【正文】 數(shù) XY 查圖 874 1XY? 安全系數(shù) FS 查表 827 2FS ? 則 21 l i m 1 1 1[ ] / 2 3 0 /F F N X FY Y S N m m??? ? ? ? 22 l i m 2 2 2[ ] / 1 9 5 /F F N X FY Y S N m m??? ? ? ? 故 ： 22112 1 . 4 1 1 4 3 9 0 0 1 2 . 8 8 / [ ] 2 3 0 /7 0 9 0 5FF N m m N m m??? ? ? ??? 222 1 . 4 1 1 4 3 9 0 0 1 3 . 8 7 / [ ] 1 9 5 /6 5 9 0 5 N m m N m m????? ? ? ??? 齒根彎曲強度符合 。 傳動系統(tǒng)參照 20ZB? 選四輪驅(qū)動 ， 則裝載機的粘著重量就等于自身重量 ， 從而增大鏟斗的插入力 ， 使鏟斗插入深度增加 ， 提高生產(chǎn)率 。 氣動馬達對于裝載機的工作要求有較好的適應性 ， 因其特性軟 ， 啟動和停止不會產(chǎn)生過熱現(xiàn)象 。鑄鋼的減速箱體是行走機構(gòu)的底架，又是機器的架體，它的前部是一個整塊的半圓行緩沖器，用以拖掛礦車。 g o iMI?? (125) oI 滿載工作機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量 ， 22o G GI I m l?? (126) GI 滿載工作機構(gòu)對其重心的轉(zhuǎn)動慣量 Gm 滿載工作機構(gòu)的質(zhì)量 ，由物料的性質(zhì)系數(shù)和巖石容重?。? 460Gm kg? 設計時由于參數(shù)不能最后確定 ， 有的甚至無法確定 ， 所以難以準確求的 0I 值 。 工作機構(gòu)的 受力分析 滾動斗臂在導軌上運動的速度和加速度 ， 直接影響機器的結(jié)構(gòu)設計和使用性能 。 據(jù)測定 ， 鏟斗架在卸載位置時穩(wěn)定鋼絲繩所受載荷最大 。 在相同直徑下 ， 鋼絲繩外股數(shù)目越多直徑則越細 ， 單根鋼絲就越細 ， 這種鋼絲繩的撓性好 ， 能很好的克服鋼絲繩多次進出卷筒時受到的反向彎折力 ， 穿繩也容易 。 鋼絲繩旋向的確定應遵循：右旋繩槽的卷筒推薦使用左旋鋼絲繩；反之 ， 左旋繩槽的卷筒應使用右旋鋼絲繩 。 2．工程機械車輛上的鋼絲繩選用原則 鋼絲繩的選擇正確與否 ， 直接影響繩的使用壽命 。 鋼絲繩的股還可通過滾壓或模具擠壓等處理方法成為緊密股 ， 處理后股的直徑將減小 ， 而表面光潔度很高 。 相應的也規(guī)定了股的旋向 ， 即以股的縱軸為基準 ， 組成股的外絲的螺旋線的方向為每股的旋向 。 它首先由單根鋼絲繞在一起形成股 ， 然后將其中一些股繞成繩芯 ， 再由其它股組成的外股圍繞繩芯繞成鋼絲繩 。 圖 27 表示鏟斗卸載位置 ， 這時鋼絲繩 2已完全纏繞到斗臂滾動邊的相應凹槽內(nèi) ， 鋼絲繩 1 則順放到回轉(zhuǎn)臺的導軌上 ， 拉住斗臂不致向后脫離導軌 。 對工作機構(gòu)返回有利 。 采用平導軌時的返回力矩 02M Gh? (115) 采用斜導軌時的返回力矩 39。 若要增大 2h 的值 ， 可修改第三段圓弧 ， 使 3R 減小 。 由于 0G 受結(jié)構(gòu)尺寸和提升功率的限制 ， 因此一般是通過移動重心位置來增大力臂 2h 值 。 而在返回過程中的某一位置 ， 由于已無緩沖彈簧的推力 ， 重心力臂較小 ， 使?jié)L動速度減慢 ， 有停滯的趨勢 ， 是工作機構(gòu)返回過程中的一個困難位置 。 