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滚筒式露天采煤机设计【5张图纸+毕业论文】【优秀】

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关键词：: 滚筒式露天采煤机设计图纸露天采煤机滚筒式采煤机

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滚筒式露天采煤机设计

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摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1概述1

1.2总体方案确定2

第2章露天采煤机的发展4

2.1国内外露天采煤机发展概况4

2.1.1国外滚筒式露天采煤机发展状况4

2.1.2 国内滚筒式露天采煤机发展状况4

2.2露天采煤机主要结构及工作原理5

2.3露天采煤机技术关键8

第3章摆截式滚筒式露天采煤机结构9

3.1摆截式滚筒式露天采煤机发展9

3.2摆截式滚筒式露天采煤机的组成9

3.3摆截式滚筒式露天采煤机技术参数9

3.4 主要部件的设计特点11

3.4.1整体布置11

3.4.2工作机构11

3.4.3装载部12

3.4.4输送及转载机构12

3.4.5行走部12

3.4.6液压系统12

3.4.7摆截机构13

3.5 摆截式滚筒式露天采煤机发展前景14

第4章露天采煤机参数确定15

4.1牵引速度及采煤时间计算15

4.1.1采煤机的基本参数15

4.1.2牵引速度计算16

4.2截割比能耗与牵引速度的统计规律16

4.2.1截割比能耗16

4.2.2确定理论比能耗17

4.3截割功率18

4.3.1理论功率计算18

4.3.2实际功率计算18

4.4电动机的选取19

第5章减速器设计20

5.1锥齿轮传动设计20

5.1.1材料及基本参数确定20

5.1.2锥齿轮初步设计20

5.1.3锥齿轮疲劳强度校核24

5.2行星轮系设计28

5.2.1总传动比计算28

5.2.2行星轮系的选择28

5.2.3齿面接触强度校核计算32

5.2.4轮齿弯曲强度校核计算35

5.3轴的设计校核37

5.3.1输入轴的设计计算37

5.3.2第二轴的设计计算45

第6章摆截式截割机构设计46

6.1液压缸的选择46

6.2导轨设计48

6.2.1导轨的分类48

6.2.2导轨的确定50

第7章摆截式露天采煤机的使用与维护51

7.1概述51

7.2露天采煤机的维护与保养51

结论54

致谢55

参考文献56

摘要

滚筒式露天采煤机是一种新型的露天煤矿开采设备，它的特点是环保，工作环境好，安全可靠、可以实现连续的作业生产。截割部作为采煤机的重要部分，决定着采煤机的生产效率，但是在工作过程其支撑臂下有残留煤壁存在，影响了开采。本设计为LMG型系列可调高滚筒式露天采煤机的截割部提供了一种新型的截割方式。可以有效地解决残留煤壁问题。本文分两部分，第一部分介绍了该类设备的国内外发展概况，设备的基本结构、性能及工作原理。从解决关键技术问题、节能环保、提高产品可靠性等方面探讨了滚筒式露天采煤机在露天煤矿的应用。第二部分主要对滚筒式露天采煤机摆截机构进行设计，确定了摆截机构设计的方案，根据其工作原理及工作方式，设计出了合理的摆截幅度，实现摆幅的机构，以及联接支承形式。

关键词露天煤矿滚筒采煤机摆截机构

Abstract

Open Drum Shearer is a new type of mining equipment for opencast mine, which is characterized by environmental protection and safe, reliable work environment, and it can achieve continuous production operations. Cutting the Ministry as an important part of Shearer, Shearer determines the efficiency of production, But in the course of its support arm under residual coal wall, which affected mining. The design of the LMG Series can be raised Drum open shearer cutting unit provides a new way of cutting. It is an efficient solution to the problem residual coal wall. This paper includes two parts.The first part is the development of the equipment at home and abroad, the basic structure of the equipment, Performance and principle. Resolve key technical issues, energy-saving and environment friendly. Improving product reliability explore the roller open Shearer in opencast mine application. The second part isof the roller open Shearer placed close institutions design, the design placed close to the program, According to its principles and practices, design a reasonable placed close range, the realization of swing, Supporting forms and connectivity.

Keywords opencast mine Drum Shearer Swing agencies

3.3摆截式滚筒式露天采煤机技术参数

　　　1.主要尺寸参数及工作参数

　　　理论生产能力（） 200

　　　最大切割强度（） 40

一次采高（） 3(最大4)

　　　采宽（） 4.75

　　　采出矿物粒度（） < 150

　　　适应坡度纵向/(°)±10

横向/(°)±5

　　　行走速度（） 11.2～15

　　　供电电压（） 6

　　　卸载高度（） 1.5 ～ 4.6

　　　带式输送机回转角度(°) ±70

　　　总重量（） 115

　　　外形尺寸(l×b×h)（） 22.8×4.5×5.74

第2章露天采煤机的发展

2.1国内外露天采煤机发展概况

　　　2.1.1国外滚筒式露天采煤机发展状况

　　　1.滚筒位于机体中部的滚筒式露天采煤机

　　　这种机型的主要生产厂是德国的 Wirtgen公司。该设备开始主要为公路路面的翻修需要而研制的，近年来成功地用于露天煤矿开采薄煤层和煤、矸选采上，已在美国和澳大利亚等国的一些露天煤矿上应用。该设备的截割滚筒位于机身的中下部，前后履带之间。利用截齿截割煤或岩石的同时，通过滚筒上的螺旋叶将被截割下来的物料送到胶带输送机上，再通过转载机卸到汽车上或其它运输设备上。截割时利用履带机构向前推进。可对0 ～0.6米的煤层进行煤、矸分层选采。

　　　2.滚筒位于前端的不可调高滚筒式露天采煤机

　　　MAN TAKRAF的滚筒前置式露天采煤机，截割高度为1.2米,截割宽度为5米,小时生产能力1000吨以上。

　　　3.滚筒位于前端的可调高滚筒式露天采煤机

　　　这种机型主要生产厂家是奥地利的Voest-Alpine公司，生产VASM系列可调高滚筒式露天采煤机，是在井巷掘进机的基础上开发研制的，截割滚筒位于机身的前端，可上下调高运行，切割煤层厚度大，切割硬度大，煤质粒度小。目前已在巴西、南非、澳大利亚等国的露天煤矿或其它露天矿应用。

　　　2.1.2 国内滚筒式露天采煤机发展状况

　　　国内于上世纪九十年代开始研制滚筒式露天采煤机。由哈尔滨煤矿机械研究所与霍林河煤矿合作研究制造的CLG300型（300吨/小时）和与黑河宋集屯煤矿合作研究制造的LMG200型（100吨/小时），都是滚筒前置式，且滚筒可调高。此外还有LMG560型和辽源金圣露天矿业机械有限公司开发研制的LMG-Ⅱ、LMG-Ⅲ型可调高滚筒式露天采煤机[1]。

　　　这几个机型其工作原理与Voest-Vlpine公司的VASM系列可调高滚筒式露天采煤机类似，截割滚筒可上下运行切割煤层，采落的煤通过装载机构、刮板输送机构和转载机构装卸到汽车上或其它运输设备上，其行走为履带机构。由于采出的煤粒度较小，且均匀，可免去穿孔爆破，实现连续化作业等，对露天煤矿开采降低生产成本，提高回收率，因此越来越受到各露天煤矿尤其是中小露天煤矿的关注。

