EBZ120型履帶式半煤巖掘進(jìn)機(jī)行走部(低速系統(tǒng))設(shè)計(jì)

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1 摘 要 掘進(jìn)機(jī)是煤礦采掘的主要設(shè)備 半煤巖掘進(jìn)機(jī)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)截割 裝載 轉(zhuǎn)載運(yùn) 輸 行走和噴霧除塵的聯(lián)合機(jī)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 具有廣闊的發(fā)展前景 對(duì)履帶式半煤巖掘進(jìn)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)做了簡(jiǎn)單的介紹 對(duì)履帶式半煤巖掘進(jìn)機(jī)的行走部分以及該部分減速裝置的設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的介紹 掘進(jìn)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)對(duì)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(duì)于實(shí)現(xiàn)整機(jī)的 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo) 保證機(jī)器的工作性能具有重要意義 本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)掘進(jìn)行走部分 工作時(shí)實(shí)現(xiàn)低速行走 高速調(diào)動(dòng) 并可實(shí)現(xiàn)快速拖動(dòng)等特點(diǎn)對(duì)該部分減速器以及鏈輪 履帶等結(jié)構(gòu)做了比較詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算 此外 如何最大限度地發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)的工作潛能和根據(jù)井下實(shí)際工作環(huán)境正確選擇掘 進(jìn)機(jī) 避免高能耗 低效率的現(xiàn)象發(fā)生 已成為巷道掘進(jìn)機(jī)的熱點(diǎn)話題 關(guān)鍵詞 掘進(jìn)機(jī) 總體設(shè)計(jì) 行走部設(shè)計(jì) 減速器設(shè)計(jì) 發(fā)展趨勢(shì) 1 目 錄 1 緒 論 1 1 1 概述 1 1 2 掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展 1 1 3 掘進(jìn)機(jī)的工作原理 2 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及相關(guān)參數(shù) 4 2 1 履帶式半煤巖掘進(jìn)機(jī)行走部設(shè)計(jì) 4 2 2 主要技術(shù)參數(shù) 4 3 總體結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計(jì) 8 3 1 掘進(jìn)機(jī)的選型 9 3 2 掘進(jìn)機(jī)機(jī)械械液壓部他分設(shè)計(jì) 12 3 3 電氣部分 22 3 4 本掘進(jìn)機(jī)主要特點(diǎn) 26 4 掘進(jìn)機(jī)行走部總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 4 1 馬達(dá)選型 27 4 2 主動(dòng)鏈輪的設(shè)計(jì) 27 5 掘進(jìn)機(jī)行走部減速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 5 1 傳動(dòng)方案的擬定 29 5 2 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 29 5 3 減速器前兩級(jí)傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 30 致 謝 42 參考文獻(xiàn) 43 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 緒 論 1 1 概述 隨著我國煤炭事業(yè)的發(fā)展 因采煤機(jī)械和綜合機(jī)械化水平的速度提高 要求有與之 相適應(yīng)巷道掘進(jìn)速度 傳統(tǒng)的鉆煤掘進(jìn)效率低 人海戰(zhàn)術(shù)和小型機(jī)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(jìn)機(jī)種類繁多 主要分為兩大類 全斷面巷道掘進(jìn) 機(jī)和部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī) 全斷面巷道掘進(jìn)機(jī)主要用于掘進(jìn)巖石巷道 這類掘進(jìn)機(jī)功率大 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 巷道斷面形狀單一 在煤炭工業(yè)中沒有得到廣泛應(yīng)用 部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī) 其 工作機(jī)構(gòu)僅能同時(shí)截割工作面煤巖斷面的一部分 為截割破落整個(gè)工作面的煤巖必須在 斷面內(nèi)多次連續(xù)地移動(dòng)工作機(jī)構(gòu)的截割頭 故此它能實(shí)際掘出所需巷道斷面形狀 它主 要用于掘進(jìn)煤或半煤巖巷道 近年研制的掘進(jìn)機(jī)有以下趨勢(shì) 廣泛采用懸臂式可伸縮的工作機(jī)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(jī)器振動(dòng) 增加機(jī)器穩(wěn)定性 廣泛采用觸爪 式裝載機(jī)構(gòu)和履帶式行走機(jī)構(gòu) 加大掘進(jìn)機(jī)的總功率和提高液壓系統(tǒng)的工作壓力 改進(jìn) 噴霧除主裝置 支護(hù)設(shè)備和配套轉(zhuǎn)載設(shè)備 當(dāng)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(jī)械化比例失調(diào)的矛盾更加突出 特別是易采的中厚煤層資源日益減少 而薄煤 層的開采比例逐年增加 在全部采準(zhǔn)巷道中 半煤巖巷的比例已經(jīng)達(dá)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(dòng)強(qiáng)度大 安全性差 目前 我國大部分局 礦使用的幾種主要機(jī)型多是上世紀(jì)六 七十年代設(shè)計(jì)的 這 些老產(chǎn)品設(shè)計(jì)陳舊過時(shí) 元部件可靠性差 開機(jī)率低 維護(hù)量大 而且機(jī)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(jìn)機(jī) 來解決掘進(jìn)機(jī)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(jìn)機(jī)的發(fā)展 掘進(jìn)機(jī)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(jìn)速度 必須加快 掘進(jìn)機(jī)的性能更加完善 當(dāng)前懸臂式掘進(jìn)機(jī)技術(shù)發(fā)展有下述一些特征 并面 臨連續(xù)采煤機(jī)的挑戰(zhàn) 1 增大截割能力 為了實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的截割能力 采用較大的截割功率和較低的截割速度 現(xiàn)代中型部分 婁面掘進(jìn)機(jī)的截割功率為了 132 200kw 重型掘進(jìn)機(jī)為了 200kw 以上 截割頭轉(zhuǎn)速一般 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 為了 20 50r min 截割速度為 1 2m s 截割力為 100 200KN 經(jīng)濟(jì)截割強(qiáng)度達(dá) 100 124Mpa 現(xiàn)代全斷面掘進(jìn)機(jī)則采用大直徑盤形滾刀 加大推力和刀盤驅(qū)動(dòng)功率 截 割強(qiáng)度達(dá) 300Mpa 2 提高可靠性 由于地質(zhì)條件下復(fù)雜多變 掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)承受交變的沖擊負(fù)荷 且磨損和腐蝕嚴(yán)重 井下環(huán)境惡劣 檢修不便 因此要求通過完善的設(shè)計(jì) 制造 使用和良好的維護(hù) 實(shí)現(xiàn) 掘進(jìn)機(jī)較長的無故障工作時(shí)間及較高的可靠性 3 提高機(jī)電一體化程度 為避免掘進(jìn)機(jī)中出現(xiàn)超挖 采用現(xiàn)代控制技術(shù) 包括推進(jìn)方向的控制 控制和糾正掘 進(jìn)機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)位置的平行偏差和角度偏差 斷面尺寸控制 截割電動(dòng)機(jī)功率自動(dòng)調(diào)節(jié) 