大斷面硬煤巖掘進(jìn)機(jī)總體結(jié)構(gòu)及裝運(yùn)機(jī)構(gòu)設(shè)計說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　Abstract3</p><p><b>　　前言4</b></p><p>　　1掘進(jìn)機(jī)總體設(shè)計5</p><p><b>　　1.1使用條件6</b></p><p><

2、;b>　　1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計7</b></p><p>　　1.2.1工作機(jī)構(gòu)的型式選擇7</p><p>　　1.2.2裝載機(jī)構(gòu)的型式選擇8</p><p>　　1.2.3輸送機(jī)構(gòu)的型式選擇9</p><p>　　1.2.4轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)的型式選擇10</p><p>　　1.2.5行走機(jī)構(gòu)的型式選

3、擇10</p><p>　　1.2.6除塵裝置的型式選擇11</p><p>　　1.3對上述個部分進(jìn)行選用11</p><p>　　1.3.1運(yùn)用黑箱法11</p><p>　　1.3.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價12</p><p>　　1.3.3繪制強(qiáng)度圖13</p><p>　　1.3.4

4、繪制斷面圖13</p><p>　　1.4總體參數(shù)的確定14</p><p>　　1.4.1機(jī)型大小14</p><p>　　1.4.2 總體布置14</p><p>　　1.4.3掘進(jìn)機(jī)的通過性15</p><p>　　2裝運(yùn)機(jī)構(gòu)設(shè)計16</p><p>　　2.1設(shè)計要求16&

5、lt;/p><p>　　2.2鏟板組成17</p><p>　　2.3　星輪結(jié)構(gòu)尺寸確定18</p><p>　　2.4運(yùn)輸機(jī)設(shè)計19</p><p>　　3鏟板升降油缸的設(shè)計20</p><p>　　3.1鏟板升降液壓缸類型的選擇20</p><p>　　3.2基本參數(shù)的確定20<

6、;/p><p>　　3.2.1工作負(fù)載的確定20</p><p>　　3.2.2 工作壓力的確定21</p><p>　　3.2.3 工作速度和速比的確定21</p><p>　　3.2.4液壓缸內(nèi)徑確定22</p><p>　　3.2.5最大工作行程和最小導(dǎo)向長度的確定23</p><p&g

7、t;　　3.2.6活塞寬度（B）和隔離套的選用24</p><p>　　3.2.7液壓缸的推力和拉力24</p><p>　　3.3缸底厚度的計算24</p><p>　　3.3.1缸筒壁厚24</p><p>　　3.3.2缸筒壁厚的強(qiáng)度驗(yàn)算25</p><p>　　3.4外徑的選擇25</p>

8、;<p>　　4液壓缸穩(wěn)定性和活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算26</p><p>　　4.1、液壓缸穩(wěn)定性驗(yàn)算26</p><p>　　4.1.1、活塞桿的計算簡圖26</p><p>　　4.1.2柔度計算26</p><p>　　4.1.3活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算27</p><p>　　4.1.4液壓缸連接零件的強(qiáng)

9、度計算28</p><p>　　3)、缸蓋卡環(huán)連接的強(qiáng)度計算29</p><p>　　4.1.5密封、導(dǎo)向和防塵裝置的選擇29</p><p><b>　　結(jié)論31</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　研究目的掘進(jìn)機(jī)有傳統(tǒng)的鉆暴法相比

10、，具有以下優(yōu)點(diǎn)：能夠保證巷道的穩(wěn)定性。掘進(jìn)速度快。減少巷道的超控量和不必要的工程量。減少巖石冒落及瓦斯的突然涌出，利與安全生產(chǎn)和通風(fēng)管理。改善勞動條件，減少笨重的體力勞動，效率提高。使用掘進(jìn)機(jī)不但可以提高巷道的掘進(jìn)速度，而且還可以研究巷道掘進(jìn)技術(shù)，改善工藝和勞動組織，逐步實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)過程的綜合機(jī)械化。改善勞動條件，減少笨重的體力勞動，效率提高設(shè)計方法；首先進(jìn)行總體設(shè)計，部分端面掘進(jìn)機(jī)主要由截割機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)，裝載機(jī)構(gòu)，液壓系統(tǒng)，操縱控制

11、系統(tǒng)。各個機(jī)構(gòu)提供兩套方案，針對用戶的提供的使用條件，經(jīng)濟(jì)性，從中選一套好的掘進(jìn)機(jī)設(shè)計要遵循如下原則，1工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)參數(shù)，動力學(xué)參數(shù)，結(jié)構(gòu)形狀以及掘進(jìn)機(jī)的其他組成部分的結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)參數(shù)等，均隨著煤巖的不同特點(diǎn)而異。必須量體裁衣。2從截齒到動力機(jī)，從截齒開始計算掘進(jìn)機(jī)所需要的各種動力源的能力，并運(yùn)用到設(shè)計時間中。3動態(tài)設(shè)計原則。將運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計方法，有限元設(shè)計方法，摸臺分析設(shè)計方法，試驗(yàn)設(shè)計方法。懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)具有掘進(jìn)速度快,巷道成

12、形好,便于與其它設(shè)備配套組成綜掘作業(yè)線以及成本較為合理等優(yōu)點(diǎn),因而應(yīng)用廣泛。近年來掘進(jìn)機(jī)</p><p>　　關(guān)鍵詞: 掘進(jìn)機(jī);目的;方法</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The research goal mechanical boring machine has the tradition to d

13、rill the storm law to compare, has the following merit: Can guarantee tunnel's stability. The tunneling speed is quick. Reduces the tunnel ultra to control the quantity and the nonessential resilience. The reduced ro

14、ck braves to fall and gas sudden gushing out, favorable and the safety in production and ventilates the management. The improvement work condition, reduces the unwieldy physical labor, the efficiency enhancement. Not o&l

15、t;/p><p>　　Key word: Mechanical boring machine; Goal; Method</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　目的意義：掘進(jìn)機(jī)有傳統(tǒng)的鉆暴法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)；能夠保證巷道的穩(wěn)定性。掘進(jìn)速度快。減少巷道的超控量和不必要的工程量。減少巖石冒落及瓦斯的突然涌出，利與安全生產(chǎn)和通風(fēng)

16、管理。改善勞動條件，減少笨重的體力勞動，效率提高。使用掘進(jìn)機(jī)不但可以提高巷道的掘進(jìn)速度，而且還可以研究巷道掘進(jìn)技術(shù)，改善工藝和勞動組織，逐步實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)過程的綜合機(jī)械化。</p><p>　　在設(shè)計中主要研究掘進(jìn)機(jī)的裝載機(jī)構(gòu)。這里我主要對掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究和分析。利用所學(xué)的機(jī)械設(shè)計知識簡單設(shè)計機(jī)構(gòu)，對重要的元件機(jī)構(gòu)進(jìn)行選用和設(shè)計，說明其優(yōu)、缺點(diǎn)，以及對整個系統(tǒng)的影響。</p><p>

