毕业设计说明书（蟹爪式装煤机）

河北工程大学毕业设计（论文）

第1章 绪论

1.1课题的提出

煤炭工业作为我国国民经济的主要支柱产业，在未来50年内，煤炭仍是主要的能源和战略物质，具有不可替代性，是国民经济和社会发展的保证。随着国民经济的快速发展，以及中国加入WTO后，煤炭工业现代化的步伐也在加快。目前，国内煤炭巷道掘进面的装载机发展水平相对落后，巷道掘进成为煤矿发展的一个瓶颈，制约着煤炭工业的高产与发展。因此，煤炭机械化是煤炭工业持续、稳定、协调的发展，是顺利实现社会主义建设宏伟目标的重要条件。采绝机械化是煤工业增加产量、提高劳动生产率、改善劳动环境、保障安全生产的必要技术手段，也是煤炭生产过程中节约能源、人力和原材料消耗的有效技术措施。

目前，我国井下铲斗式装载机中，装岩机以滚动斗臂、轨轮行走方式为主，其动力有电动、气动两种。装载机则全系轨轮式行走方式，而动力以电动居多。装运机则均为轮胎行走方式，动力虽有内燃机驱动，但以气动为主。内燃驱动、轮胎行走的铲运机已开始批量生产。此外，蟹爪式装载机、顶耙式装载机等的研制和配套工作也都取得了良好的效果。

当前我国各类井下矿在巷道中主要采用有轨运输方式，轨轮式电动和气动装岩机和装载机仍然是应用最为广泛的装载设备，由于多年来一直没有进行大的、突破性的改进，以不能很好的满足高效掘进的要求。轮胎式、轨道式装载机由于其体积大，且轮轨式装载机行走受轨道的限制，存在工作时调车困难等因素；电动装载机有电动机提供动力，其安全性一般较差，电气装置易发生故障，作业时拖带的输电缆线使行走不便；气动式装载机 一压气作为动力，其总效率低，且体积大，而机器作业时也要拖带输气管线使行走不便；内燃装载机利用内燃机作为动力，虽然具有能源独立，不需要拖带能源输送线等辅助设备，但在井下作业时需要解决废气净化等问题。因此，研制一种先进性、可靠性、适应性和高效性的掘进装载机以成为煤机市场的一种需求。

1.2国内外同类课题研究现状

各国早期研制的悬臂式装载机都是以煤炭作为作业对象，机重在13~17吨之间、装载功率在30KW左右的轻型机，代表机型是前苏联的Πk-3型掘进机。中期产品主要是用于切割煤系地层中的各种煤岩的中型机，机重在25吨左右，装机功率50~100KW，

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如英国的MKA-2400型、奥地利的AM-52型、日本的S100型等。

我国的装载机制造技术开始于1954年，最初仿照苏联的C-153型机，1979年后，先后从日本、奥地利、英国、美国、西德、 原苏联、匈牙利引进了多种型号的装载机，通过引进这些机械的制造技术和先进加工设备，并进行技术转化，到八十年代，我国已自行研制成功了蟹爪式装载机、立爪式装载机、顶耙式装载机等。从此使我国的装载机不再依赖进口。

从现在起至2010年，将是我国煤矿采掘机械化的又一个重要发展时期。我们将要引进和研制日产0.7~1万吨煤的高效宗采设备。攻克电液控制，机械化联网等关键技术；还要把设备的可靠性大大提高，不仅装机功率大，还要配备工况参数显示装置、健康检测或故障诊断系统、自动化和遥控系统，及可靠的保护装置，以确保机械设备能够长期正常运转。

经过几待人得不懈努力，我国的装载机械的开发研究以基本达到国际先进水平，但与一些发达国家的产品相比还存在者一定的差距。

1.3 研究内容

ZMZ—100/45蟹爪式装煤机是一种全液压式装煤机，是一种集装载、运输、行走于一体的液压传动装载机械化设备，是目前中国装载机市场所需的一种产品。适用于港道断面尺寸（宽×高）≥1800×1400mm的煤矿企业的炮采采煤工作面和掘进工作面。特别适用于半岩巷掘进装运。本装煤机的装载能力为每小时一百立方米，装机功率为45千瓦，行走灵活，可原地转弯，操作方便。其采煤和掘进效率高，使用安全，大大的降低了采煤工的工作强度，减少掘进头的用工人数。

本论文主要分析研究了ZMZ蟹爪式装煤机的装载、行走、转运、电气、液压系统，并重点介绍装载机的装载部、运输部、行走部的液压系统及其改进。通过对装载机的分析研究，并充分借鉴国内外成熟技术，结合国内生产实际，进行优化设计，设计后达到如下要求：

