EBZ160掘進機行走部設(shè)計說明書,ebz160,掘進機,行走,設(shè)計,說明書,仿單 EBZ160型系列掘進機研制 經(jīng)濟效益分析報告 懸臂式掘進機廣泛適用于準巷道的快速掘進，適用于半煤巖、巖層、煤層，單向抗壓強度≤80MPa，f ≤6硬度的煤巖地質(zhì)條件的掘進開拓。掘進斷面最大可達24m2，最小可達7.2m2，可掘任意形狀。因此，該機可適應性大。隨著系列的開發(fā)和高新技術(shù)的融入，面對中國煤炭市場快速發(fā)展的形式，該機的推廣應用是具有很大前景的。 我廠是國內(nèi)礦山機械生產(chǎn)企業(yè)的龍頭企業(yè)，主要產(chǎn)品有大型帶式輸送機、堆取料機和選礦機械。生產(chǎn)的散狀物料處理、運輸機械及系列減速機等產(chǎn)品，在國內(nèi)市場占有主要份額。我廠整體搬遷后，生產(chǎn)能力在原有基礎(chǔ)上擴大，增添了技術(shù)先進的加工設(shè)備，廠內(nèi)有設(shè)計研究院，技術(shù)力量有一定基礎(chǔ)，具備開發(fā)研制實力和一定的經(jīng)驗。 技術(shù)合作單位遼寧工程技術(shù)大學，是國內(nèi)重點大學。該大學在采掘機械設(shè)計理論上有著突出研究基礎(chǔ)。在該校建有國內(nèi)煤炭工業(yè)礦山機械工程重點試驗室和遼寧省大型工礦裝備研究中心（重點實驗室）。 沈礦集團在積累了豐富的工程及礦山機械制造經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，以國內(nèi)生產(chǎn)煤炭機械三大廠商的產(chǎn)品為趕超目標，在國際化的工業(yè)平臺上運用先進的設(shè)計理念，在配套的零部件上采用國際名牌產(chǎn)品與技術(shù)，同時，以我國八十年代以來的采掘機械研制經(jīng)驗，高起點進入煤炭采掘行業(yè)，竭誠為煤炭采掘機械的現(xiàn)代化服務，為高產(chǎn)、高效、高安全，實現(xiàn)綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展服務。 從工廠的經(jīng)濟效益分析看，如果按年產(chǎn)100臺掘進機的生產(chǎn)能力估算，可實現(xiàn)年銷售產(chǎn)值2.5億～3億元，利稅可達8000萬～1.079億元。 從用戶經(jīng)濟效益看，該機具有很廣的使用性，同時具有較高的可靠性，集自動行進、截割破碎、星爪裝砟和運輸轉(zhuǎn)載、噴霧冷卻滅塵，幾大功能為一體，通過皮帶機等機械配套使用，可實現(xiàn)掘進、運輸連續(xù)作業(yè)，提高工作效率，縮短采煤工作面準備周期，加速提升工作面的準備質(zhì)量，具有明顯的經(jīng)濟效益。 EBZ160掘進機是在吸收國內(nèi)外掘進機優(yōu)缺點基礎(chǔ)上，博采眾家之長，應用成熟技術(shù)基礎(chǔ)上研制的，沈礦將很快成為采掘機械制造戰(zhàn)線上的一員，可為我國綜掘機械化程度的提高作出巨大貢獻。 EBZ160掘進機可行性研究報告 EBZ160掘進機可行性研究報告 一. 概述 懸臂式掘進機（又稱部分斷面掘進機）廣泛用于礦山井下巷道掘進、交通和水下隧道掘進以及其他工程的洞穴開掘。在全國煤礦中，巷道掘進量年均600萬米，其中機掘約占400萬米。金屬礦、化工礦山巷道掘進量年均100萬米，機掘量為零。到2025年，約有13000～18000萬米的掘進工程量。 2004年，我國現(xiàn)有9個掘進機生產(chǎn)單位，累計年產(chǎn)各種類型掘進機近300臺，遠遠滿足不了國內(nèi)市場需求。于是有能力的企業(yè)進口國外產(chǎn)品，但配件供應難以保證，而且投資極大。 因此研發(fā)懸臂式掘進機的必要性很大。 由于該機的技術(shù)含量高，生產(chǎn)該機必然帶來可觀的經(jīng)濟效益。該機的生產(chǎn)效率高，也會給用戶帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。該機的生產(chǎn)增加了我們廠的產(chǎn)品品種，同時也使我們廠進入到了煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域和其他基礎(chǔ)工程建設(shè)領(lǐng)域。該機的生產(chǎn)也使遼寧省的裝備制造業(yè)增加了新的品牌。其社會效益十分顯著。 我廠是國內(nèi)礦山機械生產(chǎn)企業(yè)的龍頭企業(yè)，產(chǎn)品有大型帶式輸送機、堆取料機、選礦機械、生產(chǎn)運輸機械以及系列減速機等。產(chǎn)品在國內(nèi)市場占有主要份額。我廠整體搬遷后，生產(chǎn)能力在原有基礎(chǔ)上擴大，增添許多臺技術(shù)先進的加工設(shè)備。廠內(nèi)有設(shè)計研究院，技術(shù)力量雄厚，已經(jīng)具備開發(fā)新產(chǎn)品的實力和經(jīng)驗。 因此，研發(fā)懸臂式掘進機我廠有明顯優(yōu)勢。 二. 技術(shù)可行性分析 該類型掘進機在國內(nèi)外屬定型產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)原理是成熟的。