【毕业论文】大断面硬煤岩掘进机总体结构及装运机构毕业设计说明书

图液压缸简图由图可知，当活塞靠近钢盖时，活塞杆的外伸部分最长，稳定性越差。

此外，根据钢体的固定方式及其对活塞杆的约束情况，活塞杆可以近似看作是两端铰接，其长度因数为柔度计算根据截面的惯性半径公式得活塞杆柔性系数式中，为长度折算系数，对于两端铰接约束方式般取为有效计算长度。

因为，所以活塞杆属于粗短杆，又称为小柔度杆。

实验证明，它的破坏与试稳现象无关，应按强度问题处理。

活塞杆强度验算当时，活塞杆的验算按短行程液压的活塞杆验算，短行程液压缸的活塞杆，在工作中主要受轴向压缩或拉伸载荷，故可近似地按中心受压或受拉进行强度验算，即式中，活塞杆直径空心活塞杆直径，对于实心活塞杆液压缸最大推力或拉力活塞杆的压或拉应力活塞杆的许用压力，，其中为材料的屈服极限，为安全系数，通常取。

高威大断面硬煤岩掘进机总体方案及装运机构设计即活塞杆的强度满足强度要求。

液压缸连接零件的强度计算对于重要的液压缸，它的各部分连接零件都应进行强度计算。

缸筒焊缝的强度计算焊缝的应力及强度条件为式中，液压缸最大推力缸筒外径焊缝内径焊接效率，取焊缝的许用应力。

，为焊条的抗拉强度，当焊条采用焊条时取安全系数。

即焊缝的应力强度条件满足要求。

销轴连接计算销轴通常是双面受剪，为此其直径为式中，液压缸输出的最大推力销轴材料的许用应力此销轴所选的材料为，，销轴的长度，应根据结构及耳环宽度来确定，般取。

缸盖卡环连接的强度计算缸筒与缸盖为卡环连接时，卡环的剪切应力和强度条件为式中，系统的工作压力缸筒直径卡环厚度卡环材料的许用剪应力。

当采用号钢调质处理时，取。

即故卡环材料的挤压应力和强度条件为式中，卡环宽度之半卡环许用挤压应力。

对于号钢，。

即故密封导向和防尘装置的选择密封装置是液压缸和其他液压元件不可缺少的部分，其作用是防止泄漏包括内漏和外漏防止灰尘杂质水分等污染物从外部侵入。

通常液压缸和其他液压元件及系统的工作性能效率和可靠性都与密封装置的结构性能有关，因此，正确选择密封元件和确定合理的结构是非常重要的。

对密封装置的基本要求是在工作压力下密封效果好，且摩擦阻力和泄漏量少在使用范围内的耐摩性耐油性和抗腐蚀性能好，密封元件表面不高威大断面硬煤岩掘进机总体方案及装运机构设计易损坏且寿命长结构简单使用安装维修方便。

密封装置的类型根据运动状况，密封装置分为静密封与动密封，动密封又有往复运动和旋转运动密封而根据密封原理，密封装置分为间隙密封和接触密封两大类。

间隙密封间隙密封是依靠相对运动的元件间的微小间隙实现密封的，本身并没有专门的密封元件，如阀芯与阀套柱塞与柱塞缸的平面间隙密封等。

密封性能与间隙大小压力差配合面长度宽度或加工精度有关。

接触密封在密封配合表面间加入弹性元件而实现的密封称为接触密封。

这种密封效果好能在较大的压力和温度范围内可靠地工作，是使用最广泛的密封装置，常用的有性密封圈和各种唇性密封圈以及活塞环等。

活塞与缸筒和活塞杆间的密封装置本设计的活塞与缸筒的密封装置采用派克汉尼汾有限公司生产的型密封圈和型导向环。

型双作用密封圈由个橡胶元件两个挡圈和两个导向环组成。

优点导向和密封功能是由密封元件本身在极小的空间内实现的。

适用于矿物油，和抗燃液压油最高温在中使用。

安装简单简单长度短整体活塞安装。

密封元件的特殊几何形状使得安装时不会在沟槽中扭曲。

型导向环为开口式，容易安装。

耐磨性好，适用于活塞和活塞杆的导向。

采用这类导向环可简化活塞和缸头的设计。

优点安装时可简单快速地扣紧而无需辅助工具使滑动面无金属接触，因而可减少金属零件的损坏。

有减震的作用。

与热塑性材料相比，径向负荷承载能力提高。

在润滑不足的情况下有极好的应急工作条件。

有精确的公差和尺寸精度。

结论对掘进机的样机设计，我国积累了多年的设计经验，形成了套自己的设计方法。

无论国外还是国内的设计制造商，在其整个设计过程中普遍注意了以下几个方面是便于维护检修，拆装方便二是便于操作三是必须的故障检查诊断四是必须保证液压系统管路和油箱的清洁度。

