采掘机械第3篇第2章-装载机械课件

装载机械：用钻眼爆破法掘进巷道时，工作面爆破后碎落下来的煤岩需要装载到运输设备中运离工作面，实现这一功能的设备。按行走方式分轨轮式、履带式、轮胎式和雪橇式。按驱动方式分电动驱动、气动驱动、电液驱动。按作业过程特点分间歇动作式和连续动作式。

间歇动作式：工作机构摄取物料时为间歇动作的装载机，主要有耙斗装载机、铲斗装载机。

连续动作式：工作机构摄取物料时为连续动作的装载机，主要有扒爪装载机、立爪式装载机、扒爪立爪式装载机、圆盘式装载机等。第十二章装载机械20世纪50年代，使用最多后卸式装载机和扒爪装载机。70年代随着巷道断面增大，侧卸式装载机迅速发展。中国50年代初使用后卸式装载机和扒爪装载机，60年代研制耙斗装载机。70年代研制成功侧卸式装载机，与凿岩台车配套使用。装载机械的发展与掘进断面的大小及被装物料的特性密切相关。随着掘进断面增大，在大断面巷道中多采用侧卸式铲斗装载机，且向大功率、大容量方向发展。用于中小断面掘进的装载机，着眼于提高机械性能和工作可靠性，方便灵活。探索装载机械向一机多能方面发展，如在装载机上增加钻臂，铲斗臂上增设可拆卸工作台等。第十二章装载机械

耙斗装载机可使装岩与凿岩工序平行作业，爆破后先把迎头的岩石迅速扒出，即能进行凿岩作业，同时将尾轮悬挂在左、右帮上进行装岩作业，缩短掘进循环时间。耙斗装载机按驱动方式分电动、气动和电液传动。按卸载方式分料槽卸载式和刮板转载机卸载式。按行走方式分轨轮式、履带式和雪橇式。第一节耙斗装载机

用耙斗作装载机构的装载机。适用于矿山平巷和倾角30o以下斜井巷道掘进装岩，装载能力一般为15～200m3/h。一、组成和工作过程1-固定楔；2-尾轮；3-返回钢丝绳；4-簸箕口；5-升降螺杆；6-连接槽；7、11-钎子；8-操纵机构；9-按钮；10-中间槽；12-托轮；13-卸料槽；14-头轮；15-支柱；16-绞车；17-台车；18-支架；19-护板；20-进料槽；21-簸箕挡板；22-工作钢丝绳；23-耙斗；24-撑脚；25-卡轨器第一节耙斗装载机耙斗23以自重落在料堆上表面，钢丝绳牵引使耙齿插入料堆扒取物料→沿巷道底板进入料槽，岩石通过卸料口(或刮板转载机)卸至后面的运输设备。采用双滚筒绞车牵引耙斗往复运行，工作滚筒的钢丝绳牵引耙斗前进，空程滚筒的钢丝绳绕过固定在工作面上的尾轮牵引耙斗后退。两个操纵手柄分别控制两个滚筒刹车带开合，实现扒装动作。第一节耙斗装载机

二、耙斗用绞车牵引往复运动，直接扒取松散煤岩的斗状构件。根据物料比重的大小有不同形式的耙斗，分耙式、箱式和半箱式。耙式耙斗没有侧板，60年代前曾用于扒取岩石；箱式耙斗两侧有侧板，适应较软、松散、细碎的物料；半箱式耙斗用于扒取块度大、比重大的物料。第一节耙斗装载机1、6-钢丝绳接头2-尾帮；3-侧板；4-拉板；5-筋板；7-斗齿；8-牵引链在装载行程中，耙斗被向前牵引，耙斗自重使它逐渐插入料堆，耙斗内的物料沿着耙斗的尾帮升高并向前翻滚，耙斗被逐渐装满，插入料堆的阻力随着增大。当耙斗自重和插入阻力平衡后，插入料堆的深度不再增加——耙斗形状和重量直接影响耙斗装载机的生产率。第一节耙斗装载机

耙斗组成：斗齿和斗体。斗体用钢板焊接而成，斗齿与斗体铆接。斗齿分平齿和梳齿，多使用平齿。斗齿材料为ZGMn13，磨损后更换。尾帮后侧经牵引链8和钢丝绳接头1连接，拉板前侧与钢丝绳接头6连接，绞车工作钢丝绳和返回钢丝绳分别固定在接头6和接头1上。第一节耙斗装载机1、6-钢丝绳接头；2-尾帮；3-侧板；4-拉板；5-筋板；7-斗齿；8-牵引链第一节耙斗装载机

