开题报告-纵轴式掘进机总体方案设计及液压系统设计.doc

辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）开 题 报 告 题 目 纵轴式掘进机总体方案设计及其液压系统设计 指 导 教 师 院（系、部） 机械工程学院 专 业 班 级 矿山机电11-3班 学 号 姓 名 日 期 2015年3月31日 教务处印制 30 一、 选题的目的、意义和研究现状1选题的目的、意义： 随着我国经济技术发展步伐的加快，对能源的需求量增加，必定要加快我国煤炭行业的发展。与之伴随的煤机行业也会得到相应的重视。在井下煤矿开采过程中，有两个基本的操作工作内容。其一是把有用的矿物或矿石从矿层中破碎下来以便形成便于转运，装载的块状，这一过程叫做矿物开采过程。其二是通过设计计算结果，将地面以下特殊位置开掘出一定形状的巷道，使工作人员及设备机械等能够安全、准确的运送到指定的工作位置，这一过程叫巷道掘进。通过研究掘进设计掘进机的技术参数，可以做好矿物开采前的准备工作，使煤矿能够安全步入生产工作。而且通过毕业设计锻炼自己的创新意识。合理运用所学知识进行掘进机的总体方案设计与液压系统设计。熟悉和实践一次设计工作的流程,锻炼自己收集和运用各种资料的能力,为以后的科研和工作打下一个良好的基础。煤矿掘进是煤炭生产和建设的基础工程。通过毕业设计锻炼自己的创新意识。合理运用所学知识进行掘进机的总体方案设计与液压系统设计。熟悉和实践一次设计工作的流程,锻炼自己收集和运用各种资料的能力,为以后的科研和工作打下一个良好的基础。2 研究现状：目前，国内掘进机发展水平相对落后，巷道掘进成为煤矿发展的一个瓶颈，制约着煤炭工业的高产与发展。目前我国掘进机机型很多，其中以中小型和重型机型占多数，S100型和AM50型是中小型机的代表，S200, EBJ160和LH-1300重型机的代表，其中中小型机的市场占有率较高。由于多年来一直没有进行大的、突破性的改进，已不能很好地满足高效掘进的要求。而以S200为代表的重型掘进机，由于体积和重量偏大，存在工作时调车困难等不利因素，该机型对地质条件及煤层要求又高，因此其市场空间越来越小。而以S100为代表的中机型掘进机，通过多年使用，用户反映良好，但不能完全适应煤矿生产高产高效的需要。因此，研制一种具有一定先进性、可靠性、适应性和高效性，截割功率介于100-150KW之间的中型掘进机已成为煤机市场的一种需求。各国早期研制的悬臂式掘进机都是以煤炭为作业对象，机重在13-17吨之间、切割功率在30KW左右的轻型机，代表机型是前苏联的-3型掘进机。中期产品主要是用于切割煤系地层中的各种煤岩的中型掘进机，机重在25吨左右、切割功率50-100KW,可切岩石硬度系数f6，如英国的MKA-2400型、奥地利的AM-50型、日本的S100型等。近期产品主要是以煤系地层中的中硬度岩石为作业对象的重型机，一般机重40-80吨、切割功率150-20OKW、可切岩石硬度系数f8，如英国的LH-1300型、奥地利的AM-75型、日本的S200M型掘进机等。我国的掘进机技术开发工作始于1965年，最初仿前苏联的-3型掘进机，1979年后，先后从日本、奥地利、英国、美国、西德、原苏联、匈牙利引进了多种型号的掘进机，通过引进日本MRH-5100-41型、奥地利AM-50等型掘进机的制造技术和先进加工设备，并进行技术转化，到1989年底，我国已自行研制成功了AM50, ELM-55, EMIA-30, EL-90, 5100等6种8个型号的掘进机，使我国中小型掘进机不再依赖进口。此后，我国又开始了重型掘进机技术开发和研制工作，1999年，煤科总院太原分院开发出了EBJ-160型掘进机，2001年，佳木斯煤机厂又完成了从日本引进S200M型掘进机的消化吸收、国产化任务。经过几代人的不懈努力，截止到目前为止，我国掘进机的开发研究在轻型及中重型上己其本达到国际先进水平，但在重型掘进机的研究上，与一些发达国家的产品还存在着一定的差距。二、研究方案及预期结果1 技术路线，设计方案：1)根据给定的参数对纵轴式掘进机进行总体的方案设计。