横轴式掘进机总体方案设计与行走系统设计【毕业论文+CAD图纸通过答辩】
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中文题目：横轴式掘进机总体方案设计与行走系统设计 外文题目 : 业设计（论文）共 34页 图纸共 3张 完成日期 答辩日期 本科生实习报告书 教学单位 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 为了 保证 我们毕业设计 的完成质量，也让我们比较系统 了解课题在实际应用中的一些情况，学校 要求 我们在毕业设计开始前，用 4周时间来熟悉所选题目。丁 飞 老师带领我们去 辽源亚星采掘机械有限公司（辽源煤矿机械制造厂） 熟悉与毕业设计相关的煤矿机械的制造设计流程和实际的市场运用情况。 在丁飞老师的指导和厂方师傅的耐心讲解下， 通过这 4周对所选题目进行查询资料 和实习 等，我对我的课题有了更加深刻 的理解与认识。 前往 辽源亚星采掘机械有限公司（辽源煤矿机械制造厂） ，观察 了配件厂、液压分厂等。辽源亚星采掘机械有限公司 成立于六十年代，是中国最早的三大采煤机制造基地之一。现为国家大型企业，国家采掘机械液压元件研制中心。目前工厂主要产品为高、中、低档大小功率的液压（电）牵引采煤机；掘进机、液压油泵、马达；工程液压元件。工厂资产总额 定资产 册资本万元，生产设备台。其中有引进数控机床，加工中心等大精尖稀设备台，拥有先进的计量检测设备和仪器。工厂现有员工人，中高级职 称专业技术人员人。工厂拥有先进的设计、工艺、制造和装配技术。 年工厂全套引进西德液压泵制造技术。 掘进机总体部分 结合个人的毕业设计内容，我认真的观察和熟悉 进机的各部件的详细结构。在丁飞老师的带领和指导下，通过厂方师傅的耐心讲解，对掘进机的设计制造流程有比较深刻系统的理解。比较系统熟悉 掘进机的总体设计的任务、要求以及在整个掘进机设计中的作用。同时，在厂方师傅的介绍中，我们更清晰全面的了解到目前我国掘进机市场的使用情况以及用户的要求方向和未来掘进机的发展趋势。这些在做毕业设计的过程中是非常重要的，可以比较清晰的知道，自己设计的方向，要符合怎么样的要求才比较更切合实际，更切合目前市场的要求，保证毕业设计的质量和市场化方向 靠近。 在实习过程中，通过观察、思考、询问，我见到了书本上的大多数生产设备和各种其他机械器件，并结合课本认真了解了它们的组成结构以及工作原理。同时，还了解和深入理解了各种生产 设备，包括它们的组成和工作原理。见到了生产过程中各个工序所需要的生产设备。另外我通过近距离的观察掘进机各个组成部件，更能客观的理解掘进机工作原理及重要参数和各个部件组成的关系。 通过整个实习，我观察和了解 大功率掘进机 各种 组件 的 生产 过程和各种生产设备的工作原理。 见到了数控车床，数控铣床，以及加工中心等，认识到现代制造业的高效与先进。使 我的相关知识得到了加深和巩固，真正做到了理论与实践的结合。 这次实习使我 亲身感受了所学知识与实际的应用， 各种机床与仪器 等等 使用理论与实际的相结合，让我们大开眼界。也是对以前所学知 识的一个初审吧！这次生产实习对于我们以后学习、找工作也真是受益菲浅，在短短的 几天 中让我们初步让理性回到感性的重新认识，也让我们初步的认识这个社会，对于以后做人所应把握的方向也有所启发！ 由衷地感谢丁飞老师给予我们这次难得的学习机会。 指 导 教 师 意 见 成绩评定： 指导教师签字： 年 月 日 实习单位意见 负责人签字： （单位 盖章） 年 月 日 备注 注：实习结束时，由实习学生填写本表后，交指导教师和实习单位签署意见，最后交所在教学单位归档保管。 辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 横轴式掘进机总体方案设计与行走系统设计 指 导 教 师 丁 飞 院（系、部） 机械工程学院 专 业 班 级 机 械 04 4 班 学 号 0407800127 姓 名 袁世江 日 期 2008 年 3 月 18 日 1一、 选题的目的、意义和研究现状 煤炭是我国的基本燃料，在相当长的时期内仍将是我国能源的主要部分。