三、绞车牵引耙斗运动的装置。能使耙斗往复运行，迅速换向，适应冲击负荷较大的工况，一般为双滚筒结构，也有三滚筒结构。绞车按动力分电动、气动和电液传动。按结构形式分行星轮式、圆锥摩擦轮式和内涨摩擦轮式。1.行星齿轮传动双滚筒绞车

第一节耙斗装载机1-减速器2-电动机3-刹车闸带4-空程滚筒5-工作滚筒6-辅助刹车

电动机经减速器传动两套行星轮系的中心轮，两滚筒以轴承支承在轴上，各与其行星齿轮传动的系杆连接在一起。每个行星轮系的内齿圈外有带式制动闸。

工作时，电动机和中心轮始终转动，工作滚筒和回程滚筒是否转动视制动闸是否闸住相应的内齿圈而定。内齿圈制动闸放松(图Ⅰ)，中心轮经行星轮带动内齿圈空转，系杆和滚筒不转动。内齿圈被抱死(图Ⅱ)，系杆和滚筒转动，其转动方向和中心轮转动方向相同。若要某个滚筒卷绳时，则将相应的内齿圈抱死。第一节耙斗装载机第一节耙斗装载机

耙斗返回阻力小，加快速度返回——回程滚筒转速大于工作滚筒转速。防止两滚筒在工作时由于滚筒转动惯性不能及时停车而产生钢丝绳乱绳现象，引起卡绳事故，在每一滚筒上装有辅助闸。当两操作手把都放松时，电动机空转，耙斗不动——避免频繁启动电动机。2.圆锥摩擦轮双滚筒式绞车

1-工作滚筒；2-圆锥摩擦轮；3-螺杆4-主轴；5-回程滚筒；6-螺母；7-闸带

电动机和滚筒轴垂直布置，两滚筒滑套在滚筒轴上，左右两个摩擦锥盘随滚筒轴旋转。转动左或右螺旋副的螺母6→推动滚筒外移，与摩擦盘接触→旋转。第一节耙斗装载机

反向转动螺母6→滚筒与摩擦盘脱开，停止旋转。两个滚筒上设有辅助刹车。操纵螺母的手把与操纵辅助刹车的手把存在联动闭锁关系：当滚筒被圆锥摩擦轮带动时，辅助刹车的闸带就放开；当滚筒与圆锥摩擦轮脱开时，闸带就抱紧制动轮，克服惯性影响，避免从动滚筒放绳太多引起乱绳。第一节耙斗装载机为减少误操作可能性，两对螺旋副的螺旋方向相反——操纵两个滚筒的手把动作方向一致。

第一节耙斗装载机3.内涨摩擦轮式绞车1-带闸；2-回程滚筒；3-摩擦带4-顶杆；5-移动锥体；6-螺杆7-螺母；8-工作滚筒；9-闸瓦10-主轴；11-滚轮；12-离合瓦座

操纵手把转动螺母7，空套在轴10上的螺杆6轴向不能移动，四头螺母推动空套在离合瓦座12上的锥体5轴向移动。

工作滚筒8的锥体向右移动或回程滚筒2的锥体向左移动时，滚轮11和顶杆4就沿径向向外移动，将闸瓦9压紧在滚筒内壁上。因离合瓦座12用键装在轴上，滚筒跟轴转动。滚筒内壁和闸瓦的摩擦表面装有铜丝石棉带。滚筒上设有防止乱绳的辅助带闸1。第一节耙斗装载机第一节耙斗装载机

四、台车

台车是耙斗式装载机的机架和行走部分，并承载着装载机的全部重量。台车上安有绞车、操纵机构以及支撑中间槽的支架和支柱。台车前后部挂有四套卡轨器，用以装载机工作时固定台车。

五、料槽耙斗扒取物料后通过料槽卸载到运输设备中。为便于运输和安装，料槽分成几节：挡板、进料槽、中间槽和卸料槽。中间槽安装在台车的支架和支柱上，进料槽和卸料槽分别与中间槽用螺栓连接。簸箕口与两侧的挡板用销轴连接，与连接槽通过钩环联接。第一节耙斗装载机六、生产率计算耙斗装载机的生产率与耙斗容积、耙运速度和耙运距离有关。V——耙斗容积，m3；k——耙斗装满系数，取0.6～0.9；L——从料堆至装载机卸料口的距离，一般取8～20m；v1，v2——耙斗往返运行速度，m/s；t1，t2——耙斗往返停歇时间，取10～20s。

