EBZ320掘进机装载机构驱动部分设计

EBZ—320型掘进机在大断面硬岩巷道快速掘进研究与应用随着综采新技术的不断更新和发展，以及瓦斯治理工程的增加，一面五巷已经成采面的标配，加之现代化大型采掘设备在煤矿开采中的不断应用，大断面巷道的快速掘进变得尤为重要。

目前平顶山矿区大断面硬岩巷道普遍采用炮掘施工，平均月进尺不到80m，单进水平较低，严重制约了矿井的发展，大断面硬岩巷道综掘快速掘进技术的研究及应用可在很大程度上帮助矿井克服采掘比例失调的不利因素，提高掘进速度，改善矿井瓦斯治理，对保证矿井持续稳产、高产具有十分重要的意义，是矿井高产高效生产的重要组成部分。

标签：安全高效矿井；构造应力复杂多变实验巷道概况：戊9.10-21070机巷高位瓦斯抽采巷布置在煤层顶板细至中粒砂岩与砂质泥岩互层中，距离煤层顶板10-16m，大部分地段岩石普氏系数f<8.0，巷道断面净宽×净高为5.1m×3.7m，为锚网索支护的拱形断面。

应用情况该项目已于2017年度在平煤股份八矿实施并获得成功，月平均进尺能力由原来炮掘时的80米提高到260米以上；提高工作效率225%以上，获得了良好的安全效果及社会效益。

为建设安全高效矿井打下设备基础，创造经济效益643万元。

1、掘进机选型掘进机的性能优劣是综掘巷道快速掘进能否实现的又一重要因素，井下工作条件复杂且掘进岩巷时振动冲击力大，选择与工作状况相适应的掘进机，保证设备能连续工作，以提高掘进效率成为了关键。

通过现场实际参观考察，徐工EBZ320和股份公司常用大功率掘进机（三一EBZ260和太原EBZ300）进行对比分析，在整机重量上，设备功率方面，硬岩巷道截割适用性方面，切割范围方面，抓地爬坡能力方面，监控方面，内外喷雾方面，在油箱容积上，主油泵型号方面，吸油方式上，行走减速机厂家和型号上，运输马达方面，主要液压元件方面，整机油缸和截割减速机上，液压原件配套及接头方面，主结构件保修期，各部位连接处衬套材料，悬臂段与截割部连接方式上，整机尺寸和最大不可拆卸件尺寸方面等多种因素分析可知，徐工集团EBZ320型掘进机在使用、效率、维修和配件整理上优于三一EBZ260和太原EBZ300型掘进机，且能满足大断面巷道掘进需要，截割能力强，能截割岩石硬度不大于10，因此在该工作面使用徐工集团EBZ320型掘进机进行工业性试验。

摘要本文以悬臂纵轴式掘进机为背景，主要研究在给定的条件下，设计出适合工况条件的掘进机。

首先介绍的是总体方案的设计，其中包括机器各部分机构的选型；然后根据总体布置的要求对机器进行总体布置；接着对传动形式及运动元件进行选择，并进行总体参数的确定；接着计算确定截割、装载及中间运输机的生产率，并检测掘进机的整体通过性；最后对掘进机的装载机构进行分体设计。

关键词：掘进机；机构；生产率；AbstractBased on longitudinal axis cantilever-boring machine as the background, the main research in the given conditions, the design of suitable working conditions of the boring machine.First introduced to the design of the overall plan, including machinery parts of the Selection；secend According to the general layout and the requirements of the overall layout of the machinery;Then the transmission of movement and choice of components, and the determination of the overall parameters;Then calculate determine cutting, loading and transport planes between the productivity and the overall detection through the boring machine; Finally, the boring machine loaded bodies of the design.Key words: boring machine; institutions; productivity;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)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 (37)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。

