畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-EBZ160緊湊型掘進(jìn)機(jī)行走部和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

.緒論隨著我國(guó)煤炭事業(yè)的發(fā)展。因采煤機(jī)械和綜合機(jī)械化水平的速度提高，要求有與之相適應(yīng)巷道掘進(jìn)速度。傳統(tǒng)的鉆煤掘進(jìn)效率低，人海戰(zhàn)術(shù)和小型機(jī)械化裝備，還是不能滿(mǎn)意足需要。目前，國(guó)內(nèi)外研制和使用巷道掘進(jìn)機(jī)種類(lèi)繁多。主要分為兩大類(lèi)：全斷面巷道掘進(jìn)機(jī)和部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)。全斷面巷道掘進(jìn)機(jī)主要用于掘進(jìn)巖石巷道，這類(lèi)掘進(jìn)機(jī)功率大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，巷道斷面形狀單一。在煤炭工業(yè)中沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，其工作機(jī)構(gòu)僅能同時(shí)截割工作面煤巖斷面的一部分。為截割破落整個(gè)工作面的煤巖必須在斷面內(nèi)多次連續(xù)地移動(dòng)工作機(jī)構(gòu)的截割頭。故此它能實(shí)際掘出所需巷道斷面形狀。它主要用于掘進(jìn)煤或半煤巖巷道。近年研制的掘進(jìn)機(jī)有以下趨勢(shì)：廣泛采用懸臂式可伸縮的工作機(jī)構(gòu)，改善起截割性能和使用范圍。采用橫軸式截割頭，以減少機(jī)器振動(dòng)，增加機(jī)器穩(wěn)定性。廣泛采用觸爪式裝載機(jī)構(gòu)和履帶式行走機(jī)構(gòu)。加大掘進(jìn)機(jī)的總功率和提高液壓系統(tǒng)的工作壓力。改進(jìn)噴霧除主裝置，支護(hù)設(shè)備和配套轉(zhuǎn)載設(shè)備。當(dāng)前，我國(guó)煤礦由于一井一面采煤方法的普遍采用，其開(kāi)采速度大大加快，因而帶來(lái)采掘機(jī)械化比例失調(diào)的矛盾更加突出。特別是易采的中厚煤層資源日益減少，而薄煤層的開(kāi)采比例逐年增加，在全部采準(zhǔn)巷道中，半煤巖巷的比例已經(jīng)達(dá)到25%，但這些巷道中的90%仍舊采用著傳統(tǒng)的炮掘作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性差。目前，我國(guó)大部分局、礦使用的幾種主要機(jī)型多是上世紀(jì)六、七十年代設(shè)計(jì)的，這些老產(chǎn)品設(shè)計(jì)陳舊過(guò)時(shí)、元部件可靠性差、開(kāi)機(jī)率低、維護(hù)量大，而且機(jī)重偏輕、截割功率較小、過(guò)斷層和截割巖石的能力差，僅適合在煤巷中使用。因此急待開(kāi)發(fā)研制綜合性能好、適應(yīng)范圍廣的新型掘進(jìn)機(jī)，來(lái)解決掘進(jìn)機(jī)更新?lián)Q代的問(wèn)題，緩解采掘比例失調(diào)的緊張局面。1.1懸臂式掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)介懸臂式掘進(jìn)機(jī)是煤礦井下巷道綜掘法的主要設(shè)備，它集開(kāi)挖、裝碴和自動(dòng)行走于一體，操縱方便，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，便于支護(hù)，用于煤和半煤巖層的掘進(jìn)因此在采礦工程中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要有橫軸式掘進(jìn)機(jī)和縱軸式掘進(jìn)機(jī)。它們的主要組成部件相同，只是截割頭的布置不同。懸臂式掘進(jìn)機(jī)由切割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、除塵噴霧系統(tǒng)等組成。1.2國(guó)外掘進(jìn)設(shè)備及綜掘技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1949年第一臺(tái)懸臂式掘進(jìn)機(jī)在匈牙利問(wèn)世，經(jīng)過(guò)幾十年不斷改進(jìn)、發(fā)展的歷程?，F(xiàn)在世界上掘進(jìn)機(jī)使用已超過(guò)幾千臺(tái)。有10多個(gè)國(guó)家、20多家公司和廠商從事懸臂式掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)研究和制造。主要國(guó)家是：奧地利、英國(guó)德國(guó)、日本、前蘇聯(lián)等。(1)半煤巖巷道掘進(jìn)機(jī)普遍推廣隨著開(kāi)采深度的加大及薄煤層開(kāi)采的需要，切割煤巖的硬度及半煤巖巷道的掘進(jìn)量增長(zhǎng)，已研制的EBJ-132,EBH-132,EBJ-160等幾種掘進(jìn)機(jī)能夠勝任半煤巖巷道掘進(jìn)。半煤巖巷道掘進(jìn)機(jī)適用機(jī)型重量約45-90t.切割巖石抗壓強(qiáng)度不大于80MPa為宜。EBJ-160在切割局部硬巖時(shí)，出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)，應(yīng)以60-70t重的機(jī)型為主，可以使機(jī)器的振動(dòng)減輕，機(jī)器零件壽命延長(zhǎng)，總體經(jīng)濟(jì)效果好。(2)機(jī)器的可靠性高以先進(jìn)的制造技術(shù)為基礎(chǔ)，從原材料質(zhì)量到零部件的加工精度都能?chē)?yán)格控制，又有優(yōu)越的國(guó)際協(xié)作條件，選購(gòu)?fù)赓?gòu)?fù)鈪f(xié)件的范圍寬廣。有效的保證了主機(jī)的質(zhì)量水平。此外，今年來(lái)廣泛的采用了可靠性技術(shù)，其突出表現(xiàn)為簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)、采用將額設(shè)計(jì)。在齒輪傳動(dòng)、機(jī)械聯(lián)接及液壓傳動(dòng)方面盡量減少串聯(lián)系統(tǒng)，有的地方以嵌裝式結(jié)構(gòu)代替螺栓組結(jié)構(gòu)。既簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，又大大提高了可靠性。(3)采用機(jī)電一體化技術(shù)國(guó)外新型掘進(jìn)機(jī)均配各有完善的工況監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)。從而可早期發(fā)現(xiàn)故障，快速排出故障，大大減少停機(jī)時(shí)間。有些重型掘進(jìn)機(jī)還可配置自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以使機(jī)器的生產(chǎn)率提高30%左右，還可以保證切割機(jī)構(gòu)的負(fù)載平穩(wěn)，避免由于人工操作不當(dāng)引起的尖峰負(fù)荷，從而延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命約20%。1.3我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)研制，從1965年對(duì)HK—3仿制開(kāi)始，之后經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、制造、使用三個(gè)單位結(jié)合進(jìn)行多種小型掘進(jìn)機(jī)研制。并定型生產(chǎn)了幾種掘進(jìn)機(jī)。1975年第一臺(tái)液壓傳動(dòng)煤巷掘進(jìn)機(jī)ELMA通過(guò)技鑒定并小批量生產(chǎn)。1979年開(kāi)始,我國(guó)從英國(guó)、奧地利、日本、前蘇聯(lián)、德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家大規(guī)模的引進(jìn)設(shè)備，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至1985年共引進(jìn)16個(gè)品種188臺(tái)，對(duì)我國(guó)煤礦掘進(jìn)煤和半煤巖巷道起到重要作用。特別是通過(guò)AM50和S100的技術(shù)引進(jìn)、國(guó)內(nèi)外合作生產(chǎn)、消化吸收等方式，提高了設(shè)計(jì)、工藝制造水平?！鞍宋濉焙笃?，我國(guó)又研制40～50噸級(jí)重型掘進(jìn)機(jī)。但是，這些自行研制的掘進(jìn)機(jī)與國(guó)外觀代掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)品相比，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，在性能、效率、可靠性等方面存在較大差距。其主要原因是我國(guó)基礎(chǔ)研究不夠；設(shè)計(jì)水平不高；缺少創(chuàng)新意識(shí)；沒(méi)有掌握現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)理論與方法。因此，我國(guó)的產(chǎn)品不能滿(mǎn)足現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)切割硬度高、效率高、可靠性高、自動(dòng)化程度高的要求。當(dāng)前，我國(guó)掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)研究工作，面臨三項(xiàng)任務(wù)：一是深入消化吸收引進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)，產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化不僅僅是圖紙的轉(zhuǎn)化，制造工藝的工廠化，更重要的是對(duì)引進(jìn)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)技術(shù)的消化；二是加強(qiáng)基礎(chǔ)研究工作，主要指巖石可切割性和分類(lèi)研究，整機(jī)和主要關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)理論與方法研究；三是對(duì)現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)化機(jī)型進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，提高使用可靠性和開(kāi)機(jī)率。1.4現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)分析國(guó)內(nèi)外懸臂式掘進(jìn)機(jī)近期產(chǎn)品，可知現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是；改善切割技術(shù)、提高對(duì)硬巖切割能力、采用現(xiàn)代控制技術(shù)、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和遙控操作、研制掘錨機(jī)組，是巷道快速掘進(jìn)的發(fā)展方向。