【正文】 中文題目：懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)工作分析及設(shè)計(jì)外文題目：ANALYS AND DESIGN OF WALKING MECHANISM OF BOOMTYPE ROADHEADER畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）共70頁(yè)（其中：外文文獻(xiàn)及譯文10頁(yè)）圖紙共5張 摘 要行走機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)非常重要的部件之一，行走性能的好壞關(guān)鍵在于其傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算和設(shè)計(jì)和履帶板的設(shè)計(jì)。行走機(jī)構(gòu)一般采用履帶型式，兩條履帶分別由各自的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。履帶的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力有電動(dòng)機(jī)和液壓馬達(dá)兩種，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一般只設(shè)置一種行走速度，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)可采用低速大扭矩馬達(dá)直接帶動(dòng)履帶鏈輪，或采用中速液壓馬達(dá)+ 減速器帶動(dòng)履帶鏈輪的傳動(dòng)方式，它可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。履帶結(jié)構(gòu)型式有滑動(dòng)和滾動(dòng)兩種，當(dāng)機(jī)器調(diào)動(dòng)速度≤10m/min 的中、輕型掘進(jìn)機(jī)，宜采用滑動(dòng)結(jié)構(gòu)型式；當(dāng)機(jī)器的調(diào)動(dòng)速度＞10m/min 的重型、特重型掘進(jìn)機(jī)，應(yīng)采用滾動(dòng)結(jié)構(gòu)型式。本文結(jié)合了國(guó)內(nèi)外懸臂式掘進(jìn)機(jī)履帶式行走機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，以及EBZ200掘進(jìn)機(jī)的基本參數(shù)，對(duì)該掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算，提出了改進(jìn)設(shè)計(jì)建議。關(guān)鍵詞：掘進(jìn)機(jī)；行走機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)系統(tǒng)；履帶；計(jì)算AbstracThe walking mechanism is one of the most important parts of tunnel boring machine, the key of quality of operating performance is in the calculation and design of its transmission system design and the crawler plate. General use of track type walking mechanism, the two tracks are respectively by the respective drive, can steer insitu. The driving force of track with an electric motor and a hydraulic motor two, motor drive generally set up at a walking speed, hydraulic motor driven by lowspeed big torque motor direct drive the caterpillar chain wheel, transmission mode or use the middlespeed hydraulic motor + reducer driven crawler sprocket, it can realize stepless speed regulation. The track structure with sliding and rolling two, when the machine is to mobilize the speed of light, ≤ 10m\/min boring machine, should adopt the sliding structure。 when the transfer rate, 10m\/min heavy, heavy roadheader, should adopt rolling structure. This paper bines the characteristics of the crawler the boomtype roadheader walking mechanism, as well as the basic parameters of EBZ120 roadheader walking mechanism, on the boring machine were calculated, proposes an improved design proposal.Keywords: roadheader walking mechanism。 transmission system。 track。 calculation。