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內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 1本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）題 目： EBH-90 型掘進機截割部設計內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 2畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文） ，是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热?。作者簽名： 日 期： 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 3學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 4注 意 事 項1.設計（論文）的內容包括：1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300 字左右） 、關鍵詞4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論） 、正文、結論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）2.論文字數(shù)要求：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等） ，文科類論文正文字數(shù)不少于 1.2 萬字。3.附件包括：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件） 。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印4）圖表應繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設計（論文）2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂3）其它內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 5摘 要設計的主要目的：掌握一般機械產品設計的方法及規(guī)律；掌握橫軸式掘進機截割部的設計步驟。設計內容為履帶式半煤巖掘進機設計。在此，主要進行了掘進機的整體功能設計和掘進機截割部的結構設計。在整體設計中，本設計主要對掘進機的裝載系統(tǒng)、物料輸送系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)，以及機架和回轉臺等主要系統(tǒng)和部件進行功能設計，確定其主要的功能參數(shù)。設計對掘進機截割部進行了詳細的設計、計算。掘進機采用橫軸式掘進機截割部。在設計中，主要對掘進機行走部和截割部減速器等進行了詳細的設計、計算。本掘進機截割部設計的主要特點是：（1）用三級齒輪傳動加惰輪的方式增加了掘進機截割部的長度，滿足了掘進機截割部的長度要求，并且避免了最后一級齒輪因直徑過大而和掘進頭產生干涉。（2）第一級使用錐齒輪傳動，滿足了橫軸式掘進機截割部需要改變傳動方向的要求。此外，本設計還對半煤巖掘進機的特點和發(fā)展概況進行了簡單介紹，對掘進機拆運安裝和調整，掘進機的井下組裝以及掘進機的檢修和維護保養(yǎng)作了簡單介紹。關鍵詞：掘進機；截割部；減速器內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 6ABSTRACTThe main purpose for this design is as follows: to know how to design a digging Machine; to master the way to design the crossing axis digging part of the digging machine.The thing of this design is a digging machine which is used to cut coal and moved by chain, this design mainly about the function of all of the parts of the machine and the structure of the