畢業(yè)設(shè)計論文ml280螺旋鉆采煤機推進機構(gòu)的設(shè)計

1緒論11采煤機的發(fā)展史20世紀40年代初，英國和前蘇聯(lián)相繼研制出了鏈式采煤機，這種采煤機是通過截鏈截落煤，在截鏈上安裝有被稱為截齒的專用截煤工具，其工作效率低。同時德國研制出了用刨削方式落煤的刨煤機。50年代初，英國和德國相繼研制出了滾筒式采煤機，在這種采煤機上安裝有截煤滾筒，這是一種圓筒形部件，其上安裝有截齒，用截煤滾筒實現(xiàn)落煤和裝煤。這種采煤機與可彎曲輸送機配套，奠定了煤炭開采機械化的基礎(chǔ)。這種采煤機的主要缺點有二點其一是截煤滾筒的高度不能在使用中調(diào)整，對煤層厚度及其變化適應性差；其二是截煤滾筒的裝煤效果不佳，限制了采煤機生產(chǎn)率的提高。進入60年代，英國、德國、法國和前蘇聯(lián)先后對采煤機的截割滾筒做出革命性改進。其一是截煤滾筒可以在使用中調(diào)整其高度，完全解決對煤層賦存條件的適應性；其二是把圓筒形截割滾筒改進成螺旋葉片式截煤滾筒，即螺旋滾筒，極大地提高了裝煤效果。這兩項關(guān)鍵的改進是滾筒式采煤機稱為現(xiàn)代化采煤機械的基礎(chǔ)。可調(diào)高螺旋滾筒采煤機或刨煤機與液壓支架和可彎曲輸送機配套，構(gòu)成綜合機械化采煤設(shè)備，使煤炭生產(chǎn)進入高產(chǎn)、高效、安全和可靠的現(xiàn)代化發(fā)展階段。從此，綜合機械化采煤設(shè)備成為各國地下開采煤礦的發(fā)展方向。自70年代以來，綜合機械化采煤設(shè)備朝著大功率、遙控、遙測方向發(fā)展，其性能日臻完善，生產(chǎn)率和可靠性進一步提高。工礦自動檢測、故障診斷以及計算機數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在采煤機上的到應用。12我國采煤機的發(fā)展展望依靠科技進步，推進技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)高產(chǎn)高效礦井綜合配套技術(shù)是我國煤炭科技發(fā)展的主攻方向，根據(jù)世界采煤機發(fā)展潮流和煤炭科技前沿最新消息，我國采煤機應在以下方面進行攻關(guān)研究，盡快趕上世界水平。121大功率、大截深電牽引采煤機的進一步研究為了滿足高產(chǎn)高效礦井發(fā)展的需要，增產(chǎn)減員，增產(chǎn)減面，實行合理化集中生產(chǎn)，擬研制截割功率2X500KW2X600KW，總裝機功率1200KW1500KW以上，截深08M10M的高效電牽引采煤機；電機橫向布置，框架式結(jié)構(gòu)，無底托架，交流變頻調(diào)速，供電電壓3300V以上；強力型無鏈牽引系統(tǒng)，具有高牽引速度和牽引力；配用機載增壓水泵和吸塵滾筒，操作方便，控制、保護齊全，性能良好。122大功率采煤機的工況監(jiān)測、故障診斷與控制系統(tǒng)的研究高可靠性大功率采煤機是實現(xiàn)高產(chǎn)高效礦井合理集中生產(chǎn)的根本保證，采用機載計算機監(jiān)測，故障診斷及自動控制系統(tǒng)是提高大功率采煤機可靠性和利用率的重要途徑，通過開發(fā)采煤機監(jiān)測傳感器和機載計算機系統(tǒng)，以及地面中心站的故障診斷和維修管理專家系統(tǒng)，實現(xiàn)多參數(shù)工況監(jiān)測和井下、地面兩極預報型故障診斷及維修管理專家系統(tǒng)等機電一體化技術(shù)，使采煤機的技術(shù)水平、工作能力得以大幅度提高，保證高效連續(xù)生產(chǎn)。123應用高新技術(shù)，嚴格管理，提高可靠性衡量一個國家的采煤機的技術(shù)水平，首先應對其機械設(shè)備的先進行、品種、質(zhì)量、可靠性、適應程度以及壽命等加以分析。我國是一個發(fā)展中國家，改革開放以來，采煤機得到了很大的發(fā)展，但生產(chǎn)的質(zhì)量、壽命、高新技術(shù)的應用、科學管理等與世界煤炭工業(yè)發(fā)達國家相比，還存在較大的差距，國外采煤機有關(guān)部件的設(shè)計壽命是齒輪12500H，軸承20000H30000H，電機絕緣壽命4400H，滾筒可產(chǎn)煤300萬噸。綜合工作面采煤機一般都裝有自動控制、診斷、數(shù)據(jù)傳輸、無線電遙控裝置，不僅操作方便，而且能通過診斷裝置預先發(fā)現(xiàn)故障并及時排除。我國采煤機的齒輪、軸承、滾筒、電機等主要部件的設(shè)計壽命均低于國外水平。采煤機大部分不具有監(jiān)控、診斷保護功能，不能預報診斷故障，不能保證采煤機經(jīng)常處于正常狀態(tài)。我國要求采煤機出150萬T200萬T煤而不大修，實際上與要求還有距離。為了滿足高產(chǎn)高效綜采工作面快速割煤提高生產(chǎn)力的需要，克服液壓牽引的繁雜，電牽引采煤機是采煤機發(fā)展的一個趨勢。與目前最先進國外采煤機相比，國內(nèi)電牽引采煤機在總體參數(shù)性能方面尚有較大差距，某些關(guān)鍵部件的性能、功能、適應范圍還有待完善和提高，尤其是無線監(jiān)測、故障診斷及預報、信號傳輸與采煤機自動控制、傳感器等智能化技術(shù)和機械部件的可靠性、壽命與國外相比差距甚大。根據(jù)我國煤炭生產(chǎn)要求和采煤機發(fā)展趨勢以及針對國內(nèi)電牽引采煤機存在的差距，今后主要研究內(nèi)容如下進一步完善和提高交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的可靠性。重點完善和提高系統(tǒng)裝置抗震、散熱和防潮性能；研究可靠的微機電氣控制系統(tǒng)，重點提高采煤機機電控制系統(tǒng)的抗干擾、抗熱效應的能力；開發(fā)或增強電控系統(tǒng)的監(jiān)控功能，重點研究故障診斷與專家系統(tǒng)、工況監(jiān)測、顯示與信息傳輸系統(tǒng)、工作面采煤機自動運行控制系統(tǒng)、自適應變頻電路的漏電監(jiān)測與保護技術(shù)、搖臂自動調(diào)高系統(tǒng)等；開發(fā)四象限運行的礦用交流變頻調(diào)速裝置，使采煤機能適應較大傾角煤層開采的需要；開發(fā)單機功率600KW,總裝機功率1500KW的大功率電牽引采煤機；電牽引采煤機的可利用率、可靠性和壽命的研究。