畢業(yè)設(shè)計(jì)46皮帶機(jī)液壓自動(dòng)張緊裝置

安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 1 - 前 言 畢業(yè)論文與畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文是對(duì)畢業(yè)生所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和研究能力、自學(xué)能力以及各種綜合能力的檢驗(yàn)。通過做畢業(yè)論文，可以使學(xué)生在綜合能力、治學(xué)方法等方面得到鍛煉，使之進(jìn)一步理解所學(xué)專業(yè)知識(shí)，擴(kuò)大知識(shí)面。 畢業(yè)論文的目的是要進(jìn)一步鞏固和加強(qiáng)學(xué)生的基本知識(shí)的掌握和基本技能訓(xùn)練，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的多學(xué)科理論、知識(shí)與技能綜合運(yùn)用能力的訓(xùn)練，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和獲取新知識(shí)能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)畢業(yè)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立完成課題，培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的治學(xué)方法和刻苦鉆研、勇于探索的精神。 畢業(yè)論文具有學(xué)術(shù)論文性 質(zhì)，應(yīng)能表明作者在科學(xué)研究工作中取得的新成果或提出的新見解，是作者的科研能力與學(xué)術(shù)水平的標(biāo)志。畢業(yè)論文具有學(xué)術(shù)論文所共有的一般屬性，應(yīng)按照學(xué)術(shù)論文的格式寫作。 在畢業(yè)論文的選題與寫作中，要注意適應(yīng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展需要，注意理論結(jié)合實(shí)際，特別強(qiáng)調(diào)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神科研能力水平。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好的開端。畢業(yè)設(shè)計(jì)是作者對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，使 學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)和撰寫技術(shù)報(bào)告的基本方法。 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要涉及科研、技術(shù)設(shè)備的革新、改造等方面，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的獨(dú)創(chuàng)性和實(shí)用性。要求具備清晰的設(shè)計(jì)思路，具體的設(shè)計(jì)方案和步驟，準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參數(shù)和計(jì)算分析，同時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)也要求邏輯性強(qiáng)，條理清楚，語言精練。 皮帶機(jī)液壓自動(dòng)張緊裝置結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 2 - 黃東東 （安徽理工大學(xué) 機(jī)械工程系 03 級(jí)機(jī)設(shè) 7 班 淮南 232001） 摘 要： 設(shè)計(jì)一種用于帶式輸送機(jī)的液壓自動(dòng)張緊裝置，分析了其他張緊裝置的優(yōu)缺點(diǎn)的同時(shí)，認(rèn)為此種液壓自動(dòng)張緊裝置具有 工作較平 穩(wěn)、對(duì)空間要求低、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，是一種較先進(jìn)、較完善、適合于大型帶式輸送機(jī)的張緊裝置。根據(jù)要求，本文分三部分（張緊裝置的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、張緊裝置的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算、張緊油缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算）對(duì)此種液壓自動(dòng)張緊裝置進(jìn)行了分析；同時(shí)，利用繪圖軟件 Auto CAD2004 繪制了結(jié)構(gòu)布置圖、系統(tǒng)原理圖、零件圖及裝配圖等。 關(guān)鍵詞： 皮帶機(jī)；自動(dòng)張緊裝置；液壓系統(tǒng)；張緊液壓缸；慢速絞車 中圖分類號(hào)： TD528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A The Structure of the hydraulic Auto Tense Equipment with Strap Conveyor (Oil Jar Impelling) & the Designing Of Its Hydraulic System Liu Wei Class 7 Grade 4 Department of Mechanical Engineering Anhui University of Science and Technology Huainan ,232001 ,China Abstract: This thesis is introducing the hydraulic auto tense equipment used in strap conveyor. After analyzing the advantages and the disadvantages of other tense equipments, I hold the view that this hydraulic auto tense equipment has a good quality of working consistently, requiring less room, and qualifying reliability,so as to be a more advanced, more reformed type of tense equipment, more suitable for full-length strap conveyor. As it is required,the thesis could be divided into four main parts (the designing of the main structure of the tense equipment, the designing and calculating of the hydraulic system for the tense equipment, of the tense oil jar ,and of the slow winch) to design the hydraulic auto tense equipment; Meanwhile ,graph-software including Auto CAD 2004 are used to draw out the structure arrangement, the principle of the whole system, the work pieces and the assemble. 