EBZ200掘进机截割部设计论文

优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！摘 要悬臂式掘进机是为煤矿综采及高档普采工作面采掘巷道的机械设备，它结构紧凑、适应性好、机身矮、重心低、操作简单、检修方便。本次设计主要是悬臂式掘进机的截割机构，悬臂式掘进机的截割机构是有伸缩式和固定式两种，按照它的截割头的分布可以分为横轴式和纵轴式两种。我所设计的掘进机截割部是纵轴式带伸缩的形式。纵轴式与横轴式相比，主要有结构简单，设计方便，便于安装和调试。在截割过程中，横轴式可以进行上下左右摆动截割，方便灵活。带伸缩的截割臂，在解决掘进机掘进面窄的问题上发挥了很大作用，掘进机截割部带伸缩，加大了截割部的长度，从而加大了截割头所经过的截割面，提高了掘进效率。我的设计中动力源是电动机，通过联轴器传动，由减速器进行减速，最后输出转速为40r/min。本设计中主要的传动结构为三级行星齿轮减速器，它包含了一级直齿轮传动和两级行星齿轮传动，输入和输出都采用花键联结。本设计中介绍了 EBZ200 型掘进机的检修及维护保养。关键词：掘进机 ；截割部 ；齿轮减速器 ；带伸缩优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！Abstract The cantilever mechanical boring machine is picks and upscale Pu for the coal mine synthesis picks the working surface to excavate the tunnel the mechanical device, its structure compact, the compatibility good, the fuselage short, the center of gravity low, the operation simple, the overhaul is convenient. This design mainly is the cantilever mechanical boring machine cutting organization, the cantilever mechanical boring machine cutting organization has extension and the stationary two kinds, may divide into the abscissa axis type and the ordinate axis type two kinds according to its cutting head distribution. I design mechanical boring machine cutting department is the form which the ordinate axis type belt expands and contracts. The ordinate axis type and the abscissa axis type compare, mainly has the structure to be simple, the design is convenient, is advantageous for the installment and the debugging. About the cutting process, the abscissa axis type may carry on about swings cutting, facilitates nimbly. The belt expands and contracts the cutting arm, played the very major role in the solution mechanical boring machine tunneling surface narrow question, the mechanical boring machine cutting department belt expanded and contracted, has increased the cutting department length, thus has enlarged the cutting surface which a cutting institute passed