，服务工程师可以进行交互式操作，更深刻理解产品，更容易掌握产品的结构和原理，便于提高服务工程师的服务水平。
关键词：Unity3D；掘进机；数字化；培训系统中图分类号：TP391.9文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2023.24.0472019年1月，工业和信息化部提出，到2025年中国虚拟现实产业在整体实力上要进入全球前列，并明确了6项主要任务，鼓励虚拟现实技术与制造业的融合[1]。
与传统培训内容对比发现，数字化培训系统可以将乏味的理论教学转变为图像和视频展示，同时可以进行交互式操作，直观还原真实的产品操作，形成体验式教学。
掘进机长期处于地质条件恶劣工况环境中，产生的故障类型多种多样，一旦发生故障会导致机器停机维修，耽误的时间越长，企业损失的利益越大。
所以要求服务工程师深刻理解产品结构和原理以及维修换件的操作，能够在最短的时间内找到故障点并解决。
因此，对服务工程师展开有针对性的数字化培训尤为重要。
将Unity3D开发引擎作为开发平台，实现掘进机数字化培训系统的开发，通过虚拟操作、结构展示、工作原理、保养、维修拆装等模块的设置，为使用者搭建实时交互的虚拟操作环境。
该培训系统模拟掘进机运行过程中的各种状态，不同的操作触发不同的反馈，使用者可以在该系统中了解掘进机的各项功能，快速掌握掘进机的相关重要知识。
EBZ318(H)悬臂式掘进机技术资料
➢行走驱动装置，采用两点变量马达，可实现掘进工作时低速行走和设备调运时高 速行走，提高工作效率。
工作行走速度 调运时行走速度
0-6.6m/min 0-10m/min
马达内置了高压溢流阀，在突然受到 负载冲击的情况下，充分保护马达。
18
➢增加水系统流量检测装置，同电气系统配合实现水电联动功能。保证液压油充分 冷却，防止其过早老化、变质。 ➢流量开关检测外来冷却水流量，是否能满足设备冷却要求；若不能满足，则电气 系统报警提示操作者进行相关操作。
2008年10月样机下线，分别在沈煤集团红阳矿、山东新汶集团龙固矿、川 煤集团花山矿、陕西铜川矿务局玉华煤矿进行工业性试验。
2010年批量推向市场，至今共计销售40多台。
装机总功率
589kW
主机重
113t
接地比压
0.18MPa
截割范围 5.42 m(高)× 6.78m(宽)
截割头转速
30.6r/min
EBZ318(H)悬臂式掘进机
综掘研究院
0
目录
一、硬岩系列掘进机 二、EBZ318(H)悬臂式掘进机关键技术 三、持续改进 四、EBZ318(H)悬臂式掘进机技术参数及配置
1
一 硬岩系列掘进机
2
➢岩巷掘进机 EBZ200H型一代机
2005年开始设计，2007年6月在霍州李雅庄煤矿完成工业性试验。
截割范围 5.46 m(高)× 6.81m(宽)
截割头转速
31.8r/min
最大/经济截割 岩石单向抗压强度 130MPa/100MPa
8
二 EBZ318H悬臂式掘进机关键技术
9
关键技术一：截割头截齿排布改进优化设计，提高破岩能力
优化前截割头
仿真系统技术协议书
技术协议书采煤工程教学培训仿真系统软件设计思想（一）设计思想1、本项目的研制思想是以采煤工程各工种的国家职业标准与采煤工程专业教学大纲为依据，以各相关煤炭企业集团公司的职业技能培训与鉴定大纲为基础；以技能训练和课程教学中的难点、重点，特别是实物教学难以完成的培训内容与实训项目的设备研制为重点，通过使用多媒体仿真技术、智能技术、传感技术、网络技术、通信技术、自动控制技术等，研制开放式的网上采煤工程教学与培训仿真系统，使得采煤工程职业技能实训基地的建设处于全国领先地位。
2、本项目的研制目标是：充分利用最新的信息技术，设计基于C/S（客户机服务器模式，以下相同）与B/S（浏览器服务器模式，以下相同）模式的采煤工程教学培训仿真系统各子系统与各模块，研发采煤工种相关培训与仿真实训装备，实现采煤工培训信息的数字化、可视化与仿真。
通过本系统的研究，达到以下研制目的实现四个服务，即：对煤田：完善煤炭机械、煤炭开采方法、通风与安全和矿山供电等四个专业的教学与采煤各工种培训与技能实训的各环节，提高培训与鉴定质量，满足煤田、企业的发展对人才培养的需要。
