掘進機行走機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計【含全套CAD圖紙】

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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 學(xué)生姓名： 任務(wù)下達日期： 年 月 日 設(shè)計開題日期： 年 月 日 設(shè)計開始日期： 年 月 日 中期檢查日期： 年 月 日 設(shè)計完成日期： 年 月 日 一、設(shè)計題目： 掘進機行走機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 二、設(shè)計的主要內(nèi)容： 說明書： 1、中英文摘要、中英文目錄； 2、 掘進機行走部方案比較； 3、掘進機行走部的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 4、 5、相關(guān)零部 件選擇及校核。 圖紙： 1、行走部總裝配圖 張； 2、行走部減速器 張； 3、主要零部件圖（手繪圖 1 張）。 四、設(shè)計目標： 設(shè)計參數(shù)：機重 40000走速度 走部接地長度 440走部接地寬度 種方案比較，確定方案，滿足設(shè)計參數(shù)要求。 指 導(dǎo) 教 師： 院（系）主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 本科畢業(yè)設(shè)計開題報告 題 目： 院 （系）： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計開題報告 題 目 掘進機行走機構(gòu)設(shè)計 來源 工程實際 1、研究目的和意義 掘進機采用履帶行走機構(gòu)，它支撐機器的自重和牽引轉(zhuǎn)載機行走，當掘進作業(yè)時，它承受切割機構(gòu)的反力、傾覆力矩和動載荷。行走機構(gòu)的設(shè)計對整機正常運行、通過性能和工作穩(wěn)定性具有重要作用。 通過 對 掘進機 行走結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu) 研究分析 ,借鑒國內(nèi)外先進技術(shù) ,結(jié)合煤礦生產(chǎn)實際 ,使其滿足煤礦高產(chǎn)高效生產(chǎn)的需要 。 懸臂式掘進機行走機構(gòu)是煤礦掘進巷道常用設(shè)備，它的發(fā)展使得礦井巷道的掘進速度和效率大幅度提高。 2、國內(nèi)外發(fā)展情況 (文獻綜述 ) （ 1）國內(nèi)掘進機發(fā)展概況與現(xiàn)狀 我國的懸臂式掘進機的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段。 第一階段： 60 年代初期到 70 年代末 ,這一階段主要是以引進國外掘進機為主 ,也定型生產(chǎn)了幾種機型 ,在引進的同時進行消化吸收 ,主要以切割煤的輕機型為主[1]。主要以當時煤炭科學(xué)研究總院太原分院研制的 1 型 2 型和 3 型為代表，為我國懸臂式掘進機的第二階段的發(fā)展打下了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。這一階段掘進機的主要 特點是重量輕、體積小、截割能力弱、技術(shù)含量偏低、適應(yīng)與煤巷掘進 [2]。 第二階段： 70 年代末到 90 年代初，為消化吸收階段。這一階段我國不但從英國、奧地利等國引進掘進機進行消化吸收，同時還與國外合作生產(chǎn)了幾種懸臂式掘進機并逐步地實現(xiàn)了國產(chǎn)化 ,其典型的代表是與奧地利、日本合作生產(chǎn)的 及 ,其后 ,我國自行設(shè)計制造了幾種懸臂式掘進機 ,其典型代表是 30 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 型及 100 型。這一階段懸臂式掘進機的特點是 :可靠性較高 ,已能適應(yīng)我國煤巷掘進的需要 ;半煤巖巷的掘進技術(shù)已達到相當?shù)乃剑?出現(xiàn)了重型機，中型掘進機型號日趨齊全 [3] [4]。 第三階段 :由 90 年代初至今 ,為自主研發(fā)階段。這一階段中型懸臂式掘進機發(fā)展日趨成熟，重型機型大批出現(xiàn) ,懸臂式掘進機的設(shè)計與制造水平已相當先進 ,并且具備了根據(jù)礦井條件實現(xiàn)個性化設(shè)計的能力 , 這一階段的代表機型較多 ,主要有、 及 。這一階段懸臂式掘進機的特點是 :設(shè)計水平較為先進 ,可靠性大幅提高，功能更加完善，功率更大，一些高新技術(shù)已用于機組的自動化控制并逐步發(fā)展全巖巷的掘進。 經(jīng)過三階段的發(fā)展 ,我國懸臂式掘進機的設(shè)計、生產(chǎn)、使用進入了 一個較高的水平 ,已跨入了國際先進行列 ,可與國外的懸臂式掘進機媲美 [5] [6] 。 (2)國外掘進機發(fā)展概況與現(xiàn)狀 早在上世紀 30 年代，德國、前蘇聯(lián)、英國、美國等就開始了煤礦巷道掘進機的研究。 