海洋采礦破碎試驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【通過答辯畢業(yè)論文+CAD圖紙】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 摘 要 隨著陸地上的礦產(chǎn)資源不斷被開發(fā)利用，深海采礦的戰(zhàn)略意義越來越重要。本文 設(shè)計(jì)了一臺用于模擬深海采礦的螺旋滾筒破碎試驗(yàn)臺。其設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括該設(shè)備的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要有系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)、元件選型、油路塊的設(shè)計(jì)、液壓泵站的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)功能的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其中液壓控制元件選擇了疊加閥 , 為了防止螺旋滾筒在切割工料時(shí)因礦石的凸凹不平產(chǎn)生傾斜，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重的偏載，本系統(tǒng)采用了雙單向節(jié)流閥以達(dá)到液壓缸的同步控制。電氣控制系統(tǒng)采用較為簡單的繼電器控制，最后本文還合理設(shè)計(jì)了液壓 泵站。 關(guān)鍵詞 ： 深海采礦； 螺旋滾筒； 液壓系統(tǒng)； 電氣控制 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 of on of is a of is to in of of of of as In of by of At I 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 目 錄 1 緒論 1 獻(xiàn)綜述 1 題研究背景 1 海采礦技術(shù)的發(fā)展 1 題研究的意義 2 文設(shè)計(jì)的內(nèi)容 2 壓技術(shù)簡介 3 壓系統(tǒng)概述 3 壓傳動的優(yōu)點(diǎn) 4 壓技術(shù)的缺點(diǎn) 5 章小結(jié) 6 2 液壓系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 7 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù) 7 碎試驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)要求 7 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) 7 定系統(tǒng)方案和系統(tǒng)原理圖 7 定系統(tǒng)方案 8 訂液壓系統(tǒng)圖 8 壓原理圖的分析設(shè)計(jì) 11 壓執(zhí)行元件載荷力和載荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算 13 降缸的載荷計(jì)算 13 割部液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算 14 引部液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算 14 壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 14 初選系統(tǒng)工作壓力 14 計(jì)算升降缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 15 計(jì)算液壓馬達(dá)的排量 16 計(jì)算液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力 16 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 液壓執(zhí)行元件實(shí)際所需的流量 17 壓元件的選擇 17 壓泵的選擇 17 壓馬達(dá)的選擇 18 壓閥的選擇 18 動機(jī)功率的確定 19 定油箱的有效容積 20 道尺寸的確定 20 3 油路塊設(shè)計(jì) 21 壓元 件的聯(lián)接方式 21 式聯(lián)接 21 式聯(lián)接 21 蘭聯(lián)接 21 路塊的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 21 體結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)尺寸的確定 21 路塊內(nèi)油道孔設(shè)計(jì) 22 路塊的具體設(shè)計(jì) 23 路塊的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 輸出油孔的設(shè)計(jì) 24 回油孔的設(shè)計(jì) 25 藝孔的設(shè)計(jì) 25 4 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 氣控制系統(tǒng)的要求和內(nèi)容 27 氣控制系統(tǒng)的要求 27 氣控制系統(tǒng)的內(nèi)容 28 氣控制原理圖的設(shè)計(jì) 