纵轴式掘进机总体方案设计及其装载机构设计本科论文.doc

目录 前言 1 1 总体结构方案设计 5 1.1工作机构型式选择 5 1.2 装载机构类型选择 5 1.3 输送机构形式选择 6 1.4 转运机构形式选择 6 1.5 行走机构 7 1.6 除尘装置型式选择 7 1.6.1 除尘方式： 8 1.6.2除尘系统 9 2 总体布置 10 2.1 总体布置的内容 10 2.2 总体布置的原则 10 2.3具体要求 10 3传动型式及动力元件的选择 12 3.1 传动形式及元件选择应遵循的原则： 12 3.2 各机构对传动系统的要求及传动形式的选择 12 4 总体参数的确定 14 4.1 机型大小 14 4.2 机器外形尺寸 14 4.3 机器可掘断面 15 4.3.1伸缩量 15 4.3.2 悬臂长度和摆角 15 5 生产率 18 5.1 截割生产率 18 5.2 装载生产率 20 5.2.1 装载机构生产能力确定 20 5.2.2 星轮结构尺寸确定 20 5.2.3 中间输送机生产率 21 6 掘进机的通过性 22 6.1 离地最小间隙 22 6.2 可通过巷道最小半径 22 6.3 适应巷道坡度 23 7 纵轴式悬臂掘进机装载机构设计 24 7.1 铲板体结构 24 7.2 驱动装置 25 7.3 装载机构设计 25 7.3.1装载机构生产能力确定 25 7.3.2星轮结构尺寸确定 26 7.3.3星轮转速确定 27 7.3.4装载功率确定 29 结　　语 30 致谢 31 参考文献 32 附录A 33 附录B 37 前言 纵轴式悬臂掘进机总体设计的任务是，根据掘进机的用途、作业情况及制造条件，合理选择机型，确定性能参数、整机尺寸及各部分的结构型式，并进行整体布置，以实现整机的各项性能指标。设计一台纵轴式掘进机并重点设计其装载机构。 为了采煤，井下需要开凿各种巷道。巷道的开凿称为掘进。掘进要超前回采，否则会造成失调，严重影响原煤的生产。巷道按地质构成分岩巷、半煤岩巷和煤巷三种。巷道掘进的速度和质量以及工人的劳动强度，与掘进机械化程度有很大关系。而掘进机是实现掘进机械化的关键。使用掘进机，就可以取消打眼放炮，一次完成破碎装载的全部工序。因此，国内外都非常重视掘进机的研制和应用。 悬臂式巷道掘进机具有掘进速度快，巷道成形好，便于与其它设备配套组成综掘作业线以及成本较为合理等优点，因而应用广泛。近年来掘进机不仅广泛用于煤及软岩巷道的掘进，在中等硬度的半煤岩巷道掘进中也获得良好的技术经济效果。国外的某些重型掘进机已能切割抗压强度达170MPa的硬岩。据统计，目前国外各主要产煤国采用掘进机掘进的巷道占采准巷道的40%以上。而我国综掘比率为8%左右，与国外先进水平相比尚存在很大差距，与我国煤炭生产的需要，特别是现代化高产高效矿井建设的需要也是极不相适应的，因此，我国掘进机的研制开发以及推广应用，还需作大量工作。 掘进机经历了切割软煤、硬煤及半煤岩的过程。近期一些重型掘进机已能切割硬岩。据报道，日本成功地使用TM60K型掘进机掘进全岩巷引水隧道，岩石硬度高达170~200MPa。目前最大的WAV408型掘进机重达160t，切割功率可达408kW，定位切割断面可达87.5m2。以先进的制造技术为基础，从原材料质量到零部件的加工精度都能严格控制，又有优越的国际协作条件，选购外购外协件的范围宽广，有效地保证了主机的质量水平。此外，近年来广泛地采用了可靠性技术，其突出表现为简化机械结构、采用降额设计。在齿轮传动、机械联接及液压传动方面尽量减少串联系统，有的地方以嵌装式结构代替螺栓组结构。既简化了结构，又大大提高了可靠性。 国外新型掘进机均配备有完善的工况监测和故障诊断系统，从而可早期发现故障，快速排出故障，大大减少停机时间。有些重型掘进机还可配置自动控制系统，可以使机器的生产率提高30%左右，还可以保证切割机构的负载平稳，避免由于人工操作不当引起的尖峰负荷，从而延长机器的使用寿命约20%。 我国于1962年开始掘进机的研制工作，最初是仿苏联产品，机身轻、功率小、性能差，未广泛应用。八十年代与国外公司合作制造了AM-50及S100型掘进机，这两种机型现已成为国内市场主导产品。同时，国产掘进机研制步伐也在加快，先后研制出EL-90、ELMB-55、EBJ-6548等机型。其中ELMB-55得到较大规模的应用。上述产品主要适用于煤巷掘进，对于硬煤及半煤岩巷道适应性差，机器振动过大，故障率高。进入九十年代后，发展重点转向半煤岩巷道掘进机。先后研制了EBJ-132、EBH-132、EBJ-160等机型，机重为36~50t，切割功率达160kW。同时，机重20t的煤巷掘进机也在改进提高，由ELM系列发展创新的ELMB-75B型掘进机在技术指标与经济合理性方面结