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（优秀毕业全套设计）纵轴式掘进机总体方案设计及其装载机构设计（整套下载）

适用于底板不平或松软的条件，不需修路铺轨。具有牵引能力大，机动性能好工作可靠调动灵活和对底板适应性好等优点。但其结构复杂零部件磨损较严重。目前，部分断面掘进机通常采用履带式行走机构。由于其工作环境差，用电动机驱动易受潮烧毁，最好选用液压马达驱动。.除尘装置型式选择由于掘进机连续地破落煤岩，使工作面粉尘飞扬，这不仅影响工人的身体健康，也关系到安全生产。单靠通风不呢感将空气含尘量降到标准范围以下，因此必须采用必要的除尘措施。除尘方式分为喷雾式和抽出式两种。喷雾式喷雾式除尘是用喷嘴把具有定压力的水高度扩散，使其雾化，是尘粉附在雾状水粒表面沉淀下来，以达到灭尘的效果。这种除尘方式分为外喷雾和内喷雾。外喷雾是在工作机构的悬臂上装有喷嘴，向截割头喷射压力水，喷出的水雾扩散后将截割头包围。这种喷雾装置的典型结构，呈马蹄状，布置在截割头后面的工作臂上。这种喷雾方式结构简单，工作可靠，使用寿命长，由于喷雾离粉尘源较远，粉尘容易扩散开，降尘效果较差。内喷雾是在截割头上装设喷嘴，对着截齿喷射。内喷雾的喷嘴按螺旋线布置在截割头上。截割头体芯部为密封腔，压力水经空腔由喷雾嘴射出，为了减少截割头上零件的数量和缩短喷射距离以提高灭尘效果，有的掘进机的喷雾水经齿座由截齿喷出。内喷雾的特点是喷雾距离截齿近，灭尘效果好，耗水量小，冲淡瓦斯冷却截齿和扑灭火花的效果较好。喷嘴容易堵塞和损坏，供水管路复杂，活动联结处密封困难。为了提高降尘效果部分断面掘进机大多采用内外喷雾相结合的办法，并且和截割电动机液压系统的冷却要求结合起来考虑。将冷却水由喷嘴喷出降尘。抽出式。由于仅采用喷雾装置不能保证应有的空气净化程度，些掘进机上还设有吸尘装置，其工作原理是，用吸尘装置在产生粉尘的地方吸入含尘空气，然后在特制的机构中分离粉尘，清洗后的空气在掘进机工作位置的后面放入巷道。常用的吸尘装置是集尘器。设计掘进机时，应根据掘进机的技术条件来选集尘器。为提高除尘效果，可采用两级净化除尘。由于集尘器跟随掘进机移动，风机的噪音很大，应安装消音装置。抽出式除尘装置灭尘效果好，但因设备增多，使工作面空间减小。近年来，除尘设备有向抽出式和喷雾式联合并用方向发展的趋势。除尘系统图掘进机除尘系统.截割头内喷雾压力调节器减压阀油马达通往换向阀油路截割头外喷雾水冷却水泵油冷却器减压阀型过滤器供水管截割电动机流量开关水箱通往外联换向阀通往油箱油路喷雾泵总体布置.总体布置的内容总体布置的内容包括以下几个方面确定各部件在整机上的位置，并对外形尺寸提出要求确定各部件部件与整机之间的连接方式估算整机的重量及重心位置，并对各部件的重量提出要求布置个操纵机构司机座位等审核各运动件的运动空间，排除可能发生的运动干涉。.总体布置的原则保证整机的稳定性结构紧凑并有较高的传动效率便于操作和维修，工作安全可靠外形平整美观。.具体要求在总体布置时要注意以下问题工作机构减速器的进出轴尽量同轴线悬臂和铲板的尺寸关系相适应，既有利于装载，又要避免截割头截割铲板悬臂的水平和垂直摆动中心的位置可以重合，也可以不重合。从增加机器的稳定性看，摆动中心的高度应尽量降低。在保证悬臂摆动不与其它机构干涉的条件下，摆动中心的位置应尽量靠后，但必须保证中心在机器的纵向对称平面内总体设计时，其重心的位置仅需估算纵向坐标值各部件的重心各部件重心坐标。当各主要部件设计出来之后。应进行校核，不满足要求时需进行调整，使中心位于履带中心稍偏前且小于范围内为履带接地长度。此外，还要求中心位置在截割机构回转台中心线之后，而且重心高度越低越好，以提高机器作业时的稳定性总体布置应考虑左右两侧重量对称并照顾工作习惯及方便操作。司机座般设在机身左侧且位于机身后部，座椅高度应保证司机的视线，使其能够很好地操纵机器，截割出规则的巷道操纵台的位置要适当，应保证司机操纵方便省力。仪表显示装置的位置要便于司机观察，又不分散司机正常操作的注意力。传动型式及动力元件的选择.传动形式及元件选择应遵循的原则技术先进性能够改善机器性能，提高生产率经济合理性传动系统尽量简单元件少，易加工，价格低，维修容易，使用寿命长。工作可靠性传动系统的可靠性表现为元件的使用寿命，因此也是对元件质量的要求适应性元件应适应传动系统的载荷工况及环境等条件的要求。.各机构对传动系统的要求及传动形式的选择掘进机的截割装载运输行走等机构般均为分别传动，各部件受力状态及工作条件不同，因而对传动形式有不同的要求。工作机构要求有较大的短时过载能力，而油马达对冲击负荷很敏感，过负荷能力低，影响截割头正常连续运转。所以，掘进机的工作机构宜采用电动机的为动力的机械传动形式。应利用体积小功率大过负荷能力强的专用电动机，并配备可靠的电器保护装置。根据动作机构结构紧凑的特点，通常工作机构的减速器设在悬臂内，成为悬臂的组成部分。截割头调速方式般采用配换挂轮的方法，变速机构力求简单。装载机构传动装置的特点是减速器需装在尺寸有限的铲板下部，因而设计空间较小，工作条件恶劣，减速器经常泡在煤岩泥中，卡料时易过载。装载运输机构若采用机械传动，由于电动机尺寸较大，不便在运输机尾安装，般是在铲板上部安装两台电动机作为装载输送机构的共同动力，这样势必使减速箱尺寸增大，在铲板下布置较紧张。此外，考虑星轮及链板卡链过载工况，为保护电动机不至烧毁，般需要在减速器内设安全摩擦片离合器。装载运输机构若采用齿轮油马达传动，由于尺寸小，重量轻，可使二者分别传动，从而简化传动装置，便于在铲板下布置，便于设计密封效果好的机械密封或将减速器与铲板分离，同时可实现过载自动保护。履带式行走机构的驱动方式有电动机驱动和油马达驱动两种方式。分别通过机械减速装置或直接由油马达带动履带的主动链轮运转。机械传动的履带式行走机构，般是将电动机装于两条履带减速器后部，制动装置采用机械液压制动方式。这种传动方式传动可靠性高，电动机价格低，维修容易，但不能调速，减速箱体积较大巷道淋水大时，电动机容易受潮而烧毁。履带式行走机构采用液压传动形式，系统简单性能较好技术先进。液压传动的行走机构中在液压马达的形式选择及调速方式设计方面，有不同的方案。低速大扭矩马达驱动特点是传动系统简单，尺寸小，重量轻，能够实现无级调速及过载保护。但液压马达传动复杂制造费用高，维护较难。齿轮油马达容积效率高，耐冲击性能好，维修容易，造价低，尺寸小重量轻。台左右齿轮油马达的价格只有同功率径向柱塞马达的尺寸小，重量轻。台左右齿轮油马达的重量仅为同功率低速大扭矩油压马达的大，但较电动式的小。因此可方便地将马达减速器液压制动阀紧链装置等安装于履带架中间。这种方式在技术性能上优于机械传动，在经济指标上优于低速大扭矩油马达传动。行走机构的调速方式有两种，种是采用变量泵。另种是采用分流或并流的调速方案，即在机器快速调动时，停止向装载马达供油，仅向行走马达供油，使掘进机具有两种行走速度。总体参数的确定掘进机的总体参数，是指主要性能参数。它表示了掘进机特性指标。掘进机的总体参数有体重外形尺寸可掘断面生产率截深摆动速度截割力等。.机型大小掘进机的发展方向是定型化系列化并向“大断面”“高硬度”发展。