毕业设计（论文）-CYE-1电动铲运机后桥摆动架设计.doc

机械工程学院毕业设计（论文）cye-1电动铲运机后桥摆动架设计 摘要：地下铲运机是专门为地下作业而设计的一种矮车身、中央铰接、前端装载的装、运、卸联合作业设备，具有高效、灵活、机动、多用途和生产费用低等突出优点，在国内外矿山和地下工程中得到了广泛应用。地下铲运机的工作环境非常恶劣，为了使地下铲运机适应不平的采场路面，增加铲运机在装矿或运输工作中的稳定性，其后桥上设计有摆动架，以保证前车的后架在一定角度内作相对摆动。后车架通过摆动架的回转轴与摆动架铰接，后车架与后桥之间有足够的摆动空间。当铲运机通过不平路面时，后桥能够相对后车架摆动，而后架在后桥摆动时仍能保持正常位置。铲运机在平坦的路面上进行铲掘或运输作业时，由于 4 个车轮同时着地，摆动架不工作。铲运机在凹凸不平的地面上进行铲掘或运输作业，当后桥左轮着地，右轮腾空时，左轮受到地面的作用力并作用到摆动架上，加上后车架作用在后桥上的重力，使摆动架产生一个力矩，该力矩使摆动架体绕摆动轴转动，并且带动后桥右轮着地。同理，当后桥右轮着地，左轮腾空时，通过摆动架可保持后桥左、右轮始终着地。因此，当铲运机在不平的路面上行驶时，两侧车轮可以保证同时接触地面，改善车轮的附着条件，充分利用整机的黏着重量，增大牵引力和铲斗的铲掘力。关键词：地下铲运机；后桥摆动架;后桥目 录1 绪论 .2 1.1 设计研究的目的和意义.2 1.2 铲运机应用与发展回顾.2 1.3 未来技术发展展望.5 1.4 设计拟解决的关键问题和研究方法.62 铲运机总体分析.8 2.1 铲运机的组成系统及功能 .8 2.2 铲运机的工作方式.9 2.3 铲运机的技术水平.10 2.4 电动铲运机.123 cye型电动铲运机总体参数与原理.16 3.1 cye电动铲运机主要技术参数 .16 3.2 cye电动铲运机工作原理.174 铲运机后桥摆动架主要部件的设计及计算.20 4.1 设计方案和思路.20 4.2 后桥摆动架的设计和计算.205 铲运机后桥摆动架主要部件的焊接工艺.35 5.1 焊接结构的特点.35 5.2 常用的焊接方法.35 5.3 摆动叉的焊接工艺.386 后桥摆动架的三维造型.42参考文献.46谢辞.47附录.48电动铲运机用于矿山井下，以铲装，运输爆破后的松散物料为主。也可用于露天铁矿，铁路，公路以及水利等隧道工程，还少部分，煤矿使用，特别用于工作条件恶劣，作业现场狭窄，低矮以及泥泞的作业面。电动铲运机除了机动性能较差外，具有无废气污染，噪声低，节约能源等优点，是井下作业的首选设备。中钢集团衡阳重机有限公司是全国知名铲运机生产基地，已具有二十多年的井下铲运机生产历史。中钢集团衡阳重机有限公司以铲运机的设计、制造、销售为主的生产经营型企业, 是全国第一家井下铲运机专业制造公司。所研制的cye-1电动铲运机是专门为地下作业而设计的一种矮车身、中央铰接、前端装载的装、运、卸联合作业设备，具有高效、灵活、机动、多用途和生产费用低等突出优点，在国内外矿山和地下工程中得到了广泛应用。本次设计的主题是cye-1电动铲运机后桥摆动架设计。1 绪论1.1 设计研究的目的和意义 本次毕业设计的目的主要是对这三年来的学习的一个总结，运用模拟软件，把理论知识和具体实践相结合，也是对我们所学习的理论知识及技能的一个评估。通过毕业设计，不仅能够对大学所学课程几个方面专业知识进行一次全面，系统的综合训练，也是对我们实践能力进一步的检验。电动铲运机是在柴油铲运机的基础上发展起来的,由于它具有无废气污染、噪声小、工作温度低、维修量小、生产费用低、作业效率高等优点，越来越多的被矿山所采用，并取得了明显的经济效益。后桥摆动架是矿山上用于矿石开采的电动铲运机上的重要部分，它能够保证电动铲运机顺利地通过凹凸不平的地面。对电动铲运机而言，后桥摆动架是一个十分关键的部件，设计不好就会使车身在通过凹凸不平的地面会剧烈摇晃，而且会出现断裂和焊缝开裂现象。因此，摆动架设计有着重要的使用及经济意义。1.2 铲运机应用与发展回顾铲运机的外貌如图1.1 图1.1 铲运机我国是一个地下资源丰富的国家，井下矿山在我国的矿山总数中占有的数量很多，在井下开采中的装载工作是最繁重的体力劳动。50年代初期，我国一些大型并下矿山开始引进苏联制造的装载机。60年代，我国研制成功第一台装载机，从此我国井下装载机制造业不断发展并形成了批量生产的能力。国产装载机广泛地应用于我国矿山后，极大地提高了井下矿山的生产效率，减轻了矿山的劳动强度，改善了劳动条件。