矿用掘进机截割部液压系统设计【3张CAD图纸+毕业说明书论文】

目  录

第 1 章 绪论……………………… 1

1.1 引言 1

1.2 掘进机的分类及特点 1

1.3 悬臂式掘进机国内外的发展状况 2

1.4 课题的提出 4

第 2 章 掘进机截割部液压系统的设计 4

2.1掘进机简介 4

2.2 主要结构及工作原理 4

2.3 液压系统原理设计 5

2.4 液压系统主要参数 7

2.5 截割部升降液压缸的控制模式 7

2.6 液压元件的设计与选型 7

2.6.1 液压缸设计 7

2.6.2 液压固有频率校验 8

2.6.3 选择液压泵 9

2.6.4 蓄能器的确定 10

2.6.5 伺服阀的选择 11

2.6.6 过滤器的选择 12

2.6.7 管件的选定 13

2.6.8 管路的布置 14

第 3 章 液压系统的建模 14

3.1数学模型的建立方法 14

3.1.1 微分方程法 14

3.1.2传递函数法 15

3.1.3 状态空间法 16

3.1.4 功率键合图法 16

3.2 液压伺服系统的物理模型 16

3.3 液压系统数学模型的建立 17

3.3.1 非对称缸模型建立 18

3.3.2 阀控非对称缸其它环节的模型的建立 25

3.3.3 阀控非对称液压缸系统总体模型 27

第 4 章 结  论 27

参考文献 28

致  谢 32

第 1 章 绪 论

1.1 引言

巷道掘进与掘进机的第一次尝试，从早期就有了。jahrhunderts普列依斯盾构机和Anderson钻井机（隧道掘进机英格里斯），安德森和覆盖板都可单独工作。独立工作时，利用液压缸的运动，形状符合现代机器的概念。但由于许多结构性缺点，大多主机没有得到工业应用。

第二次世界大战后，机逐渐在工业上得到广泛应用。在前苏联和美国，考虑到煤的性质，单头掘进机钻柱，用于开采煤巷掘进，也逐渐发展起来[1][2]。

1.2 掘进机的分类及特点

    按照巷道掘进机对于切割面的截割方式可划分为两种：全断面掘进机和部分断面掘进机（如图 1.1 所示）。

图 1.1 悬臂式掘进机

    隧道掘进机，又称连续式掘进机，它的工作机构是通过一系列的切割机或圆盘和锥刀合成。在平行于工作平面的表面中心线旋转机构内的机器一起工作。隧道掘进机功率容量大，在整个过程中连续的工作，破碎的煤炭生产能力很高，因此，合理地分布在切削刀具上的压力均匀，硬盘机的控制系统相对简单，利于独立的工作。但是全断面掘进机也存在一些缺点[3][4]：

(1) 为了对不同规格的隧道进行隧道施工，由于隧道断面尺寸和形状的不好，所以需要进行辅助破碎机构的安装；

(2) 掘进半煤岩巷道时，煤、岩不能分别截割；

(3) 由于巨大的圆盘式工作机构的尺寸，很难进入工件表面检查，维修和更换的工具，必要时还要离开工作面；

    (4) 作业线较高的投资，对轨道线路、隧道、地质的适应性差；由于该机床的使用缺陷，大大阻碍了机床的使用，因为使用全面掘进机的成本很高。

    大多数的隧道掘进机，又称循环式隧道掘进机。本设备只可同时切割工作面的一部分，要切割整个岩层，必须要连续多次的工作才能完成完整面的切割。悬臂式掘进机也叫做部分断面掘进机，可以在工作面上，下，左和右的自由摆动和截割头旋转，可以是任何形式的悬臂安装切片。根据不同形式的刀头，也可以是纵轴式掘进机和横轴式掘进机。上述掘进机具有以下优点[5][6][7]：

    (1) 掘进机开挖速度快，提高了安全性，质量和生产操作；如果支护作业的工作后，可以实现连续掘进机掘进破岩，可以完成运输等方面，效率高，而且是在掘进机破岩隧道开挖和挖掘煤炭，煤岩周围光滑，减少了大量的支护量，这种方法比传统法，可以提高速度的1.5～2倍，避免了煤巷和岩石爆炸引起的破坏现象，有利的巷道支护，也可以减少瓦斯气体泄漏的危险，提高生产的安全性。

    (2) 结构紧凑、技术先进；日前悬臂式掘进机多采用耙装式装载机构和履带式行走机构。其装载能力大、调运灵活、工作可靠。

    (3) 快速巷道有利于及时发现矿区地质条件，合理部署工作面准备和更换；

    (4) 工作方式灵活，适应性强；

    (5) 经济、安全、成本低；