掘進(jìn)機(jī) 工況監(jiān)測(cè)和故障診斷 4 研究新刀具和新的截割技術(shù) 為增強(qiáng)截割能力 提高刀具的使用壽命 應(yīng)采用新材料 改進(jìn)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(dá)到破碎硬巖的目的 5 發(fā)展掘錨機(jī)組 實(shí)現(xiàn)巷道快速掘進(jìn) 傳統(tǒng)型式的懸臂式部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)支護(hù)工作的機(jī)械化 制約了巷道掘進(jìn)速 度 降低了掘進(jìn)效率 裝有較長的橫滾筒和錨桿鉆機(jī)的掘錨機(jī)組 既能快速掘進(jìn) 以能 同時(shí)支護(hù)頂板和側(cè)幫 實(shí)現(xiàn)掘 裝 運(yùn) 支平行作業(yè) 一次成巷 可提高掘進(jìn)速度和工 效 并能離機(jī)自動(dòng)操作 掘錨機(jī)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(jìn)機(jī)的工作原理 掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的工作原理 液壓馬達(dá)依靠液壓泵送來的高壓油旋轉(zhuǎn) 與其聯(lián)接的 減速機(jī)構(gòu)減速得到低轉(zhuǎn)速大扭矩 液壓馬達(dá) 減速機(jī)構(gòu)和鏈輪做成一個(gè)整體 液壓馬達(dá) 的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪 鏈輪 旋轉(zhuǎn) 鏈輪的輪齒和履帶的鏈軌銷咬合 從而實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī) 在履帶上爬行 同時(shí)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(duì)履帶的松緊進(jìn) 行調(diào)節(jié) 支重輪起到對(duì)車身支撐作用 拖輪主要是支撐履帶 在設(shè)計(jì)和裝配過程中 必 須保證驅(qū)動(dòng)輪 引導(dǎo)輪 支重輪 拖輪四輪一線 懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu) 需要 滿足驅(qū)動(dòng)機(jī)體前進(jìn) 后退以及左右轉(zhuǎn)彎調(diào)動(dòng)的工作要求 所以履帶式行走機(jī)構(gòu)的左 右 履帶裝置都采用分別單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)方式 掘進(jìn)機(jī)行走速度的調(diào)節(jié)是通過兩液壓泵的合 流與否來實(shí)現(xiàn)的 掘進(jìn)機(jī)前進(jìn) 后退時(shí) 左 右液壓馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)履帶運(yùn)轉(zhuǎn) 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 當(dāng)掘進(jìn)機(jī)要轉(zhuǎn)彎時(shí) 可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)彎方向的另外一側(cè)液壓馬達(dá) 而使轉(zhuǎn)彎一側(cè)的液壓 馬達(dá)停止運(yùn)轉(zhuǎn) 或者可以采用以相反方向分別驅(qū)動(dòng)左右液壓馬達(dá)的方法 使機(jī)體急轉(zhuǎn)彎 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及相關(guān)參數(shù) 2 1 履帶式半煤巖掘進(jìn)機(jī)行走部設(shè)計(jì) 主要參考參數(shù)和要求 機(jī)身長 8 8 5m 寬 2 2 2m 高 1 5 1 55m 臥底深度 245mm 裝機(jī)功率 190KW 截割功率 120KW 經(jīng)濟(jì)截割煤巖硬度 60MPa 可掘巷道斷面 18 20m 2 最大可掘高度 3 75 4m 最大可掘?qū)挾?5m 龍門高度 350 400mm 刮板速度 0 9 1 0m s 運(yùn)輸形式 邊雙鏈 履帶寬度 2 300mm 行走速度 3m min 工作 6m min 調(diào)動(dòng) 額定電壓 1140 660v 1 查閱有關(guān)資料 完成履帶式半煤巖掘進(jìn)機(jī)總體方案的設(shè)計(jì) 2 完成行走部總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 完成行走部?jī)杉?jí) 2K H 傳動(dòng)件速裝置設(shè)計(jì) 4 行星傳動(dòng)主要組件 零件圖設(shè)計(jì)及零件加工工藝編制 5 編寫完成整機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)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(jī) 長 8 486m 機(jī) 寬 2 2m 機(jī) 高 1 547m 截割臥底深度 245mm 總 功 率 190kW 可經(jīng)濟(jì)截割煤巖硬度 60MPa 可掘巷道斷面 18 20m2 最大可掘高度 3 75m 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 最大可掘?qū)挾?5 0m 適應(yīng)巷道坡度 16 機(jī)器供電電壓 660 1140V 2 截割部 電動(dòng)機(jī) 型 號(hào) YBUS2 120 功 率 120KW 轉(zhuǎn) 速 1478r min 截割頭 轉(zhuǎn) 速 53r min 截 齒 鎬形 最大擺動(dòng)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(yùn)能力 180m3 h 鏟板寬度 2 5m 2 8m 鏟板臥底 250mm 鏟板抬起 360mm 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 30r min 4 刮板輸送機(jī) 運(yùn)輸形式 邊雙鏈刮板 槽 寬 510mm 龍門高度 390mm 鏈 速 0 93m s 錨鏈規(guī)格 18 64mm 張緊形式 黃油缸張緊 5 行走部 行走形式 履帶式 液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng) 行走速度 工作 3m min 調(diào)動(dòng) 6m min 接地長度 2 46m 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 制動(dòng)形式 摩擦制動(dòng)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)額定壓力 油缸回路 16MPa 行走回路 16MPa 裝載回路 14Mpa 輸送機(jī)回路 14Mpa 轉(zhuǎn)載機(jī)回路 10MPa 錨桿鉆機(jī)回路 10MPa 系統(tǒng)總流量 450 L min 泵站電動(dòng)機(jī) 型號(hào) 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(dòng)機(jī) 型號(hào) 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(gè) 7 噴霧冷卻系統(tǒng) 滅塵形式 內(nèi)噴霧 外噴霧 供水壓力 3MPa 外噴霧壓力 1 5MPa 流 量 63L min 冷卻部件 切割電動(dòng)機(jī) 油箱 8 電氣系統(tǒng) 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 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)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 3 總體結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計(jì) 掘進(jìn)機(jī)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(jī) 械方式破落煤巖的掘進(jìn)設(shè)備 有的還具有支護(hù)功能 本次設(shè)計(jì)采用部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī) 一 般適用于單軸抗壓強(qiáng)度小于 60MPa 的煤 煤 巖 軟巖水平巷道 但大功率掘進(jìn)機(jī)也可 用于單軸抗壓強(qiáng)度達(dá) 200MPa 的硬巖巷道 一次僅能截割斷面一部分 需要工作機(jī)構(gòu)多次 擺動(dòng) 逐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(jìn)機(jī)在煤礦使用普遍 懸臂式掘進(jìn)機(jī)由截割機(jī)構(gòu) 裝運(yùn)機(jī)構(gòu) 行走機(jī)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(jī)構(gòu) 由截割頭 懸臂和回轉(zhuǎn)座組成的破煤 巖 機(jī)構(gòu) 