喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 中文題目：橫軸式掘進(jìn)機(jī)總體方案設(shè)計(jì)與行走系統(tǒng)設(shè)計(jì) 外文題目: AXIAL-BORING MACHINE OVERALL PROGRAMME DESIGN AND OPERATING SYETEM DESIGN 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）共34頁(yè) 圖紙共3張 完成日期 答辯日期 本科生實(shí)習(xí)報(bào)告書(shū) 教學(xué)單位 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 為了保證我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成質(zhì)量，也讓我們比較系統(tǒng)了解課題在實(shí)際應(yīng)用中的一些情況，學(xué)校要求我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始前，用4周時(shí)間來(lái)熟悉所選題目。丁飛老師帶領(lǐng)我們?nèi)ミ|源亞星采掘機(jī)械有限公司（遼源煤礦機(jī)械制造廠）熟悉與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的煤礦機(jī)械的制造設(shè)計(jì)流程和實(shí)際的市場(chǎng)運(yùn)用情況。在丁飛老師的指導(dǎo)和廠方師傅的耐心講解下，通過(guò)這4周對(duì)所選題目進(jìn)行查詢資料和實(shí)習(xí)等，我對(duì)我的課題有了更加深刻的理解與認(rèn)識(shí)。 前往遼源亞星采掘機(jī)械有限公司（遼源煤礦機(jī)械制造廠），觀察了配件廠、液壓分廠等。遼源亞星采掘機(jī)械有限公司成立于六十年代，是中國(guó)最早的三大采煤機(jī)制造基地之一?，F(xiàn)為國(guó)家大型企業(yè)，國(guó)家采掘機(jī)械液壓元件研制中心。目前工廠主要產(chǎn)品為高、中、低檔大小功率的液壓（電）牽引采煤機(jī)；掘進(jìn)機(jī)、液壓油泵、馬達(dá)；工程液壓元件。工廠資產(chǎn)總額３.２億，固定資產(chǎn)１.２億，注冊(cè)資本４６１７萬(wàn)元，生產(chǎn)設(shè)備１１５９臺(tái)。其中有引進(jìn)數(shù)控機(jī)床，加工中心等大精尖稀設(shè)備６６臺(tái)，擁有先進(jìn)的計(jì)量檢測(cè)設(shè)備和儀器。工廠現(xiàn)有員工１８００人，中高級(jí)職稱專業(yè)技術(shù)人員３２０人。工廠擁有先進(jìn)的設(shè)計(jì)、工藝、制造和裝配技術(shù)。１９８５年工廠全套引進(jìn)西德液壓泵制造技術(shù)。 掘進(jìn)機(jī)總體部分 結(jié)合個(gè)人的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，我認(rèn)真的觀察和熟悉EBZ135和EBJ160掘進(jìn)機(jī)的各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。在丁飛老師的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下，通過(guò)廠方師傅的耐心講解，對(duì)掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)制造流程有比較深刻系統(tǒng)的理解。比較系統(tǒng)熟悉掘進(jìn)機(jī)的總體設(shè)計(jì)的任務(wù)、要求以及在整個(gè)掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)中的作用。同時(shí)，在廠方師傅的介紹中，我們更清晰全面的了解到目前我國(guó)掘進(jìn)機(jī)市場(chǎng)的使用情況以及用戶的要求方向和未來(lái)掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。這些在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中是非常重要的，可以比較清晰的知道，自己設(shè)計(jì)的方向，要符合怎么樣的要求才比較更切合實(shí)際，更切合目前市場(chǎng)的要求，保證畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和市場(chǎng)化方向靠近。 在實(shí)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)觀察、思考、詢問(wèn)，我見(jiàn)到了書(shū)本上的大多數(shù)生產(chǎn)設(shè)備和各種其他機(jī)械器件，并結(jié)合課本認(rèn)真了解了它們的組成結(jié)構(gòu)以及工作原理。同時(shí)，還了解和深入理解了各種生產(chǎn)設(shè)備，包括它們的組成和工作原理。見(jiàn)到了生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)工序所需要的生產(chǎn)設(shè)備。另外我通過(guò)近距離的觀察掘進(jìn)機(jī)各個(gè)組成部件，更能客觀的理解掘進(jìn)機(jī)工作原理及重要參數(shù)和各個(gè)部件組成的關(guān)系。 通過(guò)整個(gè)實(shí)習(xí)，我觀察和了解大功率掘進(jìn)機(jī)各種組件的生產(chǎn)過(guò)程和各種生產(chǎn)設(shè)備的工作原理。見(jiàn)到了數(shù)控車床，數(shù)控銑床，以及加工中心等，認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代制造業(yè)的高效與先進(jìn)。使我的相關(guān)知識(shí)得到了加深和鞏固，真正做到了理論與實(shí)踐的結(jié)合。 這次實(shí)習(xí)使我親身感受了所學(xué)知識(shí)與實(shí)際的應(yīng)用，各種機(jī)床與儀器等等使用理論與實(shí)際的相結(jié)合，讓我們大開(kāi)眼界。也是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一個(gè)初審吧！這次生產(chǎn)實(shí)習(xí)對(duì)于我們以后學(xué)習(xí)、找工作也真是受益菲淺，在短短的幾天中讓我們初步讓理性回到感性的重新認(rèn)識(shí)，也讓我們初步的認(rèn)識(shí)這個(gè)社會(huì)，對(duì)于以后做人所應(yīng)把握的方向也有所啟發(fā)！ 由衷地感謝丁飛老師給予我們這次難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。 指 導(dǎo) 教 師 意 見(jiàn) 成績(jī)?cè)u(píng)定：　　　　　　　　　指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 實(shí)習(xí)單位意見(jiàn) 負(fù)責(zé)人簽字： （單位蓋章） 年 月 日 備注 注：實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)，由實(shí)習(xí)學(xué)生填寫(xiě)本表后，交指導(dǎo)教師和實(shí)習(xí)單位簽署意見(jiàn)，最后交所在教學(xué)單位歸檔保管。 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 題 目 橫軸式掘進(jìn)機(jī)總體方案設(shè)計(jì)與行走系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 丁 飛 院（系、部） 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 機(jī) 械 04 —4 班 學(xué) 號(hào) 0407800127 姓 名 袁世江 日 期 2008年3月18日 一、 選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀 煤炭是我國(guó)的基本燃料，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍將是我國(guó)能源的主要部分。我國(guó)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸事業(yè)的飛躍發(fā)展，要求供應(yīng)更多的煤炭。沒(méi)又是工業(yè)的重要原料，從煤炭中可以提取二百多種產(chǎn)品。這些產(chǎn)品都是我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)和人們生活所必須的。因此，為再我國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化和在新世紀(jì)里建成偉大的社會(huì)主義強(qiáng)國(guó)，必須高速地發(fā)展采煤工業(yè)。 我國(guó)有豐富的礦產(chǎn)資源，煤炭?jī)?chǔ)量之豐富居于世界前列，而且煤種齊全，煤田分布遍及全國(guó)各地，這就為發(fā)展煤炭工業(yè)提供了良好的資源條件。要實(shí)現(xiàn)高速采煤必須要有性能優(yōu)越的高效采煤機(jī)械。 其中掘進(jìn)機(jī)廣泛用于礦山井下巷道掘進(jìn)、交通和水下隧道掘進(jìn)以及其他工程的洞穴開(kāi)掘.在全國(guó)煤礦中，我國(guó)掘進(jìn)機(jī)發(fā)展情況是從1962年開(kāi)始掘進(jìn)機(jī)的研制工作,最初是仿前蘇聯(lián)產(chǎn)品,機(jī)身輕,功率小,性能差,未廣泛應(yīng)用.20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(guó)外掘進(jìn)機(jī)為主,也定型生產(chǎn)了幾種機(jī)型,在引進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行消化、吸收,為我國(guó)自主研發(fā)品種多樣的掘進(jìn)機(jī)打下了良好的基礎(chǔ)。 目前，掘進(jìn)機(jī)廣泛應(yīng)用于采礦工程和地下工程中，掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是智能化、無(wú)人化，提高我國(guó)掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)化水平是當(dāng)前采礦和地下工程的一大重要課題。人們不斷的改進(jìn)掘進(jìn)機(jī)的各個(gè)方面的性能，使起性能更穩(wěn)定，效率更高，延長(zhǎng)使用壽命，更符合人機(jī)工程學(xué)的要求。在總體不變的情況下發(fā)明了很多新型的掘進(jìn)機(jī)；例如：EBZ200M/J型掘進(jìn)機(jī)、EBH200型掘進(jìn)機(jī)，他們都屬于懸臂式掘進(jìn)機(jī)。EBZ200MJ型掘進(jìn)機(jī)能實(shí)現(xiàn)連續(xù)掘進(jìn)，裝、運(yùn)聯(lián)動(dòng)，可部分替代連續(xù)采煤機(jī)，實(shí)施雙連體巷連續(xù)掘進(jìn)、開(kāi)采、運(yùn)輸，可配備強(qiáng)力除塵系統(tǒng)。適用于煤巷及半煤巖巷道的掘進(jìn)作業(yè)，可切割巖石最大單軸抗壓硬度80MPa。后者是在EBZ200MJ掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)上把截割部作全新設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)切割、裝載、運(yùn)輸作業(yè)。截割部不伸縮，強(qiáng)度高。通過(guò)更換截割電機(jī)前端部件，可實(shí)現(xiàn)縱軸與橫軸的互換。還有很多種功能強(qiáng)大的掘進(jìn)機(jī)。他們都在為礦上，隧道的掘金做著貢獻(xiàn)。 而我設(shè)計(jì)這個(gè)題目的目的：一是為了檢測(cè)自己的創(chuàng)新能力，二是為了設(shè)計(jì)出一個(gè)掘進(jìn)進(jìn)合理的行走系統(tǒng)，使其更加簡(jiǎn)單，可靠，方便。