ML280螺旋钻采煤机推进机构的设计
116页 26000字数+论文说明书+9张CAD图纸【详情如下】
A0_ML280工作机构_02.dwg
A0_ML280螺旋钻采煤机工作机构装配图_01.dwg
A1_ML280螺旋钻头_04.dwg
A1_ML280螺旋钻头_05.dwg
A1_工作机构总成_03.dwg
A2_ML280左旋钻杆_06.dwg
A3_ML280_09.dwg
A3_ML280连接_07.dwg
A3_ML280风筒_08.dwg
ML280螺旋钻采煤机工作机构的设计论文.doc
任务书.doc
外文翻译--高效生产一个关于采煤机截割的次序的问题.doc
目 录
1 绪论 1
1.1采煤机的发展史 1
1.2我国采煤机的发展展望 1
1.2.1大功率、大截深电牵引采煤机的进一步研究 2
1.2.2大功率采煤机的工况监测、故障诊断与控制系统的研究 2
1.2.3应用高新技术，严格管理，提高可靠性 2
1.3螺旋钻采煤机的概述 3
1.4螺旋钻采煤机的市场价值 6
2 设计要求及方案确定 8
2.1设计要求 8
2.1.1使用条件 8
2.1.2液压系统 10
2.1.3钻杆 10
2.1.4供电系统 11
2.2总体方案的设计 11
3 螺旋钻杆结构参数的优化设计 13
3.1煤机螺旋钻杆结构参数优化数学模型的建立 13
3.1.1螺旋钻杆的装煤生产率理论分析 13
3.1.2螺旋钻杆装煤生产率的计算 15
3.1.3螺旋叶片设计及强度校核 16
3.1.4优化约束条件的建立 19
3.1.5模型的求解 22
3.2钻杆轴及连接件的设计 23
3.3联接套的设计 26
4 传动减速箱的设计计算 31
4.1齿轮传动的设计与计算 31
4.1.1基本的参数 31
4.1.2齿轮的计算 32
4.1.3弯曲强度校核计算 36
4.2轴的设计计算 37
4.2.1按扭转强度概略计算轴径 37
4.2.2计算支反力和绘弯扭矩图 38
4.2.3强度精确校核（验算安全系数） 42
5 推进液压缸、机架以及导轨的设计 46
5.1液压缸的设计 46
5.1.1钢筒的设计计算 47
5.1.3液压缸的校核 54
5.2液压缸的结构 57
5.2.1缸筒与端盖的连接 58
5.2.2活塞组件 59
5.2.3活塞组件的密封 60
5.3推进机构导轨的设计 62
6 螺旋钻采煤机的使用与维护 63
6.1润滑及注油 63
6.2地面检查与试运转 63
6.3下井及井下组装 64
6.4采煤机的井下操作 64
6.5机器的维护与检修 66
专题部分 68
题目：螺旋钻头的研究 68
引言 68
1 煤及煤层的性质 69
1.1煤的强度 69
1.2煤的坚固性系数 69
1.3煤的截割阻抗 69
1.4煤的压张效应 69
2 截割工况和刀具 71
2.1截割刀具的几何参数 71
2.2刀具几何参数对截割性能的影响 71
3 截齿受力分析 74
4 截齿运动模型 77
4.1坐标系的建立 77
4.2截齿的运动学模型 78
4.3不干涉条件 79
5 截齿的优化布置 83
结论 88
参考文献 90
致 谢 119
摘 要
毕业设计主要内容和要求：
内容：螺旋钻采煤机总体方案的设计
工作机构的优化设计
螺旋钻头专题研究
要求：4张零号图纸
设计说明书一份
英文翻译不少于3000字
设计参数为：截割阻力2×132KW，钻头转速55~60r/min
推进速度0~20m/min,后退速度0~3.5m/min
推进力390KN，拉力290KN，钻头直径为Φ625mm，Φ725mm,Φ825mm三种型号。
院长签字： 指导教师签字：
中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书
指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：
螺旋钻采煤机是近年引进的用于极薄煤层，实现工作面无人开采的新装备，该项技术在我们还是空白。螺旋钻采煤机的关键技术是工作机构的设计，曾新海同学选择的“ML280型螺旋钻采煤机工作机构的设计”作为毕业设计的课题，对螺旋钻采煤机进行了系统的设计研究，在对总体方案进行了论证的基础上，对其工作机构进行了优化设计，并编制了相应的优化设计程序，且取得良好的效果。在完成毕业设计任务书要求的同时，对工作机构的螺旋钻头进行了专题研究，首次建立了螺旋钻头的运动学和力学模型，并实现了螺旋钻头实际工况的三维计算机动态模拟，其结果已用于指导生产实际，且研究有深度。学术水平高，此外，该生基础理论扎实，知识面广，建模能力、计算机和应用能力及解决实际问题的能力均很强，且工作量大，建议申请优秀毕业设计。