1、装载部机头架能起落，可实现铲板抬起高度324mm，铲板卧底深度 213mm。

2、装载部采用蟹爪式，工作时两蟹爪交替运动，实现连续作业。 3、运输部设有回转台，可实现转载机头的左右摆动角度±43o38 4、运输部设有升降液压缸，可实现转载机构的升降。

5、行走部采用履带式行走机构，可前进后退，也可原地转弯，行走灵活，操作方

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便。

6、配备水泵喷务系统，可有效的抑制装载产生的粉尘火花，提高工作环境的安全性。

7、采用直动与先导相结合的操作方式，通过合理选用先导阀、多路换向阀、梭阀等液压元件，满足装载机各种功能要求。

8、具有温度、漏电、欠电压、过流、过压、缺相等保护功能。 9、设有报警装置，可实现装载机启动、行走报警功能。

1.4论文难点与重点

本论文主要分析研究了ZMZ蟹爪式装煤机的装载、行走、运输、电气、液压系统，并重点介绍装载机的装载部、运输部、行走部的改进及其液压系统。

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第2章 总体设计

2.1概述

ZMZ蟹爪式装煤机是一种全液压式装煤机，是一种集装载、运输、行走于一体的液压传动装载机械化设备，适用于港道断面尺寸（宽×高）≥1800×1400mm的煤矿企业的炮采采煤工作面和掘进工作面。特别适用于半岩巷掘进装运。可与矿车、刮板输送机、带式输送机等配套使用，亦可用于地面煤场的装载。本装煤机的装载能力为每小时一百立方米，装机功率为45千瓦。

ZMZ蟹爪式装煤机行走灵活，可原地转弯，操作方便，运行平稳。其采煤和掘进效率高，使用安全。

电控系统采用典型的模拟控制——继电器控制

在温度控制电路中，油泵、电机往往由于启动、超负荷、缺相及机械传动部分发生故障等原因造成绕组发热，当温度升高到超过电机允许的最高温度时，将会使电机烧坏。因此，采用正温度系数的PTC热敏电阻组成的电路产生温控信号去控制油泵与装载电机回路，从而避免电动机温度过高，产生事故。

装载机的液压系统是一个开式回路系统，系统由两台三联齿轮泵供油，输出压力油分别提供给左右行走马达、装载马达、喷雾马达及液压油缸回路。在每个回路的油泵出口处，都装有一个溢流阀，对系统进行安全保护。

改进后的装载机，装载部机头架能起落，可实现铲板抬起高度324mm，铲板卧底深度213mm，装载部采用蟹爪式，工作时两蟹爪交替运动，实现连续作业，运输部设有回转台，可实现转载机头的左右摆动角度±43o38，同时还设有升降液压缸，可实现转载机构的升降。

通过试验表明：ZMZ蟹爪式装煤机设计合理，电气、液压系统性能稳定可靠，适应性强，并具备操作简单，故障率低等优点。

2.2 主要组成

ZMZ蟹爪式装载机外形如图2-1所示。主要由装载机构、行走机构、运输机构、液压系统、电气系统组成，并通过主体部将各执行机构有机的组合于一体。

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ZMZ100/45MA

图2-1 ZMZ蟹爪式装载机

2.2.1 装载部

机器工作时，机头液压马达通过减速器内的伞齿轮带动偏心盘转动，两个耙爪在偏心盘的带动下，交替作有规律的耙取运动，将铲板上的煤块耙到刮板运输机上。在进行装载工作时，内喷雾压力水通过中心水管输送至喷嘴喷射出来，达到降尘的目的。 装载部的所有部件均安装在机头架上。机头架是机头部分的骨架。机头架采用型钢焊接而成。在机头架的端部，用螺栓把铲板紧固在机头架上，便于磨损后更换。机头架本身，是通过回转轴支撑在机器两侧操纵箱的壁板上的。机头架可以起落，它的起落是借助固定在履带架上的升降油缸的作用实现的。这样，可以 保证机器在倾斜不平的地面上也能正常工作。

左、右蟹爪减速器装于机头两侧的装载耙下面。由三个螺旋伞齿轮组成的两对齿轮副及一对直齿轮副，机壳和偏心盘等组成。

装载部运动机构的形式为曲柄遥杆机构，它由装载耙爪、偏心圆盘、连杆、遥杆组成。 蟹爪装在曲柄遥杆机构的遥杆上，遥杆分别与偏心盘和连杆铰接，铲板就是固定杆，连杆安装在铲板上，遥杆一端与连杆铰接，另一端安装在偏心圆盘上，蟹爪则按适合装载工作要求的规律运动。其结构如图2-2所示。

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