《掘進(jìn)機(jī)行走部減速器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《掘進(jìn)機(jī)行走部減速器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（85頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 掘進(jìn)機(jī)行走部減速器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 目 錄 1 緒論 1 1.1概述 1 1.2掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展 1 1.2.1國(guó)外掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展 1 1.2.2我國(guó)掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展 1 1.3履帶式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的工作原理 1 1.4研究掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的意義 1 1.5EPJ-120TP型掘進(jìn)簡(jiǎn)介 1 1.5.1EPJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)述 1 1.5.2J─120TP主要技術(shù)參數(shù) 1 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 2.1掘進(jìn)機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 1 2.2掘進(jìn)機(jī)各部分的選型 1 2.2.1工作機(jī)構(gòu) 1 2.2.2裝載機(jī)構(gòu) 1 2.2.3運(yùn)輸機(jī)構(gòu) 1 2.2.4轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu) 1 2.

2、2.5行走機(jī)構(gòu) 1 2.2.6除塵裝置 1 2.3掘進(jìn)機(jī)各部分基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 3 掘進(jìn)機(jī)行走部總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 3.1掘進(jìn)機(jī)行走部設(shè)計(jì)要求 1 3.2傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 1 3.3行走機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計(jì) 1 3.3.1履帶及相關(guān)部分設(shè)計(jì) 1 3.3.2履帶鏈輪的設(shè)計(jì) 1 3.3.3張緊裝置和導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì) 1 3.3.4單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)牽引力的計(jì)算確定 1 3.3.5單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)輸入功率的計(jì)算確定 1 3.3.6液壓馬達(dá)、液壓泵與電機(jī)型號(hào)的選擇 1 4 掘進(jìn)機(jī)行走部減速器設(shè)計(jì) 1 4.1傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 1 4.2總傳動(dòng)比的計(jì)算 1 4.3行星齒輪減速器的設(shè)計(jì) 1

3、 4.3.1已知條件 1 4.3.2配齒計(jì)算 1 4.3.3初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) 1 4.3.4嚙合參數(shù)的計(jì)算 1 4.3.5幾何尺寸的計(jì)算 1 4.3.6裝配條件的驗(yàn)算 1 4.3.7傳動(dòng)效率的計(jì)算 1 4.3.8齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 1 4.4配合圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 1 4.4.1齒輪齒數(shù)的選擇 1 4.4.2齒輪模數(shù)的選擇 1 4.4.3幾何尺寸的計(jì)算 1 4.4.4齒輪彎曲強(qiáng)度校核 1 4.5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 4.5.1行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 4.5.2高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 1 4.5.3行星輪支承軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 1 4.5.4配合齒輪的軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 1

4、 4.6減速器其他零件的校核 1 4.6.1軸承的校核 1 4.6.2鍵的校核 1 5 裝機(jī)事項(xiàng)及檢修 1 5.1搬運(yùn)、安裝及調(diào)整 1 5.1.1掘進(jìn)機(jī)的拆卸和搬運(yùn) 1 5.1.2機(jī)器的組裝 1 5.1.3零部件的調(diào)整 1 5.2掘進(jìn)機(jī)的檢修 1 參考文獻(xiàn) 1 翻譯部分 1 英文原文 1 中文譯文 1 致 謝 1 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第83頁(yè) 1 緒論 1.1概述 煤炭是重要的一次能源。隨著工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模不

5、斷擴(kuò)大，煤炭在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的低位也越來(lái)越重要。隨著采煤機(jī)械化和綜合機(jī)械化的發(fā)展，大大提高了工作面的開(kāi)采強(qiáng)度，工作面的推進(jìn)速度越來(lái)越快，這就要求加快掘進(jìn)速度。各國(guó)大力研發(fā)各類掘進(jìn)設(shè)備。 1.2掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展 1.2.1國(guó)外掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展 19世紀(jì)70年代，英國(guó)為修建海底隧道，生產(chǎn)制造了第一臺(tái)掘進(jìn)機(jī)，美國(guó)在20世紀(jì)30年代開(kāi)發(fā)了懸臂式掘進(jìn)機(jī)，并把此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于采礦業(yè)，此后英國(guó)、德國(guó)、日本等十幾個(gè)國(guó)家相繼投入了大量的人力、物力、財(cái)力用于掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研制，先后研制了近百種機(jī)型。 各國(guó)早期研制的懸臂式掘進(jìn)機(jī)都是以煤巷為作業(yè)對(duì)象。中期產(chǎn)品主要是用于截割各種煤巖的中型掘進(jìn)機(jī)，機(jī)重一般在25噸左右?？?/p>

