大型耙斗装岩机设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设 计 姓 名： 王 鹏 学 号 ： 14030339 学 院： 应用技术学院 专 业： 机械工程及自动化 设计题目： 大型 耙斗装岩机设计 专 题： 指导教师： 李建平 职 称： 高级工程师 2007 年 6 月 15 徐州 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 中国矿业大学毕业设计任务书 学院 应用技术学院 专业年级 机自 03学生姓名 王 鹏 任务下达日期： 年 月 日 毕业设计日期： 年 月 日至 年 月 日 毕业设计题目： 大型耙斗装岩机设计 毕 业设计专题题目： 毕业设计主要内容和要求： 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 体要求如下： 1、要完成毕业设计图纸 3张零号图纸； 2、按学校统一要求打印、装订设计说明书，说明书正文七十页左右； 3、 中英文摘要 400字； 4、参考文献 20 篇左右。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 院长签字： 指导教师签字： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书 指导教师评语 （基础理论及基本技能的掌握； 独立解决实际问题的能力； 研究内容的 理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点； 工作态度 及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题； 是否同意答辩等）： 成 绩： 指导教师签字： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语 （ 选题的意义； 基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题； 是否同意答辩等 ）： 成 绩： 评阅教师签字： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 年 月 日 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩 答 辩 情 况 提 出 问 题 回 答 问 题 正 确 基本 正确 有一般性错误 有原则性错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 摘 要 本文针对我国西北地区矿井的特点，为了适应大断面斜井快速掘进的要求，从而解决装载速度不能满足掘进速度要求的矛盾，进行了耙斗装岩机的整机设计。论文中以耙斗装岩机的生产率和钢丝绳的牵引力为已知条件，通过大量的计算、推理和论证，基本完成了耙斗装岩机的减速器、工作滚筒、空程滚筒等主要部件的设计工作。其中工作滚筒和空程滚筒的传动部分采用行星齿轮机构来完成，具有 操作省力、灵活，调整简便，事故少，维修工作量小的优 点， 同时在吸取成型产品生产和使用经验的基础上进一步设计和选用了耙斗装岩机的台车、操作机构、刹车机构、耙齿和料槽等部件，继而最终完成了整台耙斗装岩机的设计工作，此外本文还总结了耙斗装岩机的操作方法以及使用和维护注意事项。 此装岩机具有效率高、结构简单，应用范围广等特点。不仅可用在平巷装岩，还可以用在 30度以下上山或下山巷道装岩，以及拐变或 90度拐弯的巷道，并且还能进行掘进工序的平行作业，提高掘进速度，是实现巷道掘进机械化的一种主要机械设备。 关键词 ：耙斗装岩机 ; 滚筒 ; 行星齿轮 n to of of to be to in to of a in s s as 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 so on at on of of to so on of in of be of It in in a of is 0 to go up or in 0 It do of so it is a to of 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 8 耙斗装岩机下井 安装、维护 64 附录 66 结论 68 致谢 69 参考文献 70 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。 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 :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 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） :纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 产高效率的装载机。主要适用于铁路隧道、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、价格需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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便可装满一矿车。如后面配有箕斗，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。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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 380V 或 660V 转速 1480r/车形式： 行星齿轮双滚筒绞车 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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； 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 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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 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要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 卷筒内径 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：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 21i 为前级传动比， 42i 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/要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 式中 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 9550 lp/9550 10 = 1037 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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/ 22=460N/ 2应力循环次数由式（ 8 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 大轮分度圆直径 2d =Z/