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装煤机
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塔里木大学 毕业论文（设计）开题报告 课题名称 装煤机的设计 学生姓名 吴 海 学 号 8031209217 所属院校 塔里木大学 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 13 2 指导老师 雷福祥 起止时间 2012. 机械电气化工程学院教务办制 研究目的和意义 研究目的和意义 随着我国经济的迅速发展，对能源的需求量将会日益增加，而作为我国传统能源的煤炭则是推动我国经济持续健康发展的 重要能源保障。我国目前煤矿大部分都已经经过了多年的开采，因此对装煤机的需求量很大。所以说研制开发装煤机有着长远的社会效益。而目前我国的装煤机并不能满足实际工况的需要，其中一个主要的原因是由于其工作效率不是很高，而该设计正是在这样一个背景下进行的，对装煤机头部 ,运输部的设计就是为了满足实际工况的需求，使其发挥更大的作用。 这款装煤机的设计生产及使用，能大大的提高装煤的效率，对降低工人工作强度，提高年产量都有很大的帮助。连续型履带式装煤机操纵灵便，具有良好的适应性和过载保护能力；机载电气起动器具有多项保护功能和 显示。除必备功能外还设有开机预警，前后照明，装、卸载点喷雾降尘，液压系统可为液压锚杆铝机提供动力源等。由于装载作业的工作环境恶劣，任务繁重，机器的有效利用率较低，生产不高，还有很大部分繁重的手工劳动，所以，如何有效提高现有的装载机械的生产能力，缩短装载作业时间，提高装载作业的机械化程度，研制并推广新的高效的先进装载机械，无疑对加快采掘速度，提高采矿生产效率，降低成本，改善劳动条件，有着很重要的作用。 装载作业是整个采掘过程中最繁重、最费工时的工序。装载机械化的水平，将直接影响采矿生产效率和矿石的开采成本，也 关系到工人的劳动强度、作业条件及安全。世界各国都很重视井下矿用装载机的研究和发展。 此外，正在探索装载机械向一机多能方向发展，如：在装煤机上增加钻臂，铲斗臂上增设可拆卸工作台。 提高煤矿的机械化程度是首要问题，但煤矿施工最重要的是安全，但是现在的煤矿作业的特点式多工种，多电作业，战线长，没有保护措施是不行的，未来的装煤机械应具有高可靠性，便于维护、操作，各项费用降到最低，成本低，具有良好的配套性，便于其他高新技术配合使用，有效提高生产率。 装煤机背景及现状 煤机产品不是社会通用产品，产品专业性强 ，其发展完全受控于煤矿的发展。“九五”以来 ，我国煤炭形势不容乐观，经过改革，煤机企业又都下放到地方。面对严峻的市场形势，煤机企业努力克服困难，大力抓好技术创新，瞄准国际煤机制造的先进水平，研制开发了一 批国有重点煤矿急需的新产品，为煤炭工业的生产建设提供了大量的技术装备，为促进我国 煤炭工业的结构调整、技术升级做出了新贡献。 2000 年建成的 82 个高产高效矿井，其中 90% 以上用的是国产设备。自 90 年代以来，国内外工程机械进入了一个新的发展时期，工程机械产品以信息技术为先导，在发动机燃料燃烧与电控、液压控制 系统、自动操纵、可视化驾驶、精确定位与作业、故障诊断与监控、节能与环保等方面，进行了大量的研究，开发出许多新结构（或系统）和新产品，提高了工程机械的高科技含量，促进了工程机械的发展。装煤机是一种用途十分广泛得工程机械，它可以用来铲装、搬运、卸载、平整散装物料，对加快工程建设速度、减轻劳动强度、提高工程质量、降低工程成本具有重要作用，而合理的工作装置结构更能起到事半功倍之成效。 中国煤机装备制造业每年的煤机生产总数居世界第一，但整体实力不强，缺乏国际竞争力。山推工程机械股份有限公司一位不愿具名的工 作人员介绍说：“近些年，外企凭借其先进的管理、技术和雄厚的资金，纷纷涌入中国市场，给我们带来了激烈的竞争和严峻挑战。”“集约、高效、绿色、安全”已成为中国煤炭产业发展的关键词。通过政策调整等方式，煤矿技术设备正向重型化、大型化、强力化、大功率和机电一体化方向发展，市场需求不断增加。数据显示，新疆煤炭预测储量达到 亿吨，约占全国的 40%，居全国首位。由于远离内地市场，运输成本高，当地政府提出了以煤电、煤化工等形式实现转化，然后通过输电线路供应内地市场的发展战略。 这就需要高效节能的装煤机来实现。 设计目 标 在综合参考了国内外各种装煤机的基础上，对其铲斗细致分析，研究改进，使其更加适合煤的装运。在不同地形 ，煤炭形状 ，环境下 可以更好的工作。 