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纵轴式掘进机总体方案设计及其装载机构设计论文.doc
1、载机构的力学分析，介绍了星轮装载机构的星轮结构星轮转速及装载功率的确定方法，为设计研究提供理论依据。装载机构是掘进机的主要工作机构之，其性能直接影响着整机的生产能力。掘进机装载部分主要由铲板体驱动装置和升降油缸等组成。装载机构的作用是将截割机构破落下来的煤岩收集装载到中间刮板输送机上，然后经后部转载设备卸载。装载机构的设计要与整机相匹配，设计要求为装载机构的生产率应大于截割机构的生产率装载铲板的宽度应大于行走履带的宽度，铲板应能升降，且装载铲板的前沿应呈切刀形状，以减少铲板插入阻力执行机构的设计要做到尽量增大装载面积，提高载效果，行星式装载机构，要减少星轮插入阻力，使装载机构具有最佳的运动特性和动力特性。掘进机是由部件组成的有机整体其整体性能不仅取决于每个部件的好坏更主要是取决与各个部件间的相互协调，所以掘进机总体设计对整机的性能起决定作用。总体结构方案设计.工作机构型式选择部分断面掘进机的工作机构有截链式圆盘铣削式和悬臂截割式。因为悬臂截割式掘进机具有机体灵活性。，其中型掘进机已形成了轻中重型硬岩系列化，拥有种机型个品种。已经走入世界先进行列。但是我国的掘进机也存在许多缺点和不足产品设计水平偏低目前国内应用最多的几种机型中和是国外七十年代研制的产品，除切割硬度偏低之外，内喷雾系统及防碰撞装置实际上不起作用，许多电气保护工作不可靠，普遍存在用户甩保护现象，电控系统抗振性差。国内自行研制的机型如系列等结构比较杂乱，体积庞大，总体设计造型很差。新近研制的等较多地吸收了国外八十年代产品的技术，总体设计水平有很大提高，主要表现为结构紧凑造型简洁重心降低，选用外购元件性能及质量有较大幅度提高，安全保护更为完善，代表了我国掘进机最新技术水平。但与国外新型掘进机相比，仍存在约年的差距。技术引进缺少创新我国引进技术生产的机型生产多年改进不大，尤其是不能结合我国制造使用水平进行改进，逐渐暴露出许多缺点。制造质量较差国产掘进机在使用中普遍存在联接螺栓易松动或断裂液压系统泄漏严重机电保护装置易失灵以及溜槽齿座等耐磨性差的现象。特别是引进技术生产的。
2、掘进机在技术指标与经济合理性方面结合得较好，近几年来销售势头看好。综合机械化采煤比打炮和普采效率大大提高，因而回采速度大大加快。这样就要求回采准备巷道的掘进速度也必须加快，否则会影响综合开采能力的发挥。煤和半煤岩巷掘进机，正是在综采普遍推广，对掘进要求越来越高的情况下诞生和发展起来的。利用煤和半煤岩巷掘进机掘进，后接皮带输送机或刮板输送机运输，称为综合掘进机械化，简称综掘。综掘和综采配套，可使采煤工艺大大改进，使矿井机械化迈上新台阶除从国外引进些煤和半煤岩巷道掘进机外，我国年代已能生产，等型号的煤和半煤岩巷掘进机，年又研制成功并批量生产型掘进机，性能比型有很大提高。年又在型基础上又作了部分改进，称为型，年初通过鉴定。根据适用单位反映，型是种成功的国产煤巷和半煤岩巷掘进机，主要性能指标不低于国外同类产品水平。现在国内的掘进机以佳木斯煤机厂为代表，该厂在型掘进机的基础上，近几年连续开发出具有国际同类产品先进技术和国内领先技术水平并具有自主知识产权的“大力士”牌多种机型。技术，其突出表现为简化机械结构采用降额设计。在齿轮传动机械联接及液压传动方面尽量减少串联系统，有的地方以嵌装式结构代替螺栓组结构。既简化了结构，又大大提高了可靠性。