through, enhanced the tunneling efficiency. In my design the power supply is an electric motor, through the shaft coupling transmission, carries on by the reduction gear decelerates, the final output rotational speed is 40r/min. The design of the three-tier structure as the main transmission planetary gear reducer, which includes level straight gear transmission planetary gear transmission and levels, import and export are used spline up. The design introduced EBZ200 type boring machine overhaul and maintenance.Key word: Mechanical boring machine; Cutting department; Speed reducer gear; Belt expansion and contraction.优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！目录1. 掘进机的概述 .11.1 悬臂式掘进机简介 .11.2 国外掘进设备及综掘技术发展现状 .11.3 我国悬臂式掘进机的发展历史和现状 .21.4 现代掘进机发展的趋势 .21.5 我国内掘进设备的发展及存在的问题 .51.5.1 我国悬臂式掘进机的科研成果 .51.5.2 我国悬臂式掘进机技术发展展望 .51.5.3 我国掘进机目前存在的问题 .61.6 悬臂式掘进机新技术的发展 .61.6.1 新的主机技术 .61.6.2 新的配套技术 .71.6.3 新的元部件技术 .82.EBZ200 掘进机总体方案设计 .92.1 任务说明 .92.1.1 题目 .92.1.2 课题概况 .92.1.3 具体要求 .92.1.4 毕业设计工作量 .92.1.5 完成时间 .92.1.6 提交内容 .92.2 主要性能 .92.3 主要特点 .102.4 主要技术参数 .102.5 方案的确定 .112.5.1 工作机构的型式选择 .112.5.2 装载机构的型式选择 .122.6 工作机构的型式选择 .132.7 除尘装置的型式选择 .142.8 高压水细射流辅助切割技术 .143. 截割部的设计及计算 .173.1 行星传动概述 .173.2 传动原理图 .17优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！3.3 第一级直齿轮传动设计计算 .183.3.1.总传动比计算 .183.3.2 选择电动机 .183.3.3 根据齿面接触疲劳强度设计计算 .183.3.4 齿根弯曲疲劳强度校核 .213.4 高速级行星齿轮的设计计算 .223.4.1 传动比分配 .223.4.2 选择材料 .233.4.3 转距计算 .233.4.4 参数的选取和计算 .233.4.5 初步计算齿轮模数 m 和中心距 a .253.4.6 变位系数的计算 .263.4.7 齿轮几何尺寸的计算 .273.4.8 行星齿轮啮合要素的计算 .283.4.9 行星齿轮装配条件的验算 .293.4.10 行星齿轮传动效率计算 .303.4.11 行星齿轮强度的计算 .303.5 高速级行星齿轮设计及校核 .353.5.1 配齿计算 .353.5.2 初步计算齿轮模数 m 和中心距 a .363.5.3 变位系数的计算 .373.5.4 齿轮几何尺寸的计算 .383.5.5 行星齿轮啮合要素的计算 .393.5.6 行星齿轮装配条件的验算 .403.5.7 行星齿轮传动效率计算 .413.5.8 行星齿轮强度的计算 .413.6 轴的计算校核 .453.6.1 主要已知参数 .453.6.2 轴上力的计算 .453.6.3 计算轴的最小直径 .463.6.4 花键联轴器的选择 .463.6.5 花键联结强度校核 .463.6.6 轴的强度校核 .473.6.7 轴承寿命计算 .484. 