digging part. In the design of the whole machine, this article is mainly about the taking system, the carrying system, the walking system, the liquid system and the machine structure and so on.The article mainly talk about the structure of the digging part, this digging part is a crossing axis digging part. In this article, the walking system and the speed reducing machinery are carefully designed. The characteristic of the digging part are as follows:（1）Three couple of gears are used in the speed reducing machinery to add the length of the digging part and because this way of design, the intervention of the gear and the digging head can be avoid.（2）The cone gears are used in the first couple of the gears it fill the need of the aspect changing of the digging part.Furthermore the article also talks about the digging machine’s earmark and the history of the digging machine, and this article also talks about the dismantling and fixing of the machine, the checking and repairing of the machine.Keywords: Digging machine; Digging part; Speed reducing machinery.內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 7內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書11第一章 概 述煤炭工業(yè)是我國國民經濟的主要支柱產業(yè)。在未來 50 年內，煤炭仍是主要的能源和戰(zhàn)略物質，具有不可替代性，是國民經濟和社會發(fā)展的保證。隨著國民經濟的快速發(fā)展，以及我國加入 WTO 后，煤炭工業(yè)現(xiàn)代化的步伐也在加快。我國煤炭開采以井工為主，煤礦巷道掘進與支護工程量浩大。2001 年原國有重點煤礦掘進總進尺高達 5045km，其中煤巷約 4480km，占 88.8%；全國 256 個綜采工作面年回采巷道 820km，其中綜采掘進總進尺達 650km。綜掘仍是高產高效礦井回采巷道掘進的主要技術方法。煤礦掘進是煤炭生產和建設的基礎工程。近年來，我國煤礦掘進機械化得到了迅速的發(fā)展，裝備水平也有很大的提高，在自主創(chuàng)新能力上也有長足的進步。1.1 國外掘進機發(fā)展歷程 第一階段：20 世紀 40 年代末期～60 年代中期。各國早期研制的懸臂式掘進機、切割功率在 30KW 左右的輕型機。這個階段，掘進機從無到有，形成了集切割、裝運和行走為一體的結構雛形，主要用于軟煤巷道掘進，機重在 13-17 噸之間。代表機型有匈牙利全國礦山機械研究所的 F5、烏克蘭的 ДК-3 等。第二階段：60 年代中期～70 年代末期。這一階段是煤巷掘進機蓬勃發(fā)展時期，產內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書22品主要是用于切割煤系地層中的各種煤巖的中型掘進機，機重 20～40t 左右，切割功率 50-100KW，可切巖石硬度系數(shù) f6。代表機型有英國安德森公司的 RH25、奧地利阿爾卑尼公司的 AM50 和日本三井三池公司的 MRH—100 等。第三階段：70 年代末期～80 年代末期。這一階段，半煤巖掘進機開始成熟，重型機大批涌現(xiàn)，煤巷掘進功能齊全，可靠性大幅度提高，機重 50t 左右。