采煤机截割部的整体设计.docx
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采煤机截割部的整体设计
摘要
我所设计的题目是采煤机的截割部设计,即截割部的设计。
当前我国采煤技术已经有了一定的发展,而且逐渐趋于自动化。
通过老师任务书的下达,我初步了解了我所要设计的采煤机的截割部的用途——用于进行地下采煤工作。
通过对此题目的分析以及对一些相关书籍和文献的查阅,截割部的设计重点应在于摇臂传动部分的设计。
本设计的主要内容包括:
对课题的来源、选题的目的、以及截割部在国内外发展的形势,及所存在的问题进行了相关的论述。
采煤机截割部分一般结构,然后根据自身的需求选取适当的结构组件。
掌握一些基本概念、特点、应用以及基本工序,进而分析采煤技术的现状和发展方向,这样就能使大家对采煤技术有了总体的认识。
掌握的重点——对摇臂传动部进行设计。
先分析力的传动过程;然后对截割部进行工艺分析,为设计奠定基础;最后对截割部传动进行整体设计,画好装配图。
最后对以设计出的数据进行整理和验算。
关键词:
采煤机;截割部;传动部分;摇臂电动机
Abstract
Idesignisthesubjectoftheshearercuttingdesign,thecuttingofthedesign.China'scurrentminingtechnologyhasmadecertaindevelopmentandthegrowingtrendofautomation.Teachersthroughthemandatewasissued,Myinitialunderstandingofmydesignoftheshearercuttingunituses--fortheundergroundminingwork.Throughtheanalysisofthistopicandanumberofrelatedbooksandliteraturesearch,CuttingtheMinistryofdesignshouldfocusonthetransmissionarmofthedesign.Thedesignofthemaincontentsinclude:
thesourceofthesubject,thepurposeoftopics,andthecuttingofthedevelopmentofthesituationathomeandabroad,andtheproblemsrelatedtotheexposition.Shearercuttingsomeofthegeneralstructure,accordingtotheneedsoftheirownselectionofappropriatestructuralcomponents.Mastersomebasicconcepts,features,applicationsandbasicprocesses,therebyminingtechnologyanalysisofthestatusanddirectionofdevelopment,Thiswillenableeveryonetohaveminingtechnologyoverallawareness.Graspthekey--rightarmoftheDepartmentoftransmissiondesign.Analyzetheedgeofthedrive;ThencuttingtheDepartmentofTechnicalAnalysisandlaythefoundationforthedesign;Finally,theMinistryofcuttingdriveoveralldesign,drawnassembly.Finally,thedesignofdatacollationandchecking.
Keywords:
Shearer;CuttingDepartment;Transmission;RockerMotor
5轴的设计…33
前言
我国现行采煤机摇臂壳体的设计基本上都采用传统的设计方法:
根据经验和以往设计实例设计人员在纸面上设计所需的产品,根据小功率采煤机摇臂尺寸适当加大来设计更大功率的采煤机摇臂,如果出现问题或不满足预定设计要求的情况,就要修改设计,这在现实设计中确实出现了许多的问题。
随着采煤机装机功率越来越大,单纯依靠经验,根据小型机器设计大功率机器和加大安全系数的方法,往往使设计产品的尺寸越来越大,结构的应力分布、变形分布、内力分布也很难得到合理保证。
然而通过对采煤机摇臂进行有限元分析,可以得出采煤机摇臂壳体在不同位置、不同工况的应力、应变规律,摸清其危险截面、极限工况、极限载荷和极限应力,提出摇臂承载能力的优化方案。
同时还可以对摇臂壳体固有频率、各阶振型、动力性能进行探索性分析研究。
应用该技术可以在产品设计阶段预测产品质量,使产品在投入生产之前进行优化以提高产品质量,从而缩短产品开发周期,进而降低开发成本,提高市场竞争力。
1绪论
1.1课题的设计目的及意义
当今全球制造业企业之间的竞争越来越激烈。
企业要赢得竞争,就要以市场为中心,就要以用户为中心,快速地响应市场的需求,快速地满足用户的需要。
换句话说,就是要以最短的产品开发时间(Time)、最优的产品质量(Quality)、最低的成本(Cost)和最佳的服务(Service),既“TQCS”,去赢得用户和市场。
随着采煤机控制系统的发展,它的功能越来越齐全,操作越来越方便。
虽然以数控系统为控制系统的采煤机生产效率会很高,而且质量也非常好,但这些消耗的成本较高,固我们采取常用的设计结构。
这样不但能满足生产条件还能节省资金。
1.2与课题相关国内外研究现状分析
1.2.1采煤机在国内的发展情况
随着近年来我国煤炭行业的快速发展,与之唇齿相依的煤机行业也日益受到重视。
从去年出台的煤炭行业纲领性文件《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》,到去年召开的全国煤炭工业科学技术大会,再到近日的国家发改委出台的煤炭行业结构调整政策,都涉及到发展大型煤炭井下综合采煤设备等内容。
有关人士指出,大型煤炭井下综合采煤设备走进人们的视野,这是煤机行业发展的必然趋势。
加快发展煤机制造业意义重大
我国是世界煤炭第一生产和消费大国。
由于我国富煤少油,所以煤炭在我国的一次能源中占有极其重要的地位。
近年来,国际油价高企,这在某种程度上更加凸显了我国煤炭资源的战略意义.