6、截煤巖石硬度系數(shù)f≤6、截割功率為50~100KW。有代表性的機(jī)型有英國(guó)的MKⅡA-2400型、奧地利的AM-50型、日本的S100型掘進(jìn)機(jī)。近期產(chǎn)品主要是以中硬巖和工程隧道為作業(yè)對(duì)象的重型、全巖巷道掘進(jìn)機(jī)和掘錨機(jī)組，機(jī)重多在40~100噸。可截巖石硬度系數(shù)：縱軸可達(dá)f=8~10,橫軸可達(dá)f=10~14，截割功率為150~300KW。有代表性的機(jī)型有英國(guó)的LH-1300、LH-1400；奧地利的AM75、ATM105、AHM105和日本的S200、S220、S300、S350。目前也有把連續(xù)采煤機(jī)代替掘進(jìn)機(jī)作為巷道掘進(jìn)的，它主要針對(duì)半煤巖巷道和軟巖巷道的掘進(jìn)截割硬度f(wàn)≤6。 此外，掘進(jìn)機(jī)的適

7、用范圍還在擴(kuò)大、掘進(jìn)斷面在增加、適應(yīng)坡度在提升、截割能力進(jìn)一步加強(qiáng)、輔助功能增加、智能控制技術(shù)得以提高。 1.2.2我國(guó)掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展 我國(guó)對(duì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的研究始于20世紀(jì)60年代中期，通過(guò)對(duì)引進(jìn)型掘進(jìn)機(jī)研究和和國(guó)產(chǎn)化工作積累了一些設(shè)計(jì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，以30~50KW的小功率掘進(jìn)機(jī)為主研制規(guī)模較小。我國(guó)煤礦真正推廣應(yīng)用懸臂式掘進(jìn)機(jī)是在1979年引進(jìn)了100多臺(tái)國(guó)外掘進(jìn)機(jī)以后。我國(guó)淮南煤機(jī)廠引進(jìn)了奧地利奧鋼聯(lián)公司AM50型掘進(jìn)機(jī)、佳木斯煤機(jī)廠引進(jìn)了日本三井三池制作所S-100型掘進(jìn)機(jī)。通過(guò)對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、學(xué)習(xí)，推動(dòng)了我國(guó)綜掘機(jī)械化的發(fā)展。經(jīng)過(guò)30多年的學(xué)習(xí)和自主研發(fā)，我國(guó)已經(jīng)擁有年產(chǎn)

8、1000余臺(tái)的掘進(jìn)機(jī)加工制造能力，研制生產(chǎn)了20多種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)，其截割功率從30KW-200KW，初步形成系列化產(chǎn)品。尤其是近年來(lái)，我國(guó)相繼開(kāi)發(fā)了以EPJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)為代表的替代機(jī)型，在整體技術(shù)性能方面達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。基本能夠滿足國(guó)內(nèi)半煤巖掘進(jìn)機(jī)市場(chǎng)額需求。半煤巖掘進(jìn)機(jī)以中型和重型為主，其截割巖石硬度為f=6-8，截割功率在120KW以上，機(jī)重在35噸以上。煤礦現(xiàn)用主流半煤巖掘進(jìn)機(jī)以煤科總院太原研究院生產(chǎn)的EPJ-120TP型、E-BZ160TY型以及佳木斯煤機(jī)廠生產(chǎn)的S150J型三種機(jī)型為主。 盡管我國(guó)掘進(jìn)機(jī)技術(shù)有了較大的發(fā)展，但與國(guó)外掘進(jìn)機(jī)技術(shù)水平相比還有一定的差距。今后我

9、國(guó)掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是： （1） 掘錨聯(lián)合機(jī)組研制，集掘、鉆、錨為一體的綜合機(jī)組，既能快速掘進(jìn)，同時(shí)又能打眼安裝錨桿，支護(hù)頂板、側(cè)幫，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)支護(hù)平行作業(yè)，解決掘進(jìn)機(jī)利用效率低的問(wèn)題。 （2） 擴(kuò)大掘進(jìn)機(jī)的使用范圍。進(jìn)一步使機(jī)型矮型化，改善截割、裝載、行走等機(jī)構(gòu)，使其能較好地適應(yīng)我國(guó)各種地質(zhì)構(gòu)造和斷面形狀的巷道掘進(jìn)。 （3） 向重型化方向發(fā)展。將掘進(jìn)機(jī)用于鐵路、城市地鐵隧道和公路建設(shè)等行業(yè)。 （4） 噴霧降塵設(shè)備隨機(jī)化。 （5） 提高各類型掘進(jìn)機(jī)工作的可靠性以及各元部件的可靠性和互換性。 （6） 發(fā)展新的元部件技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)。 （7） 大力發(fā)展矮、窄機(jī)身中型掘進(jìn)機(jī)。目前在