28 電路的設(shè)計(jì) 28 制電路的設(shè)計(jì) 28 助電路的設(shè)計(jì) 29 體電氣原理圖 29 5 液壓泵站設(shè)計(jì)分析 30 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 機(jī)泵組設(shè)計(jì)與選型 30 壓泵的分析計(jì)算與選型 30 機(jī)的選型 31 壓油箱的設(shè)計(jì)計(jì)算 31 壓油箱的設(shè)計(jì)要求 32 液壓油箱容 積的計(jì)算分析 32 液壓油箱附件的選型 33 壓的熱平衡校核 34 液壓油箱發(fā)熱功率計(jì)算 34 液壓油箱熱平衡校核 34 章小結(jié) 35 6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 36 術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的目的 36 術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 37 參考文獻(xiàn) 39 致謝 40 附錄 41 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 緒論 獻(xiàn)綜述 題研究背景 隨著陸地上的礦產(chǎn)資源不斷被開發(fā)利用，容易開采、冶煉加工的礦石越來越少，然而大洋海底礦石 (金屬結(jié)核 )卻非常豐富。 海洋資源開發(fā)利用晚于陸地，是具有戰(zhàn)略意義的新興開發(fā)領(lǐng)域，具有巨大的開發(fā)潛力。在未來的歲月中，人類的生存和發(fā)展將越來越多地依賴海洋，重返海洋不是幻想，而是一項(xiàng)可以實(shí)現(xiàn)的戰(zhàn)略目標(biāo)。 海洋不僅有大量、寶貴的生物資源；海洋礦藏資源也極為豐富， 包括多金屬結(jié)核，熱液礦床和鈷結(jié)殼。 這些礦石結(jié)核含錳 20，鐵 20以及銅、鎳、鉆、鉆等多種有色金屬，目前的儲量可供人類開采利用幾千年，而且還以每年 100萬噸的速度增長。 由于 90%以上的深海區(qū)至今尚未進(jìn)行過詳細(xì)勘查，其資源儲量也無精確計(jì)算。其中，多金屬結(jié)核資 源勘探程度最高，也最為國際社會的關(guān)注 1。 海采礦技術(shù)的發(fā)展 世紀(jì)之交，國際海底區(qū)域活動及其科技、經(jīng)濟(jì)、政治及法律環(huán)境都發(fā)生了深刻的變化。其主要特點(diǎn)是：當(dāng)今 “ 區(qū)域 ” 活動由單一多金屬結(jié)核資源向多種資源（富鈷結(jié)殼、熱液硫化物、多金屬軟泥、天然氣水合物、生物基因資源等）發(fā)展和出現(xiàn) “ 區(qū)域 ” 多種資源的第二輪競爭的嚴(yán)峻形勢。 70年代初，西方發(fā)達(dá)國家就開始進(jìn)行深海多金屬結(jié)核資源采礦技術(shù)和裝備的研究開發(fā)。以美國公司為主的四大財(cái)團(tuán)研究開發(fā)的集礦機(jī)和管道提升采礦系統(tǒng)，于 70 年代末在太平洋 C C 區(qū)首先進(jìn)行了每小 時(shí) 30 40t 的海上中間性試驗(yàn)。該系統(tǒng)配套的設(shè)備是：拖曳式水力和機(jī)械式動力集礦機(jī)；氣力和水力提升管道，以及 2 80年代，法國研制成 6000號深海多金屬結(jié)核采礦系統(tǒng)，可從 6000產(chǎn)可達(dá) 1500 2000t，然后按自控程序返回海面。英國也正在研制一種氣力提升采礦系統(tǒng)，日產(chǎn)量可高達(dá) 10000t。專家普遍認(rèn)為日產(chǎn)千噸級以上的采礦系統(tǒng)將成為 21 世紀(jì)最有前途的第一代深海商業(yè)開采系統(tǒng)。包括日本在內(nèi)的西方發(fā)達(dá)國家目前在深海開采技術(shù)方面已經(jīng)擁有了足夠的技術(shù)儲備 ，正在等待商業(yè)開采時(shí)機(jī)的到來。我國自 90年代以來開展 “ 海底多金買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 屬結(jié)核資源開采技術(shù) ” 的研究開發(fā)，現(xiàn)已研制出兩套集礦原理機(jī)水力式集礦機(jī)和復(fù)合式集礦機(jī)的模型機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單、作業(yè)可靠、采收率高的特點(diǎn)，其室內(nèi)集礦效率達(dá)到 85以上；建成了一套高 30m、管徑 100實(shí)驗(yàn)室揚(yáng)礦系統(tǒng)。研制單位較系統(tǒng)地進(jìn)行了水力（礦漿泵、清水泵、射流泵）和氣力揚(yáng)礦方法的實(shí)驗(yàn)室研究，以及配套的遙測遙控技術(shù)。但是這套系統(tǒng)僅局限在試驗(yàn)室不足 5離五、六千米水深采礦的技術(shù)要求相差甚遠(yuǎn)。大洋協(xié)會計(jì)劃 2000年將對這套改進(jìn)的采礦 系統(tǒng)進(jìn)行水深 120 130下個(gè)世紀(jì)初進(jìn)入海試作技術(shù)準(zhǔn)備。 