电动铲运机电液控制自动排缆装置.docx

目录摘要Abstract第一章绪论1.1 电动铲运机电液控制自动排缆装置领域应用1.2 自动排缆装置的研究现状1.2.1 铲运机的产生1.2. 2我国铲运机的发展1.3. 3电动铲运机自动排缆装置作用及组成1.4. 4电动铲运机排缆装置现状及存在问题1.5. 课题研究意义及内容1.6. 章小结第二章电动铲运机自动排缆装置的基本组成、工作原理、存在问题及故障分析2.1卷缆装置的组成2.2自动排缆装置组成2.3自动排缆装置工作原理2.4.1常见故障2.4.2故障数树的建立2.4.3故障分析2. 5本章小结第三章电液控制自动排缆装置总体结构设计3.1电动铲运机电液控制自动排缆装置的设计要求及设计原理3. 1.1设计要求3. 1.2设计原理3. 2主要零部件的结构设计3. 2.1电缆的选用3. 3.2电缆卷筒的设计3.3 .3单向螺杆结构设计3.4 .4月牙滑块结构设计3.3单向螺杆材料选择与制造工艺设计3.3.1 单向螺杆的材料选择第四章电动铲运机电液控制自动排缆装置的计算1. 1关键部位的受力分析4. 2关键部位的强度计算4. 4本章小结第五章自动换向电液控制系统及关键液压部件选型设计4.1 自动换向电液控制系统5. 2关键液压部件选型5. 3本章小结第六章结论5.1 结论6. 2未来方向致谢参考文献电动铲运机是地下矿山无轨采掘作业的主要装、运、卸设备，是一种新型高效无空气污染地下无轨装、运、卸设备。铲运机具有操纵简单，不受地形限制，能独立工作，行驶速度快，生产效率高等优点。铲运机为双向行驶结构，需要动力电缆随着铲运机的前进、后退，频繁的进行收、放动作。由于铲运机长度尺寸上的限制，不能通过电缆互相挤压及内外层的摩擦实现对电缆在滚筒全长度上的自行排缆。为了实现电缆在卷筒上的有序排列，就必须设置自动排缆装置。首先，分析电动铲运机自动排缆装置的基本组成、工作原理、存在问题及电动排缆装置主要部件常见故障分析，并找到故障的主要原因。其次，采用新型的电液控制自动排缆装置，对电液控制自动排缆装置总体结构设计，并对单向螺杆、月牙滑块结构进行设计并绘制三维结构图，对关键部位受力分析和强度计算。再次，对新型电液控制自动排缆装置中自动换向电液控制系统及关键液压部件选型设计。最后，采用单项螺旋的制造工艺，对单向螺杆材料进行合理选择并对制造工艺进行设计。关键词：电液控制自动排缆装置；故障分析；单向螺旋设计；月牙滑块结构设计AbstractElectricscraperisthemainloading,transportingandunloadingequipmentoftheundergroundmineraillessminingoperation,anditisanevtypeofhigh-efficiencyair-freeundergroundraillessloading,transportationandunloadingequipment.Thescraperhastheadvantagesofsimpleoperation,noterrainrestriction,independentoperation,fastdrivingspeedandhighproductionefficiency.Thescraperisatwo-waytravelstructure,whichrequiresthepowercabletocarryoutthecollectionandreleaseactionfrequentlyalongwiththetowardandbackwardofthescraper.Duetothelimitationofthelengthofthescraper,itisnotpossibletosqueezethecablesagainsteachotherandthefrictionoftheinnerandouterlayerstoachieveself-drainingcablesonthefulllengthoftherollers.lnordertoachieveanorderlyarrangementofcablesonthedrum,anautamaticcablearrangementmustbesetup.Firstofall,theanalysisofthebasiccampositionoftheautanaticcablearrangenentoftheelectricscraper,theworkingprinciple,theproblensandthemainCamponentsoftheelectriccablearrangenentcammonfaultanalysis,andfindthemaincauseofthefault.Secondly,thenevelectro-hydrauliccontrolautamaticcablearrangementdeviceisused,theoverallstructuredesignoftheelectricfluidcontrolautanaticcabletransferdeviceisdesignedandthestructureofone-wayscrewandcrescentsliderisdesignedandthree-dimensionalstructurempisdravn,andtheforceanalysisandstrengthcalculationofkeyareasiscalculated.Third,thenevelectro-hydrauliccontrolautanaticcabletransferdeviceautamaticallyswitchingintotheelectro-hydrauliccontrolsystamandkeyhydraulicCamponentsselectiondesign.Finally,themnufacturingprocessofasinglespiralisusedtomekeareasonablechoiceofone-wayscrewmaterialanddesignthemanufacturingprocess.Keywords:Electricfluidcontrolautomaticcable-drainingdevice;Faultanalysis;Unidirectionalscrewdesign;Designofcrescentsliderstructure.