EBZ160紧凑型掘进机行走部和液压系统设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709850摘要随着人类社会的不断进步，科学技术的高速发展，工程机械在各行各业中得到了很好的运用。然而，在不同的环境下，对掘进机等工程机械的大小、性能的要求有所不同，各种性能参数决定其工作环境。工程机械在国民生产中有着很重要的位置，它在很大程度上取代了原始的、落后的生产工具，它在现今中国和全世界的飞速发展的今天功不可没。本次设计的主要内容为EBZ160紧凑型掘进机行走部和液压系统设计；绘制装配草图和总装配图；动力源选择及有关参数的确定；行走装置牵引力的计算；传动方案的确定及传动系统的技术设计；主要零件强度校核；张紧装置、行走架选型设计；绘制零、部件图和总装配图，编写设计计算说明书。本设计的主要特点是方案设计中提出多种方案，从可靠性、可实现性、综合性能等进行方案比较，选择方案。技术设计中应考虑总体配置合理、安全；选材、加工方法和技术条件可行；制图正确、标注齐全符合国家标准。充分注意整机各子系统之间的相关性，力求整机性能的一致性和最优化性。关键词履带式，掘进机，张紧装置。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851ABSTRACTWITHTHECONTINUOUSPROGRESSOFHUMANSOCIETY,THERAPIDDEVELOPMENTOFSCIENCEANDTECHNOLOGY,ENGINEERINGMACHINERYINALLWALKSOFLIFEHAVEBEENINGOODUSEHOWEVER,INDIFFERENTCIRCUMSTANCES,TUNNELLERANDOTHERCONSTRUCTIONMACHINERYONTHESIZE,PERFORMANCEREQUIREMENTSAREDIFFERENT,VARIOUSPERFORMANCEPARAMETERSTODETERMINETHEIRWORKINGENVIRONMENTCONSTRUCTIONMACHINERYINTHENATIONALPRODUCTINAVERYIMPORTANTPOSITION,ITLARGELYREPLACEDTHEORIGINAL,BACKWARDPRODUCTIONTOOLS,INPRESENTDAYCHINAANDTHERAPIDDEVELOPMENTOFTHEWORLDTHEDESIGNFORTHEMAINELEMENTSEBZ160COMPACTTUNNELLERWALKDEPARTMENTANDTHEHYDRAULICSYSTEMDESIGNDRAWINGASSEMBLYANDTHEASSEMBLYTHEDRAFTMAPPOWERSOURCESELECTIONANDTHEDETERMINATIONOFTHERELEVANTPARAMETERSTRACTIONDEVICESRUNNINGTHECALCULATIONTHEDESIGNOFCOMPONENTS；THEMAINSTRENGTHCHECKINGPARTSTENSIONINGDEVICE,ANDFOURWALKAROUNDTYPEDESIGNDRAWINGZERO,COMPONENTSANDTHEASSEMBLYPLANSMAP,PREPAREDBYTHEDESIGNOFBROCHURESTHEDESIGNOFTHEMAINFEATURESAREDESIGNINAVARIETYOFPROGRAMMES,FROMTHERELIABILITY,CANBEREALIZED,SUCHASCOMPREHENSIVEPERFORMANCEPROGRAMME,THEOPTIONSTECHNICALDESIGNSHOULDBECONSIDEREDINTHEOVERALLALLOCATIONOFREASONABLESAFETYSELECTION,PROCESSINGMETHODSANDTECHNICALCONDITIONSFEASIBLECORRECTMAPPING,TAGGINGCOMPLETEWITHNATIONALSTANDARDSFULLATTENTIONTOTHERELATIONSHIPBETWEENTHEVARIOUSSUBSYSTEMS,TOTHECONSISTENCYANDPERFORMANCEOPTIMIZATIONOFKEYWORDSCATERPILLAR,TUNNELLER,TENSIONINGDEVICE买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852目录摘要1ABSTRACT21绪论311悬臂式掘进机简介412国外掘进设备及综掘技术发展现状413我国悬臂式掘进机的发展历史和现状514现代掘进机发展的趋势515我国内掘进设备的发展及存在的问题8151我国悬臂式掘进机的科研成果8152我国悬臂式掘进机技术发展展望8153我国掘进机目前存在的问题916悬臂式掘进机新技术的发展10161新的主机技术10162新的配套技术11163新的元部件技术1117掘进机的工作原理1218总体结构132掘进机行走部总体结构设计1421行走机构的型式选择1422行走部工作原理14221驱动轮结构特点15222履带板结构特点1522主要技术参数1723设计布置传动方案1824行走部各部分的具体设计18241履带的设计18242液