10、煤礦實(shí)際使用的掘進(jìn)機(jī)型號(hào)中，功率適中的掘進(jìn)機(jī)占主導(dǎo)地位，如EBZ132、EBZ160。這一系列掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)已趨于成熟。但隨著我國(guó)煤炭采掘業(yè)的不斷發(fā)展，中厚煤層將逐漸減少，煤礦巷道必然趨于薄煤層，極薄煤層。因此，機(jī)身矮、窄型掘進(jìn)機(jī)將大有市場(chǎng)。 （8） 向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化方向發(fā)展。 1.3履帶式掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的工作原理 掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)根據(jù)行走方式的不同，可分為履帶式、輪胎式、軌輪式三種，目前煤礦所使用的懸臂式掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)均采用履帶式。 履帶式行走機(jī)構(gòu)是依靠接地履帶與底板之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦力，驅(qū)動(dòng)機(jī)器行走。其最大靜摩擦力取決于機(jī)器重量，以及履帶板與底板之間的粘

11、著系數(shù)。在行走機(jī)構(gòu)動(dòng)力容量—定的情況下，行走阻力如小于粘著力，主動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，鏈輪上的槽齒撥壓履帶鏈板上的凸臺(tái)，由于粘著力的存在，阻止了履帶鏈運(yùn)動(dòng)，而迫使機(jī)體移動(dòng)。反之，當(dāng)行走阻力大于粘著力，主動(dòng)鏈輪的槽齒撥壓履帶鏈板上的凸臺(tái)時(shí)，履帶鏈能夠克服履帶板與底板之間的粘著力，使履帶鏈空轉(zhuǎn)打滑。因此，為了保證掘進(jìn)機(jī)的正常行走，行走機(jī)構(gòu)必須具有足夠的牽引力。 1.4研究掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的意義 掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)是一個(gè)非常重要的部件，它既是驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)行走、調(diào)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同時(shí)又是整臺(tái)掘進(jìn)機(jī)的連接和支撐的基礎(chǔ)。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)為非工作狀態(tài)時(shí)，它實(shí)現(xiàn)整機(jī)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎以及爬坡等各種運(yùn)動(dòng)和牽引轉(zhuǎn)載機(jī)行走，調(diào)整位置為巷道

12、掘進(jìn)做準(zhǔn)備；當(dāng)掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)，它承受截割機(jī)構(gòu)的反力、傾覆力矩及動(dòng)載荷，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的工作推進(jìn)。掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)參數(shù)的選定對(duì)整機(jī)的正常運(yùn)行、性能的可靠性以及工作的穩(wěn)定性有著重要影響。 1.5EPJ-120TP型掘進(jìn)簡(jiǎn)介 1.5.1EPJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)述 一、產(chǎn)品特點(diǎn) EBJ─120TP型掘進(jìn)機(jī)由煤炭科學(xué)總院分院設(shè)計(jì)制造。該機(jī)為懸臂式部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，適應(yīng)巷道斷面9～18m2、坡度±16。、可經(jīng)濟(jì)切割單向抗壓強(qiáng)度≤60MP的煤巖，屬于中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)。該機(jī)的主要特點(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。 二、主要用途、適應(yīng)范圍 EBJ─120TP型懸臂式掘

13、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)切割高度3.75m,可掘任意斷面形狀的巷道，適應(yīng)巷道±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。 三、產(chǎn)品型號(hào)、名稱及外型 產(chǎn)品型號(hào)、名稱為EBJ─120TP型懸臂式掘進(jìn)機(jī)外型參見(jiàn)圖1-1 四、型號(hào)的組成及其代表的意義 圖1-1EPJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)外形 1.5.2J─120TP主要技術(shù)參數(shù) 一、總體參數(shù) 機(jī)

14、 長(zhǎng) 8.6m 機(jī) 寬 2～2.2m 機(jī) 高 1.55m 地 隙 250mm 截割臥底深度 240mm 接地比壓 0.14MPa 機(jī) 重

15、 35t 總 功 率 190kW 可經(jīng)濟(jì)截割煤巖單向抗壓強(qiáng)度 ≤60MPa 可掘巷道斷面 9～18m2 最大可掘高度 3.75m 最大可掘?qū)挾? 5.0m 適應(yīng)巷道坡度 ±16。 機(jī)器供電電壓 660

16、/1140V 二、截割部 電動(dòng)機(jī) 型 號(hào) YBUS3—120 功 率 120kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/min 截割頭 轉(zhuǎn) 速 55r/min 截 齒 鎬形 最大擺動(dòng)角 上 42。

17、 下 31。 左右各39。 三、裝載部 裝載形式 三爪轉(zhuǎn)盤(pán) 裝運(yùn)能力 180m3/h 鏟板寬度 2.5m/2.8m 鏟板臥底深度 250mm 鏟板抬起

18、 360mm 轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速 30r/min 四、刮板輸送機(jī) 運(yùn)輸形式 邊雙鏈刮板 槽 寬 510mm 龍門(mén)寬度 350mm 鏈 速 0.93m/s 錨鏈規(guī)格 18×6

