工程机械设计与维修丛书-斗轮堆取料机PDF格式文档图书下载

1.1　散料连续装卸机械的特点 1

第1章　概述 1

1.2　斗轮堆取料机和斗轮挖掘机的比较 2

1.2.1　斗轮挖掘机的基本结构和工作原理 2

1.2.2　悬臂式斗轮堆取料机的基本结构和工作原理 4

1.3　连续开采工艺和连续散料装卸工艺 5

1.3.1　斗轮挖掘机——连续式开采工艺的核心 5

1.3.2　露天煤矿连续开采系统的组成 5

1.3.3　斗轮堆取料机——散料连续装卸系统的核心 6

1.4　斗轮堆取料机国内外发展概况 8

1.4.1　国外发展概况 8

1.4.2　国内发展概况 11

1.4.3　发展方向 13

2.1.2　粒度组成 15

2.2.2　堆积角 15

2.2　有关“堆积”散料的一些概念 15

2.2.1　堆积密度、堆积重度 15

2.1　散料物料的粒度 15

第2章　散料连续装卸机械的相关术语 15

2.1.1　物料粒度 15

2.2.3　燃煤、铁矿石的特性 16

2.2.4　外摩擦系数 16

2.2.5　湿度（含水率） 16

2.3　堆取料机工艺流程 16

2.3.1　根据系统配置决定堆取料机的生产能力 17

2.3.2　斗轮堆取料机的取料工艺 17

3.1　斗轮堆取料机的分类 20

第3章　斗轮堆取料机概述 20

3.2　斗轮堆取料机的应用范围 21

3.2.1　悬臂式斗轮堆取料机应用范围 21

3.2.2　单一功能的取料机与堆料机应用范围 21

3.2.3　混匀取料机与混匀堆料机应用范围 21

3.2.4　门式斗轮堆取料机应用范围 22

3.3　斗轮堆取料机的代号 22

3.3.1　目前规定的国家标准代号 22

3.3.2　我国早期产品的代号 23

4.1　总体设计概论 24

第4章　斗轮堆取料机总体设计 24

4.3　斗轮堆取料机的主参数及其确定 26

4.3.1　堆料、取料的理论生产率 26

4.2　切屑形状 26

4.3.2　容积理论生产率Qv的计算 27

4.3.3　斗轮取料时每层深度 28

4.3.4　料堆高度 28

4.3.5　料堆长度 29

4.3.6　料堆的宽度 29

4.4.2　斗轮外径D确定 30

4.4　斗轮堆取料机的工作性能参数及其确定 30

4.4.1　斗轮堆取料质量M概念 30

4.4.3　料堆切割阻力的选取 32

4.4.4　铲斗切割速度Vc的确定 33

4.4.5　斗轮回转转速n和ωc的确定 34

4.4.6　斗距a的确定 35

4.4.7　铲斗数目Z的确定 35

4.4.11　斗臂架回摆速度Vs 36

4.4.10　铲斗形状系数G 36

4.4.9　铲斗容量q的计算 36

4.4.8　卸斗次数U的确定 36

4.4.12　斗臂架回摆角度 37

4.4.13　斗臂架回摆半径 37

4.4.14　斗臂架俯仰速度和俯仰接地力 38

4.4.15　斗臂架俯仰角度 38

4.4.16　轮压 38

4.4.17　轨道中心距 39

4.4.18　行走速度 39

第5章　斗轮堆取料机的主要零部件结构设计 41

5.1　斗轮堆取料机构 41

5.1.1　无格式斗轮 41

5.1.2　有格式斗轮 42

5.1.3 半格式斗轮 43

5.1.4 散料的切割阻力F计算 43

5.2　液力偶合器在斗轮驱动系统中的使用与选用 44

5.2.1　液力偶合器的结构和工作原理 44

5.2.2　液力偶合器的特性 45

5.2.3　液力偶合器与电动机的共同工作 47

5.2.4　限矩型液力偶合器选用实例 49

5.2.5　液力偶合器的选择 50

5.3　斗轮驱动系统传动装置的优化设计 51

5.3.1　减速器优化设计的数学模型 51

5.3.2　设计变量 52

5.3.3 目标函数 53

5.3.4　约束条件 53

5.3.7　复合形优化法原理 57

5.3.5　优化计算方法 57

5.3.6　行星减速器的模型特点 57

5.3.8　复合形法的迭代过程 58

5.3.9　程序结构 60

5.3.10　优化结果分析 62

5.4　销齿传动 63

5.4.1　销齿传动的特点及应用 63

5.4.2　销齿传动的工作原理 64

5.4.3　销齿传动几何尺寸的计算 66

5.4.5　常用材料及其许用应力 68

5.4.4　销齿传动的强度计算 68

5.4.6　销齿传动公差 69

5.4.7　销齿传动设计实例 70

5.5　带式输送机设计 72

5.5.1　带式输送机的特点 72

5.5.2　带式输送机设计计算所需的原始数据及工作条件 73

5.5.3　斗轮堆取料机带式输送机设计原则和设计主要内容 73

5.5.5　带式输送机的驱动装置 74

5.5.4　悬臂式斗轮堆取料机带式输送机构的基本组成 74