一、提高對(duì)硬巖切割能力從國(guó)內(nèi)外懸臂式掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程可以看出，早期產(chǎn)品是適應(yīng)切割煤和軟巖的輕型設(shè)備。70年代后期、人們?cè)跈C(jī)械和液壓兩方面做了大量研究工作，出現(xiàn)了切割半煤巖的中重型設(shè)備，近期多數(shù)掘進(jìn)機(jī)可切割巖石強(qiáng)度達(dá)70—100MPa，德國(guó)普拉待公司研制的E200型重型掘進(jìn)機(jī)。機(jī)重達(dá)110噸，可切割巖石強(qiáng)度為70—124MPa，最大達(dá)206MPa?？梢?jiàn)增加機(jī)重、加大切割功率，改進(jìn)切割技術(shù)，是提高硬巖切割能力的必然發(fā)展趨勢(shì)。目前重型掘進(jìn)機(jī)的切割功率多為132～00KW。超重型機(jī)都在200KW以上。為了是適應(yīng)切割硬巖，在增加機(jī)器自重的同時(shí)，新機(jī)型都實(shí)行緊湊化設(shè)計(jì)，努力降低機(jī)器高度，減少機(jī)器振動(dòng)，提高工作穩(wěn)定性。如奧地利AM65型和德國(guó)ET110型，機(jī)高都低于1.5m，并采用寬履帶，減少對(duì)地比壓，增強(qiáng)爬坡能力。在機(jī)身前、后部位裝設(shè)油缸式穩(wěn)定器，使機(jī)器切割硬巖時(shí)牢固定位，減輕振動(dòng)。機(jī)器重型化并不是唯一提高切割硬巖途徑，研究新的切割技術(shù)，不斷完善和提高已有技術(shù)，使之達(dá)到最佳切割水平，也是重要內(nèi)容。高壓術(shù)射流破巖是一項(xiàng)新的切割技術(shù)，早在70年代，就由美國(guó)人移植到懸臂式掘進(jìn)機(jī)上作為輔助切割，利用高壓水射流的沖擊、侵蝕效應(yīng)、水楔劈裂作用。達(dá)到提高破巖能力之目的。1983年英國(guó)采礦研究院與美國(guó)能源部合作，用70MPa水壓作井下試驗(yàn)，證明在提高切割巖石能力、降低刀具損耗、減少粉塵生成量、消滅切割火花等方面有明顯的效果。據(jù)英國(guó)、德國(guó)、美國(guó)等大量實(shí)驗(yàn)研究。一般認(rèn)為當(dāng)切割頭上用10～20MPa高壓水射流可顯著減低粉塵、抑制火花，用35～70MPa水射流可以提高切割效率、降低截齒消耗，用150～180MPa時(shí)才有助切效果，200MPa以上的水射流可以在硬巖中高效鉆孔。這也就形成現(xiàn)今高壓水射流助切和切割的基本概念。但是，采用高壓水射流技術(shù)，待別是水壓在100MPa以上，其元件和系統(tǒng)研制難度極大，能量消耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、費(fèi)用十分昂貴。德國(guó)試驗(yàn)室試驗(yàn)表明，在乎均切割功率120KW時(shí)，加上200MPa水射流，可切割抗拉強(qiáng)度8。3N／mm2、耐磨系數(shù)達(dá)2。2N／mm的巖石，而高壓水的動(dòng)力需要350KW。因此簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)助切和經(jīng)濟(jì)效果的統(tǒng)一，是學(xué)者和專(zhuān)家門(mén)研究的重要課題，也是高壓水射流在掘進(jìn)機(jī)上應(yīng)用的難題。二、發(fā)展自動(dòng)控制技術(shù)懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)是國(guó)外80年代以來(lái)重點(diǎn)主攻目標(biāo)之一。包含以下內(nèi)容：推進(jìn)方向控制；斷面輪廓尺寸控制；切割功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制；機(jī)器運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)和故障診斷；離機(jī)遙控操作技術(shù)。德國(guó)艾柯夫公司研制的微機(jī)輪廓和導(dǎo)向及機(jī)器運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其持點(diǎn)是用激光導(dǎo)向。由掘進(jìn)機(jī)后面巷道頂部懸掛一個(gè)激光發(fā)生器，用棱柱水晶體將激光束分裂為兩個(gè)互相垂直面，激光接收器有三條攝像晶體管線，可在600mm寬的激光束面上捕捉激射光，井將信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，控制掘進(jìn)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)位置的平行偏差和推進(jìn)方向上的角度偏差。這套系統(tǒng)于1983年開(kāi)始在ET—160和ET—110掘進(jìn)機(jī)上使用。斷面控制是采用微機(jī)技術(shù)，精確控制掘進(jìn)斷面輪廓尺才。避免超挖，減少充填量。提高巷道質(zhì)量?；驹硎抢们懈畋畚恢脗鞲衅?，取得信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)處理，然后發(fā)出指令，控制切割臂液壓回轉(zhuǎn)、升降油缸，將切割斷面輪廓和切割頭位置同時(shí)顯示在屏幕上，然后打印出數(shù)據(jù)。這種程序可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作和半自動(dòng)操作。奧地利阿爾卑尼公司的AMCS斷面輪廓與方向控制不用計(jì)算機(jī)。采用光電傳感器和邏輯電路，利用三維比例顯示器，顯示切割頭在巷道中位置，相應(yīng)同步跟蹤動(dòng)作，當(dāng)切割頭截齒接觸巷道斷面邊緣時(shí)，即發(fā)出聲響信號(hào)，然后由人工操作控制，這是一種比較簡(jiǎn)單實(shí)用，沒(méi)有反饋功能的非閉環(huán)控制系統(tǒng)。已在AM75、AM65掘進(jìn)機(jī)上使用。日本三并三他公司研制了切割功率自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，美國(guó)礦業(yè)局移植機(jī)器人技術(shù)，研制具有視覺(jué)和某些智力功能的導(dǎo)向系統(tǒng)等。機(jī)器正常運(yùn)行監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)是任何掘進(jìn)機(jī)都需要的，對(duì)重型機(jī)更是必需的。掘進(jìn)機(jī)的監(jiān)控程序，可早期鑒別技術(shù)故障，必要時(shí)發(fā)出指令停止運(yùn)轉(zhuǎn)。主要功能是對(duì)各電機(jī)負(fù)荷電流和溫升的顯示檢測(cè)及示警保護(hù)；液壓系統(tǒng)的油壓、油溫、泊位、污染及過(guò)濾裝置工況檢測(cè)及保護(hù)；高壓水和冷卻水系統(tǒng)的檢測(cè)與保護(hù)等。這些保護(hù)系統(tǒng)只要有足夠的傳感器和傳感裝置。需要監(jiān)測(cè)那個(gè)部位時(shí)，只需提供可安裝的位置就可實(shí)現(xiàn)。重要的是從必要性和可靠性角度設(shè)計(jì)選取?？傊刂萍夹g(shù)發(fā)展日新月異，為實(shí)現(xiàn)并下懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)控制、遙控開(kāi)辟?gòu)V闊前景。三、發(fā)展掘進(jìn)機(jī)組，實(shí)現(xiàn)巷道快速掘進(jìn)80年代以來(lái)，綜采機(jī)械化裝備發(fā)展很快，單產(chǎn)效率迅速提高，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等先進(jìn)產(chǎn)煤國(guó)家，不斷涌現(xiàn)日產(chǎn)萬(wàn)噸、2萬(wàn)噸甚至3萬(wàn)噸高產(chǎn)高效工作面。要求采區(qū)巷道快速掘進(jìn)，保持后退開(kāi)采正常接續(xù)，目前懸臂式掘進(jìn)機(jī)效率不能滿(mǎn)足快速掘進(jìn)要求，必需研制一種新型高效快速掘進(jìn)設(shè)備。用連續(xù)采煤機(jī)開(kāi)掘煤巷，由于它具有橫向長(zhǎng)滾筒、全寬巷道上下擺動(dòng)割煤、裝運(yùn)能力大、結(jié)構(gòu)牢固、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)能力比一般懸臂式掘進(jìn)機(jī)要高。但由于沒(méi)有解決頂板支護(hù)機(jī)械化問(wèn)題，仍需掘進(jìn)幾米。停下來(lái)用其它方式支護(hù)頂板，因而并沒(méi)有真正“連續(xù)”。用連續(xù)采煤機(jī)開(kāi)掘巷道的作業(yè)方式，其效率還不能滿(mǎn)足日產(chǎn)幾萬(wàn)噸綜采工作面快速回采要求。原因就是不連續(xù)的間斷作業(yè)影響巷道掘進(jìn)速度。多年來(lái)人們一直希望有一種真正連續(xù)掘進(jìn)的機(jī)器，既能快速掘進(jìn)割煤，又能同時(shí)支護(hù)頂板和側(cè)板，掘進(jìn)與文護(hù)平行作業(yè)，一次成巷。于是出現(xiàn)了“掘錨機(jī)組”的新機(jī)型，作為與高產(chǎn)高效工作面的配套設(shè)備，是一種理想作業(yè)方式，具有很好的發(fā)展前景，令人矚目。目前這種“掘進(jìn)機(jī)組”已有幾個(gè)國(guó)家研制成功、并投入使用。如美國(guó)JOY公司的12CM30和12CM20B；奧地利VostA1Pine公司的ABM20型；英國(guó)AnJersonGrouP公司的KBⅡ型。這些機(jī)器在一般中等地質(zhì)條件下，沿煤層單巷掘進(jìn)速度可達(dá)4～6m／h，每天掘進(jìn)80～120m。真正實(shí)現(xiàn)了快速掘進(jìn)。1.5我國(guó)內(nèi)掘進(jìn)設(shè)備的發(fā)展及存在的問(wèn)題1.5.1我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的科研成果目前，我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)技術(shù)已躍上了一個(gè)新的臺(tái)階，總體水平已接近國(guó)外同行。在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)方面，掘進(jìn)機(jī)的切割功率從30kW提高到160kW，機(jī)重從13t上升到53t，切割對(duì)象從煤擴(kuò)展到半煤巖，并逐步形成了煤及半煤巖掘進(jìn)兩大系列、十多個(gè)品種。尤其是在“八五”后期至“九五”初期研制成功的EBJ系列半煤巖掘進(jìn)機(jī)，其技術(shù)性能達(dá)到并部分超過(guò)了某些進(jìn)口的同類(lèi)產(chǎn)品，具有良好的性能價(jià)格比。