三是為了更進(jìn)一步的了解掘進(jìn)機(jī)以及行走系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，真正做到理論、實(shí)際相結(jié)合。 二、研究方案及預(yù)期結(jié)果 一．設(shè)計(jì)方案 1．分析 對(duì)要設(shè)計(jì)方案進(jìn)行系統(tǒng)分析，搞清楚所設(shè)計(jì)該系統(tǒng)所需要的元件，確定各元件的型號(hào)，尺寸等，掌握各元件之間的安裝關(guān)系以及運(yùn)動(dòng)部位的運(yùn)動(dòng)原理。 2．計(jì)算 根據(jù)給出數(shù)值，來(lái)計(jì)算基本掘進(jìn)機(jī)以及液壓系統(tǒng)中各元件的要求規(guī)格和型號(hào)等，并得出相應(yīng)的結(jié)果。 3．設(shè)計(jì) 1）著手掘進(jìn)機(jī)行行走部分總體設(shè)計(jì)；2）液壓元件的選型設(shè)計(jì)；3）著手于行走部分各參數(shù)設(shè)計(jì)4）輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 4．作圖 元件設(shè)計(jì)完畢，根據(jù)尺寸進(jìn)行CAXA作圖，尺寸精確，布局合理，作出總圖及個(gè)別部件圖。 5．驗(yàn)證 根據(jù)掘進(jìn)機(jī)工作原理，對(duì)所設(shè)計(jì)的掘進(jìn)機(jī)行走部分進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)已知的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析（運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，動(dòng)力學(xué)分析，經(jīng)濟(jì)分析等）、獲取分析結(jié)果。 二．主要解決的問(wèn)題 在于正確選擇掘進(jìn)機(jī)行走部分以及液壓系統(tǒng)的各部分元件型號(hào)等。選擇各部分元件是掘進(jìn)機(jī)行走部分前提保障，要確保行走部分各設(shè)計(jì)元件及型號(hào)符合行走系統(tǒng)的要求。正確的分析行走部分運(yùn)動(dòng)原理，選擇合理的動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、經(jīng)濟(jì)性分析及人機(jī)工程學(xué)分析等。 三. 研究理論掘進(jìn)機(jī)行走部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容不是一成不變的，根據(jù)具體的情況有些設(shè)計(jì)內(nèi)容可不做或少做，也可增大一些新的內(nèi)容。設(shè)計(jì)步驟可能要經(jīng)過(guò)多次反復(fù)修改，才能得到正確、合理的設(shè)計(jì)結(jié)果。在設(shè)計(jì)時(shí)，正確選擇其類型是所有設(shè)計(jì)計(jì)算的前提。在選擇類型時(shí)，要從機(jī)器設(shè)備的動(dòng)作特點(diǎn)、行程長(zhǎng)短、運(yùn)動(dòng)性能等要求出發(fā)。 四．主要方法 從網(wǎng)絡(luò)、書(shū)籍、論文等方面查找相關(guān)內(nèi)容，在腦中構(gòu)思，然后通過(guò)理論設(shè)計(jì)計(jì)算，最后驗(yàn)證理論分析，從而完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 五．預(yù)期結(jié)果 能夠順利的進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)行走部分的總體設(shè)計(jì)、各部件設(shè)計(jì)等，并且能夠成功的應(yīng)用于實(shí)際工作當(dāng)中，起到相應(yīng)的主導(dǎo)作用，確保掘進(jìn)機(jī)行走的工作效率、安全可靠以及經(jīng)濟(jì)的廉價(jià)性、防止和杜絕事故的發(fā)生，加速采煤業(yè)的開(kāi)發(fā)及建設(shè)。 三、研究進(jìn)度 1～4周 畢業(yè)實(shí)習(xí) 5～7周 收集資料、調(diào)研、完成開(kāi)題報(bào)告。 8～9周 總體設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)。 10～12周 畫(huà)總圖及系統(tǒng)圖。 13周 性能分析與使用說(shuō)明。 14周 畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿。 15周 畢業(yè)設(shè)計(jì)二稿。 16周 畢業(yè)設(shè)計(jì)終稿。 17周 上交圖紙,準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 18周 答辯 四、主要參考文獻(xiàn) 1. 馬杰平，馬晴和主編.液壓傳動(dòng)與采掘機(jī)械. 煤炭工業(yè)出版社 1993 2．嚴(yán)金坤,張培生主編.液壓傳動(dòng).北京:國(guó)防工業(yè)出版社. 1979 3．王裕清,韓成石主編.液壓傳動(dòng)與控制技術(shù).北京:煤炭工業(yè)出版社. 1997 4. 雷天覺(jué).液壓工程手冊(cè).北京.機(jī)械工業(yè)出版社. 1990 5. 錢明高等，采煤學(xué)。煤炭工業(yè)出版社. 1979 6. 產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué).王繼成.編著.化學(xué)工業(yè)出版社. 2004 7．Fitch,E.C.HydraulicFailure-Analysis&Prevention.Stillwater,OK,USA:FES,Inc. 1984 五、指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽字： 4 摘要 隨著現(xiàn)代化建設(shè)腳步的加快，礦山機(jī)械也在不斷的發(fā)展，但由于能源和建設(shè)等施工要求的增大，掘進(jìn)機(jī)的性能還不能夠完全適應(yīng)，所以迫切要求設(shè)計(jì)出新型掘進(jìn)機(jī)以適應(yīng)工況要求。 橫軸式掘進(jìn)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)對(duì)于整機(jī)的性能起著決定性的作用。因此,根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的用途、作業(yè)情況及制造條件,合理選擇機(jī)型,并正確確定各部結(jié)構(gòu)型式,對(duì)于實(shí)現(xiàn)整機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、保證機(jī)器的工作性能具有重要意義。 本設(shè)計(jì)是對(duì)橫軸式掘進(jìn)機(jī)總體方案設(shè)計(jì)與行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)應(yīng)用掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)的一系列知識(shí)，對(duì)掘進(jìn)機(jī)的懸臂支撐機(jī)構(gòu)；裝運(yùn)機(jī)構(gòu)；行走機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)載機(jī)；冷卻噴霧系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)加以分析，并且進(jìn)一步對(duì)行走系統(tǒng)做了優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)達(dá)到本設(shè)計(jì)的目的，使該掘進(jìn)機(jī)在滿足原有要求的情況下實(shí)現(xiàn)體積小、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便的要求。 關(guān)鍵詞：橫軸式掘進(jìn)機(jī)；總體方案設(shè)計(jì)；行走系統(tǒng)設(shè)計(jì) ABSTRACT With the accelerated pace of modernization construction, mining machinery are also constantly development, but due to energy and building construction requirements of the increase, boring machine is not able to completely meet the performance, there is an urgent request to design a new boring machine to adapt to conditions Requirements. The boring machine design of the overall plan for the performance of the play a decisive role. Therefore, in accordance with the purposes boring machine, operating and manufacturing conditions, a reasonable choice of models and determine the right structure of ministries, for the achievement of the various technical indicators to ensure that the machines work performance is of great significance. The design is so boring machine to design specific analysis, and for some boring machine running the design calculations. Through the application of a series of boring machine design knowledge, the boring machine cantilever support institutions; shipment; walk; reproduced; cooling spray system; hydraulic system; electrical system analysis, the operating system and further optimize the design done . So that the final design of the system designed to achieve this purpose, so that the boring machine to meet the requirements of the original under small size, low cost, high efficiency, simple structure and facilitate the use of safeguard requirements. Key words: Axial-boring machine；Overall Design；Operating system design. Ⅰ 摘要 隨著現(xiàn)代化建設(shè)腳步的加快，礦山機(jī)械也在不斷的發(fā)展，但由于能源和建設(shè)等施工要求的增大，掘進(jìn)機(jī)的性能還不能夠完全適應(yīng)，所以迫切要求設(shè)計(jì)出新型掘進(jìn)機(jī)以適應(yīng)工況要求。 橫軸式掘進(jìn)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)對(duì)于整機(jī)的性能起著決定性的作用。因此,根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的用途、作業(yè)情況及制造條件,合理選擇機(jī)型,并正確確定各部結(jié)構(gòu)型式,對(duì)于實(shí)現(xiàn)整機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、保證機(jī)器的工作性能具有重要意義。 