13螺旋鉆采煤機的概述螺旋鉆采煤法在我國剛剛起步，主要用于薄煤層開采，它屬于一種無人工作面開采方法。工人在支護條件良好的巷道中工作，徹底地改變了薄煤層回采工人在工作面內(nèi)爬行的工作狀況，安全有了可靠的保障。螺旋鉆采煤機是在用于露天開采的螺旋鉆機的基礎(chǔ)上逐步改造成型的。自20世紀70年代開始，原蘇聯(lián)在這方面做了大量的研究試驗工作。烏克蘭在原有的基礎(chǔ)上研制出2種新型的螺旋鉆采煤機，并推備批量生產(chǎn)形成規(guī)模。螺旋鉆采煤機可以從巷道兩側(cè)雙向鉆孔采煤，不需要輔助的轉(zhuǎn)載設(shè)備便可回收落煤。新汶礦務局也準備從國外進口螺旋鉆采煤機，用于開采薄煤層。螺旋鉆采煤法的關(guān)鍵設(shè)備是螺旋鉆采煤機。烏克蘭研制了H1D/M型螺旋鉆采煤機，在該機型基礎(chǔ)上又研制出2種新型的螺旋鉆采煤機。這2種型號螺旋鉆采煤機的工作原理、結(jié)構(gòu)和開采工藝基本相同，都采用電機主傳動、液壓推進的工作方式，并由主機、鉆具、多功能操作臺、單軌吊、支撐液壓千斤頂、鉆機行走腰帶、接長和疊放螺旋鉆桿的裝置、液壓泵站和風機等組成。變量液壓泵，用于驅(qū)動鉆架座和退鉆座的移動機構(gòu)、鉆機固定機構(gòu)和定位機構(gòu)，以及移動和操縱鉆機。該機工作時，用設(shè)在機架四角4個液壓千斤頂支撐在巷道的頂?shù)装彘g，用來支撐鉆機；另外用2個副向液壓千斤頂承受鉆進時的推力。鉆機由履帶行走機構(gòu)在巷道內(nèi)移動。螺旋鉆采煤機的工作機構(gòu)是螺旋鉆具，它由鉆頭和成對的螺旋鉆扦組成。鉆具部分可根據(jù)不同的開采和地質(zhì)條件安裝24個鉆頭，平行地鉆進24個鉆孔，并能部分地破碎各鉆孔間的煤枝。這樣鉆孔的寬度可從114M調(diào)整到277M，使它的效率和煤炭資源回收率得以提高。鉆具上裝有5種傳感器，分別監(jiān)控鉆孔內(nèi)的瓦斯?jié)舛取@頭旋轉(zhuǎn)扭矩、鉆孔間的煤柱、鉆孔導向、鉆頭與煤層頂?shù)装鍘r層間隙等情況，并通過多功能控制裝置實現(xiàn)集中控制，較好地解決了鉆孔的導向、孔內(nèi)的瓦斯稀釋和噴霧防塵等問題。在高瓦斯礦井，在鉆機推進過程中螺旋鉆桿將通風和噴水的軟管系統(tǒng)帶入鉆孔內(nèi)，并用單獨的局部扇風機向孔內(nèi)壓入新鮮風流，用噴水管在鉆孔內(nèi)噴霧，使鉆孔內(nèi)的瓦斯?jié)舛群头蹓m含量達到安全標準。螺旋鉆桿包括頂端螺旋、直線螺旋和連接部分。螺旋鉆桿的最大螺旋葉片直徑為480MM，可與直徑625NM的鉆頭相匹配。用直徑725和825MM的鉆頭時，在中間段的鉆桿上應安裝可拆卸的刮板。裝設(shè)這些刮板后，在螺旋鉆桿的葉片與孔壁之間存在間隙的情況下也能將煤從鉆孔中指出來。螺旋鉆采煤機的工作效率除了與開機鉆孔時間有關(guān)外，還同鉆孔深度有關(guān)。影響螺旋鉆采煤機鉆孔深度的主要因素是推力、動力和鉆孔的傾斜。烏克蘭的科研人員將英國COLLINS采煤機與螺旋鉆機結(jié)合起來,將COLLINS采煤機的單鉆頭單鉆桿改為三鉆頭雙鉆桿；將非動力切割改為動力切割；在鉆頭與推桿間增加了調(diào)整油缸，使鉆頭能夠上下左右擺動，較好地解決了鉆孔傾斜問題；同時增大了螺旋鉆采煤機的推力和動力，使螺旋鉆采煤機的鉆進深度由原來的40M提高到70M。但由于鉆桿是由1M2M的短鉆桿連接而成，當鉆孔深度超過30M后，鉆桿連接機構(gòu)之間的間隙將會導致鉆桿的整體剛度降低，使鉆進方向發(fā)生偏斜。為此，烏克蘭頓涅茨克煤炭科學研究所研制了一種導向裝置，可確保螺旋鉆采煤機比較穩(wěn)定地將鉆孔打到設(shè)計深度。這種導向裝置是在鉆桿上設(shè)計一套導向支撐管，可使鉆機在煤層的垂直和水平兩個方向?qū)崿F(xiàn)定向鉆進。導向柱的伸縮量，可根據(jù)鉆頭的直徑選擇。為了提高螺旋鉆采煤機的回收率，德國提出一種方法所示，它通過搖控裝置使鉆頭在鉆孔內(nèi)偏轉(zhuǎn)一定的角度，在回撤時使鉆頭可以繼續(xù)落煤。通過搖控裝置使鉆具的一個鉆頭偏轉(zhuǎn)一個角度，這樣可單向擴孔落煤。另一種方法是通過搖控裝置使2個鉆頭同時偏轉(zhuǎn)，與孔中心線成角，便可雙向擴孔落煤。螺旋鉆采煤機附帶有單軌吊，使鉆桿安裝、拆卸和搬運實現(xiàn)了機械化，減少了輔助時間，提高了它的有效利用率。螺旋采煤機包括兩套分開的機組，螺旋鉆機和回收機組，在操作中，它們共同來規(guī)定螺旋鉆孔間煤柱的寬度。每臺機組均由防爆電機帶動液壓泵，它們在各個機組上獨立驅(qū)動所有液壓功能。這種螺旋采煤機結(jié)合了許多特點，包括螺旋鉆采煤機鉆進和螺旋機刮板回收同時作業(yè)，遙控操作螺旋鉆機刮板的連接和拆開，液壓刮板轉(zhuǎn)換機構(gòu)在兩個機組間供刮板和截割頭使用，操作中隨機儲備三套螺旋鉆機刮板，液壓操作平衡和操縱制動塊及千斤頂，液壓操作頂板千斤頂帶自動載荷控制裝置。高度低于零點九米的超薄煤層，在理論上為不可采煤層。該項技術(shù)不僅具有用人少、勞動強度低、安全系數(shù)高、資源損失小且無需支護等特點。還使全國一千多億噸的薄煤層儲量有望得到開采，具有重要的經(jīng)濟和社會價值。薄煤層螺旋鉆無人工作面開采是指回采工作面上無人，而是由螺旋鉆機全部完成工作面內(nèi)的破煤、裝煤、運煤等各個工序，工作面的設(shè)備檢修也都在工作面以外的巷道中進行。研制人員經(jīng)過對螺旋鉆機的進一步改造，其爬坡、移機、調(diào)向、機組防滑等性能均有了重大改善，其安全性、穩(wěn)定性和先進性在現(xiàn)場得到了充分驗證，工效比炮采提高了10倍，直接成本每噸降低了857元，大大減輕了工人的勞動強度，改善了工人的作業(yè)環(huán)境1。