1、本科毕业论文（20 届）纵轴式掘进机装载机构及装载减速器设计所在学院 专业班级 矿山机电 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I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、喷雾降尘的功能。根据所掘断面的形状大小分，有部分断面掘进机和全断面掘进机；依据截割对象的性质划分，有煤巷掘进机、半煤巷掘进机和岩巷掘进机三种，依据截割头布置方式划分，部分断面掘进机包括纵轴式和横轴式掘进机。目前在国内外产品有很多种，使用最多的一种掘进机是纵轴式掘进机，它是截割头的轴线与悬臂轴线共线或平行的一种部分断面掘进机， 装载机构是掘进机的主要工作机构之一，其性能能够直接的影
2、响着整机的生产能力，掘进机的装载部分主要是由驱动装置、铲板体和升降油缸等组成。掘进机的装载机构位于整个掘进机前端的下方，它的作用是把截割机构所采下来的煤岩进行收集、装载到中间刮板输送机上，而后经过后部转载设施进行卸载。本设计的内容包括装载机构的方案设计（含铲板）、结构方案设计、参数的确定、动力元件的选择、传动系统的确定来进行分析及确定，并对装载机构减速器进行设计和计算。其目的在于，通过该设计使自己对掘进机的装载结构、组成和原理有更深入的认识。在设计过程中，熟悉装载机构的方案设计以及减速器的设计过程，把理论与实际相结合。关键词：悬臂式掘进机；装载机构；减速器纵轴式掘进机装载机构及装载减速器设计I
3、IIIAbstractThe driving machine is the important equipment of tunnel excavation and tunnel construction, which has cutting, loading, transportation, walking and spraying independently.Function of fog dust fall. According to the excavation section of the shape and size of the points, a part of the tun
4、nel boring machine and full face tunneling machine; according to cutting the object nature of the division, the coal lane tunneling machine, half coal roadway tunneling machine and the rock heading machine three, according to the cutting head arrangement division, part of the tunnel boring machine i
5、ncluding longitudinal axis and horizontal boring machine.At present, there are many kinds of products at home and abroad, the most used a boring machine is longitudinal roadheader, it is cutting head and the axis of the cantilever axis collinear or parallel to a part of tunnel boring machine.Chargin
6、g mechanism is one of main working body of boring machine. Its performance can directly affect the machine production capacity, boring machine loading part is mainly composed of a driving device, shovel board body and a lifting oil cylinder and. Boring machine loading mechanism located below the fro
7、nt of the whole tunnel boring machine, its role is cut cutting mechanism of the mining down to the coal and rock collection, load and the middle scraper conveyor, and then after posterior reproduced facilities to uninstall.The content of this design includes loading mechanism design (including the s
8、hovel board), structure design, parameter determination, dynamic components, transmission system determined to carry on the analysis and the determination, and the loading mechanism for design and calculation of the decelerator. The purpose is, through the design, to make himself more in-depth under
9、standing of the structure, composition and principle of the driving machine. In the design process, familiar with the design process of the loading mechanism and the design process of the reducer, the combination of theory and practice.Keywords: roadheader reducer; loading mechanism;目录1 绪论 .11.1 国外掘