17、　　研究方案，首先進(jìn)行總體設(shè)計，部分端面掘進(jìn)機(jī)主要由截割機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)，裝載機(jī)構(gòu)，液壓系統(tǒng)，操縱控制系統(tǒng)。各個機(jī)構(gòu)提供兩套方案，針對用戶的提供的使用條件，經(jīng)濟(jì)性，從中選一套好的 。在接著進(jìn)行專題設(shè)計，這部分應(yīng)做的比較細(xì)，包括強(qiáng)度計算，裝載機(jī)構(gòu)的組成部分，耙爪，各種減速器，滾筒，耙板。在設(shè)計工作開始，設(shè)計師應(yīng)該認(rèn)真研究和分析用戶提出的技術(shù)要求和機(jī)器的工作條件，以便在總體設(shè)計中能恰當(dāng)?shù)拇_定出機(jī)型，技術(shù)參數(shù)，總體結(jié)構(gòu)，保證設(shè)計質(zhì)量。裝載機(jī)構(gòu)總

18、體設(shè)計主要依據(jù)，巷道的端面尺寸，物料的物理性能，巷道和底版情況，行走方式和原動機(jī)的類型?？傮w布置包括機(jī)器各部分間性能協(xié)調(diào)和他們的位置正確，設(shè)計中是通過繪制整機(jī)布置草圖來控制各部分的主要尺寸和相互位置，原則如下；保證各部件，零件間協(xié)調(diào)工作，運(yùn)行可靠，有足夠的強(qiáng)度和剛度，結(jié)構(gòu)緊湊，外型美觀，整體穩(wěn)定性好，生產(chǎn)效率高，傳動損失小，便于操作和維修，工作安全可靠。裝運(yùn)機(jī)構(gòu)工作部分的設(shè)計要先對耙爪的運(yùn)動軌跡分析，在集合尺寸的確定，運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的分

19、析，強(qiáng)度計算。掘進(jìn)機(jī)設(shè)計要遵循如下原則，1工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)參數(shù)，動力學(xué)參數(shù)，結(jié)構(gòu)形狀以及掘進(jìn)機(jī)的其他組成部分的結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)</p><p><b>　　1掘進(jìn)機(jī)總體設(shè)計</b></p><p>　　掘進(jìn)機(jī)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)截割，裝運(yùn)，運(yùn)輸，裝載煤巖和調(diào)動行走，噴霧除塵的聯(lián)合機(jī)組。與傳統(tǒng)的爆破法相比，使用掘進(jìn)機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)；</p><p>　　1

20、能夠保證巷道的穩(wěn)定性。2掘進(jìn)速度快。3減少巷道的超控量和不必要的工程量。4減少巖石的冒落和及瓦斯的突然涌出，有利與安全和通風(fēng)管理。5改善勞動條件，減少笨重的體力勞動.它既可用于煤礦井下，也可用于金屬礦山以及其他隧道施工。</p><p><b>　　圖1-1總體結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　Fig1-1 overall structure drawing<

21、/p><p>　　掘進(jìn)機(jī)的總體方案設(shè)計對于整機(jī)的性能起著決定性的作用。因此，根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的用途、作業(yè)情況及制造條件，合理選擇機(jī)型，并正確確定各部結(jié)構(gòu)型式，對于實(shí)現(xiàn)整機(jī)的各項技術(shù)指標(biāo)、保證機(jī)器的工作性能具有重要意義。</p><p><b>　　1.1使用條件</b></p><p>　　用戶的使用條件，巷道為梯形斷面，上底5下底6高4，堅固性系數(shù)f=

22、6,底版和兩側(cè)要求光滑。</p><p><b>　　圖1-2巷道端面</b></p><p>　　Fig 1-2 tunnel end surface</p><p>　　掘進(jìn)機(jī)組成；由截割部分，本體部分，裝運(yùn)部分，行走部分，液壓系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)，等組成。</p><p>　　圖1-3總體結(jié)構(gòu)爆炸圖</p>

23、<p>　　Fig 1-3 gross structure detonation chart</p><p><b>　　1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　1.2.1工作機(jī)構(gòu)的型式選擇</p><p>　　部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)的工作機(jī)構(gòu)有截鏈?zhǔn)?、圓盤銑削式和懸臂截割式等。因懸臂截割式掘進(jìn)機(jī)機(jī)體靈活、體積較小，可截出各種形狀和斷面

24、的巷道，并能實(shí)現(xiàn)選擇性截割，而且截割效果好，掘進(jìn)速度較高；所以，現(xiàn)在主要采用懸臂截割式，并已成為當(dāng)前掘進(jìn)機(jī)工作機(jī)構(gòu)的一種基本型式?！　“唇馗铑^的布置方式，分為縱軸和橫軸式兩種?？v軸式截割頭傳動方便、結(jié)構(gòu)緊湊，能截出任意形狀的斷面，易于獲得較為平整的斷面，有利于采用內(nèi)伸縮懸臂，可挖柱窩或水溝。截割頭的形狀有圓柱形、圓錐形和圓錐加圓柱形，由于后兩種截割頭利于鉆進(jìn)，并使截割表面較平整，故使用較多。缺點(diǎn)是由于縱軸式截割頭在橫向擺動截割時的反作

25、用力不通過機(jī)器中心，與懸臂形成的力矩使掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)生較大的振動，故穩(wěn)定性較差。因此，在煤巷掘進(jìn)時，需加大機(jī)身重量或裝設(shè)輔助支撐裝置?！　M軸式截割頭分滾筒形、圓盤形、拋物線形和半球形幾種。這種掘進(jìn)機(jī)截齒的截割方向比較合理，破落煤巖較省力，排屑較方便。由于截深較小，截割與裝載情況較好?？v向截割時，穩(wěn)定性較好。缺點(diǎn)是傳動裝置較復(fù)雜，在切入工作面時需左右擺動，不如縱軸式工作機(jī)構(gòu)使用方便；因?yàn)榻馗铑^較長對掘進(jìn)斷面形狀有限制，難以獲得較平整的側(cè)壁。

26、這</p><p><b>　　圖1-4切割頭</b></p><p>　　Fig1-4 cuts the head</p><p>　　由于工作機(jī)構(gòu)的載荷變化范圍大、驅(qū)動功率大、過堅硬巖石時短期過載運(yùn)轉(zhuǎn)、有沖擊載荷、振動較大，要求其傳動裝置體積小，最好能調(diào)速?？紤]掘進(jìn)機(jī)工作時，截割頭不僅要具有一定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以截割煤巖，而且要能上下左右擺動，

27、以掘出整個斷面，掘進(jìn)機(jī)工作機(jī)構(gòu)一般都采用單機(jī)驅(qū)動。雖然液壓傳動具有體積小、調(diào)速方便等優(yōu)點(diǎn)，但由于對沖擊載荷很敏感，元件不能承受較大的短時過載，一般選擇過載能力較大的電動機(jī)驅(qū)動。</p><p>　　1.2.2裝載機(jī)構(gòu)的型式選擇</p><p>　　部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)的裝載機(jī)構(gòu)有4種；</p><p>　　1）單雙環(huán)形刮板鏈?zhǔn)剑簡苇h(huán)形是利用一組環(huán)形刮板鏈直接將煤巖裝到機(jī)體

