刨煤机截割部设计及滑靴设计【全套CAD图纸+毕业答辩论文】

买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 前言 . 1 1简介 . 2 煤机简介 . 2 割部简介与滑靴简介 . 2 . 2 . 2 内外研究现状 . 2 . 2 . 3 . 3 . 3 . 3 . 4 . 4 论文研究的内容 . 4 2 刨煤机的整体型式选择 . 6 . 6 机功率 . 6 层厚度 . 7 . 7 动装置的工作特性 . 7 动装置的类型 . 8 . 9 引方式 . 9 引链 . 9 链装置 . 9 . 10 控制方式 . 10 头的高度控制 . 10 头的截深控制 . 11 . 12 . 13 3刨头设计 . 14 . 14 . 14 . 15 . 15 . 15 . 15 . 15 . 15 . 16 . 16 . 16 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 . 16 . 17 . 17 . 17 . 17 . 20 . 23 . 24 4刨头受力计算 . 25 . 25 头所受煤壁挤压力 . 25 头所受煤壁侧向力 . 26 . 27 刨头的装煤机理 . 27 . 27 . 28 . 32 结论 . 33 致谢 . 34 参考文献 . 35 附录 A . 36 附录 B . 39 摘要 进入 90 年代以后，我国刨煤机采煤技术未能得以更广泛的应用，原因是多方面的，有设备性能的问题，有薄煤层开采投入多产出少的的因素，也有对刨煤机采煤技术研究不够的原因。目前国产刨煤机还只能刨削软煤层及中硬度下煤层，而国外先进国家的刨煤机已能刨削硬煤层，甚至极硬煤层，极大地提高了刨煤机的适用范围。德国在 80 年代初，快速刨煤机的比例已占刨煤机总数的 50%，发展到现在，快速刨煤机以基本取代了慢速刨煤机。而在我国，刨煤机功率小，速度慢，仍是普遍存在的问题。 本文研究 设计刨 煤机的截割部及滑靴， 考虑到生产成本和实用价值 以及刨煤机工作环境的要求 ， 我所设计的截割部，部件基本上都采用现有产品 ， 便于直接选取成品。以往的滑靴都是和刨头焊接在一起的，一旦滑靴被磨坏整个刨头就不能用了。我设计的滑靴是可拆卸的。如果滑靴被磨坏，可将其拆卸下来换个新的，使整个刨头能继续工作。希望我的设计能为以后刨煤机的改进提供帮助。 关键词 :刨煤机 ;截割部 ;滑靴 ; t of 990s, s of to is 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 to of of in 980s, 0% of to to it is of of of I of to of of of be I is be it be to a so to I to 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 前言 刨煤机采煤技术始于 1937年德国伊本比伦煤矿的煤刨实验 ,1942年正式应用 ,后推广到 波兰、苏联、西班牙、法国、奥地利等 20 多个国家。我国刨煤机采煤技术的研制和应用始于 1965 年徐州矿物局韩桥煤矿，经过了试验、定型和发展三个阶段。 80 年代，在煤科院上海分院、张家口煤机厂和淮南煤机厂、徐州煤矿机械制造厂等单位的努力下，制造出各种型号的刨煤机 200 多台，全国有 20 多个矿物局使用国产或进口刨煤机，积累了大量实践经验，有的矿取得了较好的成果。