喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 摘要 隨著現(xiàn)代化建設(shè)腳步的加快，礦山機(jī)械也在不斷的發(fā)展，但由于能源和建設(shè)等施工要求的增大，掘進(jìn)機(jī)的性能還不能夠完全適應(yīng)，所以迫切要求設(shè)計出新型掘進(jìn)機(jī)以適應(yīng)工況要求。 橫軸式掘進(jìn)機(jī)的總體方案設(shè)計對于整機(jī)的性能起著決定性的作用。因此,根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的用途、作業(yè)情況及制造條件,合理選擇機(jī)型,并正確確定各部結(jié)構(gòu)型式,對于實現(xiàn)整機(jī)的各項技術(shù)指標(biāo)、保證機(jī)器的工作性能具有重要意義。 本設(shè)計是對橫軸式掘進(jìn)機(jī)總體方案設(shè)計與行走系統(tǒng)設(shè)計。通過應(yīng)用掘進(jìn)機(jī)設(shè)計的一系列知識，對掘進(jìn)機(jī)的懸臂支撐機(jī)構(gòu)；裝運(yùn)機(jī)構(gòu)；行走機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)載機(jī)；冷卻噴霧系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)加以分析，并且進(jìn)一步對行走系統(tǒng)做了優(yōu)化設(shè)計。最后使設(shè)計的系統(tǒng)達(dá)到本設(shè)計的目的，使該掘進(jìn)機(jī)在滿足原有要求的情況下實現(xiàn)體積小、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、使用維護(hù)方便的要求。 關(guān)鍵詞：橫軸式掘進(jìn)機(jī)；總體方案設(shè)計；行走系統(tǒng)設(shè)計 ABSTRACT With the accelerated pace of modernization construction, mining machinery are also constantly development, but due to energy and building construction requirements of the increase, boring machine is not able to completely meet the performance, there is an urgent request to design a new boring machine to adapt to conditions Requirements. The boring machine design of the overall plan for the performance of the play a decisive role. Therefore, in accordance with the purposes boring machine, operating and manufacturing conditions, a reasonable choice of models and determine the right structure of ministries, for the achievement of the various technical indicators to ensure that the machines work performance is of great significance. The design is so boring machine to design specific analysis, and for some boring machine running the design calculations. Through the application of a series of boring machine design knowledge, the boring machine cantilever support institutions; shipment; walk; reproduced; cooling spray system; hydraulic system; electrical system analysis, the operating system and further optimize the design done . So that the final design of the system designed to achieve this purpose, so that the boring machine to meet the requirements of the original under small size, low cost, high efficiency, simple structure and facilitate the use of safeguard requirements. Key words: Axial-boring machine；Overall Design；Operating system design. 目錄 前言 1 1橫軸式掘進(jìn)機(jī)的總體方案設(shè)計及選型 2 1.1 機(jī)械傳動系統(tǒng) 2 1.2 截割機(jī)構(gòu) 3 1.2.1 橫軸式與縱軸式截割頭的對比 3 1.2.2 截割減速器 5 1.2.3 電動機(jī) 5 1.2.4 懸臂伸縮裝置 6 1.2.5 截割頭的設(shè)計參數(shù) 7 1.3 懸臂支撐機(jī)構(gòu) 8 1.4 裝運(yùn)機(jī)構(gòu) 9 1.4.1 耙裝部 9 1.4.2 減速器 11 1.4.3 中間輸送機(jī)構(gòu) 12 1.4.4 參數(shù)選擇 12 1.5 行走機(jī)構(gòu) 13 1.5.1 整體設(shè)計分析 13 1.5.2 參數(shù)選擇計算 15 1.6 轉(zhuǎn)載機(jī) 16 1.6.1 帶式轉(zhuǎn)載機(jī) 16 1.6.2 刮板式轉(zhuǎn)載機(jī) 17 1.6.3 斗式轉(zhuǎn)載車 17 1.7 冷卻噴霧系統(tǒng) 18 1.8?液壓系統(tǒng) 18 1.8.1 裝運(yùn)機(jī)構(gòu) 19 1.8.2 行走機(jī)構(gòu) 19 1.8.3 切割機(jī)構(gòu)升降，回轉(zhuǎn)及推進(jìn)油缸 20 1.8.4 起重油缸 20 1.8.5 噴霧泵油馬達(dá)的控制 20 1.8.6 液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié) 20 1.9 電氣系統(tǒng) 21 1.10 掘進(jìn)機(jī)的選擇 21 1.10.1 使用范圍 22 1.10.2 機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 22 2行走機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計 23 2.1行走履帶技術(shù)參數(shù)的確定與連接 23 2.1.1行走履帶驅(qū)動方式及系統(tǒng)參數(shù)的確定 23 2.1.2確定履帶的接地長度l1、行駛寬度b1和履帶寬度b10的確定 23 2.1.3驅(qū)動輪直徑D1 24 2.1.4履帶節(jié)距 24 2.1.5履帶機(jī)構(gòu)公稱接地比壓的計算與確定 24 2.1.6履帶機(jī)構(gòu)的行走速度 24 2.1.7履帶傳動的連接方式與履帶機(jī)構(gòu)張緊 25 2.2行走機(jī)構(gòu)的功率確定與張緊油缸的設(shè)計計算 25 2.2.1行走機(jī)構(gòu)功率確定 25 2.2.2履帶對地面附著力校核計算 26 2.3馬達(dá)參數(shù) 28 2.4張緊油缸的計算選擇 28 3 整機(jī)受力與穩(wěn)定性分析 29 3.1 掘進(jìn)機(jī)受力分析 29 3.2 掘進(jìn)機(jī)穩(wěn)定性計算 30 結(jié)論 32 致謝 33 參考文獻(xiàn) 34 前言 掘進(jìn)機(jī)在礦山井下設(shè)備中屬于大型機(jī)械設(shè)備。