对行业：探索以理论知识的可视化，形象化，结合实训装备的自动化、信息化改革带动采煤技工人才培养的新思路，推动行业技能型人才培养在教学与培训内容、实训手段、培训模式上的现代化改革，为提高教学与培训工作的质量，培养更多高技能、创新型人才服务。
对学校：从优化教学与训练环节方面大力推动骨干专业实训基地的现代化与信息化建设，提升学校的地位，扩大学院在行业中的影响，使学校在人才培训市场的竞争中处于有利地位。
对专业课程：提高采煤工程专业教学内容与教学现代化的水平，锻炼师资队伍，加强学科建设，满足技能型人才特别是高技能人才培养对专业知识掌握与学科建设的需要。
（二）设计研制原则1、职业性原则(1)能满足采煤相关工种国家职业标准与采煤工程专业教学大纲的要求，面向煤田，为作业区培养合格的各类技能型人才。
矿山3D虚拟及动画仿真教学系统要求
《矿山3D虚拟及动画仿真教学系统》一、系统概述系统主界面示意图系统模型以单水平开采模式和斜井开拓方式为矿井原型。
在模型中，地面各个职能部室，井下巷道的开拓形式、已经采掘完的工作面、正在采掘的工作面以及准备采掘的工作面等内容。
将会详细的讲解矿井地面办公楼、职工生活区、选煤厂等地面工业广场及主井、副井、井下开拓巷道以及井下各种巷道、采掘工作面布置情况，将煤矿生产的采煤、掘进、机电、运输、通风、排水等系统通过实景仿真互动以虚拟仿真技术搭建还原一个真实的虚拟煤矿，学习者以第一人和第三人称的视角在矿井中进行自主漫游，并且可以来回切换。
当漫游到巷道或者工作面后，可以即时学习该工作的工艺、原理、设备等核心知识点。
虚拟矿山界面示意图将整个煤矿从地面到井下以三维形式展示给学生，可以进行自主漫游。
通过点击相应的热点进行相应的学习，通过二维动画的形式将原理和工艺展示出来。
系统结合学院学生的特点，将游戏的元素引进系统中，在巷道中漫游通过键盘和鼠标的同时操作，寻找自己需要学习的知识点。
各个专业可以通过小地图很快进入到自己专业的学习模块，操作方便，有效的提高学习兴趣和学习效率。
主要生产系统示意图系统可以宏观的看到井下各个生产系统：通风系统、运输系统、给排水系统以及各个生产环节所使用设备的运行。
将从宏观到细节对煤矿生产的各个环节进行逐一展示，使学习者能由浅入深的学习煤矿安全生产的采煤、掘进、运输、通风、机电等相关知识内容，知识内容覆盖全面，讲解形象生动。
井上部分:1、地面及地质概述：构建三维虚拟矿山场景，井田位置，采用电子地图的方式显示矿区具体位置，可对井田进行立体观察、学习。
其中包括矿图中描述的各个技术细节：采煤边界、煤层走向、煤层布置情况、周围的山脉、河流、铁路等设施对采煤生产的影响等。
2．工业广场：矿井工业广场的规划，可对矿区进行漫游，通过鼠标和键盘可以转换第一人称和第三人称视角，如同置身矿区，身临其境，将矿井地面办公楼、职工生活区、选煤厂等井上建筑还原出来。
EBH35型掘进机截割断面自动成形仿真研究
龙源期刊网 EBH35型掘进机截割断面自动成形仿真研究作者：牟德森宋德朝来源：《中国机械》2013年第02期摘要：以EBH35型横轴式掘进机为研究对象，建立了截割头相对于车体运动的数学模型，并应用matlab软件模拟了截割头中心点的极限运动范围，为掘进机自动截割成行断面规划提供基础，然后以截割矩形断面为例，运用matlab软件模拟了断面自动截割的过程，为之后建立EBH35型掘进机自动截割成形控制系统奠定了理论基础。
关键词：横轴式掘进机；断面自动成形；matlab仿真1、前言悬臂式掘进机已被广泛地用于煤矿巷道工程，目前掘进机的操作大多仍然是手动操作，由于巷道掘进工作条件复杂艰苦，目视观测条件差，存在超挖和欠挖现象，超挖会带来巷道支护和回填工作量的增大，造成不必要的浪费，使得巷道施工成本大大增加；欠挖会造成二次修正，降低掘进机掘进速度。
因此，掘进断面成形几何形状实时检测和自动控制是悬臂式掘进机的发展方向。
本文以EBH35型掘进机为研究对象，主要研究截割头运动位置与掘进机工作臂关节摆角之间正反向的数学关系，为掘进机断面自动成形奠定理论基础。
2、EBH35型掘进机运动学分析掘进机运动学分析描述的是掘进机工作连杆转动角度及掘进机车体的位姿与掘进机截割头所截巷道断面关系，将工作臂的转动角度及车体的位姿参数与截割头的运动轨迹联系起来，进而建立起截割头运动轨迹与关节转动角度及车体位姿参数之间关系的数学模型。