28、后面的轉(zhuǎn)載機(jī)上。雙環(huán)形是由兩排并列、轉(zhuǎn)向相反的刮板鏈組成。若刮板鏈能左右張開或收攏，就能調(diào)節(jié)裝載寬度，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。環(huán)形刮板鏈?zhǔn)窖b載機(jī)構(gòu)制造筒單，但由于單向裝載，在裝載邊易形成煤巖堆積，從而會造成卡鏈和斷鏈。同時，由于刮板鏈易磨損，功率消耗大，使用效果較差。</p><p>　　螺旋式。是橫軸式掘進(jìn)機(jī)上使用的一種裝載機(jī)構(gòu)，它利用左右兩個截割頭上旋向相反的螺旋葉片將煤巖向中間推入輸送機(jī)構(gòu)。由于頭體形狀的缺點(diǎn)，這種機(jī)構(gòu)

29、目前使用很少。</p><p>　　耙爪式。是利用一對交替動作的耙爪來不斷地耙取物料并裝入轉(zhuǎn)載運(yùn)輸機(jī)構(gòu)。這種方式結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、外形尺寸小、裝載效果好，目前應(yīng)用很普遍。但這種裝載機(jī)構(gòu)寬度受限制，為擴(kuò)大裝載寬度，可使鏟板連同整個耙爪機(jī)構(gòu)一起水平擺動，或設(shè)計成雙耙爪機(jī)構(gòu)，以擴(kuò)大裝載范圍。</p><p><b>　　圖1-5 蟹爪結(jié)構(gòu)</b></p>&

30、lt;p>　　Fig 1-5 crab claw structure drawing</p><p>　　星輪式。該種機(jī)構(gòu)比耙爪式簡單、強(qiáng)度高、工作可靠，但裝大塊物料的能力較差通常，應(yīng)選擇耙爪式裝載機(jī)構(gòu)，但考慮裝載寬度問題，可選擇雙耙爪機(jī)構(gòu)，也可設(shè)計成耙爪與星輪可互換的裝載機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　圖1-6星輪結(jié)構(gòu)</b></p><

31、;p>　　Fig 1-6 spider structure</p><p>　　裝載機(jī)構(gòu)可以采用電動機(jī)驅(qū)動，也可用液壓馬達(dá)驅(qū)動。但考慮工作環(huán)境潮濕、有泥水，選用液壓馬達(dá)驅(qū)動為好。耙裝裝載機(jī)構(gòu)雖可連續(xù)裝載,然而在兩個偏心</p><p>　　轉(zhuǎn)盤同時旋轉(zhuǎn)一周時,只有兩次裝載過程,如果想要提高裝載效率就要增加偏心轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周的裝載次數(shù),因此決定將其原來的蟹爪式裝載機(jī)構(gòu)改為星輪式裝載機(jī)構(gòu)。

32、 </p><p>　　1.2.3輸送機(jī)構(gòu)的型式選擇</p><p>　　部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)多采用刮板鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)構(gòu)。輸送機(jī)構(gòu)可采用聯(lián)合驅(qū)動方式，即將電動機(jī)或液壓馬達(dá)和減速器布置在刮板輸送機(jī)靠近機(jī)身一側(cè)，在驅(qū)動裝載機(jī)構(gòu)同時，間接地以

33、輸送機(jī)構(gòu)機(jī)尾為主動軸帶動刮板輸送機(jī)構(gòu)工作。這樣傳動系統(tǒng)中元件少、機(jī)構(gòu)比較簡單，但裝載與輸送機(jī)構(gòu)二者運(yùn)動相牽連，相互影響大。由于該位置空間較小布置較困難。</p><p>　　輸送機(jī)構(gòu)采用獨(dú)立的驅(qū)動方式，即將電動機(jī)或液壓馬達(dá)布置在遠(yuǎn)離機(jī)器的一端，通過減速裝置驅(qū)動輸送機(jī)構(gòu)。這種驅(qū)動方式的傳動系統(tǒng)布置簡單，和裝載機(jī)構(gòu)的運(yùn)動互不影響。但由于傳動裝置和動力元件較多，故障點(diǎn)有所增加。</p><p>

34、　　目前，這兩種輸送機(jī)構(gòu)均有采用，設(shè)計時應(yīng)酌情確定。一般常采用與裝載機(jī)構(gòu)相同的驅(qū)動方式。</p><p>　　1.2.4轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)的型式選擇</p><p>　　該掘進(jìn)機(jī)的轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)有兩種布置方式：①作為機(jī)器的一部分；②為機(jī)器的配套設(shè)備。目前，多采用膠帶輸送機(jī)?！　∧z帶轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)傳動方式有3種：①用液壓馬達(dá)直接或通過減速器驅(qū)動機(jī)尾主動卷筒；②由電動卷筒驅(qū)動主動卷筒；③利用電動機(jī)通過減速器驅(qū)動主

35、動卷筒。　　為使卸載端作上下、左右擺動，一般將轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)機(jī)尾安裝在掘進(jìn)機(jī)尾部的回轉(zhuǎn)臺托架上，可用人力或液壓缸使其繞回轉(zhuǎn)臺中心擺動，達(dá)到擺角要求；同時，通過升降液壓缸使其繞機(jī)尾鉸接中心作升降動作，以達(dá)到卸載的調(diào)高范圍。</p><p>　　轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)應(yīng)采用單機(jī)驅(qū)動，可選用電動機(jī)或液壓馬達(dá)。</p><p>　　1.2.5行走機(jī)構(gòu)的型式選擇</p><p>　　該種掘進(jìn)機(jī)的

36、行走機(jī)構(gòu)有邁步式、導(dǎo)軌式和履帶式幾種。</p><p>　　(1)邁步式。該種行走機(jī)構(gòu)是利用液壓邁步裝置來工作的。采用框架結(jié)構(gòu)，使人員能自由進(jìn)出工作面，并可越過裝載機(jī)構(gòu)到達(dá)機(jī)器的后面。使用支撐裝置可起到掩護(hù)頂板、臨時支護(hù)的作用。但由于向前推進(jìn)時，支架反復(fù)交替地作用于頂板，掘進(jìn)機(jī)對頂板的穩(wěn)定性要求較高，局限性較大，所以這種行走機(jī)構(gòu)主要用于巖巷掘進(jìn)機(jī)，在煤巷、半煤巖巷中也有應(yīng)用?！　?2)導(dǎo)軌式。將掘進(jìn)機(jī)用導(dǎo)軌吊在

37、巷道頂板上，躲開底板，達(dá)到?jīng)_擊破碎巖石的目的。這就要求導(dǎo)軌具有較高的強(qiáng)度。這種行走機(jī)構(gòu)主要用于沖擊式掘進(jìn)機(jī)?！　?3)履帶式。適用于底板不平或松軟的條件，不需修路鋪軌。具有牽引能力大，機(jī)動性能好、工作可靠、調(diào)動靈活和對底板適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件磨損較嚴(yán)重?！　∧壳埃糠?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)通常采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。由于其工作環(huán)境差，用電動機(jī)驅(qū)動易受潮燒毀，最好選用液壓馬達(dá)驅(qū)動。</p><p>　　1.2.