由于它是集礦巖的破碎、裝載和轉(zhuǎn)運(yùn)于一身，因此它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對設(shè)計和制造的要求也是多方面的。掘進(jìn)機(jī)在巷道掘進(jìn)中的使用，把工人從繁重的體力勞動中解放出來。世界上最出使用掘進(jìn)機(jī)的國家是原蘇聯(lián)。在三十年代，蘇聯(lián)就已經(jīng)在煤礦井下煤巷掘進(jìn)中使用上不完善的掘進(jìn)機(jī)。經(jīng)過三十年代和四十年代的不斷發(fā)展與完善過程，在五十年代蘇聯(lián)便首先制造和使用了具有現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)特點(diǎn)的IIK-3型掘進(jìn)機(jī)。此后，在六十年代，歐洲的幾個國家在IIK型掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)上又開發(fā)了幾十種新型掘進(jìn)機(jī)。近二十年來，許多新技術(shù)被用于掘進(jìn)機(jī)上，如：激光導(dǎo)向、自動確定切割路徑等。隨著掘進(jìn)機(jī)日臻完善，其適用范圍也必須將逐漸擴(kuò)大。 我國對掘進(jìn)機(jī)的研制是在六十年代開始的。由于當(dāng)時掘進(jìn)機(jī)的性能尚不穩(wěn)定，也未得到普遍推廣使用。在“六五”期間，我國先后從奧地利、原西德、匈牙利、日本和原蘇聯(lián)等國家引進(jìn)了多種型號的掘進(jìn)機(jī)174臺。我們對這些引進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行了消化吸收，對其中的AM-50和S-100兩種型號的掘進(jìn)機(jī)又進(jìn)行了國產(chǎn)化，分別在淮南煤礦機(jī)械廠和佳木斯煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)。在此期間，我國也研制出了EL-90型和ELMB型，其性能和效率也都有明顯長進(jìn)。 據(jù)1990年統(tǒng)計，我國配套煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)工程量為8000KM左右，其中煤巷和半煤巖巷約為6800KM，巖巷為1200KM。在煤礦中綜掘水平一般為20%～30%,最多為60%～70%。掘進(jìn)機(jī)在煤巷和半煤巷平均月掘進(jìn)速度為300m。全斷面掘進(jìn)機(jī)在全巖巷道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)中平均月均進(jìn)速度為156m。 在“七五”期間，許多煤礦綜采機(jī)械化水平已經(jīng)到到90%，有的已實現(xiàn)全部機(jī)械化采煤。與此相比，掘進(jìn)機(jī)明顯落后。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展步伐的加快，對能源需求量增加，必然要求加大開采強(qiáng)度。則巷道掘進(jìn)速度必然大幅度提高，才能滿足煤炭生產(chǎn)的需要。到上世紀(jì)末我國煤礦巷道年掘金長度將達(dá)到14億噸，而現(xiàn)在要求更遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過超過上世紀(jì)末。要完成這樣艱巨的巷道掘進(jìn)任務(wù)，必須盡快研制出高生產(chǎn)率和高可靠性的掘進(jìn)機(jī)械。從我國采掘機(jī)械的發(fā)展過程看，掘進(jìn)機(jī)械落后于采煤機(jī)械。因此，加快掘進(jìn)機(jī)的研制速度，已成為保證煤炭生產(chǎn)發(fā)展的關(guān)鍵。 1橫軸式掘進(jìn)機(jī)的總體方案設(shè)計及選型 機(jī)體主要包括截割機(jī)構(gòu)；懸臂支撐機(jī)構(gòu)；裝運(yùn)機(jī)構(gòu)；行走機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)載機(jī)；冷卻噴霧系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)。 1.1 機(jī)械傳動系統(tǒng) 如圖1-1，為所設(shè)計掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械傳動系統(tǒng)。 從圖中可知，切割電動機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)，太陽輪，行星輪，內(nèi)齒輪，太陽輪、驅(qū)動切割頭進(jìn)行切割。 耙爪由油馬達(dá)經(jīng)齒輪驅(qū)動。油馬達(dá)的動力同時經(jīng)齒輪和中間軸傳遞動另一側(cè)減速器，驅(qū)動另一側(cè)的耙爪。左右兩個減速器的傳動比相同，所以兩個耙爪能保持同步。 行走機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)左右對稱布置，分別由油馬達(dá)通過齒輪，聯(lián)軸節(jié)，太陽輪，行星輪，內(nèi)齒輪驅(qū)動鏈輪，通過履帶和從動鏈輪驅(qū)動掘進(jìn)機(jī)行走。 中間輸送機(jī)由油馬達(dá)通過聯(lián)軸節(jié)，齒輪驅(qū)動主動鏈輪，是刮板鏈在主動鏈輪和從動鏈輪之間沿中部槽運(yùn)轉(zhuǎn)。 1-切割頭；2-連接軸；3-太陽輪；4-內(nèi)齒輪；5-電動機(jī)； 6從動輪；7-圓環(huán)鏈；8-主動鏈輪；9-油馬達(dá)；10-齒輪； 11-耙爪；12-鏈輪；13-行星輪；14-中間軸；15-履帶 圖1-1 掘進(jìn)機(jī)機(jī)械傳動系統(tǒng) Fig 1-1 boring machine Transmission System 1.2 截割機(jī)構(gòu) 它是由外水冷電動機(jī)，二級行星減速器，內(nèi)伸縮懸臂筒和截割頭組成。減速器兩端法蘭分別與電動機(jī)和內(nèi)伸縮懸臂筒連接。而截割頭通過矩形花鍵與主軸相連。另外，在內(nèi)伸縮懸臂筒上還裝有伸縮油缸和外噴霧裝置。 1.2.1 橫軸式與縱軸式截割頭的對比 掘進(jìn)機(jī)直接用來破碎煤巖的部件，其形狀，尺寸和其上截齒的排列方式對掘進(jìn)機(jī)的工作性能有很大影響。截割頭主要有截割頭體，螺旋葉片和截齒座等組成。在齒座里面有截齒，葉片（或頭體）上焊有安裝內(nèi)噴霧噴嘴用的噴嘴座。 a. 縱軸式截割頭 該截割頭體為組焊式結(jié)構(gòu)，在頭體上焊有截齒座和噴嘴座。頭體上設(shè)有內(nèi)噴霧水道，截割頭通過鍵與主軸相連。 截割頭的形狀輪廓有球形，球柱形，球錐形和球錐柱形四種。見圖2-2，其中以球錐形截割頭的截齒受力比較合理，在此掘進(jìn)機(jī)的截割頭外形輪廓選擇為球錐形。 圖1-2截割頭的形狀輪廓 Fig 1-2 cutting head of the contour shape 置方式對截齒，截割頭乃至整機(jī)受力有較大影響?？v軸式截割頭的截齒均按螺旋線方式分布在頭體上，螺旋線頭數(shù)一般為2-3條。截距對截割效果有較大影響。較大的截距可增加單齒截割力，但截齒的磨損也隨之增加，兩者應(yīng)該兼顧。在選擇截距時還應(yīng)考慮上截割頭上不同部位的截齒所受的負(fù)荷不同而產(chǎn)生的區(qū)別，應(yīng)力求各截齒的符合均勻，以減小沖擊載荷和使截齒的磨損速度接近。 b. 橫軸式截割頭 這種截割頭的頭體多為厚鋼板的組焊結(jié)構(gòu)或螺釘連接結(jié)構(gòu)，由左右對稱的兩個半體組成。在頭體上焊有齒座和噴嘴座，在頭體上還開有內(nèi)噴霧水道，裝有配水裝置。截割頭體是通過漲套式聯(lián)軸器同減速器的輸出舟相連，可起過載保護(hù)作用。 截割頭的形狀較為復(fù)雜，其外形的包絡(luò)面一般是由幾段不同曲面組合而成。使用較多的組合型式有：圓曲線—拋物線—圓曲線（拋物線），圓曲線—橢圓曲線—圓曲線等集中。