【正文】 按照齒根彎曲強(qiáng)度條件的設(shè)計公式確定模數(shù) m ； 3 21 11 limFd FaFPFAm z YKKKTKm ?? ?? （ 414） 式中 mK —— 算式系數(shù)，對于直齒輪傳動為 ； 1T —— 小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 ， N178。查齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限圖，取 2lim 1550 N /m mH? ? ；查齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限圖，取 2lim 340N /mmF? ? 。 則由公式（ 410）得 bz =109，再由公式（ 411）得 ez =112，因?yàn)?ez az =11216=96，為 偶 數(shù)，再由公式（ 412）得 cz =47 驗(yàn)算傳動比，允許其傳動誤差為 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 ppp ii iii ????? （ 413） 式中 給定的傳動比——i p ； 實(shí)際的傳動比——i ； 040020 .～.——i p 般可取許用的傳動比誤差，一? 。 Q nV ??泵 泵 泵 （ 41） 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 其中 63ml/r?泵Ｖ ， 1470r/minn? ， 90.?泵? 帶入 公式 （ 41） 1 4 7 0 6 3 0 .98 3 3 4 9 m l/m inQ ? ? ??泵 因?yàn)??泵 馬 達(dá) /n Q V??馬 達(dá) 馬 達(dá) 馬 達(dá) 馬 達(dá) （ 42） 其中 /ml r?馬 達(dá)Ｖ ， 90.?馬達(dá)? 帶入 公式 （ 42） 83349 r/m inn???馬 達(dá) （ 2）鏈輪轉(zhuǎn)速的計算 計算當(dāng)掘進(jìn)機(jī)的速度為 V=6m/min 時的鏈輪轉(zhuǎn)速 1000 /n V za?鏈 輪 （ 43） 式中 V—— 掘進(jìn)機(jī)的調(diào)動速度， m/min； z—— 鏈輪的齒數(shù)； a—— 履帶節(jié)距， mm。 （ 2）為了解決掘進(jìn)機(jī)行走制動的問題，在減速器的輸入端加裝了一對圓柱齒輪，它提高了制動軸的轉(zhuǎn)速，從而減小了制動轉(zhuǎn)矩，使得可以采用較小的制動器就能實(shí)現(xiàn)制動功能。 此次設(shè)計擬使用 3K 型行星齒輪減速器。 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 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。那么， 1 3 5 / 2 9 .8 0 .71 2 0 .0 5TG kN?? ? ? ?? 則， 1 108 k N G k N?? ? ?,滿足要求。 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。 （ 2）導(dǎo)向輪 此掘進(jìn)機(jī)履帶行走機(jī)構(gòu)采用后輪驅(qū)動方式，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)后退時，導(dǎo)向輪將承受兩倍的牽引力，故導(dǎo)向輪應(yīng)能承受不小于兩倍最大牽引力的徑向載荷。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 —— 兩個履帶的厚度， mm 將 z=9， p=160 帶入（ 34）、（ 35）、（ 36）三個公式： 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 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? 。 （ 4）履帶架的設(shè)計 根據(jù)設(shè)備的工作要求， 履帶架的地板長度要能保證 15～ 16 個履帶板和地面接觸，在這個設(shè)計中履帶架是承擔(dān)了負(fù)重輪的功能的。 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。摩擦片式制動器為彈簧常閉式，當(dāng)機(jī)器行走時，泵站向行走液壓馬達(dá)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。 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。 傳動方案的設(shè)計 參照 EBJ120TP 型掘進(jìn)機(jī)采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。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。當(dāng)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動時，與驅(qū)動輪相嚙合的履帶有移動的趨勢。 （ 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。在最初開始運(yùn)轉(zhuǎn)的三百小時左右，應(yīng)更換潤滑油。 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。 ②回油過濾器 為了使流回油箱的油 液保持清潔，在液壓系統(tǒng)中設(shè)置了兩個回油過濾器，該過濾器為粗過濾，位于油箱的上部。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 圖 25 液壓系統(tǒng)圖 2）幾種主要液壓元件的設(shè)計 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)置了兩個吸油過濾器，該過濾器為精過濾。