机械毕业设计1738纵轴式掘进机总体方案设计及其装载机构设计
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机械工程及自动化专业毕业设计指导书(专科)中国矿业大学成人教育学院2010年2月摘要EBZ55型掘进机是一种悬臂式掘进机,主要用于中型煤巷及半煤岩巷的掘进作业。
它结构紧凑、适应性好、机身矮、重心低、操作简单、检修方便。
本设计主要针对掘进机的整机进行方案设计,对截割部进行结构及传动等相关设计。
EBZ55型掘进机截割部驱动动力由截割电机提供,为实现较强的连续过载能力,适应复杂多变的截割载荷,并利用喷雾水加强冷却效果,悬臂式掘进机多采用防爆水冷式电动机来驱动截割头。
在截割部传动设计中用2K-H行星减速器。
设计中对2K-H型行星减速器进行了优化配齿,采用高度变位,并做了相应的校核。
关键词:悬臂式掘进机;截割部分;行星减速器AbstractThe medium-size EBZ55 type tunnelling road-header is mainly used in tunnelling operations of the medium coal lane and the half coal crag lane digging the tunnels,.It marks by features of compact construction , good adaptability, a short body and a low center of gravity ,it is also easy to operate and convenient to overhaul. This paper is mainly make a design for the overall machine and something else relevant to the structure and transmission of the cutting unit.The cutting unit driving force of EBZ55 is provided by the cutting motor。
前言随着现代社会的不断发展,作为现代化基础建设主要工具和手段的工程机械扮演┊着重要的角色。
工程机械设备是集机、电、液一体化和信息、激光等高新技术以及审┊┊美艺术于一身的现代机电产品,并且正在向着自动化、远距离控制和智能化等方向发┊展。
装载机作为现代工程机械很重要的一种设备也是如此。
装载机主要用于铲装土壤、┊沙石、煤炭、石灰等散状物料,也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业,换装不同的辅┊┊助工作装置还可以进行推土、起重、、破碎等作业。
由于装载机具有作业速度快、效┊率高、机动性好、操作轻便等优点,因此广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、┊┊矿山等建筑工程。
┊在我国,装载机经历了50~60年的发展后,到20世纪90年代中末期国外轮式┊┊装载机技术已达到相当高的水平。
基于液压技术、微电子技术和信息技术的各种智能装系统已广泛应用于装载机的设计、计算操作控制、检测监控、生产经营和维修服务等┊各个方面,使国外轮式转载机在原来的基础上更加“精致”,其自动化程度也得以提┊┊高,从而进一步提高了生产效率,改善了司机的作业环境,提高了作业舒适性,降低┊了噪声、振动和排污量,保护了自然环境,最大限度地简化维修、降低作业成本,使┊订其性能、安全性、可靠性、使用寿命和操作性能都达到了很高的水平。
为了满足铲掘┊能力和快速装卸两方面的要求,装载机工作装置采用多级液压系统,工作装置已不再┊┊采用单一的Z形连杆机构,不断研制出集液压、微电子及信息技术于一体的智能系统,┊并广泛应用于轮式装载机的产品设计之中。
国外轮式装载机在其未来技术发展中将广┊泛应用微电子技术与信息技术,完善计算机辅助驾驶系统、信息管理系统及故障诊断线┊系统;采用单一吸声材料、噪声抑制方法等消除或降低机器噪声;通过不断改进电喷┊装置,进一步降低柴油发动机的尾气排放量;研制无污染、经济型、环保型的动力装┊┊置;提高液压元件、传感元件和控制元件的可靠性与灵敏性,提高整机的机—电—信┊一体化水平;在控制系统方面,将广泛采用电子监控和自动报警系统、自动换挡变速┊┊装置;普遍安装GPRS定位与质量自动称量装置;开发“机器人式”装载机等。
辽宁工程技术大学本科生实习报告书教学单位专业班级学生姓名学号指导教师辽源煤矿机械厂坐落于吉林省辽源市,它始建于1969年,是我国专业生产采煤机、掘进机以及液压泵、马达的重点厂家之一,现为辽源矿业集团公司所属企业。
该厂技术力量雄厚,检验设备齐全,是国家一级计量单位。
该厂具有30多年生产采煤机的历史,曾开发研制过多种机型的薄煤层采煤机。
2005年10月,辽源煤矿机械厂根据煤炭行业高速发展、采煤机械化水平大幅度提升的实际,通过走访客户和市场调研,决定开发研制煤层采高在0.8~1.3的薄煤层采煤机。