電動(dòng)機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)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(jìn)力由行走履帶 或伸縮懸臂的 推進(jìn)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(dòng) 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(yùn)機(jī)構(gòu) 由裝載機(jī)構(gòu)和中間輸送機(jī)兩部分組成 電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)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(yùn)到掘進(jìn)機(jī)后面的轉(zhuǎn)載機(jī)或其他運(yùn)輸設(shè)備中 運(yùn)出 工作面 3 行走機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)前進(jìn) 后退和轉(zhuǎn)彎并能在掘進(jìn)作業(yè)時(shí)使機(jī)器向前推進(jìn) 4 液壓系統(tǒng) 由液壓泵 液壓馬達(dá) 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(dòng) 驅(qū)動(dòng)裝運(yùn)機(jī)構(gòu)中間輸送機(jī) 集料裝置及行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪 并進(jìn)行 液壓保護(hù) 5 電氣系統(tǒng) 向掘進(jìn)機(jī)提供動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)上的所有 同時(shí)也對(duì)照明 故障顯示 瓦斯報(bào)警等 6 噴霧降塵系統(tǒng) 為降低掘進(jìn)機(jī)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(dá)到降塵的目的 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 3 1 掘進(jìn)機(jī)的選型 3 1 1 工作機(jī)構(gòu)的型式選擇 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 按截割頭的布置方式 分為縱軸和橫軸式兩種 縱軸式截割 頭傳動(dòng)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(dòng)截割時(shí)的反作用力不通過機(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(dòng) 故穩(wěn)定性較差 因此 在煤巷掘進(jìn)時(shí) 需加大機(jī)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(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 縱向 截割時(shí) 穩(wěn)定性較好 缺點(diǎn)是傳動(dòng)裝置較復(fù)雜 在切入工作面時(shí)需左右擺動(dòng) 不如縱軸 式工作機(jī)構(gòu)使用方便 因?yàn)榻馗铑^較長對(duì)掘進(jìn)斷面形狀有限制 難以獲得較平整的側(cè)壁 這種掘進(jìn)機(jī)多使用拋物線或半球形截割頭 由于工作機(jī)構(gòu)的載荷變化范圍大 驅(qū)動(dòng)功率 大 過堅(jiān)硬巖石時(shí)短期過載運(yùn)轉(zhuǎn) 有沖擊載荷 振動(dòng)較大 要求其傳動(dòng)裝置體積小 最 好能調(diào)速 考慮掘進(jìn)機(jī)工作時(shí) 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(dòng) 以掘出整個(gè)斷面 掘進(jìn)機(jī)工作機(jī)構(gòu)一般都采用單機(jī)驅(qū)動(dòng) 雖然液壓 傳動(dòng)具有體積小 調(diào)速方便等優(yōu)點(diǎn) 但由于對(duì)沖擊載荷很敏感 元件不能承受較大的短 時(shí)過載 一般選擇過載能力較大的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 3 1 2 裝載機(jī)構(gòu)的型式選擇 部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)的裝載機(jī)構(gòu)有 4 種 1 單雙環(huán)形刮板鏈?zhǔn)?單環(huán)形是利用一組 環(huán)形刮板鏈直接將煤巖裝到機(jī)體后面的轉(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 式裝載機(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(huì)造成卡鏈和 斷鏈 同時(shí) 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(jìn)機(jī)上使用的一種裝載機(jī)構(gòu) 它利用左右兩個(gè)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)目前使用很少 3 耙爪式 是利 用一對(duì)交替動(dòng)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(jiǎn)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(gè)耙爪機(jī)構(gòu)一起水平擺動(dòng) 或設(shè)計(jì)成雙耙爪機(jī)構(gòu) 以擴(kuò) 大裝載范圍 4 星輪式 該種機(jī)構(gòu)比耙爪式簡(jiǎn)單 強(qiáng)度高 工作可靠 但裝大塊物料 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 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(jì)成耙爪與星輪可互換的裝載機(jī)構(gòu) 裝載機(jī)構(gòu)可以采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 也可用液壓 馬達(dá)驅(qū)動(dòng) 但考慮工作環(huán)境潮濕 有泥水 選用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)為好 3 1 3 輸送機(jī)構(gòu)的型式選擇 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(dòng)方式 即將電 動(dòng)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(dòng)裝載機(jī)構(gòu)同時(shí) 間接 地以輸送機(jī)構(gòu)機(jī)尾為主動(dòng)軸帶動(dòng)刮板輸送機(jī)構(gòu)工作 這樣傳動(dòng)系統(tǒng)中元件少 機(jī)構(gòu)比較 簡(jiǎn)單 但裝載與輸送機(jī)構(gòu)二者運(yùn)動(dòng)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(jī)構(gòu)采用獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)方式 即將電動(dòng)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(dòng)輸送機(jī)構(gòu) 這種驅(qū)動(dòng)方式的傳動(dòng)系統(tǒng)布置簡(jiǎn)單 和裝載機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)互不 影響 但由于傳動(dòng)裝置和動(dòng)力元件較多 故障點(diǎn)有所增加 目前 這兩種輸送機(jī)構(gòu)均有 采用 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)酌情確定 一般常采用與裝載機(jī)構(gòu)相同的驅(qū)動(dòng)方式 3 1 4 轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)的型式選擇 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) 膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式有 3 種 1 用液壓馬達(dá)直接或通過減速器驅(qū)動(dòng)機(jī)尾主動(dòng)卷筒 2 由電動(dòng)卷筒驅(qū)動(dòng)主動(dòng)卷筒 3 利用電動(dòng)機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)主動(dòng)卷筒 為使卸載端作上下 左右擺動(dòng) 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(tái)托架上 可用人力或液壓缸使其繞回轉(zhuǎn)臺(tái)中心擺 動(dòng) 達(dá)到擺角要求 同時(shí) 通過升降液壓缸使其繞機(jī)尾鉸接中心作升降動(dòng)作 以達(dá)到卸 載的調(diào)高范圍 轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)應(yīng)采用單機(jī)驅(qū)動(dòng) 可選用電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá) 3 1 5 行走機(jī)構(gòu)的型式選擇 該種掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)有邁步式 導(dǎo)軌式和履帶式幾種 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(shí)支護(hù)的作用 但由于向前推進(jìn)時(shí) 支架反復(fù)交替地作用于頂板 掘進(jìn)機(jī)對(duì)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(dòng)性能好 工作可靠 調(diào)動(dòng)靈活和對(duì)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 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 較嚴(yán)重 目前 部分?