清仓机行走机构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 题 目： 清仓机行走机构设计 班 级： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 设计任务书 一、设计内容 清仓机行走机构设计及相关参数计算，包括了解清仓机的相关背景、行走机构选型、重要参数计算及相关图纸绘制等。 二、上交材料 (1) 设计图纸 (2) 设计说明书 (5000 字左右，无图纸不少于 8000 字 ) 三、进度安排 (参考 ) (1) 熟悉设计任务，收集相关资料 (2) 拟定设计方案 (3) 绘制图纸 (4) 编写说明书 (5) 整理及答辩 四、指导教师评语 成 绩： 指导教师 日 期 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 摘 要 清仓机用于水仓清仓，是一种机械化及自动化煤泥清理机械。清仓机清仓既可以减轻工人劳动强度，又能够提高工作效率，同时与当前煤矿开采机械化速度的迅速提高相适应，是目前煤矿清仓系统首选方式。 行走机构是机械中完成行走运动的机构及装置，轮式和履带式是最常见的两种形式。本次课程设计主要完成清仓机行走机构的设计，包括行走机构选型、相关参数计算、重要部件选取以及相关图纸的绘制。 通过查阅相 关书籍、网上搜索以及指导老师的耐心辅导，从对清仓机和行走机构所知甚少到最后完成本次设计任务，体会颇深收获颇多。通过这次课程设计，我巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为下学期的毕业设计积累了经验。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 is of is a to in to is of to of is of to of to of a I to of to of of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 目 录 1 清仓机简介 . 1 仓 . 1 仓清仓方法 . 1 仓机结构组成与工作原理 . 2 2 行走机构 . 2 仓机可 采用的行走机构 . 3 带行走机构的结构形式 . 4 支重轮履带行走机构 . 4 支重轮履带行走机构 . 4 种结构行走阻力分析 . 5 仓机行走机构确定 . 5 3 详细设计 . 6 能参数的确定方法 . 6 走机构基本参数的确定 . 7 1 行走速度 . 7 带节距 . 8 带板宽度 b . 8 右履带中心距离 B . 9 带接地长度 L . 9 带板平均接地比压 P . 9 侧履带牵引力 . 9 带对地面附着力校核计算 . 9 走机构的实际功率 . 10 边履带行走机构输入功率的计算确定 . 10 动元件 (四轮 )参数计算 . 11 动轮节圆直径 . 11 向轮工作面直径 . 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 链轮踏面直径 . 11 重轮踏面直径 . 11 轨节 n、托链轮、支重轮数量 . 11 走减速机和液压马达 . 12 速机选择的重要参数 . 12 压马达选择的重要参数 . 13 配带减速机的液压马达型号 . 14 行走减速机和液压马达参数 . 15 4 方案综合评价与结论 . 15 5 体会与展望 . 16 参考文献 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 清仓机简介 仓 水仓是井下同一水平各处水的流经通道 , 同时还起着沉淀水中的煤粉及杂质作用 , 其出口处的清水由水泵排至地面。一般情况下 , 矿井的每个水平必须设置两个水仓 , 分为内环和外环 , 长度为 300 1000m。由于水仓在使用过程中煤粉及杂质不断沉积 , 淤满后必须及时清理 , 否则会影响矿井的正常排水 , 甚至导致淹井等重大事故。通常情况下水仓每年清挖一次 , 但涌水较大的矿井或水平 , 则须清挖 2 3 次 , 才能保证井下生产的正常运转。 仓清仓方法 目前水仓清理方式主要有人工清理、水 力清理和机械清理三种。 人工清理 人工清理煤泥，人工装矿车，然后由提升系统提运出井。此方法工人劳动强度及劳动量大、运转周期长，且污染运输环境，增加整个矿井运输量和运输成本，占用井下巷道空间； （ 2）水力清理 一般将煤泥浆通过泥浆泵、喷射泵等设备加压后沿排浆管排至附近废弃巷道或直接排至地面再进行晾干处理。该方式耗资较大，设备的可靠性差，需要对排出的煤泥浆再进行后续处理，且污染环境，清仓效率低； （ 3）机械清理 采 用机械化及自动化的设备对水仓进行煤泥清理工作，主要有直接装运及脱水处理两种方式。