【正文】 履帶及相關(guān)部分設(shè)計(jì) （ 1）履帶接地長度的確定 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 掘進(jìn)機(jī)的平均接地比壓 2Gp Lb? （ 31） 式中 p—— 掘進(jìn)機(jī)的 平均接地比壓； /MPa； G—— 掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的重力 ； /KN； b—— 掘進(jìn)機(jī) 履帶板寬度； /mm； L—— 掘進(jìn)機(jī)單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的 履帶接地長度； /mm 其中，掘進(jìn)機(jī)整機(jī)質(zhì)量 35T；履帶板寬度 500mm。左、右履帶行走機(jī)構(gòu)對稱布置，分別驅(qū)動。但是，因?yàn)槁膸路种c底板間的附著力大于驅(qū)動輪、導(dǎo)向輪和支重輪的滾動阻力，所以履帶不產(chǎn)生滑動，而輪子卻沿著鋪設(shè)的滾道滾動，從而驅(qū)動整臺掘進(jìn)機(jī)行走。由于在此時(shí)間內(nèi)，齒輪及軸承完成了跑合，隨之產(chǎn)生了少量的磨損。當(dāng)濾芯被污染物堵塞或系統(tǒng)液溫過低，流量脈動等因素造成進(jìn)出油口壓差為 0． 35MPa 時(shí)，壓差發(fā)訊裝置便彈出，發(fā)出訊號，此時(shí)應(yīng)及時(shí)更換濾芯或提高油液溫度。截割機(jī)構(gòu) 的升降是通過回轉(zhuǎn)臺支座上左、右耳軸鉸接相連的兩個(gè)升降油缸實(shí)現(xiàn)的。機(jī)架在該處設(shè)有可拆裝的墊塊，根據(jù)需要，刮板輸送機(jī)后部可墊高，增加刮板輸送機(jī)的卸載高度。借助安裝于截割部和回轉(zhuǎn)臺之間的兩個(gè)升降油缸，以及安裝于回轉(zhuǎn)臺與機(jī)架之間的兩個(gè)回轉(zhuǎn)油缸，來實(shí)現(xiàn)整個(gè)截割部的升、降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動，由此截割出任意形狀的斷面。為提高除塵效果，可采用兩級凈化除塵。由于噴嘴距粉塵源較遠(yuǎn)，粉塵容易擴(kuò)散，除塵效果較差；②內(nèi)噴霧降塵。目前，部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)通常采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。 (2)導(dǎo)軌式。為使卸載端作上下、左右擺動，一般將轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)機(jī)尾安裝在掘進(jìn)機(jī)尾部的回轉(zhuǎn)臺托架上，可用人力或液壓缸使其繞回轉(zhuǎn)臺中心擺動，達(dá)到擺角要求；同時(shí)，通過升降液壓缸使其繞機(jī)尾鉸接中心作升降動作，以達(dá)到卸載的調(diào)高范圍。由于該位置空間較小布置較困難。 (4)星輪式。同時(shí)，由于刮板鏈易磨損，功率消耗大，使用效果較差。由于工作機(jī)構(gòu)的載荷變化范圍大、驅(qū)動功率大、過堅(jiān)硬巖石時(shí)短期過載運(yùn)轉(zhuǎn)、有沖擊載荷、振動較大，要求其傳動裝置體積小，最好能調(diào)速。缺點(diǎn)是由于縱軸式截割頭在橫向擺動截割時(shí)的反作用力不通過機(jī)器中心，與懸臂形成的力矩使掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)生較大的振動，故穩(wěn)定性較差。 （ 5）電氣系統(tǒng) 向掘進(jìn)機(jī)提供動力，驅(qū)動掘進(jìn)機(jī)上的所有，同時(shí)也對照明、故障顯示、瓦斯報(bào)警等。 懸臂式掘進(jìn)機(jī)由截割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和噴霧降塵系統(tǒng)等組成，各部分作用為： （ 1）截割機(jī)構(gòu) 由截割頭、懸臂和回轉(zhuǎn)座組成的破煤（巖）機(jī)構(gòu)。 三、產(chǎn)品型號、名稱及外型 產(chǎn)品型號、名稱為 EBJ─ 120TP 型懸臂式掘進(jìn)機(jī)外型參見圖 11 四、型號的組成及其代表的意義 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 圖 11EPJ120TP 型掘進(jìn)機(jī)外形 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 ─ 120TP 主要技術(shù)參數(shù) 一、總體參數(shù) 機(jī) 長 機(jī) 寬 2～ 機(jī) 高 地 隙 250mm 截割臥底深度 240mm 接地比壓 機(jī) 重 35t 總 功 率 190kW 可經(jīng)濟(jì)截割煤巖單向抗壓強(qiáng)度 ≤ 60MPa 可掘巷道斷面 9～ 18m2 最大可掘高度 最大可掘?qū)挾? 