-EBZ120履带式半煤岩掘进机行走部设计【全套图纸】.doc
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1、中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设计 姓 名: 学 号: 2105812721058127 学 院: 应用技术学院应用技术学院 专 业: 机械工程及自动化机械工程及自动化 设计题目: EBZ120EBZ120 型掘进机行走部设计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 任任务务下下达达日日期期:2009 年年 1 月月 1 日日 毕业设计日期毕业设计日期 09 年年 3 月月 25 日至日至 09 年年 6 月月 10 日日 毕业设计题目:毕业设计题目:EBZ120 型掘
2、进机行走部设计 毕业设计专题题目:毕业设计专题题目: 毕业设计主要内容和要求: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:1820m2 最大可掘高度:3.754m; 最大可掘宽度:5m 1、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
3、,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
4、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,加全套图纸,加 153893706153893706 ABSTRACT The boring machine is the main equipment in coal mine excavation.Crawler half of coal and rock boring machine which has the broad prospects for development is one kind of a systematic and co
5、mprehensive presentation could realize cutting work,loading, transportation, republished, walking patterns and reducing dusting The simple introduction to the marching half coal crag mechanical boring machines overall concept design has been made in this passage, when the detailed introduction to th
6、e marching half coal crag mechanical boring machines running gear as well as this part of decelerating devices 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 structur
7、e 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 reassign
8、ment, 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 machines hot spot topic about how to d
9、isplay mechanical boring machines 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;transpo
10、rtation department design;trend of development; reduction gear design 目目 录录 1 1 绪论绪论 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 2 设计任务及相关参数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 3 总体结构选型与设计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
11、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 4 掘进机行走部总体结构设计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 5 掘进机行走部减速器传动机构设计掘进机行走部减速器传动机构设计 .31 5.
12、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().48 64. 4i 5.4.2 低速级() .60 86 . 3 i 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 6 键的选用键的选用 .75 6.1 平键的选用与校核76 6.2 行星轮系花键的选用
13、与校核76 7 7 制动器的选用制动器的选用77 7.1 选择制动器类型77 7.2 确定制动器型号78 参考文献参考文献 .79 附录附录 .81 翻译部分翻译部分 .85 英文翻译 .85 中文翻译 .92 致致 谢谢 .96 中国矿业大学本科生毕业设计 第 1 页 1 绪论 1.1 概述 随着我国煤炭事业的发展。因采煤机械和综合机械化水平的速度提高, 要求有与之相适应巷道掘进速度。传统的钻煤掘进效率低,人海战术和小 型机械化装备,还是不能满意足需要。 目前,国内外研制和使用巷道掘进机种类繁多。主要分为两大类:全 断面巷道掘进机和部分断面掘进机。全断面巷道掘进机主要用于掘进岩石 巷道,这类
14、掘进机功率大,结构复杂,巷道断面形状单一。在煤炭工业中 没有得到广泛应用。部分断面掘进机,其工作机构仅能同时截割工作面煤 岩断面的一部分。为截割破落整个工作面的煤岩必须在断面内多次连续地 移动工作机构的截割头。故此它能实际掘出所需巷道断面形状。它主要用 于掘进煤或半煤岩巷道。 近年研制的掘进机有以下趋势:广泛采用悬臂式可伸缩的工作机构, 改善起截割性能和使用范围。采用横轴式截割头,以减少机器振动,增加 机器稳定性。广泛采用触爪式装载机构和履带式行走机构。加大掘进机的 总功率和提高液压系统的工作压力。改进喷雾除主装置,支护设备和配套 转载设备。 当前,我国煤矿由于一井一面采煤方法的普遍采用,其开