代表我國(guó)煤巷掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)水平的主要機(jī)型有:上海分院研制的ELMA一40型、ELMB一55型、ELMS一75型系列、EBJ一100型等掘進(jìn)機(jī)，太原分院研制的EMA一30M、EL一90型、EBJ一110型、EBJ一65/48型等掘進(jìn)機(jī)和唐山分院研制的EBZ-75型掘進(jìn)機(jī)。其中上海分院研制的ELMB一75型系列掘進(jìn)機(jī)與引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的AM一50型,51001.5.2我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)技術(shù)發(fā)展展望(1)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的適用性我國(guó)地域遼闊，地質(zhì)條件差異顯著，井型類(lèi)別眾多，開(kāi)采工藝不一。因此，綜掘設(shè)備的研制也可以從三個(gè)方面著手。（一）是在現(xiàn)有懸臂式掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行變異設(shè)計(jì)或二次開(kāi)發(fā)，使其在適應(yīng)性、功能性上得到延展。（二）是開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足高產(chǎn)高效礦井發(fā)展要求的快速綜合掘進(jìn)設(shè)備。（三）是開(kāi)發(fā)能滿(mǎn)足特殊地質(zhì)條件要求的綜合機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備。(2)產(chǎn)品使用的可靠性煤礦生產(chǎn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的可靠性要求很高。高可靠性的具體體現(xiàn)是設(shè)備的高開(kāi)機(jī)率。影響高開(kāi)機(jī)率的重要因素之一就是設(shè)備的可靠性。因此，不管是舊機(jī)型的完善還是新機(jī)型的開(kāi)發(fā)都要以可靠性為前提。作為設(shè)計(jì)者應(yīng)從設(shè)計(jì)選型可靠性出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如容量裕度、等效壽命、元件通用等;作為制造者應(yīng)從加工工藝的可靠性出發(fā)進(jìn)行制造，如材料選擇、工藝措施等;作為使用者則應(yīng)從生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性出發(fā)指導(dǎo)生產(chǎn)，如合理配置、完善系統(tǒng)、文明生產(chǎn)等。通過(guò)三個(gè)環(huán)節(jié)的互相支撐達(dá)到提高整體可靠性的目的。(3)產(chǎn)品與生產(chǎn)系統(tǒng)的配套性巷道的綜合機(jī)械化掘進(jìn)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。只有生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)扰涮篆h(huán)境都正常運(yùn)轉(zhuǎn)才能保證掘進(jìn)作業(yè)的正常進(jìn)行。根據(jù)不同的資料統(tǒng)計(jì)，掘進(jìn)機(jī)在井下作業(yè)時(shí)正常掘進(jìn)、停機(jī)支護(hù)和運(yùn)輸系統(tǒng)影響所占的時(shí)間約各占總循環(huán)時(shí)間的30%。如果我們?cè)诰C掘系統(tǒng)配套方面進(jìn)一步開(kāi)展一些有效的、合乎生產(chǎn)特點(diǎn)的研究工作，當(dāng)會(huì)對(duì)綜掘生產(chǎn)有所裨益。因此，我們的開(kāi)發(fā)工作還應(yīng)根據(jù)礦井掘進(jìn)工作面的工藝條件和工作對(duì)象，對(duì)適用不同綜掘設(shè)備的開(kāi)拓掘進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)，找出典型，提出范例，供生產(chǎn)選擇。1.5.3我國(guó)掘進(jìn)機(jī)目前存在的問(wèn)題(1)目前我國(guó)研制的產(chǎn)品主要適用于煤巷掘進(jìn)，對(duì)于硬煤及半煤巖巷道適應(yīng)性差，機(jī)器振動(dòng)過(guò)大，故障率高。(2)國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的幾種機(jī)型，除切割硬度偏低之外，內(nèi)噴霧系統(tǒng)及防碰撞裝置實(shí)際上不起作用，許多電氣保護(hù)工作不可靠，普遍存在用戶(hù)甩保護(hù)現(xiàn)象，電控系統(tǒng)抗振性差。(3)技術(shù)引進(jìn)缺少創(chuàng)新我國(guó)引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的機(jī)型生產(chǎn)多年改進(jìn)不大，尤其是不能結(jié)合我國(guó)制造，使用水平進(jìn)行改進(jìn)，逐漸暴露出許多缺點(diǎn)。1.6懸臂式掘進(jìn)機(jī)新技術(shù)的發(fā)展懸臂式掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的發(fā)展除取決于實(shí)際生產(chǎn)需要外，還受基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展水平及技術(shù)可行性的影響。隨著工業(yè)技術(shù)水平的提高和在懸臂式掘進(jìn)機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)方面經(jīng)驗(yàn)的積累，我們正在嘗試將一些新的技術(shù)成果應(yīng)用于懸臂式掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)上。1.6.1新的主機(jī)技術(shù)(1)掘錨聯(lián)合機(jī)組掘錨聯(lián)合機(jī)組是集切割、裝載、行走、錨桿支護(hù)、機(jī)載除塵等功能為一體的綜合掘進(jìn)裝備，它具有先進(jìn)的遙控操作系統(tǒng)和高效的除塵裝置，不僅可用于高效集約化礦井的煤巷快速掘進(jìn)，而且也可通過(guò)開(kāi)采方式的變化用于回采“三下”壓煤和“井田邊角煤”，最大限度地回收煤炭資源，是煤巷掘進(jìn)最理想的機(jī)型。但由于其新技術(shù)的含量較大，如何立足于現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)，盡快地開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)煤礦實(shí)際工況條件的掘錨聯(lián)合機(jī)組，解決采掘工作面接替緊張、采掘失調(diào)等難題，滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)的迫切需求，填補(bǔ)我國(guó)在這方面的研究空白，是實(shí)現(xiàn)“十五”懸臂式掘機(jī)主機(jī)技術(shù)飛躍的首要任務(wù)。(2)盤(pán)形滾刀懸臂式掘進(jìn)機(jī)利用滾壓破巖原理設(shè)計(jì)的全斷面巖巷掘進(jìn)機(jī)，能有效截割硬巖，具有掘進(jìn)速度快、效率高、巷道斷面尺寸精確、工程質(zhì)量好、超挖量少、巷道光滑等優(yōu)點(diǎn)，但由于全斷面巖巷掘進(jìn)機(jī)體積大、重量重、能耗高、適應(yīng)性差、投資巨大等弱點(diǎn)，無(wú)法廣泛代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉆爆法應(yīng)用于巖巷或隧道的建設(shè)。盤(pán)形滾刀懸臂式掘進(jìn)機(jī)是一嶄新的設(shè)計(jì)思路，它將盤(pán)形滾刀破巖技術(shù)巧妙地移植在懸臂式掘進(jìn)機(jī)上，一方面保留了懸臂式掘進(jìn)機(jī)輕便、高效、能切割任意形狀斷面的優(yōu)點(diǎn)，另一方面彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的鎬形截齒截割方式無(wú)法截割硬巖的缺憾，使懸臂式掘進(jìn)機(jī)的切割破巖能力有質(zhì)的變化。而且，與全斷面掘進(jìn)機(jī)相比，可大大降低初期投資。(3)沖擊振動(dòng)掘進(jìn)機(jī)沖擊振動(dòng)掘進(jìn)機(jī)是一種利用慣性原理，通過(guò)在普通的懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)部分增加一激振部件，利用一定頻率和振幅的沖擊來(lái)改善截割效果，以提高掘進(jìn)機(jī)的切割硬度的新技術(shù)。1.6.2新的配套技術(shù)(1)配套自移式轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)輸技術(shù)的落后是制約掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展的重要因素之一。自移式轉(zhuǎn)載機(jī)作為聯(lián)接掘進(jìn)機(jī)和帶式輸送機(jī)或礦車(chē)的橋梁，是掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)線的重要一環(huán)。由于其自帶動(dòng)力，具有自行牽引、靈活移動(dòng)的特點(diǎn)?？蓾M(mǎn)足不同的運(yùn)輸要求，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸設(shè)備的配套使用，是實(shí)現(xiàn)“十五”懸臂式掘進(jìn)機(jī)配套運(yùn)輸技術(shù)高效的主要任務(wù)。(2)配套機(jī)載錨桿支護(hù)技術(shù)支護(hù)作業(yè)與掘進(jìn)作業(yè)的不同步是影響掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展的又一關(guān)鍵。錨桿支護(hù)技術(shù)，作為先進(jìn)的支護(hù)技術(shù)，具有工藝簡(jiǎn)單、工效高、巷道斷面利用率大、材料消耗低、支護(hù)速度快、支護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì)，機(jī)載錨桿技術(shù)還有功率大、鉆孔能力強(qiáng)、功能齊全、適用范圍廣、可自帶動(dòng)力、操作安全等優(yōu)點(diǎn)，但存在操作復(fù)雜、維護(hù)成本高、一次投資大等不利因素。機(jī)載錨桿支護(hù)技術(shù)能從根本上解決掘進(jìn)、支護(hù)不同步問(wèn)題，提高掘進(jìn)生產(chǎn)率。(3)配套機(jī)載除塵技術(shù)機(jī)載除塵技術(shù)是懸臂式掘進(jìn)機(jī)配套技術(shù)的重要一環(huán)，成為掘進(jìn)機(jī)技術(shù)發(fā)展的另一關(guān)鍵。