检修及维护保养 .504.1 机器的检修 .504.2 机器维护和保养 .534.2.1 机器的日常维护保养 .54优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！4.2.2 机器的定期维护保养 .554.2.3 润滑 .564.2.4 电气 .604.3 机器常见故障的原因及处理方法 .61总结 .67参考文献 .68英文翻译 .68致 谢 .76优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！1. 掘进机的概述1.1 悬臂式掘进机简介悬臂式掘进机是煤矿井下巷道综掘法的主要设备，它集开挖、装碴和自动行走于一体，操纵方便，对复杂地质适应性强，便于支护，用于煤和半煤岩层的掘进因此在采矿工程中得到了越来越广泛的应用。悬臂式掘进机主要有横轴式掘进机和纵轴式掘进机。它们的主要组成部件相同，只是截割头的布置不同。悬臂式掘进机由切割机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统、除尘喷雾系统等组成。1.2 国外掘进设备及综掘技术发展现状1949 年第一台悬臂式掘进机在匈牙利问世，经过几十年不断改进、发展的历程。现在世界上掘进机使用已超过几千台。有 10 多个国家、20 多家公司和厂商从事悬臂式掘进机设计研究和制造。主要国家是：奥地利、英国德国、日本、前苏联等。(1)半煤岩巷道掘进机普遍推广随着开采深度的加大及薄煤层开采的需要，切割煤岩的硬度及半煤岩巷道的掘进量增长，已研制的EBJ-132, EBH-132, EBJ-160等几种掘进机能够胜任半煤岩巷道掘进。半煤岩巷道掘进机适用机型重量约45-90 t.切割岩石抗压强度不大于80MPa为宜。EBJ-160在切割局部硬岩时，出现强烈振动，应以60-70t重的机型为主，可以使机器的振动减轻，机器零件寿命延长，总体经济效果好。(2)机器的可靠性高以先进的制造技术为基础，从原材料质量到零部件的加工精度都能严格控制，又有优越的国际协作条件，选购外购外协件的范围宽广。有效的保证了主机的质量水平。此外，今年来广泛的采用了可靠性技术，其突出表现为简化机械结构、采用将额设计。在齿轮传动、机械联接及液压传动方面尽量减少串联系统，有的地方以嵌装式结构代替螺栓组结构。既简化了结构，又大大提高了可靠性。(3)采用机电一体化技术国外新型掘进机均配各有完善的工况监测和故障诊断系统。从而可早期发现故障，快速排出故障，大大减少停机时间。有些重型掘进机还可配置自动控制系统，可以使机器的生产率提高30%左右，还可以保证切割机构优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！的负载平稳，避免由于人工操作不当引起的尖峰负荷，从而延长机器的使用寿命约20%。1.3 我国悬臂式掘进机的发展历史和现状我国悬臂式掘进机研制，从 1965 年对 HK3 仿制开始，之后经过设计、制造、使用三个单位结合进行多种小型掘进机研制。并定型生产了几种掘进机。1975 年第一台液压传动煤巷掘进机 ELMA 通过技鉴定并小批量生产。1979 年开始,我国从英国、奥地利、日本、前苏联、德国、美国等国家大规模的引进设备，据不完全统计，截至 1985 年共引进 16 个品种 188 台，对我国煤矿掘进煤和半煤岩巷道起到重要作用。特别是通过 AM50 和 S100 的技术引进、国内外合作生产、消化吸收等方式，提高了设计、工艺制造水平。 “八五”后期，我国又研制 4050 吨级重型掘进机。但是，这些自行研制的掘进机与国外观代掘进机产品相比，缺乏竞争力，在性能、效率、可靠性等方面存在较大差距。其主要原因是我国基础研究不够；设计水平不高；缺少创新意识；没有掌握现代掘进机设计理论与方法。因此，我国的产品不能满足现代掘进机切割硬度高、效率高、可靠性高、自动化程度高的要求。当前，我国掘进机的设计研究工作，面临三项任务：一是深入消化吸收引进产品技术，产品的国产化不仅仅是图纸的转化，制造工艺的工厂化，更重要的是对引进产品在设计思想、设计方法、设计技术的消化；二是加强基础研究工作，主要指岩石可切割性和分类研究，整机和主要关键部件的设计理论与方法研究；三是对现有国产化机型进行设计改进，提高使用可靠性和开机率。1.4 现代掘进机发展的趋势分析国内外悬臂式掘进机近期产品，可知现代掘进机技术发展趋势是；改善切割技术、提高对硬岩切割能力、采用现代控制技术、实现远程控制和遥控操作、研制掘锚机组，是巷道快速掘进的发展方向。一、提高对硬岩切割能力从国内外悬臂式掘进机产品发展过程可以看出，早期产品是适应切割煤和软岩的轻型设备。