適應(yīng)巷道坡度 177。、可經(jīng)濟(jì)切割單向抗壓強(qiáng)度≤ 60MP 的煤巖，屬于中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)。反之，當(dāng)行走阻力大于粘著力，主動鏈輪的槽齒撥壓履帶鏈板上的凸臺時(shí)，履帶鏈能夠克服履帶板與底板之 間的粘著力，使履帶鏈空轉(zhuǎn)打滑。這一系列掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)已趨于成熟。進(jìn)一步使機(jī)型矮型化，改善截割、裝載、行走等機(jī)構(gòu)，使其能較好地適應(yīng)我國各種地質(zhì)構(gòu)造和斷面形狀的巷道掘進(jìn)。經(jīng)過 30多年的學(xué)習(xí)和自主研發(fā)，我國已經(jīng)擁有年產(chǎn) 1000 余臺的掘進(jìn)機(jī)加工制造能力，研制生產(chǎn)了 20 多種型號的掘進(jìn)機(jī)，其截割功率從 30KW200KW，初步形成系列化產(chǎn)品?？山貛r石硬度系數(shù)：縱軸可達(dá) f=8~10,橫軸可達(dá) f=10~14，截割功率為 150~300KW。隨著采煤機(jī)械化和綜合機(jī)械化的發(fā)展，大大提高了工作面的開采強(qiáng)度，工作面的推進(jìn)速度越來越快，這就要求加快掘進(jìn)速度。 各國早期研制的懸臂式掘進(jìn)機(jī)都是以煤巷為作業(yè)對象。 此外，掘進(jìn)機(jī)的適用范圍還在擴(kuò)大、掘進(jìn)斷面在增加、適應(yīng)坡度在提升、截割能力進(jìn)一步加強(qiáng)、輔助功能增加、智能控制技術(shù)得以提高。半煤巖掘進(jìn)機(jī)以中型和重型為主，其截割巖石硬度為 f=68，截割功率在 120KW 以上，機(jī)重在35 噸以上。 （ 4） 噴霧降塵設(shè)備隨機(jī)化。 （ 8） 向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化方向發(fā)展。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)為非工作狀態(tài)時(shí)，它實(shí)現(xiàn)整機(jī)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎以及爬坡等各種運(yùn)動和牽引轉(zhuǎn)載機(jī)行走，調(diào)整位置為巷道掘進(jìn)做準(zhǔn)備；當(dāng)掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)，它承受截割機(jī)構(gòu)的反力、傾覆力矩及動載荷，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的工作推進(jìn)。主要適用于煤及半煤巖巷的掘進(jìn)，也適用于條件類似的其它礦山及工程巷道的掘進(jìn)。 下 31。升降和回轉(zhuǎn)液壓缸使懸臂在垂直和水平方向擺動，以截割不同部位的煤巖，掘出 所需形狀和尺寸的斷面。 掘進(jìn)機(jī)各部分的選型 工作機(jī)構(gòu) 部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)的工作機(jī)構(gòu)有截鏈?zhǔn)?、圓盤銑削式和懸臂截割式等。這種掘進(jìn)機(jī)截齒的截割方向比較合理，破落煤巖較省力，排屑較方便。 裝載機(jī)構(gòu) 部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)的裝載機(jī)構(gòu)有 4 種： (1)單雙環(huán)形刮板鏈?zhǔn)?。由于頭體形狀的缺點(diǎn)，這種機(jī)構(gòu)目前使用很少。裝載機(jī)構(gòu)可以采用電動機(jī)驅(qū)動，也可用液壓馬達(dá)驅(qū)動。但由于傳動裝置和動力元件較多，故障 點(diǎn)有所增加。 (1)邁步式。這種行走機(jī)構(gòu)主要用于沖擊式掘進(jìn)機(jī)。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 噴霧式。但噴嘴容易堵塞和損壞，供水管路復(fù)雜，活動聯(lián)接處密封較困難。近年來，除塵設(shè)備有向抽出式和噴霧式聯(lián)合并用方向發(fā)展的趨勢。通過一對銷軸和鏟板左右升降油缸鉸接于 主機(jī)架上，在鏟板油缸的作用下，鏟板繞銷軸上、下擺動。 1回轉(zhuǎn)臺 2前機(jī)架 3后機(jī)架 4后支撐腿 5轉(zhuǎn)載機(jī)連接板 圖 24 機(jī)架 機(jī)架是整個(gè) 機(jī)器的骨架， 它承受著來自截割、行走和裝載的各種載荷。