我国工业、农业、交通运输事业的飞跃发展，要 求供应更多的煤炭。没又是工业的重要原料，从煤炭中可以提取二百多种产品。这些产品都是我国社会主义建设和人们生活所必须的。因此，为再我国实现工业、农业、国防和科学技术的现代化和在新世纪里建成伟大的社会主义强国，必须高速地发展采煤工业。 我国有丰富的矿产资源，煤炭储量之丰富居于世界前列，而且煤种齐全，煤田分布遍及全国各地，这就为发展煤炭工业提供了良好的资源条件。 要实现高速采煤必须要有性能优越的高效采煤机械。 其中掘进机 广泛用于矿山井下巷道掘进、交通和水下隧道掘进以及其他工程的洞穴开掘 我 国掘进机发展情况 是从 1962 年开始掘进机的研制工作 ,最初是仿前苏联产品 ,机身轻 ,功率小 ,性能差 ,未广泛应用 纪 60年代初期到 70 年代末 ,这一阶段主要是以引进国外掘进机为主 ,也定型生产了几种机型 ,在引进的同时进行消化、吸收 ,为我国 自主研发品种多样的掘进机 打下了良好的 基础。 目前，掘进机广泛应用于采矿工程和地下工程中，掘进机的发展趋势是智能化、无人化，提高我国掘进机的自动化水平是当前采矿和地下工程的一大重要课题。 人们不断的改进掘进机的各个方面的性能，使起性能更稳定，效率更高，延长使用寿命，更符合人机 工程学的要求。在总体不变的情况下发明了很多新型的掘进机；例如： 型掘进机 、 掘进机 ，他们都属于悬臂式掘进机。 掘进机能实现连续掘进，装、运联动，可部分替代连续采煤机，实施双连体巷连续掘进、开采、运输，可配备强力除尘系统。适用于煤巷及半煤岩巷道的掘进作业，可切割岩石最大单轴抗压硬度 80后者是在 进机的基础上把截割部作全新设计能够实现连续切割、装载、运输作业。截割部不伸缩，强度高。通过更换截割电机前端部件，可实现纵轴与横轴的互换。 还有很多种功能 强大的掘进机。他们都在为矿上，隧道的掘金做着贡献。 而 我设计这个题目的目的：一是为了检测自己的创新能力，二是为了设计出一个掘进进合理的行走系统 ，使其更加简单，可靠，方便。三是为了更进一步的了解掘进机以及行走系统的设计，真正做到理论、实际相结合。 2二、研究方案及预期结果 一设计方案 1分析 对要设计方案进行系统分析，搞清楚所设计该系统所需要的元件，确定各元件的型号，尺寸等，掌握各元件之间的安装关系以及运动部位的运动原理。 2计算 根据给出数值，来计算基本掘进机以及液压系统中各元件的要求规格 和型号等，并得出相应的结果。 3设计 1）着手掘进机行行走部分总体设计； 2）液压元件的选型设计； 3）着手于行走部分各参数设计 4）辅助系统设计。 4作图 元件设计完毕，根据尺寸进行 图，尺寸精确，布局合理，作出总图及个别部件图。 5验证 根据掘进机工作原理，对所设计的掘进机行走部分进行验证，通过已知的数据进行系统分析（运动学分析，动力学分析，经济分析等）、获取分析结果。 二主要解决的问题 在于正确选择掘进机行走部分以及液压系统的各部分元件型号等。选择各部分元件是掘进机行走部分前提保障，要确保行 走部分各设计元件及型号符合行走系统的要求。正确的分析行走部分运动原理，选择合理的动力设备进行运动学分析、动力学分析、经济性分析及人机工程学分析等。 三 . 研究理论 掘进机行走部分 的设计内容不是一成不变的，根据具体的情况有些设计内容可不做或少做，也可增大一些新的内容。设计步骤可能要经过多次反复修改，才能得到正确、合理的设计结果。在设计 时，正确选择其类型是所有设计计算的前提。在选择 类型时，要从机器设备的动作特点、行程长短、运动性能等要求出发 。 四主要方法 从网络、书籍、论文等方面查找相关内容，在脑中构思，然后通过理论设计计算，最后验证理论分析，从而完成设计任务。 五预期结果 能够顺利的进行掘进机行走部分的总体设计、各部件设计等，并且能够成功的应用于实际工作当中，起到相应的主导作用，确保掘进机行走的工作效率、安全可靠以及经济的廉价性、防止和杜绝事故的发生，加速采煤业的开发及建设。 3三、研究进度 1 4 周 毕业实习 5 7 周 收集资料、 调研、完成开题报告。 8 9 周 总体设计、部件设计。 10 12 周 画总图及系统图 。 13 周 性能分析与使用说明 。 14 周 毕业设计初稿。 15 周 毕业设计二稿。 16 周 毕业设计终稿。 