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(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)易受潮燒毀 最好選用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng) 3 1 6 除塵裝置的型式選擇 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 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(jiǎn)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 內(nèi)噴霧降 塵 噴嘴在截割頭上按螺旋線布置 壓力水對(duì)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(dòng)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(jì)掘進(jìn)機(jī)時(shí) 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(jí)凈化除塵 由于集塵器跟隨掘進(jìn)機(jī)移動(dòng) 風(fēng) 機(jī)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(shì) 3 1 7 高壓水細(xì)射流輔助切割技術(shù) 對(duì)于全煤巷或很軟的巖巷 利用掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn) 效率高 成本低 但對(duì)于巖巷掘進(jìn)和 隧道掘進(jìn) 一般其巖體 f 8 抗壓強(qiáng)度在 80 100MPa 以上 掘進(jìn)機(jī)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 這時(shí) 應(yīng)考慮采用高壓水細(xì)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 4 1 0mm 的噴嘴射出 對(duì)截齒的機(jī)械破碎起輔助作用 掘進(jìn)機(jī)截割頭上噴出的壓力水按壓力 高低分級(jí) 見附表所示 附表 輔助切割壓力水分級(jí) MPa 項(xiàng)目 低壓 中壓 中高壓 高壓 超高壓 水壓 400 經(jīng)驗(yàn)表明 對(duì)煤輔助切割作用的最低壓力約 40MPa 對(duì)巖石的最低水壓為 70MPa 左 右 在掘進(jìn)機(jī)上安裝的高壓水細(xì)射流系統(tǒng)為 外來水經(jīng)過控制閥 濾水器進(jìn)入增壓器 壓力增高后的高壓水進(jìn)入懸臂端的旋轉(zhuǎn)密封 由截割頭上安裝的數(shù)個(gè)噴嘴噴射出去 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 增壓器由液壓油驅(qū)動(dòng) 可提供 70MPa 以上的壓力水 旋轉(zhuǎn)密封裝置裝在截割頭轉(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(jìn)機(jī)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(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(yuǎn) 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(diǎn)是冷水通過 齒座和齒身對(duì)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(diǎn)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(huì)加速噴嘴的損壞 噴嘴裝在齒座上 當(dāng)截齒與煤巖體 接觸才噴水的方式 齒不工作時(shí)不噴射 可節(jié)省水 除塵和撲滅火花的效果好 缺點(diǎn)是 在截割軟煤時(shí)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(xì)射流輔助切割技術(shù) 是擴(kuò)大掘進(jìn)機(jī)的使用 范圍 提高掘進(jìn)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(jìn)機(jī)機(jī)械械液壓部他分設(shè)計(jì) 3 2 1 特點(diǎn) 主要用途及適用范圍 本次設(shè)計(jì)的機(jī)型為懸臂式半煤巖掘進(jìn)機(jī) 適應(yīng)巷道斷面 9 18m 坡度 16 可 經(jīng)濟(jì)切割單向抗壓強(qiáng)度 60MPa 的煤巖 屬中型懸臂式掘進(jìn)機(jī) 該機(jī)主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊 湊 適應(yīng)性好 機(jī)身矮 重心低 操作簡(jiǎn)單 檢修方便 該懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要是為煤礦綜采及高檔普采工作面采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)服務(wù)的機(jī)械設(shè)備 主要適用于煤及半煤巖巷的掘進(jìn) 也適用于條件類似的其它礦山及工程巷道的掘進(jìn) 該 機(jī)可經(jīng)濟(jì)切割單向抗壓強(qiáng)度 60MPa 的煤巖 可掘巷道最大寬度 定位時(shí) 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(jī)后配套轉(zhuǎn)載運(yùn)輸設(shè)備 可采用橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮式帶式輸送機(jī) 實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸 以利于機(jī)器效能的發(fā)揮 3 2 2 主要結(jié)構(gòu)和工作原理 掘進(jìn)機(jī)主要由截割部 裝載部 刮板輸送機(jī) 行走部 機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái) 液壓系統(tǒng) 水系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等部分組成 參見圖 1 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 1 整機(jī)系統(tǒng)圖 1 截割部 2 裝載部 3 刮板輸送機(jī) 4 機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái) 5 履帶行走部 6 油箱 7 操作臺(tái) 8 泵站 9 電控箱 10 護(hù)板 1 截割部 截割部又稱工作機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)如圖 2 所示 主要由截割電機(jī) 叉形架 二級(jí)行星減速 器 懸臂段 截割頭組成 圖 2 截割機(jī)構(gòu) 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 1 截割頭 2 懸臂段 3 二級(jí)行星減速器 4 齒輪聯(lián)軸節(jié) 5 叉形架 6 截割電機(jī) 7 電機(jī)護(hù)板 截割部為二級(jí)行星齒輪傳動(dòng) 行星減速器結(jié)構(gòu)如圖 3 所示 由 120kW 的水冷電動(dòng) 機(jī)輸入動(dòng)力 經(jīng)齒輪聯(lián)軸節(jié)傳至二級(jí)行星減速器 經(jīng)懸臂段 將動(dòng)力傳給截割頭 從而 達(dá)到破碎煤巖的目的 整個(gè)截割部通過一個(gè)叉形框架 兩個(gè)銷軸鉸接于回轉(zhuǎn)臺(tái)上 借助安裝于截割部和回 轉(zhuǎn)臺(tái)之間的兩個(gè)升降油缸 以及安裝于回轉(zhuǎn)臺(tái)與機(jī)架之間的兩個(gè)回轉(zhuǎn)油缸 來實(shí)現(xiàn)整個(gè) 截割部的升 