纵轴式掘进机转运机构方案设计及其技术设计.doc

1、摘要掘进机是巷道掘进和隧道施工的重要设备，它具有截割、装载、转运、独立行走、喷雾降尘等功能。但随着现代化建设的不断加快，矿山机械的迅猛发展以及对能源和建设等要求的不断增大，掘进机的性能还不能够完全满足要求，所以迫切要求设计出能够满足工况要求的新型掘进机。 掘进机的转运机构是掘进机十分重要的工作机构，转运机构运输能力的大小直接影响掘进机的掘进速度。本设计主要针对纵轴式掘进机转运机构方案设计及其技术设计。通过应用掘进机设计的一系列知识，对掘进机转运机构加以分析设计，运输系统采用刮板输送机，液压马达驱动，取消转运减速器，运输部根据需要选用的圆环链为边双链，使转运机构结构更加紧凑，运转更加协调，减少了

2、故障的发生，以更好的适应井下复杂多变的巷道情况。关键词： 纵轴式掘进机；转运机构设计；边双链 Abstract The driving machine is the important equipment of tunnel excavation and tunnel construction, which has the function of cutting, loading, transporting, walking independently, spraying dust and dust etc. But with accelerating modernization, the r

3、apid development of mining machinery, as well as demand for energy and construction is increasing, roadheader performance can not fully meet the requirements, there is an urgent request to design to meet the requirements of working conditions of new type roadheader. The transport mechanism of the tu

4、nneling machine is the important working mechanism of the tunneling machine, and the transportation capacity of the transportation mechanism directly influences the driving speed of the tunneling machine. This design is mainly to the transport mechanism of longitudinal roadheader design and technica

5、l design. Through the application of tunnel boring machine design of a series of knowledge, the transport mechanism of roadheader be analysis and design, transportation system using scraper conveyor, hydraulic motor driven, cancel the transfer speed reducer, Department of transportation according to

6、 need to use round link chain for edge double chain, transport structure is more compact, running a more coordinated, and reduce the occurrence of the fault, to better adapt to the underground complex tunnel.Key words: Roadheader; transport mechanism design; double side chain目录摘要IAbstractII前言11 概述21

7、.1 国内外掘进机的发展、现状21.1.1国外掘进机的发展概况21.1.2国内掘进机的发展概况31.2掘进机技术的发展趋势31.3掘进机的基本组成42 转运机构方案设计62.1 结构方案设计62.1.1 运输方式选择62.1.2刮板输送机的结构形式选择82.1.3刮板输送机的布置形式选择92.1.4 驱动装置布置102.1.5 刮板链的布置102.1.6 溜槽的布置132.1.7 张紧装置142.2 参数确定182.3 动力元件选择192.3.1 电动机与马达的比较192.3.2 液压马达的选择计算202.4传动系统确定253.转运机构技术设计263.1链轮的设计计算263.1.1 链轮齿数选

8、择和圆环链的选择263.1.2 链轮的各部分几何尺寸计算273.2 链轮轴的设计计算313.2.1确定最小直径323.2.2轴的长度确定323.3刮板链的设计计算333.3.1判断最小张力点333.3.2各点张力计算 343.3.3刮板链强度验算353.4转运机构参数验算353.4.1溜槽断面验算353.4.2链轮轴的强度校验364经济技术分析395总结40致谢41参考文献42附录A43附录B43前言 随着回采工作面综合机械化程度的不断提高，要求巷道掘进速度随之加快，以保证采掘比例协调和矿井的高产稳产。 目前，巷道掘进有两种方法，分别是钻爆法和掘进机法。钻爆法首先要在工作面上钻出炮眼，然后在炮

9、眼内装入炸药进行爆破，然后用装载机械把爆破下来的岩块装入矿车中运走。钻爆法是巷道掘进的传统技术，它不受煤、岩物理力学特性的限制，但其掘进速度较低。掘进机法没有钻眼爆破工序，直接用掘进机上的刀具破落工作面上的岩石，形成所需形状的巷道，并同时将破落下来的岩块装入矿车或运输机运走，实现了落、装、运一体化。显然，掘进机法比钻爆法掘进速度快、效率高、劳动强度低和安全性较好1。 为了保证掘进机的掘进速度，对其运输能力有一定要求，完成运输功能的是掘进机转运机构，转运机构是掘进机重要的工作机构，转运机构运输能力的大小直接决定着整机的生产能力，而其参数选择、结构设计是否合理直接影响整机的适应性和可靠性。1 概述