机械清理既可以减轻工人劳动强度，又能够提高工作效率，同时与当前煤矿开采机械化速度的迅速提高相适应，是目前煤矿清仓系统首选方式。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 仓机结构组成与工作原理 清仓机是一种新型的煤矿井下水仓清理设备 ,主要由挖装部、行走部、液压系统和收料斗等部分组成。图 1 为清仓机示意图： 图 1 清仓机简图 1 挖装部 ； 2 行走部； 3 收料斗 挖装部采用双螺旋结构，可以将水仓中煤淤泥轻松搅起，使煤泥稀释，然后通过刮板，由刮板链传动运 至收料斗，进行后续处理（脱水），并最终运至地面，实现清仓。 行走部是清仓机完成行走的机构，其一般由电液驱动，全液压驱动也是常采用的驱动方式。一般采用履带式，有时也可使用轮式，这须根据具体工况而定。 收料斗是接收由刮板运送过来的煤泥，储存的煤泥可直接由小车运至地面，也可由相应脱水设备脱水后在运出水仓，并最终完成水仓的清仓工作。 2 行走机构 行走机构 亦称 “ 行路机构 ”，是机械中完成行走运动的机构及装置。轮式和履带式是最常见的两种形式。轮式 一般包括车架前桥、后桥、悬挂和车轮等。履带式的行走机构由悬挂及履带行走两部 分组成。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 矿山机械由于作业条件恶劣、工况复杂、空间狭窄、潮湿且酸度高，因此与一般通用机械有所区别。一般说来，矿山机械按行走方式可分为有轨机械和无轨机械（人工操作的风动设备不在考虑范围）。从发展趋势来看，有轨设备正逐渐被无轨设备替代，无轨化成为一种趋势。 仓机可采用的行走机构 经分析可知，清仓机可行的行走机构有轮式和履带式，这也是工程机械一般采用的行走机构。 轮式 采用轮式结构简单，机动灵活性高，行走速度快。但是接地压力大，易形成土壤硬底层，接地面积比履带小，因此接 地压力较大。附着性能差，滑转率高。经试验，大功率轮式拖拉机与五铧犁配套作业时，在土壤平均含水率 30%、坚实度 组前进速度 h 左右的情况下，滑转率一般在 10 20%，有的达 25%。而且对工作路面要求高。 (2) 履带式 采用履带式牵引力大，适合重负荷作业，接地比压小，对土壤压实、破坏程度轻，特别适合在低、湿地作业，能适应复杂地形，综合利用程度较高。但其主要缺点是在潮湿和砂性土壤上行走装置，如支重轮、导向轮、托带轮、驱动轮及履带（俗称“四轮一带”）磨损较快，维修费用高，作业速度较慢。 清仓机的行驶距离短 ,行驶速度低 ,工作过程中产生的冲击载荷大，且工作场所恶劣（淤泥），这些特点决定了其行走机构应能承受较大的载荷冲击，有较高的稳定性、通过性以及机动性。履带行走机构完全能够满足需求，因此采用履带式行走机构。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 带行走机构的结构形式 由上面分析可知，清仓机行走机构应采用履带式。履带式行走机构根据机构形式的不同又可分为有支重轮（滚动型）和无支重轮（滑动型）两种结构。 支重轮履带行走机构 有支重轮履带行走机构见图 2 。它由驱动轮 1、托链轮 2、支重轮 3、悬架4、履带 5、张紧装置 6 及引导轮 7 组成。整体的重量通过履带架、支重轮传到履带上，托链轮托持上方履带的下垂，托链轮沿履带滚动，支重轮安装在履带架底部，行走时与履带板上底面间形成滚动。 图 2 有支重轮履带行走机构图 1 驱动轮； 2 托链轮； 3 支重轮； 4 悬架； 5 履带； 6 张紧装置； 7 导向轮 支重轮履带行走机构 无支重轮履带行走机构见图 、张紧装置 2、履带架 3、履带4 及驱动轮 5 组成。整机重量通过履带架压在履带上，履带绕履带架滑动。 图 3 无支重轮履带行走机构图 1 导向轮； 2 张紧装置； 3 履 带架； 4 履带； 5 驱动轮 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 种结构行走阻力分析 两种履带行走机构的内摩擦阻力有许多相同的成分，如： 履带和驱动轮的啮合阻力； 驱动轮轴颈的转动摩擦； 履带绕过驱动轮和导向轮时，履带板与销轴的转动摩擦； 履带运动不均匀造成的附加阻力。有支重轮履带，有支重轮沿履带的滚动摩擦阻力和支重轮轴颈的摩擦阻力、上股沿托链轮的滚动摩擦阻力和托链轮轴颈的摩擦阻力，而没有履带架与履 带的滑动摩擦阻力。其内摩擦阻力比无支重轮履带小约 20%。 两种履带机构的外摩擦阻力都是相等的，包括： 面对履带的运行阻力； 稳定运行时的惯性阻力； 转弯阻力。 仓机行走机构确定 无支重轮履带行走机构结构简单，重量轻，可靠性高；维修方便，不需注油；对于行走不频繁，工况恶劣（泥水）的工程机械，不易出现行走困难的现象。但行走阻力较大，行走时可能因摩擦产生火花。