19、4mm 張緊形式 黃油缸張緊 五、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(zhǎng)度 2.5m 制動(dòng)形式 摩擦離合器 履帶板寬度 500mm 張緊形式

20、 黃油缸張緊 六、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 14MPa 錨桿鉆機(jī)回路 ≤10MPa 系統(tǒng)總流量

21、 450L/min 泵站電動(dòng)機(jī)： 型 號(hào) YB250M—4 功 率 55kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/min 泵站三聯(lián)齒輪泵流量 63/50/40ml/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

22、 功 率 15kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/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) 七、噴霧冷卻系統(tǒng) 滅塵形式 內(nèi)

23、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 八、電器系統(tǒng) 供電電壓 660/1140V 總 功 率 190kW 隔爆形式

24、 隔爆兼本質(zhì)安全型 控 制 箱 本質(zhì)安全型 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1掘進(jìn)機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 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

25、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(guò)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(lái)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。

26、（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。 2.2掘進(jìn)機(jī)各部分的選型 2.2.1工作機(jī)構(gòu) 部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)的工作機(jī)構(gòu)有截

27、鏈?zhǔn)健A盤(pán)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。 工作機(jī)構(gòu)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(guò)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

28、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(pán)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(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(zhǎng)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(guò)堅(jiān)硬巖石時(shí)短期過(guò)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?？紤]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

29、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(guò)載，一般選擇過(guò)載能力較大的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 2.2.2裝載機(jī)構(gòu) 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)健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(kāi)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(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。

30、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(lái)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(wèn)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)

31、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。 2.2.3運(yùn)輸機(jī)構(gòu) 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(guò)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

32、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。 2.2.4轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu) 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(guò)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(guò)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(guò)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)。 2.2.5行走機(jī)構(gòu) 掘進(jìn)

33、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(lái)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(guò)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(kāi)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

34、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)。 2.2.6除塵裝置 掘進(jìn)機(jī)的除塵方式有噴霧式和抽出式兩種。 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(lái)，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(jiǎn)單、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。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置，壓力水對(duì)著截齒噴射。由于

35、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(lái)考慮，將冷卻水由噴嘴噴出降塵。 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(lái)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(lái)，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)。 2.3掘進(jìn)機(jī)各部分基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）截割部

36、 截割部主要由截割電機(jī)、叉形架、二級(jí)行星減速器、懸臂段、截割頭組成。如圖2-1 圖2-1截割部 截割部為二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。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(guò)一個(gè)叉形框架、兩個(gè)銷(xiāo)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(lái)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2-2，主要由鏟板及左右對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)裝置組成，通過(guò)低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)三爪轉(zhuǎn)盤(pán)向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到裝載煤巖的目的。

37、裝載部安裝于機(jī)器的前端。通過(guò)一對(duì)銷(xiāo)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(xiāo)軸上、下擺動(dòng)。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。 圖2-2裝載部 (3)刮板輸送機(jī) 刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2-3。 圖2-3刮板輸送機(jī) 刮板輸送機(jī)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

38、通過(guò)在輸送機(jī)尾部的張緊油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 （4） 行走部 行走部設(shè)計(jì)見(jiàn)下一節(jié) （5） 機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái) 機(jī)架結(jié)構(gòu)如圖2-4。 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 圖2-4機(jī)架 機(jī)架是整個(gè)機(jī)器的骨架，它承受著來(lái)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(xiāo)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)?；剞D(zhuǎn)臺(tái)座在機(jī)架上，通過(guò)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(guò)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。 （6

39、） 液壓系統(tǒng) 1）本機(jī)除截割頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，其余各部分采用液壓傳動(dòng)。系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖2-5。 圖2-5 液壓系統(tǒng)圖 2）幾種主要液壓元件的設(shè)計(jì) ①吸油過(guò)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(guò)濾器，該過(guò)濾器為精過(guò)濾。當(dāng)更換、清潔濾芯或維修系統(tǒng)時(shí)，只需旋開(kāi)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(kāi)啟，以避免油

40、泵出現(xiàn)吸空等故障，提高液壓系統(tǒng)的可靠性。 ②回油過(guò)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(guò)濾器，該過(guò)濾器為粗過(guò)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(guò)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(kāi)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(kāi)啟工作(旁通閥開(kāi)啟壓力為0．4MPa，以保護(hù)系統(tǒng)。 ③潤(rùn)滑 正確的潤(rùn)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(rùn)滑狀況，就可以在機(jī)器發(fā)生故障之前發(fā)現(xiàn)一些

41、問(wèn)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(kāi)始氧化或出現(xiàn)污染。潤(rùn)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(rùn)滑油來(lái)進(jìn)行潤(rùn)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(wú)法給機(jī)器以保障，因而導(dǎo)致過(guò)度磨損以及非正常停機(jī)檢修。在最初開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)的三百小時(shí)左右，應(yīng)更換潤(rùn)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(rùn)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。 （7） 電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)由前級(jí)饋電開(kāi)關(guān)、KXJ250/1140EB型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進(jìn)機(jī)用電

