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机械毕业设计全套
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JX04-160@掘进机的截割机构的设计,机械毕业设计全套
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本科毕业设计开题报告 题 目： 掘进机的截割机构的设计 院 （系）： 机械工程学院 班 级： 机械 06-9 班 姓 名： 王 永 鑫 学 号： 0603010902 指导教师： 赵汗青 教师职称： 副 教授 nts 黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告 题 目 掘进机的截割机构的设计 来源 工程实际 1、研究目的和意义 掘进机截割机构是掘进机的主要组成部分，主要对截割头的结构形状与几何参数，截齿类型与布置以及工作参数对掘进机截割性能，截割效率和整机可靠性进行设计，为了提高和改进掘进机工作性能， 发展我国大口径全断面掘进机产业以及进一步提高我国的盾构研发能力、改善研发条件具有重大战略意义。 选题具有一定的实际意义。 2、 国内外发展情况 (文献综述） 早在上世纪 30 年代，的 故意、前苏联、英国、美国等就开始了煤矿巷道掘进机的研制，但巷道掘进机得到广泛性应用还是在第二次世界大战之后。 1948 年，匈牙利开始研制 F 系列的巷道掘进机，当时是为了适应“房柱式”开采的需要 1。 1949 年生产的 F2 型掘进机是世界上第一台悬臂式掘进机，不过当时还未能实现悬臂式掘进机的全部主要功能。 1951 年匈牙利研制了采用履带行走机构的 F4 型悬臂式掘进机。这种机型已经具备了现代悬臂式掘进机的雏形。 F 系列掘进机是目前悬臂式横轴掘进机的原始机型。 1971 奥地利 ALPINE 公司在匈牙利 F 系列的基础上研制了 AM-50 型掘进机，并在此基础上逐步形成了 AM 系列掘进机。 1972 年德国引进了 AM-50 型掘进机，在半煤岩巷中使用，在此基础上 EICKHOFF 公司自行研制出 EV-型掘进机，并在此基础上发展成为 EVA 型掘进机。 1973 年 WESTFALIA 公司研制成功了 WAV-170和 WAV-200 型掘进机，并在此基础上发展成为 WAV 系列型掘进机。 F 系列、 AM 系列和 WAV 系列掘进机均采用横轴截割机构 2。 目前国外掘进机主要生产国有：英、德、俄罗斯、奥地利、日本等国。所生产的掘进机已经被广泛应用于硬度 f 低于 8 半煤岩的采准巷道掘进 ，并扩大到岩巷 3。中型机不移位截个断面达 3542 ，多数机型能在纵向 16、横向 8的斜坡上可靠工作，截割功率在 132300KW，机重在 50100t，切割岩石硬度 f 为 12.机电一体化已成为掘进机发展趋势，新推出的掘进机可以实现推进方向和断面监控、电动机功率自动调节、离机遥控操作及工况检测和故障诊断，部分掘进机实现 PLC 控制，实现回路nts循环检测 4。 我国悬臂式掘进机的发展大体分为 3 各阶段。第一个阶段是上世纪 60 年代初期到70 年代末，这一阶段主要是引进国外掘进机为主，在引进的同时，我们的技术 人员开始尝试消化吸收，但研究水平低，主要以切割煤的轻型机为主 5。 上世纪 70 年代末到 90 年代初为消化吸收阶段。这一阶段分别从英国、奥地利、日本、前苏联、美国、德国等国家引进 16 种，进 200 台掘进机设备，对我国煤矿使用掘进机起到推动作用 6。在此期间，我国与国外合作产生了几种悬臂式掘进机并逐步实现了国产化。同时由太原分院研制的 EM1-30 型、 EL-90 型和 EL-110 型掘进机分别在佳木斯煤机厂和淮南煤机厂投入小批量生产 7。这一期间我国的悬臂式掘进机的主要特点是可靠性大大提高，已经能适应我国 煤矿的巷道掘进，中型掘进机号日趋齐全 8。 90 年代初至今为自主研发阶段。这一阶段中型悬臂式掘进机发展日趋成熟，重型掘进机大批出现悬臂式掘进机的设计与加工制造水平已经相当先进，并且具备了根据矿井条件实现个性化的能力 9。我国的悬臂式掘进机发展主要受英国 DOSCO、日本三井三池 S 系列型掘进机的影响。