40 年代生產(chǎn)了世界上第一臺懸臂式掘進機， 50 年代初現(xiàn)代掘進機雛形出現(xiàn)，代表就是匈牙利研制的采用履帶行走機構(gòu)的 懸臂式掘進機，這種機型除采用橫軸截割方式和調(diào)動靈活的履帶行走機構(gòu)外，還采用了鏟板和星輪轉(zhuǎn)載機構(gòu)，并采用了刮板運輸機轉(zhuǎn)運物料 [7]。 二十世紀末期以來，在新技術(shù)革命的帶動下，煤礦開采和加工利用技術(shù)迅速 發(fā)展。先進采煤國家積極應(yīng)用機電一體化和自動化技術(shù)，研制開發(fā)了大功率、高性能的開采與掘進裝備，廣泛應(yīng)用計算機技術(shù)實現(xiàn)了礦井生產(chǎn)過程自動化，實現(xiàn)了礦井的高產(chǎn)高效和集約化生產(chǎn)。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 美、澳、英、德等國家研制開發(fā)了機電一體化、自動化新型采掘設(shè)備。這些設(shè)采用微機監(jiān)測監(jiān)控、自動化控制、機電一體化設(shè)計等先進技術(shù)，在增加傳動功率、提高生產(chǎn)能力的同時，設(shè)備功能內(nèi)涵發(fā)生重大突破，并在計算機控制技術(shù)支持下實現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)過程的自動化控制。綜采成套設(shè)備的生產(chǎn)能力已經(jīng)達到 3000t/適宜的煤層條件下，采煤工作面可實現(xiàn)年產(chǎn) 5～ 10現(xiàn)了 “ 一礦一面、一個采區(qū)、一條生產(chǎn)線 ” 的高效集約化生產(chǎn)模式。發(fā)達采煤國家已經(jīng)實現(xiàn)了從普通綜采機械化生產(chǎn)向高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的過渡 [8] [9] [10]。 3、研究 /設(shè)計的目標： 設(shè)計參數(shù)：機重 40000走速度 走部接地長度 440走部接地寬度 種方案比較，確定方案。完成 圖紙 3 張。其中 1 張圖必須徒手畫。設(shè)計說明書一份。行走機構(gòu)通常采用履帶形式，履帶行走機構(gòu)是掘進機整機的支承座 ,用來支承掘進機的自重、承受切割機構(gòu)在工作過程中所產(chǎn)生的 力 ,并完成掘進機在切割、裝運及調(diào)動時的移動。 4、設(shè)計方案（研究 /設(shè)計方法、理論分析、計算、實驗方法和步驟等）： 1、設(shè)計方法 查閱相關(guān)資料，擬訂設(shè)計方案 方案圖 1 所示： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 1 掘進機行走部的動力源是液壓馬達，液壓馬達經(jīng)過減速器將運動傳遞給驅(qū)動輪，驅(qū)動輪通過輪齒與履帶相嚙合，而履帶通過履帶板與地相接觸，為了增加履帶與地面的摩擦，用支重輪將機身的重量加在 履帶上。張緊輪的作用是張緊履帶，以及導(dǎo)向。 2、計算、實驗方法和步驟 （ 1）行走部的結(jié)構(gòu)分析與確定； （ 2）行走部的設(shè)計計算（履帶參數(shù)計算和液壓馬達的選擇）； （ 3）行走部減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的擬定； （ 4）行走部總裝配圖、行走部各零件圖、組件圖的確定； 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 5、方案的可行性分析： 掘進機采用履帶式行走機構(gòu)，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，履帶有較小的接近角和離去角以減小其運行阻力，合理的設(shè)計整機重心位置，使履帶不出現(xiàn)零比壓現(xiàn)象。履帶設(shè)有可靠的制動裝置以保證機器在設(shè)計的最大坡度上工作不 會下滑。 6、該設(shè)計的創(chuàng)新之處 由于采用了二級行星齒輪減速器用很少的齒輪就能實現(xiàn)大的傳動比，大大簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本，同時由于采用合理的減速比， 使其能在滿足承載能力的前提下占用空間小，效率高，機器機動性能好等優(yōu)點，使掘進機更適應(yīng)井下掘進工作。 7、設(shè)計產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域： 掘進機適用于煤巷、半煤巖巷的巷道掘進，也可在鐵路、公路、水利工程等隧道中使用 。 8、時間進程 第 5 周 : 確定具體方案，寫開題報告及實習(xí)總結(jié)； 第 6 周 : 對設(shè)計的主要結(jié)構(gòu)進行計算； 第 7 周 : 各零部 件結(jié)構(gòu)設(shè)計計算； 第 8 周： 總體草圖的繪制； 第 9 周： 總圖及部件圖的繪制； 第 10 周： 總圖及部件圖的繪制； 第 11 周： 總圖及部件圖的繪制； 第 12 周： 總圖及部件圖的繪制； 第 13 周： 整理說明書； 第 14 周： 對論文及圖紙進行修改； 第 15 周： 準備畢業(yè)設(shè)計答辯。