用铲斗从工作面底板上铲取物料，将物料卸入矿车或其它运输设备的装载机械。煤矿主要使用直接卸载式，按卸载方式不同分后卸式、侧卸式和前卸式。后卸式和侧卸式使用较多。第二节铲斗装载机

一、后卸式铲斗装载机主要用于中小断面巷道掘进的装载作业，生产能力15～140m3/h。按装载方式分直接装车式和带转载机式。前者体积小，机动灵活，使用方便；后者转载机下方可容纳大吨位矿车按驱动方式分气动、电动和电液驱动。1-行走机构；2-铲斗3-斗臂；4-回转机构5-缓冲弹簧；6-翻转机构第二节铲斗装载机

距料堆1～1.5m处放下铲斗2→贴着地面，开动行走机构1，借助惯性将铲斗插入料堆，同时开动翻转机构6，铲斗边插入边提升。铲斗装满，行走机构后退，继续提升铲斗，斗臂3沿回转机构4上的滑道滚动，铲斗向后翻转到末端位置，碰撞缓冲弹簧5，铲斗内物料借助惯性抛出，卸入后部矿车。卸载后铲斗靠自重和缓冲弹簧反力从卸载位置返回铲装位置，开始下一循环。铲斗可向巷道两侧最大摆动30o。第二节铲斗装载机

2．铲斗提升及稳定机构提升机构作用：使铲斗从装岩位置提升到卸载位置。1-铲斗；2-斗臂；3-连接轴及套筒；4-稳定钢丝绳5-提升链；6-托轮7-提升电动机；8-卷筒9-导向链轮；10-回转平台

提升电动机7→减速器→卷筒8，卷筒上缠绕提升链5，提升链一端固定在卷筒上，一端绕过导向链轮9、托轮6固定在斗臂上的套筒中部。导向链轮9固定在平台10上。开动提升电动机，经减速器使卷筒回转，提升链缠绕到卷筒上，铲斗l被逐渐提升，并沿回转平台上的滑道滚动。第二节铲斗装载机

提升链由并排的多块链板组成，多层缠绕在卷筒上→卷筒轮缘较高。为避免缠绕半径突然变化引起提升速度突变，卷筒的轮毂由几段圆弧面组成——圆弧面的曲率半径递增，相邻两段圆弧面连接处的公法面通过这两圆弧面的曲率中心轴，使连接圆滑过渡。

每个斗臂的滚动边有两条凹槽，内嵌入稳定钢丝绳4(两条)。一条钢丝绳前端与回转平台前端在B点铰接，后端经弹簧与斗臂上A点连接；一条钢丝绳的前端与斗臂上D点经弹簧连接，后端与回转平台尾部C点连接。第二节铲斗装载机第二节铲斗装载机钢丝绳1缠绕在斗臂滚动边的凹槽内，钢丝绳2顺放在回转平台的滑道上，拉住斗臂不致向前脱离滑道。钢丝绳2缠绕到斗臂滚动边的相应凹槽内，钢丝绳1顺放在回转平台的滑道上，拉住斗臂不致向后脱离滑道。

3．回中机构铲斗工作机构和提升机构安装在回转平台上。为扩大铲斗装载宽度，靠人力将回转平台向左、右回转一定角度，使铲斗能铲取工作面两侧的岩石。卸载时岩石卸入矿车，→铲斗恢复到正中位置。1-鼓轮；2-滚轮轴3-底座；4-中心轴5-平面止推轴承6-行走机架；7-滚轮8-摇杆；9-连杆10-斗臂；11-鼓轮轴第二节铲斗装载机

鼓轮1是圆柱体，圆柱面上开三角槽，三角槽两侧边是对称螺旋线。鼓轮轴11两端经轴承支承在底座3上，滚轮7处于三角槽缺口处。固定在行走机架6上的滚轮轴2处于通过止推轴承中心的机器纵轴线上，通过底座上的圆弧形缺口伸出。第二节铲斗装载机