5.5.6　滚筒直径的确定 75

5.5.7　托辊 76

5.5.8　张紧装置 79

5.5.9　制动装置 80

5.5.10　输送带的宽度 80

5.5.11　输送带的速度 81

5.5.12　输送带阻力计算 83

5.5.13　带式输送机输送能力QJ的计算 84

5.5.14　输送带运行阻力的计算 85

5.5.15　确定输送带张紧装置的伸缩距离 87

5.5.16　拉紧装置重锤质量的计算 88

5.5.17　驱动电动机功率计算 88

5.5.18　CST——带式输送机的可控启停传动装置 89

5.5.19　多滚筒驱动 92

5.6　上车回转机构 95

5.6.1　上车回转机构的基本结构 95

5.6.2　斗轮堆取料机回转支承装置的形式 95

5.7.1　俯仰结构的种类 97

5.7　俯仰装置及液压系统 97

5.7.2　俯仰结构的液压系统 98

5.8　配重的安装 100

5.9　动力、控制电缆卷筒装置 101

5.10　行走机构 101

5.10.1　行走机构的支承方式 101

5.10.2　行走总阻力的计算 102

5.11　尾车 103

5.10.4　行走支腿跨度a和固定轴距b的偏差 103

5.10.3　行走机构的电动机功率计算 103

5.11.1　尾车的分类 104

5.11.2　活动式全趴单尾车 104

5.11.3　俯仰液压驱动半趴单尾车 104

5.11.4　俯仰机械式双轨变换尾车 105

5.11.5　机械驱动变换双尾车 105

5.11.6　液压驱动双尾车 106

5.11.7　交叉尾车 106

5.11.8　固定式尾车 107

5.11.9　固定分流双尾车 108

5.11.10　头部分流式尾车 108

5.11.11　双向堆料双向取料尾车 108

5.11.12　通过式尾车 109

第6章　悬臂式斗轮堆取料机 111

6.1　悬臂式斗轮堆取料机的基本结构 111

6.1.1　整体变幅式悬臂斗轮堆取料机的基本结构 111

6.1.2　臂架变幅系统平衡配重式 111

6.2.1　堆料作业工艺 114

6.2　悬臂斗轮堆取料机的功能 114

6.2.2　取料作业工艺 115

6.3　悬臂式斗轮堆取料机的主要机构 116

6.3.1 斗轮机构 116

6.3.2 回转机构 118

6.3.3　变幅机构 118

6.3.4 门座架 120

6.3.5　悬臂带式输送机 121

6.3.7　悬臂式堆取料机的主要参数 122

6.3.6　金属结构 122

第7章　门架式堆取料机 124

7.1 门架式斗轮堆取料机的基本结构 124

7.2 门架式斗轮堆取料机的作业过程 125

7.2.1　堆料工况 125

7.2.2　取料工况 126

7.3　门架式堆取料机的主要参数 126

7.4　主要机构 127

7.4.1　滚轮机构 127

7.4.2　大车行走机构 127

7.4.3　活动梁起升机构 128

7.4.4　机上带式输送机系统 132

7.4.5　堆取变换机构 133

7.4.6 门式斗轮堆取料机尾车 133

7.5　料斗及斗轮体的CATIA三维造型 134

第8章　圆形（混匀）堆取料机 136

9.1.1　综述 138

9.1.3　堆存式堆料机的主参数 138

9.1.2　堆存式堆料机的基本结构 138

9.1　堆料机 138

第9章　堆料机和斗轮取料机 138

9.1.4　混匀式堆料机 139

9.2　斗轮取料机 140

9.2.1　桥式斗轮取料机 140

9.2.2　门式斗轮取料机 141

9.2.3　悬臂式斗轮取料机 141

9.2.4　履带式斗轮取料机 141

9.2.5　混匀式取料机 141

10.1.2　第二阶段——半自动控制阶段 143

10.1.1　第一阶段——单机手动控制阶段 143

第10章　斗轮堆取料机的自动控制 143

10.1　斗轮堆取料机的控制系统 143

10.1.3　第三阶段——自动控制阶段 145

10.1.4　工业控制计算机IPC系统的特点及其基本组成 147

10.2　斗轮堆取料机的现场通信网络 148

10.2.1　现场总线 148

10.2.2　OSI参考模型 149

10.2.3 TCP/IP协议 150

10.2.4　IEC/ISA现场总线通信协议 151

10.3.1 远程通信的目的 152

10.2.5 INTERBUS现场总线技术 152

10.3　远程通信系统的设计 152

10.3.2　远程通信方式 153

10.3.3　公用电话网的结构组成 155

10.3.4　调制解调器（MODEM）通信原理 156

10.3.5　斗轮堆取料机远程通信硬件系统硬件配置 156

