EBZ120履帶式半煤巖掘進機行走部設(shè)計【全套圖紙】

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1、中 國 礦 業(yè) 大 學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計姓 名： 學(xué) 號： 2105812721058127 學(xué) 院： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 機械工程及自動化機械工程及自動化 設(shè)計題目： EBZ120EBZ120 型掘進機行走部設(shè)計型掘進機行走部設(shè)計 專 題： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 2009 年 6 月 徐州中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專業(yè)年級 機自 05-4 學(xué)生姓名 任任務(wù)務(wù)下下達達日日期期：2009 年年 1 月月 1 日日畢業(yè)設(shè)計日期畢業(yè)設(shè)計日期 09 年年 3 月月 25 日至日至 09 年年 6 月月 10 日日畢業(yè)設(shè)計題目：畢業(yè)設(shè)計題目：EBZ120 型掘進機行走部設(shè)

2、計畢業(yè)設(shè)計專題題目：畢業(yè)設(shè)計專題題目：畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容和要求：畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容和要求：履帶式半煤巖掘進機行走部設(shè)計經(jīng)濟截割煤巖硬度：60MP； 可掘巷道斷面：1820m2最大可掘高度：3.754m； 最大可掘?qū)挾龋?m1、查閱有關(guān)資料、完成履帶式半煤巖掘進機總體方案的設(shè)計；2、完成行走部及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計；3、行走部減速器兩級 2K-H 傳動機構(gòu)設(shè)計；4、主要部件、零件圖設(shè)計；5、編寫完成整機設(shè)計計算說明書。院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字：摘 要掘進機是煤礦采掘的主要設(shè)備。半煤巖掘進機是一種能夠?qū)崿F(xiàn)截割、裝載、轉(zhuǎn)載運輸、行走和噴霧除塵的聯(lián)合機組。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，具有

3、廣闊的發(fā)展前景對履帶式半煤巖掘進機的總體方案設(shè)計做了簡單的介紹。對履帶式半煤巖掘進機的行走部分以及該部分減速裝置的設(shè)計做了詳細的介紹。掘進機的總體方案設(shè)計對于整機的性能起著決定性的作用。因此，根據(jù)掘進機的用途、作業(yè)情況及制造條件，合理選擇機型，并正確確定各部結(jié)構(gòu)型式，對于實現(xiàn)整機的各項技術(shù)指標、保證機器的工作性能具有重要意義。本次設(shè)計主要針對掘進行走部分，工作時實現(xiàn)低速行走，高速調(diào)動，并可實現(xiàn)快速拖動等特點對該部分減速器以及鏈輪、履帶等結(jié)構(gòu)做了比較詳細的設(shè)計計算。此外，如何最大限度地發(fā)揮掘進機的工作潛能和根據(jù)井下實際工作環(huán)境正確選擇掘進機，避免高能耗、低效率的現(xiàn)象發(fā)生，已成為巷道掘進機的熱點話

4、題。關(guān)鍵詞：掘進機； 總體設(shè)計； 行走部設(shè)計； 減速器設(shè)計； 發(fā)展趨勢全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706ABSTRACTThe 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 comprehensive presentation could reali

5、ze 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 the marching half coal crag mechanical

6、 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 structure type rationally in accordance with

7、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 characteristi

8、cs 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 calculationIn addition， I t has become the tunnel mechanical boring machines hot spot topic about how to display mechanical boring machines work

9、 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 occurrenceKey word：Tunneling machine； System design；transportation department design；trend of deve

10、lopment; reduction gear design 目目 錄錄1 1 緒論緒論 .1 1.1 概述.1 1.2 掘進機的發(fā)展.1 1.3 掘進機的工作原理.22 2 設(shè)計任務(wù)及相關(guān)參數(shù)設(shè)計任務(wù)及相關(guān)參數(shù) .4 2.1 履帶式半煤巖掘進機行走部設(shè)計.4 2.2 主要技術(shù)參數(shù).43 3 總體結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計總體結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計 .7 3.1 掘進機的選型 .7 3.1.1 工作機構(gòu)的型式選擇.7 3.1.3 輸送機構(gòu)的型式選擇.9 3.1.4 轉(zhuǎn)載機構(gòu)的型式選擇.9 3.1.5 行走機構(gòu)的型式選擇.9 3.1.6 除塵裝置的型式選擇.10 3.1.7 高壓水細射流輔助切割技術(shù).10 3.2

11、掘進機機械械液壓部他分設(shè)計.11 3.2.1 特點、主要用途及適用范圍.11 3.2.2 主要結(jié)構(gòu)和工作原理.12 3.3 電氣部分 .24 3.3.1 系統(tǒng)的組成.24 3.3.2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu).25 3.3.3 工作原理.28 3.4 本掘進機主要特點.294 4 掘進機行走部總體結(jié)構(gòu)設(shè)計掘進機行走部總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 .29 4.1 馬達選型.29 4.2 主動鏈輪的設(shè)計.30 4.2.1 安裝.30 4.2.2 設(shè)計計算尺寸.30 4.2.3 張緊機構(gòu)選擇.305 5 掘進機行走部減速器傳動機構(gòu)設(shè)計掘進機行走部減速器傳動機構(gòu)設(shè)計 .31 5.1 傳動方案的擬定.31 5.2 傳動裝置運動參數(shù)的

12、計算.31 5.3 減速器前兩級傳動設(shè)計計算.32 5.3.1 齒輪的計算.32 5.3.2 軸的設(shè)計及校核.41 5.4 二級行星齒輪傳動設(shè)計計算.48 5.4.1 高速級（）.4864. 4i 5.4.2 低速級（） .6086. 3i 5.4.3 行星齒輪減速器行星架設(shè)計.70 5.4.4 行星減速器主要零件的技術(shù)要求.70 5.5 滾動軸承的選用 .72 5.5.1 滾動軸承的結(jié)構(gòu)形式選擇.72 5.5.2 選擇軸承的精度.73 5.5.3 軸承的校核.746 6 鍵的選用鍵的選用 .75 6.1 平鍵的選用與校核.76 6.2 行星輪系花鍵的選用與校核.767 7 制動器的選用制動器

13、的選用.77 7.1 選擇制動器類型.77 7.2 確定制動器型號.78參考文獻參考文獻 .79附錄附錄 .81翻譯部分翻譯部分 .85 英文翻譯 .85 中文翻譯 .92致致 謝謝 .96 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁1 緒論1.1 概述隨著我國煤炭事業(yè)的發(fā)展。因采煤機械和綜合機械化水平的速度提高，要求有與之相適應(yīng)巷道掘進速度。傳統(tǒng)的鉆煤掘進效率低，人海戰(zhàn)術(shù)和小型機械化裝備，還是不能滿意足需要。目前，國內(nèi)外研制和使用巷道掘進機種類繁多。主要分為兩大類：全斷面巷道掘進機和部分斷面掘進機。全斷面巷道掘進機主要用于掘進巖石巷道，這類掘進機功率大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，巷道斷面形狀單一。在煤炭工業(yè)中沒