经过全厂员工近半年的努力,2006年3月样机研制完成,5月20日结束相关试验。
“三分理论,七分实践”,“纸上得来终觉浅,欲知此事要躬行”,书本上的东西学老容易,但是要与实践相结合就不容易了。
我们大学生就是缺少实践机会。
这次丁老师带我们去辽源煤矿机械厂实习,是一次绝好的机会。
能加固我课堂上学到的知识,也能更好的了解我设计的题目采煤机个工作过程,各个部分的结构,对采煤机的认识大步提升。
这次实习真是受益匪浅。
以下是我在实习期间的一些总结以及心得体会,对自己的毕业设计给予很大的帮助。
对于一些平常理论的东西,有了感性的认识。
到了工厂,给我们的第一印象是员工的热情,在技工师傅的带领参观下,我第一次看见了生产的全过程,也第一次感悟到如今科技发展的迅速。
首先我们来到了装配车间。
负责人首先带我们观看了各种型号的采煤机,掘进机。
我们正好赶上工人师傅们在拆一个需要维修的采煤机的截割部,这正式我所设计的部分。
机会难得,走上前去。
原来截割部里面的减速器是那么布置的,滚筒是如何装上去的,一览无余,终于了解采煤机的结构部分。
在老师的讲解下,我还知道喷雾装置布置在什么位置,是如何工作的,牵引部分是如何行走的。
使许多自己从书本上学的知识鲜活了起来。
我们还去了其他生产加工车间,看到各种大型零件在工人师傅的手中一点点成型,感觉到不可思议。
煤矿里的那些大型设备,在这里都变成一个个小零件,在由各个车间的师傅加工,在统一送到装配车间,装配出成品。
机电学院毕业设计指导书课题名称WZ16-16挖掘装载机挖掘工作装置的设计教学系、部、室车辆工程系专业工程机械指导教师崔国华一、设计题目WZ16-16挖掘装载机挖掘工作装置的设计图1 挖掘装载机三维结构简图二、设计参数1.挖掘装载机基本结构挖掘装载机具有装载、挖掘两种功能,俗称“两头忙”。
根据GB10186-88(挖掘装载机术语),挖掘装载机(backhoe loader)定义为:一种机体前部装有装载装置,机体后部装有反铲挖掘装置的自行式机械。
作为反铲挖掘使用时,是通过铲斗机械方向运动进行地平面以下的挖掘。
作为装载机使用时,通过机体向前运动,装载斗进行装载或挖掘,并可提升、运料和卸料。
目前挖掘装载机的基本配置结构如下:(1)车架:车架有整体式和铰接式两种,其中主流产品都是采用整体式车架,铰接式车架是在小型装载机的基础上改装的,仅有少数几家公司采用这一结构。
铰接式车架最大缺陷是在挖掘作业时的刚性差。
(2)传动系统:主要采用液力机械传动。
变速箱有同步换档变速箱和动力换档变速箱,档位一般是前四后四。
液力变矩器带有动力换向装置,可在行进过程中改变行驶方向,装载时提高了作业的效率。
驱动方式目前一般都有两种模式,即两轮驱动和四轮驱动,在公路上行驶采用两轮驱动,越野和装载作业时采用四轮驱动。
(3)液压系统:有两种主流配置:定量液压系统和变量液压系统。
CASE 和 JCB 等多数公司均采用定量液压系统,而 CATERPILLAR 和 VOLVO 则采用负荷敏感变量液压系统。
变量系统可根据负载的大小调整泵的排量,因此降低了油耗,液压系统的发热量减小,但价格较高,对系统的清洁度要求很高;定量系统功率利用率较低,系统发热量大,但是价格便宜。
(4)工作装置:挖掘装载机的挖掘装置实质上是一组平面连杆机构,其结构特点是各部件均采用铰销连接,通过液压缸的伸缩运动来完成挖掘过程的各种作业动作。
如图2所示,动臂CBF 下铰点C 与车架铰接,由动臂液压缸1L 支撑并改变动臂倾角,使动臂绕下铰点C 转动,达到动臂的升或降。
纵轴式掘进机总体方案设计与液压系统设计摘要:掘进机是煤炭生产和建设的基础工程,在煤炭工业中具有基础性的关键地位。
本设计力图结合行业标准和设计规范,根据工作要求和设计目的进行掘进机总体方案设计与液压系统设计,确定符合要求的掘进机的总体参数。
在液压系统设计部分,基本上确定各零部件的液压使用原理及参数计算。
这里分析计算了截割部、行走机构、装运机构、中间运输机等载荷分析。
马达部分的确定:装载部的星轮机构马达、行走机构的驱动马达、中间运输机的驱动马达等。
油缸部分的确定:升降油缸、回转油缸、伸缩油缸、履带行走机构的张紧油缸、铲板部的升举油缸的计算设计。
液压缸的结构设计部分,进行了伸缩油缸的机构设计计算,并绘制零件图。
也进行了泵站的参数计算确定和液压系统的计算,评估液压系统性能。
最后进行掘进机的通过性分析与稳定性分析。
关键词:纵轴式掘进机;总体方案设计;液压系统设计中图分类号:TH1 引言1.1 当前国内外掘进机研究水平的状况近年来,随着我国煤炭行业的快速发展,与之唇齿相依的煤机行业也日益受到重视。
在煤炭行业纲领性文件《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》中,在全国煤炭工业科学技术大会上以及国家发改委出台的煤炭行业结构调整政策中,都涉及到发展大型煤炭井下综合采煤设备等内容。
掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节,国家的方针是:采掘并重,掘进先行。
煤矿巷道的快速掘进是煤矿保证矿井高产稳产的关键技术措施。
