機電一體化畢業(yè)設計---取料機液壓系統的改進_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  設計任務書</b></p><p><b>  設計題目:</b></p><p>  取料機液壓系統的改進</p><p><b>  設計要求:</b></p><p>  由教師組織學生進行設計動員和安全教育。要求學生在畢業(yè)設計時要做到以下幾

2、點:</p><p>  1、進行設計前,應熟悉取料機的操作所明書,并嚴格按照設計規(guī)程設計。</p><p>  2、堅持設計各部分機構是否完好,各設計是否能損壞。</p><p>  3、工具都應放在固定位置,不可隨意亂放,應集中精力進行設計,出現問題時,應向指導老師報告。</p><p>  4、畢業(yè)設計過程中要勤思考、勤問、勤做、勤總結

3、,不斷積累經驗技巧,提高設計能力。</p><p><b>  設計進度要求:</b></p><p>  第一周:布置畢業(yè)設計任務;</p><p>  第二周:開始查資料,打稿;</p><p>  第三周:畫圖及修改底稿;</p><p>  第四周:完成電子稿;</p>&l

4、t;p>  第五周:檢查電子稿及排版;</p><p>  第六周:修改電子稿及非標準零件;</p><p>  第七周:完成畢業(yè)設計;</p><p><b>  第八周:畢業(yè)答辯。</b></p><p><b>  摘 要</b></p><p>  本論文

5、對斗輪堆取料機尾車俯仰及脫鉤液壓系統進行改進設計,主要進行了原理方案的比較設計、液壓元件的計算選擇、閥集成塊和油箱的機械設計以及尾車液壓站的布局設計等工作。通過本論文設計實現的尾車液壓站能夠滿足使用要求,運行穩(wěn)定,安全性好,維修及改造方便,可以應用在散料貨場的斗輪堆取料機上,改善散料堆取、混勻作業(yè)的工作效率。</p><p>  關鍵詞:斗輪堆取料機,液壓系統,俯仰,脫掛鉤</p><p>

6、;<b>  目  錄</b></p><p><b>  摘 要II</b></p><p><b>  1 緒 論1</b></p><p>  1.1 課題背景1</p><p>  1.2 液壓系統1</p><p>  1.3斗輪堆

7、取料機4</p><p><b>  1.4設計內容6</b></p><p>  2 液壓系統的方案設計7</p><p>  2.1系統設計要求7</p><p>  2.2系統方案實現分析7</p><p>  3 元件的選擇與計算10</p><p> 

8、 3.1泵的選擇和計算10</p><p>  3.2電動機的選擇和計算10</p><p>  3.3閥類元件的選擇和計算11</p><p>  3.4管路的選擇和計算11</p><p>  3.5油箱容積的計算12</p><p>  3.6輔助元件的選擇和計算15</p><p

9、>  4 液壓系統的結構設計17</p><p>  4.1油箱的設計17</p><p>  4.2集成塊設計19</p><p>  5 系統說明書22</p><p>  5.1功能說明22</p><p>  5.2操作說明22</p><p>  5.3元件清單23

10、</p><p><b>  6 結 論25</b></p><p><b>  致 謝26</b></p><p><b>  參考文獻27</b></p><p><b>  1 緒 論</b></p><p>&l

11、t;b>  1.1 課題背景</b></p><p>  斗輪堆取料機液壓系統包括俯仰系統、尾車變幅及脫鉤系統兩部分,尾車變幅及脫鉤系統與俯仰系統配合,完成尾車液壓缸的脫掛鉤和尾車的升降變幅功能.本論文涉及的是其中尾車俯仰及脫鉤液壓系統的設計,指在通過本論文設計實現的尾車液壓站能夠滿足使用要求,運行穩(wěn)定,安全性好,維修及改造方便,可以應用在散料貨場的斗輪堆取料機上,改善散料堆取、混勻作業(yè)的工作效

12、率。</p><p><b>  1.2 液壓系統</b></p><p>  1.2.1 液壓系統簡介</p><p>  液壓傳動系統是一種以液壓油液為工作介質的系統,主要由四部分組成:能源裝置、執(zhí)行裝置、控制調節(jié)裝置和輔助裝置。</p><p><b>  液壓傳動的優(yōu)點:</b></p

13、><p>  1.在同等體積下,液壓裝置能比電氣裝置產生更多的動力,因而在同等功率下,液壓裝置體積小、重量輕、結構緊湊。</p><p>  2.液壓裝置工作比較平穩(wěn),由于重量輕、慣性小、反應快,液壓裝置易于實現快速啟動、制動和頻繁換向。</p><p>  3.液壓裝置能在大范圍內實現無級調速(調速范圍可達2000),還可在運行過程中進行調速。</p>

14、<p>  4.液壓裝置易于實現過載保護,還能自行潤滑,因此壽命較長。</p><p>  5.液壓元件已實現了標準化、系列化和通用化,液壓系統的設計、制造和使用都比較方便。</p><p><b>  液壓傳動的缺點:</b></p><p>  1.由于油液的泄漏性和可壓縮性,液壓傳動不能保證嚴格的傳動比。</p>

15、<p>  2.液壓傳動在工作過程中常有較多能量損失,長距離傳動時更是如此。</p><p>  3.液壓傳動對油溫變化比較敏感,工作穩(wěn)定性易受到溫度的影響。</p><p>  4.為減少泄漏,液壓元件在制造精度上要求較高,因此它的造價較貴,而且對油液的污染比較敏感,液壓傳動要求有單獨的能源。</p><p>  1.2.2液壓系統應用現狀</p&

16、gt;<p>  由于要使用原油煉制品作為傳動介質,近代液壓傳動是由19世紀崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動起來的。二戰(zhàn)后,液壓技術迅速轉向民用,并隨著各種標準的不斷制定和完善,各類元件的標準化、規(guī)格化、系列化而在機器制造、工程機械、農業(yè)機械、汽車制造等行業(yè)中推廣開來。本世紀60年代后,原子能技術、空間技術、計算機技術(微電子技術)等的發(fā)展再次將液壓技術推向前進,使它發(fā)展成為包括傳動、控制、監(jiān)測在內的一門完整的自動化技術,在國