38、6除塵裝置的型式選擇</p><p>　　掘進(jìn)機(jī)的除塵方式有噴霧式和抽出式兩種?！　?1)噴霧式。用噴嘴把具有一定壓力的水高度擴(kuò)散、霧化，使粉塵附在霧狀水珠表面沉降下來，達(dá)到滅塵效果。這種除塵方式有以下兩種：①外噴霧降塵。是在工作機(jī)構(gòu)的懸臂上裝設(shè)噴嘴，向截割頭噴射壓力水，將截割頭包圍。這種方式結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用壽命長。由于噴嘴距粉塵源較遠(yuǎn)，粉塵容易擴(kuò)散，除塵效果較差；②內(nèi)噴霧降塵。噴嘴在截割頭上按螺旋線布

39、置，壓力水對著截齒噴射。由于噴嘴距截齒近，除塵效果好，耗水量少，沖淡瓦斯、冷卻截齒和撲滅火花的效果也較好。但噴嘴容易堵塞和損壞，供水管路復(fù)雜，活動聯(lián)接處密封較困難。為提高除塵效果，一般采用內(nèi)外噴霧相結(jié)合的辦法，并且和截割電機(jī)、液壓系統(tǒng)的冷卻要求結(jié)合起來考慮，將冷卻水由噴嘴噴出降塵。　　(2)抽出式。常用的吸塵裝置是集塵器。設(shè)計掘進(jìn)機(jī)時，應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)條件來選集塵器。為提高除塵效果，可采用兩級凈化除塵。由于集塵器跟隨掘進(jìn)機(jī)移動，風(fēng)機(jī)

40、的噪音很大，應(yīng)安裝消音裝置。抽出式除塵裝置滅塵效果好，但因設(shè)備增多，使工作面空間減小。近年來，除塵設(shè)備有向抽出式和噴霧式聯(lián)合并用方向發(fā)展的趨勢。</p><p>　　1.3對上述個部分進(jìn)行選用</p><p>　　1.3.1運(yùn)用黑箱法</p><p>　　表1-1掘進(jìn)機(jī)原理解</p><p>　　Table 1-1 mechanical bo

41、ring machine original understanding</p><p>　　選兩種組合第一種；a1----b2----a3-----a4</p><p>　　第二種；b1----b2----c3-----b4</p><p>　　第三種；a1----a2----a3-----a4</p><p>　　1.3.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價&l

42、t;/p><p>　　表1-2掘進(jìn)機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價表</p><p>　　Table 1-2 mechanical boring machine technical economy appraisal table</p><p>　　1.3.3繪制強(qiáng)度圖</p><p>　　圖1-7掘進(jìn)機(jī)價值強(qiáng)度圖</p><p>　　Fi

43、gure 1-7 mechanical boring machine value intensity chart</p><p>　　把有權(quán)重總價高并且在價值強(qiáng)度圖中位于右上角的兩個方案（1、3），作為較好的方案，在借助于價值斷面進(jìn)行比較，比較結(jié)果方案1是最好的。</p><p>　　1.3.4繪制斷面圖</p><p>　　圖1-8掘進(jìn)機(jī)價值斷面圖</p&g

44、t;<p>　　Figure 1-8 mechanical boring machine value sectional drawing</p><p>　　1.4總體參數(shù)的確定</p><p><b>　　1.4.1機(jī)型大小</b></p><p>　　表1-3基本機(jī)型與主要參數(shù)</p><p>　　Ta

45、ble 1-3 basic types and main parameter</p><p>　　根據(jù)主要參數(shù)與工作條件選3型</p><p>　　1.4.2 總體布置</p><p>　　工作機(jī)構(gòu)要求有較大短時間過載能力，油馬達(dá)對沖擊載荷敏感，過載能力低。影響截割頭正常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，掘進(jìn)的工作機(jī)構(gòu)采用電動機(jī)為動力的機(jī)械傳動形式。利用體積小、功率大、過載能力強(qiáng)的專

46、用電動機(jī)，并配備可靠的電氣保護(hù)裝置。根據(jù)工作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，通常工作機(jī)構(gòu)的減速器設(shè)在懸臂內(nèi)，成為懸臂的組成部分。截割頭調(diào)速方式一般采用配換掛輪的方法，變速機(jī)構(gòu)力求簡單。</p><p>　　耙裝運(yùn)輸機(jī)構(gòu)采用齒輪油馬達(dá)傳動，由于尺寸小，重量輕，可使2者分別傳動，從而簡化傳動裝置，便于在鏟板下布置，便于設(shè)計密封效果好的機(jī)械密封或?qū)p速器與鏟板分離，同時可實(shí)現(xiàn)過載自動保護(hù)。</p><p>

47、　　履帶行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方式有電動機(jī)驅(qū)動和油馬達(dá)驅(qū)動兩種方式。分別通過機(jī)械減速裝置或直接由馬達(dá)帶動履帶的主動鏈輪運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　機(jī)械傳動的履帶行走機(jī)構(gòu)，一般是將電動機(jī)裝于兩條履帶減速器后部，制動裝置采用機(jī)械液壓制動方式。可靠性高，但不能調(diào)速，減速箱體積較大采用4級電機(jī)，巷道淋水大時，電動機(jī)易受潮燒壞。</p><p>　　履帶行走機(jī)構(gòu)采用液壓傳動形式，系統(tǒng)簡單、性能教好、技術(shù)先進(jìn)

48、。液壓傳動的行走機(jī)構(gòu)中，在液壓馬達(dá)形式選擇及調(diào)速方式設(shè)計方面，有不同方案。行走機(jī)構(gòu)的調(diào)速方式有兩種，一是采用變量泵另一種是采用分流或并流的調(diào)速方案，在機(jī)器快速調(diào)動時，停止想裝載馬達(dá)供油，只向行走馬達(dá)供油，使掘進(jìn)機(jī)具有良好的行走速度。</p><p>　　1.4.3掘進(jìn)機(jī)的通過性</p><p>　　掘進(jìn)機(jī)的通過性是指機(jī)器通過彎道、各種底板和障礙物的能力歷史掘進(jìn)機(jī)的使用性能之一。</p

49、><p>　　機(jī)器高度越低越好，但由于離地最小間隙和龍門高度的要求，機(jī)器不能太低，小斷面在1.7m以下，大斷面在2m以下。長度在8m左右，機(jī)器寬度與巷道寬度相適應(yīng)。機(jī)器兩側(cè)距離巷道兩壁保持適應(yīng)距離，以便人員通過和材料的運(yùn)輸。</p><p>　　掘進(jìn)機(jī)械的通用性離地最小間隙取200mm.可通過巷道最小半徑控制在6-10m.適應(yīng)底版比壓p=100---130Kpa,</p><

50、;p>　　掘進(jìn)機(jī)穩(wěn)定性分析與計算穩(wěn)定性是指在規(guī)定的方向行走和工作的時候不發(fā)生翻到或測滑的能力。靜態(tài)穩(wěn)定性是指機(jī)器在行走和截割兩種狀態(tài)下的穩(wěn)定性。掘進(jìn)機(jī)的穩(wěn)定性，是影響掘進(jìn)機(jī)的有效工作的重要因素之一，在總體設(shè)計時候應(yīng)基本予以平衡，而在機(jī)器的縱向和高度方向上的重心位置應(yīng)分、懸臂和機(jī)身兩部分分進(jìn)行計算，主要是便于對懸臂處于各種不同位置和帶動角度時的整機(jī)重心計算。當(dāng)掘進(jìn)作業(yè)時候，還應(yīng)分別鉆進(jìn)工況和橫向擺動切割工況進(jìn)行縱向和橫向的年扭動穩(wěn)定