該采煤法可廣泛地應用于開采圍巖較穩(wěn)定的薄煤層和極薄煤層，并且可以用來開采邊角煤、三下壓煤和回收各種煤柱。近年來，國外許多產(chǎn)煤大國由于特厚煤層的開采儲量日益枯竭，對螺旋鉆機采煤產(chǎn)生了極大興趣，螺旋鉆采煤成了開采緩傾斜薄煤層最有發(fā)展前景的一種采煤方法，這項采用螺旋鉆采煤的新技術(shù)用人少，工效高，可使平衡表外的儲量得到開采，提高了資源利用率，延長了礦井的服務年限。該項技術(shù)采用半煤巖掘進機與螺旋鉆機配套，實現(xiàn)了前進式采煤，利用掘進出的矸石充填鉆孔，實現(xiàn)了潔凈開采，保證了煤質(zhì)，有利于環(huán)境保護。螺旋鉆采煤方法科學，技術(shù)路線先進，在薄煤層采用螺旋鉆無人工作面開采技術(shù)填補了國內(nèi)空白，達到了國際先進水平，可在類似煤層賦存條件下的礦井中推廣應用，具有廣泛的發(fā)展前景。14螺旋鉆采煤機的市場價值我國薄煤層可采儲量較大，約6150M，占煤層總可采儲量的19，特別是南方及需要開采解放層的局礦和一些老礦井，薄及極薄煤層必須開采，而且薄煤層、極薄煤層的煤質(zhì)一般較好。如果仍采用傳統(tǒng)的勞動密集型方式開采薄煤層，工人勞動強度大，安全威脅極大。所以應針對不同條件選用不同的機械化生產(chǎn)，實現(xiàn)技術(shù)密集型，不斷降低工人勞動強度和減少勞動力，是薄煤層開采適應市場經(jīng)濟的基本途徑。1螺旋鉆機在國外已有40多年的歷史,隨著該技術(shù)的不斷改進,特別是90年代以來實時鉆孔導向和定位技術(shù)的革新,加大了鉆進深度,提高了資源回收率。當邊幫壓煤采用露天或井工開采難以實施或不經(jīng)濟時,該技術(shù)已經(jīng)顯示出巨大的優(yōu)勢。2國外螺旋鉆機的成功應用為我國露天煤礦最終邊幫壓煤的回收開采提供了新的技術(shù)和方法。3螺旋鉆機技術(shù)無論從資源回收率,還是生產(chǎn)成本皆優(yōu)越于國內(nèi)現(xiàn)有邊幫開采技術(shù)。該技術(shù)在北露天煤礦的引進,將為該技術(shù)在國內(nèi)的推廣起到示范作用。4國內(nèi)不少露天煤礦已開采到或即將到最終邊幫,邊幫下壓煤數(shù)億噸。由于這些露天煤礦地質(zhì)條件復雜且煤層頂?shù)装鍙姸容^低,不適宜采用國內(nèi)現(xiàn)有的邊幫開采方法,也不適合連續(xù)采煤機開采,而引進螺旋鉆機技術(shù)使安全和經(jīng)濟的回收邊幫壓煤成為可能,因而該技術(shù)在我國露天煤礦有著廣闊的發(fā)展前景。2設(shè)計要求及方案確定本課題設(shè)計一臺旋旋鉆采煤機，主要是應用于ML2806572薄煤層的開采，根據(jù)螺旋鉆采煤機工作情況可以確定設(shè)計要求和方案。21設(shè)計要求211使用條件1、采寬19052105M。2、采深向上85M，向下45M。3、準備巷道凈斷面不小于112，巷道坡度，臥底不小于2M306M，通風依賴于全礦井通風負壓。4、煤層厚度0609M，煤層傾角0，煤的切割的阻力不大于15350KN/M。5、煤的硬度系數(shù)。6F6、技術(shù)特征表序號參數(shù)名稱單位數(shù)值1向上采煤，采深至，切割阻85M力以內(nèi)20/以內(nèi)35向下采煤，采深至，切割阻45MT/MIN201510075力以內(nèi)20/M以內(nèi)352煤層厚度M06093煤層傾角0154防爆鉆頭直徑BSHK2DM0000000ABSHK2DM0000000A01BSHK2DM0000000A02MM6257258255鉆頭數(shù)量個36鉆頭之間的軸距MM6407采寬BSHK2DM0000000ABSHK2DM0000000A01BSHK2DM0000000A02MM1905200521058鉆桿直徑MM4809鉆桿轉(zhuǎn)速R/MIN55或6010鉆桿推進速度工作狀態(tài)前進后退調(diào)度狀態(tài)前進后退M/MIN01001702003511鉆進推力前進后退390212推進機構(gòu)類型液壓13液壓系統(tǒng)的油壓，不低于A1614操縱桿的作用力不低于4015機組總功率KW28016工作額定電壓（三相、交流）V66017通風和降塵系統(tǒng)加壓的18通風管的直徑，不小于MM32519噴水量，不小于L/MIN5020水管噴嘴的壓力，不小于MPA1521外型尺寸不大于長寬高MM148403870188422機組重量，不大于BSHK2DM0000000ABSHK2DM0000000A01BSHK2DM0000000A02T5455585757、一次移動機組的距離（兩個鉆孔之間的距離）為2631M。212液壓系統(tǒng)1支撐液壓缸的行程1300MM。2推進主液壓缸直徑125MM，桿徑70MM。3副推進液壓缸直徑90MM，桿徑56MM。4推進機構(gòu)的總行程1900MM。5導向滑道直徑210MM，長2555MM。6風管伸縮液壓缸伸縮長度130MM（伸）、120MM（縮）。7油泵流量22L/MIN。8油箱容積350L,可波動50L。213鉆桿1首節(jié)鉆桿雙頭，直徑分別為570MM、670MM、770MM。2中間鉆桿直徑480MM。3風筒直徑320MM。4穩(wěn)定器鉆桿直徑分別為450MM、550MM，650MM，長154050MM或157050MM。5鉆桿的長度1570（加聯(lián)軸器節(jié)30MM深）MM。214供電系統(tǒng)1、鉆頭電機功率132KW2。2、液壓站電機功率15KW。3、單軌吊功率15KW2。4、移動變壓站400KVA。22總體方案的設(shè)計本課題主要對采煤機推進機構(gòu)的設(shè)計，整個推進機構(gòu)在螺旋鉆機機架上，整個上機身是通過兩個導軌支撐的，上機可以在導軌上往復滑動，推進機構(gòu)主要靠兩個液壓缸組來實現(xiàn)，每個液壓缸組由三個液壓缸組成，分別為兩個副推進液壓缸和一個主推進液壓缸，通過液壓缸的往復運動實現(xiàn)其采煤掘進過程，液壓缸組通過差動連接來實現(xiàn)其推進行程要求，三個液壓缸通過一個夾板來固定以實現(xiàn)其聯(lián)動，主推進液壓缸可以自由移動，兩側(cè)的輔助液壓缸的缸體一端固定在機架上。