電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電液控制自動(dòng)排纜裝置

目錄摘要Abstract緒論1.1電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電液控制自動(dòng)排纜裝置領(lǐng)域應(yīng)用1.2自動(dòng)排纜裝置的研究現(xiàn)狀1.2.1鏟運(yùn)機(jī)的產(chǎn)生1.2.2我國鏟運(yùn)機(jī)的發(fā)展1.2.3電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)自動(dòng)排纜裝置作用及組成1.2.4電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)排纜裝置現(xiàn)狀及存在問題1.3本課題研究意義及內(nèi)容1.4本章小結(jié)第二章電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)自動(dòng)排纜裝置的基本組成、工作原理、存在問題及故障分析2.1卷纜裝置的組成2.2自動(dòng)排纜裝置組成2.3自動(dòng)排纜裝置工作原理2.4主要部件故障分析2.4.1常見故障2.4.2故障數(shù)樹的建立2.4.3故障分析2.5本章小結(jié)第三章電液控制自動(dòng)排纜裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電液控制自動(dòng)排纜裝置的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)原理3.1.1設(shè)計(jì)要求3.1.2設(shè)計(jì)原理3.2主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1電纜的選用3.3.2電纜卷筒的設(shè)計(jì)3.3.3單向螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.4月牙滑塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3單向螺桿材料選擇與制造工藝設(shè)計(jì)3.3.1單向螺桿的材料選擇3.3.2單向螺桿的制造工藝設(shè)計(jì)3.4本章小結(jié)第四章電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電液控制自動(dòng)排纜裝置的計(jì)算4.1關(guān)鍵部位的受力分析4.2關(guān)鍵部位的強(qiáng)度計(jì)算4.4本章小結(jié)第五章自動(dòng)換向電液控制系統(tǒng)及關(guān)鍵液壓部件選型設(shè)計(jì)5.1自動(dòng)換向電液控制系統(tǒng)5.2關(guān)鍵液壓部件選型5.3本章小結(jié)第六章結(jié)論6.1結(jié)論6.2未來方向致謝參考文獻(xiàn)

摘要電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)是地下礦山無軌采掘作業(yè)的主要裝、運(yùn)、卸設(shè)備，是一種新型高效無空氣污染地下無軌裝、運(yùn)、卸設(shè)備。鏟運(yùn)機(jī)具有操縱簡單，不受地形限制，能獨(dú)立工作，行駛速度快，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。鏟運(yùn)機(jī)為雙向行駛結(jié)構(gòu)，需要?jiǎng)恿﹄娎|隨著鏟運(yùn)機(jī)的前進(jìn)、后退，頻繁的進(jìn)行收、放動(dòng)作。由于鏟運(yùn)機(jī)長度尺寸上的限制，不能通過電纜互相擠壓及內(nèi)外層的摩擦實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜在滾筒全長度上的自行排纜。為了實(shí)現(xiàn)電纜在卷筒上的有序排列，就必須設(shè)置自動(dòng)排纜裝置。 首先，分析電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)自動(dòng)排纜裝置的基本組成、工作原理、存在問題及電動(dòng)排纜裝置主要部件常見故障分析，并找到故障的主要原因。其次，采用新型的電液控制自動(dòng)排纜裝置，對(duì)電液控制自動(dòng)排纜裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)單向螺桿、月牙滑塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)并繪制三維結(jié)構(gòu)圖，對(duì)關(guān)鍵部位受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。再次，對(duì)新型電液控制自動(dòng)排纜裝置中自動(dòng)換向電液控制系統(tǒng)及關(guān)鍵液壓部件選型設(shè)計(jì)。最后，采用單項(xiàng)螺旋的制造工藝，對(duì)單向螺桿材料進(jìn)行合理選擇并對(duì)制造工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：電液控制自動(dòng)排纜裝置；故障分析；單向螺旋設(shè)計(jì)；月牙滑塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

AbstractElectricscraperisthemainloading,transportingandunloadingequipmentoftheundergroundmineraillessminingoperation,anditisanewtypeofhigh-efficiencyair-freeundergroundraillessloading,transportationandunloadingequipment.Thescraperhastheadvantagesofsimpleoperation,noterrainrestriction,independentoperation,fastdrivingspeedandhighproductionefficiency.Thescraperisatwo-waytravelstructure,whichrequiresthepowercabletocarryoutthecollectionandreleaseactionfrequentlyalongwiththeforwardandbackwardofthescraper.Duetothelimitationofthelengthofthescraper,itisnotpossibletosqueezethecablesagainsteachotherandthefrictionoftheinnerandouterlayerstoachieveself-drainingcablesonthefulllengthoftherollers.Inordertoachieveanorderlyarrangementofcablesonthedrum,anautomaticcablearrangementmustbesetup.Firstofall,theanalysisofthebasiccompositionoftheautomaticcablearrangementoftheelectricscraper,theworkingprinciple,theproblemsandthemaincomponentsoftheelectriccablearrangementcommonfaultanalysis,andfindthemaincauseofthefault.Secondly,thenewelectro-hydrauliccontrolautomaticcablearrangementdeviceisused,theoverallstructuredesignoftheelectricfluidcontrolautomaticcabletransferdeviceisdesigned,andthestructureofone-wayscrewandcrescentsliderisdesignedandthree-dimensionalstructuremapisdrawn,andtheforceanalysisandstrengthcalculationofkeyareasiscalculated.Third,thenewelectro-hydrauliccontrolautomaticcabletransferdeviceautomaticallyswitchingintotheelectro-hydrauliccontrolsystemandkeyhydrauliccomponentsselectiondesign.Finally,themanufacturingprocessofasinglespiralisusedtomakeareasonablechoiceofone-wayscrewmaterialanddesignthemanufacturingprocess.Keywords:Electricfluidcontrolautomaticcable-drainingdevice;Faultanalysis;Unidirectional

screw

design;Design

of

crescent

slider

structure.第一章緒論電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電液控制自動(dòng)排纜裝置領(lǐng)域應(yīng)用我國工業(yè)化的迅速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求與日俱增。在這種大的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，我國金屬、非金屬礦山迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。目前我國已建成國有礦山企業(yè)8840多個(gè)，集體與個(gè)體礦山企業(yè)26萬個(gè)，開發(fā)建設(shè)了8000多座礦山，年開采礦石量約50億t以上。隨著礦山開采規(guī)模的迅速擴(kuò)大，近五年，各礦山企業(yè)累計(jì)完成固定資產(chǎn)投資達(dá)上千億元，相當(dāng)于國外礦石巨頭未來計(jì)劃投資的總和。但是，我國新建礦山的礦石品位普遍較低，只有靠提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和高性能的礦山設(shè)備才能降低成本，才能有利可圖。投資的增加，采礦規(guī)模的擴(kuò)大，各礦山企業(yè)迫切需要快速提高礦山裝備技術(shù)水平，達(dá)到強(qiáng)采強(qiáng)掘的目的，促進(jìn)采礦業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。地下采掘與工程機(jī)械設(shè)備在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有十分重要的地位，是現(xiàn)代礦山開采以及交通、水電、國防建設(shè)等大型施工必不可少的高效、先進(jìn)的技術(shù)裝備，此類設(shè)備的制造業(yè)也是國民經(jīng)濟(jì)中的重要行業(yè)。地下鏟運(yùn)機(jī)是以柴油機(jī)或以電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)、液壓或液力為機(jī)械傳動(dòng)、鉸接式車架、輪胎行走、前端前卸式鏟斗的裝載、運(yùn)輸或卸載設(shè)備。主要用于地下礦山和隧道工程。地下電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)，是地下采掘作業(yè)的主體設(shè)備，鏟運(yùn)機(jī)是礦山無軌設(shè)備的一種，廣泛應(yīng)用于地下礦山的采掘、運(yùn)輸。以鏟運(yùn)機(jī)和自卸式運(yùn)礦卡車為核心的無軌采礦設(shè)備

