【正文】 過程中，遇到的糊狀淤泥，清理比較困難，產(chǎn)生糊狀淤泥的原因是淤泥中水的含量太大如果能將淤泥中的水分離出來，水分較少的淤泥和分離出的水分別運輸和處理，是一種有效的辦法，此系統(tǒng)借鑒了洗煤廠洗煤過程中壓濾機處理煤泥水的工作原理。壓濾機一般只能處理 mm以下的雜物， mm的顆粒狀煤和其他雜物，這里借鑒了振動篩清淤系統(tǒng)的原理， mm以上的顆粒狀雜物分級篩選出來進行處理。壓濾機只處理 mm以下的雜物。根據(jù)調(diào)研，直線振動篩的工作效果較好。通過工藝流程圖來說明新型清淤系統(tǒng)的工作原理，將淤泥稀釋后用排污泵排出。通過直線振動篩分級， mm以上的顆粒雜物篩選出來，裝入礦車， mm以下的淤泥漿進入壓濾機將水分離，泥餅裝入礦車運走，清水排出。該系統(tǒng)在實際煤礦工作中投入工業(yè)性試運行，效果明顯。其主要由工作部分、攪拌部分、行走及制動裝置、控制部分等組成。工作原理為:工作部分由吸漿管排漿管壓縮空氣管漿體罐真空泵煤漿閥壓氣閥真空閥3等組成。所有閥門均采用氣動控制。工作時，先將壓氣閥、排漿閥關(guān)閉，置真空閥、吸漿閥于開啟位置，置吸漿管進口于漿體中，然后啟動真空泵，隨著漿體罐內(nèi)壓力降低，真空度提高，煤泥漿經(jīng)吸漿管吸入漿體罐內(nèi)，當漿體液位上升到預定高度時，觸發(fā)器接通，控制部分工作，使真空閥和吸漿閥及時關(guān)閉，同時停掉真空泵電機，煤漿被壓入到清倉機后的礦車內(nèi)，用調(diào)度絞車拉出、換空車后，開始下一個工作循環(huán)。 新型水倉清理機該結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點是：1）該設(shè)備從原理到結(jié)構(gòu)都比較簡單，制造、操作均較方便；2）該設(shè)備在井下使用過程中，清理范圍大，適應性強，運動靈活；3）煤泥漿體不直接經(jīng)過高速或低速運動的機械部分，所以磨損較小，維修工作量?。?）借助井下現(xiàn)有的壓縮空氣作為排漿動力，簡化了設(shè)備的復雜程度。這些新型機械、系統(tǒng)的研制給礦山企業(yè)帶來勃勃生機，也大大促進了礦山機械的大力發(fā)展。從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能、制造工藝等各方面做出了創(chuàng)新，大力拉近了我國在礦山機械領(lǐng)域與國際同行業(yè)的距離。 課題的提出與本文的主要內(nèi)容隨著國家煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展，以及煤炭工業(yè)中生產(chǎn)技術(shù)的明顯提高，國家大力推進現(xiàn)代化礦井的建設(shè)。這要求在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，例如采煤機械、輸送機械等方面以外的其他設(shè)備上也要進行創(chuàng)新研究和開發(fā)。所以考察國內(nèi)外針對水倉清理機械的現(xiàn)狀分析，得出結(jié)論是現(xiàn)有的很多技術(shù)已經(jīng)不能滿足煤炭企業(yè)的生產(chǎn)要求，必須提高生產(chǎn)效率，縮短清理工期和人員要求。而工作裝置的研究在整個清淤機器中占據(jù)重要地位，所以新型的工作裝置的研究很具有現(xiàn)實意義。本文中所設(shè)計的工作裝置是基于斗式提升機、刮板輸送機、以及裝載機的各自優(yōu)點上所研究的。該裝置實現(xiàn)了連續(xù)式的裝載要求，操作方便，大大降低了工人的勞動強度，提高了礦下的效率，從而增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益。本文共分為五章，主要內(nèi)容如下“第一章：緒論。介紹了目前國內(nèi)外的清倉技術(shù)的現(xiàn)狀和研究情況，提出了本課題的研究目的和內(nèi)容。第二章：介紹了該清倉機的功能介紹和工作狀況的分析，通過對幾種方案設(shè)計的多方面的綜合比較，詳細介紹本方案的優(yōu)勢所在。