目 錄緒論 意義和研究現(xiàn)狀 1 1 意義 1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 2 3 主要研究?jī)?nèi)容 3 主要解決的問(wèn)題 3 3 32 行走機(jī)構(gòu)的方案的確定 4 4 履帶架 4 履帶 4 驅(qū)動(dòng)裝置 5 支重裝置 5 張緊裝置 5 63 行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 9 9 9 9 10 11 11 12 13 21 29 49 50 534 結(jié)論 56致謝 57參考文獻(xiàn) 58附錄A 譯文 59附錄Ｂ 外文文獻(xiàn) 631 緒論 選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀 目的我國(guó)是產(chǎn)煤大國(guó)，煤炭占能源需求的70%以上，是我國(guó)的主要能源，盡管新能源的發(fā)展和推廣會(huì)使煤炭在一次能源中的消費(fèi)比重會(huì)逐年下降，但是煤炭的的主導(dǎo)地位不會(huì)發(fā)生重大改變。煤炭生產(chǎn)的高產(chǎn)高效和現(xiàn)代化是當(dāng)今國(guó)際煤炭工業(yè)的發(fā)展發(fā)方向，是衡量一個(gè)國(guó)家煤炭工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志，是我國(guó)煤炭行業(yè)的必然選擇。我國(guó)自從高產(chǎn)高效礦井技術(shù)以來(lái)，煤炭工業(yè)得到了迅速的發(fā)展和推廣，掘進(jìn)機(jī)作為高產(chǎn)高效礦井掘進(jìn)設(shè)備的主要設(shè)備之一起了重要作用。煤炭工業(yè)的機(jī)械化包括采掘、支護(hù)、運(yùn)輸、提升的機(jī)械化，其中采掘包括采煤和掘進(jìn)巷道。隨著掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，懸臂式掘進(jìn)機(jī)是主要的掘進(jìn)機(jī)械。懸臂式掘進(jìn)機(jī)要同時(shí)實(shí)現(xiàn)剝離煤巖、裝載運(yùn)出、機(jī)器本身的行走調(diào)動(dòng)以及噴霧除塵等功能，即集切割、裝載、運(yùn)輸、行走于一身。隨著發(fā)展，懸臂式掘進(jìn)貢的功能越來(lái)越多，其自身的結(jié)構(gòu)、組成愈加復(fù)雜。因而發(fā)生故障的原因也隨之復(fù)雜。早期的懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走，裝載機(jī)構(gòu)主要采用電動(dòng)方式，如匈牙利的F6－HK、前蘇聯(lián)的4IIY 、奧地利的AM50等。隨后出了抗沖擊易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的液壓系統(tǒng)在行走機(jī)構(gòu)既用油馬達(dá)來(lái)拖動(dòng)的技術(shù)開(kāi)始占主流。如日本三井三池公司的S100、S200，奧地利奧鋼聯(lián)公司的AM100，英國(guó)多斯科MK2A、MK2B等。為了適應(yīng)高產(chǎn)高效的發(fā)展和實(shí)現(xiàn)礦井集約現(xiàn)代化的需要，積極采用新技術(shù)，就要求大力發(fā)展綜合機(jī)械化掘進(jìn)。綜合掘進(jìn) 是高效安全的掘進(jìn)方法，而懸臂式掘進(jìn)機(jī)是綜合機(jī)械化掘進(jìn)中的重要設(shè)備。 意義隨著掘進(jìn)機(jī)在土木隧道和采礦工程中的大量使用,目前掘進(jìn)機(jī)已成為各主要產(chǎn)煤國(guó)家不可缺少的生產(chǎn)設(shè)備,且各國(guó)制造、推廣使用的煤、巖和煤一巖巷掘進(jìn)機(jī)多以部分?jǐn)嗝鎽冶凼綖橹?。?shí)踐證明,懸臂式部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)掘進(jìn)速度快質(zhì)量好。掘進(jìn)機(jī)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)掘進(jìn),能同時(shí)完成破煤巖、運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè),效率高,且掘進(jìn)機(jī)是機(jī)械破巖,掘進(jìn)后巷道周?chē)簬r壁完整光滑,超挖掘量少,減少了支護(hù)量。這與傳統(tǒng)的鉆爆法相比,掘進(jìn)速度可提高數(shù)倍,并避免了爆破作業(yè)時(shí)巷道周?chē)簬r因爆破振動(dòng)而破壞的現(xiàn)象發(fā)生。結(jié)構(gòu)緊湊、技術(shù)先進(jìn)。目前懸臂式掘進(jìn)機(jī)多采用耙裝式裝載機(jī)構(gòu)和履帶式行走機(jī)構(gòu)。其裝載能力大、調(diào)運(yùn)靈活、工作可靠。經(jīng)濟(jì)、安全。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)速度快、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益高。改善了工人的勞動(dòng)條件,體力勞動(dòng)量減少與鉆爆法相比。避免了因爆破掘進(jìn)造成的人員傷亡,事故率大大減少。本設(shè)計(jì)主要是對(duì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行完善和改進(jìn)，對(duì)行走機(jī)械的承載能力，運(yùn)行速度進(jìn)行提高，并且在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，使產(chǎn)品的性能得到進(jìn)一步提高，從而更好的適應(yīng)煤炭工業(yè)的發(fā)展。 