縱軸式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計及其技術(shù)設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】
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中文題目:縱軸式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計及其技術(shù)設(shè)計外文題目:DESIGN AND TECHNICAL DESIGN OF LONGITUDINAL ROADHEADER TRANSPORT MECHANISM畢業(yè)設(shè)計(論文)共 52頁(其中:外文文獻(xiàn)及譯文 10 頁)圖紙共 4 張完成日期20XX年6月 答辯日期20XX年6月附錄ATheverticalBoom-typeRoadheaderdesign1IntroductionMechanicaldesignisintheprocessofproductdesignandanimportantpartofthemainlinks,itisfollowedinprogrammedesignafterthedesignwork.TheverticalBoom-typeroadheader(theroadheader)totheoveralldesignofthemeritsofcompletemachineplayadecisiverole,andthedecisionoftheassembly,thesystem,coordinationbetweenthevariouscomponentsoftheunityandmatch,toobtainthehigh-endperformanceandoverallbettereconomicefficiencytechnology.Roadheaderdesign,includingthefollowing:1)Accordingtodesignprojectdescriptionchoicetypeandvariouscellularconstructionpattern2)Decidesthecompletemachinethemaintechnicalperformanceparameter,Includingsizeparameter,heavyparameter,theparameterofmovementandthetechnicaleconomyreferparameter,3)Accordingtosystemdesignperformancerequirement,definitecompletemachinesystemcompositionandbetweenthemmatchaswellaseachpartmaintechnicalsenateparameter,4)Thenecessarywhole,andthemappingoftransmission,hydraulic,electroniccontrolsystems,andotherplans.2theselectedmodelsandvariouscomponentsandstructuraltype,drive,andtheoveralllayoutofthereasonableIndeterminingthecontent,firsttaskshouldbedesignedtomeetthecontents,especiallytheusersofthemaindemandsoftheinvestigation,thetwosidesexchangedviewsrepeatedly,tosatisfybothusers(orsuperior)conditions,canbettermeettheproductdevelopmentoftheoverallplan.2.1theselectedmodelsAccordingtoroadheaderuse,forthecoalminetunnelboringorusedforothersectorsoftheworks,roadheaderworkingconditionsforcuttingcoalroadwayorsemi-CoalLane,thecompressivestrengthofcoalandrockone-way(orthevalueofplattscoefficientf)andtherockabrasionfactor.AtthesametimethecontrollineshouldbesuperscriptMT1381995cantileveredRoadheadertypesandparameters,accordingtocuttingcoalandrockthebiggestone-waycompressivestrength,thetypeofselectedmodels.2.2thestructureofthevariouscomponents,thewaythedriveridentifiedRoadheaderbycuttinggeneralagencies,shippingagencies,walking,hydraulicsystem,electroniccontrolsystemsandauxiliarydevices(suchasdustremovaldevices,securitydevices,remotemonitoringdevices)andothercomponents.1)Cuttingagencies.CuttingthedrivefromACmotor-driven,inthetransmissionsystemlocatedinthegeneralprofilecouplingwithnomechanicaloverloadprotectiondevice,thetwoplanetsreducerdrivenspindlefrontofthecuttinghead.Somesectionsoftheworkingbodiesboringmachinehascutchain,disc-millingandcutting-suchascantilever.Cantileverduetothecutting-boringmachinebodyflexible,relativelysmall,cancutavarietyofshapesandsectionsoftheroadway,andtoachieveselectivecutting,butcuttinggoodeffect,ahigherrateofboring,sonowusedmainlycantileverCutting-andhasbecomeboringmachineworkingbodyofabasicpattern.Bycuttingheadofthelayout,isdividedintohorizontalandverticalaxisofthetwo.Theline-cuttingheadoftheadvantagesare:Transmissionconvenient,compactandcanbecuttoanyshapeoftheprofile,easyaccesstotheformationofacross-sectionandisconducivetoexpansionintheuseofcantilever,orditchdigging,inWaterloo.Cuttingheadtheshapeofacylindrical,coneandtheconeandcylindrical,asthelattertwocuttingheadtodrilling,andthecuttingsurfacethantheformation,useitmore.Thisistheworkoftheshortcomings:Asthelongitudinalaxisofcuttingheadinthehorizontalswingatthecuttingreactionforceisnotpassedmachinecentres,withcantileveredformoftorquetoboringmachinehaveagreatervibration,stabilityispoor.Therefore,thecoalroadwayexcavation,theneedtoincreasethebodyweightorsupporttheinstallationofauxiliaryequipment.Atpresent,suchaboringmachineinsomesectionsoftheuseofmoreboringmachine.2)Shipmentofbodies.Itgenerallyfromthemiddleloadingandconveyorcomponents.Theyweredrivenorfocusmaybelinked,eitherbyACmotordrive,canalsobeusedhydraulicmotordrive.Trailingclaw-istouseaturnmovestherakeclawstocontinuetorakematerialsandinareprintfromtransportoperatorsThisstructureissimple,reliable,smallformfactor,loadinggoodeffect,theapplicationiswidespread.However,suchinstitutionsloadingwidthrestricted(becauseboringmachinerunningtrackwhenagenciesgenerallydonotarouse).Toexpandtheloadingwidth,willshoveltheentireharrowboard,togetherwiththeclawagenciesinthelevelofswing,ordesigndualrakeclaws,toexpandthescopeofloading.Institutionsthantherake-wheel-clawsimple,highintensity,reliable,butwithlessbulkmaterials.Loadingagencyprogrammeisnotonlytheinstallationoftheclaw-rake-wheelcanalsobeinstalled,thetwocanbeusedinterchangeably.Usually,thechoicerakeclaw-loaded,butconsideringloadingwidthoftheproblem,maychoosetodoublerakeclaws,canalsobedesignedtorakeclaw-roundinterchangeablewiththeloadingmechanism.Somesectionsboringmachineuseofscraperchainconveyoragencies.Transportationagenciesaregenerallyundertakenbythetailtothenosetiltedupwarddirectionofthelayout.Transportationagenciescanbethedriver,isabouttomotororhydraulicmotorandreducerlayoutinthescraperconveyorandaroundthesideofthefuselage,thebodyinthedriverloadingatthesametime,indirectly,totransportbodiestotaketheinitiativetothetailshaftdrivenscraperTransportationagencies.Thisdrivesystemcomponentsinsmall,relativelysimplebodies,butloadingandtransportationagenciesinvolvedinthetwocampaigns,mutualinfluence.Asthelocationlessspacelayoutmoredifficult.Transmissionorganizationstoadoptanindependentdriver,isabouttomotororhydraulicmotorlayoutawayfromthemachineside,drivenbyslowdeliveryagencies.Thismodeoftransmissiondrivelayoutsimple,andfillingthecampaignHubuyingxiang.However,duetotransmissionandmoredynamiccomponents,thepointoffailurehasincreased.Atpresent,thetwotransportationagenciesareused,asappropriate,thedesignshouldbeidentified.Generalloadingandinstitutionsoftenusethesamedrive.Loadingagenciescanusemotor-driven,canalsobeusedhydraulicmotordrive.However,inconsiderationoftheworkingenvironmentandwetwithmud,optionalhydraulicmotordriveforgood.3)Runinstitutions.Walkingagenciestrackedthegeneralpattern,crawler-runinstitutionsapplytothefloor,tostopcarryingmotoroil,onlytorunmotoroilsothattheboringmachinehastwoWalkingspeed.3determinationcompletemachinemaintechnologysenateparameterMechanicalRoadheadercompletemachinemaintechnicalparameterincludingsizesenateparameter(lengthwidthhighly);weightparameter,parameterofmovementanddynamicparameter.3.1sizeparametersCompletemachinelength,widthofthesizedirectlyrelatedtoitsturningradius,Recommendedlight-length7.5m,medium-length8.5m,heavymachinel0m,thecorrespondingwidthwere1.6m,2.5m,3m.Thecompletemachinerelatesitstendency,thestaticstabilityhighlydirectly,theadaptationscopeandpassesquality,thereforelowerbetter.ThecurrentdevelopmenttrendofChineseandforeignmodelsisthedwarfmodels,mediumandheavy-high1.62m,speciallight,lightmachinetheheightof1.41.6m.Roadheadertodigthebiggestsectionofroadway,theminimumheightandwidthshouldbedesignedtomeettherequirementsofthemission.Undercoverdepthof250400mm,groundclearanceC=B/13+84(mm),Bforthetwotrackdistance).Middle-longconveyorentrancetotheexpectedhighdegreeofthebest400mm,lengthoftrackgroundwiththecenterdistanceLBratioforL/B1.6.3.2weightparametersThecompletemachinedeadweightisthemechanicalroadheader-animportantparameter,theengineweighttooislight,theworkstabilitydrops,whenswingingcuttingcanoccurfishtailsthephenomenon,thecuttingefficiencydrops,truncationtoothrateofwearincrease;Heavy-weight,poormobility,flexibilitytodecline.Theself-respectasitmaybew=(t)estimates,intheN-typebodyforcuttingpower,kW;Vforthecuttingheadonaveragecuttingspeed,m/s;canalsobeRoadheaderwithreferencetotheexistinganalogmethodtodetermine,machine-(t)andcuttingpower(kW)ratioof0.25to0.4.Forgeneralcoal,rockbottom,theallowablevalue0.14MPa;muddyforthewatertosoftentheshalebottom,0.05MPa.3.3movementparametersCuttingthemovementparameters:cuttingheadoftheaveragecuttingspeedV:ontheone-waycoalandrockcompressivestrengthofc40MPa,V=33.5m/s;c60MPa,V=22.5m/s,c60MPa.V=l2m/s.Buteventuallycuttingspeedbycuttingtechnologytodetermine.3.4dynamicparametersRoadheader-drivenpowersourcesareusedMotors.Cuttingpowerbodysize.Infactthegeneraluseofanalogy,combinedwithroadheadersomepersonalityandexperiencefactorstodetermine.Roadheaderintheoperatingprocess,theverticalaxisandthehorizontalaxis-oftheneedforadequatecuttingedgeandpushforwardswing(horizontalandvertical)force.AccordingtoRussia(theformerSovietUnion)inthelaboratorytestresultsthatthecuttingofcoalandrockplattshardnessf=46(equivalentto0C=4060MPa),grindingcoefficientF=57mg/mm2.Cuttingtheshakingforce(traction)Pv=(11.34)P,P=M/Rcp,intheP-cuttingheadfortheaveragecuttingedge;Rcpcuttingheadfortheaverageradius;Mforcuttingtheheadoftheratedtorque.Cutthefeedingof(axialthrust)R;(1.82.5)Pv,thisforceshouldbenolargerthanthefloorslipperytrackatthelimitsoftraction.