掘进机毕业设计说明书

掘进机毕业设计说明书内容摘要：

割、装运及行走部的载荷谱，计算机动态仿真方面还处于起步阶段。 整机的可靠性、遥控技术、工况的检测、截割方式、故障的诊断等核心技术方面有待于提高 国内外重型掘进机的发展趋势 结合国内外悬臂式 掘进机的使用情况，可以总结出悬臂式重型掘进机具有以下发展趋势 （ l)研究新型刀具，改善截割 技术。 为了提高掘进机截割岩石的能力，需要对截割刀具进行深入的研究，大量试验表明，制约重型硬岩掘机的主要因素是截齿，截齿的好坏与使用寿命的长短直接影响掘进机的经济性，应努力改善刀具的外形结构，采用新材料，使刀具传递给岩石得力达到最大值。 研究新的截割技术或破岩方法，目前很多国家采用高压水射流辅助切割，这样在掘进机的截割过程中，不但降低了截齿的温度，而且也降低了粉尘的生成量、提高了截齿的截割能力、降低了截齿的消耗。 （ 2)采用矮型化、紧凑化设计，提高工作稳定性和可靠性。 针对掘进机在工作过程中地质条件复杂多变，使截 割机构承受冲击载荷，由于工作臂长度的限制，截割反力比较大，机器工作不稳定。 同时空间小、环境也比较恶劣，对机器的维修也不方便。 7 因此，要采用矮型化、紧凑化的设计、先进的制造技术、完善的维护方式，并在掘进机的两侧增设稳定器，从而提高掘进机的可靠性和稳定性。 （ 3)应用高科技，发展自动控制技术。 采用计算机进行优化设计，完善激光导向、遥控操作、各功率自动调节、截割断面的监控系统和工况检测及故障诊断系统，通过对电压、油压、温差、油液污染等的监测，对机组的运行状况进行监控，保证机器在最佳状态下工作，从而及早发现故障，并尽 快排除，缩短停机时间，从而延长掘进机的使用寿命，提高生产率。 目前，研制全自动无人操作值守掘进机是各国更大的前景目标。 （ 4)发展掘锚机组，实现巷道快速掘进。 传统的掘进机不能满足支护作业与掘进作业的同步，这是制约掘进技术发展的关键，降低了掘进效率。 集切割、装运、行走、锚杆支护、机载、除尘等功能为一体的掘锚机组，既能实现巷道的快速掘进，又能安装锚杆、支护顶板和侧帮，一次成巷大大提高了掘进速度和工作效率所以掘锚机组是实现巷道快速掘进实现高产高效工作面比较理想的作业方式。 EBZ55 型掘进机简介 产品特点及用途 EBZ55 掘进机是集连续切割、装载运输和行走于一体的综合掘进设备，该机适用于煤岩硬度≤ 5 的煤巷或半煤岩巷以及软岩的巷道掘进， 截割岩石最大抗压强度可达50MPa。 该机采用了电气和液压混合传动方式，操作简便、可靠，运转平稳。 机器配有内外喷雾，可有效地抑制截割产生的粉尘，改善工作环境。 EBZ55 掘进机属于悬臂式纵向截割断面的掘进机，有提高机器稳定性的支撑装置，第一运输机和铲板部均采用低速大扭矩液压马达直接驱动，减少故障环节，行走部采用液压马达驱动，刮板链采用弹簧与丝杠组合的涨紧装置， 电气系统采用集成电路控制。 使用环境条件 EBZ55掘进机在下列条件下可正常工作 (1). 海拔不超过 2020m； 8 (2). 环境温度 20℃ ～ +40℃ ； (3). 周围空气相对湿度不大于 90%(+25℃ )； (4). 在有 . 无长期连续漏水的地方； (8). 污染等级： 3级； (9). 安装类别： III类； 瓦斯、煤尘后其他爆炸性气体环境矿井中； (5). 与垂直面的安装斜度不超过 16176。 ； (6). 无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中； 产品型号名称及外形 产品型 号、名称为 EBZ55型掘进机，外形参见图 l。 产品 EBZ55的含义。 