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摘 要 懸臂式掘進(jìn)機(jī)是一種能夠完成截割、裝載、轉(zhuǎn)載煤巖，并能自己行走，具有噴霧滅塵等功能的巷道掘進(jìn)聯(lián)合機(jī)組，懸臂式部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)在煤礦地下巷道施工中得到了廣泛的應(yīng)用，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科技的進(jìn)步和人民生活水平的不斷提高，要求巷道施工向安全、優(yōu)質(zhì)、高效、無(wú)人化方向發(fā)展，加強(qiáng)掘進(jìn)機(jī)向智能化方向發(fā)展是一個(gè)大的趨勢(shì)，未來(lái)的礦山機(jī)械將全面裝備融合電子化、自動(dòng)化、機(jī)器人化為一體的機(jī)電一體化技術(shù)。 EBZ-125XK型掘進(jìn)機(jī)是一種中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，主要用于中型煤巷及半煤巖巷的掘進(jìn)作業(yè)。它結(jié)構(gòu)緊湊、適應(yīng)性好、機(jī)身矮、重心低、操作簡(jiǎn)單、檢修方便。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)掘進(jìn)機(jī)的整機(jī)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，對(duì)行走部進(jìn)行結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)等相關(guān)設(shè)計(jì)。EBZ-125XK型掘進(jìn)機(jī)采用履帶式行走部，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力由液壓馬達(dá)提供，利用液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)方向變化實(shí)現(xiàn)行走部前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向。 關(guān)鍵詞：懸臂式掘進(jìn)機(jī) ；行走部 ；行星減速器 ABSTRACT Intelligent cantilever tunneling machine automatically forming adaptive power control constant cantilever boring machine (boom-type road header) is a cutting to complete, loading, reproduced coal and rock, and can walk on its own. spray dust with the function of the roadway combined unit. cantilevered part of TBM in coal mine underground roadway construction has been widely used, Along with the constant development of the socio-economic, scientific and technological progress and the people's living standard continues to improve, request to the roadway construction safety, quality, efficiency, unmanned direction, TBM to strengthen the intelligent direction of development is a general trend, the future of mining machinery and equipment will be fully integrated electronic, automation, robotics integration into the electrical and mechanical integration technology. The EBZ-125XK tunneling machine is one kind of medium cantilever tunneling machine which is mainly used in the medium coal lane and the half coal crag lane digging the tunnels, its structure compact, the compatibility good, the fuselage short, the center of gravity low, the operation simple, the overhaul is convenient. This design mainly aims at the tunneling machine’s entire machine to carry on the plan design and aims at walks-organization to carry on the design of its structure and transmission and so on. EBZ-125XK tunneling machine uses marching walks organization, the actuation power provides by the oil motor, using the change of the oil motor’s rotation direction to make the walks-organization advance, retrocede, and turn. Keywords：Cantilever tunneling machine; Walks-organization; Planet reduction gear 2 目 錄 摘要 1 ABSTRACT 1 前 言 2 第一章 概述部分 3 1.1 掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望 3 1.1.1 國(guó)內(nèi)外掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 3 1.1.2 現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 5 1.2 懸臂式掘進(jìn)機(jī)的主要組成部分 5 1.3 EBZ-125XK型掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)介 6 1.3.1 EBZ-125XK概述 6 1.3.2 EBZ-125XK主要技術(shù)參數(shù) 8 1.4 履帶式掘進(jìn)機(jī)在半煤巖工作條件下應(yīng)用設(shè)計(jì)要求 10 第二章 總體方案設(shè)計(jì) 12 2.1 掘進(jìn)機(jī)總體結(jié)構(gòu)布置 12 2.2 掘進(jìn)機(jī)各組成部分基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 2.2.1 截割部 12 2.2.2 裝載部 13 2.2.3 刮板輸送機(jī) 14 2.2.4 行走部 14 2.2.5 機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái) 14 2.2.7 液壓系統(tǒng) 15 2.2.6 電氣系統(tǒng) 16 第三章 行走部設(shè)計(jì) 17 3.1 行走部概述 17 3.2 行走部設(shè)計(jì)要求 17 3.3 設(shè)計(jì)布置傳動(dòng)方案 18 3.4 行走部各部分的具體設(shè)計(jì) 18 3.4.1 履帶的設(shè)計(jì) 18 3.4.2 液壓馬達(dá)及泵站電機(jī)的選擇 20 3.4.4 鏈輪的設(shè)計(jì) 22 3.4.5 履帶架及導(dǎo)向輪和張緊裝置 23 第四章 減速器設(shè)計(jì) 