《煤矿安全防爆型扒渣机设计【论文】5600字》

煤矿安全防爆型扒渣机设计目录TOC\o"1-3"\h\u15822摘要 1315711绪论 3303921.1防爆型扒渣机的发展概况及现状 3131521.2扒渣机的发展方向 3206891.3防爆型扒渣机的用途及特点 477912扒渣机的结构和功能分析 490112.1扒渣机的简述 4280972.2主要部件的方案设计 5241852.3扒渣机的主要结构 5190333扒渣机输送机构结构分析 6325253.1扒渣机输送机构的功能与特点 683603.2绘制输送机构结构简图 6170543.3运输槽结构分析 7139784扒渣机工作机构结构设计 8170194.1工作机构的设计 9181874.2动臂的形状与结构 10250085总结 1130192参考文献 131绪论1.1防爆型扒渣机的发展概况及现状扒渣机在国外的发展历史已经超过了50多年，普遍上来看国外扒渣机的整机的发展水平已经十分成熟，其设备的安全性、舒适性以及工作效率等方面均领先于国产扒渣机。我国到目前为止，除已实现完全机械化运营的一些工程项目外，大多数工程仍处于低速，低效率和高安全风险的状态。到目前为止，和国外同行业的发展状况相比，国内矿山机械设备的水平仍有一定差距，但有很大的发展空间。防爆型扒渣机作为挖掘机和装载机的组合，其行业具有良好的发展前景。在国防工程建设以及隧道、矿山、水电、水利等方面防爆型扒渣机的应用也会越来越广泛。随着我国工业发展水平的进一步提高,矿山机械的发展也将迎来新的阶段。如今我国西部大开发计划火热开展中,防爆型扒渣机作为矿山机械中的主要设备，具有良好的质量和优异的性能，它的应用也将越来越广泛。国内的工业基础环节和国外相比较为薄弱，产品在质量在一些方面有一定的差距，在防爆型扒渣机的种类以及性能方面和国外相比有所不足。正确的认识到和国外的差距，然后努力改进扒渣机的结构，研发核心技术是国内扒渣机厂家在新阶段的主要任务。立足当下，我国扒渣机厂家要在全新的经济发展过程中力争上游，就需要加快产品研发的速度，并控制制造成本不能过高，采取多元化的发展战略，加快以高校和科研所为中心的开发体系建设，树立良好的品牌形象，只有这样扒渣机行业才能得到飞速的发展。1.2扒渣机的发展方向在全球经济危机的影响下，在一段时间内我国扒渣机市场出现了下滑的趋势，但通过分析这些下滑现象只是阶段性的，当渡过经济危机以后我国的扒渣机市场将迎来迅速的复苏，会将上升到一个新的高度，迎来快速发展时期。预计我国扒渣机的产量也会大幅上升。由于扒渣机良好的利润必将引发很多生产厂家的竞争活动，在竞争环节中扒渣机的技术水平也将迅速提高。目前来看，我国扒渣机技术向下列方面发展：（1）提高可靠性。国内扒渣机制造水平和国外相比主要是在产品的可靠性方面较为落后，而在其他方面我国的制造水平和国外差距在逐渐的缩小，有些方面也具有自己的特色优势。如今国内一些公司大力投入资源对扒渣机的可靠性，关键部件等方向进行探索。通常厂家为了提升扒渣机的性能，会将其核心构件使用进口的产品，同时把实际使用中出现较多问题的电器更换为进口元件。（2）提高舒适性。防爆型扒渣机操作室内部环境向小轿车靠拢，液压先导操纵系统将被广泛应用。随着减震技术的发展，扒渣机在工作时产生的震动造成的影响将越来越小。（3）提高安全性。因为扒渣机的工作环境一般情况下较为复杂，有时候不得不在恶劣条件下作业，因此扒渣机要具有防爆性能。在驾驶室的结构上采用最安全合理的设计方法，要有较高的停车制动水平，充分保障工作人员的生命安全。1.3防爆型扒渣机的用途及特点防爆型扒渣机的机构有很多部分组成，主要有反铲机构、转运机构、行走机构等。扒渣机有着移动、掘进、扒渣、转运等不同功能。防爆型扒渣机使用履带进行移动，在铲取物料后通过铲斗将物料扒进机体内的输送机构，输送机构将砂石卸入自卸汽车或别的运输装置实现砂石的转运功能，同时可以使用用反铲机构采取需要的材料和使用铲斗清理附近的工作平面。防爆型扒渣机将输送机与机械手完美接合，它同时具备对砂石的采集和转运能力。整机使用液压控制系统，所有动作均经过先导阀进行操控，这样就大大降低了操作的难度水平。其行走机构具有前行，后退，转向和驻车制动三种功能，能够满足不同环境下的采掘工作。挖掘收集操作由挖斗来完成。