截割机构的输出主轴和装载机构的输出立轴和中间刮板输送机底轴的密封都采用浮动密封，不仅实际使用效果好，几乎无须维护检修。

减速箱中采用的滚动轴承，设计寿命与齿轮的寿命等同。

掘进机的作业条件差，巷道中的空气污染严重，为保证其液压系统油液的清洁程度对液压系统减少故障率提高工作的可靠性是至关重要的。

为满足掘进机的长距离调动，在行驶过程中不可能为液压系统及其电动机提供冷却水进行冷却，所以油箱尽可能选得大些，电动机选用风冷式较为符合实际工况。

液压管路特别是高压胶管，在敷设连接时定要安装牢固可靠，以免由于掘进机的强烈振动将其摩擦损伤，致使胶管提早破坏甚至爆裂。

便宜质量较高的齿轮泵，工作压力应为其额定压力的倍。

截割部回转轴承和截割头法兰连接螺栓强度等级不应低于级，精度不低于级，锁紧力矩的预紧力应保证达到材料屈服极限的倍。

截割悬臂法兰联接螺拴推荐使用防松措施不宜用防松胶。

切割中等硬度以下的煤岩，截齿的硬质合金直径不应小于而切割中硬度硬岩时，这样可以降低截齿的损耗率。

截割机构的升降和摆动液压缸掘进机稳定器液压缸，它们承受着截割过程中的截割反作用力的冲击，压力的波动峰值远远高于正常压力。

所以对这几组液压缸的耐压试验应高于其他机构的液压缸，试验压力应为额定压力的倍。

要保证机器的正常工作，定期维检是最基本的。

采用工矿监控技术及时发现隐患或将要发生的故障点，就会大量减少维检时间。

如在压力管路上安设过建器阻塞显示装置，液压回路上设置测压点，直接测量回路的工作状况。

采用油样采集点采样可对齿轮箱和液压系统中的油液状况实行定期监控监测装置的传感器可对过滤器压力回路的状况提供电信号，尽早进行维检。

对油箱的油温油位实行遥控显示，并及时做出报普。

操纵系统应具备司机位置手动操作方式和离机遥控操纵两种方式，以提高司机操作的灵活性和机动性。

掘进机现代设计涵盖的范畴很广，涉及的具体内容也较多。

本文论述了这方面所涉及的主要内容，为我们设计掘进机提供些参考信息，以开阔我们的设计思路和积累这方面的先进经验用以提高我们的设计水平。

高威大断面硬煤岩掘进机总体方案及装运机构设计致谢本设计在导师李贵轩教授的指导和严格要求下已完成，从课题选择方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着李导师的心血和汗水，在四年的本科学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。

在此向导师表示深深的感谢和崇高的敬意。

参考文献周松林王民掘进机械化成套设备选型手册上煤炭工业出版社李贵轩掘进机械设计阜新矿业出版社煤炭工业部生产司开拓处组织编写掘进机选型手册煤炭工业出版社液压传动手册机械设计手册机械设计手册编委会王彗液压传动东北大学出版社王永岩理论力学煤炭工业出版社单辉祖材料力学教程高等教育出版社马壮，赵越超，孟繁盛机械工程材料湖南科学技术出版社李风平，张士庆，苏猛，屈振生机械图学东北大学出版社李贵轩设计方法学世界图书出版公司，目录前言掘进机总体设计使用条件结构设计工作机构的型式选择装载机构的型式选择输送机构的型式选择转载机构的型式选择行走机构的型式选择除尘装置的型式选择对上述个部分进行选用运用黑箱法技术经济评价绘制强度图绘制断面图总体参数的确定机型大小总体布置掘进机的通过性装运机构设计设计要求铲板组成星轮结构尺寸确定运输机设计铲板升降油缸的设计铲板升降液压缸类型的选择基本参数的确定工作负载的确定工作压力的确定工作速度和速比的确定液压缸内径确定最大工作行程和最小导向长度的确定活塞宽度和隔离套的选用液压缸的推力和拉力缸底厚度的计算缸筒壁厚缸筒壁厚的强度验算外径的选择液压缸稳定性和活塞杆强度验算液压缸稳定性验算活塞杆的计算简图高威大断面硬煤岩掘进机总体方案及装运机构设计柔度计算活塞杆强度验算液压缸连接零件的强度计算缸盖卡环连接的强度计算密封导向和防尘装置的选择结论摘要研究目的掘进机有传统的钻暴法相比，具有以下优点能够保证巷道的稳定性。

掘进速度快。

减少巷道的超控量和不必要的工程量。

减少岩石冒落及瓦斯的突然涌出，利与安全生产和通风管理。

改善劳动条件，减少笨重的体力劳动，效率提高。

使用掘进机不但可以提高巷道的掘进速度，而且还可以研究巷道掘进技术，改善工艺和劳动组织，逐步实现巷道掘进过程的综合机械化。

改善劳动条件，减少笨重的体力劳动，效率提高设计方法首先进行总体设计，部分端面掘进机主要由截割机构，行走机构，装载机构，液压系统，操纵控制系统。

各个机构提供两套方案，针对用户的提供的使用条件，经济性，从中选套好的掘进机设计要遵循如下原则，工作机构的运动学参数，动力学参数，结构形状以及掘进机的其他组成部分的结构形状和技术参数等，均随着煤岩的不同特点而异。

必须量体裁衣。

从截齿到动力机，从截齿开始计算掘进机所需要的各种动力源的能力，并运用到设计时间中。

动态设计原则。

将运用优化设计方法，有限元设计方法，摸台分析设计方法，试验设计方法。

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获得良好的技术经济效果。

我国掘进机研制工作起步并不晚，七五期间曾取得过较好的成果，可是在发展过程中，现有产品与国际相比尚有很大差距设计中是通过绘制整机布置草图来控制各部分的主要尺寸和相互位置，原则如下保证各部件，零件间协调工作，运行可靠，有足够的强度和刚度，结构紧凑，外型美观，整体稳定性好，生产效率高，传动损失小，便于操