25 4.1 減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)及傳動(dòng)比分配 25 4.2 一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì) 26 4.2.1 各齒數(shù)選擇 26 4.2.2 模數(shù)選擇 27 4.2.3 幾何尺寸計(jì)算 28 4.2.4 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 29 4.3 第二級(jí)3K(Ⅱ)型行星齒輪減速器的設(shè)計(jì) 32 4.3.1 配齒計(jì)算部分 32 4.3.2 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) 34 4.3.3 嚙合參數(shù)計(jì)算 35 4.3.5 裝配條件的驗(yàn)算 38 4.3.6 傳動(dòng)效率的計(jì)算（附整體減速器效率計(jì)算） 39 4.3.7 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 40 4.3.8 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 42 4.4 減速器其它零件校核 50 4.4.1 減速器軸設(shè)計(jì)及校核 50 4.4.2 減速器軸承校核。 61 4.4.3 減速器鍵校核 62 第五章 裝機(jī)事項(xiàng)與檢修及檢修 65 5.1 搬運(yùn)、安裝和調(diào)整 65 5.1.1 機(jī)器的拆卸和搬運(yùn) 65 5.1.2 機(jī)器組裝及注意事項(xiàng) 65 5.1.3 機(jī)器的調(diào)整 66 5.2 機(jī)器檢修 66 5.3 機(jī)器維護(hù)和保養(yǎng) 70 5.3.1 機(jī)器日常維護(hù)保養(yǎng) 70 5.3.2 機(jī)器定期維護(hù)保養(yǎng) 70 5.3.3 潤(rùn)滑 70 結(jié) 論 73 參考文獻(xiàn) 74 英文文獻(xiàn) 75 中文譯文 81 致 謝 85 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在大學(xué)期間的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)來(lái)分析和解決具有一定復(fù)雜程度的實(shí)際問(wèn)題的一個(gè)實(shí)踐過(guò)程；是提高學(xué)生觀察事物，獲取信息，理解和表述事物能力及分析，解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)；是培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力，獨(dú)立工作能力，與人合作能力，創(chuàng)新能力及養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)和提高工程實(shí)踐能力的重要途徑；是學(xué)生走向社會(huì)之前對(duì)其自身綜合素質(zhì)與能力的全面檢驗(yàn)。 在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要全面地運(yùn)用、鞏固和深化所學(xué)理論知識(shí)，獨(dú)立地完成調(diào)查研究，查閱并收集有關(guān)的參考文獻(xiàn)和資料；獨(dú)立地進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的選定，進(jìn)行各種設(shè)計(jì)和計(jì)算，創(chuàng)造性的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定的全部任務(wù)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我比較系統(tǒng)的了解了EBZ125XK型掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)中的各個(gè)環(huán)節(jié)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們還要利用CAD畫(huà)圖，WPS等各種學(xué)習(xí)軟件，使我們所學(xué)知識(shí)更加系統(tǒng)化，條理化，使我們很好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我得到了指導(dǎo)老師的精心指點(diǎn)和同學(xué)們的大力幫忙，在此表示衷心感謝。但是由于時(shí)間緊迫，加之本人能力有限，掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)資料比較的少，缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，希望各位老師給予批評(píng)和指正，為我以后在工作崗位上能夠更好的完成工作任務(wù)，打下良好的基礎(chǔ)。 第一章 概述部分 1.1 掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望 1.1.1 國(guó)內(nèi)外掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 我們把全斷面掘進(jìn)機(jī)和自由斷面掘進(jìn)機(jī)統(tǒng)稱為巷道掘進(jìn)機(jī)。前者主要用于巖巷的全斷面鉆削式一次成巷掘進(jìn)；自由斷面掘進(jìn)機(jī)則由于其工作臂可以上下左右移動(dòng)而能自由改變掘進(jìn)斷面的形狀和大小。自由斷面掘進(jìn)機(jī)常用于煤巷掘進(jìn)．既可以用于綜合機(jī)械化工作面進(jìn)行全斷面巷道掘進(jìn)．也可應(yīng)用于打眼放炮工藝進(jìn)行機(jī)械化掘進(jìn)。 19世紀(jì)70年代，英國(guó)為修建海底隧道，生產(chǎn)制造了第一臺(tái)掘進(jìn)機(jī)，美國(guó)在20世紀(jì)30年代開(kāi)發(fā)了懸臂式掘進(jìn)機(jī)，并把此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于采礦業(yè)，此后英、德、日等十幾個(gè)國(guó)家相繼投入了大量的人力、物力、財(cái)力用于掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研制，經(jīng)過(guò)多年的不懈努力，現(xiàn)有20多家公司，先后研制了近百種機(jī)型。 目前，掘進(jìn)機(jī)技術(shù)在如下幾個(gè)方面有長(zhǎng)足進(jìn)步： (1)適用范圍在擴(kuò)大 (2)掘進(jìn)斷面在增加 (3)適應(yīng)坡度在提升 (4)截割能力在加強(qiáng) (5)多功能性在顯現(xiàn) (6)自控技術(shù)在提高 其中自由斷面的懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)從上世紀(jì)四十年代產(chǎn)生至今，已有五十多年的發(fā)展歷史，目前掘進(jìn)機(jī)的截割功率為100—408kw，機(jī)重24—160t，平均日掘進(jìn)進(jìn)尺7—8nl，最大掘進(jìn)能力達(dá)20—30m／d．目前，國(guó)內(nèi)煤礦用機(jī)型，中型機(jī)以AM一50、SIO0為代表，其截割功率為100kw，機(jī)重25t；重型機(jī)以EBH132(截割功率132kw、機(jī)重36t)、EBJ160(截割功率160kw、機(jī)重50t)為代表。掘進(jìn)機(jī)的截割頭有橫軸式和縱軸式兩種形式，橫軸式截割頭一般用于軟巖掘進(jìn)，縱軸式截割頭則多用于硬巖掘進(jìn)。截齒的選擇原來(lái)雖主要依靠經(jīng)驗(yàn)，但目前已可以通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試來(lái)準(zhǔn)確選擇。截齒在掘進(jìn)過(guò)程中破碎煤巖時(shí)，其上受到的應(yīng)力會(huì)部分轉(zhuǎn)化為能量，故研制新的刀頭合金材料一直是截齒的發(fā)展方向。