压马达及电机选择20243链轮的设计23一、常见链轮的形状与结构23四、链轮齿形的几何形状与设计原则23244履带架装置设计25245导向轮装置设计26买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853246支重轮装置设计27247张紧轮设计28248安装293液压系统设计3131液压系统设计分析3132液压系统工作原理3133系统性能分析324检修及维护保养3341一般技术要求3342行走机构的要求3443液压系统的使用355技术与经济分析366结论37致谢38参考文献39买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709854买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098501绪论随着我国煤炭事业的发展。因采煤机械和综合机械化水平的速度提高，要求有与之相适应巷道掘进速度。传统的钻煤掘进效率低，人海战术和小型机械化装备，还是不能满意足需要。目前，国内外研制和使用巷道掘进机种类繁多。主要分为两大类全断面巷道掘进机和部分断面掘进机。全断面巷道掘进机主要用于掘进岩石巷道，这类掘进机功率大，结构复杂，巷道断面形状单一。在煤炭工业中没有得到广泛应用。部分断面掘进机，其工作机构仅能同时截割工作面煤岩断面的一部分。为截割破落整个工作面的煤岩必须在断面内多次连续地移动工作机构的截割头。故此它能实际掘出所需巷道断面形状。它主要用于掘进煤或半煤岩巷道。近年研制的掘进机有以下趋势广泛采用悬臂式可伸缩的工作机构，改善起截割性能和使用范围。采用横轴式截割头，以减少机器振动，增加机器稳定性。广泛采用触爪式装载机构和履带式行走机构。加大掘进机的总功率和提高液压系统的工作压力。改进喷雾除主装置，支护设备和配套转载设备。当前，我国煤矿由于一井一面采煤方法的普遍采用，其开采速度大大加快，因而带来采掘机械化比例失调的矛盾更加突出。特别是易采的中厚煤层资源日益减少，而薄煤层的开采比例逐年增加，在全部采准巷道中，半煤岩巷的比例已经达到25，但这些巷道中的90仍旧采用着传统的炮掘作业，劳动强度大，安全性差。目前，我国大部分局、矿使用的几种主要机型多是上世纪六、七十年代设计的，这些老产品设计陈旧过时、元部件可靠性差、开机率低、维护量大，而且机重偏轻、截割功率较小、过断层和截割岩石的能力差，仅适合在煤巷中使用。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851因此急待开发研制综合性能好、适应范围广的新型掘进机，来解决掘进机更新换代的问题，缓解采掘比例失调的紧张局面。11悬臂式掘进机简介悬臂式掘进机是煤矿井下巷道综掘法的主要设备，它集开挖、装碴和自动行走于一体，操纵方便，对复杂地质适应性强，便于支护，用于煤和半煤岩层的掘进因此在采矿工程中得到了越来越广泛的应用。悬臂式掘进机主要有横轴式掘进机和纵轴式掘进机。它们的主要组成部件相同，只是截割头的布置不同。悬臂式掘进机由切割机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统、除尘喷雾系统等组成。12国外掘进设备及综掘技术发展现状1949年第一台悬臂式掘进机在匈牙利问世，经过几十年不断改进、发展的历程。现在世界上掘进机使用已超过几千台。有10多个国家、20多家公司和厂商从事悬臂式掘进机设计研究和制造。主要国家是奥地利、英国德国、日本、前苏联等。1半煤岩巷道掘进机普遍推广随着开采深度的加大及薄煤层开采的需要，切割煤岩的硬度及半煤岩巷道的掘进量增长，已研制的EBJ132,EBH132,EBJ160等几种掘进机能够胜任半煤岩巷道掘进。半煤岩巷道掘进机适用机型重量约4590T切割岩石抗压强度不大于80MPA为宜。EBJ160在切割局部硬岩时，出现强烈振动，应以6070T重的机型为主，可以使机器的振动减轻，机器零件寿命延长，总体经济效果好。2机器的可靠性高以先进的制造技术为基础，从原材料质量到零部件的加工精度都能严格控制，又有优越的国际协作条件，选购外购外协件的范围宽广。有效的保证了主机的质量水平。此外，今年来广泛的采用了可靠性技术，其突出表现为简化机械结构、采用将额设计。在齿轮传动、机械联接及液压传动方面尽量减少串联系统，有的地方以嵌装式结构代替螺栓组结构。既简化了结构，又大大提高了可靠性。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098523采用机电一体化技术国外新型掘进机均配各有完善的工况监测和故障诊断系统。从而可早期发现故障，快速排出故障，大大减少停机时间。有些重型掘进机还可配置自动控制系统，可以使机器的生产率提高30左右，还可以保证切割机构的负载平稳，避免由于人工操作不当引起的尖峰负荷，从而延长机器的使用寿命约20。13我国悬臂式掘进机的发展历史和现状我国悬臂式掘进机研制，从1965年对HK3仿制开始，之后经过设计、制造、使用三个单位结合进行多种小型掘进机研制。并定型生产了几种掘进机。1975年第一台液压传动煤巷掘进机ELMA通过技鉴定并小批量生产。1979年开始,我国从英国、奥地利、日本、前苏联、德国、美国等国家大规模的引进设备，据不完全统计，截至1985年共引进16个品种188台，对我国煤矿掘进煤和半煤岩巷道起到重要作用。特别是通过AM50和S100的技术引进、国内外合作生产、消化吸收等方式，提高了设计、工艺制造水平。