挖斗的动作由两个液压先导手柄阀来控制，通过对手柄进行简单的操作，就能完成上升降、左右转向、挖掘、采集等功能。防爆型扒渣机的使用可减少掘进面工作人员的工作量，提高作业速度3-5倍，其挖掘装载、爬坡能力、操作方式及安全等性能均达到国内先进水平。2扒渣机的结构和功能分析2.1扒渣机的简述防爆扒渣机的性能较好、结构安全、动力较强能够适应的不同道路和恶劣的环境条件，他能够扒取范围极广的碎石，煤渣并进行输送，也可以对工作平面进行整理清理，具有多种行而有效的功能，是人们必不可少的矿山机械设备。图2.1是扒渣机的实物图。2.2主要部件的方案设计（1）反铲机构设计：反铲机构由回转油缸、大臂、大臂油缸、小臂、小臂油缸、铲斗、铲斗油缸和链架等一些构件组成。（2）动力系统设计：实际工作环境中扒渣机的动力是由电动机以及发电机来提供的，扒渣机的转运机构和挖掘机构都是靠第一油泵来提供动力能源，二联泵为扒渣机的运输机构提供动力；三联泵则为扒渣机的操作平台提供能源。动力系统由两个系统组成，它们之间并没有任何相关性，发电机和柴油机被分离开来，能够独自运转，根据工作环境来选用合适的动力源系统，但是都和液压机构有联系。在实际挖掘中，通常每个液压缸的功能被联合利用起来。比如有一个挖掘基坑的项目，基坑的深度一般情况下都比较深，而且往往较陡，这时就使用动臂和斗杆各自的液压缸相互配合工作，当本次挖掘过程结束后，要改变挖掘过程并使铲斗装土的过程加快，可以利用铲斗和斗杆各自的液压缸配合工作来做到。（3）机架设计：机架结构由机架体、升降架、连接架和回转架等部件组成。机架将反铲机构、左右履带、刮板运输机等构件连接在一起成为一台完整的设备。2.3扒渣机的主要结构防爆型扒渣机由底座系统、反铲机构、转运装置及液压、电气控制系统六个部分构成。防爆型扒渣机结构见下图1、反铲机构2、转运机构3、底盘部分4、液压部分5、电气部分图2.3.1扒渣机结构图3扒渣机输送机构结构分析3.1扒渣机输送机构的功能与特点扒渣机的输送装置一般有带式输送和刮板输送两种形式。刮板输送又可分为单链条刮板输送和双链条刮板输送：带式输送一般分为阻燃带输送和环形带输送两种。本次设计采用的是刮板输送机，使用双链双驱动的方式，动力强劲。刮板输送机和胶带输送机相比结构较为简单、体积较小、重量低、维护方便等一系列优势。刮板输送机的机槽通常是封闭箱型，强度较大，可以不用相关机架去支撑。同时因为机槽封闭性较好，里面的尘土不会大量扩散，能够改善工人的工作条件。扒渣机的输送机构—般由动力机构、机架体、调节机构、清理机构、制动机构等组成。3.2绘制输送机构结构简图分析扒渣机输送机构具体结构之，使用CAD对其总体结构和部分零件图进行绘制。输送机构组件图如下。图3.1输送机主视图图3.2输送机俯视图3.3运输槽结构分析因此运输槽槽体通常做成三段，本次设计中分为集料槽、加长槽、尾部槽三段。各槽一边都有连接耳板配合对应的螺栓将其组合起来。运输槽结构由集料斗、输送槽、抬槽油缸、输出液压马达、传运链组等组成，底板材料为耐磨合金钢板。刮板和链轮材料选用强度高性能好的耐磨合金，通常情况下，为了保证安全运输槽液压马达不能反转。图3.3集料槽2.加长槽3.尾部槽扒渣机中的输送槽都是通过若干段槽体依次首尾连接而成的，每个槽体的连接端的外壁上均设置有凸耳，相邻两个槽体通过穿设在凸耳中的螺栓固定。如图3.4所示：图3.4输送机集料槽和加长槽之间通过螺栓进行连接，连接方法和图3.4较为相似，就不在作过多的说明。4扒渣机工作机构结构设计扒渣机通过不同机构的相互协调配合完成一系列复杂的运动。扒渣机的工作装置有很多，如铲斗、挖掘臂、动力系统和转运装置等。挖掘臂与铲斗在液压系统的操控下进行挖掘动作。铲斗和机架通过挖掘臂相连构成扒渣机的反铲机构。扒渣机有很多种不同类型的连杆机构，可以通过改变摇臂跟连杆的连接位置来获得新的连杆机构。一般扒渣机的铲起力和铲角大小具有一定联系，如果使用不同类型的连杆机构，它们之间的关系也会发生改变。所以为了选择合适的扒渣机工作机构不仅仅只需要考虑一个方面的问题，要从多个方面综合来考虑，如结构功能和工作形式等[]。扒渣机的铲斗转动方向与摇臂转动的方向如果相同，就能够加快对地面单位的挖掘工作。此时铲斗的转角为负值，虽然会在工作时产生较大冲击，但是便于除去铲斗里的物料。这种情况下工作设备通常采用的是正转连杆机构。