掘进机的性能外型结构和重量应能很好的适应煤岩的巷道尺寸。我国有三种机型第型以掘进煤巷为主，突出经济性灵活性方便性，在截割巷道断面尺寸方面有较大适应性。第二型以掘进半煤岩巷为主，在截割岩石硬度方面适应性较强，但机器设计不宜过于笨重和庞大，在使用时有较大的覆盖面。第三型是具有高切割能力的掘进机，应用更加广泛。所以在设计掘进机时应根据给定原始条件合理确定机型大小。.机器外形尺寸表基本机型与主要参数.基本机型主要参数参数第型第二型第三型掘进断面截割岩石硬度截割功率机器重量由于掘进机在井下工作，受巷道断面和空间的约束，其大小对机器的适应范围有直接的影响，因此，掘进机的外形尺寸有严格的限制。机器的高度越高越好，但由于离地最小间隙和龙门高度要求，机器不可能太低，般小断面掘进机应在.以下，是断面掘进机应低于.考虑掘进机有的通过弯道的能力，所以机器的固定部分的长度应控制在左右。机器的宽度要与巷道宽度相适应，机器两侧距巷道两壁应保持适宜的距离，以便于人员的通过和材料的搬运。目前掘进机的外形尺寸长宽高，般为.不包含转载机长度。.机器可掘断面机器的规格和重量主要取决于巷道断面的大小。设计掘进机时，应把满足巷道断面的要求作为个主要依据，要满足下列关系式中机器可掘最小断面机器可掘最大断面巷道断面机器可掘最小断面是指掘进机可进行正常作业的最小巷道断面。机器可掘最大断面为掘进机定点截割时，能够截割出的最大巷道断面。悬臂式掘进机掘进断面的大小，决定于悬臂的长度和回转角度，其截割头顶端的运动轨迹为球面，由于水平回转半径在各个高度位置是变化的，故掘进断面的实际极限形状为弧线等腰梯形。伸缩量伸缩量要大于或等于截深，考虑伸缩部的结构和机器工作的稳定性，悬臂伸缩量般为，选取。悬臂长度和摆角般情况下，巷道的形状和规格确定后，按照巷道和最大高度和上下宽度，结合垂直摆动的中心高度，可以初步确定悬臂的长度和摆角。最大掘高.，上摆角，下摆角，取水平摆角，由几何关系可以得出，在最大掘宽.下，悬臂长为即悬臂长为为垂直回转中心至水平回转中心的距离，取。回转中心高即尽量降低重心，取。根据几何关系确定上摆角和下摆角。既上摆角，下摆角设掘进机工作时处于巷道的中央位置，若不考虑截割头的具体结构尺寸，则掘进断面可近似计算如下最大宽度当悬臂在水平位置摆动时.上部宽度当悬臂在上极限位置左右摆动时œ.下部宽度当悬臂在下部位置左右摆动时œ.上摆高度œ下摆高度œ卧底深度œœ.巷道高度.可掘最大断面.因为主轴有的伸缩量所以最大可掘断面为解式中截割头前端至悬臂垂直回转中心的距离垂直回转中心至水平回转中心的距离水平回转时悬臂的摆角œ垂直回转的上摆角œ截割到巷道底平面时，垂直回转的下摆角œ卧底时，悬臂垂直回转的最大下摆角，可根据卧底深度来定，般可取.这里取实际上，由于掘进断面多为梯形或拱形，所以实际得到的有效断面积较上述计算值小。此时，也应按上述关系和实际要求的断面形状计算来决定和。生产率掘进机的生产率包括截割生产率装载生产率和运输生产率，它们之间存在定的关系。掘进机的动力源都采用交流电动机。截割机构功率大小，在实际设计中般采用类比法，再结合掘进机的些个性因素及经验来确定。结合行业标准隔爆型三相电动机隔爆，确定截割功率为。.截割生产率截割生产率即机器的生产率，它又分为有理论生产率技术生产率和实际生产率。考虑到掘进机对煤岩特性具有定的适应范围，通常在较软的半煤岩中，可选合理的工作摆动速度，在较硬的半煤岩中，可取对于中硬岩层为保证截齿的寿命和牵引力，摆动速度不宜太高，可取。同时为了在不同条件下尽量按合理的切削厚度来工作，以获得较高的截割效率，应按相应的合理截割速度来调节摆动速度。