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 9、參考文獻 [1] 毛君，吳常田，謝苗 J]7 [2] 王運敏主編 M]425 [3] 馬躍 掘進機的發(fā)展及趨勢 [M]37 [4] 吳翠艷 ,黃世功 J]2 [5] 李建英等 J] [6] 汪昌齡 ,韓崎 M]47] 煤炭科學(xué)研究院太原分院編 M]1982:35 [8] 寧仲良等 J] [9] 陶馳東 M]炭工業(yè)出版社， 10] 李春海 J] 6 [11] 徐灝主編 M]12] 黃口恒 M]中國礦業(yè)大學(xué)出版社， 1996 [13] 江耕華 ,陳啟松等主編 M], 14] 從曉霞 ,付宇 J]1999.買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 指導(dǎo)教師意見 教師簽字： 年 月 日 開題答辯小組意見： 組長簽字： 成員簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)小組意見 : 組長簽字： 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 摘 要 掘進機是一種較先進的井下掘進設(shè)備。行走機構(gòu)由履帶、支重輪、托鏈輪、引導(dǎo)輪、驅(qū)動輪、張緊裝置、行星齒輪減速器、液 壓馬達和履帶架等部分組成。 按照掘進機行走部及行走減速器的工作原理進行初步設(shè)計。在此基礎(chǔ)上通過對此題目的分析以及對一些相關(guān)書籍和文獻的查閱，進一步研究掘進機行走部的設(shè)計及行走減速器的設(shè)計原理。設(shè)計重點應(yīng)在于行走部的履帶行走機構(gòu)設(shè)計及行走減速器的行星傳動設(shè)計。首先闡述行走部的履帶行走機構(gòu)的一般結(jié)構(gòu)，簡易的敘述總體方案設(shè)計，其次對減速器進行細致的設(shè)計，包括行星減速器的選擇、計算、校核。 通過研究掘進機行走部及行走減速器的基本原理，獲得了大量有關(guān)設(shè)計掘進機行走部及行走減速器的要領(lǐng)。 關(guān)鍵詞： 掘進機；行走機構(gòu)；減 速器 is a In to on a of on to of on to of a of by a of of of to a of of 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................................................................................................... 1 章 緒論 .................................................................................................... 1 問題的提出 ....................................................................................... 1 國內(nèi)外發(fā)展狀況 ............................................................................... 1 懸臂式掘進機行走機構(gòu)的發(fā)展特點 ............................................... 3 懸臂式掘進機行走機構(gòu)的發(fā)展趨勢 ............................................... 4 第 2 章 方案論證 ............................................................................................ 5 驅(qū)動方式的分析 .............................................................................. 6 壓驅(qū)動 ................................................................................ 6 驅(qū)動 .................................................................................... 6 傳動方式分析與選擇 ...................................................................... 