采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。
高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件,也是巷道掘进技术的发展方向。
随着综采技术的发展,国内已出现了年产几百万吨级、甚至千万吨级超级工作面,使年消耗回采巷道数量大幅度增加,从而使巷道掘进成为了煤矿高效集约化生产的共性及关键性技术。
我国煤巷高效掘进方式中最主要的方式是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线,也称为煤巷综合机械化掘进,在我国国有重点煤矿得到了广泛应用,主要掘进机械为悬臂式掘进机。
掘进机装载机构的运动学分析及优化设计的开题报告一、选题的背景和意义掘进机装载机构是现代矿山生产中不可或缺的重要设备,它具有提高掘进效率和减少人工劳动的功能,广泛应用于煤矿、金属矿山和建筑工地等领域。
掘进机装载机构有着复杂的运动学结构和工作原理,其性能直接影响到整个设备的工作效率和安全性能。
为了提高掘进机装载机构的工作效率,降低工作成本和减少人力资源的浪费,需要对其运动学结构进行深入的研究和优化设计。
二、论文的研究目的和内容本论文旨在通过对掘进机装载机构的运动学结构进行分析和优化,提出一种高效、安全、节能的掘进机装载机构设计方案,以期为相关领域提供一定的理论和实践指导。
具体研究内容包括以下几个方面:1. 掘进机装载机构的运动学模型建立通过对掘进机装载机构的机械结构、运动学原理和工作条件进行深入的分析,建立其合理的单刚体或多刚体运动学模型,为后续的优化设计和仿真分析提供基础。
2. 掘进机装载机构的优化设计在分析了掘进机装载机构的运动学模型后,根据其工作过程中的要求和特点,针对其运动学结构进行优化,以提高其工作效率、降低能耗和提高安全性能。
考虑到优化设计的复杂性,可以采用仿真软件对设计方案进行验证。
3. 掘进机装载机构的效果评估通过对掘进机装载机构进行实际使用测试或仿真仿真测试,评估设计方案的效果,包括其工作效率、安全性能和节能效果等。
并针对测试结果进行分析和总结,提出进一步改进的措施。
三、论文的创新性和应用价值本文对掘进机装载机构的运动学结构进行系统的分析和优化设计,提出了一种高效、安全、节能的掘进机装载机构设计方案,并通过仿真和实际测试对其效果进行评估,拓展了该领域的研究和应用实践。
该设计方案具有以下创新性和应用价值:1. 综合了掘进机装载机构的工作要求,对其运动学结构进行细致的分析和优化,提出了一种具有更高工作效率和更好安全性能的设计方案。
2. 采用了现代化的仿真软件,对设计方案进行了深入的验证和评估,提高了方案的可行性和实用性。
摘要掘进机是巷道掘进和隧道施工的重要设备,它具有截割、装载、转运、独立行走、喷雾降尘的功能。
根据所掘断面的形状大小分,有部分断面掘进机和全断面掘进机;依据截割对象的性质划分,有煤巷掘进机、半煤巷掘进机和岩巷掘进机三种,依据截割头布置方式划分,部分断面掘进机包括纵轴式和横轴式掘进机。
目前在国内外产品有很多种,使用最多的一种掘进机是纵轴式掘进机,它是截割头的轴线与悬臂轴线共线或平行的一种部分断面掘进机,装载机构是掘进机的主要工作机构之一,其性能能够直接的影响着整机的生产能力,掘进机的装载部分主要是由驱动装置、铲板体和升降油缸等组成。
掘进机的装载机构位于整个掘进机前端的下方,它的作用是把截割机构所采下来的煤岩进行收集、装载到中间刮板输送机上,而后经过后部转载设施进行卸载。
本设计的内容包括装载机构的方案设计(含铲板)、结构方案设计、参数的确定、动力元件的选择、传动系统的确定来进行分析及确定,并对装载机构减速器进行设计和计算。
其目的在于,通过该设计使自己对掘进机的装载结构、组成和原理有更深入的认识。
在设计过程中,熟悉装载机构的方案设计以及减速器的设计过程,把理论与实际相结合。
关键词:悬臂式掘进机;装载机构;减速器AbstractThe driving machine is the important equipment of tunnel excavation and tunnel construction, which has cutting, loading, transportation, walking and spraying independently. Function of fog dust fall. According to the excavation section of the shape and size of the points, a part of the tunnel boring machine and full face tunneling machine; according to cutting the object nature of the division, the coal lane tunneling machine, half coal roadway tunneling machine and the rock heading machine three, according to the