世界深海高新技術(shù)的發(fā)展趨勢是朝著多功能、自動化、智能化和遙測遙控的方向發(fā)展，主要技術(shù)及裝備有： 深海（ 6000m）載人深潛器和無人自治深潛器； 高精度定位技術(shù)、水聲技術(shù)和水下目標(biāo)跟蹤技術(shù)； 多種資源的勘查技術(shù)系列，包括高精度、高分辨率的探測、淺部深部地層剖面探測，采樣、化探、資源評價(jià)技術(shù)，環(huán)境監(jiān)測與評價(jià)技術(shù)； 包括水力、氣力、機(jī)械動力的集礦與揚(yáng)礦，遙測遙控、水面支持的日產(chǎn)千噸級萬噸級的深海采礦系統(tǒng)。 當(dāng)今國際海底區(qū)域活動競爭 的焦點(diǎn)是資源，而獲得資源的手段又是深海高新技術(shù)。因此，發(fā)展深海高新技術(shù)，是高效勘查和占有高質(zhì)量的礦區(qū)、從 “ 區(qū)域 ” 中獲得資源優(yōu)先權(quán)的一把鑰匙，而且還可以技術(shù)的優(yōu)勢通過合作來獲得更多的資源和經(jīng)濟(jì)利益。 題研究的意義 20世紀(jì) 70年代人們就對深海采礦系統(tǒng)的動力學(xué)問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，其中美國、日本、德國、韓國、前蘇聯(lián)等國在此方面做了大量的工作。我國在 “ 九五 ”期間，開始對深海采礦系統(tǒng)的動力學(xué)特性進(jìn)行了研究，并取得了一定的成果。 中國是世界上人口最多的國家，在開發(fā)利用陸地資源的同時(shí)，必須重視開發(fā)利用海洋資 源，而且要樹立全球海洋觀念，既充分利用自己管轄的海洋資源，又積極利用世界其他地區(qū)的海洋資源。 因此，研究深海采礦技術(shù)，對陸地資源日益枯竭的今天，為找到一種高效、可行的能源開采方法；或者找到取之有效的、更優(yōu)良的替代能源來說是非常重要和影響深遠(yuǎn)，造福人類的新技術(shù)，對人類的文明發(fā)展勢必做出重大的貢獻(xiàn)。 文設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本文主要是海洋采礦破碎試驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)研究表明用螺旋滾筒式截齒截割礦料是最節(jié)能最有效的方法，本文設(shè)計(jì)了一套用于模擬深海采礦中截割礦石的螺旋滾筒式破碎試驗(yàn)臺，從而研究截齒的最優(yōu)排列， 達(dá)到增加效率，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 減少能耗的目的。 此次設(shè)計(jì)內(nèi)容包括： 1）螺旋滾筒破碎試驗(yàn)臺的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 2）液壓閥用油路塊設(shè)計(jì)； 3）螺旋滾筒破碎試驗(yàn)臺液壓泵站的設(shè)計(jì)； 4）液壓系統(tǒng)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 壓技術(shù)的簡介 壓系統(tǒng)的概述 能量傳遞在機(jī)器上通常采用四種方式，即：機(jī)械傳動、電氣傳動、氣體傳動和液體傳動。 液壓傳動是用液體作為工作介質(zhì)來傳遞能量和進(jìn)行控制的傳動方式。液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件 (缸或 馬達(dá) )把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即 能源裝置、執(zhí)行 元件、控制元件、輔助元件、 液壓油。 能源裝置 的作用是將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能 。一般 液壓系統(tǒng)中 能源裝置是 的 液壓 泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 執(zhí)行元件 (如液壓缸和液壓馬達(dá) )的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動或回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 控制元件 (即各種液壓閥 )在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的 不同，液壓閥可分為 壓 力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為 溢 流閥 (安全閥 )、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。 輔助元件是保證系統(tǒng)正常工作以外的裝置。如過濾器、油箱、管件等。 液壓技術(shù)是指液壓傳動的專門技術(shù)，一般指的是用動力機(jī)（如電動機(jī)、柴油機(jī)等）驅(qū)動液能發(fā)生器 液壓泵，使作為中間傳動介質(zhì)的液體具有一定的能量，并用以驅(qū)動液能轉(zhuǎn)換器 液壓馬達(dá)、液壓缸等進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、往復(fù)、擺動等不同形式的運(yùn)動。 液體的能量有位 能、壓力能和速度能（動能）三種。在液體傳動裝置中，能量的轉(zhuǎn)換主要以機(jī)械能 液體動能 機(jī)械能和機(jī)械能 液體壓力能兩買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 種方式進(jìn)行。前一種主要依靠液體動能進(jìn)行工作的傳動叫做動力式液體傳動，通稱液力傳動（如液力連軸器及渦輪變矩器傳動）；后一種主要依靠液體壓力能進(jìn)行工作的傳動方式叫做容積式液體傳動，通稱液壓傳動（如液壓泵、閥與液壓馬達(dá)、液壓缸組成的傳動）。 壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）重量功率比和重量扭矩比較小，容量大。這是海洋開發(fā)機(jī)器減少體積和重量所需要的。在相同功率下，電動機(jī)比油馬達(dá)重量重 12 25倍， 氣動馬達(dá)也比油馬達(dá)重 3 7倍；在相同扭矩下，電動機(jī)比油馬達(dá)重 12 150倍，氣動馬達(dá)也比油馬達(dá)重 3 50倍。 （ 2）容易獲得較大的力或力矩。一般機(jī)械傳動欲獲得很大的力或力矩，要通過一系列復(fù)雜的減速，不但結(jié)構(gòu)龐雜、效率低、成本也高。氣體傳動由于使用單位壓力較低，獲得很大的力或力矩需要龐大的氣缸，同樣不經(jīng)濟(jì)。而液壓傳動由于比較容易使工作液體獲得高度的單位壓力，因而成為工業(yè)上需要很大力或力矩的機(jī)械所必須的傳動方式。用于海洋開發(fā)的大噸位起重機(jī)、千噸以上自升式石油鉆井平臺的升降裝置，則往往采用這樣的液壓傳動。 （ 3） 能在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。當(dāng)液壓傳動用于主傳動時(shí)，一般用變量液壓泵進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。速度可從零調(diào)節(jié)至額定轉(zhuǎn)速（如從 0 1500r/用于輔助傳動（如液壓缸給進(jìn)），以調(diào)速閥進(jìn)行無級調(diào)速，流量可從 ，調(diào)速比可達(dá) 2000甚至更高。這正是深海操作機(jī)器（如液壓機(jī)械手等）所需要的特性。 （ 4）用壓力補(bǔ)償?shù)淖兞恳簤罕茫菀自谳^大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)節(jié)，在同等功率下，可以有效地提高工作效率，減少輔助時(shí)間。壓力補(bǔ)償?shù)淖詣幼兞恳簤罕玫奶攸c(diǎn)是：當(dāng)負(fù)載大時(shí)，液壓泵可以自動減少排油量 ，同時(shí)提高工作壓力，以適應(yīng)負(fù)載的增大；當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，又可以自動增大排油量，以增快動作完成過程。即在 壓力與速度的乘積）基本恒定的情況下，自動適應(yīng)工作負(fù)荷經(jīng)常變化的需要。在不增加輔助裝置的條件下，恒功率調(diào)節(jié)范圍可達(dá) 3 倍以上，因此在海洋開發(fā)機(jī)器負(fù)荷經(jīng)常變化的場合下使用，可以有效地提高工作效率，減少動力消耗。 （ 5）易于實(shí)現(xiàn)慢速轉(zhuǎn)動、直線運(yùn)動、往復(fù)運(yùn)動和擺動以及由這些運(yùn)動組合的各種復(fù)雜動作，是實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力機(jī)械自動化最好的手段。當(dāng)需要慢速大扭矩的轉(zhuǎn)動時(shí)，用機(jī)械傳動、就需要龐雜的減速機(jī)構(gòu)，而用液壓傳動只需要一個(gè)低 速大扭矩液馬達(dá)就可以了。當(dāng)需要直線、往復(fù)或擺動時(shí)，用機(jī)械傳動除需要龐雜的減速機(jī)構(gòu)外，還需要諸如螺旋、凸輪、四連桿機(jī)構(gòu)等以實(shí)現(xiàn)直線、往復(fù)、擺動等動作，而液壓傳動則僅需要簡單的直線或擺動液壓缸就可以了，海洋開發(fā)機(jī)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 器的運(yùn)動正需要有這樣的特點(diǎn)。 （ 6）傳遞運(yùn)動平穩(wěn)、均勻，無沖擊，運(yùn)動慣性小。由于液馬達(dá)體積小、重量輕，并且有油液吸收沖擊，所以，它的運(yùn)動慣性質(zhì)量不超過同功率電動機(jī)的10 。啟動中等功率電機(jī)需要 1 2 秒，而啟動同功率液馬達(dá)不超過 。在高速換向時(shí)（ 50 60m/液壓換向，沖擊大為減少。這些 特點(diǎn)，對于海中作業(yè)機(jī)械動作的準(zhǔn)確性、靈敏度和效率帶來了好處。 （ 7）易于防止過載，避免機(jī)械、人身事故。由于液壓傳動可用溢流閥調(diào)節(jié)和控制最高壓力，在負(fù)荷（壓力）達(dá)到最高時(shí)，油液便安全溢流回油箱，可避免超載和由此引起的事故，這一點(diǎn)對于海中工作的遙控機(jī)械顯得更重要。 （ 8）液壓傳動液壓缸與高壓壓縮空氣并聯(lián)，形成一強(qiáng)彈性體，可在大噸位和大行程（ 500 噸以上負(fù)荷和 10m 以上行程）的范圍作運(yùn)動補(bǔ)償。這正是在惡劣海況下進(jìn)行石油鉆井、海上提吊重物及輸送人員或物資所配備壓力補(bǔ)償或恒張力裝置機(jī)器所必需的。 （ 9）液壓傳動比機(jī)械 傳動容易按不同位置和空間布局。例如機(jī)械傳動需要萬向軸、錐齒輪、鏈條等，而液壓傳動則只要按實(shí)際需要將液壓執(zhí)行器（液壓缸、液馬達(dá)）放在理想位置，然后用軟管連接就可以了。 （ 10）操縱性好。操縱性的好壞是看它是否便于操縱、便于控制力和速度、控制運(yùn)動和停止，且控制力?。床倏v靈活輕巧）等。