（毕业设计全套）大断面硬煤岩掘进机总体结构及装运机构设计（打包下载）

因为抬起和放下铲板的速度很小这里的惯性力忽略不计，同样静摩擦力也忽略不计。

所以算为了求出铲板液压缸的总阻力，首先需给出铲板的有关尺寸参数，然后对铲板进行受力分析。

铲板自重铲板宽度长度物料的重力铲板的受力如图所示利用静力学列方程.所以图铲板受力分析图工作压力的确定液压缸的工作压力是指作用在活塞杆上克服最大工作负载的液体压力。

根据掘进机的实际情况，工作压力选取工作速度和速比的确定液压缸的工作速度与供液流量和活塞杆的有效作用面积有液压缸缸筒内径和活塞杆直径确定有关。

般情况下，工作机构对液压缸的工作速度是有定要求的，因此工作速度往往是已知量。

即活塞杆伸出速度和回缩速度分别为式中，进液流量容积效率.工作速比液压缸的速比，通常是对双作用单活塞式液压缸而言的，它与液压缸的缸筒内径和活塞杆直径有关。

速比般不宜过大，否则无杆腔回液流速过高而形成很大的背压。

但也不宜过小，否则活塞杆直径相对于缸筒内径太细，稳定性差。

速比的选取可按表选取，工作压力高的液压缸选用较大值活塞杆较粗，工作压力低的则选较小值。

表不同工作压力推荐的速度比工作压力.速比选取工作速比。

式中，机械效率，橡胶密封时取.回油压力，当回油直接通油箱时取液压缸内径确定通过计算所得的活塞杆直径，均需按规定的活塞杆直径尺寸系列圆整，取。

进行圆整取最大工作行程和最小导向长度的确定液压缸最大工作行程，可根据铲板动作要求所决定的液压缸最大和最小极限位置来决定。

铲板水平位置时最大极限位置，铲板抬起时候得出液压缸最小极限位置液压缸最小极限位置。

根据其差值，按规定的液压缸行程系列，向大圆整成标准值，即液压缸的最大工作行程。

即查表选取液压缸的最大工作行程为。

液压缸的最小导向长度，是指当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离，如图所示。

若导向太小，将使液压缸因间隙引起的初始挠度增大，从而影响液压缸的稳定性。

对于般的液压缸，其最小导向长度应满足下式要求式中，液压缸的最大工作行缸筒内径图导向长度般导向套滑动面的长度，在缸筒内径时，取缸筒内径的倍在缸筒内径时，则取活塞杆直径的倍。

即活塞宽度和隔离套的选用为了保证最小导向长度而过分地增大导向套长度和活塞杆宽度都是不适宜的，最好的办法是在导向套与活塞杆之间装隔离套，其长度由所需的最小导向长度决定。

采用隔离套不仅能保证最小导向长度，而且还可以扩大导向套及活塞的通用性。

活塞宽度取缸筒内径的所以。

隔离套。

液压缸的推力和拉力根据液压缸的内径查表选取液压缸的推力为液压缸的拉力.缸底厚度的计算缸筒壁厚根据实际观察得知，液压缸的缸底为平型缸底如图，无孔时其厚度计算公式为式中缸筒内径试验压力工作压力为时，缸底材料的许用应力缸底材料为锻钢，图缸底厚度缸筒壁厚的强度验算材料的许用应力计算式中缸体材料的抗拉强度，缸体材料为，安全系数.般取。

根据缸筒壁厚条件来验算强度式中，系统的工作压力。

由此可见，缸筒壁厚强度可以满足要求.外径的选择根据重型机械用标准液压缸的缸体系列查表根据缸的内径查表选取缸的外径和缸筒壁厚分别为查表取整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如图所示活塞杆，用钢制成，杆径，活塞杆伸出量为最大时液压缸的长，确定活塞杆临界载荷。

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，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。

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。