工作時，依據(jù)不同的工作條件選擇截割頭包絡(luò)曲線的組合方式，力爭達(dá)到最佳最佳截割效果。橫軸式截割頭的截齒數(shù)量較多，且按空間螺旋線方式分布在截割頭上。螺旋線的旋向為左截割頭右旋，右截割頭左旋，這樣，可將截落的煤巖拋向兩個截割頭的中間，改善截齒的受力情況，提高裝載效果。 c. 截齒及齒座 掘進(jìn)機(jī)所采用的截齒有扁形和鎬形兩種，經(jīng)長期的實踐證明，在截割硬巖時，鎬形截齒的壽命比扁形截齒長，且由于鎬形齒在使用中有自轉(zhuǎn)磨銳性，耐沖擊，所以近十年來，縱軸式截割頭也較多采用了鎬形截齒。 截齒座用以安裝截齒，安裝鎬形齒的齒座應(yīng)由兩種材料用特殊工藝制成，其內(nèi)層材料的耐磨性要高于外層，以減少因截齒在截割過程中自動旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的耐磨量，增加齒座的使用壽命。也可采用在齒座內(nèi)嵌套磨損后可及時更換的耐磨合金套。 最后得出設(shè)計的截割頭的技術(shù)特征 型式縱： 軸式 外形尺寸（直徑×長度）：φ970~φ600×700mm 扭矩： 4748.9N·m 切割頭速度： 2.21/1.12m/s 截齒齒型： 鎬形 齒型數(shù)量： 42 個 截齒固定方式： 彈簧擋圈 圓錐形切割頭上裝有42把鎬形截齒，每條截齒線上有兩個截齒，內(nèi)噴霧噴嘴對準(zhǔn)截齒的硬質(zhì)合金頭。 1.2.2 截割減速器 截割減速器的作用是將電動機(jī)的運(yùn)動和動力傳遞到截割頭。由于截割頭工作時承受較大的沖擊載荷，因此要求減速器有教高的可靠性和較強(qiáng)的過載能力，其箱體做為懸臂的一部分，應(yīng)有較大的剛性，連接螺栓應(yīng)有可靠的放松裝置，減速器最好能實現(xiàn)變速，以適應(yīng)煤巖硬度的變化，增強(qiáng)機(jī)器的適應(yīng)能力，常用的傳動形式有：圓錐—圓柱齒輪傳動，圓柱齒輪傳動和二級行星齒輪傳動。其傳動原理如圖1-3所示。 圖1-3 二級行星輪傳動原理 Fig 1-3 two planetary gear transmission theory 二級行星減速器可實現(xiàn)同軸傳動，速比大，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動功率大，多用于縱軸式截割頭； 圓錐—圓柱齒輪傳動的結(jié)構(gòu)簡單，能承受較大的載荷沖擊，易實現(xiàn)機(jī)械過載保護(hù)，多用于橫軸式截割頭； 圓柱齒輪傳動可實現(xiàn)截割頭的二級轉(zhuǎn)速，但減速箱的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積和重量較大，不提倡使用。 1.2.3 電動機(jī) 為實現(xiàn)較強(qiáng)的連續(xù)過載能力，適應(yīng)復(fù)雜多變的截割載荷，并利用噴霧水加強(qiáng)冷卻效果，目前，懸臂式掘進(jìn)機(jī)多采用防爆水冷式電動機(jī)來驅(qū)動截割頭。為滿足懸臂長度的需要和減小電動機(jī)的徑向尺寸，可采用串聯(lián)雙轉(zhuǎn)子電動機(jī)；為滿足截割不同硬度的煤巖的需要，避免在減速箱中變速，可采用雙速電動機(jī)。 經(jīng)過計算和比較，選擇DEB—30S型隔爆外水冷電動機(jī)。電動機(jī)的機(jī)座為鋼板焊接機(jī)構(gòu)，外殼設(shè)有回形水套，進(jìn)出水口分別位于電動機(jī)的下部和上部。接線盒在電動機(jī)的有上方45度位置。根據(jù)供電電壓380V和660V將定子接線連接成三角形和Y形。電動機(jī)軸承采用二硫化鉬潤滑脂。電動機(jī)的主要技術(shù)要求如下： 功 率： 30KW 起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 2.5N·m 電 壓： 380/660V 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 2.5N·m 電 流： 59/34A 起動電流/額定電流： 7A 頻 率： 50Hz 冷卻水量： 0.3-0.4/h 轉(zhuǎn) 速： 1470r/min 冷卻水壓： >1.5Mpa 效 率： 0.9 定子繞組允許溫升： 85° 功率因數(shù)： 0.86 1.2.4 懸臂伸縮裝置 煤巷掘進(jìn)機(jī)的懸臂有不可伸縮和伸縮式兩種。不可伸縮式懸臂的結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，重量輕，但掏槽時是借助行走機(jī)構(gòu)的推力使截割頭鉆入煤壁，因而履帶需要頻繁開動，且當(dāng)鉆入煤壁的阻力較大時，履帶容易打滑，推進(jìn)力也較大。 伸縮式懸臂有內(nèi)伸縮和外伸縮兩種 外伸縮懸臂的結(jié)構(gòu)。它主要由導(dǎo)軌架，工作臂和推進(jìn)油缸組成。推進(jìn)油缸的前端和工作臂相連，后端和導(dǎo)軌架相連。在其作用下，工作臂和相對導(dǎo)軌架做伸縮運(yùn)動。此種懸臂的結(jié)構(gòu)尺寸和移動重量較大，推進(jìn)阻力大，不利于機(jī)器的工作穩(wěn)定性；但其結(jié)構(gòu)簡單，伸縮部件加工容易，精度要求較低。 內(nèi)伸縮懸臂的結(jié)構(gòu)如圖1-4。它主要由花鍵套，內(nèi)，外，外伸縮套，保護(hù)套，主軸等組成。截割減速器的軸出軸上聯(lián)結(jié)有內(nèi)花鍵套，主軸的右端開有外花鍵，并插入花鍵套內(nèi)。主軸的左端通過花鍵和定位螺釘與截割頭相聯(lián)，使減速器的輸出軸可驅(qū)動截割頭旋轉(zhuǎn)。保護(hù)套和內(nèi)伸縮套同截割頭相聯(lián)，但不隨截割頭轉(zhuǎn)動。外伸縮套則和減速器箱體固聯(lián)。推進(jìn)油缸的前端和保護(hù)套相聯(lián)，后端和電動機(jī)殼體相聯(lián)，在其作用下，保護(hù)套帶動截割頭，主軸和內(nèi)伸縮套相對于外伸縮套前后移動，實現(xiàn)懸臂的伸縮。這種懸臂的結(jié)構(gòu)尺寸小，移動部件的重量輕，移動阻力較小，利于機(jī)器的穩(wěn)定，但需有較長的花鍵軸，加工較難，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。 伸縮懸臂的伸縮行程應(yīng)與截割深度（最大掏槽深度）相適應(yīng)，一般為500-600mm；推進(jìn)油缸的推進(jìn)力應(yīng)能克服伸縮部件的移動阻力和沿懸臂軸線方向的截割反力。 圖 1-4內(nèi)伸縮懸臂的結(jié)構(gòu) Fig 1-4 stretching the structure cantilevered 1.2.5 截割頭的設(shè)計參數(shù)： 影響切割頭設(shè)計的主要因素有： 煤巖的特性參數(shù)：包括硬度，抗拉和抗壓強(qiáng)度，腐蝕性等。 切割頭截割參數(shù)：包括尺寸，幾何形狀，截齒數(shù)目，截齒布置，截齒空間安裝位置，截線間距。 工藝特性參數(shù)：主要指切割深度，切削厚度，擺動速度，截割頭擺動角速度。 以上諸多因素相互制約，關(guān)聯(lián)和影響，在設(shè)計中搖相互匹配，綜合統(tǒng)一考慮?，F(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)對截割頭有了很深入的研究，出現(xiàn)了很多不同類型的掘進(jìn)機(jī)截割頭?；谝陨弦蛩乜梢赃x擇已有的成形的用于實踐中的截割頭。 同時根據(jù)方案設(shè)計要求，選用已有的掘進(jìn)機(jī)S100-41型懸臂式掘進(jìn)機(jī)的截割頭；適用于f=8~10左右的半煤巖巷道和薄煤層巷道。 各參數(shù)如下： 功 率 ： 45Kw； 截割頭轉(zhuǎn)速 ： 27r/min； 最大鉆進(jìn)力 ： 112.5KN； 截割頭最大側(cè)推力：37.7KN； 截割頭升力 ： 34.9KN； 截割頭降力 ： 36.3KN； 相應(yīng)在滿足條件的情況下，使用S100-41型懸臂式掘進(jìn)機(jī)的截割懸臂。 1.3 懸臂支撐機(jī)構(gòu) 懸臂支撐機(jī)構(gòu)的作用是支撐懸臂，并使其實現(xiàn)升降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動。