6 第 3 章 掘進機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ........................................................................ 9 行走部的工作要求 ........................................................................... 9 掘進機行走部的組成及行走原理 ................................................... 9 掘進機行走部的組成 ............................................................ 9 掘進機的行走原理 .............................................................. 10 行走機構(gòu)的型式選擇 ..................................................................... 11 行走型式的選擇 .................................................................. 11 行走機構(gòu)的設(shè)計計算 .................................................................... 11 履帶節(jié)距的計算 .................................................................. 11 履帶牽引力的計算 .............................................................. 12 行走機構(gòu)各種阻力計算 ................................................................ 13 驅(qū)動輪各主要參數(shù)的確定 ............................................................ 14 行走機構(gòu)液壓馬達的選擇 ............................................................ 15 重輪的設(shè)計計算 ............................................................................ 17 張緊裝置 ........................................................................................ 18 第 4 章 行走減速器的設(shè)計計算 .................................................................. 19 行走減速器方案的確定 ................................................................. 19 輸出軸的轉(zhuǎn)速計算 .............................................................. 19 傳動比的分配 ...................................................................... 20 圓柱齒輪傳動部分的計算 .................................................. 21 一級圓柱齒輪傳動圓柱齒輪的設(shè)計計算 ..................................... 22 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) .......................... 22 按齒面強度設(shè)計 .................................................................. 23 根據(jù)彎曲強度設(shè)計 .............................................................. 26 幾何尺寸計算 ...................................................................... 28 行星齒輪傳動的設(shè)計計算說明 ..................................................... 29 行星齒輪傳動的概述 .......................................................... 29 行星齒輪傳動方式的選擇 .................................................. 