由于液壓傳動可以方便采用電磁閥為先導(dǎo)的液動換向等放大裝置，因此它是當(dāng)今任何強(qiáng)力機(jī)械進(jìn)行控制和操縱從不可缺少的環(huán)節(jié)，這是它突出的優(yōu)點(diǎn)之一，也是當(dāng)今海洋開發(fā)機(jī)器普遍采用的操縱控制所必需的。 （ 11）液壓傳動大都用油或水基添加潤滑防蝕劑 為工作介質(zhì)，自潤滑性能好，工作元件壽命較長。 （ 12）液壓元件通用性強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于組織批量生產(chǎn)，從而可以大大節(jié)約成本，減少開支。 （ 13）與無線電、電力、氣動相配合，可以創(chuàng)造出各方面性能良好、自動化程度較高的傳動和控制系統(tǒng)，是采用微處理機(jī)、實(shí)現(xiàn)遙控、自動控制、程序控制、數(shù)控等不可缺少的組成軀干。 （ 14）液壓傳動與電驅(qū)動相比，在海洋環(huán)境中特別是海水中易于實(shí)現(xiàn)密封，易于防腐蝕和防爆，也不會象電驅(qū)動那樣，滲入海水會造成短路等故障。因而廣泛應(yīng)用于海中或海底工作機(jī)械、甲板機(jī)械和石油天然氣開 發(fā)的防暴區(qū)工作的機(jī)械。 壓技術(shù)的缺點(diǎn)： （ 1）液壓傳動難以避免出現(xiàn)泄漏。近二十年來，由于密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，液買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 壓傳動的外泄漏已有明顯的減少，甚至可以完全避免，但內(nèi)泄漏是難以避免的。由于泄漏引起容積損失，因此影響了效率。 （ 2）由于油的粘度隨溫度變化會引起工作狀態(tài)不穩(wěn)定，在高溫或超低溫工作時(shí)，需用特殊流體介質(zhì)。此外，油易于氧化，必須定期（一般為半年）換油。但近年來采用以水基的潤滑、防蝕添加劑的液壓傳動介質(zhì)，不但降低了成本，還在某種程度上提高了性能。 （ 3）液壓元件制造精密，系統(tǒng)工作過程中發(fā)生故障不易 診斷，使用維修技術(shù)條件要求較高。 （ 4）空氣易滲入液壓系統(tǒng)，可能引起系統(tǒng)的震動、爬行、噪音等不良現(xiàn)象。 （ 5）由于液壓傳動有明顯的壓力損失，所以不能用于遠(yuǎn)距離的傳動。 章小結(jié) 在我國深海采礦技術(shù)還是個(gè)新興學(xué)科，從各項(xiàng)研究表明，采用螺旋滾筒式截割設(shè)備進(jìn)行礦體截割效率高、能耗少。本次設(shè)計(jì)的螺旋滾筒式破碎試驗(yàn)臺采用液壓驅(qū)動，驅(qū)動力大、傳動平穩(wěn)；升降部分采用了性能較好的雙單向節(jié)流閥，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)升降缸同步，從而使煤層的截割厚度保持一定。液壓系統(tǒng)采用電氣控制，控制過程簡單、靈活、可靠，能較好地滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 2 破碎試驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù) 碎試驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)要求： （ 1） 試驗(yàn)臺的 工作 概況： 試驗(yàn)臺破碎機(jī)主要用于切削破碎深海礦石，工作特點(diǎn)是長期連續(xù)工作； 其液壓系統(tǒng)需要完成驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)切削工料，盛裝工料的小車均勻平穩(wěn)前進(jìn)，且時(shí)刻自動調(diào)節(jié)螺旋滾筒的高度以此來控制螺旋滾筒切削工料的深度和精度； 液壓系統(tǒng)能夠控制各個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)且連續(xù)工作，能夠控制螺旋滾筒根據(jù)檢測系統(tǒng)反饋的工料的凹凸不平的地形信號而自動調(diào)節(jié)其運(yùn)動方向和運(yùn)動速度。 （ 2） 整個(gè)系統(tǒng)的動 作要求 整個(gè)系統(tǒng)可分為三個(gè)部分： 牽引部，主要是進(jìn)料小車的進(jìn)給及返回。 截割部，是螺旋滾筒截割礦石。 升降部，螺旋滾筒根據(jù)礦石的高低而自動調(diào)節(jié)其高度。 其具體動作要求： 牽引小車機(jī)構(gòu)要求運(yùn)動平穩(wěn) ,速度均勻；能夠?qū)崿F(xiàn)正反方向運(yùn)動，且運(yùn)動速度可調(diào)； 截割部螺旋滾筒在切割時(shí)應(yīng)保證切割順利，滾筒轉(zhuǎn)速平穩(wěn)無大范圍頻繁的跳動現(xiàn)象，且要求能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，有高壓及過載保護(hù)； 升降缸部分必須有雙缸同步動作回路 ,避免雙缸不同步使機(jī)械部分扭曲，甚至造成破壞；在回路中帶液壓自鎖功能，實(shí)現(xiàn)液壓缸在任何位置都能精確定位 ,保證截 割厚度滿足要求，升降缸升降速度須可調(diào)，升降過程中換向靈敏。 