降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 由此截割出任意形狀的斷面 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(duì)稱的驅(qū)動(dòng)裝置組成 通過低速大扭矩 液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)三爪轉(zhuǎn)盤向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng) 從而達(dá)到裝載煤巖的目的 裝載部安裝于機(jī)器的 前端 通過一對(duì)銷軸和鏟板左右升降油缸鉸接于主機(jī)架上 在鏟板油缸的作用下 鏟板 繞銷軸上 下擺動(dòng) 可向上抬起 360mm 向下臥底 250mm 當(dāng)機(jī)器截割煤巖時(shí) 應(yīng)使鏟 板前端緊貼底板 以增加機(jī)器的截割穩(wěn)定性 3 刮板輸送機(jī) 刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 5 所示 主要由機(jī)前部 機(jī)后部 驅(qū)動(dòng)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(jī)位于機(jī)器中部 前端與 主機(jī)架和鏟板鉸接 后部托在機(jī)架上 機(jī)架在該處設(shè)有可拆裝的墊塊 根據(jù)需要 刮板 輸送機(jī)后部可墊高 增加刮板輸送機(jī)的卸載高度 刮板輸送機(jī)采用低速大扭矩液壓馬達(dá) 直接驅(qū)動(dòng) 刮板鏈條的張緊是通過在輸送機(jī)尾部的張緊油缸來實(shí)現(xiàn)的 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 4 裝載部 鏟板體 2 刮板輸送機(jī)改向鏈輪組 3 三爪轉(zhuǎn)盤 4 驅(qū)動(dòng)裝置 圖 5 刮板輸送機(jī) 1 機(jī)前部 2 機(jī)后部 3 邊雙鏈刮板 4 張緊裝置 5 驅(qū)動(dòng)裝置 6 液壓馬達(dá) 4 行走部 掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的工作原理 液壓馬達(dá)依靠液壓泵送來的高壓油旋轉(zhuǎn) 與其聯(lián)接的 減速機(jī)構(gòu)減速得到低轉(zhuǎn)速大扭矩 液壓馬達(dá) 減速機(jī)構(gòu)和鏈輪做成一個(gè)整體 液壓馬達(dá) 的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪 鏈輪 旋轉(zhuǎn) 鏈輪的輪齒和履帶的鏈軌銷咬合 從而實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī) 在履帶上爬行 同時(shí)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(duì)履帶的松緊進(jìn) 行調(diào)節(jié) 支重輪起到對(duì)車身支撐作用 拖輪主要是支撐履帶 在設(shè)計(jì)和裝配過程中 必 須保證驅(qū)動(dòng)輪 引導(dǎo)輪 支重輪 拖輪四輪一線 懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu) 需要 滿足驅(qū)動(dòng)機(jī)體前進(jìn) 后退以及左右轉(zhuǎn)彎調(diào)動(dòng)的工作要求 所以履帶式行走機(jī)構(gòu)的左 右 履帶裝置都采用分別單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)方式 掘進(jìn)機(jī)行走速度的調(diào)節(jié)是通過兩液壓泵的合 流與否來實(shí)現(xiàn)的 掘進(jìn)機(jī)前進(jìn) 后退時(shí) 左 右液壓馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)履帶運(yùn)轉(zhuǎn) 當(dāng)掘進(jìn)機(jī)要轉(zhuǎn)彎時(shí) 可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)彎方向的另外一側(cè)液壓馬達(dá) 而使轉(zhuǎn)彎一側(cè)的液壓 馬達(dá)停止運(yùn)轉(zhuǎn) 或者可以采用以相反方向分別驅(qū)動(dòng)左右液壓馬達(dá)的方法 使機(jī)體急轉(zhuǎn)彎 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 行走機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)非常重要的部件之一 行走性能的好壞關(guān)鍵在于其傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì) 算和設(shè)計(jì)和履帶板的設(shè)計(jì) 行走機(jī)構(gòu)一般采用履帶型式 兩條履帶分別由各自的動(dòng)力來 驅(qū)動(dòng) 可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向 履帶的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力有電動(dòng)機(jī)和液壓馬達(dá)兩種 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一般只 置一種行走速度 液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)可采用低速大扭矩馬達(dá)直接帶動(dòng)履帶鏈輪 或采用中速 液壓馬達(dá) 減速器帶動(dòng)履帶鏈輪的傳動(dòng)方式 它可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速 履帶結(jié)構(gòu)型式有滑動(dòng) 和滾動(dòng)兩種 當(dāng)機(jī)器調(diào)動(dòng)速度 10m min 的中 輕型掘進(jìn)機(jī) 宜采用滑動(dòng)結(jié)構(gòu)型式 當(dāng) 機(jī)器的調(diào)動(dòng)速度 10m min 的重型 特重型掘進(jìn)機(jī) 應(yīng)采用滾動(dòng)結(jié)構(gòu)型式 本次設(shè)計(jì)的掘進(jìn)機(jī)采用履帶式行走機(jī)構(gòu) 左 右履帶行走機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置 分別驅(qū)動(dòng) 各由 10 個(gè)高強(qiáng)度螺栓 M30 2 10 9 級(jí) 與機(jī)架相聯(lián) 左 右履帶行走機(jī)構(gòu)各由液 壓馬達(dá)經(jīng)三級(jí)圓柱齒輪和二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)減速后 將動(dòng)力傳給主動(dòng)鏈輪 驅(qū)動(dòng)履帶運(yùn) 動(dòng) 現(xiàn)以左行走機(jī)構(gòu)為例 說明其結(jié)構(gòu)組成及傳動(dòng)系統(tǒng) 如圖 6 圖 7 所示 左行走機(jī) 構(gòu)主要由導(dǎo)向張緊裝置 左履帶架 履帶鏈 左行走減速器 液壓馬達(dá) 摩擦片式制動(dòng) 器等組成 摩擦片式制動(dòng)器為彈簧常閉式 當(dāng)機(jī)器行走時(shí) 泵站向行走液壓馬達(dá)供油的 同時(shí) 向摩擦片式制動(dòng)器提供壓力油推動(dòng)活塞 壓縮彈簧 使摩擦片式制動(dòng)器解除制動(dòng) 本機(jī)工作行走速度為 3m min 調(diào)動(dòng)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(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái) 機(jī)架是整個(gè)機(jī)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(jī)器中的各部件均用螺栓或銷軸與機(jī)架聯(lián)接 機(jī)架為組焊件 回轉(zhuǎn)臺(tái)主要用于 支承 聯(lián)接并實(shí)現(xiàn)切割機(jī)構(gòu)的升降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 結(jié)構(gòu)如圖 8 所示 回轉(zhuǎn)臺(tái)座在機(jī)架上 通過大型回轉(zhuǎn)軸承用止口 36 個(gè)高強(qiáng)度螺栓與機(jī)架相聯(lián) 工作時(shí) 在回轉(zhuǎn)油缸的作用下 帶動(dòng)切割機(jī)構(gòu)水平擺動(dòng) 截割機(jī)構(gòu)的升降是通過回轉(zhuǎn)臺(tái)支座上左 右耳軸鉸接相連的兩 個(gè)升降油缸實(shí)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(jī)架連接 它的作用有四 1 切割時(shí)使用 以增加機(jī)器的穩(wěn)定性 2 窩機(jī)時(shí)使用 以便履帶下墊板自救 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 3 履帶鏈斷鏈及張緊時(shí)使用 以便操作 4 抬起機(jī)器后部 以增加臥底深度 圖 6 左履帶行走機(jī)構(gòu) 