截割速度是影響掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)能力和截齒壽命的重要參數(shù)。縱軸式截割頭的截割速度低于橫軸式截割頭的截割速度，目前掘進(jìn)機(jī)的截割速度多為2．5—3．5m／s。實(shí)踐證明，低速截割具有截深大、巖屑粗、粉塵生成量少、齒尖溫度低、磨損量小、裝機(jī)功率利用率高等優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)，低速截割也相應(yīng)降低了掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)能力。國(guó)外已有公司進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，以確定截割速度與掘進(jìn)能力的關(guān)系。水力掘進(jìn)的出現(xiàn)開(kāi)辟了掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展的新天地，它具有諸多其他機(jī)械掘進(jìn)所不及的優(yōu)點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)正在研發(fā)，一旦成熟，市場(chǎng)廣闊。 追溯我國(guó)使用巷道掘進(jìn)機(jī)的歷史，是從上世紀(jì)50年代初使用前蘇聯(lián)生產(chǎn)的JIK一2M，JIK2—1型煤巷掘進(jìn)機(jī)開(kāi)始的，之后又應(yīng)用并仿制了J1K一3型掘進(jìn)機(jī)；60年代我國(guó)開(kāi)始自行研制巷道掘進(jìn)機(jī)，相繼研制出了“反修I型”，“反修Ⅱ型”和“開(kāi)馬”型掘進(jìn)機(jī)，機(jī)重大都在10t左右，適用于f<4的斷面為4—9．6的煤巷掘進(jìn)。從1972年一1985年間，我國(guó)煤炭科研院所與煤機(jī)廠和礦務(wù)局共同設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)研制了EMS-30以及EMS-55等機(jī)型。到80年代中期，我國(guó)分別從英國(guó)、奧地利、日本、前蘇聯(lián)、美國(guó)、德國(guó)、匈牙利等國(guó)家引進(jìn)了16種、近200臺(tái)掘進(jìn)設(shè)備，對(duì)我國(guó)煤礦使用掘進(jìn)機(jī)起到了推動(dòng)作用?！捌呶濉逼陂g，在煤礦采掘設(shè)備“一條龍”項(xiàng)目引進(jìn)中，又引進(jìn)了奧地利阿爾卑尼公司的Anll一50、日本三井三池公司的s100—41型掘進(jìn)機(jī)制造技術(shù)和先進(jìn)的加工設(shè)備，使我國(guó)形成了批量生產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)的能力，基本上結(jié)束了中、小型掘進(jìn)機(jī)依賴進(jìn)口的局面?！鞍宋濉薄ⅰ熬盼濉逼陂g，我國(guó)開(kāi)始重型掘進(jìn)機(jī)的研制工作，“十五”期間進(jìn)入快速發(fā)展階段。目前有輕、中、重機(jī)型EBE55、EBE75、EBE90、S100、AM一50、EBE110、EBEl20、EBE132、S150J／H、S200M、EBE160等，其中EBE160型是國(guó)內(nèi)研制的重型掘進(jìn)機(jī)，S2OOM是引進(jìn)日本，進(jìn)而國(guó)產(chǎn)化的重型機(jī)。近幾年，隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)呈快速增長(zhǎng)。2000年市場(chǎng)投入總量為51臺(tái)、2001年103臺(tái)、2002年126臺(tái)、2003年236臺(tái)，到2004年將超過(guò) 400臺(tái)。佳木斯煤機(jī)公司處于行業(yè)領(lǐng)先地位，淮南煤機(jī)廠、南京晨光機(jī)器廠等均為我國(guó)掘進(jìn)機(jī)的研制生產(chǎn)和不斷發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。盡管我國(guó)掘進(jìn)機(jī)研制工作起步并不晚，“七五”期間也曾取得過(guò)較好的成果，可是在發(fā)展過(guò)程中，現(xiàn)有產(chǎn)品與國(guó)際相比尚有很大差距。 (1)從產(chǎn)品生產(chǎn)和使用方面看，國(guó)產(chǎn)的s100比日本晚6年，聯(lián)合研制的EBE160比英國(guó)LH130晚13年 (2)性能、規(guī)格相近的機(jī)型與國(guó)外相比晚8—20年。 (3)從制造總數(shù)上看，截止2005年2月我國(guó)制造的掘進(jìn)機(jī)近1150臺(tái)，僅相當(dāng)英國(guó)、德國(guó)、奧地利上世紀(jì)80年代的生產(chǎn)水平。 (4)從機(jī)掘巷道比重看，與前蘇聯(lián)、英國(guó)、德國(guó)平均相差近20年。 (5)從裝機(jī)綜合技術(shù)水平看，我國(guó)僅相當(dāng)于國(guó)外20世紀(jì)80年代初期水平。為此，我國(guó)要提高制造廠及配套廠的設(shè)備精度和加工能力、原材料質(zhì)量、加工技術(shù)及管理水平，適時(shí)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)自主開(kāi)發(fā)能力，盡快縮短我國(guó)與先進(jìn)掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)國(guó)家的技術(shù)差距，并使我國(guó)煤礦掘進(jìn)機(jī)械化裝備提高到一個(gè)新的水平。 1.1.2 現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 懸臂式掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展是緊緊圍繞著我國(guó)礦井生產(chǎn)的實(shí)際條件、現(xiàn)場(chǎng)需要及設(shè)計(jì)、制造的工藝水平而不斷進(jìn)行的，其發(fā)展主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、截割功率不斷提高。為適應(yīng)更大范圍的截割條件，懸臂式掘進(jìn)機(jī)的截割功率不斷增大，由最初的100kw以下的輕型機(jī)增加到現(xiàn)在的中型機(jī)型的132kw1~200kw，重型機(jī)型可達(dá)200kw以上。 2、在行走裝載截割驅(qū)動(dòng)方面的完善。以往的液壓與電動(dòng)驅(qū)動(dòng)都有缺點(diǎn)，但隨著科技的進(jìn)步，它們的據(jù)點(diǎn)在不斷地被彌補(bǔ)，改進(jìn)，目前懸臂式掘進(jìn)機(jī)在電、液兩方面發(fā)展速度很快，在裝載，行走，截割等方面大多數(shù)的機(jī)型還是采用電、液混合方式，總之兩種方式互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)將共同并存，相互融合。 3、電控系統(tǒng)的完善。早期掘進(jìn)機(jī)的控制、操作回路一般都通過(guò)操作安裝在隔爆型主令箱上的按鈕或把手開(kāi)關(guān)來(lái)控制傳統(tǒng)的交流中繼電器電路，進(jìn)而通過(guò)繼電器來(lái)對(duì)主回路交流接觸器的二次控制。隨著控制技術(shù)的發(fā)展，操作回路逐漸以本安型的先導(dǎo)回路來(lái)替代隔爆型主令箱，這也是適應(yīng)各類保護(hù)傳感器的應(yīng)用和選型的需要。 4、截割效率的提高。截割效率是懸臂式掘進(jìn)機(jī)性能優(yōu)劣的一個(gè)重要衡量參數(shù)，縱軸式截割頭的優(yōu)點(diǎn)是截割較深，截割效率高，缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差，裝運(yùn)效果差。