2.2露天采煤机主要结构及工作原理

　　　可调高滚筒式露天采煤机主要由工作机构、装载机构、输送机构、转载机构、行走机构、机架、液压系统、电气系统等部分组成。目前国内外均采用模块化设计的结构，允许拆成部件运输，可以在采煤现场快速拆装。

　　　1.工作机构

　　　工作机构是机器的关键部分，其功能是完成煤的截割和破碎。工作机构由两组截割部和支承大臂组成，截割部由电动机、减速器、截割滚筒等组成（见图2-1）。

　　　2.装载机构

　　　装载机构的结构与掘进机类似，较为成熟的有蟹爪式和星轮式，LMG型露采机采用星轮式，具有结构简单工作可靠，装载宽度大，装载能力强等特点。

　　　3.输送及转载机构

　　　刮板输送机可采用套筒滚子链，也可采用圆环链，可采用单中链形式，也可采用双边链形式。LMG型露天采煤机采用煤矿常用的圆环链并采用双边链的形式。转载机为带式输送机，由电动滚筒驱动，结构紧凑简单，可左右回转一定角度，以适应装车要求。

内容简介：: 附录1直齿轮斜齿轮的替代性分析设计方法本文提出了一种替代性的分析方法来设计直齿轮和斜齿轮。简介现代齿轮设计方法,一般是依据于标准的工具。这使齿轮设计不仅相当的简单(近乎于选择紧固件)，对于每个齿轮而言也具有了良好的经济效益,同时降低了模具和库存费用。与此同时,我们也知道标准工具制造出的齿轮不能达到齿轮的最佳性能，而且在某些情况下根本无法使用。这就要求我们找到一种具体的能解决这些问题的方法。其具体的应用包括降低噪音、减小振动、提高机械传动效率(重量轻,尺寸小)等等。这就是为什么要求生产非标准参数齿轮的原因,例如：生产航空齿轮习惯上使用的一些参数与型材,如压力角,齿顶高,全齿高,以下是为了降低成本提高传动效率而提出的非标准齿轮的几种生产方式:数控切割机和CMM齿轮检验设备，使不论是生产标准齿轮还是生产非标准齿轮都易如反掌；使用非标准刀具生产齿轮的费用不一定比使用标准刀具生产齿轮的费用高,如果有足够大的生产量；突出齿轮的性能优势和拥有较大的模具库存，特别是在大规模生产中；与齿轮工作条件相适应的齿形；金属或塑料齿轮的模具成本在很大程度上并不取决于齿轮的齿形。本文列出了一种直接的齿轮设计方式,常用在部分机械和仪器的设计中(如凸轮机构,连杆机构,压缩机构等)。以前的工程师用同样的方法为齿轮设计,他们根据生产条件以及经营状况,确定它们的概况，然后找出一种合理的方法设计生产。19世纪技术革命期间，经过研究和开发提高了齿轮的生产力,而新的机床制造需要复杂而昂贵的工具,如滚刀齿轮,或塑造。常用的刀具是被标准化了,这使齿轮设计间接化了。因为齿轮齿形取决于预先选定的标准切削刀具(节圆直径或模数,压力角,齿顶高,齿根高,齿顶圆半径等)。它的参数是依据标准的直齿轮而设定的。图表1分别列出了典型的螺旋齿轮规格,如齿形参数、位置参数。图1 ，压力角为20度的啮合区域齿轮的部分参数，如压力角、节圆直径、分度圆直径或模数、螺旋角、齿顶高、齿顶圆直径、所有这些参数、都取决于加工的刀具和加工方式。渐开线齿轮的齿数，基圆直径，外圆直径，螺旋角，及齿厚，也都是依据刀具参数设计的。在非常早期的齿轮设计中，为什么要对齿形予以修正或更攺呢？对齿轮的修攺之所以就出现在早期的齿轮设计当中，是因为传统的做法限在了自已的刀具参数上，在X方向移动的坐标最大值。一对啮合齿轮Z1=14、Z2=28，在固定的刀具的参数下，加工成为压力角为20度。如图1所示，表内区域包含了所有齿轮的组合，使用这种切削刀具的机械可以生产出重合度最小为的齿轮。但它存在着一些振动和干扰.(如图等值线C和D)。而等值线E和F提出了额外的限制范围。在其他的可用齿轮组合之外还存在着一些边界区域。为此要利用这些区域内的齿轮组合，刀具的参数就不得不改变。换句话说,一系列齿轮各种组合的出现是在刀具参数的改变和制造机器的改变情况下实现的。如果这些参数被限定了,那齿轮也就停止了发展。有人在从齿轮的生产过程中试图以基圆为基础,做为生产齿轮的依据,并提出了所谓的广义参数齿轮(参见2)。J.R.Colboure (Ref.3)教授提出了另一类定义：“渐开线齿轮”而没有用机械参数来定义。依据这种方法，齿轮顶部区域形成了类似牙齿的形状，而齿轮的根部形成了圆角。这种齿轮齿形形成的齿轮副像是与之前的齿轮有着不同的生产过程。但这些齿轮在生产过程中并没有改变生产切削刀具的任何能数，不同的只是改变了切削加工的几何线路而矣。渐开线齿参数一种渐开线齿的形成是通过一直线沿一基圆圆周周做纯滚动（见图2），来自基圆展开的一条直线和外圆的切线。下列方程是用于计算直齿轮和斜齿轮的部分参数，除非另有说明，方程中的数字和字母使用了例子见表2、3、4。齿形的交点，既两渐开线的交点：这里的是齿形顶点部到齿顶的距离，图2渐开线齿参数定义其值是：基圆直径是：这里Z是齿数。基齿的厚度是：这里的是齿根厚度。齿顶厚度是：这里的是齿顶厚度。这里建议的值应介于0.06到0.12之间，以避免齿顶过尖，并可保证足够的得合度和强度。齿轮的啮合参数图3显示了两紧密啮合的齿轮。图3 渐开线齿轮参数定义其紧密啮合的条件：这里主动齿轮和传动齿轮的螺距直径：主动传动齿轮的齿厚、压力角，可由方程6、7、8、9有：其中u是两齿轮的齿数比。图4 斜齿轮螺旋角压力角只是齿轮的一个啮合参数，它不用来单独定义一个齿轮。中心距：重合度（圆柱齿轮或斜齿轮的接触面积）：齿形角的底部接触点必须大于零，以避免发生切削：对于齿轮：轴向重合度螺旋齿轮：如果f（弧度）这里的是齿根宽度，是基圆上的齿根角。齿根的圆角必须为齿轮的啮合提供足够的径向间隙，以避免来自于端面的干扰。同时齿还必须提供足够的抗弯曲疲劳强度和足够的刚度。直齿轮的设计可以使用任何能产生齿形的轨迹方法（抛物线、三次样条曲线等），只要能更好的满足啮合条件。而且齿条的形状，也不一定就是轨迹线所形成的齿条形状。刀具的几何参数选择将在直接的齿轮高计中给出，这将取决于实际的制造方法，如塑胶及金属成型齿轮法，锻造齿轮方法，粉未冶金等齿轮加工方法。在这种情况下，可以以最简单的方式来选择最佳的切削刀具（滚刀、插齿等）。渐开线齿轮组合区域法图5显示了不同齿数的齿轮、可能的组合以及其重合度及其最薄弱处的强度，该区域包含所有可能存在的齿轮组合，而不仅仅分限于所设计的框架，从图可以看出基齿的强度或两渐开线齿轮啮合的其它参数。像图5 、齿轮配合区域或。例如：、的两齿轮组合区域，其模数为：，该区域反映了不同齿数的齿轮组合的参数等级标准。像压力角、重合度等等。该区粗实线1是被限制在重合度并且图6 渐开线齿形、的范围内。斜齿轮的横向联系比小于1.0.因为它旋齿轴向的接触率提高了，因此重合度要大得多，该区域的每一个点反映了不同齿轮组合的不同性能，以及可以适用的场合，这些性质包含压力角、重合度、传递效率等。