但任何一種機械設(shè)備都不是十全十美的，都有其不足之處。我們針對其不足之處進行技術(shù)創(chuàng)新，使設(shè)備得到技術(shù)改造，這是完全可行的。 首先，掘進機的結(jié)構(gòu)型式和尺寸與用戶的使用條件相關(guān)，因此，掘進機是個性化設(shè)計的產(chǎn)品，但目前國內(nèi)廠家生產(chǎn)的掘進機均為仿制。我們要研究“量體裁衣”的優(yōu)化的設(shè)計方法。 我們還要根據(jù)用戶需要，研究掘錨一體化機型，使我國掘進機達到世界先進水平。 我們技術(shù)依托單位是遼寧工程技術(shù)大學，是國家重點大學，掌握掘進機設(shè)計理論，掌握國內(nèi)外掘進機發(fā)展動態(tài)，在該校建有“國家煤炭工業(yè)礦山機械工程重點實驗室”和“遼寧省大型工礦裝備研究中心（重點實驗室）”。有很強的研發(fā)實力。 三. 項目成熟程度 由于我們已經(jīng)掌握了掘進機的結(jié)構(gòu)原理，掌握了掘進機的設(shè)計理論，因此，在深入用戶進行使用情況調(diào)研的基礎(chǔ)上，找到掘進機現(xiàn)存的薄弱環(huán)節(jié)及其不足，然后對其進行創(chuàng)新性改造，這是很有把握的。 煤巖截割理論、掘進機工作機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論，皆是我們掌握的成熟理論。 掘錨一體化在國外進口的機型上已經(jīng)實現(xiàn)，我們經(jīng)過消化吸收之后，即可用于我們的機型。 因此，該項目在理論上完全成熟，在加工制造業(yè)上不存在任何困難。 四. 與本企業(yè)合作院校研發(fā)能力 與我廠合作的遼寧工程技術(shù)大學是國家重點大學，在礦山機械理論方面是國內(nèi)最有影響的學校之一，該校與多家企業(yè)合作，研發(fā)出填補國內(nèi)空白的產(chǎn)品。刨煤機、刮板輸送機、滾筒采煤機等產(chǎn)品在該校的參與下，均接近國際水平。 五. 市場需求情況 我國煤礦年掘進約600萬米，其他礦山年掘進量約1000多萬米，再加上其他基礎(chǔ)工程巷道隧道掘進，到2025年，總共約有1.4～1.8億米的掘進工程量。 我國現(xiàn)有9個掘進機生產(chǎn)單位，累計年產(chǎn)各種類型掘進機近300臺，按每臺掘進機年掘進5000m～10000m計算，缺口極大。達產(chǎn)后按年產(chǎn)30臺計算，可占國內(nèi)市場十分之一。若按均勻生產(chǎn)模式安排生產(chǎn)，爭取月產(chǎn)5臺掘進機，年產(chǎn)60臺，爭取占國內(nèi)市場五分之一到四分之一。 第二階段產(chǎn)品開發(fā)的目標是把若干高新技術(shù)用于改良產(chǎn)品： 激光定向； 在線檢測與故障檢測； 工礦參數(shù)可視化； 巷道斷面形狀計算機控制等。 這就可使該產(chǎn)品達到世界先進水平，并推向國際市場，參與國際競爭。這樣就可完全替代進口。 八. 項目實施進度計劃 （見申報表） 計劃項目申報表 計劃項目申報表 1 基本信息 1.3 項目背景、主要內(nèi)容與指標、創(chuàng)新點 項目提出背景 懸臂式掘進機（又稱部分斷面掘進機）廣泛用于礦山井下巷道掘進、交通隧道以及水下隧道的掘進，甚至還用于地下其他工程。在煤礦中，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國約有3300個掘進工作面，年掘進量為600萬米，其他各種礦山如金屬礦、化工礦山等年巷道掘進量為100多萬米，機械量為零。預計到2025年，約有1.4～1.8億米的掘進工程量。 2004年，我國現(xiàn)有9個掘進機生產(chǎn)單位，累計年產(chǎn)各種類型掘進機近300臺，缺口很大。有經(jīng)濟實力的企業(yè)進口外國產(chǎn)品，但配件供應和技術(shù)咨詢以及維修等均有一定困難。 因此，國內(nèi)掘進機市場需求很大，而且遠景潛力可以在較長時間內(nèi)持續(xù)走好。故提出此項目。 項目主要內(nèi)容與技術(shù)指標 掘進機應根據(jù)用戶使用條件進行個性化設(shè)計。擬解決的主要技術(shù)關(guān)鍵是： 按用戶的使用條件（煤巖物理機械性質(zhì)、待掘進巷道尺寸等）優(yōu)化設(shè)計截割部； 提高掘進機可靠性和穩(wěn)定性； 實現(xiàn)掘錨一體化。 其主要技術(shù)指標為： 項目主要創(chuàng)新點 掘進機工作機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法； 提高掘進機可靠性的具體措施； 掘錨一體化技術(shù)。 將使上述創(chuàng)新點具有自主知識產(chǎn)權(quán)。 進一步還將在該機上采用如下高新技術(shù)： 激光定向； 在線檢測與故障檢測； 工礦參數(shù)可視化； 掘進巷道斷面形狀計算機控制等。 1 基本信息 1.4 項目實施可行性、預期目標與效果前景分析簡表 項目實施可行性 由于該類型掘進機在國內(nèi)外屬成型產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)原理是成熟的。但任何一臺機械設(shè)備都不是十全十美的，都有其不足之處。