EBZ掘进机电气原理解析1.控制系统：EBZ掘进机采用PLC（可编程逻辑控制器）控制系统进行操作。

PLC是一种专用于工业自动化控制的可编程控制器，它能够根据预先编写的程序，对掘进机的各项功能进行自动控制。

控制系统包括主控制板和操作面板两部分，通过各种传感器和执行器与掘进机的其他部件进行信息交换和控制。

2.电动机系统：EBZ掘进机分为多个部分，每个部分都由电动机驱动。

其中包括盾构机、液压油泵、输送机等。

电动机系统通过PLC进行控制，电动机的转速和转向可以根据掘进机的工作状态进行调节，以实现掘进机的正常操作。

3.传感器系统：EBZ掘进机使用各种传感器来感知和监测设备的工作状态，以确保设备的安全和正常运行。

常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、振动传感器等。

这些传感器将采集到的信息传输给PLC控制系统，PLC可以根据这些信息做出相应的控制决策。

4.液压系统：EBZ掘进机的液压系统主要用于驱动切削装置，支护装置和输送装置等关键部件。

液压系统通过液压油泵提供液压动力，并通过控制阀控制液压油液的流动方向和流量。

液压系统能够实现对掘进机各个部件的精确控制，从而确保设备的正常运行。

5.照明系统：EBZ掘进机需要在作业区域提供充足的照明条件，以保证工人的安全和作业效率。

照明系统采用高亮度的LED灯具，通过PLC进行控制，可以根据需要调节照明强度和照明范围。

6.通风系统：EBZ掘进机作业时会产生大量的粉尘和废气，因此需要配置通风系统进行排风处理。

通风系统通常包括风机、风口、管道等部分，通过风机产生的气流将废气和粉尘排出隧道，以保持作业环境的清洁和安全。

综上所述，EBZ掘进机的电气原理主要包括控制系统、电动机系统、传感器系统、液压系统、照明系统和通风系统等多个部分。

这些系统相互协作，通过PLC控制实现对掘进机各项功能的自动化控制，从而确保设备的安全、高效运行。

掘进机主要部件结构及工作原理1截割部结构截割部主要由截割头组件1、悬臂段2、截割减速器3、截割电机7组成，如图1所示。

截割减速器3两端的法兰盘分别与电动机7和悬臂段2连接成一体，悬臂段2中的传动轴通过花键及螺钉与截割头组件1相连接。

电动机7经截割减速器3、悬臂段2中的传动轴驱动截割头组件1旋转截割煤、岩。

截割部靠销轴4与截割头升降油缸相连接，靠销轴8与截割头回转台相连接。

在截割头升降油缸推动下，可绕销轴8上下摆动；在截割头回转油缸推动下，可随截割头回转台左、右摆动。

图1 截割部结构1-截割头组件；2-悬臂段；3-截割减速器；4、6、8-销轴；5-盖板；7-截割电机2．装运部结构装运部的作用是将截割头破碎下来的煤和岩石装运到配套的转运设备上去。

它由装载部（铲板部）和运输部（第一运输机）两部分组成。

装载部（铲板部）的结构如图2所示，它由主铲板2、侧铲板1、星轮驱动装置4、弧形三齿星轮5等组成，两台低速大转矩马达直接驱动两个弧形三齿星轮5旋转，将截割头破碎下来的煤和岩石装运到运输部（第一运输机）的机尾溜槽8中。

铲板通过耳座6与铲板升降油缸连接，通过支点耳座7与本体部连接；铲板升降油缸推动铲板绕支点耳座7可上下摆动。

星轮驱动装置结构如图3所示，弧形三齿星轮1通过定位销2和螺钉4与旋转盘3连接，液压马达6的输出轴插入旋转盘3的花键孔，带动旋转盘3及弧形三齿星轮1旋转。

第一运输机位于机体中部，是中双链刮板式运输机，其结构如图4。

运输机分前溜槽1和后溜槽3，前、后溜槽用高强度螺栓2联接，运输机前端通过插口插入铲板部和本体部连接的销轴上，后端通过高强度螺栓固定在本体上。

运输机采用二个液压马达5直接驱动链轮，带动刮板链实现物料运输。

紧链装置4采用丝杠螺母机构对刮板链的松紧程度进行调整，弹簧座起缓冲的作用。

图2 铲板部结构1-侧铲板；2-主铲板；3-运输机尾链轮；4-星轮驱动装置；5-三齿星轮；6-铲板升降油缸连接耳座；7-铲板支点耳座；8-运输机溜槽图3 星轮驱动装置结构1-弧形三齿星轮；2-定位销；3-旋转盘；4-螺钉；5-马达座；6-液压马达图4 第一运输机结构1-前溜槽；2-高强度螺栓；3-后溜槽；4-紧链装置；5-液压马达3本体部（机架）本体部由回转台、回转轴承、本体架等组成，本体架采用整体箱形焊接结构，主要结构件为加厚钢板，其结构如图5所示。