29 傳動比的分配 ...................................................................... 30 高速級計算 .......................................................................... 31 低速級計算 .......................................................................... 34 軸的設(shè)計計算 ................................................................................. 38 軸的概述 .............................................................................. 38 軸材料的選擇 ...................................................................... 38 各軸的計算 .......................................................................... 39 軸的校核 .............................................................................. 41 軸承的選擇 ..................................................................................... 42 滾動軸承類型的選擇 .......................................................... 42 潤滑與密封 .......................................................................... 43 滾動軸承的校核計算 .......................................................... 44 鍵的選用 ......................................................................................... 45 鍵的選擇 .............................................................................. 45 鍵的校核 .............................................................................. 46 結(jié)論 .................................................................................................................. 48 致謝 .................................................................................................................. 49 參考文獻 .......................................................................................................... 50 …………………………………………………………… ……..…………………………………………………….... 1 ………………………………………... 1 ……………………….. 1 of . 3 …………………….... 4 ………………………………………………... 5 of ….………………………………........... 6 ……………………………………. 6 …………………………………………... 6 ………………………………….... 6 of ……… 9 ……………… . 9 of of ……… .. ……………… ..…………………………………….. 9 of of 9 to ………………………………….. 10 ……………………………….…. of ……………………………… of ………………………. of ………………………………..… of …………………………...… of of .. …….of …………. . 14 of …………………….. 15 of ………..…………………….... 17 ………………………………………………... 18 of ………….. 19 to ……….…………... 19 of … .. 19 of …………………… .A …………………….. of of …………………… of to ………….. 23 to ………….….. 26 of …………….... 28 of ………..………. 29 ………………………..………. 29 to ………….. …. 