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開 題 報(bào) 告
題 目 縱軸式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其技術(shù)設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師
院（系、部）
專 業(yè) 班 級
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姓 名
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教務(wù)處印制
一、 選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀
目的：
目前，巷道掘進(jìn)有兩種方法，分別是鉆爆法和掘進(jìn)機(jī)法。鉆爆法首先要在工作面上鉆出炮眼，然后在炮眼內(nèi)裝入炸藥進(jìn)行爆破，然后用裝載機(jī)械把爆破下來的巖塊裝入礦車中運(yùn)走。鉆爆法是巷道掘進(jìn)的傳統(tǒng)技術(shù)，它不受煤、巖物理力學(xué)特性的限制，但其掘進(jìn)速度較低。掘進(jìn)機(jī)法沒有鉆眼爆破工序，直接用掘進(jìn)機(jī)上的刀具破落工作面上的巖石，形成所需形狀的巷道，并同時(shí)將破落下來的巖塊裝入礦車或運(yùn)輸機(jī)運(yùn)走，實(shí)現(xiàn)了落、裝、運(yùn)一體化。顯然，掘進(jìn)機(jī)法比鉆爆法掘進(jìn)速度快、效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低和安全性較好。為了保證掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)速度，對其運(yùn)輸能力有一定要求，完成運(yùn)輸功能的是掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)重要的工作機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)輸能力的大小直接決定著整機(jī)的生產(chǎn)能力，而其參數(shù)選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理直接影響整機(jī)的適應(yīng)性和可靠性。
意義：
掘進(jìn)機(jī)是巷道掘進(jìn)和隧道施工的重要設(shè)備，它具有截割、裝載、轉(zhuǎn)運(yùn)、獨(dú)立行走、噴霧降塵等功能。但隨著現(xiàn)代化建設(shè)的不斷加快，采煤技術(shù)的發(fā)展、煤礦生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，礦山機(jī)械的迅猛發(fā)展以及對能源和建設(shè)等要求的不斷增大，掘進(jìn)機(jī)的性能還不能夠完全滿足要求，所以迫切要求設(shè)計(jì)出能夠滿足工況要求的新型掘進(jìn)機(jī)。我國大型煤礦井下都開始采用全煤巷布置開采方式，此外采煤工作面的推進(jìn)速度也比以往快得多，因而使得煤礦井下煤巷錒工作量大幅度增大，對掘進(jìn)機(jī)的工作效率提出來較高的要求。為采煤工作面的快速推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)，我們必須加大對掘進(jìn)機(jī)的研究。
研究現(xiàn)狀和趨勢：
我國掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，第一階段是上世紀(jì)60年代初期到70年代末，這一階段主要是以引進(jìn)國外掘進(jìn)機(jī)為主，第二階段是上世紀(jì)70年代末到90年代初的消化吸收階段，第三階段是90年代初至今的自主研發(fā)階段。掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了由小到大、從單一到多樣化的過程，現(xiàn)在已形成輕型、中型、重型3個(gè)系列。
隨著綜采技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)已出現(xiàn)了年產(chǎn)幾百萬噸級、甚至千萬噸級超級工作面，使年消耗回采巷道數(shù)量大幅度增加，從而使巷道掘進(jìn)成為了煤礦高效集約化生產(chǎn)的共性及關(guān)鍵性技術(shù)。掘進(jìn)和回采是煤礦生產(chǎn)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，采掘技術(shù)及其裝備水平直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的能力和安全。高效機(jī)械化掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)是保證礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的必要條件，
也是巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向。
掘進(jìn)機(jī)正向以下幾個(gè)方面發(fā)展：