本設(shè)計(jì)是對(duì)橫軸式掘進(jìn)機(jī)總體方案設(shè)計(jì)與行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)應(yīng)用掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)的一系列知識(shí)，對(duì)掘進(jìn)機(jī)的懸臂支撐機(jī)構(gòu)；裝運(yùn)機(jī)構(gòu)；行走機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)載機(jī)；冷卻噴霧系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)加以分析，并且進(jìn)一步對(duì)行走系統(tǒng)做了優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)達(dá)到本設(shè)計(jì)的目的，使該掘進(jìn)機(jī)在滿足原有要求的情況下實(shí)現(xiàn)體積小、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便的要求。 關(guān)鍵詞：橫軸式掘進(jìn)機(jī)；總體方案設(shè)計(jì)；行走系統(tǒng)設(shè)計(jì) ABSTRACT With the accelerated pace of modernization construction, mining machinery are also constantly development, but due to energy and building construction requirements of the increase, boring machine is not able to completely meet the performance, there is an urgent request to design a new boring machine to adapt to conditions Requirements. The boring machine design of the overall plan for the performance of the play a decisive role. Therefore, in accordance with the purposes boring machine, operating and manufacturing conditions, a reasonable choice of models and determine the right structure of ministries, for the achievement of the various technical indicators to ensure that the machines work performance is of great significance. The design is so boring machine to design specific analysis, and for some boring machine running the design calculations. Through the application of a series of boring machine design knowledge, the boring machine cantilever support institutions; shipment; walk; reproduced; cooling spray system; hydraulic system; electrical system analysis, the operating system and further optimize the design done . So that the final design of the system designed to achieve this purpose, so that the boring machine to meet the requirements of the original under small size, low cost, high efficiency, simple structure and facilitate the use of safeguard requirements. Key words: Axial-boring machine；Overall Design；Operating system design. 目錄 前言 1 1橫軸式掘進(jìn)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)及選型 2 1.1 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 2 1.2 截割機(jī)構(gòu) 3 1.2.1 橫軸式與縱軸式截割頭的對(duì)比 3 1.2.2 截割減速器 5 1.2.3 電動(dòng)機(jī) 5 1.2.4 懸臂伸縮裝置 6 1.2.5 截割頭的設(shè)計(jì)參數(shù) 7 1.3 懸臂支撐機(jī)構(gòu) 8 1.4 裝運(yùn)機(jī)構(gòu) 9 1.4.1 耙裝部 9 1.4.2 減速器 11 1.4.3 中間輸送機(jī)構(gòu) 12 1.4.4 參數(shù)選擇 12 1.5 行走機(jī)構(gòu) 13 1.5.1 整體設(shè)計(jì)分析 13 1.5.2 參數(shù)選擇計(jì)算 15 1.6 轉(zhuǎn)載機(jī) 16 1.6.1 帶式轉(zhuǎn)載機(jī) 16 1.6.2 刮板式轉(zhuǎn)載機(jī) 17 1.6.3 斗式轉(zhuǎn)載車 17 1.7 冷卻噴霧系統(tǒng) 18 1.8?液壓系統(tǒng) 18 1.8.1 裝運(yùn)機(jī)構(gòu) 19 1.8.2 行走機(jī)構(gòu) 19 1.8.3 切割機(jī)構(gòu)升降，回轉(zhuǎn)及推進(jìn)油缸 20 1.8.4 起重油缸 20 1.8.5 噴霧泵油馬達(dá)的控制 20 1.8.6 液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié) 20 1.9 電氣系統(tǒng) 21 1.10 掘進(jìn)機(jī)的選擇 21 1.10.1 使用范圍 22 1.10.2 機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 22 2行走機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì) 23 2.1行走履帶技術(shù)參數(shù)的確定與連接 23 2.1.1行走履帶驅(qū)動(dòng)方式及系統(tǒng)參數(shù)的確定 23 2.1.2確定履帶的接地長(zhǎng)度l1、行駛寬度b1和履帶寬度b10的確定 23 2.1.3驅(qū)動(dòng)輪直徑D1 24 2.1.4履帶節(jié)距 24 2.1.5履帶機(jī)構(gòu)公稱接地比壓的計(jì)算與確定 24 2.1.6履帶機(jī)構(gòu)的行走速度 24 2.1.7履帶傳動(dòng)的連接方式與履帶機(jī)構(gòu)張緊 25 2.2行走機(jī)構(gòu)的功率確定與張緊油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 25 2.2.1行走機(jī)構(gòu)功率確定 25 2.2.2履帶對(duì)地面附著力校核計(jì)算 26 2.3馬達(dá)參數(shù) 28 2.4張緊油缸的計(jì)算選擇 28 3 整機(jī)受力與穩(wěn)定性分析 29 3.1 掘進(jìn)機(jī)受力分析 29 3.2 掘進(jìn)機(jī)穩(wěn)定性計(jì)算 30 結(jié)論 32 致謝 33 參考文獻(xiàn) 34 前言 掘進(jìn)機(jī)在礦山井下設(shè)備中屬于大型機(jī)械設(shè)備。由于它是集礦巖的破碎、裝載和轉(zhuǎn)運(yùn)于一身，因此它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)設(shè)計(jì)和制造的要求也是多方面的。掘進(jìn)機(jī)在巷道掘進(jìn)中的使用，把工人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)。世界上最出使用掘進(jìn)機(jī)的國(guó)家是原蘇聯(lián)。在三十年代，蘇聯(lián)就已經(jīng)在煤礦井下煤巷掘進(jìn)中使用上不完善的掘進(jìn)機(jī)。經(jīng)過(guò)三十年代和四十年代的不斷發(fā)展與完善過(guò)程，在五十年代蘇聯(lián)便首先制造和使用了具有現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)特點(diǎn)的IIK-3型掘進(jìn)機(jī)。此后，在六十年代，歐洲的幾個(gè)國(guó)家在IIK型掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)上又開(kāi)發(fā)了幾十種新型掘進(jìn)機(jī)。近二十年來(lái)，許多新技術(shù)被用于掘進(jìn)機(jī)上，如：激光導(dǎo)向、自動(dòng)確定切割路徑等。隨著掘進(jìn)機(jī)日臻完善，其適用范圍也必須將逐漸擴(kuò)大。 我國(guó)對(duì)掘進(jìn)機(jī)的研制是在六十年代開(kāi)始的。由于當(dāng)時(shí)掘進(jìn)機(jī)的性能尚不穩(wěn)定，也未得到普遍推廣使用。在“六五”期間，我國(guó)先后從奧地利、原西德、匈牙利、日本和原蘇聯(lián)等國(guó)家引進(jìn)了多種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)174臺(tái)。我們對(duì)這些引進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行了消化吸收，對(duì)其中的AM-50和S-100兩種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)又進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)化，分別在淮南煤礦機(jī)械廠和佳木斯煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)。在此期間，我國(guó)也研制出了EL-90型和ELMB型，其性能和效率也都有明顯長(zhǎng)進(jìn)。 據(jù)1990年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)配套煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)工程量為8000KM左右，其中煤巷和半煤巖巷約為6800KM，巖巷為1200KM。在煤礦中綜掘水平一般為20%～30%,最多為60%～70%。掘進(jìn)機(jī)在煤巷和半煤巷平均月掘進(jìn)速度為300m。全斷面掘進(jìn)機(jī)在全巖巷道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)中平均月均進(jìn)速度為156m。 在“七五”期間，許多煤礦綜采機(jī)械化水平已經(jīng)到到90%，有的已實(shí)現(xiàn)全部機(jī)械化采煤。與此相比，掘進(jìn)機(jī)明顯落后。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展步伐的加快，對(duì)能源需求量增加，必然要求加大開(kāi)采強(qiáng)度。則巷道掘進(jìn)速度必然大幅度提高，才能滿足煤炭生產(chǎn)的需要。到上世紀(jì)末我國(guó)煤礦巷道年掘金長(zhǎng)度將達(dá)到14億噸，而現(xiàn)在要求更遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)超過(guò)上世紀(jì)末。要完成這樣艱巨的巷道掘進(jìn)任務(wù)，必須盡快研制出高生產(chǎn)率和高可靠性的掘進(jìn)機(jī)械。從我國(guó)采掘機(jī)械的發(fā)展過(guò)程看，掘進(jìn)機(jī)械落后于采煤機(jī)械。