早期的装运机是气动的，它带有铲斗或工作机构和料仓，其行走机构为充气轮胎式的，瑞典的t2g和t4g以及国产的zyq12和zyq14型都属于这种类型的装运机。1970年代，我国地下矿山从美国引进柴油铲运机，这是地下矿装备上的重大改革。目前我国井下矿山已经比较广泛地应用这种内燃驱动的无轨式装载设备。以柴油机驱动的无轨自行装载设备，摆脱了软道、风管或电缆的束缚，使机器提高了机动性，体现在井下可特大型的柴油铲运机调运至采区的各个出矿处作业。简化了生产管理、减少了辅助设施的敷设和维修，从而大大提高了劳动生产率。但是柴油铲运机一个突出的缺点是柴油发动机排放的废气对人体有危害，而目前对废气净化处理的效果还不够理想，还需要用强大的通风量来稀释排放的废气，尤其是在独头巷道内使用(如平巷掘进等等)会结通风带来很大的困难。基于这种原因，在柴油铲运机之后，出现了电动铲运机即用电动机代替柴油机，用缠绕在卷筒上可收故长度的电细向电动机供电。这种动力的改变，克服了燃油产生的废气污染，可是拖曳的电缆大大地影响了铲运机的机动性，因此提高铲运机的可靠性与生产率，改善司机的操作条件和作业环境是井下装载设备改进的方向。70年代，我国开始研究应用无轨采矿工艺技术，为与工艺酣套，1975年首次从波兰引进 lk型2立方米柴油铲运机105台在梅山铁矿等冶金矿山试用。因其使用效果 良好，随后又进 口了芬兰的toro0型 13 立方米柴油铲运机、德国的 lf1型 2立方米柴油铲运机 、法国的ct00型 083立方米 和 ct00型 3.8立方米柴油铲运机 、美国ehst1a076立方米和922e、922d型17立方米电动铲运机和柴油铲运机。在我国，进口铲运机在新型技术推广应用初期发挥了重要作用。 因为进口设备价格比较昂贵，供应部件管理困难，许多中小型矿山都不能发展起来。为此 ，l970年代中期，有关研究院所开始了国产铲运机的研究开发工作。国内最先研发的铲运机为柳州t程机械厂与长沙矿山研究院和厦门工程机械厂合作，以zia0、zis0型露天装载机为基础开发的dziao、dzls0型柴油铲运机。后来，扬州冶金机械厂与马鞍山矿山研究院合作开发了wjd15型电动铲运机；长沙矿山研究院与嘉兴冶金机械厂、沈阳冶金机械厂、南昌通用机械厂、衡阳冶金机械厂合作研制了dcy一1型1立方米 、wjd一15 15 立方米电动铲运机，cy一1型 13立方米、cy一35型2立方米、922d 17立方米柴油铲运机；南昌通用机械厂与南昌矿山机械研究所合作开发了 wjd一076型 076立方米。电动铲运机北京矿冶研究总院与江西拖拉机厂合作研制了 wj1型083立方米柴油铲运机等。到1990年代初期，国内开发生产了斗容 0425立方米的系列柴油和电动铲运机。除上述铲运机生产厂商外，还有太原重型机器厂厂、吉林冶金机械厂、山东金岭铁矿机修厂和华山汽车修造厂等。在总结“七五”、“八五”攻 关的经验后，研究开发人员对前期工作进行 了深刻反思。从“九五”攻关起 ，铲运机攻关重点从强凋国产化率调整为注重整机性能和可靠性，零部件配套注重质量和可靠性，和国际知名工厂一样，走全球化的道路。“九五”期间衡阳冶金机械厂与长沙矿山研究院以及广西高峰矿业公司联合攻关研制的 cy一35g(cy一4)型4立方米柴油铲运机就是按这一新思路研究开发的第一型高性能铲运机，其变速箱 、变矩器 、驱动桥 、低污染柴油机以及关键液压控制阀都采用国际先进技术 ，应用了弹簧制动等最新技术，变速箱电控操作和多盘湿式制动器液压松闸，性能已经达到国际先进水平。从此，国内井下无轨采矿设备开发几乎都按这一模式进行，国产采矿设备的性能水平跨上一个新台阶。 衡阳有色冶金机械总厂衡阳力达铲运机有限责任公司是中国第一家井下铲运机专业制造公司、中国大型铲运机生产基地。通过20年引进、消化和吸收国外先进技术，已成功研发出具有自主知识产权的铲运机系列产品，并荣获国家级新产品称号及国家科技进步三等奖。产品有cy、cye系列井下铲运机以及ca-8地下矿山自卸汽车，产品已经广泛应用于有色、冶金、化工及黄金矿山。尤其是2002年由衡阳有色冶金机械厂的力达铲运机制造有限公司开发生产的ca-8地下矿山自卸汽车，经过一年的工业试验在山东某矿取得了很大的成功，得到了该矿的认可，并于2003年再次向力达铲运机制造有限公司订购4台ca-8地下矿山自卸汽车。核工业第六研究所并入南华大学之后，南华大学在地下矿山运输设备方面的研究力量得到加强，原核工业第六研究所曾在1998年研究开发了我国第一台kzc-5地下矿山自卸汽车。所以，项目研究人员既具有研究开发地下矿山自卸汽车的经验，又有较高的理论计算基础。