70 年代后期、人们在机械和液压两方面做了大量研究工作，出现了切割半煤岩的中重型设备，近期多数掘进机可切割岩石强度达 70100MPa，德国普拉待公司研制的 E200 型重型掘进机。机重达 110吨，可切割岩石强度为 70124MPa，最大达 206MPa。可见增加机重、加大优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！切割功率，改进切割技术，是提高硬岩切割能力的必然发展趋势。目前重型掘进机的切割功率多为 13200KW。超重型机都在 200KW 以上。为了是适应切割硬岩，在增加机器自重的同时，新机型都实行紧凑化设计，努力降低机器高度，减少机器振动，提高工作稳定性。如奥地利AM65 型和德国 ET110 型，机高都低于 1.5m，并采用宽履带，减少对地比压，增强爬坡能力。在机身前、后部位装设油缸式稳定器，使机器切割硬岩时牢固定位，减轻振动。机器重型化并不是唯一提高切割硬岩途径，研究新的切割技术，不断完善和提高已有技术，使之达到最佳切割水平，也是重要内容。高压术射流破岩是一项新的切割技术，早在 70 年代，就由美国人移植到悬臂式掘进机上作为辅助切割，利用高压水射流的冲击、侵蚀效应、水楔劈裂作用。达到提高破岩能力之目的。1983 年英国采矿研究院与美国能源部合作，用 70 MPa 水压作井下试验，证明在提高切割岩石能力、降低刀具损耗、减少粉尘生成量、消灭切割火花等方面有明显的效果。据英国、德国、美国等大量实验研究。一般认为当切割头上用 1020 MPa 高压水射流可显著减低粉尘、抑制火花，用 3570 MPa 水射流可以提高切割效率、降低截齿消耗，用 150180 MPa 时才有助切效果，200 MPa 以上的水射流可以在硬岩中高效钻孔。这也就形成现今高压水射流助切和切割的基本概念。但是，采用高压水射流技术，待别是水压在 100 MPa 以上，其元件和系统研制难度极大，能量消耗大、结构复杂、费用十分昂贵。德国试验室试验表明，在乎均切割功率 120 KW 时，加上 200 MPa 水射流，可切割抗拉强度 8。3Nmm 2、耐磨系数达 2。2Nmm 的岩石，而高压水的动力需要 350 KW。因此简化结构、实现助切和经济效果的统一，是学者和专家门研究的重要课题，也是高压水射流在掘进机上应用的难题。二、发展自动控制技术悬臂式掘进机自动控制技术是国外 80 年代以来重点主攻目标之一。包含以下内容：推进方向控制；断面轮廓尺寸控制；切割功率自动调节控制；机器运行状况监测和故障诊断；离机遥控操作技术。德国艾柯夫公司研制的微机轮廓和导向及机器运行状况监测系统，其持点是用激光导向。由掘进机后面巷道顶部悬挂一个激光发生器，用棱柱优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！水晶体将激光束分裂为两个互相垂直面，激光接收器有三条摄像晶体管线，可在 600 mm 宽的激光束面上捕捉激射光，井将信号输入计算机进行处理，控制掘进机标准位置的平行偏差和推进方向上的角度偏差。这套系统于1983 年开始在 ET160 和 ET110 掘进机上使用。断面控制是采用微机技术，精确控制掘进断面轮廓尺才。避免超挖，减少充填量。提高巷道质量。基本原理是利用切割臂位置传感器，取得信号输入计算机处理，然后发出指令，控制切割臂液压回转、升降油缸，将切割断面轮廓和切割头位置同时显示在屏幕上，然后打印出数据。这种程序可实现自动操作和半自动操作。奥地利阿尔卑尼公司的 AMCS 断面轮廓与方向控制不用计算机。采用光电传感器和逻辑电路，利用三维比例显示器，显示切割头在巷道中位置，相应同步跟踪动作，当切割头截齿接触巷道断面边缘时，即发出声响信号，然后由人工操作控制，这是一种比较简单实用，没有反馈功能的非闭环控制系统。已在 AM75、AM65 掘进机上使用。日本三并三他公司研制了切割功率自动调节系统，美国矿业局移植机器人技术，研制具有视觉和某些智力功能的导向系统等。机器正常运行监控和故障诊断系统是任何掘进机都需要的，对重型机更是必需的。掘进机的监控程序，可早期鉴别技术故障，必要时发出指令停止运转。主要功能是对各电机负荷电流和温升的显示检测及示警保护；液压系统的油压、油温、泊位、污染及过滤装置工况检测及保护；高压水和冷却水系统的检测与保护等。这些保护系统只要有足够的传感器和传感装置。需要监测那个部位时，只需提供可安装的位置就可实现。重要的是从必要性和可靠性角度设计选取。总之，控制技术发展日新月异，为实现并下悬臂式掘进机自动控制、遥控开辟广阔前景。