第三章：詳細介紹了該工作裝置的重要結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計。第四章：通過相關(guān)的設(shè)計計算，使工作裝置中的各部分結(jié)構(gòu)中的重要零件得到最優(yōu)的結(jié)果。第五章：畢業(yè)設(shè)計總結(jié)。總結(jié)本文的研究成果和創(chuàng)新之處，對今后的工作提出了展望。 本章小節(jié)本章介紹了清倉技術(shù)的現(xiàn)狀和研究情況，綜述了對提出本課題的重要性和目的性。在此基礎(chǔ)上提出了本文創(chuàng)新點，并給出了全文的總體框架。第一章 緒論第二章 功能分析與方案設(shè)計第三章 工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計第四章 零件的設(shè)計與計算第五章 總結(jié)與展望第二章 功能分析與方案設(shè)計前文分析了研制該新型工作裝置的前提背景與長遠意義，在本章中將主要介紹該新型裝置的功能與工作情況的分析，以及相應的方案的設(shè)計與比較。 功能分析該新型的工作裝置的主要具有如下功能特點：（1）體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，機動靈活可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，特別適用井下狹小空間里作業(yè)；（2）工作裝置可以相對車身進行旋轉(zhuǎn)，本身不動的情況下也同樣可以鏟泥工作；（3）該工作裝置應該具有通用性，改型容易，大斷面水倉可以改成大的鏟斗，小斷面水倉可采用小水倉，應有較強的適應性；（4）該工作裝置應該實現(xiàn)連續(xù)式的裝載要求，切實提高井下的工作效率和安全可靠性。該工作裝置的工作過程情況如下：首先啟動機器，由鏈輪拖動鏈條及安裝在鏈條上的鏟斗，在鏟斗上設(shè)計有滾子，可在由矩形空心方管組成的軌道上運動。，通過上行導軌一直運行至鏈輪3處，進 清淤機的結(jié)構(gòu)示意圖行卸泥工作，在這里可以加入一個簡單的下拉或者下推鏟斗的動作機構(gòu)，增加鏟斗的運行的瞬間速度，使斗內(nèi)物料卸的更干凈。在運作過程中，可以通過前端的舉升油缸抬高最下部的鏟土的斗的位置，使其可以在較大的垂直距離內(nèi)工作。另外在車臺架上設(shè)計了一個油缸，可以推動工作裝置繞一定的支點轉(zhuǎn)動，而車身本身并不旋轉(zhuǎn)，這樣就簡化了機構(gòu)的設(shè)計的基礎(chǔ)上，增加了水平工作空間。 工作裝置的總體方案設(shè)計目前，煤礦下尚無理想的，適合狹小空間工作的裝載機械，例如水倉的各種清理技術(shù)或者設(shè)備就存在著許多毒缺點。其中工人數(shù)量多、工期長、效率低下、操作復雜，結(jié)構(gòu)上也比較繁冗等是主要顯現(xiàn)的不足。這和相應設(shè)備的工作裝置的結(jié)構(gòu)是分不開的，所以研制新型的工作裝置是很重要的，更是開發(fā)新型清倉機械的核心技術(shù)。 方案設(shè)計結(jié)合水倉的斷面結(jié)構(gòu)，以及現(xiàn)有清倉設(shè)備和礦山機械的特點，做出下述集中可行的方案。而他們各自的優(yōu)缺點將在下一單元進行詳細的對比。⒈ 微型裝載車式該工作裝置是采用反轉(zhuǎn)六連桿機構(gòu)，176。的回轉(zhuǎn)，因而工作裝置的結(jié)構(gòu)尺寸將直接影響車輛的工作空間，這就要求工作裝置在滿足要求的前提下，結(jié)構(gòu)尺寸應盡量小，為此對工作裝置進行了優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計是在追求工作裝置連桿機構(gòu)傳力 裝載式清倉裝置1— 行走系統(tǒng)；2—平臺；3—電機；4—坐椅；5—操作臺；6—液壓系統(tǒng)；7—工作裝置比最大的同時，使轉(zhuǎn)斗缸的行程達到最短(這樣可使工作裝置的總體結(jié)構(gòu)尺寸為最小)。優(yōu)化設(shè)計的工作裝置的結(jié)構(gòu)尺寸比較小，縱向尺寸僅為1 206 mm。