点划线2围成区包含的所有齿轮组合具有一定的利用价值，这些区域轮齿强度相对其他区域大得多，被虚线3所围成区域应用了传统的齿轮制造方法，有着标准的压力角，。但其它参数可改变，也可产生了一些不同的齿轮组合。分析了该区域后，可以知道有多少齿轮组合是不能够利用的基于预先选定的尺寸参数，如齿轮要求较高的压力角或对重合度的要求较高则可相应的制出符合要求的加工设备，既使相同压力角的齿轮其外观也有很大的差别。齿轮的设计标准已由过去的尖齿向现在的短短齿过度，其齿顶宽度更宽，重合度变大，啮合也更为紧密。传统的设计中重合度仅为，直接设计图7 渐开线齿轮啮合中的重合度为，而实际的制造技术及操作水平下其重合度可以达到。采用直接法进行齿轮设计时，有几种界定齿轮参数的方法。本文对它们中的几种进行了探讨当齿轮存在已知区域时，通过对配对齿轮的数据分析能够从区域内找出可以利用的配对齿轮并能获得所有相关参数，这一计算过程及相关实例列于表2.当齿轮存在区域未知时，主要解决方式是找到压力角如果得合度已知或要求重合度最大，且压力角已确定则只要找到等直线或图8 斜齿轮啮合齿轮制造举例的公共切线。其有公共切线的条件是：如果满足上述条件则可解决问题，计算程序及实例列于表3和4中。齿轮间的圆角一参与齿轮的啮合运行，但它的形状却影响着齿轮使用的性能和耐久性，在传统的设计中圆角轮廓是安装在机床上的特定参数的刀具形状，它往往会造成过量的径向间隙，形成高的弯曲应力。直接齿轮设计并不限制圆角的形状，但它是通过应用有限元分析分配配对齿轮的径向间隙，以找出最佳圆角外形，以减少弯曲应力。渐开线齿轮的极限参数存在A点（和最大的切点）的齿轮其压力角最大，由于斜齿轮缺乏横向联系比率补偿，；因此要对其重合度加以限制，斜齿图9高重合度啮合渐开线齿轮轮最大压力角列于图8.在B点处的齿轮可以最大限度的实现横向联系比率，见图5.表5列出了A点最在压力角，及B点的横向重合度例子10-14具有重合度齿轮啮合见图9。如图10为当齿轮重合度为图10参与啮合的最少齿数齿轮时以最少齿数参与啮合的齿轮。大部分设备有些性况下对齿面有不同的功能要求。工作时对一侧有明显高的负荷或使用时间更长，而另一侧则刚好相反，不对称齿形恰好适应了这一功能要求。不对称齿形设计是为了改善齿轮啮合时对齿面的寿命影响，因为这些面工作一段时间后就具有较大的损耗，为了改进性能，提高其承载能力，减少振动和噪声而做出了不对称齿形的设计。图11 一个齿的斜齿轮齿轮与不对称齿形不对称齿轮的使用与对称分布齿轮使齿的刚度和负载共享，同时获得了理想的压力角和传动效率。不对称牙齿的设计是对实际问题的分析和齿轮设计综合的应用。不对称齿形齿轮如图12所示。不对称齿轮应用广泛，如航天飞机上其表现极为重要，其在减速器上的应用也很广泛。对于他的制造成本也相对较低，如模具制造，朔造齿轮，粉未冶金合成齿轮等，其不对称齿形对生产成本影响很小。图12 不对称齿形齿轮总结直齿轮设计的另一种方式是对传统齿轮设计，它允许分析多种参数的所有可能的齿轮组合，以期找到最合适的解决方案，这个最优解可以超越传统机械刀具加工的齿轮设计，直齿轮对齿廓的设计，改善了齿轮单向传动的负荷周期，在机左应用中很广泛。附录221 目录摘要IAbstract.II第1章绪论11.1概述11.2总体方案确定2第2章露天采煤机的发展42.1国内外露天采煤机发展概况42.1.1国外滚筒式露天采煤机发展状况42.1.2 国内滚筒式露天采煤机发展状况42.2露天采煤机主要结构及工作原理52.3露天采煤机技术关键8第3章摆截式滚筒式露天采煤机结构93.1摆截式滚筒式露天采煤机发展93.2摆截式滚筒式露天采煤机的组成93.3摆截式滚筒式露天采煤机技术参数93.4 主要部件的设计特点113.4.1整体布置113.4.2工作机构113.4.3装载部123.4.4输送及转载机构123.4.5行走部123.4.6液压系统123.4.7摆截机构133.5 摆截式滚筒式露天采煤机发展前景14第4章露天采煤机参数确定154.1牵引速度及采煤时间计算154.1.1采煤机的基本参数154.1.2牵引速度计算164.2截割比能耗与牵引速度的统计规律164.2.1截割比能耗164.2.2确定理论比能耗174.3截割功率184.3.1理论功率计算184.3.2实际功率计算184.4电动机的选取19第5章减速器设计205.1锥齿轮传动设计205.1.1材料及基本参数确定205.1.2锥齿轮初步设计205.1.3锥齿轮疲劳强度校核245.2行星轮系设计285.2.1总传动比计算285.2.2行星轮系的选择285.2.3齿面接触强度校核计算325.2.4轮齿弯曲强度校核计算355.3轴的设计校核375.3.1输入轴的设计计算375.3.2第二轴的设计计算45第6章摆截式截割机构设计466.1液压缸的选择466.2导轨设计486.2.1导轨的分类486.2.2导轨的确定50第7章摆截式露天采煤机的使用与维护517.1概述517.2露天采煤机的维护与保养51结论54致谢55参考文献56附录1.58附录2.73摘要滚筒式露天采煤机是一种新型的露天煤矿开采设备，它的特点是环保，工作环境好，安全可靠、可以实现连续的作业生产。截割部作为采煤机的重要部分，决定着采煤机的生产效率，但是在工作过程其支撑臂下有残留煤壁存在，影响了开采。本设计为LMG型系列可调高滚筒式露天采煤机的截割部提供了一种新型的截割方式。可以有效地解决残留煤壁问题。本文分两部分，第一部分介绍了该类设备的国内外发展概况，设备的基本结构、性能及工作原理。从解决关键技术问题、节能环保、提高产品可靠性等方面探讨了滚筒式露天采煤机在露天煤矿的应用。第二部分主要对滚筒式露天采煤机摆截机构进行设计，确定了摆截机构设计的方案，根据其工作原理及工作方式，设计出了合理的摆截幅度，实现摆幅的机构，以及联接支承形式。