正转单连杆是正转连杆机构的一类，通常情况下它的连杆数目较正转双连杆相比较少，这就让变得它容易布置。因为连杆数目较少，它的传动比往往也较小，实际操作中为了解决这个问题需要增加连杆的长度，但是连杆长度的增加又会产生一些不利的后果，如减少操作员的视野范围等。双连杆机构和单连杆机构相比它的结构相对来说比较复杂，但是由于是双连杆的原因，它的转动比以及摇臂往往较大，能够有效的改善操作员的视野，铲起力的变化趋势相对平稳，在铲掘工作时更容易操作。但在动臂上升过程中容易发生铲斗后倾造成操作失误的现象。4.1工作机构的设计（1）大臂的设计大臂有弯曲和直动两种工况，如图2.2所示，一般常见的大臂是弯曲的，主要反应出的特点是挖掘深度大，主要的工作面在停机面下；由LWL-120扒渣机一般常应用在煤矿隧道，在其隧道环境下作业，主要的工作面在停机面以上，对挖掘的深度要求不是很高，主要是清理和扒渣地面上的石渣，所以在选用工作装置主要部件大臂时，一般采用直大臂。图4.1两种不同大臂的工作形式（2）两节臂：扒渣机的工作装置一般有两节和三节臂的，但是三节的国内很少；尽管三节臂的工作范围相对较大，同时也能扒渣到工作中的一些死角，但是三节臂的缺点是同时动作，和两节臂的功能基本一样。综合分析到三节臂结构更加复杂，操控起来更加困难，所以LWL-120扒渣机采用两节臂的工作机构。（3）动力系统设计：扒渣机在实际的工作中应用的是电动和发动机联合驱动，其行走和工作装置是靠第一联泵供油操作动作；运输装置由二联泵供油；驾驶室平台由三联泵供油；扒渣机的动力传递简图如图4.2所示。图4.2动力传递简图扒渣机的动力系统是由电动机和柴油机两大系统组成，各自互相独立，可以单独工作，根据工作场地的状况来选用哪种动力源系统，但是都与液压系统相连。通常采用的冷却方法有：水冷和风冷，风冷优点是构成简单、轻便、便宜、节约固有能源而且暖机的时间较短；水冷优点：低速冷却安全可靠、水套设计在汽缸的外围，可降低发动机噪音；缺点是专用部件的需求太多、结构较为复杂、易腐蚀，暖机时间较长；比较两种冷却方式，综合分析各自的优缺点，柴油机目前发动机采用的是水冷式的。4.2动臂的形状与结构通常情况下人们把动臂按形状分成两种，它们都有各自优点和缺点，要根据实际情况选择合适的动臂形状。一般来说直线型的动臂应用于正转连杆机构之中，它具有制造难度低、结构简单明了和负载能力良好等优点。大多数反转连杆机构通过应用曲线形的动臂来达到改善工作机构布置的作用。一般来说动臂断面结构有三种不同的情况单、双板和箱型。多板和箱型的动臂主要应用于大型或中型扒渣机上，这两种动臂的结构较好，具有较高的抗冲压能力，能适应不同的作业环境。单板动臂往往应用在小型的扒渣机上，它通常具有易于生产好、结构简易等特点，但它的缺点也显而易见，其刚度及平稳性较差。图4.35总结本次毕业设计是对防爆型扒渣机进行设计，本次毕业设计给我的感觉和以前的课程设计相比有很大不同，需要更多知识和思考。本次毕业设计使了我的学习能力得到很大提升并且对机械的相关知识认识更加深入。毕业不仅是自己的能力测试，也是对自身学习速度的考验。经过通过这次毕业设计，我发现了我以前的知识的不足之处，需要学习的知识还有很多。在设计之前总是认为自己懂的已经很多了，是典型眼高手低的心理状态。在毕业设计期间，我充分认识到学习是一个不断积累的过程，在这之前我所了解的知识都仅仅只是书本上的内容，并没有进行深入的了解。这次设计经历让我明白在今后的工作和生活中都应该不骄不躁，保持终身学习的习惯，努力提升自己。这次毕业设计要求对防爆型扒渣机进行设计，这对于我来说是非常困难的，只能通过指导老师的帮助和查阅网上的资料，并且在此基础上近一步突破，难度很大。最后在周老师和同学的共同帮助下完成了本次设计工作。在这次设计中我发现了很多以前从没有发现的问题，这些问题往往和实际相关联，通过自己动手操作和学习，这些问题大多都在设计过程中得到了很好的解决。一些比较难的问题在指导老师的参与和同学们帮助之下，也被成功的解决了。每一个具体的问题在实际应用中都不是一样的，它通常具有具有针对性。经过这次毕业设计我的能力得到很大提升。通过这次毕业设计，我对挖掘式装载机有了充分的了解，包括它的组成机构以及各种装置的功能。通过对挖掘式装载机发展历史的了解和对我国目前机械行业的认知，我认为随着社会和经济的快速发展，扒渣机技术的发展也将越来越迅速