附錄B懸臂縱軸式掘進(jìn)機(jī)的總體設(shè)計1概述總體設(shè)計是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計過程中的重要內(nèi)容和主要環(huán)節(jié),它是在方案設(shè)計之后緊接著進(jìn)行的設(shè)計工作。懸臂縱軸式掘進(jìn)機(jī)(以下簡稱掘進(jìn)機(jī))的總體設(shè)計對整機(jī)性能的優(yōu)劣起著決定性的作用,并決定了各總成、系統(tǒng)、各部件之間的協(xié)調(diào)性,統(tǒng)一性和匹配關(guān)系,從而獲得總體的高端性能和較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。掘進(jìn)機(jī)的總體設(shè)計,主要包括以下內(nèi)容:1)據(jù)設(shè)計任務(wù)書選擇機(jī)型及各部件結(jié)構(gòu)型式2)定整機(jī)的主要技術(shù)性能參數(shù),包括尺寸參數(shù)、重量參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3)按照總體設(shè)計的性能要求,確定整機(jī)系統(tǒng)的組成及它們之間的匹配性以及各個部件的主要技術(shù)參數(shù)4)進(jìn)行必要的總體計算,并繪制傳動、液壓、電控系統(tǒng)圖等。2選定該機(jī)型和各個部件及其結(jié)構(gòu)型式、驅(qū)動方式、并進(jìn)行總體的合理布置該項內(nèi)容在確定前,首先應(yīng)滿足設(shè)計任務(wù)書的內(nèi)容,特別是用戶提出的主要要求經(jīng)過調(diào)研,雙方反復(fù)交換意見,達(dá)到既能滿足用戶(或上級)條件,又能較好的符合本企業(yè)產(chǎn)品發(fā)展的總體規(guī)劃。2.1機(jī)型的選定根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的用途,是用于煤礦井下巷道的掘進(jìn)還是用于其他行業(yè)的工程作業(yè),掘進(jìn)機(jī)的工作條件是用于截割煤巷還是半煤巖巷,煤巖的單向抗壓強(qiáng)度(或普氏系數(shù)f值)及巖石的磨蝕系數(shù)。同時應(yīng)對照行標(biāo)MT1381995懸臂式掘進(jìn)機(jī)的型式與參數(shù),按其截割煤巖的最大單向抗壓強(qiáng)度,選定機(jī)型的類別。2.2各部件結(jié)構(gòu)型式、驅(qū)動方式的確定掘進(jìn)機(jī)一般由截割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)及輔助裝置(如除塵裝置、安全裝置、遙控監(jiān)測裝置)等組成。a截割機(jī)構(gòu)。截割機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方式由交流電動機(jī)驅(qū)動,在傳動系統(tǒng)中一般設(shè)齒形聯(lián)軸節(jié),不設(shè)機(jī)械式過載保護(hù)裝置,經(jīng)兩級行星減速器帶動主軸前端的截割頭。部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)的工作機(jī)構(gòu)有截鏈?zhǔn)?、圓盤銑削式和懸臂截割式等。因懸臂截割式掘進(jìn)機(jī)機(jī)體靈活、體積較小,可截出各種形狀和斷面的巷道,并能實(shí)現(xiàn)選擇性截割,而且截割效果好,掘進(jìn)速度較高;所以,現(xiàn)在主要采用懸臂截割式,并已成為當(dāng)前掘進(jìn)機(jī)工作機(jī)構(gòu)的一種基本型式。按截割頭的布置方式,分為縱軸和橫軸式兩種。縱軸式截割頭的優(yōu)點(diǎn)是:傳動方便、結(jié)構(gòu)緊湊,能截出任意形狀的斷面,易于獲得較為平整的斷面,有利于采用內(nèi)伸縮懸臂,可挖柱窩或水溝。截割頭的形狀有圓柱形、圓錐形和圓錐加圓柱形,由于后兩種截割頭利于鉆進(jìn),并使截割表面較平整,故使用較多。這種工作機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是:由于縱軸式截割頭在橫向擺動截割時的反作用力不通過機(jī)器中心,與懸臂形成的力矩使掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)生較大的振動,故穩(wěn)定性較差。因此,在煤巷掘進(jìn)時,需加大機(jī)身重量或裝設(shè)輔助支撐裝置。目前,這種掘進(jìn)機(jī)在部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)中使用較多。b裝運(yùn)機(jī)構(gòu)。它一般由裝載機(jī)構(gòu)和中間輸送機(jī)組成。它們可采用分別驅(qū)動或集中聯(lián)動方式,既可用交流電動機(jī)驅(qū)動,也可用液壓馬達(dá)驅(qū)動。耙爪式是利用一對交替動作的耙爪來不斷地耙取物料并裝入轉(zhuǎn)載運(yùn)輸機(jī)構(gòu)。這種方式結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、外形尺寸小、裝載效果好,目前應(yīng)用很普遍。但這種裝載機(jī)構(gòu)寬度受限制(因為掘進(jìn)機(jī)工作時履帶行走機(jī)構(gòu)一般不調(diào)動)。為擴(kuò)大裝載寬度,可使鏟板連同整個耙爪機(jī)構(gòu)一起水平擺動,或設(shè)計成雙耙爪機(jī)構(gòu),以擴(kuò)大裝載范圍。星輪式機(jī)構(gòu)比耙爪式簡單、強(qiáng)度高、工作可靠,但裝大塊物料的能力較差。裝載機(jī)構(gòu)方案是既能裝設(shè)耙爪式也可裝設(shè)星輪式,兩者可以互換使用。通常,應(yīng)選擇耙爪式裝載機(jī)構(gòu),但考慮裝載寬度問題,可選擇雙耙爪機(jī)構(gòu),也可設(shè)計成耙爪與星輪可互換的裝載機(jī)構(gòu)。部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)多采用刮板鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)構(gòu)。