关键词露天煤矿滚筒采煤机摆截机构AbstractOpen Drum Shearer is a new type of mining equipment for opencast mine, which is characterized by environmental protection and safe, reliable work environment, and it can achieve continuous production operations. Cutting the Ministry as an important part of Shearer, Shearer determines the efficiency of production, But in the course of its support arm under residual coal wall, which affected mining. The design of the LMG Series can be raised Drum open shearer cutting unit provides a new way of cutting. It is an efficient solution to the problem residual coal wall. This paper includes two parts.The first part is the development of the equipment at home and abroad, the basic structure of the equipment, Performance and principle. Resolve key technical issues, energy-saving and environment friendly. Improving product reliability explore the roller open Shearer in opencast mine application. The second part isof the roller open Shearer placed close institutions design, the design placed close to the program, According to its principles and practices, design a reasonable placed close range, the realization of swing, Supporting forms and connectivity. Keywords opencast mine Drum Shearer Swing agenciesI第1章绪论1.1概述采矿工业是国民经济的基础，它承担着提供煤炭和各种有用矿物、原材料的任务。为了实线国民经济四个现代化，要求有高质量、高效能、高经济效益的采矿机械设备，装备矿山，对原有矿山设备进行技术攺造，迅速攺变我国采矿工业技术水平。露天开采较矿井开采效率高，煤碳生产可高达37倍且具有生产安全、劳动条件好等优点。据苏联统计，露天采煤比重每增长1%，煤碳工业每年可节约成本5000万卢布，提高整个煤炭系统生产效率1.8%，减少工人1万人，可节约坑木22m3。因此露天采矿具有广阔的发展前景，世界各国都在努力增加露天采矿在整个采矿工业的比重，尤其是露天采煤更是为各国所观注。近四十年来国外露天采煤工业得到了较大的发展。世界主要产煤国家，露天采煤比重由上世纪60年代的2030%增加到了现在的40-50%以上。各国根据本国情况，采用了不同开采方式。但在努力扩大矿区规模的同时，也不断的在制造更为先进的大型开采设备。露天采煤尽量选用高效连续开采工艺和无运输倒堆工艺，以实现连续高效的生产，以提高煤矿工业的生产率。美国是以露天煤矿小而多著称，但近十几年来大型露天煤矿正在迅速增长，主要是得益于露天开采设备攺进和开采技术水平的提高。我国适合露天开采的煤碳资源丰富，远景储量相当可观。但目前露天煤矿仅十几处，煤碳产量占总产量的比重很低，约在4%左右。其主要原因是生产技术落后，缺少先进的开采设备。我国露天煤矿采用的采煤工艺一般为传统的单斗挖掘机配汽车或胶带输送机，这种方式开采需要进行穿孔爆破，采出的煤由于块度较大，还需进行破碎，此外对于复合煤层和薄煤层也难于开采。从上世纪八十年代开始，国内外相继开发研制新型的露天煤矿开采设备，其中滚筒式露天采煤机得到了露天采矿界的关注，其发展也较为迅速。滚筒式露天采煤机发展迅速，工作安全可靠，开采效率高，但它在工作过程中有残留煤壁，使采煤机工作效率大大降低，为解决残留煤壁问题，有以下几种解快方案，例如在滚筒前安装小截割头，采用角度滚筒及增加摆截机构等。采用小截割头虽然工作机构简单但有较大的振动，和冲击。采用角度滚筒机构复杂，且在清除残留煤壁时有除不尽现像，降低了采煤机工作的可靠性。而采用摆截机构不仅可有效去除残留煤壁，也可减少冲击和振动，结构也较为简单。因此本设计为滚筒式露天采煤机的摆截机构。1.2总体方案确定采煤机的截割部担任着截煤和破碎任务，是采煤机的重要部件。一个完善的工作机构应满足以下要求：1)能够适应不同的煤层和相关地质条件。2)能充分利用煤壁的压张效应，降低能耗，减小煤块粒度，减少煤尘。3)有效去除残留煤墙。4)载荷均匀分布，机械效率高。5)结构简单，工作可靠，拆装维修方便。为了确定摆截式滚筒露天采煤机的方案及满足设计要求，曾先后调研了鸡西和佳木斯等几个制造、生产和科研单位并对国内外同类采煤机的结构进行了分析，根据我国目前露天煤炭生产现状，结合制造及使用技术水平，确定机构的设计方向是：1)采煤机的大部分功率是通过截割部减速器传递的。截割部工作载荷大，条件恶劣，外形尺寸及强度受到严格限制，可靠性要求很高。截割部的总传动比一般为3050，减速级数为23级；2)为了保证有效去除残留煤墙要求摆截机构摆动幅度大于煤墙宽度，设计为大于、等于125mm。3)为了增大传动比，同时减少了齿轮的数量，简化结构，降低成本可采用了二级行星减速器。4)在满足上述各项要求的同时，务使结构简单，操纵方便，尽可能贯彻标准化、通用化。以上是本采煤机截割部设计的指导思想。第2章露天采煤机的发展2.1国内外露天采煤机发展概况2.1.1国外滚筒式露天采煤机发展状况1.滚筒位于机体中部的滚筒式露天采煤机这种机型的主要生产厂是德国的 Wirtgen公司。该设备开始主要为公路路面的翻修需要而研制的，近年来成功地用于露天煤矿开采薄煤层和煤、矸选采上，已在美国和澳大利亚等国的一些露天煤矿上应用。该设备的截割滚筒位于机身的中下部，前后履带之间。利用截齿截割煤或岩石的同时，通过滚筒上的螺旋叶将被截割下来的物料送到胶带输送机上，再通过转载机卸到汽车上或其它运输设备上。截割时利用履带机构向前推进。可对0 0.6米的煤层进行煤、矸分层选采。2.滚筒位于前端的不可调高滚筒式露天采煤机MAN TAKRAF的滚筒前置式露天采煤机，截割高度为1.2米,截割宽度为5米,小时生产能力1000吨以上。3.滚筒位于前端的可调高滚筒式露天采煤机这种机型主要生产厂家是奥地利的Voest-Alpine公司，生产VASM系列可调高滚筒式露天采煤机，是在井巷掘进机的基础上开发研制的，截割滚筒位于机身的前端，可上下调高运行，切割煤层厚度大，切割硬度大，煤质粒度小。目前已在巴西、南非、澳大利亚等国的露天煤矿或其它露天矿应用。2.1.2 国内滚筒式露天采煤机发展状况国内于上世纪九十年代开始研制滚筒式露天采煤机。