17、民經濟的各方面都得到了應用。</p><p>  當前,液壓技術在現實高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經久耐用、高度集成化等各項要求方面都取得了重大的成果,在完善比例控制、伺服控制、數字控制等技術上也有許多新成就。此外、液壓元件和液壓系統的計算機輔助設計、計算機仿真的優(yōu)化以及微機控制等開發(fā)性工作方面也有日益有顯著的成績。</p><p>  1.2.3液壓系統技術標件</p>

18、;<p>  本液壓控制系統技術條件參照中華人民共和國國家標準GB3766—83,JB2131—7制定。</p><p>  1.液壓系統的設計滿足以下一般要求</p><p>  (1)基本要求:a.人員安全 b.運轉正常 c.設備壽命長 d.維修方便 e.成本低廉 f.外形美觀 g.性能穩(wěn)定 h.防塵能力強 i.操作簡單</p><p><b

19、> ?。?)安全要求</b></p><p> ?。幔到y中必須有超壓保護;</p><p> ?。猓O計系統時,應使元件位于裝拆處,并能安全地調整與工作;</p><p>  c.系統中所有元件必須按制造廠家的規(guī)定進行操作;</p><p> ?。洌到y中所有元件必須具有合格證。</p><p>&

20、lt;b> ?。?)工作溫度</b></p><p>  系統的設計必須將系統發(fā)熱減小到最小程度,液壓泵的進口溫度不應超過60。</p><p>  2.液壓控制系統中液壓泵的安裝要求</p><p>  (1)液壓泵與電動機之間的聯軸器的形式與安裝,必須符合液壓泵和源動機制造廠的規(guī)定;</p><p> ?。?)液壓泵與源

21、動機的安裝底座,必須具有足夠的剛性,以保證運轉時始終同軸;</p><p> ?。?)外露的旋轉軸和聯軸器必須有防護罩。</p><p><b>  3.控制閥</b></p><p> ?。?)為保證安全,閥的安裝必須考慮重力、沖擊或振動對內部主要零件的影響;</p><p> ?。?)在起動、制動或在控制系統失靈時必

22、須由起失效保護作用的閥來控制。</p><p>  4.管路、接頭及通道</p><p> ?。?)管路設置應安全合理,便于元件調整、修理、更換;</p><p>  (2)管路彎曲處,應圓滑,不應有明顯的凹痕及壓扁現象;</p><p> ?。?)系統裝配前,接頭、管路及通道(包括鉆孔)必須清洗干凈,不允許有任何污物(如鐵屑、毛刺、纖維狀雜

23、質等)存在;</p><p> ?。?)管路不允許用來支承設備或閥板。</p><p><b>  5.油箱</b></p><p>  (1)油箱公稱容積,應符合GB2876—81的規(guī)定;</p><p> ?。?)在系統正常工作條件下,必須能充分散發(fā)油中的熱量;</p><p>  (3)在正

24、常工況下,必須容納全部從系統中流回的液壓油;</p><p> ?。?)必須防止溢出或漏出的污染油液直接通油箱;</p><p> ?。?)油箱表面處理時,所有內在面必須徹底清洗并除去全部水分、灰土、銹蝕物、纖維及其他雜質等;</p><p> ?。?)油箱上必須有液位計,油箱上部應有空氣濾清器,使油箱內空氣達到清潔度標準。</p><p>

25、<b>  6.濾油器</b></p><p>  (1)為消除液壓油中有害雜質,必須裝有濾油器,濾油器的等級和過濾后液壓、油清潔度應符合元件與設備的要求;</p><p> ?。?)濾油器應安裝在方便之處,并必須有足夠的空間以便更換濾芯,且不必將油箱中的油排出就可以維修;</p><p> ?。?)當濾油器需清洗和更換濾芯時,應有污染報警裝置

26、。</p><p><b>  7.密封件</b></p><p> ?。?)密封件的材料必須與同它相接觸的材料及環(huán)境相適應;</p><p>  (2)密封件如有創(chuàng)傷、拉傷、切邊、老化等不得用于裝配。</p><p><b>  1.3斗輪堆取料機</b></p><p>

27、  1.3.1取料機械簡介</p><p>  取料機械主要包括皮帶運輸機、裝船機、卸船機、斗輪堆取料機等。其應用范圍主要是大型煤炭碼頭、礦石碼頭、火力發(fā)電廠、礦山、鋼鐵廠的堆料場等。主要用于散狀物料輸送,存儲與均化。</p><p>  取料機械師單件小批量生產的大型機械設備,大多數產品為針對某一個項目設計制造的產品,因此相對形勢參數等通常并不固定,設備的設計和制造在不同的用戶都存在異地

28、差異,因此,設備必然會存在這樣或那樣的問題和不足。要提高設備的綜合質量就要求產品設計從開始就嚴格按照產品的規(guī)范或合同的規(guī)定進行,制造階段要制定嚴格的制造工藝,通過設計和計算盡可能使設備達到最完善的要求。</p><p>  進入八十年代以來,中國經濟迅速發(fā)展,一大批港口、電廠相繼建成并投入使用,許多國家重點工程引進了國外的先進技術和設備。這些散貨港口的主要裝卸貨物為煤炭或鐵礦石,大量的老電廠已不再是用推土機、裝卸

29、橋、叉車等低效率的輸送設備,新建電廠已全部采用高效率連續(xù)運輸設備。國內用戶采用進口及合作制造等多種方式使用國外先進設備,國產部分設備還出口到其他國家,散料機械設備有了長足的進步。大量的國外公司加入到中國的基本建設中。在此期間,相繼引進了大型抓斗岸橋、斗輪堆取料機、大型裝船機以及整個散貨裝卸系統,同時也促進了國內的此類設備的設計水平制造水平。目前國內生產過斗輪堆取料機的廠家達十余家,長期設計制造堆取料機的廠家有四五家,這些廠家為國民經濟的