由于工作環(huán)境惡劣，機(jī)載除塵技術(shù)必須做到除塵效果好、設(shè)備體積小、功耗低、耗水量少、使用維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的內(nèi)、外噴霧除塵技術(shù)因效果差、成本高而一直無(wú)法推廣，因而影響掘進(jìn)工作面的作業(yè)安全。而采用體積龐大的巷道除塵風(fēng)機(jī)又因其不適合國(guó)情而難以推廣。具有環(huán)保價(jià)值的機(jī)載除塵產(chǎn)品“CSHY4.0型懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)載捕塵裝置”是專(zhuān)門(mén)為懸臂式掘進(jìn)機(jī)配套設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)除塵、掘進(jìn)同步作的國(guó)內(nèi)外唯一采用液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)載除塵設(shè)備。配套機(jī)載除塵技術(shù)的進(jìn)一步研究，是實(shí)現(xiàn)懸臂式掘進(jìn)機(jī)配套除塵技術(shù)突破的重要課題。1.6.3新的元部件技術(shù)(1)履帶內(nèi)藏式行星減速器懸臂式掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)是主機(jī)很重要的一大部件，它承擔(dān)著主機(jī)在作業(yè)過(guò)程中的行走、調(diào)動(dòng)任務(wù)，影響主機(jī)的靈活性。傳統(tǒng)的履帶驅(qū)動(dòng)裝置體積大，占用空間多，效率低。尤其對(duì)煤礦井下而言，利用的有效空間不足，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備性能帶來(lái)一定的影響。履帶內(nèi)藏式行星減速器傳動(dòng)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，它具有占用空間小、效率高、機(jī)器通過(guò)性好等優(yōu)點(diǎn)，已成功地應(yīng)用于工程機(jī)械如挖掘機(jī)等。將其應(yīng)用于結(jié)構(gòu)空間受限的懸臂式掘進(jìn)機(jī)是一種新的嘗試。它從性能上具有傳動(dòng)比大、傳動(dòng)效率高、輸出轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)上具有體積小、重量輕等特點(diǎn)。(2)工況監(jiān)控技術(shù)掘進(jìn)機(jī)工況監(jiān)控技術(shù)包括掘進(jìn)機(jī)工況監(jiān)測(cè)、故障診斷兩方面。通過(guò)對(duì)供電電壓、電動(dòng)機(jī)負(fù)荷和溫升控制，液壓系統(tǒng)油壓、油量、污染的監(jiān)測(cè)、油液污染和軸承溫度的監(jiān)測(cè)，最大限度地保證設(shè)備在最佳狀態(tài)下工作;在設(shè)備遇到故障時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因并予以糾正。掘進(jìn)機(jī)工況監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究，是實(shí)現(xiàn)“懸臂式掘進(jìn)機(jī)智能化的主要方面。(3)負(fù)載反饋調(diào)速技術(shù)切割牽引速度是懸臂式掘進(jìn)機(jī)的一個(gè)重要工況參數(shù)，合理的切割牽引速度不僅與掘進(jìn)機(jī)自身參數(shù)有關(guān)，還和煤巖硬度、鉆人深度和切削厚度有關(guān)，負(fù)載反饋調(diào)速技術(shù)就是利用節(jié)流調(diào)速、變量泵一負(fù)反饋無(wú)級(jí)調(diào)速和定量泵一分流合流有級(jí)調(diào)速等方式，合理調(diào)整切割牽引速度。有效地減少功率損耗，降低液壓系統(tǒng)發(fā)熱，延長(zhǎng)液壓元部件使用壽命，使掘進(jìn)機(jī)能可靠地工作。掘進(jìn)機(jī)負(fù)載反饋調(diào)速技術(shù)的研究，是提高懸臂式掘進(jìn)機(jī)可靠性的一條途徑。1.7掘進(jìn)機(jī)的工作原理掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的工作原理：液壓馬達(dá)依靠液壓泵送來(lái)的高壓油旋轉(zhuǎn)，與其聯(lián)接的減速機(jī)構(gòu)減速得到低轉(zhuǎn)速大扭矩，液壓馬達(dá)、減速機(jī)構(gòu)和鏈輪做成一個(gè)整體，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪(鏈輪)旋轉(zhuǎn)，鏈輪的輪齒和履帶的鏈軌銷(xiāo)咬合，從而實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)在履帶上爬行。同時(shí)導(dǎo)向輪起到導(dǎo)向作用，導(dǎo)向輪和張緊油缸一起作用對(duì)履帶的松緊進(jìn)行調(diào)節(jié)，支重輪起到對(duì)車(chē)身支撐作用，拖輪主要是支撐履帶。在設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程中，必須保證驅(qū)動(dòng)輪、引導(dǎo)輪、支重輪、拖輪四輪一線。懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)，需要滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)機(jī)體前進(jìn)、后退以及左右轉(zhuǎn)彎調(diào)動(dòng)的工作要求，所以履帶式行走機(jī)構(gòu)的左、右履帶裝置都采用分別單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)方式。掘進(jìn)機(jī)行走速度的調(diào)節(jié)是通過(guò)兩液壓泵的合流與否來(lái)實(shí)現(xiàn)的。掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)、后退時(shí)，左、右液壓馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)履帶運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)要轉(zhuǎn)彎時(shí)，可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)彎方向的另外一側(cè)液壓馬達(dá)，而使轉(zhuǎn)彎一側(cè)的液壓馬達(dá)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，或者可以采用以相反方向分別驅(qū)動(dòng)左右液壓馬達(dá)的方法，使機(jī)體急轉(zhuǎn)彎。1.8總體結(jié)構(gòu)掘進(jìn)機(jī)主要由截割部、裝載部、刮板輸送機(jī)、行走部、機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái)、液壓系統(tǒng)、水系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等部分組成，參見(jiàn)圖1.11-截割部2-裝載部3-刮板輸送機(jī)4-機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái)5-履帶行走部6-油箱7-操作臺(tái)8-泵站9-電控箱10-護(hù)板圖1-1整機(jī)系統(tǒng)圖2掘進(jìn)機(jī)行走部總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行走機(jī)構(gòu)為履帶式，分左右兩部分對(duì)稱(chēng)布置，與主機(jī)架相連。由于結(jié)構(gòu)相同，這里只對(duì)左行走機(jī)構(gòu)加以說(shuō)明。行走機(jī)構(gòu)主要由馬達(dá)、減速箱、主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪（也稱(chēng)導(dǎo)輪）、履帶架、履帶鏈、履帶張緊機(jī)構(gòu)組成。2.1行走機(jī)構(gòu)的型式選擇該種掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)有邁步式、導(dǎo)軌式和履帶式幾種。(1)邁步式。該種行走機(jī)構(gòu)是利用液壓邁步裝置來(lái)工作的。采用框架結(jié)構(gòu)，使人員能自由進(jìn)出工作面，并可越過(guò)裝載機(jī)構(gòu)到達(dá)機(jī)器的后面。使用支撐裝置可起到掩護(hù)頂板、臨時(shí)支護(hù)的作用。但由于向前推進(jìn)時(shí)，支架反復(fù)交替地作用于頂板，掘進(jìn)機(jī)對(duì)頂板的穩(wěn)定性要求較高，局限性較大，所以這種行走機(jī)構(gòu)主要用于巖巷掘進(jìn)機(jī)，在煤巷、半煤巖巷中也有應(yīng)用。(2)導(dǎo)軌式。將掘進(jìn)機(jī)用導(dǎo)軌吊在巷道頂板上，躲開(kāi)底板，達(dá)到?jīng)_擊破碎巖石的目的。這就要求導(dǎo)軌具有較高的強(qiáng)度。這種行走機(jī)構(gòu)主要用于沖擊式掘進(jìn)機(jī)。(3)履帶式。適用于底板不平或松軟的條件，不需修路鋪軌。具有牽引能力大，機(jī)動(dòng)性能好、工作可靠、調(diào)動(dòng)靈活和對(duì)底板適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件磨損較嚴(yán)重。目前，部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)通常采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。由于其工作環(huán)境差，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)易受潮燒毀，最好選用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。綜合上述，因此，選用履帶式。2.2行走部工作原理掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的工作原理：液壓馬達(dá)依靠液壓泵送來(lái)的高壓油旋轉(zhuǎn)，與其聯(lián)接的減速機(jī)構(gòu)減速得到低轉(zhuǎn)速大扭矩，液壓馬達(dá)、減速機(jī)構(gòu)和鏈輪做成一個(gè)整體，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪(鏈輪)旋轉(zhuǎn)，鏈輪的輪齒和履帶的鏈軌銷(xiāo)咬合，從而實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)在履帶上爬行。同時(shí)導(dǎo)向輪起到導(dǎo)向作用，導(dǎo)向輪和張緊油缸一起作用對(duì)履帶的松緊進(jìn)行調(diào)節(jié)，支重輪起到對(duì)車(chē)身支撐作用，拖輪主要是支撐履帶。在設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程中，必須保證驅(qū)動(dòng)輪、引導(dǎo)輪、支重輪、拖輪四輪一線。懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)，需要滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)機(jī)體前進(jìn)、后退以及左右轉(zhuǎn)彎調(diào)動(dòng)的工作要求，所以履帶式行走機(jī)構(gòu)的左、右履帶裝置都采用分別單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)方式。掘進(jìn)機(jī)行走速度的調(diào)節(jié)是通過(guò)兩液壓泵的合流與否來(lái)實(shí)現(xiàn)的。掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)、后退時(shí)，左、右液壓馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)履帶運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)要轉(zhuǎn)彎時(shí)，可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)彎方向的另外一側(cè)液壓馬達(dá)，而使轉(zhuǎn)彎一側(cè)的液壓馬達(dá)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，或者可以采用以相反方向分別驅(qū)動(dòng)左右液壓馬達(dá)的方法，使機(jī)體急轉(zhuǎn)彎。2.2.1驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輪是將傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳至履帶，以產(chǎn)生使掘進(jìn)機(jī)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。驅(qū)動(dòng)輪齒形分直線齒形和凹形齒形，與履帶板的嚙合形式有關(guān)。本文研究的驅(qū)動(dòng)輪為凹形齒形，與履帶板凸齒正好相嚙合，此結(jié)構(gòu)履帶板彎度大，驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，嚙合平穩(wěn)，不易發(fā)生沖擊，適用于礦用掘進(jìn)機(jī)。驅(qū)動(dòng)輪位于行走機(jī)構(gòu)后部，這樣可縮短驅(qū)動(dòng)段的長(zhǎng)度、減少功率損失，又可提高履帶的使用壽命。2．2.2履帶板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)履帶是用來(lái)將整機(jī)的重力傳給地面，并保證機(jī)械發(fā)出足夠驅(qū)動(dòng)力的裝置，由履帶銷(xiāo)將履帶板連接起來(lái)構(gòu)成的封閉環(huán)支撐著整機(jī)，并傳遞壓力及牽引力而使整機(jī)運(yùn)行。履帶板直接與地面接觸，除受到地面磨損外，還要承受整機(jī)重力和工作載荷，并經(jīng)常處于泥、煤、水等惡劣環(huán)境中工作，受到較大的沖擊載荷作用，所以要求履帶板的筋部有較高的硬度，板體應(yīng)有較高的強(qiáng)度，一般采用耐磨的合金鋼鑄造，本文研究的履帶板材料為精鑄32CrMoV，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，屈服強(qiáng)度σs可達(dá)到930MPa。履帶通常有整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)。整體式履帶板是整體澆鑄的，履帶銷(xiāo)孔較長(zhǎng)，加工困難，使履帶銷(xiāo)與銷(xiāo)孔之間存在較大間隙，泥沙容易進(jìn)入，磨損快，可用于不經(jīng)常行走的重型機(jī)器上。組合式履帶板摩擦阻力小，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，但該結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，重量大，拆裝不便，適用于經(jīng)常行走的工程機(jī)械上。行走機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)非常重要的部件之一，行走性能的好壞關(guān)鍵在于其傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算和設(shè)計(jì)和履帶板的設(shè)計(jì)。行走機(jī)構(gòu)一般采用履帶型式，兩條履帶分別由各自的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。履帶的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力有電動(dòng)機(jī)和液壓馬達(dá)兩種，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一般只置一種行走速度，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)可采用低速大扭矩馬達(dá)直接帶動(dòng)履帶鏈輪，或采用中速液壓馬達(dá)+減速器帶動(dòng)履帶鏈輪的傳動(dòng)方式，它可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。履帶結(jié)構(gòu)型式有滑動(dòng)和滾動(dòng)兩種，當(dāng)機(jī)器調(diào)動(dòng)速度≤10m/min的中、輕型掘進(jìn)機(jī)，宜采用滑動(dòng)結(jié)構(gòu)型式；當(dāng)機(jī)器的調(diào)動(dòng)速度＞10m/min的重型、特重型掘進(jìn)機(jī)，應(yīng)采用滾動(dòng)結(jié)構(gòu)型式。本次設(shè)計(jì)的掘進(jìn)機(jī)采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。左、右履帶行走機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)布置，分別驅(qū)動(dòng)。各由10個(gè)高強(qiáng)度螺栓（M30×2、10．9級(jí)）與機(jī)架相聯(lián)。左、右履帶行走機(jī)構(gòu)各由液壓馬達(dá)經(jīng)三級(jí)圓柱齒輪和二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)減速后，將動(dòng)力傳給主動(dòng)鏈輪，驅(qū)動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng)。由于現(xiàn)在液壓馬達(dá)和減速器都已經(jīng)整合為一體，可直接采購(gòu)。因此，不必單獨(dú)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)以左行走機(jī)構(gòu)為例，說(shuō)明其結(jié)構(gòu)組成及傳動(dòng)系統(tǒng)。如圖1.2、圖1.3所示，左行走機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)向張緊裝置、左履帶架、履帶鏈、左行走減速器、液壓馬達(dá)、摩擦片式制動(dòng)器等組成。摩擦片式制動(dòng)器為彈簧常閉式，當(dāng)機(jī)器行走時(shí)，泵站向行走液壓馬達(dá)供油的同時(shí)，向摩擦片式制動(dòng)器提供壓力油推動(dòng)活塞，壓縮彈簧，使摩擦片式制動(dòng)器解除制動(dòng)。本機(jī)工作行走速度為3m/min，調(diào)動(dòng)行走速度為6m/min。通過(guò)使用黃油槍向安裝在導(dǎo)向張緊裝置油缸上的注油嘴注入油脂，來(lái)完成履帶鏈的張緊（油缸張緊行程120mm），調(diào)整完畢后，裝入適量墊板及一塊鎖板，擰松注油嘴螺塞，泄除油缸內(nèi)壓力后再擰緊該螺塞，使張緊油缸活塞不承受張緊力。1-導(dǎo)向張緊裝置2-履帶架3-履帶鏈4-行走減速器5-行走液壓馬達(dá)6-摩擦片式制動(dòng)器圖2-1左履帶行走機(jī)構(gòu)2.2主要技術(shù)參數(shù)主要參考參數(shù)和要求：裝機(jī)功率：246KW截割功率：160/80KW經(jīng)濟(jì)截割煤巖硬度：≤60MPa可掘巷道斷面：18~24m2最大可掘高度：4.7m最大可掘?qū)挾龋?.6m運(yùn)輸形式：邊雙鏈行走速度：3m/min（工作）6m/min（調(diào)動(dòng)）額定電壓：1140/660v2.3設(shè)計(jì)布置傳動(dòng)方案參照EBZ-160型掘進(jìn)機(jī)采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。左、右履帶行走機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)布置，分別驅(qū)動(dòng)。各由10個(gè)高強(qiáng)螺栓與機(jī)架相聯(lián)。左右履帶行走機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)經(jīng)三級(jí)圓柱齒輪和一級(jí)行星齒輪傳動(dòng)減速后將動(dòng)力傳給主動(dòng)鏈輪，驅(qū)動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng)。本次的設(shè)計(jì)采用的是直聯(lián)高速液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)比比較大。對(duì)減速的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。現(xiàn)在以左行走機(jī)構(gòu)為例說(shuō)明其結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)。左行走機(jī)構(gòu)由導(dǎo)向張緊裝置，左履帶架，履帶鏈，左行走減速器，液壓馬達(dá)，摩擦片式制動(dòng)器等組成。摩擦片式制動(dòng)器為彈簧常閉式，當(dāng)機(jī)器行走時(shí)，泵站向行走液壓馬達(dá)供油的同時(shí)，向摩擦片式制動(dòng)器提供壓力油推動(dòng)活塞，壓縮彈簧，使摩擦片式制動(dòng)器解除制動(dòng)。2.4行走部各部分的具體設(shè)計(jì)2.4.1履帶的設(shè)計(jì)1）接地長(zhǎng)度的計(jì)算確定（2-1）式中p——掘進(jìn)機(jī)的平均接地比壓；/MPa；G——掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的重力；/N；b——履帶板寬度；/mm；L——履帶接地長(zhǎng)度；/mm平均接地比壓主要是根據(jù)底板巖石條件選取，對(duì)于遇水軟化的底板，取較小值，對(duì)于底板較硬，遇水不軟化的底板取較大值。在設(shè)計(jì)掘進(jìn)機(jī)時(shí)，推薦平均接地比壓p≤0．14MPa。掘進(jìn)機(jī)的整機(jī)質(zhì)量為45噸，履帶的寬度選擇為580mm。