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6up液压绞车毕业设计 答辩ppt

2020-09-26 00:07

  山东科技大学学士学位论文20T液压绞车的设计 机械电子工程指导老师 教授本课题研究的目的和意义 通过对液压绞车的工作原理、工作环境等进行 分析,并结合实际对液压绞车的整体结构进行了设 计,对液压绞车组成的各元件进行合理选型、计算 和校核。液压绞车在性能上具有安全性高、效率高、 启动扭矩大、低速稳定性好等特点,在提升和下放 过程中工作运转平稳的优点, 而且此类绞车操作 方便,体积小,可以广泛地应用于煤矿井下,可以 大大提高运输效率、降低运营成本。 液压绞车的特点 液压绞车的特点: 1、动力源由液压代替了电动。 2、可以通过液压马达自身实现高低速度调速。 3、液压绞车管路采用了大量快换接头。 国内外液压绞车发展状况 国外在50年代中期,新型的轴向柱塞式和径 向柱塞式液压马达系列产品纷纷问。大约在60年 代中期,研制出防爆液压绞车。近20年来液压绞 车发展很快,在工业发达国家的煤矿现在已广泛 使用液压绞车。 我国煤矿井下防爆液压绞车的研制和应用比欧 美、日本大约晚了约十多年,国内防爆液压绞车 的研制工作是为了满足煤矿安全生产的需要而发 展起来的。 设计的主要内容 (1)卷扬机构的方案设计 (2)钢丝绳和卷筒的设计 (3)液压马达和减速器的选择 (4)制动器的设计选用 (5)轴、联轴器的设计及键的选择 (6)液压泵站的设计 原始数据 1.平均拉力200KN 2.速度10m/min 3.容绳量50m 卷扬机构的方案设计 液压传动与控制的机械设备或装置中,其液 压系统大部分使用具有连续流动性的液压油等工 作介质,通过液压泵将驱动泵的原动机的机械能 转换成液体的压力能,经过压力、流量、方向等 各种控制阀,送至执行机器(液压缸、液压马达 或摆动液压马达)中,转换为机械能去驱动负载。 这样的液压系统一般都是由动力源、执行器、 控制阀、液压附件几液压工作介质的几部分所组 由于选用的液压马达的形式不同,液压起升机构可分为高速液压马达传动和低速大扭矩马达 传动两种形式。 低速大扭矩马达传动可直接或通过一级开式 圆柱齿轮带动起升卷筒。虽然低速马达本身体积 和重量较大,但不用减速器,使整个液压 起升机构重量减轻,体积减小。并使传动简 单、零件少,起动性能和制动性能好,对液压油 的污染敏感性小。壳转的内曲线径向柱塞式低速 大扭矩马达,可以装在卷筒内部,由马达壳体直 接带动卷筒转动,结构简单紧凑,便于布置。 本设计采用下图布置方式,这种布置具备了体 结构简单,对称性好,易于检修调试的优点。 液压绞车结构布置方式 液压系统设计 拟定液压系统图如右图 所示。液压马达12的排量切 换由手动换向阀5实现,控制 压力由液压泵12自身提供, 为了防止下放时因超越负载 作用而失速,在马达回油路 上设置了外控式平衡阀4。另 外,为了提高系统工作可靠 性,以防污染和过热造成的 故障,在回油路上设置了回 油过滤器7及冷却器8。四通 的中位机能为K型,在绞车停 止待命时,液压泵可以中位 低压卸荷,有利于节能。 卷扬机构的工作过程分析 卷扬机构的工作周期卷扬机构是周期性作业。一个工 作周期为:启动加速(0a)、稳定运动(ab)和制动 减速(bc)三个过程。载荷由静止状态被加速到稳定工 作速度(稳定运动)时,所经历的时间称为启动时间,从a 到b经历的时间称为工作时间,从b点的稳定运动减速到静 止状态时所经历的时间成为制动时间。起动和制动时间直 接影响卷扬机的工作过程,设计时可通过计算选取较为适 合的时间。 钢丝绳的选用及校核 根据卷扬机工作状况和起升载荷确定卷扬机 起升机构的工作级别,根据表查得汽车、轮胎、 履带、铁路起重机,安装及装卸用吊钩式,利用 等级T5,载荷情况L2,工作级别M5。由于其工作 环境恶劣,要求钢丝绳具有一定的防腐蚀及防锈 能力,同时要求钢丝绳要满足拉力的要求。 综合考虑各项因素选取钢丝绳为: 型号:GB1102-74绳 637 股(1+6+12+18) 绳纤维芯,钢丝绳表面镀铬,直径:47.5mm 考虑钢丝绳的自重和绞车在工作过程对应的拉 力S最大, S=PQ+PG 计算得S=221100N,代入公式 符合安全系数要求;钢丝绳强度校核 卷筒的设计 滚筒的设计主要包括 1.卷筒名义直径D=hd 式中:h—与机构工作级别和钢丝绳结构相关系数。 d—钢丝绳直径。 计算得D=850mm. 2.卷筒长度L确定 通过容绳量的计算求得卷筒度长为350mm. 3.滚筒外径:由容绳量 和滚筒宽度可确定绕 缠层数,再由绕缠层 数确定外径为1000mm 4.滚筒的转速:由名义 直径和滚筒外径确定 平均直径,再根据钢 丝绳的速度可以得出 卷筒的转速3.75r/min 卷筒壁厚:初步选定卷筒材料为铸铁卷筒,根据铸铁卷筒的计算得卷筒壁厚为25mm 绳槽的选择:绳槽起固定钢丝绳引导钢丝绳缠绕的作用。本设计中钢丝绳绳槽半径为16mm,深 度为8mm,节距为31mm 液压马达的选择 液压马达是将液压能转变为机械能,并连续旋转的执 行元件。 