51、計算。</p><p><b>　　2裝運(yùn)機(jī)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　煤礦井下巷道的快速掘進(jìn),要求掘進(jìn)機(jī)具有較大的生產(chǎn)能力,因此,在提高掘進(jìn)機(jī)截割能力的同時,其裝載運(yùn)輸能力也必須相應(yīng)提高。裝載機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)之一,其作用是將截割機(jī)構(gòu)破落下來的煤巖收集、耙裝至中間輸送機(jī)。裝載能力的大小取決于裝載機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇,它直接決定了整機(jī)的生產(chǎn)能力,因此,不斷改

52、進(jìn)和完善掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu),是提高掘進(jìn)機(jī)整機(jī)性能的前提。它目前多采用液壓馬達(dá)直接驅(qū)動星輪的方式。星輪裝載機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)的重要組成部分,它設(shè)計是否正確合理,將直接影響整機(jī)的適用性、生產(chǎn)效率和性能可靠性,裝載機(jī)構(gòu)的設(shè)計要與整機(jī)相匹配。</p><p>　　圖2-1裝運(yùn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Figure 2-1 shipment activity structure drawing</

53、p><p><b>　　2.1設(shè)計要求</b></p><p>　　在總體設(shè)計開始前，至少應(yīng)該掌握如下技術(shù)要求和使用條件，當(dāng)作設(shè)計的主要依據(jù)。</p><p>　　1航道的斷面尺寸。它是確定最大工作尺寸和外形尺寸。</p><p>　　2料堆狀況的物理機(jī)械性能。</p><p>　　3裝載機(jī)構(gòu)的技術(shù)生

54、產(chǎn)率，</p><p>　　4底版和巷道的情況，</p><p>　　5行走方式和原動機(jī)的類型。</p><p>　　裝載機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)能力應(yīng)大于截割機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)能力,這是確定裝載機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù)的先決條件。設(shè)計時裝載機(jī)構(gòu)生產(chǎn)能力按截割機(jī)構(gòu)生產(chǎn)能力的1.0~1.1倍考慮為宜。</p><p>　　鏟板寬度應(yīng)大于履帶外側(cè)寬度,鏟板能升降,且鏟尖呈刀尖形狀

55、。</p><p>　　總體參數(shù)的確定采用計算法或類比法。裝載機(jī)構(gòu)是通過銷軸與銷孔鉸接于主機(jī)架上，并通過升降油缸實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)構(gòu)的上下擺動的。裝載機(jī)構(gòu)通過升降油缸下擺接地后，還可以成為機(jī)體的前支點(diǎn)，增加機(jī)器的穩(wěn)定性。</p><p><b>　　2.2鏟板組成</b></p><p>　　鏟板部是由鏟板本體、側(cè)鏟板、鏟板驅(qū)動裝置、從動輪裝置等組成。

56、通過兩個低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動星輪，把截割下來的物料收集到第一運(yùn)輸機(jī)內(nèi)。鏟板部的兩個液壓馬達(dá)驅(qū)動采用一個液壓分流器，使兩個液壓馬達(dá)在工作時能夠獲得均衡的流量，確保星輪平穩(wěn)一致。鏟板本體、側(cè)鏟板用M24高強(qiáng)度螺栓連接，鏟板在油缸作用下可向上抬起，向下臥底。</p><p><b>　　圖2-2鏟板結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　Figure 2-2 shovel

57、board structure</p><p>　　1、驅(qū)動部采用低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動；馬達(dá)標(biāo)配為國產(chǎn)馬達(dá)，根據(jù)需要也可選配性能優(yōu)良的進(jìn)口馬達(dá)。</p><p>　　2、取消鏟板減速機(jī)和中間軸裝置，降低故障率。</p><p>　　3、星輪與馬達(dá)直聯(lián)；使維修拆裝更為方便。</p><p>　　4、鏟板鏡板采用耐磨板。</p>

58、<p>　　5、星輪爪數(shù)可根據(jù)客戶要求自選三爪或六爪。</p><p>　　2.3　星輪結(jié)構(gòu)尺寸確定</p><p>　　星輪式裝載機(jī)構(gòu)是一種新型的裝載機(jī)構(gòu),由于它采用液壓馬達(dá)直接驅(qū)動星輪的方式,傳動簡單,受力均勻,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),比蟹爪式有錐齒輪減速器機(jī)構(gòu),可靠性大大提高,因而近幾年國內(nèi)外掘進(jìn)機(jī)和連續(xù)采煤機(jī)裝載機(jī)構(gòu)廣泛采用星輪式裝載機(jī)構(gòu)。星輪結(jié)構(gòu)尺寸確定、星輪轉(zhuǎn)速確定及裝載功率確

59、定的方法,對進(jìn)行星輪式裝載機(jī)構(gòu)設(shè)計可以參考借鑒,對合理設(shè)計星輪式裝載機(jī)構(gòu)有一定的指導(dǎo)意義。</p><p>　　星輪結(jié)構(gòu)如圖3所示,有關(guān)尺寸確定如下:</p><p>　　(1)星輪大徑D　星輪大徑的確定與鏟板和驅(qū)動裝置外形尺寸及星輪回轉(zhuǎn)中心有關(guān),設(shè)計時結(jié)合鏟板設(shè)計綜合考慮確定。</p><p><b>　　圖2-3星輪結(jié)構(gòu)</b></p

60、><p>　　Figure 2-3spider structure</p><p>　　(2)星輪小徑d　星輪小徑的確定主要與驅(qū)動裝置外形尺寸有關(guān),設(shè)計時在滿足強(qiáng)度要求的條件下,應(yīng)盡量減小星輪小徑的尺寸。</p><p>　　(3)星輪小徑高度H　星輪小徑高度的確定要結(jié)合鏟板和驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)尺寸及機(jī)器總體布置要求確定,并使之盡量小。</p><p>

61、;　　(4)星輪爪子的數(shù)量M及寬度L　星輪爪子的數(shù)量目前以三爪、四爪及六爪居多。爪子數(shù)量多,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,裝載效率低,建議設(shè)計時采用三爪星輪。星輪爪子的寬度設(shè)計時,要求在滿足強(qiáng)度的條件下,盡量減小其寬度。</p><p>　　(5)爪子高度h　爪子高度由星輪大小徑、星輪爪子的數(shù)量、星輪轉(zhuǎn)速及裝載機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)率確定。</p><p>　　(6)物料m所處星輪位置的半徑r越小,要使物料順利裝入中間

62、輸送機(jī)上,所需的轉(zhuǎn)速越高。但是,如果轉(zhuǎn)速過高,又會造成嚴(yán)重的甩物料現(xiàn)象,從而影響裝載效果。</p><p>　　(7)物料m沿爪面的分力與物料m所處星輪位置的離心力與爪面切線的夾角α有關(guān),星輪工作轉(zhuǎn)速大于40 r/min時,星輪爪面宜采用弧形面。</p><p><b>　　2.4運(yùn)輸機(jī)設(shè)計</b></p><p>　　第一運(yùn)輸機(jī)采用分體焊接結(jié)