14、有得到廣泛應(yīng)用。部分斷面掘進機，其工作機構(gòu)僅能同時截割工作面煤巖斷面的一部分。為截割破落整個工作面的煤巖必須在斷面內(nèi)多次連續(xù)地移動工作機構(gòu)的截割頭。故此它能實際掘出所需巷道斷面形狀。它主要用于掘進煤或半煤巖巷道。近年研制的掘進機有以下趨勢：廣泛采用懸臂式可伸縮的工作機構(gòu)，改善起截割性能和使用范圍。采用橫軸式截割頭，以減少機器振動，增加機器穩(wěn)定性。廣泛采用觸爪式裝載機構(gòu)和履帶式行走機構(gòu)。加大掘進機的總功率和提高液壓系統(tǒng)的工作壓力。改進噴霧除主裝置，支護設(shè)備和配套轉(zhuǎn)載設(shè)備。當前，我國煤礦由于一井一面采煤方法的普遍采用，其開采速度大大加快，因而帶來采掘機械化比例失調(diào)的矛盾更加突出。特別是易采的中厚煤

15、層資源日益減少，而薄煤層的開采比例逐年增加，在全部采準巷道中，半煤巖巷的比例已經(jīng)達到 25%，但這些巷道中的 90%仍舊采用著傳統(tǒng)的炮掘作業(yè)，勞動強度大，安全性差。目前，我國大部分局、礦使用的幾種主要機型多是上世紀六、七十年代設(shè)計的，這些老產(chǎn)品設(shè)計陳舊過時、元部件可靠性差、開機率低、維護量大，而且機重偏輕、截割功率較小、過斷層和截割巖石的能力差，僅適合在煤巷中使用。因此急待開發(fā)研制綜合性能好、適應(yīng)范圍廣的新型掘進機，來解決掘進機更新?lián)Q代的問題，緩解采掘比例失調(diào)的緊張局面。1.2 掘進機的發(fā)展 掘進機的發(fā)展，經(jīng)歷了從小到大 、從單一到多樣化、從不完善到完善 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁

16、的過程，已形成了輕型、中型和重型系列。隨著高產(chǎn)高效日產(chǎn)萬噸綜采工作面的出現(xiàn)，要求掘進速度必須加快，掘進機的性能更加完善。當前懸臂式掘進機技術(shù)發(fā)展有下述一些特征，并面臨連續(xù)采煤機的挑戰(zhàn)。（1）增大截割能力為了實現(xiàn)較強的截割能力，采用較大的截割功率和較低的截割速度?，F(xiàn)代中型部分婁面掘進機的截割功率為了 132200kw，重型掘進機為了200kw 以上。截割頭轉(zhuǎn)速一般為了 2050r/min，截割速度為 12m/s，截割力為 100200KN，經(jīng)濟截割強度達 100124Mpa。現(xiàn)代全斷面掘進機則采用大直徑盤形滾刀，加大推力和刀盤驅(qū)動功率，截割強度達 300Mpa。（2）提高可靠性由于地質(zhì)條件下復(fù)雜

17、多變，掘進機工作時承受交變的沖擊負荷，且磨損和腐蝕嚴重。井下環(huán)境惡劣，檢修不便，因此要求通過完善的設(shè)計、制造、使用和良好的維護，實現(xiàn)掘進機較長的無故障工作時間及較高的可靠性。（3）提高機電一體化程度為避免掘進機中出現(xiàn)超挖，采用現(xiàn)代控制技術(shù),包括推進方向的控制(控制和糾正掘進機與標準位置的平行偏差和角度偏差),斷面尺寸控制,截割電動機功率自動調(diào)節(jié),掘進機工況監(jiān)測和故障診斷。（4）研究新刀具和新的截割技術(shù)為增強截割能力，提高刀具的使用壽命，應(yīng)采用新材料，改進刀具結(jié)構(gòu)，研究新的截割技術(shù)。利用高壓水射流撞擊、侵蝕、液壓楔等作用，作為輔助截割。研究沖擊轉(zhuǎn)矩通過截齒作用到煤巖上，達到破碎硬巖的目的。（5）

18、發(fā)展掘錨機組，實現(xiàn)巷道快速掘進傳統(tǒng)型式的懸臂式部分斷面掘進機不能實現(xiàn)支護工作的機械化，制約了巷道掘進速度，降低了掘進效率。裝有較長的橫滾筒和錨桿鉆機的掘錨機組，既能快速掘進，以能同時支護頂板和側(cè)幫，實現(xiàn)掘、裝、運、支平行作業(yè)，一次成巷，可提高掘進速度和工效，并能離機自動操作。掘錨機組是一種理想的作業(yè)方式，具有良好的發(fā)展前景。1.3 掘進機的工作原理掘進機行走機構(gòu)的工作原理：液壓馬達依靠液壓泵送來的高壓油旋轉(zhuǎn)，與其聯(lián)接的減速機構(gòu)減速得到低轉(zhuǎn)速大扭矩， 液壓馬達、減速機構(gòu)和鏈輪 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁做成一個整體，液壓馬達的轉(zhuǎn)動帶動驅(qū)動輪(鏈輪) 旋轉(zhuǎn)，鏈輪的輪齒和履帶的鏈軌銷咬合

19、， 從而實現(xiàn)掘進機在履帶上爬行。同時導(dǎo)向輪起到導(dǎo)向作用，導(dǎo)向輪和張緊油缸一起作用對履帶的松緊進行調(diào)節(jié)， 支重輪起到對車身支撐作用，拖輪主要是支撐履帶。在設(shè)計和裝配過程中，必須保證驅(qū)動輪、引導(dǎo)輪、支重輪、拖輪四輪一線。懸臂式巷道掘進機的行走機構(gòu)，需要滿足驅(qū)動機體前進、后退以及左右轉(zhuǎn)彎調(diào)動的工作要求，所以履帶式行走機構(gòu)的左、右履帶裝置都采用分別單獨驅(qū)動的傳動方式。掘進機行走速度的調(diào)節(jié)是通過兩液壓泵的合流與否來實現(xiàn)的。掘進機前進、后退時，左、右液壓馬達同時驅(qū)動鏈輪帶動履帶運轉(zhuǎn)。當掘進機要轉(zhuǎn)彎時，可以單獨驅(qū)動轉(zhuǎn)彎方向的另外一側(cè)液壓馬達，而使轉(zhuǎn)彎一側(cè)的液壓馬達停止運轉(zhuǎn)，或者可以采用以相反方向分別驅(qū)動左右

20、液壓馬達的方法，使機體急轉(zhuǎn)彎。 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁2 設(shè)計任務(wù)及相關(guān)參數(shù)2.1 履帶式半煤巖掘進機行走部設(shè)計主要參考參數(shù)和要求：機身長：885m 寬：222m高：15155m 臥底深度：245mm裝機功率：190KW 截割功率：120KW經(jīng)濟截割煤巖硬度：60MPa可掘巷道斷面：1820m2 最大可掘高度：3754m最大可掘?qū)挾龋?m龍門高度：350400mm 刮板速度：0910m/s運輸形式：邊雙鏈 履帶寬度：2300mm行走速度：3m/min（工作） 6m/min（調(diào)動）額定電壓：1140/660v（1）查閱有關(guān)資料、完成履帶式半煤巖掘進機總體方案的設(shè)計；（2）完成行走