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 3 - Keywords: strap conveyor; auto tense equipment; hydraulic system; oil jar ; slow winch 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 4 - 第 1 章 概 述 1.1 帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)述 帶式輸送機(jī)，又稱膠帶輸送機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)俗稱“皮帶”。它是冶金、電力和化工等工礦企業(yè)常見的連續(xù)動(dòng)作式運(yùn)輸設(shè)備之一，尤其在煤炭工業(yè)中，使用更為廣泛。在煤礦上，帶式輸送機(jī)主要用于采區(qū)順槽、采區(qū)上（下）山、主要運(yùn)輸平巷及斜井，較常用于地面生產(chǎn)和選煤廠中。 1.1.1 帶式輸送機(jī)的工作原理 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-1 所示，輸送帶繞經(jīng)驅(qū)動(dòng)滾筒和機(jī)尾換向滾筒形成無機(jī)閉合帶。上下兩股輸送帶是由安裝在機(jī)架上的托輥支承著。拉緊裝置的作用是給輸送帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的張緊力。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)滾筒通過它與輸送 帶之間的摩擦力驅(qū)動(dòng)輸送帶運(yùn)行。貨載裝載輸送帶上并與其一起運(yùn)行。帶式輸送機(jī)一般是利用上分支輸送帶輸送貨載的，并且在端部卸載。利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 5 - 1.1.2 帶式輸送機(jī)的構(gòu)成及特點(diǎn) 1帶式輸送機(jī)的構(gòu)成 帶式輸送機(jī)主要由輸送帶、驅(qū)動(dòng)裝置、托輥及支架、拉緊裝置、制動(dòng)裝置、儲(chǔ)帶裝置和清掃裝置組成。 如圖 1-2為 SSJ系列可伸縮帶式輸送機(jī)； 如圖 1-3為 帶式輸送機(jī)的局部圖 如圖 1-4為 TD75型通用固定帶式輸送機(jī)。 2帶式輸送機(jī)特點(diǎn) 帶式輸送機(jī)鋪設(shè)傾角一般為 16 18，一般向上運(yùn)輸取較大 值，向下運(yùn)輸取較小值。帶式輸送機(jī)能力大、調(diào)度組織簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，因而運(yùn)營(yíng)費(fèi)低。此外，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、運(yùn)行阻力小、耗電量低、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化也是它的特點(diǎn)。 圖 1-2 SSJ 系列可伸縮帶式輸送機(jī) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 6 - 圖 1-3 帶式輸送機(jī)的局部圖 圖 1-4 TD75 型通用固定帶式輸送機(jī) 1.2 帶式輸送機(jī)張緊裝置簡(jiǎn)述 輸送帶最初是由傳送帶發(fā)展而來的，隨著輸送機(jī)的用途不斷擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ,輸送帶為了滿足輸送機(jī)的要求 ,品種不斷擴(kuò)大，但所有的輸送機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后都有可能使輸送帶變長(zhǎng)、 變形等 ,輸送帶的變長(zhǎng)由彈性伸長(zhǎng)和永久伸長(zhǎng)組成。所以，需要采用拉緊裝置來克服由于輸送帶變長(zhǎng)而帶來的缺陷。 帶式輸送機(jī)張緊裝置又稱為“帶式輸送機(jī)拉緊裝置”， 是礦用帶式輸送機(jī)不可缺少的重要組成部分 ,它直接關(guān)系到帶式輸送機(jī)的安全運(yùn)行及使用壽命等。 1.2.1 帶式輸送機(jī)張緊裝置的作用和類型 為了保證輸送機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，張緊裝置是必不可少的裝置之一。張緊裝置有四個(gè)主要作用： （ 1）保證帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的足夠張力，從而保證驅(qū)動(dòng)裝置依靠摩擦傳動(dòng)所必須傳遞的摩擦牽引力，以帶動(dòng)輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 2）保證承載分支 最小張力點(diǎn)的必須張力，限制輸送帶在托輥之間垂度，保證帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行，不致因輸送帶松弛而導(dǎo)致打滑、跑偏等現(xiàn)象。 （ 3） 補(bǔ)償塑性變形與過渡工況時(shí)輸送帶伸長(zhǎng)量的變化。由于負(fù)載變化會(huì)引起輸送帶發(fā)生長(zhǎng)度變化，蠕變現(xiàn)象也會(huì)造成輸送帶伸長(zhǎng)，張緊力是變化的，必須經(jīng)常調(diào)節(jié)拉緊滾筒的位置，才能保證帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行。 （ 4）為輸送帶重新接頭作必要的行程準(zhǔn)備。每部帶式輸送機(jī)都有若干個(gè)接頭，安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 7 - 可能在某一時(shí)間接頭會(huì)出現(xiàn)問題，必須截頭重做，拉緊裝置為帶式輸送機(jī)已準(zhǔn)備了負(fù)荷以外的輸送帶，這樣接頭故障就可以通過放松拉緊裝置重新接頭來 解決問題。 現(xiàn)有張緊裝置大致有六種，分別是：重錘車式張緊裝置、螺旋式張緊裝置、垂直式張緊裝置、鋼繩絞車式張緊裝置、電控式自動(dòng)張緊裝置和液壓式自動(dòng)張緊裝置。 1.2.2 現(xiàn)有帶式輸送機(jī)張緊裝置的原理及特點(diǎn) 1重錘車式張緊裝置 如圖 1-4 所示，機(jī)尾換向滾筒固定在小車上，垂直懸吊的重錘和小車相連，由于重錘的重量可以為一定值，所以皮帶的張力、拉緊力恒定，同時(shí)重錘靠自重張緊，能自動(dòng)補(bǔ)償皮帶的伸長(zhǎng)；但其需要的空間大，占地面積大，往往受空間限制而無法使用，宜于使用在固定式長(zhǎng)距離運(yùn)輸機(jī)上。 圖 1-5 重錘 車式張緊裝置 1.滾筒； 2.移動(dòng)小車； 3.重錘 2螺旋式張緊裝置 如圖 1-5 所示，拉緊滾筒的軸承座安裝在活動(dòng)架上，活動(dòng)架可以在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，旋轉(zhuǎn)螺旋桿使活動(dòng)架上的螺母和活動(dòng)架一起前進(jìn)和后退，達(dá)到張緊和放松的目的。