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開 題 報 告
題 目 縱軸式掘進機轉運機構方案設計及其技術設計
指 導 教 師
院（系、部）
專 業(yè) 班 級
學 號
姓 名
日 期
教務處印制
一、 選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀
目的：
目前，巷道掘進有兩種方法，分別是鉆爆法和掘進機法。鉆爆法首先要在工作面上鉆出炮眼，然后在炮眼內(nèi)裝入炸藥進行爆破，然后用裝載機械把爆破下來的巖塊裝入礦車中運走。鉆爆法是巷道掘進的傳統(tǒng)技術，它不受煤、巖物理力學特性的限制，但其掘進速度較低。掘進機法沒有鉆眼爆破工序，直接用掘進機上的刀具破落工作面上的巖石，形成所需形狀的巷道，并同時將破落下來的巖塊裝入礦車或運輸機運走，實現(xiàn)了落、裝、運一體化。顯然，掘進機法比鉆爆法掘進速度快、效率高、勞動強度低和安全性較好。為了保證掘進機的掘進速度，對其運輸能力有一定要求，完成運輸功能的是掘進機轉運機構，轉運機構是掘進機重要的工作機構，轉運機構運輸能力的大小直接決定著整機的生產(chǎn)能力，而其參數(shù)選擇、結構設計是否合理直接影響整機的適應性和可靠性。
意義：
掘進機是巷道掘進和隧道施工的重要設備，它具有截割、裝載、轉運、獨立行走、噴霧降塵等功能。但隨著現(xiàn)代化建設的不斷加快，采煤技術的發(fā)展、煤礦生產(chǎn)規(guī)模的擴大，礦山機械的迅猛發(fā)展以及對能源和建設等要求的不斷增大，掘進機的性能還不能夠完全滿足要求，所以迫切要求設計出能夠滿足工況要求的新型掘進機。我國大型煤礦井下都開始采用全煤巷布置開采方式，此外采煤工作面的推進速度也比以往快得多，因而使得煤礦井下煤巷錒工作量大幅度增大，對掘進機的工作效率提出來較高的要求。為采煤工作面的快速推進，實現(xiàn)高產(chǎn)高效礦井的建設，我們必須加大對掘進機的研究。
研究現(xiàn)狀和趨勢：
我國掘進機的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，第一階段是上世紀60年代初期到70年代末，這一階段主要是以引進國外掘進機為主，第二階段是上世紀70年代末到90年代初的消化吸收階段，第三階段是90年代初至今的自主研發(fā)階段。掘進機的發(fā)展經(jīng)歷了由小到大、從單一到多樣化的過程，現(xiàn)在已形成輕型、中型、重型3個系列。
隨著綜采技術的發(fā)展，國內(nèi)已出現(xiàn)了年產(chǎn)幾百萬噸級、甚至千萬噸級超級工作面，使年消耗回采巷道數(shù)量大幅度增加，從而使巷道掘進成為了煤礦高效集約化生產(chǎn)的共性及關鍵性技術。掘進和回采是煤礦生產(chǎn)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，采掘技術及其裝備水平直接關系到煤礦生產(chǎn)的能力和安全。高效機械化掘進與支護技術是保證礦井實現(xiàn)高產(chǎn)高效的必要條件，
也是巷道掘進技術的發(fā)展方向。
掘進機正向以下幾個方面發(fā)展：
1）增強截割能力。為了實現(xiàn)較強的截割能力，現(xiàn)代掘進機截割功率不斷增大，截割速度逐漸降低。現(xiàn)代中重型懸臂式掘進機截割功率120~300kW,個別機型達到400kw。截割頭轉速一般為20~50r/min,截割速度1~2m/s，部分機型降低到1 m/s以下。經(jīng)濟截割硬度100~120MPa,最大可達140 MPa。
2）提高工作可靠性。由于地質(zhì)條件復雜多變，使掘進機在工作時承受交變的沖擊載荷，且磨損和腐蝕嚴重。而井下的環(huán)境惡劣，空間狹小，檢修不便，因此要求通過完善的設計、高質(zhì)量的制造及合理的使用和良好的維護來提高其可靠性。
3）采用緊湊化設計，降低重心，提高工作穩(wěn)定性。由于掘進機懸臂過長，使得截割反力較大，不利于機器穩(wěn)定工作。針對這個問題，應采用緊湊化設計，努力降低機器的重心，并在機器的后部或兩側增設油缸穩(wěn)定裝置，以提高機器的工作穩(wěn)定性。
4）增強對各種復雜地質(zhì)條件的適應性。懸臂式掘進機普遍采用履帶行走裝置，以減小接地比壓；通過增大驅動功率，以增強牽引力和爬坡能力，從而提高對各種底板、工況的適應性
5）發(fā)展自動控制技術。截割斷面監(jiān)視和控制技術的開發(fā)和應用。采用該技術將實現(xiàn)掘進工作面切割情況較直觀、全面的觀察和了解，并能對斷面切割精度和巷道質(zhì)量進行控制?；窘鉀Q了掘進機械操作人員在截割過程中離開迎頭，安全、準確操縱的問題和提高巷道質(zhì)量、生產(chǎn)效率的問題。該技術包括隨設備水平姿態(tài)識別、調(diào)整；切割軌跡記錄和顯示；斷面邊界設定；斷面成形控制；前進方向指示和引導；偏離方向和切割超限報警等幾個方面的內(nèi)容。該技術的進一步發(fā)展將實現(xiàn)掘進機的自動掘進。
6）研究新型刀具和新的截割技術。為增強截割能力、提高刀具的使用壽命，應努力改進刀具的結構，采用新材料，研究新的破巖方法
7） 發(fā)展掘錨機組，實現(xiàn)快速掘進。目前，影響懸臂式掘進機掘進速度的主要因素就是支護時間過長。掘進、支護不能同步作業(yè)，制約了巷道掘進速度，降低了掘進效率。掘錨機組是一種新型、高效、快速的掘進設備，是一種理想的作業(yè)方式，具有良好的發(fā)展前景。
二、 研究方案及預期結果
本論文主要對縱軸式掘進機轉運機構方案設計及其技術設計。
具體內(nèi)容包括以下幾部分：
一、轉運機構方案設計
（1）結構方案設計
（2）參數(shù)確定
（3）動力元件選擇
（4）傳動系統(tǒng)確定
二、轉運機構技術設計
(1) 鏈輪的設計計算
(2) 鏈輪軸的設計計算
(3) 刮板鏈的設計計算
(4) 轉運機構參數(shù)驗算
三、圖紙繪制
三、 研究進度
第一周 布置設計任務，熟悉設計內(nèi)容；
第二～五周 參觀、實習、收集資料、了解機器的結構原理和特點；
第六～九周 轉運機構方案設計
第十～十三周 轉運機構技術設計
第十四～十五周 圖紙繪制；
第十六周 整理說明書及完善圖紙。
四、 主要參考文獻
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五、 指導教師意見
指導教師簽字：