它主要由升降和回轉(zhuǎn)油缸及回轉(zhuǎn)臺組成。懸臂鉸接于回轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)體上，升降油缸的一端和懸臂鉸接，另一端和回轉(zhuǎn)體鉸接。在升降油缸的作用下，懸臂可在垂直方向上下擺動，回轉(zhuǎn)體則可帶動懸臂作水平方向的擺動。 回轉(zhuǎn)體是懸臂支撐機(jī)構(gòu)中的重要部件，位于機(jī)器的中央。它主要由回轉(zhuǎn)體，回轉(zhuǎn)支承，回轉(zhuǎn)座和回轉(zhuǎn)油缸組成。回轉(zhuǎn)體和懸臂鉸接，回轉(zhuǎn)座固聯(lián)于機(jī)架上，在回轉(zhuǎn)體和回轉(zhuǎn)座中間裝有回轉(zhuǎn)支承。工作時，截割反力通過回轉(zhuǎn)臺傳到機(jī)架上。回轉(zhuǎn)臺也是一個將懸臂工作機(jī)構(gòu)和其他機(jī)構(gòu)（裝運(yùn)，行走等機(jī)構(gòu)）相連的連接部件，其機(jī)構(gòu)是否合理，對機(jī)器的性能，可靠性，整機(jī)結(jié)構(gòu)和高度尺寸有重大影響。對回轉(zhuǎn)臺的基本要求是： 1） 承載能力大，耐沖擊振動。 2） 慣性小，運(yùn)動平穩(wěn)，噪音低。 3） 結(jié)構(gòu)緊湊，高度尺寸小。 4） 回轉(zhuǎn)力矩變化小 回轉(zhuǎn)臺的傳動方式有齒條油缸式和油缸拉推式。 齒條油缸式的傳動原理見圖1-5（a）,它是利用齒條油缸推動裝在回轉(zhuǎn)體上的齒輪帶動回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動的，其回轉(zhuǎn)力矩和倒角無關(guān)。 油缸推拉式的結(jié)構(gòu)和傳動原理見圖1-5（b），其對稱布置的兩個回轉(zhuǎn)油缸的后端和機(jī)架相連，前端和回轉(zhuǎn)體相連。工作時一腿一拉帶動回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動,其回轉(zhuǎn)力矩和轉(zhuǎn)角有關(guān)：當(dāng)懸臂位于機(jī)器的縱向軸線位置時回轉(zhuǎn)力矩最大，向兩邊回轉(zhuǎn)時逐漸減小。此鐘結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)臺的高度尺寸較小，有利于矮機(jī)身設(shè)計。 齒條油缸式回轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，回轉(zhuǎn)體的重量大，高度尺寸大，不利于矮機(jī)身設(shè)計。但回轉(zhuǎn)力矩穩(wěn)定，承載能力較強(qiáng)。 a齒條油缸式 b油缸推拉式 圖 1-5齒條油缸式和油缸拉推式傳動原理 Fig 1-5 rack of the fuel tank and fuel tanks push-pull drive principle 由于懸臂連同回轉(zhuǎn)體是由回轉(zhuǎn)支承（軸承）支承在裝于機(jī)器上的回轉(zhuǎn)座上的，回轉(zhuǎn)支承在工作是承受著由截割頭傳來的。復(fù)雜多變的軸向，徑向載荷和傾覆力矩，所以要求回轉(zhuǎn)支承具有較強(qiáng)的承載能力和較強(qiáng)的使用壽命。目前采用的支承形式有以下兩種： 1）平面滑動回轉(zhuǎn)支承。利用面接觸來減小比壓，支承的軸向尺寸 小，重量輕，承載能力強(qiáng)，耐沖擊振動，噪音低，壽命長。但支承是非標(biāo)準(zhǔn)件，需進(jìn)行專門的設(shè)計和制造，加工和安裝精度要求高。 2）大型滾動回轉(zhuǎn)軸承。有滾珠式，滾柱式，交叉滾子式和三排滾子式等多種。此鐘支承采用點(diǎn)線接觸，比壓較大，承載能力和耐沖擊及振動能力也較差。但其作為一種標(biāo)準(zhǔn)件，可由專業(yè)廠家生產(chǎn)，制造精度易保證，也較易安裝。 1.4 裝運(yùn)機(jī)構(gòu) 掘進(jìn)機(jī)的錢不下端有著一個重要部件，它負(fù)責(zé)把截割頭破碎下來的煤或碎石等由此裝載并通過刮板運(yùn)出，這就是裝載機(jī)構(gòu)。裝運(yùn)機(jī)構(gòu)主要有耙裝部，減速器和中間輸送機(jī)組成。 1.4.1 耙裝部 耙裝部主要由耙爪，鏟板，升降油缸，減速器組成。 目前，懸臂式掘進(jìn)機(jī)所采用的耙裝部的型式有：蟹爪式，刮板式和圓盤星輪式三種。見圖1-6。 a. 蟹爪式裝載機(jī)構(gòu) 能調(diào)整耙爪的運(yùn)動軌跡，可將煤巖準(zhǔn)確運(yùn)至中間刮板運(yùn)輸機(jī)，生產(chǎn)率高，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，應(yīng)用較多。 b. 刮板式裝載機(jī)構(gòu) 可形成封閉運(yùn)動，裝載寬度大，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝載效果差，應(yīng)用較少。 c. 圓盤星輪式裝載機(jī)構(gòu) 工作平穩(wěn)，動載荷小，裝載效果好，使用壽命長，多用于中型和重型機(jī)。 圖 1-6懸臂式掘進(jìn)機(jī)耙裝部的型式 Fig1-6 cantilevered boring machine rake with the Department of type 鑒于工況條件，和實際使用的情況，選用蟹爪式耙裝部，本文設(shè)計的機(jī)構(gòu)采用MHR-S100-41型掘進(jìn)機(jī)的裝運(yùn)機(jī)構(gòu)，主要是由耙裝機(jī)構(gòu)、減速器和中間輸送機(jī)組成的。耙裝機(jī)構(gòu)主要由耙抓3、鏟板2、升降油缸和減速器組成如圖所示。 1-減速器 2-鏟板 3-耙爪 4-升降油缸 圖 1-7耙裝機(jī)構(gòu) Fig 1-7 with body plans 1.4.2 減速器 如圖1-8所示為耙裝部減速器。 減速器技術(shù)特征 輸出轉(zhuǎn)速（r/min） 42.8-51.7 機(jī)械保護(hù)裝置 無 輸出扭矩（N.m） 4030 減速器一次注油量 18 總傳動比 49.5 由圖1-8中可知，減速器輸入端圓錐齒輪1與大圓錐齒輪2嚙合，同時2與圓錐齒輪3嚙合，3出端與中間軸4的球面萬向聯(lián)軸節(jié)5聯(lián)接，4另一端的球面萬向聯(lián)軸節(jié)6與另一側(cè)減速器的輸入軸齒輪（與1相同）相聯(lián)，兩個減速器的減速比相同，兩個耙爪的耙集次數(shù)相同。 1-減速器輸入端圓錐齒輪；2-大圓錐齒輪；3-圓錐齒輪；4-中間軸；5，6-球面萬向聯(lián)軸節(jié) 圖 1-8耙裝部減速器 Fig1-8 rake with the Department of reducer 1.4.3 中間輸送機(jī)構(gòu) 運(yùn)輸長度（m） 4.5 刮板間距 （mm） 440 龍門高 （mm） 350 刮板長度 （mm） 468 中間槽尺寸（寬×高）（mm） 500×400 鏈輪速度 （r/min） 61 鏈條形式 圓環(huán)鏈 鏈輪齒形 圓弧形 圓環(huán)鏈規(guī)格 （mm） ￠16×P55×7L 鏈輪分度圓節(jié)距 （mm） 55 圓環(huán)鏈破斷力（KN） 120 主要由油馬達(dá)，減速器，鏈輪，刮板鏈和張緊裝置組成。中間輸送機(jī)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)位于卸載端，由單獨(dú)的液壓馬達(dá)驅(qū)動。 1.4.4 參數(shù)選擇 裝載機(jī)構(gòu)的設(shè)計要與整機(jī)相匹配。設(shè)計要求為：保證懸臂掘進(jìn)機(jī)的最大生產(chǎn)率，裝載機(jī)的生產(chǎn)率應(yīng)大于切割機(jī)的生產(chǎn)率。這是所確定裝載機(jī)構(gòu)參數(shù)的先決條件。 為了便于整機(jī)的行走移動，裝載機(jī)寬度大于行走履帶寬度，鏟板可升降，有的鏟板還可以水平回轉(zhuǎn)擺動一各角度?