进入 90 年代以后，我国刨煤机采煤技术未能得以更广泛的应用，原因是多方面 的，有设备性能的问题，有薄煤层开采投入多产出少的的因素，也有对刨煤机采煤技术研究不够的原因。目前国产刨煤机还只能刨削软煤层及中硬度下煤层，而国外先进国家的刨煤机已能刨削硬煤层，甚至极硬煤层，极大地提高了刨煤机的适用范围。德国在 80 年代初，快速刨煤机的比例已占刨煤机总数的 50%，发展到现在，快速刨煤机以基本取代了慢速刨煤机。而在我国，刨煤机功率小，速度慢，仍是普遍存在的问题。 本文研究 设计刨煤机的截割部及滑靴， 考虑到生产成本和实用价值 以及刨煤机工作环境的要求 ， 我所设计的截割部，部件基本上都采用现有产品 ， 便于直 接选取成品。以往的滑靴都是和刨头焊接在一起的，一旦滑靴被磨坏整个刨头就不能用了。我设计的滑靴是可拆卸的。如果滑靴被磨坏，可将其拆卸下来换个新的，使整个刨头能继续工作。希望我的设计能为以后刨煤机的改进提供帮助。 1 简介 煤机简介 刨煤机，也称刨煤机组。是一种井下工作面中集采煤、装煤、运煤为一体，特别适合开采薄煤层和中厚煤层下限的采煤机械。它由刨煤、运煤、推进和电气控制 4部分组成。其辅助装置有机头锚固、通讯、信号、照明、防尘等装置。刨煤机的工作原理是装有刨刀买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 的刨头，在无极圆环链既刨牵引 下，沿着安装在采煤工作面可弯曲刮板输送机的中部曹的导轨运行，刨刀刨削煤壁将煤刨落，刨落的煤在刨头犁形斜面的作用下被装入输送机送出采煤工作面。 割部简介与滑靴简介 割部简介： 刨煤机截割部是刨煤机工作的执行机构，由刨体和装有各种刨刀的旋转刀架组成。它通过拖板与刨链连接。 靴简介： 滑靴是防止刨头与下滑架之间接触 ,防止摩擦装置。 内外研究现状 外研究 情况 刨煤机采煤技术始于 1937年德国伊本比伦煤矿的煤刨实验 ,1942年正式应用 ,后推广到波兰、苏联、西班牙 、法国、奥地利等 20 多个国家。 70 80 年代，这些国家在刨煤机开发和应用方面取得了突飞猛进的发展。 80 年代，欧洲主要产煤国家使用刨煤机开采煤炭已占总产量的的 50以上；在联邦德国薄煤层的开采中，使用刨煤机开采的煤炭约占采煤量的 90；波兰每年使用刨煤机的工作面个数平均为 65 个；苏联每年使用刨煤机的工作面个数约为 150 个。刨煤机开采技术已经推广到非金属沉淀矿床的开采。刨煤机的发展至今已有 60 多年的历史，根据历史发展和机构形式的不同，可分为脱钩刨、滑行刨、脱钩滑行刨。到目前为止，世界上使用最多的仍是滑行刨煤机， 其产量占总产量的 50%以上。目前国外刨煤机的发展趋势是向大功率、快速度、高强度方向发展，功率已从 2 增加到 ，最大已达到 ，速度已由 大到 2最高达 ，刨链直径从 发展到 。这方面处于领先地位的是德国，该国以实现了刨煤机工作面的自动化和无人化。 随着科学技术的不断进步，各国都在将高新技术成果、计算机技术、传感技术、自动监测与在线控制等综合应用到刨煤机产品中来。 内研究状况 我国刨煤机采煤技术的研制和应用始于年徐州矿物局韩桥煤矿，经过了试 验、定型和发展三个阶段。年代，在煤科院上海分院、张家口煤机厂和淮南煤机厂、徐州煤矿机械制造厂等单位的努力下，制造出各种型号的刨煤机多台，全国有多个矿物局使用国产或进口刨煤机，积累了大量实践经验，有 的矿取得了较好的成果。