由哈尔滨煤矿机械研究所与霍林河煤矿合作研究制造的CLG300型（300吨/小时）和与黑河宋集屯煤矿合作研究制造的LMG200型（100吨/小时），都是滚筒前置式，且滚筒可调高。此外还有LMG560型和辽源金圣露天矿业机械有限公司开发研制的LMG-、LMG-型可调高滚筒式露天采煤机1。这几个机型其工作原理与Voest-Vlpine公司的VASM系列可调高滚筒式露天采煤机类似，截割滚筒可上下运行切割煤层，采落的煤通过装载机构、刮板输送机构和转载机构装卸到汽车上或其它运输设备上，其行走为履带机构。由于采出的煤粒度较小，且均匀，可免去穿孔爆破，实现连续化作业等，对露天煤矿开采降低生产成本，提高回收率，因此越来越受到各露天煤矿尤其是中小露天煤矿的关注。2.2露天采煤机主要结构及工作原理可调高滚筒式露天采煤机主要由工作机构、装载机构、输送机构、转载机构、行走机构、机架、液压系统、电气系统等部分组成。目前国内外均采用模块化设计的结构，允许拆成部件运输，可以在采煤现场快速拆装。1.工作机构工作机构是机器的关键部分，其功能是完成煤的截割和破碎。工作机构由两组截割部和支承大臂组成，截割部由电动机、减速器、截割滚筒等组成（见图2-1）。2.装载机构装载机构的结构与掘进机类似，较为成熟的有蟹爪式和星轮式，LMG型露采机采用星轮式，具有结构简单工作可靠，装载宽度大，装载能力强等特点。3.输送及转载机构刮板输送机可采用套筒滚子链，也可采用圆环链，可采用单中链形式，也可采用双边链形式。LMG型露天采煤机采用煤矿常用的圆环链并采用双边链的形式。转载机为带式输送机，由电动滚筒驱动，结构紧凑简单，可左右回转一定角度，以适应装车要求。1、滚筒 2、减速器 3、电动机图2-1 工作机构图4.行走机构行走机构由履带架、液压马达、轮边减速器、驱动轮、支重轮、托链轮，引导轮等组成。在北方较为寒冷的矿区，可考虑采用电驱动。5.液压系统液压系统为开式系统，由泵站、控制阀、油缸、液压马达、辅助装置、管路、油箱等组成。主要为大臂升降油缸回路，行走马达回路，其它油缸回路，操纵阀采用液控或电液控制。6.工作原理可调高摆截式滚筒式露天采煤机工作原理是，工作机构通过升降油缸使截割滚筒上下运行,同时油缸又使截割滚筒左右移动切割煤层，采落的煤通过装载机构、刮板输送机构和转载机构装卸到汽车上或其它运输设备上，可实现连续化作业。1.铲板体 2.输送机构 3.电机 4.星轮图2-2 装载机构2.3露天采煤机技术关键前置式滚筒在切割煤的过程中支承臂下的煤不能被滚筒截割，形成残留煤墙，阻碍继续截割。国外井下连续采煤机对宽截幅滚筒式截割机构采用的方式如图所示,为了去除残留煤壁，提高生产效率对原滚筒式采煤机进行的攺进为其增加了摆截机构以去除残留煤壁。在国内已有一些相似采煤机投入生产使用，本设计在LMG-型露天滚筒式采煤机的基础上对其进行了攺进，加入了摆截机构,可有效的去除残留煤壁。奥钢联公司的VASM系列采煤机也采用摆截式工作机构，滚筒在采煤过程中可横向摆动切除残留煤墙实践证明切实图2-3摆截式截割机构可行，效果较为理想。第3章摆截式滚筒式露天采煤机结构3.1摆截式滚筒式露天采煤机发展近年来,一类新型连续式露天采矿机在国外露天矿得到应用,它既可免去钻孔深爆、一次破碎等工序,又具有薄层选采及一次采深较大等特点,因而引起矿业界的极大兴趣和关注。我国从90年代初开始研制连续式露采机,目前奥钢联公司的VASM系列采煤机可调高滚筒式露天采煤机(简称露天采煤机)已完成设计、制造和试运行等工作,并在露天矿投入工业生产中。3.2摆截式滚筒式露天采煤机的组成露天采煤机主要由工作机构、摆截机构、装载机构、行走机构、输送机构、转载机构、液压系统和电控系统等组成,其部分结构如图3-1所示。3.3摆截式滚筒式露天采煤机技术参数1.主要尺寸参数及工作参数理论生产能力（） 200最大切割强度（） 40 一次采高（） 3(最大4)采宽（） 4.75采出矿物粒度（） 150适应坡度纵向/()10 横向/()5行走速度（） 11.215供电电压（） 6卸载高度（） 1.5 4.6带式输送机回转角度() 70总重量（） 115外形尺寸(lbh)（） 22.84.55.74图3-1 摆截式工作机构2. 电动机参数露天采煤机外接电源电压为6,机上装有高压柜、干式变压器、低压控制柜等,二次电压为380,供电电压可根据用户要求设计。各部件使用电动机数量及功率见表3-12。各部件使用电动机数量及功率表3-1采煤机电动机及功率配置部位数量功率/截割部电机装载部电机输送机电机转载机电滚筒泵站电机电缆缠放装置冷却器电机221131111022222215553 5.533.4 主要部件的设计特点3.4.1整体布置露天采煤机的机架为焊接的箱形结构,分为主机架、前机架和上机架,工作机构通过铰轴、升降油缸与前机架联接;装载部通过铰轴、升降油缸与主机架联接;刮板输送机从主机架中间穿过,机头与上机架铰接;带式输送机机座在主机架后部的回转盘上,可左右回转,以适应不同的装车要求,其上部通过伸缩油缸、拉杆与上机架联接;泵站、油箱、高低压柜、变压器、电缆缠放装置等分别布置在主机架两侧走台上;驾驶室设在机器的最上方,视野开阔,密封良好。整机结构紧凑,机架强度和刚性较好,机器重心居中略偏前,行走及工作时非常稳定。3.4.2. 工作机构工作机构为可调高滚筒式,主要由电动机、减速器、滚筒、工作大臂、升降油缸和摆截机构等组成。工作机构是整机的关键部分,它可完成煤的截割和破碎。由于是宽截幅,有2个驱动滚筒的传动臂,它同时也起到支撑截割头的作用。每个臂宽260,在此范围内的煤和岩体不能被滚筒截割,形成残留煤墙,阻碍继续截割这是滚筒式露天采矿机研制中必须解决的问题。国外同类采矿机如奥钢联公司的VASM系列采矿机采用摆截式机构,在摆截油缸的推拉作用下,滚筒截割煤时既能随工作大臂上下运动,又可横向左右摆动这样使得传动臂前不再留有残留煤墙。虽然该机构复杂,对机器制造要求高,但其工作效率高,落煤粒度小。3.4.3 装载部装载部结构与掘进机类似,从国内外各种类型掘进机或连续采煤机的装载机构型式看,较为成熟的有蟹爪式和星轮式两种形式蟹爪式装载宽度小,仅适合于小型机;星轮式结构简单,工作可靠,装载宽度大,装载能力高,适用于大型机。露天采煤机采用星轮式装载机构,采用电动机驱动方式,其特点为左右装载机构分别驱动,无需同步,工作可靠,便于装载机构的整体布置。其装载能力很强。3.4.4输送及转载机构输送机的功能是把装载部装上的煤或岩体输送到采煤机后部卸到转载机上。输送机为单中链刮板形式,采用套筒滚子链,铸钢刮板。输送机机头部分与上机架铰接,机尾部分插入装载部中间槽内,当装载部上下摆动时,输送机随之绕机架上的铰点摆动。转载机结构与一般带式输送机一样,只不过它可以回转摆尾,可调整卸料高度,以适应不同的装车要求。