根據(jù)公式（2-1），可以得出：對(duì)于左右2條履帶中心距B的值?？梢酝扑]按照式(2-2)進(jìn)行選取。（2-2）其中．較小的數(shù)值適用于較小的履帶中心距B．較大的數(shù)值適于較大的中心距B。為了降低掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)彎的功率。在滿(mǎn)足整機(jī)寬度的條件下．應(yīng)盡量加大B值。取mm。圖3-1履帶板2）選取履帶板的節(jié)距選取履帶板（如圖2-1）的節(jié)距p=180mm，整體式履帶板基本尺寸應(yīng)符合規(guī)定。3）掘進(jìn)機(jī)接地履帶板個(gè)數(shù)的確定本設(shè)計(jì)所選取的掘進(jìn)機(jī)履帶板為整體式履帶板，其節(jié)距a=180mm，所以根據(jù)式可以確定履帶板與地面接觸的數(shù)量(2-3)取n=17個(gè)履帶板與地面接觸。3）履帶對(duì)地面附著力校核計(jì)算單邊履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力必須大于或等于各阻力之和．但應(yīng)小于或等于單邊履帶與地面之間的附著力。即（2-4）式中—帶對(duì)地面的附著系數(shù)。2.4.2液壓馬達(dá)及電機(jī)選擇1）單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)牽引力的計(jì)算確定。履帶行走機(jī)構(gòu)的最小牽引力應(yīng)滿(mǎn)足掘進(jìn)機(jī)在最大設(shè)計(jì)坡度上作業(yè)、爬坡和在水平路面上轉(zhuǎn)彎等工況的要求，最大牽引力應(yīng)小于在水平路面履帶的附著力。一般情況下，履帶行走機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)彎不與掘進(jìn)機(jī)作業(yè)、爬坡同時(shí)進(jìn)行，而掘進(jìn)機(jī)在水平地面轉(zhuǎn)彎時(shí)，單側(cè)履帶的牽引力為最大，故單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力的計(jì)算以平地轉(zhuǎn)彎時(shí)的牽引力為計(jì)算的依據(jù)。（2-5）其中（2-6）式中T1——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力，kN；R1——單側(cè)履帶對(duì)地面的滾動(dòng)阻力，kN；f——履帶與地面之間滾動(dòng)阻力因數(shù)，0.08～0.1；μ——履帶與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力因數(shù)，0.8～1.0；n——掘進(jìn)機(jī)重心與履帶行走機(jī)構(gòu)接地形心的縱向偏心距離，mm；G1——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)承受的掘進(jìn)機(jī)的重力，kN。B——左右兩條履帶的中心距，mm。f取0.1，由公式（2-6）得：μ取0.9，n取440mm，B取2600mm,代入公式（2-5）：表2-1附著系數(shù)數(shù)值根據(jù)單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力心須大于或等于各阻力之和，但應(yīng)小于或等于單側(cè)履帶與地面之間的附著力。，由表（2-1）得附著系數(shù)值選取0.7。符合。2）單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)輸入功率的計(jì)算確定（2-7）式中——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，kW；V——履帶行走機(jī)構(gòu)工作時(shí)的行走速度，m／s；——履帶鏈的傳動(dòng)效率。有支重輪時(shí)取，無(wú)支重輪時(shí)取0.71~0.74；——驅(qū)動(dòng)裝置減速器的傳動(dòng)效率，%。在最大速度的情況下計(jì)算，V=6m/min=0.1m/s，取0.9，取0.8，根據(jù)公式（2-7）：3）液壓馬達(dá)選型根據(jù)設(shè)備工況，選取液壓馬達(dá)的型號(hào)為基本型號(hào):A2FE125幾何排量V/(mL/r):157最高轉(zhuǎn)速/(r/min):2400最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速/(r/min):50最高工作壓力/MPa:16最大輸出轉(zhuǎn)矩/N·m:178重量/kg:294）泵站電機(jī)的功率選擇行走需要電動(dòng)機(jī)的功率為（2-8）式中P——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，KW；——液壓馬達(dá)的效率，%；——液壓泵的效率，%；——功率傳輸?shù)膿p失，%；、取0.9，取0.95，根據(jù)公式（2-8）：考慮到液壓系統(tǒng)還有其他液壓泵的功率損失．所以選取電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為YBU-75．功率為75kW。轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1470r／min。2.4.3鏈輪的設(shè)計(jì)鏈輪是鏈傳動(dòng)中的重要零件，鏈輪齒形、節(jié)距等與鏈條相關(guān)尺寸加工是否正確，將直接關(guān)系到鏈條的使用壽命。因此，必須給于足夠的重視。一、常見(jiàn)鏈輪的形狀與結(jié)構(gòu)通常，鏈輪是由齒圈、輪毅和輪幅三部分組成。常見(jiàn)鏈輪形狀有:1．單片式單雙排鏈輪。2.單凸緣式單雙排鏈輪。3。雙凸緣式單雙排鏈輪。鏈輪的結(jié)構(gòu)大致有:1.整體結(jié)構(gòu)。一般應(yīng)用在標(biāo)準(zhǔn)鏈條P=38.1以下的單、雙排，單、雙凸緣鏈輪的加工。2.焊接結(jié)構(gòu)。主要應(yīng)用在中、大規(guī)格單、雙凸緣鏈輪的加工。加工時(shí)，凸緣部分采用棒料車(chē)成凸形。齒圈部分可采用板材切割后加工外徑與軸孔，孔一端車(chē)出焊接坡口套入凸緣部分進(jìn)行焊接。焊接時(shí)要兩端焊，采用低氫焊條如T506焊條等。3．鑄造鏈輪。主要應(yīng)用在大型鏈輪的加工，加工時(shí)只加工齒圈、凸緣兩端面、外徑和內(nèi)徑及鍵槽，然后再加工齒形。環(huán)鏈輪都是鑄造的。鑄造鏈輪的材料一般有兩種，鑄鐵和鑄鋼如HTl5O、HT2O0和ZG310-570(ZG45)。4.鍛造鏈輪。主要應(yīng)用在受力較大的中、大規(guī)格鏈輪的生產(chǎn)上。鍛造時(shí)，不管是單凸緣式或雙凸緣式，一般都鍛成凸形，軸孔留出足夠的加工余量，材料利用率較低，成本高。二、鏈輪材料的選擇對(duì)于不需要熱處理的片式鏈輪，可采用Q235、Q345(16Mn)、或10、20鋼制造。一般硬度在HBl40以下，適于中速、中等功率、較大的鏈輪加工。要求熱處理的鏈輪一般選用45鋼、45鋼鍛造、45鑄鋼或4OCr鋼加工，適用于受力較大重要場(chǎng)合與高強(qiáng)度鏈條配套的主、從動(dòng)鏈輪的加工。鑄鐵鏈輪主要應(yīng)用在精度要求不高或外形復(fù)雜的鏈輪，如環(huán)鏈輪等。三、鏈輪的基本參數(shù)l、Z-齒數(shù)，2、P-鏈條節(jié)距，3、d-滾子直徑，4、d分一分度圓直徑，5、d頂一頂圓直徑，6、d根一齒根圓直徑，7、一節(jié)距角8、Q一壓力角，R一齒溝圓弧半徑。前三個(gè)參數(shù)為用戶(hù)提供的重要數(shù)據(jù)，后序參數(shù)為鏈輪設(shè)計(jì)參數(shù)可參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。四、鏈輪齒形的幾何形狀與設(shè)計(jì)原則1.鏈輪齒形的幾何形狀:常見(jiàn)鏈輪的幾何形狀有三圓弧一直線形、兩圓弧一直線形、兩圓弧凸齒形、一圓弧一直線形、齒槽中心有偏移的直線齒形和直線齒形。2.設(shè)計(jì)原則:鏈輪齒形設(shè)計(jì)主要應(yīng)滿(mǎn)足三方面要求：即嚙合要求、使用要求、工藝性與精度要求。(1)保證鏈條能順利的嚙入與嚙出，不會(huì)有干涉現(xiàn)象。(2)具有足夠的容納鏈條節(jié)距伸長(zhǎng)的能力。(3)具有合理的作用角。(4)齒廓曲線與鏈傳動(dòng)工況相適應(yīng)。(5)有利于嚙入和防止因鏈條跳動(dòng)而掉鏈。（6）加工工藝性好。目前我國(guó)所執(zhí)行的鏈輪標(biāo)準(zhǔn)為GBl244-85齒形。五、鏈輪參數(shù)計(jì)算（一）驅(qū)動(dòng)輪鏈輪設(shè)計(jì)鏈輪的節(jié)距已確定。齒數(shù)就要決定鏈輪的直徑大小。安裝在后驅(qū)動(dòng)架上就會(huì)影響到接地角和離去角，把原有設(shè)計(jì)的10個(gè)齒改成11齒，減小了接地角。使行走部前進(jìn)與后退時(shí)的受力不均的確點(diǎn)減輕。1、鏈輪分度圓直徑：（2-9）式中：——配用的鏈條節(jié)距，；——鏈輪的齒數(shù)。將，帶入公式（2-7）得：2、齒頂圓直徑：（2-10）帶入數(shù)據(jù)得：3、齒根圓直徑：（2-11）式中——分度圓直徑，mm；——齒根圓直徑，mm；——兩個(gè)履帶的厚度，mm。將，帶入（2-9）公式：。。2.4.4履帶架裝置設(shè)計(jì)履帶架的地板長(zhǎng)度要能保證17個(gè)履帶板和地面接觸，在這個(gè)設(shè)計(jì)中履帶架是承擔(dān)了負(fù)重輪的功能的。履帶架要保證導(dǎo)向輪和傳動(dòng)鏈輪的安裝以及保證履帶能在上面運(yùn)動(dòng)。履帶架見(jiàn)圖2-2。圖2-2履帶架2.4.5導(dǎo)向輪裝置設(shè)計(jì)導(dǎo)向輪作為掘進(jìn)機(jī)行走裝置的重要組成部分，起引導(dǎo)和調(diào)整履帶緊度之用。通過(guò)起伏地形時(shí)，由于懸掛裝置允許支重輪上下運(yùn)動(dòng)，履帶的緊度將會(huì)發(fā)生相當(dāng)大的變化，履帶在與主動(dòng)輪嚙合之前甚至?xí)耆沙?，同時(shí)會(huì)伴隨著甩脫履帶的危險(xiǎn)，為避免這種情況的發(fā)生，就有必要對(duì)動(dòng)態(tài)緊度進(jìn)行調(diào)整。導(dǎo)向輪輪一般安裝在前端，通常與裝緊裝置安裝在一起。導(dǎo)向輪用于正確引導(dǎo)履帶繞轉(zhuǎn)，防止跑偏和越軌。按經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向輪的輪面制成光面，中間有檔肩還作為導(dǎo)向用，兩側(cè)的環(huán)面能支持軌鏈起支重輪的作用。中間的擋肩環(huán)有足夠的高度，兩邊的褻瀆比較小。其密封也采用浮動(dòng)油封。導(dǎo)向輪主要由導(dǎo)向輪軸；O形密封圈；導(dǎo)向輪堵板；圓柱銷(xiāo)；導(dǎo)向輪輪體；鐵套；雙金屬軸套等組成，其具體結(jié)構(gòu)與安裝見(jiàn)圖2-3。其具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸選擇可參考JB/T2983.22001。