图示位置表示回转平台连同铲斗处于向工作面左侧铲取岩石位置。提升铲斗→带动连杆9和摇杆8→鼓轮1的三角槽缺口左侧面与滚轮接触(滚轮位置固定不动)→鼓轮连同回转平台和铲斗工作机构绕回转中心向右转动→滚轮处于三角槽缺口顶端回到正中位置(铲斗处于卸载位置)。

同理，向右侧铲装时，回转平台和铲斗向右回转。提升铲斗→鼓轮三角槽右侧面贴紧滚轮→鼓轮和回转平台向左转动，滚轮恢复到正中位置。

第二节铲斗装载机第二节铲斗装载机4．行走机构轨轮、箱体、电动机、回转托盘及铲斗座等组成。行走机构传动系统

二、侧卸式铲斗装载机用铲斗从底部铲取爆落的煤岩，而后机器退到卸载点，铲斗向一侧翻转进行卸载。用于平巷和倾角18o以下斜巷以及其他矿山工程中铲装爆落的松散岩石，也可作为材料和设备的短途运输设备。侧卸式装载机适用的巷道断面，取决于装载机自身的最大宽度(履带或铲斗宽度)、卸载时的最大高度以及配套设备。与刮板转载机配套时，最小适用断面约6m2。与矿车配套时，巷道断面不小于10m2。第二节铲斗装载机

侧卸式铲斗装载机和后卸式铲斗装载机相比，优点：(1)铲斗比机身宽，铲斗容量较大，装岩效率高；(2)铲斗侧壁很低，可以一边无侧壁，插入料堆的阻力较小，容易装满铲斗，能装块度较大的岩石；(3)履带行走机构，调动灵活，装岩不留死角；(4)铲斗升降和翻转行程较短，利于提高生产率；(5)司机可坐着操作，安全可靠；(6)铲斗可用于安装锚杆，处理危石和运送材料，实现一机多用。第二节铲斗装载机1-工作机构2-行走机构3-液压装置4-电气系统5-操纵系统

装载机工作过程：铲斗放到最低位置，开动行走机构→机器前进→铲斗插入料堆。机器前进的同时开动翻斗液压缸→铲斗上升装满物料。铲斗升到一定高度，机器退至卸料处，操纵侧卸液压缸→斗内物料卸入(直接或通过胶带输送机)矿车。铲斗恢复原位，装载机回到装载料堆处，完成工作循环第二节铲斗装载机工作机构组成：铲斗1、铲斗座2、侧卸液压缸6、翻斗液压缸5、升降液压缸3和斗臂4等。

斗臂是铲斗和铲斗座的支撑和升降机构，后端与机架铰接。固定式斗臂与翻斗液压缸、铲斗座和机架组成双曲柄摇杆机构。伸缩式斗臂；摆动式斗臂。第二节铲斗装载机

履带行走机构实现装载机的行走功能，给予工作机构在铲装岩石时所需的插入力和承载机器的总重量。组成：履带总成、引导轮、支重轮、托链轮、驱动链轮、行走液压马达(或风动马达、电动机)、张紧和缓冲装置、履带架和机架等。

第二节铲斗装载机

液压系统由液压泵、行走液压马达、油箱、驱动电动机、多路控制阀、压力表、过滤器和管路以及安全保护元件等组成。电气系统由防爆开关箱、电动机、照明灯、报警器、控制开关和按钮等组成。动力回路由电动机台数决定。检测与故障显示、安全保护和自动控制回路因机型而异。动力回路的电压有380/660V和550/1l00V两种。用扒爪作工作机构的连续作业装载机。用于巷道掘进中装载爆落的煤岩，装载能力35～200m3/h。扒爪装载机有电动和电液驱动两种。按转载运输机形式分整体式(多为刮板输送机)和分段式(前段多为刮板输送机，后段多为胶带输送机)两种。第三节扒爪装载机ZMZ2A-l7型扒爪装载机1-扒爪；2-扒爪减速器；3-铲板升降液压缸；4-履带行走装置5-转载机升降液压缸；6-电动机；7-转载输送机；8-紧链装置9、10-照明灯；11-铲板；12-操纵手把；13-转载机摆动液压缸

一、组成与工作原理第三节扒爪装载机

装载机工作时，开动扒爪工作机构和转载输送机，操纵液压缸将铲板降至料堆底部→开动履带行走机构，机器慢速推进→铲板前缘逐渐插入料堆→扒爪按预定耙运轨迹运动，物料被扒爪送入转载输送机受料口→刮板链运送到机器后面停放的矿车或其他运输设备。液压缸实现装载高度、卸载高度和卸载位置调整。