我們的工作就是針對其不足進行創(chuàng)新性改造，使設(shè)備得到技術(shù)改造，因此，這是完全可行的。 首先，國內(nèi)掘進機生產(chǎn)廠家對其工作機構(gòu)設(shè)計方法均無定論，甚至只是仿制。我們要研究“量體裁衣”的優(yōu)化設(shè)計方法。 關(guān)于掘進機的可靠性，我們要有針對性地找到其薄弱環(huán)節(jié)，提高其可靠性。 掘錨一體化是用戶急需的，但現(xiàn)在國產(chǎn)機型不能實現(xiàn)，我們將研發(fā)出掘錨一體化產(chǎn)品投放市場。 因此，項目是完全可行的。 項目預期目標與效果前景分析 預期目標是： 其主要預期目標是： 工作機構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)最優(yōu)化； 大幅度提高其可靠性； 實現(xiàn)掘錨一體化。 該產(chǎn)品前景勿容置疑。市場前景廣闊，現(xiàn)在供不應求。在近期市場的要求會保持高需求量不減，因此該產(chǎn)品的研發(fā)無風險。 該產(chǎn)品技術(shù)含量高，由于科技進步轉(zhuǎn)化的經(jīng)濟效益顯著，而且該產(chǎn)品的生產(chǎn)，使我們廠的產(chǎn)品進入煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域和其他基礎(chǔ)建設(shè)工程領(lǐng)域，擴大我們廠的產(chǎn)品在全國的覆蓋面。同時該產(chǎn)品的生產(chǎn)也增強了沈陽和遼寧省裝備制造業(yè)的陣容。因此有巨大的社會效益。 1 基本信息表 1.5 項目現(xiàn)有工作基礎(chǔ)，含工作單位支持承諾簡表 項目現(xiàn)有工作基礎(chǔ) 我廠是我國礦山機械生產(chǎn)企業(yè)的龍頭企業(yè)，生產(chǎn)大型帶式輸送機、堆取料機、選礦機械、粉磨機械、生產(chǎn)運輸機械以及系列減速機等，產(chǎn)品在國內(nèi)市場占有可觀份額。加工設(shè)備先進齊全。而且工廠整體搬遷后，生產(chǎn)能力擴大，又增添多臺技術(shù)先進的加工設(shè)備。 廠內(nèi)有設(shè)計研究院，技術(shù)力量雄厚。有多年為礦山服務的經(jīng)驗。 因此，本廠已完全具備研發(fā)該產(chǎn)品的條件。 項目合作單位支撐條件 項目合作單位是遼寧工程技術(shù)大學，是國家重點大學。該校隸屬原煤炭部，掌握掘進機設(shè)計理論，掌握國內(nèi)外掘進機最新發(fā)展動態(tài)。該校設(shè)有“國家煤炭工業(yè)礦山機械工程重點實驗室”和“遼寧省大型工礦裝備研究中心（省重點實驗室）”，有國內(nèi)僅有的實驗儀器設(shè)備。 遼寧工大為該項目提供設(shè)計計算、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)以及現(xiàn)代設(shè)計理論與方法方面的支持。 1.6 項目進度安排與經(jīng)費預算 項目預期進度安排 2004年3月～2004.6： 調(diào)研，進行可行性論證 2004.7～2005.3： 產(chǎn)品設(shè)計 2005.4～2005.5： 工藝會審 2005.6～2005.8： 樣機制造 2005.9： 廠內(nèi)工業(yè)試驗 2005.11： 井下工業(yè)試驗 2005.12： 產(chǎn)品評議，改進設(shè)計，批量生產(chǎn)。 EBZ160掘進機技術(shù)任務書 EBZ160掘進機技術(shù)任務書 1.產(chǎn)品的用途和項目的提出 根據(jù)中厚煤層和厚煤層占我國煤炭可開采儲量的80%,以及中厚煤層和厚煤層煤礦的地質(zhì)條件情況，確定研發(fā)掘進機為EBZ160型掘進機，能滿足大多數(shù)煤礦的需求。 該掘進機確定為懸臂式可伸縮部分斷面掘進機。主要為煤礦綜采工作面采準巷道掘進服務的機械設(shè)備。適用于半煤巖巷道掘進工作，也適用于條件類似的其他礦床及工程巷道的掘進開拓。適用于巷道最大截割斷面24m2?？山馗顔蜗蚩箟簭姸取?0MPa的煤巖，截割范圍寬度3.0～5.0m，高度2.4～4.8m。適應巷道坡度±16°。該機后配套轉(zhuǎn)載運輸設(shè)備，可采用橋式膠帶轉(zhuǎn)載機和可伸縮帶式輸送機，實現(xiàn)連續(xù)運輸。 2.主要技術(shù)參數(shù) 截割電機： 160/80kW 泵站電機： 55kW 截割頭轉(zhuǎn)速： 23/46rpm 定位截割范圍： 高度 2.4～4.8m 寬度 3.0～5.0m 截割煤巖單向抗壓強度： ≤80MPa（煤巖或巖體） 接地比壓： 0.14MPa 總重： 45t 總長： 9.13m 總寬： 2.9m 總高: 1.82m 星輪轉(zhuǎn)速： 27rpm 裝載能力： 3.4m3/min 第一運輸機速度： 56m/min 行走速度： 7.8/4.5m/min 爬坡能力： ±16° 液壓泵： 齒輪泵 油箱容積： 500L 液壓系統(tǒng)壓力： 最大20.6MPa 供電電壓： 1140V/660V 3.主要部件組成 EBZ160掘進機主要分截割機構(gòu)、裝載機構(gòu)、行走機構(gòu)、輸送機構(gòu)、噴霧系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等幾大部分。 