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1、机械外文翻译2篇中文译文悬臂纵轴式掘进机的总体设计总体设计是机械产品设计过程中的重要内容与要紧环节，它是在方案设计之后紧接着进行的设计工作。悬臂纵轴式掘进机（下列简称掘进机）的总体设计对整机性能的优劣起着决定性的作用，并决定了各总成、系统、各部件之间的协调性,统一性与匹配关系，从而获得总体的高端性能与较好的技术经济效益。掘进机的总体设计，要紧包含下列内容：D据设计任务书选择机型及各部件结构型式2）定整机的要紧技术性能参数，包含尺寸参数、重量参数、运动参数与技术经济指标3）按照总体设计的性能要求，确定整机系统的构成及它们之间的匹配性与各个部件的要紧技术参数4）进行必要的总体计算，并绘制传动、液压
2、、电控系统图等。1.选定该机型与各个部件及其结构型式、驱动方式、并进行总体的合理布置该项内容在确定前，首先应满足设计任务书的内容，特别是用户提出的要紧要求通过调研，双方反复交换意见，达到既能满足用户（或者上级）条件，又能较好的符合本企业产品进展的总体规划。1）机型的选定根据掘进机的用途，是用于煤矿井下巷道的掘进还是用于其他行业的工程作业，掘进机的工作条件是用于截割煤巷还是半煤岩巷，煤岩的单向抗压强度（或者普氏系数f值）及岩石的磨蚀系数。同时应参照行标MT1381995悬臂式掘进机的型式与参数，按其截割煤岩的最大单向抗压强度，选定机型的类别。2）各部件结构型式、驱动方式的确定掘进机通常由截割机构
3、、装运机构、行走机构、液压系统、电控系统及辅助装置（如除尘装置、安全装置、遥控监测装置）等构成。a.截割机构。截割机构的驱动方式由交流电动机驱动，在传动系统中通常设齿形联轴节，不设机械式过载保护装置，经两级行星减速器带动主轴前端的截割头。部分断面掘进机的工作机构有截链式、圆盘铳削式与悬臂截割式等。因悬臂截割式掘进机机体灵活、体积较小，可截出各类形状与断面的巷道，并能实现选择性截割，而且截割效果好，掘进速度较高；因此，现在要紧使用悬臂截割式，并已成为当前掘进机工作机构的一种基本型式。按截割头的布置方式，分为纵轴与横轴式两种。纵轴式截割头的优点是：传动方便、结构紧凑，能截出任意形状的断面，易于获得
4、较为平整的断面，有利于使用内伸缩悬臂，可挖柱窝或者水沟。截割头的形状有圆柱形、圆锥形与圆锥加圆柱形，由于后两种截割头利于钻进，并使截割表面较平整，故使用较多。这种工作机构的缺点是：由于纵轴式截割头在横向摆动截割时的反作用力不通过机器中心，与悬臂形成的力矩使掘进机产生较大的振动，故稳固性较差。因此，在煤巷掘进时，需加大机身重量或者装设辅助支撑装置。目前，这种掘进机在部分断面掘进机中使用较多。b.装运机构。它通常由装载机构与中间输送机构成。它们可使用分别驱动或者集中联动方式，既可用交流电动机驱动，也可用液压马达驱动。耙爪式是利用一对交替动作的耙爪来不断地耙取物料并装入转载运输机构。这种方式结构简单
5、、工作可靠、外形尺寸小、装载效果好，目前应用很普遍。但这种装载机构宽度受限制（由于掘进机工作时履带行走机构通常不调动）。为扩大装载宽度，可使铲板连同整个耙爪机构一起水平摆动，或者设计成双耙爪机构，以扩大装载范围。星轮式机构比耙爪式简单、强度高、工作可靠，但装大块物料的能力较差。装载机构方案是既能装设耙爪式也可装设星轮式,两者能够互换使用o通常,应选择耙爪式装载机构，但考虑装载宽度问题，可选择双耙爪机构，也可设计成耙爪与星轮可互换的装载机构。部分断面掘进机多使用刮板链式输送机构。输送机构通常是由机尾向机头方向倾斜向上布置的。输送机构可使用联合驱动方式，马上电动机或者液压马达与减速器布置在刮板输送