17 周 上交图纸 ,准备毕业答辩。 18 周 答辩 四、主要参考文献 1. 马杰平，马晴和主编 煤炭工业出版社 1993 2 严金坤 ,张培生主编 北京 :国防工业出版社 . 1979 3 王裕清 ,韩成石主编 北京 :煤炭工业出版社 . 1997 4. 雷天觉 北京 1990 5. 钱明高等，采煤学。煤炭工业出版社 . 1979 6. 产品设计中的人机工程学 编著 2004 7 K,1984 4五、指导教师意见 指导教师签字： 摘要 随着现代化建设脚步的加快，矿山机械也在不断的发展，但由于能源和建设等施工要求的增大，掘进机的性能还不能够完全适应，所以迫切要求设计出新型掘进机以适应工况要求。 横轴式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。 本设计是对横轴式掘进机总体方案设计与行走系统设计。通过应用掘进机设计的一系列知识，对掘进机的悬臂支撑机构；装运机构；行走机构；转载机；冷却喷雾系 统；液压系统；电气系统加以分析，并且进一步对行走系统做了优化设计。最后使设计的系统达到本设计的目的，使该掘进机在满足原有要求的情况下实现体积小、成本低、效率高、结构简单、使用维护方便的要求。 关键词：横轴式掘进机；总体方案设计；行走系统设计 of to of is to is an to a to to of of a in a of of of to is of is so to of a of So of to so to of of 购买后包含有 咨询 摘要 随着现代化建设脚步的加快，矿山机械也在不断的发展，但由于能源和建设等施工要求的增大，掘进机的性能还不能够完全适应，所以迫切要求设计出新型掘进机以适应工况要求。 横轴式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。 本设计是对横轴式掘进机总体方案设计与行走系统设计。通过应用掘进机设计的一系列知识，对掘进机的悬臂支撑机构；装运机构；行走机构；转载机；冷却喷雾系 统；液压系统；电气系统加以分析，并且进一步对行走系统做了优化设计。最后使设计的系统达到本设计的目的，使该掘进机在满足原有要求的情况下实现体积小、成本低、效率高、结构简单、使用维护方便的要求。 关键词：横轴式掘进机；总体方案设计；行走系统设计 购买后包含有 咨询 of to of is to is an to a to to of of a in a of of of to is of is so to of a of So of to so to of of 购买后包含有 咨询 购买后包含有 咨询 目录 前言 1 1 横轴式掘进机的总体方案设计及选型 7 械传动系统 7 割机构 8 轴式与纵轴式截割头的对比 8 割减速器 10 动机 10 臂伸缩装置 11 割头的设计参数 12 臂支撑机构 13 运机构 14 装部 14 速器 16 间输送机构 17 数选择 17 走机构 18 体设计分析 18 数选择计算 20 载机 21 式转载机 21 板式转载机 22 式转载车 22 却喷雾系统 23 压系统 23 运机构 24 走机构 24 割机构升降，回转及推进油 缸 25 重油缸 25 雾泵油马达的控制 25 压系统的压力调节 25 气系统 26 进机的选择 26 用范围 27 构特点 27 2 行走机构的分析与设计 28 走履带技术参数的确定与连接 28 购买后包含有 咨询 走履带驱动方式及系统参数的确定 28 定履带的接地长度 驶宽度 28 动轮直径 29 带节距 29 带机构公称接地比压的计算与确定 29 带机构的行走速度 29 带传动的连接方式与履带机构张紧 30 走机构的功率确定与张紧油缸的设计计算 30 走机构功率确定 30 带对地面附着力校核计算 31 达参数 33 紧油缸的计算选择 33 3 整机受力与稳定性分析 34 进机受力分析 34 进机稳定性计算 35 结论 37 致谢 33 参考文献 34 购买后包含有 咨询 前言 掘 进机在矿山井下设备中属于大型机械设备。由于它是集矿岩的破碎、装载和转运于一身，因此它的结构复 杂，对设计和制造的要求也是多方面的。