42、控箱、CZD14/8型礦用隔爆型掘進(jìn)機(jī)電控箱用操作箱、XEFB—36/150隔爆型蜂鳴器、DGY—60/36型隔爆照明燈、LA810—1型隔爆急停按鈕、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。 3 掘進(jìn)機(jī)行走部總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1掘進(jìn)機(jī)行走部設(shè)計(jì)要求 履帶行走部是懸臂式掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的支承座，用來(lái)支承掘進(jìn)機(jī)的自重、承受切割機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中所產(chǎn)生的力，并完成掘進(jìn)機(jī)在切割、裝運(yùn)及調(diào)動(dòng)時(shí)的移動(dòng)。履帶行走機(jī)構(gòu)包括左右行走機(jī)構(gòu)、并以掘進(jìn)機(jī)縱向中心線左右對(duì)稱。

43、履帶行走機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向輪、張緊裝置、履帶架、支重輪、履帶鏈及驅(qū)動(dòng)裝置等部件。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與驅(qū)動(dòng)輪相嚙合的履帶有移動(dòng)的趨勢(shì)。但是，因?yàn)槁膸路种c底板間的附著力大于驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪和支重輪的滾動(dòng)阻力，所以履帶不產(chǎn)生滑動(dòng)，而輪子卻沿著鋪設(shè)的滾道滾動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)整臺(tái)掘進(jìn)機(jī)行走。掘進(jìn)機(jī)履帶行走機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)彎方式一般有2種：① 一側(cè)履帶驅(qū)動(dòng)，另一側(cè)履帶制動(dòng)；②兩側(cè)履帶同時(shí)驅(qū)動(dòng)，但方向相反?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)將支重輪作成和機(jī)架一體的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且在井下的環(huán)境中它比支重輪可靠性能更高。由于沒(méi)有了支重輪，所以履帶的磨損比較嚴(yán)重，要采用更好的耐磨合金鋼。 掘進(jìn)機(jī)行走部在掘進(jìn)作業(yè)時(shí)它承受切割機(jī)構(gòu)的反力、傾覆力矩及動(dòng)

44、載荷。腰帶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)整機(jī)正常運(yùn)行、通過(guò)性能和工作穩(wěn)定性具有重要作用。 履帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：具有良好的爬坡性能和靈活的轉(zhuǎn)向性能；兩條履帶分別驅(qū)動(dòng)，其動(dòng)力可選用液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)；履帶應(yīng)有較小的接近角和離去角，以減少其運(yùn)行阻力；要注意合理設(shè)計(jì)整機(jī)重心位置，使履帶不出現(xiàn)零比壓現(xiàn)象；履帶應(yīng)有可靠的制動(dòng)裝置，以保證機(jī)器在設(shè)計(jì)的最大坡度工作不會(huì)下滑。 3.2傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 參照EBJ-120TP型掘進(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)螺栓與機(jī)架相聯(lián)。EPJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)行走部減速器傳動(dòng)系統(tǒng)采用三級(jí)圓柱齒輪和二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，體積較大，占用空間較多，效率低，

45、給整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備性能帶來(lái)一定的影響。現(xiàn)履帶行走機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)經(jīng)3K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)。本次的設(shè)計(jì)采用的是直聯(lián)高速液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)比比較大。現(xiàn)在以左行走機(jī)構(gòu)為例說(shuō)明其結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)。左行走機(jī)構(gòu)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)。 3.3行走機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計(jì) 3.3.1履帶及相關(guān)部分設(shè)計(jì) （1）履帶接地長(zhǎng)度的確定 掘進(jìn)機(jī)的平均接地比壓

46、 （3-1） 式中 p——掘進(jìn)機(jī)的平均接地比壓；/MPa； G——掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的重力；/KN； b——掘進(jìn)機(jī)履帶板寬度；/mm； L——掘進(jìn)機(jī)單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的履帶接地長(zhǎng)度；/mm 其中，掘進(jìn)機(jī)整機(jī)質(zhì)量35T；履帶板寬度500mm。 平均接地比壓主要是根據(jù)底板巖石條件選取，對(duì)于遇水軟化的底板，取較小值，對(duì)于底板較硬，遇水不軟化的底板取較大值。在設(shè)計(jì)掘進(jìn)機(jī)時(shí)，推薦平均接地比壓p≤0．14 MPa。 根據(jù)公式3-1，可以得出： （2）左右履帶中心距的確定