輸送機(jī)構(gòu)一般是由機(jī)尾向機(jī)頭方向傾斜向上布置的。輸送機(jī)構(gòu)可采用聯(lián)合驅(qū)動方式,即將電動機(jī)或液壓馬達(dá)和減速器布置在刮板輸送機(jī)靠近機(jī)身一側(cè),在驅(qū)動裝載機(jī)構(gòu)同時,間接地以輸送機(jī)構(gòu)機(jī)尾為主動軸帶動刮板輸送機(jī)構(gòu)工作。這樣傳動系統(tǒng)中元件少、機(jī)構(gòu)比較簡單,但裝載與輸送機(jī)構(gòu)二者運(yùn)動相牽連,相互影響大。由于該位置空間較小布置較困難。輸送機(jī)構(gòu)采用獨(dú)立的驅(qū)動方式,即將電動機(jī)或液壓馬達(dá)布置在遠(yuǎn)離機(jī)器的一端,通過減速裝置驅(qū)動輸送機(jī)構(gòu)。這種驅(qū)動方式的傳動系統(tǒng)布置簡單,和裝載機(jī)構(gòu)的運(yùn)動互不影響。但由于傳動裝置和動力元件較多,故障點(diǎn)有所增加。目前,這兩種輸送機(jī)構(gòu)均有采用,設(shè)計時應(yīng)酌情確定。一般常采用與裝載機(jī)構(gòu)相同的驅(qū)動方式。裝載機(jī)構(gòu)可以采用電動機(jī)驅(qū)動,也可用液壓馬達(dá)驅(qū)動。但考慮工作環(huán)境潮濕、有泥水,選用液壓馬達(dá)驅(qū)動為好。c行走機(jī)構(gòu)。行走機(jī)構(gòu)一般采用履帶型式,履帶式行走機(jī)構(gòu)適用于底板不平或松軟的條件,不需修路鋪軌。具有牽引能力大,機(jī)動性能好、工作可靠、調(diào)動靈活和對底板適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件磨損較嚴(yán)重。目前部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)通常采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。兩條履帶分別由各自的動力來驅(qū)動,可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。履帶的驅(qū)動動力有電動機(jī)和液壓馬達(dá)兩種,電動機(jī)驅(qū)動一般只設(shè)置一種行走速度,液壓馬達(dá)驅(qū)動可采用低速大扭矩馬達(dá)直接帶動履帶鏈輪,或采用中速液壓馬達(dá)減速器帶動履帶鏈輪的傳動方式,它可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。履帶結(jié)構(gòu)型式有滑動和滾動兩種,當(dāng)機(jī)器調(diào)動速度10m/min的中、輕型掘進(jìn)機(jī),宜采用滑動結(jié)構(gòu)型式;當(dāng)機(jī)器的調(diào)動速度10m/min的重型、特重型掘進(jìn)機(jī),應(yīng)采用滾動結(jié)構(gòu)型式。d液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)多采用開式系統(tǒng)多路閥集中控制(直接操縱或遙控操縱)方式。以往國內(nèi)外多采用齒輪泵,近年來掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)采用柱塞泵有增多的趨勢。e電控系統(tǒng)。電控系統(tǒng)包括動力部分、控制部分和檢測部分。電控系統(tǒng)必須按照煤礦井下防爆要求設(shè)計、制造、檢驗,必須符合GB3836-2000標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定和要求。為了提高掘進(jìn)機(jī)在作業(yè)時的安全性,操作的靈活性以及機(jī)械傳動部分的故障診斷及監(jiān)控功能,從實(shí)用角度考慮,裝設(shè)必要的離機(jī)遙控裝置、測控壓力、溫度、液位及關(guān)鍵部位的故障診斷裝置。3總體布置總體布置的內(nèi)容包括以下幾個方面:1)確定各部件在整機(jī)說的位置,并對外形尺寸提出要求;2)確定各部件、部件與整機(jī)之間的連接方式;3)估算整機(jī)重量,并對各部件的重量提出要求;4)布置各操縱機(jī)構(gòu)、司機(jī)座位等;5)審核個運(yùn)動部件的運(yùn)動空間,排除可能發(fā)生的運(yùn)動干涉。在掘進(jìn)機(jī)總體布置時,需注意以下問題:(1)工作機(jī)構(gòu)減速器減速器的進(jìn)、出軸盡量同軸線;(2)懸臂和鏟板的尺寸關(guān)系相適應(yīng),既有利于裝載,又要避免截割頭截割鏟板;(3)懸臂的水平和垂直擺動中心的位置可以重合,也可以不重合。從增加機(jī)器的穩(wěn)定性看,擺動這些都高度應(yīng)盡量降低。在保證懸臂不與其他機(jī)構(gòu)干涉的條件下,擺動中心的位置應(yīng)盡量靠后,但必須保證中心在機(jī)器的縱向?qū)ΨQ平面內(nèi);(4)當(dāng)各主要部件設(shè)計出來之后。應(yīng)進(jìn)行校核,不滿足需求時需僅需調(diào)整,使重心位于履帶中心稍偏前且小于L/6(L為履帶接地長度)。此外,還需求重心位置在截割機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)臺中心線之后,而且重心高度越低越好,以提高機(jī)器作業(yè)時的穩(wěn)定性。(5)總體布置應(yīng)考慮左右兩側(cè)重量對稱并照顧工作習(xí)慣及方便操作。司機(jī)座一般設(shè)在機(jī)身左側(cè)、且位于機(jī)身后部,座椅高度應(yīng)保證司機(jī)的視線,使其哪個很好地操縱機(jī)器,截割出規(guī)則的巷道;(6)操縱臺位置要適當(dāng),應(yīng)保證司機(jī)操縱方便、省力。儀表顯示裝置的位置要便于司機(jī)觀察,又不分散司機(jī)正常操作的注意力。3.1傳動型式及動力元件的選擇a傳動型式及元件選擇應(yīng)遵循的原則(1)技術(shù)先進(jìn)性:能夠改善機(jī)器性能,提高生產(chǎn)率;(2)經(jīng)濟(jì)合理性:傳動系統(tǒng)盡量簡單、元件少,易加工,價格低,維修容易,使用壽命長;(3)工作可靠性:傳動系統(tǒng)的可靠性表現(xiàn)為元件使用壽命,因此也是對元件質(zhì)量的要求;(4)適應(yīng)性:元件應(yīng)適應(yīng)傳動系統(tǒng)的載荷、工況及環(huán)境等條件的要求。