1.3 未来技术发展展望 (1)发动机近几年内仍将以简单可靠的低污染风冷发动机为主，然后逐步研究应用计算机控制 的电喷发动机。前端式装载机大部分采用柴油机作为动力，仅在井下某些不能使用柴油机的地方，才以气压或电作为动力。装载机使用的柴油机 都是四冲程的。井下前端式装载机使用的柴油机，要求排放的废气中含有的有害气体较少，以减少污染。此外，还要增设机外净化装置。(2)制动系统现在普遍使用的弹簧松闸、压力制动的制动器将会向安全、可靠系统简单的压力松闸、弹簧制动的全封闭多盘湿式制动器方向发展。储能器充压阀和反向调节脚制动阀将得到普遍应用。 (3)变速箱将以液压控制型式和电磁阀控制型式的变速箱为主。汽车用的自动换档变速箱很难在铲运机上得到普遍应用，因为在铲斗插入装载时，要求变速箱承载的力矩最大，插入阻力和插入时速度在很短的时问内发生会急剧变化 ，将使变速箱在档位之间快速跳换，使变速箱离合器工作在承载能力差的不稳定的过渡状态 ，经常导致变速箱异常损害。 (4)遥控技术 遥控技术是对受控对象进行远距离控制和监测的技术。它是利用自动控制技术，通信技术和计算机技术而形成的一门综合性技术。一般都是指对远距离的受控对象的单一的或两种极限动作进行控制的技术，在人们的生产生活中具有广泛的应用空间。手动和遥控铲运机将实现一体化，即在设计手动铲运机的同时考虑遥控动作如何实现，预留与遥控系统快速联接的液压接口、电器和装配位置。遥控液压执行机构和电器系统将按功能模块结构设计，只要将相应的遥控功能模块装上，普通手控铲运机就成了标准的遥控铲运机。 (5)自诊断技术汽车电子控制系统中，执行器是决定发动机运行和汽车行驶安全的主要器件，当执行器发生故障时，往往会对汽车的行驶造成一定的影响。因此，对于执行器故障的处理方法通常是：当确认为执行器故障时，由ecu根据故障的严重程度采取相应的安全措施的实施，在控制系统中，又专门设计了故障保险系统。(6)能源技术近年来，随着新材料的开发，高效电池技术取得了突破性进展，其能量密度已经达到普通铅酸电池的5倍以上，因此，研发电池驱动的小斗容铲运机已成为当前的主要内容。（7）废气净化 废气净化可以采取选择优质燃料，选择燃烧完全的内燃机及加强维护检修等机内措施；还应采取对排出废气进行净化处理及加强通风等机外措施。1.4 设计拟解决的关键问题和研究方法 做摆动架的受力模型，可简化为悬臂梁。由于摆动轴和桥支座之间的作用力较大，摆动轴和后车架 频繁断裂或 摆动架体焊缝撕裂。如果增加焊缝强度，则会引起后车架侧板严重变形。增加 摆动 轴轴颈的长度，虽然可以减少摆动轴的断裂次数，但铜套的更 换频次并未下降，反而增加了摆动架体的失效概率。根据用户反馈，摆动架体的失效形式主 要为焊缝撕裂或钢板变形；铜套的失效形式主要为挤压变形而非正常磨损失效；后车架 (桥支座) 的失效形式主要为焊缝撕裂和钢板严重变形。在充分分析 cye-1 型铲 运机现结构各 种失效形式和失效原因的基础上，决定采用简支梁结构 替代悬臂梁结构。双支承 式摆动架结构如图1.2所示。前支承板为剖分式结构，后支承板为整体结构，下部开有装配工艺孔，上部留有工作泵空间。前后支承板设有加注润滑脂的油孔和油道。 图 1.2 双支承式摆动 1. 加强板 2. 驱动桥 3. 后支承板 4. 铜套 5. 前支承板架 由于cye-1 型铲运机 结构紧凑，后驱动桥部位空间狭窄，其前端有传动轴伸出，后端有安装在发动机上的液压工作泵和 主油管。摆动架体前端 的支承轴套和焊接在后车架支承板上的轴孔联接，形 成钢套-铜套转动副，便于传动轴穿过。摆动架体后支承轴 与后支承板 的轴孔形成转动轴 -铜套转动副。双支承 摆动架体结构如图 1.3 所示。1. 前支承套 2. 驱动桥 3. 后支承轴 图 1.3 双支承摆动架体2 铲运机总体分析2.1 铲运机的组成系统及功能铲运机通常是由车架(前、后机架)、发动机(电动机)、传动系统、工作机构、转向机构、制动系统、操作机构及仪表、电器线路等几大部分组成。各种不同型式的铲运机都有一个典型的结构示意图。现以较先进的轮胎行走、前、后机身铰接连接、铲斗前端装载的最常见铲运机为例，它的基本结构如图2.1所示。图2.1轮胎式铲运机组成系统图1.铲斗 2.工作机构 3.电器系统 4.操作机构 5转向机构 6.驾驶室7.液压油箱 8.主传动轴 9.柴油机 10.变矩器 11.变速器 12.前后本身13.刹车机构 14.前桥 车架是铲运机的骨架，把其它机构全部承载到车架上。