返回力矩的大小和方向 ， 決定與工作結(jié)構(gòu) 的重量及其重心相對于斗臂回轉(zhuǎn)點的位置 ， 尤其重心位置對返回力矩的影響更為顯著 。 所以在鏟斗固定時采用焊接 。 斗臂結(jié)構(gòu)示意圖如 (24)所示 ： 圖 24 斗臂結(jié)構(gòu)示意圖 Fig 24 Dou arm structure sketch map 在斗臂上開空區(qū)可以使工作機構(gòu)的重心下移 ， 有利于工作機構(gòu)返回到鏟裝位置 。 (3) 在斗臂上標出等分點 2??????12，在導軌面上標出與斗臂工作曲線上各點相應長度的對應點 1? 、 2? ?????? 12? ，并標定斗齒 0e 、鏈頭銷中心 0c 和鏟斗重心 0G ； (4) 繪出各段不同半徑的圓弧在導軌面上滾動，故各段圓弧的圓心角與導軌面始終保持等距，其軌跡（ 10 14~OO、 30 34~OO）為與導軌面平行的直線段，并找出對應于導軌分點的軌跡分點 11O 、 12O 、 13O ??????等； (5) 繪制各有關(guān)點的軌跡。 所以設計斗臂曲線時采用多段圓弧 。 但這種斗臂起動速度較大而拋射速度不夠大 ， 工作曲線始端易磨損 ， 工作效率較低 。 特殊曲線 ， 經(jīng)常使用的特殊曲線有阿基米德螺旋線和對數(shù)螺線 。 鏟斗結(jié)構(gòu)焊制完畢后 放入石灰內(nèi)進行時效處理 。 取厚度為 10mm 。 因此上板形狀 選擇 橫截面為圓弧形的 。 考慮的斗齒的磨損 ， 斗齒寬度取為 40 mm。 頂板在寬度方向做成圓弧形 ， 使鏟斗在卸載時有收斂物料作用 。 鏟斗設計的主要要求是 ： 插入阻力小 、 裝滿系數(shù)高 、卸載干凈和堅固耐用 。提升鏈條一端通過安全銷軸連于鏟斗架的橫梁上，另一端連于提升減速器的卷筒上。最小間隙 k 值的大小，直接影響裝巖機在軌道上行駛時的通過性能，推薦值一般取30 ~ 50k mm? ； 裝巖機的寬度 0b ，主要考慮配套車輛及其他轉(zhuǎn)運設備的寬度及司機工作安全距離；0b 一般可由下式確定： 0 1 22b b b?? 式中 1b 巷道寬度，在巷道腰線（巷道側(cè)壁上，沿走向與軌面垂直高度為 1m 的線上）上測量， 2b 估計能容納司機和行人的安全距離，一般可取 2 500 ~ 600b m m? ； 裝巖機的軸距 1 ( 1 ~ 4)LR? 1L ，其值大小直接影響裝巖機的長度方向尺寸和整機縱向穩(wěn)定性。 如果已知所配用的礦車高度為 4h ， 則卸載高度 0h 為： ? ?04 30 ~ 50hh?? 卸載距離 2L 是鏟斗在卸載狀態(tài)時頂板前緣最外點至裝巖機掛鉤銷軸中心線之水平距離 。工作機構(gòu)的作用是直接完成裝卸工作。提升機構(gòu)的作 用是提起鏟斗向后卸載。 回轉(zhuǎn)機構(gòu)主要包括上下回轉(zhuǎn)盤、滾珠、滾珠圈及中心軸等。 鏟斗裝巖機的主要組成部分：行走機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、提升機構(gòu)、工作機構(gòu)和操作機構(gòu)。 本設計的目的是設計能在小截面的地下巷道中裝巖的裝載機械。 鏟斗裝載機結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，堅固耐用，設備價格較低，操作和維修簡單 方便，對于一般礦巖均可裝載。 