6、机靠近机身一侧，在驱动装载机构同时，间接地以输送机构机尾为主动轴带动刮板输送机构工作。这样传动系统中元件少、机构比较简单，但装载与输送机构二者运动相牵连，相互影响大。由于该位置空间较小布置较困难。输送机构使用独立的驱动方式，马上电动机或者液压马达布置在远离机器的一端，通过减速装置驱动输送机构。这种驱动方式的传动系统布置简单，与装载机构的运动互不影响。但由于传动装置与动力元件较多，故障点有所增加。目前，这两种输送机构均有使用，设计时应酌情确定。通常常使用与装载机构相同的驱动方式。装载机构能够使用电动机驱动，也可用液压马达驱动。但考虑工作环境潮湿、有泥水，选用液压马达驱动为好。c.行走机构。行走机
7、构通常使用履带型式，履带式行走机构适用于底板不平或者松软的条件，不需修路铺轨。具有牵引能力大，机动性能好、工作可靠、调动灵活与对底板习惯性好等优点。但其结构复杂、零部件磨损较严重。目前部分断面掘进机通常使用履带式行走机构。两条履带分别由各自的动力来驱动，可实现原地转向。履带的驱动动力有电动机与液压马达两种，电动机驱动通常只设置一种行走速度，液压马达驱动可使用低速大扭矩马达直接带动履带链轮，或者使用中速液压马达减速器带动履带链轮的传动方式，它可实现无极调速。履带结构型式有滑动与滚动两种，当机器调动速度WlOInmin的中、轻型掘进机，宜使用滑动结构型式；当机器的调动速度XOm/min的重型、特重
8、型掘进机，应使用滚动结构型式。d.液压系统。液压系统多使用开式系统多路阀集中操纵（直接操纵或者遥控操纵）方式。以往国内外多使用齿轮泵，近年来掘进机液压系统使用柱塞泵有增多的趋势。e.电控系统。电控系统包含动力部分、操纵部分与检测部分。电控系统务必按照煤矿井下防爆要求设计、制造、检验，务必符合GB3836-2000标准中的有关规定与要求。为了提高掘进机在作业时的安全性，操作的灵活性与机械传动部分的故障诊断及监控功能，从有用角度考虑，装设必要的离机遥控装置、测控压力、温度、液位及关键部位的故障诊断装置。3）总体布置总体布置的内容包含下列几个方面：（1）确定各部件在整机说的位置，并对外形尺寸提出要求
9、；（2）确定各部件、部件与整机之间的连接方式；（3）估算整机重量，并对各部件的重量提出要求；（4）布置各操纵机构、司机座位等；（5）审核个运动部件的运动空间，排除可能发生的运动干涉。4）具体要求在掘进机总体布置时，需注意下列问题：（1）工作机构减速器减速器的进、出轴尽量同轴线；（2）悬臂与铲板的尺寸关系相习惯，既有利于装载，又要避免截割头截割铲板；（3）悬臂的水平与垂直摆动中心的位置能够重合，也能够不重合。从增加机器的稳固性看，摆动这些都高度应尽量降低。在保证悬臂不与其他机构干涉的条件下，摆动中心的位置应尽量靠后，但务必保证中心在机器的纵向对称平面内；（4）当各要紧部件设计出来之后。应进行校核
10、，不满足需求时需仅需调整,使重心位于履带中心稍偏前且小于L/6（L为履带接地长度）。此外，还需求重心位置在截割机构回转台中心线之后，而且重心高度越低越好，以提高机器作业时的稳固性。(5)总体布置应考虑左右两侧重量对称并照顾工作习惯及方便操作。司机座通常设在机身左侧、且位于机身后部，座椅高度应保证司机的视线，使其哪个很好地操纵机器，截割出规则的巷道；(6)操纵台位置要适当，应保证司机操纵方便、省力。仪表显示装置的位置要便于司机观察，又不分散司机正常操作的注意力。5)传动型式及动力元件的选择a.传动型式及元件选择应遵循的原则(1)技术先进性：能够改善机器性能，提高生产率；(2)经济合理性：传动系统
11、尽量简单、元件少，易加工，价格低，维修容易，使用寿命长；(3)工作可靠性:传动系统的可靠性表现为元件使用寿命，因此也是对元件质量的要求；(4)习惯性：元件应习惯传动系统的载荷、工况及环境等条件的要求。b.各机构对传动系统的要求及传动型式的选择掘进机的截割、装载、运输、行走等机构通常均为分别传动，各部件受力状态及工作条件不一致，因而传动型式有不一致的要求。(1)工作机构要求有较大的短时过载能力，而油马达对冲击负荷很敏感，过载负荷能力低，影响截割头正常连续运转。因此，掘进机的工作机构宜使用电动机为动力的机械传动型式。应利用体积小、功率大、过负荷能力强的专用电动机，并配备可靠的电气保护装置。根据工作