重量轻、行走不频繁、工况恶劣的工程机械，宜优先选用 无支重轮行走机构。对于重量重、行走频繁的工程机械，优先选用有支重轮行走机构。 水仓一般位于矿井底部，环境复杂（瓦斯），对于所采用的机械防爆性有非常高的要求，机械防爆性是安全生产的基本要求。虽然清仓机不属于频繁使用机械，应该采用无支重轮履带行走机构，但是基于矿山机械防爆性的考虑，应使用行走中不会产生火花的有支重轮履带式行走机构。 综上所述，清仓机行走机构应采用有支重轮式的行走机构。初步设计采用两条履带，每条履带分别由各自的动力来驱动，驱动动力采用液压马达带减速机的方式，以实现清仓机的行走要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 3 详细设计 该部分涉及行走机构的所有参数的设计和计算，以及行走机构重要部件的选择。设计计算过程中，某些参数计算参考了天地股份有限公司生产的 下是该机的一些参数： 水仓清仓机主要技术指标如下： 适应条件：水仓断面高度： 度： 仓入口坡度： 18；水仓长度： 1000m； 外形尺寸：清仓机： 481014001740宽高）； 生产能力：清仓 机 30m3/h（原生煤泥体积）； 系统装机功率：清仓机： 75 系统总重量： 大可拆件重量： 仓机： 爬坡能力： 18； 能参数的确定方法 影响液压清仓机参数的因素很多，各参数之间又彼此影响制约，关系复杂。然而具有先进性能和技术经济指标的现代化液压清仓机其总体参数间存在着一定的内在联系与规律性。最优化而简便的参数确定方法尚在研究之中。目前，可利用电子计算机进行 参数选择过程中的多种方案比较，从而能较快地得到较理想的参数值。 对于通用典型的履带行走机械可用以下方法确定参数： 类比法 (或称比拟法 )：即通过同类型机械的类比 (比拟 )得出参数值； 经验公式计算法 (或称查表法 )：即按概率统计归纳得到的经验公式迸行概略的计算，得出参数值； 按标准选定法：即按照国家颁布的液压清仓机（参考掘进机）型式与基本参买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 数系列标准规定的数值范围，结合拟采用的结构特点选定参数值； 理论分析计算法：即按拟定的结构特点，在理论分析与试验数据的基础上进行分析计算，得出参数值。 按以上方法 (尤以前三种方法 )得出的参数值不可能是完全确切合适的，必须在设计过程中按结构方案、强度以及清仓机的特殊要求进行方案比较加以修正确定。实际工作中还往往综合使用以上方法，如采用类比法或经验计算法后与标准进行比较，有的参数再通过理论分析进行核算来选定。 走机构基本参数的确定 1 行走速度 履带最大行走速度，过去一般为 2 3 km/h。目前，为了减少履带行走机械在现场作业时的移 动时间，提高履带行走机械的实际生产效率，已将履带最大行走速度提高到 5 7 km/h。当然大型机行走速度要低一些，但也都在 3 km/ 根据一些知名品牌 (日立、沃尔沃、特雷克斯、小松、徐工、柳工、三一等 )履带行驶速度与整机质量关系的数据统计结果 (见图 4)，可以看出 8吨以内履带的行驶速度基本与整机质量没有规律，一般高速为 4 0 5 5 km/h，低速为 2 03 5 km/h。考虑到清仓机的工作环境，设定其行走速度为 =20 m/ 1.2 km/h)。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 图 4 行驶速度与整机质量关系 带节距 履带已采用标准化履带链轨节距 t，如 101、 125、 135 和 154 等多种。履带节距随机体自重的增加而线性增大，参照计算式为： 式中， t 为履带节距； G 为机体自重 (计算得 t= 164.5 再按履带节距标准选取，应选 距 t = 140 带板宽度 b 窄长的履带，滚动阻力较小，有较好的牵引附着性能，但转向阻力较大，会导致路面冷铣刨机转弯功率的增加，转弯困难。因此，履带板宽度 b 是一个重要的参数。 按经验公式 错误 !未找到引用源。 G 机体自重，单位 T（吨）； 已知 G=以 b=373 456 ( 再查相关履带宽度标准确定。为了不因接地比压过小而浪费材料取 b=350 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 右履带中心距离 B B=（ b=1225 1575 ( 取 B=1500 带接地长度 L L （ B=2400 3300（ 取 L=2500 带板平均接地比压 P 平均接地比压主要是根据底板岩石条件选取，对于遇水软化的底板，取较小值，对于底板较硬 ，遇水不软化的底板取较大值。在设计掘进机时，推荐平均接地比压 P 公式为 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 清仓机总重量； 已知 错误 !