“八五”后期，我国又研制4050吨级重型掘进机。但是，这些自行研制的掘进机与国外观代掘进机产品相比，缺乏竞争力，在性能、效率、可靠性等方面存在较大差距。其主要原因是我国基础研究不够；设计水平不高；缺少创新意识；没有掌握现代掘进机设计理论与方法。因此，我国的产品不能满足现代掘进机切割硬度高、效率高、可靠性高、自动化程度高的要求。当前，我国掘进机的设计研究工作，面临三项任务一是深入消化吸收引进产品技术，产品的国产化不仅仅是图纸的转化，制造工艺的工厂化，更重要的是对引进产品在设计思想、设计方法、设计技术的消化；二是加强基础研究工作，主要指岩石可切割性和分类研究，整机和主要关键部件的设计理论与方法研究；三是对现有国产化机型进行设计改进，提高使用可靠性和开机率。14现代掘进机发展的趋势分析国内外悬臂式掘进机近期产品，可知现代掘进机技术发展趋势是；改善切割技术、提高对硬岩切割能力、采用现代控制技术、实现远程控制和遥控操作、研制掘锚机组，是巷道快速掘进的发展方向。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853一、提高对硬岩切割能力从国内外悬臂式掘进机产品发展过程可以看出，早期产品是适应切割煤和软岩的轻型设备。70年代后期、人们在机械和液压两方面做了大量研究工作，出现了切割半煤岩的中重型设备，近期多数掘进机可切割岩石强度达70100MPA，德国普拉待公司研制的E200型重型掘进机。机重达110吨，可切割岩石强度为70124MPA，最大达206MPA。可见增加机重、加大切割功率，改进切割技术，是提高硬岩切割能力的必然发展趋势。目前重型掘进机的切割功率多为13200KW。超重型机都在200KW以上。为了是适应切割硬岩，在增加机器自重的同时，新机型都实行紧凑化设计，努力降低机器高度，减少机器振动，提高工作稳定性。如奥地利AM65型和德国ET110型，机高都低于15M，并采用宽履带，减少对地比压，增强爬坡能力。在机身前、后部位装设油缸式稳定器，使机器切割硬岩时牢固定位，减轻振动。机器重型化并不是唯一提高切割硬岩途径，研究新的切割技术，不断完善和提高已有技术，使之达到最佳切割水平，也是重要内容。高压术射流破岩是一项新的切割技术，早在70年代，就由美国人移植到悬臂式掘进机上作为辅助切割，利用高压水射流的冲击、侵蚀效应、水楔劈裂作用。达到提高破岩能力之目的。1983年英国采矿研究院与美国能源部合作，用70MPA水压作井下试验，证明在提高切割岩石能力、降低刀具损耗、减少粉尘生成量、消灭切割火花等方面有明显的效果。据英国、德国、美国等大量实验研究。一般认为当切割头上用1020MPA高压水射流可显著减低粉尘、抑制火花，用3570MPA水射流可以提高切割效率、降低截齿消耗，用150180MPA时才有助切效果，200MPA以上的水射流可以在硬岩中高效钻孔。这也就形成现今高压水射流助切和切割的基本概念。但是，采用高压水射流技术，待别是水压在100MPA以上，其元件和系统研制难度极大，能量消耗大、结构复杂、费用十分昂贵。德国试验室试验表明，在乎均切割功率120KW时，加上200MPA水射流，可切割抗拉强度8。3NMM2、耐磨系数达2。2NMM的岩石，而高压水的动力需要350KW。因此简化结构、实现助切和经济效果的统一，是学者和专家门研究的重要课题，也是高压水射流在掘进机上应用的难题。二、发展自动控制技术悬臂式掘进机自动控制技术是国外80年代以来重点主攻目标之一。包含以下内容买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709854推进方向控制；断面轮廓尺寸控制；切割功率自动调节控制；机器运行状况监测和故障诊断；离机遥控操作技术。德国艾柯夫公司研制的微机轮廓和导向及机器运行状况监测系统，其持点是用激光导向。由掘进机后面巷道顶部悬挂一个激光发生器，用棱柱水晶体将激光束分裂为两个互相垂直面，激光接收器有三条摄像晶体管线，可在600MM宽的激光束面上捕捉激射光，井将信号输入计算机进行处理，控制掘进机标准位置的平行偏差和推进方向上的角度偏差。这套系统于1983年开始在ET160和ET110掘进机上使用。断面控制是采用微机技术，精确控制掘进断面轮廓尺才。避免超挖，减少充填量。提高巷道质量。基本原理是利用切割臂位置传感器，取得信号输入计算机处理，然后发出指令，控制切割臂液压回转、升降油缸，将切割断面轮廓和切割头位置同时显示在屏幕上，然后打印出数据。这种程序可实现自动操作和半自动操作。奥地利阿尔卑尼公司的AMCS断面轮廓与方向控制不用计算机。采用光电传感器和逻辑电路，利用三维比例显示器，显示切割头在巷道中位置，相应同步跟踪动作，当切割头截齿接触巷道断面边缘时，即发出声响信号，然后由人工操作控制，这是一种比较简单实用，没有反馈功能的非闭环控制系统。已在AM75、AM65掘进机上使用。日本三并三他公司研制了切割功率自动调节系统，美国矿业局移植机器人技术，研制具有视觉和某些智力功能的导向系统等。机器正常运行监控和故障诊断系统是任何掘进机都需要的，对重型机更是必需的。掘进机的监控程序，可早期鉴别技术故障，必要时发出指令停止运转。主要功能是对各电机负荷电流和温升的显示检测及示警保护；液压系统的油压、油温、泊位、污染及过滤装置工况检测及保护；高压水和冷却水系统的检测与保护等。这些保护系统只要有足够的传感器和传感装置。需要监测那个部位时，只需提供可安装的位置就可实现。