EBZ320掘进机装载机构驱动部分设计

EBZ320掘进机装载机构驱动部分设计

摘要：对ebz320掘进机星轮装载结构进行了设计研究，介绍了星轮结构、转速及装载功率的确定方法，为设计提供理论依据。关键词：星轮转载机构星轮转速装载功率

中图分类号：u455文献标识码： a 文章编号：

装载机构是掘进机的主要工作机构之一，其作用是将截割机构破落下来的煤岩收集、装载到中间的刮板运输机上。本文主要研究ebz320掘进机驱动装置的设计计算。

1.驱动装置结构

驱动装置分为蟹爪式和星轮式。ebz320掘进机采用星轮式装载机构，通过低速大扭矩马达驱动星轮转动，如图1所示。

图1 ebz320掘进机装载机构

2.装载机构设计

2.1 装载机构生产能力确定

装载机构的生产能力应大于截割机构的生产能力，这是确定装载机构技术参数的先决条件。设计时装载机构生产能力按截割机构生产能力的1.0-1.1倍考虑为宜。

2.2 星轮结构尺寸确定

星轮结构如图2所示，有关尺寸确定如下。

图2 装载星轮

（1）星轮大径d：星轮大径与铲板和驱动装置外形尺寸及星轮回转中心有关，设计时结合铲板设计综合考虑确定。

（2）星轮小径d：星轮小径与驱动装置外形尺寸有关，设计时在满足强度要求的条件下，应尽量减小星轮小径的尺寸。

（3）星轮小径高度h：星轮小径高度要结合铲板和驱动装置结构尺寸及机器总体布置要求确定，使之尽量小。

（4）星轮爪子高度h：爪子高度由星轮大小径、星轮爪子的数量、星轮转速及装载机构的生产率确定。装载机构的生产率由下式计算得出（不计铲板角度）。

装载爪子高度

式中——装载机构的生产率， /h；

——星轮大径，；

——星轮小径，；

——星轮爪子数量，个：

——星轮爪子面积，；

——星轮工作转速，r/min；

——装载系数，取1.5-2.0。

用上式计算出装载爪子高度，一般星轮爪子高度h推荐设计为60-100mm。

2.3 星轮转速确定

星轮转速的确定要对星轮工作状态进行力学分析。装载星轮运动如图3所示。设星轮所拨物料质量为m,物料m所处星轮位置的半径为r，铲板倾角忽略不计，星轮转速n的临界值分析如下。

图3 装载星轮运动示意

（1）物料m所受离心力

（2）离心力

（3）离心力

（4）物料运动时与铲板之间的摩擦力

（5）物料运动时所受的垂直于爪面的力

（6）物料运动时与爪面的摩擦力

星轮所装物料，一是将物料推移到中间输送机上，二是将物料沿爪面离心力方向甩到中间输送机上，因此物理所受离心力必须克服其所受摩擦力，即，得出星轮转速n的临界值为

上式计算出星轮转速n的临界值，一般推荐采用30-50r/min。

2.4 装载功率确定

装载功率主要由两部分组成，一是克服物料与铲板间的摩擦力所消耗功率二是以一定速度推动物料所耗功率。其他不确定因素需要的功率由计算时给出安全系数s(1.3-1.6)保证。

（1）星轮每转装载物料的重力w由生产能力确定。

（2）物料在铲板表面滑动需克服的摩擦力：

（3）星轮工作静摩擦需消耗的功率：

式中，t为工作扭矩。

（4）动能需消耗的功率：

（5）装载星轮工作需输出功率：

（6）装载马达所需输出功率：

式中，η为系统总效率。

通过计算类比，ebz320掘进机选定装载功率为19kw。

3．结语

星轮式装载机构近几年在国内外掘进机中得到广泛应用。本文列出的星轮结构尺寸、星轮转速及装载功率的确定，对进行星轮式装载机构设计可以参考借鉴。

参考文献：

[1] 王韶蓓掘进机星轮装载机构参数的试验研究 [j].煤炭科学技术，2005（9）.

[2] 黄日恒悬臂式掘进机 [m].徐州；中国矿业大学出版社，1996.