b各機(jī)構(gòu)對傳動系統(tǒng)的要求及傳動型式的選擇掘進(jìn)機(jī)的截割、裝載、運(yùn)輸、行走等機(jī)構(gòu)一般均為分別傳動,各部件受力狀態(tài)及工作條件不同,因而傳動型式有不同的要求。(1)工作機(jī)構(gòu)要求有較大的短時過載能力,而油馬達(dá)對沖擊負(fù)荷很敏感,過載負(fù)荷能力低,影響截割頭正常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。所以,掘進(jìn)機(jī)的工作機(jī)構(gòu)宜采用電動機(jī)為動力的機(jī)械傳動型式。應(yīng)利用體積小、功率大、過負(fù)荷能力強(qiáng)的專用電動機(jī),并配備可靠的電氣保護(hù)裝置。根據(jù)工作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn),通常工作機(jī)構(gòu)的減速器設(shè)在懸臂內(nèi),成為懸臂的組成部分。截割頭調(diào)速方式一般采用配換掛輪的方法,變速機(jī)構(gòu)力求簡單。(2)耙裝機(jī)構(gòu)傳動裝置的特點(diǎn)是:減速器需裝在尺寸有限的鏟板下部,因而設(shè)計空間較小,工作條件惡劣。減速器經(jīng)常浸泡在煤巖泥水中,卡料時易過載。耙裝、輸送機(jī)構(gòu)若采用機(jī)械傳動,用于電動機(jī)尺寸較大,不便在輸送機(jī)尾安裝,一般是在鏟板上部兩側(cè)安裝兩臺電動機(jī),作為耙裝、輸送機(jī)構(gòu)的共同動力,這樣勢必使減速箱的尺寸增大,在鏟板下布置較緊張。此外,考慮耙爪及鏈板卡鏈過載情況,為保護(hù)電動機(jī)不至燒毀,一般需要在減速器內(nèi)設(shè)安全摩擦片離合器。耙裝、輸送機(jī)構(gòu)若采用齒輪油馬達(dá)傳動,由于尺寸小、重量輕,可使二者分別傳動,從而簡化傳動裝置,便于在鏟板下布置,便于設(shè)計密封效果好的機(jī)械密封或?qū)p速器與鏟板分離,同時可實(shí)現(xiàn)過載自動保護(hù)。(3)履帶行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方式有電動機(jī)和油馬達(dá)驅(qū)動兩種方式。分別通過機(jī)械減速裝置或直接由油馬達(dá)帶動履帶的主動鏈輪運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)械傳動的履帶行走機(jī)構(gòu),一般是將電動機(jī)裝于兩條履帶減速器后部,制動方式采用機(jī)械液壓制動方式。這種傳動方式傳動可靠性高,電動機(jī)價格低,維修容易,但不能調(diào)速,減速箱體積較大,巷道淋水大時,電動機(jī)易受潮而燒毀。履帶行走機(jī)構(gòu)采用液壓傳動型式,系統(tǒng)簡單、性能較好、技術(shù)先進(jìn)。液壓傳動的行走機(jī)構(gòu)中,在液壓馬達(dá)型式選擇及調(diào)速方式設(shè)計方面,有不同的方案。采用低速大扭矩馬達(dá)驅(qū)動,其特點(diǎn)是系統(tǒng)簡單,尺寸小、重量輕,能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速及過載自動保護(hù)。但液壓馬達(dá)傳動復(fù)雜、制造費(fèi)用高,維護(hù)較難。采用齒輪油馬達(dá),容積效率高,耐沖擊性能好,維修容易,造價較低,一臺10KW左右齒輪油馬達(dá)的價格只有同功率徑向柱塞馬達(dá)的1/10;尺寸小、重量輕。一臺10KW左右齒輪油馬達(dá)的重量,僅為同功率低速大扭矩馬達(dá)的1/18,為電動機(jī)重量的1/13。采用齒輪油馬達(dá)后,減速器尺寸雖然較低速大扭矩馬達(dá)的大,但較電動式的小(MRH-S50-13型機(jī)的減速器傳動比i=328)。因此可方便地將馬達(dá)、減速器、液壓制動閥、緊鏈裝置等安裝于履帶架中間。這種方式在技術(shù)性能上優(yōu)于機(jī)械傳動,在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上優(yōu)于低速大扭矩馬達(dá)傳動。因此具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。行走機(jī)構(gòu)的調(diào)速方式有兩種,一種是采用變量泵。另一種是采用分流或并流的調(diào)速方案,如MRH-S50-13型機(jī),即在機(jī)器快速調(diào)動時,停止向裝載馬達(dá)供油,僅向行走馬達(dá)供油,使掘進(jìn)機(jī)有兩種行走速度。3.2確定整機(jī)主要技術(shù)參數(shù)掘進(jìn)機(jī)整機(jī)主要技術(shù)參數(shù)包括尺寸參數(shù)(長寬高)、重量參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)。1)尺寸參數(shù)整機(jī)長度、寬度的大小直接與其轉(zhuǎn)彎半徑有關(guān),推薦輕型機(jī)長度75m,中型機(jī)長度85m,重型機(jī)l0m,對應(yīng)的寬度分別為1.6m,2.5m,3m。整機(jī)的高度直接關(guān)系到它的動、靜態(tài)穩(wěn)定性,適應(yīng)范圍和通過性的好壞,因此越低越好。當(dāng)今中外機(jī)型發(fā)展趨勢是矮機(jī)型,中、重型機(jī)高度1.62m,特輕型、輕型機(jī)的高度1.41.6m。掘進(jìn)機(jī)可掘巷道斷面的最大、最小高度和寬度應(yīng)滿足設(shè)計任務(wù)書的要求。臥底深度250400mm,離地間隙C=B/13+84(mm),B為兩履帶中心距)。中間輸送機(jī)龍門口過料高度最好為400mm,履帶接地長度L與其中心距B之比應(yīng)為L/B1.6。2)重量參數(shù)整機(jī)自重是掘進(jìn)機(jī)的個重要參數(shù),機(jī)重太輕,工作穩(wěn)定性下降,擺動截割時會發(fā)生擺尾現(xiàn)象、截割效率下降,截齒磨耗率增加;機(jī)重太重時,機(jī)動性差,轉(zhuǎn)向靈活性下降。般它的自重可按w=(t)估算,式中N為截割機(jī)構(gòu)功率,kW;V為截割頭平均截割速度,m/s;也可參照現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)用類比法來確定,機(jī)重(t)與截割功率(kW)之比為0250對于一般煤、4。