21、部總體結(jié)構(gòu)設(shè)計；（3）完成行走部兩級 2K-H 傳動件速裝置設(shè)計；（4）行星傳動主要組件、零件圖設(shè)計及零件加工工藝編制；（5）編寫完成整機設(shè)計計算說明書、中英文翻譯，可有專題論述。2.2 主要技術(shù)參數(shù)（1）總體參數(shù) 機 長： 8486m機 寬： 22m機 高: 1547m截割臥底深度： 245mm總 功 率： 190kW可經(jīng)濟截割煤巖硬度： 60MPa可掘巷道斷面： 1820m2 最大可掘高度： 375m最大可掘?qū)挾龋?50m適應(yīng)巷道坡度： 16機器供電電壓： 660/1140V（2）截割部 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁電動機： 型 號： YBUS2-120 功 率： 120KW 轉(zhuǎn)

22、 速： 1478r/min截割頭： 轉(zhuǎn) 速： 53r/min 截 齒： 鎬形最大擺動角度： 上： 42 下： 31 左右各 39（3）裝載部裝載形式 三爪轉(zhuǎn)盤裝運能力 180m3/h鏟板寬度 25m/28m鏟板臥底 250mm鏟板抬起 360mm轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 30r/min（4）刮板輸送機運輸形式 邊雙鏈刮板槽 寬 510mm龍門高度 390mm鏈 速 093m/s錨鏈規(guī)格 1864mm張緊形式 黃油缸張緊（5）行走部行走形式 履帶式(液壓馬達分別驅(qū)動)行走速度 工作 3m/min 調(diào)動 6m/min接地長度 246m制動形式 摩擦制動器履帶板寬度 500mm張緊形式 黃油缸張緊（6）液壓系統(tǒng)系統(tǒng)

23、額定壓力： 油缸回路 16MPa 行走回路 16MPa 裝載回路 14Mpa 輸送機回路 14Mpa 轉(zhuǎn)載機回路 10MPa 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 錨桿鉆機回路 10MPa系統(tǒng)總流量： 450 L/min泵站電動機： 型號 YB250M-4 功率 55kW 轉(zhuǎn)速 1470 r/min泵站三聯(lián)齒輪泵流量 50/50/40ml/r泵站雙聯(lián)齒輪泵流量 63/40ml/r錨桿泵站電動機： 型號 YB160L-4 功率 15kW 轉(zhuǎn)速 1470 r/min錨桿泵站雙聯(lián)齒輪泵流量 32/32ml/r油箱： 有效容積 610L 冷卻方式 板翅式水冷卻器油缸數(shù)量： 8 個（7）噴霧冷卻系統(tǒng)滅

24、塵形式 內(nèi)噴霧、外噴霧供水壓力 3MPa外噴霧壓力 15MPa流 量 63L/min冷卻部件 切割電動機、油箱（8）電氣系統(tǒng)供電電壓 660/1140V總 功 率 190kW隔爆形式 隔爆兼本質(zhì)安全型控制箱 隔爆型 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁3 總體結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計掘進機是具有截割、裝載、轉(zhuǎn)載煤巖，并能自己行走，具有噴霧降塵等功能，以機械方式破落煤巖的掘進設(shè)備，有的還具有支護功能。本次設(shè)計采用部分斷面掘進機，一般適用于單軸抗壓強度小于 60MPa 的煤、煤巖、軟巖水平巷道，但大功率掘進機也可用于單軸抗壓強度達 200MPa 的硬巖巷道，一次僅能截割斷面一部分，需要工作機構(gòu)多次擺動，逐

25、次截割才能掘出所需斷面，斷面形狀可以是矩形、梯形、拱形等多種形狀，其中懸臂式掘進機在煤礦使用普遍。懸臂式掘進機由截割機構(gòu)、裝運機構(gòu)、行走機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和噴霧降塵系統(tǒng)等組成，各部分作用為：（1）截割機構(gòu)由截割頭、懸臂和回轉(zhuǎn)座組成的破煤（巖）機構(gòu)。電動機通過減速器驅(qū)動截割頭旋轉(zhuǎn)，利用裝在截割頭上的截齒破碎煤巖。截割頭縱向推進力由行走履帶（或伸縮懸臂的推進液壓缸）提供。升降和回轉(zhuǎn)液壓缸使懸臂在垂直和水平方向擺動，以截割不同部位的煤巖，掘出所需形狀和尺寸的斷面。（2）裝運機構(gòu)由裝載機構(gòu)和中間輸送機兩部分組成。電動機經(jīng)減速后驅(qū)動刮板鏈和扒爪或星輪，將截割破碎下來的煤巖集中裝載、轉(zhuǎn)運到掘進機后面

26、的轉(zhuǎn)載機或其他運輸設(shè)備中，運出工作面。（3）行走機構(gòu)驅(qū)動掘進機前進、后退和轉(zhuǎn)彎并能在掘進作業(yè)時使機器向前推進。（4）液壓系統(tǒng)由液壓泵、液壓馬達、液壓缸、控制閥及輔助液壓元件等組成，用以提供壓力油，控制懸臂上下移動，驅(qū)動裝運機構(gòu)中間輸送機、集料裝置及行走機構(gòu)的驅(qū)動輪，并進行液壓保護。（5）電氣系統(tǒng)向掘進機提供動力，驅(qū)動掘進機上的所有，同時也對照明、故障顯示、瓦斯報警等。（6）噴霧降塵系統(tǒng)為降低掘進機在作業(yè)中產(chǎn)生的粉塵而裝備的設(shè)施，有噴霧降塵系統(tǒng)兩種形式。噴霧降塵系統(tǒng)由內(nèi)、外噴霧裝置組成，用以向工作面噴射水霧，達到降塵的目的。3.1 掘進機的選型 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁3.1.13

27、.1.1 工作機構(gòu)的型式選擇工作機構(gòu)的型式選擇部分斷面掘進機的工作機構(gòu)有截鏈式、圓盤銑削式和懸臂截割式等。因懸臂截割式掘進機機體靈活、體積較小，可截出各種形狀和斷面的巷道，并能實現(xiàn)選擇性截割，而且截割效果好，掘進速度較高；所以，現(xiàn)在主要采用懸臂截割式，并已成為當前掘進機工作機構(gòu)的一種基本型式。按截割頭的布置方式，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，并使截割表面較平整，故使用較多。缺點是由于縱軸式截割頭在橫向擺動截割時的反作用

28、力不通過機器中心，與懸臂形成的力矩使掘進機產(chǎn)生較大的振動，故穩(wěn)定性較差。因此，在煤巷掘進時，需加大機身重量或裝設(shè)輔助支撐裝置。橫軸式截割頭分滾筒形、圓盤形、拋物線形和半球形幾種。這種掘進機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，不如縱軸式工作機構(gòu)使用方便；因為截割頭較長對掘進斷面形狀有限制，難以獲得較平整的側(cè)壁。這種掘進機多使用拋物線或半球形截割頭。由于工作機構(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

29、進機工作時，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，以掘出整個斷面，掘進機工作機構(gòu)一般都采用單機驅(qū)動。雖然液壓傳動具有體積小、調(diào)速方便等優(yōu)點，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驅(qū)動。3.1.23.1.2 裝載機構(gòu)的型式選擇裝載機構(gòu)的型式選擇部分斷面掘進機的裝載機構(gòu)有 4 種： (1)單雙環(huán)形刮板鏈式。單環(huán)形是利用一組環(huán)形刮板鏈直接將煤巖裝到機體后面的轉(zhuǎn)載機上。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)形刮板鏈式裝載機構(gòu)制造筒單，但由于單向裝載，在裝載邊易形成煤巖堆積

