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掘进机 焊接 回转 架设 CAD

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掘进机焊接型回转耳架设计含5张CAD图,掘进机,焊接,回转,架设,CAD

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文献综述【摘要】本论文以掘进机的回转耳架为研究对象。回转耳架位于掘进机机架与截割机构之间，是掘进机上不可或缺的连接部件，同时也是截割机构的重要支撑部件。截割机构通过回转耳架实现上下摆动、左右回转等操作，承受着来自截割机构复杂交变的冲击载荷及倾覆力矩。研究人员对不同工况下的回转耳架进行受力分析，找到受力薄弱点，这将为掘进机回转耳架的设计提供更加全面扎实的理论依据，从而指导相关回转耳架模型的建立。回转耳架一方面承受着工作机构所有的切割阻力和阻力矩，另一方面其尺寸的大小直接影响到整机的高度和宽度以及重量等总体参数，其使用的可靠性和稳定性也直接关系到整机的使用周期。关键词：掘进机；回转耳架；回转台1. 前言近年来，随着我国经济的迅猛发展，对煤炭的需求量也持续增大，为了提高煤炭的产量，解决能源短缺，提高人民生活质量，我们必须大力推进机械化产煤，提高产煤的生产率。而煤矿掘进又是煤炭生产和建设的首要工程。煤矿巷道能否实现快速掘进是煤矿矿井能否高产稳产的前提，高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产能高效率的必要条件，也是现代巷道掘进技术的发展方向。因此，掘进机对于煤炭生产有着非常重大的实际意义。掘进机在破碎、装载、运输的作业过程中不可避免产生的振动，严重影响了机器的生产效率，影响了企业的正常生产秩序。因此，这一问题已引起了各生产厂家以及各研究机构的极大重视。与现代设计方法相比，传统机械设计方法主要是运用静态设计、近似系数方法等对零件进行设计，其准确度和可靠性比较差。而现代设计方法则是通过利用现代化的一些设计工具，比如说计算机等，通过精确计算、动态设计等方法对机械构件进行分析、优化。由于掘进机通常在比较差的环境下作业，其结构不仅非常复杂，而且零部件数量又非常多，因此为了使掘进机安全可靠地工作，最大程度的发挥其工作能力，其结构系统必须具有良好的静动态特性。2. 研究现状目前，在世界各主要产煤大国，掘进机已经广泛使用，并且逐渐淘汰了传统的钻爆法。从五十年代末开始，英、德、日等十几个国家为了能制造出具有更大截割功率，能够适应各种复杂恶劣工况的暴臂式掘进机，相继在掘进机技术的开发和研制的过程中投入了大量的财力、物力、人力，经过常年不懈的刻苦钻研，锲而不舍的求知探索，现在已经有二十多家公司先后研制了近百种机型。最近这些年来，国外掘进机的研究有了很大的进步，取得了很大的成就。他们凭借自己所掌握的先进的研发技术和雄厚的研发资金在掘进机设计领域取得了长足进步(1)掘进机的配套设备越来越丰富化、专业化、先进化。如说采用机载锚杆钻机支护，采用桥式带式装载机，后配带式输送机等。这些具有先进技术的配套设备极大的提高了掘进机的工作效能。(2)机器广泛采用机电液一体化技术。他们所研发的新型掘进机均配有工况自动检测和故障诊断系统，可以同时实现推进方向监控、截割路线循环程序控制、切割断面轮廓尺寸监控等性能。这些先进技术的应用，提高了生产效率，为企业带来了巨大的经济效益。(3)掘进机切刻功率逐步加大，安全可靠性明显提高。此外，安全可靠性技术也得到了广泛的推广和使用，很多地方用嵌装式结构代替了螺栓组结构，另外在齿轮传动机械联接及液压传动方面也尽量减少串联系统，即简化了结构，又大大提高了整机的可靠性。目前，国外的生产及研发部门广泛采用了先进的CAD三维仿真软件动态可视化设计、CAE辅助软件设计、有限元分析以及优化设计等现代化设计方法，并且根据大量的数据表明，掘进机中，有一些零件非常关键，它们设计的好坏，加工处理的优劣，对掘进机的产品性能有很重要的影响。为了确保这些关键零部件具备较高的可靠性和较长的工作寿命，一般在研究制造过程中对这些关键的新设计的零部件都会进行实验室试验。不过，在掘进机下井试验之前，一般都会在地面模拟井下的工作条件进行试验，这样可以节约成本。如果达到预期的效果，才会进行井下的工业性试验，然后对其做出结论性鉴定。