进入年代以后，我国刨煤机采煤技术未能得以更广泛的应用，原因是多方面的，有设备性能的问题，有薄煤层开采投入多产出少的的因素，也有对刨煤机采煤技术研究不够的原因。总的来说，我国刨煤机的研制工作开始于 60 年代，到 70 年代进入一个小高潮。主要机型为 和 脱钩刨， 70 年代末到 80 年代刨煤机时常一直处于低谷。 80年代末到 90 年代中期又陆续研制了 752/26 脱钩刨和 902/30 滑行刨，其最大功率仅为 ，速度为 s，仍然在低水平上徘徊，不能满足煤矿用户的要求。 目前国产刨煤机还只能刨削软煤层及中硬度下煤层，而国外先进国家的刨煤机已能刨削硬煤层，甚至极硬煤层，极大地提高了刨煤机的适用范围。德国在 80 年代初，快速刨煤机的比例已占刨煤机总数的 50%，发展到现在，快速刨煤机以基本取代了慢速刨煤机。而在我国，刨煤机功率小，速度慢，仍是普遍存在的问题。 计 要求及数据 计题目 刨煤机截割部设计及滑靴设计 煤机总体数据 工作面设计 /制造 长度 产能力 h 装机功率 160/100应煤层厚度 适应煤层硬度 应煤层倾角 25 刨煤方式 速） 支护配套方式 卸载方式 喷雾方式 供电电压 备总重 40t 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 刨 刨头形式 链牵引 刨头安装高度 刨速 s 截深 刨链规格 108链破断负荷 11300*108 梯齿接链环破断负荷 1020 头外形尺寸（长 *宽 *高） 输送机 输送量 h 装机功率 10板链速 s 刮板链型式 刮板链规格 92断负荷 部槽型式 中部槽槽间偏转角度 垂直 6 刮板间距 部 槽尺寸（长 *宽 *高） 30*222论文研究的内容 对刨煤机的截割部及滑靴进行设计。 考虑到生产成本和实用价值 以及刨煤机工作环境的要求 ， 我所设计的截割部，部件基本上都采用现有产品 ， 便于直接选取成品。以往的滑靴都是和刨头焊接在一起的，一旦滑靴被磨坏整个刨头就不能用了。我设计的滑靴是可拆卸的。如果滑靴被磨坏，可将其拆卸下来换个新的，使整个刨头能继续工作。 2 刨煤 机的 整体型式选择 本型式选择 根据刨刀对煤作用力的性质，刨煤机分为静力刨煤机和动力刨煤机两类。静力刨煤机的结构简单，与被采落的煤体保持经常接触，依靠锚链的牵引力落煤和装煤。煤越硬，截深越大，需要的牵引力就越大，要求锚链的强度也就越高。动力刨煤机的刨头本身带有使刨刀产生冲击或振动的驱动装置，在落煤过程中通过动力作用破落煤体。这种刨煤机破碎买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 硬煤能力强，但是刨头结构复杂，能源输送困难，所以发展缓慢，目前广泛使用的是静力刨煤机。 静力刨煤机，根据煤刨结构不同分外拖板刨、拖钩刨、滑行刨、拖钩滑行刨和刮斗 刨几种。拖板刨是最早的刨煤机，链子开式，断链易伤人，底板不平时链子容易出槽，事故多、回链能耗大，最大功率不超过 50斗刨出了刨煤外还能运煤，取消工面输送机，它适于煤质松软，顶底板比较坚硬、底板平整的极薄煤层（一般不超过 煤层），工作面不能太长，生产率很低。拖钩刨工作稳定，但掌板摩擦功耗大（刨煤机落煤和装煤的功率只占电动机的百分之二十到三十，其余大部分为克服摩擦阻力和其他阻力所消耗）。