63、構(gòu)，分為前溜槽和后溜槽兩部份。采用雙邊鏈運(yùn)輸。</p><p><b>　　圖2-4運(yùn)輸機(jī)</b></p><p>　　Figure 2-4transport aircraft</p><p>　　1、選用18×64煤礦通用圓環(huán)鏈。</p><p>　　2、低速大扭矩雙（單）液壓馬達(dá)驅(qū)動，減少故障點(diǎn)維修方便；液

64、壓馬達(dá)有兩種一種為國產(chǎn)馬達(dá)、另一種為進(jìn)口馬達(dá)。</p><p>　　3、可選配液壓油、脂缸、絲杠張緊。</p><p>　　4、一運(yùn)全部為耐磨鋼板，溜槽底板采用進(jìn)口K400優(yōu)質(zhì)耐磨板。</p><p>　　5、設(shè)計直溜槽，方便運(yùn)料。</p><p>　　3鏟板升降油缸的設(shè)計</p><p>　　3.1鏟板升降液壓缸類型

65、的選擇</p><p>　　根據(jù)鏟板的工作情況可知，在工作時候鏟板能向下臥底和向上抬起，這就必須選擇一個活塞桿能實(shí)現(xiàn)正反兩個方向運(yùn)動的液壓缸。所以，選擇雙作用單活塞桿式液壓缸可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動要求。</p><p>　　3.2基本參數(shù)的確定</p><p>　　3.2.1工作負(fù)載的確定</p><p>　　液壓缸的工作負(fù)載是指工作機(jī)構(gòu)在滿負(fù)荷的情況下

66、，以一定的加速度啟動時，對液壓缸產(chǎn)生的總阻力，可如下計算：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中，Re— 工作機(jī)構(gòu)的阻力及自重等對液壓缸產(chǎn)生的作用力；</p><p>　　Rf— 工作機(jī)構(gòu)滿負(fù)荷起動時的靜摩插力對液壓缸產(chǎn)生的作用力；</p><p>　　Rg —工作機(jī)構(gòu)滿負(fù)荷起動時的慣

67、性力對液壓缸產(chǎn)生的作用力；</p><p>　　由式(1-1)計算得到的總阻力，即為液壓缸的最大工作負(fù)載。</p><p>　　因?yàn)樘鸷头畔络P板的速度很小這里的慣性力忽略不計，同樣靜摩擦力也忽略不計。</p><p><b>　　所以算</b></p><p>　　為了求出鏟板液壓缸的總阻力，首先需給出鏟板的有關(guān)尺寸參

68、數(shù)，然后對鏟板進(jìn)行受力分析。</p><p>　　鏟板自重W=8000N；鏟板寬度B=3600mm；長度L=2300mm；物料的重力W=8000N鏟板的受力如圖1-1所示：利用靜力學(xué)列方程</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p><b>　　、、、、</b></p><p>

69、　　=89333.33N</p><p><b>　　所以R=F</b></p><p>　　圖3-1鏟板受力分析圖</p><p>　　Fig 3-1 shovel board stress analysis chart</p><p>　　3.2.2 工作壓力的確定</p><p>　　液壓缸

70、的工作壓力是指作用在活塞桿上克服最大工作負(fù)載的液體壓力。根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的實(shí)際情況，工作壓力選取16MPa</p><p>　　3.2.3 工作速度和速比的確定</p><p>　　液壓缸的工作速度與供液流量和活塞桿的有效作用面積（有液壓缸缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑確定）有關(guān)。一般情況下，工作機(jī)構(gòu)對液壓缸的工作速度是有一定要求的，因此工作速度往往是已知量。</p><p>　　

71、即活塞桿伸出速度V1和回縮速度V2分別為： </p><p>　　式中，Q—進(jìn)液流量；</p><p>　　—容積效率=0.96；</p><p><b>　　—工作速比；</b></p><p>　　液壓缸的速比，通常是對雙作用單活塞式液壓缸而言的，它與

72、液壓缸的缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑有關(guān)。速比一般不宜過大，否則無桿腔回液流速過高而形成很大的背壓。但也不宜過小，否則活塞桿直徑相對于缸筒內(nèi)徑太細(xì)，穩(wěn)定性差。速比的選取可按表1-1選取，工作壓力高的液壓缸選用較大值（活塞桿較粗），工作壓力低的則選較小值。</p><p>　　表3-1 不同工作壓力推薦的速度比</p><p>　　Table 3-1 different working pressu

73、re recommendation speed ratio</p><p><b>　　選取工作速比=2。</b></p><p>　　式中，—機(jī)械效率，橡膠密封時取=0.95</p><p>　　P0 — 回油壓力，當(dāng)回油直接通油箱時取P0=0；</p><p>　　3.2.4液壓缸內(nèi)徑確定</p>&l

74、t;p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　通過計算所得的活塞桿直徑，均需按GB2348—80規(guī)定的活塞桿直徑尺寸系列圓整，取160mm。</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p><b>　　d=86mm</b></p><p>&

75、lt;b>　　進(jìn)行圓整取90mm</b></p><p>　　3.2.5最大工作行程和最小導(dǎo)向長度的確定</p><p>　　液壓缸最大工作行程，可根據(jù)鏟板動作要求所決定的液壓缸最大和最小極限位置來決定。鏟板水平位置時最大極限位置，鏟板抬起時候得出液壓缸最小極限位置，，液壓缸最小極限位置。根據(jù)其差值，按GB2349—80規(guī)定的液壓缸行程系列，向大圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，即液壓缸的最

76、大工作行程。</p><p><b>　　即：</b></p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　查表選取液壓缸的最大工作行程為125mm。</p><p>　　液壓缸的最小導(dǎo)向長度，是指當(dāng)活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動面中點(diǎn)的距離，如圖1-2所示。若導(dǎo)向太

77、小，將使液壓缸因間隙引起的初始撓度增大，從而影響液壓缸的穩(wěn)定性。對于一般的液壓缸，其最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足下式要求：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中，L—液壓缸的最大工作行；</p><p><b>　　D—缸筒內(nèi)徑；</b></p><p><b>

78、;　　圖3-2導(dǎo)向長度</b></p><p>　　Fig 3-2 guidance length</p><p>　　一般導(dǎo)向套滑動面的長度A，在缸筒內(nèi)徑D<80mm時，取缸筒內(nèi)徑D的0.6～1.0倍；在缸筒內(nèi)徑D>80mm時，則取活塞桿直徑d的0.6～1.0倍。</p><p><b>　　即：</b></p&

79、gt;<p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　3.2.6活塞寬度（B）和隔離套的選用</p><p>　　為了保證最小導(dǎo)向長度而過分地增大導(dǎo)向套長度和活塞桿寬度都是不適宜的，最好的辦法是在導(dǎo)向套與活塞桿之間裝一隔離套K，其長度C由所需的最小導(dǎo)向長度決定。采用隔離套不僅能保證最小導(dǎo)向長度，而且還可以擴(kuò)大導(dǎo)向套及活塞的通用性。</p