1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护板总成 9 图 1 EBZ55 型掘进机 第 2 章 总体设计 总体参数 机 长 机 宽 2m 机 高 地 隙 250mm 截割卧底深度 240mm 接地比压 机 重 总功率 190kW 可经济截割煤岩硬度 ≤60MPa 可掘巷道断面 9～ 18m2 最大可 掘高度 最大可掘宽度 适应巷道坡度 177。 160 机器供电电压 660／ l140V 截割部 电动机 型号 YBUS355 功率 125kW 转速 1470 r/min 截割头 转 速 46 r/min 截齿 镐形 最大摆动角度 上 420 下 3l0 10 左右各 390 掘进机截割部各组成部分设计 截割部 截割部又称工作机构，结构如图 2所示，主要由截割电机、叉形架、二级行星减速器、悬臂段、截割头组成。 1截割头 2悬臂段 3二级行星减速 4齿轮联轴节 5叉形架 6截割电机 7电机护板 截割部为二级行星齿轮传动。 行星减速器结构如图 3所示，由 125kW 的水冷电动机输入动力，经齿轮联 轴节传至二级行星减速器，经悬臂段，将动力传给截割头，从而达到破碎煤岩的目的。 图 2 EBZ55 截割机构 整个截割部通过一个叉形框架、两个销轴铰接于回转台上。 借助安装于截割部和回转台之间的两个升降油缸，以及安装于回转台与机架之间的两个回转油缸，来实现整个截割部的升、降和回转运动，由此截割出任意形状的断面。 11 图 3 二级行星减速器 装载部 装载机构包括装载部件和铲板两部分。 掘进机的装载部件有双环形刮板链式、螺旋式、耙爪式和星轮式等几种，由于受煤岩块度大小等因素的 影响，该执行元件受载荷冲击较大，工作环境恶劣。 目前通常采用两种装载方式 :即星轮式和蟹爪式。 蟹爪式装载机构是普遍采用的一种型式，属于四连杆机构，其基本形式有曲柄、摇杆和曲柄导杆机构，左右两蟹爪以 180176。 的相位交替工作，两者尖端的运动轨迹为双腰形曲线。 本次设计是采用的铲板。 如图 所示： 装载部安装于机器的前端。 通过一对销轴和铲板的左右升降油缸铰接于主机架上， 12 在铲板油缸的作用下，铲板绕销轴上下摆动。 当机器截割煤岩时，应使铲板前端紧贴底板，以增加机器的截割稳定行。 图 刮板输送机 刮板输送机结构如图 ，主要由机前部、机后部、驱动装置、边双链刮板、张紧装置和脱链器等组成。 是一种有挠性牵引机构的连续运输机械。 图 刮板输送机结构 刮板输送机位于机器中部，前端与主机架和铲板铰接，后部托在机架上。 机架在该处设有可拆装的垫片，根据需要，刮板输送机后部可垫高，增加刮板输送机的卸载高度。 13 刮板输送机适用于煤炭倾斜角不超过 25176。 的才没工作面，但对于以兼作采煤机运行轨道与机组配合 的刮板输送机，当工作面倾斜角超过 10176。 时，要采取防滑措施，在采煤工作面的下顺和联络眼，也可以使用刮板输送机。 行走部 履带行走部是悬臂式掘进机整机的支承座，用来支承掘进机的自重、承受切割机构在工作过程中所产生的力，并完成掘进机在切割、装运及调动时的移动。 履带行走机构包括左右行走机构、并以掘进机纵向中心线左右对称。 履带行走机构包括导向轮、张紧装置、履带架、支重轮、履带链及驱动装置等部件。 当驱动轮转动时，与驱动轮相啮合的履带有移动的趋势。 但是，因为履带下分支与底板间的附着力大于驱动轮、导向轮和支重轮的 滚动阻力，所以履带不产生滑动，而轮子却沿着铺设的滚道滚动，从而驱动整台掘进机行走。 掘进机履带行走机构的转弯方式一般有 2种： ① 一侧履带驱动，另一侧履带制动； ② 两侧履带同时驱动，但方向相反。 现在设计将支重轮作成和机架一体的结构，这样的结构简单，而且在井下的环境中它比支重轮可靠性能更高。 由于没有了支重轮，所以履带的磨损比较严重，要采用更好的耐磨合金钢。 掘进机部在掘进作业时。 它承受切割机构的反力、倾覆力矩及动载荷。 腰带机构的设计对整机正常运行、通过性能和工作稳定性具有重要作用。 