，F(xiàn)代懸臂式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)載鏟板的前沿呈切刀形狀，目的所減少鏟板插入阻力。 裝載機(jī)一般采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，目的所減少空回行程時間。各桿的尺寸確定，搖做到盡量增大裝載面積，提供轉(zhuǎn)載效果，減少蟹抓插入阻力，使四桿機(jī)構(gòu)具有最佳的運(yùn)動特性和動力特性。 基于以上原因，可以選擇S100-41掘進(jìn)機(jī)的扒裝部，輸送機(jī)最大過煤巖能力與掘進(jìn)機(jī)截割頭相配套，可以滿足工作需要 。 參數(shù)如下： 轉(zhuǎn)載形式： 耙爪式 轉(zhuǎn)載寬度： 2800mm 耙裝次數(shù)： 0.65次/min 輸送機(jī)形式： 雙邊刮板式 鏈速： 0.65m/min 鏈條規(guī)格： φ16×P55×7L（mm） 1.5 行走機(jī)構(gòu) 1.5.1 整體設(shè)計分析 現(xiàn)代懸臂式掘進(jìn)機(jī)均采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。用來實現(xiàn)機(jī)器的調(diào)動，牽引轉(zhuǎn)載機(jī)，并在懸臂不可伸縮式機(jī)型中提供掏槽時所需要的推進(jìn)力。此外，機(jī)器的重量和掘進(jìn)作業(yè)中產(chǎn)生的截割反力也通過該機(jī)構(gòu)傳遞到地板上。 履帶式行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求： 1）具有良好的爬坡性能和靈活的轉(zhuǎn)向性能。 2）履帶應(yīng)具有較小的接近角和離去角，以減小運(yùn)行阻力。 3）應(yīng)合理確定機(jī)器的重心位置，以避免履帶出現(xiàn)零比壓。 4）履帶有可靠的制動裝置，以保證機(jī)器在最大坡度上工作不會下滑。 5）履帶的接地比壓小，因而驅(qū)動功率大，以各種適應(yīng)惡劣的地板工況。 6）履帶車的尺寸高度要小，以利于降低機(jī)器的高度和重心。 7）兩條履帶應(yīng)分別驅(qū)動，其動力可選用液壓馬達(dá)和電動機(jī)。由于液壓馬達(dá)對井下泥水等惡劣工況有良好的適應(yīng)性，便于調(diào)節(jié)行走速度，易于實現(xiàn)過載保護(hù)，無須防爆，因而獲得了較廣泛的應(yīng)用。 液壓馬達(dá)驅(qū)動有高速和低速兩種方案，高速方案是用高速馬達(dá)（軸向柱塞馬達(dá)）通過減速器驅(qū)動鏈輪，其馬達(dá)和制動裝置體積較小，便于結(jié)構(gòu)布置，但傳達(dá)路線長，效率低；低速方案是采用內(nèi)曲線低速大扭矩馬達(dá)直接驅(qū)動鏈輪，傳動簡單，但馬達(dá)和制動裝置體積較大，結(jié)構(gòu)布置困難，穩(wěn)定性較差。兩者相比，高速方案應(yīng)用較多。 基本結(jié)構(gòu)由履帶，驅(qū)動機(jī)構(gòu)，支重輪，張緊緩沖裝置及履帶架等構(gòu)成。 履帶由履板和銷子組成與地面接觸的帶式部件。分整式和組合式兩種。整體式履帶由整體履板和連接銷組成，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。組合式履帶有履軌，履板，銷子，襯套組成。履軌和履板用螺栓連接，可根據(jù)需要更換不同的履板，適用范圍廣，故被廣泛使用，故選用組合式。 組合式履帶又可分為干密封履帶和潤滑密封履帶兩種，干式密封履帶的履帶銷為實心，與銷套之間呈干摩擦。潤滑密封履帶銷的中心有一個作為儲油室的盲孔，盲孔兩側(cè)開有徑向小孔，履帶銷與銷套之間的間隙充滿潤滑脂，兩斷設(shè)有密封元件，以防泥沙進(jìn)入。油室中的潤滑脂可不斷補(bǔ)充到這個間隙中，并形成油膜，以免干摩擦，從而延長使用壽命，故選用潤滑密封式履帶。 驅(qū)動機(jī)構(gòu) 由電動機(jī)（或液壓馬達(dá)，風(fēng)馬達(dá)）傳動齒輪箱和驅(qū)動輪等構(gòu)成。電動機(jī)與傳動齒輪箱的輸入軸連接，傳動齒輪箱的出軸端裝驅(qū)動輪與履帶嚙合。液壓馬達(dá)（或風(fēng)馬達(dá)）驅(qū)動有高，中，低速之分。低速大扭矩液壓馬達(dá)（或風(fēng)馬達(dá)）一般可不用傳動齒輪箱而直接帶動驅(qū)動輪傳動，且可實現(xiàn)無級調(diào)速。交流電動機(jī)驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，一般僅有一種速度，交—直流驅(qū)動和電液的驅(qū)動機(jī)構(gòu)有多種速度或無級調(diào)速。驅(qū)動輪要求嚙合平穩(wěn)，可分為節(jié)銷式與節(jié)齒式兩種。節(jié)銷式：輪齒與履帶節(jié)銷嚙合，結(jié)構(gòu)簡單，適用于裝載機(jī)械。節(jié)齒式：輪齒與履帶節(jié)齒嚙合，適用于低速重載情況。 根據(jù)工作條件選用液壓馬達(dá)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動輪選用節(jié)齒式。 驅(qū)動機(jī)構(gòu)的傳動齒輪箱的傳動是通過減速器來實現(xiàn)的。第一級為圓柱齒輪減速，第二，三級為行星齒輪減速。 支重輪：履帶與履帶架之間的載荷傳遞件。支重輪的輪軸固定在履帶架上，要求耐磨且密封性好。軸承多采用兩側(cè)密封的滑動軸承。 張緊緩沖裝置：用來保持履帶在一定的張力范圍內(nèi)工作，防止履帶脫軌，由張緊，緩沖裝置和從動輪等組成。張緊可采用螺桿張緊，液壓缸張緊或注潤滑脂油缸張緊等方式。緩沖裝置可采用彈簧或蓄能器等方式。選用螺桿張緊裝置，緩沖裝置采用彈簧方式。 履帶架：履帶行走機(jī)構(gòu)安裝的基體。驅(qū)動機(jī)構(gòu)張緊緩沖裝置，支重輪和履帶都安裝在履帶架上。履帶架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛性，一般由槽鋼或鋼板焊接而成，也有用鑄鋼。 1.5.2 參數(shù)選擇計算 行走機(jī)構(gòu)使用履帶式支撐結(jié)構(gòu)，具體參數(shù)選用S100-41型掘進(jìn)機(jī)的行走部；由于機(jī)重由略微的改變所以要對所選參數(shù)進(jìn)行驗算，計算功率是否滿足要求。 工作阻力計算 a. 行走阻力R 當(dāng)水平行走時，＝0 R=Gf 當(dāng)爬坡時， ＝0 R0= Gfcos+ Gfsin… (2-1) 式中 ——坡角；本文取15o F——滾動阻力系數(shù)，煤低板取f＝0.08～0.1，碎石路面為0.06～0.07 本文 f＝0.08 G——機(jī)器自重 ；本文取21t R=2.6kN b. 轉(zhuǎn)向阻力 當(dāng)掘進(jìn)機(jī)載水平或坡度巷道上轉(zhuǎn)向時，它的懸臂位于機(jī)器中間位置，倆履帶的載荷和是相同的，這時倆履帶同時驅(qū)動，一履帶前進(jìn)，另一履帶后退，轉(zhuǎn)向阻力矩Mr將在倆履帶上形成同樣大小的牽引力Fr，即 Fr ＝＝ (2-2) b——倆條履帶中心距，mm；b＝450mm n——機(jī)器重心縱向偏心距離，mm，本文考慮最大值，令n＝0 L——履帶與地面的接觸長度，mm；本文取L=2300mm μ——轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)，褐煤地板μ＝0.6，沙子地面μ＝0.8~0.9,粘土地面μ＝1.0，砂石，頁巖底板μ＝0.96。，本文取μ＝0.6； Fr＝161kN 所以綜合外阻力值，在水平轉(zhuǎn)向和爬坡時各部相同。水平轉(zhuǎn)向時，外阻力之和∑Fi ∑Fi＝R+2 Fr;爬坡轉(zhuǎn)向∑Fi ＝Rcosθ+2 Frcosθ。 此時只考慮最大值所以取∑Fi＝R+2 Fr; c. 行走功率計算 單邊履帶機(jī)構(gòu)驅(qū)動裝置所需最小功率 Pmin＝kW…………………………………………………………………(2-3) ∑Fi——單邊履帶機(jī)構(gòu)各種外阻力，N Vw ——履帶機(jī)構(gòu)行走速度；本文取Vw＝4m/min η ——單邊履帶的機(jī)構(gòu)傳動效率，包括減速器和履帶的傳動效率。