，在國內(nèi)外已成為采礦技術(shù)發(fā)展的主流。目前，市場上廣泛應(yīng)用的鏟運(yùn)機(jī)分為內(nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)與電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)兩種，內(nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)適用于通風(fēng)良好的作業(yè)環(huán)境，擁有靈活、高效的特點(diǎn)；電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)則更加環(huán)保，無污染。在礦山井下巷道、隧道等地下工程施工中，通常用以電力為動(dòng)力，應(yīng)用于地下鑿巖鉆車、地下電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)等地下采礦設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，為此需要電纜為這些機(jī)械設(shè)備傳遞動(dòng)力，并在這些機(jī)械設(shè)備上設(shè)置排纜裝置，將拖曳的電纜進(jìn)行收放。在實(shí)際的操作過程中，拖曳的電纜纏繞到電纜上時(shí)會(huì)將泥沙、臟水及油污等帶到自動(dòng)排纜裝置上，所以這些機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)排纜裝置在非常惡劣的環(huán)境下工作。電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)是金屬礦山井下開采及裝運(yùn)的設(shè)備，以拖曳的三相交流電為動(dòng)力，電纜卷筒安裝在電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)上。隨著鏟運(yùn)機(jī)的后退，電纜能夠有序的纏繞在卷筒上。有序纏繞整齊排列能有效利用卷筒的空間，減少卷纜動(dòng)力，防止雜亂纏繞，在電纜一定長度時(shí)可減少卷筒直徑。因此卷纜器對(duì)電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)極為重要。因此，地下工程中采用諸如地下鑿巖鉆車、電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)等需要拖曳電纜來提供工作動(dòng)力的地下工程機(jī)械，解決如何有序纏繞問題需要不斷地研究和探索，以解決實(shí)際工作中的一系列問題。自動(dòng)排纜裝置的研究現(xiàn)狀1.2.1鏟運(yùn)機(jī)的產(chǎn)生20世紀(jì)60年代初美國瓦格納公司（即阿特拉斯科普柯AtlasCopco/安百拓Epiroc）制成世界上第一臺(tái)地下柴油驅(qū)動(dòng)的鏟運(yùn)機(jī)。二十世紀(jì)60年代中期在國外地下礦山中得到推廣運(yùn)用。當(dāng)時(shí)的鏟運(yùn)機(jī)幾乎都是使用柴油為動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)，為此，需要采用低污染柴油機(jī)并在柴油機(jī)上設(shè)置尾氣處理裝置，采用貴金屬催化凈化器或水洗滌箱，還需增設(shè)通風(fēng)設(shè)施，以加大地下的通風(fēng)量以便尾氣能夠排出坑外，從而使礦山的作業(yè)條件符合作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，讓工人的作業(yè)環(huán)境更加安全，礦山通風(fēng)費(fèi)用的支出大大增加以至于增加了生產(chǎn)成本。由于柴油鏟運(yùn)機(jī)的通風(fēng)、噪音、煙霧和發(fā)熱等問題,電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的用戶幾乎無一例外地反映它的性能好、設(shè)備完好率高、維修費(fèi)用低、工作條件好和需要的通風(fēng)量少。盡管電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)拖曳著電纜,因而限制了其靈活性,但它在井下仍有許多適宜的用如果用電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)取代所用的全部內(nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)，則所需通風(fēng)量可減少一半以上。廣泛的試驗(yàn)和實(shí)踐表明，電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)具有低污染；低熱量（熱量不到同級(jí)內(nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)的30%），低噪聲；維修量很?。还β蕮p失小等優(yōu)點(diǎn)。總的來說，電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的作業(yè)成本較低，機(jī)器便于維修，利用率較高，所以生產(chǎn)效率較高，其綜合經(jīng)濟(jì)性能較好，減少了不必要的支出。電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的優(yōu)越性慢慢體現(xiàn)出來，因而得到迅速推廣。但也存在著不少缺點(diǎn)，其電纜限制了機(jī)器的機(jī)動(dòng)性能和活動(dòng)范圍，只能進(jìn)行短距離工作，同時(shí)，在惡劣環(huán)境中作業(yè)電纜易于磨損和損壞，需要經(jīng)常更換，所以需要定期檢查和加強(qiáng)保護(hù)。為了增加電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的機(jī)動(dòng)性能和活動(dòng)范圍，研究人員為電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)配備了能夠自動(dòng)收放拖曳電纜的電纜卷筒，并成為電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)不可缺少的配置1.2.2我國鏟運(yùn)機(jī)的發(fā)展我國地下鏟運(yùn)機(jī)在經(jīng)歷了引進(jìn)、合作制造、自主開發(fā)、創(chuàng)新發(fā)展四個(gè)階段后,得到了飛速發(fā)展，從1976年起,我國自行研制了斗容0.4-6.1m3的鏟運(yùn)機(jī)共2