全套圖紙，加 153893706 李剛 ： 裝載機傳動系統(tǒng)設計 2 1 裝載機結(jié)構(gòu)及主要參數(shù) 我國 在巷道掘進中所用裝載機主要有鏟斗式裝載機（側(cè)卸和后卸）、蟹爪式裝載機和耙 斗裝載機。 在全世界范圍內(nèi)，自第二次世界大戰(zhàn)以來，新理論和新技術(shù)被應用到裝載機械中，使礦山掘進機械有了巨大進步。其一是把有用礦物或礦石從礦層中破碎下來，形成容易裝運的塊狀，即礦物開采。其二是在地下開掘巷道。勞動者的勞動強度大大減輕，生產(chǎn)效率得到了大幅度提高。而在地下礦應用較多的裝載設備是前裝后卸式鏟斗裝載機，其中冶金、化工、等地下使用較多的是軌道式電動和氣動裝載機。所以在巷道和硐室掘進及小采場得到廣泛使用。所以選鏟斗裝載機進行設計。 行走機構(gòu)主要包括發(fā)動機、輪軸和減速箱等。在回轉(zhuǎn)機構(gòu)上部裝有工作機構(gòu)、提升機構(gòu)和操作機構(gòu)。鏟斗下放復位則靠緩沖彈簧反力和工作機構(gòu)自重作用實現(xiàn)。 操縱機構(gòu)是由接觸器、開關(guān)、按鈕或主控閥等組成。 小型（斗容小于 3m ） 2 2 5 0 ~ 3 3 0L m m? 中型（斗容為 ~ 3m ） 2 300 ~ 400L m m? 李剛 ： 裝載機傳動系統(tǒng)設計 4 大型（斗容大于 3m ） 2 4 0 0 ~ 6 0 0L m m? 鏟斗卸載角 ? 是鏟斗在卸載狀態(tài)時頂板與水平面的夾角。軸距 1L 值一般 依據(jù)所需通過的彎道曲率半徑來確定，可近似取為：1 (0 .1 1 ~ 0 .1 4 )LR? ，式 1L 裝巖機的軸距。工作機構(gòu)的作用是直接完成裝卸工作。 鏟斗示意圖如圖（ 21）所示： 圖 21鏟斗示意圖 Fig 21 spade Dou sketch map 1。 斗底前刃視需要可安裝斗齒 3~5 個 。 考慮提升時力矩原因 ， 斗齒長度相應取小 ， 取為 50 mm。 鏟斗工作條件惡劣 ， 并承受很大的沖擊載荷 ， 特別是斗底的前刃容 易發(fā)生扭曲 、 卷刃或急劇磨損 。 底板和側(cè)板的前刃要貼焊錳合金鋼板加固 ， 并施以堆焊 。 工作阻力的計算 裝載阻力的計算一直是裝載機設計方面的重要 研究課題 ， 國內(nèi)外許多研究人員通過實驗建立了經(jīng)驗公式 ， 對裝載機設計技術(shù)的進步和發(fā)展做出了貢獻． 經(jīng)驗公式 在一定的區(qū) 間(例如插入阻力在 0． 5～ 0． 7斗底長度范圍內(nèi) )或特殊點進行計算 ， 其值比較接近實際 。 采用特殊曲線作為斗臂工作曲線 ， 可使起動速度緩慢 ， 拋射速度較高 ， 零部件受力狀態(tài)較好 。 多段圓弧一般由三段至五段圓弧平滑連接而成 ， 曲線的曲率半徑由小到大順序遞增 。 所以在斗臂設計時采用多段弧曲線作為斗臂曲線 。由于斗臂為一固定的整體，所以工作機構(gòu)上各點之間距離不變。 在空遼寧工程技術(shù)大學 畢業(yè)設計 (論文 ) 11 缺Ⅲ處是輻板 ， 臂頸處設計成類似加強筋的突緣用來增加強度 。 同時考慮到斗臂在加工制造中的需要 ， 在適當位置留有加工長槽 g， 便于壓塊伸入槽內(nèi)壓緊工件 ， 方便加工 。 因此要對鏟斗架返回時進行受力分析 ， 其在返回過程中的幾個典型位置如圖所示 。 在該位置 ， 若使鏟斗不發(fā)生停滯 ， 應有 ：00 2 1 1 2GG h F l alg?? (112) 0G 工作機構(gòu)的重力 ； 1F 鏈條和減速器等部分的阻力 ； g 、 a 重力加速度和運動加速度 。 