因此，刨削较硬的煤很难，若底板不坚固，掌板陷入底板，运行时会破碎底板所以，拖钩刨适用于煤质 较软、不粘顶，底板较硬的煤层，这种刨煤机目前使用普遍。滑行刨取消了掌板，刨煤主要靠工作面输送机导向，沿导轨滑行，可保持截深不变，溜子不后退，便于使用液压支架，刨头不与底板摩擦，摩擦阻力小。但链子在煤壁侧、薄煤层检修困难、刚才用量多（是拖钩刨的 ）。拖钩滑行刨综合了拖钩刨和滑行刨的优点、链条放在采空区侧，在整个工作面上铺有底板，刨头在底板上滑行，减小了摩擦力，刨头通过时输送机不会脱离工作向后退，无支护空间的宽度减小，可以用倾斜导轨装煤和清理底板。 机功率 1）选择依据依照表 2 1 表 2 1 刨煤机类型及主要参数 式 装 机 功 率（ 刨 链 直 径（ 轻 型 1602 9226 标 准 型 2002 10830 重 型 2502 12634 超 重 型 3152 13738 2）根据装机功率为 2 160/100 设计要求，本刨煤机属于轻型。 层厚度 1）选择依据依照表 2 2 表 2 2 适应的煤层厚度 to 煤层厚度 （ m） 煤 层 截 割 阻 力 小 中 大 刨 刨 刨 刨 /滚筒 刨 /滚筒 筒 /刨 滚筒 滚筒 滚筒 滚筒 滚筒 2）根据煤层厚度为 计要求，本刨煤机为采用煤刨的方式。 动方式的选择 动装置的工作特性 刨煤机的每个行程中，其刨削深度是固定不变的。由于煤质的变化，刨头所需的牵引力将有较大的波动，而且这种波动是随机性的。 按普通刨煤机计算，当刨煤速度为 s 时，对于 100m 长的工作面，只需要 2 3 分钟即可刨一刀，所以刨煤机的驱动装置，需要频繁的换向运转，频繁的启动和停止。为了充分发挥刨煤机的效能，启动和反向运转尽可能缩短，但这又会使驱动装置的动载系数加大。 刨煤机的牵引链的弹性，对改善驱动装置的工作条件是有利的。刨头启动时，可使载荷上升的比较平缓。而且当刨头被卡住、引起电动机颠复时，惯性力将使牵引链产生很大的应力，甚至引起断链事故。所以，电动机转子的转动惯量太大，并不能根本改善电动机的力矩特性和驱动装置的工作条件，电动机经常颠复，也会损失刨煤机的大量工作时间。 所以，在确定驱动方式时应努力改善驱动装置的工作特性。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 动装置的类型 刨煤机的驱动方式有以下几种： 1）滚刀 机械驱动 这是目前刨煤机最常用的驱动方式，它由电动机、液力联轴器和齿轮减速器组成。这种驱动装置结构简单、过载能力大 ，对电气控制无特殊要求。但是，这种驱动装置的体积大，不易变速。另外，由于频繁的正反换向启动，电动机容易发热。 2）机械变速运动 这种驱动装置与前者基本相同，只是为了满足变速的要求，增加了一个机械变速器。这样，使驱动装置的体积更加庞大，而且由于机械变速，高、低速间的输出转矩成比例交化，对牵引链等传动部件提出了更高的要求。 3）液压驱动 这种驱动装置由电动机、油泵和油马达等组成。电动机和 泵站放在顺槽内，工作面只有油马达或者通过齿轮减速器与牵引链相连。由于取消了液压联轴器和变速器，电动机也不在工作面内，使输送机头部和尾部的驱动装置所占的体积大大减小，和牵引链联系的运动部件的转动惯量也小的多。所以，刨煤机采用容积式液压传动有很多优点，尤其是变量泵定量马达系统，它比定量泵定量马达系统效率更高，在相同功率下，油泵和油马达的工作容积和油池的容积都较小，油马达的输出扭矩也比较稳定。但这种变驱动装置结构复杂、维修困难、多机驱动时实现同步比较难。 