裝載機構(gòu)設(shè)計1.裝載驅(qū)動形式對比分析參數(shù)項目三一EBZ318H太院EBH315Q/EBZ320D山特維克MR620驅(qū)動形式星輪轉(zhuǎn)速30r/min35r/min液壓時：35r/min，2*65Kw星輪驅(qū)動低速大扭矩馬達低速大扭矩馬達電機驅(qū)動時，2X36kW，29r/min排量2L/r2.3L/r，2*35Kw材料：三一318太原315Q山特MH620驅(qū)動形式優(yōu)缺點：液壓馬達直接驅(qū)動優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)簡單、成熟、可靠、成本低；（2）防水能力強；（3）控制方便，無需增加電氣回路；（4）國內(nèi)外掘進機普遍采用的星輪驅(qū)動方式；缺點：（1）驅(qū)動剛性差；（2）增大液壓系統(tǒng)的功率、泵排量和閥片數(shù)量；電機+減速器驅(qū)動方式：優(yōu)點：（1）驅(qū)動剛性好，過載能力強，；（2）液壓系統(tǒng)簡化，減小液壓泵站電機功率、泵排量和閥片數(shù)量；缺點：（1）整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間大、成本高；（2）減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損環(huán)節(jié)多，生產(chǎn)制造、裝配困難；（3）裝載減速器處環(huán)境惡劣，下山掘進時，水比較多，電機容易進水損壞；初步結(jié)論：（1）從對比分析看，國內(nèi)的重型掘進機均采用液壓驅(qū)動，馬達排量在2-2.3L/r，功率2*35左右。只有山特維克采用液壓馬達或電機兩種形式，且功率偏大。（2）從液壓馬達和電機驅(qū)動的優(yōu)缺點看，液壓馬達直接驅(qū)動星輪更適用于星輪裝載工況。2.星輪設(shè)計（1）星輪齒數(shù)：對比分析：項目三一EBZ318H/徐工太院EBH315Q/EBZ320D山特維克MR620星輪齒數(shù)五齒薄星輪普通三齒星輪，后期改為五齒五齒薄星輪圖片材料：山特維克MH620徐工320L三一318太原315Q三齒普通與五齒薄星輪優(yōu)缺點：五齒星輪單齒堆料少，單齒受力小，不易損壞和卡死；五齒薄星輪比較薄，對物料插入比壓大，易插入物料，不易別卡；巖巷掘進時，運量相對比較少，正常結(jié)論：從對比來看，重型掘進機中，三一、徐工和山特均采用五齒薄星輪；從優(yōu)缺點看，五齒薄星輪更適合重型掘進機的巖巷裝載；若采用五齒薄星輪，需計算運量和強度；備注：五齒薄星輪運量計算和強度分析（需詳細設(shè)計時進行，強度采用手算和有限元分析，運量采用對比和正向設(shè)計計算）;3.改向輪位置結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）對比分析山特MH620裝載機構(gòu)改向輪徐工320裝載機構(gòu)改向輪運輸機構(gòu)設(shè)計驅(qū)動配置：參數(shù)項目三一EBH318太原院EBH315Q/EBZ320D山特維克MH620驅(qū)動形式一運鏈速0.8m/S0.8m/S電驅(qū)：~0.5-0.9m/s液驅(qū)：~0.9m/s鏈條22X8622X8619X64.5驅(qū)動方式低速大扭矩馬達低速大扭矩馬達電機驅(qū)動或液驅(qū)馬達排量或電機功率2*2L/r2*0.75L/r1*36Kw（淄博正通MH620）或液壓驅(qū)動優(yōu)缺點：電驅(qū)優(yōu)點：電機驅(qū)動剛性強，瞬時超載能力強，小石子卡鏈時可以依靠電機剛性沖過去；電驅(qū)缺點：（1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，損壞風(fēng)險點多，需要自制減速器，減速器帶傘齒，裝配要求高，國內(nèi)沒有制造運輸機減速器的成熟經(jīng)驗；（2）電機加減速器成本高；（3）減速機為非標(biāo)件，制造周期長，備件替代困難，需要常備運輸機減速器；（4）刮板鏈在磨損后，在電機剛性沖擊下，斷鏈風(fēng)險大；（5）當(dāng)遇到大塊時，刮板易卡鏈，電機經(jīng)常頻繁帶載啟停，電機易損壞（根據(jù)MR340電機損壞）；液驅(qū)優(yōu)缺點：（6）運輸電驅(qū)需要增加兩個回路，導(dǎo)致現(xiàn)有電控箱回路不夠，掘進機無法控制除塵風(fēng)機；液驅(qū)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、成熟、可靠；成本較電驅(qū)低；對鏈條保護好，不容易造成鏈條斷開；購買和維修馬達容易，備件通用，不需要常備；（5）可以頻繁正反轉(zhuǎn)，而不造成馬達損壞。液驅(qū)缺點：（1）剛性差，遇小石子卡鏈時，不好通過；（2）需要增加管路，增加泵站功率、泵排量和油箱容積等；建議：綜上所述，結(jié)合國內(nèi)巖巷掘進機均采用液驅(qū)、山特維克采用液或電驅(qū)的特點，第一臺從可靠性、經(jīng)濟型和備件等方面考慮，建議采用液驅(qū)，采用三一方案，增大液壓馬達排量至2X2L/r。