3.1 截割機構(gòu)是掘進機直接截割煤巖的裝置，由頭體、螺旋葉片、齒座和截齒組成。 3.2 裝載機構(gòu)亦稱鏟板部由鏟板、星輪及液壓馬達組成。鏟板由鏟板本體和兩個側(cè)鏟板組成，可拆卸，方便井下運輸、安裝。 3.3 行走部采用常用的履帶式行走機構(gòu)，由配有制動裝置的液壓馬達驅(qū)動。 3.4 EBZ160掘進機采用刮板鏈式輸送機構(gòu)。輸送機構(gòu)由機尾向機頭方向傾斜向上布置。以機尾為主動軸，由設(shè)置在機尾的液壓馬達驅(qū)動裝載機構(gòu)工作，間接地從輸送機構(gòu)的機尾為主動軸，帶動刮板鏈式輸送機工作。 3.5 掘進機液壓系統(tǒng)為泵－缸和泵－馬達組成的混合系統(tǒng)，采用開式系統(tǒng)。 3.6 電氣系統(tǒng)的設(shè)計。根據(jù)電機工作性質(zhì)及功率，減少電機綜保數(shù)量；設(shè)置漏電檢測裝置，任何電機出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，PLC系統(tǒng)將停止正在進行的工作，提高安全性能；采用新型產(chǎn)品，如真空接觸器、瓦斯保護裝置、電機綜保等；對截割電機負荷檢測設(shè)計為75%、100%、125%、150%，使產(chǎn)品性能符合煤礦生產(chǎn)要求；對電氣開關(guān)箱的設(shè)計，注意要有足夠的結(jié)構(gòu)強度，確保開關(guān)箱通過水壓試驗和防爆試驗。 3.7 該機主截割電機采用雙速、雙功率，電壓可適用于1140V，也可適用于660V，并備有錨桿和二運的可控電源。電控系統(tǒng)采用了可編程程序控制器，PLC作為主控器。具有工況檢測和故障診斷顯示功能。 3.8 配有高壓噴水裝置，有效抑制截割時產(chǎn)生的粉塵。 3.9 可根據(jù)用戶需要設(shè)錨桿液壓接口，驅(qū)動液壓錨桿鉆機作業(yè) 4.工作原理 掘進機工作時，先操縱行走機構(gòu)向工作面推進，然后使截割頭在工作面左下角鉆入工作面，再用截割頭回轉(zhuǎn)油缸使截割頭橫向截割到巷道左側(cè)，然后利用截割頭升降油缸把截割頭上升接近等于截割頭直徑的距離，并使截割頭向巷道左側(cè)截割。如此反復截割，截割頭就可以完成整個工作面的截割。掘進機的截割方式和程序與掘進巷道斷面的大小、形狀以及煤巖的分布情況和性質(zhì)有關(guān)。由截割頭破落的煤巖，由星輪機構(gòu)裝進中間第一運輸機，再通過轉(zhuǎn)載機裝進礦車或巷道運輸機。這樣把工作面掘進一個截深后，支護巷道的工作就可以跟著進行。 5．設(shè)計準備 EBZ160掘進機由遼寧工程技術(shù)大學和沈陽礦山機械集團設(shè)計研究院聯(lián)合開發(fā)，確定該掘進機設(shè)計方案如下： 5.1機型確定 機型確定為懸臂式部分斷面掘進機，具有結(jié)構(gòu)緊湊，適應性強，使用維護方便等優(yōu)點，能滿足國內(nèi)大多數(shù)煤礦需求。截割方式選用縱軸式可伸縮式，具有生產(chǎn)能力大，切割斷面光滑平整，頂板維護方便，能在履帶靜止時獲得較大推進力，避免履帶重復工作。 5.2掘進斷面確定 該機主要是為綜采工作面采準巷道掘進服務的機械設(shè)備，同時考慮最大的適用性，確定可掘進斷面為7.2～24m2，寬度3～5m，高度2.4～4.8m。 5.3截割功率及牽引力、牽引速度的確定 考慮適用半煤巖和巖層硬度≤80MPa、f ≤6～7的工況，截割功率確定為160KW，并提供兩種截割轉(zhuǎn)速。牽引力考慮到爬坡、進給及拖拉轉(zhuǎn)載設(shè)備，確定為≥24噸，牽引速度定為快速7.8m/min，慢速4.5m/min。 6.選擇配套件采取的原則 EBZ160掘進機在國際化的工業(yè)平臺上運用先進的設(shè)計理念，在配套的零部件上采用國際名牌產(chǎn)品和國內(nèi)一流制造商的產(chǎn)品，確保整機的安全可靠性。 7.設(shè)計執(zhí)行標準 MT 138-1996 懸臂式掘進機 型式與參數(shù) MT 238-1991懸臂式掘進機通用技術(shù)條件 MT 113 煤礦用非金屬（聚合物）制品安全性能檢驗規(guī)范 MT 98-1984 液壓支架膠管總成及中間接頭組件型式試驗規(guī)范 MT/T 291.1-1998懸臂式掘進機 傳動齒輪箱檢驗規(guī)范 MT 291.2-1995懸臂式掘進機 液壓缸檢驗規(guī)范 MT 428-1995 煤礦用隔爆型電鈴 MT/T 459-4995 煤礦機械用液壓元件 通用技術(shù)條件 MT/T 472-1996懸臂式掘進機 液壓缸內(nèi)徑活塞桿及銷軸直徑系列 MT/T 475-1996懸臂式掘進機 回轉(zhuǎn)支承型式基本參數(shù)和技術(shù)要求 MT 477-1996 YBU系列掘進機用隔爆型三相異步電動機 MT/T 515-1995 煤礦巖巷掘進機機械設(shè)備噪聲測定方法 MT/T 541.1-1996懸臂式掘進機檢驗規(guī)范 整機部分 MT/T 541.2-1996懸臂式掘進機檢驗規(guī)范 機械部分 MT/T 541.3-1996懸臂式掘進機檢驗規(guī)范 電控部分 