装煤机的产品特点 铲斗设计采用优化设计 插入阻力小 斗容大 装煤效率高 工作稳定性好输送机采用双马驱动 受力均匀 布置合理 采用边双链运输 可与桥式转载机或悬臂式转载机配合使用 使其更加适应巷道采掘的工作要求履带行走机构采用进口的马达带动减速机性能好 故障率低 互换性强 胀紧油缸放置在履带架侧面 方便维护 履带板采用优质合金铸钢材料 保证其运行可靠本体部全部采用高强度钢板焊接而成 整机强度高 刚性好液压系统采用手动泵加油过滤系统 高压过滤 回油过滤 确保了油液清洁度 增加了液压系统的可靠性电气系统采用 用控制器作为主控制器 保护功能强 具有工况检测和故障诊断功能同时设有液晶显示屏指示操作 装煤机的结构设计 铲斗装置 铲斗是装煤机的装料机构 铲斗部由铲齿 铲斗组件等组成 铲齿与铲斗用螺栓把合 便于维修铲斗铰接在本体前端 控制铲斗翻转油缸的伸缩可实现铲斗的翻转运动 工作时靠履带行走机构为铲斗提供动力将铲斗推入煤岩堆中完成 取料过程 然后 铲斗翻转油缸收缩使铲斗原位翻转将料送到输送机中 通过输送机刮板链带动物料至机器后端的转载设备中铲斗铲齿的前沿与水平成 5 角 便于插入煤岩堆中和清底 液压系统 液压系统包括液压油箱 主泵 多路阀 液压马达 油缸 冷却器以及各胶管总成 接头 密封件 压力表等。 液压系统的功能 液压油箱设计容积 400 L 装有空气滤清器 吸油过滤器 回油过滤器 液位液温计等液压辅件行走马达为轴向柱塞马达 通过行走减速器驱动整机行走驱动油缸实现铲斗翻转 二运连接架支撑油缸实现整机升降输送机 马达在压力油的驱动下 带动输送机转动 运输物料液压张紧系统为一运刮板链和履带行走提供张紧动力主泵采用美国原装进口的斜盘式变量柱塞泵 为液压系统提供液压油源主阀位于操纵台内 利用手柄的操作 使各个执行机构产生相应动作 油泵和液压马达 泵站是由 电机驱动 通过油泵将压力油分别送到铲斗 行走部和输送机的各液压马达和油缸 本机共有 4 个主油缸 均设有安全型平衡阀 其中二运连接架 后支撑部 2 个油缸 供维修时使用操纵台操纵台上装有一组五联换向阀 通过手柄完成各油缸及液压马达的动作 并可实现无极调速 操纵台 上有一个压力表可显示系统的压力值 本操纵台为三一重装公司独立自主研发 根据人体工程学设计 采用全套进口手柄及阀组 外形美观 操作舒 适 性能可靠 安装维修方便油缸的过负荷保护为防止油缸过负荷而造成的损坏 在各换向阀 内部附带有过载溢流阀 水系统 水系统由喷嘴 过滤网 冷却器 水阀 水管等组成水系统通过球阀控制开断 外来水经过滤器和球阀后进入减压阀然后进入冷却器 最后进入喷雾块直接喷出 可以同时起到灭尘和冷却的作用 电气系统 煤机电控系统主要由电控箱 控制操作箱 以下简称操作箱 矿用隔爆电 铃 隔爆型照明灯 低浓度甲烷传感器以及各工作机构的电机等组成 装煤机用隔爆兼本质安全型电控箱是整个装煤机电控系统的核心 控制各个电动机的启 停 同时对油泵电机 二运电机的工况回路的绝缘情况进行监控和保护 本体 本体是装煤机的核心部件 位于机体的中央处 是各部 各系统的聚集地 是整个设备的核心其上布有各油缸的铰接点 铲斗油缸的铰接点 带式输送机转载输送机的铰接点 是以厚钢板为主材焊制而成的 本体部和行走部以高强度螺栓相联接 以提高整机工作时的稳定性 它主要包括本体架 左右护板 泵站护板 二运连接架 二运连接架左右两侧均有升降油缸 以备维修换件时使用 输送机 输送机是装煤机的输送机构 由从动装置 刮板链组件 输送机溜槽 张紧装置 驱动装置等组成 输送机溜槽 10 角倾斜固定于本体的前端 后端与本体用螺栓把合 输送机溜槽前端装配从动装置 后端装配驱动装置 从动装置和驱动装置之间环绕刮板链组件 预期目标的可行性分析 1） 潜在趋势 现在以及以后很长一段时间，我国都将是经济高速增长的国家，对能源的需求可想而知。而我国西部更是迎来了发展的好机遇，为了合理利用资源，我国越来越重视对煤炭的开采，因此适用于各种地 方的装煤机在市场上很是走俏。同时随着国家对煤矿技术的投入，各类新型装煤机应运而生，诸如一些能很好的降低劳动强度，提高劳动效率的大功率装煤机。现在大多数进口装煤机 价格比较贵但对于新疆这个煤炭资源大，更加需要合适的高效的装煤机来促进我们经济的不断发展。因此该产品上市一定会有广阔的销路，有很大的市场开发潜力。 2）有待解决的技术问题 该装煤机在一些极端条件下有可能会出现一些常见的问题。如振动、动不平衡、发热、干涉等问题，有待进一步深入研究。 拟定工作进度（以周为单位） 第 1 查阅相关文献 ，撰写开题报告。 第 3 走访周边企业、进行调查，比较分析，决定最优设计方案。 第 5 根据工作要求，查阅相关手册，对装煤机装置总体设计、布局。 第 7 运用 软件，设计零件图，装配图，进行数据处理。 第 11 对实体图进行仿真。 第 13 完成设计说明书。 主要参考文献 1 诸文龙。履带推土机结构和设计。北京：机械工业出版社， 1986。 2 王洪欣。机械原理。南京：东南大学出版社， 2005。 3 王洪欣，李木，刘秉中。机械设计 工程学 。徐州： 中国矿业大学出版社，2005。 4 饶振纲。行星传动机构设计（第二版）。北京： 国防工业出版社， 1994。 5 成大先。机械设计手册。哈北京：化学工业出版社， 2004。 6 于学谦。矿山运输机械。 徐州： 中国矿业大学出版， 1998。 7 程居山。矿山机械。中国矿业大学出版， 1997。 8 王启广，李秉文，黄嘉兴。采掘机械与支护设备。 徐州： 中国矿业大学出版，2006。 9 范存德。液压技术手册。沈阳：辽宁科学技术出版社， 2004。 10 甘永立。几何量公差与检
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