30、發(fā)展做出了貢獻。</p><p>  1.3.2斗輪堆取料機簡介</p><p>  斗輪堆取料機是散料機械的一種,使散貨料場的專用堆取設備。我國從六十年代中期開始設計都輪堆取料機,到目前已有三十多年的歷史。到2001年,保守的估計國內堆取料機擁有量達1200臺以上。這些堆取料機主要用在大型散貨港口、火力發(fā)電廠的儲煤場、大型鋼鐵公司的礦石煤炭原料廠、大型水泥廠等企業(yè)。堆取料機具有成產銷率高

31、、能耗低、使用成本低、使用過程中維護量少、操作簡單,安全可靠等優(yōu)點。</p><p>  堆料機,取料機,堆取料機用于單一的存儲料場的堆取作業(yè),混勻取料機,混勻堆料機用于料場的均化堆取作業(yè)。堆取料機通常包括:走行裝置、門做架、回轉裝置、俯仰裝置、懸臂梁、懸臂皮帶機、回轉塔架、斗輪、尾車等組成。堆料作業(yè)時可將地面皮帶機送來的物料經過懸臂皮帶機送到料場,取料作業(yè)時有斗輪將物料從料場取到懸臂皮帶機,再由懸臂皮帶將物料送

32、到地面皮帶機?;靹蚨蚜蠙C堆料時大車連續(xù)運行沿軌道長度方向堆料,其前進的速度小于后退的速度。混勻取料機、混勻堆料機應用的目的除堆取作業(yè)外,更重要的是均化物料的各種成分,如電廠煤炭可均化成分,燃燒值,提高效率降低成本。</p><p>  1.取料機的種類: </p><p>  1).取料機按其功能可分為:</p><p> ?。?)堆料機 堆料作業(yè)</p>

33、;<p> ?。?)取料機 取料作業(yè) </p><p>  (3)堆取料機 堆取料作業(yè)</p><p> ?。?)混勻堆料機 均化堆料</p><p> ?。?)混勻取料機 均化取料</p><p>  2). 堆取料機按形式可分為:</p><p>  (1)門式斗輪堆取料機</p>&l

34、t;p><b> ?。?)橋式取料機</b></p><p> ?。?)圓形料場堆取料機</p><p><b> ?。?)刮板式取料機</b></p><p><b>  (5)普通搖臂式</b></p><p>  3).按尾車功能又分為:</p>&l

35、t;p><b>  (1)固定單尾車</b></p><p><b> ?。?)活動單尾車 </b></p><p><b> ?。?)固定雙尾車 </b></p><p><b> ?。?)活動雙尾車</b></p><p> ?。?)伸縮升降雙尾

36、車 </p><p>  4).堆取料機的應用范圍:日燃煤量在200噸以上的各個電廠、水泥廠、化工廠,年吞吐量在170萬噸的散貨碼頭,大型鋼鐵企業(yè)的燒結廠</p><p>  5).使用堆取料機的優(yōu)點: </p><p><b> ?。?)生產效率高;</b></p><p><b> ?。?)能耗低;<

37、/b></p><p><b>  (3)使用成本低;</b></p><p>  (4)使用過程中維護量少;</p><p>  5. 操作簡單,安全可靠。</p><p><b>  1.4設計內容</b></p><p>  設計的主要內容為一套完整的液壓傳動系統

38、,從系統工作環(huán)境和完成的功能分析開始,通過分析比較擬定該液壓系統的原理圖,計算系統的主要參數,選擇執(zhí)行元件和各種液壓輔助元件,包括油箱的初步設計,泵、電動機、閥類元件以及其它液壓輔助裝置(過濾器、液位計、密封件、管件、管接頭、測壓組件等)的選擇,集成塊和油箱結構的機械設計,最后是液壓泵站的結構設計以及整個液壓系統的組裝,并提出系統的使用說明書.</p><p>  2 液壓系統的方案設計</p>&

39、lt;p><b>  2.1系統設計要求</b></p><p>  尾車變幅液壓系統屬于液壓傳動系統,適用于煤炭、沙子、石子等散料堆取機械的尾車變幅及脫鉤功用,屬于中小型液壓系統,沒有過高的走行及抗燃要求,露天工作,環(huán)境比較惡劣,工作場地沙塵較多,冬季氣溫較低,因此,要求系統防塵能力強,工作安全性高,可靠性好,能在較低氣溫下持續(xù)可靠的工作,并能夠適應較惡劣且溫度變化較大的工作環(huán)境。&

40、lt;/p><p>  根據工況條件判斷,該系統屬于中壓中載系統,液壓尾車采用雙缸同時、同步工作,工作時液壓泵在斗輪工作期間應不間斷持續(xù)運行,變幅動作由電磁換向閥控制,為提高安全性,系統有超壓保護等保護裝置,同時保證系統的密閉性。</p><p>  2.2系統方案實現分析</p><p>  根據對液壓系統的要求,斗輪機尾車變幅及脫鉤液壓系統應能實現以下功能的基本回路

41、:</p><p>  1.換向回路:實現尾車脫鉤和掛鉤、變幅升和變幅降之間的轉換。</p><p>  2.調壓回路:控制系統的工作壓力,使它不超過預先調好的某個數值。</p><p>  3.卸載回路:系統在只需要輸出少量功率或不需輸出功率時,液壓泵停止運轉或在很低壓差下運轉,以減少系統功率損耗和噪聲,延長泵的工作壽命。</p><p>

42、  4.保壓回路:使變幅液壓缸在某個工作階段內壓力保持恒定不變。</p><p>  5.泄壓回路:使得倆個雙缸內高壓腔中的壓力緩慢釋放,以免突然減壓引起的沖突、振動和噪聲。</p><p>  6.平衡回路:使得變幅液壓缸保持一定的背壓力,和負載相平衡。</p><p>  7.緩沖回路:使液壓缸在行程終點前預先減速、延緩其停止或換向的時間,以及延緩調壓卸載回路的