中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书
评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：
该课题主要针对极薄煤层实现工作面无人开采而设计，目前国内未解决此技术难题。该同学基础理论扎实，在毕业设计过程中对课题的工作机构建立了相关的运动学和动力学模型，进行了优化设计，并实现了螺旋钻头实际工况的三维计算机动态仿真，防止了三螺旋钻头在工作过程出现干涉现象，该生具有较强的解决实际问题的能力，工作量大。论文的创新点在于优化设计模型的建立及动态仿真，为实现螺旋钻采煤机的国产化奠定了理论基础。论文写作规范，是一篇难得的优秀毕业设计。建设在理论仿真基础上进行部分实验室试验，为今后研制该装备提供相关试验数据。同意进行毕业答辩。建议成绩优秀。
评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：
本课题研究方法科学，技术路线先进，在薄煤层采用螺旋钻无人工作面开采技术填补了国内空白，具有广泛的发展前景。在本毕业设计中，该生能够运用数学知识和本专业知识，以计算机为工具，对采煤机工作机构进行了优化设计，建立了钻头的力学模型和运动方程，并给出了截齿的布置方案，本论文工作量大，质量高，思路新颖，体现了该学生具有较高的学术水平和扎实的数理功底，同时该生在国际和国家大学生数学建模中获均得过一、二等奖，在毕业设计中该学生能够把数学建模灵活运用机械设计中去，体现了该生具有较强的解决实际问题能力和工程应用能力，更体现其创新能力和严谨的科学研究思维。同意进行毕业答辩，建议成绩优秀。
回答
1、钻杆螺旋扭转刚度如何保证？
2、工作当中镐型截齿损坏如何检测、更换？
3、如何检测分辨煤层、岩石？
4、工作中如果出现火花，如何解决？
5、工作中螺旋钻杆若被矸石夹住，如何解决？
6、采深确定的依据是什么？
7、整机的刚度如何保证？
8、液压缸的波动精度如何保证？
9、说明书P39分析弯矩图？
10、设计油箱时，油箱容积波动50L波动是如何含义？ √
答辩委员会评语及建议成绩：
该课题主要是针对极薄煤层工作面实现无人开采提出的新型采煤机械。毕业设计对工作机构建立了相应的运动学和动力学模型，进行了优化设计，实现了钻头工况的计算机模拟。工作量饱满图纸及说明书质量高。反映该生基础理论扎实，具有解决实际工程问题的能力，报告清晰，回答问题准确。
本毕业设计由一般设计和专题设计两大部分组成，主要设计思想是以本机械专业知识为基础的最优化设计。
一般设计部分主要是对螺旋钻采煤机的工作机构进行的优化设计，本文所设计的ML280螺旋钻采煤机，首先通过对螺旋叶片的受力分析和钻杆的输送能力进行的设计，建立了以螺旋钻杆输送能力最佳为目标函数的优化模型，对螺旋钻的参数化进行的设计，并且取得了非常好的效果，同时本文结合本机械专业知识和参考机械设计手册，对钻头的转动齿轮和推进液压缸进行了设计。
专题部分的设计着眼于对螺旋钻头的设计，通过对煤层性质的分析，以截煤理论和力学知识为基础，建立了钻头的运动学模型和动力学模型，本专题主要是对截齿的干涉和螺旋钻头的截煤能力进行研究，并建立以截割能耗最底为目标函数的优化模型，对截齿的布置进行最优化设计，通过计算机MATLAB和LINGO编程求得截齿的布置参数；同时在PRO/E软件下对模型进行了模拟，以观察钻头的干涉情况。
关键词： 螺旋钻采煤机；螺旋钻头；干涉；优化设计
ABSTRACT
This diploma winning design is contained two parts, one part is general designs and the other part is dissertation. The thought of my paper is optimum design what base on my major profession.