在完成了工作機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計之后 ， 可 求得的 工作 機構(gòu)的重心位置 ， 在地球 表面附近 ，即重力場內(nèi) ， 質(zhì)點系的質(zhì)心與重心的位置是重合的 。 這時 ， 斗臂工作機構(gòu)的重心也隨之向有利于自動化返回的位置移動 。 0 2 2 0 2( c o s ) c o sM G h l M G l??? ? ? ? (116) 其中 ? 為斜導軌的傾斜角度 。 穩(wěn)定鋼絲繩選擇 每個斗臂的滾動邊下都有兩條凹槽 ， 其內(nèi)嵌入穩(wěn)定鋼絲繩 1 和 2。 圖 26 表示鏟斗提升過程的位置 ， 這時鋼絲繩 1 和 2 一部分纏繞在斗臂滾動邊相應的凹槽內(nèi) ， 另一部分順放在導軌上 ， 鋼絲繩 2 防止斗臂向前滑動 ， 鋼絲繩 1 防止斗臂向后滑動 ， 在這兩根鋼絲繩的拉力作用下 ， 使斗臂滾動邊與導軌接觸處不發(fā)生相對滑動 ， 即鏟斗在提升過程中 ， 斗臂滾動邊與導軌間始終保持純滾動 。 有些進口鋼絲繩內(nèi)部還包含一個塑料插芯 ， 通常以塑料涂層的形式經(jīng)過特殊處理覆蓋在繩芯上 ， 重要的鋼絲繩則在繩內(nèi)部充填適當?shù)臐櫥瑒┮詼p少摩擦 。 普通鋼絲繩在單根使用時 ， 都有向鋼絲繩繞向相反方向旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象 ， 在滑輪組中使用時 ， 會因鋼絲繩旋轉(zhuǎn)而造成起吊鋼絲繩旋扭 ， 俗稱打絞 。 因此 ， 采用緊密股的鋼絲繩可以使用較粗的鋼絲 ， 相同直徑下采用緊密股的鋼絲繩充填系數(shù)較高 ， 破斷拉力大為提高 。 如選用不正確 ， 會使繩產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變遼寧工程技術(shù)大學 畢業(yè)設計 (論文 ) 15 形 、 斷裂和意外的失效等 。 對于單層纏繞的不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩 ， 必須嚴格遵守上述原則 ， 否則易引起鋼絲繩結(jié)構(gòu)的永久變形；對于多層纏繞的情況 ， 繩的旋向由卷筒繩槽的方向決定 ， 以便為下一層打好基礎 。 而較粗的外股 ， 其鋼絲也較粗 ， 則能更好的抵抗磨損 、 機械損傷 、 腐蝕和擠壓力 。 對穩(wěn)定鋼絲繩做受力分析 (如圖 )， 列平衡方程 ： 1 1 3 2Gh F l F l?? (117) 則 321 1F l GhF l?? (118) 式中 1F 提升鏈的拉力 ； G重載工作機構(gòu)的重力 ； 3F 重載工作的慣性力 ， 03 2iIF l?? (119) 0I 滿載工作機構(gòu)繞 O?? 點的轉(zhuǎn)動慣量 ； i? 工作機構(gòu)的瞬時角加速度 。 所以 ，在必須進行工作機構(gòu)的運動學和動力學分析 ， 其主要目的是 ： 驗 證有關(guān)零件是否互相干涉 ，從而確定零部件的尺寸幾裝載機的外形尺寸 ； 求解有關(guān)點的速度和加速度 ， 驗證是否能裝滿配用的運輸車輛 ； 校核初選的發(fā)動機功率是否合適 ； 為零部件的強度與剛度計算提供依據(jù) ； 通過計算 ， 可對不同的方案進行比較 ， 以便選出最優(yōu)的方案 。 0I