30、，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。(2)螺旋式。是橫軸式掘進機上使用的一種裝載機構(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構(gòu)。由于頭體形狀的缺點，這種機構(gòu)目前使用很少。(3)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)載運輸 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁機構(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。但這種裝載機構(gòu)寬度受限制，為擴大裝載寬度，可使鏟板連同整個耙爪機構(gòu)一起水平擺動，或設(shè)計成雙耙爪機構(gòu)，以擴大裝載范圍。(4)星輪式。該種機構(gòu)比耙爪式簡單、強度高、工作可靠，但裝大塊物料的能

31、力較差。通常，應(yīng)選擇耙爪式裝載機構(gòu)，但考慮裝載寬度問題，可選擇雙耙爪機構(gòu)，也可設(shè)計成耙爪與星輪可互換的裝載機構(gòu)。裝載機構(gòu)可以采用電動機驅(qū)動，也可用液壓馬達驅(qū)動。但考慮工作環(huán)境潮濕、有泥水，選用液壓馬達驅(qū)動為好。3.1.33.1.3 輸送機構(gòu)的型式選擇輸送機構(gòu)的型式選擇部分斷面掘進機多采用刮板鏈式輸送機構(gòu)。輸送機構(gòu)可采用聯(lián)合驅(qū)動方式，即將電動機或液壓馬達和減速器布置在刮板輸送機靠近機身一側(cè)，在驅(qū)動裝載機構(gòu)同時，間接地以輸送機構(gòu)機尾為主動軸帶動刮板輸送機構(gòu)工作。這樣傳動系統(tǒng)中元件少、機構(gòu)比較簡單，但裝載與輸送機構(gòu)二者運動相牽連，相互影響大。由于該位置空間較小布置較困難。輸送機構(gòu)采用獨立的驅(qū)動方式，

32、即將電動機或液壓馬達布置在遠離機器的一端，通過減速裝置驅(qū)動輸送機構(gòu)。這種驅(qū)動方式的傳動系統(tǒng)布置簡單，和裝載機構(gòu)的運動互不影響。但由于傳動裝置和動力元件較多，故障點有所增加。目前，這兩種輸送機構(gòu)均有采用，設(shè)計時應(yīng)酌情確定。一般常采用與裝載機構(gòu)相同的驅(qū)動方式。3.1.43.1.4 轉(zhuǎn)載機構(gòu)的型式選擇轉(zhuǎn)載機構(gòu)的型式選擇該掘進機的轉(zhuǎn)載機構(gòu)有兩種布置方式：(1)作為機器的一部分；(2)為機器的配套設(shè)備。目前，多采用膠帶輸送機。膠帶轉(zhuǎn)載機構(gòu)傳動方式有 3 種：1)用液壓馬達直接或通過減速器驅(qū)動機尾主動卷筒；2)由電動卷筒驅(qū)動主動卷筒；3)利用電動機通過減速器驅(qū)動主動卷筒。為使卸載端作上下、左右擺動，一般將

33、轉(zhuǎn)載機構(gòu)機尾安裝在掘進機尾部的回轉(zhuǎn)臺托架上，可用人力或液壓缸使其繞回轉(zhuǎn)臺中心擺動，達到擺角要求；同時，通過升降液壓缸使其繞機尾鉸接中心作升降動作，以達到卸載的調(diào)高范圍。轉(zhuǎn)載機構(gòu)應(yīng)采用單機驅(qū)動，可選用電動機或液壓馬達。3.1.53.1.5 行走機構(gòu)的型式選擇行走機構(gòu)的型式選擇該種掘進機的行走機構(gòu)有邁步式、導(dǎo)軌式和履帶式幾種。 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 (1)邁步式。該種行走機構(gòu)是利用液壓邁步裝置來工作的。采用框架結(jié)構(gòu)，使人員能自由進出工作面，并可越過裝載機構(gòu)到達機器的后面。使用支撐裝置可起到掩護頂板、臨時支護的作用。但由于向前推進時，支架反復(fù)交替地作用于頂板，掘進機對頂板的穩(wěn)定性

34、要求較高，局限性較大，所以這種行走機構(gòu)主要用于巖巷掘進機，在煤巷、半煤巖巷中也有應(yīng)用。(2)導(dǎo)軌式。將掘進機用導(dǎo)軌吊在巷道頂板上，躲開底板，達到?jīng)_擊破碎巖石的目的。這就要求導(dǎo)軌具有較高的強度。這種行走機構(gòu)主要用于沖擊式掘進機。(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。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件磨損較嚴重。目前，部分斷面掘進機通常采用履帶式行走機構(gòu)。由于其工作環(huán)境差，用電動機驅(qū)動易受潮燒毀，最好選用液壓馬達驅(qū)動。3.1.63.1.6 除塵裝置的型式選擇除塵裝置的型式選擇掘進機的除塵方式有噴霧式和抽出式兩種。(1)噴霧式

35、。用噴嘴把具有一定壓力的水高度擴散、霧化，使粉塵附在霧狀水珠表面沉降下來，達到滅塵效果。這種除塵方式有以下兩種：外噴霧降塵。是在工作機構(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，粉塵容易擴散，除塵效果較差；內(nèi)噴霧降塵。噴嘴在截割頭上按螺旋線布置，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、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

36、)抽出式。常用的吸塵裝置是集塵器。設(shè)計掘進機時，應(yīng)根據(jù)掘進機的技術(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機移動，風(fēng)機的噪音很大，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。3.1.73.1.7 高壓水細射流輔助切割技術(shù)高壓水細射流輔助切割技術(shù)對于全煤巷或很軟的巖巷，利用掘進機掘進，效率高、成本低。但對于巖巷掘進和隧道掘進，一般其巖體 f8(抗壓強度在 80100MPa 以上)， 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁掘進機效率明顯降低，截齒消耗量大增，導(dǎo)致生產(chǎn)成本顯著提高。

37、這時，應(yīng)考慮采用高壓水細射流輔助切割技術(shù)。該技術(shù)為利用 20MPa 以上、流量為 4L/min 左右的壓力水，自孔徑為0。41。0mm 的噴嘴射出，對截齒的機械破碎起輔助作用。掘進機截割頭上噴出的壓力水按壓力高低分級，見附表所示。附表輔助切割壓力水分級MPa項目低壓中壓中高壓高壓超高壓水壓400經(jīng)驗表明，對煤輔助切割作用的最低壓力約 40MPa，對巖石的最低水壓為 70MPa 左右。在掘進機上安裝的高壓水細射流系統(tǒng)為：外來水經(jīng)過控制閥、濾水器進入增壓器，壓力增高后的高壓水進入懸臂端的旋轉(zhuǎn)密封，由截割頭上安裝的數(shù)個噴嘴噴射出去。增壓器由液壓油驅(qū)動，可提供 70MPa 以上的壓力水，旋轉(zhuǎn)密封裝置裝

