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目 錄
第 1 章 緒論……………………… 1
1.1 引言 1
1.2 掘進機的分類及特點 1
1.3 懸臂式掘進機國內(nèi)外的發(fā)展狀況 2
1.4 課題的提出 4
第 2 章 掘進機截割部液壓系統(tǒng)的設(shè)計 4
2.1掘進機簡介 4
2.2 主要結(jié)構(gòu)及工作原理 4
2.3 液壓系統(tǒng)原理設(shè)計 5
2.4 液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 7
2.5 截割部升降液壓缸的控制模式 7
2.6 液壓元件的設(shè)計與選型 7
2.6.1 液壓缸設(shè)計 7
2.6.2 液壓固有頻率校驗 8
2.6.3 選擇液壓泵 9
2.6.4 蓄能器的確定 10
2.6.5 伺服閥的選擇 11
2.6.6 過濾器的選擇 12
2.6.7 管件的選定 13
2.6.8 管路的布置 14
第 3 章 液壓系統(tǒng)的建模 14
3.1數(shù)學模型的建立方法 14
3.1.1 微分方程法 14
3.1.2傳遞函數(shù)法 15
3.1.3 狀態(tài)空間法 16
3.1.4 功率鍵合圖法 16
3.2 液壓伺服系統(tǒng)的物理模型 16
3.3 液壓系統(tǒng)數(shù)學模型的建立 17
3.3.1 非對稱缸模型建立 18
3.3.2 閥控非對稱缸其它環(huán)節(jié)的模型的建立 25
3.3.3 閥控非對稱液壓缸系統(tǒng)總體模型 27
第 4 章 結(jié) 論 27
參考文獻 28
致 謝 32
第 1 章 緒 論
1.1 引言
巷道掘進與掘進機的第一次嘗試，從早期就有了。jahrhunderts普列依斯盾構(gòu)機和Anderson鉆井機（隧道掘進機英格里斯），安德森和覆蓋板都可單獨工作。獨立工作時，利用液壓缸的運動，形狀符合現(xiàn)代機器的概念。但由于許多結(jié)構(gòu)性缺點，大多主機沒有得到工業(yè)應(yīng)用。
第二次世界大戰(zhàn)后，機逐漸在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。在前蘇聯(lián)和美國，考慮到煤的性質(zhì)，單頭掘進機鉆柱，用于開采煤巷掘進，也逐漸發(fā)展起來[1][2]。
1.2 掘進機的分類及特點
按照巷道掘進機對于切割面的截割方式可劃分為兩種：全斷面掘進機和部分斷面掘進機（如圖 1.1 所示）。
圖 1.1 懸臂式掘進機
隧道掘進機，又稱連續(xù)式掘進機，它的工作機構(gòu)是通過一系列的切割機或圓盤和錐刀合成。在平行于工作平面的表面中心線旋轉(zhuǎn)機構(gòu)內(nèi)的機器一起工作。隧道掘進機功率容量大，在整個過程中連續(xù)的工作，破碎的煤炭生產(chǎn)能力很高，因此，合理地分布在切削刀具上的壓力均勻，硬盤機的控制系統(tǒng)相對簡單，利于獨立的工作。但是全斷面掘進機也存在一些缺點[3][4]：
(1) 為了對不同規(guī)格的隧道進行隧道施工，由于隧道斷面尺寸和形狀的不好，所以需要進行輔助破碎機構(gòu)的安裝；
(2) 掘進半煤巖巷道時，煤、巖不能分別截割；
(3) 由于巨大的圓盤式工作機構(gòu)的尺寸，很難進入工件表面檢查，維修和更換的工具，必要時還要離開工作面；
(4) 作業(yè)線較高的投資，對軌道線路、隧道、地質(zhì)的適應(yīng)性差；由于該機床的使用缺陷，大大阻礙了機床的使用，因為使用全面掘進機的成本很高。
大多數(shù)的隧道掘進機，又稱循環(huán)式隧道掘進機。本設(shè)備只可同時切割工作面的一部分，要切割整個巖層，必須要連續(xù)多次的工作才能完成完整面的切割。懸臂式掘進機也叫做部分斷面掘進機，可以在工作面上，下，左和右的自由擺動和截割頭旋轉(zhuǎn)，可以是任何形式的懸臂安裝切片。根據(jù)不同形式的刀頭，也可以是縱軸式掘進機和橫軸式掘進機。上述掘進機具有以下優(yōu)點[5][6][7]：
(1) 掘進機開挖速度快，提高了安全性，質(zhì)量和生產(chǎn)操作；如果支護作業(yè)的工作后，可以實現(xiàn)連續(xù)掘進機掘進破巖，可以完成運輸?shù)确矫?，效率高，而且是在掘進機破巖隧道開挖和挖掘煤炭，煤巖周圍光滑