cutting head arrangement division, part of the tunnel boring machine including longitudinal axis and horizontal boring machine.At present, there are many kinds of products at home and abroad, the most used a boring machine is longitudinal roadheader, it is cutting head and the axis of the cantilever axis collinear or parallel to a part of tunnel boring machine.Charging mechanism is one of main working body of boring machine. Its performance can directly affect the machine production capacity, boring machine loading part is mainly composed of a driving device, shovel board body and a lifting oil cylinder and. Boring machine loading mechanism located below the front of the whole tunnel boring machine, its role is cut cutting mechanism of the mining down to the coal and rock collection, load and the middle scraper conveyor, and then after posterior reproduced facilities to uninstall.The content of this design includes loading mechanism design (including the shovel board), structure design, parameter determination, dynamic components, transmission system determined to carry on the analysis and the determination, and the loading mechanism for design and calculation of the decelerator. The purpose is, through the design, to make himself more in-depth understanding of the structure, composition and principle of the driving machine.. In the design process, familiar with the design process of the loading mechanism and the design process of the reducer, the combination of theory and practice.Keywords: roadheader reducer; loading mechanism;II目录1 绪论 (1)1.1 国外掘进机发展概况 (1)1.2 国内掘进机发展概况 (2)1.3 掘进机技术的发展趋势 (2)2 掘进机装载机构的设计 (4)2.1 装载机构的组成 (4)2.1.1 铲板体结构 (5)2.1.2 驱动装置 (6)2.2 装载机构设计 (6)2.2.1 装载机构生产能力确定 (6)2.2.2 星轮结构尺寸确定 (6)2.2.3 星轮转速确定 (8)2.1.3 装载功率确定 (9)2.1.4 铲板的结构设计 (10)3 装载机构减速器的设计 (12)3.1 电动机的选择 (12)3.2 传动装置的运动和动力参数计算 (12)3.2.1 传动比的分配 (12)3.2.2 选择齿轮齿数 (12)3.2.3 各轴功率、转速和转矩的计算 (13)3.3 齿轮部分设计 (13)3.3.1 第一级齿轮传动计算 (13)3.3.2 第二级齿轮传动计算 (17)3.3.3 第三级齿轮传动计算 (24)3.4 轴及轴承的设计计算 (30)3.4.1 第一级传动高速轴的设计及强度校核 (30)3.4.2 第一级传动高速轴的轴承的寿命计算 (35)3.4.3 第一级传动低速轴的设计及强度校核 (36)3.4.4 第一级传动低速轴的轴承的寿命计算 (40)3.4.5 第二级传动低速轴的设计及强度校核 (41)3.4.4 第二级传动低轴承的寿命计算 (46)4 结论 (47)致谢 (47)参考文献 (47)附录A (50)附录B (58)辽宁工程技术大学毕业论文(论文)1 绪论1.1 国外掘进机发展概况国外主要的生产单位有:英国Dosco 公司、英国Anderson 公司,德国的阿特拉斯科普柯-埃可霍夫掘进机技术公司(Atlas Copco -Eick-hoff Roadheading Techbic Gmbh 简称AC -E), 奥地利的奥钢联、保拉特(Paurat)有限公司,日本三井三池制作所、前苏联雅西诺瓦斯克机械制造厂。