我国的掘进机的发展可以追溯到二十世纪六十年代，从那时候的FJ-30型掘进机到七十年代的EM-30型、EM1-30型，再到八十年代的EBZ-132型、EBJ-160型等开始，经过消化吸收局部改进等一系列艰难求索的学习实践过程，逐步形成了我们国家掘进机的研究体系。伴随着这一系列产品的更新换代，我国也诞生了很多具有较强的掘进机设计研究能力的研究机构和生产厂家，例如湖南资兴矿务局机修厂、太原煤科院淮南煤机厂、佳木斯集团等。他们设计的掘进机为我国煤炭产业的发展发挥了重要的作用。进入新世纪以来，国家煤炭科学研究总院太原设计院先后研发了EBJ-120TP型、 EBZ-160型、EBZ220型等系列产品，不断增加的截功率使生产效率不断提高，其产品畅销海内外，获得了各界同仁的一致好评。从据进机的设计手段和工具方面来看，现在和过去可以说是不可同日而语。刚开始起步的时候，设计工具比较简陋，主要使用图版和丁字尺;到后来的改革阶段，设计工具已经有明显的改善，主要使用绘图机和计算器来设计;再发展到现在的阶段，其主要使用计算机加工作站加各种CAD绘图软件来设计。设计手段可以说取得了巨大的进步和创新。由于计算机具有越来越强大的运算功能，其已成为现代大型煤矿机械设计不可或缺的设计工具之一。掘进机设计的一般思路，首先是确定设计目标，包括环境及工况、结构特征、功率大小等，并借鉴国内外先进机型的优点，摒弃它们的缺点，取长补短，然后进行初步设计、计算。完成初步设计后，还要进行小批量试生产，并对产品进行中间试验，包括防爆试验、MA认证等。最后再在井下进行工业性试验、评议、修改设计、再生产，即小批量或定型生产、鉴定等。回转耳架在掘进机中是个十分重要的部件，它一方面承担着截割部件在繁重的煤岩截割工作过程中的许多任务，例如:切割臂的前进、回转、升降等各种运动，另一方面，载荷最终都施加在回转耳架上，并通过它传递到机架上去”。目前国内外对悬臂式进机回转机构的研究大多都还停留在建立简化的数学模型上，根据这些简化的模型得出的结论，其可靠度和准确度都很差，已经不能适应现代科技发展的趋势和潮流了。未来的研究方向和领域就是建立力学模型，运用先进的设计软件，进行静力学以及机械、液压联合动力学的仿真，为回转耳架的设计提供具有较高准确度和可靠性的理论支持。3. 结论我国是产煤大国，各大小煤矿众多。随着石油天然气等能源的价格上涨，煤炭成为国内备受欢迎的能源，未来需求量必然十分巨大，这将刺激煤矿开采产业的快速发展。随着政府对煤矿开采的安全问题的关注，未来逐步实现完全机械化生产成为可能，这必然将进一步增加煤矿掘进机的需求增长。虽然21世纪煤矿掘进机的供需已经接近平衡，但如果石油天然气等价格居高不下，那么国内煤矿掘进机的市场供需还将继续保持水平，加上新旧设备的更换，如此，国内煤矿掘进机的市场规模就相当可观了。预计国内煤矿掘进机的市场还具有一定的开发潜能，所以煤矿掘进机市场还具有一定的发展空间，但空间具体能达到什么样的程度，还需要取决于未来几年内的国际国内能源格局的变化。但总体而言，国内煤矿掘进机市场未来几年内将保持缓慢的增长，但是由于我国煤矿掘进机在国际市场上具有较强的竞争优势，主要是价格低廉，在周边国家和非洲等一些发展中的产煤国拥有较强的竞争力，能开辟一定的市场空间，对国内的煤矿掘进机生产企业而言，这将是较为关键的发展机遇与前景。4. 参考文献1 煤炭工业出版社 编煤矿机械设计手册M北京：煤炭工业出版社19702 宋鸿尧 丁忠尧 等编液压阀设计与计算M北京：机械工业出版社19823 成大先主编机械设计手册（第4卷）第四版M.北京：化学工业出版社20024 车洪麟、张素辉非标准机械设计（第一版）M.北京：机械工业出版社，2011；5 彭如恕现代工程制图（第一版）M.长沙：国防工业出版社，2006；6 屈波互换性与技术测量M. 北京：机械工业出版社，2014；7 孙桓、陈作模，机械原理（第七版）M.北京：高等教育出版社，2005；8 濮良贵、纪名刚机械设计（第八版）M.北京：高等教育出版社，2005；9 于永泗、齐民机械工程材料（第七版）M.大连：大连理工大学出版社，2007；10 水根机械制造工艺学（第二版）M.北京：清华大学出版社，2004；11 成大先，机械设计手册，单行本M.北京：化学工业出版社，2004；12 杨昂岳等机械制造工程学.M.长沙：国防科技大学出版社，2004；13 绍华热加工工艺基础（第二版）M.北京：，北京高等教育出版社，2008；14 丁原廉等主编煤矿机械（第一版）M.北京：煤炭工业出版社2011；15 王茂林主编.综采工作面实用技术. 煤炭工业出版社2012；16 朱真