目前主要以纵轴悬臂式为主。同时由于吸收奥地利AM 系列型掘进机的特点，也有部分掘进机设计为横轴截割方式 10。 3、研究 /设计的目标： 掘进机的截割轴形式为纵轴式，切割头转速 44rpn，截割头平均直径 0.65m。截割头所受径向力 150000N，截割头所受轴向力 100000N。截割深度 0.8m。经济截割硬度 70MPa。按照给定的设计任务要求，完成掘进机截割机构的主要结构设计和计算，设计计算符合工程技术规范要求，整理好技术资料，编写设计说明书一份。 nts4、设计方案（研究 /设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）： 截割部由截割头组件、截割臂、截割减速机、截割电机组成。掘进机在掘进巷道工作时 ，截割头首先要钻进工作面一定深度，然后横向摆动截割，达到巷道边界后，沿垂直方向截割一定高度， 在水平摆动截割，如此循环往复，直到完成工作面的截割。 图 1 截割部结构 1 截割头组件、 2 截割臂、 3 截割减速机、 4 截割电机 (1)切割电机 在选择截割电动机时，首先要考虑截割电动机的防爆性能。而且掘进机的截割电动机在工作过程中，大多数情况为空载启动。当遇到软岩或夹石时，会有较大的阻力矩，因此要求电动机应有较大的最大转矩。当遇到截割阻力矩较大情况时，转速为低速操作。 （ 2）截割减速机 截割减速机采用两级行星齿轮传动，它和伸缩部用若干个 M24 的高强度螺栓相连，其优点是结构紧凑 、体积和质量小、传动比范围大、效率高、转速平稳而且轴向尺寸小等优点。 nts5、方案的可行性分析： 掘进机截割部由截割电动机输出地功率经减速器后，传递到截割臂，截割臂主轴上花键与截割头相连，将功率输出，带动截割头转动。 6、 该设计的创新之处： 截割电机选用双速水冷电机，有热敏保护 7、 设计产品的主要用途和应用领域： 产品能够实现连续切割、装载、运输作业。广泛应用于煤巷、半煤岩巷、软岩巷道的掘进，也可在铁路、公路、水利工程等隧道中使用。最大定位截割断面可达 23/20，截割硬度为 80/65MPA。要求环境温度为 -20 +40，坡度 18 / 16。 8、 时间进程 第 4 周 整理实习日记、撰写实习总结和开题报告 第 5-9 周 设计计算、总体结构草图设计 第 10-12 周 总体图和部件图设计 第 13 周 零件图设计 第 14 周 整理、撰写毕业设计说明书和设计图纸 第 15 周 结合毕业设计，翻译 2500 字以上的外文资料 第 16 周 答辩 nts9、参考文献： 1 王运敏，项鸿海 .中国采矿设 备手册 J.中国科学出版社 ,2007， 5（ 1） :1424-1471 2 李军利 ,廉自生 ,李元宗 .掘进机工作装置的自适应控制设计与仿真 J. 煤炭科学技术 2009， 37（ 2）： 83-85 3 魏景生 ,吴淼 ,刘建功 . 掘进机智能型自动成形恒功率截割控制系统的研究与应用 J.2009（ 7）： 118-120 4 冯泾若 .国内外厚煤层大功率电牵引采煤机机电一体化新技术 J.煤矿开采 ,2003,8(4):15-17. 5 毛君 ,李建刚 ,李惟慷 ,陈洪月 . 掘进机器人的仿形记忆截割建模与虚拟仿真 J. 系统仿真学报 ,2009， 21（ 8） 4831-4834 6 刘春生 ,赵汗青 ,漆利平 .悬臂式掘进机断面呈型的几何尺寸检测转换模型 J.中国工程机械学报 ,2008,6(1):90-94 7 刘春生 ,杨秋 ,李春华 . 采煤机滚筒记忆程控截割的模糊控制系统仿真 J.煤炭学报 .2008,33(7):822-824 8 赵东升 .悬臂式掘进机工作机构制动控制系统的研究 D.西安科技大学学位论文 .2005. 9 毛君 ,吴常添 ,谢苗 .浅谈悬臂式掘进机的发展及趋势 J.中国工程机械学报 ,2007， 5（ 2） :240-242 10 Mike wolf. Drilling with a twist.Word Mining Equipment .1996,20(4) 11 L Workmen.Which blasthole-reg Mini
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