1 導(dǎo)向張緊裝置 2 履帶架 3 履帶鏈 4 行走減速器 5 行走液壓馬達(dá) 6 摩擦片式制動(dòng)器 圖 7 左行走減速器 圖 8 掘進(jìn)機(jī)機(jī)架 1 回轉(zhuǎn)臺(tái) 2 前機(jī)架 3 后機(jī)架 4 后支撐腿 5 轉(zhuǎn)載機(jī)連接板 6 液壓系統(tǒng) 本機(jī)除截割頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外 其余各部分均采用液壓傳動(dòng) 系統(tǒng)主泵站由一臺(tái) 55kW 的電動(dòng)機(jī)通過同步齒輪箱驅(qū)動(dòng)一臺(tái)雙聯(lián)齒輪泵和一臺(tái)三聯(lián)齒輪泵 轉(zhuǎn)向相反 同 時(shí)分別向油缸回路 行走回路 裝載回路 輸送機(jī)回路 皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)回路供壓力油 主 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 系統(tǒng)由五個(gè)獨(dú)立的開式系統(tǒng)組成 該機(jī)還設(shè)有液壓錨桿鉆機(jī)泵站 可同時(shí)為二臺(tái)錨桿鉆 機(jī)提供壓力油 另外系統(tǒng)還設(shè)置了文丘里管補(bǔ)油系統(tǒng)為油箱補(bǔ)油 避免了補(bǔ)油時(shí)對(duì)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(jī)構(gòu)升降 鏟板升降和后支撐 各兩個(gè)油缸 它們各自兩活塞腔并接 兩活塞桿腔并接 而截割機(jī)構(gòu)兩個(gè)回轉(zhuǎn)油缸為一 個(gè)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(gè)液壓馬達(dá)供油 驅(qū)動(dòng)機(jī)器行走 行走 速度為 3m min 當(dāng)裝載轉(zhuǎn)盤不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 供裝載回路的 50 泵自動(dòng)并入行走回路 此時(shí)的 兩個(gè)齒輪泵 63 泵和 50 泵 同時(shí)向行走馬達(dá)供油 實(shí)現(xiàn)快速行走 其行走速度為 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 6m min 系統(tǒng)工作壓力為 16MPa 回路工作壓力由裝在兩聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)的溢流 閥調(diào)定 注意 根據(jù)該機(jī)器液壓系統(tǒng)的特點(diǎn) 行走回路的工作壓力調(diào)定時(shí) 必須先將裝 載轉(zhuǎn)盤開動(dòng) 快速行走時(shí) 由于并入了裝載回路的 50 泵 其系統(tǒng)工作壓力為 4Mpa 通過操作多路換向閥手柄來控制行走馬達(dá)的正 反轉(zhuǎn) 實(shí)現(xiàn)機(jī)器的前進(jìn) 后退和轉(zhuǎn) 彎 注意 機(jī)器要轉(zhuǎn)彎時(shí) 最好同時(shí)操作兩片換向閥 即使一片閥的手柄處于前進(jìn)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(shí)現(xiàn)機(jī)器轉(zhuǎn) 彎 防滑制動(dòng)是用行走減速器上的摩擦制動(dòng)器來實(shí)現(xiàn) 制動(dòng)器的開啟由液壓控制 其開 啟壓力為 3MPa 制動(dòng)油缸的油壓力由多路換向閥控制 行走回路不工作時(shí) 制動(dòng)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(gè)齒輪分流器分別向 2 個(gè)液壓馬達(dá)供 油 用一個(gè)手動(dòng)換向閥控制馬達(dá)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(shí)現(xiàn) 齒輪分流器內(nèi)的兩個(gè)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(shí)驗(yàn)臺(tái)調(diào)定的 注意 該溢流閥的調(diào)定壓力在機(jī)器出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)節(jié)好 在機(jī)器使用過程 中不允許調(diào)節(jié)壓力 4 輸送機(jī)回路 輸送機(jī)回路由三聯(lián)齒輪泵的中泵 50 泵 向一個(gè) 或兩個(gè) 液壓馬達(dá)供油 用一個(gè) 手動(dòng)換向閥控制馬達(dá)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(shí)現(xiàn) 5 轉(zhuǎn)載機(jī)回路 轉(zhuǎn)載機(jī)回路由三聯(lián)齒輪泵的后泵 40 泵 向轉(zhuǎn)載馬達(dá)供油 通過一手動(dòng)換向閥控制 馬達(dá)的正反轉(zhuǎn) 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(shí)現(xiàn) 6 錨桿鉆機(jī)回路 錨桿鉆機(jī)回路由一臺(tái) 15kW 電機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)雙聯(lián)齒輪泵 通過二個(gè)手動(dòng)換向閥可同 時(shí)向兩臺(tái)液壓錨桿鉆機(jī)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(shí)現(xiàn) 7 油箱補(bǔ)油回路 油箱補(bǔ)油回路由兩個(gè)截止閥 文丘里管和接頭等輔助元件組成 為油箱加補(bǔ)液壓油 如圖 10 所示 補(bǔ)油系統(tǒng)并接在錨桿鉆機(jī)回路的回油管路上 若掘進(jìn)機(jī)不為錨桿鉆機(jī) 提供油源 則補(bǔ)油系統(tǒng)并接在運(yùn)輸回路或轉(zhuǎn)載機(jī)回路的回油管路上 當(dāng)需要向油箱補(bǔ)油 時(shí) 截止閥 關(guān)閉 截止閥 開啟 油液經(jīng)過文丘里管時(shí) 在 A 口產(chǎn)生負(fù)壓 通過插入 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 油筒 5 內(nèi)的吸油管吸入 將油補(bǔ)入油箱 在補(bǔ)油系統(tǒng)不工作時(shí) 務(wù)必將截止閥 關(guān)閉 截止閥 開啟 圖 10 補(bǔ)油回路原理圖 1 換向閥 2 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(jī) 8 雙聯(lián)齒輪泵 8 幾種主要液壓元件的選型設(shè)計(jì) 吸油過濾器 為了保護(hù)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(gè)吸油過濾器 該過濾器為精過濾 當(dāng)更換 清潔濾芯或維修系統(tǒng)時(shí) 只需旋開濾油器端蓋 清洗蓋 抽出濾芯 此時(shí)自封 閥就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉 隔絕油箱油路 使油箱內(nèi)油液不會(huì)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(dāng)濾芯被污染物堵塞時(shí) 設(shè)在濾芯上部的油路旁通閥 就自動(dòng)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(gè)回油過濾器 該過濾器 為粗過濾 位于油箱的上部 當(dāng)濾芯被污染物堵塞或系統(tǒng)液溫過低 流量脈動(dòng)等因素造 成進(jìn)出油口壓差為 0 35MPa 時(shí) 壓差發(fā)訊裝置便彈出 發(fā)出訊號(hào) 此時(shí)應(yīng)及時(shí)更換濾 芯或提高油液溫度 更換濾芯時(shí) 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(shí)停機(jī)更換濾芯時(shí) 則設(shè)在濾芯下部的旁通閥就會(huì)自動(dòng)開啟工作 旁 通閥開啟壓力為 0 4MPa 以保護(hù)系統(tǒng) 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 四聯(lián)手動(dòng)換向閥 四聯(lián)手動(dòng)換向閥 主要由進(jìn)油閥 多路換向閥 回油閥三部分組成 進(jìn)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 換向閥部分是由閥體和滑閥 組成 滑閥的機(jī)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(shí)操作 當(dāng)同時(shí)操作時(shí)工作速度減慢 當(dāng)滑閥處于中位時(shí) 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(jì)中機(jī)器有四組油缸 共八根 截割 機(jī)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(hào)抗磨液壓油 油箱采用二級(jí)過 濾 