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目 錄
第 1 章 緒論……………………… 1
1.1 引言 1
1.2 掘進(jìn)機(jī)的分類(lèi)及特點(diǎn) 1
1.3 懸臂式掘進(jìn)機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r 2
1.4 課題的提出 4
第 2 章 掘進(jìn)機(jī)截割部液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4
2.1掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)介 4
2.2 主要結(jié)構(gòu)及工作原理 4
2.3 液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì) 5
2.4 液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 7
2.5 截割部升降液壓缸的控制模式 7
2.6 液壓元件的設(shè)計(jì)與選型 7
2.6.1 液壓缸設(shè)計(jì) 7
2.6.2 液壓固有頻率校驗(yàn) 8
2.6.3 選擇液壓泵 9
2.6.4 蓄能器的確定 10
2.6.5 伺服閥的選擇 11
2.6.6 過(guò)濾器的選擇 12
2.6.7 管件的選定 13
2.6.8 管路的布置 14
第 3 章 液壓系統(tǒng)的建模 14
3.1數(shù)學(xué)模型的建立方法 14
3.1.1 微分方程法 14
3.1.2傳遞函數(shù)法 15
3.1.3 狀態(tài)空間法 16
3.1.4 功率鍵合圖法 16
3.2 液壓伺服系統(tǒng)的物理模型 16
3.3 液壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立 17
3.3.1 非對(duì)稱(chēng)缸模型建立 18
3.3.2 閥控非對(duì)稱(chēng)缸其它環(huán)節(jié)的模型的建立 25
3.3.3 閥控非對(duì)稱(chēng)液壓缸系統(tǒng)總體模型 27
第 4 章 結(jié) 論 27
參考文獻(xiàn) 28
致 謝 32
第 1 章 緒 論
1.1 引言
巷道掘進(jìn)與掘進(jìn)機(jī)的第一次嘗試，從早期就有了。jahrhunderts普列依斯盾構(gòu)機(jī)和Anderson鉆井機(jī)（隧道掘進(jìn)機(jī)英格里斯），安德森和覆蓋板都可單獨(dú)工作。獨(dú)立工作時(shí)，利用液壓缸的運(yùn)動(dòng)，形狀符合現(xiàn)代機(jī)器的概念。但由于許多結(jié)構(gòu)性缺點(diǎn)，大多主機(jī)沒(méi)有得到工業(yè)應(yīng)用。
第二次世界大戰(zhàn)后，機(jī)逐漸在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。在前蘇聯(lián)和美國(guó)，考慮到煤的性質(zhì)，單頭掘進(jìn)機(jī)鉆柱，用于開(kāi)采煤巷掘進(jìn)，也逐漸發(fā)展起來(lái)[1][2]。
1.2 掘進(jìn)機(jī)的分類(lèi)及特點(diǎn)
按照巷道掘進(jìn)機(jī)對(duì)于切割面的截割方式可劃分為兩種：全斷面掘進(jìn)機(jī)和部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)（如圖 1.1 所示）。
圖 1.1 懸臂式掘進(jìn)機(jī)
隧道掘進(jìn)機(jī)，又稱(chēng)連續(xù)式掘進(jìn)機(jī)，它的工作機(jī)構(gòu)是通過(guò)一系列的切割機(jī)或圓盤(pán)和錐刀合成。在平行于工作平面的表面中心線旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)內(nèi)的機(jī)器一起工作。隧道掘進(jìn)機(jī)功率容量大，在整個(gè)過(guò)程中連續(xù)的工作，破碎的煤炭生產(chǎn)能力很高，因此，合理地分布在切削刀具上的壓力均勻，硬盤(pán)機(jī)的控制系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，利于獨(dú)立的工作。但是全斷面掘進(jìn)機(jī)也存在一些缺點(diǎn)[3][4]：
(1) 為了對(duì)不同規(guī)格的隧道進(jìn)行隧道施工，由于隧道斷面尺寸和形狀的不好，所以需要進(jìn)行輔助破碎機(jī)構(gòu)的安裝；
(2) 掘進(jìn)半煤巖巷道時(shí)，煤、巖不能分別截割；
(3) 由于巨大的圓盤(pán)式工作機(jī)構(gòu)的尺寸，很難進(jìn)入工件表面檢查，維修和更換的工具，必要時(shí)還要離開(kāi)工作面；
(4) 作業(yè)線較高的投資，對(duì)軌道線路、隧道、地質(zhì)的適應(yīng)性差；由于該機(jī)床的使用缺陷，大大阻礙了機(jī)床的使用，因?yàn)槭褂萌婢蜻M(jìn)機(jī)的成本很高。
大多數(shù)的隧道掘進(jìn)機(jī)，又稱(chēng)循環(huán)式隧道掘進(jìn)機(jī)。本設(shè)備只可同時(shí)切割工作面的一部分，要切割整個(gè)巖層，必須要連續(xù)多次的工作才能完成完整面的切割。懸臂式掘進(jìn)機(jī)也叫做部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，可以在工作面上，下，左和右的自由擺動(dòng)和截割頭旋轉(zhuǎn)，可以是任何形式的懸臂安裝切片。根據(jù)不同形式的刀頭，也可以是縱軸式掘進(jìn)機(jī)和橫軸式掘進(jìn)機(jī)。上述掘進(jìn)機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)[5][6][7]：
(1) 掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖速度快，提高了安全性，質(zhì)量和生產(chǎn)操作；如果支護(hù)作業(yè)的工作后，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖，可以完成運(yùn)輸?shù)确矫妫矢?，而且是在掘進(jìn)機(jī)破巖隧道開(kāi)挖和挖掘煤炭，煤巖周?chē)饣?