MT/T 577-1996 懸臂式掘進機履帶機構(gòu)型式與參數(shù) MT/T 578-1996 懸臂式掘進機用套筒刮板鏈 MT/T 579-1996 懸臂式掘進機履帶板及銷軸 MT/T 676-1997 懸臂式掘進機用之重輪結(jié)構(gòu)與參數(shù) MT/T 682-1997 懸臂式掘進機電控設(shè)備系列與參數(shù) MT/T 776-1998 煤礦機械液壓系統(tǒng)總成出廠檢驗規(guī)范 MT/T 777-1998 懸臂式掘進機 機載噴霧泵站技術(shù)條件 MT/T 833-1999 懸臂式掘進機 履帶行走機構(gòu) 通用技術(shù)條件 MT/T 922-2002 懸臂式掘進機 裝載機構(gòu)通用技術(shù)條件 GB 3836.1-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 通用要求 GB 3836.2-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 隔爆型“d” GB 3836.4-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 本質(zhì)安全型“i” GB/T 13813-2001 煤礦用金屬材料摩擦火花安全性試驗方法和規(guī)定規(guī)則 8.綜述 近幾年，我國煤炭工業(yè)正處于快速發(fā)展階段，但煤炭機械的生產(chǎn)能力總體水平落后正制約著煤炭工業(yè)的發(fā)展。在這種形勢下，我公司與遼寧工程技術(shù)大學在利用掘進機成熟的設(shè)計的基礎(chǔ)上，聯(lián)合設(shè)計開發(fā)EBZ160掘進機，開拓新的煤礦機械生產(chǎn)領(lǐng)域，定能有所作為。 9.設(shè)計周期 工作圖設(shè)計30天。 EBZ160掘進機研制報告 EBZ160掘進機研制報告 EBZ160懸臂式掘進機是我廠與遼寧工程技術(shù)大學聯(lián)合開發(fā)設(shè)計的新產(chǎn)品。該機共有專用件1210種總計2768件（含外委件），各件的形位公差、表面粗糙度和加工精度決定了整機的工作性能和安全性能。于是我們對所有主要關(guān)鍵件進行了研究分析，并做了必要的工藝性實驗，制定出了一套完整合理的工藝方案。下面就一些主要零部件的工藝方法和質(zhì)量保證手段做簡單介紹。 一、花鍵套內(nèi)花鍵的加工 花鍵套是掘進機中伸縮部的重要部件，全長736mm，分為前后兩段花鍵，分別焊在中間套上，在掘進機工作時，截割頭軸要在前后兩段花鍵套里同時順暢滑動。所以就必須保證兩段內(nèi)花鍵的同軸度，但我廠的插齒機加工范圍無法滿足花鍵套的加工要求，我們只好采用分段加工的方法，即將前、后花鍵套和中間套分別單獨加工，經(jīng)過研究分析我們設(shè)計了一根工裝軸來連接前、后花鍵套和中間套，以保證其同軸度，然后在對頭焊上焊接，但對頭焊機床當時正在維修中，我們采用了在車床上使整個花鍵套勻速旋轉(zhuǎn)，由兩名焊工同時均勻的將前、后花鍵套與中間套焊接。在撤掉假軸后，用截割頭軸試驗，整個花鍵部分可以流暢的在兩段花鍵套里滑動，并且之后掘進機的井下實際工作中整個伸縮部沒有出現(xiàn)過任何故障，證明我們的工藝手段是成熟的。 二、本體架的加工 本體架是整機中的重要部件，它的加工精度是前進或后退的直線度和回轉(zhuǎn)部分角度的保證，決定了掘進機整體安裝后的安裝精度和整體性能，因此我們對本體架的加工方案進行了充分的論證，并做出了詳細的工藝指導卡，我們按照基準統(tǒng)一的原則，利用J1-0401-16連接板為主要定位基準和測量基準，并以J1-0401-27側(cè)板和J1-0401-11外側(cè)板端面粗糙度6.3處為安裝基準，使本體架盡量減少裝夾次數(shù)，除回轉(zhuǎn)部分外一次裝夾全部完成各孔、面、槽的加工，尺寸精度和形狀位置精度都以J1-0401-16連接板為基準，完全保證了各處的尺寸精度和形狀位置精度。 三、電控箱的加工 掘進機的電控箱部分是此次工藝加工的重中之重，它的隔爆與否是直接保證井下作業(yè)安全性的先決條件。為了達到設(shè)計要求的隔爆要求，我們設(shè)計了多套工藝方案，并進行了試驗，最后確定了箱體焊后整體加工，隔爆面加工后進行打磨的工藝方案。 工藝流程： 鉚焊—— 退火（消除應力）—— 鉚焊（修型）—— 粗加工—— 半精加工—— 精加工 1、隔板上的孔為了達到隔爆要求，加工精度要求很高。為了保證加工精度，采用了先用小一號的鉆頭鉆孔，然后用小半號和正好的鉆頭擴孔的工藝方法滿足了設(shè)計要求。 2、電控箱的隔爆面非常多，用普通機床加工的效果不是很好，為了彌補設(shè)備上的不足，用刨床精刨后再用砂帶磨進行打磨，使隔爆面達到了加工精度，滿足了設(shè)計要求。 四、鏟板部的加工 鏟板部是掘進機運輸部分的源頭，在掘進機進行掘進作業(yè)時又起到支撐的作用，所以對它的整體性能要求很高。在加工過程中出現(xiàn)了很多問題，經(jīng)過設(shè)計人員與工藝人員的辛苦努力，圓滿完成了任務。 工藝流程： 鉚焊——退火（消除應力）——鉚焊（修型）——粗加工——精加工——裝配。 鏟板部總體分為三部分，各加工面的整體配合很難保證，三部分在安裝過程中出現(xiàn)了錯位現(xiàn)象。