因此，加快掘進(jìn)機(jī)的研制速度，已成為保證煤炭生產(chǎn)發(fā)展的關(guān)鍵。 1橫軸式掘進(jìn)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)及選型 機(jī)體主要包括截割機(jī)構(gòu)；懸臂支撐機(jī)構(gòu)；裝運(yùn)機(jī)構(gòu)；行走機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)載機(jī)；冷卻噴霧系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)。 1.1 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 如圖1-1，為所設(shè)計(jì)掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。 從圖中可知，切割電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸節(jié)，太陽(yáng)輪，行星輪，內(nèi)齒輪，太陽(yáng)輪、驅(qū)動(dòng)切割頭進(jìn)行切割。 耙爪由油馬達(dá)經(jīng)齒輪驅(qū)動(dòng)。油馬達(dá)的動(dòng)力同時(shí)經(jīng)齒輪和中間軸傳遞動(dòng)另一側(cè)減速器，驅(qū)動(dòng)另一側(cè)的耙爪。左右兩個(gè)減速器的傳動(dòng)比相同，所以兩個(gè)耙爪能保持同步。 行走機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)左右對(duì)稱布置，分別由油馬達(dá)通過(guò)齒輪，聯(lián)軸節(jié)，太陽(yáng)輪，行星輪，內(nèi)齒輪驅(qū)動(dòng)鏈輪，通過(guò)履帶和從動(dòng)鏈輪驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)行走。 中間輸送機(jī)由油馬達(dá)通過(guò)聯(lián)軸節(jié)，齒輪驅(qū)動(dòng)主動(dòng)鏈輪，是刮板鏈在主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪之間沿中部槽運(yùn)轉(zhuǎn)。 1-切割頭；2-連接軸；3-太陽(yáng)輪；4-內(nèi)齒輪；5-電動(dòng)機(jī)； 6從動(dòng)輪；7-圓環(huán)鏈；8-主動(dòng)鏈輪；9-油馬達(dá)；10-齒輪； 11-耙爪；12-鏈輪；13-行星輪；14-中間軸；15-履帶 圖1-1 掘進(jìn)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) Fig 1-1 boring machine Transmission System 1.2 截割機(jī)構(gòu) 它是由外水冷電動(dòng)機(jī)，二級(jí)行星減速器，內(nèi)伸縮懸臂筒和截割頭組成。減速器兩端法蘭分別與電動(dòng)機(jī)和內(nèi)伸縮懸臂筒連接。而截割頭通過(guò)矩形花鍵與主軸相連。另外，在內(nèi)伸縮懸臂筒上還裝有伸縮油缸和外噴霧裝置。 1.2.1 橫軸式與縱軸式截割頭的對(duì)比 掘進(jìn)機(jī)直接用來(lái)破碎煤巖的部件，其形狀，尺寸和其上截齒的排列方式對(duì)掘進(jìn)機(jī)的工作性能有很大影響。截割頭主要有截割頭體，螺旋葉片和截齒座等組成。在齒座里面有截齒，葉片（或頭體）上焊有安裝內(nèi)噴霧噴嘴用的噴嘴座。 a. 縱軸式截割頭 該截割頭體為組焊式結(jié)構(gòu)，在頭體上焊有截齒座和噴嘴座。頭體上設(shè)有內(nèi)噴霧水道，截割頭通過(guò)鍵與主軸相連。 截割頭的形狀輪廓有球形，球柱形，球錐形和球錐柱形四種。見(jiàn)圖2-2，其中以球錐形截割頭的截齒受力比較合理，在此掘進(jìn)機(jī)的截割頭外形輪廓選擇為球錐形。 圖1-2截割頭的形狀輪廓 Fig 1-2 cutting head of the contour shape 置方式對(duì)截齒，截割頭乃至整機(jī)受力有較大影響?？v軸式截割頭的截齒均按螺旋線方式分布在頭體上，螺旋線頭數(shù)一般為2-3條。截距對(duì)截割效果有較大影響。較大的截距可增加單齒截割力，但截齒的磨損也隨之增加，兩者應(yīng)該兼顧。在選擇截距時(shí)還應(yīng)考慮上截割頭上不同部位的截齒所受的負(fù)荷不同而產(chǎn)生的區(qū)別，應(yīng)力求各截齒的符合均勻，以減小沖擊載荷和使截齒的磨損速度接近。 b. 橫軸式截割頭 這種截割頭的頭體多為厚鋼板的組焊結(jié)構(gòu)或螺釘連接結(jié)構(gòu)，由左右對(duì)稱的兩個(gè)半體組成。在頭體上焊有齒座和噴嘴座，在頭體上還開(kāi)有內(nèi)噴霧水道，裝有配水裝置。截割頭體是通過(guò)漲套式聯(lián)軸器同減速器的輸出舟相連，可起過(guò)載保護(hù)作用。 截割頭的形狀較為復(fù)雜，其外形的包絡(luò)面一般是由幾段不同曲面組合而成。使用較多的組合型式有：圓曲線—拋物線—圓曲線（拋物線），圓曲線—橢圓曲線—圓曲線等集中。工作時(shí)，依據(jù)不同的工作條件選擇截割頭包絡(luò)曲線的組合方式，力爭(zhēng)達(dá)到最佳最佳截割效果。橫軸式截割頭的截齒數(shù)量較多，且按空間螺旋線方式分布在截割頭上。螺旋線的旋向?yàn)樽蠼馗铑^右旋，右截割頭左旋，這樣，可將截落的煤巖拋向兩個(gè)截割頭的中間，改善截齒的受力情況，提高裝載效果。 c. 截齒及齒座 掘進(jìn)機(jī)所采用的截齒有扁形和鎬形兩種，經(jīng)長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，在截割硬巖時(shí)，鎬形截齒的壽命比扁形截齒長(zhǎng)，且由于鎬形齒在使用中有自轉(zhuǎn)磨銳性，耐沖擊，所以近十年來(lái)，縱軸式截割頭也較多采用了鎬形截齒。 截齒座用以安裝截齒，安裝鎬形齒的齒座應(yīng)由兩種材料用特殊工藝制成，其內(nèi)層材料的耐磨性要高于外層，以減少因截齒在截割過(guò)程中自動(dòng)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的耐磨量，增加齒座的使用壽命。也可采用在齒座內(nèi)嵌套磨損后可及時(shí)更換的耐磨合金套。 最后得出設(shè)計(jì)的截割頭的技術(shù)特征 型式縱： 軸式 外形尺寸（直徑×長(zhǎng)度）：φ970~φ600×700mm 扭矩： 4748.9N·m 切割頭速度： 2.21/1.12m/s 截齒齒型： 鎬形 齒型數(shù)量： 42 個(gè) 截齒固定方式： 彈簧擋圈 圓錐形切割頭上裝有42把鎬形截齒，每條截齒線上有兩個(gè)截齒，內(nèi)噴霧噴嘴對(duì)準(zhǔn)截齒的硬質(zhì)合金頭。 1.2.2 截割減速器 截割減速器的作用是將電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到截割頭。由于截割頭工作時(shí)承受較大的沖擊載荷，因此要求減速器有教高的可靠性和較強(qiáng)的過(guò)載能力，其箱體做為懸臂的一部分，應(yīng)有較大的剛性，連接螺栓應(yīng)有可靠的放松裝置，減速器最好能實(shí)現(xiàn)變速，以適應(yīng)煤巖硬度的變化，增強(qiáng)機(jī)器的適應(yīng)能力，常用的傳動(dòng)形式有：圓錐—圓柱齒輪傳動(dòng)，圓柱齒輪傳動(dòng)和二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。其傳動(dòng)原理如圖1-3所示。 圖1-3 二級(jí)行星輪傳動(dòng)原理 Fig 1-3 two planetary gear transmission theory 二級(jí)行星減速器可實(shí)現(xiàn)同軸傳動(dòng)，速比大，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)功率大，多用于縱軸式截割頭； 圓錐—圓柱齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能承受較大的載荷沖擊，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械過(guò)載保護(hù)，多用于橫軸式截割頭； 圓柱齒輪傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)截割頭的二級(jí)轉(zhuǎn)速，但減速箱的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積和重量較大，不提倡使用。 1.2.3 電動(dòng)機(jī) 為實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的連續(xù)過(guò)載能力，適應(yīng)復(fù)雜多變的截割載荷，并利用噴霧水加強(qiáng)冷卻效果，目前，懸臂式掘進(jìn)機(jī)多采用防爆水冷式電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)截割頭。為滿足懸臂長(zhǎng)度的需要和減小電動(dòng)機(jī)的徑向尺寸，可采用串聯(lián)雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)；為滿足截割不同硬度的煤巖的需要，避免在減速箱中變速，可采用雙速電動(dòng)機(jī)。 經(jīng)過(guò)計(jì)算和比較，選擇DEB—30S型隔爆外水冷電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的機(jī)座為鋼板焊接機(jī)構(gòu)，外殼設(shè)有回形水套，進(jìn)出水口分別位于電動(dòng)機(jī)的下部和上部。接線盒在電動(dòng)機(jī)的有上方45度位置。根據(jù)供電電壓380V和660V將定子接線連接成三角形和Y形。電動(dòng)機(jī)軸承采用二硫化鉬潤(rùn)滑脂。電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)要求如下： 功 率： 30KW 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 2.5N·m 電 壓： 380/660V 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 2.5N·m 電 流： 59/34A 起動(dòng)電流/額定電流： 7A 頻 率： 50Hz 冷卻水量： 0.3-0.4/h 轉(zhuǎn) 速： 1470r/min 冷卻水壓： >1.5Mpa 效 率： 0.9 定子繞組允許溫升： 85° 功率因數(shù)： 0.86 1.2.4 懸臂伸縮裝置 煤巷掘進(jìn)機(jī)的懸臂有不可伸縮和伸縮式兩種。不可伸縮式懸臂的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，但掏槽時(shí)是借助行走機(jī)構(gòu)的推力使截割頭鉆入煤壁，因而履帶需要頻繁開(kāi)動(dòng)，且當(dāng)鉆入煤壁的阻力較大時(shí)，履帶容易打滑，推進(jìn)力也較大。 伸縮式懸臂有內(nèi)伸縮和外伸縮兩種 外伸縮懸臂的結(jié)構(gòu)。它主要由導(dǎo)軌架，工作臂和推進(jìn)油缸組成。推進(jìn)油缸的前端和工作臂相連，后端和導(dǎo)軌架相連。在其作用下，工作臂和相對(duì)導(dǎo)軌架做伸縮運(yùn)動(dòng)。此種懸臂的結(jié)構(gòu)尺寸和移動(dòng)重量較大，推進(jìn)阻力大，不利于機(jī)器的工作穩(wěn)定性；但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，伸縮部件加工容易，精度要求較低。 內(nèi)伸縮懸臂的結(jié)構(gòu)如圖1-4。它主要由花鍵套，內(nèi)，外，外伸縮套，保護(hù)套，主軸等組成。截割減速器的軸出軸上聯(lián)結(jié)有內(nèi)花鍵套，主軸的右端開(kāi)有外花鍵，并插入花鍵套內(nèi)。主軸的左端通過(guò)花鍵和定位螺釘與截割頭相聯(lián)，使減速器的輸出軸可驅(qū)動(dòng)截割頭旋轉(zhuǎn)。保護(hù)套和內(nèi)伸縮套同截割頭相聯(lián)，但不隨截割頭轉(zhuǎn)動(dòng)。外伸縮套則和減速器箱體固聯(lián)。