确定各主要零部件的结构形式、连接方式及驱动方式。在此基础上确定掘进机的各运动参数。掌握掘进机各主要元件之间的装配关系以工作原理。2)进行液压系统设计。拟定系统压力的开始，根据各部件的工作要求和运动参数，拟定液压系统原理图。由此确定各以液压驱动作为动力的部件的工作回路，确定液压系统的工作原。在载荷分析的基础上，取定各液压马达的参数，并在此基础上，确定泵及泵站的总功率、额定流量等基本参数。最后还要进行液压系统的计算，评估系统的性能。3)进行重要的液压缸设计。在分析液压系统的基础上，对掘进机的重要液压缸进行设计，进行主要参数的设计计算。对要设计液压主缸的各零部件的选型设计。根据工作压力，来计算基本顶出缸系统元件要求规格和型号等，并确定出各个参数。3)对所设计的液压系统下的重要液压缸进行校核，通过已知的数据进行系统分析。4)辅助元件各部分部件设计。包括油箱参数，阀的确定等。5)进行掘进机的通过性和稳定性分析。保证掘进机的工作安全与稳定，进行掘进机的通过性和稳定性分析。2 主要解决问题： 根据井下工作的环境特点,结合纵轴式掘进机的工作原理以及液压传动的工作特性对掘进机进行总体的方案设计与液压系统设计。根据给定的工作要求，设计计算出纵轴式掘进机的总体尺寸、运动参数等，并进行液压系统设计计算。合理装配掘进机各部件使之掘进机符合工作要求，而且力求高效、稳定、性能优越，在液压系统上，保证工作的顺利进行，效率高，操作方便，管路少。 3 论文框架 本文主要有对纵轴式掘进机的总体方案进行设计，主要以EBZ-160型掘进机的技术参考为依据，对各部分的结构方案进行设计。从动力元件类型、传动方式、破碎与装载机构、转运机构、行走机构、控制方式等方案进行论证，确定各部具有集体形式及其液压系统的设计具体包括以下几个部分：前言一、总体方案设计（1）各部机构方案设计（2）传动系统的确定（3）掘进机参数的确定（4）总体布置2、 液压系统设计（1）掘进机液压系统的设计依据（2）工况分析和载荷计算公式（3）工况分析、工作负载计算（4）拟定液压系统（5）液压系统图（6）各液压系统回路执行元件设计（7）伸缩液压油缸的结构设计（8）液压系统参数计算（9）液压系统各元件汇总结语致谢参考文献附录A译文附录B外文文献三、研究进度第 3 4周：查阅相关资料，明确设计思路，撰写开题报告。第 5 6周：总体设计。做掘进机的总体方案设计。第 7 8周：部件设计。进行液压系统设计。第 910周：绘图。绘制掘进机总体配置图、液压系统图、液压缸零部件图第1112周：完成说明书。第1314周：整理毕业论文及图纸，准备答辩。四、主要参考文献1李晓豁，隗金文纵轴式掘进机截割头形体尺寸的研究J煤矿机械，998，9（4）：3252李晓豁进机截割头设计与研究M第一版北京：中国华侨出版社，19963李晓豁纵轴式掘进机截割头的结构设计J煤矿机电，20015（8）：26274张国栋掘进机装载机构的设计研究J煤炭科学技术，2003，3(4)：87905庄严.矿山运输与提升M.第一版.徐州：中国矿业大学出版社，2009.7廉浩，王菊，郭向飞等掘进机履带行走结构形式的探讨J工业设计，2005，2(2)：55.9 田国祥初探掘进机传动型式及动力元件的合理选择J煤矿机械，2001，5（4）：162110李晓豁部分断面掘进机的总体布置与参数选择J探矿工程(岩土钻掘工程)，1998，（02）：91011 李晓豁悬臂式掘进机工作稳定性的研究J煤矿机械，1990,（08）：161912 Tao A lvarez J，Menendez M，Rodriguez Diez R. Experimental results of a low-power roadheader driving a gallery with different types of rock at the faceJTunnelling and Underground Space Technoby，2003，(4)13王慧压与气压传动M第一版沈阳：东北大学出版社，201115 王喜胜悬臂式掘进机截割回路主要液压参数的确定J煤矿机械，1999，（10）：216雷天觉新编液压手册（上、下）M第