重要的是从必要性和可靠性角度设计选取。总之，控制技术发展日新月异，为实现并下悬臂式掘进机自动控制、遥控开辟广阔前景。三、发展掘进机组，实现巷道快速掘进80年代以来，综采机械化装备发展很快，单产效率迅速提高，美国、买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855英国、德国等先进产煤国家，不断涌现日产万吨、2万吨甚至3万吨高产高效工作面。要求采区巷道快速掘进，保持后退开采正常接续，目前悬臂式掘进机效率不能满足快速掘进要求，必需研制一种新型高效快速掘进设备。用连续采煤机开掘煤巷，由于它具有横向长滚筒、全宽巷道上下摆动割煤、装运能力大、结构牢固、稳定性好等优点，生产能力比一般悬臂式掘进机要高。但由于没有解决顶板支护机械化问题，仍需掘进几米。停下来用其它方式支护顶板，因而并没有真正“连续”。用连续采煤机开掘巷道的作业方式，其效率还不能满足日产几万吨综采工作面快速回采要求。原因就是不连续的间断作业影响巷道掘进速度。多年来人们一直希望有一种真正连续掘进的机器，既能快速掘进割煤，又能同时支护顶板和侧板，掘进与文护平行作业，一次成巷。于是出现了“掘锚机组”的新机型，作为与高产高效工作面的配套设备，是一种理想作业方式，具有很好的发展前景，令人瞩目。目前这种“掘进机组”已有几个国家研制成功、并投入使用。如美国JOY公司的12CM30和12CM20B；奥地利VOSTA1PINE公司的ABM20型；英国ANJERSONGROUP公司的KB型。这些机器在一般中等地质条件下，沿煤层单巷掘进速度可达46MH，每天掘进80120M。真正实现了快速掘进。15我国内掘进设备的发展及存在的问题151我国悬臂式掘进机的科研成果目前，我国悬臂式掘进机技术已跃上了一个新的台阶，总体水平已接近国外同行。在产品的开发方面，掘进机的切割功率从30KW提高到160KW，机重从13T上升到53T，切割对象从煤扩展到半煤岩，并逐步形成了煤及半煤岩掘进两大系列、十多个品种。尤其是在“八五”后期至“九五”初期研制成功的EBJ系列半煤岩掘进机，其技术性能达到并部分超过了某些进口的同类产品，具有良好的性能价格比。代表我国煤巷掘进机设计水平的主要机型有上海分院研制的ELMA一40型、ELMB一55型、ELMS一75型系列、EBJ一100型等掘进机，太原分院研制的EMA一30M、EL一90型、EBJ一110型、EBJ一65/48型等掘进机和唐山分院研制的EBZ75买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709856型掘进机。其中上海分院研制的ELMB一75型系列掘进机与引进技术生产的AM一50型,5100型掘进机已逐渐成为我国煤巷掘进设备的主力机型。152我国悬臂式掘进机技术发展展望1产品开发的适用性我国地域辽阔，地质条件差异显著，井型类别众多，开采工艺不一。因此，综掘设备的研制也可以从三个方面着手。（一）是在现有悬臂式掘进机的基础上进行变异设计或二次开发，使其在适应性、功能性上得到延展。（二）是开发满足高产高效矿井发展要求的快速综合掘进设备。（三）是开发能满足特殊地质条件要求的综合机械化掘进设备。2产品使用的可靠性煤矿生产对机械设备的可靠性要求很高。高可靠性的具体体现是设备的高开机率。影响高开机率的重要因素之一就是设备的可靠性。因此，不管是旧机型的完善还是新机型的开发都要以可靠性为前提。作为设计者应从设计选型可靠性出发进行设计，如容量裕度、等效寿命、元件通用等作为制造者应从加工工艺的可靠性出发进行制造，如材料选择、工艺措施等作为使用者则应从生产系统的可靠性出发指导生产，如合理配置、完善系统、文明生产等。通过三个环节的互相支撑达到提高整体可靠性的目的。3产品与生产系统的配套性巷道的综合机械化掘进是一项系统工程。只有生产、运输等配套环境都正常运转才能保证掘进作业的正常进行。根据不同的资料统计，掘进机在井下作业时正常掘进、停机支护和运输系统影响所占的时间约各占总循环时间的30。如果我们在综掘系统配套方面进一步开展一些有效的、合乎生产特点的研究工作，当会对综掘生产有所裨益。因此，我们的开发工作还应根据矿井掘进工作面的工艺条件和工作对象，对适用不同综掘设备的开拓掘进系统进行分类，找出典型，提出范例，供生产选择。153我国掘进机目前存在的问题1目前我国研制的产品主要适用于煤巷掘进，对于硬煤及半煤岩巷道适应性差，机器振动过大，故障率高。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098572国内应用最多的几种机型，除切割硬度偏低之外，内喷雾系统及防碰撞装置实际上不起作用，许多电气保护工作不可靠，普遍存在用户甩保护现象，电控系统抗振性差。3技术引进缺少创新我国引进技术生产的机型生产多年改进不大，尤其是不能结合我国制造，使用水平进行改进，逐渐暴露出许多缺点。16悬臂式掘进机新技术的发展悬臂式掘进机技术的发展除取决于实际生产需要外，还受基础工业发展水平及技术可行性的影响。随着工业技术水平的提高和在悬臂式掘进机技术开发方面经验的积累，我们正在尝试将一些新的技术成果应用于悬臂式掘进机的设计上。161新的主机技术1掘锚联合机组掘锚联合机组是集切割、装载、行走、锚杆支护、机载除尘等功能为一体的综合掘进装备，它具有先进的遥控操作系统和高效的除尘装置，不仅可用于高效集约化矿井的煤巷快速掘进，而且也可通过开采方式的变化用于回采“三下”压煤和“井田边角煤”，最大限度地回收煤炭资源，是煤巷掘进最理想的机型。