在前车架上，焊有安装工作机构的耳座和安装前桥轴的底座；在后车架上，焊有安装发动机和变速箱等的支座。后桥则是通过悬架铰接在后车架上。后桥轴相对于后车架垂直摆动一定角度，使装载机在不平路面行驶时同时着地，改善行驶性能。发动机(电动机)是为铲动机提供动力源，使铲动机满足各种作业状况的需要。传动系统是将发动机(电动机)所提供的动力传给变短器，再经主传动轴传递到变速箱，最后经由前、后桥传动轴传给前、后桥驱动车轮转动，完成行走和铲装作业。工作机构是由液压系统提供压力能，使举升油缸、翻斗油缸按要求运动，带动大冒、回转架、连杆、铲斗运作，完成装卸物料的需要。各类装载机工作机构的设计都应满足如下基本要求：生产率高；插入和铲取能力大，能耗小；结构和工作尺寸适应条件需要；零部件受力状态良好，强度和寿命合理；结构简单紧凑，制造维修容易，操作使用方便。转向机构是由液压系统提供压力能为转向油缸按要求使前、后机身在中间铰接处相对转动，完成行驶中转向的需要。为了使用井下坑内作业，井下前端机与露天前端机转向系统有所不同，井下前端式装载机设有选择阀，这是为了使用井下前端装载机前后双向运行时使司机对左右转向有相同的反应。制动系统是采用不同形式(气制动、气一液制动、全液压制动)的制动方式和制动器，使行驶中的铲运机停止运行，它是铲运机设备及人身安全的保证。操作机构具有控制机器前进、后退、快、但、转向、制动及装卸矿石等功能，它是铲运机的神经中枢。仪表及电器线路。仪表是为监测整机运行状态而配置的。电器线路是将仪表指示灯、报警信号、照明灯、保护装置、各种开关及按钮按要求用不同导线连接起来，使铲运机处于有序的运行状态。2.2 铲运机的工作方式地下矿铲运机是一种装卸运作业联合一体的自行式设备的工作过程由5种工况组成：(1)插入工况动臂下放，铲斗放置地面，斗尖触地斗底板与地面呈30度角，开动地下铲运机，铲斗借助机器的牵引插入料避。(2)铲装工况铲斗插入料堆后，转动铲斗铲取物料，待铲斗口降至近似水平为止。(3)重载运输工况铲斗铲装满物料后举升动臂，将铲斗举升至运输位置(即铲斗斗底离地高度不小于机器的最小允许离地间隙)，然后驱动机器驶问卸载点。(4)卸载工况在卸裁点，举升动臂使铲斗至卸载位置翻转铲斗，向沼并料仓或运输车辆卸载，铲斗物料卸净后下放动臂，使铲4权复至运输位置。(5)空载运输工况卸载结束后，地下铲运机再由卸载点返回装载点。工况(1)与工况(2)由于作业时间很短，故通常将(1)、(2)两种工况视为一个工况，称为铲装工况。在铁矿井下生产过程中，从采矿作业面到溜并单程运距为50一150m，行驶中耍转23个弯道，铲运机司机在操作技术较熟练的倩况下，一个纯工作循环大约要用l 54分钟时间。2.3 铲运机的技术水平我国的铲运机技术主要为在研究学习国外先进的零部件技术和整机技术的基础上自主研究开发的整体技术 (衡阳力达的922d、922e型为美国引进技术和金川金格的lf一93型为德国ghh技术)，目前我国的铲运机的技术水平只相当于上世纪90年代的国际水平。(1)发动机技术 国内铲运机的柴油发动机基本都采用德国deutz公司的两级燃烧低污染风冷发动机，最新的计算机控制的水冷发动机由于外围系统复杂，控制程序调整和故障处理困难而很少采用。 (2) 变速箱技术 目前国产铲运机的变速箱采用行星变速箱技术，动力经二级液力变矩器，超越离合器输入行星变速器。它由变速装置，前后桥驱动换接装置及拖发动装置等组成。(3)制动技术制动系统日前主要以压力制动、弹簧松闸的全封闭多盘湿式制动器(lcb)为主，钳盘式制动器正在被逐渐淘汰，能实现工作制动和停牟制动合而为一的新型压力松闸(sahr)全封闭多盘湿式制动、弹簧制动器已经在部分机型上得到应用。 (4)驱动桥2 m立方以下的铲运机驱动桥以国产桥为主，其差速锁只有牙嵌式自由轮式；3-4 m立方铲运机采用进口桥，差速锁以牙嵌式自由轮式为主，少数采用有限防滑差速锁技术。它主要由桥壳、主传动器、差速器、轮边行星减速机构、制动装置和轮胎等部分组成。(5)液压系统液力机械传动是基于水力学的欧拉方程式，以液体的动能进行能量传递的一种传动方式。这种传动方式在铲运机中已得到应用，它主要的优先有：使铲运机具有自动适用性。当铲运机向矿岩堆中插入、爬坡运行等外载荷突然变化时，能自动增大牵引力，降低运行速度，以克服增大的外载荷，从而避免了发动机因外载荷增大而熄火。反之，当外载荷减小时，铲运机又能自动减少牵引力，提高运行速度。这样，就大大地缩短了作业循环时间，提高了装载能力。有利于提高铲运机的使用寿命。由于液力传动的工作介质是油液，它能吸收并减轻来自发动机和外载荷的震动和冲击。