設(shè)置了兩個(gè)吸油過濾器和兩個(gè)回油過濾器 有效地控制了油液的污染 并采用文丘 里管補(bǔ)油 進(jìn)一步降低了油液的污染 油箱上還配有液位液溫計(jì) 當(dāng)液位低于工作油位 或油溫超過規(guī)定值 70 時(shí) 應(yīng)停機(jī)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 圖 11 油箱 1 吸油過濾器 2 冷卻器 3 油箱體 4 液位液溫計(jì) 5 回油過濾器 六點(diǎn)壓力表 按操縱臺(tái)標(biāo)牌表明的位置接好油管 旋轉(zhuǎn)壓力表表盤 其指針?biāo)傅奈恢眉礊闃?biāo)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(jìn)機(jī)切割電機(jī)及油箱 提高工作面能見度 改善工作 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 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(jìn)入總進(jìn)液球閥 一路經(jīng)減壓閥減壓至 1 5MPa 后 冷卻油箱和切割電機(jī) 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(dāng)沒有內(nèi)噴霧時(shí) 此路水引至 叉形架前方左右兩邊的加強(qiáng)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(gè)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(gè)霧狀噴嘴 加強(qiáng)型外噴霧的噴霧架固 定在叉形架前端 安裝有 8 個(gè)線型噴嘴 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 防止生銹和減少發(fā)熱 如經(jīng)常檢查機(jī)器的潤滑狀況 就 可以在機(jī)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(jìn)行潤滑 并且在規(guī)定的時(shí)間間隔 內(nèi)進(jìn)行檢查和更換 否則 就無法給機(jī)器以保障 因而導(dǎo)致過度磨損以及非正常停機(jī)檢 修 潤滑油的更換 在最初開始運(yùn)轉(zhuǎn)的三百小時(shí)左右 應(yīng)更換潤滑油 由于在此時(shí)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(shí)或者 6 個(gè)月內(nèi)必須更換 一次 當(dāng)更換新潤滑油時(shí) 清洗掉齒輪箱體底部附著的沉淀物后再加入新油 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 3 3 電氣部分 3 3 1 系統(tǒng)的組成 電氣系統(tǒng)由前級(jí)饋電開關(guān) KXJ250 1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進(jìn)機(jī)用電控箱 CZD24 8 型礦用隔爆型掘進(jìn)機(jī)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(jī)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(dòng)掘進(jìn)機(jī)各工作機(jī)構(gòu)的防爆電動(dòng)機(jī)和連接電纜組成 電氣設(shè)備明細(xì)表見表 1 1 驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)各工作機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)特征列于表 1 2 本次設(shè)計(jì)的掘 進(jìn)機(jī)電控設(shè)備為 KXJ250 1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進(jìn)機(jī)用電控箱 以下簡(jiǎn)稱電控箱 CZD24 8 型礦用隔爆型掘進(jìn)機(jī)電控箱用操作箱 以下簡(jiǎn)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(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 適用于具有爆炸性危險(xiǎn)氣體 甲烷 和煤 塵的礦井中 控制掘進(jìn)機(jī)切割電機(jī) 油泵電機(jī) 備用電機(jī)及錨桿電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn) 并對(duì)電機(jī) 及有關(guān)線路進(jìn)行保護(hù) 3 3 2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 電控箱隔爆外殼由主腔和接線腔兩個(gè)獨(dú)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(gè)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(hù)器 JB 和五個(gè)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(jī)連接 操作箱為礦用隔爆型 操作箱分為二個(gè)通過接線端子相互連接的獨(dú)立腔 體 上邊為進(jìn)出線腔 下邊為主腔 進(jìn)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 表 1 1 電氣設(shè)備明細(xì)表 序號(hào) 名 稱 數(shù)量 型 號(hào) 生 產(chǎn) 廠 家 1 電控箱 1 KXJ250 1140EB 煤科院太原分院 2 操作箱 1 CZD24 8 煤科院太原分院 3 隔爆型蜂鳴器 1 XEFB 127 36 150 天津煤礦專用設(shè)備廠 4 礦用隔爆型控制 按鈕 1 BZA1 5 127 2 佳木斯煤機(jī)廠 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 5 礦用隔爆型機(jī)車 照明燈 3 DGY35 48 36 B B 沈陽第三防爆燈廠 6 瓦斯斷電儀 1 KDD2000 淄博 7 切割電機(jī) 1 YBUS3 120 撫順煤礦電機(jī)廠 8 油泵電機(jī) 1 YB250M 4 撫順煤礦電機(jī)廠 9 錨桿電機(jī) 1 YB160L 4 南陽防爆集團(tuán)有限公司 10 備用電機(jī) 1 選用 選用 表 1 2 電動(dòng)機(jī)技術(shù)特征表 機(jī)構(gòu)名 稱電機(jī)特征 切割電機(jī) 油泵電機(jī) 錨桿電機(jī) 備用電機(jī) 型 號(hào) YBUS2 120 YB250M 4 YB160L 4 選用 額定功率 kW 120 55 15 7 5kW 11kW 額定電壓 V 660 1140 660 1140 660 1140 660 1140 額定電流 A 133 77 59 0 34 1 17 4 10 1 功率因素 0 85 0 86 效率 92 98 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) 4 660 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 59 0 34 1A 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 錨桿回路 17 4 10 1A 備用回路 4 5 7 7A 7 5kW 6 6 11 3A 11kW 機(jī)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) 既可以用在 1140V 也可以 用在 660V 電壓等級(jí)下 但兩種電壓換用時(shí)需要重新整定電控系統(tǒng) b 7 5kW 11kW 表明該電氣系統(tǒng)所配備用電機(jī)可以為雙功率 既可以是 7 5kW 也可以是 11kW 但兩種功率電機(jī)換用時(shí)需要整定電控系統(tǒng) c 機(jī)載功率 190kW 表明該機(jī)裝設(shè)的電機(jī)總功率 d 配裝備用電機(jī)應(yīng)與電控箱電壓和功率相符 并選用防爆電機(jī) 3 3 3 工作原理 電氣系統(tǒng)在原理上可以分為四個(gè)部分 主回路部分 電源部分 保護(hù)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(hù) 別為 切割電機(jī)回路 FU1 FU3 400A 油泵電機(jī)及其它回路 FU4 FU6 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(shí)電動(dòng)機(jī)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(gè)回路 中設(shè)有檢測(cè)主回路電流的電流互感器 TA1 TA9 備用和錨桿回路公用互感器 來完成 保護(hù)電路的信號(hào)采集 每回路三個(gè) 在附錄圖 1 中主回路原理圖中明確的指明了接觸器 線圈和自保接點(diǎn)的線號(hào)及控制繼電器的接點(diǎn) 另外 如果采用本機(jī) SA1 對(duì)其前級(jí)開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制 那么在電控箱上的急停按鈕 SB1 