掘进机在巷道掘进中的使用，把 工人从繁重的体力劳动中解放出来。世界上最出使用掘进机的国家是原苏联。在三十年代，苏联就已经在煤矿井下煤巷掘进中使用上不完善的掘进机。经过三十年代和四十年代的不断发展与完善过程，在五十年代苏联便首先制造和使用了具有现代掘进机特点的掘进机。此后，在六十年代，欧洲的几个国家在 掘进机的基础上又开发了几十种新型掘进机。近二十年来， 许多新技术被用于掘进机上，如：激光导向、自动确定切割路径等。随着掘进机日臻完善，其适用范围也必须将逐渐扩大。 我国对掘进机的研制是在六十年代开始的。由于当时掘进机的性能尚不稳定，也未得到普遍推广使用。在“六五”期间，我国先后从奥地利、原西德、匈牙利、 日本和原苏联等国家引进了多种型号的掘进机 174 台。我们对这些引进的掘进机进行了消化吸收，对其中的 种型号的掘进机又进行了国产化，分别在淮南煤矿机械厂和佳木斯煤矿机械厂生产。在此期间，我国也研制出了 和 ，其性能和效率也都有明显长进。 据 1990 年统计，我国配套煤矿巷道掘进机工程量为 8000右，其中煤巷和半煤岩巷约为 6800巷为 1200煤矿中综掘水平一般为 20% 30%,最多为 60%70%。掘进机在煤巷和半煤巷平均月掘进速度为 300m。全断面掘进机在全岩巷道掘进机掘进中平均月均进速度为 156m。 在 “ 七五 ” 期间，许多煤矿综采机械化水平已经到到 90%，有的已实现全部机械化采煤。与此相比，掘进机明显落后。随着我国经济建设发展步伐的加快，对能源需求量增加，必然要求加大开采强度。则巷道掘进速度必然大幅度提高，才 能满足煤炭生产的需要。到上世纪末我国煤矿巷道年掘金长度将达到 14 亿吨，而现在要求更远远超过超过上世纪末。要完成这样艰巨的巷道掘进任务，必须尽快研制出高生产率和高可靠性的掘进机械。从我国采掘机械的发展过程看，掘进机械落后于采煤机械。因此，加快掘进机的研制速度，已成为保证煤炭生产发展的关键。 购买后包含有 咨询 1 横轴式 掘进机的总体方案设计及选型 机体主要包括截割机构； 悬臂支撑机构；装运机构；行走机构；转载机；冷却喷雾系统；液压系统；电气系统。 械传动系统 如图 1所设计掘进机的机械传动系统。 从图中可知，切割电动 机通过联轴节，太阳轮，行星轮，内齿轮，太阳轮、驱动切割头进行切割。 耙爪由油马达经齿轮驱动。油马达的动力同时经齿轮和中间轴传递动另一侧减速器，驱动另一侧的耙爪。左右两个减速器的传动比相同，所以两个耙爪能保持同步。 行走机构传动系统左右对称布置，分别由油马达通过齿轮，联轴节，太阳轮，行星轮，内齿轮驱动链轮，通过履带和从动链轮驱动掘进机行走。 中间输送机 由油马达通过联轴节，齿轮驱动主动链轮，是刮板链在主动链轮和从动 链轮之间沿中部槽运转。 12345 6 从动轮 ； 78910 1112131415图 1进机机械传动系统 -1 买后包含有 咨询 割机构 它是 由外水冷电动机，二级行星减速器，内伸缩悬臂筒和截割头组成。减速器两端法兰分别与电动机和内伸缩悬臂筒连接。而截割头通过矩形花键与主轴相连。另外，在内伸缩悬臂筒上还装有伸缩油缸和外喷雾装置。 轴式与纵轴式 截割头 的对比 掘进机直接用来破碎煤岩的 部件，其形状，尺寸和其上截齿的排列方式对掘进机的工作性能有很大影响。截割头主要有截割头体，螺旋叶片和截齿座等组成。在齿座里面有截齿，叶片（或头体）上焊有安装内喷雾喷嘴用的喷嘴座。 a. 纵轴式截割头 该截割头体为组焊式结构，在头体上焊有截齿座和喷嘴座。头体上设有内喷雾水道，截割头通过键与主轴相连。 截割头的形状轮廓有球形，球柱形，球锥形和球锥柱形四种。见图 2中以球锥形截割头的截齿受力比较合理，在此掘进机的截割头外形轮廓选择为球锥形。 图 1割头的形状轮廓 -2 of 方式对截齿，截割头乃至整机受力有较大影响。纵轴式截割头的截齿均按螺旋线方式分布在头体上，螺旋线头数一般为 2。截距对截割效果有较大影响。较大的截距可增加单齿截割力，但截齿的磨损也随之增加，两者应该兼顾。在选择截距时还应考虑上截割头上不同部位的截齿所受的负荷不同而产生的区别，应力求各截齿的符合均匀，以减小购买后包含有 咨询 冲击载荷和使截齿的磨损速度接近。 b. 横轴式截割头 这种截割头的头体多为厚钢板的组焊结构或螺钉连接结构，由左右对称的两个半体组成。