国外新型掘进机均配备有完善的工况监测和故障诊断系统，从而可早期发现故障，快速排出故障，大大减少停机时间。有些重型掘进机还可配置自动控制系统，可以使机器的生产率提高左右，还可以保证切割机构的负载平稳，避免由于人工操作不当引起的尖峰负荷，从而延长机器的使用寿命约。我国于年开始掘进机的研制工作，最初是仿苏联产品，机身轻功率小性能差，未广泛应用。八十年代与国外公司合作制造了及型掘进机，这两种机型现已成为国内市场主导产品。同时，国产掘进机研制步伐也在加快，先后研制出等机型。其中得到较大规模的应用。上述产品主要适用于煤巷掘进，对于硬煤及半煤岩巷道适应性差，机器振动过大，故障率高。进入九十年代后，发展重点转向半煤岩巷道掘进机。先后研制了等机型，机重为，切割功率达。同时，机重的煤巷掘进机也在改进提高，由系列发展创新的型。
3、拢，就能调节装载宽度，但结构复杂。环形刮板链式装载机构制造筒单，但由于单向装载，在装载边易形成煤岩堆积，从而会造成卡链和断链。同时，由于刮板链易磨损，功率消耗大，使用效果较差。螺旋式。是横轴式掘进机上使用的种装载机构，它利用左右两个截割头上旋向相反的螺旋叶片将煤岩向中间推入输送机构。由于头体形状的缺点，这种机构目前使用很少。耙爪式。是利用对交替动作的耙爪来不断地耙取物料并装入转载运输机构。这种方式结构简单工作可靠外形尺寸小装载效果好，目前应用很普遍。但这种装载机构宽度受限制，为扩大装载宽度，可使铲板连同整个耙爪机构起水平摆动，或设计成双耙爪机构，以扩大装载范围。星轮式。该种机构比耙爪式简单强度高工作可靠，但装大块物料的能力较差。通常，应选择耙爪式装载机构，但考虑装载宽度问题，可选择双耙爪机构，也可设计成耙爪与星轮可互换的装载机构。装载机构可以采用电动机驱动，也可用液压马达驱动。但考虑工作环境潮湿有泥水，选用液压马达驱动为好。装载部是由铲板本体侧铲板铲板驱动装置从动。载机构的力学分析，介绍了星轮装载机构的星轮结构星轮转速及装载功率的确定方法，为设计研究提供理论依据。装载机构是掘进机的主要工作机构之，其性能直接影响着整机的生产能力。掘进机装载部分主要由铲板体驱动装置和升降油缸等组成。装载机构的作用是将截割机构破落下来的煤岩收集装载到中间刮板输送机上，然后经后部转载设备卸载。装载机构的设计要与整机相匹配，设计要求为装载机构的生产率应大于截割机构的生产率装载铲板的宽度应大于行走履带的宽度，铲板应能升降，且装载铲板的前沿应呈切刀形状，以减少铲板插入阻力执行机构的设计要做到尽量增大装载面积，提高载效果，行星式装载机构，要减少星轮插入阻力，使装载机构具有最佳的运动特性和动力特性。掘进机是由部件组成的有机整体其整体性能不仅取决于每个部件的好坏更主要是取决与各个部件间的相互协调，所以掘进机总体设计对整机的性能起决定作用。总体结构方案设计.工作机构型式选择部分断面掘进机的工作机构有截链式圆盘铣削式和悬臂截割式。因为悬臂截割式掘进机具有机体灵活性。
4、器可掘断面伸缩量悬臂长度和摆角生产率.截割生产率.装载生产率装载机构生产能力确定星轮结构尺寸确定中间输送机生产率掘进机的通过性.离地最小间隙.可通过巷道最小半径.适应巷道坡度纵轴式悬臂掘进机装载机构设计.铲板体结构.驱动装置.装载机构设计装载机构生产能力确定星轮结构尺寸确定星轮转速确定装载功率确定结语致谢参考文献附录附录前言纵轴式悬臂掘进机总体设计的任务是，根据掘进机的用途作业情况及制造条件，合理选择机型，确定性能参数整机尺寸及各部分的结构型式，并进行整体布置，以实现整机的各项性能指标。