大型耙斗装岩机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 大型耙斗装岩机 设计 主要内容 主要技术参数 生产能力 140 h 耙斗容积 0.9 引力 45用巷道 净断面积 16净高 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 1 绪论 1 载机械概述 1 载机械的发展 2 设计的意 义 3 2 耙斗装岩机 工作原理 及总体方案设 计 3 斗装岩机 工作原理及结构概述 3 斗装岩机 使用方法 5 3 基本尺寸的确定 7 动机的选择 7 本尺寸的确定 9 动装置的运动和动力参数确定 10 4 减速器设计 12 轮传动计算 12 速级 传动装置的运动和动力参数计算 12 速级 传动装置的运动和动力参数计算 15 的确定与校核 20 承 与 键 的 选择及校核 29 速器箱体及零部件的设计 31 5 工作滚筒设计 34 星减速器设计 34 轮传动计算 34 星齿轮减速器主要零件设计 46 筒设计 50 6 空程滚筒设计 52 7 耙斗装岩机 零部件的 确定 61 8 耙斗装岩机 下井 安装、维护 64 附录 66 结论 68 参考文献 70 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪 论 用钻眼爆破法掘进巷道时 ,工作面爆破后碎落下来的煤岩 需要装载到运输设备中运离工作面 ,实现这一功能的设备统称为装载机械。 述 : 装载机械按行走方式分为轨轮式、履带式、轮胎式和雪橇式。按作业过程的特点分为间隙动作式和连续动作式两大类。间隙动作式是工作机构摄取物料时间隙动作的装载机 ,主要有耙斗装载机、后卸式铲斗 装载机和侧卸式铲斗装载机等三种形式。连续动作的装载机主要有扒爪装载机、立爪装载机、扒立爪装载机、圆盘式装载机和振动式装载机等。 扒立爪装载机由于该机采用两套工作机构，使其结构复杂。为保证机体的纵向平衡，须加长机身和质量，导致设备在井下 调动的灵活性降低。 挖斗装载机 :挖斗装碴机为轨轮式，是吸收国内外先进技术开发研制的一种新型、高效、节能的工程机械。该机适用于矿山、铁路隧道、水工涵洞、国防工程等部门。可连续进行挖掘、扒取岩碴、运输到梭式矿车和其它转载设备。这一连续的生产过程具有装载平稳、控取范围大、不会洒料、高效、连续性等特点。 液 机传动。其行走和岩碴的刮板运输为液压马达驱动机械传动件进行运动。工作机构的大臂、小臂、回转油缸、挖斗的运动全部由液压油缸驱动。集中的液压操纵台控制着液压系统的工作。液压 系统的合理布局使维修方便，电气和液压系统的保护系统能使该机能连续平稳地工作。该 机适用于 3m 高）以上的巷道断面。工作场地水位低于轨面，要求工作面排水情况良好。为使整机在巷道墙壁的距离不小于 1000面轨道应平整，不应下沉，工作环境温度 5 40该机 一般以装载块度在 750800度为 3满足不同施工条件的需要。同时， 此 设备主电机、控制柜及相应的电控元件可防爆产品，使之能应用于防爆要求的施工环境。 履带挖斗装载机（扒渣机） :要适用于铁路隧道、公路隧道及矿山、水利、国防等工程的装载作业， (隧洞断面必须为 3型巷道 )。 该 机采用 轨轮式挖斗装载机上独特的反铲系统 (包括铲斗、小臂、大臂、动臂 )来扒取 (挖掘 )岩石，并通过自身的刮板运输机构进行输送到自卸汽车、梭式矿车或其它运矿设备中去。 该 机采用全液压传动，先导阀操作，工作平稳，冲击力小，其主要液压件可根据用户要求使用进口产品。整机结构紧凑、性能可靠，可在潮湿有积水的巷道里工作，可以全断面装岩，不留死角，并且 可以开挖巷道两边的水沟。无需人工辅助清底装岩。 发展 20世纪 初 ,美、英等国开始使用装载机代替手工业。 