此裝置工業(yè)試用的結(jié)果也比較滿意，工作具有一定的可靠性[7]。⒉ 刮板輸送式該方案的設(shè)計是由鏈傳動機構(gòu)與板式輸送機的的相關(guān)結(jié)構(gòu)組成的。行走箱2輸出的動力通過安裝在運輸架上的113等一系列的鏈傳動() , 在完成減速的同時使刮板輸送機獲得了動力。 刮板輸送式工作裝置1—電機；2—行走箱；11—支撐裝置；4—刮板輸送機；5—軌輪；6—螺旋滾筒給料機構(gòu)；10—鏈輪；8—刮板；9—刮板鏈；113—進給裝置 螺旋滾筒給料機構(gòu)1—葉片；2—鏈輪；3—軸；4—筒轂。螺旋滾筒給料機構(gòu)是淤煤裝載機清理淤泥的關(guān)鍵工作部。工作時通過鏈輪帶動螺旋滾筒旋轉(zhuǎn), 由于螺旋滾筒的兩邊葉片分別為左、右旋向, 因此把泥煤往中間推進, 而后被刮板刮走。刮板輸送機是淤煤裝載機的中間輸送裝置,通過刮板和刮板鏈的運動,將淤煤從螺旋滾筒機構(gòu)處刮走,裝入礦車。由于刮板所需強度不大,但要耐腐蝕,耐磨損[8]。⒊ 鏈斗輸送式。其驅(qū)動采用液壓馬達。斗鏈上的刮斗采用拖鏈拖動作連續(xù)循環(huán)運動，當其運行到位于整機前端的豎直前伸段時起鏟掘、提升作用，因此斗的前沿設(shè)計有掘齒，必要的話可以由油缸施加推力或振動。刮斗深淺既要使它盛裝學要量的物料、泥水，又能方便傾倒。刮斗處于最低位置時，底端可帖軌面進行作業(yè)，當刮斗運行到整機上部的輸送端時，刮斗傾倒出物料，并起輸送刮板作用。輸送刮板與底盤固定安裝，由行走機構(gòu)調(diào)定尾端與料車對正，保證頭部隨回轉(zhuǎn)平臺轉(zhuǎn)動時尾部不會移出料車口。輸送槽應有立邊，以阻止物料的散落，又得有導向設(shè)計，以保證刮斗受力與運行均衡平穩(wěn)。擋泥板是為了防止刮斗回程時殘余泥水濺落機器上設(shè)置的零件。舉升油缸設(shè)置是為了需要時抬高鏟掘輸送裝置底端位置。 鏈斗輸送式 方案比較與選擇通過實地地考究與結(jié)構(gòu)上的分析，得出了上述幾中方案各自的優(yōu)點以及缺陷所在。具體如下所述：對微型裝載車式（反轉(zhuǎn)六連桿機構(gòu)）的工作裝置是現(xiàn)在市場上比較成熟和各種工程機械設(shè)計中較多采用的技術(shù)方案，具有較大的可靠性。而且采用履帶式的行走系統(tǒng)，可以保證鏟斗獲得足夠的鏟掘力。另外六連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，運輸狀態(tài)鏟斗的后傾角大，不易灑落物料，鏟斗可以自動放平等優(yōu)點。但其也存在一些缺陷，行走系統(tǒng)采用履帶結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較復雜，未充分利用巷道內(nèi)已有的軌道資源；回轉(zhuǎn)平臺增加了整車的高度和復雜程度，限制了整車長度；更重要的是該裝置只能間歇式工作，效率比較低。刮板輸送機式的工作裝置是采用連續(xù)的傳動和輸送結(jié)合起來的，所以解決了方案一中工作不連續(xù)的情況。該裝置還有工作原理簡單，維護方便，適用各種水倉巷道，通過改變螺旋滾筒的大小即可。另外可以實現(xiàn)與礦車共用道。但是該裝置結(jié)構(gòu)較為復雜，需較大的動力機構(gòu)，而且螺旋滾筒的磨損大，巷道面上的淤泥難以清理。方案三中的工作機構(gòu)集中前面兩個方案的諸多優(yōu)點。實現(xiàn)了連續(xù)式的裝載和輸送物料；同樣采用履帶式行走系統(tǒng)，使得斗的鏟掘力較大，結(jié)構(gòu)上又得到簡化；而且操作簡單；可以根據(jù)需要調(diào)整整個工作裝置的角度位置，使得清理更徹底，大大提高了清倉效率。但是同方案一樣采用履帶式行走裝置不能充分利用巷道已有的軌道資源。所以綜合比較后，采用方案三進行詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算。經(jīng)過后續(xù)的設(shè)計計算所得出的結(jié)構(gòu)已與該方案有所區(qū)別，但是工作原理并未改變。