但由于其新技术的含量较大，如何立足于现有设备和技术，尽快地开发出适合我国煤矿实际工况条件的掘锚联合机组，解决采掘工作面接替紧张、采掘失调等难题，满足国内的迫切需求，填补我国在这方面的研究空白，是实现“十五”悬臂式掘机主机技术飞跃的首要任务。2盘形滚刀悬臂式掘进机利用滚压破岩原理设计的全断面岩巷掘进机，能有效截割硬岩，具有掘进速度快、效率高、巷道断面尺寸精确、工程质量好、超挖量少、巷道光滑等优点，但由于全断面岩巷掘进机体积大、重量重、能耗高、适应性差、投资巨大等弱点，无法广泛代替传统的钻爆法应用于岩巷或隧道的建设。盘形滚刀悬臂式掘进机是一崭新的设计思路，它将盘形滚刀破岩技术巧妙地移植在悬臂式掘进机上，一方面保留了悬臂式掘进机轻便、高效、买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709858能切割任意形状断面的优点，另一方面弥补了传统的镐形截齿截割方式无法截割硬岩的缺憾，使悬臂式掘进机的切割破岩能力有质的变化。而且，与全断面掘进机相比，可大大降低初期投资。3冲击振动掘进机冲击振动掘进机是一种利用惯性原理，通过在普通的悬臂式掘进机截割机构部分增加一激振部件，利用一定频率和振幅的冲击来改善截割效果，以提高掘进机的切割硬度的新技术。162新的配套技术1配套自移式转载机运输技术的落后是制约掘进技术发展的重要因素之一。自移式转载机作为联接掘进机和带式输送机或矿车的桥梁，是掘进机械化作业线的重要一环。由于其自带动力，具有自行牵引、灵活移动的特点。可满足不同的运输要求，实现运输设备的配套使用，是实现“十五”悬臂式掘进机配套运输技术高效的主要任务。2配套机载锚杆支护技术支护作业与掘进作业的不同步是影响掘进技术发展的又一关键。锚杆支护技术，作为先进的支护技术，具有工艺简单、工效高、巷道断面利用率大、材料消耗低、支护速度快、支护成本低等优势，机载锚杆技术还有功率大、钻孔能力强、功能齐全、适用范围广、可自带动力、操作安全等优点，但存在操作复杂、维护成本高、一次投资大等不利因素。机载锚杆支护技术能从根本上解决掘进、支护不同步问题，提高掘进生产率。3配套机载除尘技术机载除尘技术是悬臂式掘进机配套技术的重要一环，成为掘进机技术发展的另一关键。由于工作环境恶劣，机载除尘技术必须做到除尘效果好、设备体积小、功耗低、耗水量少、使用维护简单的特点。传统的内、外喷雾除尘技术因效果差、成本高而一直无法推广，因而影响掘进工作面的作业安全。而采用体积庞大的巷道除尘风机又因其不适合国情而难以推广。具有环保价值的机载除尘产品“CSHY40型悬臂式掘进机机载捕尘装置”是专门为悬臂式掘进机配套设计，实现除尘、掘进同步作的国内外唯一采用液压驱动的机载除尘设备。配套机载除尘技术的进一步研究，是实现悬臂式掘进机配套除尘技术突破的重要课题。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709859163新的元部件技术1履带内藏式行星减速器悬臂式掘进机的行走机构是主机很重要的一大部件，它承担着主机在作业过程中的行走、调动任务，影响主机的灵活性。传统的履带驱动装置体积大，占用空间多，效率低。尤其对煤矿井下而言，利用的有效空间不足，给结构设计和设备性能带来一定的影响。履带内藏式行星减速器传动是近年来发展起来的新技术，它具有占用空间小、效率高、机器通过性好等优点，已成功地应用于工程机械如挖掘机等。将其应用于结构空间受限的悬臂式掘进机是一种新的尝试。它从性能上具有传动比大、传动效率高、输出转矩大等优点，从结构上具有体积小、重量轻等特点。2工况监控技术掘进机工况监控技术包括掘进机工况监测、故障诊断两方面。通过对供电电压、电动机负荷和温升控制，液压系统油压、油量、污染的监测、油液污染和轴承温度的监测，最大限度地保证设备在最佳状态下工作在设备遇到故障时，及时发现故障原因并予以纠正。掘进机工况监测技术的研究，是实现“悬臂式掘进机智能化的主要方面。3负载反馈调速技术切割牵引速度是悬臂式掘进机的一个重要工况参数，合理的切割牵引速度不仅与掘进机自身参数有关，还和煤岩硬度、钻人深度和切削厚度有关，负载反馈调速技术就是利用节流调速、变量泵一负反馈无级调速和定量泵一分流合流有级调速等方式，合理调整切割牵引速度。有效地减少功率损耗，降低液压系统发热，延长液压元部件使用寿命，使掘进机能可靠地工作。掘进机负载反馈调速技术的研究，是提高悬臂式掘进机可靠性的一条途径。17掘进机的工作原理掘进机行走机构的工作原理液压马达依靠液压泵送来的高压油旋转，与其联接的减速机构减速得到低转速大扭矩，液压马达、减速机构和链轮做成一个整体，液压马达的转动带动驱动轮链轮旋转，链轮的轮齿和履买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098510带的链轨销咬合，从而实现掘进机在履带上爬行。同时导向轮起到导向作用，导向轮和张紧油缸一起作用对履带的松紧进行调节，支重轮起到对车身支撑作用，拖轮主要是支撑履带。在设计和装配过程中，必须保证驱动轮、引导轮、支重轮、拖轮四轮一线。悬臂式巷道掘进机的行走机构，需要满足驱动机体前进、后退以及左右转弯调动的工作要求，所以履带式行走机构的左、右履带装置都采用分别单独驱动的传动方式。掘进机行走速度的调节是通过两液压泵的合流与否来实现的。掘进机前进、后退时，左、右液压马达同时驱动链轮带动履带运转。