前言掘进机在矿山井下设备中属于大型机械设备,是巷道掘进机械中重要的一种,是实现掘进机械化的关键。
由于它是集矿岩的破碎、装载和转运于一身,因此它的结构复杂,对设计和制造的要求也是多方面的。
掘进机在巷道掘进中的使用,把工人从繁重的体力劳动中解放出来。
随着我国经济建设发展步伐的加快,对能源的需求量增加,必然要求加大开采强度。
则巷道掘进速度必须大幅度提高,才能满足煤炭生产的需要。
要完成艰巨的巷道掘进任务,必须尽快研制出高生产率和高可靠性的掘进机械。
加快掘进机的研制速度,已成为保证煤炭生产发展的关键。
全套图纸,加153893706我国对悬臂式掘进机技术的研究始于20世纪60年代中期,通过对引进型掘进机的消化吸收和国产化工作积累了一些设计悬臂式掘进机的初步经验,但当时研究规模较小,成效甚微。
我国煤矿真正推广应用悬臂式掘进机则是在1979年引进了100余台国外产品以后。
在此后的20多年中,我国在引进悬臂式掘进机产品及制造技术的同时,翻开了自主开发研制、规模生产的一页。
目前,国内掘进机发展水平相对落后,巷道掘进成为煤矿发展的一个瓶颈,制约着煤炭工业的高产与发展。
目前我国掘进机机型很多,其中以中小型和重型机型占多数,S100型和AM50型是中小型机的代表,S200, EBJ160和LH-1300重型机的代表,其中中小型机的市场占有率较高。
由于多年来一直没有进行大的、突破性的改进,已不能很好地满足高效掘进的要求。
而以5200为代表的重型掘进机,由于体积和重量偏大,存在工作时调车困难等不利因素,该机型对地质条件及煤层要求又高,因此其市场空间越来越小。
而以S100为代表的中机型掘进机,通过多年使用,用户反映良好,但不能完全适应煤矿生产高产高效的需要。
因此,研制一种具有一定先进性、可靠性、适应性和高效性,截割功率介于100-15OkW之间的中型掘进机已成为煤机市场的一种需求[1]。
各国早期研制的悬臂式掘进机都是以煤炭为作业对象,机重在13.17吨之间、切割功率在30KW左右的轻型机,代表机型是前苏联的二k-3型掘进机。
目录前言 (1)1 总体结构方案设计 (5)1.1工作机构型式选择 (5)1.2 装载机构类型选择 (5)1.3 输送机构形式选择 (6)1.4 转运机构形式选择 (6)1.5 行走机构 (7)1.6 除尘装置型式选择 (7)1.6.1 除尘方式: (8)1.6.2除尘系统 (9)2 总体布置 (10)2.1 总体布置的内容 (10)2.2 总体布置的原则 (10)2.3具体要求 (10)3传动型式及动力元件的选择 (12)3.1 传动形式及元件选择应遵循的原则: (12)3.2 各机构对传动系统的要求及传动形式的选择 (12)4 总体参数的确定 (14)4.1 机型大小 (14)4.2 机器外形尺寸 (14)4.3 机器可掘断面 (15)纵轴式掘进机总体方案设计及装载机构的设计4.3.1伸缩量 (15)4.3.2 悬臂长度和摆角 (15)5 生产率 (18)5.1 截割生产率 (18)5.2 装载生产率 (19)5.2.1 装载机构生产能力确定 (19)5.2.2 星轮结构尺寸确定 (20)5.2.3 中间输送机生产率 (21)6 掘进机的通过性 (22)6.1 离地最小间隙 (22)6.2 可通过巷道最小半径 (22)6.3 适应巷道坡度 (22)7 纵轴式悬臂掘进机装载机构设计 (24)7.1 铲板体结构 (24)7.2 驱动装置 (24)7.3 装载机构设计 (25)7.3.1装载机构生产能力确定 (25)7.3.2星轮结构尺寸确定 (25)7.3.3星轮转速确定 (26)7.3.4装载功率确定 (28)结语 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录A (33)附录B ..................................................................................... 错误!未定义书签。
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。
设计一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,一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。
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。
国外的某些重型掘进机已能切割抗压强度达170MPa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40%以上。