圖21推進機構(gòu)推進機構(gòu)的總沖程，導向器一個直徑為長度為2555190M210M的厚管，傳動框架沿導向器進行移動（其他尺寸見上圖）。圖22設(shè)計方案在傳動架上裝了兩個一左一右的螺旋鉆桿，中間鉆頭由左螺旋鉆帶動，通過兩對齒輪實現(xiàn)等比傳動。右螺旋鉆桿的軸承前及減速箱的輸出軸上裝了3個鉆頭，鉆頭軸之間的輸出距離為，兩側(cè)的鉆頭按煤層厚度采用不同的直徑、640M625M、。7258在各種條件下中間的鉆頭直徑，它的結(jié)構(gòu)由兩側(cè)鉆頭的不同而625M改變，所有鉆頭采用通用連接。螺旋鉆桿之間通過連接套傳遞扭矩，螺旋鉆桿的根據(jù)工況條件通過優(yōu)化設(shè)計可以算出其各參數(shù)。3螺旋鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計近年來,國內(nèi)外已開始采用優(yōu)化設(shè)計方法進行螺旋鉆桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計,采煤機鉆桿優(yōu)化設(shè)計的任務是在滿足裝機功率、生產(chǎn)率、裝載能力及制造工藝的條件下,尋求最佳鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù),使采出的煤平均塊度最大,浮煤量和煤塵量最小,采煤機的單位能耗最低,同時鉆桿的載荷波動最小,壽命最長。但普通的優(yōu)化設(shè)計均未考慮到影響螺旋鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)各因素,因此設(shè)計方案難以更好地符合客觀實際。對采煤機螺旋鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計,進而求解。本文選擇螺旋鉆桿裝煤生產(chǎn)率作為優(yōu)化設(shè)計的目標,建立了其數(shù)學模型并確定了設(shè)計變量。通過選取煤壁破碎模式、鉆桿工作轉(zhuǎn)速、葉片螺旋升角、鉆桿強度等作為約束條件,使鉆桿參數(shù)的設(shè)計結(jié)果更能符合工作實際,從而提高采煤機的工作效率。31煤機螺旋鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型的建立本文在理論分析基礎(chǔ)上,以螺旋鉆桿裝煤生產(chǎn)率為目標函數(shù),對影響其結(jié)構(gòu)參數(shù)和運動參數(shù)等可變參數(shù)作為設(shè)計變量,在一定約束條件下進行優(yōu)化設(shè)計,并編程通過計算機計算,得出影響鉆桿裝煤生產(chǎn)率的幾個主要可變參數(shù)的最優(yōu)值和在此情況下裝煤生產(chǎn)率的最大值,供鉆桿設(shè)計、制造及研究時參考。311螺旋鉆桿的裝煤生產(chǎn)率理論分析煤塊在葉片上的運動學分析2如圖31所示,當螺旋鉆桿裝煤以轉(zhuǎn)速N旋轉(zhuǎn)忽略煤自重和葉片與煤塊間的摩擦力,煤塊在葉片作用下獲得圓周速度V和沿葉片的滑動速度,1V兩速度合成使煤塊以的絕對速度沿葉片的法向方向運動,即NV圖31煤在葉片上的運動分析但是由于煤塊和葉片間的摩擦力,使變成,使絕對速度方向偏離1V12法向一個摩擦角,即方向,則在葉片平均處的速度0V0SINSINCOCOPCNCPDV將沿鉆桿的軸向分解0SINCSCOPCPCV圖32單頭螺旋葉片鉆桿截面圖為了準確地計算出螺旋鉆桿的最大可能裝載面積,用的平面EE1Z去截螺旋葉片,與內(nèi)、外螺旋線分別相交點A、B、C、D可得鉆桿最大可能煤流斷面積。2114COSMYGMQDLYYGIITTDLT外緣內(nèi)緣任意312螺旋鉆桿裝煤生產(chǎn)率的計算設(shè)螺旋鉆桿裝煤時,煤流的充滿系數(shù)為,則煤流實際斷面積CK，因此可計算出鉆桿的裝煤生產(chǎn)率21CMQK21OS2COS42CGYGYPYGCVDLMN式中為螺旋葉片外徑,MYD為螺旋葉片內(nèi)徑,MG為螺旋葉片厚度,M為螺旋葉片頭數(shù)，取M12M為螺旋鉆桿轉(zhuǎn)速,R/MINN為螺旋鉆桿裝滿系數(shù)，0406CK為煤塊與葉片表面摩擦角,16為螺旋葉片導程,ML為螺旋葉片平均升角,C為螺旋葉片外緣升角,Y為螺旋葉片內(nèi)緣升角,G可知,影響的參數(shù)共有9個,其中為常數(shù)、為已知量，QMYDNC、可由煤的機械物理性能、鉆桿結(jié)構(gòu)和煤的厚度確定、GLY、為4個不確定參數(shù),在進行優(yōu)化設(shè)計時,將其作為設(shè)計變量,則優(yōu)化G設(shè)計變量X可表示為1234TTGYGXXDLA還可知,螺旋鉆桿裝煤生產(chǎn)率Q是X的函數(shù)。因此,可用如下形式構(gòu)造螺旋鉆桿裝煤生產(chǎn)率的等價目標函數(shù)34234125COS2MINCOS4YCXXFDMN313螺旋葉片設(shè)計及強度校核根據(jù)牛頓第二定律，在垂直葉片和平行葉片方向上分解20SPDSFMAT2211COSCOSININ0DSGMTPGF其中211MYFVARCTG圖33螺旋葉片的受力分析代入上式得221221SINCOSCOSSISINDGFTVVYFARTGFARCTGYYPMFRT式中螺旋葉片對鉆粉的支持力，；PDPN鉆粉的離心力，；F微小段鉆粉的支持力，；MM重力角加速度，；G2/S鉆粉與孔壁的摩擦力，；1FN鉆粉與旋轉(zhuǎn)面的摩擦力，；2鉆粉與孔壁的摩擦系數(shù)；1U鉆粉與旋轉(zhuǎn)面的摩擦系數(shù)；2鉆桿的旋轉(zhuǎn)角速度；鉆桿的推進速度；V鉆粉離旋轉(zhuǎn)軸在軸的坐標；YY螺旋升角；采煤的傾角，即鉆頭與水平方向的夾角；由得21SINSINDPVGYFARCTGMY21ISINYDYVMGFARCTGDY表31根據(jù)本課題所提供的參數(shù)以及參