工作時，在回轉(zhuǎn)油缸的作用下，帶動切割機(jī)構(gòu)水平擺動。 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 機(jī)器的骨架， 它承受著來自截割、行走和裝載的各種載荷。刮板輸送機(jī)位于機(jī)器中部，前端與主機(jī)架和鏟板鉸接，后部托在機(jī)架上。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。整個截割部通 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 過一個叉形框架、兩個銷軸鉸接于回轉(zhuǎn)臺上。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。設(shè)計掘進(jìn)機(jī)時，應(yīng)根 據(jù)掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)條件來選集塵器。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。這種方式結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用壽命長。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 噴霧式。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件磨損較嚴(yán)重。這種行走機(jī)構(gòu)主要用于沖擊式掘進(jìn)機(jī)。但由于向前推進(jìn)時，支架反復(fù)交替地作用于頂板，掘進(jìn)機(jī)對頂板的穩(wěn)定性要求較高，局限性較大，所以這種行走機(jī)構(gòu)主要用于巖巷掘進(jìn)機(jī)，在煤巷、半煤巖巷中也有應(yīng)用。 (1)邁步式。膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)傳動方式有 3種： （ 1） 用液壓馬達(dá)直接或通過減速器驅(qū)動機(jī)尾主動卷筒； （ 2） 由電動卷筒驅(qū)動主動卷筒； （ 3） 利用電動機(jī)通過減速器驅(qū)動主動卷筒。但由于傳動裝置和動力元件較多，故障 點(diǎn)有所增加。這樣傳動系統(tǒng)中元件少、機(jī)構(gòu)比較簡單，但裝載與輸送機(jī)構(gòu)二者運(yùn)動相牽連，相互影響大。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。但這種裝載機(jī)構(gòu)寬度受限制，為擴(kuò)大裝載寬度，可使鏟板連同整個耙爪機(jī)構(gòu)一起水平擺動，或設(shè)計成雙耙爪機(jī)構(gòu)，以擴(kuò)大裝載范圍。由于頭體形狀的缺點(diǎn)，這種機(jī)構(gòu)目前使用很少。環(huán)形刮板鏈?zhǔn)窖b載機(jī)構(gòu)制造筒單，但由于單向裝載，在裝載邊易形成煤巖 堆積，從而會造成卡鏈和斷鏈。 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)?。這種掘進(jìn)機(jī)多使用拋物線或半球形截割頭。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。截割頭的形狀有圓柱形、圓錐形和圓錐加圓柱形，由于后兩種截割頭利于鉆進(jìn)，并使截割表面較平整，故使用較 多。 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。 （ 4）液壓系統(tǒng) 由液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓缸、控制閥及輔助液壓元件等組成，用以提供壓力油，控制懸臂上下移動，驅(qū)動裝運(yùn)機(jī)構(gòu)中間輸送機(jī)、集料裝置及行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動輪，并進(jìn)行液壓保護(hù)。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。本次設(shè)計采用部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，一般適用于單軸抗壓強(qiáng)度小于 60MPa 的煤、煤 — 巖、軟巖水平巷道，但大功率掘進(jìn)機(jī)也可用于單軸抗壓強(qiáng)度達(dá) 200MPa 的硬巖巷道，一次僅能截割斷面一部分，需要工作機(jī)構(gòu)多次擺動，逐次截割才能掘出所需斷面，斷面形狀可以是矩形、梯形、拱形等多種形狀，其中懸臂式掘進(jìn)機(jī)在煤礦使用普遍。 下 31。該機(jī)后配套轉(zhuǎn)載運(yùn)輸設(shè)備可采用橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮式帶式輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，以利于機(jī)器效能的發(fā)揮。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)。 16。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)為非工作狀態(tài)時，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，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)。在行走機(jī)構(gòu)動力容量 — 定的情況下，行走阻力如小于粘著力，主動鏈