The general part is optimum design on the mainly work organization which drive the twist drills to cutting the coal, the shearder designed in this paper ML280. First through analysis the stress of the screw blade and the capability of the auger stem, setting up optimum model which objective is making the transportation capability maximizing, then can gained the parameter of the auger stem. This model has achieved excellent effect. This text combines the professional knowledge of mechanical engineering and the enchiridion of mechanical engineering designed drive wheel gear and the hydraulic pressure system.
The dissertation is focus on the auger bit studying, through analysis the character of coal seam, and base on the theory of excavate coal and dynamics, then establish the model which objective is making the cutting power cost minimizing, then compile the MATLAB and LINGO programs the resolve this problem, and get the parameter of the way of auger bits collocation. At the same time check the validity of by PRO/E software, in order to observed the auger bit interference status.
Keyword: shearder; auger bits; interference; optimum design
1 绪论
1.1采煤机的发展史
20世纪40年代初，英国和前苏联相继研制出了链式采煤机，这种采煤机是通过截链截落煤，在截链上安装有被称为截齿的专用截煤工具，其工作效率低。同时德国研制出了用刨削方式落煤的刨煤机。50年代初，英国和德国相继研制出了滚筒式采煤机，在这种采煤机上安装有截煤滚筒，这是一种圆筒形部件，其上安装有截齿，用截煤滚筒实现落煤和装煤。这种采煤机与可弯曲输送机配套，奠定了煤炭开采机械化的基础。
这种采煤机的主要缺点有二点：其一是截煤滚筒的高度不能在使用中调整，对煤层厚度及其变化适应性差；其二是截煤滚筒的装煤效果不佳，限制了采煤机生产率的提高。
进入60年代，英国、德国、法国和前苏联先后对采煤机的截割滚筒做出革命性改进。其一是截煤滚筒可以在使用中调整其高度，完全解决对煤层赋存条件的适应性；其二是把圆筒形截割滚筒改进成螺旋叶片式截煤滚筒，即螺旋滚筒，极大地提高了装煤效果。这两项关键的改进是滚筒式采煤机称为现代化采煤机械的基础。
可调高螺旋滚筒采煤机或刨煤机与液压支架和可弯曲输送机配套，构成综合机械化采煤设备，使煤炭生产进入高产、高效、安全和可靠的现代化发展阶段。从此，综合机械化采煤设备成为各国地下开采煤矿的发展方向。自70年代以来，综合机械化采煤设备朝着大功率、遥控、遥测方向发展，其性能日臻完善，生产率和可靠性进一步提高。工矿自动检测、故障诊断以及计算机数据处理和数显等先进的监控技术已经在采煤机上的到应用。
1.2我国采煤机的发展展望
依靠科技进步，推进技术创新，开发高产高效矿井综合配套技术是我国煤炭科技发展的主攻方向，根据世界采煤机发展潮流和煤炭科技前沿最新消息，我国采煤机应在以下方面进行攻关研究，尽快赶上世界水平。
1.2.1大功率、大截深电牵引采煤机的进一步研究
为了满足高产高效矿井发展的需要，增产减员，增产减面，实行合理化集中生产，拟研制截割功率2X500KW~2X600KW，总装机功率1200KW~1500KW以上，截深0.8m～1.0m的高效电牵引采煤机；电机横向布置，框架式结构，无底托架，交流变频调速，供电电压3300V以上；强力型无链牵引系统，具有高牵引速度和牵引力；配用机载增压水泵和吸尘滚筒，操作方便，控制、保护齐全，性能良好。
致 谢
在为期半年的毕业设计过程中，我的指导教师教授给了我许多重要的参考意见和教诲，并定期和我们讨论设计过程遇到的难题，及时指出我们在设计中存在的问题和不足，不断给予帮助我们解决设计中遇到的困难，无论是总体方案的确定、论文的撰写，还是图纸的绘制，都凝聚了他大量的心血，在他的热心的帮助和教诲下，我受益非浅，并在这过程中学会怎么积极主动地去完成自己的工作，这对于我以后的学习和工作都有很大益处。在此，我衷心的向杜老师致以诚挚的谢意。最后，感谢各位参阅教师在百忙之中给以评阅与指导。
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