50年代 ,装载机已大量买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 推广并发展成若干品种 ,其中使用最多的是后卸式装载机和扒爪装载机 , 我国于50年代初使用使用后卸式装载机和扒爪装载机 60年代研制把斗装载机 ,70 年代研制成功侧卸式装载机 ,与凿岩岩台车配套使用。装载机械的发展与掘进断面的大小及被装物料的特性密切相关。随着掘进断面的增大 ,在大断面巷道中多采用侧卸式铲斗装载机 ,且向大功率、大容量方向发展。此外 ,正探索装载机械向一机多能方 面发展 ,如在装载机上增加钻臂等。 采煤机的装备水平是煤矿技术水平的重要标志之一。采煤机械的选用取决于煤层的赋予条件、采煤方法和采煤工艺，而采煤机械的技术发展又促进了采煤方法和采煤工艺的更新。 随着采煤工作面综合机械化程度的提高，要求巷道的掘进速度加快，以保证采掘比例协调和矿井的高产稳步。 国内平巷掘进广泛采用钻眼爆破法掘进设备。为提高掘进机械化水平，除选用适用、可靠的单项设备外，还必须考虑设备的配套，以形成机械化作业线。其主要形式之一就是以耙斗装载机为主的机械化作业 线：气腿式凿岩机钻凿炮孔，耙斗装载机把岩石耙入转载机或矿车，巷道支护采用锚杆安装机和混凝土喷射机。该作业线实现凿孔和装载平行作业，爆破后先把迎头的岩石迅速扒出，即能进行凿岩作业，与此同时可将尾轮悬挂在左、右帮上进行凿岩作业，缩短了掘进循环时间，在国内煤矿广泛使用。 由于采煤机械装备水平日益提高，要求巷道掘进速度相应加快，小型耙斗装岩机已不能满足这一要求，通过对生产率、工作工况等的分析，我们设计出了大型耙斗装岩机。它对巷道的适应性好，结构简单、操作方便、价格低廉、生产率高、工作可靠 、运输方便 等优点。 2 耙斗装岩机 工作原理 及总体方案设计 构紧凑、应用范围广等特点。用于巷道掘进中配合矿车进行装岩。不仅可以在 30度以下上山、下山巷道装岩，还可以买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 进行掘进工序的平行作业，提高掘进速度，是实现巷道掘进机器化的主要机械设备之一。 型号组成及含义如下 : 防爆耙斗容积耙斗装岩机耙斗装岩机 如图 2示 ,是通过绞车的两滚筒，分别牵引主绳、尾绳，使耙斗作往复运动，耙斗把岩石扒进料槽，自料槽尾部的卸料口卸料入矿车，从而实现装岩。 耙斗装岩机主要由固定楔、耙矿滑轮、耙斗、传动部分、（包括操纵机构、台车、绞车）导向轮，料槽、进料槽、前挡板、连接槽、中接槽、卸料槽以及电气部分等组成，各主要部件的功用和结构简述如下： 32111 151413127 6891054图 2、固定楔 2、尾轮 3、钢丝绳 4、耙斗 5、矿车 6、轨道 7、导向轮 8、绞车 9、操纵机构 10、 台车 11、挡板 12、簸箕口 13、升降装置 14、中间槽 15、卸载槽 各主要部件的功能如下 : 1固定楔固定在迎头上，用以悬挂耙矿滑轮 。固定楔分硬岩固定楔、软岩固定楔两种，前者用于硬岩，后者主要用于软岩，也可用于硬岩。硬岩固定楔由一个楔体和一个紧楔组成；软岩固定楔则由一个紧楔和一个楔部带锥套的钢丝绳环组成。软岩固定楔比硬岩固定楔长一些。 2、 耙矿滑轮挂在固定楔上，用以引导尾绳，使耙斗返回迎头。它主要由买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 侧板、绳轮、心轴、吊钩零件组成。 3、 耙斗在主绳、尾绳的牵引下，往复运动，扒取岩石。根据平斜巷道角度，可调耙斗前端与钢绳连接的高度，以改变耙斗倾角，使之适用于平巷或斜巷。耙齿磨损后可调换。每台装岩机配有耙斗一个。 4、 操纵机构由两组操 纵杆、拉杆、连杆、调整螺杆等组成，调整螺杆的一端与绞车闸带相连，通过操纵杆控制闸带的开合，对绞车的两个滚筒进行分别的操纵。 5、 绞车由电动机、减速机及两个行星滚筒及两组制动器组成。两组制动器实际上起着两组离合器的作用。分别对两个滚筒进行控制。 