橫軸式截割頭的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好，裝載效果好，缺點(diǎn)是在進(jìn)刀時(shí)其截割方向幾乎與其推進(jìn)方向重合，所以必須給予較大的推進(jìn)力，這就需要相應(yīng)增加街功率，切割時(shí)粉塵大再加上其內(nèi)噴霧布置比較復(fù)雜，滅塵效果不好。 5、機(jī)組穩(wěn)定性的提高并實(shí)現(xiàn)矮型化以適應(yīng)小斷面巷道掘進(jìn)。提高機(jī)組穩(wěn)定性的有效方法有兩種：增加機(jī)組重量和降低機(jī)組高度。新機(jī)型的重量都較過(guò)去有很大的增加，并且為適應(yīng)巖巷的掘進(jìn)也必須增加自重。在增加自重的同時(shí)，新機(jī)型在設(shè)計(jì)上還盡量簡(jiǎn)化和緊湊化，降低機(jī)組高度。這可以增加穩(wěn)定性，也是為了適應(yīng)低矮巷道的掘進(jìn)。 目前，懸臂式掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向有以下幾點(diǎn)：大功率化、重型化、系列化、智能化和自動(dòng)化。 1.2 懸臂式掘進(jìn)機(jī)的主要組成部分 懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要有橫軸式掘進(jìn)機(jī)和縱軸式掘進(jìn)機(jī)。它們的主要組成部件相同，只是截割頭的布置不同。懸臂式掘進(jìn)機(jī)由切割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、除塵噴霧系統(tǒng)等組成 一、 切割機(jī)構(gòu) 切割機(jī)構(gòu)由切割頭、齒輪箱、電動(dòng)機(jī)、回轉(zhuǎn)臺(tái)等組成，具有破碎煤巖功能的機(jī)構(gòu)。 二、裝運(yùn)機(jī)構(gòu) 裝運(yùn)機(jī)構(gòu)由裝載部和刮板輸送機(jī)組成。 懸臂式掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)形式較多。如星輪式、鏈輪鏈條式、蟹爪式等，過(guò)去比較多的是運(yùn)用蟹爪式，現(xiàn)在隨著液壓的廣泛運(yùn)用，開(kāi)始大規(guī)模運(yùn)用液壓馬達(dá)直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的機(jī)構(gòu)了。 三、行走機(jī)構(gòu) 掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)主要由履帶部分、減速器和動(dòng)力輸入裝置（液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)）。 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(jī)動(dòng)性能好、工作可靠、調(diào)動(dòng)靈活和對(duì)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。 履帶式掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)主要由履帶部分、減速器和動(dòng)力輸入裝置（液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)）和張緊裝置組成。 履帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：具有良好的爬坡性能和靈活的轉(zhuǎn)向性能；兩條履帶分別驅(qū)動(dòng)，其動(dòng)力可選用液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)；履帶應(yīng)有較小的接近角和離去角。以減少其運(yùn)行阻力；要注意合理設(shè)計(jì)整機(jī)重心位置。使履帶不出現(xiàn)零比壓現(xiàn)象；履帶應(yīng)有可靠的制動(dòng)裝置，以保證機(jī)器在設(shè)計(jì)的最大坡度工作不會(huì)下滑。 四、液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)由統(tǒng)一的泵站給分布在各個(gè)地方的液壓缸，液壓泵供液壓油，設(shè)計(jì)中要照顧不同液壓部件的壓力。 五、電氣系統(tǒng) 電器系統(tǒng)是電動(dòng)機(jī)和控制掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)控制器等電器元件，在井下工作的時(shí)候要注意它的防爆處理，選用的電動(dòng)機(jī)、電器元件必須符合井下的防爆標(biāo)準(zhǔn)。 六、除塵噴霧系統(tǒng) 除塵噴霧系統(tǒng)內(nèi)噴霧回路、外噴霧回路及冷卻水回路組成。 1.3 EBZ-125XK型掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)介 1.3.1 EBZ-125XK概述 （1）、產(chǎn)品特點(diǎn) EBZ-125XK是西安煤礦機(jī)械廠與科研院校合作開(kāi)發(fā)的中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)。該機(jī)主要特點(diǎn)是：1）結(jié)構(gòu)緊湊、適應(yīng)性好、機(jī)身矮、重心低、操作簡(jiǎn)單、檢修方便；2）炮頭采用具有36把鎬型截齒、齒座呈螺旋線形排布的球微錐形截割頭；3）有低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)的第一運(yùn)輸機(jī)；4）有星輪與低速大扭矩馬達(dá)連接成一體的弧形三齒星輪裝料裝置；5）有馬達(dá)+減速機(jī)構(gòu)形式的行走部；6）有滑動(dòng)式行走結(jié)構(gòu)上用的耐磨板；7）有為液壓錨桿鉆機(jī)及二運(yùn)輸機(jī)留的液壓接口；8）電氣系統(tǒng)有失壓、短路、過(guò)載、溫度、瓦斯斷電等保護(hù)功能。 （2）、產(chǎn)品型號(hào)、名稱及外型 產(chǎn)品型號(hào)、名稱為EBZ-125XK型懸臂式掘進(jìn)機(jī)外型參見(jiàn)圖1.1 1-截割部 2-裝載部 3-刮板輸送機(jī) 4-機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái) 5-履帶行走部 6-油箱 7-操作臺(tái) 8-泵站 9-電控箱 10-護(hù)板總成 圖1.1 EBZ-125XK型掘進(jìn)機(jī) （3）、主要用途、適應(yīng)范圍 EBZ-125XK型懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要是為煤礦綜采及高檔普采工作面采掘巷道掘進(jìn)服務(wù)的機(jī)械設(shè)備。主要適用于煤及半煤巖巷的掘進(jìn)，也適用于條件類似的其它礦山及工程巷道的掘進(jìn)。該機(jī)可經(jīng)濟(jì)切割單向抗壓強(qiáng)度≤60MPa的煤巖，可掘巷道最大寬度(定位時(shí))5m，最大高度3.75m，可掘任意斷面形狀的巷道，適應(yīng)巷道坡度±160。該機(jī)后配套轉(zhuǎn)載運(yùn)輸設(shè)備可采用橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮式帶式輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，以利于機(jī)器效能的發(fā)揮。 （4）﹑型號(hào)的組成及其代表意義 E B Z 125 XK 設(shè)計(jì)代號(hào) 截割機(jī)構(gòu)功率（KW） 縱軸式截割機(jī)構(gòu) 懸臂式掘進(jìn)機(jī) 掘進(jìn)設(shè)備 1.3.2 EBZ-125XK主要技術(shù)參數(shù) 一、總體參數(shù) 機(jī) 長(zhǎng) 8.6m 機(jī) 寬 2.1m 機(jī) 高 1.55m 地 隙 250mm 截割臥底深度 240mm 接地比壓 0.14MPa 機(jī) 重 35t 總 功 率 190kW 可經(jīng)濟(jì)截割煤巖單向抗壓強(qiáng)度 ≤60MPa 可掘巷道斷面 9～18m2 最大可掘高度 3.75m 最大可掘?qū)挾? 5.0m 適應(yīng)巷道坡度 ±16。 