回转和升降通过油缸实现,输送带由电动滚筒驱动,带速为2.5。3.4.5 行走部行走部由履带架、履带、液压马达、轮边减速器、引导轮、驱动轮、支重轮和托链轮等组成。履带架为矩形箱形焊接件,与机架采用高强度螺栓联接。行走部为液压驱动,液压马达为内插式,与减速器合为一体,具有结构紧凑、安装方便的特点,其轴向尺寸小,输出扭矩大,最大可达220kNm。液压动力源为2台ATV250变量泵,各驱动一边行走,通过阀组操纵,实现前进、后退和转向。3.4.6 液压系统液压系统分4个回路。两个为行走驱动回路,各自独立操纵,驱动两侧履带行走。一组八联多路阀控制的多油缸回路,分别驱动铲板升降,侧板张收,履带张紧,转载机升降、回转,支腿升降等油缸动作。工作机构的大臂升降油缸为一独立回路,通过液控换向阀控制,大臂下降为工作行程,下降速度根据切割煤的要求而定。上升为空行程,为提高生产效率,上升速度提高为下降速度的5倍左右。为实现快速上升,在操纵换向的同时,控制油路也使另外一液控换向阀动作,使得行走液压回路的油合流过来,使大臂加速上行。液压系统为开式系统,回油经冷却器冷却后回油箱。液压阀都选用板式联接,尽可能集中于数个大阀块上,使系统紧凑3。3.4.7摆截机构工作机构与底架通过导轨相联接，导轨一端与工作机构相联接，一端与支撑调高机构相联接，后部短导轨主要是用来固定工作机构防止其工作中由于受力发生转动，工作时通过液压油缸往复运动带动工作机构在导轨上往复运动消除残留煤壁。如图3-3、3-4所示图3-2摆截机构左视图图3-3摆截机构俯视图3.5 摆截式滚筒式露天采煤机发展前景摆截式滚筒式露天采煤机的研制,为我国露天煤矿开采提供了新型高效开采机型。通过调查研究表明:整机结构合理,工作机构摆截机构设计有独到之处,消除残留煤墙效果理想。在日后的实践过程中,将不断总结改进不足之处,逐步完善,使机型系列化,这种连续式露天采煤机将取代当前钻爆、铲装、车运、破碎等非连续化开采工艺,在露天煤矿开采上展现广阔的发展前景。第4章露天采煤机参数确定可调高摆截式滚筒式露天采煤机的主要参数决定了采煤机的适用范围和技术性能，也是设备选型的依据。主要参数的确定依据工作面条件、所要求的生产率、出煤块度配套运输设备等因素。4.1牵引速度及采煤时间计算4.1.1采煤机的基本参数1.工作机构基本参数采煤高度() 采煤厚度() 滚筒直径() 滚筒转速() 要采煤的密度() 滚筒宽度() 采煤量() 2.采煤时间周期验算每小时采煤的次数为一个循环周期上升时间为（移动0.6） 4.1.2牵引速度计算4.2截割比能耗与牵引速度的统计规律4.2.1截割比能耗是确定功率时的主要参数它的大小与煤质与牵引速度有关， (为截割力，为截煤面积)当截割阻抗时由参考文献5式（9-59）有（一次表达式） (4-1) （二次表达式） (4-2)式中采煤机牵引速度（）；为截煤比能耗（）。4.2.2确定理论比能耗当牵引速度Vq在2.5到5.5之间时可用一次表达式。对于不同截割阻抗Ax的煤层则可按比例估算（中硬煤,硬煤）A为抗截强度,f坚固性系数，由参考文献5式（2-8）得由参考文献5查得中硬煤,取；煤的密度,取；由公式（4-2）有 4.3截割功率4.3.1理论功率计算每小时采煤总量理论比能耗理论消耗功率4.3.2实际功率计算由采煤机滚筒截割比能耗可得截割功率 (4-3)式中设计生产量（）；平均采高（）；功率利用系数；功率水平系数；机械传动消耗；取；由公式4-3可得4.4电动机的选取电动机选取由查参考文献6选Y315M-6 两台功率为110，转速为980。电动机的基本尺寸及部分安装参数安装尺寸如下表示：表41电动机基本安装尺寸参数机座号凸缘号极数ABDEABACADHDL315LFF6006508457216806006455308451300图4-1电动机安装尺寸图第5章减速器设计5.1锥齿轮传动设计5.1.1材料及基本参数确定可用六级精度直齿锥齿轮传动，小齿轮额定转矩两轮轴线相交成90。，小轮悬臂支承，大轮两端支承。齿面粗糙度（），大小齿轮均为20CrMnTi经渗碳、淬火。5.1.2锥齿轮初步设计1.分度圆直径的确定分度圆直径（1）确定各参数值1）由文献7表10-4选取载荷系数；2）传动比取；3）由文献6图10-10查得试验齿轮接触疲劳极限；4）估算时的安全系数；5）齿面许用接确应力（2）代入计算2.几何尺寸计算:齿数取，1）分锥角2）大端模数3）大端分度圆直径4）平均分度圆直径5）平均模数6）外锥距7）齿宽8）大端齿顶高9）大端齿根高10）齿顶角11）齿根角12）顶锥角13）根锥角14）大端齿顶圆直径 15）安装距（由结构定）16）冠顶距 17）大端分度圆齿厚18）大端分度圆弦齿厚19）大端分度圆弦齿高20）当量齿数21）端面重合度其中 5.1.3锥齿轮疲劳强度校核1.接触疲劳强度校核（1）接触疲劳强度确定公式中的各参数值1）分度圆的切向力2）由参考文献6表10-12查得使用系数；3）由参考文献6表11-13查得动载荷系数4）由参考文献6表1114查得载荷分布系数 5）由参考文献6表1113查得载荷分配系数；6）由参考文献6表1116及表1117查得节点区域系数，；7）由参考文献6表1113查得弹性系数；8）由参考文献6表1113查得重合度螺旋角系数；9）由参考文献6表1113查得锥齿轮系数 0.85；计算结果（2）许用接触应力 5-21）图1010查得试验齿轮疲劳极限；2）由参考文献7图1019查得寿命系数；4）由参考文献6图1014查得润滑油膜影响系数；5）由参考文献6表1019最小安全系数；6）由参考文献6图1018查得尺寸系数；7）由参考文献6图1113查得工作硬化系数；许用接确应力值结论通过。2.弯曲疲劳强度校核 5-3 （1）确定公式内各值1）由参考文献6图1020查得复合齿形系数（按选取），；2）由参考文献6表1113查得重合度螺旋角系数；3）由参考文献6图1010查得齿根基本强度；5）由参考文献7图1019查得寿命系数（长期工作）；6）由参考文献6图1023查得相对齿根圆角敏感系数；7）由参考文献6图1024查得相对齿根表面状况系数；8）由参考文献6图1019查得尺寸系数；9）由参考文献6表1019查得最小安全系数；（2）计算结果许用弯曲应力值结论，通过。5.2行星轮系设计5.2.1总传动比计算传动比计算总传动比其中；5.2.2行星轮系的选择1.配齿计算由传动要求可选行星轮数则由参考文献6查得取模数mm预计啮合角及，；计算中心距计算啮合角2.