当掘进机要转弯时，可以单独驱动转弯方向的另外一侧液压马达，而使转弯一侧的液压马达停止运转，或者可以采用以相反方向分别驱动左右液压马达的方法，使机体急转弯。18总体结构掘进机主要由截割部、装载部、刮板输送机、行走部、机架和回转台、液压系统、水系统及电气系统等部分组成，参见图11买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985111截割部2装载部3刮板输送机4机架和回转台5履带行走部6油箱7操作台8泵站9电控箱10护板图11整机系统图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985122掘进机行走部总体结构设计行走机构为履带式，分左右两部分对称布置，与主机架相连。由于结构相同，这里只对左行走机构加以说明。行走机构主要由马达、减速箱、主动链轮、从动链轮（也称导轮）、履带架、履带链、履带张紧机构组成。21行走机构的型式选择该种掘进机的行走机构有迈步式、导轨式和履带式几种。1迈步式。该种行走机构是利用液压迈步装置来工作的。采用框架结构，使人员能自由进出工作面，并可越过装载机构到达机器的后面。使用支撑装置可起到掩护顶板、临时支护的作用。但由于向前推进时，支架反复交替地作用于顶板，掘进机对顶板的稳定性要求较高，局限性较大，所以这种行走机构主要用于岩巷掘进机，在煤巷、半煤岩巷中也有应用。2导轨式。将掘进机用导轨吊在巷道顶板上，躲开底板，达到冲击破碎岩石的目的。这就要求导轨具有较高的强度。这种行走机构主要用于冲击式掘进机。3履带式。适用于底板不平或松软的条件，不需修路铺轨。具有牵引能力大，机动性能好、工作可靠、调动灵活和对底板适应性好等优点。但其结构复杂、零部件磨损较严重。目前，部分断面掘进机通常采用履带式行走机构。由于其工作环境差，用电动机驱动易受潮烧毁，最好选用液压马达驱动。综合上述，因此，选用履带式。22行走部工作原理掘进机行走机构的工作原理液压马达依靠液压泵送来的高压油旋转，买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513与其联接的减速机构减速得到低转速大扭矩，液压马达、减速机构和链轮做成一个整体，液压马达的转动带动驱动轮链轮旋转，链轮的轮齿和履带的链轨销咬合，从而实现掘进机在履带上爬行。同时导向轮起到导向作用，导向轮和张紧油缸一起作用对履带的松紧进行调节，支重轮起到对车身支撑作用，拖轮主要是支撑履带。在设计和装配过程中，必须保证驱动轮、引导轮、支重轮、拖轮四轮一线。悬臂式巷道掘进机的行走机构，需要满足驱动机体前进、后退以及左右转弯调动的工作要求，所以履带式行走机构的左、右履带装置都采用分别单独驱动的传动方式。掘进机行走速度的调节是通过两液压泵的合流与否来实现的。掘进机前进、后退时，左、右液压马达同时驱动链轮带动履带运转。当掘进机要转弯时，可以单独驱动转弯方向的另外一侧液压马达，而使转弯一侧的液压马达停止运转，或者可以采用以相反方向分别驱动左右液压马达的方法，使机体急转弯。221驱动轮结构特点驱动轮是将传动系统的动力传至履带，以产生使掘进机运动的驱动力。驱动轮齿形分直线齿形和凹形齿形，与履带板的啮合形式有关。本文研究的驱动轮为凹形齿形，与履带板凸齿正好相啮合，此结构履带板弯度大，驱动轮结构较简单，啮合平稳，不易发生冲击，适用于矿用掘进机。驱动轮位于行走机构后部，这样可缩短驱动段的长度、减少功率损失，又可提高履带的使用寿命。222履带板结构特点履带是用来将整机的重力传给地面，并保证机械发出足够驱动力的装置，由履带销将履带板连接起来构成的封闭环支撑着整机，并传递压力及牵引力而使整机运行。履带板直接与地面接触，除受到地面磨损外，还要买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098514承受整机重力和工作载荷，并经常处于泥、煤、水等恶劣环境中工作，受到较大的冲击载荷作用，所以要求履带板的筋部有较高的硬度，板体应有较高的强度，一般采用耐磨的合金钢铸造，本文研究的履带板材料为精铸32CRMOV，经过调质处理，屈服强度S可达到930MPA。履带通常有整体式和组合式两种结构。整体式履带板是整体浇铸的，履带销孔较长，加工困难，使履带销与销孔之间存在较大间隙，泥沙容易进入，磨损快，可用于不经常行走的重型机器上。组合式履带板摩擦阻力小，转动灵活，但该结构较复杂，重量大，拆装不便，适用于经常行走的工程机械上。行走机构是掘进机非常重要的部件之一，行走性能的好坏关键在于其传动系统的计算和设计和履带板的设计。行走机构一般采用履带型式，两条履带分别由各自的动力来驱动，可实现原地转向。履带的驱动动力有电动机和液压马达两种，电动机驱动一般只置一种行走速度，液压马达驱动可采用低速大扭矩马达直接带动履带链轮，或采用中速液压马达减速器带动履带链轮的传动方式，它可实现无极调速。履带结构型式有滑动和滚动两种，当机器调动速度10M/MIN的中、轻型掘进机，宜采用滑动结构型式；当机器的调动速度10M/MIN的重型、特重型掘进机，应采用滚动结构型式。本次设计的掘进机采用履带式行走机构。左、右履带行走机构对称布置，分别驱动。各由10个高强度螺栓（M302、109级）与机架相联。左、右履带行走机构各由液压马达经三级圆柱齿轮和二级行星齿轮传动减速后，将动力传给主动链轮，驱动履带运动。由于现在液压马达和减速器都已经整合为一体，可直接采购。因此，不必单独设计。