38、在截割頭轉(zhuǎn)軸處，保證截割頭處的水壓和水量，噴嘴的直徑根據(jù)水壓和流量選取。在掘進機的截割頭上，噴嘴安裝位置有 3 種：裝設(shè)在截齒前方。優(yōu)點是截齒和齒座為通常型，成本低；噴嘴安裝位置不受限制，可選用標準噴嘴；更換截齒或噴嘴互不影響，便于維修；不存在巖?；貜棑p壞噴嘴問題；但噴嘴因水束流程遠，打擊巖石的力較小，能耗高、水耗大，破巖效率不佳。安裝在截齒上靠近齒尖處。優(yōu)點是冷水通過齒座和齒身對截齒的冷卻效果好，可延長截齒壽命；噴嘴靠近煤巖體，破巖效果好；除塵和撲滅火的效果也很好。缺點是需用專用的截齒和齒座，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高；噴嘴離煤巖體近，回彈的巖粒會加速噴嘴的損壞。噴嘴裝在齒座上。當截齒與煤巖體接

39、觸才噴水的方式，齒不工作時不噴射，可節(jié)省水；除塵和撲滅火花的效果好。缺點是在截割軟煤時不射流；水射流破巖作用滯后于齒尖的切割作用；齒和齒座結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，事故多，維修量大。應(yīng)用高壓水細射流輔助切割技術(shù)，是擴大掘進機的使用范圍、提高掘進速度的最佳途徑，但其系統(tǒng)形式、水壓和流量，及其零件的結(jié)構(gòu)尺寸要根據(jù)煤巖體性質(zhì)合理地確定。3.2 掘進機機械械液壓部他分設(shè)計3.2.13.2.1 特點、主要用途及適用范圍特點、主要用途及適用范圍本次設(shè)計的機型為懸臂式半煤巖掘進機，適應(yīng)巷道斷面 918m 、坡度16、可經(jīng)濟切割單向抗壓強度60MPa 的煤巖，屬中型懸臂式掘進 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 12

40、 頁機該機主要特點是結(jié)構(gòu)緊湊、適應(yīng)性好、機身矮、重心低、操作簡單、檢修方便。該懸臂式掘進機主要是為煤礦綜采及高檔普采工作面采準巷道掘進服務(wù)的機械設(shè)備。主要適用于煤及半煤巖巷的掘進，也適用于條件類似的其它礦山及工程巷道的掘進。該機可經(jīng)濟切割單向抗壓強度60MPa 的煤巖，可掘巷道最大寬度(定位時)5m，最大高度 3。75m，可掘任意斷面形狀的巷道，適應(yīng)巷道坡度16。該機后配套轉(zhuǎn)載運輸設(shè)備可采用橋式膠帶轉(zhuǎn)載機和可伸縮式帶式輸送機，實現(xiàn)連續(xù)運輸，以利于機器效能的發(fā)揮。3.2.23.2.2 主要結(jié)構(gòu)和工作原理主要結(jié)構(gòu)和工作原理掘進機主要由截割部、裝載部、刮板輸送機、行走部、機架和回轉(zhuǎn)臺、液壓系統(tǒng)、水系

41、統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等部分組成，參見圖 1圖 1 整機系統(tǒng)圖1-截割部 2-裝載部 3-刮板輸送機 4-機架和回轉(zhuǎn)臺 5-履帶行走部 6-油箱 7-操作臺 8-泵站 9-電控箱 10-護板 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁（1）截割部截割部又稱工作機構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖 2 所示，主要由截割電機、叉形架、二級行星減速器、懸臂段、截割頭組成。圖 2 截割機構(gòu)1-截割頭 2-懸臂段 3-二級行星減速器4-齒輪聯(lián)軸節(jié) 5-叉形架 6-截割電機 7-電機護板截割部為二級行星齒輪傳動。行星減速器結(jié)構(gòu)如圖 3 所示，由 120kW 的水冷電動機輸入動力，經(jīng)齒輪聯(lián)軸節(jié)傳至二級行星減速器，經(jīng)懸臂段，將動力傳給截割頭，

42、從而達到破碎煤巖的目的。整個截割部通過一個叉形框架、兩個銷軸鉸接于回轉(zhuǎn)臺上。借助安裝于截割部和回轉(zhuǎn)臺之間的兩個升降油缸，以及安裝于回轉(zhuǎn)臺與機架之間的兩個回轉(zhuǎn)油缸，來實現(xiàn)整個截割部的升、降和回轉(zhuǎn)運動，由此截割出任意形狀的斷面。 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁（2）裝載部裝載部結(jié)構(gòu)如圖 4 所示，主要由鏟板及左右對稱的驅(qū)動裝置組成，通過低速大扭矩液壓馬達直接驅(qū)動三爪轉(zhuǎn)盤向內(nèi)轉(zhuǎn)動，從而達到裝載煤巖的目的。裝載部安裝于機器的前端。通過一對銷軸和鏟板左右升降油缸鉸接于主機架上，在鏟板油缸的作用下，鏟板繞銷軸上、下擺動，可向上抬起360mm，向下臥底 250mm。當機器截割煤巖時，應(yīng)使鏟板前端緊

43、貼底板，以增加機器的截割穩(wěn)定性。（3）刮板輸送機刮板輸送機結(jié)構(gòu)如圖 5 所示，主要由機前部、機后部、驅(qū)動裝置、邊雙鏈刮板、張緊裝置和脫鏈器等（改向輪組裝在裝載部上）組成。刮板輸送機位于機器中部，前端與主機架和鏟板鉸接，后部托在機架上。機架在該處設(shè)有可拆裝的墊塊，根據(jù)需要，刮板輸送機后部可墊高，增加刮板輸送機的卸載高度。刮板輸送機采用低速大扭矩液壓馬達直接驅(qū)動，刮板鏈條的張緊是通過在輸送機尾部的張緊油缸來實現(xiàn)的。 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁圖 4 裝載部1- 鏟板體 2-刮板輸送機改向鏈輪組 3-三爪轉(zhuǎn)盤 4-驅(qū)動裝置圖 5 刮板輸送機1-機前部 2-機后部 3-邊雙鏈刮板4-張緊

44、裝置 5-驅(qū)動裝置 6-液壓馬達（4）行走部掘進機行走機構(gòu)的工作原理：液壓馬達依靠液壓泵送來的高壓油旋轉(zhuǎn)，與其聯(lián)接的減速機構(gòu)減速得到低轉(zhuǎn)速大扭矩， 液壓馬達、減速機構(gòu)和鏈輪做成一個整體，液壓馬達的轉(zhuǎn)動帶動驅(qū)動輪(鏈輪) 旋轉(zhuǎn)，鏈輪的輪齒和履帶的鏈軌銷咬合， 從而實現(xiàn)掘進機在履帶上爬行。同時導(dǎo)向輪起到導(dǎo)向作用，導(dǎo)向輪和張緊油缸一起作用對履帶的松緊進行調(diào)節(jié)， 支重輪起到對車身支撐作用，拖輪主要是支撐履帶。在設(shè)計和裝配過程中，必須保證驅(qū)動輪、引導(dǎo)輪、支重輪、拖輪四輪一線。懸臂式巷道掘進機的行走機構(gòu)，需 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁要滿足驅(qū)動機體前進、后退以及左右轉(zhuǎn)彎調(diào)動的工作要求，所以履