機(jī)器供電電壓 660/1140V 二、截割部 電動(dòng)機(jī) 型 號(hào) YBUS3—120 功 率 120kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/min 截割頭 轉(zhuǎn) 速 55r/min 截 齒 鎬形 最大擺動(dòng)角 上 42。 下 31。 左右各39。 三、裝載部 裝載形式 三爪轉(zhuǎn)盤(pán) 裝運(yùn)能力 180m3/h 鏟板寬度 2.5m/2.8m 鏟板臥底深度 250mm 鏟板抬起 360mm 轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速 30r/min 四、刮板輸送機(jī) 運(yùn)輸形式 邊雙鏈刮板 槽 寬 510mm 龍門(mén)寬度 350mm 鏈 速 0.93m/s 錨鏈規(guī)格 18×64mm 張緊形式 黃油缸張緊 五、行走部 行走形式 履帶式(液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)) 行走速度 工作3m/min，調(diào)動(dòng)6m/min 接地長(zhǎng)度 2.5m 制動(dòng)形式 摩擦離合器 履帶板寬度 500mm 張緊形式 黃油缸張緊 六、液壓系統(tǒng) 系統(tǒng)額定壓力： 油缸回路 16MPa 行走回路 16MPa 裝載回路 14MPa 輸送機(jī)回路 14MPa 轉(zhuǎn)載機(jī)回路 14MPa 錨桿鉆機(jī)回路 ≤10MPa 系統(tǒng)總流量 450L/min 泵站電動(dòng)機(jī)： 型 號(hào) YB250M—4 功 率 55kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/min 泵站三聯(lián)齒輪泵流量 63/40/40ml/r 泵站雙聯(lián)齒輪泵流量 63/40ml/r 錨桿泵站電動(dòng)機(jī)： 型 號(hào) YB160L—4 功 率 15kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/min 錨桿泵站雙聯(lián)齒輪泵流量 32/32ml/r 油箱： 有效容積 610L 冷卻方式 板翅式水冷卻器 油缸數(shù)量： 8個(gè) 七、噴霧冷卻系統(tǒng) 滅塵形式 內(nèi)噴霧、外噴霧 供水壓力 3MPa 外噴霧壓力 1.5MPa 流 量 63L/min 冷卻部件 切割電動(dòng)機(jī)、油箱 八、電器系統(tǒng) 供電電壓 660/1140V 總 功 率 190kW 隔爆形式 隔爆兼本質(zhì)安全型 控 制 箱 本質(zhì)安全型 1.4 履帶式掘進(jìn)機(jī)在半煤巖工作條件下應(yīng)用設(shè)計(jì)要求 懸臂式掘進(jìn)機(jī)其基本結(jié)構(gòu)形式為：切割機(jī)構(gòu)分為縱軸式和橫軸式；行走機(jī)構(gòu)為履帶式；裝運(yùn)機(jī)構(gòu)為耙爪式接中間刮板輸送機(jī)。掘進(jìn)機(jī)應(yīng)設(shè)有支護(hù)用的托梁裝置，行走機(jī)構(gòu)和裝運(yùn)機(jī)構(gòu)均能正、反向轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)的管件、閥類等布置合理，安裝可靠，整機(jī)各部件皮符合解體拆裝下井運(yùn)輸要求。 在安全保護(hù)方面要求：掘進(jìn)機(jī)電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和使用，應(yīng)符合含有瓦斯、煤塵或其他爆炸性混合氣體中作業(yè)要求、符合《煤礦安全規(guī)程》以及《煤礦井下1140 v電氣設(shè)備安全技術(shù)和運(yùn)行的暫行規(guī)定》。所有電氣設(shè)備均應(yīng)取得防爆檢驗(yàn)合格證，掘進(jìn)機(jī)設(shè)有啟動(dòng)報(bào)警裝置，啟動(dòng)前必須發(fā)出警報(bào)，掘進(jìn)機(jī)必須裝有前后照明燈。掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)中應(yīng)設(shè)有制動(dòng)系統(tǒng)和必要的防滑保護(hù)裝置，切割機(jī)構(gòu)和裝運(yùn)機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有過(guò)載保護(hù)裝置，還應(yīng)有切割臂與鏟板的防干涉裝置。油泵和切割機(jī)構(gòu)之間、轉(zhuǎn)載機(jī)和裝運(yùn)機(jī)構(gòu)之間的開(kāi)、停順序，在電控系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有閉鎖裝置。液壓系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有過(guò)濾裝置，還應(yīng)設(shè)壓力、油溫、油位顯示或保護(hù)裝置。電控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)緊急切斷和閉鋇裝置，在司機(jī)座另一側(cè)，還應(yīng)裝有緊急停止按鈕。內(nèi)外噴霧系統(tǒng)中要裝設(shè)過(guò)濾保護(hù)裝置。 使用性能要求：掘進(jìn)機(jī)各部件運(yùn)轉(zhuǎn)乎穩(wěn)，懇臂擺動(dòng)靈活，在規(guī)定煤巖特性條件下進(jìn)行切割時(shí)，截齒損耗宰正常，切割頭上裁齒排列合理、更換方便，同一類截齒應(yīng)具有互換性。裝運(yùn)機(jī)構(gòu)及履帶機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)部件、齒輪箱必須有可靠性高、壽命長(zhǎng)的防水密封。履帶的牽引力應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)坡度上工作和轉(zhuǎn)向要求．中間刮板輸送機(jī)鏈條應(yīng)具有可伸縮調(diào)整裝置，刮板鏈與鏈輪正常嚙合，不得出現(xiàn)跳鏈、掉鏈、卡鏈現(xiàn)象。裝運(yùn)機(jī)構(gòu)耙爪下平面與鏟板之間有間隙，不得接觸摩擦。各操作手柄、按鈕、族鈕、動(dòng)作靈活、可靠、方便。齒輪箱在運(yùn)轉(zhuǎn)中各密封端蓋、出軸密封、箱體結(jié)合面等處均不得有滲漏現(xiàn)象。齒輪箱、液壓系統(tǒng)和軸承等．必須按設(shè)計(jì)要求注入規(guī)定牌號(hào)的潤(rùn)滑油和油脂，不得滲合使用。掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)，各齒輪箱最高溫度不得超過(guò)95℃，液壓油箱中的油溫不應(yīng)超過(guò)70℃．掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)，司機(jī)座位處空氣中粉塵濃度應(yīng)＜10mg／m3，司機(jī)處綜合噪聲值不大于90dB(A)。掘進(jìn)機(jī)除手柄、按鈕、滑道等表面外，均應(yīng)采取防銹措施。 第二章 總體方案設(shè)計(jì) 2.1 掘進(jìn)機(jī)總體結(jié)構(gòu)布置 機(jī)器的總體布置．關(guān)系到整機(jī)的性能、質(zhì)量和整機(jī)的合理性。也關(guān)系到操作方便、工作安全和工作效率。因此，總體布置是總體設(shè)計(jì)中極為重要的內(nèi)容。 (1)切割機(jī)構(gòu)由懸臂和回轉(zhuǎn)臺(tái)組成，位于機(jī)器前上部，懸臂能上下、左右回轉(zhuǎn)； (2)裝載鏟板是在機(jī)器下部前方，后接中間刮板運(yùn)輸機(jī)，兩者組成裝運(yùn)機(jī)構(gòu)，貫穿掘進(jìn)機(jī)的縱向軸線； (3)考慮掘進(jìn)機(jī)的橫向穩(wěn)定平衡，主要部件按掘進(jìn)機(jī)縱向平面對(duì)稱布置，電控箱、液壓裝置分別裝在運(yùn)輸機(jī)兩側(cè)； (4)為保證作業(yè)的穩(wěn)定性，履帶位于機(jī)器的下部?jī)蓚?cè)，前有落地鏟板，后有穩(wěn)定器支撐，整個(gè)機(jī)器的重心在履帶接地面積的形心面積范圍內(nèi)； (5)為了保護(hù)司機(jī)安全，同時(shí)又便于觀察、操作，將司機(jī)位置在機(jī)器后部右側(cè)； (6)由于掘進(jìn)機(jī)是地下巷道作業(yè)，所以整個(gè)機(jī)器呈長(zhǎng)條形，而且機(jī)身越矮機(jī)器越穩(wěn)定。 