12、机构结构紧凑的特点，通常工作机构的减速器设在悬臂内，成为悬臂的构成部分。截割头调速方式通常使用配换挂轮的方法，变速机构力求简单。(2)耙装机构传动装置的特点是：减速器需装在尺寸有限的铲板下部，因而设计空间较小，工作条件恶劣。减速器经常浸泡在煤岩泥水中，卡料时易过载。耙装、输送机构若使用机械传动，用于电动机尺寸较大，不便在输送机尾安装，通常是在铲板上部两侧安装两台电动机，作为耙装、输送机构的共同动力，这样势必使减速箱的尺寸增大，在铲板下布置较紧张。此外，考虑耙爪及链板卡链过载情况,为保护电动机不至烧毁,通常需要在减速器内设安全摩擦片离合器。耙装、输送机构若使用齿轮油马达传动，由于尺寸小、重量轻，
13、可使二者分别传动，从而简化传动装置，便于在铲板下布置，便于设计密封效果好的机械密封或者将减速器与铲板分离，同时可实现过载自动保护。(3)履带行走机构的驱动方式有电动机与油马达驱动两种方式。分别通过机械减速装置或者直接由油马达带动履带的主动链轮运转。机械传动的履带行走机构，通常是将电动机装于两条履带减速器后部，制动方式使用机械液压制动方式。这种传动方式传动可靠性高，电动机价格低，维修容易，但不能调速，减速箱体积较大，巷道淋水大时，电动机易受潮而烧毁。履带行走机构使用液压传动型式，系统简单、性能较好、技术先进。液压传动的行走机构中，在液压马达型式选择及调速方式设计方面，有不一致的方案。使用低速大扭
14、矩马达驱动，其特点是系统简单，尺寸小、重量轻，能够实现无级调速及过载自动保护。但液压马达传动复杂、制造费用高，保护较难。使用齿轮油马达,容积效率高，耐冲击性能好，维修容易，造价较低，一台IOKW左右齿轮油马达的价格只有同功率径向柱塞马达的1/10；尺寸小、重量轻。一台IoKW左右齿轮油马达的重量，仅为同功率低速大扭矩马达的1/18,为电动机重量的1/13。使用齿轮油马达后，减速器尺寸尽管较低速大扭矩马达的大，但较电动式的小（MRH-S50-13型机的减速器传动比i=328）.因此可方便地将马达、减速器、液压制动阀、紧链装置等安装于履带架中间。这种方式在技术性能上优于机械传动，在经济指标上优于低
15、速大扭矩马达传动o因此具有特殊的优点。行走机构的调速方式有两种，一种是使用变量泵。另一种是使用分流或者并流的调速方案，如MRH-S50-13型机，即在机器快速调动时，停止向装载马达供油，仅向行走马达供油，使掘进机有两种行走速度。2.确定整机要紧技术参数掘进机整机要紧技术参数包含尺寸参数（长X宽X高）、重量参数、运动参数与动力参数。1）尺寸参数整机长度、宽度的大小直接与其转弯半径有关，推荐轻型机长度7.5m,中型机长度8.5m,重型机10m,对应的宽度分别为WL6m,2.5m,3mo整机的高度直接关系到它的动、静态稳固性，习惯范围与通过性的好坏，因此越低越好。当今中外机型进展趋势是矮机型，中、重
16、型机高度L62m,特轻型、轻型机的高度L4L6m。掘进机可掘巷道断而的最大、最小高度与宽度应满足设计任务书的要求。卧底深度25040Omm,离地间隙C=B13+84（mm）,B为两履带中心距）。中间输送机龙门口过料高度最好为400mm,履带接地长度L与其中心距B之比应为LBL602）重量参数整机自重是掘进机的一个重要参数，机重太轻，工作稳固性下降，摆动截割时会发生摆尾现象、截割效率下降，截齿磨耗率增加；机重太重时，机动性差，转向灵活性下降。一般它的自重可按w=（t）估算，式中N为截割机构功率，kW；V为截割头平均截割速度，m/s；也可参照现有掘进机用类比法来确定，机重（I）与截割功率（kW）之比为0.25-0.4o关于通常煤、岩底板，许用值W014MPa；关于水软化的泥质页岩底