4）电动机驱动 采用变极电动机驱动能够满足变速要求，由于变 极电动机有两个转速，因此不能使用液力联轴器。因为液力联轴器的输出扭矩与电动机转速的平方成正比，当电动机低速运转时，传动转矩将急速下降。这样，工作过程中产生的尖峰负荷将直接作用在传动部件上，会加剧这些部件的损坏。另外，这种驱动方式需增加电气启动器，启动时间长，启动电流大，电动机易烧坏、所以尚未推广使用。 与感应电动机相同，直流电动机的过载和调速性能比较好，效率较高，可提高生产率百分之二十到三十，但其转子的转动惯量大，反向时间长，操纵比较复杂。 引方式和牵引机构 引方式 根据牵引链的位置， 刨煤机的牵引方式有后牵引和前牵引两种。 牵引链铺设在靠采空区的一侧，称后牵引方式。铺设在靠煤壁一侧的称为前牵引方式。两种牵引方式各有利弊。后牵引方式的优点是：安装、检修牵引链及导链架比较方便；牵引链不防碍煤刨装煤；煤刨道较窄，运输机可以靠近煤壁，有利于支护顶板，但牵引链与刨刀之间的距离比较大；煤刨运行时牵引链拉力和饿刨煤阻力构成很大力矩，使刨煤机在刨头平面内有扭转的趋势；刨头与输送机溜槽和导向机构之间产生剧烈的摩擦和磨损。前牵引方式的优点和缺点正好与后牵引方式相反。前牵引方式不及后牵引方式应用得广泛。 引链 1）选择依据 值得重视的一个问题是牵引链的变形伸长引起附加的冲击重载荷的问题。在受力相同的条件下，大直径的牵引链的变形比小直径的小。所以，为了减小刨链的变形伸长引起的动应力，在加大刨煤机传动率的同时，应增大牵引链直径。例如，一个 200m 长的工作面，牵引链的牵引力若是 157N，用 牵引链，没米伸长 工作面总伸长为820m，而用 牵引链则每米仅伸长 工作面总伸长只有 560安装大功率 时，采用大规格的牵引链 。加大牵引链还有一个重要的目的既在刨速相同时，牵引链大，单产高。 牵引链的长度规格一般为 25m，之间用接链环连接，目前较大规格的链环有 32 、 34 、38 牵引链的总长度应根据刨煤机工作面的长度确定。 2）根据本设计要求，刨链破 断载荷为 ，牵引力的规格选 10830 。 链装置 为了保持牵引链具有合适的松紧程度，以及拆装牵引链的需要，刨煤机应有紧链装置。实际使用的紧链器有机械紧链器和液压紧链器两种。 在减速器的某一轴端固定有棘轮，在减速器机壳上装有制动爪。制动爪依靠手把和导向杆进行操纵，它有两个位置：实线表示非工作位置，制动爪不与棘轮啮合；双点划线表示工作位置，制动爪与棘轮啮合。当紧链器在工作位置时，将一股牵引链固定住，然后断续开动电动机，逐 渐将牵引链拉紧。当电动机断电时，由于制动爪阻止棘轮反转，可以保持牵引链处于拉紧状态。牵引链拉紧后，即可将多余的牵引链拆掉，然后再将牵引链接上，接好牵引链后将制动爪打开。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资 料 液压紧链器的工作原理。紧链器由油马达和齿轮减速器组成。在减速器内装有三个齿轮，齿轮由油马达带动，齿轮为离合齿轮，齿轮与传动装置的液力联轴器的输出轴和减速器的输入轴相连。紧链时，首先切断刨煤机电源，将一股牵引链固定住，然后合上紧链器的离合齿轮，操纵油马达的换向阀，将液压油引入油马达，使油马达转动，进行紧链，直到牵引链中的张力达到预定值，紧链器 的安全阀溢流为止。紧链结束后，操纵换向阀使油马达断油，打开离合齿轮，即可进行刨煤机的正常工作。 