第三节扒爪装载机第三节扒爪装载机ZMZ2A-17型扒爪装载机传动系统1．传动扒爪系统电动机→齿轮1～4→摩擦离合器M3→链轮22→套筒滚子链→链轮23→齿轮24～29→左曲柄圆盘和左扒爪，同时又经齿轮31～33传动右曲柄圆盘和右扒爪。2．传动刮板链系统刮板转载机主动链轮33与齿轮30和31装在同轴。刮板链张紧轮34。→转载机和扒爪同时开动第三节扒爪装载机3．传动履带系统电动机→齿轮l，2，6和7→摩擦离合器M1，同时齿轮3→齿轮4，5，8和9→摩擦离合器M2。齿轮3和5、6和8及7和9是对应相同的3对齿轮→齿轮7和9转速相同而转向相反。扳动操纵手把，合上摩擦离合器M1或M2，装载机前进或后退。摩擦离合M1或M2合上→空心轴传动齿轮10→齿轮11～15→差动轮系。差动轮系由两对圆锥齿轮16，17及系杆组成。齿轮17的轴上分别装有针轮18和20→履带轮19和21→传动左、右履带。针轮兼作制动轮。扳动手把，制动某侧针轮，装载机向另一侧转弯。第三节扒爪装载机

二、扒爪工作机构组成：扒爪机构、驱动装置和铲板等。扒爪指沿封闭曲线运动，扒集松散煤或岩石进行装载的蟹螯状工作机构。第三节扒爪装载机

二、扒爪工作机构组成：扒爪机构、驱动装置和铲板等。扒爪指沿封闭曲线运动，扒集松散煤或岩石进行装载的蟹螯状工作机构。第三节扒爪装载机

工作原理均属于四连杆机构。组成：主动圆盘、装载耙杆、摇杆等。对称布置的左、右装载耙杆与主动圆盘和摇杆(或偏心盘)组成两套互相对称的曲柄摇杆机构。主动圆盘相向回转，两耙杆运动相位差180o。为保证两装载耙杆相位差，两主动圆盘间装同步轴。第三节扒爪装载机

三、转载机构转载机构形式：一台输送机直接转载；两台输送机搭接转载。一台输送机直接转载的扒爪式装载机转载机构组成：

回转座、回转台、刮板链、回转液压缸和张紧机构等。回转台在回转液压缸作用下水平回转。回转座在升降液压缸作用下绕水平轴作垂直升降，调节卸载高度。转载机构后半段水平回转，前半段与铲板连在一起不能转动→中间段侧板采用弹簧钢板。刮板链→圆环链。张紧机构：弹簧张紧和液压张紧。第三节扒爪装载机

两台输送机搭接而成的转载机构，前面输送机与铲装板固定，随铲装板一起升降，采用刮板输送机结构；后面输送机多为带式输送机，卸载端在液压缸作用下能水平回转和垂直升降。

四、履带行走装置左右两履带车架和主机架连接成整体。重量轻的扒爪装载机，履带行走机构没有支重轮，整机重量通过下履带架支承到接地履带上，工作过程中下履带架与接地履带之间发生相对滑动，增加了履带行走阻力，但结构较简单，煤矿使用较多。第三节扒爪装载机履带行走装置驱动方式：

1)单机驱动方式扒爪、转载机和履带行走装置由一台电动机驱动。传动系统复杂，检修不便，减速器轮廓尺寸较大。2)分部驱动方式行走装置用独立的一台电动机或液压马达驱动，两条履带的机械传动系统联系在一起。3)分别驱动方式每条履带各由独立的电动机或液压马达驱动。传动系统简单，维修方便，可以实现快速转弯，机器结构较紧凑。

用立爪从上方及两侧扒取爆落的煤岩，经自身的转载机构卸载的装载机械。适用于矿山巷道和平硐施工，装载能力90～180m3/h。立爪式装载机装载阻力小，功率消耗少，装载连续、平稳，生产率高；立爪工作时的受力方向与机器前进方向相同，受力状态合理。第四节立爪式装载机

装载机接近料堆，立爪由外向内摆动一定角度扒取物料，装入输送机→刮板输送机→转载设备或矿车。工作机构装载过程：动