在头体 上焊有齿座和喷嘴座，在头体上还开有内喷雾水道，装有配水装置。截割头体是通过涨套式联轴器同减速器的输出舟相连，可起过载保护作用。 截割头的形状较为复杂，其外形的包络面一般是由几段不同曲面组合而成。使用较多的组合型式有：圆曲线 抛物线 圆曲线（抛物线），圆曲线 椭圆曲线 圆曲线等集中。工作时，依据不同的工作条件选择截割头包络曲线的组合方式，力争达到最佳最佳截割效果。横轴式截割头的截齿数量较多，且按空间螺旋线方式分布在截割头上。螺旋线的旋向为左截割头右旋，右截割头左旋，这样，可将截落的煤岩抛向两个截割头的中间，改 善截齿的受力情况，提高装载效果。 c. 截齿及齿座 掘进机所采用的截齿有扁形和镐形两种，经长期的实践证明，在截割硬岩时，镐形截齿的寿命比扁形截齿长，且由于镐形齿在使用中有自转磨锐性，耐冲击，所以近十年来，纵轴式截割头也较多采用了镐形截齿。 截齿座用以安装截齿，安装镐形齿的齿座应由两种材料用特殊工艺制成，其内层材料的耐磨性要高于外层，以减少因截齿在截割过程中自动旋转而产生的耐磨量，增加齿座的使用寿命。也可采用在齿座内嵌套磨损后可及时更换的耐磨合金套。 最后得出设计的截割头的技术特征 型式纵： 轴式 外形尺寸（直径 长度）： 970600700扭矩： m 切割头速度： s 截齿齿型： 镐形 齿型数量： 42 个 截齿固定方式： 弹簧挡圈 圆锥形切割头上装有 42 把镐形截齿，每条截齿线上有两个截齿，内喷雾喷嘴对准截齿的硬质合金头。 购买后包含有 咨询 割减速器 截割减速器的作用是将电动机的运动和动力传递到截割头。由于截割头工作时 承受较大的冲击载荷，因此要求减速器有教高的可靠性和较强的过载能力，其箱体做为悬臂的一部分，应有较大的刚性，连接螺栓应有可靠的放松装置，减速器最好能实现变速，以适应煤岩硬度的变化，增强机器的适应能力，常用的传动形式有：圆锥 圆柱齿轮传动，圆柱齿轮传动和二级行星齿轮传动。其传动原理如图 1 图 1二级行星轮传动原理 -3 级行星减速器可实现同轴传动，速比大，结构紧凑，传 动功率大，多用于纵轴式截割头； 圆锥 圆柱齿轮传动的结构简单，能承受较大的载荷冲击，易实现机械过载保护，多用于横轴式截割头； 圆柱齿轮传动可实现截割头的二级转速，但减速箱的结构复杂，体积和重量较大，不提倡使用。 动机 为实现较强的连续过载能力，适应复杂多变的截割载荷，并利用喷雾水加强冷却效果，目前，悬臂式掘进机多采用防爆水冷式电动机来驱动截割头。为满足悬臂长度的需要和减小电动机的径向尺寸，可采用串联双转子电动机；为满足截割不同硬度的煤岩的需要，避免在减速箱中变速，可采用双速电动机。 经过计算和 比较，选择 30S 型隔爆外水冷电动机。电动机的机座为钢板焊接机构，外壳设有回形水套，进出水口分别位于电动机的下部和上部。接线盒在电动机的有上方 45 度位置。根据供电电压 380V 和 660V 将定子接线连接成三角形和 Y 形。电动机轴承购买后包含有 咨询 采用二硫化钼润滑脂。电动机的主要技术要求如下： 功 率： 30 起动转矩 /额定转矩： m 电 压： 380/660V 最大转矩 /额定转矩： m 电 流： 59/34A 起动电 流 /额定电流： 7A 频 率： 50 冷却水量： h 转 速： 1470r/ 冷却水压： 率： 定子绕组允许温升： 85 功率因数： 悬臂伸缩装置 煤巷掘进机的悬臂有不可伸缩和伸缩式两种。不可伸缩式悬臂的结构简单，尺寸小，重量轻，但掏槽时是借助行走机构的推力使截割头钻入煤壁，因而履带需要频繁开动，且当 钻入煤壁的阻力较大时，履带容易打滑，推进力也较大。 伸缩式悬臂有内伸缩和外伸缩两种 外伸缩悬臂的结构。它主要由导轨架，工作臂和推进油缸组成。推进油缸的前端和工作臂相连，后端和导轨架相连。在其作用下，工作臂和相对导轨架做伸缩运动。此种悬臂的结构尺寸和移动重量较大，推进阻力大，不利于机器的工作稳定性；但其结构简单，伸缩部件加工容易，精度要求较低。 内伸缩悬臂的结构如图 1主要由花键套，内，外，外伸缩套，保护套，主轴等组成。截割减速器的轴出轴上联结有内花键套，主轴的右端开有外花键，并插入花键套内。主轴的左端 通过花键和定位螺钉与截割头相联，使减速器的输出轴可驱动截割头旋转。