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但行程太小，只適用于短距離的運(yùn)輸機(jī)上，且當(dāng)皮帶自行伸長(zhǎng)時(shí)，不能自動(dòng)張緊。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 8 - 圖 1-6 螺旋式張緊裝置 圖 1-7 垂直式張緊裝置 3垂直式張緊裝置 如圖 1-6 所示，其裝置是利用重錘的重力拉緊，其特點(diǎn)同“重錘車式張緊裝置”。 4鋼繩絞車式張緊裝置 如圖 1-7 所示，這種張緊裝置是利用小型絞車張緊。絞車一般用蝸輪蝸桿減速器帶動(dòng)卷筒來纏繞鋼繩從而張緊皮帶。這種張緊裝置的優(yōu)點(diǎn)是體積小、拉力大，所以被廣泛運(yùn)用到井下帶式運(yùn)輸機(jī)中，但其不能自行張緊。 圖 1-8 鋼繩絞車式張緊裝置 5電控自動(dòng)張緊裝置 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 9 - 自動(dòng)張緊裝置不僅能根據(jù)主動(dòng)滾筒的牽引力來自動(dòng)調(diào)節(jié)拉緊力，而且還能補(bǔ)償皮帶的伸長(zhǎng)。如圖 1-8 所示，是電控自動(dòng)張緊裝置的一種，此張緊裝置只能保持張緊力恒定，相當(dāng)于重錘式拉緊裝置，不能根據(jù)及其工況隨時(shí)改變張緊力。 圖 1-9 電控自動(dòng)張緊裝置 1.控制箱； 2.永久磁鐵； 3.控制桿； 4.彈簧； 5.緩沖器； 6.電動(dòng)機(jī)； 7.減速器；8.鏈傳動(dòng)； 9.傳動(dòng)齒輪； 10.滾筒； 11.鋼絲繩； 12.拉緊滾筒及活動(dòng)小車； 13.皮帶 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，經(jīng)過彈性連軸節(jié)帶動(dòng)蝸輪減速器，再經(jīng)過傳動(dòng)裝置（鏈傳動(dòng)）帶動(dòng)下面的滾筒，下面的滾筒通過傳動(dòng)比為 1 1 的齒輪帶動(dòng)上面的滾筒，兩個(gè)滾筒旋轉(zhuǎn)方向相反，這樣通過鋼繩 11可以移動(dòng)小車 12，使皮帶 13存儲(chǔ)或放出。從而使皮帶張緊或放松。 控制桿的一端 通過鋼繩繞過兩個(gè)定滑輪組后與動(dòng)滑輪相連，另一端連有兩根彈簧，通過調(diào)節(jié)彈簧可以做到滿足所需要的拉力。在鋼繩拉力和彈簧拉力的共同作用下，控制桿處于中間位置。當(dāng)膠帶張緊力小于調(diào)節(jié)好的數(shù)值時(shí)，彈簧對(duì)控制桿的作用力大于鋼繩對(duì)控制桿的作用力，原被拉伸的彈簧縮回，帶動(dòng)控制桿向右偏斜。裝在控制桿上的磁鐵接通安裝在控制箱中的張緊繼電器，開動(dòng)絞車使皮帶拉緊，鋼繩對(duì)控制桿的張緊力逐漸增加，彈簧又逐漸伸長(zhǎng)。當(dāng)皮帶的張緊力恢復(fù)到調(diào)節(jié)好的數(shù)值時(shí)，控制桿回到中間位置。這時(shí)永久磁鐵離開張緊繼電器，繼電器斷開，絞車停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而張緊過 程結(jié)束。反之，當(dāng)膠帶張緊力大于調(diào)節(jié)好的數(shù)值時(shí)，可以開動(dòng)絞車反轉(zhuǎn)，以放松皮帶。緩沖器的作用是使張力的震蕩受到阻尼作用。此裝置中張緊力的調(diào)節(jié)可以通過調(diào)節(jié)彈簧實(shí)現(xiàn)。 另一種自動(dòng)張緊裝置是在驅(qū)動(dòng)回程段使膠帶保持一個(gè)恒定的張力，它是通過安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 10 - 測(cè)力計(jì)與拉緊裝置的控制系統(tǒng)一起工作的，在啟動(dòng)時(shí)能傳感膠帶張力的變化，從而使拉緊絞車?yán)p卷或松弛，以保持合適的皮帶張力的。 1.2.3 帶式輸送機(jī)液壓張緊裝置 1、 SZYL型膠帶自控液壓拉緊裝置（網(wǎng)上相關(guān)資料） 概述 膠帶自控液壓拉緊裝置是根據(jù)我國(guó)煤礦特點(diǎn)，吸收世界發(fā)達(dá)國(guó)家的先 進(jìn)技術(shù)，根據(jù)膠帶在起動(dòng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)下拉緊力的不同需要，確定合理的膠帶張力模型而設(shè)計(jì)的，該機(jī)特點(diǎn)是：（ 1）起動(dòng)時(shí)拉緊力和正常運(yùn)行時(shí)拉緊力可根據(jù)膠帶輸送機(jī)張力的需要任意調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)范圍根據(jù)所選型號(hào)見表）。完全可以達(dá)到起動(dòng)時(shí)拉緊力比正常運(yùn)行時(shí)大 1.4 1.5倍的要求，一旦調(diào)定后，按預(yù)定程序自動(dòng)工作，保證膠帶在理想狀態(tài)下工作。（ 2）響應(yīng)快，膠帶輸送機(jī)起動(dòng)時(shí)，膠帶松邊突然松馳伸長(zhǎng)，該機(jī)能立刻縮回油缸，及時(shí)補(bǔ)償膠帶的伸長(zhǎng)，對(duì)緊邊沖擊小，從而使起動(dòng)時(shí)平穩(wěn)可靠。避免斷帶事故的發(fā)生。（ 3）具有斷帶時(shí)自動(dòng)停止帶式輸送機(jī)和打滑時(shí)自動(dòng)增高拉緊力等保護(hù)功能。（ 4）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間小。（ 5）可與集控裝置連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)該機(jī)的遠(yuǎn)距離集中控制，還可實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制。 本套設(shè)備為全液壓式，不僅結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，而且操作簡(jiǎn)單，是膠帶拉緊的理想設(shè)備，不僅適合煤礦，而且可與其它行業(yè)的膠帶運(yùn)輸機(jī)配套。 膠帶自控液壓裝置于 1992年通過部級(jí)鑒定，現(xiàn)已形成十大系列，并已在全面推廣應(yīng)用。 該設(shè)備的平面布置參考如圖所示。它由液壓泵站、拉緊油缸、蓄能站、隔爆兼本安控制箱及附件五大部分組成。拉緊油缸通過動(dòng)滑輪，鋼線繩與拉緊小車相連。根據(jù)動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)和鋼絲繩的纏繞方 式，有三種安裝方式用戶可根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)照表 1 3 選取。液壓泵站、蓄能站、隔爆兼本安控制箱，安放時(shí)，要求安放地點(diǎn)與煤水不相遇。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 11 - 平面布置參考圖 1、 拉緊油缸； 2、蓄能站； 3、液壓泵站； 4、隔爆兼本安控制箱 2、 型號(hào)說明 示例： SZYL 01 6 10 表示拉緊小車的最大行程為 6M，拉緊小車的最大公稱拉力 100KN（ 10T）的自控膠帶液壓拉緊裝置，第一種安裝方式（對(duì)應(yīng)圖 1）。 