现以左行走机构为例，说明其结构组成及传动系统。如图12、图13所示，左行走机构主要由导向张紧装置、左履带架、履带链、左行走减速器、液压马达、摩擦片式制动器等组成。摩擦片式制动器为弹簧常闭式，当机器行走时，泵站向行走液压马达供油的同时，向摩擦片式制动器提供买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515压力油推动活塞，压缩弹簧，使摩擦片式制动器解除制动。本机工作行走速度为3M/MIN，调动行走速度为6M/MIN。通过使用黄油枪向安装在导向张紧装置油缸上的注油嘴注入油脂，来完成履带链的张紧（油缸张紧行程120MM），调整完毕后，装入适量垫板及一块锁板，拧松注油嘴螺塞，泄除油缸内压力后再拧紧该螺塞，使张紧油缸活塞不承受张紧力。1导向张紧装置2履带架3履带链4行走减速器5行走液压马达6摩擦片式制动器图21左履带行走机构22主要技术参数主要参考参数和要求装机功率246KW截割功率160/80KW经济截割煤岩硬度60MPA可掘巷道断面1824M2最大可掘高度47M最大可掘宽度56M买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098516运输形式边双链行走速度3M/MIN（工作）6M/MIN（调动）额定电压1140/660V23设计布置传动方案参照EBZ160型掘进机采用履带式行走机构。左、右履带行走机构对称布置，分别驱动。各由10个高强螺栓与机架相联。左右履带行走机构由液压马达经三级圆柱齿轮和一级行星齿轮传动减速后将动力传给主动链轮，驱动履带运动。本次的设计采用的是直联高速液压马达驱动，传动比比较大。对减速的设计提出了更高的要求。现在以左行走机构为例说明其结构及传动系统。左行走机构由导向张紧装置，左履带架，履带链，左行走减速器，液压马达，摩擦片式制动器等组成。摩擦片式制动器为弹簧常闭式，当机器行走时，泵站向行走液压马达供油的同时，向摩擦片式制动器提供压力油推动活塞，压缩弹簧，使摩擦片式制动器解除制动。24行走部各部分的具体设计241履带的设计1）接地长度的计算确定（21）LBGP2式中P掘进机的平均接地比压；/MPA；G掘进机整机的重力；/N；B履带板宽度；/MM；L履带接地长度；/MM平均接地比压主要是根据底板岩石条件选取，对于遇水软化的底板，取较小值，对于底板较硬，遇水不软化的底板取较大值。在设计掘进机时，推荐平均接地比压P014MPA。掘进机的整机质量为45吨，履带的宽度选择为580MM。根据公式（21），可以得出买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098517MPBGL30281458293对于左右2条履带中心距B的值。可以推荐按照式22进行选取。（22）3B其中较小的数值适用于较小的履带中心距B较大的数值适于较大的中心距B。为了降低掘进机转弯的功率。在满足整机宽度的条件下应尽量加大B值。取MM。45802图31履带板2）选取履带板的节距选取履带板（如图21）的节距P180MM，整体式履带板基本尺寸应符合规定。3）掘进机接地履带板个数的确定本设计所选取的掘进机履带板为整体式履带板，其节距A180MM，所以根据式可以确定履带板与地面接触的数量买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851823302816LNA取N17个履带板与地面接触。3）履带对地面附着力校核计算单边履带行走机构的牵引力必须大于或等于各阻力之和但应小于或等于单边履带与地面之间的附着力。即（24）1TG式中带对地面的附着系数。242液压马达及电机选择1）单侧履带行走机构牵引力的计算确定。履带行走机构的最小牵引力应满足掘进机在最大设计坡度上作业、爬坡和在水平路面上转弯等工况的要求，最大牵引力应小于在水平路面履带的附着力。一般情况下，履带行走机构转弯不与掘进机作业、爬坡同时进行，而掘进机在水平地面转弯时，单侧履带的牵引力为最大，故单侧履带行走机构的牵引力的计算以平地转弯时的牵引力为计算的依据。（25）214LNBGURT其中（26）F1式中T1单侧履带行走机构的牵引力，KN；R1单侧履带对地面的滚动阻力，KN；F履带与地面之间滚动阻力因数，00801；履带与地面之间的转向阻力因数，0810；N掘进机重心与履带行走机构接地形心的纵向偏心距离，MM；G1单侧履带行走机构承受的掘进机的重力，KN。B左右两条履带的中心距，MM。F取01，由公式（26）得KNR0521/89451买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098519取09，N取440MM，B取2600MM,代入公式（25）231451098250940216357TKNKN表21附着系数数值根据单侧履带行走机构的牵引力心须大于或等于各阻力之和，但应小于或等于单侧履带与地面之间的附着力。，由表（21）得附着系1GT数值选取07。314502987GKN符合。11T2）单侧履带行走机构输入功率的计算确定（27）21VTP式中单侧履带行走机构的输入功率，KW；PV履带行走机构工作时的行走速度，MS；履带链的传动效率。有支重轮时取，无支重轮时10892买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098520取071074；驱动装置减速器的传动效率，。