EBZ-160型掘进机装载驱动装置技术改造及应用摘要：针对EBZ160TY型掘进机装载驱动装置在井下应用中存在的问题进行分析研究，创造性的提出了在掘进机上利用国产液压马达替代进口马达的新途径，并通过设备选型、液压系统改造、配套设施改造的方案进行了现场实践，取得了良好的经济效益，为解决井下相关设备故障、设备更新等提供了新方法。

关键词：掘进机驱动装置；液压马达；液压系统；改造Thechnological Innowation and Application of Drive Unit of EBZ-160 Type RoadheaderAbstract:Key words:drive unit of roadheader；hydraulic motor；hydraulic system；transform1 引言掘进机是煤矿巷道掘进的主力设备，其性能的好坏则直接决定了巷道掘进的速度，而若掘进机故障不能及时处理，则会严重影响巷道掘进进度。

掘进机装载驱动装置包括液压马达、马达座、转盘轴及相应组合附属零件等组成。

纳二煤矿现用EBZ160TY型掘进机装载驱动装置所用马达为CA50-32马达，由于此种马达过于精密，但在煤矿井下充满粉尘、潮湿等的恶劣环境下，其质量优势并没有凸显，但发生故障时，其价格昂贵、维修困难、供货周期长的劣势却暴露无遗，为保证设备正常运行和生产进度开展，同时结合现场工作实际经验，在掘进机装载驱动装置上利用国产液压马达替代进口液压马达的技术改造方法被提出，使其改造后既不影响掘进机的既有性能，同时又对故障进行了处理。

2 改造方案在掘进机的装载驱动装置上，液压马达通过螺栓连接与马达座相连，马达座固定在铲板上，液压马达与转盘轴为花键连接并以此来带动通过螺栓连接固定在转盘轴上的三爪星轮转动来装载掘进机截割头剥落下的煤炭。

当液压马达换型后，由于两种型号马达的结构和连接尺寸不同，则与之相配合的马达座、转盘轴及相应配属零件亦重新进行设计、加工或购买。

中国矿业大学本科生毕业设计姓名：学号： 21058127学院：应用技术学院专业：机械工程及自动化设计题目：EBZ120型掘进机行走部设计专题：指导教师：职称：2009 年6 月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院应用技术学院专业年级机自05-4 学生姓名任务下达日期：2009年 1 月 1 日毕业设计日期09 年 3 月25 日至09 年 6 月10 日毕业设计题目：EBZ120型掘进机行走部设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：履带式半煤岩掘进机行走部设计经济截割煤岩硬度：≤60MP；可掘巷道断面：18~20m2最大可掘高度：3.75~4m；最大可掘宽度：5m1、查阅有关资料、完成履带式半煤岩掘进机总体方案的设计；2、完成行走部及总体结构设计；3、行走部减速器两级2K-H传动机构设计；4、主要部件、零件图设计；5、编写完成整机设计计算说明书。