设计台纵轴式掘进机并重点设计其装载机构。为了采煤，井下需要开凿各种巷道。巷道的开凿称为掘进。掘进要超前回采，否则会造成失调，严重影响原煤的生产。巷道按地质构成分岩巷半煤岩巷和煤巷三种。巷道掘进的速度和质量以及工人的劳动强度，与掘进机械化程度有很大关系。而掘进机是实现掘进机械化的关键。使用掘进机，就可以取消打眼放炮，次完成破碎装载的全部工序。因此，国内外都非常重视掘进机的研制和应用。。掘进机在技术指标与经济合理性方面结合得较好，近几年来销售势头看好。综合机械化采煤比打炮和普采效率大大提高，因而回采速度大大加快。这样就要求回采准备巷道的掘进速度也必须加快，否则会影响综合开采能力的发挥。煤和半煤岩巷掘进机，正是在综采普遍推广，对掘进要求越来越高的情况下诞生和发展起来的。利用煤和半煤岩巷掘进机掘进，后接皮带输送机或刮板输送机运输，称为综合掘进机械化，简称综掘。综掘和综采配套，可使采煤工艺大大改进，使矿井机械化迈上新台阶除从国外引进些煤和半煤岩巷道掘进机外，我国年代已能生产，等型号的煤和半煤岩巷掘进机，年又研制成功并批量生产型掘进机，性能比型有很大提高。年又在型基础上又作了部分改进，称为型，年初通过鉴定。根据适用单位反映，型是种成功的国产煤巷和半煤岩巷掘进机，主要性能指标不低于国外同类产品水平。现在国内的掘进机以佳木斯煤机厂为代表，该厂在型掘进机的基础上，近几年连续开发出具有国际同类产品先进技术和国内领先技术水平并具有自主知识产权的“大力士”牌多种机型。
5、进机，因部分元部件质量较差影响整机性能，有些液压电气元件寿命比国外进口件差很多，形成强烈对比。配套设备不足配套设备不足主要表现在支护转载辅助材料运输及通风除尘等方面。如支护方面尚无适用的架棚机，运输方面缺少转载机，通风除尘缺少风机等。总体设计是机械产品设计过程中的重要内容和主要环节，它是在方案设计之后紧接着进行的设计工作。悬臂纵轴式掘进机以下简称掘进机的总体设计对整机性能的优劣起着决定性的作用，并决定了各总成系统各部件之间的协调性，统性和匹配关系，从而获得总体的高端性能和较好的技术经济效益。掘进机的总体设计，主要包括以下内容据设计任务书选择机型及各部件结构型式。定整机的主要技术性能参数，包括尺寸参数重量参数运动参数和技术经济指标。按照总体设计的性能要求，确定整机系统的组成及它们之间的匹配性以及各个部件的主要技术参数。进行必要的总体计算，并绘制液压电控系统图等。掘进机的装载机构设计是对掘进机装载机构的铲板体驱动装置及其执行机构的形式及结构进行了设计研究，通过对星轮装。悬臂式巷道掘进机具有掘进速度快，巷道成形好，便于与其它设备配套组成综掘作业线以及成本较为合理等优点，因而应用广泛。近年来掘进机不仅广泛用于煤及软岩巷道的掘进，在中等硬度的半煤岩巷道掘进中也获得良好的技术经济效果。国外的些重型掘进机已能切割抗压强度达的硬岩。据统计，目前国外各主要产煤国采用掘进机掘进的巷道占采准巷道的以上。而我国综掘比率为左右，与国外先进水平相比尚存在很大差距，与我国煤炭生产的需要，特别是现代化高产高效矿井建设的需要也是极不相适应的，因此，我国掘进机的研制开发以及推广应用，还需作大量工作。掘进机经历了切割软煤硬煤及半煤岩的过程。近期些重型掘进机已能切割硬岩。据报道，日本成功地使用型掘进机掘进全岩巷引水隧道，岩石硬度高达。目前最大的型掘进机重达，切割功率可达，定位切割断面可达.。以先进的制造技术为基础，从原材料质量到零部件的加工精度都能严格控制，又有优越的国际协作条件，选购外购外协件的范围宽广，有效地保证了主机的质量水平。此外，近年来广泛地采用了可靠性。
