计 ..........................................195.1 电动机的选型 ...............................................195.1.1 电机参数 .................................................195.1.2 电机外形图 ...............................................205.2 截割头的结构设计 ..........................................205.3 截割部减速器传动机构设计 ..................................215.3.1 传动装置传动比的确定 .....................................215.3.2 传动系统的运动和动力参数 .................................225.3.3 第一级锥齿轮传动计算 .....................................235.3.4 第二级斜齿轮传动计算 .....................................275.3.5 第三级齿轮传动计算 .......................................315.4 轴的设计计算 ..............................................355.5 轴承的校核 ................................................385.6 键的校核 ..................................................395.7 减速器箱体的设计 ..........................................395.8 掘进部后支撑架的设计 ......................................406 电气部分 ....................................................406.1 系统的组成 ................................................406.2 系统的结构 ................................................416.3 电控箱的主要技术参数 ......................................426.4 工作原理 ..................................................436.4.1 主回路部分 ..............................................436.4.2 电源部分 ................................................436.4.3 控制单元 ................................................436.4.4 保护单元 ................................................447 掘进机的安装和调整 ..........................................447.1 机器的拆卸和搬运 ..........................................447.2 掘进机的井下组装 ..........................................457.3 机器的井下调试 ............................................467.4 机器的调整 ................................................468 掘进机的检修和维护保养 ......................................478.1 机器的日常维护和保养 ......................................478.2 机器的定期维护和保养 ......................................488.3 机器的润滑 ................................................49附录 ..........................................................50总结 ..........................................................54参考文献 ......................................................54 1 前 言 本次毕业设计的掘进机可经济截割的煤岩单向抗压强度≤60MPa,主要适用于煤及半煤岩巷的掘进,也适用于条件类似的其它矿山及工程巷道的掘进。
1.1 设计背景和目的: 当前,我国煤矿由于一井一面采煤方法的普遍采用,其开采速度大大加快,因而带来采掘机械化比例失调的矛盾更加突出。
特别是易采的中厚煤层资源日益减少,而薄煤层的开采比例逐年增加,在全部采准巷道中半煤岩巷的比例已经达到 25,但这些巷道中的 90仍旧采用着传统的炮掘作业,劳动强度大,安全性差。
目前,我国大部分局、矿使用的几种主要机型多是上世纪六、七十年代设计的,这些老产品设计陈旧过时、元部件可靠性差、开机率低、维护量大,而且机重偏轻、截割功率较小、过断层和截割岩石的能力差,仅适合在煤巷中使用。
因此急待开发研制综合性能好、适应范围广的新型掘进机,来解决掘进机更新换代的问题,缓解采掘比例失调的紧张局面。
1.2 掘进机发展概括: 悬臂式掘进机发展至今大致经历了以下四个阶段:第一阶段:40 年代末期到 60 年代中期悬臂式掘进机从无到有逐渐发展成能将截割、装运、行走等功能集于一体的联合机组,并在煤巷掘进中应用获得成功。
在这个阶段应用的机组为第一代机型,其特点是机器重量在 15t 左右,截割功率 30kw 左右,主要用于软煤巷道掘进,代表机型有原苏联的 ∏Κ 3 和匈牙利的 F5 等。
第二阶段:60 年代中期到 70 年代末期,这个阶段煤巷掘进机发展迅速,机器的性能不断提高,大量掘进机被用于煤巷掘进中。
这个阶段的机型为第二代机型,其特点是:煤巷掘进技术性能日趋完善成熟,适用范围扩大,部分截割功率大的机型有过断层和截割夹矸的能力,可截割硬度 flt6 的煤岩,机重在 2040t 左右,截割功率在 55100kw 左右,代表型有 RH25、AM-50、MRH-S100-41、 4∏∏ -2 等。
第三阶段:70 年代末期到 80 年代后期,掘进机适用范围进一步扩大,半煤岩重型掘进机不断涌现,技术逐渐成熟。
煤巷掘进机的功能齐全,可靠性大幅度提高。
这个阶段机型为第三代机型,其特点是:机器重量增大,一般在 50t 左右,截割功率 150200kw 左右,可截割硬度 f810 的煤岩,代表机型有 AM-75、LH-1300、E169、E134、 ∏∏ 5 、 4 S125-24等。
第四阶段:80 年代后期到现在,掘进机技术性能仍在继续发展,计算机控制、正常运行监控、故障诊断及其他高新技术逐渐被采用。
这个阶段的机型为第四代机型,其特点是机器重量进一步增加,一般在 70t 左右,截割功率也在增大,一般都在 200kw 以上 ,可截割硬度在 fgt10 的煤岩,其代表机型有 AM-85、AM-105、E200、E250、S200-50 等。
我国悬臂式掘进机的研制从 1965 年引进前苏联 ∏Κ 3 型掘进机开始并由设计、制造、使用单位共同参与生产了一些小型掘进机,用于煤巷掘进,但发展不快。
从 1979 年开始,我国大量从英国、德国、奥地利、日本、前苏联、匈牙利等国引进掘进机,品种约20 多种,数量超过 200 台,对我国煤矿巷道机械化掘进起到了推动和促进作用。
自 70 年代中期以来,我国先后研制出 EL-90、EMS-75、EBJ-110、ELMB-75B、EZ-75、EBJ-132、EBH-132 等机型;另外,从引进的掘进机中经过筛选,引进技术,分别生产出 AM-50、S-100 型掘进机,其中有些机型已批量生产,在煤矿中推广使用。
目前,我国已形成了掘进机研究、设计、制造、使用骨干队伍,为掘进机的进一步发展创造了有利条件。
1.3 掘进机技术发展趋势 悬臂式掘进机工作条件恶劣,工作场地狭窄,外形尺寸受到严格限制,机器结构也比较复杂,涉及机械、电气、液压、材质、工艺、冷却、除尘等一系列技术领域。
随着高产高效日产万吨以上综采工作面的出现,要求掘进速度必须大大加快,掘进机的性能更加完善。
当前悬臂式部分断面掘进机技术发展有以下一些特点,并面临连续采煤机的挑战。
⑴ 不断扩大适用范围,具有在复杂条件下正常工作的性能。
国外新型掘进机的截割功率及重量都在增加, 截割能力不断提高,截割硬度可达 100MPa 以上, 不仅可截割硬煤、半煤岩、还可在钾矿、盐矿及隧洞等工程中应用。
部分重型掘进机在不移位的情况下,截割断面可达 3542 m 2 ,所掘断面形状除拱形、梯形、矩形外,有的机型配上掩护盾还可掘圆形断面。
另外,掘进机的爬坡能力也在提高,多数都在纵向±16°的破上可靠地工作;履带也有加宽趋势,在机器加重后,不会过于增大对巷道底板比压,以扩
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