考資料1F2V030460R/MINM/S03501572035根據(jù)以上參數(shù)我們編制MATLAB程序求得葉片的最大剪切應力，MAXYM當時，MIN351708YDMAX2546NYM圖35葉片的應力分析圖36螺旋葉片在半徑方向上的位置與受力關(guān)系由上式我們可以得到在螺旋葉片危險截面在螺旋葉片與鉆桿的焊接處，在設(shè)計時只須校核處的強度滿足要求，那么整個鉆桿也就滿足強度GYD要求，按文獻，選擇埋弧焊，采用角焊逢方式，查機械設(shè)計手冊得，強度校核公式10160MPAL將，代入上式MAX307,104YDGAKM強度焊逢MAXAX23307074486YYLM，求得，焊逢寬度2100DGPA14M12KM314優(yōu)化約束條件的建立1鉆桿工作轉(zhuǎn)速的約束56螺旋鉆桿能將采下來的煤裝進工作面輸送機,為了保證螺旋鉆桿在裝煤過程中既不發(fā)生堵塞又不至于將煤拋過采空區(qū),螺旋鉆桿的轉(zhuǎn)速必須滿足如下關(guān)系12N式中為滿足鉆桿裝煤不發(fā)生堵塞的最低臨界速度,1024COSCOSQPLYGCBVHKNDLM2341012534OSCOS2QPLYXGXDMXN為防止煤塊拋過采空區(qū)的最高臨界速度,2N2COSCOS2/2YABGLHHD34222CS/COS0YXGXNXABG為螺旋鉆桿截深,0610M為鉆桿的牽引速度,M/MIN為采高,BQVHM為煤的松散系數(shù),1517為鉆桿的裝煤量系數(shù)069MPKPKLK056為浮煤堆積厚度,01MA為鉆桿外緣至輸送機間的水平距離,0H0203MB為輸送機溜槽寬度,0304MH為輸送機溜槽高度,01503MG為重力加速度,98。2/S本文的鉆桿轉(zhuǎn)速根據(jù)工作情況，已經(jīng)給定。5/MIN60/IRR或2葉片螺旋升角的約束5要使裝煤的效果不至于太差,葉片螺旋升角的范圍，33408GX54620GX3合理的鉆桿直徑57為保證螺旋葉片具有足夠的裝煤空間,防止堵塞或過多的循環(huán)煤量,在主軸結(jié)構(gòu)布置時盡量減小鉆桿直徑,使葉片直徑DY與鉆桿直徑DG保持一定的比例。一般控制71025YDGX4螺旋葉片厚度的取值88595014GXX5保證合理螺旋葉片的螺距89螺距是相鄰兩螺線之間的軸向距離，在確定了導程和頭數(shù)以后，螺距即可求得。為了使兩葉片之間的空間能順利排煤而不被大快煤卡住，兩葉片間距應為。COS40LM1022341284COS0YGXDX（6）等式約束2YYGLTDT外緣內(nèi)緣則1450YGXTLD根據(jù)以上條件，采煤機螺旋鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型為34234125COS2MINCOS4YCXXFXMN10234341253422233454671859COSCOS02COSCS/082004QPLYYYGXBVHKXXDMNXNHHDABGGXDGXX12234123140COS0YYGGDXXTL315模型的求解在MATLAB65中，通過計算機編程，求解得0192481653014TXF即螺旋葉片的鉆桿直徑192GDM螺旋葉片的導程48L螺旋升角、65G36Y螺旋葉片的厚度1螺旋鉆桿的排煤量308/QMS265GYC螺旋采煤機的各種鉆桿通過以上模型，在MATLAB65中編程函數(shù)求解得各種型號的鉆桿的設(shè)計參數(shù)如下表32鉆桿的設(shè)計參數(shù)鉆桿名稱YDM葉片數(shù)升角CA導程LMGD中間鉆桿4801266448192首節(jié)鉆桿5702282570220首節(jié)鉆桿6702282670266首節(jié)鉆桿7702282770305穩(wěn)定器鉆桿4502280452192穩(wěn)定器鉆桿5502282550218穩(wěn)定器鉆桿650228265025832鉆桿軸及連接件的設(shè)計表33幾種常用軸用材料的及A值軸的材料Q235A，20Q237,354540CR,35SIMN,38SIMNMO,3CR13N/2M1525203525453555A14012613511212611211297本設(shè)計中軸的材料為45號無逢鋼管，根據(jù)機械設(shè)計手冊（新版1）表1114查得，206EGA794PA選擇25，軸的彎扭合成強度計算鉆桿設(shè)計為一空心軸，鉆桿傳遞的扭矩為，軸的外徑，內(nèi)徑，長MGDGD度為，空心軸的用料情況可用軸的截面積，扭1570LM2/4S轉(zhuǎn)穩(wěn)定的臨界剪應力，扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定的臨界剪應力MAX416GMDD（E為彈性模量）。材料的允許剪應力也為。3207BDD（1）軸上的輸出轉(zhuǎn)矩T6132095951095319806PTKNMN其中為聯(lián)軸器的效率，取值為099,考慮動載荷以及過載,工作情況系數(shù)，取聯(lián)軸器工作情況系數(shù)。2KK（2）軸的扭轉(zhuǎn)強度條件根據(jù)材料力學知識，軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為416GTTDWD取25MPA1460GTGXDD扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定的臨界剪應力327BDDE32241600GGTGXDD圖37鉆桿所受擠壓應力圖（3）軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件取0548GTLGDD3450GLX圖38鉆桿所受應力圖上述問題的優(yōu)化設(shè)計數(shù)學模型如下21432243446070580GTGGGGDXFXDXXESTXTLGX對于該非線性問題的求解，通過計算機編寫LINGO程序，求解得OBJECTIVEVALUEF1979202VARIABLEVALUEX108故螺旋鉆桿的