推進(jìn)油缸的前端和保護(hù)套相聯(lián)，后端和電動(dòng)機(jī)殼體相聯(lián)，在其作用下，保護(hù)套帶動(dòng)截割頭，主軸和內(nèi)伸縮套相對(duì)于外伸縮套前后移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)懸臂的伸縮。這種懸臂的結(jié)構(gòu)尺寸小，移動(dòng)部件的重量輕，移動(dòng)阻力較小，利于機(jī)器的穩(wěn)定，但需有較長(zhǎng)的花鍵軸，加工較難，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。 伸縮懸臂的伸縮行程應(yīng)與截割深度（最大掏槽深度）相適應(yīng)，一般為500-600mm；推進(jìn)油缸的推進(jìn)力應(yīng)能克服伸縮部件的移動(dòng)阻力和沿懸臂軸線方向的截割反力。 圖 1-4內(nèi)伸縮懸臂的結(jié)構(gòu) Fig 1-4 stretching the structure cantilevered 1.2.5 截割頭的設(shè)計(jì)參數(shù)： 影響切割頭設(shè)計(jì)的主要因素有： 煤巖的特性參數(shù)：包括硬度，抗拉和抗壓強(qiáng)度，腐蝕性等。 切割頭截割參數(shù)：包括尺寸，幾何形狀，截齒數(shù)目，截齒布置，截齒空間安裝位置，截線間距。 工藝特性參數(shù)：主要指切割深度，切削厚度，擺動(dòng)速度，截割頭擺動(dòng)角速度。 以上諸多因素相互制約，關(guān)聯(lián)和影響，在設(shè)計(jì)中搖相互匹配，綜合統(tǒng)一考慮?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)對(duì)截割頭有了很深入的研究，出現(xiàn)了很多不同類型的掘進(jìn)機(jī)截割頭?；谝陨弦蛩乜梢赃x擇已有的成形的用于實(shí)踐中的截割頭。 同時(shí)根據(jù)方案設(shè)計(jì)要求，選用已有的掘進(jìn)機(jī)S100-41型懸臂式掘進(jìn)機(jī)的截割頭；適用于f=8~10左右的半煤巖巷道和薄煤層巷道。 各參數(shù)如下： 功 率 ： 45Kw； 截割頭轉(zhuǎn)速 ： 27r/min； 最大鉆進(jìn)力 ： 112.5KN； 截割頭最大側(cè)推力：37.7KN； 截割頭升力 ： 34.9KN； 截割頭降力 ： 36.3KN； 相應(yīng)在滿足條件的情況下，使用S100-41型懸臂式掘進(jìn)機(jī)的截割懸臂。 1.3 懸臂支撐機(jī)構(gòu) 懸臂支撐機(jī)構(gòu)的作用是支撐懸臂，并使其實(shí)現(xiàn)升降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。它主要由升降和回轉(zhuǎn)油缸及回轉(zhuǎn)臺(tái)組成。懸臂鉸接于回轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)體上，升降油缸的一端和懸臂鉸接，另一端和回轉(zhuǎn)體鉸接。在升降油缸的作用下，懸臂可在垂直方向上下擺動(dòng)，回轉(zhuǎn)體則可帶動(dòng)懸臂作水平方向的擺動(dòng)。 回轉(zhuǎn)體是懸臂支撐機(jī)構(gòu)中的重要部件，位于機(jī)器的中央。它主要由回轉(zhuǎn)體，回轉(zhuǎn)支承，回轉(zhuǎn)座和回轉(zhuǎn)油缸組成。回轉(zhuǎn)體和懸臂鉸接，回轉(zhuǎn)座固聯(lián)于機(jī)架上，在回轉(zhuǎn)體和回轉(zhuǎn)座中間裝有回轉(zhuǎn)支承。工作時(shí)，截割反力通過(guò)回轉(zhuǎn)臺(tái)傳到機(jī)架上。回轉(zhuǎn)臺(tái)也是一個(gè)將懸臂工作機(jī)構(gòu)和其他機(jī)構(gòu)（裝運(yùn)，行走等機(jī)構(gòu)）相連的連接部件，其機(jī)構(gòu)是否合理，對(duì)機(jī)器的性能，可靠性，整機(jī)結(jié)構(gòu)和高度尺寸有重大影響。對(duì)回轉(zhuǎn)臺(tái)的基本要求是： 1） 承載能力大，耐沖擊振動(dòng)。 2） 慣性小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪音低。 3） 結(jié)構(gòu)緊湊，高度尺寸小。 4） 回轉(zhuǎn)力矩變化小 回轉(zhuǎn)臺(tái)的傳動(dòng)方式有齒條油缸式和油缸拉推式。 齒條油缸式的傳動(dòng)原理見(jiàn)圖1-5（a）,它是利用齒條油缸推動(dòng)裝在回轉(zhuǎn)體上的齒輪帶動(dòng)回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)的，其回轉(zhuǎn)力矩和倒角無(wú)關(guān)。 油缸推拉式的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)原理見(jiàn)圖1-5（b），其對(duì)稱布置的兩個(gè)回轉(zhuǎn)油缸的后端和機(jī)架相連，前端和回轉(zhuǎn)體相連。工作時(shí)一腿一拉帶動(dòng)回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng),其回轉(zhuǎn)力矩和轉(zhuǎn)角有關(guān)：當(dāng)懸臂位于機(jī)器的縱向軸線位置時(shí)回轉(zhuǎn)力矩最大，向兩邊回轉(zhuǎn)時(shí)逐漸減小。此鐘結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)臺(tái)的高度尺寸較小，有利于矮機(jī)身設(shè)計(jì)。 齒條油缸式回轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，回轉(zhuǎn)體的重量大，高度尺寸大，不利于矮機(jī)身設(shè)計(jì)。但回轉(zhuǎn)力矩穩(wěn)定，承載能力較強(qiáng)。 a齒條油缸式 b油缸推拉式 圖 1-5齒條油缸式和油缸拉推式傳動(dòng)原理 Fig 1-5 rack of the fuel tank and fuel tanks push-pull drive principle 由于懸臂連同回轉(zhuǎn)體是由回轉(zhuǎn)支承（軸承）支承在裝于機(jī)器上的回轉(zhuǎn)座上的，回轉(zhuǎn)支承在工作是承受著由截割頭傳來(lái)的。復(fù)雜多變的軸向，徑向載荷和傾覆力矩，所以要求回轉(zhuǎn)支承具有較強(qiáng)的承載能力和較強(qiáng)的使用壽命。目前采用的支承形式有以下兩種： 1）平面滑動(dòng)回轉(zhuǎn)支承。利用面接觸來(lái)減小比壓，支承的軸向尺寸 小，重量輕，承載能力強(qiáng)，耐沖擊振動(dòng)，噪音低，壽命長(zhǎng)。但支承是非標(biāo)準(zhǔn)件，需進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)和制造，加工和安裝精度要求高。 2）大型滾動(dòng)回轉(zhuǎn)軸承。有滾珠式，滾柱式，交叉滾子式和三排滾子式等多種。此鐘支承采用點(diǎn)線接觸，比壓較大，承載能力和耐沖擊及振動(dòng)能力也較差。但其作為一種標(biāo)準(zhǔn)件，可由專業(yè)廠家生產(chǎn)，制造精度易保證，也較易安裝。 1.4 裝運(yùn)機(jī)構(gòu) 掘進(jìn)機(jī)的錢不下端有著一個(gè)重要部件，它負(fù)責(zé)把截割頭破碎下來(lái)的煤或碎石等由此裝載并通過(guò)刮板運(yùn)出，這就是裝載機(jī)構(gòu)。裝運(yùn)機(jī)構(gòu)主要有耙裝部，減速器和中間輸送機(jī)組成。 1.4.1 耙裝部 耙裝部主要由耙爪，鏟板，升降油缸，減速器組成。 目前，懸臂式掘進(jìn)機(jī)所采用的耙裝部的型式有：蟹爪式，刮板式和圓盤星輪式三種。見(jiàn)圖1-6。 a. 蟹爪式裝載機(jī)構(gòu) 能調(diào)整耙爪的運(yùn)動(dòng)軌跡，可將煤巖準(zhǔn)確運(yùn)至中間刮板運(yùn)輸機(jī)，生產(chǎn)率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，應(yīng)用較多。 b. 刮板式裝載機(jī)構(gòu) 可形成封閉運(yùn)動(dòng)，裝載寬度大，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝載效果差，應(yīng)用較少。 c. 圓盤星輪式裝載機(jī)構(gòu) 工作平穩(wěn)，動(dòng)載荷小，裝載效果好，使用壽命長(zhǎng)，多用于中型和重型機(jī)。 圖 1-6懸臂式掘進(jìn)機(jī)耙裝部的型式 Fig1-6 cantilevered boring machine rake with the Department of type 鑒于工況條件，和實(shí)際使用的情況，選用蟹爪式耙裝部，本文設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)采用MHR-S100-41型掘進(jìn)機(jī)的裝運(yùn)機(jī)構(gòu)，主要是由耙裝機(jī)構(gòu)、減速器和中間輸送機(jī)組成的。耙裝機(jī)構(gòu)主要由耙抓3、鏟板2、升降油缸和減速器組成如圖所示。 1-減速器 2-鏟板 3-耙爪 4-升降油缸 圖 1-7耙裝機(jī)構(gòu) Fig 1-7 with body plans 1.4.2 減速器 如圖1-8所示為耙裝部減速器。 減速器技術(shù)特征 輸出轉(zhuǎn)速（r/min） 42.8-51.7 機(jī)械保護(hù)裝置 無(wú) 輸出扭矩（N.m） 4030 減速器一次注油量 18 總傳動(dòng)比 49.5 由圖1-8中可知，減速器輸入端圓錐齒輪1與大圓錐齒輪2嚙合，同時(shí)2與圓錐齒輪3嚙合，3出端與中間軸4的球面萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)5聯(lián)接，4另一端的球面萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)6與另一側(cè)減速器的輸入軸齒輪（與1相同）相聯(lián)，兩個(gè)減速器的減速比相同，兩個(gè)耙爪的耙集次數(shù)相同。 1-減速器輸入端圓錐齒輪；2-大圓錐齒輪；3-圓錐齒輪；4-中間軸；5，6-球面萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié) 圖 1-8耙裝部減速器 Fig1-8 rake with the Department of reducer 1.4.3 中間輸送機(jī)構(gòu) 運(yùn)輸長(zhǎng)度（m） 4.5 刮板間距 （mm） 440 龍門高 （mm） 350 刮板長(zhǎng)度 （mm） 468 中間槽尺寸（寬×高）（mm） 500×400 鏈輪速度 （r/min） 61 鏈條形式 圓環(huán)鏈 鏈輪齒形 圓弧形 圓環(huán)鏈規(guī)格 （mm） ￠16×P55×7L 鏈輪分度圓節(jié)距 （mm） 55 圓環(huán)鏈破斷力（KN） 120 主要由油馬達(dá)，減速器，鏈輪，刮板鏈和張緊裝置組成。中間輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于卸載端，由單獨(dú)的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。 1.4.4 參數(shù)選擇 裝載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要與整機(jī)相匹配。設(shè)計(jì)要求為：保證懸臂掘進(jìn)機(jī)的最大生產(chǎn)率，裝載機(jī)的生產(chǎn)率應(yīng)大于切割機(jī)的生產(chǎn)率。這是所確定裝載機(jī)構(gòu)參數(shù)的先決條件。 為了便于整機(jī)的行走移動(dòng)，裝載機(jī)寬度大于行走履帶寬度，鏟板可升降，有的鏟板還可以水平回轉(zhuǎn)擺動(dòng)一各角度?，F(xiàn)代懸臂式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)載鏟板的前沿呈切刀形狀，目的所減少鏟板插入阻力。 裝載機(jī)一般采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，目的所減少空回行程時(shí)間。