、安裝和調(diào)試 在工作前須檢查安裝位置是否正確合理，皮帶電機(jī)需處于停止?fàn)顟B(tài)以免產(chǎn)生錯(cuò)誤工作，液壓是否符合要求， 在接通電源后開啟啟動(dòng)按鈕，油泵電機(jī)帶動(dòng)油泵工作，開啟修整按鈕調(diào)整溢流閥 3，使系統(tǒng)壓力達(dá)到啟動(dòng)壓力即正常運(yùn)行工作壓力的 1.5倍撥下 10，調(diào)整溢流閥 17，使系統(tǒng)壓力達(dá)正常工作壓力減 2Mpa，并調(diào)整壓力繼電器 16使之達(dá)到同一數(shù)值上動(dòng)作，繼續(xù)調(diào)整溢流閥 17，使系統(tǒng)壓力達(dá)到正常工作。壓力加 0.5Mpa，并固定于此，再調(diào)整壓力繼電器 14，使之達(dá)同一數(shù)值上動(dòng)作，分別按動(dòng)前進(jìn)按鈕，后退按鈕油缸前進(jìn)后退應(yīng)很自如，這時(shí)按動(dòng)修整結(jié)束，皮帶電機(jī)可進(jìn)入工作狀態(tài) K5 K6 的這時(shí)時(shí)間出廠時(shí)已調(diào)好分別為 1 3 秒和 1 2秒范圍內(nèi)，如無特殊情 況用戶不必再調(diào)，調(diào)節(jié) G信號(hào)運(yùn)算放大器可控制打滑余量。 如果停電需要調(diào)整可按動(dòng)手控閥和手動(dòng)泵即可達(dá)到調(diào)整目的。 注：電器原理圖和液壓系統(tǒng)原理圖詳見全自動(dòng)液壓拉緊安裝、使用、維修說明書。 、使用條件及維護(hù)說明 1、使用條件 本系列產(chǎn)品分普通型和隔爆型兩種，適用于井上、井下進(jìn)行各種水平，上運(yùn)、安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 12 - 下運(yùn)、帶式輸送機(jī)工作場(chǎng)合，特別對(duì)于需要較長(zhǎng)拉緊行程，較大拉緊力的帶式輸送機(jī)，其經(jīng)濟(jì)效益更佳，井上井下溫度適用范圍 -20 -60左右。 2、維護(hù)說明 （ 1）設(shè)備的工作環(huán)境應(yīng)盡量保持清潔，避免淋水直 接落到設(shè)備上； （ 2）各元件的工作狀態(tài)，對(duì)各高壓管接頭及閥體的密封件一般一年更換一次； （ 3）測(cè)壓儀器、儀表每年校對(duì)標(biāo)定一次； （ 4）液壓油每年更換一次，油必須過濾，油中應(yīng)無水，加油口必須密封；冬季采用 30 號(hào)液壓油，夏季采用 20 號(hào)液壓油，每半年對(duì)油箱進(jìn)行保養(yǎng)一次，用煤油沖洗管道、油路集成塊、濾油器和油箱底部； （ 5）由于生產(chǎn)或其它方面的需要，輸送機(jī)的運(yùn)量和其它工況發(fā)生變化時(shí)，拉緊裝置各種信號(hào)元件，應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整。 （ 6）、實(shí)物圖 4、 液壓式自動(dòng)張緊裝置的設(shè)計(jì) 液壓式自動(dòng)張緊裝置 由很多形式， 其最終目的就是不僅能根據(jù)主動(dòng)滾筒的牽安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 13 - 引力來自動(dòng)調(diào)節(jié)拉緊力，而且還能補(bǔ)償皮帶的伸長(zhǎng)以及在輸送機(jī)皮帶調(diào)整時(shí)能方便操作等。 本“設(shè)計(jì)”設(shè)計(jì)的 液壓式自動(dòng)張緊裝置采用了液壓缸和絞車結(jié)合的方式，一定程度上滿足了上述目的，定為生產(chǎn)實(shí)際帶來很大效益。 2. 液壓式自動(dòng)張緊裝置的特點(diǎn) 液壓式自動(dòng)拉緊裝置，與電力、氣壓傳動(dòng)相比，具有以下特點(diǎn)： （ 1）液壓傳動(dòng)裝置能在運(yùn)行過程中進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大。 （ 2）在同樣功率下，體積小、質(zhì)量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊，能傳遞較大的力和轉(zhuǎn)矩。 （ 3）工作較平穩(wěn)、反應(yīng)快、沖擊小、可高速啟動(dòng)、制 動(dòng)和換向、換制動(dòng)較簡(jiǎn)單，操作較方便、省力、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 （ 4）易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，可以自行潤(rùn)滑，因此使用壽命較長(zhǎng)。 （ 5）可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其布置也具有很大的靈活性。 （ 6）由于其元件實(shí)現(xiàn)了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，容易設(shè)計(jì)制造和推廣使用。 （ 7）因功率損失等原因所產(chǎn)生的熱量可以由流動(dòng)著的油液帶走，因此避免了局部溫升現(xiàn)象。 由于其液壓缸的行程及油壓所限，只適用于中長(zhǎng)距離的帶式輸送機(jī)，可與輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電器控制聯(lián)網(wǎng)。 通過上文的分析，結(jié)合他們的優(yōu)點(diǎn)，下面將分三部分對(duì)液壓式自動(dòng)張緊裝置的結(jié)構(gòu)布置、 液壓式自動(dòng)張緊裝置的液壓系統(tǒng)、液壓缸等進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 14 - 第 2 章 皮帶運(yùn)輸機(jī)液壓自動(dòng)張緊裝置的總體結(jié)構(gòu) 2.1 皮帶運(yùn)輸機(jī)張緊裝置的總體結(jié)構(gòu)的確定 2.1.1 總體結(jié)構(gòu)各部件的確定 通過對(duì)整個(gè)張緊裝置的作用以及應(yīng)滿足的要求的分析和選擇，確定裝置應(yīng)具有的部件如下。 1.執(zhí)行部件的選擇 由前文可知張緊裝置在其工作中的作用如下： （ 1）保證帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的足夠張力，從而保證驅(qū)動(dòng)裝置依靠摩擦傳動(dòng)所必須傳遞的摩擦牽引力，以帶動(dòng)輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 2）保證承載分支最小張力點(diǎn)的必須張力，限制輸 送帶在托輥之間垂度，保證帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行，不致因輸送帶松弛而導(dǎo)致打滑、跑偏等現(xiàn)象。 （ 3） 補(bǔ)償塑性變形與過渡工況時(shí)輸送帶伸長(zhǎng)量的變化。由于負(fù)載變化會(huì)引起輸送帶發(fā)生長(zhǎng)度變化，蠕變現(xiàn)象也會(huì)造成輸送帶伸長(zhǎng)，張緊力是變化的，必須經(jīng)常調(diào)節(jié)拉緊滾筒的位置，才能保證帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行。 （ 4）為輸送帶重新接頭作必要的行程準(zhǔn)備。每部帶式輸送機(jī)都有若干個(gè)接頭，可能在某一時(shí)間接頭會(huì)出現(xiàn)問題，必須截頭重做，拉緊裝置為帶式輸送機(jī)已準(zhǔn)備了負(fù)荷以外的輸送帶，這樣接頭故障就可以通過放松拉緊裝置重新接頭來解決問題。 