1）增強(qiáng)截割能力。為了實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的截割能力，現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)截割功率不斷增大，截割速度逐漸降低?，F(xiàn)代中重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割功率120~300kW,個(gè)別機(jī)型達(dá)到400kw。截割頭轉(zhuǎn)速一般為20~50r/min,截割速度1~2m/s，部分機(jī)型降低到1 m/s以下。經(jīng)濟(jì)截割硬度100~120MPa,最大可達(dá)140 MPa。
2）提高工作可靠性。由于地質(zhì)條件復(fù)雜多變，使掘進(jìn)機(jī)在工作時(shí)承受交變的沖擊載荷，且磨損和腐蝕嚴(yán)重。而井下的環(huán)境惡劣，空間狹小，檢修不便，因此要求通過完善的設(shè)計(jì)、高質(zhì)量的制造及合理的使用和良好的維護(hù)來提高其可靠性。
3）采用緊湊化設(shè)計(jì)，降低重心，提高工作穩(wěn)定性。由于掘進(jìn)機(jī)懸臂過長，使得截割反力較大，不利于機(jī)器穩(wěn)定工作。針對這個(gè)問題，應(yīng)采用緊湊化設(shè)計(jì)，努力降低機(jī)器的重心，并在機(jī)器的后部或兩側(cè)增設(shè)油缸穩(wěn)定裝置，以提高機(jī)器的工作穩(wěn)定性。
4）增強(qiáng)對各種復(fù)雜地質(zhì)條件的適應(yīng)性。懸臂式掘進(jìn)機(jī)普遍采用履帶行走裝置，以減小接地比壓；通過增大驅(qū)動(dòng)功率，以增強(qiáng)牽引力和爬坡能力，從而提高對各種底板、工況的適應(yīng)性
5）發(fā)展自動(dòng)控制技術(shù)。截割斷面監(jiān)視和控制技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。采用該技術(shù)將實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面切割情況較直觀、全面的觀察和了解，并能對斷面切割精度和巷道質(zhì)量進(jìn)行控制?；窘鉀Q了掘進(jìn)機(jī)械操作人員在截割過程中離開迎頭，安全、準(zhǔn)確操縱的問題和提高巷道質(zhì)量、生產(chǎn)效率的問題。該技術(shù)包括隨設(shè)備水平姿態(tài)識別、調(diào)整；切割軌跡記錄和顯示；斷面邊界設(shè)定；斷面成形控制；前進(jìn)方向指示和引導(dǎo)；偏離方向和切割超限報(bào)警等幾個(gè)方面的內(nèi)容。該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)掘進(jìn)。
6）研究新型刀具和新的截割技術(shù)。為增強(qiáng)截割能力、提高刀具的使用壽命，應(yīng)努力改進(jìn)刀具的結(jié)構(gòu)，采用新材料，研究新的破巖方法
7） 發(fā)展掘錨機(jī)組，實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)。目前，影響懸臂式掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)速度的主要因素就是支護(hù)時(shí)間過長。掘進(jìn)、支護(hù)不能同步作業(yè)，制約了巷道掘進(jìn)速度，降低了掘進(jìn)效率。掘錨機(jī)組是一種新型、高效、快速的掘進(jìn)設(shè)備，是一種理想的作業(yè)方式，具有良好的發(fā)展前景。
二、 研究方案及預(yù)期結(jié)果
本論文主要對縱軸式掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其技術(shù)設(shè)計(jì)。
具體內(nèi)容包括以下幾部分：
一、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
（1）結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
（2）參數(shù)確定
（3）動(dòng)力元件選擇
（4）傳動(dòng)系統(tǒng)確定
二、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)
(1) 鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
(2) 鏈輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
(3) 刮板鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算
(4) 轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)參數(shù)驗(yàn)算
三、圖紙繪制
三、 研究進(jìn)度
第一周 布置設(shè)計(jì)任務(wù)，熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容；
第二～五周 參觀、實(shí)習(xí)、收集資料、了解機(jī)器的結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)；
第六～九周 轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
第十～十三周 轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)
第十四～十五周 圖紙繪制；
第十六周 整理說明書及完善圖紙。
四、 主要參考文獻(xiàn)
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五、 指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽字：