各桿的尺寸確定，搖做到盡量增大裝載面積，提供轉(zhuǎn)載效果，減少蟹抓插入阻力，使四桿機(jī)構(gòu)具有最佳的運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性。 基于以上原因，可以選擇S100-41掘進(jìn)機(jī)的扒裝部，輸送機(jī)最大過(guò)煤巖能力與掘進(jìn)機(jī)截割頭相配套，可以滿足工作需要 。 參數(shù)如下： 轉(zhuǎn)載形式： 耙爪式 轉(zhuǎn)載寬度： 2800mm 耙裝次數(shù)： 0.65次/min 輸送機(jī)形式： 雙邊刮板式 鏈速： 0.65m/min 鏈條規(guī)格： φ16×P55×7L（mm） 1.5 行走機(jī)構(gòu) 1.5.1 整體設(shè)計(jì)分析 現(xiàn)代懸臂式掘進(jìn)機(jī)均采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器的調(diào)動(dòng)，牽引轉(zhuǎn)載機(jī)，并在懸臂不可伸縮式機(jī)型中提供掏槽時(shí)所需要的推進(jìn)力。此外，機(jī)器的重量和掘進(jìn)作業(yè)中產(chǎn)生的截割反力也通過(guò)該機(jī)構(gòu)傳遞到地板上。 履帶式行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求： 1）具有良好的爬坡性能和靈活的轉(zhuǎn)向性能。 2）履帶應(yīng)具有較小的接近角和離去角，以減小運(yùn)行阻力。 3）應(yīng)合理確定機(jī)器的重心位置，以避免履帶出現(xiàn)零比壓。 4）履帶有可靠的制動(dòng)裝置，以保證機(jī)器在最大坡度上工作不會(huì)下滑。 5）履帶的接地比壓小，因而驅(qū)動(dòng)功率大，以各種適應(yīng)惡劣的地板工況。 6）履帶車的尺寸高度要小，以利于降低機(jī)器的高度和重心。 7）兩條履帶應(yīng)分別驅(qū)動(dòng)，其動(dòng)力可選用液壓馬達(dá)和電動(dòng)機(jī)。由于液壓馬達(dá)對(duì)井下泥水等惡劣工況有良好的適應(yīng)性，便于調(diào)節(jié)行走速度，易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，無(wú)須防爆，因而獲得了較廣泛的應(yīng)用。 液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)有高速和低速兩種方案，高速方案是用高速馬達(dá)（軸向柱塞馬達(dá)）通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)鏈輪，其馬達(dá)和制動(dòng)裝置體積較小，便于結(jié)構(gòu)布置，但傳達(dá)路線長(zhǎng)，效率低；低速方案是采用內(nèi)曲線低速大扭矩馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)鏈輪，傳動(dòng)簡(jiǎn)單，但馬達(dá)和制動(dòng)裝置體積較大，結(jié)構(gòu)布置困難，穩(wěn)定性較差。兩者相比，高速方案應(yīng)用較多。 基本結(jié)構(gòu)由履帶，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，支重輪，張緊緩沖裝置及履帶架等構(gòu)成。 履帶由履板和銷子組成與地面接觸的帶式部件。分整式和組合式兩種。整體式履帶由整體履板和連接銷組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。組合式履帶有履軌，履板，銷子，襯套組成。履軌和履板用螺栓連接，可根據(jù)需要更換不同的履板，適用范圍廣，故被廣泛使用，故選用組合式。 組合式履帶又可分為干密封履帶和潤(rùn)滑密封履帶兩種，干式密封履帶的履帶銷為實(shí)心，與銷套之間呈干摩擦。潤(rùn)滑密封履帶銷的中心有一個(gè)作為儲(chǔ)油室的盲孔，盲孔兩側(cè)開(kāi)有徑向小孔，履帶銷與銷套之間的間隙充滿潤(rùn)滑脂，兩斷設(shè)有密封元件，以防泥沙進(jìn)入。油室中的潤(rùn)滑脂可不斷補(bǔ)充到這個(gè)間隙中，并形成油膜，以免干摩擦，從而延長(zhǎng)使用壽命，故選用潤(rùn)滑密封式履帶。 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 由電動(dòng)機(jī)（或液壓馬達(dá)，風(fēng)馬達(dá)）傳動(dòng)齒輪箱和驅(qū)動(dòng)輪等構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)齒輪箱的輸入軸連接，傳動(dòng)齒輪箱的出軸端裝驅(qū)動(dòng)輪與履帶嚙合。液壓馬達(dá)（或風(fēng)馬達(dá)）驅(qū)動(dòng)有高，中，低速之分。低速大扭矩液壓馬達(dá)（或風(fēng)馬達(dá)）一般可不用傳動(dòng)齒輪箱而直接帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪傳動(dòng)，且可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，一般僅有一種速度，交—直流驅(qū)動(dòng)和電液的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有多種速度或無(wú)級(jí)調(diào)速。驅(qū)動(dòng)輪要求嚙合平穩(wěn)，可分為節(jié)銷式與節(jié)齒式兩種。節(jié)銷式：輪齒與履帶節(jié)銷嚙合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于裝載機(jī)械。節(jié)齒式：輪齒與履帶節(jié)齒嚙合，適用于低速重載情況。 根據(jù)工作條件選用液壓馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)輪選用節(jié)齒式。 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)齒輪箱的傳動(dòng)是通過(guò)減速器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第一級(jí)為圓柱齒輪減速，第二，三級(jí)為行星齒輪減速。 支重輪：履帶與履帶架之間的載荷傳遞件。支重輪的輪軸固定在履帶架上，要求耐磨且密封性好。軸承多采用兩側(cè)密封的滑動(dòng)軸承。 張緊緩沖裝置：用來(lái)保持履帶在一定的張力范圍內(nèi)工作，防止履帶脫軌，由張緊，緩沖裝置和從動(dòng)輪等組成。張緊可采用螺桿張緊，液壓缸張緊或注潤(rùn)滑脂油缸張緊等方式。緩沖裝置可采用彈簧或蓄能器等方式。選用螺桿張緊裝置，緩沖裝置采用彈簧方式。 履帶架：履帶行走機(jī)構(gòu)安裝的基體。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)張緊緩沖裝置，支重輪和履帶都安裝在履帶架上。履帶架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛性，一般由槽鋼或鋼板焊接而成，也有用鑄鋼。 1.5.2 參數(shù)選擇計(jì)算 行走機(jī)構(gòu)使用履帶式支撐結(jié)構(gòu)，具體參數(shù)選用S100-41型掘進(jìn)機(jī)的行走部；由于機(jī)重由略微的改變所以要對(duì)所選參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算功率是否滿足要求。 工作阻力計(jì)算 a. 行走阻力R 當(dāng)水平行走時(shí)，＝0 R=Gf 當(dāng)爬坡時(shí)， ＝0 R0= Gfcos+ Gfsin… (2-1) 式中 ——坡角；本文取15o F——滾動(dòng)阻力系數(shù)，煤低板取f＝0.08～0.1，碎石路面為0.06～0.07 本文 f＝0.08 G——機(jī)器自重 ；本文取21t R=2.6kN b. 轉(zhuǎn)向阻力 當(dāng)掘進(jìn)機(jī)載水平或坡度巷道上轉(zhuǎn)向時(shí)，它的懸臂位于機(jī)器中間位置，倆履帶的載荷和是相同的，這時(shí)倆履帶同時(shí)驅(qū)動(dòng)，一履帶前進(jìn)，另一履帶后退，轉(zhuǎn)向阻力矩Mr將在倆履帶上形成同樣大小的牽引力Fr，即 Fr ＝＝ (2-2) b——倆條履帶中心距，mm；b＝450mm n——機(jī)器重心縱向偏心距離，mm，本文考慮最大值，令n＝0 L——履帶與地面的接觸長(zhǎng)度，mm；本文取L=2300mm μ——轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)，褐煤地板μ＝0.6，沙子地面μ＝0.8~0.9,粘土地面μ＝1.0，砂石，頁(yè)巖底板μ＝0.96。，本文取μ＝0.6； Fr＝161kN 所以綜合外阻力值，在水平轉(zhuǎn)向和爬坡時(shí)各部相同。水平轉(zhuǎn)向時(shí)，外阻力之和∑Fi ∑Fi＝R+2 Fr;爬坡轉(zhuǎn)向∑Fi ＝Rcosθ+2 Frcosθ。 此時(shí)只考慮最大值所以取∑Fi＝R+2 Fr; c. 行走功率計(jì)算 單邊履帶機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置所需最小功率 Pmin＝kW…………………………………………………………………(2-3) ∑Fi——單邊履帶機(jī)構(gòu)各種外阻力，N Vw ——履帶機(jī)構(gòu)行走速度；本文取Vw＝4m/min η ——單邊履帶的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，包括減速器和履帶的傳動(dòng)效率。本文取η＝0.85 Pmin＝14.25kW 行走機(jī)構(gòu)總功率P＝28.5kW 1.6 轉(zhuǎn)載機(jī) 承接由裝載機(jī)卸入的煤（巖），并將其卸入礦車或其他運(yùn)輸機(jī)械的機(jī)械。它與裝載機(jī)械配套使用，能一次裝載多輛礦車，以減少調(diào)車和運(yùn)輸時(shí)間，提高掘進(jìn)速度。常用的有帶式轉(zhuǎn)載機(jī)，刮板轉(zhuǎn)載機(jī)，斗式轉(zhuǎn)載機(jī)三種。 1.6.1 帶式轉(zhuǎn)載機(jī) 按支撐方式不同分為支撐帶式轉(zhuǎn)載機(jī)，懸臂帶式轉(zhuǎn)載機(jī)，吊帶式轉(zhuǎn)載機(jī)及帶有軌道并能自己行走的帶式轉(zhuǎn)載機(jī)四種。由于帶式轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)載的是巖石，所以有以下特點(diǎn)： a. 為了緩和巖石卸落時(shí)對(duì)輸送帶和托輥的沖擊，在受料部位的托輥外面套上橡膠圈，以便起緩沖作用。 b. 輸送帶的帶速較慢，一般在1.0~1.6m/s左右。 c. 由于掘進(jìn)工作面有水，以防止托輥沾泥水起鼓而引起輸送帶跑偏，一般都設(shè)置為多道清掃裝置。 1）支撐帶式轉(zhuǎn)載機(jī)。由機(jī)頭，機(jī)尾，傳達(dá)裝置，機(jī)架，張緊裝置，滾筒，托輥，輸送帶等組成。在機(jī)尾處有支腿撐住機(jī)架。其中輸送帶，傳動(dòng)裝置，機(jī)架，托輥，張緊裝置等與普通帶式輸送機(jī)基本相同。為減輕重量，縮小尺寸，有的支撐帶式轉(zhuǎn)載機(jī)采用電滾筒傳動(dòng)?？扇菁{4~10輛礦車。 2）懸臂帶式轉(zhuǎn)載機(jī)。機(jī)架安裝在車架上，車架下面裝有輪對(duì)，可以推行。機(jī)尾呈懸臂狀，沒(méi)有支承，因而長(zhǎng)度較短，懸臂下只能容納2~3輛礦車。其他結(jié)構(gòu)和支撐式轉(zhuǎn)載機(jī)相似。 3）吊掛帶式轉(zhuǎn)載機(jī)，機(jī)架懸掛在巷道頂部的單軌吊上（也有掛在棚子上的），隨著工作面推進(jìn)而前移，其長(zhǎng)度可以根據(jù)需要而定。也有將機(jī)架安裝在車架上，機(jī)架懸掛在單軌吊上，這種形式又稱半吊掛式帶式轉(zhuǎn)載機(jī)。 4）帶有軌道并能自己行走的帶式轉(zhuǎn)載機(jī)。由許多框架聯(lián)結(jié)組成機(jī)體，框架下面有輪子，故而機(jī)體能在軌道上行走。機(jī)體內(nèi)設(shè)有軌道和幾十米長(zhǎng)的帶式轉(zhuǎn)載機(jī)，機(jī)身下容納整列礦車?？盏V車從巷道的軌道進(jìn)入裝載機(jī)的軌道，逐量裝載，待整列礦車裝滿后由電動(dòng)機(jī)牽引至卸載點(diǎn)。 