巖底板,許用值0.14MPa;對于水軟化的泥質(zhì)頁巖底板,005MPa。3)運(yùn)動參數(shù)截割機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù):截割頭的平均截割速度V:對煤巖的單向抗壓強(qiáng)度c40MPaV=33.5m/s;c60MPaV=225m/s,c60MPaV=l2m/s。但最終切割速度由切割技術(shù)來確定。4)動力參數(shù)掘進(jìn)機(jī)驅(qū)動的動力源都采用交流電動機(jī)。截割機(jī)構(gòu)功率大小。實(shí)際上一般采用類比法,再結(jié)合掘進(jìn)機(jī)一些個性因素及經(jīng)驗來確定。掘進(jìn)機(jī)在作業(yè)過程中,縱軸式和橫軸式部需要足夠的掏槽推進(jìn)力和擺動(水平方向和垂直方向)力。根據(jù)俄羅斯(原蘇聯(lián))在實(shí)驗室的試驗結(jié)果得知,截割煤巖的普氏硬度f=46(相當(dāng)于0C=4060MPa),研磨系數(shù)F=57mgmm2。截割時的擺動力(牽引力)Pv=(1134)P,P=MRcp,式中P為截割頭上的平均截割力;Rcp為截割頭平均半徑;為截割頭上的額定扭矩。M掏槽時的進(jìn)給力(軸向推力)R;(1.82.5)Pv,此力不得大于履帶對底板打滑時的極限牽引力。- 11 -開 題 報 告 題 目 縱軸式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計及其技術(shù)設(shè)計 指 導(dǎo) 教 師 院(系、部) 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 姓 名 日 期 教務(wù)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(jìn)有兩種方法,分別是鉆爆法和掘進(jìn)機(jī)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(jìn)行爆破,然后用裝載機(jī)械把爆破下來的巖塊裝入礦車中運(yùn)走。鉆爆法是巷道掘進(jìn)的傳統(tǒng)技術(shù),它不受煤、巖物理力學(xué)特性的限制,但其掘進(jìn)速度較低。掘進(jìn)機(jī)法沒有鉆眼爆破工序,直接用掘進(jìn)機(jī)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(yùn)輸機(jī)運(yùn)走,實(shí)現(xiàn)了落、裝、運(yùn)一體化。顯然,掘進(jìn)機(jī)法比鉆爆法掘進(jìn)速度快、效率高、勞動強(qiáng)度低和安全性較好。為了保證掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)速度,對其運(yùn)輸能力有一定要求,完成運(yùn)輸功能的是掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)重要的工作機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)輸能力的大小直接決定著整機(jī)的生產(chǎn)能力,而其參數(shù)選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理直接影響整機(jī)的適應(yīng)性和可靠性。意義: 掘進(jìn)機(jī)是巷道掘進(jìn)和隧道施工的重要設(shè)備,它具有截割、裝載、轉(zhuǎn)運(yùn)、獨(dú)立行走、噴霧降塵等功能。但隨著現(xiàn)代化建設(shè)的不斷加快,采煤技術(shù)的發(fā)展、煤礦生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,礦山機(jī)械的迅猛發(fā)展以及對能源和建設(shè)等要求的不斷增大,掘進(jìn)機(jī)的性能還不能夠完全滿足要求,所以迫切要求設(shè)計出能夠滿足工況要求的新型掘進(jìn)機(jī)。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(jìn)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(jìn)機(jī)的工作效率提出來較高的要求。為采煤工作面的快速推進(jìn),實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效礦井的建設(shè),我們必須加大對掘進(jìn)機(jī)的研究。研究現(xiàn)狀和趨勢: 我國掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段,第一階段是上世紀(jì)60年代初期到70年代末,這一階段主要是以引進(jìn)國外掘進(jìn)機(jī)為主,第二階段是上世紀(jì)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(jìn)機(jī)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(shù)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(jìn)成為了煤礦高效集約化生產(chǎn)的共性及關(guān)鍵性技術(shù)。掘進(jìn)和回采是煤礦生產(chǎn)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié),采掘技術(shù)及其裝備水平直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的能力和安全。高效機(jī)械化掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)是保證礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的必要條件,也是巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向。掘進(jìn)機(jī)正向以下幾個方面發(fā)展:1)增強(qiáng)截割能力。為了實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的截割能力,現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)截割功率不斷增大,截割速度逐漸降低?,F(xiàn)代中重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割功率120300kW,個別機(jī)型達(dá)到400kw。