47、 （3-2） 式中 B——左右履帶中心距；/mm B——掘進(jìn)機(jī)履帶板寬度；/mm 其中，較小的數(shù)值適用于較小的履帶中心距B，較大的數(shù)值適用于較大的履帶中心距B。為了降低掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)彎的功率，在滿足整機(jī)寬度的條件下應(yīng)盡量加大B值。 根據(jù)公式（3-2），得出： （3）掘進(jìn)機(jī)接地履帶板個(gè)數(shù)的確定 履帶板節(jié)距的選取 選取履帶板（如圖3-1）的節(jié)距，整體式履帶板基本尺寸應(yīng)符合下表（3-1）的規(guī)定。 表（3-1） 單位mm 則，履帶板接地?cái)?shù)量：

48、 （3-3） 取。 （4）履帶架的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)備的工作要求，履帶架的地板長(zhǎng)度要能保證15～16個(gè)履帶板和地面接觸，在這個(gè)設(shè)計(jì)中履帶架是承擔(dān)了負(fù)重輪的功能的。履帶架要保證導(dǎo)向輪和傳動(dòng)鏈輪的安裝以及保證履帶能在上面運(yùn)動(dòng)。履帶架見(jiàn)圖3-1。 圖3-1履帶架 3.3.2履帶鏈輪的設(shè)計(jì) 根據(jù)鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)，由于此掘進(jìn)機(jī)鏈的節(jié)距比較大，鏈輪的齒數(shù)不能過(guò)多；但為了減小接地角，使之減輕掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)和后退時(shí)受力不均的缺點(diǎn)，綜合考慮選擇鏈輪齒數(shù)Z=9。則分度圓直徑： （3-4） 齒頂圓直徑：

49、 （3-5） 齒根圓直徑： （3-6） 式中：——兩個(gè)履帶的厚度，mm 將z=9，p=160帶入（3-4）、（3-5）、（3-6）三個(gè)公式： 圓整得，，。 3.3.3張緊裝置和導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì) （1）張緊裝置 張緊裝置是用來(lái)調(diào)整履帶的松緊程度的。張緊裝置的行程應(yīng)大于履帶節(jié)距的一半，以便在履帶磨損而伸長(zhǎng)時(shí)可拆卸一塊后再使用。張緊裝置的行程一般為個(gè)節(jié)距。 （2）導(dǎo)向輪 此掘進(jìn)機(jī)履帶行走機(jī)構(gòu)采用后輪驅(qū)動(dòng)方式，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)后退時(shí)，導(dǎo)向輪將承受兩倍的牽引力，故導(dǎo)向輪

50、應(yīng)能承受不小于兩倍最大牽引力的徑向載荷。下圖為導(dǎo)向張緊裝置。 3.3.4單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)牽引力的計(jì)算確定 履帶行走機(jī)構(gòu)的最小牽引力應(yīng)滿足掘進(jìn)機(jī)在最大設(shè)計(jì)坡度上作業(yè)、爬坡和在水平路面上轉(zhuǎn)彎等工況的要求，最大牽引力應(yīng)小于在水平路面履帶的附著力。一般情況下，履帶行走機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)彎不與掘進(jìn)機(jī)作業(yè)、爬坡同時(shí)進(jìn)行，而掘進(jìn)機(jī)在水平地面轉(zhuǎn)彎時(shí)，單側(cè)履帶的牽引力為最大，故單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力的計(jì)算以平地轉(zhuǎn)彎時(shí)的牽引力為計(jì)算的依據(jù)。 （3-7） 其中 （3-8） 式

51、中 ——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力，kN； ——單側(cè)履帶對(duì)地面的滾動(dòng)阻力，kN； f——履帶與地面之間滾動(dòng)阻力因數(shù)，0.08～0.1； μ——履帶與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力因數(shù)，0.8～1.0； n——掘進(jìn)機(jī)重心與履帶行走機(jī)構(gòu)接地形心的縱向偏心距離，mm； ——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)承受的掘進(jìn)機(jī)的重力，kN。 B———左右兩條履帶的中心距，mm。 f取0.1，由公式（3-8）： μ取1.0，n取440mm，B=1750mm,L=2450mm，代入公式（3-7）： 取 由于單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力必須大于或等于各阻力之和，但應(yīng)小于或等于單側(cè)履帶和地面之間的附著力。,查表（3

52、-2）取附著系數(shù)值為0.7。那么， 則，,滿足要求。 表（3-2） 附著系數(shù)值 3.3.5單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)輸入功率的計(jì)算確定 單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率 （3-9） 式中 P——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，kW； V——履帶行走機(jī)構(gòu)工作時(shí)的行走速度，m／s； ——履帶鏈的傳動(dòng)效率。有支重輪時(shí)取0．89～0．92，無(wú)支重輪時(shí)取0．71～0．74； ——驅(qū)動(dòng)裝置減速器的傳動(dòng)效率，％。 按最大