齿轮材料选择与齿轮参数初步确定（1）材料确定太阳轮 20CrNiMnTi行星轮 20CrNiMnTi大齿圈 42CrMo行星架 ZG42CrMo模数齿宽压力角（2）尺寸参数计算1）分度圆直径2）齿顶高3）齿根高4）齿全高5）齿顶圆直径6）齿根圆直径3按接触疲劳强度初算中心距和模数输入转矩小轮（太阳轮）的转矩齿数比 u=ZC/ZA=55/26=2.12太阳轮和行星轮的材料用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度58-62HRC（太阳轮）和 53-58HRC（行星轮），由参考文献7表107查得尺宽系数；由参考文献7表1014查得载荷系数K=1.4；中心距模数取与初选相同。4计算实际中心距实际中心距5.2.3齿面接触强度校核计算1计算接触应力：行星轮 (5-1) 确定公式中各参数值1）由参考文献7表102查得使用系数=1.75；2）由参考文献7图108查得动载系数KV=1.03；其中速度为 3）由参考文献7表104查得齿向载荷分布系数，行星齿轮传动的内齿轮宽度与行星轮分度圆直径的比小于或等于1时，取=1；4）由参考文献7表103查得齿间载荷分配系数1.1；5）小轮及大轮单对齿啮合系数，因当时，；当时，；取.0。2.计算接触应力的基本值（5-2）确定公式内各数值1）由参考文献6表1113查得节点区域系数 2）由参考文献6表1113查得；3）由参考文献6表1113查得重合度系数；4）由参考文献6表1113查得螺旋角系数；5）端面内分度圆上的名义切向力；6）工作齿宽；7）法向模数；将以上各数值带入式52得N/mm2将以上结果带入式51得3.许用接触应力（53）确定公式内各参数值1）由文献7表101查得齿轮的接触疲劳极 2）寿命系数,以工作寿命2万小时计算3）由参考文献6查得4）由参考文献6图1014查得润滑剂系数；5）由参考文献6图1015查得速度系数；6）由参考文献6图1016及式1013得粗糙度系数；7）持久强度；8）工作硬化系数；9）由文参考文献6图1018查得接触强度计算的尺寸系数；将以上各数值带入式53得4.计算安全系数由参考文献6表1019查得最小安全系数取=1.5；所以齿面接触强度满足要求。5.2.4轮齿弯曲强度校核计算1.计算齿根应力（54）（1）确定公式内各参数值1）由参考文献7表102及图108分别查得使用系数，动载系数取；2）由参考文献6表1114查得齿向载荷分布系数；3）由参考文献6表1113弯曲强度齿间载荷分配系数；4）计算齿根应力的基本值（55）式中端面内分度圆上的名义切向力（）；工作齿宽；法向模数；载荷作用于齿顶时的齿形系数；载荷作用于齿顶时的应力修正系数；重合度系数；螺旋角系数；由参考文献6查得；=1；（2）确定及的值将以上系数带入式（55）得将以上结果带入（54）得2.许用齿根应力（56）式中计算齿轮的弯曲极限应力（）；试取齿轮的齿根弯曲疲劳极；试验齿轮的应力修正系数；弯曲强度计算的系数；相对齿根圆角敏感系数；相对齿根表面状况系数；弯曲强度计算的尺寸系数；由参考文献6表1013查得；。将以上系数带入式（56）得4.计算安全系数最小安全系数取；所以齿弯曲强度满足要求。5.3轴的设计校核5.3.1输入轴的设计计算1.输入功率2.初步确定轴的最小直径先取材料如下表示表5-1材料牌号热处理毛坯直径硬度HBS抗拉强度屈服强度极限弯曲疲劳强度极许用弯曲应力38SiMnMo调质90229-286735590365210其中轴为花键轴增大35%3.轴的受力分析输入轴的受力简图如图5-1所示mm mm mm图51输入轴轴的受力简图（1）计算齿轮的啮合力轴向力联轴器由于制造安装误差产生的附加圆周力（2）求水平面内的支撑反力，做水平面内的弯矩图输入轴在水平面内的受力简图如52所示图52 输入轴水平面内的受力简图输入轴在水平面内的弯矩图如图53所示图53 输入轴水平面内受力简图和弯矩图（3）求垂直面内的支撑反力，做垂直面内的弯矩图轴在垂直面内的受力简图如54所示NNNmm Nmm轴在垂直面内的弯矩图如图54所示图54 输入轴在垂直面内的受力及弯矩图（4）求支撑反力，作出轴的合成弯矩图、转矩图 Nmm NmmNmm输入轴的合成弯矩图、转矩图如图55、5-6所示图55 输入轴合成弯矩图图56 输入轴的转矩图4.轴的强度校核（1）按弯矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴承受最大弯矩和扭矩的面计算应力式中轴的计算应力() 轴所受的弯矩（）；轴所受的扭矩（）；轴的抗弯截面系数；选用的材料为38SiMnMo，调质处理，由参考文献7表101查得故满足安全要求。（2）精确校核轴的强度安全系数校核由于减速器轴转动，弯矩引起的为对称循环的弯应力，转矩引起的为脉动循环的剪应力。弯曲应力幅为式中抗弯断面系数；弯曲循环应力是的疲劳极限（）；正应力有效应力集中系数；扭转疲劳极限（）；剪应力有效应力集中系数；表面质量系数；尺寸系数；平均应力折算系数；选取轴的材料为38SiMnMo，由参考文献6查得；。故该轴满足安全要求。5.3.2第二轴设计1.输入功率输入功率2.初步确定轴的最小直径先取材料如表5-2所示表5-2材料牌号热处理毛坯直径硬度HBS抗拉强度极屈服强度极限弯曲疲劳强度极许用弯曲应力38SiMnMo调质100229-286735590365210其中由于轴上有花键增大2035%第6章摆截式截割机构设计6.1液压缸的选择油缸的推力给定为100KN采用双油缸，油缸的一端与底架相联接，一端与截割机构相联接。为了减小摩擦在截割部与底架之间采用导轨支承截割部在油缸的推动下沿导轨左右移动，由于系统压力为16MP，属于变压系统背压力可忽略不计。;据此可查机械设计手册液压传动选用HSG型工程用液压油缸技术参数如下表6-1AL（）活塞杆直径() 速比(1.46) 工作压力16最大行程s()推力拉力16090321.70291.914000由机械功能要求：需左右摆动125以确定油缸的基本尺寸如下表所示（含安装尺寸）液压缸固定联接方式采用耳环联接如下图所示安装尺寸如图61所示。其一端与上部连接，一端与下部相联接好图62为液压缸连接安装简图。图6-1液压缸安装尺寸图6-2液压缸安装方式6.2导轨设计导轨采用导轨主要用来支承和引导运动部件沿着一定的轨迹运动。采煤机摆截机构上两相对运动部件的配合面组成一对导轨副，其中，不运动的配合面称为固定导轨，运动的配合面称为运动导轨。在运动部件与固定不动的部件之间只许有一个自由度，为此，导轨副必须限制运动部件的五个自由度。目前，导轨尺寸参数的趋势是减小导轨中心距，增大导轨面的宽度。减小导轨中心距，节约原材料，使导轨的载荷趋于均匀。6.2.1导轨的分类1.导轨按受力情况可分为：（1）开式导轨靠外部载荷或部件自重，使两导轨面保持贴合的导轨联接形式称为开式导轨。（2）闭式导轨不通过部件自重作用力而是通过辅助的外力使两导轨面相贴合的形式相联接的导轨不够大，这样的导轨称为闭式导轨。2. 