向装置的选择 滑行刨的导向装置，在工作面输送机靠煤壁侧有滑行架，滑行架上有两根导向管，刨头就沿这两根导向滑行。牵引链在滑行架内，工作边（下链）和回空边（上链）之间有导链块导向。滑行架兼有刨头导向和装煤三个作用。为使刨头稳定，在刨头上加一个框形支架（称撑臂）。撑臂一端固定在刨头上，另一端沿输送机采空区侧有导向管滑行。 这种导向装置的优点：刨头运行时磨擦阻力小，可以充分利用功率来加大截深，提高刨速和刨削较硬的 煤；能适应底板松软和不平的煤层；刨头容易控制，稳定性好；刨头通过时输送机不会被挤回，工作面易于保持成一直线；牵引链工作安全，便于拆装检修。 头的控制方式 头的高度控制 刨头的高度控制是指刨头在运行中对上飘和啃底现象的控制，目前常用的有以下几种方法。 1）改变推溜千斤顶推力作用点 在刨头上飘时，把推溜千斤顶作用点的位置适当提高，使刨头尽量压向底板。反之， 当刨头啃底时，把千斤顶作用点的位置适当降低使刨头尽量抬起来。生产实践表明，这种方法并不十分有效，但与其它方法配合使用可达到预期效果 。 2）改变底刀的位置 这是最常用的控制刨头高度的方法。初期采用的是根据不同情况更换不同刀的方法，这样在生产中不仅需要足够数量的不同刀位的底刀，而且更换底刀也影响生产。因此又改用偏心轴调整底刀座来改变底刀刀位的方法，在偏心轴上有方形调节头和方形偏心块，底刀的旋转刀座抵在偏心轴的方形偏心块上。方形偏心块有四个不同尺寸的偏心平面，通过搬动方形调节头使偏轴转动，就可以得到底刀的四种不同刀位。 这种结构的缺点是底刀座的回转平面不与煤壁平行，在调节底刀刀位的同时，截深也 随之变化。目前，一种新的调整底刀刀位的方法是将底 刀固定在一个扇形体上，扇形体可在与煤壁平行的平面上摆动，利用螺栓插入四个不同位置的孔内，即可达到调节底刀刀位的目的。这种调节方法由于底刀是在平行于煤壁的平面上摆动，所以截深不会变化。 3）在输送机采空区一侧设置调高千斤顶 这种方法主要用于滑行式刨煤机，由于滑行刨没有掌板，稳定性不如拖钩刨，高度控制也比较困难。因此，为了防止刨头的上飘和啃底，沿工作面输送机采空区侧每隔一定距离装设一个调高千斤顶，利用调高千斤顶的升降实现刨头高度的控制。正常工作时，调高千斤顶处于中间位置，调高千斤顶缩回时，刨头将向上刨，调高千斤 顶伸出时，刨头将向下刨。 头的截深控制 为了使刨头具固定的截深，保持输送机的推进量一定，使工作机保持平直，需要对刨煤机的截深进行控制，截深的控制又称水平控制。 滑行刨的截深控制比较容易，利用推溜千斤顶将输送机连同滑行架推向煤壁，滑行架的趾板紧贴煤壁，并靠推溜千斤的推力防止输送机及滑行架后退。这样就可以保持刨煤机有固定的截深。这种方法比拖钩刨目前所采用的任何截深控制方法都简单可靠。 由于拖钩刨没有滑行刨那样的趾板顶住煤壁，而且要求溜槽与煤壁之间要留一定的通道让刨头通过，同时还要保持一定的截深，这 就使拖钩刨的截深控制比较困难。目前，拖钩刨常用的截深控制方法是定压控制和定距离。 1）定压控制 这种方法在刨煤过程中使液压系统对推溜千斤顶的供油压力始终保持一定，信口开使输送机和煤壁贴紧。当刨头通过时，刨头将输送机挤向采空区一侧，使煤壁和输送机之间让出一定距离。刨刀通过后，输送机又自动被推向煤壁。这种方法的液压推进系统。在推移输送机时，推溜千斤顶活塞 两侧同时进入高压油，实现差压推进。刨 头通过时，刨头的横向反力超过推溜千斤顶的推力，此时，推溜千斤顶活塞腔的一部分油液转入活塞杆腔，使活塞杆腔适当缩回，以达