工藝人員與設(shè)計人員經(jīng)過溝通決定采用鏟板部端面留量，裝配后再進行加工的工藝過程，很好的解決了問題。 在焊接工藝方面掘進機本部、行走部、截割部、鏟板部等部件結(jié)構(gòu)復雜，組焊方法要求順序準確，特別是特殊低合金鋼的焊接，鋁青銅合金的堆焊，箱體構(gòu)件打壓防爆等是近些年公司生產(chǎn)從未遇到過，生產(chǎn)準備過程中工藝部門結(jié)合我廠實際，制定出合理的工藝方案及詳細的工藝指導卡十余項，按最優(yōu)化工序措施，組合生產(chǎn)工序，規(guī)定工藝人員生產(chǎn)全程跟蹤等方法，圓滿完成了EBZ160掘進機產(chǎn)品的先期工藝準備和生產(chǎn)服務，為新產(chǎn)品的成功開發(fā)和公司產(chǎn)品進入煤機行業(yè)打下堅實基礎(chǔ)。 五、傳動裝置 截割部減速機和行走部傳動箱是EBZ—160掘進機的主要動力傳動裝置。截割部減速機作用是帶動切割頭進行截割掘進工作，是掘進機工作動力裝置;行走部傳動箱通過行走輪，帶動履帶是掘進機行走牽引的動力傳動裝置。 截割部減速機為二級行星減速機。要求具有高的抗沖擊能力、高的傳遞動力可靠性。主要參數(shù)指標： 截割電動機： 160/80KW 減速比： 1/31.03 輸入轉(zhuǎn)速： 1475/735 rpm 輸出轉(zhuǎn)速： 47.5/23 rpm 行走部傳動箱位三級行星傳動裝置，要求承載能力強，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，高可靠性。主要指標： 栓塞馬達： 23KW 輸入轉(zhuǎn)速： 272 rpm 輸出轉(zhuǎn)速： 4 rpm 截割部減速機和行走部傳動箱歷時半年時間，根據(jù)工況條件進行調(diào)研、考察及工藝可行性分析研究，制定了完整的工藝技術(shù)方案。在試制過程中進行了全程跟蹤。下面就截割部減速機和行走部傳動箱中的主要件的工藝方法和質(zhì)量保證手段做簡要介紹： 1．截割部減速機箱體 1.1箱體焊接缺陷及變形的處理 要求箱體焊接焊縫不允許存在夾雜和裂紋并做滲漏試驗。焊后進行去應力退火和時效處理，然后噴丸。從而克服了箱體的焊接缺陷及變形。 1.2 箱體的加工 箱體總長1100mm，寬558mm，各軸承孔之間同軸度為7級精度，表面粗糙度3.2，為保證箱體質(zhì)量精度和穩(wěn)定性在2500mm立式車床加工各軸承孔。 采用工藝路線：焊 檢（滲漏試驗） 去應力退火、時效處理 噴丸 半精加工 精加工 鉗。 2．行走部傳動箱油馬達聯(lián)結(jié)法蘭和輸入軸座加工 油馬達聯(lián)結(jié)法蘭與輸入軸座為分體連接式結(jié)構(gòu)，兩者之間相關(guān)軸承孔6級精度、粗糙度3.2。 工藝路線：鑄 退火 立車 鉗 銑 鉗。 3．行星架 傳動裝置均為懸臂式行星架焊接結(jié)構(gòu)，由架體和定位軸焊接組成，行星架中心孔為花鍵軸連接輸出，受力強度大、傳動精度高，是傳動裝置的主要零件。 3.1 行星架的焊接缺陷及變形 焊縫要求均勻不得有夾渣、氣孔、未焊透缺陷。在架體與定位軸焊接時要求預熱至200℃，來保證焊接質(zhì)量，焊后采用退火熱處理消除應力變形。 3.2 行星架的加工制造 加工制造路線：鍛 熱 粗車 調(diào)質(zhì) 焊接 去應力退火 半精加工 精加工 鉗 花鍵部位氮化。 行星架由5個定位軸在架體上均勻分布，尺寸精度5級，表面粗糙度1.6，為保證行星架產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性、定位軸與架體花鍵之間加工精度，精加工在CBFR150/2 臥式加工中心加工，從而確定了定位軸與架體之間的尺寸精度及形位公差，也使齒輪的傳動精度有了保證。 4．行星輪 行星輪是傳動裝置中主要零件，由于傳動裝置工況條件要求行星輪具有高耐沖擊能力、高精度、高可靠性。經(jīng)論證行星輪材料選用具有抗沖擊載荷能力強的重載滲碳齒輪用鋼18Cr2Ni4WA。齒面滲碳淬火，齒面硬度HRC58~62，芯部硬度HRC32~35，機械性能σb≥115kgf/mm2; σs≥85kgf/ mm2;δs≥10%;Ψ≥50%;αk≥10kgf/ mm2,齒輪精度5級。 為保證齒輪加工精度及產(chǎn)品質(zhì)量，采用工藝措施如下：鍛 正火 粗加工 探傷 調(diào)質(zhì) 半粗加工 滲碳淬火 噴丸 精加工 磨齒 齒面探傷。 此加工工藝經(jīng)證明，可確保產(chǎn)品加工質(zhì)量及精度。 5．工裝 在截割部減速機及行走部傳動箱試制過程中，在工藝原則保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，力求控制工裝數(shù)量。在試制過程中，共設(shè)計工裝7套，借用工裝10套，使產(chǎn)品試制周期縮短，并降低了制造成本。 6．截割部減速機及行走部傳動箱的裝配與實驗 6.1截割部減速機 a）在安裝調(diào)試過程中，要求齒輪齒側(cè)間隙0.17mm，接觸斑點沿齒高不小于45%，沿齒長不小于60%。 b）載跑合，按截割電機功率25%，運轉(zhuǎn)120min，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)情況良好，無滲漏，無異常聲音及溫升現(xiàn)象。 