截割頭轉(zhuǎn)速一般為2050r/min,截割速度12m/s,部分機(jī)型降低到1 m/s以下。經(jīng)濟(jì)截割硬度100120MPa,最大可達(dá)140 MPa。 2)提高工作可靠性。由于地質(zhì)條件復(fù)雜多變,使掘進(jìn)機(jī)在工作時承受交變的沖擊載荷,且磨損和腐蝕嚴(yán)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(shè)計、高質(zhì)量的制造及合理的使用和良好的維護(hù)來提高其可靠性。 3)采用緊湊化設(shè)計,降低重心,提高工作穩(wěn)定性。由于掘進(jìn)機(jī)懸臂過長,使得截割反力較大,不利于機(jī)器穩(wěn)定工作。針對這個問題,應(yīng)采用緊湊化設(shè)計,努力降低機(jī)器的重心,并在機(jī)器的后部或兩側(cè)增設(shè)油缸穩(wěn)定裝置,以提高機(jī)器的工作穩(wěn)定性。 4)增強(qiáng)對各種復(fù)雜地質(zhì)條件的適應(yīng)性。懸臂式掘進(jìn)機(jī)普遍采用履帶行走裝置,以減小接地比壓;通過增大驅(qū)動功率,以增強(qiáng)牽引力和爬坡能力,從而提高對各種底板、工況的適應(yīng)性 5)發(fā)展自動控制技術(shù)。截割斷面監(jiān)視和控制技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。采用該技術(shù)將實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)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(jìn)行控制?;窘鉀Q了掘進(jìn)機(jī)械操作人員在截割過程中離開迎頭,安全、準(zhǔn)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(shù)包括隨設(shè)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(shè)定;斷面成形控制;前進(jìn)方向指示和引導(dǎo);偏離方向和切割超限報警等幾個方面的內(nèi)容。該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的自動掘進(jìn)。 6)研究新型刀具和新的截割技術(shù)。為增強(qiáng)截割能力、提高刀具的使用壽命,應(yīng)努力改進(jìn)刀具的結(jié)構(gòu),采用新材料,研究新的破巖方法7) 發(fā)展掘錨機(jī)組,實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)。目前,影響懸臂式掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)速度的主要因素就是支護(hù)時間過長。掘進(jìn)、支護(hù)不能同步作業(yè),制約了巷道掘進(jìn)速度,降低了掘進(jìn)效率。掘錨機(jī)組是一種新型、高效、快速的掘進(jìn)設(shè)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(yù)期結(jié)果本論文主要對縱軸式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計及其技術(shù)設(shè)計。具體內(nèi)容包括以下幾部分:一、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(1)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(2)參數(shù)確定(3)動力元件選擇(4)傳動系統(tǒng)確定二、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(1) 鏈輪的設(shè)計計算(2) 鏈輪軸的設(shè)計計算(3) 刮板鏈的設(shè)計計算(4) 轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)參數(shù)驗算 三、圖紙繪制三、 研究進(jìn)度第一周 布置設(shè)計任務(wù),熟悉設(shè)計內(nèi)容;第二五周 參觀、實(shí)習(xí)、收集資料、了解機(jī)器的結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn);第六九周 轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計第十十三周 轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)技術(shù)設(shè)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(xiàn)1 陶馳東.采煤機(jī)滾筒?;瘜?shí)驗研究J.中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報,1989,3(1):51582 煤炭工業(yè)部生產(chǎn)司開拓處組織編寫采煤機(jī)選型手冊M.北京煤炭工業(yè)出版社,1989.3 李貴軒 李曉豁 采煤機(jī)械設(shè)計M.遼寧大學(xué)出版社, 1998.4 吳宗澤 機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社 第一版 1989.5 段鵬文,毛君.工程機(jī)械M.沈陽:東北大學(xué)出版社,2002.6 王洪欣,李木,劉秉忠.機(jī)械設(shè)計工程學(xué)(I)M.徐州: 中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.7 唐大放,馮曉寧,楊現(xiàn)卿.機(jī)械設(shè)計工程學(xué)(II)M.徐州: 中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.8 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