院长签字：指导教师签字：摘要掘进机是煤矿采掘的主要设备。

半煤岩掘进机是一种能够实现截割、装载、转载运输、行走和喷雾除尘的联合机组。

它既可用于煤矿井下，也可用于金属矿山以及其他隧道施工，具有广阔的发展前景．对履带式半煤岩掘进机的总体方案设计做了简单的介绍。

对履带式半煤岩掘进机的行走部分以及该部分减速装置的设计做了详细的介绍。

掘进机的总体方案设计对于整机的性能起着决定性的作用。

因此，根据掘进机的用途、作业情况及制造条件，合理选择机型，并正确确定各部结构型式，对于实现整机的各项技术指标、保证机器的工作性能具有重要意义。

本次设计主要针对掘进行走部分，工作时实现低速行走，高速调动，并可实现快速拖动等特点对该部分减速器以及链轮、履带等结构做了比较详细的设计计算。

此外，如何最大限度地发挥掘进机的工作潜能和根据井下实际工作环境正确选择掘进机，避免高能耗、低效率的现象发生，已成为巷道掘进机的热点话题。

关键词：掘进机；总体设计；行走部设计；减速器设计；发展趋势全套图纸，加153893706ABSTRACTThe boring machine is the main equipment in coal mineexcavation.Crawler half of coal and rock boring machine which has the broad prospects for development is one kind of a systematic and comprehensive presentation could realize cutting work，loading，transportation，republished，walking patterns and reducing dusting．The simple introduction to the marching half coal crag mechanical boring machine's overall concept design has been made in this passage，when the detailed introduction to the marching half coal crag mechanical boring machine's running gear as well as this part of decelerating device's design has been made.The tunneling machine overall plan design is playing the decisive role in regarding the entire machine.Therefore，it is of great significance to determine its structure type rationally in accordance with TBM uses，operations and manufacturing conditions，for the achievement of the technical unit indicators to ensure that the machine performance．This design mainly aims at the tunneling running gear which could realize the low speed to walk，the high speed reassignment，and might realize characteristics and so on fast dragging to this part of reduction gears as well as the chain wheel，caterpillar band isostructuralism has made the quite detailed design calculation．In addition，I t has become the tunnel mechanical boring machine's hot spot topic about how to display mechanical boring machine's work potential in maximum limit and choose the mechanical boring machine correctly according to the mine shaft practical work environment，by avoiding high energy consumption，the low efficiency phenomenon occurrence．Key word：Tunneling machine；System design；transportation department design；trend of development; reduction gear design目录1 绪论 (1)1.1概述 (1)1.2掘进机的发展 (1)1.3掘进机的工作原理 (2)2 设计任务及相关参数 (4)2.1履带式半煤岩掘进机行走部设计 (4)2.2主要技术参数 (4)3 总体结构选型与设计 (7)3.1掘进机的选型 (7)3.1.1工作机构的型式选择 (7)3.1.3输送机构的型式选择 (9)3.1.4转载机构的型式选择 (9)3.1.5行走机构的型式选择 (9)3.1.6除尘装置的型式选择 (10)3.1.7高压水细射流辅助切割技术 (10)3.2掘进机机械械液压部他分设计 (11)3.2.1特点、主要用途及适用范围 (11)3.2.2主要结构和工作原理 (12)3.3 电气部分 (24)3.3.1系统的组成 (24)3.3.2系统的结构 (25)3.3.3工作原理 (28)3.4本掘进机主要特点 (29)4 掘进机行走部总体结构设计 (29)4.1马达选型 (29)4.2主动链轮的设计 (30)4.2.1安装 (30)4.2.2设计计算尺寸 (30)4.2.3张紧机构选择 (30)5 掘进机行走部减速器传动机构设计 (31)5.1传动方案的拟定 (31)5.2传动装置运动参数的计算 (31)5.3减速器前两级传动设计计算 (32)5.3.1齿轮的计算 (32)5.3.2轴的设计及校核 (41)5.4二级行星齿轮传动设计计算 (48)5.4.1高速级（64.4=i ） (48)5.4.2低速级（86.3=i ） (60)5.4.3行星齿轮减速器行星架设计 (70)5.4.4行星减速器主要零件的技术要求 (70)5.5 滚动轴承的选用 (72)5.5.1滚动轴承的结构形式选择 (72)5.5.2选择轴承的精度 (73)5.5.3轴承的校核 (74)6 键的选用 (75)6.1平键的选用与校核 (76)6.2行星轮系花键的选用与校核 (76)7制动器的选用 (77)7.1选择制动器类型 (77)7.2确定制动器型号 (78)参考文献 (79)附录 (81)翻译部分 (85)英文翻译 (85)中文翻译 (92)致 谢 (96)1 绪论1.1概述随着我国煤炭事业的发展。

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。