45、帶式行走機構(gòu)的左、右履帶裝置都采用分別單獨驅(qū)動的傳動方式。掘進機行走速度的調(diào)節(jié)是通過兩液壓泵的合流與否來實現(xiàn)的。掘進機前進、后退時，左、右液壓馬達同時驅(qū)動鏈輪帶動履帶運轉(zhuǎn)。當掘進機要轉(zhuǎn)彎時，可以單獨驅(qū)動轉(zhuǎn)彎方向的另外一側(cè)液壓馬達，而使轉(zhuǎn)彎一側(cè)的液壓馬達停止運轉(zhuǎn)，或者可以采用以相反方向分別驅(qū)動左右液壓馬達的方法，使機體急轉(zhuǎn)彎。行走機構(gòu)是掘進機非常重要的部件之一，行走性能的好壞關(guān)鍵在于其傳動系統(tǒng)的計算和設(shè)計和履帶板的設(shè)計。行走機構(gòu)一般采用履帶型式，兩條履帶分別由各自的動力來驅(qū)動，可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。履帶的驅(qū)動動力有電動機和液壓馬達兩種，電動機驅(qū)動一般只置一種行走速度，液壓馬達驅(qū)動可采用低速大扭矩馬達直

46、接帶動履帶鏈輪，或采用中速液壓馬達+ 減速器帶動履帶鏈輪的傳動方式，它可實現(xiàn)無極調(diào)速。履帶結(jié)構(gòu)型式有滑動和滾動兩種，當機器調(diào)動速度10m/min 的中、輕型掘進機，宜采用滑動結(jié)構(gòu)型式；當機器的調(diào)動速度10m/min 的重型、特重型掘進機，應(yīng)采用滾動結(jié)構(gòu)型式。本次設(shè)計的掘進機采用履帶式行走機構(gòu)。左、右履帶行走機構(gòu)對稱布置，分別驅(qū)動。各由 10 個高強度螺栓（M302、109 級）與機架相聯(lián)。左、右履帶行走機構(gòu)各由液壓馬達經(jīng)三級圓柱齒輪和二級行星齒輪傳動減速后，將動力傳給主動鏈輪，驅(qū)動履帶運動。現(xiàn)以左行走機構(gòu)為例，說明其結(jié)構(gòu)組成及傳動系統(tǒng)。如圖 6、圖 7 所示，左行走機構(gòu)主要由導(dǎo)向張緊裝置、左履

47、帶架、履帶鏈、左行走減速器、液壓馬達、摩擦片式制動器等組成。摩擦片式制動器為彈簧常閉式，當機器行走時，泵站向行走液壓馬達供油的同時，向摩擦片式制動器提供壓力油推動活塞，壓縮彈簧，使摩擦片式制動器解除制動。本機工作行走速度為 3m/min，調(diào)動行走速度為 6m/min。通過使用黃油槍向安裝在導(dǎo)向張緊裝置油缸上的注油嘴注入油脂，來完成履帶鏈的張緊（油缸張緊行程 120mm） ，調(diào)整完畢后，裝入適量墊板及一塊鎖板，擰松注油嘴螺塞，泄除油缸內(nèi)壓力后再擰緊該螺塞，使張緊油缸活塞不承受張緊力。（5）機架和回轉(zhuǎn)臺機架是整個機器的骨架，其結(jié)構(gòu)如圖 8 所示。它承受著來自截割、行走和裝載的各種載荷。機器中的各部

48、件均用螺栓或銷軸與機架聯(lián)接，機架為組焊件。回轉(zhuǎn)臺主要用于支承、聯(lián)接并實現(xiàn)切割機構(gòu)的升降和回轉(zhuǎn)運動。結(jié)構(gòu)如圖 8 所示?；剞D(zhuǎn)臺座在機架上，通過大型回轉(zhuǎn)軸承用止口、36 個高強度螺栓與機架相聯(lián)。工作時，在回轉(zhuǎn)油缸的作用下，帶動切割機構(gòu)水 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁平擺動。截割機構(gòu)的升降是通過回轉(zhuǎn)臺支座上左、右耳軸鉸接相連的兩個升降油缸實現(xiàn)的。 左、右后支撐腿是各通過后支撐油缸及銷軸分別與后機架連接，它的作用有四：1）切割時使用，以增加機器的穩(wěn)定性；2）窩機時使用，以便履帶下墊板自救；3）履帶鏈斷鏈及張緊時使用，以便操作；4）抬起機器后部，以增加臥底深度。圖 6 左履帶行走機構(gòu)1-導(dǎo)向

49、張緊裝置 2-履帶架 3-履帶鏈 4-行走減速器 5-行走液壓馬達 6-摩擦片式制動器 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁圖 7 左行走減速器圖 8 掘進機機架1-回轉(zhuǎn)臺 2-前機架 3-后機架 4-后支撐腿 5-轉(zhuǎn)載機連接板 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁（6）液壓系統(tǒng)本機除截割頭的旋轉(zhuǎn)運動外，其余各部分均采用液壓傳動。系統(tǒng)主泵站由一臺 55kW 的電動機通過同步齒輪箱驅(qū)動一臺雙聯(lián)齒輪泵和一臺三聯(lián)齒輪泵（轉(zhuǎn)向相反） ，同時分別向油缸回路、行走回路、裝載回路、輸送機回路、皮帶轉(zhuǎn)載機回路供壓力油，主系統(tǒng)由五個獨立的開式系統(tǒng)組成。該機還設(shè)有液壓錨桿鉆機泵站，可同時為二臺錨桿鉆機提供

50、壓力油，另外系統(tǒng)還設(shè)置了文丘里管補油系統(tǒng)為油箱補油，避免了補油時對油箱的污染。液壓系統(tǒng)原理如圖 9 所示。圖 9 液壓系統(tǒng)原理圖1）油缸回路油缸回路采用雙聯(lián)齒輪泵的后泵（40 泵）通過四聯(lián)多路換向閥分別向 4 組油缸（截割升降、回轉(zhuǎn)、鏟板升降、支撐油缸）供壓力油。油缸回路工作壓力由四聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)自帶的溢流閥調(diào)定，調(diào)定的工作壓力為6MPa。截割機構(gòu)升降、鏟板升降和后支撐各兩個油缸，它們各自兩活塞腔 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁并接，兩活塞桿腔并接。而截割機構(gòu)兩個回轉(zhuǎn)油缸為一個油缸的活塞腔與另一油缸的活塞桿腔并接。為使截割頭、支撐油缸能在任何位置上鎖定，不致因換向閥及管路的漏損而

51、改變其位置，或因油管破裂造成事故，以及防止截割頭、鏟板下降過速，使其下降平穩(wěn)，故在各回路中裝有平衡閥。2）行走回路行走回路由雙聯(lián)齒輪泵的前泵（63 泵）向兩個液壓馬達供油，驅(qū)動機器行走。行走速度為 3m/min；當裝載轉(zhuǎn)盤不運轉(zhuǎn)時，供裝載回路的 50 泵自動并入行走回路，此時的兩個齒輪泵（63 泵和 50 泵）同時向行走馬達供油，實現(xiàn)快速行走，其行走速度為 6m/min。系統(tǒng)工作壓力為 16MPa?；芈饭ぷ鲏毫τ裳b在兩聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)的溢流閥調(diào)定。注意：根據(jù)該機器液壓系統(tǒng)的特點，行走回路的工作壓力調(diào)定時，必須先將裝載轉(zhuǎn)盤開動。快速行走時，由于并入了裝載回路的 50 泵，其系統(tǒng)工作壓力為 4M