可見，拉緊裝置應(yīng) 具有自動(dòng)調(diào)節(jié)拉緊力、響應(yīng)快、體積小、控制簡(jiǎn)單、等特點(diǎn)。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，液壓自動(dòng)拉緊裝置的執(zhí)行元件可選擇工程液壓缸結(jié)合調(diào)度絞車的形式，以滿足皮帶機(jī)在正常工作、斷帶調(diào)整、重新街頭以及位置轉(zhuǎn)移時(shí)對(duì)拉緊裝置的不同要求。 2.控制部件的選擇 （ 1）皮帶運(yùn)輸機(jī)在煤礦生產(chǎn)中大多用在井下和地上選煤廠，在井下使用時(shí)應(yīng)保證其工作過程中不產(chǎn)生電火花，所以張緊裝置應(yīng)有防爆控制箱。 （ 2）拉緊裝置正常工作時(shí)，可采用泵斷續(xù)的供油，利用蓄能器實(shí)現(xiàn)油缸的自動(dòng)拉緊和特殊情況下啟保護(hù)作用，以此減少消耗，降低能耗。 （ 3）在皮帶運(yùn)輸機(jī)尾部拉緊小 車的軌道上設(shè)置行程開關(guān)，來控制液壓拉緊系安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 15 - 統(tǒng)快速動(dòng)作，以防在斷帶時(shí)拉緊小車的快速后退和油缸中某一腔的液壓急劇變化而造成很大的沖擊對(duì)系統(tǒng)帶來巨大的破壞。 3.動(dòng)力及其他部件的選擇 （ 1）設(shè)置液壓泵站，為系統(tǒng)提供動(dòng)力。 （ 2）設(shè)置固定繩座，選擇系統(tǒng)所用的綱繩以及其他附屬元件。 2.1.2 連接各部件并繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)圖 1. 拉緊裝置總體組成及其作用 由上文分析、選擇可知，拉緊裝置總體有以下幾部分組成： （ 1）油缸，正常工作時(shí)的執(zhí)行元件。 （ 2）慢速調(diào)度絞車，在皮帶機(jī)斷帶調(diào)整、重新接頭時(shí)工作。 （ 3）防爆控制箱 ，皮帶機(jī)在井下工作時(shí)起隔離、防爆作用。 （ 4）液壓泵站，提供壓力油、提供系統(tǒng)動(dòng)力。 （ 5）蓄能器，在液壓泵間隔空轉(zhuǎn)時(shí)為系統(tǒng)提供動(dòng)力，并在特殊情況下其保護(hù)作用。 （ 6）行程開關(guān)，起斷帶保護(hù)的作用。 （ 7）其他部件，為系統(tǒng)起固定、連接、傳動(dòng)等作用。 2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖 如圖 3-1所示，為系統(tǒng)總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)圖 圖 2-1 皮帶機(jī)液壓自動(dòng)拉緊裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)圖 1.皮帶； 2.拉緊小車； 3.小車軌道； 4.綱繩； 5.滑輪組； 6.行程開關(guān)； 7.液壓泵站； 8.固定繩座； 9.防爆控制箱； 10.拉緊油缸； 11.蓄能器； 12.慢速調(diào)度絞車 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 16 - 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置圖說明： （ 1）拉緊油缸的中線位置、滑輪組、綱繩的布置位于同一水平面內(nèi)。 （ 2）防爆控制箱 9、液壓泵站 7為無地基放置件，可根據(jù)使用場(chǎng)合的不同靈活放置。 （ 3）最上方和最下方的綱繩之間的水平距離應(yīng)盡量大，具體尺寸見工程圖。 2.2 繪制張緊裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)圖 由于液壓缸、拉緊絞車等的大小尺寸未定，所以“張緊裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置詳細(xì)圖”的繪制可在其他部分都確定好后進(jìn)行。 張緊裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置詳細(xì)見附圖 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 17 - 第 3 章 張裝置的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)和拉緊裝置應(yīng)該滿足要求分析 1.設(shè)計(jì)參數(shù)： （ 1）張緊力： F = 60 150 KN； （ 2）張緊速度： V = 2 m/min，快退速度為： V = 4 m/min； （ 3）張緊行程： s =1000 mm。 2.設(shè)計(jì)要求分析： 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，考慮多方面原因得出以下拉緊裝置應(yīng)滿足的要求： （ 1）如圖 3-1所示，實(shí)現(xiàn)油缸的張緊、松開以及特殊時(shí)期的動(dòng)作。； （ 2）張緊系統(tǒng)能隨皮帶張力的大小的變化而動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)皮帶的張緊力在一 范圍內(nèi)保持 不變，這里取皮帶的張力 F 張 的范圍為： 0 . 9 5 1 . 0 5F F F張 張 張 （ 3）能滿足在特殊情況下對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)，如：斷帶時(shí)的斷帶保護(hù)、過載時(shí)的過載保護(hù)等； （ 4）由于啟動(dòng)時(shí)的需要的壓力很大，應(yīng)保證系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的工作壓力值為正常工作時(shí)的 1.4 1.5倍，滿足油缸能正常啟動(dòng)而不至于產(chǎn)生皮帶打滑等不良現(xiàn)象，同時(shí)要保證系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，沖擊較小。 圖 3-1 油缸布置位置及連接油路圖 1.皮帶； 2.拉緊小車； 3.小車軌道； 4.綱繩； 5.滑輪組； 6.行程開關(guān)； 7. 固定繩座； 8. 拉緊油缸 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 18 - 3.1 液 壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1.1 工況分析并確定液壓缸參數(shù) 1.負(fù)載分析初步確定各工況的負(fù)載和速度 液壓缸負(fù)載主要包括：張緊力、摩擦阻力、慣性阻力、重力、密封阻力和背壓阻力等。 （ 1）張緊力：根據(jù)油缸、綱繩的連接的形式可知： F 張 =60： 150/2=30： 75 同時(shí)應(yīng)考慮油缸啟動(dòng)時(shí)的壓力應(yīng)為實(shí)際工作壓力的 1.4 1.5 倍，所以油缸的F 張 在啟動(dòng)時(shí)應(yīng)為： 42 105 KN （ 2）摩擦阻力： 由于液壓缸的摩擦阻力相對(duì)于張緊力很小，故可忽略不計(jì)。 （ 3）慣性阻力、重力： 由于液壓缸水平布置，且其工作時(shí)運(yùn)動(dòng)量很小 ，不屬于快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)型，故慣性阻力、重力可不以考慮。 （ 4）密封阻力和背壓阻力： 將密封阻力考慮在液壓缸的機(jī)械效率中去，取液壓缸的機(jī)械效率為 0.9 背壓阻力是液壓缸回油路上的阻力，初算時(shí)可不考慮，其數(shù)值在系統(tǒng)確定后才能定下來。 由上面計(jì)算可得表 1-1 液壓缸各工況負(fù)載計(jì)算 表 1-1 進(jìn)給液壓缸負(fù)載計(jì)算 工 況 計(jì) 算 公 式 液 壓 缸 的 負(fù) 載（ KN） 啟 動(dòng) 階 段 F 啟 F 實(shí) F 啟 min=42/0.9=46 F 啟 max=105/0.9=116.7 張 緊 階 段 F 工 =F 張 F 工 min=30/0.9=33.33 F 張 max=75/0.9=83.3 由于液壓缸的工況階段在張緊階段，且其快退時(shí)的速度的范圍沒有限制，所以在設(shè)計(jì)過程中主要考慮張緊階段以及啟動(dòng)階段。這里液壓缸的負(fù)載圖、速度圖也不再列出。 2.初步確定液壓缸參數(shù) （ 1）液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿的內(nèi)徑 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 19 - 由 F 啟 max= 116.7（ KN）、 F 工 max=83.3，由 表 9 3、 9 4、9-5取 P 工 = 12 Mpa，為防止啟動(dòng)產(chǎn)生 沖擊 ,液壓缸回油腔應(yīng)有背壓 ,設(shè)背壓為 0.6Mp。為保證穩(wěn)定的低速進(jìn)給，用液壓缸的有桿腔作為工作進(jìn)給時(shí)的工作腔，則液壓缸的直徑 D為： cmmPP FD 88.111188.0109.03.01214.3 1 1 6 7 0 042/4 621 工 國(guó)標(biāo) GB 2348-80,可取 D = 12.5cm 同時(shí)，由 P 工 = 12Mpa 9.51 Mpa，故可取活塞桿直徑 d 為： 0 . 7 0 0 . 7 0 1 2 . 5 8 . 7 5 c mdD 查表得，取標(biāo)準(zhǔn)值 d= 9cm 根據(jù)已取得缸徑和活塞桿的直徑，計(jì)算液壓缸的實(shí)際有效面積，無桿腔面積A1 和有桿腔面積 A2 分別為： A1=122.66cm2, A2=59.07cm2 驗(yàn)算液壓缸能否獲得最小的穩(wěn)定速度，如果驗(yàn)算后不能獲得最小穩(wěn)定速度時(shí)，還要相應(yīng)加大液壓缸直徑，直至滿足穩(wěn)定速度為止，其計(jì)算方法如下： 2m i nm i n70 3 5 c m2QA V 穩(wěn)式中： A 穩(wěn) 能保證最小穩(wěn)定速度的最小有效面積； Qmin 調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量；從手冊(cè)中查得 Q= 25L/min，流量閥 Qmin= 70cm3/min； Vmin 執(zhí)行機(jī)構(gòu)最小速度。 根據(jù)上面計(jì)算，由于液壓缸有效面積 A1 A 穩(wěn) ，所以能滿足最小穩(wěn)定速度的要求。 （ 3）計(jì)算進(jìn)給液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段的壓力、流量和功率 通過估計(jì)，工作時(shí)背壓 P 背 =8 105Pa，快退時(shí)背壓力 P 背 = 6 105Pa， 同時(shí)根據(jù)上面計(jì)算出的液壓缸的直徑及活塞桿的直徑等，計(jì)算出液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段的壓力、流量和功率，如下表 1-2。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 20 - 表 1-2 液壓缸的壓力、流量和功率計(jì)算 工況 負(fù)載 F(KN) 回油腔壓力 P2（ Mp） 進(jìn)油腔壓力 P1(Mp) 輸入油量 Q(L/min) 輸入功率 N(Kw) 計(jì)算公式 啟動(dòng)階段 46116.7 P2=P1 7.2318.35 變化值 變化值 P1 F/(A1-A2) Q=(A1-A2)*V N=P1*Q 張緊階段 33.383.3 P2=0.6 6.8815.35 11.8 1.353.02 P1=(F+A1*P2)/A2 Q=A2*V1 N=P1*Q 快速后退 1.1 P2=0.5 1.22 49 1 P1=(F+A1*P2)/A2 Q=A1*V N=P1*Q 3.1.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 1.選擇液壓基本回路 （ 1）選擇泵源及壓力控制回路（如圖 3-2） 圖 3-2 壓力控制回路 根據(jù)工況分析，由于啟動(dòng)時(shí)的張緊力是正常工作時(shí)的 1.4 1.5 倍，所以應(yīng)設(shè)置 高 壓 溢 流 閥 19 ， 高 壓 溢 流 閥 的 溢 流 壓 力 為 正 常 工 作 壓 力 的 1.4 1.5 倍，同時(shí)設(shè)置二位兩通電磁閥 18 控制正常工作時(shí)的系統(tǒng)壓力；啟動(dòng)時(shí)，二位兩通電磁閥 18 處右位斷開，此時(shí)系統(tǒng)壓力由 19 控制，啟動(dòng)結(jié)束后， 18處左位接通，此后系統(tǒng)壓力由 17控制。 （ 2） 選擇蓄能供能回路和過載保護(hù)回路（如圖 3-3） 設(shè)置蓄能器 11可在一定時(shí)間內(nèi)保持系統(tǒng)壓力動(dòng)態(tài)并衡，同時(shí)其采用壓力繼電器 12 及二位二通電磁閥 13 可起到斷帶保護(hù)的作用。圖示壓力油流動(dòng)方向?yàn)閱?dòng)后壓力油流動(dòng)方向，此時(shí)，蓄能器蓄能。啟動(dòng)階段，由于系統(tǒng)壓力較高，此時(shí)二位二通電磁閥 10 應(yīng)斷開，啟動(dòng)完畢后接通。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 21 - 圖 3-3 蓄能、供能、斷帶保護(hù)回路 圖 3-4 過載和快退保護(hù)回路 （ 3）選擇斷帶保護(hù)回路（如圖 3-3） 實(shí)際工作中，當(dāng)意外事情（如突然斷帶等）發(fā)生時(shí)，會(huì)對(duì)液壓缸產(chǎn)生很大沖擊，此時(shí)若對(duì)系統(tǒng)不加以保護(hù)，定會(huì)造成嚴(yán)重的損失。為防止類似事情發(fā)生，在小車軌道上設(shè)置行程開關(guān) 9，斷帶時(shí)，小車快速右移，觸動(dòng)行程開關(guān)，行程開關(guān)通過控制二位二通電磁換向閥 13，使 YA得電，左位工作，油液壓力下降，通過二位二通電磁換向閥 13流回油箱，從而保護(hù)系統(tǒng)。 （ 4）過載保護(hù)回路（如圖 3-4） 實(shí)際工作過程中，若皮帶機(jī)突然過載，即油缸有桿腔壓力突然增大，此 時(shí)可以通過設(shè)置壓力溢流閥，設(shè)置溢流閥壓力為某一定值，當(dāng)油缸中的壓力達(dá)到此值時(shí)即通過溢流閥 8 卸荷，活塞桿左移，過載消除液壓缸恢復(fù)原位，保持皮帶拉壓力在一個(gè)很小范圍內(nèi)變化。同理，油缸有桿腔壓力突然增大時(shí)（皮帶輕載），活塞桿右移拉緊皮帶。 2.液壓回路的組合及其動(dòng)作原理 根據(jù)以上選擇的液壓回路，考慮各個(gè)回路及元件之間的先后動(dòng)作組合成符合設(shè)計(jì)要求的液壓系統(tǒng)并繪出液壓系統(tǒng)圖（如圖 3-5）。 