c）按50%，75%截割電機額定功率分別運轉(zhuǎn)60min；按100%截割電機額定功率運轉(zhuǎn)30min。 最高油溫≤100℃，最高溫升≤75℃。加載實驗后檢驗，所有參與試驗元件（包括軸承和齒輪）完好無損。 6.2行走部件傳動箱 a）安裝、調(diào)試各級齒輪側(cè)的嚙合側(cè)隙0.15~0.269mm，接觸斑點沿齒高不小于45%，沿齒長不小于60%。 b）空運轉(zhuǎn)在額定轉(zhuǎn)速下，正反轉(zhuǎn)各進行2~3小時，以最高速度7.1m/min正反轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)半小時，輸出轉(zhuǎn)速不小于3.5r/min。 c）高壓保護試驗在最大牽引速度下加載至高壓安全閥開啟，牽引速度降至零，正反重復試驗10次。 d）制動器停機試驗：檢測制動器送開，制動工況靈活可靠。 e）溫升實驗：行走速度3.5rpm/min，油壓180mPa， 最高油溫≤100℃，最高油溫75℃。 上述實驗完成后，檢查傳動箱齒輪、軸承均無失效和損壞現(xiàn)象。 7．總結(jié) 我們分別對截割部減速機和行走部位傳動箱，進行了臺架實驗，經(jīng)過跑合、輕載、工作載荷一系列試驗，對各項參數(shù)進行測試。其各項指標均符合《MT/T2911-1998懸臂式掘進機傳動齒輪箱檢驗規(guī)范》。通過樣機的試制，檢驗了所制定的工藝及質(zhì)量保證措施是可行的，我廠的設(shè)備和工藝手段能滿足設(shè)計的要求，可以批量生產(chǎn)。 EBZ160掘進機設(shè)計研究報告 EBZ160掘進機設(shè)計研究報告 一、概述 我國是世界煤炭第一生產(chǎn)和消費大國，由于我國富煤少油，所以煤炭在我國的一次能源中占有極其重要的地位。近年來，國際油價高漲，這在某種程度上，更加凸顯了我國煤炭資源的戰(zhàn)略意義。建設(shè)強大的煤炭工業(yè)須有強大的煤礦機械制造能力作為后盾。生產(chǎn)能力總體水平落后正在制約著煤炭工業(yè)的快速發(fā)展，目前全國采煤機械化程度僅為42%，眾多小煤礦仍沿用傳統(tǒng)落后的開采方式。正是在這種形勢下，作為長期從事礦山運輸、選礦設(shè)備制造的沈礦機械集團，進入煤礦采掘設(shè)備研制開發(fā)，拓展一個新的制造領(lǐng)域應該是大有作為的。 井下綜合采掘設(shè)備是實現(xiàn)一井一面生產(chǎn)高效、安全、人少、高回采率、集約生產(chǎn)的需要。中厚煤層和厚煤層占我國可開采儲量80%以上，這是綜采的主體。而負擔綜采工作的采準巷道的綜合掘進工作必須先行，這就要求必須有高可靠性、較高的適應性的高效率掘進設(shè)備。由遼寧工程技術(shù)大學和沈陽礦山機械（集團）有限責任公司共同研制的EBZ160掘進機正是本著這一出發(fā)點進行的。 二、研制的目的和內(nèi)容 研制緩傾斜煤層條件下使用的半煤巖掘進機，經(jīng)濟切割煤巖的單向抗壓強度≤80MPa；適用于煤、半煤巖或巖層的切割。為綜采工作的采準巷道綜掘作業(yè)提供綜掘設(shè)備，具有高效、高可靠性、高適用性的產(chǎn)品。 1 機型確定 機型確定為懸臂式部分斷面掘進機，具有結(jié)構(gòu)緊湊，適應性強，使用維護方便等優(yōu)點，能滿足國內(nèi)大多數(shù)煤礦需求。截割方式選用縱軸式可伸縮式，具有生產(chǎn)能力大，切割斷面光滑平整，頂板維護方便，能在履帶靜止時獲得較大推進力，避免履帶重復工作。 2 掘進斷面確定 該機主要是為綜采工作面采準巷道掘進服務的機械設(shè)備，同時考慮最大的適用性，確定可掘進斷面為7.2～24m2，寬度3～5m，高度2.4～4.8m。 3 截割功率及牽引力、牽引速度的確定 考慮適用半煤巖和巖層硬度≤80MPa、f ≤6～7的工況，截割功率確定為160KW，并提供兩種截割轉(zhuǎn)速。牽引力考慮到爬坡、進給及拖拉轉(zhuǎn)載設(shè)備，確定為≥24噸，牽引速度定為快速7.8m/min，慢速4.5m/min。 4 主要技術(shù)參數(shù)確定 截割電機： 160/80kW 泵站電機： 55kW 截割頭轉(zhuǎn)速： 23/46rpm 定位截割范圍： 高度 2.4～4.8m 寬度 3.0～5.0m 截割煤巖單向抗壓強度： ≤80MPa（煤巖或巖體） 接地比壓： 0.14MPa 總重： 45t 總長： 9.13m 總寬： 2.9m 總高: 1.82m 星輪轉(zhuǎn)速： 27rpm 裝載能力： 3.4m3/min 第一運輸機速度： 56m/min 行走速度： 7.8/4.5m/min 爬坡能力： ±16° 液壓泵： 齒輪泵 油箱容積： 500L 液壓系統(tǒng)壓力： 最大20.6MPa 供電電壓： 1140V/660V 5 EBZ160掘進機主要組成部分 EBZ160掘進機主要分截割機構(gòu)、裝載機構(gòu)、行走機構(gòu)、輸送機構(gòu)、噴霧系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等幾大部分。 5.1 截割機構(gòu)是掘進機直接截割煤巖的裝置，由頭體、螺旋葉片、齒座和截齒組成。