掘进机箱体加工工艺及组合机床设计

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1、阳泉学院毕业设计说明书毕业生姓名：牛浩胜专业：数控技术学号：090523049指导教师：荆忠亮所属系（部）：机电系二〇一二年五月阳泉学院毕业设计评阅书题目：掘进机箱体加工工艺及组合机床设计机电系系数控专业姓名牛浩胜设计时间：2012年3月5日～2012年5月20日评阅意见：成绩：指导教师：（签字）职务：（签字）201年月日I阳泉学院毕业设计答辩记录卡机电系系数控专业姓名牛浩胜答辩内容问题摘要评议情况记录员：（签名）成绩评定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。专业答

2、辩组组长：（签名）201年月日II前言掘进机是用于开凿平直地下巷道的机器。掘进机分为开敞式掘进机和护盾式掘进机。价格一般在上亿元人民币。主要由行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成。随着行走机构向前推进，工作机构中的切割头不断破碎岩石，并将碎岩运走。有安全、高效和成巷质量好等优点，但造价大，构造复杂，损耗也较大。19世纪中叶，西方的文明陶醉于铁路的修建。梦想家们在地图上画满弯曲的路线。然而，人类的梦想一次又一次被大山阻隔。诸如阿尔卑斯山脉那样连绵峰峦，不断向人们提出挑战。绕过这些阻碍费时费力。理想的方法是勇往直前，开凿隧

3、道。但这意味着巨大的支出。隧道工程的工作面之小，大部分时间浪费在工序衔接上，时间就是金钱，隧道工程费时费力的表现确实让人心寒。解决方法是明显的：建造一台大机器。加大机器动力，把工业革命带入地先驱者是一个是叫亨利-约瑟.毛瑟（Maus）的比利时工程师。他在1845年得到撒丁国王的许可修建一条连接法国和意大利的铁路。毛瑟在国际采矿业具有显赫声名和超强自信。他对爬越山口的方案不以为然，坚持要走直线，尤其是在著名的Cenis山口附近，要以隧道穿越Frejus山。毛瑟的“片山机(mountain-slicer)”1846年在都灵附近的

4、一个军工厂组装成形。他庞大而复杂，体积超过一节火车头。他有一百多个钻头。整个机器俨然就是凸轮，拉杆，活塞和弹簧的丛林。不论实用与否，它确实是沉思的产物。机器建成后，来自各地的参观者络绎不绝，视其为历史的纪念碑。掘进机需要巨大的推进力。这些能量是在隧道外产生的并通过复杂的机械连接到工作面。隧道越深，连接就越长，而传输过程中的能量损失也就越大。看起来“片山机”早晚会因为动力不足而僵死洞中。自信的毛瑟相信车到山前必有路，但持怀疑态度的人也没有被说服。十年之后，有赖于大为改进的隧道通风技术，一条隧道紧邻毛瑟路线，采用爆破法技术得以修

5、建。毛瑟的“片山机”虽然没有经过实践检验，但却是公认世界上第一台TBM。在以后的30年，设计试制了各式各样的TBM共13台，i均有所进步，但都不能算成功。比较成功的是1881年波蒙特开发的压缩空气式TBM，应用于英吉利海峡隧道直径为2.1m的勘探导坑，共掘进了3mile多。从1881～1926年间，一些国家又先后设计制造了21台掘进机之后，因受当时技术条件的限制，掘进机的开发处于停滞状态。1930年前后，人们已经要放弃了。隧道掘进技术的专家芭芭拉·斯塔克悲观地预言：“未来二十年...岩石机械的专利会极其有限，甚至没有。也不会

6、再建造类似机械。天然岩石都有程度不等的裂缝。当滚刀（当时称为切割轮）紧压岩面的时候，压力总是集中在岩石最薄弱的部分，使他们最先破碎。当滚刀转动时，小的裂缝会不断扩展，进一步分裂岩石。这就是滚刀破岩原因。目前，在世界范围内的掘进机生产商有30余家，已生产掘进机约700多台，最具实力的是美国罗宾斯公司、德国维尔特公司、海瑞克公司，加拿大罗威特公司(LOVAT)等。国外硬岩掘进机技术已经相当成熟，结构上不断完善，有敞开式、单护盾、双护盾等不同类型，以适应不同的地质条件。在国外使用掘进机施工隧洞已很普遍，尤其是3km以上的长隧洞，业

7、主在招标书中明确规定要求投标商必须采用掘进机施工。随着国民经济的发展，技术的进步，掘进机广泛应用于矿山、隧道等行业中。特别是在隧道行业中，掘进机发挥着越来越重要的作用。1851年，美国工程师CharlesWilson设计设计了世界上第一台连续掘进的隧道掘进机（Tunnelboringmachine简称TBM})。但由于设计存在难以克服的滚刀问题，TBM难以与当时刚诞生的钻爆法相媲美，无用武之地;1956年，美国的JamesRobbins仿照CharlesWilson的设计，采用滚刀，解决了第一台TBM的刀其问题，获得了成功。

8、从此，TAI得以推广。总的说来，TBM掘进技术是目前世界上最为先进的隧道开挖方法，已成为未来隧道建设总的发展趋势。它综合汇集了计算机、新材料、自动化、信息化、系统科学、管理科学等高新技术，在一定程度上反映了一个国家的综合实力与科技水平。而掘进机箱体是掘进机的重要零件。箱体的结构形式虽然多种