三、发展掘进机组，实现巷道快速掘进80 年代以来，综采机械化装备发展很快，单产效率迅速提高，美国、英国、德国等先进产煤国家，不断涌现日产万吨、2 万吨甚至 3 万吨高产高效工作面。要求采区巷道快速掘进，保持后退开采正常接续，目前悬臂式掘进机效率不能满足快速掘进要求，必需研制一种新型高效快速掘进设备。用连续采煤机开掘煤巷，由于它具有横向长滚筒、全宽巷道上下摆动割煤、装运能力大、结构牢固、稳定性好等优点，生产能力比一般悬臂式掘进机要高。但由于没有解决顶板支护机械化问题，仍需掘进几米。停下来用其它方式支护顶板，因而并没有真正“连续” 。用连续采煤机开掘巷道优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！的作业方式，其效率还不能满足日产几万吨综采工作面快速回采要求。原因就是不连续的间断作业影响巷道掘进速度。多年来人们一直希望有一种真正连续掘进的机器，既能快速掘进割煤，又能同时支护顶板和侧板，掘进与文护平行作业，一次成巷。于是出现了“掘锚机组”的新机型，作为与高产高效工作面的配套设备，是一种理想作业方式，具有很好的发展前景，令人瞩目。目前这种“掘进机组”已有几个国家研制成功、并投入使用。如美国JOY 公司的 12CM30 和 12CM20B；奥地利 Vost A1Pine 公司的 ABM20 型；英国 AnJerson GrouP 公司的 KB型。这些机器在一般中等地质条件下，沿煤层单巷掘进速度可达 46mh，每天掘进 80120 m。真正实现了快速掘进。1.5 我国内掘进设备的发展及存在的问题1.5.1 我国悬臂式掘进机的科研成果目前，我国悬臂式掘进机技术已跃上了一个新的台阶，总体水平已接近国外同行。在产品的开发方面，掘进机的切割功率从 30kW 提高到160kW，机重从 13t 上升到 53t，切割对象从煤扩展到半煤岩，并逐步形成了煤及半煤岩掘进两大系列、十多个品种。尤其是在“八五”后期至“九五”初期研制成功的 EBJ 系列半煤岩掘进机，其技术性能达到并部分超过了某些进口的同类产品，具有良好的性能价格比。代表我国煤巷掘进机设计水平的主要机型有:上海分院研制的 ELMA 一 40 型、ELMB 一 55 型、ELMS一 75 型系列、EBJ 一 100 型等掘进机，太原分院研制的 EMA 一 30M、EL 一90 型、EBJ 一 110 型、EBJ 一 65/48 型等掘进机和唐山分院研制的 EBZ-75型掘进机。其中上海分院研制的 ELMB 一 75 型系列掘进机与引进技术生产的 AM 一 50 型,5100 型掘进机已逐渐成为我国煤巷掘进设备的主力机型。1.5.2 我国悬臂式掘进机技术发展展望(1)产品开发的适用性我国地域辽阔，地质条件差异显著，井型类别众多，开采工艺不一。因此，综掘设备的研制也可以从三个方面着手。（一）是在现有悬臂式掘进机的基础上进行变异设计或二次开发，使其在适应性、功能性上得到延展。（二）是开发满足高产高效矿井发展要求的快速综合掘进设备。（三）是开发能满足特殊地质条件要求的综合机械化掘进设备。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！(2)产品使用的可靠性煤矿生产对机械设备的可靠性要求很高。高可靠性的具体体现是设备的高开机率。影响高开机率的重要因素之一就是设备的可靠性。因此，不管是旧机型的完善还是新机型的开发都要以可靠性为前提。作为设计者应从设计选型可靠性出发进行设计，如容量裕度、等效寿命、元件通用等;作为制造者应从加工工艺的可靠性出发进行制造，如材料选择、工艺措施等;作为使用者则应从生产系统的可靠性出发指导生产，如合理配置、完善系统、文明生产等。通过三个环节的互相支撑达到提高整体可靠性的目的。(3)产品与生产系统的配套性巷道的综合机械化掘进是一项系统工程。只有生产、运输等配套环境都正常运转才能保证掘进作业的正常进行。根据不同的资料统计，掘进机在井下作业时正常掘进、停机支护和运输系统影响所占的时间约各占总循环时间的30%。如果我们在综掘系统配套方面进一步开展一些有效的、合乎生产特点的研究工作，当会对综掘生产有所裨益。因此，我们的开发工作还应根据矿井掘进工作面的工艺条件和工作对象，对适用不同综掘设备的开拓掘进系统进行分类，找出典型，提出范例，供生产选择。1.5.3 我国掘进机目前存在的问题(1)目前我国研制的产品主要适用于煤巷掘进，对于硬煤及半煤岩巷道适应性差，机器振动过大，故障率高。(2)国内应用最多的几种机型，除切割硬度偏低之外，内喷雾系统及防碰撞装置实际上不起作用，许多电气保护工作不可靠，普遍存在用户甩保护现象，电控系统抗振性差。