代表機型有英國多斯克公司的 MKⅡB、LH130，奧地利阿爾卑尼公司的 AM75 和德國保拉特公司的E169 等。第四階段：80 年代后期至上世紀末。產品主要是以煤系地層中的中硬度巖石為作業(yè)對象的重型機，一般機重 40-80 噸、切割功率 150-200KW、可切巖石硬度系數(shù) f8，如英國的 LH-1300 型、奧地利的 AM-75 型、日本的 S200M 型掘進機等。掘進機采用了新技術，功能更加完善；計算機自控裝置較成熟。下圖為日本三井三池公司 S200M內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書33目前的掘進機已進入了機電一體化的自動控制截割時代。以美國、澳大利亞為代表的連續(xù)采煤機以及 80 年代末投入使用的掘錨機組開創(chuàng)了快速掘進的新途徑、新紀元。各主要生產公司有奧地利的阿爾卑尼公司、英國的多斯克公司、安德森公司、艾姆克公司、德國的沙爾扎特公司、艾柯夫公司、保拉特公司、維斯特伐利公司、日本三井三池公司和烏克蘭的工廠，主要系列有 AM、E、ET、STM、MRH 及 ПK 等。國外中型掘進機已日趨完善，其代表機型有英國多斯克公司的 LH130 型號、德國保拉特公司的 E200 型、奧地利阿爾卑尼公司的 AM75 型、日本三井三池公司的 S220 型等。其切割功率在 132～220kw 之間，機重 50～70t，經濟切割的巖石硬度 80Mpa，近年德國在研究開發(fā)切割硬度達 100Mpa 的掘進機。1.2 國內掘進機發(fā)展概況及技術水平我國的掘進機技術開發(fā)工作始于 1965 年，雖然起步較晚，發(fā)展相對緩慢，技術性、配套性較差，但綜掘機械化在我國煤礦煤及半煤巖巷道的開拓中已得到了廣泛的應用。最初是仿前蘇聯(lián)的 ЛК-3 型掘進機，1979 年后，先后從日本、奧地利、英國、美國、西德、原蘇聯(lián)、匈牙利引進了多種型號的掘進機，通過引進日本 MRH-5100-41 型、奧內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書44地利 AM-50 等型掘進機的制造技術和先進加工設備，并進行技術轉化，經過 20 多年的努力，我國已經具有一定水平研究開發(fā)、生產制造掘進機的能力。我國已自行研制成功了 AM50、ELM-55、EMIA-30、EL-90、5100 等截割功率在 30～200kw 之間，20 多種型號的掘進機機型，基本滿足了國內市場的需求，結束了我國煤礦小型掘進機一直依靠進口的局面。同時，已有了必要的試驗測試手段和基本技術標準，形成了一支有一定技術能力的研制隊伍，積累了較為豐富的研制經驗，為我國掘進機的發(fā)展奠定了扎實的基礎。“八五”期間，我國又開始了重型掘進機技術開發(fā)和研制工作。1999 年，煤科總院太原分院開發(fā)出了 EBJ-160 型掘進機，獲國家科技進步二等獎，達到了 20 世紀 90年代初國際先進水平。它的研制成功，標志著我國掘進機研究制造水平和掘進機機械化水平均邁上了新臺階。2001 年，佳木斯煤機廠又完成了從日本引進 S200M 型掘進機的消化吸收、國產化任務。經過幾代人的不懈努力，截止到目前為止，我國掘進機的開發(fā)研究在輕型及中型以上已基本達到國際先進水平，但在重型掘進機的研究上，與一些發(fā)達國家的產品還存在著一定的差距。1.3 掘進機的技術特點掘進機是用于開鑿平直地下巷道的機器。主要由行走機構、工作機構、裝運機構和轉載機構組成。隨著行走機構向前推進，工作機構中的切割頭不斷破碎巖石，并將破碎的巖石運走。其中工作機構的動力是由截割電機提供，選擇合適功率的電機，對于掘進機整機性能有著至關重要的作用。掘進機設備分為兩類：一是歐洲國家普遍使用的掘進機，適應范圍廣，掘進、支護不能平行作業(yè)；二是美國和澳大利亞的連續(xù)采煤機和掘錨綜合機組，實現(xiàn)了煤巷快速掘進，后者還使連續(xù)采煤機與錨桿鉆車合二為一，解決了掘進、裝運和錨桿支護的平行作業(yè)問題?！傲濉币郧埃覈鴳冶凼骄蜻M機還停留在以切割煤為主的輕型掘進機上，與國外同期產品相比技術水平很低。通過多年的技術攻關，掘進機的機型從輕型發(fā)展到了中、重型，切割對象從煤拓展到了巖石，例如切割功率從 30kw 提高到 300kw，重量從13t 上升到 90t，使掘進機的使用范圍產生了很大的變化。掘進機的產品已有煤、半煤巖和全巖三大系列、10 多個品種，尤其是“八五”和“九五”期間研制成功的 EBJ 系內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書55列半煤巖掘進機，其技術性能達到并部分超過了某些進口的同類產品，具有良好的性價比。