6、，其中型掘进机已形成了轻中重型硬岩系列化，拥有种机型个品种。已经走入世界先进行列。但是我国的掘进机也存在许多缺点和不足产品设计水平偏低目前国内应用最多的几种机型中和是国外七十年代研制的产品，除切割硬度偏低之外，内喷雾系统及防碰撞装置实际上不起作用，许多电气保护工作不可靠，普遍存在用户甩保护现象，电控系统抗振性差。国内自行研制的机型如系列等结构比较杂乱，体积庞大，总体设计造型很差。新近研制的等较多地吸收了国外八十年代产品的技术，总体设计水平有很大提高，主要表现为结构紧凑造型简洁重心降低，选用外购元件性能及质量有较大幅度提高，安全保护更为完善，代表了我国掘进机最新技术水平。但与国外新型掘进机相比，仍存在约年的差距。技术引进缺少创新我国引进技术生产的机型生产多年改进不大，尤其是不能结合我国制造使用水平进行改进，逐渐暴露出许多缺点。制造质量较差国产掘进机在使用中普遍存在联接螺栓易松动或断裂液压系统泄漏严重机电保护装置易失灵以及溜槽齿座等耐磨性差的现象。特别是引进技术生产的。，体积较小，可决各种形状和断面的巷道，并能实现煤岩分掘，截割效果较好，掘进速度较高的优点，是当前煤和半煤岩巷掘进机的种基本形式。所以部分断面掘进机的工作机构现在主要采用悬臂式。截割头按布置方式，可以分为纵轴式和横轴式两种。纵轴式的优点是传动方便，有利于采用内伸缩悬臂，结构布置较紧凑，若接割头和悬臂的集合参数合理选取，可获得较平整的巷道断面，可截割任意形状的断面梯形拱形矩形，可挖柱窝或挖水沟。这种工作的机构的缺点是横向截割煤岩反作用力不通过机器中心，而与悬臂形成较大的力矩，使机器产生较大的震动，稳定性较差，特别是机重较小的掘进机。因此，在抗压强度较小的煤岩中掘进时，需加大机身的重量或装设辅助支撑装置。目前这种截割头在部分断面掘进机中使用较多。.装载机构类型选择装载机构的有以下种形式双环刮板链式螺旋式装载机构蟹爪式装载机构和星轮式。单双环形刮板链式。单环形是利用组环形刮板链直接将煤岩装到机体后面的转载机上。双环形是由两排并列转向相反的刮板链组成。若刮板链能左右张开或收。
7、悬臂式巷道掘进机具有掘进速度快，巷道成形好，便于与其它设备配套组成综掘作业线以及成本较为合理等优点，因而应用广泛。近年来掘进机不仅广泛用于煤及软岩巷道的掘进，在中等硬度的半煤岩巷道掘进中也获得良好的技术经济效果。国外的些重型掘进机已能切割抗压强度达的硬岩。据统计，目前国外各主要产煤国采用掘进机掘进的巷道占采准巷道的以上。而我国综掘比率为左右，与国外先进水平相比尚存在很大差距，与我国煤炭生产的需要，特别是现代化高产高效矿井建设的需要也是极不相适应的，因此，我国掘进机的研制开发以及推广应用，还需作大量工作。掘进机经历了切割软煤硬煤及半煤岩的过程。近期些重型掘进机已能切割硬岩。据报道，日本成功地使用型掘进机掘进全岩巷引水隧道，岩石硬度高达。目前最大的型掘进机重达，切割功率可达，定位切割断面可达.。以先进的制造技术为基础，从原材料质量到零部件的加工精度都能严格控制，又有优越的国际协作条件，选购外购外协件的范围宽广，有效地保证了主机的质量水平。此外，近年来广泛地采用了可靠性。轮装置等组成。通过两个液压马达带动星轮，把截割下来的物料装到刮板运输机内的装置。本掘进机采用弧形三齿星轮式装载，装载部是用两个液压马达驱动星轮实现耙装运动，通过多路手动换向阀分别向两个排量为的液压马达供油，确保星轮工作基本上平稳致。.输送机构形式选择部分断面掘进机多采用刮板链式输送机构。