52、pa。通過操作多路換向閥手柄來控制行走馬達的正、反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)機器的前進、后退和轉(zhuǎn)彎。注意：機器要轉(zhuǎn)彎時，最好同時操作兩片換向閥（即使一片閥的手柄處于前進位置，另一片閥手柄處于后退位置）。除非特殊情況，盡量不要操作一片換向閥來實現(xiàn)機器轉(zhuǎn)彎。防滑制動是用行走減速器上的摩擦制動器來實現(xiàn)。制動器的開啟由液壓控制，其開啟壓力為 3MPa。制動油缸的油壓力由多路換向閥控制。行走回路不工作時，制動器處于閉鎖狀態(tài)。3）裝載回路裝載回路由三聯(lián)齒輪泵的前泵（50 泵） ，通過一個齒輪分流器分別向 2個液壓馬達供油， 用一個手動換向閥控制馬達的正、反轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)的工作壓力為 14Mpa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)

53、。齒輪分流器內(nèi)的兩個溢流閥的調(diào)定壓力均為 16MPa。該閥的壓力是通過專用的液壓實驗臺調(diào)定的。注意：該溢流閥的調(diào)定壓力在機器出廠時已經(jīng)調(diào)節(jié)好，在機器使用過程中不允許調(diào)節(jié)壓力。4）輸送機回路輸送機回路由三聯(lián)齒輪泵的中泵（50 泵）向一個（或兩個）液壓馬達供油，用一個手動換向閥控制馬達的正、反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)工作壓力為 14MPa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。5）轉(zhuǎn)載機回路轉(zhuǎn)載機回路由三聯(lián)齒輪泵的后泵（40 泵）向轉(zhuǎn)載馬達供油，通過一手動換向閥控制馬達的正反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)工作壓力為 10MPa，通過調(diào)節(jié)換向閥體 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁上的溢流閥來實現(xiàn)。6）錨桿鉆機回路錨桿鉆機回路由一臺

54、15kW 電機驅(qū)動一臺雙聯(lián)齒輪泵，通過二個手動換向閥可同時向兩臺液壓錨桿鉆機供油。系統(tǒng)工作壓力為 10MPa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。7）油箱補油回路油箱補油回路由兩個截止閥、文丘里管和接頭等輔助元件組成，為油箱加補液壓油。如圖 10 所示，補油系統(tǒng)并接在錨桿鉆機回路的回油管路上（若掘進機不為錨桿鉆機提供油源，則補油系統(tǒng)并接在運輸回路或轉(zhuǎn)載機回路的回油管路上） 。當需要向油箱補油時，截止閥關(guān)閉，截止閥開啟，油液經(jīng)過文丘里管時，在 A 口產(chǎn)生負壓，通過插入油筒 5 內(nèi)的吸油管吸入，將油補入油箱。在補油系統(tǒng)不工作時，務(wù)必將截止閥關(guān)閉，截止閥開啟。圖 10 補油回路原理圖1- 換向閥 2-

55、截止閥 3-截止閥 4-文丘里管5-裝油容器 6-油箱 7-錨桿電機 8-雙聯(lián)齒輪泵 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁8）幾種主要液壓元件的選型設(shè)計吸油過濾器為了保護油泵及其它液壓元件，避免吸入污染雜質(zhì)，有效地控制液壓系統(tǒng)污染，提高液壓系統(tǒng)的清潔度，在油泵的吸油口處設(shè)置了兩個吸油過濾器，該過濾器為精過濾。當更換、清潔濾芯或維修系統(tǒng)時，只需旋開濾油器端蓋(清洗蓋)，抽出濾芯，此時自封閥就會自動關(guān)閉，隔絕油箱油路，使油箱內(nèi)油液不會向外流出。這樣使清洗、更換濾芯及維修系統(tǒng)變得非常方便。另外，當濾芯被污染物堵塞時，設(shè)在濾芯上部的油路旁通閥就自動開啟，以避免油泵出現(xiàn)吸空等故障，提高液壓系統(tǒng)的可靠

56、性。回油過濾器為了使流回油箱的油液保持清潔，在液壓系統(tǒng)中設(shè)置了兩個回油過濾器，該過濾器為粗過濾，位于油箱的上部。當濾芯被污染物堵塞或系統(tǒng)液溫過低，流量脈動等因素造成進出油口壓差為 035MPa 時，壓差發(fā)訊裝置便彈出，發(fā)出訊號，此時應(yīng)及時更換濾芯或提高油液溫度。更換濾芯時，只需旋開濾油器濾蓋(清洗蓋)即可更換濾芯或向油箱加油。若未能及時停機更換濾芯時，則設(shè)在濾芯下部的旁通閥就會自動開啟工作(旁通閥開啟壓力為 04MPa，以保護系統(tǒng)。四聯(lián)手動換向閥四聯(lián)手動換向閥，主要由進油閥、多路換向閥、回油閥三部分組成。進油閥有壓力油口 P 和回油口 O，在 P 和 O 之間裝有閥組總溢流閥。換向閥部分是由閥

57、體和滑閥組成，滑閥的機能均為 Y 型，閥體為并聯(lián)型，因此，既可以分別操作又可以同時操作，當同時操作時工作速度減慢。當滑閥處于中位時，油泵通過閥組卸荷。為了防止工作腔的壓力油向 P 腔倒流，設(shè)置了單向閥。油缸本次設(shè)計中機器有四組油缸，共八根。截割機構(gòu)升降油缸、回轉(zhuǎn)油缸、鏟板升降油缸和后支撐油缸各兩根，結(jié)構(gòu)形式均相同，其中鏟板升降油缸和后支撐油缸通用。油箱本液壓系統(tǒng)采用封閉式油箱(見圖 11)，采用 N68 號抗磨液壓油。油箱采用二級過濾，設(shè)置了兩個吸油過濾器和兩個回油過濾器，有效地控制了油液的污染，并采用文丘里管補油，進一步降低了油液的污染。油箱上還配有液位液溫計，當液位低于工作油位或油溫超過規(guī)

58、定值（70）時，應(yīng)停機加油或降溫。油箱冷卻器采用了熱交換量較大的板翅式散熱器，總熱交換量 40000kcal/h，以保障系統(tǒng)正常油溫和粘度的要求。 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁圖 11 油箱1- 吸油過濾器 2-冷卻器 3-油箱體 4-液位液溫計 5-回油過濾器六點壓力表按操縱臺標牌表明的位置接好油管。旋轉(zhuǎn)壓力表表盤，其指針所指的位置即為標牌表明的回路的工作壓力。內(nèi)、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng)本系統(tǒng)主要用于滅塵、冷卻掘進機切割電機及油箱，提高工作面能見度，改善工作環(huán)境，內(nèi)、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng)如圖 12 所示。水從井下輸水管通過過濾器粗過濾后進入總進液球閥，一路經(jīng)減壓閥減壓至 1。5MPa