53、速度的情況計(jì)算：V=6m/min，取0.74，取0.75，根據(jù)公式（3-9）， 3.3.6液壓馬達(dá)、液壓泵與電機(jī)型號(hào)的選擇 （1）液壓馬達(dá)的型號(hào)選擇 暫定減速器的總傳動(dòng)比為i=290 驅(qū)動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)矩 （3-10） 將，帶入（3-10）得： 馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩 （3-11） 將以上結(jié)果帶入（3-11）的 則選擇液壓馬達(dá)的型號(hào)為MFB29，其性能參數(shù)： 幾何排量(mL/r)：

54、 61.6 最高轉(zhuǎn)速(r/min)： 2400 最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速(r/min)： 50 最高工作壓力MPa： 20.7 最大輸出轉(zhuǎn)矩N·m： 178 重量kg： 29 （2）液壓泵的型號(hào)選擇 根據(jù)設(shè)備工況，選擇液壓泵的型號(hào)為63SCY14-1B,其性能參數(shù)： 排量(mL/r)： 63 額定壓力MPa： 32 額定轉(zhuǎn)速(r/min)：

55、 1500 驅(qū)動(dòng)功率kW： 59.2 容積效率％： 重量kg： 65 （3）泵站電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇 行走機(jī)構(gòu)需要電動(dòng)機(jī)的功率為Pn Pn=2P/ηv1ηv2ηj （3-12） 式中 P——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，kW； ηv1——液壓馬達(dá)的效率，%； ηv2——液壓泵的效率，%； ηj——功率傳輸?shù)膿p失，%； ηv1、ηv2取0.9，ηj取0.95

56、,根據(jù)公式（3-12）： 查表，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YB250M—4，功率為55kW,轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1470r/min。 4 掘進(jìn)機(jī)行走部減速器設(shè)計(jì) 4.1傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 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)。 此次設(shè)計(jì)擬使用3K型行星齒輪減速器。通過(guò)液壓馬

57、達(dá)將動(dòng)力傳遞給減速器的輸入軸，再由行星齒輪減速器的輸出軸輸出，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)履帶行走機(jī)構(gòu)。該減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）行星齒輪傳動(dòng)采用3K型傳動(dòng)形式，而以前的傳動(dòng)系統(tǒng)采用三級(jí)圓柱齒輪和二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。相比之下，新的傳動(dòng)系統(tǒng)減少了傳動(dòng)環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)更加緊湊，體積更小，傳動(dòng)效率更高。 （2）為了解決掘進(jìn)機(jī)行走制動(dòng)的問(wèn)題，在減速器的輸入端加裝了一對(duì)圓柱齒輪，它提高了制動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，從而減小了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使得可以采用較小的制動(dòng)器就能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能。在結(jié)構(gòu)上將制動(dòng)器和液壓馬達(dá)平行布置在減速器的端面，充分利用了空間。 減速器傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖如圖4-1。 圖4-1傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 4.2總傳動(dòng)

58、比的計(jì)算 （1）液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速的計(jì)算 根據(jù)所選的液壓泵63SCY14-1B，液壓馬達(dá)由兩個(gè)液壓泵提供液壓油分別驅(qū)動(dòng)左右行走部的液壓馬達(dá)，液壓泵的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和泵站電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同。 （4-1） 其中，，帶入公式（4-1） 因?yàn)? （4-2） 其中，帶入公式（4-2） （2）鏈輪轉(zhuǎn)速的計(jì)算 計(jì)算當(dāng)掘進(jìn)機(jī)的速度為V=6m/min時(shí)的鏈輪轉(zhuǎn)速 （4-3） 式中

59、 V——掘進(jìn)機(jī)的調(diào)動(dòng)速度，m/min； z——鏈輪的齒數(shù)； a——履帶節(jié)距，mm。 將，，帶入公式（4-3） （3）總傳動(dòng)比 （4-4） 將，，帶入公式（4-4） 則行走部減速器的總傳動(dòng)比為292。 4.3行星齒輪減速器的設(shè)計(jì) 4.3.1已知條件 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，此行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、工作環(huán)境差、沖擊較大。 行星傳動(dòng)的輸入功率： 輸入轉(zhuǎn)速： 傳動(dòng)比： 4.3.2配齒計(jì)算 根據(jù)3k行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比公式： （4-5） 再根據(jù)其裝配條件，即保證各行星輪能勻稱裝

60、入時(shí)，中心輪a、e和b之間的條件： （4-6） （4-7） 式中 由公式（4-5）可知，要傳動(dòng)比值比較大，而且結(jié)構(gòu)緊湊，就盡量使與的差值取小些，但從滿足裝配條件看，與最小差值應(yīng)滿足： （4-8） 將代入傳動(dòng)比公式（4-5），經(jīng)整理化簡(jiǎn)后可得齒數(shù)的一元二次方程 （4-9） 則 （4-10