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) 螺旋滾筒式破碎試驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 牽引部工作臺長度： L = 給周期 : T = 40s 截割部滾筒轉(zhuǎn)速： 30 60 r/ 切削力： 000 降缸行程： S = 500 度： V = s 切深： H = 15 20 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 定系統(tǒng)方案和系統(tǒng)原理圖 定系統(tǒng)方案 由上分析本試驗(yàn)臺采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動 ,運(yùn)動部分分為： 牽引部， 截割部，升降部三個(gè)部分，其執(zhí)行元件分別為牽引馬達(dá)，截割馬達(dá)和兩個(gè)升降缸。其動作要求的實(shí)現(xiàn)如下： （ 1） 牽引部實(shí)現(xiàn)牽引小車的往復(fù)直線運(yùn)動，由牽引液壓馬達(dá)正反 旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，正反轉(zhuǎn)由三位四通電磁換向閥改變油路實(shí)現(xiàn)，運(yùn)動速度是靠閥雙單向節(jié)流閥改變。 （ 2） 截割部為螺旋滾筒的轉(zhuǎn)動帶動滾筒上曲線分布的截齒旋轉(zhuǎn)，完成截割的，該部分亦是通過液壓馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)，馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)和速度分別由三位四通電磁換向閥和雙單向節(jié)流閥來實(shí)現(xiàn)的。 （ 3） 升降缸的升降動作和調(diào)速功能分別由三位四通電磁換向閥和雙單向節(jié)流閥來實(shí)現(xiàn)的；液壓缸的自鎖功能由液控單向閥來完成。 （ 4） 液壓安全措施 本系統(tǒng)為了保護(hù)液壓系統(tǒng)不會因負(fù)載過高或液壓系統(tǒng)堵塞等方面原因而遭到破壞 ,在每個(gè)單塊回路中分別設(shè)置了溢流閥來保證壓力不至 于突然過高破壞液壓元件；在液壓泵出口處設(shè)置了總溢流閥來保護(hù)泵的安全工作。 （ 5） 液壓源的選擇 該液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作過程中，流量和大小在時(shí)刻變化的且幅度較大，但功率不高，用單泵供油可保證系統(tǒng)正常工作。 訂液壓系統(tǒng)圖 （ 1） 換向回路的選用 在本系統(tǒng)中液壓馬達(dá)和液壓缸回路中均 采用三位四通電磁換向閥作為換向回路，且采用中位機(jī)能是 為當(dāng)運(yùn)動到目的地停留時(shí)，讓系統(tǒng)不卸荷。 （ 2） 調(diào)速回路的比較 調(diào)速回路按液壓泵是否變量分為采用定量泵節(jié)流調(diào)速回路和變量泵容積調(diào)速回路。定量泵節(jié)流調(diào)速回路分為進(jìn)油、回 油節(jié)流調(diào)速回路和旁路節(jié)流調(diào)速回路。進(jìn)油、回油節(jié)流調(diào)速回路。結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，但效率較低，只宜用在負(fù)載變化不大、低速、小功率的場合，如某些機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中。旁路節(jié)流調(diào)速回路。這是將節(jié)流閥裝在液壓缸并聯(lián)的支路上，此類回路只有節(jié)流損失，而無溢流損失，因此功率損失比前兩種調(diào)速回路小，效率高。一般用于功率較大且對速度穩(wěn)定性要求不高的場合。變量泵容積調(diào)速回路分為：手動調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路和自動調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路。效率很高但費(fèi)用也高，一般用于功率較大的場合。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 （ 3） 調(diào)速回路的選用 調(diào)速回路的選用首先與主機(jī)采用液壓傳動的目的 有關(guān) ,而且要綜合考慮各方面的因素后才能做出決定。 其次要考慮的是功率的大小，一般認(rèn)為 3下的用節(jié)流調(diào)速回路； 3 55 最后從費(fèi)用上考慮，要求費(fèi)用低廉時(shí)用節(jié)流調(diào)速回路；允許費(fèi)用高些時(shí)用容積節(jié)流調(diào)速回路或容積調(diào)速回路。 綜上，本系統(tǒng)采用節(jié)流調(diào)速，因液壓馬達(dá)和液壓缸均需雙向運(yùn)動則采用雙單向節(jié)流閥來進(jìn)行調(diào)速，液壓缸的同步誤差為 5%滿足系統(tǒng)的要求。當(dāng)馬達(dá)正反轉(zhuǎn)和液壓缸升降時(shí)均是進(jìn)油調(diào)速。 （ 4） 具體液壓原理圖的確定 牽引部分液壓原 理圖的確定。液壓系統(tǒng)回路有開式和閉式兩種。采用閉式系統(tǒng)時(shí) ,原理圖如圖 1所示；采用開式系統(tǒng)時(shí) ,原理圖如圖 2所示。通過比較可知閉式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比緊湊、對稱，但系統(tǒng)較為復(fù)雜，為了保證控制系統(tǒng)能正常工作，需要提供低壓液壓油給控制回路，所以回路中需安排一個(gè)低壓保護(hù)措施來保證控制正常；在閉式系統(tǒng)中油溫升高后，散熱較慢，需要提供專門的散熱回路來冷卻工作油，這就增加了液壓設(shè)備，使系統(tǒng)復(fù)雜化；閉式系統(tǒng)采用容積調(diào)速回路，而容積調(diào)速回路一般是用在大功率，經(jīng)濟(jì)條件允許寬裕的場合。 