工作时，刹紧工作滚筒的闸带，使内齿轮停止转动，行星齿轮在太阳轮的带动下沿内齿轮滚动，从而借行星轮回带动滚筒转动，牵引耙斗。 图 2程时，松开工作滚筒的闸带，刹紧空载滚筒的闸带，依上述原理，尾绳把耙斗牵回扒岩处。由于二个滚筒中齿轮齿数不同，二个滚筒转数 也就不同。空载滚筒比工作滚筒有较高的转速。为防止停车后滚筒惯性转动而引起钢 丝绳起圈乱绳，在两个滚筒的边缘还安有两组辅助刹车。绞车的传动 如图 2 6、 台车由车架、车轮、弹簧碰头（木碰头）等组成，它是装岩机的机架及同行走部，它承载装岩机的全部重量。在台车安装绞车、操纵机构，并安有支撑中间槽的支架和支柱、台车前后部挂有四套卡轨器，作为固定装置。 7、 导向轮安装在装岩机的后部，用以引导、改变钢丝绳的方向。它由侧板、绳轮、心轴、滚筒轴承等组成，并采用防尘结构。 8、 撑脚安装在卸料槽尾部两侧，用以支撑 槽子尾部使之稳定和调整高度。它主要由梯形左右扣螺杆和螺母等零件组成。 9、 进料槽、中间槽、卸料槽是容纳扒取物的部分，耙斗扒取的岩石依次通过进料槽、卸料槽，自卸料槽底部的卸料口卸入矿车。中间槽安装在台车的支架和支柱上，而进料槽、卸料槽则分别在其前后与之衔接。进料槽的中部安有升降装置，以调节簸箕口的高低，簸箕口前两侧装有挡板，引导耙斗进入槽子。中买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 间槽有两个弯曲部，为考虑 磨 损及易于更换，弯曲部装有可拆卸的耐磨弧形板。卸料槽后部安有弹簧碰头，起缓冲作用。 10、 双滑轮只有拐弯巷道装岩时使用，挂在巷道拐弯处引导主 绳和尾绳，主要由侧板、心轴、滚动轴承、吊钩及两个绳轮组成，配备双滑轮，能扩大装岩机的使用范围。 11、 装岩机的电动机和控制设备均采用防爆式的。其电压 为 380(660)V。 放炮后，先在迎头上部打好眼，或自用剩余炮眼安好固定楔，两种固定楔的固定和拆卸方法有所不同，固定硬岩楔时先将带圆环的楔体放眼中，再将紧楔扦入并敲紧；拆卸时，用锤敲击楔体端部，使楔体松动，抽出紧楔，然后抽出楔体。 固定软岩楔时先把钢丝绳套环带套的一端放入钻好的眼中，再把紧楔扦入并敲紧。拆卸时，用锤横向敲打紧楔的端部，使 楔子松动，先抽出紧楔，再把钢丝绳抽出。安好固定楔后，便可把耙矿滑轮挂在楔体的圆环上。耙矿滑轮的悬挂位置随巷道情况而定，一般悬挂在迎头岩堆上面 800减少辅助劳动，提高机械装岩率，应视岩石堆积情况而左右移动悬挂位置，以扒清中央和两侧的岩石。在悬挂和取下耙矿滑轮时，宜先将绞车滚筒边缘的辅助刹车弹簧松开，以便人工能轻松地拉动钢丝绳，便于悬挂。待耙矿滑轮悬挂好后，再将弹簧复位或调节到合适压力。 安好耙矿滑轮并经过有关的安全检查，便可启动电机开始装岩作业。工作时，拉紧工作滚筒的操纵杆 ，工作滚筒便牵引耙斗，扒取岩石，沿槽子卸入矿车，然后松开工作滚筒操纵杆，拉紧空载滚筒操纵杆，使空斗回到迎头，重复扒岩动作，连扒 2后面配有箕斗，则可在中间槽和卸料槽之间加接中间接槽，改变卸料口位置使箕斗装满。 耙斗装岩机的突出优点是可用于倾斜巷道装岩，但在坡度较大时，除使用原有的卡轨器外，还应增设阻车装置，加强防滑措施和安全保护。为保证较高的生产率及便于铺设轨道，装岩机工作时离迎头最远不宜超过 15米。为避免放炮时机器受损，机器离迎头一般不小于 6米。装岩机在斜巷中移动时，应利用提 升绞车进行以保安全。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 大型耙斗装岩机 基本尺寸的确定 电动机的选择 已知：生产率 140 3m /h 以 90 技术 参数 ： 一次耙岩能力： m 主绳牵引速度范围： s 尾绳牵引速度范围： s 工作距离： 615m 轨距： 600(900)车牵引力： 2690 钢丝绳直径： 17动机： 型号 率 45压 38060V 转速 1480r/车形式： 行星齿轮双滚筒绞车 外形尺寸 ( 9496 2452 2403 1、确定一次行程所用时间 t： t=1t +2t +3 重载行程时间； 2t 空载行程时间； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3t 间隙时间。 