10、进机发展概况 .11.2 国内掘进机发展概况 .21.3 掘进机技术的发展趋势 .22 掘进机装载机构的设计 .42.1 装载机构的组成 .42.1.1 铲板体结构 .52.1.2 驱动装置 .62.2 装载机构设计 .62.2.1 装载机构生产能力确定 .62.2.2 星轮结构尺寸确定 .62.2.3 星轮转速确定 .82.1.3 装载功率确定 .92.1.4 铲板的结构设计 .103 装载机构减速器的设计 .123.1 电动机的选择 .123.2 传动装置的运动和动力参数计算 .123.2.1 传动比的分配 .123.2.2 选择齿轮齿数 .123.2.3 各轴功率、转速和转矩的计算 .1
11、33.3 齿轮部分设计 .133.3.1 第一级齿轮传动计算 .133.3.2 第二级齿轮传动计算 .173.3.3 第三级齿轮传动计算 .233.4 轴及轴承的设计计算 .303.4.1 第一级传动高速轴的设计及强度校核 .303.4.2 第一级传动高速轴的轴承的寿命计算 .353.4.3 第一级传动低速轴的设计及强度校核 .363.4.4 第一级传动低速轴的轴承的寿命计算 .403.4.5 第二级传动低速轴的设计及强度校核 .413.4.4 第二级传动低轴承的寿命计算 .454 结论 .47致谢 .48参考文献 .49附录 A.50附录 B.58辽宁工程技术大学毕业论文（论文）11 绪论1
12、.1 国外掘进机发展概况国外主要的生产单位有:英国 Dosco 公司、英国 Anderson 公司，德国的阿特拉斯科普柯-埃可霍夫掘进机技术公司(Atlas Copco -Eick-hoff Roadheading Techbic Gmbh 简称 AC -E), 奥地利的奥钢联、保拉特(Paurat)有限公司，日本三井三池制作所、前苏联雅西诺瓦斯克机械制造厂。这些公司的发展现状基本上代表着国外悬臂式掘进机的技术现状。在全世界范围内，自第二次世界大战的几十年来，新的理论以及新的技术被广泛应用到掘进机的设计、制造以及使用之中，使矿山掘进机械有了非常大的进步。使工人的劳动强度得到很大的缓解，生产的效
13、率也得到非常大的提高。目前，国外的掘进机的型式趋于系列化和多样化。国外的新型掘进机均配备有完善的工况监测和系统故障诊断系统，很早的就能够发现故障，所以能够很快的排除故障，可以减少很长一部分停机时间。有些重型掘进机还能够配置自动控制系统，使机器的生产率提高 30 %左右，以保证切割机构的负载平稳，避免由于人为的操作不当等原因引起的尖峰负荷，使机器的使用寿命延长约 20%。此外，一些发达国家的掘进机电控系统，除了可以完成常规控制以外，还具有遥控、程控的一系列的功能，增设掘进断面自动控制和掘进定向功能,，使掘进机能够按照预定的方案进行作业，极大程度的提高了掘进机的自动化程度与掘进效率。近些年来国外悬
14、臂式掘进机的发展与研究情况主要体现在以下几个方面：(1)切割功率能力稳定提高，机器的可靠性高。日本成功使用 TM60K 型掘进机掘进全岩巷引水隧道，截割抗压强度高达 170200 MPa 的岩石，目前最大 WAV408 型掘进机重 160t。切割功率可达 。定位切割断面面积可达 以先进的制造技术为基础，408kw408kw从原材料质量到零部件的加工精度都能进行严格的控制。有效地保证了主机的质量水平。此外，近年来广泛采用可靠性的技术。简化机械结构，在齿轮传动、机械联接及液压传动等方面尽量减少串联系统。(2)配套设备的多样化。为了充分的发挥掘进机的效能，人们十分重视综掘作业线配套设备的研究。为了大
15、幅度缩短支护时间，在中间顶板稳定的前提下，常用机载锚杆钻机支护，为了让掘进机与支护平行作业，运用超前液压支架或自带盾牌掩护支架。在后配套运输方面，通常采用桥式、带式转载机。纵轴式掘进机装载机构及装载减速器设计2(3)采用机电一体化技术。国外的新型掘进机均配备有完善的工况监测和故障诊断系统，很早的就可以发现故障，所以可以快速的排除故障，能够很大的减少停机时间。这样还可以保证切割机构的负载平稳，避免因为人为操作的不当所引起的系统载荷，可以极大的延长机器的使用寿命，部分新型掘进机还可实现推进方向监控、截割路线循环程序控制、切割断面轮廓尺寸监控。1.2 国内掘进机发展概况我国于 1962 年开始掘进机
16、的研制工作，最初是仿前苏联产品，机身轻，功率小，性能差，未广泛应用。在 20 世纪 60 年代初期到 70 年代末，这一阶段主要是以引进国外掘进机为主，在引进的同时进行消化、吸收。为我国悬臂式掘进机的第二阶段的发展打下了一个很良好的技术基础。这一阶段掘进机的主要特点是：使用的范围越来越广泛，切割能力有了逐渐的提高，有了切割夹岩和过断层的能力。20 世纪 70 年代末到 80 年代末，我国与国外合作生产了几种悬臂式掘进机并逐步地实现了国产化，其典型的代表是与奥地利、日本合作生产的 AM50 型及 S100 型，这两种机型现已成为国内市场主导产品。随后，国产掘进机也在加快其研制步伐。我国自行设计以
17、及制造了几种悬臂式掘进机，比如 EL-90、ELMB-55、 EBJ-65/ 48 、ELMB 、 EMIA30、 EMS-75、EL-90 、 EBJ-132、 EBJ-160、MRH-S100-41、EBH-132、AM-50、EJ-70 等机型 .这一阶段悬臂式掘进机的特点是：可靠性较高，已经可以适应本国煤巷掘进的需要。半煤岩巷的掘进技术也达到很高的水平，出现了重型机。由 20 世纪 80 年代末至今，重型机型大批出现。悬臂式掘进机的设计与制造水平已相当先进。可以根据矿井生产的不同要求实现部分个性化设计。这一阶段悬臂式掘进机的特点是：设计水平较为先进，可靠性大幅提高。功能更加完善，功率更大。一些高新技术已用于机组的自动化控制并逐步发展到全岩巷的掘进。通过几十年的发展，我国悬臂式掘进机的设计、生产 、使用进入了一个较高的水平。已经可以跨入了国际先进行列，由于纵轴式掘进机工作中良好的截割性能，整机调用灵活和可截割不同巷道断面的优点，在很多方面得到广泛的应用。1.3 掘进机技术的发展趋势综观国内和国外悬臂式掘进机的发展情况,各国都在技术方面进行创新,未来的发展趋向如下：