(3)技术引进缺少创新我国引进技术生产的机型生产多年改进不大，尤其是不能结合我国制造，使用水平进行改进，逐渐暴露出许多缺点。1.6 悬臂式掘进机新技术的发展悬臂式掘进机技术的发展除取决于实际生产需要外，还受基础工业发展水平及技术可行性的影响。随着工业技术水平的提高和在悬臂式掘进机技术开发方面经验的积累，我们正在尝试将一些新的技术成果应用于悬臂式掘进机的设计上。1.6.1 新的主机技术(1)掘锚联合机组掘锚联合机组是集切割、装载、行走、锚杆支护、机载除尘等功能为优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！一体的综合掘进装备，它具有先进的遥控操作系统和高效的除尘装置，不仅可用于高效集约化矿井的煤巷快速掘进，而且也可通过开采方式的变化用于回采“三下”压煤和“井田边角煤”，最大限度地回收煤炭资源，是煤巷掘进最理想的机型。但由于其新技术的含量较大，如何立足于现有设备和技术，尽快地开发出适合我国煤矿实际工况条件的掘锚联合机组，解决采掘工作面接替紧张、采掘失调等难题，满足国内的迫切需求，填补我国在这方面的研究空白，是实现“十五”悬臂式掘机主机技术飞跃的首要任务。(2)盘形滚刀悬臂式掘进机利用滚压破岩原理设计的全断面岩巷掘进机，能有效截割硬岩，具有掘进速度快、效率高、巷道断面尺寸精确、工程质量好、超挖量少、巷道光滑等优点，但由于全断面岩巷掘进机体积大、重量重、能耗高、适应性差、投资巨大等弱点，无法广泛代替传统的钻爆法应用于岩巷或隧道的建设。盘形滚刀悬臂式掘进机是一崭新的设计思路，它将盘形滚刀破岩技术巧妙地移植在悬臂式掘进机上，一方面保留了悬臂式掘进机轻便、高效、能切割任意形状断面的优点，另一方面弥补了传统的镐形截齿截割方式无法截割硬岩的缺憾，使悬臂式掘进机的切割破岩能力有质的变化。而且，与全断面掘进机相比，可大大降低初期投资。(3)冲击振动掘进机冲击振动掘进机是一种利用惯性原理，通过在普通的悬臂式掘进机截割机构部分增加一激振部件，利用一定频率和振幅的冲击来改善截割效果，以提高掘进机的切割硬度的新技术。1.6.2 新的配套技术(1)配套自移式转载机运输技术的落后是制约掘进技术发展的重要因素之一。自移式转载机作为联接掘进机和带式输送机或矿车的桥梁，是掘进机械化作业线的重要一环。由于其自带动力，具有自行牵引、灵活移动的特点。可满足不同的运输要求，实现运输设备的配套使用，是实现“十五”悬臂式掘进机配套运输技术高效的主要任务。(2)配套机载锚杆支护技术支护作业与掘进作业的不同步是影响掘进技术发展的又一关键。锚杆支护技术，作为先进的支护技术，具有工艺简单、工效高、巷道断面利用率大、材料消耗低、支护速度快、支护成本低等优势，机载锚杆技术还有优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！功率大、钻孔能力强、功能齐全、适用范围广、可自带动力、操作安全等优点，但存在操作复杂、维护成本高、一次投资大等不利因素。机载锚杆支护技术能从根本上解决掘进、支护不同步问题，提高掘进生产率。(3)配套机载除尘技术机载除尘技术是悬臂式掘进机配套技术的重要一环，成为掘进机技术发展的另一关键。由于工作环境恶劣，机载除尘技术必须做到除尘效果好、设备体积小、功耗低、耗水量少、使用维护简单的特点。传统的内、外喷雾除尘技术因效果差、成本高而一直无法推广，因而影响掘进工作面的作业安全。而采用体积庞大的巷道除尘风机又因其不适合国情而难以推广。具有环保价值的机载除尘产品“CSHY4.0型悬臂式掘进机机载捕尘装置”是专门为悬臂式掘进机配套设计，实现除尘、掘进同步作的国内外唯一采用液压驱动的机载除尘设备。配套机载除尘技术的进一步研究，是实现悬臂式掘进机配套除尘技术突破的重要课题。1.6.3 新的元部件技术(1)履带内藏式行星减速器悬臂式掘进机的行走机构是主机很重要的一大部件，它承担着主机在作业过程中的行走、调动任务，影响主机的灵活性。传统的履带驱动装置体积大，占用空间多，效率低。尤其对煤矿井下而言，利用的有效空间不足，给结构设计和设备性能带来一定的影响。履带内藏式行星减速器传动是近年来发展起来的新技术，它具有占用空间小、效率高、机器通过性好等优点，已成功地应用于工程机械如挖掘机等。将其应用于结构空间受限的悬臂式掘进机是一种新的尝试。它从性能上具有传动比大、传动效率高、输出转矩大等优点，从结构上具有体积小、重量轻等特点。(2)工况监控技术掘进机工况监控技术包括掘进机工况监测、故障诊断两方面。通过对供电电压、电动机负荷和温升控制，液压系统油压、油量、污染的监测、油液污染和轴承温度的监测，最大限度地保证设备在最佳状态下工作;在设备遇到故障时，及时发现故障原因并予以纠正。