2.2 掘進(jìn)機(jī)各組成部分基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.1 截割部 截割部又稱工作機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，主要又截割電機(jī)、叉形架、二級(jí)行星減速器、懸臂段、截割頭組成。 截割部為二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。由120kW水冷電動(dòng)機(jī)輸入動(dòng)力，進(jìn)齒輪連軸節(jié)傳至二級(jí)行星減速器，經(jīng)過(guò)懸臂段主軸，將動(dòng)力傳給截割頭，從而達(dá)到破碎煤巖的目的。 1-截割頭 2-懸臂段 3-二級(jí)行星減速器 4-齒輪聯(lián)軸節(jié) 5-叉形架 6-截割電機(jī) 7-電機(jī)護(hù)板 圖2-1截割部 2.2.2 裝載部 裝載部結(jié)構(gòu)如圖2-2，主要由鏟板及左右對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)裝置組成，通過(guò)低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)三爪轉(zhuǎn)盤(pán)向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到裝載煤巖的目的。本次設(shè)計(jì)采用的是2.5m寬的鏟板。 1-鏟板體 2-改向鏈輪組 3-轉(zhuǎn)盤(pán) 4-驅(qū)動(dòng)裝置 圖2-2裝載部 裝載部安裝于機(jī)器的前端。通過(guò)一對(duì)銷軸和鏟板的左右升降油缸鉸接于主機(jī)架上，在鏟板油缸的作用下，鏟板繞銷軸上下擺動(dòng)。當(dāng)機(jī)器截割煤巖時(shí)，應(yīng)使鏟板前端緊貼底板，以增加機(jī)器的截割穩(wěn)定行。 2.2.3 刮板輸送機(jī) 刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2-3，主要由機(jī)前部、機(jī)后部、驅(qū)動(dòng)裝置、邊雙鏈刮板、張緊裝置和脫鏈器等組成。 1-機(jī)前部 2-機(jī)后部 3-邊雙鏈刮板 4-張緊裝置 5-驅(qū)動(dòng)裝置 6-液壓馬達(dá) 圖2-3刮板輸送機(jī) 刮板輸送機(jī)位于機(jī)器中部，前端與主機(jī)架和鏟板鉸接，后部托在機(jī)架上。機(jī)架在該處設(shè)有可拆裝的墊片，根據(jù)需要，刮板輸送機(jī)后部可墊高，增加刮板輸送機(jī)的卸載高度。 刮板輸送機(jī)采用低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)，刮板鏈條的張緊是通過(guò)在輸送機(jī)尾部的張緊脂油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 2.2.4 行走部 行走部的設(shè)計(jì)見(jiàn)第三章的介紹 2.2.5 機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái) 機(jī)架是整個(gè)機(jī)器的骨架，它承受來(lái)自截割、行走和裝載的各種載荷。機(jī)器中的各個(gè)部件均用螺栓、銷軸及止口與機(jī)架聯(lián)接，機(jī)架為組焊件。結(jié)構(gòu)如圖2-4 回轉(zhuǎn)臺(tái)主要用于支承，聯(lián)接并實(shí)現(xiàn)切割機(jī)構(gòu)的升降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)臺(tái)座在機(jī)架上，通過(guò)大型回轉(zhuǎn)軸承用于止口、36個(gè)高強(qiáng)度螺栓與機(jī)架相聯(lián)。工作時(shí)，在回轉(zhuǎn)油缸的作用下，帶動(dòng)切割機(jī)構(gòu)水平擺動(dòng)。截割機(jī)構(gòu)的升降是通過(guò)回轉(zhuǎn)臺(tái)支座上左、右耳軸鉸接相連的兩個(gè)升降油缸實(shí)現(xiàn)的。 ] 1-回轉(zhuǎn)臺(tái) 2-前機(jī)架 3-后機(jī)架 4-后支撐腿 5-轉(zhuǎn)載機(jī)連接板 圖2-4 2.2.7 液壓系統(tǒng) 本機(jī)除截割頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，其余各部分采用液壓傳動(dòng)。系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖2-5 2.2.6 電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)由前級(jí)饋電開(kāi)關(guān)、KXJ250/1140EB型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進(jìn)機(jī)用電控箱、CZD14/8型礦用隔爆型掘進(jìn)機(jī)電控箱用操作箱、XEFB—36/150隔爆型蜂鳴器、DGY—60/36型隔爆照明燈、LA810—1型隔爆急停按鈕、KDD2000型瓦斯斷電儀以及驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)各工作機(jī)構(gòu)的防爆電動(dòng)機(jī)和連接電纜組成。 第三章 行走部設(shè)計(jì) 3.1 行走部概述 掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)主要由履帶部分、減速器和動(dòng)力輸入裝置（液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)）和張緊裝置組成。其功能是支撐體并將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩變成掘進(jìn)機(jī)在地面上的移動(dòng)和牽引力，他可以使機(jī)器實(shí)現(xiàn)推進(jìn)、調(diào)用、轉(zhuǎn)彎等。 掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的工作原理：液壓馬達(dá)依靠液壓泵送來(lái)的高壓油旋轉(zhuǎn)，與其聯(lián)接的減速機(jī)構(gòu)減速得到低轉(zhuǎn)速大扭矩，液壓馬達(dá)、減速機(jī)構(gòu)和鏈輪做成一個(gè)整體，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪（鏈輪）的旋轉(zhuǎn)，鏈輪的輪齒和履帶的鏈軌銷咬合，從而實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)在履帶上爬行。同時(shí)導(dǎo)向輪起到導(dǎo)向作用，導(dǎo)向輪和張緊油缸一起作用對(duì)履帶的松緊進(jìn)行調(diào)節(jié)，支重輪起到對(duì)機(jī)身的支撐作用，拖輪主要是支撐履帶，在設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程中，必須保證驅(qū)動(dòng)輪、引導(dǎo)輪、支重輪、拖輪四輪一線，懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)，需要滿足驅(qū)動(dòng)機(jī)體前進(jìn)、后退以及左右轉(zhuǎn)彎調(diào)動(dòng)的工作要求，所以履帶式行走機(jī)構(gòu)的左、右履帶裝置都采用分別單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)方式。