本文取η＝0.85 Pmin＝14.25kW 行走機(jī)構(gòu)總功率P＝28.5kW 1.6 轉(zhuǎn)載機(jī) 承接由裝載機(jī)卸入的煤（巖），并將其卸入礦車或其他運(yùn)輸機(jī)械的機(jī)械。它與裝載機(jī)械配套使用，能一次裝載多輛礦車，以減少調(diào)車和運(yùn)輸時間，提高掘進(jìn)速度。常用的有帶式轉(zhuǎn)載機(jī)，刮板轉(zhuǎn)載機(jī)，斗式轉(zhuǎn)載機(jī)三種。 1.6.1 帶式轉(zhuǎn)載機(jī) 按支撐方式不同分為支撐帶式轉(zhuǎn)載機(jī)，懸臂帶式轉(zhuǎn)載機(jī)，吊帶式轉(zhuǎn)載機(jī)及帶有軌道并能自己行走的帶式轉(zhuǎn)載機(jī)四種。由于帶式轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)載的是巖石，所以有以下特點(diǎn)： a. 為了緩和巖石卸落時對輸送帶和托輥的沖擊，在受料部位的托輥外面套上橡膠圈，以便起緩沖作用。 b. 輸送帶的帶速較慢，一般在1.0~1.6m/s左右。 c. 由于掘進(jìn)工作面有水，以防止托輥沾泥水起鼓而引起輸送帶跑偏，一般都設(shè)置為多道清掃裝置。 1）支撐帶式轉(zhuǎn)載機(jī)。由機(jī)頭，機(jī)尾，傳達(dá)裝置，機(jī)架，張緊裝置，滾筒，托輥，輸送帶等組成。在機(jī)尾處有支腿撐住機(jī)架。其中輸送帶，傳動裝置，機(jī)架，托輥，張緊裝置等與普通帶式輸送機(jī)基本相同。為減輕重量，縮小尺寸，有的支撐帶式轉(zhuǎn)載機(jī)采用電滾筒傳動?？扇菁{4~10輛礦車。 2）懸臂帶式轉(zhuǎn)載機(jī)。機(jī)架安裝在車架上，車架下面裝有輪對，可以推行。機(jī)尾呈懸臂狀，沒有支承，因而長度較短，懸臂下只能容納2~3輛礦車。其他結(jié)構(gòu)和支撐式轉(zhuǎn)載機(jī)相似。 3）吊掛帶式轉(zhuǎn)載機(jī)，機(jī)架懸掛在巷道頂部的單軌吊上（也有掛在棚子上的），隨著工作面推進(jìn)而前移，其長度可以根據(jù)需要而定。也有將機(jī)架安裝在車架上，機(jī)架懸掛在單軌吊上，這種形式又稱半吊掛式帶式轉(zhuǎn)載機(jī)。 4）帶有軌道并能自己行走的帶式轉(zhuǎn)載機(jī)。由許多框架聯(lián)結(jié)組成機(jī)體，框架下面有輪子，故而機(jī)體能在軌道上行走。機(jī)體內(nèi)設(shè)有軌道和幾十米長的帶式轉(zhuǎn)載機(jī)，機(jī)身下容納整列礦車?？盏V車從巷道的軌道進(jìn)入裝載機(jī)的軌道，逐量裝載，待整列礦車裝滿后由電動機(jī)牽引至卸載點(diǎn)。 1.6.2 刮板式轉(zhuǎn)載機(jī) 是一種在料槽內(nèi)借助于刮板鏈條連續(xù)輸送散狀物料的機(jī)械，由機(jī)頭，機(jī)尾，過渡槽，溜槽，刮板鏈條等組成?；窘Y(jié)構(gòu)和刮板輸送機(jī)相同，只是長度較短，機(jī)頭較低，以便于裝載和移動。以防止卡鏈設(shè)有壓鏈器，使鏈條與底板間隙盡可能小。 1.6.3 斗式轉(zhuǎn)載車 斗式轉(zhuǎn)載車簡稱“斗車”。中國研制的一種轉(zhuǎn)載設(shè)備，金屬礦山使用較多。斗車和一系列組合構(gòu)成斗式轉(zhuǎn)載列車。斗車在一列礦車的車箱上面完成轉(zhuǎn)載作業(yè)，礦車之間不必增設(shè)其他裝置，斗車即可自行通過，與裝載機(jī)配套使用時，可將一列礦車不經(jīng)調(diào)車一次裝滿。由于斗車是在礦車車廂上運(yùn)行，所以要求礦車的車廂邊緣不能變形。斗車由轉(zhuǎn)載斗和升降車兩部分組成。轉(zhuǎn)載斗是斗車的主體部分，在礦車車廂上面行走并完成轉(zhuǎn)載作業(yè)，由斗體，扇形門，電動機(jī)，加速器及操縱機(jī)構(gòu)等組成。卸載時打開扇形門，將礦石卸入礦車內(nèi)，在關(guān)閉扇形門后返回。升降車是斗車的承托和升降機(jī)構(gòu)，由升降平臺，升降氣缸，鉸剪支撐桿，底架，車輪等組成。鉸剪支撐桿是一個鉸接支承裝置，目的是保證升降平臺能始終水平的平穩(wěn)升降。 1.7 冷卻噴霧系統(tǒng) 如圖1-9所示為冷卻噴霧系統(tǒng)。 從圖中可知，當(dāng)水泵油馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時，水泵從水箱內(nèi)吸水，而排出的水經(jīng)冷卻器后分為兩路，一路向內(nèi)外噴霧系統(tǒng)供水；一路通入切割電動機(jī)水套內(nèi)，對電動機(jī)進(jìn)行冷卻后，經(jīng)流量開關(guān)回水箱。當(dāng)切割電動機(jī)冷卻水流量低于20L/min時，流量開關(guān)自動動作，指示燈熄滅。 通往噴霧系統(tǒng)的水除了供應(yīng)切割頭外噴霧用水外，還被噴霧泵吸入，增壓后向后切割頭內(nèi)噴霧系統(tǒng)中的噴嘴供水，內(nèi)外噴霧同時抑塵。 圖 1-9冷卻噴霧系統(tǒng) Fig 1-9 spray cooling system 1.8?液壓系統(tǒng) 除切割機(jī)構(gòu)用電動機(jī)驅(qū)動以外，其余轉(zhuǎn)運(yùn)，行走等各機(jī)構(gòu)都采用液壓傳動。液壓系統(tǒng)如圖1-10。液壓系統(tǒng)的泵站由一臺45W的電動機(jī)帶動一臺GXP05—52—35—25R—20型三聯(lián)泵5和一臺FXP05—52—35R—20型雙聯(lián)泵4。這兩臺泵分別向液壓系統(tǒng)中的單聯(lián)換向閥2，雙聯(lián)換向閥1，6和八聯(lián)換向閥3供油。油箱容積為3501L，并裝有過濾器和冷卻器等輔助設(shè)備，以保證液壓系統(tǒng)工作安全可靠。 1.8.1 裝運(yùn)機(jī)構(gòu) 裝運(yùn)機(jī)構(gòu)的液壓控制裝置由驅(qū)動耙爪的油馬達(dá)9，驅(qū)動中間輸送機(jī)的油馬達(dá)8和控制鏟板上下擺動的油缸13組成。 a. 耙爪油馬達(dá)的控制 當(dāng)單聯(lián)換向閥2處于圖中位置時，三聯(lián)泵5右側(cè)排除的高壓油通過該閥進(jìn)入雙聯(lián)換向閥1，耙爪油馬達(dá)9不運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)該閥處于圖中右側(cè)位置時，油馬達(dá)9正轉(zhuǎn)，耙爪開始耙集裝載。當(dāng)該閥處于圖中左側(cè)位置時，油馬達(dá)9返轉(zhuǎn)。該單聯(lián)換向閥的調(diào)定壓力為16.32MPa。 b. 中間輸送機(jī)油馬達(dá)的控制 當(dāng)雙聯(lián)換向閥6上一聯(lián)處于圖中位置時，三聯(lián)泵5中間泵排除的高壓油通過該換向閥回油箱，油馬達(dá)8不運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)該閥處在圖中右側(cè)位置時，油馬達(dá)8不運(yùn)轉(zhuǎn)中間輸送機(jī)進(jìn)入運(yùn)輸狀態(tài)。當(dāng)該閥處于圖中左側(cè)位置時，中間輸送機(jī)返轉(zhuǎn)。該換向閥的調(diào)定壓力為21.42MPa。 c. 鏟裝板上下擺動油缸的控制 當(dāng)八聯(lián)換向閥3的第四聯(lián)換向閥處于圖中位置時，雙聯(lián)泵4左側(cè)泵排出的高壓油不能通過該閥，油缸13不動作。當(dāng)該閥處于圖中右側(cè)位置時，高壓油通過該閥進(jìn)入油缸13的下腔，活塞桿伸出。鏟裝板向下擺動。當(dāng)該閥處于圖中左側(cè)位置時，鏟裝板抬高。該八聯(lián)換向閥的調(diào)定壓力為21.42MPa。 1.8.2 行走機(jī)構(gòu) 從圖可知，雙聯(lián)右側(cè)泵和三聯(lián)右側(cè)泵輸出的高壓油都通過雙聯(lián)換向閥1，當(dāng)該雙聯(lián)換向閥的兩聯(lián)都處于圖中位置時，高壓油經(jīng)溢流閥回油箱；當(dāng)該閥處于右或左側(cè)位置時，高壓油通往掘進(jìn)機(jī)左右兩個油馬達(dá)11，驅(qū)動掘進(jìn)機(jī)向前或向后行走。同時高壓油通過單向閥頂開油馬達(dá)的彈簧制動閥10。