10、巷道掘进机是一种能够完成截割、装载、转载煤岩，并能自己行走，具有喷雾灭尘等功能的巷道掘进联合机组2，根据其不同的工作方式可将其分为全断面掘进机和部分断面掘进机。全断面掘进机能够一次性截割出所需要的断面，且断面形状大部分为圆形，主要被用于工程涵洞和隧道等岩石掘进；部分断面掘进机一次只能截割断面的一部分，它需要工作机构多次上下、左右摆动、移动，才能逐渐地截割掘出所需断面，其断面形状有矩形、梯形、拱形等形状。其中悬臂式断面掘进机的使用比较普遍。 1.1 国内外掘进机的发展、现状1.1.1国外掘进机的发展概况英国、前苏联、德国、美国等国在上个世纪的30年代，就已经开始了煤矿巷道用掘进机的研制工作，但其

11、得到较广泛的工业性应用还是在第二次世界大战之后。1948年，匈牙利开始研制F系列煤巷掘进机。1949年生产的F2型掘进机，是世界上的第一台悬臂式掘进机，不过当时还未能实现悬臂式掘进机的全部功能。1951年匈牙利研制了采用履带行走机构的F4型悬臂式掘进机，这种机型除采用横轴截割方式和调动灵活的履带行走机构之外，还采用了铲板和星轮装载机构，并采用了刮板运输机转运物料。这种机型已经具备了现代悬臂式掘进机的雏形。F系列掘进机是目前悬臂式横轴掘进机的原始机型。目前国外的掘进机生产单位有：奥地利的奥钢联、德国的阿特拉斯普客-埃克霍夫掘进机技术公司，保拉特有限公司级维斯特法利亚吕恩公司等。这些公司的掘进机技

12、术发展水平基本上代表着国外先进的悬臂式掘进机的技术现状。国外早期掘进机的控制。操作回路一般都通过操作安装在隔爆型主令箱上的按钮或手把开关来控制传统的交流中间继电器电路，进而通过继电器接点来对主回路交流接触器进行二次控制。近几十年来，体积小、功率低、可靠性高的光电耦合元件作为隔离和转换器件在本安型控制先导回路中得到了广泛额应用并取得了良好的效果，在实际应用中取得了良好的效果。经过半个多世纪的发展，目前，国外掘进机主要生产国有：英、德、俄罗斯、奥地利、日本等国，所生产的掘进机已被广泛用于硬度较低的半煤岩的采准巷道掘进，并扩大到岩巷。重型机不移位截割断面达3542m，多数机型能在纵向16、横向8的斜

13、坡上可靠工作，截割功率在132300kW，机重在50100t，切割岩石硬度f为12。部分机型截割速度已降至1m/s以下，牵引速度采用负载反馈调节，以适应不同岩石硬度；一些机型除设有后支撑外，还在履带前后安装了卡爪式液压扎脚机构，以便在切割岩石时锚固定位。机电一体化已成为掘进机发展趋势，新推出的掘进机可以实现推进方向和断面监控、电动机功率自动调节、离机遥控操作及工况监测和故障诊断，部分掘进机实现PLC控制，实现回路循环检测。1.1.2国内掘进机的发展概况我国煤巷高效掘进方式中最主要的方式是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机

14、械为悬臂式掘进机。悬臂式掘进机是集支撑、截割、装运、行走、操作等功能于一体，主要用于截割任意形状断面的井下岩石、煤或半煤岩巷道。现在国内的掘进机设计虽然说离国际先进的技术还有段距离，但是国内的技术水平已能基本满足国内的需求。大中型号的掘进机不断被创新。主要厂家石煤机、三一、佳木斯都以各自特点屹立国内市场。然而，国内目前岩巷施工仍以钻爆法为主，重型悬臂式掘进机用于大断面岩巷的掘进在我国处于试验阶段，但国内煤炭生产逐步朝向高产、高效、安全方向发展，煤矿技术设备正在向重型化、大型化、强力化、大功率和机电一体化发展，新集能源股份公司、新汶矿业集团、淮南矿业集团及平顶山煤业集团公司等企业先后引进了德国WAV300、奥地利AHM105、英国MK3型重型悬臂式掘进机。全岩巷重型悬臂式掘进机代表了岩巷掘进技术今后的发展方向。虽然三一重装前几年推出了国内第一台EBZ200H型硬岩掘进机，但国产重型掘进机与国外先进设备的差距除总体性能参数偏低外，在基础研究方面也比较薄弱。1.2掘进机技术的发展趋势掘进机的发展经历了由小到大、从单一到多样化的过程，现在已形成轻型、中型、重型3个系列。掘进机正向以下几个方面发展：1）增强截割能力。为了实现较强的截割能力，现代掘进机截割功率不断增大，截割速度逐渐降低。现代中重型悬臂式掘进机截割功率