掘进机工况监测技术的研究，是实现“悬臂式掘进机智能化的主要方面。(3)负载反馈调速技术切割牵引速度是悬臂式掘进机的一个重要工况参数，合理的切割牵引速度不仅与掘进机自身参数有关，还和煤岩硬度、钻人深度和切削厚度有关，负载反馈调速技术就是利用节流调速、变量泵一负反馈无级调速和定量泵一分流合流有级调速等方式，合理调整切割牵引速度。有效地减少功优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！率损耗，降低液压系统发热，延长液压元部件使用寿命，使掘进机能可靠地工作。掘进机负载反馈调速技术的研究，是提高悬臂式掘进机可靠性的一条途径。2.EBZ200掘进机总体方案设计2.1 任务说明2.1.1 题目EBZ200 型掘进机截割机构的研制2.1.2 课题概况本课题是我公司正在研制的课题之一，主要用于公司的主导产品EBZ200 型掘进机。截割机构是掘进机重要部件，主要由截割电动机、截割减速器、升降臂、工作臂、截割头、内喷雾送水装置等组成。2.1.3 具体要求1.截割机构具有可伸缩性，伸缩量 550mm；2.截割减速器采用一级直齿轮和两级行星减速形式；3 .截割减速器按 200Kw 设计，截割头转速按 40r/min，截割头线速度为 3m/s，工况系数按 1.75 计算；4.输入、输出联轴节采用花键联接；2.1.4 毕业设计工作量1.截割机构总图；2.截割减速器结构图；3.设计的理论基础。2.1.5 完成时间2009 年 3 月2009 年 6 月2.1.6 提交内容1.截割机构总图；2.截割减速器结构图及主要零件的图纸；3.设计计算说明书；4.毕业设计论文一份。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！2.2 主要性能EBZ200掘进机是一种掘进效率高、截割功率适中的中重型掘进设备，该机集截割、装运、行走、操作等功能为一体，适用于任意形状断面的煤巷、半煤岩及软岩巷道掘进，也适用于条件类似的其它矿山巷道及工程隧道中使用；截割岩石最大抗压强度可达80MPa，可提供锚杆泵站动力接口。整机充分借鉴国外先进机型的典型结构及采用计算机辅助设计，结构紧凑，稳定性好；关键部件和动密封均采用高质量进口产品，保证整机性能可靠；机器重心前置设计，有利于搭接皮带转载机后机器的平稳作业。该机内外喷雾齐全，可有效抑制截割产生的粉尘和火花，能有效地满足煤矿安全生产的要求；故障自诊断液晶显示，手动与遥控两种选择，使该产品设计更具先进性。2.3 主要特点1、采用纵轴截割方式，便于打柱窝、修巷，截割功率大、适应能力强、掘进效率高；2、采用直径适中的截割头，单刀力大，截齿布置合理，破岩过断层能力强，截割振动小，工作稳定性好；3、具有内外喷雾功能，有效抑制粉尘；4、采用俯角铲板，有利于装载和截割头下切；两种宽度的铲板方便选择；星轮马达直接驱动替代机械传动，减少故障的发生；5、采用双边链输送机，有利于大块煤的输送，传动平稳可靠；6、液压传动系统采用变量泵系统、液控先导操作，工作稳定，关键部件和密封均采用高质量进口产品，保证整机性能可靠。7、采用1140V电压等级，电气系统采用进口专用控制器控制防护等级IP67，并配有中文液晶显示屏，能实时反映机器工况，各项保护和显示功能齐全，性能可靠；8、行走装置采用流行的整体链板传动，高压油脂缸配垫片式链轮涨紧型式，结构简单，维护操作方便，故障率低；行走采用无极变速方式，实现速度随机性。有效提高工作效率；行走马达与减速一体化结构，质量更加可靠。2.4 主要技术参数优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！项目 技术参数 项目 技术参数最大掘进高度 5.1 m 行走速度（高/低） （m/min） 6.1/3.1最大掘进宽度（m） 6.5 履带宽度（mm） 600爬坡能力 16 对地压强（MPa） 0.14最大截割硬度（MPa） 80 油泵电机功率（KW） 90卧底深度（mm） 300 外喷雾水压（MPa） 1.5截割电机功率（KW） 200 内喷雾水压（MPa） 4.0截割头转速（rpm） 46/23 水量（L/min） 100装载形式 六齿星轮式 供电电压（V） 1140输送机形式 双边链刮板式 总功率（KW） 305(不含二运)运输机链速（m/min） 54最大外形尺寸（长 X宽 X 高）（m）10.5X3.6X1.8溜槽断面尺寸（宽 X 高）（m） 0.65X0.35 整机重量（t） 562.5方案的确定掘进机的总体方案设计对于整机的性能起着决定性的作用。