其基本動(dòng)作原理簡(jiǎn)要如下： （ 1）啟動(dòng)階段：?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)，泵 2 開始工作，同時(shí)二位二通電磁閥 18 和二位二通電磁閥 10 聯(lián)動(dòng) 2YA、 5YA 動(dòng) 作并延時(shí)（設(shè)定延時(shí)時(shí)間為系統(tǒng)壓力達(dá)到電磁溢流閥 19 設(shè)定值為止，此時(shí)間可通過試驗(yàn)得到，觀測(cè)壓力表 6），二位二通電磁閥18 處右位、二位二通電磁閥 10 處上位，從而系統(tǒng)壓力由電磁溢流閥 19 控制；油液通過兩三位四通電磁閥 3、調(diào)速閥 15、液控單向閥 14、進(jìn)入液壓缸有桿腔，油液壓力達(dá)到一定值后，活塞、活塞桿帶動(dòng)滑輪組以及拉緊小車右移，進(jìn)而拉緊皮帶，液壓缸無桿腔油液經(jīng)二位三通電磁閥 5、經(jīng)二位四電磁閥 3回油箱。 （ 2）張緊階段：二位二通電磁閥 18 和二位二通電磁閥 10聯(lián)動(dòng)， 2YA、 5YA 延時(shí)結(jié)束后失電，二位二通電磁閥 18 處左 位、二位二通電磁閥 10 處下位，此時(shí)系安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 22 - 統(tǒng)壓力由 電液比例 溢流閥 17控制；油液繼續(xù)進(jìn)入液壓缸有桿腔的同時(shí)經(jīng)二位二通電磁閥 10 進(jìn)入蓄能器 11，蓄能器 11 蓄能；到蓄能器的壓力達(dá)到一定值（系統(tǒng)工作時(shí)的壓力值），電磁壓力繼電器 12動(dòng)作控制電磁溢流閥 19的二位二通閥的 1YA，使電磁溢流閥 19 的二位二通閥接通，油液從泵源直接回油箱，泵空轉(zhuǎn)（停止工作）。 （ 3）保壓階段：由蓄能器為液壓缸補(bǔ)充由于油液損失而造成的壓力不足等，以維持液壓缸的正常的工作壓力；由于油液損失的繼續(xù)，以至蓄能器的補(bǔ)充也難以維持時(shí)（系統(tǒng)壓力小于規(guī)定值時(shí)）， 電磁繼電器 12 動(dòng)作，控制控制電磁溢流閥19 的二位二通閥的 1YA， 1YA 失電，使使電磁溢流閥 19 的二位二通閥斷開，油液從新向液壓缸有桿腔、蓄能器供油；到蓄能器的壓力達(dá)到一定值（系統(tǒng)工作時(shí)的壓力值），電磁繼電器 12動(dòng)作控制電磁溢流閥 19的二位二通閥的 1YA，使電磁溢流閥 19的二位二通閥接通，油液從泵源直接回油箱，泵空轉(zhuǎn)（停止工作），這樣系統(tǒng)反復(fù)此過程，保證液壓缸工作的正常壓力。 （ 4）快退階段：系統(tǒng)要停止工作時(shí)，控制二位四電磁閥 3， 3YA 得電，油液通過二位三通電磁閥 13 進(jìn)入液壓缸無桿腔，有杠腔油液通過液控 單向閥 14 和調(diào)速閥 15回油箱，同時(shí)蓄能器 11也卸荷。當(dāng)液壓缸碰到障礙物或壓油回路堵塞（液控單向閥壞了）油液可通過溢流閥 7回油箱，從而保護(hù)系統(tǒng)。 （ 5）實(shí)際工作中，當(dāng)意外事情（如突然斷帶等）發(fā)生時(shí)，會(huì)對(duì)液壓缸產(chǎn)生很大沖擊，此時(shí)若對(duì)系統(tǒng)不加以保護(hù)，定會(huì)造成嚴(yán)重的損失。為防止類似事情發(fā)生，在小車軌道上設(shè)置行程開關(guān)，斷帶時(shí)，小車快速右移，觸動(dòng)行程開關(guān)，行程開關(guān)通過控制二位二通電磁換向閥 13，使 YA 得電，左位工作，油液壓力下降，通過二位二通電磁換向閥 13流回油箱，從而保護(hù)系統(tǒng)。 （ 6）反饋控制系統(tǒng)（圖 3-7） 定期對(duì) 皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行拉力測(cè)試，得到的拉力值可輸入到信號(hào)接收器 16，進(jìn)而將得到的拉力值同電磁比例溢流閥 17的設(shè)定值比較、分析，得到兩值之差并反饋給電磁比例溢流閥 17，使其重新設(shè)定其壓力值，從而保證皮帶運(yùn)輸機(jī)、拉緊系統(tǒng)的可靠性。 圖 3-7反饋控制系統(tǒng)的基本組成 圖中： u 輸入信號(hào)（指令），它決定于系統(tǒng)外部的變化； 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 23 - r 參考輸入，比例于輸入信號(hào)并與主反饋信號(hào)進(jìn)行比較，為固定值； b 主反饋信號(hào)，它是被控量的函數(shù)，并與 r 進(jìn)行比較以產(chǎn)生偏差信號(hào)； 偏差信號(hào)，參考輸入與主反饋之差； c 輸出信號(hào)（被控量信號(hào)），系統(tǒng)中變化規(guī)律需要檢測(cè)和加以控制的信號(hào)，這里指的是皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶的松緊程度 (拉力 )。 f 干擾信號(hào)，除輸入信號(hào)外對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響的因素。 注 *這里的對(duì)象指皮帶運(yùn)輸機(jī)（皮帶），執(zhí)行元件指液壓缸。 （ 7）實(shí)際工作過程中，若皮帶機(jī)突然過載，即油缸有桿腔壓力突然增大，此時(shí)可以通過設(shè)置壓力溢流閥，設(shè)置溢流閥壓力為某一定值，當(dāng)油缸中的壓力達(dá)到此值時(shí)即通過單向閥 9經(jīng)溢流閥 7卸荷，活塞桿左移，過載消除液壓缸恢復(fù)原位，保持皮帶拉壓力在一個(gè)很小范圍內(nèi)變化。同理，油缸有桿腔壓力突然增大時(shí)（皮帶輕載 ），活塞桿右移拉緊皮帶。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 24 - 圖 3-5 液壓缸布置及液壓系統(tǒng)圖 1.濾油器； 2.液壓泵； 3.兩位四通電磁閥； 4. 背壓閥； 5.兩位三通閥； 6. 壓力表； 7、 8. 溢流閥； 9.行程開關(guān)； 10、 13、 18.兩位兩位電磁閥； 11蓄能器 .；12.壓力繼電器； .14. 液控單向閥調(diào)速閥； 15.調(diào)速閥； 16.信號(hào)接收器； 17.電安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 25 - 液比例溢流閥； 19.電磁溢流閥 3.2 液壓元件的選擇 3.2.1 液壓泵的計(jì)算與選擇 1.確定泵的工作壓力 Pp 野鴨泵在啟動(dòng)、張緊和快退各工況都向系統(tǒng)供油，由表 1-2 可知，最大工作壓力為： P1 18.35Mpa，在出口節(jié)流調(diào)速中，由于此油路簡(jiǎn)單，故取進(jìn)油路壓力損失 P1 0.5Mpa。則泵的最高工作壓力為： Pp=P1+ P=18.35+0.5=18.85Mp 2.確定液壓泵流量 液壓泵流量應(yīng)考慮液壓缸最大工作流量和回路的泄漏，常取回路泄漏系數(shù) K 1.1 1.4，如取 K 1.1，則液壓泵工作流量 Q 泵 為： Q 泵 =K*Qmax=1.1 49=53.9L/min 3.選擇液壓泵的規(guī)格和型號(hào) 據(jù) Pp、 Q 泵 值，查閱 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 20 5 21選擇，可選型號(hào)為： T6 ，額定流量： 10 214L/min，取 54L/min,額定壓力： 24.5 28Mpa ，額定轉(zhuǎn)速： 6001800r/min 3.2.