29 of …………………… of …………..…………………… 31 of ..……………………………........ 34 ..……..……………………………………. 38 of …………………………………………. 38 ………………………………. …. 38 of ………………………………. 39 of .……………………………………………....... 41 …………………………….……………………. ……………………………… ....... …………………………... ........ 43 of …………………….. ......... 44 of …………………………………………………... 45 ……………………………...………......... 45 ……………………………………………….. 46 …………………………………………………………............ 48 ………………………………………………………………........... 49 ….…………………………………………………........ 1 第 1 章 緒論 問題的提出 掘進機采用履帶行走機構(gòu)，它支撐機器的自重和牽引轉(zhuǎn)載機行走，當掘進作業(yè) 時，它承受切割機構(gòu)的反力、傾覆力矩和動載荷。行走機構(gòu)的設(shè)計對整機正常運行、通過性能和工作穩(wěn)定性具有重要作用。 通過 對 掘進機 行走結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu) 研究分析 ,借鑒國內(nèi)外先進技術(shù) ,結(jié)合煤礦生產(chǎn)實際 ,使其滿足煤礦高產(chǎn)高效生產(chǎn)的需要。 懸臂式掘進機行走機構(gòu)是煤礦掘進巷道常用設(shè)備，它的發(fā)展使得礦井巷道的掘進速度和效率大幅度提高 [1]。 隨著采煤技術(shù)的發(fā)展、煤礦生產(chǎn)規(guī)模的擴大，我國大型煤礦井下大都開始采用全煤巷布置開采方式，此外采煤工作面的推進速度也越來越快，因而使得煤礦井下煤巷掘進工作量大幅度增大，因而對掘進機的工作效率提出了較 高的要求，客觀上要求掘進機的工作性能要好，掘進作業(yè)的推進速度要快。但是 ,我國掘進機與國外掘進機相比較 ,在技術(shù)性能和可靠性等方面還有相當大的差距 ,需要加快掘進機的整機研究、設(shè)計和生產(chǎn) ,迎頭趕上國際先進水平。鑒于此，我們必須加大對掘進機的研究。 掘進機是具有截割、裝載、轉(zhuǎn)載煤巖，并能自己行走，具有噴霧除塵等功能，以機械方式破落煤巖的掘進設(shè)備，有的還具有支護功能。主要結(jié)構(gòu)包括工作機構(gòu)、裝載機構(gòu)、輸送機構(gòu)、行走機構(gòu)和轉(zhuǎn)載機構(gòu) ,根據(jù)所掘斷面的形狀分為全斷面掘進機和部分斷面掘進機 [2]。前者適用于直徑一般為 0石單軸抗壓強度 50—350硬巖巷道，可一次截割出所需斷面，且斷面形狀多為圓形，主要用于工程涵洞幾隧道的巖石掘進；后者一般適用于單軸抗壓強度小于 60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 200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，逐次截割才能掘進所需斷面，斷面形狀可以是矩形、梯形、拱形等多種形狀，在煤礦生產(chǎn)中普遍使用懸臂式掘進機 [3]。 國內(nèi)外發(fā)展狀況 國內(nèi)掘進機發(fā)展概況與現(xiàn)狀 我國的懸臂式掘進機的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個 階段。 2 第一階段： 60 年代初期到 70 年代末 ,這一階段主要是以引進國外掘進機為主 ,也定型生產(chǎn)了幾種機型 ,在引進的同時進行消化吸收 ,主要以切割煤的輕機型為主 [4]。主要以當時煤炭科學(xué)研究總院太遠分院研制的 1 型 2 型和 3 型為代表，為我國懸臂式掘進機第二階段的發(fā)展打下了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。這一階段掘進機的主要特點是重量輕、體積小、截割能力弱、技術(shù)含量偏低，適應(yīng)煤巷掘進 [5]。 第二階段： 70 年代末到 90 年代初 ,為消化吸收階段。這一階段我國不但從英國、奧地利等國引進掘進機進行消化吸收，同時還與國外合作生產(chǎn)了幾種懸臂式掘進 機并逐步地實現(xiàn)了國產(chǎn)化，其典型的代表是與奧地利、日本合作生產(chǎn)的 及 ,其后 ,我國自行設(shè)計制造了幾種懸臂式掘進機 ,其典型代表是 30 型及 100 型。這一階段懸臂式掘進機的特點是：可靠性較高 ,已能適應(yīng)我國煤巷掘進的需要；半煤巖巷的掘進技術(shù)已達到相當?shù)乃?；出現(xiàn)了重型機，中型掘進機型號日趨齊全 [6]。 第三階段：由 90 年代初至今 ,為自主研發(fā)階段。這一階段中型懸臂式掘進機發(fā)展日趨成熟，重型機型大批出現(xiàn) ,懸臂式掘進機的設(shè)計與制造水平已相當先進 ,并且具備了根據(jù)礦井條件實現(xiàn)個性 化設(shè)計的能力 , 這一階段的代表機型較多 ,主要有 、 及 。