为掘进机截割头定位，掘进巷道轮廓监测以及运动控制提供分析的理论基础。
2.1 EBH35型掘进机工作机构结构介绍EBH35型掘进机工作装置由截割头、小臂、大臂及回转头组成。
在进行截割工作时截割头液压缸及小臂液压缸处于完全收缩状态，工作臂在大臂液压缸的带动下做上下截割运动，在回转液压缸的带动下做左右截割运动。
由液压马达驱动的截割头在工作臂的带动下亦能够上下左右运动，进而截割出所需断面形状。
2.2 EBH35型掘进机工作机构坐标系统建立。
煤矿开采中机械自动化技术的应用及发展
煤矿开采中机械自动化技术的应用及发展煤矿开采是我国重要的能源产业，但也是一项危险和艰苦的工作。
为了提高开采效率和减少人员伤亡率，煤矿开采中机械自动化技术应运而生。
自动化技术除了能够提高生产效率，还可以减少人员对危险环境的暴露，以及降低矿工的劳动强度。
1、煤矿掘进机械煤矿掘进机械是自动化技术最广泛应用的领域之一。
常见的煤矿掘进机械有隧道掘进机、桥式掘进机、盾构机等，这些机械具有高效、安全、节能的特点，能够有效地进行煤矿掘进、支护、维护等工作。
煤矿输送机械主要包括皮带输送机、升降机、斗式提升机等。
机电一体化技术的应用使得煤矿输送机械具有自动化、连续、高效的特点，可以在煤矿内部进行物料的输送和负载，从而提高工作效率和生产安全性。
3、煤矿采掘自动化煤矿采掘自动化目前正在发展中，包括矿面自动化技术、无人值守采煤等方面，其主要用途是提高煤矿开采效率、降低人员伤亡率、降低噪声和粉尘污染等。
机械自动化技术在煤矿开采中得到了广泛应用，随着这一领域的不断发展和进步，煤矿机械自动化技术也不断创新和完善。
未来的机械自动化技术主要有以下几个方向：1、智能化随着机械自动化技术的不断发展，其应用领域不断扩展，但在使用过程中也面临着未知的情况和问题。
因此，需要将机械自动化技术应用于智能机械，提高其控制能力和适应能力，从而实现更高效、更安全、更智能的煤矿开采。
2、远程控制煤矿采掘中机械自动化技术的远程控制技术也在不断发展和创新。
采用遥控技术可以避免矿工直接进入煤矿井下，减少人员伤亡率和矿山安全事故的发生。
3、数字化数字化技术在煤矿机械自动化技术中运用广泛，可以实现监测、控制、优化生产等多种功能。
数字化技术的应用，不仅可以提高效率和减少人员伤亡率，还能实现向智能煤矿的转型。
总之，煤矿开采中机械自动化技术在工业领域里具有重要的地位，可以提高煤矿采掘效率和安全性。
机械自动化技术的不断创新和发展，在未来的煤矿采掘行业中将扮演着更加重要的角色。
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煤矿机械/掘进机三维动画仿真演示
矿用掘进机是用于开凿平直地下巷道的机器设备，它分为开敞式掘进机和护盾式掘进机，设备造价昂贵，它主要由行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成。
随着行走机构向前推进，工作机构中的切割头不断破碎岩石，并将碎岩运走。
有安全、高效和成巷质量好等优点，其造价高，构造复杂，损耗也较大。
近年来，国内的重工企业也推出了一些硬岩掘进机，但总体来说国产设备与国外先进设备还是存在不少差距的，但任何事情都有它的两面性，差距意味着发展的技术空间也同样大，可喜的是，一些专业院校的科研方向也逐步涉足这个领域。
我国的矿产资源丰富，未来对采矿设备的需求巨大，进口设备有优势但也有价格过高的问题，这样就为掘进机的国产化提供了可能。
燃动数字的三维动画仿真演示技术顺应中国重工发展的市场空间，为国内重工研发、制造企业提供三维仿真演示，无论在重工企业的研发技术部门，还是生产制造部门，亦或是市场营销和售后服务及培训部门，燃动数字把体型庞大、结构复杂的掘进机进行计算机数字化处理，成为多部门的可视化参照物，技术上的创新在电脑图形上可即刻呈现，生产部门可以扔掉传统的图纸，营销部门在向客户推荐自己的产品时（参加展会也可），只需带上平板或iPad,360度的旋转和放大缩小，技术参数
等等只要指尖滑动一下即可办到，售后和培训也不言而喻，一切的操作规范都可以内置其中。
一个企业的硬件是体现在产品的技术优势上，而软件就是体现在营销方式的手段上，时尚科技代表的是企业的文化内涵和市场意识！三维动画仿真演示技术让枯燥的设备变得生动，让复杂的沟通变得自然简单。