鏈條：當(dāng)取0.8m/s時，按74Kw計算F=W/V=74*1000w/(0.8m/s)=92.5KN當(dāng)取80Kw時，F(xiàn)=W/V=80*1000w/(0.8m/s)=100KN當(dāng)22*86鏈子時，安全系數(shù)s1=610/92.5=6.59當(dāng)22*86鏈子時，安全系數(shù)s2=610/100=6.1當(dāng)26*92鏈子時，安全系數(shù)s=850/92.5=9.2一運鏈輪改花鍵；原21齒4模數(shù)，改為19齒，5模數(shù)。驅(qū)動裝置參數(shù)計算3201、驅(qū)動裝置用馬達：2X1687ml/r；2、驅(qū)動裝置流量：2*100L/min3、鏈輪：5齒，鏈環(huán)22×86,節(jié)圓直徑：d=279mm,頂圓直徑：D=323mm4、鏈輪轉(zhuǎn)速：n=100/1.687×0.98=58r/min5、鏈速：V=58×2×3.14159/60×279/2=0.84m/S6、驅(qū)動功率：P＝250×2×100/612=81.7KW7、驅(qū)動扭矩：T=9549×81.7/58=13451NM8、圓環(huán)鏈鏈輪拉力：F=81.7/1.07=97.2KN按兩個馬達共同作用計算：漸開線花鍵強度計算：τ=2*（13451/2）/(0.75×95×19×5×90)=44Mpa軸扭轉(zhuǎn)強度計算：Wn=87×87×87×3.14159/16＝129231mm3τ＝13451/129231=104MPa按單馬達作用計算；軸扭轉(zhuǎn)強度計算：Wn=87×87×87×3.14159/16＝129231mm3τ＝（13451/2）/129231=52MPa計算軸徑尺寸：按兩個馬達計算：d≥A*（P/n）^(1/3)=100*（81.7/58）^(1/3)=112mm按單個馬達計算：d≥A*（P/n）^(1/3)=100*（81.7/2/58）^(1/3)=56mm鏈輪彎曲應(yīng)力：Ma=40*0.26=10.4KN.m；W=0.0982(0.135*0.135*0.135*0.135-0.1025*0.1025*0.1025*0.1025)/0.132=1.61*10(-4)彎曲應(yīng)力=Ma/W=646000KN/㎡=64.6MPa；當(dāng)按花鍵分度圓計算時；Ma1=40*0.26=10.4KN.m；W1=0.0982(0.135*0.135*0.135*0.135-0.095*0.095*0.095*0.095)/0.135=1.82*10(-4)彎曲應(yīng)力=Ma/W=571000KN/㎡=57.1MPa；哈弗隔套彎曲應(yīng)力：Ma=40*0.26=10.4KN.m；W=0.0982*(0.172*0.172*0.172*0.172-0.146*0.146*0.146*0.146)/0.172=2.4*10(-4)彎曲應(yīng)力=Ma/W=646000KN/㎡=43MPa；當(dāng)哈弗隔套不起作用時。C點彎矩最大,鏈輪彎曲應(yīng)力；Ma=40*0.12=4.8KN.m；W=0.0982(0.155*0.155*0.155*0.155-0.110*0.110*0.110*0.110)/0.155=2.73*10(-4)彎曲應(yīng)力=Ma/W=17582.4KN/㎡=17.6MPa；傳動軸彎曲應(yīng)力：彎矩：Ma=400*12=4.8KN.m；W=0.09820*110*110*110=1.310(-4)彎曲應(yīng)力=Ma/W=36923KN/㎡=36.9MPa；扭矩：T=6725.5N.m扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：Wn=110×110×110×3.14159/16＝261208.8mm3τ＝（13451/2）/261208.8=25.7MPa傳動軸直徑d≥21.68（（4800*4800+1*6725*1*6725）∧?）/270）（?）=67.8mm現(xiàn)取110mm滿足要求；裝載計算星輪驅(qū)動部軸承：EBH315,2.3L馬達，3.6m鏟板，32928，Cr=206,Cr0=390,EBH350,2L馬達，4.0m鏟板，32934，Cr=258,Cr0=485,上海煤科，3.15L馬達，3.6m鏟板，采用32930J，Cr=281,Cr0=520,對比太原成熟方案，方案可行。三一全部采用四點接觸球軸承；運量計算共5個空余面積，單個空余面積=244364.97mm2，厚度60mm，裝載系數(shù)按1.5計算，A=244364.97*5*60*30*60*1.5=198m3/h則兩個星輪運量為Az=198*2=396m3/h四、星輪需要功率概算Wz=A*3000*10/(60*30)=2200N,Wx=3000NN1=Fv=Wz*f*π*（D/2）*n/60=2200*0.5*3.14*（1.61/2）*30/60=5110N.m/s=5.1KwN2=Fn*v=（π2*n2*r*m/900）*（π*（D/2）*n/60）=（3.14*3.14*30*30*1.61/2/900）*（220+300