80、><p>　　活塞寬度B取缸筒內(nèi)徑的0.6～0.8；所以B=96mm。</p><p>　　隔離套。 (3-8)</p><p>　　3.2.7液壓缸的推力和拉力</p><p>　　根據(jù)液壓缸的內(nèi)徑；查表選取液壓缸的推力為；液壓缸的拉力；</p><p&g

81、t;　　3.3缸底厚度的計算</p><p><b>　　3.3.1缸筒壁厚</b></p><p>　　根據(jù)實(shí)際觀察得知，液壓缸的缸底為平型缸底如圖1-5，無孔時其厚度計算公式為： （3-9）</p>&l

82、t;p><b>　　式中：—缸筒內(nèi)徑；</b></p><p>　　—試驗(yàn)壓力MPa；工作壓力為16MPa時， </p><p>　　—缸底材料的許用應(yīng)力MPa; 缸底材料為鍛鋼, =100～120MPa</p><p><b>　　(3-10)</b></p><p><b>　　

83、mm</b></p><p><b>　　圖3-3缸底厚度</b></p><p>　　Figure 3-3 cylinder bottom thickness</p><p>　　3.3.2缸筒壁厚的強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p><b>　　材料的許用應(yīng)力計算</b></p>

84、<p><b>　　(3-11)</b></p><p>　　式中：—缸體材料的抗拉強(qiáng)度，缸體材料為，=980Mpa；</p><p>　　n—安全系數(shù).一般取n=5。</p><p>　　根據(jù)缸筒壁厚條件來驗(yàn)算強(qiáng)度：</p><p><b>　?。?-12）</b></p>

85、<p>　　式中，P—系統(tǒng)的工作壓力。</p><p>　　由此可見，缸筒壁厚強(qiáng)度可以滿足要求</p><p><b>　　3.4外徑的選擇</b></p><p>　　根據(jù)重型機(jī)械用標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的缸體系列（JB1068—67）查表根據(jù)缸的內(nèi)徑D=200查表選取缸的外徑和缸筒壁厚分別為：</p><p>　　

86、(3-13) </p><p>　　=160+24=184</p><p><b>　　查表取整</b></p><p>　　4液壓缸穩(wěn)定性和活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　4.1、液壓缸穩(wěn)定性驗(yàn)算</p>

87、<p>　　4.1.1、活塞桿的計算簡圖</p><p>　　如圖1-5所示活塞桿，用45鋼制成，桿徑d=110mm，活塞桿伸出量為最大時液壓缸的長L=730mm，E=210MPa，，確定活塞桿臨界載荷。</p><p><b>　　圖4-1液壓缸簡圖</b></p><p>　　Figure 3-4 hydraulic cyli

88、nder diagram</p><p>　　由圖可知，當(dāng)活塞靠近鋼蓋時，活塞桿的外伸部分最長，穩(wěn)定性越差。此外，根據(jù)鋼體的固定方式及其對活塞桿的約束情況，活塞桿可以近似看作是兩端鉸接，其長度因數(shù)為：</p><p><b>　　4.1.2柔度計算</b></p><p>　　根據(jù)截面的慣性半徑公式</p><p>&l

89、t;b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　得：</b></p><p>　　1.3活塞桿柔性系數(shù)</p><p>　　= (4-2)</p><p>　　式中， —為長度折算系數(shù)，對于兩端鉸接約束方式一般取1；</p>&

90、lt;p>　　L—為有效計算長度。</p><p>　　因?yàn)椋曰钊麠U屬于粗短桿，又稱為小柔度桿。實(shí)驗(yàn)證明，它的破壞與試穩(wěn)現(xiàn)象無關(guān)，應(yīng)按強(qiáng)度問題處理。</p><p>　　4.1.3活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p><b>　　(4-3)</b></p><p>　　當(dāng)時，活塞桿的驗(yàn)算按短行程液壓的活塞桿驗(yàn)算，短行

91、程液壓缸的活塞桿，在工作中主要受軸向壓縮（或拉伸）載荷，故可近似地按中心受壓（或受拉）進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，即：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中，—活塞桿直徑；</p><p>　　—空心活塞桿直徑，對于實(shí)心活塞桿=0；</p><p>　　F —液壓缸最大推力（或拉力）；</p&

92、gt;<p>　　— 活塞桿的壓（或拉）應(yīng)力；</p><p>　　—活塞桿的許用壓力，</p><p>　　即活塞桿的強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　　4.1.4液壓缸連接零件的強(qiáng)度計算</p><p>　　對于重要的液壓缸，它的各部分連接零件都應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計算。</p><p>　　1)缸筒焊縫的

93、強(qiáng)度計算</p><p>　　焊縫的應(yīng)力及強(qiáng)度條件為：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中，F(xiàn) —液壓缸最大推力；</p><p><b>　　D —缸筒外徑；</b></p><p><b>　　—焊縫內(nèi)徑；</b>

94、;</p><p><b>　　—焊接效率，??；</b></p><p><b>　　—焊縫的許用應(yīng)力。</b></p><p>　　即焊縫的應(yīng)力強(qiáng)度條件滿足要求。</p><p><b>　　2)銷軸連接計算</b></p><p>　　銷軸通常是雙面

95、受剪，為此其直徑為：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中，F(xiàn)— 液壓缸輸出的最大推力；</p><p>　　—銷軸材料的許用應(yīng)力P；此銷軸所選的材料為，=35～55MP，銷軸的長度L，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)及耳環(huán)寬度EW來確定，一般取L=。</p><p>　　3)、缸蓋卡環(huán)連接的強(qiáng)度計算<

96、;/p><p>　　缸筒與缸蓋為卡環(huán)連接時，卡環(huán)的剪切應(yīng)力和強(qiáng)度條件為：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中，P—系統(tǒng)的工作壓力；</p><p><b>　　D—缸筒直徑 ；</b></p><p><b>　　l—卡環(huán)厚度；&l

97、t;/b></p><p>　　—卡環(huán)材料的許用剪應(yīng)力。當(dāng)采用45號鋼調(diào)質(zhì)處理時，取=1800×。</p><p><b>　　即：</b></p><p>　　故： </p><p>　　卡環(huán)材料的擠壓應(yīng)力和強(qiáng)度條件為：</p><p><

98、;b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中，—卡環(huán)寬度之半；</p><p>　　—卡環(huán)許用擠壓應(yīng)力。對于45號鋼，。</p><p>　　即： </p><p>　　故： </p><p>　　4.1.5密封、導(dǎo)向和防塵裝置的選

99、擇</p><p>　　密封裝置是液壓缸和其他液壓元件不可缺少的一部分，其作用是防止泄漏（包括內(nèi)漏和外漏）、防止灰塵、雜質(zhì)、水分等污染物從外部侵入。通常液壓缸和其他液壓元件及系統(tǒng)的工作性能、效率和可靠性都與密封裝置的結(jié)構(gòu)性能有關(guān)，因此，正確選擇密封元件和確定合理的結(jié)構(gòu)是非常重要的。對密封裝置的基本要求是：在工作壓力下密封效果好，且摩擦阻力和泄漏量少；在使用范圍內(nèi)的耐摩性、耐油性和抗腐蝕性能好，密封元件表面不易損壞