同时，使铲运机起步平稳，从而保护了发动机和机器，延长了铲运机的使用寿命。有助于提高铲运机的通过能力，铲运机能以任意小的速度行驶，使车轮与地面的粘着力增加，从而提高铲运机的通过能力。可以在载荷下换挡而不必分离动力，简化了操作。(6)遥控技术我国铲运机的遥控技术完全为自主研发的，为视距 内遥控 ，井下有效控制距离大于100 m。控制指令主要采用调频模拟信号单个传送，尚未采用无线数字信号传送技术；可控制的动作包括前进、后退 、左转 、右转 、收斗 、翻斗 、升臂 、降臂 、全油门、半油门、制动、大灯开关、启动、熄火等 14l6个动作。 (7)漏电保护技术电动铲运机漏电保护系 统为国内自主开发的技术 ，分离线 监测保护和在线监测保护两类。离线监测漏电 保护系统在铲运机供电系统合闸前或断电后，对其供用电系统进行绝缘检监测，在系统故障 状态下，供电系统无法合闸。在线监测漏 电保护则是在铲运机通电状态下对漏 电状态进行检测，一旦发现异常则立即跳闸保护 。在线监测保护系统又分为全 域(同一变压器供电的全部网络)监测和局部 (铲运机供电总闸到铲运 机之间)监测漏电保护系统，全域监测系统易受其它用电器的影响。目前主 要采用在线监测保护系统。 (8)电缆自动收放系统电动铲运机电缆卷筒有卧式卷筒和立式卷筒两种主要型式。 国外tamrock公司生产的toro系列电动铲运机采用卧式卷筒外，其余基本上都采用立式卷筒 我国电动铲运机到目前为止都是采用立式卷筒，宽立式卷筒配套排缆装置，窄型卷筒不带排缆装置。控制电缆卷筒自动收放电缆的液压系统为自主研发技术，在减少系统发热和卸荷节能等方面优于美国技术。 (9)尾气静化技术柴油铲运机的尾气处理一方面是选用低污染柴油机，另一方面是对发动机尾气进行净化处理。我国尾气净化措施有：选择优质燃料。为了减少氧化硫的生成量，应尽量选用低硫燃料；为降低油烟浓度，还应尽可能降低燃料中高沸点芳香烃的含量；采用有害气体生成浓度最低的菜油机；机外的氧化催化法；机外洗涤法；催化-洗涤联合净化法；通风稀释法。2.4 电动铲运机电动铲运机与柴油铲运机相比，除机动性外，其余指标(诸如装载能力、作业成本、综合采矿成本、可靠性、维修量、噪声等)均优于柴油铲运机，已受到设计、制造与使用部门越来越广泛的重视。阿特拉斯一柯普柯公司认为:“从改善井下作业环境、降低通风成本以及柴油情况上看，柴油铲运机正逐渐被电动铲运机所代替，设计者正着眼于发展大斗容(达13.7米“)和多规格品种电动铲运机。”因此，随着电动铲运机电缆缠绕装置的进一步完善和供电方式的改进，电动铲运机在地下矿山的使用比例将会逐渐增加(1973年电动铲运机占地下铲运机总销量的3%，1983年为1500)。国内外部份电动铲运机本要技术参数如表2.2所示。表2.2 电动铲运机主要技术参数 为扩大电动铲运机的使用范围、改善性能、解决其机动性、灵活性问题，目前电动铲运机的发展有以下几方面:（1）水平电缆缠绕装置 为解决因拖曳电缆而影响电动铲运机的机动性和灵活性问题，有必要改进现有的电缆缠绕装置的结构形式。芬兰toro公司设计了新的水平电缆缠绕装置(图2.3)这种电缆缠绕装置的绕入点可以变动，使绕入侧处于最佳位置，从而增加了机器的灵活性。 toro系列电动铲运机的水平电缆缠绕 装置就是用水平布置的电缆卷筒，依靠特制的可自由摆动的电缆导向臂，使扁电缆以螺旋 线的形状缠绕在水平卷筒上。图2.3 芬兰toro公司设计了新的水平电缆缠绕装置1. 水平卷筒 2.后车架 3.导向臂 4.扁电缆（2）带移动插梢电缆架空线供电的电动铲运机1980年加拿大贾维斯一克 拉克公司在js一50oe电动铲运机上配备了辅助的架空线供电装置，在fox犷试验获得成功。图2.4为 该系统的原理图，通过一个移动插销 由架空线供电。架空线 为三相四线制，移动插销(图2.5)通过上、下和侧面滚轮，可以自由而平稳地在t型钢梁上运行。插销前后共8个集电棒，通过弹簧压紧 架空导线而使电缆获得 电流。当移动插销 运行到架空线终端或者要离开主要运行 线路时(无架空导线的巷道或地区)，则可通过 有自动张紧控制器的电缆卷筒收、放电缆，由电缆供电而自由运行。贾维斯一克拉克公司设计的js一702e型。 图2.4移动插销供电 图2.5 移动插销（3）微型电动铲运机为了扩大电动铲运机 的使用范围，在回采薄矿脉或含矿断层矿石时，为减少贫化损失，控制矿石品位，用以代替电耙出矿或轨道式 装载机，法国研制了ct-500eh微型电 动铲运机，斗容0.3米“(为目前世界上斗容最小的电动铲运机)。