第一章绪论1.1 电动铲运机电液控制自动排缆装置领域应用我国工业化的迅速发展，对矿产资源的需求与日俱增。在这种大的经济环境下，我国金属、非金属矿山迎来了前所未有的发展机遇。目前我国已建成国有矿山企业8840多个，集体与个体矿山企业26万个，开发建设了8000多座矿山，年开采矿石量约50亿t以上。随着矿山开采规模的迅速扩大，近五年，各矿山企业累计完成固定资产投资达上千亿元，相当于国外矿石巨头未来计划投资的总和。但是，我国新建矿山的矿石品位普遍较低，只有靠提高劳动生产率和高性能的矿山设备才能降低成本，才能有利可图。投资的增加，采矿规模的扩大，各矿山企业迫切需要快速提高矿山装备技术水平，达到强采强掘的目的，促进采矿业的技术进步和提高企业经济效益。地下采掘与工程机械设备在国民经济发展中具有十分重要的地位，是现代矿山开采以及交通、水电、国防建设等大型施工必不可少的高效、先进的技术装备，此类设备的制造业也是国民经济中的重要行业。地下铲运机是以柴油机或以电动机为原动机、液压或液力为机械传动、较接式车架、轮胎行走、前端前卸式铲斗的装载、运输或卸载设备。主要用于地下矿山和隧道工程。地下电动铲运机，是地下采掘作业的主体设备，铲运机是矿山无轨设备的一种,广泛应用于地下矿山的采掘、运输。以铲运机和自卸式运矿卡车为核心的无轨采矿设备,在国内外已成为采矿技术发展的主流。目前,市场上广泛应用的铲运机分为内燃铲运机与电动铲运机两种,内燃铲运机适用于通风良好的作业环境,拥有灵活、高效的特点;电动铲运机则更加环保,无污染。在矿山井下巷道、隧道等地下工程施工中，通常用以电力为动力，应用于地下凿岩钻车、地下电动铲运机等地下采矿设备进行作业，为此需要电缆为这些机械设备传递动力，并在这些机械设备上设置排缆装置，将拖曳的电缆进行收放。在实际的操作过程中，拖曳的电缆缠绕到电缆上时会将泥沙、脏水及油污等带到自动排缆装置上，所以这些机械设备的自动排缆装置在非常恶劣的环境下工作。电动铲运机是金属矿山井下开采及装运的设备，以拖曳的三相交流电为动力，电缆卷筒安装在电动铲运机上。随着铲运机的后退，电缆能够有序的缠绕在卷筒上。有序缠绕整齐排列能有效利用卷筒的空间，减少卷缆动力，防止杂乱缠绕，在电缆一定长度时可减少卷筒直径。因此卷缆器对电动铲运机极为重要。因此，地下工程中采用诸如地下凿岩钻车、电动铲运机等需要拖曳电缆来提供工作动力的地下工程机械，解决如何有序缠绕问题需要不断地研究和探索，以解决实际工作中的一系列问题。1.2 自动排缆装置的研究现状1.3 .1铲运机的产生20世纪60年代初美国瓦格纳公司（即阿特拉斯科普柯AtlaSCOPCO/安百拓EPirOC）制成世界上第一台地下柴油驱动的铲运机。二十世纪60年代中期在国外地下矿山中得到推广运用。当时的铲运机几乎都是使用柴油为动力的内燃机，为此，需要采用低污染柴油机并在柴油机上设置尾气处理装置，采用贵金属催化净化器或水洗涤箱，还需增设通风设施，以加大地下的通风量以便尾气能够排出坑外，从而使矿山的作业条件符合作业标准，让工人的作业环境更加安全，矿山通风费用的支出大大增加以至于增加了生产成本。由于柴油铲运机的通风、噪音、烟雾和发热等问题，电动铲运机应运而生，电动铲运机的用户几乎无一例外地反映它的性能好、设备完好率高、维修费用低、工作条件好和需要的通风量少。尽管电动铲运机拖曳着电缆，因而限制了其灵活性，但它在井下仍有许多适宜的用如果用电动铲运机取代所用的全部内燃铲运机，则所需通风量可减少一半以上。广泛的试验和实践表明，电动铲运机具有低污染；低热量（热量不到同级内燃铲运机的30%）,低噪声；维修量很小；功率损失小等优点。总的来说，电动铲运机的作业成本较低，机器便于维修，利用率较高，所以生产效率较高，其综合经济性能较好，减少了不必要的支出。电动铲运机的优越性慢慢体现出来，因而得到迅速推广。但也存在着不少缺点，其电缆限制了机器的机动性能和活动范围，只能进行短距离工作，同时，在恶劣环境中作业电缆易于磨损和损坏，需要经常更换，所以需要定期检查和加强保护。为了增加电动铲运机的机动性能和活动范围，研究人员为电动铲运机配备了能够自动收放拖曳电缆的电缆卷筒，并成为电动铲运机不可缺少的配置1.2.2 我国铲运机的发展我国地下铲运机在经历了引进、合作制造、自主开发、创新发展四个阶段后，得到了飞速发展，从1976年起，我国自行研制了斗容O.4-6.1m3的铲运机共25种型号（包括中外合作生产的6种型号中，国内研制的机型大多数通过鉴定（中外合作生产的机型均已通过验收），但批量在5台以上，并在矿山得到连续使用的，只有少数几种，至今其生产销售量约300多（与进口铲运机合计，使我国地下矿山铲运机拥有量将近800台）。这些铲运机分布在我国近60个矿山，成为我国地下矿山特别是大中型矿山的采矿主体设备，对于加速矿山开采，提高地下矿山装备水平和机械化程度，推广无轨采矿技术，发挥了重要作用。自70年代中期地下无轨采矿机械化在我国兴起以来，作为主要出矿设备