43、卸載和升壓過程來達到緩和沖擊的目的。</p><p>  8.調速回路:調節(jié)兩個雙缸的工作速度。</p><p>  1. 分析擬給定的原理圖(如下圖2.2):</p><p>  1). 換向回路由兩個電磁換向閥完成,分別控制俯仰缸和脫鉤缸。</p><p>  2). 調壓回路由兩個溢流閥完成,分別控制兩個電磁換向閥入口處的壓力,液壓泵

44、的最大工作壓力由溢流閥規(guī)定,可以預先調定以控制系統的工作壓力,同時還起安全閥的作用。</p><p>  3). 該系統原理圖中脫鉤缸的卸載功能由電磁換向閥的中位機能來實現。而俯仰缸的卸載是限壓式變量卸載,當回路中壓力達到溢流閥的預先調定值時,通過溢流閥實現保壓卸載,這使得俯仰缸能夠承受一定的負載,同時又能實現卸載,減少功率損耗,延長泵的壽命。 圖2.2</p><

45、p>  4). 脫鉤液壓缸不承受負載所以不需有保壓回路功能,而俯仰缸的保壓回路由液控單向閥實現,在俯仰缸的進油路口串接一個液控單向閥,利用錐形閥座的密封性能實現保壓。采用電接點接觸式壓力計,可以控制液流波動范圍和補壓動作。</p><p>  5). 平衡回路的功能由液控單向閥來完成,液壓缸回油腔由液控單向</p><p>  和單向節(jié)流閥串接鎖閉,活塞能長期停留在任意位置,活塞上下

46、行時有不大的功率損失,能夠滿足系統要求。</p><p>  6). 調速回路由疊加式單向節(jié)流調速閥實現。</p><p>  由以上分析,給定的回路能夠比較好的滿足工作要求,保壓、卸荷、調壓、調速的功能要求都能夠完全滿足,但是在緩和沖擊方面還有待改進,并且該回路效率比較高,安全性好,成本適中,考慮到該系統的工作環(huán)境對噪 音和振動沒有太高要求,可以使用該回路提出的原理。 <

47、;/p><p>  3 元件的選擇與計算</p><p>  3.1泵的選擇和計算</p><p>  選擇液壓泵的主要原則是滿足系統的工況要求,據此初步確定泵的結構形式,通過對液壓泵的主要參數工作壓力和流量的選取進而確定泵的具體型號和相關參數。</p><p>  3.1.1確定泵的額定流量</p><p>  式中

48、——泵的額定輸出流量(L/min)</p><p>  ——流量最大值(L/min)</p><p>  ——泄漏量,根據經驗估算=(10%~30%),因管路結構比較簡單</p><p>  ?。?0%=0.1×4.6L/min=4.6L/min</p><p>  所以 =36+3.6=165.6L/min</p>

49、<p>  3.1.2確定泵的額定壓力</p><p>  式中 ——泵的最大工作壓力(額定壓力) (MPa)</p><p>  ——執(zhí)行元件的最高工作壓力(MPa)</p><p>  ——壓力總損失,該系統結構比較簡單,取0.7MPa</p><p>  k——系數,該系統結構比較簡單,取1.8</p>&

50、lt;p>  所以 =(16+0.7)×1.8=30.06</p><p>  根據以上計算,泵的工作壓力較高,因此選用斜盤式軸向柱塞泵,根據泵的額定壓力和輸出流量確定泵的型號為63SCY14-1B,電機轉速為1500rpm。</p><p>  3.2電動機的選擇和計算</p><p>  液壓泵實際需要的輸入功率是選擇電動機的主要依據。由于液壓

51、泵存在著容積損失和機械損失,為滿足液壓泵向系統輸出所需要的壓力和流量,液壓泵的輸入功率必須大于它的輸出功率。</p><p><b>  =</b></p><p>  式中 ——液壓泵的輸入功率(kw)</p><p>  ——液壓泵的額定壓力(Pa)</p><p>  ——液壓泵的額定流量(/s)</p>

52、;<p>  ——液壓泵的總效率,,其中,是液壓泵機械效率,是液壓泵的容積效率,取=0.95</p><p><b>  所以kw </b></p><p>  因此選擇電動機型號為Y160L-4</p><p>  3.3閥類元件的選擇和計算</p><p>  根據系統的要求、工作壓力和流量,從元件產品

53、樣本中選擇元件型號如下:</p><p>  (1)三位四通電磁閥 4WE10G30/CW220R</p><p> ?。?)電磁溢流閥 DB10A-2-50/31.5UW220</p><p>  (3)液控單向閥 SL10PB-30/2</p><p> ?。?)雙聯單向節(jié)流閥 Z2FS10-30</p><p

54、> ?。?)單向閥 S10A/2</p><p>  3.4管路的選擇和計算</p><p>  管路的選擇主要依據安裝位置、工作環(huán)境、工作壓力和油管的特點來進行。</p><p>  3.4.1管路內徑的計算</p><p>  式中 ——管子內徑(mm)</p><p>  ——管內流量(/s)</

55、p><p>  ——油液流速,吸油管0.5~1.5m/s,壓油管2.5~5m/s,</p><p>  回油1.5~2.5m/s,閥內通道6m/s。</p><p>  ?。?m/s, =5m/s, =2m/s, =6m/s, 則:</p><p>  3.4.2管子壁厚的計算</p><p>  式中 ——油管壁

56、厚(mm)</p><p>  ——管內工作壓力(MPa)</p><p>  ——管子內徑(mm)</p><p>  ——安全系數,7MPa<<17.5MPa, 取n=6</p><p>  ——材料抗拉強度,對于鋼管,=380MPa</p><p><b>  則:</b><