100、且壽命長；結(jié)構(gòu)簡單、使用安裝維修方便。</p><p><b>　　1.密封裝置的類型</b></p><p>　　根據(jù)運(yùn)動狀況，密封裝置分為靜密封與動密封，動密封又有往復(fù)運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動密封；而根據(jù)密封原理，密封裝置分為間隙密封和接觸密封兩大類。</p><p><b>　?、?間隙密封</b></p>&l

101、t;p>　　間隙密封是依靠相對運(yùn)動的元件間的微小間隙實(shí)現(xiàn)密封的，本身并沒有專門的密封元件，如閥芯與閥套、柱塞與柱塞缸的平面間隙密封等。密封性能與間隙大小、壓力差、配合面長度、寬度或加工精度有關(guān)。</p><p><b>　?、?接觸密封</b></p><p>　　在密封配合表面間加入彈性元件而實(shí)現(xiàn)的密封稱為接觸密封。這種密封效果好能在較大的壓力和溫度范圍內(nèi)可靠

102、地工作，是使用最廣泛的密封裝置，常用的有O性密封圈和各種唇性密封圈以及活塞環(huán)等。</p><p>　　2.活塞與缸筒和活塞桿間的密封裝置</p><p>　　本設(shè)計的活塞與缸筒的密封裝置采用派克·漢尼汾有限公司生產(chǎn)的zw型密封圈和FR型導(dǎo)向環(huán)。</p><p>　　zw型雙作用密封圈由一個橡膠元件、兩個擋圈和兩個導(dǎo)向環(huán)組成。</p><

103、p><b>　　優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　1、導(dǎo)向和密封功能是由密封元件本身在極小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　2、適用于礦物油，HFA、HFB、和HFC抗燃液壓油（最高溫在60℃）中使用。</p><p><b>　　3、安裝簡單</b></p><p>　　4、簡單、長度

104、短、整體活塞安裝。</p><p>　　5、NBR密封元件的特殊幾何形狀使得安裝時不會在溝槽中扭曲。</p><p>　　6、FR型導(dǎo)向環(huán)為開口式，容易安裝。耐磨性好，適用于活塞和活塞桿的導(dǎo)向。采用這類導(dǎo)向環(huán)可簡化活塞和缸頭的設(shè)計。</p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　1、安裝時可簡單快速地扣

105、緊而無需輔助工具</p><p>　　2、使滑動面無金屬接觸，因而可減少金屬零件的損壞。</p><p><b>　　3、有減震的作用。</b></p><p>　　4、與熱塑性材料相比，徑向負(fù)荷承載能力提高。</p><p>　　5、在潤滑不足的情況下有極好的應(yīng)急工作條件。</p><p>　　

106、6、有精確的公差和尺寸精度。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　對某一掘進(jìn)機(jī)的樣機(jī)設(shè)計，我國積累了多年的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，形成了一套自己的設(shè)計方法。 無論國外還是國內(nèi)的設(shè)計制造商，在其整個設(shè)計過程中普遍注意了以下幾個方面:一是便于維護(hù)、檢修，拆裝方便;二是便于操作;三是必須的故障檢查、診斷;四是必須保證液壓系統(tǒng)管路和油箱的清潔度。截割機(jī)構(gòu)的輸出主軸

107、和裝載機(jī)構(gòu)的輸出立軸和中間刮板輸送機(jī)底軸的密封都采用浮動密封，不僅實(shí)際使用效果好，幾乎無須維護(hù)檢修。減速箱中采用的滾動軸承，設(shè)計壽命與齒輪的壽命</p><p>　　等同。掘進(jìn)機(jī)的作業(yè)條件差，巷道中的空氣污染嚴(yán)重，為保證其液壓系統(tǒng)油液的清潔程度、對液壓系統(tǒng)減少故障率、提高工作的可靠性是至關(guān)重要的。為滿足掘進(jìn)機(jī)的長距離調(diào)動，在行駛過程中不可能為液壓系統(tǒng)及其電動機(jī)提供冷卻水進(jìn)行冷卻，所以油箱盡可能選得大一些，電動機(jī)選

108、用風(fēng)冷式較為符合實(shí)際工況。液壓管路特別是高壓膠管，在敷設(shè)連接時一定要安裝牢固可靠，以免由于掘進(jìn)機(jī)的強(qiáng)烈振動將其摩擦損傷，致使膠管提早破壞甚至爆裂。便宜、質(zhì)量較高的齒輪泵，工作壓力應(yīng)為其額定壓力的0.6-0.7倍。截割部回轉(zhuǎn)軸承和截割頭法蘭連接螺栓強(qiáng)度等級不應(yīng)低于10.9級，精度不低于6級，鎖緊力矩的預(yù)緊力應(yīng)保證達(dá)到材料屈服極限的0.7倍。截割懸臂法蘭聯(lián)接螺拴推薦使用防松措施(不宜用防松膠)。切割中等硬度以下的煤巖，截齒的硬質(zhì)合金直徑不應(yīng)

109、小于19mm;而切割中硬度硬巖時，這樣可以降低截齒的損耗率。截割機(jī)構(gòu)的升降和擺動液壓缸、掘進(jìn)機(jī)穩(wěn)定器液壓缸，它們承受著截割過程中的截割反作用力的沖擊，壓力的波動峰值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常壓力。所以對這幾組液壓缸的耐壓試驗(yàn)應(yīng)高于其他機(jī)構(gòu)的液壓缸，試驗(yàn)壓力應(yīng)為額定壓力的2-2.5倍。要保證機(jī)器的正常工作，定期維檢是最基本的</p><p><b>　　致謝</b></p><p>

110、　　本設(shè)計在導(dǎo)師李貴軒教授的指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計和調(diào)試，無不凝聚著李導(dǎo)師的心血和汗水，在四年的本科學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向?qū)煴硎旧钌畹母兄x和崇高的敬意。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]周松林、王民、掘進(jìn)機(jī)械化成套設(shè)備選型手冊上 煤炭工業(yè)出版社

111、 1990.9</p><p>　　[2]李貴軒 掘進(jìn)機(jī)械設(shè)計 阜新礦業(yè)出版社1985.2</p><p>　　[3]煤炭工業(yè)部生產(chǎn)司開拓處組織編寫 掘進(jìn)機(jī)選型手冊 煤炭工業(yè)出版社</p><p><b>　　[4]液壓傳動手冊</b></p><p>　　[5]機(jī)械設(shè)計手冊 機(jī)械設(shè)計手冊編委會</p>&

112、lt;p>　　[6]王彗 液壓傳動 東北大學(xué)出版社1996.3</p><p>　　[7]王永巖 理論力學(xué) 煤炭工業(yè)出版社1995.4</p><p>　　[8]單輝祖 材料力學(xué)教程 高等教育出版社1994.3</p><p>　　[9]馬壯，趙越超，孟繁盛 機(jī)械工程材料 湖南科學(xué)技術(shù)出版社1994.3</p><p>

113、　　[10]李風(fēng)平，張士慶，蘇猛，屈振生 機(jī)械圖學(xué) 東北大學(xué)出版社2003.6</p><p>　　[11]李貴軒 設(shè)計方法學(xué) 世界圖書出版公司1985.2</p><p>　　[12] H.Copur,L.Ozdemir,and J.Rostami.Roadheader applications in mining and tunneling industries,80401