掘进机模型实操装置

一、设计依据及标准

系统的设计依据：国家煤矿安全监察局印发煤矿特种作业安全技术实际操作考试标准（煤安监行管〔2016〕19号）之煤矿掘进机操作作业安全技术实际操作考试标准

掘进机作业前安全检查（简称K1）

掘进机安全操作（简称K2）

组卷方式，由K1，K2两个科目组成试卷。

考试成绩总分为100分，80分以上为合格。

考试时间:不大于为30分钟。

二、系统构成及功能

（一）掘进机操作作业硬件：

1、仿真掘进机：

仿真掘进机按实物仿真制作，能清楚的显示掘进机外观形状和运作过程，同时直接反映该设备操作程序及安全防范措施。电动演示各系统的工作原理，仿真模拟实际操作。主体采用金属制作，设备表面金属烤漆。

1.构成

主要由截割部、铲板部、第一运输机、本体部、行走部、后支撑部、液压系统、喷雾系统、电气系统组成。

（1）截割部

截割部由截割头、伸缩部、截割减速电机等组成。截割头为圆锥台形，截割头最大外径为250mm,长420mm，在其圆周分布18把镐形截齿，截割头通过单键槽和轴套与主轴相联。伸缩部位于截割头和截割减速机中间，通过伸缩油缸使截割头具有100mm的伸缩行程。截割电机电压220V,功率25W。

（2）铲板部

铲板部是由铲板本体、侧铲板、铲板驱动装置、从动轮装置等组成。通过两个减速电机驱动星轮，单台减速电机电压220V,功率25W，把截割下来的物料装到第一运输机内。铲板部是用两个减速电机分别驱动星轮实现耙装运动的。两侧铲板与铲板本体釆用焊接工艺连接在一起，铲板顶尖在铲板油缸作用下可实现向上抬起，向下卧底。铲板由侧铲板、铲板本体组成，铲板通过伸缩油缸使铲板向上抬起300mm，油缸伸缩行程100mm。

（3）第一运输机

第一运输机位于机体中部，是双边链刮板式运输机。运输机由前溜槽、后溜槽、刮板链组件、张紧装置、驱动装置等组成；前、后溜槽采用卡槽联接。由减速电机驱动链轮，通过圆环链，实现模拟运输作业。驱动装置电压220V,功率40W

（4）本体部

本体部位于机体的中部，主要由回转台、回转支承、本体架、销轴、套、连接螺栓等组成。各件主要釆用焊接结构，与各部分相联接起到骨架作用。

回转台上部耳孔与截割电机相连、下部耳孔与截割升降油缸相连，通过回转支承及升降油缸来控制截割范围。本体架前部耳孔与铲板本体及铲板油缸相连接，由油缸控制铲板的抬起及下卧。本体的右侧装有液压系统的泵站，左侧装有操纵台，内部装有第一运输机，在其左右侧下部分别装有行走部，后部装有后支承部。

（5）行走部

行走部有平衡轮、张紧轮、辅助轮、驱动轮组成，采用两台3kw电动机驱动履带实现行走。履带釆用丝杠调整张紧。

（6）后支撑部

后支承部由支架、后支承架体、支承腿、联接架、销轴、衬套、螺栓等组成。各件主要釆用焊接结构，组装一起与本体部联接。后支承采用油缸驱动，行程100mm。

（7）液压系统

液压系统包括液压油箱、主泵、多路阀、液压先导操纵台、液压马达、油缸、冷却器以及各油管总成、胶管总成、接头、密封件，压力表等。

①液压系统的功能

1）液压油箱设计容积12L,装有散热器、主回油过滤器、液位计等液压辅件。

2）通过减速机、电动机驱动整机行走。

3）驱动油缸实现截割头的上、下、左、右移动及伸缩。

4）星轮马达在减速电机的驱动下，带动星轮转动。

5）一运马达在减速电机的驱动下，带动一运转动。

6）驱动油缸实现铲板的升降和后支承腿的升降。

7）主泵釆用单泵，为主油路及控制油路提供液压油源。

8）主阀位于操纵台内，在先导阀的操作控制下使各个执行机构产生相应动作。

②油泵和液压马达

泵站是由2.2KW电机驱动，通过油泵将压力油分别送到截割部、铲板部、行走部、后支承部的各液压马达和油缸。本机共有9个主油缸,设有泄压安全阀。

③操纵台

操纵台下装有一组七联，通过手柄完成各油缸及液压马达的动作。本操纵台为我公司独立自主研发，根据人体工程学设计，釆用全套品牌手柄及阀组，外形美观，操作舒适，性能可靠，安装维修方便。

④油缸的过负荷保护

为防止油缸过负荷而造成的损坏，在各换向阀内部附带有过载溢流阀。

（8）喷雾系统

采用灯光模拟喷雾系统

（9）电气系统

电气系统有电控箱、单片机控制系统、驱动系统、执行元件、控制回路等组成。

①控制电源：

控制电源，主要为电气控制系统提供所需的工作电源。一次侧为AC380V,二次侧为DC12V。

②控制回路：

控制回路是以单片机为核心，它接受各输入元器件的状态信息，通过编程计算，对所控制的元器件发出动作指令，实现对设备的逻辑控制。为了安全可靠，在控制回路中增设了中间继电器。

规格

仿真掘进机规格：5000mm×1300mm×1750mm

2、智能控制部分：

采用21.5英寸高清液晶触摸显示器，以触摸代替鼠标的形式，脱离电脑操作的限制，增加人机交互的真实感。显示器自带音响系统，音量可自行调节，提供清晰声音效果的同时，避免多台设备同时工作时互相产生干扰。