根據(jù)履帶的節(jié)距t=180mm，參考JB/T2983.2－2001履帶式掘進(jìn)機(jī)引導(dǎo)輪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可得出導(dǎo)向輪直徑為，其它安裝尺寸與技術(shù)要求可參考該標(biāo)準(zhǔn)。圖2-3導(dǎo)向輪結(jié)構(gòu)圖1—導(dǎo)向輪軸；2—雙金屬軸套；3—導(dǎo)向輪輪體；4—圓柱銷(xiāo)；5—鐵套；6—螺栓；7—O形密封圈；8—端蓋；9-浮封環(huán)；10-浮動(dòng)油封O形圈；11-O形密封圈2；12-彈簧墊圈；13-螺塞。2.4.6支重輪裝置設(shè)計(jì)支重輪用螺釘固定在輪架下面，用于支撐機(jī)械的質(zhì)量，并將質(zhì)量分布在履帶板上。同時(shí)還依靠其滾輪凸緣夾持鏈軌不使履帶橫向滑脫（脫軌），保證機(jī)械沿履帶方向運(yùn)動(dòng)。支重輪按結(jié)構(gòu)可分為單邊支重輪和雙邊支重輪，采用滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸類(lèi)。支重輪緣都經(jīng)過(guò)淬火，其硬度達(dá)355—440HB。在臺(tái)車(chē)架中，特別是為提高剛度而裝置隔板時(shí)，形成的一些空腔容易被泥土堵塞而阻礙支重輪轉(zhuǎn)動(dòng)；在浸泡的土壤上運(yùn)行時(shí)，也容易堵塞支重輪。因此，有一些履帶式推土機(jī)，在臺(tái)車(chē)架外側(cè)裝有帶加強(qiáng)筋的支重輪護(hù)板。支重輪主要由值軸、輪體、軸套、浮動(dòng)油封座、螺塞墊圈、浮動(dòng)油封、環(huán)形圈、銷(xiāo)等組成，其具體結(jié)構(gòu)與安裝見(jiàn)圖2-4，其具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸選擇可參考JG/T59-1999。根據(jù)履帶型號(hào)（B型），節(jié)距180mm,參考JG/T59-1999YE掘進(jìn)機(jī)引導(dǎo)輪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其安裝尺寸與技術(shù)要求參考該標(biāo)準(zhǔn)。圖2-4支重輪輪結(jié)構(gòu)圖1—值軸；2—輪體；3—軸套；4—浮動(dòng)油封座；5—螺塞；6—墊圈7—浮動(dòng)油封環(huán)；8—O形圈；9—銷(xiāo)注：1～4為專(zhuān)用件：5～9為標(biāo)準(zhǔn)件。2.4.7張緊輪設(shè)計(jì)張緊裝置是用來(lái)調(diào)整履帶的松緊程度的，履帶張緊裝置的形式分為機(jī)械式張緊裝置和液壓張緊裝置2種形式．因?yàn)槁膸Р粌H工況惡劣，而且需要承受較大的驅(qū)動(dòng)扭矩，所以，對(duì)張緊裝置承受能力提出了更高的要求．既能夠承受較大的張緊力．還要有較高的可靠性．以此保證整機(jī)行走結(jié)構(gòu)的工作常態(tài)。其設(shè)計(jì)如圖2-5.由于履帶行走時(shí)，引導(dǎo)輪和驅(qū)動(dòng)鏈輪不在同一平面，所以行走時(shí)引導(dǎo)輪的有效接觸齒數(shù)減少，傳動(dòng)效率下降，故要通過(guò)調(diào)整中心距的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)履帶的張緊。本次設(shè)計(jì)中采用張緊油缸推動(dòng)引導(dǎo)輪實(shí)現(xiàn)履帶的張緊，活塞行程為80，額定工作壓力12MPa，最大工作壓力18MPa。緩沖裝置采用彈簧，裝配完畢后在油腔里面注滿(mǎn)鋰基潤(rùn)滑脂。張緊裝置預(yù)張力的計(jì)算:張緊裝置所受的預(yù)張力:式中：—履帶鏈單位長(zhǎng)度所受的重力，KN/mm—向輪與驅(qū)動(dòng)輪間之間的距離，mm—懸垂度，mm。1-滑動(dòng)軸承；2-軸銷(xiāo)；3-滑塊；4-導(dǎo)向輪；5、6-螺釘；7-擋蓋；8-彈簧；9-柱塞；10-柱塞缸筒；11-密封圈；12-液控單向閥；13-密封圈；14-螺母；15-墊圈；16-直軸；17-摩擦環(huán)；18-浮動(dòng)密封圈；19-螺塞圖2-5導(dǎo)向張緊裝置2.4.8安裝主動(dòng)鏈輪滑裝在軸套上，軸套與減速器的輸出軸之間用漸開(kāi)線花鍵連接，軸套與鏈輪之間用安全銷(xiāo)連接。當(dāng)履帶牽引力超過(guò)一定值時(shí)，安全銷(xiāo)斷開(kāi)，鏈輪與軸套相對(duì)滑動(dòng)，可以防止由于過(guò)載而造成的打壞減速器的輪齒或燒毀馬達(dá)的事故；不裝安全銷(xiāo)時(shí)，鏈輪與傳動(dòng)系統(tǒng)脫開(kāi)，能在軸套上相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可以實(shí)現(xiàn)用外力快速地調(diào)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)。

3液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析要求系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速無(wú)級(jí)調(diào)速，可正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)，具有剎車(chē)制動(dòng)功能，雙輪驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪可獨(dú)立工作已實(shí)現(xiàn)車(chē)輛轉(zhuǎn)向。無(wú)極變速系統(tǒng)一般可采用節(jié)流調(diào)速回路和容積調(diào)速回路兩種方式，其中節(jié)流調(diào)速是通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥、伺服閥、比例閥等控制流量的方式實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；容積調(diào)速是采用調(diào)節(jié)變量泵輸出的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，其優(yōu)點(diǎn)是控制定位準(zhǔn)確，節(jié)約能耗，可調(diào)范圍大；剎車(chē)制動(dòng)功能可采用油壓控制作用于馬達(dá)上的閘缸來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能；雙輪驅(qū)動(dòng)，而且兩驅(qū)動(dòng)輪獨(dú)立工作，可采用獨(dú)立式雙回路系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.2液壓系統(tǒng)工作原理根據(jù)以上設(shè)計(jì)分析可以得出工作原理圖，如下：

圖3-1系統(tǒng)工作原理圖1-雙向變量液壓泵2-二位二通液控伺服閥3-溢流閥4-液控卸荷閥5-雙向定量液壓馬達(dá)6-閘缸7-過(guò)濾網(wǎng)8-單向定量泵9-節(jié)流閥10-二位三通踏板式私服換向閥3.3系統(tǒng)性能分析基于以上設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)如圖3-1所示液壓系統(tǒng)，采用容積式調(diào)速方式，閉式調(diào)速回路，靜液壓驅(qū)動(dòng)裝置，即變量泵—定量馬達(dá)的裝置，利用雙向變量泵和雙向定量液壓馬達(dá)，通過(guò)改變液壓回路流量控制液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和方向，從而達(dá)到控制工程機(jī)械前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎的目的。本閉式液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)定位準(zhǔn)確靈活，節(jié)約能耗，減少了與外界的接觸，防止大量灰塵進(jìn)入油路，同時(shí)避免油泵從過(guò)多吸油和進(jìn)油，節(jié)省油箱。圖中閉式回路中選用斜盤(pán)式雙向變量柱塞泵，用手柄直接連接斜盤(pán)，通過(guò)控制斜盤(pán)傾角來(lái)改變泵的排量及油的流向；兩個(gè)單向閥對(duì)稱(chēng)連接，中間連接輔助泵構(gòu)成補(bǔ)油回路；平衡結(jié)構(gòu)采用兩對(duì)并聯(lián)的單向閥和二位二通液控伺服閥，利用互鎖原理控制回油量，以使系統(tǒng)保持平穩(wěn)，同時(shí)具有行走限速和鎖緊回路的功能，防止機(jī)械在坡道上自行下滑，也能防止機(jī)械下行時(shí)油路出現(xiàn)氣穴；圖中3為溢流閥，連接在兩相對(duì)的單向閥中間的溢流閥，限制油路的最大壓力，同時(shí)在機(jī)械起步、停車(chē)和換向時(shí)起到緩沖的作用；4為液控卸荷閥，由節(jié)流閥控制，打開(kāi)節(jié)流閥可實(shí)現(xiàn)整個(gè)閉合回路的卸荷；5為雙向定量液壓泵，連接閘缸，通過(guò)輔助回路中的二位三通腳踏式伺服閥實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，當(dāng)踏下踏板后，閘缸與輔助泵相通，通入高壓油，使閘缸鎖緊，此時(shí)若關(guān)閉節(jié)流閥，可使閘缸一直保持高壓鎖緊狀態(tài)；8為輔助泵，用以提供輔助回路的油壓，出口接溢流閥，入口接過(guò)濾網(wǎng)和油箱。4.檢修及維護(hù)保養(yǎng)機(jī)械部分檢修包括檢修質(zhì)量的一般技術(shù)要求及各部件的檢修質(zhì)量和檢修方法等。4.1一般技術(shù)要求1.檢修原則掘進(jìn)機(jī)各零部件檢修后應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及工藝要求，裝配應(yīng)按照裝配工藝規(guī)程進(jìn)行；將整機(jī)進(jìn)行解體清洗干凈，對(duì)零部件進(jìn)行術(shù)鑒定，視各零部件損壞情況確定修復(fù)的具體方案；更換的外購(gòu)件、標(biāo)準(zhǔn)件、備件需有合格證；裝修過(guò)程中，不得劃傷、磕碰零件的結(jié)合面、配合面。2.齒輪及傳動(dòng)齒輪箱齒輪任何部位若有裂紋、折斷、剝落及嚴(yán)重磨損等現(xiàn)象應(yīng)更換。齒輪的失效判斷應(yīng)根據(jù)MT291.1—92規(guī)定；齒輪齒面需要修刮時(shí)，一般只修刮大齒輪齒面；若在齒輪箱內(nèi)對(duì)妍時(shí)，應(yīng)防止磨料甩入軸承內(nèi)；齒輪箱體與箱蓋上銷(xiāo)與孔的配合應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，齒輪箱體與箱蓋的結(jié)合面，不應(yīng)劃傷，若有局部劃傷，在長(zhǎng)度不超過(guò)結(jié)合面寬的1/3，深度不大于0.3～0.5mm時(shí)，可妍磨修復(fù)；齒輪箱體不應(yīng)有變形、裂紋等，箱體允許補(bǔ)焊修復(fù)，但應(yīng)有防變形消除內(nèi)應(yīng)力措施；齒輪箱裝配后，轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活無(wú)卡阻；齒輪箱裝配后，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行空載試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)不應(yīng)有沖擊，其噪聲、溫度和滲漏不得超過(guò)MT291.1—3．