而我国综掘比率为8%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。
近期一些重型掘进机已能切割硬岩。
据报道,日本成功地使用TM60K型掘进机掘进全岩巷引水隧道,岩石硬度高达170~200MPa。
目前最大的WA V408型掘进机重达160t,切割功率可达408kW,定位切割断面可达87.5m2。
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30%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20%。
纵轴式掘进机总体方案设计及装载机构的设计我国于1962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AM-50及S100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EL-90、ELMB-55、EBJ-6548等机型。
其中ELMB-55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EBJ-132、EBH-132、EBJ-160等机型,机重为36~50t,切割功率达160kW。
同时,机重20t的煤巷掘进机也在改进提高,由ELM系列发展创新的ELMB-75B型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一些煤和半煤岩巷道掘进机外,我国70年代已能生产ELMA,EM-30等型号的煤和半煤岩巷掘进机,1986年又研制成功并批量生产ELMB-55型掘进机,性能比ELMA型有很大提高。
1988年又在ELMB-55型基础上又作了部分改进,称为ELMB-75型,1989年初通过鉴定。
根据适用单位反映,ELMB-75型是一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EBZ100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,其中EBZ55、EBZ100、EBZ135、EBZ150、EBZ200、EBZ230、EBZ300型掘进机已形成了轻、中、重型、硬岩系列化,拥有9种机型18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:1)产品设计水平偏低目前国内应用最多的几种机型中AM-50和S100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EL-90、ELM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EBJ-132、EBH-132、EBJ-160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10年的差距。
2)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。
3)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掘进机,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。
4)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,统一性和匹配关系,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:1)据设计任务书选择机型及各部件结构型式。
2)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。
3)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。
4)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一,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:纵轴式掘进机总体方案设计及装载机构的设计①装载机构的生产率应大于截割机构的生产率;②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;③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。
1 总体结构方案设计1.1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,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一种基本形式。
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。