1.6.2 刮板式轉(zhuǎn)載機(jī) 是一種在料槽內(nèi)借助于刮板鏈條連續(xù)輸送散狀物料的機(jī)械，由機(jī)頭，機(jī)尾，過(guò)渡槽，溜槽，刮板鏈條等組成?；窘Y(jié)構(gòu)和刮板輸送機(jī)相同，只是長(zhǎng)度較短，機(jī)頭較低，以便于裝載和移動(dòng)。以防止卡鏈設(shè)有壓鏈器，使鏈條與底板間隙盡可能小。 1.6.3 斗式轉(zhuǎn)載車 斗式轉(zhuǎn)載車簡(jiǎn)稱“斗車”。中國(guó)研制的一種轉(zhuǎn)載設(shè)備，金屬礦山使用較多。斗車和一系列組合構(gòu)成斗式轉(zhuǎn)載列車。斗車在一列礦車的車箱上面完成轉(zhuǎn)載作業(yè)，礦車之間不必增設(shè)其他裝置，斗車即可自行通過(guò)，與裝載機(jī)配套使用時(shí)，可將一列礦車不經(jīng)調(diào)車一次裝滿。由于斗車是在礦車車廂上運(yùn)行，所以要求礦車的車廂邊緣不能變形。斗車由轉(zhuǎn)載斗和升降車兩部分組成。轉(zhuǎn)載斗是斗車的主體部分，在礦車車廂上面行走并完成轉(zhuǎn)載作業(yè)，由斗體，扇形門，電動(dòng)機(jī)，加速器及操縱機(jī)構(gòu)等組成。卸載時(shí)打開(kāi)扇形門，將礦石卸入礦車內(nèi)，在關(guān)閉扇形門后返回。升降車是斗車的承托和升降機(jī)構(gòu)，由升降平臺(tái)，升降氣缸，鉸剪支撐桿，底架，車輪等組成。鉸剪支撐桿是一個(gè)鉸接支承裝置，目的是保證升降平臺(tái)能始終水平的平穩(wěn)升降。 1.7 冷卻噴霧系統(tǒng) 如圖1-9所示為冷卻噴霧系統(tǒng)。 從圖中可知，當(dāng)水泵油馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵從水箱內(nèi)吸水，而排出的水經(jīng)冷卻器后分為兩路，一路向內(nèi)外噴霧系統(tǒng)供水；一路通入切割電動(dòng)機(jī)水套內(nèi)，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻后，經(jīng)流量開(kāi)關(guān)回水箱。當(dāng)切割電動(dòng)機(jī)冷卻水流量低于20L/min時(shí)，流量開(kāi)關(guān)自動(dòng)動(dòng)作，指示燈熄滅。 通往噴霧系統(tǒng)的水除了供應(yīng)切割頭外噴霧用水外，還被噴霧泵吸入，增壓后向后切割頭內(nèi)噴霧系統(tǒng)中的噴嘴供水，內(nèi)外噴霧同時(shí)抑塵。 圖 1-9冷卻噴霧系統(tǒng) Fig 1-9 spray cooling system 1.8?液壓系統(tǒng) 除切割機(jī)構(gòu)用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以外，其余轉(zhuǎn)運(yùn)，行走等各機(jī)構(gòu)都采用液壓傳動(dòng)。液壓系統(tǒng)如圖1-10。液壓系統(tǒng)的泵站由一臺(tái)45W的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一臺(tái)GXP05—52—35—25R—20型三聯(lián)泵5和一臺(tái)FXP05—52—35R—20型雙聯(lián)泵4。這兩臺(tái)泵分別向液壓系統(tǒng)中的單聯(lián)換向閥2，雙聯(lián)換向閥1，6和八聯(lián)換向閥3供油。油箱容積為3501L，并裝有過(guò)濾器和冷卻器等輔助設(shè)備，以保證液壓系統(tǒng)工作安全可靠。 1.8.1 裝運(yùn)機(jī)構(gòu) 裝運(yùn)機(jī)構(gòu)的液壓控制裝置由驅(qū)動(dòng)耙爪的油馬達(dá)9，驅(qū)動(dòng)中間輸送機(jī)的油馬達(dá)8和控制鏟板上下擺動(dòng)的油缸13組成。 a. 耙爪油馬達(dá)的控制 當(dāng)單聯(lián)換向閥2處于圖中位置時(shí)，三聯(lián)泵5右側(cè)排除的高壓油通過(guò)該閥進(jìn)入雙聯(lián)換向閥1，耙爪油馬達(dá)9不運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)該閥處于圖中右側(cè)位置時(shí)，油馬達(dá)9正轉(zhuǎn)，耙爪開(kāi)始耙集裝載。當(dāng)該閥處于圖中左側(cè)位置時(shí)，油馬達(dá)9返轉(zhuǎn)。該單聯(lián)換向閥的調(diào)定壓力為16.32MPa。 b. 中間輸送機(jī)油馬達(dá)的控制 當(dāng)雙聯(lián)換向閥6上一聯(lián)處于圖中位置時(shí)，三聯(lián)泵5中間泵排除的高壓油通過(guò)該換向閥回油箱，油馬達(dá)8不運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)該閥處在圖中右側(cè)位置時(shí)，油馬達(dá)8不運(yùn)轉(zhuǎn)中間輸送機(jī)進(jìn)入運(yùn)輸狀態(tài)。當(dāng)該閥處于圖中左側(cè)位置時(shí)，中間輸送機(jī)返轉(zhuǎn)。該換向閥的調(diào)定壓力為21.42MPa。 c. 鏟裝板上下擺動(dòng)油缸的控制 當(dāng)八聯(lián)換向閥3的第四聯(lián)換向閥處于圖中位置時(shí)，雙聯(lián)泵4左側(cè)泵排出的高壓油不能通過(guò)該閥，油缸13不動(dòng)作。當(dāng)該閥處于圖中右側(cè)位置時(shí)，高壓油通過(guò)該閥進(jìn)入油缸13的下腔，活塞桿伸出。鏟裝板向下擺動(dòng)。當(dāng)該閥處于圖中左側(cè)位置時(shí)，鏟裝板抬高。該八聯(lián)換向閥的調(diào)定壓力為21.42MPa。 1.8.2 行走機(jī)構(gòu) 從圖可知，雙聯(lián)右側(cè)泵和三聯(lián)右側(cè)泵輸出的高壓油都通過(guò)雙聯(lián)換向閥1，當(dāng)該雙聯(lián)換向閥的兩聯(lián)都處于圖中位置時(shí)，高壓油經(jīng)溢流閥回油箱；當(dāng)該閥處于右或左側(cè)位置時(shí)，高壓油通往掘進(jìn)機(jī)左右兩個(gè)油馬達(dá)11，驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)向前或向后行走。同時(shí)高壓油通過(guò)單向閥頂開(kāi)油馬達(dá)的彈簧制動(dòng)閥10。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)停止行走時(shí)，彈簧的張力使油馬達(dá)轉(zhuǎn)子制動(dòng)，防止掘進(jìn)機(jī)自行下滑。該雙聯(lián)換向閥的調(diào)定壓力為16.32 MPa。 1.8.3 切割機(jī)構(gòu)升降，回轉(zhuǎn)及推進(jìn)油缸 從圖可知，雙聯(lián)泵4左側(cè)泵輸出的高壓油通往八聯(lián)換向閥3。當(dāng)?shù)谝宦?lián)換向閥處于圖中位置時(shí)，切割機(jī)構(gòu)升降油缸16不動(dòng)作。當(dāng)該閥處于圖中右側(cè)位置時(shí)，高壓油進(jìn)入油缸16的下腔，切割機(jī)構(gòu)向上擺動(dòng)。當(dāng)該閥處于左側(cè)位置時(shí)，切割機(jī)構(gòu)向下擺動(dòng)。 當(dāng)?shù)诙?lián)換向閥處于圖中右側(cè)位置時(shí)，高壓油進(jìn)入切割機(jī)構(gòu)左右擺動(dòng)油缸15的下腔和上腔，切割機(jī)構(gòu)向右擺動(dòng)。當(dāng)該閥處于左側(cè)位置時(shí)，高壓油進(jìn)入油缸15的上腔和下腔，切割機(jī)構(gòu)向左擺動(dòng)。 當(dāng)?shù)谌?lián)換向閥處于圖中右側(cè)位置時(shí)，高壓油進(jìn)入油缸14的下腔，切割機(jī)構(gòu)伸長(zhǎng)。當(dāng)該閥處于左側(cè)位置時(shí)，切割機(jī)構(gòu)縮短。 1.8.4 起重油缸 左右兩個(gè)起重油缸12分別由八聯(lián)換向閥3的第5和第6聯(lián)換向閥控制，當(dāng)這兩個(gè)換向閥都處于右側(cè)位置時(shí)，兩個(gè)油缸12的活塞桿同時(shí)伸出，掘進(jìn)機(jī)后部被抬起，行走機(jī)構(gòu)后部履帶離開(kāi)地面。當(dāng)這兩個(gè)換向閥都處于左側(cè)位置時(shí)，履帶著地。 1.8.5 噴霧泵油馬達(dá)的控制 只要雙聯(lián)泵4處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，左泵輸出的高壓油就進(jìn)入油馬達(dá)17，驅(qū)動(dòng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，冷卻切割電動(dòng)機(jī)和向內(nèi)外噴霧系統(tǒng)供水。 當(dāng)雙聯(lián)換向閥6的下聯(lián)換向閥處于圖中右側(cè)位置時(shí)，噴霧泵油馬達(dá)7運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)噴霧水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，向內(nèi)噴霧噴嘴供高壓水。 1.8.6 液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié) 從圖中可知，每個(gè)換向閥組都有溢流閥，以便調(diào)節(jié)向該閥供油油泵的輸出壓力，以適應(yīng)掘進(jìn)巷道條件變化。需要調(diào)壓時(shí)，先將溢流閥保護(hù)罩卸下，再講死頭螺母卸下，露出調(diào)節(jié)螺栓，用六角扳手將調(diào)節(jié)螺栓往里擰入，則壓力升高。反之，則壓力下降。壓力大小可通過(guò)壓力表觀察。 1.9 電氣系統(tǒng) 1-電源 2-電流表 3-油系電動(dòng)機(jī) 4-切割電動(dòng)機(jī) 5-熱能電源 6-交流電動(dòng)機(jī) 圖 1-11電氣系統(tǒng) Fig 1-11 electrical system 由圖可知，當(dāng)接觸器MCI閉合時(shí)，三相電源通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)MCEI與油泵電動(dòng)機(jī)接通，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵運(yùn)轉(zhuǎn)。該電動(dòng)機(jī)由過(guò)熱斷電器THRL保護(hù)。 圖中切割電動(dòng)機(jī)為單繞阻雙速電動(dòng)機(jī)，當(dāng)接觸器MC2L閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)為低速運(yùn)轉(zhuǎn)，功率為60KW，同時(shí)接觸器MC2HB和MC2HA自動(dòng)斷開(kāi)，以避免短路，當(dāng)接觸器MC2HA閉合時(shí)，接觸器MC2HB自動(dòng)閉合，MC2L自動(dòng) 斷開(kāi),電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，功率為100KW。該電動(dòng)機(jī)由兩組過(guò)熱斷電器THR2L和THR2H保護(hù)；有兩組電流互感器CC2L和CC2H，便于測(cè)量電動(dòng)機(jī)回路電壓；有兩組熱敏電阻PTC，當(dāng)電動(dòng)機(jī)溫度達(dá)到140度時(shí)，指示燈亮，當(dāng)達(dá)到170度時(shí)，電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn) 1.10 掘進(jìn)機(jī)的選擇 通過(guò)研究分析，決定在MRH-S100-41型掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行錨掘聯(lián)合機(jī)組的設(shè)計(jì)制作。 MRH-S100-41型掘進(jìn)機(jī)是日本三井三池公司的產(chǎn)品。通過(guò)技貿(mào)結(jié)合的途徑，由佳木斯煤礦機(jī)械廠進(jìn)行消化，現(xiàn)在已經(jīng)全部國(guó)產(chǎn)化。 該機(jī)由于采用了液壓操縱、內(nèi)外噴霧、支撐千斤頂?shù)却胧乖摍C(jī)器操作省力、運(yùn)行平穩(wěn)、性能可靠。