2、初定技术参数： 主绳牵引速度： 1v =s; 尾绳牵引 速度 : 2v =s; 间隙时间 : 3t=9s: 工作距离： L = 8m. 3、一次行程所用时间 t： t = 1 t= 9 = 满系数： ：生产率 Q = 3600/ m /h 满足生产率要求。 耙斗的运行阻力主要是耙斗自重及斗内物料质量沿巷道倾斜方向的分力和各种摩擦力。 空耙斗返回行程的运行阻力为 1F ： 1F = G (1f ) 耙斗装满物料后的运行阻力为 2F ： 2F = G (1f ) + Q ( 2f ) 式中： G 耙斗质量； Q 耙斗内物料质量； 巷道倾角， 项在向上牵引是取“ +”； 1f 耙斗对巷道地板的摩擦系 数，可取 2f 耙斗内物料对巷道的班的摩擦系数，可取 综合考虑钢丝绳在巷道地板、溜槽、及导向滑轮上的摩擦阻力耙斗扒取物料的阻力系数； 耙斗重量的确定： 耙斗的长度、宽度和高度应保持适当的比例，合理比是 2 ： 1。 设耙斗高度为 A, 2A A = 得： A = 耙斗的长度为 耙斗的重量 2G 2G = 100 5 10 = 7000N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 耙斗内物料重量的确定： 扒取硬岩和大块物料时，一般为 5;扒取软岩和松散细块物料时，一般为 3。 物料重量 1G 1G = 1720 10 = 15460N 则： 1F = 15460 （ + = 2F = 7000 (0.5 + ) = 绳牵引力 F： F = 1F + 2F = 电动机确定： 根据主绳牵引力与牵引速度，所需电机功率为： P = 10000 = 据井下工作状况，选用 电n=1480r/定基本尺寸 计算总传动比及分配： 一、计算总传动比 卷筒转速 n； 钢丝绳直径 17筒内径 d; d = 17 19 =323取 d = 330作滚筒转速 1n 1n = 160 = 330110060 = 程滚筒转速 2n 2n = 260 = 330164060 = 传动比 i 1i = 电n/1n = 1480/ i = 电n/ 2n = 1480/ 、传动比分配： 减速器传动比初定：文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 则：工作滚筒行星轮传动比 1i / 程滚筒行星轮传动比 2i / 动装置的运动和动力参数确定 一、 减速器 传动比 ： 要求高低速级的大齿轮浸入油中深度大致相近且 4221 ，其中 2142i 为后级总传动比。 由式 21i = = = 21i = 2 则 42i = 二、减速器各轴转速： 1480 r/1i = 1480/2 = 740 r/2i= 379 r/2i = 310 r/中 电机输出转速； 高速轴转速； 过渡轴转速； 低速轴转速。 三、减速器各轴实际功率： 21 36 KW 21 36 W 31 W 式中 电机输出功率； 高速轴功率； 过渡轴功率； 低速轴功率； 1 齿轮传动效率； 2 球轴承传动效率； 2 滚子轴承传动效率。 