57、;/p><p>  根據以上數據,選取管子尺寸見表3-1</p><p><b>  表3-1 管子尺寸</b></p><p>  3.5油箱容積的計算</p><p>  油箱容積的確定,是設計油箱的關鍵。油箱的容積應能夠保證當系統供油流量大于回油流量時,最低液面在進口過濾器之上;當系統回油流量大于供油流量,或者系統停止

58、運轉油液返回油箱時,油液不會溢出。同時,油箱還應該滿足系統散熱要求。</p><p>  3.5.1根據使用情況確定油箱的容積</p><p>  有效容積的計算按經驗公式:</p><p>  式中 ——經驗系數,本系統屬于中壓系統所以=7</p><p>  ——額定流量(L/min)</p><p>  所以

59、 V=7×36=252L=0.25</p><p>  3.5.2按系統發(fā)熱與散熱關系進行校核</p><p>  為了簡化計算,在一般情況下,計算發(fā)熱量時,只考慮液壓泵和溢流閥的發(fā)熱量;在計算散熱量時,只考慮油箱溫升所允許的熱量。在元件選擇合理時,其他液壓閥及管的發(fā)熱量并不大,且考慮到他們會向空氣中散熱,故可忽略不計。</p><p>  1. 液壓系

60、統的發(fā)熱計算</p><p>  1). 液壓泵的發(fā)熱功率</p><p>  式中 ——液壓泵的發(fā)熱功率(kw)</p><p>  ——液壓泵的輸入功率(kw)</p><p>  ——液壓泵的效率,由產品樣本查取</p><p><b>  所以 </b></p><p

61、>  2).液壓執(zhí)行元件的發(fā)熱功率</p><p>  式中 ——執(zhí)行元件的發(fā)熱功率(kw)</p><p>  ——執(zhí)行元件的有效功率(kw)</p><p>  ——執(zhí)行元件的效率,液壓缸取0.95</p><p><b>  所以</b></p><p>  3).閥孔發(fā)熱損失功率&

62、lt;/p><p>  式中 ——閥孔發(fā)熱損失功率(kw)</p><p>  ——對溢流閥而言是其調定壓力,</p><p>  對其他閥而言是其壓降(MPa)</p><p>  ——流經液壓閥的流量()</p><p>  根據閥類元件的要求,忽略除溢流閥和換向閥外其他閥類元件的閥孔損失熱量,得</p>

63、<p>  綜上,系統發(fā)熱總功率為:</p><p>  2. 系統的散熱計算</p><p><b>  油箱的散熱功率</b></p><p>  式中 ——系統的散熱功率(kw)</p><p>  ——散熱系數,根據該系統情況取17</p><p><b>  —

64、—散熱面積()</b></p><p><b>  ——系統溫升()</b></p><p><b>  ——系統油溫()</b></p><p><b>  ——環(huán)境溫度()</b></p><p>  所以,由于所需的散熱面積比較大,所以在油箱上安裝冷卻器,選取

65、冷卻器型號FL16,冷卻面積為16,可滿足散熱要求,并初步確定油箱的尺寸為1200×600×600</p><p>  3.6輔助元件的選擇和計算</p><p><b>  1. 回油濾油器</b></p><p>  RFA系列微型直回式回油過濾器適用于液壓系統回油精過濾,濾除系統中由于元件磨損產生的金屬顆粒和密封件的橡

66、膠雜質等污染物,使流回油箱的油液保持清潔。過濾器配有發(fā)訊器、旁通閥、液流擴散器。濾油器具體的型號為:RFA-160×1F-Y,通徑50mm,公稱流量為180L/min,過濾精度為1µm,法蘭連接,帶CY-Ⅱ型發(fā)訊器,當濾芯堵塞時將報警。</p><p><b>  2. 吸油濾油器</b></p><p>  WU型號的過濾器適用于油泵吸油口處濾除

67、油液中的雜質,用以保護油泵及其他液壓元件,有效的控制液壓系統污染,提高液壓系統清潔度,具有通油能力大、阻力小管路簡單、易清洗等特點。具體型號為:WUI-350×80-J,通徑為70mm,公稱流量為380L/min,過濾精度為75µm,管式連接,帶旁通閥。</p><p><b>  3. 空氣濾清器</b></p><p>  該系列過濾器根據國外

68、先進技術資料進行標準化、系列化設計,適用于液壓系統油箱的空氣過濾,既有體積輕巧、結構合理、外形美觀新穎、過濾性能穩(wěn)定、安裝使用方便等特點。具體型號為:QUQ2-10×10,規(guī)格2,過濾精度12µm,空氣流量2.8 。</p><p><b>  4. 測壓組件</b></p><p>  液壓系統應設置必要的壓力檢測和顯示裝置。主要功能是調定各有關

69、部位的壓力和檢查各有關部位壓力是否正常。測壓組件一般安裝在液壓泵的進出口,主要執(zhí)行元件的進油口,壓力繼電器安裝處,液壓系統中與主油路壓力不同的支路及控制油路,蓄能器進油口處。</p><p>  壓力表型號:YX-100</p><p>  微型高壓測壓接頭型號:MS2A20/250</p><p><b>  5. 液位計</b></p

70、><p>  CYW-450傳感器式液位液溫計</p><p>  4 液壓系統的結構設計</p><p><b>  4.1油箱的設計</b></p><p>  4.1.1油箱設計要點</p><p>  油箱在液壓系統中除了儲油外,還起著散熱、分離油液中的氣泡、沉淀雜質等作用。本系統采用開式油箱

71、,油液與大氣相通,設計要點如下:</p><p>  1.油箱必須有足夠大的容積,一方面盡可能地滿足散熱的要求,另一方面在液壓系統停止工作時應能容納系統中的所有工作介質,而工作時又能保持適當的液位。</p><p>  2.吸油管和回油管應盡量相距遠些,兩板之間要用隔板隔開以增加油液循環(huán)距離,使油液有足夠的時間分離氣泡,沉淀雜質,消散熱量。隔板高度最好為箱內油面高度的3/4,隔板形式可采用