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)停止行走時，彈簧的張力使油馬達(dá)轉(zhuǎn)子制動，防止掘進(jìn)機(jī)自行下滑。該雙聯(lián)換向閥的調(diào)定壓力為16.32 MPa。 1.8.3 切割機(jī)構(gòu)升降，回轉(zhuǎn)及推進(jìn)油缸 從圖可知，雙聯(lián)泵4左側(cè)泵輸出的高壓油通往八聯(lián)換向閥3。當(dāng)?shù)谝宦?lián)換向閥處于圖中位置時，切割機(jī)構(gòu)升降油缸16不動作。當(dāng)該閥處于圖中右側(cè)位置時，高壓油進(jìn)入油缸16的下腔，切割機(jī)構(gòu)向上擺動。當(dāng)該閥處于左側(cè)位置時，切割機(jī)構(gòu)向下擺動。 當(dāng)?shù)诙?lián)換向閥處于圖中右側(cè)位置時，高壓油進(jìn)入切割機(jī)構(gòu)左右擺動油缸15的下腔和上腔，切割機(jī)構(gòu)向右擺動。當(dāng)該閥處于左側(cè)位置時，高壓油進(jìn)入油缸15的上腔和下腔，切割機(jī)構(gòu)向左擺動。 當(dāng)?shù)谌?lián)換向閥處于圖中右側(cè)位置時，高壓油進(jìn)入油缸14的下腔，切割機(jī)構(gòu)伸長。當(dāng)該閥處于左側(cè)位置時，切割機(jī)構(gòu)縮短。 1.8.4 起重油缸 左右兩個起重油缸12分別由八聯(lián)換向閥3的第5和第6聯(lián)換向閥控制，當(dāng)這兩個換向閥都處于右側(cè)位置時，兩個油缸12的活塞桿同時伸出，掘進(jìn)機(jī)后部被抬起，行走機(jī)構(gòu)后部履帶離開地面。當(dāng)這兩個換向閥都處于左側(cè)位置時，履帶著地。 1.8.5 噴霧泵油馬達(dá)的控制 只要雙聯(lián)泵4處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，左泵輸出的高壓油就進(jìn)入油馬達(dá)17，驅(qū)動水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，冷卻切割電動機(jī)和向內(nèi)外噴霧系統(tǒng)供水。 當(dāng)雙聯(lián)換向閥6的下聯(lián)換向閥處于圖中右側(cè)位置時，噴霧泵油馬達(dá)7運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動內(nèi)噴霧水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，向內(nèi)噴霧噴嘴供高壓水。 1.8.6 液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié) 從圖中可知，每個換向閥組都有溢流閥，以便調(diào)節(jié)向該閥供油油泵的輸出壓力，以適應(yīng)掘進(jìn)巷道條件變化。需要調(diào)壓時，先將溢流閥保護(hù)罩卸下，再講死頭螺母卸下，露出調(diào)節(jié)螺栓，用六角扳手將調(diào)節(jié)螺栓往里擰入，則壓力升高。反之，則壓力下降。壓力大小可通過壓力表觀察。 1.9 電氣系統(tǒng) 1-電源 2-電流表 3-油系電動機(jī) 4-切割電動機(jī) 5-熱能電源 6-交流電動機(jī) 圖 1-11電氣系統(tǒng) Fig 1-11 electrical system 由圖可知，當(dāng)接觸器MCI閉合時，三相電源通過隔離開關(guān)MCEI與油泵電動機(jī)接通，電動機(jī)驅(qū)動油泵運(yùn)轉(zhuǎn)。該電動機(jī)由過熱斷電器THRL保護(hù)。 圖中切割電動機(jī)為單繞阻雙速電動機(jī)，當(dāng)接觸器MC2L閉合時，電動機(jī)為低速運(yùn)轉(zhuǎn)，功率為60KW，同時接觸器MC2HB和MC2HA自動斷開，以避免短路，當(dāng)接觸器MC2HA閉合時，接觸器MC2HB自動閉合，MC2L自動 斷開,電動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，功率為100KW。該電動機(jī)由兩組過熱斷電器THR2L和THR2H保護(hù)；有兩組電流互感器CC2L和CC2H，便于測量電動機(jī)回路電壓；有兩組熱敏電阻PTC，當(dāng)電動機(jī)溫度達(dá)到140度時，指示燈亮，當(dāng)達(dá)到170度時，電動機(jī)自動停止運(yùn)轉(zhuǎn) 1.10 掘進(jìn)機(jī)的選擇 通過研究分析，決定在MRH-S100-41型掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行錨掘聯(lián)合機(jī)組的設(shè)計制作。 MRH-S100-41型掘進(jìn)機(jī)是日本三井三池公司的產(chǎn)品。通過技貿(mào)結(jié)合的途徑，由佳木斯煤礦機(jī)械廠進(jìn)行消化，現(xiàn)在已經(jīng)全部國產(chǎn)化。 該機(jī)由于采用了液壓操縱、內(nèi)外噴霧、支撐千斤頂?shù)却胧?，使該機(jī)器操作省力、運(yùn)行平穩(wěn)、性能可靠。它是目前國內(nèi)生產(chǎn)和使用較好的一種掘進(jìn)機(jī)。 1.10.1 使用范圍 MRH-S100-41型掘進(jìn)機(jī)適用欲截割抗壓強(qiáng)度達(dá)98Mpa左右，從軟巖到中硬巖較寬范圍的巖層。 1.10.2 機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 該機(jī)結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)： a. 除截割機(jī)構(gòu)和膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)外，其余各機(jī)構(gòu)均采用液壓驅(qū)動，具有良好的適應(yīng)性和過載保護(hù)性能； b. 截割臂可伸縮，除可擴(kuò)大掘進(jìn)斷面外，還便于挖柱窩，整修行道頂幫，提高掘進(jìn)巷道的質(zhì)量； c. 設(shè)有內(nèi)、外噴霧裝置，能較好地冷卻截齒和提高滅塵效果； d.行走機(jī)構(gòu)后部裝有兩臺起重油缸。當(dāng)檢測行走機(jī)構(gòu)或機(jī)器因底板松軟而下沉?xí)r，可用起重油缸將機(jī)器后部抬起； e. 液壓回路系統(tǒng)設(shè)有冷卻裝置，可保證機(jī)器長時工作。行走部液壓馬達(dá)采用摩擦片式自動制動裝置； f. 截割臂上設(shè)有托梁器，可利用截割臂架設(shè)頂梁，減輕工人勞動強(qiáng)度； g. 電氣控制箱設(shè)有各種保護(hù)裝置，指示燈便于司機(jī)觀察。截割電動機(jī)為單繞組雙速電動機(jī)。 2行走機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計 2.1行走履帶技術(shù)參數(shù)的確定與連接 行走履帶技術(shù)參數(shù)的確定要符合煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T577-1996《懸臂式掘進(jìn)機(jī)履帶機(jī)構(gòu)型式與參數(shù)》的規(guī)定。 2.1.1行走履帶驅(qū)動方式及系統(tǒng)參數(shù)的確定 履帶機(jī)構(gòu)驅(qū)動裝置所需要的最小功率應(yīng)能滿足掘進(jìn)機(jī)在最大設(shè)計坡度上作業(yè)、爬坡、轉(zhuǎn)彎等工況的要求；最大功率應(yīng)小于在水平路面履帶打滑時的功率。履帶機(jī)構(gòu)驅(qū)動裝置為液壓馬達(dá)。液壓系統(tǒng)馬達(dá)回路額定壓力應(yīng)符合下表的規(guī)定： 6.3 10.0 12.5 16.0 20.0 25.0 單位:Mp 結(jié)合目前我們同類同功率型號的掘進(jìn)機(jī),做類比,我們選擇液壓回路額定壓力16.0MPa. 2.1.2確定履帶的接地長度l1、行駛寬度b1和履帶寬度b10的確定 這些參數(shù)取決于地面的允許比壓、轉(zhuǎn)向性能、坡度橫向的穩(wěn)定性等。