15、采速度大大 加快,因而带来采掘机械化比例失调的矛盾更加突出。特别是易采的中厚 煤层资源日益减少,而薄煤层的开采比例逐年增加,在全部采准巷道中, 半煤岩巷的比例已经达到 25%,但这些巷道中的 90%仍旧采用着传统的炮掘 作业,劳动强度大,安全性差。 目前,我国大部分局、矿使用的几种主要机型多是上世纪六、七十年 代设计的,这些老产品设计陈旧过时、元部件可靠性差、开机率低、维护 量大,而且机重偏轻、截割功率较小、过断层和截割岩石的能力差,仅适 合在煤巷中使用。 因此急待开发研制综合性能好、适应范围广的新型掘进机,来解决掘 进机更新换代的问题,缓解采掘比例失调的紧张局面。 1.2 掘进机的发展 掘进
16、机的发展,经历了从小到大 、从单一到多样化、从不完善到完善 中国矿业大学本科生毕业设计 第 2 页 的过程,已形成了轻型、中型和重型系列。随着高产高效日产万吨综采工 作面的出现,要求掘进速度必须加快,掘进机的性能更加完善。当前悬臂 式掘进机技术发展有下述一些特征,并面临连续采煤机的挑战。 (1)增大截割能力 为了实现较强的截割能力,采用较大的截割功率和较低的截割速度。 现代中型部分娄面掘进机的截割功率为了 132200kw,重型掘进机为了 200kw 以上。截割头转速一般为了 2050r/min,截割速度为 12m/s,截 割力为 100200KN,经济截割强度达 100124Mpa。现代全断
17、面掘进机则 采用大直径盘形滚刀,加大推力和刀盘驱动功率,截割强度达 300Mpa。 (2)提高可靠性 由于地质条件下复杂多变,掘进机工作时承受交变的冲击负荷,且磨 损和腐蚀严重。井下环境恶劣,检修不便,因此要求通过完善的设计、制 造、使用和良好的维护,实现掘进机较长的无故障工作时间及较高的可靠 性。 (3)提高机电一体化程度 为避免掘进机中出现超挖,采用现代控制技术,包括推进方向的控制 (控制和纠正掘进机与标准位置的平行偏差和角度偏差),断面尺寸控制,截 割电动机功率自动调节,掘进机工况监测和故障诊断。 (4)研究新刀具和新的截割技术 为增强截割能力,提高刀具的使用寿命,应采用新材料,改进刀具
18、结 构,研究新的截割技术。利用高压水射流撞击、侵蚀、液压楔等作用,作 为辅助截割。研究冲击转矩通过截齿作用到煤岩上,达到破碎硬岩的目的。 (5)发展掘锚机组,实现巷道快速掘进 传统型式的悬臂式部分断面掘进机不能实现支护工作的机械化,制约 了巷道掘进速度,降低了掘进效率。装有较长的横滚筒和锚杆钻机的掘锚 机组,既能快速掘进,以能同时支护顶板和侧帮,实现掘、装、运、支平 行作业,一次成巷,可提高掘进速度和工效,并能离机自动操作。掘锚机 组是一种理想的作业方式,具有良好的发展前景。 1.3 掘进机的工作原理 掘进机行走机构的工作原理:液压马达依靠液压泵送来的高压油旋转, 与其联接的减速机构减速得到低
19、转速大扭矩, 液压马达、减速机构和链轮 中国矿业大学本科生毕业设计 第 3 页 做成一个整体,液压马达的转动带动驱动轮(链轮) 旋转,链轮的轮齿和履 带的链轨销咬合, 从而实现掘进机在履带上爬行。同时导向轮起到导向作 用,导向轮和张紧油缸一起作用对履带的松紧进行调节, 支重轮起到对车 身支撑作用,拖轮主要是支撑履带。在设计和装配过程中,必须保证驱动 轮、引导轮、支重轮、拖轮四轮一线。悬臂式巷道掘进机的行走机构,需 要满足驱动机体前进、后退以及左右转弯调动的工作要求,所以履带式行 走机构的左、右履带装置都采用分别单独驱动的传动方式。掘进机行走速 度的调节是通过两液压泵的合流与否来实现的。掘进机前
20、进、后退时,左、 右液压马达同时驱动链轮带动履带运转。当掘进机要转弯时,可以单独驱 动转弯方向的另外一侧液压马达,而使转弯一侧的液压马达停止运转,或 者可以采用以相反方向分别驱动左右液压马达的方法,使机体急转弯。 中国矿业大学本科生毕业设计 第 4 页 2 设计任务及相关参数 2.1 履带式半煤岩掘进机行走部设计 主要参考参数和要求: 机身长:885m 宽:222m 高:15155m 卧底深度:245mm 装机功率:190KW 截割功率:120KW 经济截割煤岩硬度:60MPa 可掘巷道断面:1820m2 最大可掘高度:3754m 最大可掘宽度:5m 龙门高度:350400mm 刮板速度:09
21、10m/s 运输形式:边双链 履带宽度:2300mm 行走速度:3m/min(工作) 6m/min(调动) 额定电压:1140/660v (1)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)完成行走部总体结构设计; (3)完成行走部两级 2K-H 传动件速装置设计; (4)行星传动主要组件、零件图设计及零件加工工艺编制; (5)编写完成整机设计计算说明书、中英文翻译,可有专题论述。 2.2 主要技术参数 (1)总体参数 机 长: 8486m 机 宽: 22m 机 高: 1547m 截割卧底深度: 245mm 总 功 率: 190kW 可经济截割煤岩硬度: 60MPa 可掘巷道断面
22、: 1820m2 最大可掘高度: 375m 最大可掘宽度: 50m 适应巷道坡度: 16 机器供电电压: 660/1140V (2)截割部 中国矿业大学本科生毕业设计 第 5 页 电动机: 型 号: YBUS2-120 功 率: 120KW 转 速: 1478r/min 截割头: 转 速: 53r/min 截 齿: 镐形 最大摆动角度: 上: 42 下: 31 左右各 39 (3)装载部 装载形式 三爪转盘 装运能力 180m3/h 铲板宽度 25m/28m 铲板卧底 250mm 铲板抬起 360mm 转盘转速 30r/min (4)刮板输送机 运输形式 边双链刮板 槽 宽 510mm 龙门高
23、度 390mm 链 速 093m/s 锚链规格 1864mm 张紧形式 黄油缸张紧 (5)行走部 行走形式 履带式(液压马达分别驱动) 行走速度 工作 3m/min 调动 6m/min 接地长度 246m 制动形式 摩擦制动器 履带板宽度 500mm 张紧形式 黄油缸张紧 (6)液压系统 系统额定压力: 油缸回路 16MPa 行走回路 16MPa 装载回路 14Mpa 输送机回路 14Mpa 转载机回路 10MPa 中国矿业大学本科生毕业设计 第 6 页 锚杆钻机回路 10MPa 系统总流量: 450 L/min 泵站电动机: 型号 YB250M-4 功率 55kW 转速 1470 r/min
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