保护套和内伸缩套同截割头相联，但不随截割头转动。外伸缩套则和减速器箱体固联。推进油缸的前端和保护套相联，后端和电动机壳体相联，在其作用下，保护套带动截割头，主轴和内伸缩套相对于外伸缩套前后移动，实现悬臂的伸缩。这种悬臂的结构尺寸小，移动部件的重量轻，移动阻力较小，利于机器的稳定，但需有较长的花键轴，加工较难，结构也较复杂。 伸缩悬臂的伸缩行程应与截割深度（最大掏槽深度）相适应，一般为 500进油缸的推进力应能克服伸缩部件的移动阻 力和沿悬臂轴线方向的截割反力。 购买后包含有 咨询 图 1-4 截割头的设计参数： 影响切割头设计的主要因素有： 煤岩的特性参数：包括硬度，抗拉和抗压强度，腐蚀性等 。 切割头截割参数：包括尺寸，几何形状，截齿数目，截齿布置，截齿空间安装位置，截线间距 。 工艺特性参数：主要指切割深度，切削厚度，摆动速度， 截割头摆动角速度。 以上诸多因素相互制约，关联和影响，在设计中摇相互匹配，综合统一考虑。现在国内已经对截割头有了很深入的研究，出现了很多不同类型的掘进机截割头。基于以上因素可以选择已有的成形的用于实践中的截割头。 同时根据方案设计要求，选用已有的掘进机 用于 f=810左右的半煤岩巷道和薄煤层巷道。 各参数如下： 功 率 ： 45 截割头转速 ： 27r/ 最大钻进力 ： 购买后包含有 咨询 截割头最大侧推力： 截割头升力 ： 截割头降力 ： 相应在满足条件的情况下，使用 臂支撑机构 悬臂支撑机构的作用是支撑悬臂，并使其实现升降和回转运动。它主要由升降和回转油缸及回转台组成。悬臂铰接于回转台的回转体上，升降油缸的一端和悬臂铰接，另一端和回转体铰接。在升降油缸的作用下，悬臂可在垂直方向上下摆动，回转体则可带动悬臂作水平方向的摆动。 回转体是悬臂支撑机构中的重要部件，位于机器的中央。它主要由回转体，回转支承，回转座和回 转油缸组成。回转体和悬臂铰接，回转座固联于机架上，在回转体和回转座中间装有回转支承。工作时，截割反力通过回转台传到机架上。回转台也是一个将悬臂工作机构和其他机构（装运，行走等机构）相连的连接部件，其机构是否合理，对机器的性能，可靠性，整机结构和高度尺寸有重大影响。对回转台的基本要求是： 1） 承载能力大，耐冲击振动。 2） 惯性小，运动平稳，噪音低。 3） 结构紧凑，高度尺寸小。 4） 回转力矩变化小 回转台的传动方式有齿条油缸式和油缸拉推式。 齿条油缸式的传动原理见图 1a） ,它是利用齿条油缸推动装在 回转体上的齿轮带动回转体转动的，其回转力矩和倒角无关。 油缸推拉式的结构和传动原理见图 1b），其对称布置的两个回转油缸的后端和机架相连，前端和回转体相连。工作时一腿一拉带动回转体转动 ,其回转力矩和转角有关：当悬臂位于机器的纵向轴线位置时回转力矩最大，向两边回转时逐渐减小。此钟结构的回转台的高度尺寸较小，有利于矮机身设计。 齿条油缸式回转台的结构比较复杂，回转体的重量大，高度尺寸大，不利于矮机身设计。但回转力矩稳定，承载能力较强。 购买后包含有 咨询 a 齿条油缸式 b 油缸推拉式 图 1条油缸式和油缸拉推式传动原理 -5 of 于悬臂连同回转体是由回转支承（轴承）支承在装于机器上的回转座上的，回转支承在工作是承受着由截割头传来的。复杂多变的轴向，径向载荷和倾覆力矩，所以要求回转支承具有较强的承载能力和较强的使用寿命。目前采用的支承形式有以下两种： 1）平面滑动回转支承。利用面接触来减小比压，支承的轴向尺寸 小，重量轻，承载能力强，耐冲 击振动，噪音低，寿命长。但支承是非标准件，需进行专门的设计和制造，加工和安装精度要求高。 2）大型滚动回转轴承。有滚珠式，滚柱式，交叉滚子式和三排滚子式等多种。此钟支承采用点线接触，比压较大，承载能力和耐冲击及振动能力也较差。但其作为一种标准件，可由专业厂家生产，制造精度易保证，也较易安装。 运机构 掘进机的钱不下端有着一个重要部件，它负责把截割头破碎下来的煤或碎石等由此装载 并通过刮板运出，这就是装载机构。 装运机构主要有耙装部，减速器和中间输送机组成。 装部 耙装部主要由耙爪， 铲板，升降油缸，减速器组成。 目前，悬臂式掘进机所采用的耙装部的型式有：蟹爪式，刮板式和圆盘星轮式三种。见图购买后包含有 咨询 1 a. 