2在最大速度的情况下计算，V6M/MIN01M/S，取09，取08，根12据公式（27）1247098TVPKW3）液压马达选型根据设备工况，选取液压马达的型号为基本型号A2FE125几何排量V/ML/R157最高转速/R/MIN2400最低稳定转速/R/MIN50最高工作压力/MPA16最大输出转矩/NM178重量/KG294）泵站电机的功率选择行走需要电动机的功率为NP（28）12NVJP式中P单侧履带行走机构的输入功率，KW；液压马达的效率，；1V液压泵的效率，；2功率传输的损失，；J、取09，取095，根据公式（28）1V2J204/90532NPKW买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098521考虑到液压系统还有其他液压泵的功率损失所以选取电动机的型号为YBU75功率为75KW。转动速度为1470RMIN。243链轮的设计链轮是链传动中的重要零件，链轮齿形、节距等与链条相关尺寸加工是否正确，将直接关系到链条的使用寿命。因此，必须给于足够的重视。一、常见链轮的形状与结构通常，链轮是由齿圈、轮毅和轮幅三部分组成。常见链轮形状有1单片式单双排链轮。2单凸缘式单双排链轮。3。双凸缘式单双排链轮。链轮的结构大致有1整体结构。一般应用在标准链条P381以下的单、双排，单、双凸缘链轮的加工。2焊接结构。主要应用在中、大规格单、双凸缘链轮的加工。加工时，凸缘部分采用棒料车成凸形。齿圈部分可采用板材切割后加工外径与轴孔，孔一端车出焊接坡口套入凸缘部分进行焊接。焊接时要两端焊，采用低氢焊条如T506焊条等。3铸造链轮。主要应用在大型链轮的加工，加工时只加工齿圈、凸缘两端面、外径和内径及键槽，然后再加工齿形。环链轮都是铸造的。铸造链轮的材料一般有两种，铸铁和铸钢如HTL5O、HT2O0和ZG310570ZG45。4锻造链轮。主要应用在受力较大的中、大规格链轮的生产上。锻造时，不管是单凸缘式或双凸缘式，一般都锻成凸形，轴孔留出足够的加工余量，材料利用率较低，成本高。二、链轮材料的选择对于不需要热处理的片式链轮，可采用Q235、Q34516MN、或10、20钢制造。一般硬度在HBL40以下，适于中速、中等功率、较大的链轮加工。要求热处理的链轮一般选用45钢、45钢锻造、45铸钢或4OCR钢加工，适用于受力较大重要场合与高强度链条配套的主、从动链轮的加工。铸铁链轮主要应用在精度要求不高或外形复杂的链轮，如环链轮等。三、链轮的基本参数L、Z齿数，2、P链条节距，3、D滚子直径，4、D分一分度圆直径，5、D顶一顶圆直径，6、D根一齿根圆直径，7、一节距角8、Q一压力角，R一齿沟圆弧半径。前三个参数为用户提供的重要数据，后序参数为链轮设计参数可参照有关标准计算。四、链轮齿形的几何形状与设计原则买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985221链轮齿形的几何形状常见链轮的几何形状有三圆弧一直线形、两圆弧一直线形、两圆弧凸齿形、一圆弧一直线形、齿槽中心有偏移的直线齿形和直线齿形。2设计原则链轮齿形设计主要应满足三方面要求即啮合要求、使用要求、工艺性与精度要求。1保证链条能顺利的啮入与啮出，不会有干涉现象。2具有足够的容纳链条节距伸长的能力。3具有合理的作用角。4齿廓曲线与链传动工况相适应。5有利于啮入和防止因链条跳动而掉链。（6）加工工艺性好。目前我国所执行的链轮标准为GBL24485齿形。五、链轮参数计算（一）驱动轮链轮设计链轮的节距已确定。齿数就要决定链轮的直径大小。安装在后驱动架上就会影响到接地角和离去角，把原有设计的10个齿改成11齿，减小了接地角。使行走部前进与后退时的受力不均的确点减轻。1、链轮分度圆直径（29）ZPD180SIN式中配用的链条节距，；P链轮的齿数。Z将，带入公式（27）得18018063SINDM2、齿顶圆直径（210）ZCOTPDA18054带入数据得180CT17AM3、齿根圆直径买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098523（211）HDF2式中分度圆直径，MM；D齿根圆直径，MM；F两个履带的厚度，MM。H将，带入（29）公式63D5。263524FDHM。870F244履带架装置设计履带架的地板长度要能保证17个履带板和地面接触，在这个设计中履带架是承担了负重轮的功能的。履带架要保证导向轮和传动链轮的安装以及保证履带能在上面运动。履带架见图22。图22履带架买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098524245导向轮装置设计导向轮作为掘进机行走装置的重要组成部分，起引导和调整履带紧度之用。通过起伏地形时，由于悬挂装置允许支重轮上下运动，履带的紧度将会发生相当大的变化，履带在与主动轮啮合之前甚至会完全松弛，同时会伴随着甩脱履带的危险，为避免这种情况的发生，就有必要对动态紧度进行调整。导向轮轮一般安装在前端，通常与装紧装置安装在一起。导向轮用于正确引导履带绕转，防止跑偏和越轨。按经验导向轮的轮面制成光面，中间有档肩还作为导向用，两侧的环面能支持轨链起支重轮的作用。中间的挡肩环有足够的高度，两边的亵渎比较小。其密封也采用浮动油封。导向轮主要由导向轮轴；O形密封圈；导向轮堵板；圆柱销；导向轮轮体；铁套；双金属轴套等组成，其具体结构与安装见图23。其具体结构