72、溢流式標準型,溢流式,回流式,此處采用溢流式標準式,隔板下部開有缸口。吸油管入口和回油管出口處應安裝相應精度的濾油器。</p><p>  3.回油管管端應斜切45度,以增大出油口截面積,減慢出口處油流速度,此外,應使回油管斜切口面對箱壁,以利油液散熱。當回油管排回的油量很大時,應使它的出口處高出油面,向一個帶孔或不帶孔的斜槽排油,使油流散開,一方面減慢流速,另一方面排走油液中的空氣,減慢回油流速、減少它的沖擊攪

73、拌作用。</p><p>  4.為防止油液污染起見,油箱上各蓋板、管口處都要妥善密封。注油器上要加濾油網防止油箱出現負壓而設置的通氣孔上安裝空氣濾清器。油箱內回油集中部分及清污口附近設置一些磁性塊。</p><p>  5.為易于散熱和便于對油箱進行搬移及維護保養(yǎng),按GB3766-83規(guī)定,箱底離地至少應在150mm以上,便于散熱、放油和搬運。箱底應適當傾斜,在最低部位處設置放油閥。按G

74、B3766-83規(guī)定,箱體上注油口的近旁必須設置液位計,濾油器的安裝位置應便于拆裝。箱內各處應便于清洗。</p><p>  6.分離式油箱一般用2.5-4mm鋼板焊成,大尺寸油箱要加槽鋼、筋條,以增加剛性。當壓泵及其驅動電機和其他液壓件都要裝在油箱上時,油箱頂蓋要相應的加厚。</p><p>  7.油箱內壁應涂上耐油防銹的涂料。外壁涂一層極薄黑漆加強輻射冷卻效果,鑄造油箱內壁進行噴砂處

75、理,不涂漆。(如下圖1.4.1油箱簡圖)</p><p><b>  1.4.1油箱</b></p><p><b>  4.2集成塊設計</b></p><p>  4.2.1集成塊簡介</p><p>  一個液壓系統要使用很多執(zhí)行元件,其中包括眾多完成各種功能的液壓閥,為簡化液壓系統結構,方便

76、液壓系統的管理和維修,通常將大部分液壓閥集成起來。閥的集中主要有三種形式:塊式集成、疊加閥式集成和插裝式集成。</p><p>  塊式集成是將標準的板式閥及少量的疊加閥或插裝閥裝在集成塊上組成基本回路,元件之間靠集成塊上加工出的通道連接,塊與塊之間又有連接孔,以便將適當的回路塊疊積在一起成為所需要的系統。</p><p>  疊加閥式集成以閥體自身作為連接體,同一通徑的疊加閥,其油口和螺

77、栓孔的大小、位置及數量都與相匹配的板式換向閥相同,只要將同一通徑的疊加閥按一定次序疊加起來,再加上電磁換向閥或電液換向閥,即可組成各種典型的液壓系統。疊加閥式集成的優(yōu)點眾多,但由于回路形式較少,通徑較小,不能滿足復雜的和大功率液壓系統的要求。</p><p>  插裝閥是不同于滑閥的另一類液壓控制閥的統稱,其基本核心為插入元件,將一個或若干個插入元件進行不同的組合,并配以相應的先導控制級,可以組成插裝閥的各種控制

78、功能單元。而所謂的插裝式集成就是集成插裝閥的一類閥集成形式。</p><p>  在斗輪機的設計中,根據功能要求和系統特點,選擇塊式集成。</p><p>  4.2.2塊式集成特點</p><p>  1.集成是用標準元件按典型動作組成單元回路塊,選取適當的回路塊疊積在一起,即可構成所需的液壓系統。所以可簡化液壓裝置的設計。</p><p>

79、;  2.由于液壓系統由不同功能的單元回路塊構成,當需要更改系統時,只需更換或增減單元回路塊就能實現,所以靈活性大,便于更改設計。</p><p>  3.集成塊主要是六個平面及各個孔的加工,工藝簡單,便于組織專業(yè)化生產,減低成本。</p><p>  4.除去與泵、馬達或液壓缸及蓄能器等的連接仍然采用管接頭和管道以外,各元件之間的連接都通過集成塊上的通道,所以結構簡單,便于安裝,占地面積

80、小,系統泄漏少,穩(wěn)定性好。</p><p>  5.各元件之間連接的通道粗而短,系統壓力損失小,發(fā)熱少,效率高。</p><p>  4.2.3集成塊的設計步驟</p><p>  1.繪制集成塊單元回路圖</p><p>  2.首先改畫液壓系統圖,將壓力油、回油及泄漏油管路引到系統圖的一邊,然后按照元件動作功能劃分單元回路塊,并標明每一單

81、元回路塊上安裝的閥數,是否采用過渡板或專用閥,以及各閥之間油路連通情況。集成塊應優(yōu)先采用標準系列集成塊單元回路,以減少設計工作量。集成塊上元件安排要緊湊,塊數要少,對簡單回路可用一個塊體,當泵的出油口需串接單向閥時,也可采用管式單向閥。</p><p>  3.布置液壓元件為了在集成塊上合理布置液壓元件和正確安排通油孔,可按照液壓元件輪廓尺寸及各油口位置預先制作元件樣板,放在集成塊各個有關視圖上,安排合適的位置,

82、簡單回路也可以直接布置。</p><p>  4.2.4自行設計集成塊的要點</p><p>  1.公用油道孔的確定</p><p>  集成塊體的油道孔,有二孔式、三孔式、四孔式及五孔式等多種設計方案,其中二孔式和三孔式應用廣泛。二孔式采用P口和O口兩個公用油孔,用四個螺栓孔來接通泄漏油,二孔式結構簡單,壓力損失小。三孔式通道體有P口、O口和L口共三個公用油口,