59、后，冷卻油箱和切割電機，再引至前面霧狀噴嘴架處噴出。另一路不經(jīng)減壓閥的高壓水，引至懸臂段上的內(nèi)噴霧系統(tǒng)的霧狀噴嘴噴出，當沒有內(nèi)噴霧時，此路水引至叉形架前方左右兩邊的加強型外噴霧處的線型噴嘴噴出。內(nèi)噴霧配水裝置安裝在懸臂段內(nèi)，8 個線型噴嘴分別安裝在截割頭的齒座之間；外噴霧噴霧架固定在懸臂筒法蘭上，安裝有 10 個霧狀噴嘴；加強型外噴霧的噴霧架固定在叉形架前端，安裝有 8 個線型噴嘴。 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁圖 12 水系統(tǒng)原理圖1-Y 型過濾器 2-球閥 3-減壓器 4-耐震壓力表5-油箱冷卻器 6-球閥 7-霧狀噴嘴 8-線型噴嘴圖潤滑正確的潤滑可以防止磨損、防止生銹和減少

60、發(fā)熱，如經(jīng)常檢查機器的潤滑狀況，就可以在機器發(fā)生故障之前發(fā)現(xiàn)一些問題。比如，水晶狀的油表示可能有水，乳狀或泡沫狀的油表示有空氣；黑色的油脂意味著可能已經(jīng)開始氧化或出現(xiàn)污染。潤滑周期因使用條件的差異而有所不同。始終要使用推薦的潤滑油來進行潤滑，并且在規(guī)定的時間間隔內(nèi)進行檢查和更換，否則，就無法給機器以保障，因而導(dǎo)致過度磨損以及非正常停機檢修。潤滑油的更換：在最初開始運轉(zhuǎn)的三百小時左右，應(yīng)更換潤滑油。由于在此時間內(nèi)，齒輪及軸承完成了跑合，隨之產(chǎn)生了少量的磨損。初始換油后，相隔 1500小時或者 6 個月內(nèi)必須更換一次。當更換新潤滑油時，清洗掉齒輪箱體底部附著的沉淀物后再加入新油。3.3 電氣部分3

61、.3.13.3.1 系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成電氣系統(tǒng)由前級饋電開關(guān)、KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進機用電控箱、CZD24/8 型礦用隔爆型掘進機電控箱用操作箱、XEFB-127(36)/150 隔爆型蜂鳴器、DGY35/48(36)B(B) 礦用隔爆型機車照明燈、BZA1-5/127-2 型礦用隔爆型控制按鈕、KDD2000 型瓦斯斷電儀以及驅(qū)動 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁掘進機各工作機構(gòu)的防爆電動機和連接電纜組成。電氣設(shè)備明細表見表 1-1，驅(qū)動掘進機各工作機構(gòu)電動機特征列于表 1-2。本次設(shè)計的掘進機電控設(shè)備為 KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型掘

62、進機用電控箱（以下簡稱電控箱） 、CZD24/8 型礦用隔爆型掘進機電控箱用操作箱（以下簡稱操作箱），符合我國的煤礦安全規(guī)程、防爆規(guī)程和有關(guān)規(guī)程、標準的規(guī)定，適用于具有爆炸性危險氣體（甲烷）和煤塵的礦井中，控制掘進機切割電機、油泵電機、備用電機及錨桿電機的運轉(zhuǎn)，并對電機及有關(guān)線路進行保護。3.3.23.3.2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)電控箱隔爆外殼由主腔和接線腔兩個獨立的隔爆部分組成。主腔面板裝有隔離開關(guān)操作手把（手把有通、斷兩個位置） 、急停按鈕（SB1） 、電壓表視窗和顯示器視窗；主腔中門板裝有控制器、繼電器、顯示器、電壓表；主腔后壁裝有各回路接觸器、阻容吸收器、互感器；主腔頂板裝有熔斷器；右

63、底板裝有主變壓器、隔離變壓器和電源部分的熔斷器等；左底板裝有保護器（JB）和五個接頭座；主腔和接線腔之間的連接板上裝有九星盤和接線端子。電控箱門與箱體為螺栓緊固，并設(shè)有回轉(zhuǎn)鉸鏈。電控箱箱體通過減震器和主機連接。操作箱為礦用隔爆型。操作箱分為二個通過接線端子相互連接的獨立腔體，上邊為進出線腔，下邊為主腔。進出線腔內(nèi)設(shè)有接線端子和內(nèi)接地端子。主腔門上裝有轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制按表 1-1 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁表 1-1 電氣設(shè)備明細表序號名 稱數(shù)量型 號生 產(chǎn) 廠 家1電控箱1KXJ250/1140EB煤科院太原分院2操作箱1CZD24/8煤科院太原分院3隔爆型蜂鳴器1XEFB-127

64、(36)/150天津煤礦專用設(shè)備廠4礦用隔爆型控制按鈕1BZA1-5/127-2佳木斯煤機廠5礦用隔爆型機車照明燈3DGY35/48(36)B(B)沈陽第三防爆燈廠6瓦斯斷電儀1KDD2000淄博7切割電機1YBUS3-120撫順煤礦電機廠8油泵電機1YB250M-4撫順煤礦電機廠9錨桿電機1YB160L-4南陽防爆集團有限公司10備用電機1選用選用 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁表 1-2 電動機技術(shù)特征表 機構(gòu)名稱電機特征 切割電機油泵電機錨桿電機備用電機型 號YBUS2-120YB250M-4YB160L-4選用額定功率（kW）120551575kW /11kW額定電壓（V）6

65、60/1140660/1140660/1140660/1140額定電流（A）133/77590/341174/101功率因素085086效率（%）9298電控箱的主要技術(shù)參數(shù)額定電壓： V 主回路： AC：1140/660控制回路：AC：220、36 DC：24額定電流：A 250額定頻率：Hz 50主回路數(shù)：4660/1140V 電壓下各回路的額定電流大小為：切割回路：130/75A；油泵回路：590/341A；錨桿回路：174/101A；備用回路：45/77A（75kW） 66/113A（11kW） 機載功率：kW 190注： a、1140/660 表明該電氣系統(tǒng)為雙電壓供電系統(tǒng)（既可以用

66、在 1140V 也可以用在 660V 電壓等級下，但兩種電壓換用時需要重新整定電控系統(tǒng) b、75kW/11kW 表明該電氣系統(tǒng)所配備用電機可以為雙功率（既可以是 75kW 也可以是 11kW，但兩種功率電機換用時需要整定電控系統(tǒng) 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 c、機載功率 190kW 表明該機裝設(shè)的電機總功率。 d、配裝備用電機應(yīng)與電控箱電壓和功率相符，并選用防爆電機。3.3.33.3.3 工作原理工作原理電氣系統(tǒng)在原理上可以分為四個部分：主回路部分、電源部分、保護單元和控制部分。（1）主回路部分 主回路部分明確了系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)，我們采用了隔離開關(guān)作為電控箱主回路電源的開關(guān)，在主回路中設(shè)有兩組熔斷器，用于短路保護，別為：切割電機回路 FU1FU3 (400A)；油泵電機及其它回路 FU4FU6(250A)。在控制上，切割回路和油泵回路均采用了真空接觸器，并加裝了阻容吸收裝置，用于吸收真空接觸器斷開時電動機產(chǎn)生的高壓；在備用回路和錨桿泵站回路采用了空氣接觸器（由于它的功率較低） 。以上四個回路中設(shè)有檢測主回路電流的電流互感器 TA1TA9(備用和錨桿回路公用互感器) 來完成保