建设强大的煤炭工业须有强大的煤矿机械制造能力作为后盾。
然而,生产技术总体水平落后正在制约着煤炭工业的快速发展。
据统计,目前全国采煤机械化程度仅为42%。
众多小煤矿仍沿用传统落后的开采方式。
为解决这一矛盾,国家提出了加快提升煤炭生产和设备制造技术水平的战略目标。
根据“十一五”煤炭行业结构调整的主要目标,到2010年,全国大、中型煤矿采煤机械化程度要分别达到95%和80%以上。
据有关专家介绍,大型煤炭井下综合采掘设备等重大专项,主要是面向煤矿高产、高效集约化生产及其配套的设备和技术。
包括年产600万~1000万吨厚煤层综采成套技术装备研制;年产150万~200万吨薄煤层自动化综采成套技术装备研制;年产100万吨以上短壁综采成套技术装备研制;巷道快速综掘成套技术装备研制等。
有关业内人士指出,我国发展大型煤炭井下综合采煤设备,不仅是为了解决煤炭行业发展的设备需求,也不仅是间接地为提高我国煤机行业技术水平提供难得的发展机遇,更重要的是,它将为我国重要能源资源开采提供有力保障.
制约因素加大综合差距
煤机行业的发展并非一帆风顺。
在经过多年的低谷期后,虽然近年来市场逐步转暖,但在其自身发展中仍有诸多制约因素。
诸如基础技术及基础元器件发展滞后、国产原材料不能满足要求、企业数量多规模小且分散重复、科技开发投入少、技术创新能力弱等。
目前,煤机全行业最突出的问题之一就是成套能力薄弱,市场竞争力不强。
据了解,改革开放以来,在煤炭专用设备研制和国产化工作上取得了巨大成就.
但是,由于体制和机制的制约,在煤炭专用设备研制和国产化工作中,力量主要集中在提高单机的设计制造能力和水平上。
因而,煤炭专用设备的系统开发、系统设计、系统成套及系统服务,则显得十分薄弱。
同时,由于煤炭装备制造业发展滞后,产品的性能和可靠性难以满足高产、高效矿井要求,导致企业在市场竞争中缺乏竞争力。
另据了解,目前国内仅有山西焦煤集团和中国煤炭机械工程装备集团具有综合煤机制造实力。
种种制约因素及行业技术创新能力不足,造成目前我国煤机制造业与国际水平相比存在很大差距。
专家建议,根据目前行业的具体情况,行业创新路线还需要引进和自主研发相结合。
专家指出,在全球产业结构调整和转移的浪潮中,以及诸多制约因素前提下,我国煤炭装备制造业面临着重组和规模经营的新趋势。
1.2.2国外采煤机的发展
今年4月份,全球最大的煤炭开采设备生产商之一的Joy Global Inc. (JOYG)获得了其在华建厂的首张执照。
这家坐落在天津市的工厂预计将于2007年年初投产。
实际上,此次建厂正是Joy Global提高在华销量计划的一部分,公司的目标是2010年将在华销售额从2005年的1.7亿美元提升至5亿美元。
面对中国不断扩大的采矿设备市场,许多外国公司都在跃跃欲试,Joy Global并不是唯一的一家。
德国的DBT Group、Eickhoff Corp.、瑞典的Sandvik Mining and Construction Ltd.及其他一些大型国际采煤设备生产商都已设法进入了中国市场。
煤矿伤亡事故频发及采煤效率低下问题引起了中国政府的担忧,目前中国国内正积极地推进煤炭行业的改革重组。
未来几年,中国将关闭更多能效低下且存在安全问题的小型煤矿,转而组建一些大型煤炭生产集团。
在这样的背景下,对于高端采矿设备的需求也在相应上升。
而国内的相关设备供应商却无法满足此类需求,这就给海外生产商提供了抢占市场立足点的机会。
美国驻中国使馆事务处(China branch of the U.S. Commercial Service)的一位资深商务专家梅报春表示,从开采效率、设备质量、对矿山的环境保护及安全和健康等方面来考虑,中国的主要采煤设备普遍落后其他国家10-15年。
虽然中国是全球最大的煤炭生产国,2005年的煤炭总产量达21.1亿吨,但中国煤矿的安全纪录则非常糟糕。
几乎每天都有因煤矿爆炸、透水和塌方导致矿工丧生的报导。
2005年,中国共有5,986名煤炭工人在事故中丧生。
中国的煤矿数量接近2.5万座,其中90%以上是村镇所有的小型煤矿。
高端采矿设施需求强劲
目前,中国煤矿的机械化程度平均为42%,小型煤矿的机械化程度则更低。
极低的自动化和机械化水平意味着煤炭采出率少得可怜。
中国煤矿目前的平均采出率仅为35%左右,小型煤矿的采出率更是不到10%。
煤炭行业的数据显示,中国约五分之二煤矿的年产量均不到3万吨。
除了关闭安全状况差及非法的煤矿(此类煤矿使用的一般都是小型采矿设备)外,中国还将在2010年前建立13个大型煤炭生产基地,并组建5-7家年产量超过1亿吨的大型煤炭生产商。
在2010年年底前,国有大中型煤矿的机械化程度将从目前75%的平均水平分别提高至95%和80%。
不过,凯基证券(KGI Securities)分析师张伟(Aaron Zhang)表示,国产的采煤设备已经
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