四、减速器各轴输出转矩： 9550 dp/9550 480 = 242.3 9550 gp/9550 36/740 = 464.6 9550 550 79 = 884 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9550 lp/9550 10 = 1037 4 减速器设计 速级传动装置的运动和动力参数计算： 选择齿轮材料 查表 8齿轮选择 #45 调质 1245 275文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 大齿轮选择 #45 正火 2210 240按齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮精度等级 公差组 8级 按 1n 31取圆周速度 s,参考表 8 8小轮分度圆直径 1d ，由式 8 3212 11 宽度系数d查表 8d=轮齿数 1Z 在推荐值 20 40中取 1Z =20 大轮齿数 2Z 2Z =i 1Z =2 20 2Z =40 齿数比 u 12 2u 传动比误差 0 小轮转矩610 n 310 N荷系数 K A 使用系数 查表 8 载荷系数向载荷分布系数 K=间载荷分配系数推荐值 （ =7 20）中初选 0=13 由式（ 8（ 8为 =+= t a nc o 111 21 z= o 401201 =表 8荷系数 性系数 节点影响系数 图 8 重合度系数 Z=旋角系数ZZ= 13 Z=用接触应力 H 由式（ 8 H =接触疲劳极限应力 1、 2查图 8 1=570N/ 2买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2=460N/ 2应力循环次数由式（ 8 1N =600 1480 1 (8 300 8) 1N =910 h 2/12 2 则查图 8Z（不允许有点蚀） 121 接触强度安全系数 表 8一般可靠度查 1.1 1H =570 1 1/ 1H =518N/ 2 2H =460 1 1/ 2H =418N/ 2 故 1d 的设计初值 3 2418 面模数 1Z =1330 = 表 8 中心距 a=1Z + 2Z )/(2=7 (20+40)/(2 ) = 取： a =216度圆螺旋角 = = 2 1 62/4207c o s 1 = 小轮分度圆直径的计算值 1 Z / 7 20/ 1周速度 v V = 1n/60000=1480/60000=11m/s 与估取值相差不大，不必修正 取 间载荷分配系数K=+= o 401201 =表 8 K=轮分度圆直径 1d = 144 1d =144轮分度圆直径 2d =Z/ =7 40/ 2d = 288文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿宽 b=d 142=轮齿宽 2b = b 2b = 64轮齿宽 1b =2b +（ 5 10） 1b = 70按齿根弯曲疲劳强度校核计算 由式（ 8 F = Y Y F齿形系数31= 2V= u = 2 = 查图 8 2力修正系数 2合度系数 Y由式（ 8说明得： Y= = Y= 旋角系数 Y由式（ 8 Y= 1- 1200= 1 用弯曲应力 F 由式（ 8 F = 弯曲疲劳极限 查图 8 1=460N/2=390N/弯曲寿命系数 1 尺寸系数 查图 8 = 1 安全系数 查表 8 = 1F = 1 460 1 1/ 1F = 2F = 2 Y 2X / 390 1 1/ 1F = = 714270 1F =， Q 号交流 401339828 或 11970985 2F = 714264 2F =。 动装置的运动和动力参数计算： 选择齿轮材料 查表 8齿轮选择 #45 调质 1245 275齿轮选择 #45 正火 2210 240按齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮精度 等级 公差组 8级 按 1n 31取圆周速度 m/s,参考表 8 8小轮分度圆直径 1d ，由式 8 32121 宽度系数d查表 8d=轮齿数 1Z 在推荐值 20 40中取 1Z =20 大轮齿数 2Z 2Z =i 1Z =20 2Z =48 齿数比 u 12 u= 传动比误差 误差在 5 范围内 合适 