当运距为50米时，机器的小时装载能力为17-20吨，班产量达110-130吨，可以有效地用来代替电耙出犷。微型电动铲运机由于机体只有80匣米宽，可在最窄的巷道内作业，性能优于电耙或风动装载机，是回采窄的板状倾斜矿体、窄的和弯曲的断层含矿矿脉的一种理想的装运机械。（4）发展大型电动铲运机 为适应地下采矿作业或地下工 程采场与巷道变化的不周要求，扩大铲运机的使用范围，应么产多种型号与规格的电 动铲运机。据瑞典对3q多个地下工程和矿山的调查:对载重为10吨 级别的电动铲运 机感兴趣，电缆长度最好为200-250米。3 cye型电动铲运机总体参数与原理 图3.1 cye一1电动铲运机3.1 cye电动铲运机主要技术参数 cye一1电动铲运机的技术参数见表3.2，外形见图2.1由于cye-1.5电动铲运机是在引进全套922e电动铲运机的技术资料的基础上重新设计的，因此保留了922e电动铲运机的大部分特点，例如:三点式铰接结构增加了其稳定性，采用全密封油冷多盘式制动器，工作机构采用先导控制.为铲运机专门设计的前后驱动桥等等。但根据我国的国情和922e电动铲运机使用情况作了许多改进。表3.2 cye一1电动铲运机的技术参数序号项目参数1额定斗容2额定载重量2t3最大牵引力50kn4最大铲取力45kn5卸载高度1150mm6铲斗最大举升高度3250mm7爬坡能力128最小转弯半径4260mm（铲斗外侧）9最大转向角3810行驶速度08km/h11机架摆动角 812轴距2200mm13最小离地间隙220mm14电动机额定功率45kw y225m-415电缆有效长度95m16整机重量7t17轮胎规格10.00-2018外形尺寸6069x1300x2000(mm)3.2 cye电动铲运机工作原理3.2.1 液压系统工作原理如图3.3所示，变量泵1用法兰连接到功率输出箱上，该泵将油压入变量马达2，油泵的斜盘可在之间改变角度；油马达的斜盘可在间改变角度。变量泵上装有补油泵3，补油泵上装有安全阀4和单向阀5，补油泵通过吸油滤油器7从油箱6将油补充给因系统泄漏减少的油量，泄漏的油通过回油管流回油箱。变量油马达上装有由高压阀8 、液压换向阀9和低压溢流阀10组成的多作用组合阀，此组合阀上还装有截止阀17.它处于关闭位置时，对系统没有影响，处于开启位置时，使油流绕过马达，在铲运机被拖曳时此阀要打开。为控制变量泵和变量马达，装有脚踏操作的液压控制系统。 图3.3 液压系统工作原理3.2.2 液压系统工作的优点(1)使铲运机具有自动适用性。当铲运机向矿岩堆中插入、爬坡运行等外载荷突然变化时，能自动增大牵引力，降低运行速度，以克服增大的外载荷，从而避免了发动机因外载荷增大而熄火。反之，当外载荷减小时，铲运机又能自动减少牵引力，提高运行速度。这样，就大大地缩短了作业循环时间，提高了装载能力。(2)有利于提高铲运机的使用寿命。由于液力传动的工作介质是油液，它能吸收并减轻来自发动机和外载荷的震动和冲击。同时，使铲运机起步平稳，从而保护了发动机和机器，延长了铲运机的使用寿命。 (3)有助于提高铲运机的通过能力，铲运机能以任意小的速度行驶，使车轮与地面的粘着力增加，从而提高铲运机的通过能力，使铲运机在泥泞和潮湿的条件下顺利工作。 (4)可以在载荷下换挡而不必分离动力，简化了操作，液力原件可以在一定范围内无级变速，从而使换挡次数减少。3.2.3 电气部分922e电动铲运机使用的是1000v电源，而cye-l.5电动铲运机使用的是380v电源。因此在最初配设计中，除了电源等级、起运方案不同(前者为直接赶动，后者为y_型起动)，其电气原理基本相同。在使用中发现了许多问题:(1)真空接触器极易损坏；(2)漏电保护一是价格贵，二是反应过于灵敏无法使用;(3)延时继电器故障率很高;(4)焦电环易格坏。(4) 在900960摄氏度，回火温度定在620640摄氏度。6 后桥摆动架的三维造型 对轴进行三维造型，如图6.1所示图6.1 轴 对壳体进行三维造型，如图6.2所示图6.2 壳体 将摆动叉的各种零件装配起来进行三维造型，如图6.3所示 图6.3 摆动叉 对后端盖进行三维造型，如图6.4所示图6.4 后，前端盖 壳体的内部装配如图6.5所示图6.5 壳体的内部装配示意图 利用solidworks三维设计软件，先将每个零件的三维图形画出，然后再将各个零件装配起来，如图6.6所示。 图6.6 后桥摆动架的三维造型图 对后桥摆动架的运动进行仿真，如图所示 图6.7 后桥摆动架工作的仿真图 参考文献1 濮良贵，记名刚.机械设计（第八版）m.