開式回路結(jié)構(gòu)上比閉式回路簡單，散熱條件好，無須附加專門 的散熱回路來冷卻油液，經(jīng)濟(jì)上要求不高，保護(hù)回路易于實(shí)現(xiàn)，采用雙單向節(jié)流調(diào)速，方便快捷亦可實(shí)現(xiàn)容積調(diào)速回路的無級調(diào)速，對于本破碎試驗(yàn)臺比較合適。 圖 1 牽引部分閉式液壓系統(tǒng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 圖 2 牽引部開式液壓系統(tǒng) 截割部分液壓原理圖的確定： 截割部要求滾筒切削平穩(wěn) ,無較大沖擊；切削速度易于控制，為了保護(hù)液壓設(shè)備，避免在切削過程中樣品過硬或其他原因造成 的阻力增加破壞液壓元件，應(yīng)該在回路中加入保護(hù)措施。其液壓原理圖如圖 3所示。 圖 3 截割部液壓原理圖 升降缸部分液壓原理圖的確定： 升降缸部分要求有液壓自鎖功能，確保液壓缸能夠在任何位置自如的停止并自鎖，在系統(tǒng)不供油時(shí)不能因液壓缸誤動作影響滾筒的切削深度；升降部分的調(diào)速和換向需靈敏無誤差，且要求能精確控制切削深度，故本系統(tǒng)在升降缸買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 部分采用雙單向節(jié)流閥來控制升降缸同步動作，用夜控單向閥實(shí)現(xiàn)液壓缸的自鎖。其液壓原理圖實(shí)現(xiàn)如圖 4所示。 圖 4 升降缸液壓原理圖 液壓原理圖的分析設(shè)計(jì) 本液壓系統(tǒng)屬于中低壓系統(tǒng)，綜合考慮一切因數(shù)，采用定量泵向系統(tǒng)供油。綜合以上各個(gè)部分的調(diào)速回路方案，補(bǔ)充系統(tǒng)的保護(hù)回路，方向控制回路和卸荷回路而設(shè)計(jì)出系統(tǒng)總的液壓原理圖。如下圖 5所示 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 圖 5 液壓原理圖 升降缸1 升降缸2 截割馬達(dá) 牽引馬達(dá)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 表 1 液壓系統(tǒng)電磁鐵調(diào)度表 信號來源 電磁鐵狀態(tài) 執(zhí)行元件狀態(tài) 1降缸 截割 馬達(dá) 牽引 馬達(dá) 啟動電源開關(guān) + 正轉(zhuǎn) 牽引控制開關(guān) + + 正轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 升降控制信號 + + + + 降 正轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 升降控制信號 + + + 升 正轉(zhuǎn) 牽引停 + 正轉(zhuǎn) 截割控制信號 + 反轉(zhuǎn) 截割停 牽引控制信號 + 反 轉(zhuǎn) 關(guān)閉信號 工作原理如下： 破碎試驗(yàn)臺完成截割工作是通過螺旋滾筒破碎樣品塊，牽引小車進(jìn)給工料的。由于樣品塊表面起伏變化，為了能保證截割厚度相同，用電液比例方向流量閥來靈敏、精確的控制升降缸的動作。 工作過程為，啟動電源開關(guān)，電磁鐵 5 左位工作，截割部馬達(dá)正轉(zhuǎn)；此后升降缸下降到預(yù)定高度（保證截割樣品厚度相同），即比例閥左位工作，液壓缸下壓；隨后電磁鐵 7 左位工作，牽引馬達(dá)正轉(zhuǎn)帶動小車前進(jìn)給料。在工作過程中升降缸時(shí)刻升降，保證截割厚度。破碎完成后，將截割滾筒上抬，使截齒 離開工料，截割部反轉(zhuǎn)后停止轉(zhuǎn)動，牽引馬達(dá)反轉(zhuǎn)，小車回退，完成指定工作。在工作過程中若截齒被卡住，應(yīng)立即停車，滾筒反轉(zhuǎn)，小車回退至截齒脫離工料后方可繼續(xù)工作。 油液流動情況為： 螺旋滾筒截割工料：泵 12 電磁換向閥 7 雙單向節(jié)流閥 6 溢流閥 5截割馬達(dá) 2 溢流閥 5 雙單向節(jié)流閥 6 電磁換向閥 7 濾油器 13 回油箱 牽引小車進(jìn)給供料：泵 12 電磁閥換向閥 7 雙單向節(jié)流閥 6 溢流閥5 牽引馬達(dá) 1 溢流閥 5 雙單向節(jié)流閥 6 電磁換向閥 7 濾油器 13 回油箱 升降缸升降 :泵 12 電磁換向閥 7 雙單 向節(jié)流閥 6 疊加式液控單向閥4 液壓缸 疊加式液控單向閥 4 雙單向節(jié)流閥 6 電磁換向閥 7 濾油器13 回油箱 壓執(zhí)行元件載荷力和載荷轉(zhuǎn)矩 計(jì)算 升降缸的載荷計(jì)算 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 升降缸在本系統(tǒng)中的載荷主要由工作載荷性載荷外載荷w g F，考慮到外載荷在系統(tǒng)中是時(shí)刻變化的，大小變化范圍很大，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得外載荷 3800取得液壓缸的機(jī)械效率 ，求得作用于活塞上的載荷力： 1 ，兩個(gè)液壓缸對稱分布，受載情況相同，偏載幾率也相等，故 421 0 . 4 1 0F F N 。 