這一階段懸臂式掘進機的特點是：設(shè)計水平較為先進 ,可靠性大幅提高，功能更加完善，功率更大，一些高新技術(shù)已用于機組的自動化控制并逐步發(fā)展全巖巷的掘進 [7,8]。 經(jīng)過三階段的發(fā)展 ,我國懸臂式掘進機的設(shè)計、生產(chǎn)、使用進入了一個較高的水平 ,已跨入了國際先進行列 ,可與國外的懸臂式掘進機媲美。 國外掘進機發(fā)展概況與現(xiàn)狀 早在上世紀 30 年代，德國、前蘇聯(lián)、英國、美國等就開始了煤礦巷道掘進機的研究。 40 年代生產(chǎn)了世界上第一臺懸臂式掘進機 ， 50 年代初現(xiàn)代掘進機雛形出現(xiàn)，代表就是匈牙利研制的采用履帶行走機構(gòu)的 懸臂式掘進機，這種機型除采用橫軸截割方式和調(diào)動靈活的鏟板和星輪轉(zhuǎn)載機構(gòu)，并采用了刮板運輸機轉(zhuǎn)運物料。 二十世紀末期以來，在新技術(shù)革命的帶動下，煤礦開采和加工利用技術(shù)迅速發(fā)展。先進采煤國家積極應(yīng)用機電一體化和自動化技術(shù)，研制開發(fā)了大功率、高性能的開采與掘進裝備，廣泛應(yīng)用計算機技術(shù)實現(xiàn)了礦井生產(chǎn)過程的自動化，實現(xiàn)了礦井的高產(chǎn)高效和集約化生產(chǎn)。 美、澳、英、德等國家研制開發(fā)了機電一體化、自動化新型采掘設(shè)備。 3 這些設(shè)備采用微機監(jiān)測監(jiān)控、自動化 控制、機電一體化設(shè)計等先進技術(shù)，在增加傳動功率、提高生產(chǎn)能力的同時，設(shè)備功能內(nèi)涵發(fā)生重大突破，并在計算機控制技術(shù)支持下實現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)過程的自動化控制。綜采成套設(shè)備的生產(chǎn)能力已經(jīng)達到 3000t/h 以上，在適宜的煤層條件下，采煤工作面可實現(xiàn)年產(chǎn) 5～ 10現(xiàn)了 “一礦一面、一個采區(qū)、一條生產(chǎn)線 ”的高效集約化生產(chǎn)模式。發(fā)達采煤國家已經(jīng)實現(xiàn)了從普通綜采機械化生產(chǎn)向高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的過渡 [9,10]。 懸臂式掘進機行走機構(gòu)的發(fā)展特點 懸臂式掘進機行走機構(gòu)的發(fā)展是緊緊圍繞著我國礦井生產(chǎn)的實際條件、現(xiàn)場的需 要及設(shè)計、制造的工藝水平而不斷進行的，其發(fā)展主要有以下幾個特點。 1. 驅(qū)動功率的不斷提高 為適應(yīng)更大范圍的工作要求，懸臂式掘進機的驅(qū)動功率不斷增大 ,由最初的 100 下的輕型機型增加到現(xiàn)在的中型機型的 132型機型可達 200上。 2. 在行走方面的發(fā)展方向 （ 1） 液壓發(fā)展方向 早期的懸臂式掘進機的行走部的傳動絕大多數(shù)采用液壓方式，這是因為液壓傳動具有控制簡單，易于實現(xiàn)自動化，工作簡便省力，可以方便實現(xiàn)過載保護 ;易于實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍大，液壓馬達與電機相比質(zhì)量輕、體積小 等優(yōu)點，可以滿足裝載、行走的要求。而那時的電氣設(shè)備在使用可靠性、元器件的質(zhì)量及性能上都較低，且元器件體積較大，不易實現(xiàn)上述的要求制約了它的發(fā)展，液壓傳動成為這一時其主流發(fā)展方向 [11]。 （ 2） 電動發(fā)展方向 液壓傳動方式雖然發(fā)展較快，但由于煤礦井下工作條件惡劣，粉塵大、空氣潮濕、油脂極易被污染，對油脂污染很敏感的液壓件易損壞，液壓件成本高、故障診斷困難等原因而使其發(fā)展應(yīng)用減緩，這一時期的電子技術(shù)的高速發(fā)展為電動發(fā)展提供了有利條件，大容量集成化、變頻調(diào)速、 制等一些新技術(shù)不斷應(yīng)用到掘進機的設(shè)計制造上 ，使得監(jiān)控、監(jiān)測的自動化程度極大提高。電子產(chǎn)品質(zhì)量高、體積小、功能齊全的優(yōu)勢使電動發(fā)展加速，成為另一主要發(fā)展方向。 4 液壓與電動都有優(yōu)、缺點，但隨著科技的進步，它們的缺點在不斷地被彌補、改進，目前懸臂式掘進機在電、液兩方面發(fā)展速度很快，在行走方面都采用液壓傳動的如 H 型等，也有全部采用電動方式的如 多數(shù)的機型還是采用電液混合方式，總之這兩種方式互相取長補短，在今后很長一段時一間內(nèi)將共同并存、相互融匯 [12]。 懸臂式掘進機行走機構(gòu)的發(fā)展趨勢 1. 更加全面的功 能與完善的前后配套 為適合各種條件要求以及加快掘進速度，懸臂式掘進機將會逐步發(fā)展掘錨一體化、適應(yīng)各種斷面、適應(yīng)坡度范圍更大的行走機構(gòu)，并會完善前后配套的轉(zhuǎn)載、裝運等設(shè)備，實現(xiàn)集約化功能，進一步發(fā)揮其效能，提高勞動生產(chǎn)率。 