和操作箱上的急停按鈕 SB2 都可以停止前級(jí)饋電開關(guān) 實(shí)現(xiàn)電源的遠(yuǎn)程控制 SB3 只能夠停本機(jī)操作 2 電源部分 電源部分是有一臺(tái)主變壓器 一臺(tái)隔離變壓器和控制熔斷器 FU7 FU13 組成 主變 壓器有五個(gè)電壓范圍的輸入抽頭 660V 726V 1050V 1140V 1250V 當(dāng)井下電壓不 穩(wěn)定時(shí) 可以隨著電壓的變化來調(diào)整變壓器的抽頭 來保證輸出電壓的穩(wěn)定 進(jìn)而保證 控制回路的可靠性 隔離變壓器 21 號(hào)線和 22 號(hào)線 為保護(hù)設(shè)備 JB 和控制單元提供 180V 電源 由 SB1 來控制 36V 6 號(hào)線和 7 號(hào)線 為照明燈 蜂鳴器和瓦斯斷電儀提 供電源 220V 17 號(hào)線和 18 號(hào)線 為接觸器線圈提供電源 繼電器的線圈電源由保護(hù)器 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 JB 內(nèi)部模塊 27 號(hào)線和 28 號(hào)線 供 24V 直流電源 熔斷器 FU7 FU13 的位置見附錄圖 2 所示 3 控制單元 控制單元由四部分組成 主要控制部件為西門子 PLC CPU226 另外 包括三擴(kuò)展單 元 在附錄圖 3 主控單元中 可以很明確的顯示出系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止的控制接點(diǎn) 各保 護(hù)接點(diǎn)的輸入接點(diǎn)以及相應(yīng)的輸出接點(diǎn) 同時(shí)也表示出了顯示器 TD200 和控制器的接 口 由于輸入為模擬信號(hào) 所以又增添了模擬量擴(kuò)展模塊 3 個(gè)模塊 其接線情況如附 錄圖 4 所示 TD200 為兩行中文液晶顯示器 可以顯示整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和故障情況 如果在多項(xiàng)故障同時(shí)出現(xiàn)的情況下 顯示器的右下角出現(xiàn)閃動(dòng)的光標(biāo)提示 本系統(tǒng)采用 PLC 作為主控元件 從而在軟件上實(shí)現(xiàn)了各機(jī)構(gòu)電機(jī)的邏輯控制和保護(hù) 中斷功能 4 保護(hù)單元 保護(hù)單元由綜合保護(hù)器 JB 組成 各機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的漏電閉鎖 36V 漏電以及切割電機(jī) 的過熱保護(hù)由 JB 來實(shí)現(xiàn) 同時(shí) JB 還提供互感器的電源 保護(hù)單元通過對(duì)主回路和控制 回路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行信號(hào)的采集 經(jīng)過電子電路的處理 將系統(tǒng)的狀態(tài)反映到控制單元 達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)并及時(shí)故障中斷系統(tǒng)運(yùn)行 保護(hù)單元主要為保護(hù)設(shè)備和工作人員的人 身安全而設(shè)置 保護(hù)單元接線情況如附錄圖 5 所示 保護(hù)器正常時(shí) PLC 相對(duì)應(yīng)的輸入 點(diǎn)燈亮 保護(hù)動(dòng)作時(shí) TD200 顯示其動(dòng)作情況 相對(duì)應(yīng)的 PLC 輸入點(diǎn)燈滅 3 4 本掘進(jìn)機(jī)主要特點(diǎn) 1 調(diào)動(dòng)性能好 可以連續(xù)向工作面推進(jìn) 推進(jìn)方向容易調(diào)整 并且調(diào)動(dòng)方便 2 履帶與底板之間粘著系數(shù)大 能獲得較大推力 3 履帶接地面積大 接地比壓力小 對(duì)不平底板和跨越障礙的通過性也較好 4 具有較大的爬坡能力 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 4 掘進(jìn)機(jī)行走部總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 行走機(jī)構(gòu)為履帶式 分左右兩部分對(duì)稱布置 與主機(jī)架相連 由于結(jié)構(gòu)相同 這里 只對(duì)左行走機(jī)構(gòu)加以說明 行走機(jī)構(gòu)主要由馬達(dá) 減速箱 主動(dòng)鏈輪 從動(dòng)鏈輪 也稱導(dǎo)輪 履帶架 履帶鏈 履帶張緊機(jī)構(gòu) 4 1 馬達(dá)選型 選擇內(nèi)曲線擺線馬達(dá) 型號(hào)為 NJM G0 7 1 其中 0 7 為壓力級(jí) 1 為設(shè)計(jì)序號(hào) 主要參數(shù)如下 排量 額定壓力 最高壓力 額定轉(zhuǎn)速 0 7ml r 25MPa 31 5MPa 150r min 額定轉(zhuǎn)矩 最高轉(zhuǎn)矩 功率 質(zhì)量 2500N m 3150N m 36KW 85kg 4 2 主動(dòng)鏈輪的設(shè)計(jì) 4 2 1 安裝 主動(dòng)鏈輪滑裝在軸套上 軸套與減速器的輸出軸之間用 漸開線花鍵連接 軸套與 30 鏈輪之間用安全銷連接 當(dāng)履帶牽引力超過一定值時(shí) 安全銷斷開 鏈輪與軸套相對(duì)滑 動(dòng) 可以防止由于過載而造成的打壞減速器的輪齒或燒毀馬達(dá)的事故 不裝安全銷時(shí) 鏈輪與傳動(dòng)系統(tǒng)脫開 能在軸套上相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 這樣可以實(shí)現(xiàn)用外力快速地調(diào)動(dòng)掘進(jìn)機(jī) 4 2 2 設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸 鏈輪分度圓直徑 440mm 齒數(shù) 20 z 由公式 可得 節(jié)距 P zpd18sinmp136 齒頂圓直徑范圍計(jì)算 11max 3625 4025 ddpd 1in 36 0 6 dz 根圓直徑 取 所以 01 maf9 齒寬 bd7 4395 1 初定中心距 取鏈為 16 節(jié) 216 中心距采用張緊油缸可調(diào) 故實(shí)際中心距取 2200mm 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 4 2 3 張緊機(jī)構(gòu)選擇 由于履帶行走時(shí) 引導(dǎo)輪和驅(qū)動(dòng)鏈輪不在同一平面 所以行走時(shí)引導(dǎo)輪的有效接觸 齒數(shù)減少 傳動(dòng)效率下降 故要通過調(diào)整中心距的方法來實(shí)現(xiàn)履帶的張緊 本次設(shè)計(jì)中采用張緊油缸推動(dòng)引導(dǎo)輪實(shí)現(xiàn)履帶的張緊 活塞行程為 80 額定工作壓 力 12MPa 最大工作壓力 18MPa 緩沖裝置采用碟形彈簧 裝配完畢后在油腔里面注滿鋰基潤滑脂 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 5 掘進(jìn)機(jī)行走部減速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 1 傳動(dòng)方案的擬定 根據(jù)工作機(jī)的要求 傳動(dòng)裝置將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給工作機(jī) 實(shí)際表明 傳 動(dòng)裝置設(shè)計(jì)得合理與否 對(duì)整部裝置的性能 成本以及整體尺寸都有很大影響 因此 合理地設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置是整部機(jī)器設(shè)計(jì)工作中的重要環(huán)節(jié) 即合理地?cái)M定傳動(dòng)方案又是保 證傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ) 本次設(shè)計(jì)使用四級(jí)別減速器 其中后兩級(jí)別為二級(jí)行星減速減速器 此減速器的優(yōu) 點(diǎn) 傳動(dòng)比較大 適用于載荷較平穩(wěn)的場(chǎng)合 要求軸具有較大的剛度 行星傳動(dòng)是通過 幾個(gè)行星輪傳遞動(dòng)力的 為了補(bǔ)償制造及裝配誤差的影響 使各行星輪均勻地分擔(dān)載荷 在傳動(dòng)中采用載荷均衡機(jī)構(gòu) 高速級(jí)采用行星架浮動(dòng) 低速級(jí)采用太陽輪浮動(dòng) 這是兩 級(jí)行星減速器中最常用的應(yīng)用最廣泛的一種 高速級(jí)和低速級(jí)行星輪組件全部采用雙壁 整體式 行星架材料為 ZG340 640 正火 兩級(jí)之間力矩的傳動(dòng)是通過 漸開線花鍵聯(lián) 30 接的 傳動(dòng)比的分配 本次行走部設(shè)計(jì)中為二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)和二機(jī)行星減速 履帶行走速度 由 Dvn 式中 驅(qū)動(dòng)鏈輪的直徑 可得 Dmin 34 rn 傳動(dòng)比分配結(jié)果為 71 i2i686 34 5 2 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 從減速器的高速軸開始各軸命名為 軸 軸 軸 軸 1 各軸轉(zhuǎn)