國(guó)外研究現(xiàn)狀19世紀(jì)70年代，英男為修建海底隧道，研制出了第一臺(tái)掘進(jìn)機(jī)，美國(guó)在20世紀(jì)30年代發(fā)明懸臂式掘進(jìn)機(jī)，并將其應(yīng)用于采礦作業(yè)，取得了良好的效果，此后，各國(guó)以煤巷為作業(yè)對(duì)象研制了各種類(lèi)型的懸臂式掘進(jìn)機(jī)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)煤炭礦石的需求越來(lái)越大，懸臂式掘進(jìn)機(jī)的研究與發(fā)展也得了空前的進(jìn)步。發(fā)展至今，懸臂式掘進(jìn)機(jī)已呈現(xiàn)出系列化和多樣化，英國(guó)、前蘇聯(lián)、德國(guó)、美國(guó)、日本、奧地利等10幾個(gè)國(guó)家的20多家公司，先后成功研制出70多種機(jī)型。目前在國(guó)外，懸臂式掘進(jìn)機(jī)被廣泛用于硬度系數(shù)人低于80MPa的半煤巖采準(zhǔn)巷道的掘進(jìn)，同進(jìn)也有不少懸臂式掘進(jìn)機(jī)在全巖巷的掘進(jìn)中取得了不錯(cuò)成效。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)掘進(jìn)機(jī)研制工作始于20世紀(jì)60年代中期，最初是引進(jìn)了蘇聯(lián)的BK－3型，將其仿制和改進(jìn)生產(chǎn)了部分機(jī)型，20世紀(jì)70年代初到80年代中期，我國(guó)科研人員研制成功了ELM－5EMIA－EL－90、EMS－55等機(jī)型。同時(shí)，通過(guò)與奧地利合作生產(chǎn)了AM50型，和日本合作生產(chǎn)S100型，初步形成了批量生產(chǎn)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的能力，對(duì)國(guó)內(nèi)礦山推廣應(yīng)用懸臂式掘進(jìn)機(jī)起到了巨大的推動(dòng)作用。20世紀(jì)90年代，我國(guó)開(kāi)始了重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)的研發(fā)工作，進(jìn)入21世紀(jì)以后，我國(guó)的懸壁式掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入了快速發(fā)展階段，科研能力有了飛躍式的發(fā)展，相關(guān)生產(chǎn)廠家和機(jī)型數(shù)量大幅增加。目前國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)廠家有三一重裝，佳木斯煤機(jī)等13家，其中三一重裝、佳木斯煤機(jī)、太 原煤科院三家生產(chǎn)的掘進(jìn)機(jī)占了絕大部分市場(chǎng)。我國(guó)自主創(chuàng)新研制的EBZ200、EBZ2EBZ260、EBZ300和EBZ318等機(jī)型結(jié)構(gòu)緊湊，造型簡(jiǎn)潔，重心低、元件性能及質(zhì)量?jī)?yōu)越、安全保護(hù)完善表明我國(guó)懸臂掘進(jìn)機(jī)技術(shù)水平與國(guó)際水平越來(lái)越接近。成為中國(guó)煤礦工業(yè)技術(shù)裝備的主體，為我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)和高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)提供了可靠的保證。 研究方案及預(yù)期結(jié)果 主要研究?jī)?nèi)容熟悉懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的工作原理及結(jié)構(gòu)類(lèi)型及特點(diǎn)，適用條件主要參數(shù)的確定及行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 主要解決的問(wèn)題根據(jù)原始條件，通過(guò)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的類(lèi)型及其特點(diǎn)和適用條件研確定總體方案并對(duì)行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)合理、經(jīng)濟(jì)、安全、可靠的掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)提供設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，并給出主要結(jié)構(gòu)圖及零件圖通過(guò)理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、雙履帶行走機(jī)構(gòu)對(duì)地粘著力矩的研究及機(jī)械設(shè)計(jì)等基本專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，運(yùn)用案例比較法，系統(tǒng)分析法等各種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)懸臂式掘進(jìn)機(jī)行走的分析與設(shè)計(jì)。（1）根據(jù)原始條件，通過(guò)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的類(lèi)型及其特點(diǎn)和適用條件對(duì)行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析 （2）行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)形式的選擇和計(jì)算、行走減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算、減速器輸入軸的設(shè)計(jì)、減速器輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核軸承計(jì)算校核。