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的計(jì)算和選擇 1. 由表 1-2 可知，液壓缸的最大輸出功率在張緊階段，此時(shí)的 P115.35Mpa， Q 泵 =11.8L/min，液壓缸的總效率?。?泵 0.9，則電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率 N 電 為： kwQPN 77.28.010 10608.111035.15826.010 3363 泵泵泵電 其中 P max/PN=21.6/24.5 28=0.882 0.77 2.選擇電機(jī)的規(guī)格和型號(hào) 考慮需要的功率和電機(jī)的使用要求（井下使用要考慮防爆）及其安裝和泵的連接形式等，由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19 3查得，選擇 YB系列隔爆型異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為 YB132S-6的電機(jī)， PN為 3kw，滿載轉(zhuǎn)速為 960r/min。 3.2.3 液壓元件的選擇 根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)圖，計(jì)算通過各個(gè)元件的最大流量和最高工作壓力，安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 26 - 選擇液壓元件的規(guī)格。 選好的元件規(guī)格表如表 1-3。 表 1-3 元件規(guī)格表 序號(hào) 名 稱 型 號(hào) 規(guī) 格 最大使用流量 / L min-1 壓力 /Mpa 流量/L min-1 1 濾油器 ZU-H63 10S 31.5 63 49 2 液壓泵 T6 24.5-28 54 54 3 兩位四通電磁閥 4WE620 31.5 100 49 4 背壓閥 FBF3-20B 31.5 50 49 5 二位三通電磁閥 3WE610 31.5 50 49 6 壓力表 AF6EA30/Y25 25 7 溢流閥 Y2Hd20F 31.5 50 49 8 溢流閥 Y2HD20F 31.5 50 49 9 行程開關(guān) 10 二位二通電磁閥 2WE620 31.5 100 49 11 蓄能器 NXQ1/2-L10/ 31.5 12 壓力繼電器 HED2OA20/20 31.5 13 二位二通電磁閥 2WE620 31.5 100 30 14 液控單向閥 AF3-Eb20B 21 45 15 調(diào)速閥 MSA10EF49 31.5 600 49 16 信號(hào)接 收器 17 電液比例溢流閥 DAW20A-30-31.5 31.5 50 49 18 二位二通電磁閥 2WE620 31.5 100 30 19 電磁溢流閥 3.2.4 油管的計(jì)算與選擇 1、吸油管道 Q 泵 54L/min, 通過流量 1m/s，則吸油管內(nèi)徑為： 34 4 5 4 1 0 0 . 0 3 8 3 81 6 0Qd m mv 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 20 8 2，取公稱通徑 d=40mm,外徑 50mm 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 27 - 2、壓油管道 Q 11.8L/min, 通過流量 3.5m/s，則壓油管內(nèi)徑為： 公式同上， d=9.6mm, 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 20 8 2，取公稱通徑 d=10mm,外徑 18mm 3、回油管道 Q 49L/min, 通過流量 2.5m/s，則回油管內(nèi)徑為： 公式同上， d=20mm, 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 20 8 2，取公稱通徑 d=20mm,外徑 28mm 以上三種管皆為無縫鋼管。 3.2.5 蓄能器、油箱的選擇 1.蓄能器的工作容積的確定 根據(jù)蓄能器在系統(tǒng)中起保壓、補(bǔ)充漏油和輔助動(dòng)力源 ,蓄能器的容積為： 20021/ 0 . 9 5 0 . 9 51 . 1 8 1 . 1 80 . 9 51 / 0 . 11 1 . 0 5PPVVPP 11.2L V是供液容積， V 1/4*V 有 P2 是供油壓力， P2 0.95 P0 P1 是充油壓力， P1 1.05 P0 P0 是充氣壓力 考慮到蓄能器的功用，容積盡量取大一些，能使系統(tǒng)的穩(wěn)定供油時(shí)間更長(zhǎng)些。 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查表取型號(hào)為 NXQ1/2-L10/*、公稱容積為 10L，壓力為 31.5Mpa的蓄能器，考慮到蓄能器的主要作用是長(zhǎng)時(shí)間保壓，使用時(shí)采取兩個(gè)并聯(lián)使用。蓄能器安裝在便于檢查和維修的位置，并遠(yuǎn)離熱源。皮囊式蓄能器應(yīng)油口向下，充氣閥朝上豎直安放。蓄能器與液壓泵之間應(yīng)裝設(shè)單向閥。各蓄能器應(yīng)牢固地固定 在支架上，并固定在地基上，預(yù)防蓄能器從固定部位脫開而發(fā)生飛起傷人事故。 2.油箱容積的確定 油箱的有效容量與系統(tǒng)的流速有關(guān)，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，油箱的功能主要是儲(chǔ)油和散熱，由于工作時(shí)主要由蓄能器提供油液，系統(tǒng)散發(fā)地?zé)崃可?，所以系?=2，則： V=2 54 108L 根據(jù)油箱容積規(guī)格，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查表 20 1 9（ JB/T7938-1993）工作容量 100L，工作容積同時(shí)為滿足工作要求，應(yīng)選封閉式油箱。 為了相同地容量下取得最大的散熱面積，油箱外形以立 方體或長(zhǎng)六面體為宜，安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) - 28 - 油箱的頂蓋要安放泵和電機(jī)，閥的集成裝置有時(shí)也安放在箱蓋上，最高油面只允許達(dá)到油箱高度的 80，油箱一般用鋼板焊接而成。 3.3 液壓系統(tǒng)主要性能的驗(yàn)算、繪制系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算包括壓力損失驗(yàn)算、系統(tǒng)溫升驗(yàn)算等，但其都應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、管路的長(zhǎng)度及布置等進(jìn)行，由于系統(tǒng)以及整個(gè)裝置的整體布置未定，這里省略。 根據(jù)設(shè)計(jì)繪制系統(tǒng)工作原理圖，見附圖。 第 4 章 液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，是液壓系統(tǒng)中的核心部件，不同類型的液壓缸組成零部件也不同，但其大致 由缸體、活塞、活塞桿、缸底、緩沖裝置、排氣裝置、支承座以及導(dǎo)向、密封、防塵裝置等組成。根據(jù)設(shè)計(jì)的液壓缸的使用要求不同可選擇設(shè)計(jì)各零部件。 4.1 液壓缸的類型、安裝形式的選擇和 主要技術(shù)參數(shù)的確定 4.1.1 液壓缸的類型的確定 1.液壓缸的類型 根據(jù)