目前主要的國產懸臂式掘進機有：上海分院研制的 EBJ—160SH 型、EBJ—132SH 型、EBJ—110SH 型，太原分院研制的 EBJ—160 型，淮南煤礦機械廠研制的 AM50 型，佳木斯煤礦機械廠研制的 S100 型等。1.4 掘進機的發(fā)展方向1) 向大功率、重型化方向發(fā)展隨著對巷道掘進要求的不斷提高，掘進機截割煤巖的能力可達 100MPa，部分重型機截割斷面達 35~42m2 可掘巷道的斷面形狀有拱形、梯形、矩形，有些機型在配掩護筒的條件下甚至可掘圓型斷面。多數(shù)機型能在縱向±16°、橫向±18°的較大傾斜狀態(tài)下工作。而截割功率在 132~220kw、機重在 50~70t 的中型掘進機，國外已相當成熟，它們的經濟截割能力通常在 80MPa 左右。2)重視對提高截割能力的研究由于掘進機截割能力不斷增強，作為直接參與截割的工作機構截割頭，其可靠性、穩(wěn)定性和耐磨性就顯得特別重要，這方面的研究工作國外非常重視。目前，國外還在研究采用連桿機構推進工作懸臂的新結構來替代原來的液壓缸，以進一步提高工作懸臂的強度和風度，達到簡化結構和便于操縱的目的。為滿足截割能力不斷增大的要求，一些掘進機的截割速度已降至 1m/s 以下；為適應不同的煤巖硬度，在液壓系統(tǒng)中設置反饋調節(jié)系統(tǒng)，實現(xiàn)截割、牽引速度的無級調速；為增加機組的錨固支撐力，采用的扎腳機構；等等。這些新技術是掘進機向大功率方向發(fā)展的有力基礎。另一方面，國外還在繼續(xù)探討新的截割技術，如高壓水射流輔助切割和采用沖擊振動式截割機構等。3)實現(xiàn)自動控制和工況監(jiān)測隨著激光技術、計算機技術和電子技術在巷道掘進方面的應用，掘進機的安全性、掘進效率和可操作性得到大大提高，機電一體化趨勢明顯。新型掘進機可實現(xiàn)推進方向監(jiān)控電動機功率自動調節(jié)、截割路徑循環(huán)程控、離機遙控操作、切割斷面監(jiān)控、以及工況監(jiān)測和故障診斷等。如日本的 RH250—SLA 型掘進機配有攝像機和自動跟蹤光學距離儀，通過光波進行距離監(jiān)測，大大提高了掘進效率。內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書664)開發(fā)綜掘作業(yè)線和配套設備綜掘作業(yè)線和配套設備能充分發(fā)揮掘進機的效能，現(xiàn)在各國都十分重視這方面的研究。如為縮短支護時間，在頂板穩(wěn)定的條件下，采用機載錨桿鉆機支護；為使掘進機與支護平行作業(yè)，采用超前液壓支架或自帶盾牌掩護支架；在后配套運輸方面，采用橋式轉載機后配帶式輸送機，有條件的甚至設置活動煤倉。1.5 掘進機機型及主要機構介紹掘進機的發(fā)展方向是定型化、系列化、并向“大斷面” 、 “高硬度”發(fā)展，掘進機的性能、外形、結構和重量應能很好地適應煤巖的性質和巷道的尺寸。根據(jù)任務書的要求，按行業(yè)標準 MT138～1995《懸臂式掘進機的型式與參數(shù)》 ，MT238.3-2006《懸臂式掘進機|第 3 部分|通用技術條件》選定機型類別。要考慮的掘進機用途有：煤礦井下巷道的掘進、其他行業(yè)的工程作業(yè)，要考慮掘進機的工作條件：切割煤層巷、半煤層巷，煤巖的單向抗壓強度(或普氏系數(shù) f 值)及巖石的腐蝕系數(shù)。特輕、輕型掘進機以掘進煤巷為主，它的特點應突出經濟、靈活、方便，在截割巷道斷面尺寸方面有較大的適應性。中型掘進機以掘進半煤巖巷道為主，在截割巖石硬度方面適應性較強，但機器設計不宜過于笨重和龐大，在使用時有較大的覆蓋面。重型掘進機是具有更高切割能力的掘進機，應用范圍更加廣泛。表 2-1 掘進機型式的基本參數(shù) [6]機型技術參數(shù) 單位特輕 輕 中 重 超重切割煤巖最大單向抗拉強度 M Pa40?560?810?煤 3/min0.6 0.8 — — —生產能力 煤夾矸 3/i0.35 0.4 0.5 0.6 0.6切割機構功率 kW 5?790～200 150?2內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書77適應工作最大坡度(絕對值)不小于(°) 16?16?16?可掘巷道斷面 ㎡ 5～12 6～16 7～20 8～28 10～32機重(不包括轉載機) t20?50?80?半煤巖掘進機是一種能夠實現(xiàn)截割、裝載、轉載運輸、行走和噴霧除塵的聯(lián)合機組。它既可用于煤礦井下，也可用于金屬礦山以及其他隧道施工。