它是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和使用較好的一種掘進(jìn)機(jī)。 1.10.1 使用范圍 MRH-S100-41型掘進(jìn)機(jī)適用欲截割抗壓強(qiáng)度達(dá)98Mpa左右，從軟巖到中硬巖較寬范圍的巖層。 1.10.2 機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 該機(jī)結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)： a. 除截割機(jī)構(gòu)和膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)外，其余各機(jī)構(gòu)均采用液壓驅(qū)動(dòng)，具有良好的適應(yīng)性和過(guò)載保護(hù)性能； b. 截割臂可伸縮，除可擴(kuò)大掘進(jìn)斷面外，還便于挖柱窩，整修行道頂幫，提高掘進(jìn)巷道的質(zhì)量； c. 設(shè)有內(nèi)、外噴霧裝置，能較好地冷卻截齒和提高滅塵效果； d.行走機(jī)構(gòu)后部裝有兩臺(tái)起重油缸。當(dāng)檢測(cè)行走機(jī)構(gòu)或機(jī)器因底板松軟而下沉?xí)r，可用起重油缸將機(jī)器后部抬起； e. 液壓回路系統(tǒng)設(shè)有冷卻裝置，可保證機(jī)器長(zhǎng)時(shí)工作。行走部液壓馬達(dá)采用摩擦片式自動(dòng)制動(dòng)裝置； f. 截割臂上設(shè)有托梁器，可利用截割臂架設(shè)頂梁，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度； g. 電氣控制箱設(shè)有各種保護(hù)裝置，指示燈便于司機(jī)觀察。截割電動(dòng)機(jī)為單繞組雙速電動(dòng)機(jī)。 2行走機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì) 2.1行走履帶技術(shù)參數(shù)的確定與連接 行走履帶技術(shù)參數(shù)的確定要符合煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T577-1996《懸臂式掘進(jìn)機(jī)履帶機(jī)構(gòu)型式與參數(shù)》的規(guī)定。 2.1.1行走履帶驅(qū)動(dòng)方式及系統(tǒng)參數(shù)的確定 履帶機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置所需要的最小功率應(yīng)能滿足掘進(jìn)機(jī)在最大設(shè)計(jì)坡度上作業(yè)、爬坡、轉(zhuǎn)彎等工況的要求；最大功率應(yīng)小于在水平路面履帶打滑時(shí)的功率。履帶機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置為液壓馬達(dá)。液壓系統(tǒng)馬達(dá)回路額定壓力應(yīng)符合下表的規(guī)定： 6.3 10.0 12.5 16.0 20.0 25.0 單位:Mp 結(jié)合目前我們同類同功率型號(hào)的掘進(jìn)機(jī),做類比,我們選擇液壓回路額定壓力16.0MPa. 2.1.2確定履帶的接地長(zhǎng)度l1、行駛寬度b1和履帶寬度b10的確定 這些參數(shù)取決于地面的允許比壓、轉(zhuǎn)向性能、坡度橫向的穩(wěn)定性等。行駛寬度按略?。? 履帶機(jī)構(gòu)履帶板寬度: 250 300 370 400 450 500 520 550 600 650 單位:㎜ 結(jié)合煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T577-1996《懸臂式掘進(jìn)機(jī)履帶機(jī)構(gòu)型式與參數(shù)》的規(guī)定(如表),取履帶板寬度:500mm，行駛寬度2800mm，履帶接地長(zhǎng)度3300mm。 2.1.3驅(qū)動(dòng)輪直徑D1 采用后輪驅(qū)動(dòng)，掘進(jìn)機(jī)使用重量為(kg)，則驅(qū)動(dòng)輪直徑(mm)經(jīng)驗(yàn)公式： , 取=1100kg，=460mm 2.1.4履帶節(jié)距 縮小履帶節(jié)距(mm)可以減少行駛速度的不均勻性；增大節(jié)距，可以改善接地比壓的分布。一般取節(jié)距，（kg）為轉(zhuǎn)載機(jī)的有效重量。取節(jié)距=120mm。 2.1.5履帶機(jī)構(gòu)公稱接地比壓的計(jì)算與確定 公稱接地比壓由下式計(jì)算: 式中:—公稱接地比壓,MPa; —履帶機(jī)構(gòu)所屬掘進(jìn)機(jī)的重量,N; —單邊履帶機(jī)構(gòu)的履帶鏈寬度,㎜; —單邊履帶機(jī)構(gòu)的接地長(zhǎng)度,㎜. 履帶機(jī)構(gòu)的公稱接地比壓為0.14MPa. 2.1.6履帶機(jī)構(gòu)的行走速度 一般設(shè)計(jì)有工作和調(diào)動(dòng)兩種速度.工作速度一般為2～5m/min,調(diào)動(dòng)速度一般為10～15m/min. 能實(shí)現(xiàn)快速調(diào)動(dòng)和慢速作業(yè)的需要,行走機(jī)構(gòu)用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)0～10m/min的無(wú)級(jí)調(diào)速。工作速度為0～5m/min。 2.1.7履帶傳動(dòng)的連接方式與履帶機(jī)構(gòu)張緊 結(jié)構(gòu)型式有滑動(dòng)和滾動(dòng)兩種連接方式，滑動(dòng)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，內(nèi)阻較大，對(duì)特輕型、輕型、中型掘進(jìn)機(jī)推薦采用滑動(dòng)式結(jié)構(gòu)型式。滾動(dòng)式運(yùn)行阻力較小，履帶架底部與履帶鏈相接接觸面磨損小。重型和特重型掘進(jìn)機(jī)推薦采用這種結(jié)構(gòu)形式。在履帶架底部裝設(shè)的支重輪，每個(gè)承載力應(yīng)不小于機(jī)重的50%，間距一般為履帶板節(jié)距的1.5倍，履帶機(jī)構(gòu)張緊行程應(yīng)大于履帶鏈節(jié)距的一半。具體參數(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中確定。 2.2行走機(jī)構(gòu)的功率確定與張緊油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.2.1行走機(jī)構(gòu)功率確定 單邊履帶行走機(jī)構(gòu)牽引力的計(jì)算確定，由煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《MT/T910-2002懸臂式掘進(jìn)機(jī)履帶行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)則》確定。 履帶行走機(jī)構(gòu)的最小牽引力應(yīng)滿足掘進(jìn)機(jī)在最大設(shè)計(jì)坡度上作業(yè)、爬坡和在水平路面上轉(zhuǎn)彎等工況的要求，最大牽引力應(yīng)小于在水平路面履帶的附著力。一般情況下，履帶行走機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)彎不與掘進(jìn)機(jī)作業(yè)、爬坡同時(shí)進(jìn)行，而掘進(jìn)機(jī)原地轉(zhuǎn)彎時(shí)，單邊履帶的牽引力為最大，單邊履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力的計(jì)算以此力為依據(jù)： 式中： —單邊履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力，； —單邊履帶對(duì)地面的滾動(dòng)阻力，； —掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的重力，； —單邊履帶行走機(jī)構(gòu)承受掘進(jìn)機(jī)的重量，； —單邊履帶行走機(jī)構(gòu)的接地長(zhǎng)度，㎜； —兩條履帶的中心距，㎜； —掘進(jìn)機(jī)重心與履帶行走機(jī)構(gòu)接地形心的縱向偏心距離，㎜； —履帶與地面之間滾動(dòng)阻力系數(shù)，取值范圍，0.08～0.10； —履帶與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)，取值范圍，0.8～1.0。 一般情況下，、按較大值選取。 單邊履帶行走機(jī)構(gòu)輸入功率的計(jì)算確定 式中: —單邊履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，； — 履帶行走機(jī)構(gòu)工作時(shí)的行走速度，； —履帶鏈的傳動(dòng)效率； —驅(qū)動(dòng)裝置減速器的傳動(dòng)效率。 取值范圍，有支重輪時(shí)取0.89～0.92，無(wú)支重輪時(shí)取0.71～0.74。 2.2.2履帶對(duì)地面附著力校核計(jì)算 單邊履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力必須大于或等于各阻力之和，但應(yīng)小于或等于單邊履帶與地面之間的附著力。 附著系數(shù)值應(yīng)根據(jù)表選?。? 地面（或地板）狀況 地面（或地板）狀況 鋪石路面 0.5～0.8 干粘土土地面 1.0 稍濕的碴子地面 0.8～1.0 干砂土硬地面 1.1 泥濘的底板 0.2 水泥地面 0.95 砂、頁(yè)巖底板 0.65～0.7 煤底板 0.6～0.7 張緊裝置預(yù)張力的計(jì)算確定： 公式中符號(hào)見(jiàn)圖2符號(hào)示意?！膸ф渾挝婚L(zhǎng)度的重力，。 1-導(dǎo)向輪 2-驅(qū)動(dòng)輪 符號(hào)示意 2.3馬達(dá)參數(shù) 選取馬達(dá)的型號(hào)參數(shù)如下： 元件名稱 型號(hào)排量 排 量(ml/r) 壓力 (MPa) 轉(zhuǎn)速 效率 (%) 輸出轉(zhuǎn)矩 () 重量(kg) 配套用制動(dòng)器型號(hào) 額定 最高 最低 最高 容積 總效率 徑向柱塞液壓馬達(dá) NHM175A 175 20 25 10 1000 0．98 0．92 526 27 控制馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度在230r/min左右。 則馬達(dá)所需要的流量約為： 2.4張緊油缸的計(jì)算選擇 油缸張緊的力為: 各負(fù)載計(jì)算如下表格 工況 計(jì)算公式 液壓缸負(fù)載 液壓缸驅(qū)動(dòng)力 升降擺動(dòng)工作 96.0 106.7 (1)初選系統(tǒng)工作壓力 參照目前實(shí)際運(yùn)用情況，初選定系統(tǒng)工作壓力為16MPa。 (2)確定液壓缸型式及規(guī)格 回路上取背壓，根據(jù)工作情況和要求，確定寬徑比 0.3 0.4 0.5 0.55 0.62 0.7 1.1 1.2 1.33 1.46 1.61 2 取規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，由， 取標(biāo)準(zhǔn)值，桿徑 兩腔實(shí)際有效面積， 3 整機(jī)受力與穩(wěn)定性分析 3.1 掘進(jìn)機(jī)受力分析 掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)，縱向截割（上下擺動(dòng)截割）時(shí)受力如圖3-1a所示。此時(shí)，截割頭受到向上、向下截割阻力，大小與截割頭縱向截割的進(jìn)給力相等，方向相反； 橫向截割（水平擺動(dòng)截割）時(shí)，受力如圖3-1b所示。此時(shí)，截割頭受到橫向截割阻力，大小與橫向進(jìn)給力相等，方向相反； 軸向鉆進(jìn)時(shí)，受力如圖3-1c所示。此時(shí)，截割頭受到推進(jìn)阻力。若橫向行走機(jī)構(gòu)推進(jìn)，取其為行走機(jī)構(gòu)的牽引力，如果靠伸縮機(jī)構(gòu)推進(jìn)，取為伸縮油缸的推進(jìn)力。 圖 3-1掘進(jìn)機(jī)受力分析 Figure 3-1 boring machine A