5種型號(hào)(包括中外合作生產(chǎn)的6種型號(hào)中，國內(nèi)研制的機(jī)型大多數(shù)通過鑒定(中外合作生產(chǎn)的機(jī)型均已通過驗(yàn)收),但批量在5臺(tái)以上,并在礦山得到連續(xù)使用的,只有少數(shù)幾種,至今其生產(chǎn)銷售量約300多(與進(jìn)口鏟運(yùn)機(jī)合計(jì),使我國地下礦山鏟運(yùn)機(jī)擁有量將近800臺(tái))。這些鏟運(yùn)機(jī)分布在我國近60個(gè)礦山,成為我國地下礦山特別是大中型礦山的采礦主體設(shè)備,對(duì)于加速礦山開采,提高地下礦山裝備水平和機(jī)械化程度,推廣無軌采礦技術(shù),發(fā)揮了重要作用。自7０年代中期地下無軌采礦機(jī)械化在我國興起以來，作為主要出礦設(shè)備的鏟運(yùn)機(jī)已有近800臺(tái)用于我國數(shù)十個(gè)大中型地下礦山，其中有３００余臺(tái)是我國自制的。這些鏟運(yùn)機(jī)的應(yīng)用，有力地推動(dòng)了礦山生產(chǎn)的發(fā)展。我國早期引進(jìn)的鏟運(yùn)機(jī)都是以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，雖然柴油發(fā)動(dòng)機(jī)靈活，但廢氣污染嚴(yán)重，給井下環(huán)境保護(hù)帶來嚴(yán)重的威脅。大多數(shù)采用道依茨渦流燃燒室低污染柴油機(jī)的鏟運(yùn)機(jī),排出的廢氣經(jīng)催化及水洗兩級(jí)處理,且催化器保持良好的維護(hù)狀態(tài),水洗箱及時(shí)加水,其排污指標(biāo)尚可達(dá)到我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。個(gè)別采用直噴式普通柴油機(jī)的鏟運(yùn)機(jī),機(jī)外凈化又不完善,其排污指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。為此,對(duì)柴油機(jī)廢氣監(jiān)測及凈化問題進(jìn)行了大量研究工作,先后對(duì)符山、大冶、豐山、紅透山、弓長嶺等礦的60余臺(tái)LK--1型柴油鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造,用低污染柴油機(jī)取代原有的直噴式普通柴油機(jī),并采用先進(jìn)的峰窩狀催化器和水洗箱進(jìn)行兩級(jí)凈化,使其排污指標(biāo)達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。為擺脫柴油鏟運(yùn)機(jī)廢氣污染的困擾,我國自80年代中期開始自行研制拖曳電纜供電式電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī),并取得重大進(jìn)展。長沙礦山研究院與南昌通用機(jī)械廠共同研制的WJD-1.5型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)，采用液力機(jī)械傳動(dòng)其主要技術(shù)性能達(dá)到80年代初期國外同類機(jī)型水平,在全國10余個(gè)礦山應(yīng)用,消除了柴油機(jī)廢氣污染和噪音的困擾,改善了井下作業(yè)環(huán)境,降低了采礦成本,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，是我國自行研制的鏟運(yùn)機(jī)中生產(chǎn)銷售量最多,應(yīng)用最廣的機(jī)型。我國研制的WJD-0.75型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī),采用靜液壓機(jī)械傳動(dòng),也取得了較好的使用效果。1.2.3電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)自動(dòng)排纜裝置作用及組成自動(dòng)排纜裝置是電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)所必須擁有的部件，在電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的前進(jìn)和后退的過程中能自動(dòng)同步有序的纏繞和放出電纜，避免電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)在工作時(shí)，拖曳電纜的過程中在巷道中磨損造成損壞而出現(xiàn)事故。這是電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)在工作與結(jié)構(gòu)中與柴油鏟運(yùn)機(jī)的不同。自動(dòng)排纜裝置一般由卷筒、傳動(dòng)裝置、排纜裝置和導(dǎo)向輥等部件組成，卷筒是用來裝載纏繞電纜的部件，卷筒內(nèi)筒的半徑要大于所選用電纜的最小彎曲半徑，而且能夠容納集電環(huán)等裝置，卷筒兩側(cè)端板的大徑與卷筒的長度決定了所能容納電纜的長短。排纜裝置的作用是使電纜在卷筒上的有序纏繞，使用單向螺桿正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)電纜的多層自動(dòng)排列。導(dǎo)向輥的作用是在電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)處于任一位置時(shí)，電纜都能從一個(gè)方向引入卷筒。傳動(dòng)裝置是在排纜裝置運(yùn)行時(shí)傳遞動(dòng)力使電纜能夠自動(dòng)收放，一般選用鏈條傳動(dòng)。1.2.4電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)排纜裝置現(xiàn)狀及存在問題早期的地下礦用電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)采用自然式排纜來進(jìn)行電纜的收放,不設(shè)導(dǎo)纜排纜機(jī)構(gòu),是一種簡易的排纜方式。由于沒有設(shè)置排纜裝置,因此電纜在卷筒中雜亂不規(guī)整纏繞，在收放電纜時(shí)電纜拉力不均勻、電纜縱橫向滑動(dòng)，容易使電纜損壞，由于不規(guī)則纏繞導(dǎo)致卷筒的外徑增大。地下巷道空間狹小，電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)能給出的電纜卷筒的空間位置有限，所以卷筒的外徑不易太大。早期經(jīng)驗(yàn)表明,自然式排纜使電纜在卷筒上纏繞雜亂,電纜的受力不均,易被拉壞電纜壽命較低?，F(xiàn)在地下礦用電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)一般都設(shè)置自動(dòng)排纜裝置，一般都采用雙向螺桿作為排纜裝置的主要部件，雙向螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使電纜在其槽里軸向運(yùn)動(dòng)，電纜沿著卷筒的長度方向往反移動(dòng)，從而使電纜有序的排列在卷筒上。但電纜夾大多采用成雙對(duì)輥的旋轉(zhuǎn)輪，在成雙對(duì)輥旋轉(zhuǎn)輪工作時(shí)容易對(duì)電纜造成擠壓、切割，對(duì)電纜有所損傷。我國在1984年引進(jìn)了美國艾姆科（Eimco）公司的922E型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)后開始了自動(dòng)排纜裝置的仿制研究。前期設(shè)計(jì)的自動(dòng)排纜裝置如圖1-1所示。雖能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)有序排纜，但使用壽命只有1～2個(gè)月，沒有實(shí)用價(jià)值。國外自動(dòng)排纜裝置的研究也已經(jīng)經(jīng)歷了三十多年，自動(dòng)排纜裝置的應(yīng)用不僅推廣到了以電力為動(dòng)力源的地下鑿巖鉆車、地下電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)等地下電力驅(qū)動(dòng)工程機(jī)械設(shè)備，而且推廣到了石油礦場機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域。在文獻(xiàn)[1]、文獻(xiàn)[2]中分別對(duì)922E型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)自動(dòng)排纜裝置的結(jié)構(gòu)做出了介紹，如圖1-1所示。圖1—1前期設(shè)計(jì)的自動(dòng)排纜裝置1-軸承座2-滑軌3-雙向螺桿4-壓蓋5-月牙滑塊6-壓緊彈簧7-電纜導(dǎo)軌體8-電纜導(dǎo)向器文獻(xiàn)[3]中提到了雙向螺桿的加工方法：由于當(dāng)時(shí)的加工工藝的原因,很難在同一根軸上加工出首尾相連、旋向相反的雙向螺紋,通常加工方法是先加工兩端帶有臺(tái)階的光軸,再在光軸上加工出兩條旋向相反一根左旋、另一根右旋、節(jié)距相等的螺紋,加工出的兩螺紋不會(huì)首尾相連,為達(dá)到兩螺紋相連,必需在光軸兩端臺(tái)階上分別套上一段螺桿套筒,兩段套筒與光軸用固定銷連接,以防套筒在螺桿軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。最后在套筒上分別補(bǔ)充加工兩螺紋收尾段,這樣就可確保兩螺紋首尾相連。文獻(xiàn)[32]中指出：螺紋月牙滑塊是在螺旋槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的，通過摩擦力來實(shí)現(xiàn)，使用過程中要使之保持潤滑狀態(tài)來減少月牙滑塊在使用過程中的磨損。文獻(xiàn)[12]介紹了一種類似自動(dòng)排纜裝置在電測絞車中的應(yīng)用。非常遺憾的是，上述研究僅限于原理和結(jié)構(gòu)的可行，而沒有在國內(nèi)鏟運(yùn)機(jī)研究機(jī)構(gòu)對(duì)鏟運(yùn)機(jī)自動(dòng)排纜裝置中成功運(yùn)用，也沒有可靠性、實(shí)用性、故障分析與解決的研究報(bào)道和產(chǎn)品。1.3本課題研究意義及內(nèi)容地下礦用電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)在工作運(yùn)動(dòng)當(dāng)中始終拖曳了一根提供動(dòng)力的電纜，隨著鏟運(yùn)機(jī)前進(jìn)和后退必須要保證電纜能夠同步有序收放。拖曳電纜式電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)最為關(guān)鍵的就是電纜隨整機(jī)的同步收放問題，即隨著鏟運(yùn)機(jī)的前進(jìn)和后退，能自動(dòng)同步放出和卷繞電纜，避免鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)壓纜、磨損、拉斷電纜而發(fā)生事故。當(dāng)電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)后退時(shí)，電纜收整在卷筒中，為了保證卷筒能夠最大程度地收卷電纜并實(shí)現(xiàn)分層齊整排列，必須設(shè)計(jì)排纜機(jī)構(gòu)。為了降低螺桿的制造難度及提高排攬的整齊度，從而提高排攬效率，增加電纜壽命，故將用單向螺桿取代雙向螺桿，采用電液控制的自動(dòng)排纜裝置。通過本課題的研究，確定新型電液控制自動(dòng)排纜裝置總體結(jié)構(gòu)，為單向螺桿自動(dòng)排纜裝置的設(shè)計(jì)提供結(jié)構(gòu)與零件材料選擇的理論指導(dǎo)，設(shè)計(jì)制造出新型的電液控制自動(dòng)排纜裝置用于實(shí)際生產(chǎn)。1.4本章小結(jié)在本章中，介紹了電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)用領(lǐng)域及國內(nèi)外發(fā)展歷史，分析了目前國內(nèi)外自動(dòng)排纜裝置的研究現(xiàn)狀，提出了本文的主要研究內(nèi)容、研究意義和欲解決的工程問題。