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 圖 25 液壓系統(tǒng)圖 2）幾種主要液壓元件的設(shè)計(jì) ①吸油過濾器 為了保護(hù)油泵及其它液壓元件，避免吸入污染雜質(zhì)，有效地控制液壓系統(tǒng)污染，提高液壓系統(tǒng)的清潔度，在油泵的吸油口處設(shè)置了兩個(gè)吸油過濾器，該過濾器為精過濾。 ③潤滑 正確的潤滑可以防止磨損、防止生銹和減少發(fā)熱，如經(jīng)常檢查機(jī)器的潤滑狀況，就可以在機(jī)器發(fā)生故障之前發(fā)現(xiàn)一些問題。 （ 7） 電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)由前級饋電開關(guān)、 KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進(jìn)機(jī)用電控箱、CZD14/8 型礦用隔爆型掘進(jìn)機(jī)電控箱用操作箱、 XEFB— 36/150 隔爆型蜂鳴器、 DGY— 60/36型隔爆照明燈、 LA810— 1型隔爆急停按鈕、 KDD2020 型瓦斯斷電儀以及驅(qū)動掘進(jìn)機(jī)各工作機(jī)構(gòu)的防爆電動機(jī)和連接電纜組成。由于沒有了支重輪，所以履帶的磨損比較嚴(yán)重，要采用更好的耐磨合金鋼。 現(xiàn) 履帶行走機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)經(jīng) 3K 行星齒輪傳動減速后將動力傳給主動鏈輪，驅(qū)動履帶運(yùn)動。 根據(jù)公式 31，可以得出： 235 10 00 9. 8 24502 50 0 0. 14GLpbmm??????? （ 2）左右履帶中心距的確定 ( )Bb? （ 32） 式中 B—— 左右履帶中心距； /mm B—— 掘進(jìn)機(jī)履帶板寬度； /mm 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)值適用于較大的履帶中心距B。則分度圓直徑： 180sinad z? （ 34） 齒頂圓直徑： 1800 .5 4 c o tada z???????? （ 35） 齒根圓直徑： 1dddf ?? （ 36） 式中： 1d —— 兩個(gè)履帶的厚度， mm 將 z=9， p=160 帶入（ 34）、（ 35）、（ 36）三個(gè)公式： 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 160 si n 9d mm?? 1801 6 0 0 .5 4 co t9530admm??? ? ?????? 4 6 7 .8 6 0 4 0 7 .8fd m m? ? ? 圓整得 468d mm? ， 530ad mm? ， 408fd mm? 。 2211 2414GL u nTR BL??? ? ????? （ 37） 其中 fGR 11 ? （ 38） 式中 1T —— 單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力， kN； 1R —— 單側(cè)履帶對地面的滾動阻力， kN； f—— 履帶與地面之間滾動阻力因數(shù)， ～ ； μ —— 履帶與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力因數(shù)， ～ ； n—— 掘進(jìn)機(jī)重心與履帶行走機(jī)構(gòu)接地形心的縱向偏心距離， mm； 1G —— 單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)承受的掘進(jìn)機(jī)的重力， kN。 m： 178 重量 kg： 29 （ 2）液壓泵的型號選擇 根據(jù)設(shè)備工況，選擇液壓泵的型號為 63SCY141B,其性能參數(shù)： 排量 (mL/r)： 63 額定壓力 MPa： 32 額定轉(zhuǎn)速 (r/min)： 1500 驅(qū)動功率 kW： 容積效率 ％ ： 92? 重量 kg： 65 （ 3）泵站電動機(jī)型號的選擇 行走機(jī)構(gòu)需要電動機(jī)的功率為 Pn 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 Pn=2P/η v1η v2η j （ 312） 式中 P—— 單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率， kW； η v1—— 液壓馬達(dá)的效率， %； η v2—— 液壓泵的效率， %； η j—— 功率傳輸?shù)膿p失， %； η vη v2取 ，η j取 ,根據(jù)公式（ 312）： 2 19 .5 / 0. 9 0. 9 0. 95 50 .6 8k WnP ? ? ? ? ? 查表， 電動機(jī)型號為 YB250M— 4，功率為 55kW,轉(zhuǎn)動速度為 1470r/min。