軸及軸孔軸不允許有影響配合要求和強(qiáng)度要求的傷痕。重要的軸彎曲撓度不大于軸頸公差，否則需配新軸；軸孔磨損后，在整體強(qiáng)度允許的前提下，可以修復(fù)。4．軸承滑動(dòng)軸承的磨損間隙，不應(yīng)超過(guò)表6—5規(guī)定，液動(dòng)軸承徑向間隔不應(yīng)超過(guò)表4.1的規(guī)定，否則予以更換；滑動(dòng)軸承應(yīng)無(wú)嚴(yán)重?zé)齻?、點(diǎn)蝕或脫落現(xiàn)象；對(duì)于油脂潤(rùn)滑的軸承，裝配后應(yīng)注入符合規(guī)定的潤(rùn)滑脂，注油量為空腔體積的1／2—2／3；波動(dòng)軸承的內(nèi)外座因和滾動(dòng)體不得有裂痕、脫皮、銹蝕。保持架應(yīng)完整無(wú)損，轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活，無(wú)異常噪聲；交叉軸承按柱磨損不得更換少數(shù)按接，應(yīng)全套更換。更換后應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無(wú)卡阻現(xiàn)象；組裝交叉軸承應(yīng)防止熱處理軟帶作為承受力帶。表4.1滾動(dòng)軸承徑向間隙mm軸直徑允許間隙30～500.05～0.1350～800.06～0.1680～1200.07～0.18120～1800.10～0.25180～2500.12～0.305．鏈輪鏈輪齒面無(wú)裂紋，無(wú)嚴(yán)重咬傷，禁止用補(bǔ)焊修復(fù)；主動(dòng)鏈輪與從動(dòng)鏈輪的輪齒幾何中心平面應(yīng)重臺(tái)，其偏移量不得超出設(shè)計(jì)要求，若設(shè)計(jì)末規(guī)定，一般應(yīng)不大于兩軸中心距的千分之二；鏈輪與鏈條嚙合時(shí)，工作邊必須拉緊，非工作邊的下垂度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。6．聯(lián)接件、緊固件、密封件及油脂損壞鍵應(yīng)嚴(yán)格按照裝配工藝規(guī)定配制，鍵槽磨損后允許加寬量為原槽寬的5％，鍵與鍵槽之間不允許加墊，鍵應(yīng)重新配制；螺釘、螺栓、螺母的螺紋部分如有損傷應(yīng)更換，主要承力部位的螺栓、螺母應(yīng)全部更換。在安裝擰緊后，其支承面應(yīng)貼合完好；檢修時(shí)。所有橡膠密封圈、橡膠石棉墊及紙墊等密封件應(yīng)全部更換；傳動(dòng)系統(tǒng)采用的潤(rùn)滑油脂和液壓系統(tǒng)采用的液壓油，應(yīng)符合原設(shè)計(jì)規(guī)定；各種聯(lián)軸器其聯(lián)接配合面不得嚴(yán)重磨損，否則應(yīng)更換損壞件。聯(lián)軸器兩抽同軸度、端面間隙度符合設(shè)計(jì)要求。7．液壓件、管路及其他液壓件及系統(tǒng)管路在裝配前必須清洗干凈，不得將臟物帶入油路中。裝配時(shí)應(yīng)注意防塵、防銹；各種管子不得有凹痕、皺褶、壓扁、破裂等現(xiàn)象．管路彎曲處應(yīng)圓滑，軟管不得有扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象；管路排列應(yīng)整齊，便于液壓系統(tǒng)的調(diào)整和維修；機(jī)器備部位的注油通道修復(fù)后應(yīng)暢通。4.2行走機(jī)構(gòu)的要求行走減速箱與機(jī)架的結(jié)合面應(yīng)完好，若有劃傷、凸邊等應(yīng)修平，履帶架若有局部變形應(yīng)整形；著重要受力部位有裂紋等缺陷修復(fù)應(yīng)慎重，保證其強(qiáng)度及剛度要求；液壓張緊裝置中張緊柱塞鍍鉻層若有銹蝕、劃傷、剝脫現(xiàn)象應(yīng)修復(fù)或更換；機(jī)械張緊裝置修復(fù)后應(yīng)靈活可靠；履帶板。腰帶銷(xiāo)軸損壞一般應(yīng)更換；履帶板表面上防滑釘、磨損后其高度不低于原高度的40％；履帶板的銷(xiāo)孔磨損的圓度不大于直徑10％；鏈輪齒部嚴(yán)重磨損后，應(yīng)重新更換鏈輪，不允許使用補(bǔ)焊修復(fù)輪齒；履帶支重輪內(nèi)易損件，密封件應(yīng)更換；無(wú)支重輪的履帶滑動(dòng)耐磨板，磨損后應(yīng)用耐磨材料補(bǔ)焊。4.3液壓系統(tǒng)的使用1．系統(tǒng)要求按系統(tǒng)原理固要求將系統(tǒng)中各回路的溢流閥調(diào)至設(shè)計(jì)要求值，若因溢流閥不清潔或密封件損壞無(wú)法調(diào)整應(yīng)檢修溢流閥，若主要零件損壞應(yīng)整體更換，油箱中按油位加入要求牌號(hào)的液壓油；過(guò)濾器若無(wú)法清洗、更換過(guò)濾網(wǎng)時(shí)，應(yīng)整體更換；檢修時(shí)高壓膠管一般應(yīng)更換，硬管做耐壓試驗(yàn)合格時(shí)仍可使用。系統(tǒng)管路應(yīng)齊全，敷設(shè)整齊、固定可靠。2．油泵、油馬達(dá)要求各種油泵和油馬達(dá)檢修后，須經(jīng)檢驗(yàn)合格后．方可裝機(jī)使用；油泵若由于密封件損壞．達(dá)不到性能要求時(shí)、可更換密封件。檢修后進(jìn)行性能測(cè)試，壓力應(yīng)達(dá)到原油泵指標(biāo)，流量不低于系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求流量，油泵主要零件損壞，應(yīng)整體更換；各種油馬達(dá)若密封件損壞應(yīng)更換新件，并對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試．若油馬達(dá)磨損嚴(yán)重，應(yīng)更換新馬達(dá)。3．油缸要求油缸活塞桿鍍鉻層出現(xiàn)輕微銹斑、每處面積小于35mm2、整體上不多于3處，用油石修復(fù)至所要求的粗糙度后，方允許使用，否則應(yīng)重新鍍鉻，修復(fù)后尺寸應(yīng)符合原設(shè)計(jì)要求；油缸活塞桿表面粗睡度不大于1．6，缸體內(nèi)孔表面粗糙度不大于3．2；油缸作1．5倍額定壓力試驗(yàn)，5分鐘不能有內(nèi)外滲漏；試驗(yàn)后的油缸密封件一般應(yīng)更換。4．閥件及其它要求各種閥類(lèi)密封件損壞應(yīng)更換。主要元件損壞應(yīng)更換新件。各種閥修復(fù)后應(yīng)能滿(mǎn)足液壓系統(tǒng)要求；閥體上各種配合孔道表面。閥芯表面以及其它銀層表面不得剝落和出現(xiàn)銹蝕；閥用彈簧，不得有銹跡、腐蝕斑點(diǎn)，否則更換；方向控制閥檢修后，應(yīng)保證其動(dòng)作靈活，作1．5倍額定壓力的耐壓試驗(yàn)5分鐘不得滲漏；壓力表、溫度計(jì)損壞應(yīng)更換，若未損壞應(yīng)對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行校核，保證能正確可靠工作。5技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析目前，煤礦掘進(jìn)機(jī)的行走部分使用液壓馬達(dá)推動(dòng)履帶進(jìn)行整機(jī)的移動(dòng)，行走和轉(zhuǎn)向，這種行走裝置有幾點(diǎn)不足：第一是因履帶運(yùn)行必須循環(huán)，故其高度不能降至很低，顧及對(duì)地板壓強(qiáng)的因素，其長(zhǎng)度、寬度不能很小，所以液壓馬達(dá)、履帶及其傳動(dòng)減速裝置占據(jù)整機(jī)空間的比例較大，使整機(jī)體積龐大且壓縮了裝煤溜的過(guò)煤面積，不利于提高裝煤效率，第二是液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜，對(duì)油液污染敏感，造價(jià)較高，現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)體積和造價(jià)在很大程度上受其行走裝置的制約，第三是履帶式行走裝置結(jié)構(gòu)笨重復(fù)雜，安裝在整機(jī)的下方，不便于拆檢、維修。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題，多段式履帶概念設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，但是如果采用多段式的履帶設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)將極其復(fù)雜，也為控制帶來(lái)諸多困難，實(shí)用性大大降低。四履帶橫列布局，控制設(shè)計(jì)很難，在低速行走的工程機(jī)械中，可采用控制更難的縱列式多履帶設(shè)計(jì)。尤其在礦山懸臂式掘進(jìn)機(jī)受巷道截面積的約束，還期望不斷加大功率、檢修快速等，多段式履帶行走機(jī)構(gòu)減小了部件的重量，分段檢修，便于支撐拆檢。在懸臂式掘進(jìn)機(jī)進(jìn)一步大型化的需求下，多段式履帶行走機(jī)構(gòu)是可以探討的。

6結(jié)論隨著懸臂式掘進(jìn)機(jī)噸位的不斷加大，行走機(jī)構(gòu)的不斷放大，在巷道尺寸要求下，使得行走機(jī)構(gòu)加大是有限度的。在掘進(jìn)機(jī)早已開(kāi)始質(zhì)的飛躍，不再單純放大，隨著窄機(jī)身掘進(jìn)機(jī)等一系列的發(fā)明，行走機(jī)構(gòu)也已不可以不斷的放大，應(yīng)有新的設(shè)計(jì)。在履帶式工程機(jī)械液壓驅(qū)動(dòng)行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用了液壓的基礎(chǔ)技術(shù),其系統(tǒng)原理圖的優(yōu)劣決定著驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能的高低,在本次設(shè)計(jì)中,首先論述了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的主要原理,因?yàn)槁膸焦こ虣C(jī)械液壓行走系統(tǒng)大多應(yīng)用在掘進(jìn)機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)等大型機(jī)械中，除了要有較大的負(fù)載之外，在空載的情況下還要具有足夠的靈活性，可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪的前進(jìn)、快退等基本動(dòng)作，還要實(shí)現(xiàn)它的單動(dòng)，有助于機(jī)器調(diào)頭轉(zhuǎn)彎。其次是設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)原理圖，最后對(duì)主要液壓元件在系統(tǒng)中的作用和液壓系統(tǒng)中的回路分析。除了采用液壓步行式，多段式履帶可以考慮。多段式履帶行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)想法。特重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)的不斷發(fā)展將繼續(xù)使設(shè)計(jì)不斷改進(jìn)及重大創(chuàng)新