螺旋采样机的液压系统设计.docx

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1、本科毕业论文（设计）论文题目：螺旋采样机的液压系统设计摘要螺旋采样机主要运用于煤矿企业商品煤采样,在采制化中的起到重要的作用，该文提出了一种采样机液压系统控制的设计方案。根据螺旋采样机的工作特点，进行工况分析，设计出满足工作要求的螺旋采样机液压传动系统，对系统中各元件重要参数进行设计计算，并完成选型，最后对系统性能进行了性能验算。关键词：螺旋采样机、液压系统、设计论文类型：工程设计AbstractSpiralsamplingmachineismainlyusedincoalminingenterprisescommercialcoalsampling,playsanimportantrolei

2、nmining,thepaperputsforwardasamplingmachinehydraulicsystemcontroldesignscheme.Accordingtotheworkingcharacteristicsofthescrewsamplingmachine,theworkingconditionanalysisiscarriedout,thehydraulictransmissionsystemofthescrewsamplingmachineisdesignedtomeettheworkrequirements,theimportantParameterSofeachc

3、omponentinthesystemaredesignedandcalculated,andtheselectioniscompleted,andfinallytheperformanceofthesystemperformanceisverified.KeyWords:Screwsampler,hydraulicsystem,designThesistype:TheoreticalResearch1绪论11.1研究意义11.3研究内容22总体方案设计32.1 汽车自动煤矿采样机工作原理32.2 液压系统设计33液压元件设计与选型83.1球塞马达的计算83.1.1球塞马达的工况和要求83.1

4、.2液压马达计算83.1.3进入液压马达最大流量的计算83.1.4球塞马达的选型83.2 液压阀的计算与选型93.2.1 2.1关于阀类元件的选择原则93.2.2 关于叠加式单向节流阀的选型93.2.3 关于叠加式液控单向阀的选择103.2.4 2.4对于换向阀的选择113.2.5 单向阀的选择113.3 电机泵组的计算选型123.3.1液压泵的计算选型川123.3.2白U于条133.3.2电机泵组的验算133.3.4泵出口处电磁溢流阀的选择133.3.5进油滤油器选择143.1油箱容量的计算及其附件的选择153.4.1计算油箱容量153.4.2选择液面计163.4.3本举,.rLA2ifZ1

5、63.4.4加热器的计算选型163.4.5(Ltf3号白J本*173.5 液压工作介质的选择173.6 已品各f173.6.1公称直径的计算公式173.6.2液压泵吸油管路的计算183.6.3系统压油管路的计算183.6.4叵I油管路的计算183.6.5泵出口软管的计算183.6.6其他管路公称通径以及管道厚度的计算183. 7其它液压辅助元件的选择193 .7.1压力表的选择194 .7.2J*IxJJ口J1节194液压系统的性能验算214. 1液压系统压力损失214.2液压系统的发热温升计算211.1.1 2.1计算液压系统的发热功率211.1.2 关于液压控制系统系统的散热功率231.1

6、.3 计算油箱容量根据散热要求24总结26参考文献26致谢271绪论1.1 研究意义当前，尽管采煤厂推动了智能工程，但多数智能工程的实现都是基于煤质参数。检验过程中取样至关重要：采样偏差占75%,制样偏差约占20乐化验偏差约占5%o故采样并不具备代表性，而按照煤质指标反馈进行的后续智能化工作也将没有意义，因而螺旋采样机会增加采样代表性。1.2 研究现状二十世纪六十年代，美国便煤矿采样进行了较为精确的研究。在制定煤炭标准的同时，对其采样方法、工具及分析仪器同样作了相应的规定。金属物料采样机就是参考煤炭采样机而产生的川。美国江比郎公司的煤采制样系统为美国政府所认可，现已成为美国煤炭采集、销售中的较

7、为成熟定型设备，远销海外20多个国家和地区。目前，已累计生产310多台并且承受住多次的检验。1983年，我国进口了第一台采样机。此台采样机式由秦皇岛商检局从拉奇姆公司引进的，它是根据国际标准化组织的取样标准来设计的，该系统具有定量取样和定时采集两种模式，但系统设置较为复杂。目前国内自主设计的车辆采样装置主要分为龙门式和悬臂式两种”味加引用“，且国内仅仅由两家企业。通过对一些企业采样机的研究，发现我国自主研制的取样装置普遍存在开采深度不够，从而造成煤样检测不准的缺陷。所以，虽然国内有一些自主研发的设备出现，但并不是令人十分满意。如图1.1、图1.2是一些采样机的模型。图15ECYH-9600全自

8、动火车图25E-CYQ9500全自动汽车采样机1.3 研究内容(1)螺旋采样机液压系统设计(2)液压元件计算选型(3)系统性能验算2总体方案设计2.1 汽车自动煤矿采样机工作原理2.1.1 汽车自动煤矿采样机结构2.1汽车自动煤矿采样机结构图如图2.1所示，自动煤矿采样机是由初级采样机（螺旋采样机）、行车、初级采样机计数器、车辆秤、初级给料机速度监测、堵塞检测、初级子样秤、破碎机速度监测、二机采样机计数器、二级采样机、样品容器、最终样品秤、斗式提升机堵塞检测、斗式提升机速度监测、监测显示器组成。2.1.2 工作原理初级采样机从火车中收集到采集样品然后经过行车运输至初级子样秤。初级子样秤称量后，

