【正文】 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 1 隨著我國煤炭事業(yè)的發(fā)展 。 因采煤機械和綜合機械化水平的速度提高 ，要求有與之相適應巷道掘進速度 。 傳統(tǒng)的鉆煤掘進效率低 ， 人海戰(zhàn)術(shù)和小型機械化裝備 ，還是不能滿意足需要。 目前 ， 國內(nèi)外研制和使用巷道掘進機種類繁多 。 主要分為兩大類 ： 全斷面巷道掘進機和部分斷面掘進機 。 全斷面巷道掘進機主要用于掘進巖石巷道，這類掘進機功率大，結(jié)構(gòu)復雜，巷道斷面形狀單一。在煤炭工業(yè)中沒有得到廣泛應用。部分斷面掘進機，其工作機構(gòu)僅能同時截割工作面煤巖斷面的一部分。為截割破落整個工作面的煤巖必須在斷面內(nèi)多次連續(xù)地移動工作機構(gòu)的截割頭。 故此它能實際掘出所需巷道斷面形狀。它主要用于掘進煤或半煤巖巷道。 近年研制的掘進機有以下趨勢：廣泛采用懸臂式可伸縮的工作機構(gòu)，改善起截割性能和使用范圍。采用橫軸式截割頭，以減少機器振動，增加機器穩(wěn)定性。廣泛采用觸爪式裝載機構(gòu)和履帶式行走機構(gòu)。加大掘進機的總功率和提高液壓系統(tǒng)的工作壓力。改進噴霧除主裝置，支護設(shè)備和配套轉(zhuǎn)載設(shè)備。 當前，我國煤礦由于一井一面采煤方法的普遍采用，其開采速度大大加快，因而帶來采掘機械化比例失調(diào)的矛盾更加突出。特別是易采的中厚煤層資源日益減少，而薄煤層的開采比例逐年增加，在全部采準巷 道中，半煤巖巷的比例已經(jīng)達到 25%，但這些巷道中的 90%仍舊采用著傳統(tǒng)的炮掘作業(yè)，勞動強度大，安全性差。 目前，我國大部分局、礦使用的幾種主要機型多是上世紀六、七十年代設(shè)計的，這些老產(chǎn)品設(shè)計陳舊過時、元部件可靠性差、開機率低、維護量大，而且機重偏輕、截割功率較小、過斷層和截割巖石的能力差，僅適合在煤巷中使用。 因此急待開發(fā)研制綜合性能好、適應范圍廣的新型掘進機，來解決掘進劉杰 :EBZ200 掘進機行走部設(shè)計 2 機更新?lián)Q代的問題，緩解采掘比例失調(diào)的緊張局面。 掘進機的發(fā)展 掘進機的發(fā)展，經(jīng)歷了從小到大 、從單一到多樣化、從不完善到完善 的過程，已形成了輕型、中型和重型系列。隨著高產(chǎn)高效日產(chǎn)萬噸綜采工作面的出現(xiàn)，要求掘進速度必須加快，掘進機的性能更加完善。當前懸臂式掘進機技術(shù)發(fā)展有下述一些特征，并面臨連續(xù)采煤機的挑戰(zhàn)。 （ 1） 增大截割能力 為了實現(xiàn)較強的截割能力，采用較大的截割功率和較低的截割速度?，F(xiàn)代中型部分婁面掘進機的截割功率為了 132～ 200kw，重型掘進機為了 200kw以上。截割頭轉(zhuǎn)速一般為了 20～ 50r/min，截割速度為 1～ 2m/s，截割力為100～ 200KN，經(jīng)濟截割強度達 100～ 124Mpa?，F(xiàn)代全斷面掘進機則采用大直徑盤形 滾刀，加大推力和刀盤驅(qū)動功率，截割強度達 300Mpa。 （ 2）提高可靠性 由于地質(zhì)條件下復雜多變，掘進機工作時承受交變的沖擊負荷，且磨損和腐蝕嚴重。井下環(huán)境惡劣，檢修不便，因此要求通過完善的設(shè)計、制造、使用和良好的維護，實現(xiàn)掘進機較長的無故障工作時間及較高的可靠性。 （ 3）提高機電一體化程度 為避免掘進機中出現(xiàn)超挖，采用現(xiàn)代控制 技術(shù) ,包括推進方向的控制 (控制和糾正掘進機與標準位置的平行偏差和角度偏差 ),斷面尺寸控制 ,截割電動機功率自動調(diào)節(jié) ,掘進機工況監(jiān)測和故障診斷。 （ 4）研究新刀具和新的截割技術(shù) 為增強截 割能力，提高刀具的使用壽命，應采用新材料，改進刀具結(jié)構(gòu)，研究新的截割技術(shù)。利用高壓水射流撞擊、侵蝕、液壓楔等作用，作為輔助截割。研究沖擊轉(zhuǎn)矩通過截齒作用到煤巖上，達到破碎硬巖的目的。 （ 5） 發(fā)展掘錨機組，實現(xiàn)巷道快速掘進 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 傳統(tǒng)型式的 懸臂式部分斷面掘進機不能實現(xiàn)支護工作的機械化，制約了巷道掘進速度，降低了掘進效率。裝有較長的橫滾筒和錨桿鉆機的掘錨機組，既能快速掘進，以能同時支護頂板和側(cè)幫，實現(xiàn)掘、裝、運、支平行作業(yè)，一次成巷，可提高掘進速度和工效，并能離機自動操作。掘錨機組是一種理想的作業(yè)方式，具有良好的發(fā)展 前景。 掘進機的工作原理 掘進機行走機構(gòu)的工作原理 ： 液壓馬達依靠液壓泵送來的高壓油旋轉(zhuǎn) ，與其聯(lián)接的減速機構(gòu)減速得到低轉(zhuǎn)速大扭矩 ， 液壓馬達、減速機構(gòu)和鏈輪做成一個整體，液壓馬達的轉(zhuǎn)動帶動驅(qū)動輪 (鏈輪 ) 旋轉(zhuǎn) ， 鏈輪的輪齒和履帶的鏈軌銷咬合 ， 從而實現(xiàn)掘進機在履帶上爬行。同時導向輪起到導向作用 ， 導向輪和張緊油缸一起作用對履帶的松緊進行調(diào)節(jié) ， 支重輪起到對車身支撐作用 ， 拖輪主要是支撐履帶。在設(shè)計和裝配過程中 ， 必須保證驅(qū)動輪、引導輪、支重輪、拖輪四輪一線。懸臂式巷道掘進機的行走機構(gòu) ， 需要滿足驅(qū)動機體前進、后 退以及左右轉(zhuǎn)彎調(diào)動的工作要求 ， 所以履帶式行走機構(gòu)的左、右履帶裝置都采用分別單獨驅(qū)動的傳動方式。 掘 進機行走速度的調(diào)節(jié)是通過兩液壓泵的合流與否來實現(xiàn)的。掘進機前進、后退時 ， 左、右液壓馬達同時驅(qū)動鏈輪帶動履帶運轉(zhuǎn)。當掘進機要轉(zhuǎn)彎時 ， 可以單獨驅(qū)動轉(zhuǎn)彎方向的另外一側(cè)液壓馬達 ， 而使轉(zhuǎn)彎一側(cè)的液壓馬達停止運轉(zhuǎn) ， 或者可以采用以相反方向分別驅(qū)動左右液壓馬達的方法 ， 使機體急轉(zhuǎn)彎。 總體 結(jié)構(gòu) 掘進機主要由截割部、裝載部、刮板輸送機、行走部、機架和回轉(zhuǎn)臺、 液壓系統(tǒng)、水系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等部分組成，參見圖 劉杰 :EBZ200 掘進機行走部設(shè)計 4 1截割部 2裝載部 3刮板輸送機 4機架和回轉(zhuǎn)臺 5履帶行走部 6油箱 7操作臺 8泵站 9電控箱 10護板 圖 整機系統(tǒng)圖 Whole system map EBZ200 掘進機行走部設(shè)計是神華神東煤炭集團 所下發(fā)的題目 本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容 如下 1 完成行走部及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計； 2 行走部減速器兩級 2KH 傳動機構(gòu)設(shè)計； 3主要部件 ,零件圖設(shè)計； 4編寫完成設(shè)計說明書 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 2掘進機行走部總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 行走機構(gòu)為履帶式，分左右兩部分對稱布置，與主機架相連。由于結(jié)構(gòu)相同，這里只對左行走機構(gòu)加以說明。 行走機構(gòu)主要由馬達、減速箱、主動鏈輪、從動鏈輪（也稱導輪）、履帶架、履帶鏈、履帶張緊機構(gòu) 組成。 掘進機行走機構(gòu)的工作原理 ： 液壓馬達依靠液壓泵送來的高壓油旋轉(zhuǎn) ，與其聯(lián)接的減速機構(gòu)減速得到低轉(zhuǎn)速大扭矩 ， 液壓馬達、減速機構(gòu)和鏈輪做成一個整體，液壓馬達的轉(zhuǎn)動帶動驅(qū)動輪 (鏈輪 ) 旋轉(zhuǎn) ， 鏈輪的輪齒和履帶的鏈軌銷咬合 ， 從而實現(xiàn)掘進機在履帶上爬行。同時導向輪起到導向作用 ， 導向輪和 張緊油缸一起作用對履帶的松緊進行調(diào)節(jié) ， 支重輪起到對車身支撐作用 ， 拖輪主要是支撐履帶。