83、泄漏口L要與各元件的泄漏油口相通,孔道較長,直徑較小,加工較困難且工藝孔較多。四孔式通道體有兩個泄漏油孔,布置在靠近元件的地方,故泄漏油道短,便于加工,但對設置其它孔道不方便,且不利于元件的布置。</p><p>  2.油孔直徑d(mm)的確定</p><p><b>  d=4.6</b></p><p>  式中 ——流經孔道的流量(L

84、/min)</p><p>  v——孔內允許流速,對壓力油孔可取v=(2.5~5)m/s,</p><p>  對回油孔可取v=(1.5~2)m/s</p><p>  若?。?m/s, =2m/s, 則有:</p><p>  =4.6=12.5mm</p><p> ?。?.6=19.8mm</p>

85、<p>  ?。?0mm, =20mm</p><p>  公用泄漏油孔L的孔徑一般由經驗確定,取ø10。</p><p>  直接與閥相通的孔,通道體上的孔徑與閥的孔徑相同。</p><p>  (1).油孔間的最小壁厚</p><p>  油孔間最小壁厚一般不小于8mm,當壓力高于6.3MPa或孔間壁厚較小時,應進行

86、校核。</p><p>  (2).通道塊的外形尺寸</p><p>  通道塊的外形尺寸主要取決于其于所安裝的閥的尺寸。</p><p>  3.集成塊的材料及主要技術要求</p><p>  集成塊通常采用HT250、20號鋼和硬鋁制造,鑄件不得有砂眼、氣孔及縮松。</p><p><b>  5 系統說

87、明書</b></p><p><b>  5.1功能說明</b></p><p>  5.1.1主要性能參數</p><p>  (1)工作壓力P=16MPa</p><p> ?。?)額定流量Q=36L/min</p><p> ?。?)電機功率N=15kw</p>&

88、lt;p> ?。?)電機轉速n=1500rpm</p><p> ?。?)外形尺寸2163×1801×900</p><p><b>  5.1.2功能說明</b></p><p>  1.基本功能:泵的啟動,停止;系統壓力、流量在允許范圍內的任意調節(jié);尾車俯仰缸在任意位置的停留;脫鉤缸的脫鉤和掛鉤動作。</p&

89、gt;<p>  2.輔助功能:超壓(超載)保護,超溫、超壓或液位異常時報警;當環(huán)境溫度過高或過低時對油液進行加溫或降溫。</p><p><b>  5.1.3工作原理</b></p><p>  電機9啟動后,泵8開始向系統供油,此時各電磁閥均處于停電狀態(tài),泵供出的油經過電磁換向閥12的中位直接回油箱。當操縱開關處于“俯仰升”位置時,電磁閥12右側電

90、磁鐵通電,泵的來油經過單向閥10、電磁閥12、單向截流閥14右側的單向閥及液控單向閥15進入俯仰缸16的無桿腔使油缸伸出,有桿腔的油經過左側單向截流閥14中的節(jié)流閥、電磁閥12、溢流閥13回油箱。當操縱開關處于尾車“俯仰降”的位置時,電磁閥12左側的電磁鐵通電,泵的來油經過電磁閥12左側單向節(jié)流閥14中的單向閥進入俯仰缸16有桿腔,同時打開液控單向閥15,使無桿腔的油經液控單向閥、右側單向節(jié)流閥中的單向閥、電磁閥12、電磁溢流閥流回油箱

91、。</p><p>  當操縱開關處于“脫鉤”位置時,電磁閥18右側電磁鐵通電,泵的來油經單向閥10、電磁閥12中位、電磁閥18流入液壓缸17無桿腔,液壓缸向上伸出完成脫鉤動作;當操縱開關處于“掛鉤”位置時,電磁閥18左側電磁鐵通電,泵的來油經單向閥10、電磁閥12中位、電磁閥19中位流回油箱,從而使得液壓缸與油箱相通,靠其自重使液壓缸落回從而完成掛鉤動作。</p><p><b&g

92、t;  5.2操作說明</b></p><p><b>  5.2.1準備工作</b></p><p>  操作前檢查油箱中油液情況,如不夠應及時加油,所加的油必須與原來所用油的牌號相同,油液的污染度控制在ISO4406-19/16內。</p><p><b>  1.壓力調節(jié)</b></p>&

93、lt;p>  俯仰缸的壓力調節(jié):俯仰缸的壓力調節(jié)依靠對左側電磁溢流閥的調節(jié)來實現,調解時先使溢流閥的調壓螺桿處于旋松狀態(tài),然后使液壓泵供油,并使俯仰缸處于某一端的極限位置,逐漸擰緊調節(jié)螺桿,使左側壓力表的壓力達到設定值,然后用螺桿上的螺母鎖緊固定。</p><p>  脫鉤液壓缸的壓力調節(jié):脫鉤液壓缸的壓力調節(jié)依靠對右側電磁溢流閥的調節(jié)來實現,調節(jié)方法和上述方法相同,使脫鉤缸處于某一端的極限位置,逐漸擰緊調

94、節(jié)螺桿,并觀察右側壓力表的壓力到設定值,然后用螺桿上的螺母鎖緊固定。</p><p><b>  2. 俯仰速度調節(jié)</b></p><p>  尾車俯仰速度調節(jié),可通過調節(jié)疊加式雙聯單向節(jié)流閥中的節(jié)流閥來實現,該系統為出口節(jié)流調速,左側節(jié)流閥調節(jié)上升速度,右側節(jié)流閥調節(jié)下降速度,一般情況下應使俯仰下降速度略高于俯仰上升速度,且液壓系統與主臂不振動為宜。</p&

95、gt;<p><b>  5.2.2注意事項</b></p><p>  系統中泵的吸油口和總回油口均裝有濾油器,以防止油液中的污染顆粒進入元件中使其損壞或影響系統的正常運行。一旦濾油器堵塞就會發(fā)出報警信號,這時必須停止操作,待清洗或更換濾芯后方可繼續(xù)操作。</p><p><b>  5.3元件清單</b></p>