行駛寬度按略?。? 履帶機(jī)構(gòu)履帶板寬度: 250 300 370 400 450 500 520 550 600 650 單位:㎜ 結(jié)合煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T577-1996《懸臂式掘進(jìn)機(jī)履帶機(jī)構(gòu)型式與參數(shù)》的規(guī)定(如表),取履帶板寬度:500mm，行駛寬度2800mm，履帶接地長度3300mm。 2.1.3驅(qū)動輪直徑D1 采用后輪驅(qū)動，掘進(jìn)機(jī)使用重量為(kg)，則驅(qū)動輪直徑(mm)經(jīng)驗公式： , 取=1100kg，=460mm 2.1.4履帶節(jié)距 縮小履帶節(jié)距(mm)可以減少行駛速度的不均勻性；增大節(jié)距，可以改善接地比壓的分布。一般取節(jié)距，（kg）為轉(zhuǎn)載機(jī)的有效重量。取節(jié)距=120mm。 2.1.5履帶機(jī)構(gòu)公稱接地比壓的計算與確定 公稱接地比壓由下式計算: 式中:—公稱接地比壓,MPa; —履帶機(jī)構(gòu)所屬掘進(jìn)機(jī)的重量,N; —單邊履帶機(jī)構(gòu)的履帶鏈寬度,㎜; —單邊履帶機(jī)構(gòu)的接地長度,㎜. 履帶機(jī)構(gòu)的公稱接地比壓為0.14MPa. 2.1.6履帶機(jī)構(gòu)的行走速度 一般設(shè)計有工作和調(diào)動兩種速度.工作速度一般為2～5m/min,調(diào)動速度一般為10～15m/min. 能實現(xiàn)快速調(diào)動和慢速作業(yè)的需要,行走機(jī)構(gòu)用液壓馬達(dá)驅(qū)動,實現(xiàn)0～10m/min的無級調(diào)速。工作速度為0～5m/min。 2.1.7履帶傳動的連接方式與履帶機(jī)構(gòu)張緊 結(jié)構(gòu)型式有滑動和滾動兩種連接方式，滑動式結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)阻較大，對特輕型、輕型、中型掘進(jìn)機(jī)推薦采用滑動式結(jié)構(gòu)型式。滾動式運(yùn)行阻力較小，履帶架底部與履帶鏈相接接觸面磨損小。重型和特重型掘進(jìn)機(jī)推薦采用這種結(jié)構(gòu)形式。在履帶架底部裝設(shè)的支重輪，每個承載力應(yīng)不小于機(jī)重的50%，間距一般為履帶板節(jié)距的1.5倍，履帶機(jī)構(gòu)張緊行程應(yīng)大于履帶鏈節(jié)距的一半。具體參數(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中確定。 2.2行走機(jī)構(gòu)的功率確定與張緊油缸的設(shè)計計算 2.2.1行走機(jī)構(gòu)功率確定 單邊履帶行走機(jī)構(gòu)牽引力的計算確定，由煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《MT/T910-2002懸臂式掘進(jìn)機(jī)履帶行走機(jī)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)則》確定。 履帶行走機(jī)構(gòu)的最小牽引力應(yīng)滿足掘進(jìn)機(jī)在最大設(shè)計坡度上作業(yè)、爬坡和在水平路面上轉(zhuǎn)彎等工況的要求，最大牽引力應(yīng)小于在水平路面履帶的附著力。一般情況下，履帶行走機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)彎不與掘進(jìn)機(jī)作業(yè)、爬坡同時進(jìn)行，而掘進(jìn)機(jī)原地轉(zhuǎn)彎時，單邊履帶的牽引力為最大，單邊履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力的計算以此力為依據(jù)： 式中： —單邊履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力，； —單邊履帶對地面的滾動阻力，； —掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的重力，； —單邊履帶行走機(jī)構(gòu)承受掘進(jìn)機(jī)的重量，； —單邊履帶行走機(jī)構(gòu)的接地長度，㎜； —兩條履帶的中心距，㎜； —掘進(jìn)機(jī)重心與履帶行走機(jī)構(gòu)接地形心的縱向偏心距離，㎜； —履帶與地面之間滾動阻力系數(shù)，取值范圍，0.08～0.10； —履帶與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)，取值范圍，0.8～1.0。 一般情況下，、按較大值選取。 單邊履帶行走機(jī)構(gòu)輸入功率的計算確定 式中: —單邊履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，； — 履帶行走機(jī)構(gòu)工作時的行走速度，； —履帶鏈的傳動效率； —驅(qū)動裝置減速器的傳動效率。 取值范圍，有支重輪時取0.89～0.92，無支重輪時取0.71～0.74。 2.2.2履帶對地面附著力校核計算 單邊履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力必須大于或等于各阻力之和，但應(yīng)小于或等于單邊履帶與地面之間的附著力。 附著系數(shù)值應(yīng)根據(jù)表選?。? 地面（或地板）狀況 地面（或地板）狀況 鋪石路面 0.5～0.8 干粘土土地面 1.0 稍濕的碴子地面 0.8～1.0 干砂土硬地面 1.1 泥濘的底板 0.2 水泥地面 0.95 砂、頁巖底板 0.65～0.7 煤底板 0.6～0.7 張緊裝置預(yù)張力的計算確定： 公式中符號見圖2符號示意?！膸ф渾挝婚L度的重力，。 1-導(dǎo)向輪 2-驅(qū)動輪 符號示意 2.3馬達(dá)參數(shù) 選取馬達(dá)的型號參數(shù)如下： 元件名稱 型號排量 排 量(ml/r) 壓力 (MPa) 轉(zhuǎn)速 效率 (%) 輸出轉(zhuǎn)矩 () 重量(kg) 配套用制動器型號 額定 最高 最低 最高 容積 總效率 徑向柱塞液壓馬達(dá) NHM175A 175 20 25 10 1000 0．98 0．92 526 27 控制馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度在230r/min左右。 則馬達(dá)所需要的流量約為： 2.4張緊油缸的計算選擇 油缸張緊的力為: 各負(fù)載計算如下表格 工況 計算公式 液壓缸負(fù)載 液壓缸驅(qū)動力 升降擺動工作 96.0 106.7 (1)初選系統(tǒng)工作壓力 參照目前實際運(yùn)用情況，初選定系統(tǒng)工作壓力為16MPa。 (2)確定液壓缸型式及規(guī)格 回路上取背壓，根據(jù)工作情況和要求，確定寬徑比 0.3 0.4 0.5 0.55 0.62 0.7 1.1 1.2 1.33 1.46 1.61 2 取規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，由， 取標(biāo)準(zhǔn)值，桿徑 兩腔實際有效面積， 3 整機(jī)受力與穩(wěn)定性分析 3.1 掘進(jìn)機(jī)受力分析 掘進(jìn)機(jī)工作時，縱向截割（上下擺動截割）時受力如圖3-1a所示。此時，截割頭受到向上、向下截割阻力，大小與截割頭縱向截割的進(jìn)給力相等，方向相反； 橫向截割（水平擺動截割）時，受力如圖3-1b所示。此時，截割頭受到橫向截割阻力，大小與橫向進(jìn)給力相等，方向相反； 軸向鉆進(jìn)時，受力如圖3-1c所示。此時，截割頭受到推進(jìn)阻力。若橫向行走機(jī)構(gòu)推進(jìn)，取其為行走機(jī)構(gòu)的牽引力，如果靠伸縮機(jī)構(gòu)推進(jìn)，取為伸縮油缸的推進(jìn)力。 圖 3-1掘進(jìn)機(jī)受力分析 Figure 3-1 boring machine A