北京:高等教育出版社,2006.52 孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理（第七版）m.北京:高等教育出版社,2006.53 王宽福，冯丽云.焊接与化机焊接结构（第二版）m.杭州：浙江大学出版社，1992.74 寇尊权，王多.机械设计课程设计m.北京：机械工业出版社，2006.105 王荣祥，李捷，任笑乾.矿山工程设备技术m.北京：冶金工业出版社，2005.46 孙训方，方孝淑，关来泰.材料力学（第五版）m.北京：高等教育出版社，2009.77 于永泗，齐民.机械工程材料(第八版）m.大连：大连理工大学出版社，2010.18 成大先.机械设计手册m.北京：化学工业出版社，2004.19 大连理工大学工程图学教研室.机械制图（第六版）m.北京：高等教育出版社，2007.710 傅水根.机械制造工艺基础（第二版）m.北京：清华大学出版社，2004.611 严绍华.工程材料及机械制造基础（）m.北京：高等教育出版社，2010.512 杨晋升. 铲土运输机械设计m.北京：机械工业出版社，198113 同济大学.工程机械底盘构造与设计m. 中国建筑工业出版社，198014 (美)hindhede,zimmerman,hopkins,et al.machine design fundamentalsa pratical approach,john wiley sons,198315 mccloy d, discharge characteristics of servo valve orifices, 1968 fluid international conference.16 patton w.j. mechanical power transmission. new jersey: printicehall, 1980谢辞 经过几个月的查资料，整理材料，画图纸，今天终于可以完成设计说明书的最后谢辞了，自己想想求学期间的点点滴滴历历涌上心头，时光匆匆飞逝，大学生活已近尾声，四年的努力与付出，随着本次毕业设计的完成，将要划下完美的句号。 在设计过程中，我本着认真刻苦的态度去学习设计的步骤、方法、以及经验，但是由于该设计许多方面的细节问题涉及面太广，而本人知识面和能力都有限，因而不能科学详尽做出正确的选择与判断，在设计中难免出现较多错误，还请老师给予指正。虽然有这些不足和遗憾，但是总的来说，该设计还是比较成功的。基本上完成了这台中钢衡重电动铲运机后桥摆动架设计，能够实现预期的所有功能，成功的完成了老师布置的任务。不够完善的地方还望各位老师同学不吝赐教，敬请斧正。本次毕业设计是在郭平辉老师的指导下完成的，在设计过程中，郭老师为我提供种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，郭老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度一直影响着我，没有郭老师的关心和指导，我不会这么顺利地完成毕业设计。在此向郭平辉老师表示深深的感谢和崇高的敬意。同时，在设计过程中，我也得到了我们学院很多老师和同学的支持和帮助，在此，我一同表示最忠诚的感谢。 设计者：万柯 2012年5月30日附 录1 the introduction of machininglathes lathes are machine tools designed primarily to do turning, facing and boring, very little turning is done on other types of machine tools, and none can do it with equal facility. because lathes also can do drilling and reaming, their versatility permits several operations to be done with a single setup of the work piece. consequently, more lathes of various types are used in manufacturing than any other machine tool.the essential components of a lathe are the bed, headstock assembly, tailstock