內(nèi)徑為108M螺旋采煤機的各種鉆桿通過以上模型，在LINGO中編程求解得各內(nèi)徑參數(shù)如下DD表34鉆桿的優(yōu)化參數(shù)鉆桿名稱Y葉片數(shù)GDMD中間鉆桿4801192108首節(jié)鉆桿5702227136首節(jié)鉆桿6702266159首節(jié)鉆桿7702305183穩(wěn)定器鉆桿4502190100穩(wěn)定器鉆桿5502218130穩(wěn)定器鉆桿650225815433聯(lián)接套的設(shè)計本設(shè)計中軸的材料為35SIMN，所以選擇206EGA794PA35,聯(lián)軸套與鉆桿采用焊接方式，焊縫不低于，設(shè)聯(lián)軸套的內(nèi)徑1M和外徑分別為和，聯(lián)軸套采用鑄造方式成型，聯(lián)軸套的設(shè)計如下圖DD（1）軸上的輸出轉(zhuǎn)矩T6132095951095319806PTKNMN其中為聯(lián)軸器的效率，取值為099,考慮動載荷以及過載,工作情況系數(shù)，取聯(lián)軸器工作情況系數(shù)。2KK（2）軸的扭轉(zhuǎn)強度條件由圖示知，在套筒上開有四個孔，故取41052TWDD圖38鉆桿接結(jié)套截面示意圖根據(jù)材料力學知識，軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為41605TTDWD取，則3MPA11426005TXG扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定的臨界剪應力，則327BDDE3212412600XTDGXX（3）軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件458TLGDD取，則03412580TLGXX（4）焊接和工藝條件為了保證足夠的強度，焊縫不低于焊縫不低于，故聯(lián)接套的外12M徑要大于鉆桿軸徑的2倍焊縫以上，內(nèi)徑要小于得鉆桿軸徑，得DGDGD0GD4則42510GGXDX為了保證合理的工藝結(jié)構(gòu)，即套筒的內(nèi)徑和外徑保證一定的比列，通同時在結(jié)構(gòu)上要滿足強度條件的要求，通常取，則可以得056DD到其約束方程為612705GXX根據(jù)以上的約束條件，可以建立對套筒結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)學模型，取設(shè)計變量，則其數(shù)學模型表達如下12XDD目標函數(shù)21054XF約束條件11232112423412425162718600570800TGXGXEXTLGSTGXDXGX求解得,123X聯(lián)結(jié)套通過以上模型，在LINGO80中編程，求解得各聯(lián)結(jié)套的外徑和內(nèi)徑優(yōu)化參數(shù)如下DD表34鉆桿的優(yōu)化參數(shù)鉆桿名稱GMDDMDM中間鉆桿192108222132首節(jié)鉆桿227136251150首節(jié)鉆桿266159290174首節(jié)鉆桿305183329197穩(wěn)定器鉆桿192108222132穩(wěn)定器鉆桿218130242145穩(wěn)定器鉆桿258154282169本章主要利用了最優(yōu)化方法對螺旋鉆頭各參數(shù)進行的設(shè)計，通過設(shè)計出來的結(jié)論與實際工作中的鉆桿進行比較，本設(shè)計的鉆桿煤的輸送能力提高了，在滿足強度條件的情況下通過優(yōu)化設(shè)計，減少了材料，因此本設(shè)計6采取的具有積極意義。4傳動減速箱的設(shè)計計算41齒輪傳動的設(shè)計與計算在只有兩個電機同時還要帶動三個鉆頭的情況下，只有需要加個減速箱來傳動一個動力。設(shè)計時，通過左螺旋鉆頭帶動中間鉆頭旋轉(zhuǎn)。在這里的減速箱的設(shè)計中它既要滿足可以傳動動力的問題。同時還要滿足等比傳動，即傳動比為1，還有就是它的體積盡可能小，初步所設(shè)計的減速箱如圖41示圖41齒輪設(shè)計示意圖同時為了要保證1與3軸的轉(zhuǎn)向相同。為實現(xiàn)使其體積較小，本文設(shè)計齒輪1、4相同，齒輪2、3相同，并且齒輪1、4小于齒輪2、3，因此它也保證了等比傳動，同時使體積較小。411基本的參數(shù)1電機的功率32PKW2轉(zhuǎn)速160NRM412齒輪的計算1、擇齒輪的材料查表817小齒輪軸選用，20RNICMT562HRC滲碳淬火2,VBO替代材料大齒輪選用40485R，表面淬火。2、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算（以下設(shè)計參考機械設(shè)計工程學12）查機械手冊10，齒輪的傳動效率如下表41所示表41齒輪的傳動效率精度等級效率7級精度（油潤滑）0988級精度（油潤滑）0979級精度（油潤滑）096第一級齒輪模數(shù)的確定原則如下表42齒輪模數(shù)最大扭MAX/TN90020002000350035006000模數(shù)6810（1）確定齒輪傳動精度等級按3102TPVN估取圓周速度045/TVMS參考表814，表815選取，齒輪第公差組8級T（2）齒寬系數(shù)D查表823按齒輪相對軸承為非對稱布置，取08D（3）小齒輪的齒數(shù)1Z在推薦值2040中小齒輪的齒數(shù)24大齒輪的齒數(shù)40Z（4）齒數(shù)比U2140/67U（5）齒輪的轉(zhuǎn)矩T由式（853）得661711329509502PNTNMA（6）載荷系數(shù)K由式（854）得18,AVKVVT,使用系數(shù),查表820得,動載荷系數(shù)查表57得初值齒向載荷分布系數(shù)K查表60得齒向載荷分配系數(shù),由式（855）及得01832COS40167查表821并插值12K則載荷系數(shù)K的初值T111810712TK14141T（7）