根據(jù)掘進機的用途、作業(yè)情況及制造條件，合理選擇機型，并正確確定各部結構型式，對于實現(xiàn)整機的各項技術指標、保證機器的工作性能具有重要意義。1.5.1 工作機構半煤巖掘進機的工作機構有截鏈式、圓盤銑削式和懸臂截割式等。因懸臂截割式掘進機機體靈活、體積較小，可截出各種形狀和斷面的巷道，并能實現(xiàn)選擇性截割，而且截割效果好，掘進速度較高；所以，現(xiàn)在主要采用懸臂截割式，并已成為當前掘進機工作機構的一種基本型式。按截割頭的布置方式，分為縱軸和橫軸式兩種。縱軸式截割頭傳動方便、結構緊湊，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，并使截割表面較平整，故使用較多。缺點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器中心，與懸臂形成的力矩使掘進機產生較大的振動，故穩(wěn)定性較差。因此，在煤巷掘進時，需加大機身重量或裝設輔助支撐裝置。橫軸式截割頭分滾筒形、圓盤形、拋物線形和半球形幾種。這種掘進機截齒的截割方向比較合理，破落煤巖較省力，排屑較方便。由于截深較小，截割與裝載情況較好?？v向截割時，穩(wěn)定性較好。缺點是傳動裝置較復雜，在切入工作面時需左右擺動，不如縱軸式工作機構使用方便；因為截割頭較長對掘進斷面形狀有限制，難以獲得較平整的側壁。這種掘進機多使用拋物線或半球形截割頭。內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書88由于工作機構的載荷變化范圍大、驅動功率大、過堅硬巖石時短期過載運轉、有沖擊載荷、振動較大，要求其傳動裝置體積小，最好能調速?？紤]掘進機工作時，截割頭不僅要具有一定的轉矩和轉速以截割煤巖，而且要能上下左右擺動，以掘出整個斷面，掘進機工作機構一般都采用單機驅動。雖然液壓傳動具有體積小、調速方便等優(yōu)點，但由于對沖擊載荷很敏感，元件不能承受較大的短時過載，一般選擇過載能力較大的電動機驅動。1.5.2 裝載機構半煤巖掘進機的裝載機構有 2 種:(1)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載運輸機構。這種方式結構簡單、工作可靠、外形尺寸小、裝載效果好，目前應用很普遍。但這種裝載機構寬度受限制，為擴大裝載寬度，可使鏟板連同整個耙爪機構一起水平擺動，或設計成雙耙爪機構，以擴大裝載范圍。(2)星輪式。該種機構比耙爪式簡單、強度高、工作可靠，但裝大塊物料的能力較差。通常，應選擇耙爪式裝載機構，但考慮裝載寬度問題，可選擇雙耙爪機構，也可設計成耙爪與星輪可互換的裝載機構。裝載機構可以采用電動機驅動，也可用液壓馬達驅動。但考慮工作環(huán)境潮濕、有泥水，選用液壓馬達驅動為好。1.5.3 輸送機構半煤巖掘進機多采用刮板鏈式輸送機構。輸送機構可采用聯(lián)合驅動方式，即將電動機或液壓馬達和減速器布置在刮板輸送機靠近機身一側，在驅動裝載機構同時，間接地以輸送機構機尾為主動軸帶動刮板輸送機構工作。這樣傳動系統(tǒng)中元件少、機構比較簡單，但裝載與輸送機構二者運動相牽連，相互影響大。由于該位置空間較小，布置較為困難。輸送機構采用獨立的驅動方式，即將電動機或液壓馬達布置在遠離機器的一端，通過減速裝置驅動輸送機構。這種驅動方式的傳動系統(tǒng)布置簡單，和裝載機構的運動互不影響。但由于傳動裝置和動力元件較多，故障點有所增加。目前，這兩種輸送機構均有采用，設計時應酌情確定。一般常采用與裝載機構相內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書99同的驅動方式。1.5.4 轉載機構該掘進機的轉載機構有兩種布置方式：（1）作為機器的一部分；（2）為機器的配套設備。目前，多采用膠帶輸送機。膠帶轉載機構傳動方式有 3 種：（1）用液壓馬達直接或通過減速器驅動機尾主動卷筒；（2）由電動卷筒驅動主動卷筒；（3）利用電動機通過減速器驅動主動卷筒。為使卸載端作上下、左右擺動，一般將轉載機構機尾安裝在掘進機尾部的回轉臺托架上，可用人力或液壓缸使其繞回轉臺中心擺動，達到擺角要求；同時，通過升降液壓缸使其繞機尾鉸接中心作升降動作，以達到卸載的調高范圍。轉載機構應采用單機驅動，可選用電動機或液壓馬達。1.5.5 行走機構該種掘進機的行走機構有導軌式和履帶式：導軌式。將掘進機用導軌吊在巷道頂板上，躲開底板，達到沖擊破碎巖石的目的。這就要求導軌具有較高的強度。這種行走機構主要用于沖擊式掘進機。履帶式。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，機動性能好、工作可靠、調動靈活和對底板適應性好等優(yōu)點。