输送机构般是由机尾向机头方向倾斜向上布置的。输送机构有以机头轴为主动轴的，由设置在机头的电动机或油马达，通过减速装置驱动机头轴运转，有的机型海同时以机尾从动轴间接地带动装载机构工作。有的掘进机以机尾轴为主动轴，设置在机尾的电动机，通过减速装置驱动装载机构工作，间接地从输送机构的机尾为主动轴，带动刮板输送式输送机工作，输送机构则不单独设置减速装置。所以本机采用刮板输送机位于机器中部，前端铰接于铲板上，后部托在机架上，刮板输送机为双边链刮板式。由液压马达驱动，主要由机前部机后部驱动装置脱链器等组成。链条张紧装置采用油缸张紧方式。.转运机构形式选择纵轴式掘进机掘进工作面的作业线配套方式有。
8、技术，其突出表现为简化机械结构采用降额设计。在齿轮传动机械联接及液压传动方面尽量减少串联系统，有的地方以嵌装式结构代替螺栓组结构。既简化了结构，又大大提高了可靠性。国外新型掘进机均配备有完善的工况监测和故障诊断系统，从而可早期发现故障，快速排出故障，大大减少停机时间。有些重型掘进机还可配置自动控制系统，可以使机器的生产率提高左右，还可以保证切割机构的负载平稳，避免由于人工操作不当引起的尖峰负荷，从而延长机器的使用寿命约。我国于年开始掘进机的研制工作，最初是仿苏联产品，机身轻功率小性能差，未广泛应用。八十年代与国外公司合作制造了及型掘进机，这两种机型现已成为国内市场主导产品。同时，国产掘进机研制步伐也在加快，先后研制出等机型。其中得到较大规模的应用。上述产品主要适用于煤巷掘进，对于硬煤及半煤岩巷道适应性差，机器振动过大，故障率高。进入九十年代后，发展重点转向半煤岩巷道掘进机。先后研制了等机型，机重为，切割功率达。同时，机重的煤巷掘进机也在改进提高，由系列发展创新的型。器可掘断面伸缩量悬臂长度和摆角生产率.截割生产率.装载生产率装载机构生产能力确定星轮结构尺寸确定中间输送机生产率掘进机的通过性.离地最小间隙.可通过巷道最小半径.适应巷道坡度纵轴式悬臂掘进机装载机构设计.铲板体结构.驱动装置.装载机构设计装载机构生产能力确定星轮结构尺寸确定星轮转速确定装载功率确定结语致谢参考文献附录附录前言纵轴式悬臂掘进机总体设计的任务是，根据掘进机的用途作业情况及制造条件，合理选择机型，确定性能参数整机尺寸及各部分的结构型式，并进行整体布置，以实现整机的各项性能指标。设计台纵轴式掘进机并重点设计其装载机构。为了采煤，井下需要开凿各种巷道。巷道的开凿称为掘进。掘进要超前回采，否则会造成失调，严重影响原煤的生产。巷道按地质构成分岩巷半煤岩巷和煤巷三种。巷道掘进的速度和质量以及工人的劳动强度，与掘进机械化程度有很大关系。而掘进机是实现掘进机械化的关键。使用掘进机，就可以取消打眼放炮，次完成破碎装载的全部工序。因此，国内外都非常重视掘进机的研制和应用。。
9、，体积较小，可决各种形状和断面的巷道，并能实现煤岩分掘，截割效果较好，掘进速度较高的优点，是当前煤和半煤岩巷掘进机的种基本形式。所以部分断面掘进机的工作机构现在主要采用悬臂式。截割头按布置方式，可以分为纵轴式和横轴式两种。纵轴式的优点是传动方便，有利于采用内伸缩悬臂，结构布置较紧凑，若接割头和悬臂的集合参数合理选取，可获得较平整的巷道断面，可截割任意形状的断面梯形拱形矩形，可挖柱窝或挖水沟。这种工作的机构的缺点是横向截割煤岩反作用力不通过机器中心，而与悬臂形成较大的力矩，使机器产生较大的震动，稳定性较差，特别是机重较小的掘进机。因此，在抗压强度较小的煤岩中掘进时，需加大机身的重量或装设辅助支撑装置。目前这种截割头在部分断面掘进机中使用较多。.