EBZ160截割機構(gòu)采用可伸縮式，能在履帶靜止時獲得較大推進力，避免履帶重復工作；截割頭采用圓錐臺式，有利于鉆進和擺動截割，并能保證巷道的平整；截割頭采用鎬形截齒，破巖、過斷層能力強，減少截割震動，增強了及其工作的穩(wěn)定性；截割機構(gòu)由YBUD-160/80-4/B型雙速水冷電動機驅(qū)動，電動機轉(zhuǎn)速可根據(jù)地質(zhì)情況選用23r/min或46r/min。 5.2 裝載機構(gòu)亦稱鏟板部由鏟板、星輪及液壓馬達組成。鏟板由鏟板本體和兩個側(cè)鏟板組成，可拆卸，方便井下運輸、安裝。 5.3 行走部采用常用的履帶式行走機構(gòu)，由配有制動裝置的液壓馬達驅(qū)動。該機構(gòu)適用于底板不平或松軟的條件，不需要修路鋪軌，具有牽引能力大，機動性能好，工作可靠，調(diào)動靈活和對底板適應性好等優(yōu)點。 5.4 EBZ160掘進機采用刮板鏈式輸送機構(gòu)。輸送機構(gòu)由機尾向機頭方向傾斜向上布置。以機尾為主動軸，由設(shè)置在機尾的液壓馬達驅(qū)動裝載機構(gòu)工作，間接地從輸送機構(gòu)的機尾為主動軸，帶動刮板鏈式輸送機工作。 5.5 掘進機液壓系統(tǒng)為泵－缸和泵－馬達組成的混合系統(tǒng)，故采用開式系統(tǒng)。該液壓傳動系統(tǒng)的工作可靠性高；配備過載保護裝置，以防止掘進機和液壓元件的損壞；能適應負載變化大的要求，過載能力強；傳動功率大，結(jié)構(gòu)緊湊；控制方式簡便集中，便于使用，維護和檢修。 5.6 電氣系統(tǒng)的設(shè)計。根據(jù)電機工作性質(zhì)及功率，減少電機綜保數(shù)量；增加漏電檢測裝置，任何電機出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，PLC系統(tǒng)將停止正在進行的工作，提高安全性能；對電氣元器件進行核查，采用新型產(chǎn)品，如真空接觸器、瓦斯保護裝置、電機綜保等；對截割電機負荷檢測設(shè)計為75%、100%、125%、150%，使產(chǎn)品性能符合煤礦生產(chǎn)要求；對電氣開關(guān)箱的設(shè)計，注意要有足夠的結(jié)構(gòu)強度，確保開關(guān)箱通過水壓試驗和防爆試驗。 5.7 該機主截割電機采用雙速、雙功率，電壓可適用于1140V，也可適用于660V，并備有錨桿和二運的可控電源。電控系統(tǒng)采用了可編程程序控制器，PLC作為主控器。具有工況檢測和故障診斷顯示功能。 5.8 配有高壓噴水裝置，有效抑制截割時產(chǎn)生的粉塵。 5.9 可根據(jù)用戶需要設(shè)錨桿液壓接口，驅(qū)動液壓錨桿鉆機作業(yè)。 三、設(shè)計原則 在深入用戶進行使用情況調(diào)研的基礎(chǔ)上，本著產(chǎn)品高可靠性和較高使用性的要求，本次設(shè)計遵循以下原則： a）采用世界名牌配套元部件進行產(chǎn)品的改進，根據(jù)這些元部件的技術(shù)要求進行圖紙設(shè)計，以提高掘進機整體技術(shù)水平和質(zhì)量。 b）結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)確定。液壓部采用帶報警裝置的自鎖式吸油過濾器，可在油箱外更換濾芯，方便操作，報警裝置可及時提醒操作者更換堵塞的濾芯。解決了原在油箱內(nèi)更換濾芯的不利方式。所有油缸底座和活塞桿的鉸接耳軸采用一體鍛造成型，提高了油缸的承載強度。油箱內(nèi)部設(shè)置溫度報警裝置，在油溫超過75℃時，可及時提醒操作者停機檢查。泵分別選用CBZ2050/2040/2032三聯(lián)齒輪泵和CBZ2063/2050雙聯(lián)齒輪泵，提高了泵的排量，使行走速度達到7.8m/min和4.5m/min。 c）材料的選取。國內(nèi)目前掘進機傳動箱齒輪多采用30CrMoTi、20MnV等合金材料，近年來也有采用20Cr2Ni4來改進齒輪性能。該掘進機采用適用于耐沖擊、低速、大扭矩的優(yōu)質(zhì)合金鋼18Cr2Ni4WA，配合先進的加工工藝和熱處理工藝，極大的提高了齒輪的承載能力和使用壽命，使其特別適合存在沖擊載荷的工況。 d）強化試驗考核，提升試驗標準。為嚴格控制出廠產(chǎn)品質(zhì)量，配套設(shè)計了水冷風動摩擦加載試驗臺和液壓油缸出廠檢驗試驗臺，可按照實際工況檢測考驗截割部、行走部的各項性能和油缸及關(guān)鍵液壓元部件的性能。同時制定了嚴格的檢驗標準，其中多項檢驗項目高于行業(yè)標準。 四、樣機研制與程序和進度 EBZ160型掘進機設(shè)計過程中，在保證掘進機可靠性的前提條件下，充分利用國內(nèi)外成熟技術(shù)，采用了已經(jīng)被實踐證明的可靠元部件，這樣大大地縮短了設(shè)計周期，提高了樣機的可靠性。在樣機試制過程中，充分證明了EBZ160型掘進機的設(shè)計是可行的。2005年9月，完成樣機試制，10月通過國家安全生產(chǎn)太原礦用設(shè)備檢測中心新產(chǎn)品定型檢驗，2006年1月通過煤礦安全認證檢驗，2006年上半年完成井下工業(yè)性試驗，并進行鑒定，根據(jù)試驗對設(shè)計和工藝進行改進，后進行批量生產(chǎn)，投入市場。 所 長 總工程師 批 準 標準審查 審 核 編 制 實施日 職 務 簽字 日期