但其結構復雜、零部件磨損較嚴重。目前，半煤巖掘進機通常采用履帶式行走機構。由于其工作環(huán)境差，用電動機驅動易受潮燒毀，最好選用液壓馬達驅動。1.5.6 除塵裝置掘進機的除塵方式有噴霧式和抽出式兩種。（1）噴霧式：用噴嘴把具有一定壓力的水擴散、霧化，使粉塵附在霧狀水珠表面沉降下來，達到滅塵效果。這種除塵方式有以下兩種：①外噴霧降塵。是在工作機構內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書1010的懸臂上裝設噴嘴，向截割頭噴射壓力水，將截割頭包圍。這種方式結構簡單、工作可靠、使用壽命長。由于噴嘴距粉塵源較遠，粉塵容易擴散，除塵效果較差；②內噴霧降塵。噴嘴在截割頭上按螺旋線布置，壓力水對著截齒噴射。由于噴嘴距截齒近，除塵效果好，耗水量少，沖淡瓦斯、冷卻截齒和撲滅火花的效果也較好。但噴嘴容易堵塞和損壞，供水管路復雜，活動聯(lián)接處密封較困難。為提高除塵效果，一般采用內外噴霧相結合的辦法，并且和截割電機、液壓系統(tǒng)的冷卻要求結合起來考慮，將冷卻水由噴嘴噴出降塵。（2）抽出式：常用的吸塵裝置是集塵器。設計掘進機時，應根據(jù)掘進機的技術條件來選集塵器。為提高除塵效果，可采用兩級凈化除塵。由于集塵器跟隨掘進機移動，風機的噪音很大，應安裝消音裝置。抽出式除塵裝置滅塵效果好，但因設備增多，使工作面空間減小。近年來，除塵設備有向抽出式和噴霧式聯(lián)合并用方向發(fā)展的趨勢。內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書1111第二章 EBH-90 型掘進機整體結構設計與力能參數(shù)計算2.1 設計目的與基本要求設計目的：符合要求的 EBH-90 型橫軸式懸臂掘進機的截割部設計?；疽螅?)最大掘高 3.8m；2)最大掘寬 5.6m；3)巷道坡度±16°；4)能夠在煤層、半煤層下施工，切割煤巖最大單向抗壓強度可達 60Mpa，可切割性能指標適用切割煤巖硬度，普氏系數(shù) f≤7。2.1.1 型號含義內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書12122.1.2 主要參數(shù)1 適用范圍EBH90 型掘進機適用于我國煤礦普采、高檔普采及綜采，煤或半煤巖采區(qū)巷道的掘進作業(yè)。— 適應巷道凈斷面： 4.7～16m2— 可掘最大高度： 3.8m— 可掘進最大寬度： 5.6m— 截割煤巖硬度： f ≤7— 最大工作坡度： +16°2技術特征(1)一般特征： 外形尺寸（長×寬×高，m）： 7.7×2.0×1.65機重（t）： 26總功率（k w）： 165地隙（mm）： 340臥地深度（mm）： 310(2) 工作機構截割方式： 橫軸式截割功率（k w）： 90截割頭轉速（r/min）： 58.3平均截割速度(m/s)： 1.5最大截割速度(m/s)： 1.95進給速度(m/min)： 1.0~4.0進給牽引力(KN)： 水平 30~43 垂直 36~60截齒型式： 鎬形截齒數(shù)量（個）： 2×46(3)裝運機構裝運型式： 星輪，邊雙鏈刮板機驅動方式： 液壓內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書1313最大功率(k w)： 2×12.4 裝載寬度（m）： 2.0，2.5（副鏟板）運輸鏈速（m/s）： 0.79裝運能力（m3/h）： 巖 15~20 煤 80~100(4)行走機構行走型式： 履帶驅動方式： 液壓最大功率（k w）： 2×35行走速度（m/min）： 3.5~4.5調運速度（m/min）： 6～7履帶板寬度（mm）： 400接地長度（mm）： 2400接地公稱比壓（M Pa）： 0.133(5)液壓系統(tǒng)：泵站驅動功率（k w）： 75油泵型號： CBZ2050/050 CBZ2080/032總流量（L/min）： 290系統(tǒng)工作壓力（M Pa）： 16，12.5馬達型號及數(shù)量： 2×A2F107W2S2 2×NHM11-900B NHM11-700I油缸數(shù)量（個）： 9(6)水系統(tǒng)噴霧及冷卻水壓力（M Pa）： 1.5噴霧耗水量（L/min）： 45噴霧噴嘴數(shù)量（個）： 9(7)電氣系統(tǒng)防爆型式： 隔爆型供電電壓（V）： 660控制電壓（V）： AC: 36 、 24 、 18 DC: 24內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書14142.2 總體的結構特點EBH90 型懸臂式掘進機主要由截割、行走、裝運、轉載四大機構和液壓、噴霧、電氣三大系統(tǒng)組成。 ，并通過主體部將各執(zhí)行機構有機的組合于一體。見圖 1。C圖 1 EBH90 型掘進機2.3 截割部截割部又稱工作機構，結構如圖 2 所示，主要由截割電機、叉形架、三級圓錐圓柱齒輪傳動減速器、回轉臺和回轉機構、截割頭、噴霧降塵裝置組成。內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書1515作 4 作 作 作 作圖 2 工作機構截割部為三級圓錐圓柱齒輪傳動減速器，輸入軸經彈性聯(lián)軸器與電動機輸出軸連接，電動機輸出軸通過聯(lián)軸器與左右截割頭連接。掘進機截割減速器如圖 3 所示。圖 3 三級圓錐圓柱齒輪減速器整個截割部通過一個叉形框架、兩個銷軸鉸接于回轉臺上。借助安裝于截割部和回轉臺之間的兩個升降油缸，以及安裝在回轉臺與機架之間的兩個回轉油缸，來實現(xiàn)內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書1616整個截割部的升、降和回轉運動，由此截割出任意形狀的斷面。2.4 裝載部裝載部結構如圖 4 所示，主要由鏟板及左右對稱的驅動裝置組成，通過低速大扭矩液壓馬達直接驅動三爪轉盤向內轉動，從而達到裝載煤巖的目的。裝載部安裝于機器的前端。通過一對銷軸和鏟板左、右升降油缸鉸接于主機架上，在鏟板油缸的作用下，鏟板繞銷軸上、下擺動,可向上抬起 340mm，向下臥底 310mm。當機器截割煤巖時，應使鏟板前端緊貼底板，以增加機器的截割穩(wěn)定性。圖 4 裝載部1- 鏟板 2-刮板輸送機改向鏈輪組 3-三爪轉盤 4-驅動裝置2.5 刮板輸送機刮板輸送機結構如圖 5 所示，主要由機前部、機后部、驅動裝置、邊雙鏈刮板、張緊裝置和脫鏈器等（改向輪組裝在裝載部上）組成。內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書1717圖 5 刮板輸送機1-機前部 2-機后部 3-邊雙鏈刮板 4-張緊裝置 5-驅動裝置 6- 液壓馬達刮板輸送機位于機器中部，前端與主機架和鏟板鉸接，后部托在機架上。機架在該處設有可拆裝的墊塊，根據(jù)需要，刮板輸送機后部可墊高，增加刮板輸送機的卸載高度。刮板輸送機采用低速大扭矩液壓馬達直接驅動，刮板鏈條的張緊是通過在輸送機尾部的張緊油缸來實現(xiàn)的。2.6 行走部本次設計的掘進機采用履帶式行走機構。左、右履帶行走機構對稱布置，分別驅動。各由 10 個高強度螺栓（M30×2、10.9 級）與機架相聯(lián)。左、右履帶行走機構各由液壓馬達經三級圓柱齒輪和二級行星齒輪傳動減速后，將動力傳給主動鏈輪，驅動履帶運動?，F(xiàn)以左行走機構為例，說明其結構組成及傳動系統(tǒng)。如圖 6、圖 7 所示，左行走機構主要由導向張緊裝置、左履帶架、履帶鏈、左行走減速器、液壓馬達、摩擦片式制動器等組成。摩擦片式制動器為彈簧常閉式，當機器行走時，泵站向行走液壓馬達供油的同時，向摩擦片式制動器提供壓力油推動活塞，壓縮彈簧，使摩擦片式制動器解除制動。內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書1818圖 6 左履帶行走機構1-導向張緊裝置 2-履帶架 3-履帶鏈 4-行走減速器 5-行走液壓馬達 6-摩擦片式制動器本機工作行走速度為 3.5m/min，調動行走速度為 6.5m/min。通過使用黃油槍向安裝在導向張緊裝置油缸上的注油嘴注入油脂，來完成履帶鏈的張緊（油缸張緊行程 120mm） ，調整完畢后，裝入適量墊板及一塊鎖板，擰松注油嘴螺塞，卸除油缸內壓力后再擰緊該螺塞，使張緊油缸活塞不承受張緊力。圖 7 左行走減速器內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書19192.7 機架和回轉臺機架是整個機器的骨架，其結構如圖 8 所示。它承受著來自截割、行走和裝載的各種載荷。機器中的各部件均用螺栓或銷軸與機架聯(lián)接，機架為組焊件。圖 8 掘進機機架1-回轉臺 2-前機架 3-后機架 4-后支撐腿 5-轉載機連接板回轉臺主要用于支撐、聯(lián)接并實現(xiàn)截割機構的升降和回轉運動。結構如圖 8 所示。回轉臺座在機架上，通過大型回轉軸承用止口 36 個高強度螺栓與機架相連。工作時，在回轉油缸的作用下，帶動切割機構水平擺動。截割機構的升降是通過回轉臺支座上左、右耳軸鉸接相連的兩個升降油缸實現(xiàn)的。 左、右后支撐腿是通過后支撐油缸及銷軸分別與后機架連接，它的作用有：1、切割時使用，以增加機器的穩(wěn)定性；2、窩機時使用，以便履帶下墊板自救；3、履帶鏈斷鏈及張緊時使用，以便操作；4、抬起機器后部，以增加臥底深度。