而經(jīng)過設(shè)計所要達到的技術(shù)指標如下：裝料方式： 連續(xù) 清挖量： 10m3/h行走速度/km/h: 0～電機功率/kw: 13卸載高度/mm： 1200（滿足礦車裝載要求）最大爬坡能力/ (176。)： 30回轉(zhuǎn)角度/ (176。)： 177。30176。整機重量/kg： 2000外形尺寸(長寬高) /mm： 300012001600經(jīng)過多方面的論證，該方案具有較強的實施性。對此擬訂了下述的技術(shù)路線：1） 總體方案設(shè)計；2） 技術(shù)設(shè)計：主要對工作裝置的各部分進行結(jié)構(gòu)設(shè)計及必要的校核計算；3） 產(chǎn)品試制；4） 設(shè)備試運行。 本章小節(jié)本章主要闡述了課題中所涉及的工作裝置的功能所在和工作的具體環(huán)境及工作狀態(tài)。提出了三種切實可行的技術(shù)方案，并通過分析三者的特點，進行詳細的對比，得出其中的最優(yōu)方案，并擬定了該工作裝置的技術(shù)指標與技術(shù)路線。第三章 工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計通過上文的工作情況的分析以及對現(xiàn)有的各種技術(shù)方案進行綜合詳細的比較后，最終確定選用。而在本章中對該方案中主要涉及的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計及優(yōu)化。 輸送結(jié)構(gòu)的設(shè)計在該課題中所要設(shè)計的新型工作裝置需要實現(xiàn)連續(xù)式的進行淤泥裝載，綜合現(xiàn)有各種工程機械以及礦山機械的特點，采用類似與斗式提升機式的輸送形式來滿足工作要求。其牽引機構(gòu)是繞過上部和底部的滾筒或者鏈輪，牽引構(gòu)件上沒隔一定距離裝里刮斗，由上部滾筒或斂輪驅(qū)動，形成具有上升分支和橫向分支傳送閉合回路。物料則總上部路線輸送至卸料處。 輸送方式簡圖這種連續(xù)式的傳送機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)比較簡單，橫向尺寸可以相對較長，縱向尺寸較小，可以節(jié)約水倉中狹小的空間資源。而如同斗式提升機，采用這樣的工作裝置，所需要的主要部件或機構(gòu)有牽引機構(gòu)、承載機構(gòu)、驅(qū)動裝置、張緊裝置，上下滾筒（或鏈輪）、機架（導軌）等。這些主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計將在下問中一一敘述。 牽引機構(gòu)的設(shè)計在機械行業(yè)中牽引構(gòu)件很多，而在此課題設(shè)計中主要參考的是斗式提升機和鏈式輸送機等機械的牽引方式。在斗式提升機中常用的牽引構(gòu)件是橡膠帶和鏈條。而常用的鏈條有圓環(huán)鏈、套筒滾自鏈等。由于鏈條的嚙合驅(qū)動會產(chǎn)生動載荷，而橡膠帶較鏈條輕便、工作平穩(wěn)、噪聲小、能采用較快的運動速度而帶到較高的生產(chǎn)率，所以在斗式提升機中一般采用橡膠帶。但是在礦山中，惡劣的工作環(huán)境使得工作裝置需要選擇鏈傳動。而且鏈條的強度也較橡膠帶的大的多，此外，若在橡膠帶上打孔以便安裝料斗，更會降低帶的強度。結(jié)合上述文字，再聯(lián)想到鏈式輸送機，很明顯采用鏈傳動是比較合理的。鏈條是用金屬環(huán)或者金屬片等連接而成的撓性構(gòu)件，多采用焊接鏈（）和片式鏈（）[6]。 片式鏈 圓環(huán)鏈片式鏈在輸送機中應用較廣，但在刮板輸送機中則不常采用。所以采用圓環(huán)鏈。鏈條在運行中不僅要承受很大的靜負荷和動負荷，還要受礦水的浸蝕，因此要求鏈條組件要有高的抗拉強度、抗沖擊韌性、疲勞強度和防銹抗腐蝕性。鏈條均用圓環(huán)鏈，其型式、基本參數(shù)及尺寸、技術(shù)要求、試驗方法及驗收規(guī)則已有統(tǒng)一的國際和國家標準(GB12718一91}。圓環(huán)鏈規(guī)格是以鏈環(huán)棒料直徑和鏈節(jié)距的毫米尺寸表示，標準規(guī)格有八種: Φ1040,Φ1450, Φ1864 ,Φ2286 , Φ2486, Φ2692, Φ30 1