履带机构设计要求：具有良好的爬坡 性能和灵活的转向性能； 两条履带分别驱动，其动力可选用液压马达或电动机；履带应有较小的接近角和离去角。 以减少其运行阻力；要注意合理设计整机重心位置。 使履带不出现零比压现象；履带应有可靠的制动装置，以保证机器在设计的最大坡度工作不会下滑。 其示意图见图 机架和回转台 机架是整个机器的骨架，它承受来自截割、行走和装载的各种载荷。 机器中的各个部件均用螺栓、销轴及止口与机架联接，机架为组焊件。 回转台主要用于支承，联接并实现切割机构的升降和回转运动。 回转台座在机架上，通过大型回转轴承用于止口、 36 个高 强度螺栓与机架相联。 工作时，在回转油缸的作用下，带动切割机构水平摆动。 截割机构的升降是通过回转台支座上左、右耳轴铰接相连的两个升降油缸实现的。 14 图 履带行走机构 液压系统 液压系统是由若干液压元件与管路组合起来能完成一定动作的整体。 液压系统一般由动力机构、操纵机构、执行机构、辅助装置和液压油组成。 动力机构，也就是通常说的主油泵 ,是把机械能传给液体，造成液体压力能的机构。 操纵机构，是控制和调节液压油的压力、流量及方向，以满足机器的工 作性能要求，并实现各种不同工作循环的机构。 常用的液压元件是控制油液的流量、压力、流动方向的流量控制阀、压力控制阀及方向控制阀，以满足系统所要求的运动规律和运动参数。 辅助装置，是为了改善液压系统的工作条件、确保液压系统正常工作所必须的辅助部件 ,包括过滤器、油箱、管路、蓄能器和冷却器等。 执行机构，是把油液的压力能转化为机械运动能，输出到机器工作部件上去的机构。 应用在巷道掘进机液压系统中的执行机构，可分为两类。 一类是具有往复运动的液压缸，通过铰链连结组成摆缸机构；另一类是具有旋转运动的油马达，作为掘进机部分组件的 动力源。 采用这两类执行机构的液压系统，通常称为油泵 油缸系统和油泵 油马达系统。 XK– 15 型巷道掘进机借助于油泵 油缸系 15 统，可实现截割机构的推进、升降和回转运动；装载机构铲板的升降和回转运动；转运机构卸载断的升降和回转运动；机体的支撑起重。 巷道掘进机在井下存在大量煤尘、岩粉和污水的恶劣条件下工作；地质条件复杂多变；工作面的空间很小；掘进机的调动较困难；掘进工作的工序衔接对掘进效率影响很大，所有这些因素，都对巷道掘进机的工作适应性和可靠性提出了较高的要求。 因此巷道掘进机的液压传动系统应满足以下主要要求： 2） 液 压传动系统的工作可靠性要高。 2） 要有灵敏的过载保护装置，以防止掘进机和液压元件的损坏。 2） 要能适应负载变化大的特点，过载能力高。 同时要易于无级调速。 2） 传递功率要大，结构紧凑，重量轻。 2） 控制方式简便集中，便于使用、维护和检修。 掘进机液压系统图如图 所示： 电气系统 电气系统由前级馈电开关、 KXJ250/1140EB 型隔爆兼本质安全型掘进机用电控箱、 CZD14/8 型矿用隔爆型掘进机电控箱用操作箱、 XEFB— 36/150 隔爆型蜂鸣器、DGY— 60/36 型隔爆照明灯、 LA810— 1 型隔爆急停按钮、 KDD2020 型瓦斯断电仪以及驱动掘进机各工作机构的防爆电动机和连接电缆组成。 16 图 掘进机液压系统 第 3 章 截割机构设计 截割头 截割头是掘进机上直接切割破碎煤岩的旋转部件，其形状、尺寸和切齿的排列分布方式对掘进机的工作性能都有很大的影响。 切割头主要由截割头体，旋转叶片和截齿座等组成。 在截齿座里装有截齿，叶片（或头体）上焊有安装内喷雾嘴用的喷嘴座。 截割头体有横轴式和纵轴式两种，本次设计的截割头体为纵轴式截割头体，如图 所示。 纵轴式截割头（图 ）的头体为组焊式结构，在 头体上焊有截齿座和喷嘴座，头体内设有内喷雾水道，截割头通过见与减速器的输出轴相联结。 截割头有球形、球柱形、球锥。