小轮转矩610 Pg/310 N荷系数 K A 使用系数 查表 8 载荷系数向载荷分布系数 K=间载荷分配系数推荐值 （ =7 20）中初选 0=13 由式（ 8（ 8为 = += t a nc o 111 21 z= o 481201 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 查表 8荷系数 性系数 节点影响系数 图 8 重合度系数 Z=旋角系数ZZ= 13 Z=用接触应力 H 由式（ 8 H =接触疲劳极限应力 1、 2查图 8 1=570N/ 22=460N/ 2应力循环次数由式（ 8 1N =600 1480 1 (8 300 8) 1N =910 h 2/12 2 则查图 8Z（不允许有点蚀） 121 接触强度安全系数 表 8一般可靠度查 1.1 1H =570 1 1/ 1H =518N/ 2 2H =460 1 1/ 2H =418N/ 2 故 1d 的设计初值 3 2418 面模数 1Z =0 = 表 8 中心距 a=1Z + 2Z )/(2=7 (20+48)/(2 ) = 取： a =245度圆螺旋角 = = 2452/48207c o s 1 = 小轮分度圆直径的计算值 1 Z / 7 20/ 1144周速度 v V = 1n/60000=144 740/60000=s 与估取值相差不大，不必修正 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 取 间载荷分配系数K=+=表 8 K=荷系数 K K=轮分度圆直径 1d = 144 1d =144轮分度圆直径 2d =Z/ =7 48/ 2d =346宽 b=d 144=115 大轮齿宽 2b = b 2b = 115轮齿宽 1b =2b +（ 5 10） 1b = 120按齿根弯曲疲劳强度校核计算 由式（ 8 F = Y Y F 齿形系数31= 2V= u = 2 = 52 查图 8 2力修正系数 2合度系数 Y由式（ 8说明得： Y= = Y= 旋角系数 Y由式（ 8 Y= 1- 1200= 1 用弯曲应力 F 由式（ 8 F = 弯曲疲劳极限 查图 8 1=460N/2=390N/弯曲寿命系数 1 尺寸系数 查图 8 = 1 安全系数 查表 8 = 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 则 1F = 1 460 1 1/ 1F = 2F = 2 Y 2X / 390 1 1/ 1F = = 7144120 1F =41 N/2F = 7144115 2F =齿根弯曲强度足够。 标准斜齿轮几何尺寸统计表 4名称 代号 计算公式 齿轮 齿轮 齿轮 齿轮 齿轮 基 本 参 数 法向模数 7 7 7 7 7 齿数 Z 20 40 20 39 48 法向压力角 a 20 齿顶高系数 * 1 顶隙系数 *c 旋角 基圆柱螺旋角 b 几何尺寸 分度圆直径 d d = mz/144 288 144 280 336 齿顶高 *ah根高 *c )全高 h h = ah+顶圆直径 d+202 158 395 350 齿根圆直径 圆直径 63 314 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 端面压力角 t n 啮合尺寸 中心距 a a =1/2(d1+216 212 308 轴的结构设计 轴的结构形状要根据轴上零件的装配方案确定，不同的装配方案会产生不同的结构形状。轴的结构应满足：轴上零件要有准确的工作位置并易于装拆；轴要有良好的制 造工艺性，并尽量减小轴的应力集中，提高轴的疲劳强度。 一、高速轴 ： 为避免零件沿轴向或周向发生相对运动，要对零件进行定位和固定。轴向使用平键固定；轴承利用轴套和端盖作轴向定位和固定，利用轴承内圈与轴的过渡