导轨按运动轨迹分：（1）直线运动导轨导轨副的相对运动轨迹为一直线，如一些车床或刨床的床鞍和床身之间的导轨。（2）圆周运动导轨导轨副的相对运动轨迹为一圆周，如立式车床，立式钻床的工作台和底座之间的导轨。3. 导轨按摩擦性质可分为：（1）滑动导轨两导轨工作面之间的摩擦性质为滑动摩擦，其中有普通滑动导轨、液体动压导轨、液体静压导轨。液体动压导轨是借助于导轨面间的相对运动，形成压力油楔而将运动部件浮起，这样两个导轨面隔开形成液体摩擦，提高了导轨的耐磨性。形成压力油楔的条件是：有一定的相对运动速度，以及油腔沿运动方向间隙逐渐减小，速度越高，油楔的承载能力越大，所以动压导轨适用于主运动导轨。但由于运动部件上进油困难，故仍从固定导轨进油，油腔也可在固定导轨上，可用于直线运动导轨和圆周运动导轨。液体静压导轨是将具有一定压力的油液，经节流器输送到导轨面上的油腔中，形成承载油膜，将相互接触的表面隔开，实现液体摩擦。这种导轨的摩擦系数小，机械效率高，导轨面有一层油膜，保证导轨面不相互接触，不会磨损，不但能长期保持导轨的导向精度和好的吸振性，而且在低速下也不易产生爬行，而且可降低对导轨材料的要求。所以，静压导轨在机床上得到日益广泛的应用，这种导轨的特点是结构复杂，且需配置一套供油系统。(2)滚动导轨两导轨工作面之间为滚动摩擦，它由导轨面间的滚珠、滚柱、滚针等滚动体实现，在进给运动导轨中用得较多。滚动导轨的特点：1）运动灵敏度高滚动导轨的摩擦系数远小于滑动导轨，静、动摩擦力相差甚微，故一般滚动导轨在低速运行时没有爬行现象。2）定位精度高一般滚动导轨的重复定位精度为0.2，普通滑动导轨一般1020。使用滚动导作为直线导轨时，不会有爬行现象发生，可达到极高的定位精度。3）磨损小，能长时间维持精度4）适应高速运动且大幅度降低驱动功率，由于直线导轨移动时，摩擦力非常小，只需较小动力便能让机床运行，尤其在机构频繁往复运行时，更能明显降低其能量损耗。且因其摩擦产生的热较小，可适用于高速运行。5）可同时承受上下左右方向负荷，滚动导轨特殊的约束结构设计，可同时承受上、下、左、右方向的负荷。6）组装容易且具有互换性，组装时只要铣削或磨削机床上导轨的装配图，并根据其建议步骤将导轨、滑块分别以特定扭力固定于机床上，即可重现加工时的高精度。滚动导轨具有互换性，只要更换滑块或整个滚动导轨副，机床即可重新获得高精度。7）润滑系统简单，维修方便8）滚动导轨的抗振性较差，对防护要求比较高，由于导轨间无油膜存在，滚动体与导轨是点接触或线接触，接触应力大，故一般滚动体和导轨须用淬火钢制成。另外，滚动体直径的不一致或导轨面不平，都会使滚动部件倾斜或高度发生变化，影响导向精度，因此，对滚动体的精度和导轨平面要求高，于普通滑动导轨相比，滚动导轨的结构复杂、制造困难，成本较高。6.2.2导轨的确定综上所述，在此机构中选用滑动导轨，滑动导轨具有结构简单、制造方便、接触刚度大的优点。本结构由于只限于左右滑动且左右移动距离小为此可选用柱形导轨（注：为保证导轨的正常运动，运动件与承导件之间应保持适当的间隙。间隙过小会增加摩擦力，使运动不灵活；间隙过大，会使导向精度降低。）。如图61所示图61联接导轨第7章摆截式露天采煤机的使用与维护7.1概述可调高摆截式滚筒式露天采煤机是利用原LMG-型露天采煤机的底盘和机架改装而成的。因此露天采煤机底盘和机架是现成的，直接运抵煤矿安装现场。除了底盘和机架以外的其它部件在生产厂内制造，出厂前经过试验，合格后出厂，运抵现场后进行组装。其中工作机构连接箱和大臂到现场后连接起来焊成一体。后座与机架、过渡架与机架、皮带转载机架等都是在现场组焊。液压系统管路和电气系统控制线都是在现场布置和连接。整机组装后进行空载试运转，一切正常后方可投入生产使用。在机器开动前应认真检查各部位是否正常，各部螺栓是否紧固，各减速器及各润滑点的润滑油是否足够，液压油箱的油面是否达到要求标高，检查电气系统接线是否正确，在开始试运转时，点动各电动机，观察其转向是否正确，如有反转应调正。在试运转时，检查各操作按钮是否灵活可靠，机器开动后，仔细倾听各部分是否有异常声音，发现问题及时停车检查。试运转时，检查和调整皮带转载机上皮带的松紧和跑偏情况，检查和调整刮板输送机上锚链的松紧，检查和调整履带的张紧。启动液压泵观察其是否运转正常，操作换向阀，动作各油缸及行走液压马达，检查和调整液压系统的压力，油缸需反复动作若干次，以排除系统内的空气。待一切检查和调整完成，机器试运转正常后，方可投入生产作业。7.2露天采煤机的维护与保养一切机器寿命的长短主要取决于对它们的维护和保养的好坏。按规定认真做好各项维护检修，定期保养，在作业中注意观察，认真巡视，及时发现故障及故障隐患，使机器得以及时维修，避免更严重的故障发生。这些都会使机器长期处于良好状态下生产作业，能更充分发挥机器的生产效率，延长机器的使用寿命。机器在投入生产作业后，都应做必要的维护与保养，应做的工作如下：在作业前检查各工作部位螺栓有无松动，各部销轴有无窜动，截割滚筒截齿有无丢失，液压系统各接头处有无漏油，各减速器有无漏油，液压油箱油是否足够等等，发现问题应及时处理。送电后检查电压是否正常，有无缺相等问题。开机后空载运行五分钟，检查刮板链、皮带、履带等是否松弛，如果松弛要进行调整。对各销轴等活动关节处的油杯加注润滑脂，尤其是截割部大臂的销轴和大臂升降油缸的销轴。检查各机构工作是否正常，正常后方可投入作业。机器即使工作正常，每周也需要进行一些除日维护保养项目外的维护保养工作，具体项目如下：对各润滑点进行润滑，检查全部电缆情况，有无破裂现象，有无接头松动，运输机刮板有无开裂损坏，皮带有无撕裂损坏，液压系统各部分的密封有无破损、漏油，如果发现问题要及时处理。在机器工作一个月后，要对各部件进行全面的维护保养，除进行日维护保养和周维护保养的项目外，还须做如下工作：检查油缸有无内外泄漏，操纵阀是否灵活可靠，发现问题及时处理；检查并清洗滤油器滤芯，如有损坏应更换；检查皮带机托辊是否有损坏，刮板输送机槽底板磨损情况及链轮磨损情况；检查各减速器齿轮箱润滑油是否足够，密封是否完好；检查电器元件是否完好，各电缆接头是否牢固，螺栓有无松动，电器元件触点有无烧损，接地是否合格等等。机器在正常工作半年后要进行一次认真检查维修，内容如下：1.更换液压系统的液压油经过长时间的使用后，油中杂质含量、水分及酸值都会增加。当液压油变质后会影响液压元件的使用寿命，造成液压系统故障，因此需要及时更换液压油。更换液压油时，卸掉油箱底部的排油塞，将油排净。卸下回油滤油器的滤芯，卸下油箱隔板上的滤网，用煤油进行清洗，如有损坏要更换新的。清除油箱底部的沉淀物，用煤油清洗油箱。注

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