在設(shè)計和裝配過程中 ， 必須保證驅(qū)動輪、引導輪、支重輪、拖輪四輪一線。懸臂式巷道掘進機的行走機構(gòu) ， 需要滿足驅(qū)動機體前進、后退以及左右轉(zhuǎn)彎調(diào)動的工作要求 ， 所以履帶式行走機構(gòu)的左、右履帶裝置都采用分別單獨驅(qū)動的傳動方式。掘進機行走速度的調(diào)節(jié)是通過兩液壓泵的合流與否來實現(xiàn)的。掘進機前進、后退時 ， 左、右液壓馬達同時驅(qū)動鏈輪帶動履帶運轉(zhuǎn)。當掘進機要轉(zhuǎn)彎時 ， 可以單獨驅(qū)動轉(zhuǎn)彎方向的另外一側(cè)液壓馬達 ， 而使轉(zhuǎn)彎一側(cè)的液壓馬達停止運轉(zhuǎn) ， 或者可以采 用以相反方向分別驅(qū)動左右液壓馬達的方法 ， 使機體急轉(zhuǎn)彎。 行走機構(gòu)是掘進機非常重要的部件之一，行走性能的好壞關(guān)鍵在于其傳動系統(tǒng)的計算和設(shè)計和履帶板的設(shè)計。行走機構(gòu)一般采用履帶型式，兩條履帶分別由各自的動力來驅(qū)動，可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。履帶的驅(qū)動動力有電動機和液壓馬達兩種，電動機驅(qū)動一般只置一種行走速度，液壓馬達驅(qū)動可采用低速大扭矩馬達直接帶動履帶鏈輪，或采用中速液壓馬達 + 減速器帶動履帶鏈輪的傳動方式，它可實現(xiàn)無極調(diào)速。履帶結(jié)構(gòu)型式有滑動和滾動兩種，當機劉杰 :EBZ200 掘進機行走部設(shè)計 6 器調(diào)動速度 ≤ 10m/min 的中、輕型掘進機，宜采用滑動結(jié)構(gòu)型 式；當機器的調(diào)動速 度＞ 10m/min 的重型、特重型掘進機，應采用滾動結(jié)構(gòu)型式。 本次設(shè)計的掘進機采用履帶式行走機構(gòu)。左、右履帶行走機構(gòu)對稱布置，分別驅(qū)動。各由 10 個高強度螺栓（ M30 10． 9 級） 與機架相聯(lián)。左、右履帶行走機構(gòu)各由液壓馬達經(jīng)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(qū)動履帶運動。 現(xiàn)以左行走機構(gòu)為例，說明其結(jié)構(gòu)組成及傳動系統(tǒng)。如圖 、圖 所示，左行走機構(gòu)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。 本機工作行走速度為 3m/min，調(diào)動行走速度為 6m/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(diào)整完畢后，裝入適量墊板及一塊鎖板，擰松注油嘴螺塞，泄除油缸內(nèi)壓力后再擰緊該螺塞，使張緊油缸活塞不承受張緊力。 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 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 圖 左履帶行走機構(gòu) Left Track travel agencies 圖 左行走減速器 劉杰 :EBZ200 掘進機行走部設(shè)計 8 Left travel reducer 主要參考參數(shù)和要求： 裝機功率： 190KW 截割功率： 120KW 經(jīng)濟截割煤巖硬度：≤ 60MPa 可掘巷道斷面： 18~20m2 最大可掘高度： 4． 75~5m 最大可掘?qū)挾龋? 運輸形式：邊雙鏈 履帶寬度： 2310mm 行走速度： 3m/min（工作） 6m/min（調(diào)動） 額定電壓： 1140/660v 馬達選型 根據(jù)以上要求 選擇 了 內(nèi)曲線擺線馬達，型號為： NJMG0． 71，其中 ， 0． 7為壓力級， 1 為設(shè)計序號。 主要參數(shù)如下： 排量 額定壓力 最高壓力 額定轉(zhuǎn)速 0． 7ml/r 25MPa 31． 5MPa 150r/min 額定轉(zhuǎn)矩 最高轉(zhuǎn)矩 功率 質(zhì)量 2500N． m 3150N． m 36KW 85kg 主動鏈輪的設(shè)計