assembly, and the leads crew and feed rod.the bed is the backbone of a lathe. it usually is made of well normalized or aged gray or nodular cast iron and provides s heavy, rigid frame on which all the other basic components are mounted. two sets of parallel, longitudinal ways, inner and outer, are contained on the bed, usually on the upper side. some makers use an inverted v-shape for all four ways, whereas others utilize one inverted v and one flat way in one or both sets, they are precision-machined to assure accuracy of alignment. on most modern lathes the way are surface-hardened to resist wear and abrasion, but precaution should be taken in operating a lathe to assure that the ways are not damaged. any inaccuracy in them usually means that the accuracy of the entire lathe is destroyed.the headstock is mounted in a foxed position on the inner ways, usually at the left end of the bed. it provides a powered means of rotating the word at various speeds . essentially, it consists of a hollow spindle, mounted in accurate bearings, and a set of transmission gears-similar to a truck transmissionthrough which the spindle can be rotated at a number of speeds. most lathes provide from 8 to 18 speeds, usually in a geometric ratio, and on modern lathes all the speeds can be obtained merely by moving from two to four levers. an increasing trend is to provide a continuously variable speed range through electrical or mechanical drives.numerical controlone of the most fundamental concepts in the area of advanced manufacturing technologies is numerical control (nc). prior to the advent of nc, all machine tools ere manually operated and controlled. among the many limitations associated with manual control machine tools, perhaps none is more prominent than the limitation of operator skills. with manual control, the quality of the product is directly related to and limited to the skills of the operator.