未找到引用源。 =78履带板平均接地比压 P= 单侧履带牵引力 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 + 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 + 错误 !未找到引用源。 式中： f 滚动阻力系数， f=见表 1）； u 转向阻力系数， u= n 掘进机重心与行走机构接地形心的纵向偏心距 n， n L/6，取 n=400算得 错误 !未找到引用源。 =35 表 1 不同土质路面的滚动阻力系数 f 路面土质 混凝土 冻结冰雪 地 坚实土路 松散土路 泥泞地、沙 地 滚动阻力系数 f 履带对地面附着力校核计算 单边履带行走机构的牵引力必须大于或等于各阻力之和，但应小于或等于单边履带与地面 之间的附着力。 的取值详见表 2 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 错误 !未找到引用源。 78错误 !未找到引用源。 N 校核满足，牵引力选择合适。 表 2 不同路面的附着系数 路面土质 附着系数 路面土质 附着系数 混凝土 散砾石 粘土 实雪地 粘土 实粘土 实土路 沙土 散土路 沙土 场 石坑 走机构的实 际功率 由上可知 =20 m/： 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 /60=35 错误 !未找到引用源。20/60=0 单边履带行走机构输入功率的计算确定 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 式中 :错误 !未找到引用源。 为单边履带行走机构的输入功率； 错误 !未找到引用源。 为履带链的传动效率； 错误 !未找到引用源。 驱动装置减速器的传动效率，取 错误 !未找到引用源。 取值范围，有支重轮时取 支重轮时取 计算得： 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =动元件 (四轮 )参数计算 动轮节圆直径 错误 !未找到引用源。 在履带作业机械上，多数都是把驱动轮布置在后方，这样布置的优点是可以缩短履带驱动区段的长度，减少因驱动力造成履带销处的摩擦损失，有利于买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 提高行走系统效率。驱动轮布置在前还是在后与传动系的布置有关。驱动轮中心高度应有利于降低重心 (及车身 )高度和增加履带接地长度，改善附着性能。因此驱动轮高度应尽量小。 按经 验公式 : 驱动轮节圆直径 错误 !未找到引用源。 =223 253 满足结构的布置，取 错误 !未找到引用源。 =400 以驱动轮转速 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =r/出转矩为： T=错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用 源。 =7 导向轮工作面直径 错误 !未找到引用源。 链轮踏面直径 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 （ t 重轮踏 面直径 错误 !未找到引用源。 轨节 n、托链轮、支重轮数量 式中， A 轴距，清仓机行走装置的接近角和离开角一般较小，可近似认为导向轮与驱动轮中心距离即轴距，且与履带接地长度相等； Z 驱动轮齿数，由链轨节距确定，查表知为 25； 托链轮主要用来限制上方区段履带的下垂量。因此，为了减少托链轮与履带间的摩擦损失，托链轮的数目不宜过多，每侧履带一般为 1 2 个。轴距在 2 m 以内的一般采用 1 个，轴距在 2 m 以上的一般采用 2 个。对于小型履带式作业机械来说，上方区段履带下垂量不大，可不装托链轮。所以采 用 1 个托链轮。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 支重轮的个数和布置应有利于使履带接地压力分布均匀。因此，在履带作业机械上均采用直径较小的多个支重轮，支重轮的个数随车辆功率 (机重 )的增加而增多。支重轮在导向轮和驱动轮间的布置应有利于增大履带接地长度，因此，最前一个支重轮应尽量靠近导向轮，最后一个支重轮应尽量靠近驱动轮。为了不和它们的运动发生干涉，最前一个支重轮的位置应保证当引导轮在缓冲弹簧达到最大变形时相互不发生干涉。最后一个支重轮轮缘外径与驱动轮齿顶圆之间应保留一定的间隙，以保证当悬架弹簧产生最大变形时不发生干涉，各支重轮之间距为均匀分布 。