61、） 則由公式（4-8）可求得，即 （4-11） 如果為偶數(shù)，則可按下式計(jì)算，即 如果為奇數(shù)，即在采用角度變位的行星傳動(dòng)中，則可按下面的公式計(jì)算 （4-12） 一般選取行星輪數(shù)，再取太陽(yáng)輪a的齒數(shù)=16。 則由公式（4-10）得=109，再由公式（4-11）得=112，因?yàn)?=112-16=96，為偶數(shù)，再由公式（4-12）得=47 驗(yàn)算傳動(dòng)比，允許其傳動(dòng)誤差為 （4-13）

62、 式中 ； ； 。 3k型行星齒輪傳動(dòng)的各齒輪的齒數(shù)如下 16 109 112 47 帶入公式（4-5） 傳動(dòng)比。得滿足傳動(dòng)要求。 4.3.3初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) 齒輪材料和熱處理的選擇： 中心輪a和行星輪c采用20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度58～62HRC。查齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限圖，??；查齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限圖，取。中心輪a和行星輪c的加工精度為6級(jí)； 內(nèi)齒輪b和e均采用42SiMn，表面淬火，硬度45～55HRC 。查齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限圖，??；查齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限圖，取。內(nèi)齒輪b和e的加工精度7級(jí)。 按照齒根彎曲強(qiáng)度條件的設(shè)計(jì)

63、公式確定模數(shù)； （4-14） 式中 ——算式系數(shù)，對(duì)于直齒輪傳動(dòng)為12.1； ——小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，N·mm； ——綜合系數(shù)； ——彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)； ——齒輪寬度系數(shù)； ——齒輪副中小齒輪齒數(shù)； ——試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限，N/mm2； ——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的使用系數(shù)； ——載荷作用于齒頂時(shí)的小齒輪齒形系數(shù)； 小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 （4-15） 將，，帶入公式（4-15） 查使用系數(shù)表，

64、；=650N/mm2；齒形系數(shù)=2.67；綜合系數(shù)=1.8； 取接觸強(qiáng)度計(jì)算的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)=1.2，由公式，所以；齒寬系數(shù)選； 將以上數(shù)據(jù)代入公式（4-14），可以得到： 取模數(shù)m=3。 4.3.4嚙合參數(shù)的計(jì)算 該行星減速器具有三個(gè)嚙合齒輪副：，，。各齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距為： mm mm mm 由此可見(jiàn)，三個(gè)齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距均不相等，因此，該行星齒輪傳動(dòng)不能滿足非變位的同心條件。為了使該行星傳動(dòng)既能滿足給定的傳動(dòng)比i=292的要求,又能滿足嚙合傳動(dòng)的同心條件，即應(yīng)使各齒輪副的嚙合中心距相等，則必須對(duì)該3K型行星傳動(dòng)進(jìn)行角度變位。 根據(jù)各標(biāo)推中心距之

65、間的關(guān)系＞＞，現(xiàn)選取其嚙合中心距為==97.5mm作為各齒輪副的公用中心距值。 已知 ，和，，及壓力角，計(jì)算該3K型行星傳動(dòng)角度變位的嚙合參數(shù)。 計(jì)算公式： 中心距變動(dòng)系數(shù)y/mm： （4-16） 嚙合角/°： (4-17) 變位系數(shù)和： (4-18) 齒頂高變動(dòng)系數(shù)： (4-19) 重合度： (4-20) 注：公式中“”號(hào)，外嚙合取“+

66、”，內(nèi)嚙合取“-” 所得計(jì)算參數(shù)如下表： 項(xiàng)目 a-c b-c e-c 中心距變動(dòng)系數(shù)y/mm 嚙合角/° 變位系數(shù)和 齒頂高變動(dòng)系數(shù) 重合度 確定各齒輪的變位系數(shù) （1） a-c 齒輪副 在a-c 齒輪副中，由于中心輪a的齒數(shù)；和中心距。由此可知，該齒輪副的變位目的是避免小齒輪a產(chǎn)生根切、湊合中心距和改善嚙合性能。其變?yōu)槲环绞綉?yīng)采用角度變位的正傳動(dòng)．即 。當(dāng)齒頂高系數(shù)，壓力角時(shí)，避免根切的最小變位系數(shù)為 按下面公式可求得中心輪a的變位系數(shù)為 （4-21） 按下面公式可得行星輪c的變位系數(shù)為 （2） b-c齒輪副 在b-c齒輪副中，和。據(jù)此可知，該齒輪副的變位目的是為了湊合中心距和改善嚙合性能。故其變位方式也應(yīng)采用角度變位的正傳動(dòng)，即。 現(xiàn)己知其變位系數(shù)和=1.7374，＝0.7199，則可得內(nèi)齒輪b的坐位系數(shù)為=+=1.7374+0.7199=2.4573。 (3) e-c齒輪副 在e-c齒輪副中，，和由此可知，該齒輪副的變位目的是為了改