液压马达在使用中不是泵的逆运转,它的效率较高, 转速范围更大,可正、反向运转,能长期承受频繁 冲击,有时还承受较大的径向负载。因此,应根据 液压马达的负载扭矩、速度、布置型式和工作条件 等选择液压马达的结构型式、规格和连接型式等。 液压马达的选用 本设计要求采用行星齿轮减速器,单级行星齿轮减速器传动比=2~12, 传动效率0.96~0.99,此处=6(大功率马达选用单级行星齿轮减速器) 通过对液压马达相关数据的计算,选用液压马达为 QJM62—5.0型液压 马达,其参数如下表所示。 型号 理论排 压力转速范围 额定转 质量QJM62-5.0 4000 ml/r 20~31.5M Pa 0.5~160 r/min 15333 200kg减速器的选择 根据总传动比为6,选用单级行星齿轮减速器 传动比为2~12,传动效率96%~98%,传动功率 范围大,承载能力大,工作平稳,体积质量比普 通齿轮蜗杆减速器小得多,但结构复杂,制造精 度高,广泛用于结构紧凑的动力传动中。综合考 虑选用型号为NAD500-6-1行星齿轮减速器。 减速器相关参数 轴的选择 轴的材料 由于碳钢比合金钢价廉,对应力集中的敏感性较 低,同时也可以用热处理或化学热处理的办法提 高其耐磨性和抗疲劳强度,故采用碳钢制造的轴 尤为广泛,因此轴的材料选择45号钢并采用正火 处理。 轴的工作能力的计算 指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计 算。多数情况下,轴的工作要取决于轴的 强度,这时需对轴进行强度计算,以防止断裂或 塑性变形。而对刚度要求高的轴(如车床主轴) 和受力大的细长轴,还应进行刚度计算 根据轴的选用材料查表得轴的许用扭转切应力 40MPa。当轴截面上开有键槽时,应增大轴径以考 虑键槽对轴的强度的削弱,最终计算选择轴直径 为235mm. 联轴器的选型 1.卷筒轴与减速器之间的联轴器选型 计算联轴器的计算转矩 Tca=KAT=170000Nm[T]=250000Nm 查表得LZ16型弹性柱销齿轮式联轴器的许用转矩 选用联轴器LZ16GB/T5015-2003 330 260 410240 YB 马达与减速器之间的联轴器选型Tca=KAT=2.014166=28332 查表得JSB15型联轴器的许用转矩[T]=50000 选用JSB15型联轴器键的选用与校核 根据轴与卷筒的连接方式选用圆头平键A型,其具 体参数如下 制动器的设计 制动器是用于机构或机器减速或使其停止的装置, 有时也用作调节或者限制机构或机器的运动速度, 它是保证机构或机器安全正常工作的重要部件。 为了减小制动力矩,缩小制动器尺寸,通常将制 动器装在机构的高速轴上,或减速器的输入轴上。 制动器的相关计算包括以下三个方面 制动器的散热验算泵站的设计 配流器的设计 各型液压传动装置可以 根据不同工况要求选用各 种规格的配流器,选择配 流器的原则应按使用压力、 转速、流量、联接方式和 所集成阀组要求来考虑。 根据本设计的流量需求故 选择D1202型配流器 液压泵及其电机的选型 液压泵按照工作原理和基本结构可分为齿轮泵、 柱塞泵等几种类型。液压绞车的主油泵常用柱塞 泵,辅助油泵常用叶片泵、齿轮泵。 液压泵按照工作压力可分为低压泵、中压泵等。 液压绞车常有工作压力为中高压8~16MPa和高压 16~32MPa。 液压泵按照工作流量能否调节,可分为定量泵和 变量泵。液压绞车的主油泵常用变量泵,辅助油 泵常用定量泵。 根据钢丝绳、卷筒绞车总排量和各部件容积效 率等相关参数计算得出泵的流量Q=15.4L/min。根 据机械设计手册选择JBP180ACPOF-KL-O径向变 量柱塞泵径向变量柱塞泵,外形结构如下图: 液压阀的选用 配流器的选择D1202型配流器 平衡阀的选择FD16FA12/B30型平衡阀 调速阀的选择2FRM10-B/16LB型调速阀 手动换向阀的选择3WMM10G50/F B10型手动换向阀 辅助元件的选用: 油管和管接头的作用是联接液压元件,构成完 整液压系统的通道。管接头用以把油管与油管与 元件连接起来。油管和管接头应有足够的强度, 良好的密封,小的压力损失和装拆方便。 直通隔板接头 直角隔板接头 滤油器的选用 为了保证液压系统的正常工作,提高液压元件 的寿命.因此进入液压系统工作的油液必须经过滤 油器过滤。 本设计选择滤油器为:吸油口YCX-4080LC、 回油口RFA-4030L-C。 冷却器的选用 当油液依靠油箱冷却后而油温仍过高时,就 需要采用冷却。冷却器的作用是降低油温,控制 油温;减小油箱体积;保证液压系统正常工作, 延长液压元件的使用寿命。本设计所采用的冷却 器2LQFW型冷却器其结构如下图 油箱的选用 本设计油箱的用途主要是储存液压系统所需 要的足够的液压油,同时使液压油在油箱中进行 散热降温,沉淀杂质,6up,分离空气。 参考资料 1.成大先:《机械设计手册(第五版)》 2.王绍定:《矿用小绞车》 3.濮良贵,纪名刚:《机械设计(第八版)》 4.吴辉海:《液压绞车》 5.徐灏主编,《机械设计手册》.机械工业出版社, 1991 致谢 在此再次感谢张鑫教授对我的指导和同学们 的帮助,同时也感谢评委老师们的指正。