2. 提高元部件的可靠性和壽命 現(xiàn)在新機型行走機構(gòu)的關(guān)鍵元部件大都選用國外的知名品牌，這雖然可提高整機的性能，但使得國產(chǎn)機型在元部件的配置上高低不一、質(zhì)量不等，為使用、維護和更新機型帶來了許多困難，隨著我國在掘進機元部件研究上的突破，這種狀況會很快改變。 3. 個性化開發(fā)機型 煤礦在開 采過程中會碰到各種不同的生產(chǎn)條件，如煤層變化、水、瓦斯、煤巖硬度不一等，這些特殊的情況必然要求機組具有不同的功能和整體參數(shù)的合理匹配，今后的機型將會根據(jù)不同的要求進行不同的性能配置，實現(xiàn)設(shè)計和制造個性化和多元化 [12]。 5 第 2 章 方案論證 方案Ⅰ：采用液壓馬達驅(qū)動 一級直齒圓柱齒輪及二級行星齒輪傳動如圖2示 圖 2方案Ⅰ 方案Ⅱ：采用電動機驅(qū)動 直齒圓柱齒輪及一級行星齒輪傳動如圖 2示 圖 2方案Ⅱ 6 驅(qū)動方式的分析 液壓驅(qū)動 液壓驅(qū)動行走機構(gòu)的特點是：統(tǒng)一了動力源，液壓馬達體積小，驅(qū)動機構(gòu)便于合理布置，適合與行走部的頻繁啟動。目前，掘進機行走機構(gòu)液壓驅(qū)動形式通常又分為中，高速馬達帶減速器驅(qū)動和低速液壓馬達直接驅(qū)動三種形式。 1. 高速馬達 —— 減速器驅(qū)動 這種驅(qū)動形式的馬達多采用齒輪馬達。其優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，抗污染性強，價格低廉等。但它最大的缺點是運轉(zhuǎn)一段時間后，其內(nèi)部摩擦副磨損嚴重，間 隙增大，效率很快下降，而且與之配套的減速器要求傳動比要大，結(jié)構(gòu)也相應(yīng)復(fù)雜，所以這種形式應(yīng)用極少。 2. 中速馬達 —— 減速器驅(qū)動 這種驅(qū)動形式的馬達多采用柱塞馬達。中速馬達具有體積小，效率高，壽命長，售價低等特點，且減速器的機構(gòu)形式國內(nèi)外以趨于系列化，因此這種驅(qū)動形式應(yīng)用很多。 3. 低速液壓馬達直接驅(qū)動 該驅(qū)動形式的馬達輸出軸直接帶動主鏈輪，從而達到驅(qū)動履帶的目的。馬達大都采用多作用內(nèi)曲線徑向柱塞式液壓馬達。其特點是：結(jié)構(gòu)形式簡單、成本低、傳動扭矩大、低速穩(wěn)定性好、啟動效率高。但馬達體積大，難以保證地 隙，制動裝置不易處理，只適合與中、小型掘進機。 電驅(qū)動 行走機構(gòu)采用電驅(qū)動的特點是：啟動力矩大、效率高、維修簡單、運行可靠。液壓驅(qū)動由于液壓元件制造精度要求較高，加工工藝復(fù)雜，維修較困難，使用當中“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象屢有發(fā)生，增加了液壓用油量，而采用電驅(qū)動可明顯降低材料消耗量。但電驅(qū)動形式結(jié)構(gòu)龐大，電動機易潮濕，且頻繁啟動增加了電動機及其供電系統(tǒng)的故障率。 傳動方式分析與選擇 根據(jù)國內(nèi)外 以往掘進機設(shè)計的經(jīng)驗來看，行走機構(gòu)的傳動形式大多數(shù)都 7 為行星齒輪傳動，與定軸傳動相比 ,行星齒輪傳動具有體積小、質(zhì)量輕、承載能力大和效率高等優(yōu)點。行星齒輪傳動機構(gòu)的常用類型有 2、 3K 型、。其中 2加工裝配工藝較簡單 ,傳動功率范圍不受限制 ,在采掘機械傳動系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。其傳動比范圍為 1. 傳動原理 采用 2K—H(負號機構(gòu)的行星齒輪傳動 ,當高速軸由液壓馬達驅(qū)動時 ,便帶動太陽輪回轉(zhuǎn) ,于是帶動行星輪轉(zhuǎn)動 ,由于內(nèi)齒圈固定不動 ,便驅(qū)動行星架作輸出運動 ,行星輪在行星架上既作自轉(zhuǎn)又作公轉(zhuǎn)的行星傳動 ,就以此同樣的結(jié)構(gòu)組成兩級、三級或多級的串聯(lián)行星齒輪傳動。 2. 組成 由太陽輪、行星輪、內(nèi)齒圈和行星架所組成。以嚙合方式命名為 其中 N— 為內(nèi)嚙合、 G— 公用齒輪、 W— 外嚙合 )。以基本構(gòu)件命名 ,即為2行星齒輪傳動。所謂基本構(gòu)件 ,在行星齒輪傳動的各構(gòu)件中 ,凡是軸線與定軸線重合 ,且承受外力矩的構(gòu)件稱為基本構(gòu)件。因此傳動是由兩個中心輪 2K 和行星架 H 等三個基本構(gòu)件組成 ,因而稱為 2行星齒輪傳動。 圖 2行星齒輪結(jié)構(gòu)原理 8 通過以上的各種分析，綜合掘進機的性能要求及工作環(huán)境，此次設(shè)計的掘進機行走機構(gòu)采用方案Ⅰ即：選用液壓驅(qū)動，一級直齒圓柱齒輪及二級行星齒輪傳動組合而成（見圖 2,其特點是運用了太陽輪浮動均載機構(gòu) ,使多個行星輪受力均衡 ,同時還可以通過調(diào)節(jié)螺桿與彈簧來改變太陽輪的