第二章電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)自動(dòng)排纜裝置的基本組成、工作原理、存在問題及故障分析2.1卷纜裝置的組成卷纜裝置一般由卷筒、傳動(dòng)裝置、排纜裝置和導(dǎo)向輥等部件組成，卷筒是用來裝載纏繞電纜的部件，卷筒內(nèi)筒的半徑要大于所選用電纜的最小彎曲半徑，而且能夠容納集電環(huán)等裝置，卷筒兩側(cè)端板的大徑與卷筒的長度決定了所能容納電纜的長短。排纜裝置的作用是使電纜在卷筒上的有序纏繞，使用單向螺桿正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)電纜的多層自動(dòng)排列。導(dǎo)向輥的作用是在電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)處于任一位置時(shí)，電纜都能從一個(gè)方向引入卷筒。傳動(dòng)裝置是在排纜裝置運(yùn)行時(shí)傳遞動(dòng)力使電纜能夠自動(dòng)收放，一般選用鏈條傳動(dòng)。圖2-1卷裝置總成示意圖電纜卷筒2-自動(dòng)排纜裝置3-電纜托輥4-電纜立輥5-電纜6-傳動(dòng)鏈條2.2自動(dòng)排纜裝置組成圖2—2前期設(shè)計(jì)的自動(dòng)排纜裝置1-軸承座2-滑軌3-雙向螺桿4-壓蓋5-月牙滑塊6-壓緊彈簧7-電纜導(dǎo)軌體8-電纜導(dǎo)向器圖中1為銅套式滑動(dòng)軸承，2為鋼制導(dǎo)軌，3為45鋼制作雙向螺桿，4為壓蓋、7電纜導(dǎo)軌體為Q235A材料制作，5為錫青銅制作，8電纜導(dǎo)向器為圓鋼煨制。裝配時(shí)，第一步，將8電纜導(dǎo)向器與4壓蓋焊接在一起。第二步，將7電纜導(dǎo)軌體套在3雙向螺桿上，對(duì)準(zhǔn)螺旋槽，依次將4壓蓋、5月牙滑塊、6壓緊彈簧及彈簧壓蓋裝上。第三步，將1軸承座安裝在3雙向螺桿的兩端，調(diào)整好軸承座間距后與2滑軌焊接在一起。在裝配調(diào)試完成后，4壓蓋、5月牙滑塊、6壓緊彈簧及彈簧壓蓋這些零件可以更換，其它零件無法更換。2滑軌、3雙向螺桿、4壓蓋、5月牙滑塊、6壓緊彈簧、7電纜導(dǎo)軌體共同組成雙向撥桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。2.3自動(dòng)排纜裝置工作原理多采用雙向螺桿式自動(dòng)排纜裝置的多層纏繞。電纜由導(dǎo)向器的導(dǎo)向作用下卷入卷筒，導(dǎo)向器是嵌入螺紋凹槽的，在月牙滑塊（螺母月牙板）的作用，可沿著螺桿左右移動(dòng)。螺桿有左右兩條螺距相同的雙向螺紋凹槽，兩條螺紋在螺桿兩端的螺紋過渡處形成封閉回路，因此導(dǎo)向器可在雙向螺桿上往復(fù)移動(dòng)。螺桿通過鏈條鏈輪由卷筒帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在電纜沿軸向移動(dòng)節(jié)距的距離時(shí)，電纜在卷筒上剛好纏繞一周。當(dāng)電纜纏繞鋪滿一層到達(dá)卷筒端部時(shí)，月牙滑塊也同時(shí)在螺紋盡頭從一個(gè)方向的螺紋過渡到另一方向的螺紋上去，電纜隨著往返運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了電纜在卷筒上的多層纏繞。而且，當(dāng)電纜在卷筒上放出時(shí)，電纜是嚴(yán)格按照纏繞的反方向進(jìn)行。正是雙向螺桿在螺紋盡頭能自動(dòng)換向的排纜特點(diǎn)，使之在電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)上得到了推廣應(yīng)用。2.4主要部件故障分析2.4.1常見故障前期設(shè)計(jì)的自動(dòng)排纜裝置如圖2-2所示，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)有序排纜的目的,但它的使用壽命只能達(dá)到1～2個(gè)月,沒有實(shí)用價(jià)值。（1）月牙滑塊的磨損快；（2）電纜導(dǎo)向器環(huán)狀圓鋼的磨損及對(duì)電纜的磨損；2.4.2故障數(shù)樹的建立2-3自動(dòng)排纜裝置故障樹2.4．3故障分析通過對(duì)故障樹的分析，可以得到，造成雙向螺桿自動(dòng)排纜裝置使用壽命短的主要原因有以下幾個(gè)方面：（1）電纜導(dǎo)向器的結(jié)構(gòu)。電纜導(dǎo)向器大多為環(huán)狀圓鋼結(jié)構(gòu)，電纜在導(dǎo)向器上時(shí)滑動(dòng)摩擦，易對(duì)電纜的產(chǎn)生磨損，影響電纜使用壽命。（2）采用純鋼材料的雙向螺桿，導(dǎo)向槽的表面粗糙度無法達(dá)到設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，在槽內(nèi)與月牙滑塊的磨損嚴(yán)重。另外螺紋槽換向的光滑過度部分制造難度大，采用通用金屬切削設(shè)備無法加工、質(zhì)量無法保障，專用金屬切削設(shè)備造價(jià)高、效率低。（3）摩擦副材料配對(duì)不合理，造成月牙滑塊的耐磨性能不足，平均使用壽命只有20天左右，不能滿足使用要求，（4）雙向螺桿沒有設(shè)置密封裝置，惡劣的環(huán)境會(huì)使泥水落入導(dǎo)向槽中，破壞月牙滑塊的潤滑。（5）電纜導(dǎo)向器安裝在雙向螺桿的上方，工作時(shí)電纜上粘著的泥水就被導(dǎo)向器帶入到螺桿的導(dǎo)向槽中，加劇了月牙滑塊的磨損。本章小結(jié)本章介紹了電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)自動(dòng)排纜裝置的基本組成，簡單闡述了它的工作原理及存在的問題，并建立了自動(dòng)排纜裝置的故障樹，對(duì)主要部件進(jìn)行常見故障分析，為解決故障提供了依據(jù)。

第三章電液控制自動(dòng)排纜裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電液控制自動(dòng)排纜裝置的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)要求新型自動(dòng)排纜裝置的設(shè)計(jì)要求：（1）功能要求滿足電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)功能的需要。在電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎及行駛速度變化時(shí)，能夠根據(jù)電纜卷筒對(duì)電纜的纏繞、放出、停止等動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電纜在電纜卷筒上的分層、有序排列。（2）使用性能要求滿足力學(xué)要求，具有足夠的強(qiáng)度、硬度、耐磨性等機(jī)械性能。（3）工藝性能要求零部件的制造相對(duì)簡單，采用普通工藝裝備能夠完成，制造成本低，滿足整機(jī)對(duì)成本的控制要求。（4）工況性能要求整個(gè)裝置適應(yīng)地下工程惡劣的環(huán)境，具要一定的防泥水油污功能。（5）維修性能要求維修性能好，零部件拆卸、安裝方便。3.1.2設(shè)計(jì)原理采用單向螺桿自動(dòng)排纜裝置，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，易于生產(chǎn)。采用液壓馬達(dá)為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)自動(dòng)排纜裝置，單向螺桿自動(dòng)排纜裝置在卷筒和螺桿間需要固定傳動(dòng)比，當(dāng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，卷筒傳動(dòng)經(jīng)變速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)雙向螺旋螺桿旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)電纜導(dǎo)軌體沿單向螺桿運(yùn)動(dòng)。在單向螺桿兩端設(shè)置行程開關(guān)，當(dāng)電纜在單向螺桿上運(yùn)動(dòng)至螺紋盡頭時(shí)，觸碰行程開關(guān)，配合電磁換向閥，控制液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)，從而控制單向螺桿的反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)排纜的目的；當(dāng)電纜在卷筒上纏繞1圈后，電纜導(dǎo)軌體帶領(lǐng)電纜相應(yīng)沿卷筒軸向移動(dòng)1個(gè)電纜直徑長度，此外當(dāng)電纜運(yùn)動(dòng)至螺紋盡頭，卷筒上的電纜應(yīng)剛好鋪滿一層，實(shí)現(xiàn)整齊排纜的目的。3.1.3設(shè)計(jì)原理圖3-1示意圖1-卷纜馬達(dá)2-驅(qū)動(dòng)鏈輪3-卷筒鏈輪4-液壓馬達(dá)5-驅(qū)動(dòng)鏈輪6-排纜鏈輪7-卷筒8-電纜9-排纜導(dǎo)向組件10-單向螺桿11-行程開關(guān)觸點(diǎn)12-滑軌3.2主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1電纜的選用作為礦用電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)專用連接與控制的移動(dòng)柔性電纜,適用于易磨損且有較高機(jī)械應(yīng)力的往復(fù)自由彎曲移動(dòng)場合，不僅作為鏟運(yùn)機(jī)尾纜、卷筒電纜和牽引電纜還可用作動(dòng)力系統(tǒng)中的拖曳電纜使用。如：礦用鑿巖機(jī)、礦用臺(tái)車、礦用電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)、撬毛臺(tái)車、錨桿臺(tái)車、掘進(jìn)鑿巖臺(tái)車等礦下移動(dòng)設(shè)設(shè)備以及斗輪堆取料機(jī)、采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、翻車機(jī)等大中小型采煤運(yùn)輸移動(dòng)設(shè)備和港口機(jī)械吊裝設(shè)備安裝工程。