10.3.6　系统软件配置 156

10.3.8　用户通信协议 157

10.3.7　应用软件整体结构设计 157

10.3.9　斗轮堆取料机网络通信程序设计 158

10.3.10　拨号上网远程通信 158

10.3.11 斗轮堆取料机基于Modbus协议的工业组态软件设计 159

10.3.12　斗轮堆取料机数据库的设计 160

10.3.13　斗轮堆取料机故障诊断系统的设计 161

10.3.14　人机界面的设计 161

10.4　采用计算机视觉技术监控斗轮堆取料机的自动控制 161

10.4.1　计算机视觉系统的基本机构 162

10.4.2　计算机的立体视觉 162

10.4.3　用结构光法作为煤场三维信息测量和三维的重建 163

10.4.4　斗轮堆取料机作业环境的场景模型 163

10.4.5　作业场景模型的建立 164

10.4.6　图像处理程序的设计 165

10.4.7　监视与控制系统 166

10.4.8　通信系统 166

10.4.10　斗轮堆取料机图像的截取和压缩 167

10.4.9　计算机视觉自动控制系统的配置 167

10.5.1　虚拟样机技术 169

10.5　斗轮堆取料机设计的虚拟样机技术和虚拟现实技术 169

10.5.2　VR虚拟现实技术 170

10.5.3　虚拟样机的建模工具 171

10.5.4　虚拟现实技术的建模 172

10.5.5　虚拟环境 173

10.5.6　虚拟现实系统的基本组成 174

10.5.7　实时视景生成和显示技术 175

10.5.8　斗轮堆取料机实时视景仿真系统的构成 175

第11章　变幅装置运动学仿真 177

11.1　悬臂式斗轮堆取料机变幅装置运动学特性 177

11.2　变幅装置模型的简化 177

11.3　运动约束 178

11.3.1　相对长度约束 178

11.3.3　旋转铰约束 179

11.3.4　滑移铰约束方程 179

11.3.2　相对坐标约束 179

11.3.5　齿轮幅约束 180

11.3.6　驱动约束 181

11.4　仿真结果 182

11.5　运动学特性分析 183

11.6.2　载荷情况 184

11.6.3　载荷计算 184

11.6.1　结构的简化 184

11.6　变幅装置的静态性能分析 184

11.6.4　载荷的模拟 185

11.6.5　约束的模拟 186

11.6.6　有限元模型建模过程 186

11.6.7　计算结果分析 186

第12章　斗臂架模态分析 188

12.1　系统动力方程的建立 188

12.2　固有频率的求解 189

12.3　有限元建模与求解 190

12.4.1　有限元建模 192

12.4.2　有限元模型计算及结果分析 192

12.4　斗臂架多工位动态性能 192

第13章　斗轮堆取料机的检测和常见故障的处理 195

13.1　轮压、整机重量的测试 195

13.2　整机平面稳定性的测试 196

13.3　生产能力的测定 197

13.4　堆料机带式输送机电动机参数的现场测试和分析 198

13.4.1 电动机功率测试系统和测试工况 198

13.4.2 电动机空载启动和空载运行工况的测试分析 199

13.4.3 电动机满载启动和满载运行工况的测试分析 201

13.5　堆料机的带式输送机钢结构振动参数的测试 202

13.5.1　缓冲托辊架振动参数的测试 202

13.5.2 回程反压托辊架振动测试 204

13.6　轨道、车轮安装精度的检测 205

13.6.1　轨道精度要求及检测 205

13.6.2　车轮同位度的检测 205

13.6.3　车轮垂直偏斜的检测 205

13.6.4　车轮水平偏斜的检测 207

13.7.1　带式输送机输送带的跑偏 208

13.6.5　均衡梁的安装精度 208

13.7　斗轮堆取料机运行时常见故障及其处理 208

13.7.2　带式输送机的撒料 209

13.7.3　输送带的使用寿命较短 209

13.7.4　凸凹段曲率半径对带式输送机的影响 209

13.7.5　输送带打滑 210

13.7.6　异常噪声的警示 210

13.7.7　减速机断轴 211

14.1　高压电源及其保护 212

第14章 斗轮堆取料机电气系统供配电设计 212

14.2　交流380V动力电源 213

14.3　交流220V和直流24V控制电源 213

14.4　其他电源 214

14.5　机构主电路设计 214

第15章　其他散料运输机械 217

15.1　转载机 217

15.2　排土机 217

参考文献 224

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