9、通过破碎机破碎进入二级采样机经过二次采样机采样后的样品最终进入样品容器中称量。2.2液压系统设计2.2.1液压系统设计要求（1）明确液压系统的性能和动作要求。例如，执行元件如何运动、运动行程和额定速度范围、工作负载条件、运行的精度和工作可靠性要求等。（2）明确液压系统的工作环境。如环境温度、空气湿度、通风情况、是否易燃、与外界物体撞击振动的情况及安装空间的尺寸大小等。2.2.2工况分析此处通过对液压马达系统的实际工作负荷状况进行分析,分析的主要目的之一是要掌握系统在实际工作负荷过程变化中各马达的工作状况,并能把掌握其规律性变化的规律过程用曲线方法描述联系起来,成为我们制定各种液压系统方案和确定

10、液压系数等主要液压参数方法的基础。倘若液压系统执行元件的运动较为简单,也可不做图,仅需找到系统最高工作负荷值和系统最大工作转速即可。（1）运动学分析如图2.2.2所示是液压马达运转示意图。球塞行程h=PmbPg由图可知当球塞运动至D点时位移达到最大，故作位移时间图2.3如下。图2.4是速度与时间图像。图2.5是加速度与时间图像。由图2.4可知，整体运动分为零速度区、加速度区、等速度区、减速度区和零速度区五个阶段。式中，Pmax马达中心至球心的最大距离p.马达中心至球心的最小距离图2. 3运动行程与时间图图2. 4速度与时间图(2)负载分析工作负载FL如图2.5、2.6所示，球塞和导轨之间相互作

11、用力的切向分力通过球塞传导至缸体。法向分力主要作用于柱塞，一部分力通过油液作用直接传传导至缸体,另一部分力传递到配流轴上，作用力传递至缸体上时的径向力合力为零。设位于进油区域段球塞上的径向液压力位于回油区域段球塞上的液压力其施加在缸体上的径向力合力为图2. 5缸体球塞壁图B+闻图2.6球塞在侧向力T作用下的压力分布图摩擦阻力负载R虽然缸体中球与球窝之间由润滑油润滑，但是在高转速时，也会有润滑不充分而降低机械效率的情况。Ff=Fn+f(2.2)式中，K为球体于球窝的接触应力f为摩擦系数。惯性负载K由球塞运动的惯性而产生的负载。可用牛顿第二定律即(2. 3)Fa=ma式中m为球体质量，a为球体的加

12、速度。2.2.3液压系统原理图的拟定液压系统原理图是由液压源和控制回路组合而成。经过研究，选择多级调压回路、采用调速阀的节流调速回路、容积调速回路。2.2.4液压系统控制回路如图所示为液压系统控制回路1一压力表；2截止阀；3三位四通电液阀：4液控单向阀5单向定量液压泵；6液位计；7过滤器；8温度调节器9一油箱IO一双单向节流阀；11一双向定量液压马达；12、13液控单向阀14带旁通阀的过滤器；15一压力继电器回路控制系统工作原理：当通电后，液压油于油箱通过过滤器然后经过单向定量液压泵，经过液控单向阀，经过双液控单向阀，流经双单向节流阀，通过定量液压马达，回流。流经单向节流阀、双液控单向阀，然后

13、流经三位四通电磁换向阀，最后经过带旁通阀的过滤器最终回到油箱。其中液压表的作用是观察液压机液压系统中各工作点的压力；截止阀起切断油路作用；液控单向阀的作用是防止油液反向流动；单向定量液压泵的作用是将机械能转换为液体的压力能；液位计的作用是测量介质液位；过滤器的作用是消除介质中的杂质，保护阀门及设备的正常使用油箱的作用是储存液压系统所需的工作液体，同时兼有散热、沉淀杂质和分离液体中汽泡；单向节流阀的作用是控制流量；定量液压马达的作用是将机械能转换成液体压力能，同时也向液压系统提供压力油；双液控单向阀的作用是可对液压缸两腔进行保压锁定；三位四通电液换向阀的作用是实现液压油流的沟通、切断和换向；压力

14、继电器的作用是利用液体压力信号控制电器触点的启闭的液压电气转换元件；带旁通阀的过滤器的作用是在过滤器发生堵塞时，旁通阀被顶开，可以暂时保证设备运行不受影响。3液压元件设计与选型3.1 球塞马达的计算3.1.1 球塞马达的工况和要求球塞马达最大输出转矩F=70N油缸最大工作压力P=9MPa马达排量I-马达转速40rmin3.1.2 液压马达计算(3. 1)qv=nV式中V马达排量N马达的转速3.1.3 进入液压马达最大流量的计算进入液压马达最大流量Qm=qv=59.4L/min3.1.4 球塞马达的选型图3.1球塞式马达示意图（A 口）图3.2球塞式马达示意图(B口)IQJM球塞马达见图3.2、3.Io马达由钢珠，二轴，定位珠，滚轮组等构成。其中,柱塞孔存在于马达缸体内部的径向方向上，起到吸油和排油的作用。各柱塞孔的底部均有配流窗口(DiStribUtiOn)。马达的进、排油口倘若发生改变，那么缸体就会发生逆向旋转。而当此元件通油后，那么该马达的配流轴以及壳便会一起转动。故选用1QJM32-1.6球塞马达较为适宜。3.2液压阀的计算与选型3.2.1关于阀类元件的选择原则液压阀用于调节和控制油液的压强、液