掘進(jìn)機(jī)行走速度的調(diào)節(jié)是通過(guò)兩液壓泵的交流與否來(lái)實(shí)現(xiàn)的。掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)、后退時(shí)，左右液壓馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)履帶運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)要轉(zhuǎn)彎時(shí)，可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)彎方向的另外一側(cè)液壓馬達(dá)，而使轉(zhuǎn)彎一側(cè)的液壓馬達(dá)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，或者可以采用以相反方向分別驅(qū)動(dòng)左右液壓馬達(dá)的方法使機(jī)體急轉(zhuǎn)彎。 3.2 行走部設(shè)計(jì)要求 履帶行走部是懸臂式掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的支承座，用來(lái)支承掘進(jìn)機(jī)的自重、承受切割機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中所產(chǎn)生的力，并完成掘進(jìn)機(jī)在切割、裝運(yùn)及調(diào)動(dòng)時(shí)的移動(dòng)。履帶行走機(jī)構(gòu)包括左右行走機(jī)構(gòu)、并以掘進(jìn)機(jī)縱向中心線左右對(duì)稱。履帶行走機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向輪、張緊裝置、履帶架、支重輪、履帶鏈及驅(qū)動(dòng)裝置等部件。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與驅(qū)動(dòng)輪相嚙合的履帶有移動(dòng)的趨勢(shì)。但是，因?yàn)槁膸路种c底板間的附著力大于驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪和支重輪的滾動(dòng)阻力，所以履帶不產(chǎn)生滑動(dòng)，而輪子卻沿著鋪設(shè)的滾道滾動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)整臺(tái)掘進(jìn)機(jī)行走。掘進(jìn)機(jī)履帶行走機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)彎方式一般有2種：① 一側(cè)履帶驅(qū)動(dòng)，另一側(cè)履帶制動(dòng)；②兩側(cè)履帶同時(shí)驅(qū)動(dòng)，但方向相反。現(xiàn)在設(shè)計(jì)將支重輪作成和機(jī)架一體的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且在井下的環(huán)境中它比支重輪可靠性能更高。由于沒(méi)有了支重輪，所以履帶的磨損比較嚴(yán)重，要采用更好的耐磨合金鋼。 掘進(jìn)機(jī)部在掘進(jìn)作業(yè)時(shí)。它承受切割機(jī)構(gòu)的反力、傾覆力矩及動(dòng)載荷。腰帶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)整機(jī)正常運(yùn)行、通過(guò)性能和工作穩(wěn)定性具有重要作用。 履帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：具有良好的爬坡性能和靈活的轉(zhuǎn)向性能； 兩條履帶分別驅(qū)動(dòng)，其動(dòng)力可選用液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)；履帶應(yīng)有較小的接近角和離去角。以減少其運(yùn)行阻力；要注意合理設(shè)計(jì)整機(jī)重心位置。使履帶不出現(xiàn)零比壓現(xiàn)象；履帶應(yīng)有可靠的制動(dòng)裝置，以保證機(jī)器在設(shè)計(jì)的最大坡度工作不會(huì)下滑。 3.3 設(shè)計(jì)布置傳動(dòng)方案 參照EBZ-125XK型掘進(jìn)機(jī)采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。左、右履帶行走機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置，分別驅(qū)動(dòng)。各由10個(gè)高強(qiáng)度螺栓(M30×2、10.9級(jí))與機(jī)架相聯(lián)。左右履帶行走機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)經(jīng)一級(jí)圓柱齒輪和3K行星齒輪傳動(dòng)減速后將動(dòng)力傳給主動(dòng)鏈輪，驅(qū)動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng)。本次的設(shè)計(jì)采用的是直聯(lián)高速液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)比比較大。對(duì)減速的設(shè)計(jì)提出了更高的要求?，F(xiàn)在以左行走機(jī)構(gòu)為例說(shuō)明其結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)。左行走機(jī)構(gòu)由導(dǎo)向張緊裝置，左履帶架，履帶鏈，左行走減速器，液壓馬達(dá)，摩擦片式制動(dòng)器等組成。摩擦片式制動(dòng)器為彈簧常閉式，當(dāng)機(jī)器行走時(shí)，泵站向行走液壓馬達(dá)供油的同時(shí)，向摩擦片式制動(dòng)器提供壓力油推動(dòng)活塞，壓縮彈簧，使摩擦片式制動(dòng)器解除制動(dòng)。 由于空間和安裝方式的限制，本次減速器的設(shè)計(jì)采用一級(jí)圓柱直齒輪傳動(dòng)和3k（Ⅱ）型行星傳動(dòng)。具體設(shè)計(jì)見(jiàn)第四章 3.4 行走部各部分的具體設(shè)計(jì) 3.4.1 履帶的設(shè)計(jì) 1）接地長(zhǎng)度的計(jì)算確定 （3-1） 式中 p——掘進(jìn)機(jī)的平均接地比壓； /MPa； G——掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的重力；/N； B——履帶板寬度；/mm； L——履帶接地長(zhǎng)度；/mm 設(shè)計(jì)中，履帶的接地比壓不允許出現(xiàn)三角形分布狀況，不得不在履帶接地長(zhǎng)度上出現(xiàn)零比壓，掘進(jìn)機(jī)重心位置應(yīng)在履帶接地的斷面核心之內(nèi)。 平均接地比壓主要是根據(jù)底板巖石條件選取，對(duì)于遇水軟化的底板，取較小值，對(duì)于底板較硬，遇水不軟化的底板取較大值。在設(shè)計(jì)掘進(jìn)機(jī)時(shí)，推薦平均接地比壓p≤0．14 MPa。本處參照EBZ-125XK型懸臂式掘進(jìn)機(jī)選取0.14MPa。 掘進(jìn)機(jī)的整機(jī)質(zhì)量為35噸，履帶的寬度選擇為500 mm。（已知） 根據(jù)公式（3-1），可以得出： 圖3-1履帶板 2） 選取履帶板的節(jié)距 選取履帶板（如圖3-1）的節(jié)距， 整體式履帶板基本尺寸應(yīng)符合下表（3-1）的規(guī)定。 表（3-1） 單位mm 所以 接地履帶距離選2500 mm，也就是大約有15-16個(gè)履帶在和地接觸。 3.4.2 液壓馬達(dá)及泵站電機(jī)的選擇 1）單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)牽引力的計(jì)算確定。 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)在水平地面轉(zhuǎn)彎時(shí)，單側(cè)履帶的牽引力為最大，故單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力的計(jì)算以平地轉(zhuǎn)彎時(shí)的牽引力為計(jì)算的依據(jù)。 （3-2） 其中 （3-3） 式中 T1——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力，kN； R1——單側(cè)履帶對(duì)地面的滾動(dòng)阻力，kN； f——履帶與地面之間滾動(dòng)阻力因數(shù)，0.08～0.1； μ——履帶與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力因數(shù)，0.8～1.0； n——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，mm； G1——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)承受的掘進(jìn)機(jī)的重力，kN。 B———左右兩條履帶的中心距，mm。 f取0.1，由公式（3-3）： μ取0.9，n取440mm，B取150mm,代入公式（3-2）： 表3-2 附著系數(shù)數(shù)值 根據(jù)單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力心須大于或等于各阻力之和，但應(yīng)小于或等于單側(cè)履帶與地面之間的附著力。，由表（3-2）得附著系數(shù)值選取0.7。 符合。 2） 單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)輸入功率的計(jì)算確定 （3-4） 式中 P——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，kW； V——履帶行走機(jī)構(gòu)工作時(shí)的行走速度，m／s； η1——履帶鏈的傳動(dòng)效率。有支重輪時(shí)取0．89～0．92，無(wú)支重輪時(shí)取0．71～0．74； η2——驅(qū)動(dòng)裝置減速器的傳動(dòng)效率，0.75％。 在最大速度的情況下計(jì)算，V=6m/min=0.1m/s,η1取0.74,η2取0.75，根據(jù)公式（3-4）： 3）液壓馬達(dá)選型 基本型號(hào): MFB29-20 幾何排量/(mL/r): 61.6 最高轉(zhuǎn)速/(r/min): 2400 最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速/(r/min): 50 最高工作壓力/MPa: 20.7 最大輸出轉(zhuǎn)矩/N·m: 178 重量/kg: 29 4）泵站電機(jī)的功率選擇 行走需要電動(dòng)機(jī)的功率為Pn Pn=2P/ηv1ηv2ηj （3-5） 式中 P——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，kW； ηv1——液壓馬達(dá)的效率，%； ηv2——液壓泵的效率，%； ηj——功率傳輸?shù)膿p失，%； ηv1、ηv1取0.9，ηj取0.95,根據(jù)公式（3-5）： 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YB250M—4，功率為55kW,轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1470r/min。 3.4.4 鏈輪的設(shè)計(jì) 鏈輪的節(jié)距已確定。齒數(shù)就要決定鏈輪的直徑大小。安裝在后驅(qū)動(dòng)架上就會(huì)影響到接地角和離去角，把原有設(shè)計(jì)的8個(gè)齒改成9齒，減小了接地角。使行走部前進(jìn)與后退時(shí)的受力不均的確點(diǎn)減輕。 （3-6） （3-7） （3-8） 式中 ——分度圓直徑，mm； ——鏈輪的齒數(shù)； ——齒頂圓直徑，mm； ——齒根圓直徑，mm； ——兩個(gè)履帶的厚度，mm。 將z=9，p=160帶入（3-6）、（3-7）、（3-8）三個(gè)公式： 圓整為，，。 3.4.5 履帶架及導(dǎo)向輪和張緊裝置 1）履帶架的地板長(zhǎng)度要能保證15～16個(gè)履帶板和地面接觸，在這個(gè)設(shè)計(jì)中履帶架是承擔(dān)了負(fù)重輪的功能的。履帶架要保證導(dǎo)向輪和傳動(dòng)鏈輪的安裝以及保證履帶能在上面運(yùn)動(dòng)。履帶架見(jiàn)圖3-2。 圖3-2 2)導(dǎo)向輪是用來(lái)保證掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)彎的一種裝置，張緊裝置是用來(lái)調(diào)整履帶的松緊程度的，其設(shè)計(jì)如圖3-3 導(dǎo)向張緊裝置 如圖3-3 1-導(dǎo)向張緊裝置 2-張緊油缸活塞桿 3-墊板 4-注油嘴 5-六方接頭 6-鎖板 7-履帶架 8-履帶鏈 第四章 減速器設(shè)計(jì) 4.1 減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)及傳動(dòng)比分配 考慮到該減速器用于行走機(jī)構(gòu)上。由于懸臂式的安裝方式，和狹窄的安裝空間的限制。在體積上有所限制。再除掉馬達(dá)占用的空間，留給減速器的空間比較小。減速器采用的：一級(jí)圓柱直齒輪傳動(dòng)和3K（Ⅱ）型行星傳動(dòng)。恰好解決了安裝方式和安裝空間的問(wèn)題。傳動(dòng)示意圖如下圖4-1 圖4-1 傳動(dòng)示意圖 1）液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的計(jì)算 在高速行走的時(shí)候，液壓馬達(dá)由兩個(gè)63液壓泵提供液壓油分別驅(qū)動(dòng)左右行走部的液壓馬達(dá)，液壓泵的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和泵站電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同。 （4-1） ，，帶入（4-1） 液壓馬達(dá)有 （4-2） ，帶入（4-2） 2）鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的計(jì)算 計(jì)算掘進(jìn)機(jī)調(diào)動(dòng)速度時(shí)的鏈輪轉(zhuǎn)速 （4-3） 式中 V——機(jī)器的調(diào)動(dòng)速度，m/min； z——鏈輪的齒數(shù)； p——履帶節(jié)距，mm。 將，，帶入公式（4-3），則得 3）減速比計(jì)算 減速比計(jì)算公式為： （4-4） 由前面可以知道，，帶入公式（4-4），則得 所以減速器的總傳動(dòng)比要為292.3。 4.2 一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì) 4.2.1 各齒數(shù)選擇 分配傳動(dòng)比 一級(jí)傳動(dòng)兩齒輪齒數(shù)分別是23、50 4.2.2 模數(shù)選擇 1) 選擇齒輪材料 大、小齒輪均選用35CrMo 表面淬火 ， 齒面硬度58～62HRC 取，。 2）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 ①齒輪精度等級(jí) 首先估算 （4-5） 精度等級(jí)確定為7級(jí) ②確定計(jì)算負(fù)載 一級(jí)圓柱齒輪副名義轉(zhuǎn)矩按下面公式計(jì)算。 （4-6） 將，代入公式（4-6）得名義轉(zhuǎn)矩： ③確定模數(shù) 按照齒根彎曲強(qiáng)度條件的設(shè)計(jì)公式確定起模數(shù)； （4-7） 式中 ——算式系數(shù)，對(duì)于直齒輪傳動(dòng)為12.6，斜齒輪傳動(dòng)為11.5； ——小齒輪承受的扭矩，N·mm； ——載荷系數(shù)； ——齒輪寬度系數(shù)； ——齒輪副中小齒輪齒數(shù)； ——試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限，N/mm2； ——載荷作用于齒頂時(shí)的小齒輪齒形系數(shù)； ——外齒輪應(yīng)力修正系數(shù)； 查文獻(xiàn)[1]第九章表數(shù)據(jù)，可以得到 =12.6；=146N·m；=1.5；=0.4