采用内嵌式一体机，主机均采用品牌主机，i5四核高频处理器，8G内存，在保证系统运行稳定，硬件安装牢固可靠的基础上，充分发挥本系统的高质量三维场景画面，为用户提供更高质量的交互操作画面。

二代身份证识别设备：在进行考核操作时，需要使用身份证验证系统进行身份确认，验证成功后，可进入考核系统，在考核完成后，可将身份信息考核成绩，一起存储并打包上传到服务器，做综合管理。

（二）掘进机操作作业软件：

系统软件主体包含以下模块：教学模式，训练模式，考核模式。均依据掘进机操作作业安全技术实际操作考试标准进行设计。

（1）软件场景中的素材均根据煤矿掘进机、综掘工作面场景1:1比例进行建模设计制作，严格按照考试标准进行设计。

（2）虚拟场景与硬件系统互动，画面与操作一一对应，并伴随响应的场景音效，光效，以及必要的语音文字提示。

（3）系统本身满足掘进机操作作业基础规范要求，可进行掘进机的前进后退，掘进机转台大臂控制，掘进机铲板和后支撑的升降，刮板输送机，第二运输机等运输系统的仿真模拟操作。

（4）训练模式下，系统会以声光，文字，图标的形式，对每一步进行操作引导，考核项目讲解，操作提示，错误纠正，实现“无老师化”的训练模式。

（5）考核模式下，系统除了提供必要的语音文字引导外，不会提供涉及具体考试内容的提示，全凭操作人员训练和对考试标准的记忆，完成全部考核题目，并在考核完成后，可将身份信息和考核成绩，上传并储存至服务器，对信息进行综合管理。

（6）训练和考核过程，提示检查环境时，使用手指点击触摸屏的形式，检查三维场景中的检查点。

（7）在训练和考核过程中，需要动手操作开关按钮等控制部分时，使用掘进机操作平台上的开关按钮，以及高仿真的掘进机操作手柄，完成对应操作。

（8）考核过程中，若连接考核终端管理系统，则在管理平台上，可对当前考核画面进行远程查看和控制。

(9)软件系统连接到考核管理平台，可对考试人员进行综合管理。管理功能包括人员信息采集，人员工种，单位等参数设置，考核安排，考试信息存储，考核状态监控，考试信息查阅，打印，删除，增加，修改。

（10）培训教学系统

系统知识点内容需结合现场实际工作，必须符合煤矿安全规程、作业规程，操作规程的相关要求，系统必须采用最新的技术标准、多媒体编码技术，满足完全兼容于 windows 操作系统和 络运行环境。

系统动画播放必须确保流畅，素材文件大小和画面显示速度合适，系统布局要求文本占据的屏幕面积要适当，字型适合在培训过程中观看，版式要符合文字出版规范和阅读习惯。

系统中每个知识点提供视频动画的截图，必须包括如下知识内容：

掘进机基础知识

掘进机的种类

掘进机的结构

掘进机拆卸注意事项

掘进机的解体顺序

掘进机装车时的注意事项

掘进机的井下运输顺序

掘进机的安装顺序

第一运输机链条的调整

履带的张紧调整

第二输送机的调整

液压系统的调试

电气系统的调试

掘进机的完好标准

掘进机急停开关的功能

掘进机的液压操作台及各阀组的功能

掘进机各液压工作件的功能

掘进机操作

操作前的检查

掘进机的操作顺序

掘进机的停机顺序

合理选择截割方式与工艺的一般原则

特殊地质条件下的截割方法

遇有变坡时的截割方法

掘进机在大坡度上山掘进时的防滑措施

《煤矿安全规程》的规定

掘进机工作时的安全注意事项

掘进机日常维修及常见故障

截割头、截割臂日常检查的内容

履带、铲板日常检查的内容

刮板输送机、转载机日常检查的内容

液压系统、喷雾灭尘系统日常检查的内容

电气部分日常检查的内容

掘进机注油润滑时的注意事项

截割头不动

截割电动机运转而滚筒不转

伸缩筒不动作

星轮转动慢或者不转

刮板运输机速度低

刮板运输机不动作

履带部不行走

履带行走不良

履带链松、脱轮、断链

液压油温度过高

液压泵运转异常

截割头无外喷雾或者压力低

喷雾系统内喷雾喷不出水或不成雾

液压系统电动机不转动

液压系统电动机出现异常声响或异常温升

截割部电动机保护跳闸

有警铃但截割部电动机不能启动

岗位应知应会

掘进机司机应知应会

掘进输送机司机应知应会

液压掘进钻车司机应知应会

掘进机电维修工应知应会

三、可实操的科目及内容

掘进机作业前安全检查（简称K1）

作业环境安全检查（简称K1-1）

运行装置安全检查（简称K1-2）

试运转安全操作（简称K1-3）

掘进机安全操作（简称K2）

开机安全操作（简称K2-1）

截割安全操作（简称K2-2）

停机安全操作（简称K2-3）

收工安全操作（简称K2-4）

可满足技能培训。

★关闭计算机后，设备必须正常运转，满足各项培训要求。

★除检查项以外的所有项目必须按国家92号令进行实物与工作现场状况一致的动手操作，并实现自动打分。软件可以自动把错误步骤以图片和文字自动解说，扣分明细上传到服务器以便学员在查询终端查询。

四、总体规格及型号

规格：5000mm×1300mm×1750mm

型号：TGXJIJ-Ⅱ