鏟運(yùn)機(jī)電纜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：

導(dǎo)線：鏟運(yùn)機(jī)電纜多股精細(xì)無氧裸銅絲,柔性防扭成束。

絕緣：高機(jī)械性混合彈性體/TPE材料。

顏色代碼：5芯顏色編碼符合VDE0293-308,6芯及以上黑色芯線白色數(shù)字編號(hào)。線芯結(jié)構(gòu)：柔性防扭結(jié)構(gòu)。

內(nèi)護(hù)套：擠壓式彈性體/PUR材料；阻燃耐磨。

加強(qiáng)件：抗拉芳綸纖維編織。

護(hù)套材料：聚氨酯PUR材料；黃色/黑色。

常用規(guī)格：3X16+1G10,3X25+1X16/10,3X35+1X16,3X50+1X25,4X50,3X95+1X50,3X120+1X95，3×35+3G6,3×50+3G10選擇電纜型號(hào)3×25+1×16，電纜直徑標(biāo)稱為36.4mm。3.2.2電纜卷筒的設(shè)計(jì)電纜卷筒的結(jié)構(gòu)如圖3—2所示。卷筒兩端，一端支承在帶座軸承上（圖中未示出），另一端用兩個(gè)滾動(dòng)軸承支承在空心軸上?？招妮S上裝有4～5組集電環(huán)，每組集電環(huán)的組成是中間三片銅環(huán)，外邊兩片對(duì)稱絕緣膠木片。三片銅環(huán)中，最中間的一片有一個(gè)耳子能隨卷筒回轉(zhuǎn)，另一個(gè)耳子與輸入電纜相連接，其余兩片是固定在空心軸上，不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，每片端面上都有一個(gè)接頭，兩邊接頭同時(shí)與控制箱電纜相連。絕緣膠木片可防止電流相與相之間短接。大鏈輪驅(qū)動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，小鏈輪傳遞動(dòng)力使排纜螺旋軸回轉(zhuǎn)。卷筒內(nèi)裝有過卷保護(hù)，當(dāng)電纜在卷筒上的圈數(shù)較少（12m左右）時(shí)就會(huì)自動(dòng)斷電，保護(hù)電纜與卷筒裝置。3-2卷筒總成圖1-空心軸2-卷纜鏈輪3-電纜卷筒總成4-集電環(huán)國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)中，文獻(xiàn)[1]中提出了排纜裝置設(shè)計(jì)的第一原則是要保證月牙滑塊在單向螺桿上的軸向移動(dòng)速度恰好等于電纜在卷筒上的軸向排纜速度，即滿足下述關(guān)系式：（3-1）式中：—單向螺桿的螺距，mm；d—電纜的直徑，mm；—卷筒轉(zhuǎn)速，r/min；—單向螺桿轉(zhuǎn)速，r/min；x—修正值，一般取1～2mm。設(shè)電纜卷筒上可纏繞電纜的總長度L，即電纜卷筒的最大容纜量，決定了電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)一次配電后的活動(dòng)范圍，即運(yùn)距的大小。(3—2)式中：m—每層電纜纏繞圈數(shù)：QUOTEm=Bd+x(3—3)n—纏繞電纜的總層數(shù)：QUOTEn=(Dmax-Dmin)2d已知卷筒裝置參數(shù)：卷筒直徑：Dmin=460mm；卷筒纏繞電纜時(shí)的最大直徑：Dmax=920mm；卷筒內(nèi)部寬度：B=420mm；電纜直徑：d=36.4mm；得：m=11；n=6.3，取n=7；L=172824.344mm，約為173m。3.2.3單向螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單向螺桿的導(dǎo)向槽及換向部的總導(dǎo)程（月牙滑塊的總行程）：（3-5）B—卷筒可容納電纜的寬度（mm），設(shè)計(jì)值為420mm；d—電纜直徑（mm），標(biāo)稱直徑為36.4mm，最大直徑為40.1mm，經(jīng)實(shí)測10個(gè)點(diǎn)，加權(quán)平均，取為39.4mm。x—修正值，一般取1～2mm把上面取值帶入式（3-5），得：QUOTELk=400.6mmLk又可寫成：QUOTE(3-6)QUOTEtbtb—單向螺桿螺紋螺距（mm），設(shè)計(jì)值為50.8mm；n—單向螺桿螺紋圈數(shù)。則單向螺桿螺紋圈數(shù)：取n=83.2.4月牙滑塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在單向螺桿自動(dòng)排纜裝置中，月牙滑塊的作用是在單向螺桿螺旋槽的摩擦力的軸向分力的作用下，月牙滑塊帶動(dòng)排纜導(dǎo)向組件沿單向螺桿軸線方向拖動(dòng)電纜往復(fù)運(yùn)動(dòng)。單向螺桿自動(dòng)排纜裝置對(duì)月牙滑塊結(jié)構(gòu)的要求：（1）能沿單向螺桿的螺旋槽靈活運(yùn)動(dòng)，不能有卡滯現(xiàn)象；（2）只能在螺旋槽的換向部（螺旋槽結(jié)束處）換向。因此，月牙滑塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要做到：（1）月牙滑塊與螺旋槽底部接觸部分應(yīng)為近似橢圓，橢圓的短軸為螺旋槽的小徑直徑，長軸與螺距和小徑有關(guān)，其關(guān)系式為：轉(zhuǎn)化為：QUOTEb=d2+tb22式中：b—橢圓長軸；d—螺旋槽的小徑(橢圓的短軸)，設(shè)計(jì)值為40mm；QUOTEtbtb—單向螺桿螺紋標(biāo)準(zhǔn)螺距，設(shè)計(jì)值為50.8（mm）；計(jì)算得：b=47.4mm。（2）月牙滑塊與螺旋槽側(cè)壁接觸部分尺寸相互配合，可以通過投影作圖法或計(jì)算求的。（3）月牙部的長度要控制在螺旋槽相交形成的缺口寬度（實(shí)測得33.05mm）與螺旋槽的大徑（57mm）之間。3-4月牙滑塊總成圖3.3單向螺桿材料選擇與制造工藝設(shè)計(jì)3.3.1單向螺桿的材料選擇單向螺桿自動(dòng)排纜裝置的傳動(dòng)形式屬于滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)，主要承受扭矩及軸向壓力的作用，同時(shí)在螺桿與滑塊之間有相對(duì)滑動(dòng)，受摩擦力的影響，其主要的失效形式是：（1）螺旋槽表面及滑塊月牙部的磨損；（2）螺紋槽與滑塊的彎斷或剪斷；（3）螺桿的拉斷或剪斷。因此，對(duì)滑塊與單向螺桿的材料要求如下：（1）必需有足夠的強(qiáng)度，排纜時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向力，該軸向力最終作用在月牙滑塊的底端與螺紋槽的相接觸處，對(duì)滑塊及螺紋槽產(chǎn)生擠壓和剪切作用非常明顯。（2）有良好的耐磨性和潤滑性，滑塊在螺紋槽的移動(dòng)受摩擦力影響,因而滑塊的材料與單向螺桿的材料必須耐磨。（3）單向螺桿是新型自動(dòng)排纜裝置的關(guān)鍵部件，單向螺桿的加工精度直接決定了新型自動(dòng)排纜裝置的使用壽命。選擇合理的工程材料是提高單向螺桿的加工精度，降低單向螺桿制造成本的最好選擇。