蟹爪式装载机构 能调整耙爪的运动轨迹，可将煤岩准确运至中间刮板运输机，生产率高，结构简单，工作可靠，应用较多。 b. 刮板式装载机构 可形成封闭运动，装载宽度大，但结构复杂，装载效果差，应用较少。 c. 圆盘星轮式装载机构 工作平稳，动载荷小，装载效果好，使用寿命长，多用于中型和重型机。 图 1of 于 工 况条件，和实际使用的情况，选用蟹爪式耙装部 ， 本文设计的机构采用掘进机的装运机构，主要是由耙装机构、减速器和中间输送机组成的。耙装机构主要由耙抓 3、铲板 2、升降油缸和减速器组成如图所示。 购买后包含有 咨询 1 2 3 4图 1-7 减速器 如图 1 减速器技术特征 输出转速（ r/ 机械保护装置 无 输出扭矩（ 4030 减速器一次注油量 18 总传动比 由图 1速器输入端圆锥齿轮 1与大圆锥齿轮 2啮合，同时 2与圆锥齿轮3啮合， 3出端与中间轴 4的球面万向联轴节 5联接， 4另一端的球面万向联轴节 6与另一侧减速器的输入轴齿轮（与 1相同）相联，两个减速器的减速比相同，两个耙爪的耙集次购买后包含有 咨询 数相同。 12345， 6图 1of 中间输送机构 运输长度（ m） 板间距 （ 440 龙门高 （ 350 刮板长度 （ 468 中间槽尺寸（宽 高）（ 500400 链轮速度 （ r/ 61 链条形式 圆环链 链轮齿形 圆弧形 圆环链规格 （ 16L 链轮分度圆节距 （ 55 圆环链破断力（ 120 主要由油马达，减速器，链轮，刮板链和张紧装置组成。中间输送机的驱动机构位于卸载端，由单独的液压马达驱动。 数选择 装载机构的设计要与整机相匹配。设计要求为：保证悬臂掘进机的最大生产率，装载购买后包含有 咨询 机的生产率应大于切割机的生产率。这 是 所确定装载机构参数的先决条件。 为了便于整机的行走移动，装载机宽度大于行走履带宽度，铲板可升降，有的铲板还可以水平回转摆 动一各角度。现代悬臂式掘进机转载铲板的前沿呈切刀形状，目的所减少铲板插入阻力。 装载机一般采用曲柄摇杆机构，目的所减少空回行程时间。各杆的尺寸确定，摇做到尽量增大装载面积，提供转载效果，减少蟹抓插入阻力，使四杆机构具有最佳的运动特性和动力特性。 基于以上原因，可以选择 送机最大过煤岩能力与掘进机截割头相配套，可以满足工作需要 。 参数如下 ： 转载形式： 耙爪式 转载宽度： 2800装次数： /送机形式： 双边刮板式 链速 ： 条规格 ： 16L（ 走机构 体设计分析 现代悬臂式掘进机均采用履带式行走机构。用来实现机器的调动，牵引转载机，并在悬臂不可伸缩式机型中提供掏槽时所需要的推进力。此外，机器的重量和掘进作业中产生的截割反力也通过该机构传递到地板上。 履带式行走机构的设计要求： 1）具有良好的爬坡性能和灵活的转向性能。 2）履带应具有较小的接近角和离去角，以减小运行阻力。 3）应合理确定机器的重心位置，以避免履带出现零比压。 4）履带有可靠的制动装置，以保证机器 在最大坡度上工作不会下滑 。 5）履带的接地比压小，因而驱动功率大，以各种适应恶 劣的地板工况 。 购买后包含有 咨询 6）履带车的尺寸高度要小，以利于降低机器的高度和重心 。 7）两条履带应分别驱动，其动力可选用液压马达和电动机。由于液压马达对井下泥水等恶劣工况有良好的适应性，便于调节行走速度，易于实现过载保护，无须防爆，因而获得了较广泛的应用。 液压马达驱动有高速和低速两种方案，高速方案是用高速马达（轴向柱塞马达）通过减速器驱动链轮，其马达和制动装置体积较小，便于结构布置，但传达路线长，效率低；低速方案是采用内曲线低速大扭矩马达直 接驱动链轮，传动简单，但马达和制动装置体积较大，结构布置困难，稳定性较差。两者相比，高速方案应用较多。 基本结构由履带，驱动机构，支重轮，张紧缓冲装置及履带架等构成。 履带由履板和销子组成与地面接触的带式部件。分整式和组合式两种。整体式履带由整体履板和连接销组成，结构简单，制造方便。组合式履带有履轨，履板，销子，衬套组成。履轨和履板用螺栓连接，可根据需要更换不同的履板，适用范围广，故被广泛使用 ，故选用组合式 。 组合式履带又可分为干密封履带和润滑密封履带两种，干式密封履带的履带销为实心，与销套之间呈干摩擦。