表 2 各液壓缸上的載荷力 液壓缸名 工況 液壓缸外載荷 ()塞上載荷力 ()降缸 升降 0 0 截割部液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測得液壓馬 達(dá)的轉(zhuǎn)矩（截割部）m a x 600 m，取液壓馬達(dá)的機(jī)械效率為 ，其載荷轉(zhuǎn)矩為： 600 6 9 4 9 5j (1) 取 7 0 0 牽引部液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算 牽引部液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)矩： R(2) 小車線速度： 1 . 5 0 . 0 3 7 5 /40m (3) （其中 L 試驗(yàn)臺長， 半徑： 2 162 (4) （ 又 30(5) 故 m i n/136030 rl (6) 可求得 24 0 0 0 2 . 5 1 0 1 0 0 R N m 取其機(jī)械效率為 m，其載荷轉(zhuǎn)矩 105 m液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 選系統(tǒng)工作壓力 本系統(tǒng)中螺旋滾筒截割破碎試驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)屬于小型液壓機(jī)械類型，工作過程中壓力不是很大，截割載荷最大出現(xiàn)在樣本塊過硬的切割過程中，升降缸載荷力為： 4m a x 0 0，根據(jù)實(shí)際情況，可初選系統(tǒng)工作壓力為： 8p 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 表 3 按載荷選擇工作壓力 載荷（ 410N ） 5 工作壓力 1 2 3 3 4 4 5 5 7 計(jì)算升降缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸： 確定液壓缸的活塞以及活塞桿直徑，升降缸最大最大載荷出現(xiàn)在向下壓料截割時(shí)，其載荷力為 0 N ，工作在活塞桿受拉狀態(tài)如圖 6，按表 4 取執(zhí)行元件背壓力：2 P。 圖 6 表 4 執(zhí)行元件背壓力 系 統(tǒng) 類 型 背壓力 單系統(tǒng)或輕載節(jié)流系統(tǒng) 油帶調(diào)速閥系統(tǒng) 油路設(shè)置有背壓閥系統(tǒng) 補(bǔ)油泵閉式回路 油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 3 回油路較短，且直接回油箱 可忽略不計(jì) 則： 1 2 2 1 A P A ， （ 7） 式中： 2 2 212, ( )44A D A D d （ 8） 則活塞面積為： 1212P A 按表 2杠徑比 d/D = 活塞杠直徑： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 2 121 2 1 24 4 0 . 2 9( ) ( 1 ) F d P P P 根據(jù)液壓缸活塞杠尺寸系列 取 D =40么活塞桿直徑 d =25 5 按工作壓力取 d/D 工作壓力 d/D 選液壓缸： 5 榆次液壓件廠生產(chǎn) 計(jì)算液壓馬達(dá)的排量 截割部液壓馬達(dá)雙向旋轉(zhuǎn)，回油時(shí)經(jīng)換向閥直接回油箱，流量較大，按表4執(zhí)行元件背壓取 械效率取為 ，則截割部液壓馬達(dá)的排量為： j / （ 9） 牽引部液壓馬達(dá)也是雙向旋轉(zhuǎn)，回油時(shí)經(jīng)電磁換向閥回油箱，執(zhí)行元件背壓取為 械效率取為 ，則牽引部 馬達(dá)排量為： /j （ 10） 計(jì)算液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力 按最后確定的液壓缸機(jī)構(gòu)尺寸和液壓馬達(dá)排量計(jì)算出液壓執(zhí)行元件的允許最大實(shí)際工作壓力，如下： 升降缸，載荷壓力 ： 40 0 背壓 ： P= 44211420 . 4 1 0 0 . 2 5 1 6 1 048 . 7( 1 6 7 . 8 4 ) 1 04F P P 缸（ 11） 截割部，馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩： 700 m壓力損失： 1 0 62 7 . 7 1 0 馬 達(dá) 1（ 12） 牽引部，馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩： 105 m買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯必過 壓力損失： 2 0 62 7 . 6 7 1 0 馬 達(dá) 2（ 13） 表 6 各液壓執(zhí)行元件的實(shí)際工作壓力 工況 執(zhí)行元件名稱 載荷 背壓力2()P P 升降 升降缸 10N 11 2F P 截割 截割馬達(dá) 700 1 12 牽引 牽引馬達(dá) 105 2 22 液壓執(zhí)行元件實(shí)際所需的流量 根據(jù)最后確定的液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸和液壓馬達(dá)的排量極其運(yùn)動速度或轉(zhuǎn)速計(jì)算出液壓執(zhí)行原件所需實(shí)際流量如表 7： 表 7 工況 執(zhí)行元件名稱 運(yùn)動速度 結(jié)構(gòu)參數(shù) 流量：