綜上所述，分子量高達(dá)150萬以上的超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）因物理力學(xué)性能和制造加工性能優(yōu)異無疑是不錯(cuò)的選擇。超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）因物理力學(xué)性能優(yōu)異而作為工程塑料應(yīng)用。UHMW-PE極高的分子量（HDPE的分子量通常只有2～30萬）賦予其優(yōu)異的使用性能，而且屬于價(jià)格適中、性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，它幾乎集中了各種塑料的優(yōu)點(diǎn)，具有普通聚乙烯和其它工程塑料無可比擬的耐磨、耐沖擊、自潤滑、耐腐蝕、吸收沖擊能、耐低溫、衛(wèi)生無毒、不易粘附、不易吸水、密度較小等綜合性能，是螺紋及螺紋槽理想的材料，另外鍵槽端和芯部采用45號(hào)鋼制造的芯軸，增加螺桿剛度。如圖所示：3-8單向螺紋3.3.2單向螺桿制造工藝設(shè)計(jì)鋼塑單向螺桿的制造，首先，制作筒形有導(dǎo)向螺紋槽的模具和45號(hào)鋼芯軸。其次，模具內(nèi)表面涂脫模劑，并在模具中固定好鋼芯軸。最后，利用模壓成型技術(shù)，稱取配好的超高分子量聚乙烯粉料，放入涂有脫模劑的模具中，加壓5MPa左右，因?yàn)椴皇菫榱顺尚停瑑H僅是為了排除原料中的空氣，使原料密實(shí)，增加熱導(dǎo)率，減少燒結(jié)時(shí)間，所以壓力不用太大；把模具放入加熱爐中進(jìn)行加熱40分鐘左右，加熱溫度為195℃左右。取出模具放到壓力機(jī)上，邊加壓8～12MPa（壓力的大小根據(jù)不同的情況有所不同）邊冷卻，冷卻到65～75℃；開模取出制品，修整飛邊，進(jìn)行定型，制成復(fù)合材料的單向螺桿。工藝過程如圖3-9所示。3-9工藝過程圖3.4本章小結(jié)本章主要介紹了自動(dòng)排纜裝置中主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇，并對(duì)主要部件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，同時(shí)制定了新型鋼塑復(fù)合材料的單向螺桿的制造工藝。電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電液控制自動(dòng)排纜裝置的計(jì)算4.1關(guān)鍵部位的受力分析4-1電纜受力圖由圖4-1可得在托輥處電纜所受的張力的計(jì)算公式為：（4-1）式中：T—電纜托輥處電纜所受的張力，N；ρ—所選電纜的單位長度質(zhì)量，kg/km；WJD—1.5型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)選用UY礦用移動(dòng)橡套軟電纜，型號(hào)3×25+1×16，參考重量ρ=2269kg/km。h—電纜托輥離路面的垂直高度，m，根據(jù)卷筒與托輥的布置決定，根據(jù)卷纜裝置設(shè)計(jì)圖4-2，取h=1.423m。4-2卷纜裝置1-立輥2-托輥3-自動(dòng)排纜裝置4-卷筒5-驅(qū)動(dòng)鏈輪x—電纜托輥距電纜著地點(diǎn)的水平距離，m，一般為3～5米，根據(jù)使用的實(shí)際情況和調(diào)試結(jié)果，取4米比較合適。將數(shù)值代入式（4-1），計(jì)算得T=182.8N對(duì)自動(dòng)排纜裝置的工作狀態(tài)分析后知道，自動(dòng)排纜裝置最危險(xiǎn)的工作狀態(tài)如圖4-10所示：電纜從鏟運(yùn)機(jī)右后側(cè)經(jīng)過立輥、橫輥改變方向后，再穿過自動(dòng)排纜裝置的排纜導(dǎo)向器纏繞排列到卷筒的側(cè)擋板處。4-3自動(dòng)排纜裝置最危險(xiǎn)工作狀態(tài)（俯視圖）1-立輥2-托輥3-自動(dòng)排纜裝置4-卷筒根據(jù)最危險(xiǎn)工作狀態(tài)，繪制出受力分析如圖4-3所示：4-4自動(dòng)排纜裝置受力分析計(jì)算簡圖圖4-4中，T即為電纜托輥處電纜所受的張力，由式（4-1）計(jì)算知T=182.8N。由圖4-4中的幾何關(guān)系，計(jì)算排纜裝置所受的軸向力為：QUOTEF=Tcos56?(4-2)將T=182.8N代入計(jì)算，得排纜裝置得軸向力F＝102.8N4.2關(guān)鍵部位的強(qiáng)度計(jì)算由于本結(jié)構(gòu)傳動(dòng)精度不高，所受力較小，而且從整個(gè)裝置的使用情況分析及受力分析來看，裝置中工作條件最差且最易失效的零件是月牙滑塊；同時(shí)本次設(shè)計(jì)中螺桿螺旋部與月牙滑塊的材料相同，均為自潤滑性能和不粘性能良好的超高分子工程塑料UHMW-PE，其耐磨性能相同，螺桿螺旋根部截面積遠(yuǎn)大于月牙滑塊，其剪切強(qiáng)度也遠(yuǎn)高于月牙滑塊；故僅對(duì)月牙滑塊的受力進(jìn)行理論分析計(jì)算。對(duì)螺桿剛度、臨界轉(zhuǎn)速等不予考慮。1、月牙滑塊強(qiáng)度校核剪切強(qiáng)度：QUOTE(4-3)式中：F—月牙滑塊所受的徑向力，即排纜裝置所受的軸向力，F(xiàn)=102.8N；S—受力截面積，QUOTE；QUOTE—許用剪切應(yīng)力。月牙滑塊所承受的剪切應(yīng)力為：計(jì)算結(jié)果與表4-1所列相應(yīng)材料比較，月牙滑塊所承受的剪切應(yīng)力非常小，不會(huì)產(chǎn)生剪切破壞。表4-1常用工程塑料的物理、力學(xué)性能性能指標(biāo)塑料名稱及代號(hào)聚氯乙烯，硬質(zhì)聚氯乙烯，軟質(zhì)聚乙烯（高密度）聚乙烯（低密度）聚乙烯，超高分子量聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）PVCPVCHDPELDPEUNMWPEPMMA密度/g.cm-31.30-1.581.16-1.350.941-0.9650.91-0.9250.941.17-1.50吸水率（%）0.07-0.40.5-1.0<0.01<0.01<0.010.20-0.40抗拉強(qiáng)度/MPa45-5010-2521-3839-15.730-3450-77拉伸模量/GPa3.3-0.4-1.030.12-0.240.68-0.952.4-3.5斷后伸長率（%）20-40100-45020-100（斷裂)90-800400-4802-7抗壓強(qiáng)度/MPa--18.6-24.5抗彎強(qiáng)度/MPa80-9035-3784-120沖擊韌度懸臂梁缺口σ.m-2簡支梁，無缺口30-40KJ/m2-80-1067853.4簡支梁，無缺口190-200KJ/m214.7硬度洛氏/邵氏/布氏14-17HBS50-75HSA60-70HSD41-50HSD10HRR50HRR10-18HBS成型收縮率（%）0.1-0.51-51.5-401.2-404.00.2-0.6無負(fù)荷最高使用溫度/℃66-7960-7979-12182-100-65-95連續(xù)耐熱溫度/℃--854.3本章小結(jié)本章對(duì)自動(dòng)排纜裝置進(jìn)行了受力分析，確定了力的大小和方向，對(duì)月牙滑塊進(jìn)行強(qiáng)度校核。