彈性系數(shù)EZ查表822,18982NM（8）節(jié)點影響系數(shù)H查表884得25120,XHZ（9）重合度系數(shù)Z查表865（）得087（10）許用接觸應力H由式（869）得11LIM1HNWHZSLI869接觸疲勞應力查圖得2LIM150/HN由式（869）得2LI2WHNZSLIM869接觸疲勞應力查圖得2LIM210/H（11）硬化系數(shù)WZ871W查表及說明得（12）接觸強度安全系數(shù)HS查表827，按一般可靠度查11取11MIN10LHS1215036HN22109HNM故的設(shè)計初值1D1TD為2731240168950783667TTD故的設(shè)計初值22TD為27321410168950781579TTDM（13）齒輪模數(shù)M126379260810TDZM查表（14）齒輪的參數(shù)A分度圓直徑的計算12402TTDZMB齒頂高的計算12HA0MC齒根高的計算F12HACM10251MD齒全高的計算1225HACME中心距A120430ZF齒寬1MIN82167309DTBM取,大齒輪,小齒輪7B81248BM413彎曲強度校核計算由公式866,，齒型系數(shù)，查公式867,2FFSFKTYBDM1FY取小輪,大輪1265FY236F應力修正系數(shù)，查圖,取S8小輪,大輪1217SY重合度系數(shù)，由公式867,取Y0257/05/60許用彎曲應力，由公式871FLIM/NXYS彎曲疲勞應力，查圖872,取LIF，2LIM10/FN2LIM210/FN彎曲壽命系數(shù)，查圖873,取Y12N尺寸系數(shù)，查圖874,取XY安全系數(shù)，查表827,取FS13則1LIM11/FNXFYS2038465/2LIM2FNXFYS210/37691112FFSKTYBD740265107897N/MF212FFSKTYBD7410982361706372N/MF故彎曲疲勞強度滿足要求。42軸的設(shè)計計算421按扭轉(zhuǎn)強度概略計算軸徑由前面計算出來的齒輪直徑，本文設(shè)計1、3軸為齒輪軸，現(xiàn)在本位主要對第2根軸進行的計算。1）選用45號鋼，調(diào)質(zhì)。查表“軸的常用材料及其機械性能”得142650MNB3S21530MN查表“軸的許用彎曲應力”得29B按式計算軸的直徑3NPCDC為與許用扭轉(zhuǎn)應力有關(guān)的系數(shù)C11012KW60MINR31D所以，取4065150DM422計算支反力和繪彎扭矩圖由圖41可知第2根軸的受力情況，它一方面受到齒輪1、3對它的作用力，同時該軸還有軸承對它的支撐作用力。設(shè)計時，各段長度為13250LM根據(jù)受力分析和材料力學知識，計算其支反力和繪出其彎扭矩圖，如下所示（A）示意圖B垂直面受力圖C垂直面彎矩圖D水平面受力圖E水平面彎矩圖F合成彎矩圖G扭矩圖剖面EE與剖面CC之間的轉(zhuǎn)矩49510TPNK9550000132/65099153120NM4其中17508TFN2TTAN1R0758263NTAN2RF0175863725N1）垂直平面內(nèi)支承點A的支反力LLFRTTVA3232175080175801N垂直平面內(nèi)支承點B的支反力LLFRTTVB21217508750801N2垂直平面內(nèi)剖面CC處的彎矩3LRMVBC1750826NM垂直平面內(nèi)剖面EE處的彎矩17508VEL26NM3水平平面內(nèi)支承點A的支反力LLFRRRHA32132675067501249N水平平面內(nèi)支承點B的支反力LLFRRRHB121263750637250249N5水平平面內(nèi)剖面CC處的彎矩3LRMHBC2549018CNM水平平面內(nèi)剖面EE處的彎矩1LRHAE2549038EMNM5剖面CC處的合成彎矩22VHC26385425910CMNM剖面EE處的合成彎矩2EVEH26385425910EMNM同樣對于第1、3軸的設(shè)計和校核也可以類似軸2的方式進行。423強度精確校核（驗算安全系數(shù)）根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和彎矩圖及扭矩圖可見，剖面EE為危險截面，故對之作精確校核。1）查表“螺紋、鍵、花鍵、橫孔處及配合的邊緣處有效應力集中系數(shù)、”得過盈配合為時的應力集中系數(shù)K67RH164K52）查表“尺寸系數(shù)、”（按毛坯尺寸），得尺寸系數(shù)0813）查表“不同表面粗糙度的表面質(zhì)量系數(shù)”（按表面磨削考慮）得表面質(zhì)量系數(shù)14）綜合影響系數(shù)KK164083KK14508275）彎曲應力幅EAWM其中EDTTBD232180EMB2T57則3601EWM7295601A24NM6）平均應力MA242015N7）扭轉(zhuǎn)應力幅TEAW其中35094167NMDTTBDTE23235601W218753ANM8）扭轉(zhuǎn)平均應力206MA9）只考慮正應力時的安全系數(shù)2650NB3S215M30NMBAKS13036425421567S只考慮切應力時的安全系數(shù)MBAK15784037185379061S則工作安全系數(shù)S222305761S按材質(zhì)不夠均勻，計算不夠精確。查表“軸的許用安全系數(shù)”得S1518可知S故軸滿足強度要求。5推進液壓缸、機架以及導軌的設(shè)計51液壓缸的設(shè)計采煤機的推進機構(gòu)采用由液壓作為推進的驅(qū)動力，根據(jù)采煤機的工作情況1、的切割的阻力不大于。350/KNM2、支撐液壓缸的行程。13、推進機構(gòu)的總行程。94、液壓系統(tǒng)的油壓，不低于16。A圖51推進機構(gòu)設(shè)計示意圖采煤機在工作時，受到切割阻力和推進阻力，根據(jù)煤層對鉆頭的作用力，以及螺旋鉆桿在前進和后退時受到的阻力，可以計算推進液壓缸作用在活塞上的載荷，油液作用在單位面積上的壓強15FPPAA作用在活塞上的載荷，N2活塞的有效工作面積，M從上式可知，壓力值的建立是由載荷的存在而產(chǎn)生的，在同一個活塞的有效工作面積上載荷越大，克服載荷所需要的壓力就越大。