装载机构类型选择装载机构的有以下种形式双环刮板链式螺旋式装载机构蟹爪式装载机构和星轮式。单双环形刮板链式。单环形是利用组环形刮板链直接将煤岩装到机体后面的转载机上。双环形是由两排并列转向相反的刮板链组成。若刮板链能左右张开或收 。进机，因部分元部件质量较差影响整机性能，有些液压电气元件寿命比国外进口件差很多，形成强烈对比。配套设备不足配套设备不足主要表现在支护转载辅助材料运输及通风除尘等方面。如支护方面尚无适用的架棚机，运输方面缺少转载机，通风除尘缺少风机等。总体设计是机械产品设计过程中的重要内容和主要环节，它是在方案设计之后紧接着进行的设计工作。悬臂纵轴式掘进机以下简称掘进机的总体设计对整机性能的优劣起着决定性的作用，并决定了各总成系统各部件之间的协调性，统性和匹配关系，从而获得总体的高端性能和较好的技术经济效益。掘进机的总体设计，主要包括以下内容据设计任务书选择机型及各部件结构型式。定整机的主要技术性能参数，包括尺寸参数重量参数运动参数和技术经济指标。按照总体设计的性能要求，确定整机系统的组成及它们之间的匹配性以及各个部件的主要技术参数。进行必要的总体计算，并绘制液压电控系统图等。掘进机的装载机构设计是对掘进机装载机构的铲板体驱动装置及其执行机构的形式及结构进行了设计研究，通过对星轮装。
10、轮装置等组成。通过两个液压马达带动星轮，把截割下来的物料装到刮板运输机内的装置。本掘进机采用弧形三齿星轮式装载，装载部是用两个液压马达驱动星轮实现耙装运动，通过多路手动换向阀分别向两个排量为的液压马达供油，确保星轮工作基本上平稳致。.输送机构形式选择部分断面掘进机多采用刮板链式输送机构。输送机构般是由机尾向机头方向倾斜向上布置的。输送机构有以机头轴为主动轴的，由设置在机头的电动机或油马达，通过减速装置驱动机头轴运转，有的机型海同时以机尾从动轴间接地带动装载机构工作。有的掘进机以机尾轴为主动轴，设置在机尾的电动机，通过减速装置驱动装载机构工作，间接地从输送机构的机尾为主动轴，带动刮板输送式输送机工作，输送机构则不单独设置减速装置。所以本机采用刮板输送机位于机器中部，前端铰接于铲板上，后部托在机架上，刮板输送机为双边链刮板式。由液压马达驱动，主要由机前部机后部驱动装置脱链器等组成。链条张紧装置采用油缸张紧方式。.转运机构形式选择纵轴式掘进机掘进工作面的作业线配套方式有。拢，就能调节装载宽度，但结构复杂。环形刮板链式装载机构制造筒单，但由于单向装载，在装载边易形成煤岩堆积，从而会造成卡链和断链。同时，由于刮板链易磨损，功率消耗大，使用效果较差。螺旋式。是横轴式掘进机上使用的种装载机构，它利用左右两个截割头上旋向相反的螺旋叶片将煤岩向中间推入输送机构。由于头体形状的缺点，这种机构目前使用很少。耙爪式。是利用对交替动作的耙爪来不断地耙取物料并装入转载运输机构。这种方式结构简单工作可靠外形尺寸小装载效果好，目前应用很普遍。但这种装载机构宽度受限制，为扩大装载宽度，可使铲板连同整个耙爪机构起水平摆动，或设计成双耙爪机构，以扩大装载范围。星轮式。该种机构比耙爪式简单强度高工作可靠，但装大块物料的能力较差。通常，应选择耙爪式装载机构，但考虑装载宽度问题，可选择双耙爪机构，也可设计成耙爪与星轮可互换的装载机构。装载机构可以采用电动机驱动，也可用液压马达驱动。但考虑工作环境潮湿有泥水，选用液压马达驱动为好。装载部是由铲板本体侧铲板铲板驱动装置从动。
参考资料：
（全套CAD）纵轴式掘进机总体方案设计及其装载机构设计（图纸论文整套）