內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書20202.8 液壓系統(tǒng)本機除截割頭的旋轉運動外，其余各部分均采用液壓傳動。系統(tǒng)主泵站由一臺75kW 的電動機通過同步齒輪箱驅動一臺雙聯(lián)齒輪泵和一臺三聯(lián)齒輪泵（轉向相反） ，同時分別向油缸回路、行走回路、裝載回路、輸送機回路、皮帶轉載機回路供壓力油，主系統(tǒng)由五個獨立的開式系統(tǒng)組成。該機還設有液壓錨桿鉆機泵站，可同時為二臺錨桿鉆機提供壓力油，另外系統(tǒng)還設置了文丘里管補油系統(tǒng)為油箱補油，避免了補油時對油箱的污染。液壓系統(tǒng)原理如圖 9 所示。圖 9 液壓系統(tǒng)原理圖2.9 內、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng)本系統(tǒng)主要用于滅塵、冷卻掘進機截割電機及油箱，提高工作面能見度，改善工作環(huán)境，內、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng)如圖 12 所示。水從井下輸水管通過粗過濾器過濾后進入總進液球閥，經減壓閥減壓至 1.5MPa 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書2121后，冷卻油箱和截割電機，再引至前噴嘴架處霧狀噴出。另一路不經減壓閥的高壓水，引至懸臂段上的內噴霧系統(tǒng)的霧狀噴嘴噴出，當沒有內噴霧時，此路水引至叉形架前方左右兩邊的加強型外噴霧處的線型噴嘴噴出。內噴霧配水裝置安裝在懸臂段內，8 個線型噴嘴分別安裝在截割頭的齒座之間；外噴霧噴霧架固定在懸臂筒法蘭上，安裝有 10 個霧狀噴嘴；加強型外噴霧的噴霧架固定在叉形架前端，安裝有 8 個線型噴嘴。圖 12 水系統(tǒng)原理圖1-Y 型過濾器 2-球閥 3-減壓器 4-耐震壓力表5-油箱冷卻器 6-球閥 7-霧狀噴嘴 8-線型噴嘴圖內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書2222第三章 EBH-90 型掘進機截割機構設計截割機構主要由切割頭，水冷電動機，減速器，伸縮機構和回轉臺等組成，具有破碎煤巖功能的機構。3.1 截割頭的選擇截割頭裝有截齒，用于破碎煤巖的部件。截割頭主要由截割頭體、齒座、螺旋葉片、截齒、噴嘴及筋板等構成；螺旋葉片焊在切割頭體上，沿螺旋線并按截線間距排列齒座和截齒。作為新一代的煤巷掘進設備，要求掘進機具有生產效率高、截割塊度大、截割比能耗低的特點，因此，截割頭的設計尤為關鍵。影響截割效果的因素很多，有運動參數(shù)和幾何參數(shù)兩方面。其中運動參數(shù)主要表現(xiàn)在截割頭橫向擺動速度和轉速。增加橫向擺動速度可提高生產率，增大截割塊度，降低截割比能耗，但卻使截割頭載荷加大，所需截割功率增加；而提高轉速能降低截割頭載荷，但又使粉塵量增加，截割效率降低。合理確定截割頭的工作參數(shù)是保證截割頭高效工作的關鍵之一。經綜合考慮，本次設計掘進機截割頭的橫向擺動速度為 6m/min，截割頭轉速為 58.3r/min。3.2 截割電動機的選擇截割電機為外水冷式，且機體為焊接結構，前端與減速器相聯(lián)，后端連接回轉臺。電機輸出力矩，通過花鍵套傳遞給減速器，再由花鍵套傳到主軸，主軸通過內花鍵套內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書2323與截割頭相聯(lián)，把力矩傳遞到割頭上，截割頭進行工作。截割電機應根據(jù)工作條件選取，而且應當符合行業(yè)標準 MT477-1996《YBU 系列掘進機用隔爆型三相異步電動機》 ?！毒蜻M機截割的關鍵技術研究》李曉豁著f7,抗截強度 A=310N/mm截割頭轉矩 T=9550P/n截割頭轉速 n(r/min)截割頭平均直徑 D=500截齒的截割阻力 Z截齒切屑平均厚度 h=25切屑寬度 b=20Z=A*h*(0.3+0.35b) =310*25*(0.3+0.35*20) =56575ND≤2T/ZT≥D*Z/2=14143.75N·MP≥T*N/9550=86.34kw選用 YBU-90 型電動機，電機功率 90kw 電機額定頻率 50Hz，同步轉速1500r/min，額定轉速 1440r/min，額定電壓 660V。電機結構外型圖：3.2.1 截割部減速器傳動機構設計傳動方案的擬定根據(jù)工作機的要求，傳動裝置將原動機的動力和運動傳遞給工作機。實際表明，