2行走機(jī)構(gòu)的方案的確定履帶行走機(jī)構(gòu)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(xiàn)左右對(duì)稱(chēng)。掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)包括履帶架、履帶、驅(qū)動(dòng)裝置、支重裝置、張緊輪（導(dǎo)向輪）、張緊裝置等部件。履帶架在整機(jī)中起著支撐與連接的作用，是不可忽視的一個(gè)部分，履帶架設(shè)計(jì)的好壞將直接關(guān)系著整機(jī)的質(zhì)量與美觀。因此，在設(shè)計(jì)中即要考慮到其強(qiáng)度的問(wèn)題，又要考慮其美觀與使用性的問(wèn)題。履帶架總體采用箱型梁結(jié)構(gòu)，鑄焊結(jié)合。由于支撐引導(dǎo)輪處結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受力較大，因而采用鑄造件，其它部分采用焊接結(jié)構(gòu)；為了提高箱型的強(qiáng)度和剛度，在其受力較大處采用較厚板材并增設(shè)筋板；另外，履帶架與主機(jī)架通過(guò)螺栓剛性聯(lián)結(jié)，為了防止螺栓在機(jī)器行走中承受剪力，在履帶架前后兩端增加了擋板。履帶板按結(jié)構(gòu)形式分為整體式履帶板和滾子式履帶板2種形式，滾子式履帶板不僅結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、容易損壞，而且維修不方便，已經(jīng)逐漸被淘汰，多采用鑄造或鍛造整體式履帶板；掘進(jìn)機(jī)都采用履帶行走機(jī)構(gòu),它承受切割機(jī)構(gòu)的反力、行通過(guò)性能和工作穩(wěn)定性能具有重要的意義。履帶的設(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)，其驅(qū)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，以減少起運(yùn)動(dòng)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)有可靠的自動(dòng)裝置，以保證機(jī)器在設(shè)計(jì)的最大坡度上工作不會(huì)下滑。履帶的結(jié)構(gòu)有組合式和整體式兩種。組合式履帶由履帶板、鏈軌節(jié)、履帶銷(xiāo)和銷(xiāo)套所組成；整體式履帶的履帶板之間用銷(xiāo)子連接。履帶板是履帶總成的重要組成部分，對(duì)履帶板的要求：各節(jié)履帶板之間應(yīng)有可靠的連接；履帶板和驅(qū)動(dòng)輪的嚙合要可靠；履帶板與地面應(yīng)有足夠的附著力；履帶板要硬度高、耐磨損、耐沖擊。行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源按驅(qū)動(dòng)形式分為電機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)2種形式。驅(qū)動(dòng)輪是將傳動(dòng)裝置的動(dòng)力傳至履帶，以產(chǎn)生底盤(pán)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。因此，要求驅(qū)動(dòng)輪與履帶的嚙合性能要良好，既在各種行駛條件和允許磨損程度下嚙合不應(yīng)發(fā)生干涉、沖擊和脫落履帶現(xiàn)象；另外要求傳動(dòng)效率高、耐磨損。驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)與采用何種履帶板有關(guān)，驅(qū)動(dòng)輪與履帶的嚙合方式有節(jié)銷(xiāo)式和節(jié)齒式兩種。驅(qū)動(dòng)輪與組合式履帶的嚙合方式是節(jié)銷(xiāo)式；與整體式的嚙合通常采用節(jié)齒式。驅(qū)動(dòng)輪由輪轂、輪幅和輪緣構(gòu)成。履帶板繞在鏈輪上為多邊行，鏈輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，履帶速度不均。所以，在確定鏈輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足鏈齒強(qiáng)度的情況下，盡量增加齒數(shù)，減小機(jī)器的動(dòng)負(fù)荷。履帶鏈支承方式分為支重輪式和摩擦板式2種形式，支重輪式行走部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，支重輪容易損壞，但傳動(dòng)效率高、能適應(yīng)泥砂水等惡劣環(huán)境條件摩擦板式行走部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不易損壞，但傳動(dòng)效率較低，因此，多采用支重輪式行走機(jī)構(gòu)履帶張緊裝置的形式分為機(jī)械式張緊裝置和液壓張緊裝置2種形式，因?yàn)槁膸Р粌H工況惡劣，而且需要承受較大的驅(qū)動(dòng)扭矩，所以，對(duì)張緊裝置承受能力提出了更高的要求，既能夠承受較大的張緊力，還要有較高的可靠性，以此保證整機(jī)行走結(jié)構(gòu)的工作常態(tài)。機(jī)重 ；截割電動(dòng)機(jī)功率；爬坡能力（1）履帶板寬度按經(jīng)驗(yàn)公式 （2－1）已知G＝60t,所以：； 為了不應(yīng)接地比壓過(guò)小浪費(fèi)材料取520 mm；（2）左右兩條履帶中心距的推薦范圍其中,較小的數(shù)值適用于較小的履帶中心距B,較大的數(shù)值適于較大的中心距B。為了降低掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)彎的功率,在滿(mǎn)足整機(jī)寬度的條件下,應(yīng)盡量加大B值。對(duì)于左右 2 條履帶中心距 B 的值，可以推薦進(jìn)