润滑密封履带销的中心有一个作为储油室的盲孔，盲孔两侧开有径向小孔，履带销与销套之间的间隙充满润滑脂，两断设有密封元件，以防泥沙进入。油室中的润滑脂可 不断补充到这个间隙中，并形成油膜，以免干摩擦，从而延长使用寿命 ，故选用润滑密封式履带。 驱动机构 由电动机（或液压马达，风马达）传动齿轮箱和驱动轮等构成。电动机与传动齿轮箱的输入轴连接，传动齿轮箱的出轴端装驱动轮与履带啮合。液压马达（或风马达）驱动有高，中，低速之分。 低速大扭矩液压马达（或风马达）一般可不用传动齿轮箱而直接带动驱动轮传动，且可实现无级调速。交流电动机驱动的结构，一般仅有一种速度，交 直流驱动和电液的驱动机构有多种速度或无级调速。驱动轮要求啮合平稳，可分为节销式与节齿式两种。节销式：轮齿与履带节销啮合，结构简单，适用于装载机械。节齿式：轮齿与履带节齿啮合，适用于低速重载情况。 根据工作条件选用液压马达作为驱动机构，驱动轮选用节齿式。 驱动机构的传动齿轮箱的传动是通过减速器来实现的。第一级为圆柱齿轮减速，第二，三级为行星齿轮减速。 支重轮 ： 履带与履带架之间的 载荷传递件。支重轮的轮轴固定在履带架上，要求耐磨且密封性好。轴承多采用两侧密封的滑动轴承。 购买后包含有 咨询 张紧缓冲装置 ： 用来保持履带在一定的张力范围内工作，防止履带脱轨，由张紧，缓冲装置和从动轮等组成。张紧可采用螺杆张紧，液压缸张紧或注润滑脂油缸张紧等方式。缓冲装置可采用弹簧或蓄能器等方式。选用螺杆张紧装置，缓冲装置采用弹簧方式。 履带架 ： 履带行走机构安装的基体。驱动机构张紧缓冲装置，支重轮和履带都安装在履带架上。履带架应具有足够的强度和刚性，一般由槽钢或钢板焊接而成，也有用铸钢。 数选择计算 行走机构使用 履带式支撑结构，具体参数选用 于机重由略微的改变所以要对所选参数进行验算，计算功率是否满足要求。 工作阻力计算 a. 行走阻力 R 当水平行走时， 0 R=爬坡时， 0 + (2式中 坡角；本文取 15o F 滚动阻力系数，煤低板取 f 石路面为 文 f 机器自重 ；本文取 21t R=b. 转向阻力 当掘进机载水平或坡度巷道上转向时，它的悬臂位于机器中间位置，俩履带的载荷和是相同的，这时俩履带同时驱动，一履带前进，另一履带后退，转向阻力矩 在俩履带上形成同样大小的牵引力 co s)41(4 22 (2b 俩条履带中心距， b 450mm n 机器重心纵向偏心距离， 文考虑最大值，令 n 0 L 履带与地面的接触长度， 文取 L=2300买后包含有 咨询 转向阻力系数，褐煤地板 子地面 土地面 石，页岩底板 本文取 161以综合外阻力值，在水平转向和爬坡时各部相同。水平转向时，外阻力之和 R+2 坡转向 此时只考虑最大值所以取 R+2 c. 行走功率计算 单边履带机构驱动装置所需最小功率 4106 (2 单边履带机构各种外阻力， N 履带机构行走速度；本文取 4m/ 单边履带的机构传动效率，包括减速器 和履带的传动效率。本文取 走机构总功率 P 载机 承接由装载机卸入的煤（岩），并将其卸入矿车或其他运输机械的机械。它与装载机械配套使用，能一次装载多辆矿车，以减少调车和运输时间，提高掘进速度。常用的有带式转载机，刮板转载机，斗式转载机三种。 式转载机 按支撑方式不同分为支撑带式转载机，悬臂带式转载机，吊带式转载机及带有轨道并能自己行走的带式转载机四种。由于带式转载机转载的是岩石，所以有 以下特点： a. 为了缓和岩石卸落时对输送带和 托辊的冲击，在受料部位的托辊外面套上橡胶圈，以便起缓冲作用。 b. 输送带的带速较慢，一般在 s 左右。 c. 由于掘进工作面有水，以防止托辊沾泥水起鼓而引起输送带跑偏，一般都设置为多道清扫装置。 购买后包含有 咨询 1）支撑带式转载机。由机头，机尾，传达装置，机架，张紧装置，滚筒，托辊，输送带等组成。在机尾处有支腿撑住机架。其中输送带，传动装置，机架，托辊，张紧装置等与普通带式输送机基本相同。为减轻重量，缩小尺寸，有的支撑带式转载机采用电滚筒传动。可容纳 410 辆矿车。 2）悬臂带式转载机。机架安装在车架上，车 架下面装有轮对，可以推行。机尾呈悬臂状，没有支承
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