96、<p>  (1) 軸向柱塞泵 25SCY14-1B</p><p> ?。?) 電動機 Y160L-4</p><p>  (3) 溢流閥 DB10A-2-50/31.5UW220</p><p> ?。?) 電磁換向閥 4WE10G30/CW220R</p><p> ?。?) 疊加式單向節(jié)流閥 Z2FS10-30&l

97、t;/p><p> ?。?) 液控單向閥 SL10PB-30/2</p><p> ?。?) 單向閥 S10A/2</p><p>  (8) 截止閥 Q11F-16</p><p> ?。?) 液位液溫計 CYW-500</p><p> ?。?0)空氣濾清器 QUQ2-20×2.5 </p&g

98、t;<p>  (11)冷卻器 FL16</p><p> ?。?2)回油濾油器 RFA-160×1-Y </p><p> ?。?3)吸油濾油器 WUI-350×80-J</p><p>  (14)加熱器 GYY2-220/1</p><p> ?。?5)壓力表 YX100</p>

99、<p>  (16)微型高壓測壓接頭型號 MS2A20/250</p><p> ?。?7)管接頭 壓油管、壓力表 18/M18×1.5 JB966-77(JB966.6.00)</p><p> ?。?8)回油管 22/M22×1.5 JB966-77(JB966.8.00)</p><p> ?。?9)吸油管 42/M4

100、2×2 JB966-77(JB966.14.00)</p><p> ?。?0)管路 無縫鋼管 普通精度等級</p><p>  (21)高壓軟管 A10×2S-20</p><p> ?。?2)軟管接頭 卡套式軟管接頭GB9065.2-1988</p><p><b>  6 結 論</b&

101、gt;</p><p>  在本課題的研究條件下,本論文完成了尾車俯仰及脫鉤液壓控制裝置的設計和改進工作,完成了包括原理圖的比較設計、液壓元件和參數的計算和選擇、集成塊和油箱結構的機械的設計以及液壓站的總體布局設計。基于以上的研究和設計,可以得出如下的結論:</p><p>  1.取料機結構簡單,易操作,成本較低,生產效率高,是散料貨場實現對散料的堆取、輸送和混勻操作的首選設備,亦可應用

102、在碼頭、電廠、煤炭等行業(yè)。</p><p>  2.文設計實現的斗輪機尾車液壓系統運行平穩(wěn)安全,工作可靠性好。日常維護和管理工作易于進行,設備的維修和改進都比較方便,只需更改其中的兩個閥集成塊,即可實現系統功能的改變或者升級。</p><p>  3.該設備將在露天環(huán)境工作,沙塵較多,氣溫變化較大,工作環(huán)境比較惡劣,但是只要做好日常的維護保養(yǎng)工作,按說明書中的使用要求正確操作該系統,系統使

103、用壽命仍比較理想。</p><p>  4.系統安全性較好,有良好的過載保護、超壓保護,在油溫較低或較高以及當濾油器堵塞均可發(fā)出蜂鳴報警,本尾車液壓系統可以滿足用戶的使用要求。</p><p>  本論文基本完成了設計任務要求,但因為時間倉促、本人能力有限等原因,仍有一些不足甚至錯誤之處,懇請老師們批評指正。</p><p><b>  致 謝</

104、b></p><p>  在本文完成之際,衷心的感謝苑成友老師,本畢業(yè)設計工作自始至終是在導師的細心指導下完成的,他付出了極大的精力和心血,給予了精心的指導、熱情的鼓勵和無私的幫助。苑成友老師既有豐富的理論知識,又在實踐中積累了大量的經驗,并有敏銳的、超前的學術意識,及忘我的工作態(tài)度。所有這些都使我受益終生,并激勵我在未來的工作、學習和生活中,時刻保持勤奮刻苦的工作態(tài)度、求實創(chuàng)新的敬業(yè)精神。</p&g

105、t;<p>  感謝所有在學習期間給予我關懷、鼓勵、理解和支持的老師同學和朋友們。即將畢業(yè)的我們,在以后的工作中難免會遇到一些問題或麻煩,如機器損壞或零件老化等一系列問題時,這時就要靠自己以以前積累的經驗去解決它。隨著科學技術的高度的發(fā)達,一些質量優(yōu)、性能好、效率高、能耗低、價格廉的產品將開發(fā)出來并淘汰那些老的生產技術或設備。因此,我們應該樹立良好的設計思想,重視對自己進行機械設計能力的培養(yǎng),樹立知識經濟意識;善于利用各種

106、信息資源,擴展知識面和能力;培養(yǎng)嚴謹、科學、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、艱苦奮斗的企業(yè)精神,加強環(huán)境保護意識,做到清潔生產和文明生產,以最大限度的獲得企業(yè)效益和社會效益</p><p>  所以,在以后的工作中,繼續(xù)學習和加深。在此我非常感謝xx老師在設計過程中對我的指導和幫助,在此向苑老師致以誠摯的謝意!</p><p><b>  參考文獻</b></p><

107、p>  [1]章宏甲,黃誼. 液壓傳動. 機械工業(yè)出版社,2002</p><p>  [2]張利平. 液壓氣動系統設計手冊. 機械工業(yè)出版社,1997</p><p>  [3]王連明. 機械設計課程設計. 哈爾濱工業(yè)大學出版社, 1996.2</p><p>  [4]黎啟柏. 液壓元件手冊. 冶金工業(yè)出版社,機械工業(yè)出版社,2000</p>

108、<p>  [5]李洪人. 液壓控制系統. 哈爾濱工業(yè)大學出版社</p><p>  [6]吳振順. 液壓系統仿真與CAD 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社 </p><p>  [7]李壯云. 葛宜遠. 液壓元件與系統. 機械工業(yè)出版社,2000</p><p>  [8]王廣懷. 液壓技術應用. 哈爾濱工業(yè)大學出版社,2000</p>&l

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