所以支重轮采用 5 个从前均匀布置。 走减速机和液压马达 参照同类型其它机械，发现驱动力基本由液压马达提供，而带减速机的液压马达又是常用的配置，这极大的简化了设计过程。 速机选择的重要参数 根据 、 错误 !未找到引用源。 和驱动轮节圆直径 错误 !未找到引用源。 ，可求出减速机三个主要参数 错误 !未找到引用源。 、 错误 !未找到引用源。 和 错误 !未找到引用源。 ： (1) 减速机输出扭矩 错误 !未找到引用源。 式中 错误 !未找到引用源。 驱动轮机械效率。 (2) 减速机输出转 速 错误 !未找到引用源。 (3) 减速机传动比 错误 !未找到引用源。 根据 错误 !未找到引用源。 确定减速机规格 (型号 )； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 一定的减速机规格对应着一定的液压马达型号，即马达排量 错误 !未找到引用源。 为已知； 减速机传动比 错误 !未找到引用源。 。 式中 P 系统压力 (液压系统设计时已确定， 错误 !未找到引用源。 )； 错误 !未找到引用源。 马达排量 (查减速机样本， r)； 错误 !未找到引用源。 马达机械效率； 错误 !未找到引用源。 减速机机械效率。 压马达选择的重要参数 根据 错误 !未找到引用源。 、 错误 !未找到引用源。 和 错误 !未找到引用源。 可求出行走液压马达的主要参数： (1) 液压马达输出扭矩 错误 !未找到引用源。 (2) 液压马达输出转速 错误 !未找到引用源。 (3) 液压马达排量 错误 !未 找到引用源。 配带减速机的液压马达型号 根据上面所求出的减速机和液压马达参数，可以选择合适的带减速机的液压马达型号。 在查了很多相关资料后发现，这种组合的动力元件有很多的使用场合，其买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 型号也基本形成系列。由于网上可用资源有限 ，能找到的型号不多，且有些型号参数无法获取， 是其中可查且性能不错的型号。 带减速器液压马达是由液压马达和行星齿轮减速器组合而成。具有体积紧凑、低速稳定性好、价格性能比高的特色。特别适合需要径向尺寸小、转速低、扭矩大的场合。 由此可见，能满足清仓机的工作需求。该型号一些参数如表 3（ 带减速器液压马达）所示： 表 3 带减速机液压马达 型号 排量 ml/r 最高压力 大扭矩 速范围 r/速器 传动比 液压马达 重量 1200 16 2200 3 0 1500 16 2750 3 1900 000 3 0 2400 16 4400 2 0 3000 16 5200 2 0 3780 000 2 0 680 25 2100 3 5 940 25 2950 3 5 1050 20 2630 3 5 1200 20 3030 2 5 1520 25 4780 2 5 1730 20 4350 2 5 2100 20 5290 2 5 主要根据减速机输出扭矩 错误 !未找到引用源。 = 4756 减速机输出转速 错误 !未找到引用源。 = 确定其型号。可知型号 即买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 可满足所需，考虑到清仓机工作环境复杂，选用 。 行走减速机和液压马达参数 由上表可知行走减速机和液压马达的各项参数，具体如下： 液压马达型号 ： 液压马达排量 错误 !未找到引用源。 3780 ml/r ； 液压马达最高压力 ： 减速机输出最大扭矩 错误 !未找到引用源。 6000 减速机转速 错误 !未找到引用源。 范围 : 2r/ 减速机传动比 错误 !未找到引用源。 : 6 ； 整机重量 80 4 方案综合评价与结论 清仓机属于矿山机械（工程机械），其发展正处于初步阶段，基于现在多数煤矿仍以人工清仓为主的现状，清仓机有很大的发展空间。矿山机械尤其是煤炭机械，由于其工作环境的独特性，与一般机械有很大不同，设计方法也有所区别。行走机构是机械实现移动的基础，是大多数机械需要考虑的问题，轮式和履带式是最常采用的两种形式。本方案清仓机行走机构采用履带 支重轮式，能很好的满足清仓机的工作需求。动力来源采用带减速机的液压马达，两个马达分别驱动两侧履带，能很好适应清仓机的工作环境。相关计算准确，运用合理。绘制相关图纸时，很好运用了机械制图的知识，图幅表达合理，线条准确。 5 体会与展望 课程设计就要结束了，回首半个多月的设计过程，感慨万千。感的是较好的完成了设计任务，在设计过程中，通过各种途径解决了所遇到的困难。慨的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 是在细节问题的把握上还很欠缺，过程技术人员追求的是完美，我想，我的