第五章自動(dòng)換向電液控制系統(tǒng)及關(guān)鍵液壓部件選型設(shè)計(jì)5.1自動(dòng)換向控制系統(tǒng)5-1液壓系統(tǒng)圖此系統(tǒng)采用液壓馬達(dá)、液壓泵、三位四通電磁換向閥、二位二通電磁換向閥及單向閥和節(jié)流閥，其中節(jié)流閥和單向閥控制流體流量。通過對(duì)液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)控制從而控制單向螺桿的正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)排攬的目的。5-2行程開關(guān)觸點(diǎn)示意圖在螺桿兩端放置行程開關(guān)的兩個(gè)觸點(diǎn)，當(dāng)電纜運(yùn)動(dòng)至螺紋盡頭觸及行程開關(guān)的觸點(diǎn)AB時(shí)，行程開關(guān)控制三位四通電磁換向閥和二位二通電磁換向閥，從而使液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。當(dāng)螺桿正轉(zhuǎn)時(shí)，電纜在其槽內(nèi)向左移動(dòng)，觸及觸點(diǎn)A時(shí)，在行程開關(guān)的作用下控制液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)，電纜在槽內(nèi)向右移動(dòng)，觸及觸點(diǎn)B，再次改變轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)連續(xù)排攬。5-3示意總圖1-卷纜馬達(dá)2-驅(qū)動(dòng)鏈輪3-卷筒鏈輪4-液壓馬達(dá)5-驅(qū)動(dòng)鏈輪6-排纜鏈輪7-卷筒8-電纜9-排纜導(dǎo)向組件10-單向螺桿11-行程開關(guān)觸點(diǎn)12-滑軌5.2關(guān)鍵液壓部件選型設(shè)計(jì)表5-1適用工況和實(shí)例驅(qū)動(dòng)單向螺桿的馬達(dá)和卷纜馬達(dá)選擇擺線液壓馬達(dá)，適用中低負(fù)載速度，體積較小的場合，適合自動(dòng)排纜裝置的工況。其結(jié)構(gòu)簡單、低速性能好，短期超載能力強(qiáng).

擺線馬達(dá)里面有一個(gè)定子和一個(gè)活動(dòng)葉片，定子、葉片和傳動(dòng)軸把馬達(dá)分成兩個(gè)腔，每個(gè)腔有一個(gè)油口，當(dāng)一個(gè)油口進(jìn)油時(shí)另一個(gè)出油，進(jìn)油的推動(dòng)葉片擺動(dòng)。表5-2BMP性能參數(shù)表根據(jù)工況條件卷纜馬達(dá)所需轉(zhuǎn)速相對(duì)快，扭矩大應(yīng)選擇BMP125型擺線液壓馬達(dá)；驅(qū)動(dòng)單向螺桿的馬達(dá)轉(zhuǎn)速不以為過快應(yīng)選擇BMP315型擺線液壓馬達(dá)。

結(jié)論5.1結(jié)論為擺脫柴油鏟運(yùn)機(jī)廢氣污染的困擾,我國自80年代中期開始自行研制拖電纜供電式電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī),并取得重大進(jìn)展。消除了柴油機(jī)廢氣污染和噪音的困擾,改善了井下作業(yè)環(huán)境,降低了采礦成本,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。前期設(shè)計(jì)的自動(dòng)排纜裝置，雖然可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)有序排纜，但使用壽命只能達(dá)到1～2個(gè)月，沒有實(shí)用價(jià)值。因此，本文針對(duì)自動(dòng)排纜裝置存在的問題開展研究工作。采用電液控制自動(dòng)換向的方法，增加了換向的靈活性，單螺桿正反轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了有序排列的目的。設(shè)計(jì)新型自動(dòng)排纜裝置，采用鋼塑單向螺桿的制造工藝，適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，增加了排纜裝置的使用壽命。5.2發(fā)展方向自1970年代后期開始，鏟運(yùn)機(jī)向大型化、無軌化和電動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)的方向迅速發(fā)展?，F(xiàn)今，鏟運(yùn)機(jī)的自動(dòng)化程度越來越高，完全可以通過計(jì)算機(jī)來操作設(shè)備。現(xiàn)有機(jī)型將采用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)進(jìn)一步完善和提高，并向機(jī)—電—信一體化的方向發(fā)展。對(duì)于自動(dòng)排纜裝置可以將機(jī)械、電動(dòng)、液壓綜合運(yùn)用，保證傳動(dòng)精度和排攬整齊度。采用ANSYS等計(jì)算機(jī)工程軟件對(duì)自動(dòng)排纜裝置進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，傳統(tǒng)的理論驗(yàn)算和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)驗(yàn)證同時(shí)展開，得出更加精確的載荷和受力，提高設(shè)計(jì)精度。社會(huì)發(fā)展越來越重視環(huán)保和安全，整機(jī)設(shè)計(jì)和操作件布置將更注重人機(jī)工程學(xué)的要求；設(shè)備及管路的布置更為合理，使人員易于接近和維修。

致謝首先，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在xxx老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。在我論文過程中遇到困難的時(shí)候，向老師尋求幫助，老師總能放下手中的工作給予我耐心的講解，精心的指導(dǎo)。在論文完成之后，老師又在百忙之中抽出空來認(rèn)真批改我的論文，不對(duì)的地方總能細(xì)心的給我標(biāo)注出來，在此謹(jǐn)向譚老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。其次，感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多有用素材，還在論文的撰寫和排版的過程中提供熱情的幫助。同時(shí)，感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。感謝學(xué)校為我提供了良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。

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捷鍵與一些電腦小技巧HYPERLINKwinkey+d:

這是高手最常用的第一快捷組合鍵。這個(gè)快捷鍵組合可以將桌面上的所有窗口瞬間最小化，無論是聊天的窗口還是游戲的窗口……只要再次按下這個(gè)組合鍵，剛才的所有窗口都回來了，而且激活的也正是你最小化之前在使用的窗口！

--這個(gè)就是winkeywinkey+f:

不用再去移動(dòng)鼠標(biāo)點(diǎn)“開始→搜索→文件和文件夾”了，在任何狀態(tài)下，只要一按winkey+f就會(huì)彈出搜索窗口。

winkey+r:

在我們的文章中，你經(jīng)常會(huì)看到這樣的操作提示:“點(diǎn)擊‘開始→運(yùn)行’，打開‘運(yùn)行’對(duì)話框……”。其實(shí)，還有一個(gè)更簡單的辦法，就是按winkey+r！

alt+tab:

如果打開的窗口太多，這個(gè)組合鍵就非常有用了，它可以在一個(gè)窗口中顯示當(dāng)前打開的所有窗口的名稱和圖標(biāo)●，選中自己希望要打開的窗口，松開這個(gè)組合鍵就可以了。而alt+tab+shift鍵則可以反向顯示當(dāng)前打開的窗口。

winkey+e:

當(dāng)你需要打開資源管理器找文件的時(shí)候，這個(gè)快捷鍵會(huì)讓你感覺非常“爽”！再也不用騰出一只手去摸鼠標(biāo)了！

小提示:

winkey指的是鍵盤上刻有windows徽標(biāo)的鍵●。winkey主要出現(xiàn)在104鍵和107鍵的鍵盤中。104鍵盤又稱win95鍵盤，這種鍵盤在原來101鍵盤的左右兩邊、ctrl和alt鍵之間增加了兩個(gè)windwos鍵和一個(gè)屬性關(guān)聯(lián)鍵。107鍵盤又稱為win98鍵盤，比104鍵多了睡眠、喚醒、開機(jī)等電源管理鍵，這3個(gè)鍵大部分位于鍵盤的右上方。

再補(bǔ)充點(diǎn)

F1顯示當(dāng)前程序或者windows的幫助內(nèi)容。

F2當(dāng)你選中一個(gè)文件的話，這意味著“重命名”