因此，根据掘进机的用途、作业情况及制造条件，合理选择机型，并正确确定各部结构型式，对于实现整机的各项技术指标、保证机器的工作性能具有重要意义。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！2.5.1 工作机构的型式选择 部分断面掘进机的工作机构有截链式、圆盘铣削式和悬臂截割式等。因悬臂截割式掘进机机体灵活、体积较小，可截出各种形状和断面的巷道，并能实现选择性截割，而且截割效果好，掘进速度较高；所以，现在主要采用悬臂截割式，并已成为当前掘进机工作机构的一种基本型式。 按截割头的布置方式，分为纵轴和横轴式两种。纵轴式截割头传动方便、结构紧凑，能截出任意形状的断面，易于获得较为平整的断面，有利于采用内伸缩悬臂，可挖柱窝或水沟。截割头的形状有圆柱形、圆锥形和圆锥加圆柱形，由于后两种截割头利于钻进，并使截割表面较平整，故使用较多。缺点是由于纵轴式截割头在横向摆动截割时的反作用力不通过机器中心，与悬臂形成的力矩使掘进机产生较大的振动，故稳定性较差。因此，在煤巷掘进时，需加大机身重量或装设辅助支撑装置。 横轴式截割头分滚筒形、圆盘形、抛物线形和半球形几种。这种掘进机截齿的截割方向比较合理，破落煤岩较省力，排屑较方便。由于截深较小，截割与装载情况较好。纵向截割时，稳定性较好。缺点是传动装置较复杂，在切入工作面时需左右摆动，不如纵轴式工作机构使用方便；因为截割头较长对掘进断面形状有限制，难以获得较平整的侧壁。这种掘进机多使用抛物线或半球形截割头。 由于工作机构的载荷变化范围大、驱动功率大、过坚硬岩石时短期过载运转、有冲击载荷、振动较大，要求其传动装置体积小，最好能调速。考虑掘进机工作时，截割头不仅要具有一定的转矩和转速以截割煤岩，而且要能上下左右摆动，以掘出整个断面，掘进机工作机构一般都采用单机驱动。虽然液压传动具有体积小、调速方便等优点，但由于对冲击载荷很敏感，元件不能承受较大的短时过载，一般选择过载能力较大的电动机驱动。2.5.2 装载机构的型式选择 部分断面掘进机的装载机构有 4 种： (1)单双环形刮板链式。单环形是利用一组环形刮板链直接将煤岩装到机体后面的转载机上。双环形是由两排并列、转向相反的刮板链组成。若刮板链能左右张开或收拢，就能调节装载宽度，但结构复杂。环形刮板链式装载机构制造筒单，但由于单向装载，在装载边易形成煤岩堆积，从而会造成卡链和断链。同时，由于刮板链易磨损，功率消耗大，使用效果较差。 (2)螺旋式。是横轴式掘进机上使用的一种装载机构，它利用左右两个截割头上旋向相反的螺旋叶片将煤岩向中间推入输送机构。由于头体形状的缺优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！点，这种机构目前使用很少。 (3)耙爪式。是利用一对交替动作的耙爪来不断地耙取物料并装入转载运输机构。这种方式结构简单、工作可靠、外形尺寸小、装载效果好，目前应用很普遍。但这种装载机构宽度受限制，为扩大装载宽度，可使铲板连同整个耙爪机构一起水平摆动，或设计成双耙爪机构，以扩大装载范围。 (4)星轮式。该种机构比耙爪式简单、强度高、工作可靠，但装大块物料的能力较差。 通常，应选择耙爪式装载机构，但考虑装载宽度问题，可选择双耙爪机构，也可设计成耙爪与星轮可互换的装载机构。 装载机构可以采用电动机驱动，也可用液压马达驱动。但考虑工作环境潮湿、有泥水，选用液压马达驱动为好。 2.4.3输送机构的型式选择 部分断面掘进机多采用刮板链式输送机构。输送机构可采用联合驱动方式，即将电动机或液压马达和减速器布置在刮板输送机靠近机身一侧，在驱动装载机构同时，间接地以输送机构机尾为主动轴带动刮板输送机构工作。这样传动系统中元件少、机构比较简单，但装载与输送机构二者运动相牵连，相互影响大。由于该位置空间较小布置较困难。 输送机构采用独立的驱动方式，即将电动机或液压马达布置在远离机器的一端，通过减速装置驱动输送机构。这种驱动方式的传动系统布置简单，和装载机构的运动互不影响。但由于传动装置和动力元件较多，故障点有所增加。 目前，这两种输送机构均有采用，设计时应酌情确定。一般常采用与装载机构相同的驱动方式。 2.4.4转载机构的型式选择 该掘进机的转载机构有两种布置方式：作为机器的一部分；为机器的配套设备。目前，多采用胶带输送机。 胶带转载机构传动方式有 3 种：用液压马达直接或通过减速器驱动机尾主动卷筒；由电动卷筒驱动主动卷筒；利用电动机通过减速器驱动主动卷筒。 为使卸载端作上下、左右摆动，一般将转载机构机尾安装在