最高允許壓力，也是動態(tài)試驗壓力，是液壓缸能用以長期工作的壓力，MAXP是液壓缸在瞬間所能承受的極限壓力。各國規(guī)范通常規(guī)定為MAX15PPM為公稱壓力根據(jù)液壓缸的總行程和推進運動動作，初步設(shè)計液壓鋼如下圖52推進液壓示意圖511鋼筒的設(shè)計計算圖53位移循環(huán)圖在上述工作的基礎(chǔ)上，應對主機進行工況分析，工況分析包括運動分析和動力分析，對復雜的系統(tǒng)還需編制負載和動作循環(huán)圖，由此了解液壓缸或液壓馬達的負載和速度隨時間變化的規(guī)律，以下對工況分析的內(nèi)容作具體介紹。A、運動分析主機的執(zhí)行元件按工藝要求的運動情況，可以用位移循環(huán)圖LT，速度循環(huán)圖VT，或速度與位移循環(huán)圖表示，由此對運動規(guī)律進行分析。1位移循環(huán)圖LT圖41為液壓機的液壓缸位移循環(huán)圖，縱坐標L表示活塞位移，橫坐標T表示從活塞啟動到返回原位的時間，曲線斜率表示活塞移動速度。該圖清楚地表明液壓機的工作循環(huán)分別由快速下行、減速下行、壓制、保壓、泄壓慢回和快速回程六個階段組成。2速度循環(huán)圖VT或VL工程中液壓缸的運動特點可歸納為三種類型。圖54為三種類型液壓缸的VT圖圖54速度循環(huán)圖第一種如圖54中實線所示，液壓缸開始作勻加速運動，然后勻速運動，最后勻減速運動到終點；第二種，液壓缸在總行程的前一半作勻加速運動，在另一半作勻減速運動，且加速度的數(shù)值相等；第三種，液壓缸在總行程的一大半以上以較小的加速度作勻加速運動，然后勻減速至行程終點。VT圖的三條速度曲線，不僅清楚地表明了三種類型液壓缸的運動規(guī)律，也間接地表明了三種工況的動力特性。B、動力分析動力分析，是研究機器在工作過程中，其執(zhí)行機構(gòu)的受力情況，對液壓系統(tǒng)而言，就是研究液壓缸的負載情況。1液壓缸的負載及負載循環(huán)圖1液壓缸的負載力計算。工作機構(gòu)作直線往復運動時，液壓缸必須克服的負載由六部分組成CFIMBFF式中為切割阻力；為摩擦阻力；為慣性阻力；為密封阻力；CFFIMF為排油阻力。B圖55導軌形式切割阻力CF螺旋采煤機的最大截割阻力為，由于本推進機構(gòu)采用2MAX350KN個液壓缸系統(tǒng)，故A172C表51摩擦因數(shù)F導軌類型導軌材料運動狀態(tài)摩擦因數(shù)F滑動導軌鑄鐵對鑄鐵啟動時低速V016M/S高速V016M/S01502001012005008滾動導軌鑄鐵對滾柱珠淬火鋼導軌對滾柱珠00500200030006靜壓導軌鑄鐵0005摩擦阻力FF為液壓缸帶動的運動部件所受的摩擦阻力，它與導軌的形狀、放置情況和運動狀態(tài)有關(guān)，其計算方法可查機械設(shè)計設(shè)計手冊。圖55為最常見的兩種導軌形式，其摩擦阻力的值為平導軌FNFV形導軌/SI/2F式中F為摩擦因數(shù)，參閱表51選??；為作用在導軌上總的正壓力或NF沿V形導軌橫截面中心線方向的總作用力，在本文中為整個液壓缸的重力，整個液壓缸重量系統(tǒng)不大于，?。粸镚F10KG1098NGV形角，一般為90。本文設(shè)計液壓缸導軌為V形導軌，根據(jù)公式/SIN/2F01980625N慣性阻力IF慣性阻力為運動部件在啟動和制動過程中的慣性力，可按下式計算INIGVFMAGT式中為運動部件的質(zhì)量；為運動部件的加速度；KGA2/MS為運動部件的重量N；為重力加速度，；為速度變298/SV化值；為啟動或制動時間S，一般0105S，取大，/MSTT05T則IGVFGT980357N表51螺旋采煤機鉆桿推進速度鉆桿推進速度單位值工作狀態(tài)前進后退調(diào)度狀態(tài)前進后退M/MIN017235密封阻力MF密封阻力指裝有密封裝置的零件在相對移動時的摩擦力，其值與密封裝置的類型、液壓缸的制造質(zhì)量和油液的工作壓力有關(guān)。在初算時，可按缸的機械效率考慮；驗算時，按密封裝置摩擦力的計算公式計算。09油阻力BF排油阻力為液壓缸回油路上的阻力，該值與調(diào)速方案、系統(tǒng)所要求的穩(wěn)定性、執(zhí)行元件等因素有關(guān)，在系統(tǒng)方案未確定時無法計算，可放在液壓缸的設(shè)計計算中考慮。由于采煤機的切割阻力很大，密封阻力和排油阻力可以忽略不計MFB即，。0MFB則CFIMBF175690N512液壓缸工作壓力的確定液壓缸要承受的負載包括有效工作負載、摩擦阻力和慣性力等。液壓缸的工作壓力按負載確定。對于不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，采用的壓力范圍也不同。設(shè)計時，液壓缸的工作壓力可按負載大小及液壓設(shè)備類型參考表52、表53來確定。表52液壓缸的公稱壓力（單位MPA,GB793887）0631016254063100160250315400表53各類液壓設(shè)備常用的工作壓力單位MPA設(shè)備類型一般機床一般冶金設(shè)備農(nóng)業(yè)機械、小型工程機械液壓機、重型機械、軋機壓下、起重運輸機械工作壓力163631610162032表54液壓缸中的背壓力系統(tǒng)類型背壓力A回油路上有節(jié)流閥0205回油路上有背壓閥或調(diào)速閥0515采用輔助泵補油的閉式回路1015主液壓缸計算1初選液壓缸工作壓力由工況分析可知，推進階段的負載力最大，所以，液壓缸的工作壓力按此負載力計算，根據(jù)液壓缸與負載的關(guān)系，選。液壓缸回6120PA油腔有背壓，設(shè)背壓，取往復速比610PA15A表55液壓缸工作壓力與活塞桿直徑液壓缸工作壓力P（MPA）5577推薦活塞桿直徑05055D0607D07D表56液壓缸往復速度比推薦值液壓缸工作壓力P（