大型耙斗装岩机设计【7张CAD图纸和说明书】

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

ABSTRACT

In order to meet the demand of the scraper loader the big cross section slant hole high-speed driving tunneling speed, then solve the contradiction of the loading speed not to be able to satisfy the tunneling speed, this article in allusion to the characteristic of our country northwest area mine pit, pays attention studies and the transformation loads the machinery a scraper loader. in this paper, take  the scraper loader’s productivity and the steel wire’s traction as the datum, through the massive computations, the inference and the proof, basically completed the scraper loader the reduction gear, the work drum, the spatial regulation drum and so on the majo`ccident little maintain work, at the same time, on the basic of shaping the absorption the product production and experience of using, design and select the rake to fight part and so on charging machine trolley, operating mechanism, brake mechanism, rabble blade and material trough, subsequently, complete the design work of the scraper loader, in addition, the author also summarized operating procedure of the scraper loader and the attentions which must be paid when using and maintaining the scraper loader.
This harrowing bucket loading grab has the characteristics of high efficiency, simple structure and wide applicable range. It can used for loading not only in horizontal way, but also in inclined way with a angle of inclination which is less than 30 to go up or down, in crooked way or 90 crooked way. It can also do the parallel operation of driving procedures, quicken the driving speed, so it is a main machinery equipment to achieve the mechanization of driving way.
Key word:  scraper loader； drum； planet gear.

目    录
1绪论 ……………………………………………………………………………1
1.1装载机械概述………………………………………………………………1
 1.2装载机械的发展……………………………………………………………2
 1.3 本设计的意义………………………………………………………………3
2耙斗装岩机工作原理及总体方案设计………………………………………3
 2.1耙斗装岩机工作原理及结构概述………………………………………3
 2.2耙斗装岩机使用方法……………………………………………………5
3 基本尺寸的确定…………………………………………………………… 7
 3.1电动机的选择……………………………………………………………7
 3.2基本尺寸的确定…………………………………………………………9
 3.3 传动装置的运动和动力参数确定……………………………………… 10
4 减速器设计………………………………………………………………… 12
4.1齿轮传动计算 ………………………………………………………… 12
   4.1.1高速级传动装置的运动和动力参数计算……………………… 12
   4.1.2低速级传动装置的运动和动力参数计算  ……………………15
4.2轴的确定与校核…………………………………………………………20
  4.3轴承与键的选择及校核………………………………………………  29
  4.4减速器箱体及零部件的设计…………………………………………  31
5 工作滚筒设计……………………………………………………………… 34
  5.1 行星减速器设计……………………………………………………… 34
     5.1.1 齿轮传动计算…………………………………………………  34
5.1.2 行星齿轮减速器主要零件设计………………………………  46
  5.2 卷筒设计……………………………………………………………… 50
6 空程滚筒设计……………………………………………………………… 52
7 耙斗装岩机零部件的确定………………………………………………… 61
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。
1.1装载机械概述:
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:WZ160型挖斗装碴机为轨轮式，是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。WZ160挖斗装碴机都采用了电—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╳2.8m（宽╳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1000mm，地面轨道应平整，不应下沉，工作环境温度5～40oC。该机一般以装载块度在750mm╳800mm以上，宽度为7.5m、4.5m、3m等系列型号机型，以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）:LWL-180E履带式挖斗装载机是一种连续生产高效率的装载机。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3x3m以上的大、中型巷道)。该机采用LW180E型轨轮式挖斗装载机上独特的反铲系统(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。
1.2装载机械的发展
    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。
1.3选题意义：
    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
2.1装岩机工作原理及结构概述。
PB系列耙斗装岩机
PB系列耙斗装岩机具有效率高、结构紧凑、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:

耙斗装岩机如图2-1所示,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：

图2-1
1、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齿轮滚动，从而借行星轮回带动滚筒转动，牵引耙斗。