F3當(dāng)你在桌面上的時(shí)候是打開“查找：所有文件”對(duì)話框

F10或ALT激活當(dāng)前程序的菜單欄

windows鍵或CTRL+ESC打開開始菜單

CTRL+ALT+DELETE在win9x中打開關(guān)閉程序?qū)υ捒?/p>

DELETE刪除被選擇的選擇項(xiàng)目，如果是文件，將被放入回收站

SHIFT+DELETE刪除被選擇的選擇項(xiàng)目，如果是文件，將被直接刪除而不是

放入回收站

CTRL+N新建一個(gè)新的文件

CTRL+O打開“打開文件”對(duì)話框

CTRL+P打開“打印”對(duì)話框

CTRL+S保存當(dāng)前操作的文件

CTRL+X剪切被選擇的項(xiàng)目到剪貼板

CTRL+INSERT或CTRL+C復(fù)制被選擇的項(xiàng)目到剪貼板

SHIFT+INSERT或CTRL+V粘貼剪貼板中的內(nèi)容到當(dāng)前位置

ALT+BACKSPACE或CTRL+Z撤銷上一步的操作

ALT+SHIFT+BACKSPACE重做上一步被撤銷的操作

Windows鍵+D：最小化或恢復(fù)windows窗口

Windows鍵+U：打開“輔助工具管理器”

Windows鍵+CTRL+M重新將恢復(fù)上一項(xiàng)操作前窗口的大小和位置

Windows鍵+E打開資源管理器

Windows鍵+F打開“查找：所有文件”對(duì)話框

Windows鍵+R打開“運(yùn)行”對(duì)話框

Windows鍵+BREAK打開“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框

Windows鍵+CTRL+F打開“查找：計(jì)算機(jī)”對(duì)話框

SHIFT+F10或鼠標(biāo)右擊打開當(dāng)前活動(dòng)項(xiàng)目的快捷菜單

SHIFT在放入CD的時(shí)候按下不放，可以跳過自動(dòng)播放CD。在打開wo

rd的時(shí)候按下不放，可以跳過自啟動(dòng)的宏

ALT+F4關(guān)閉當(dāng)前應(yīng)用程序

ALT+SPACEBAR打開程序最左上角的菜單

ALT+TAB切換當(dāng)前程序

ALT+ESC切換當(dāng)前程序

ALT+ENTER將windows下運(yùn)行的MSDOS窗口在窗口和全屏幕狀態(tài)間切換

PRINTSCREEN將當(dāng)前屏幕以圖象方式拷貝到剪貼板

ALT+PRINTSCREEN將當(dāng)前活動(dòng)程序窗口以圖象方式拷貝到剪貼板

CTRL+F4關(guān)閉當(dāng)前應(yīng)用程序中的當(dāng)前文本（如word中）

CTRL+F6切換到當(dāng)前應(yīng)用程序中的下一個(gè)文本（加shift可以跳到前

一個(gè)窗口）

在IE中：

ALT+RIGHTARROW顯示前一頁（前進(jìn)鍵）

ALT+LEFTARROW顯示后一頁（后退鍵）

CTRL+TAB在頁面上的各框架中切換（加shift反向）

F5刷新

CTRL+F5強(qiáng)行刷新1.打開“我的電腦”-“工具”-“文件夾選項(xiàng)”-“查看”-在“顯示所有文件和文件夾”選項(xiàng)前打勾-“確定”

2.刪除以下文件夾中的內(nèi)容：

x:\DocumentsandSettings\用戶名\Cookies\下的所有文件(保留index文件)

x:\DocumentsandSettings\用戶名\LocalSettings\Temp\下的所有文件(用戶臨時(shí)文件)

x:\DocumentsandSettings\用戶名\LocalSettings\TemporaryInternetFiles\下的所有文件(頁面文件)

x:\DocumentsandSettings\用戶名\LocalSettings\History\下的所有文件(歷史紀(jì)錄)

x:\DocumentsandSettings\用戶名\Recent\下的所有文件(最近瀏覽文件的快捷方式)

x:\WINDOWS\Temp\下的所有文件(臨時(shí)文件)

x:\WINDOWS\ServicePackFiles(升級(jí)sp1或sp2后的備份文件)

x:\WINDOWS\DriverCache\i386下的壓縮文件(驅(qū)動(dòng)程序的備份文件)

x:\WINDOWS\SoftwareDistribution\download下的所有文件

3.如果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行過windoesupdade升級(jí)，則刪除以下文件：x:\windows\下以$u...開頭的隱藏文件

4.然后對(duì)磁盤進(jìn)行碎片整理，整理過程中請(qǐng)退出一切正在運(yùn)行的程序

5.碎片整理后打開“開始”-“程序”-“附件”-“系統(tǒng)工具”-“系統(tǒng)還原”-“創(chuàng)建一個(gè)還原點(diǎn)”(最好以當(dāng)時(shí)的日期作為還原點(diǎn)的名字)

6.打開“我的電腦”-右鍵點(diǎn)系統(tǒng)盤-“屬性”-“磁盤清理”-“其他選項(xiàng)”-單擊系統(tǒng)還原一欄里的“清理”-選擇“是”-ok了

7、在各種軟硬件安裝妥當(dāng)之后，其實(shí)XP需要更新文件的時(shí)候就很少了。刪除系統(tǒng)備份文件吧：開始→運(yùn)行→sfc.exe/purgecache近3xxM。(該命令的作用是立即清除"Windows文件保護(hù)"文件高速緩存，釋放出其所占據(jù)的空間)

8、刪掉\windows\system32\dllcache下dll檔(減去200——300mb),這是備用的dll檔，只要你已拷貝了安裝文件，完全可以這樣做。

9、XP會(huì)自動(dòng)備份硬件的驅(qū)動(dòng)程序，但在硬件的驅(qū)動(dòng)安裝正確后，一般變動(dòng)硬件的可能性不大，所以也可以考慮將這個(gè)備份刪除，文件位于\windows\drivercache\i386目錄下，名稱為driver.cab，你直接將它刪除就可以了，通常這個(gè)文件是74M。

10、刪除不用的輸入法：對(duì)很多網(wǎng)友來說，WindowsXPt系統(tǒng)自帶的輸入法并不全部都合適自己的使用，比如IMJP8_1日文輸入法、IMKR6_1韓文輸入法這些輸入法，如果用不著，我們可以將其刪除。輸入法位于\windows\ime\文件夾中，全部占用了88M的空間。

11、升級(jí)完成發(fā)現(xiàn)windows\多了許多類似$NtUninstallQ311889$這些目錄，都干掉吧，1x-3xM

12、另外，保留著\windows\help目錄下的東西對(duì)我來說是一種傷害，呵呵。。。都干掉！

13、關(guān)閉系統(tǒng)還原：系統(tǒng)還原功能使用的時(shí)間一長，就會(huì)占用大量的硬盤空間。因此有必要對(duì)其進(jìn)行手工設(shè)置，以減少硬盤占用量。打開"系統(tǒng)屬性"對(duì)話框，選擇"系統(tǒng)還原"選項(xiàng)，選擇"在所有驅(qū)動(dòng)器上關(guān)閉系統(tǒng)還原"復(fù)選框以關(guān)閉系統(tǒng)還原。也可僅對(duì)系統(tǒng)所在的磁盤或分區(qū)設(shè)置還原。先選擇系統(tǒng)所在的分區(qū)，單擊"配置"按鈕，在彈出的對(duì)話框中取消"關(guān)閉這個(gè)驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)還原"選項(xiàng)，并可設(shè)置用于系統(tǒng)還原的磁盤空間大小。

14、休眠功能會(huì)占用不少的硬盤空間，如果使用得少不妨將共關(guān)閉，關(guān)閉的方法是的：打開"控制面板"，雙擊"電源選項(xiàng)"，在彈出的"電源選項(xiàng)屬性"對(duì)話框中選擇"休眠"選項(xiàng)卡，取消"啟用休眠"復(fù)選框。

15、卸載不常用組件：XP默認(rèn)給操作系統(tǒng)安裝了一些系統(tǒng)組件，而這些組件有很大一部分是你根本不可能用到的，