礦用無動(dòng)力灑水車-我們作品

全國(guó)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽向工業(yè)工程方向工業(yè)工程方向Thethree-dimensionaldigitalinnovationdesigncontestThedirectionofIndustrialEngineering團(tuán)隊(duì)：風(fēng)華正茂指導(dǎo)教師：張建中袁建軍學(xué)生成員：王政、鄒陽、周學(xué)超、劉欣佳參賽方向：工業(yè)與工程設(shè)計(jì)大賽競(jìng)賽項(xiàng)目：工業(yè)設(shè)計(jì)主要軟件：proe、solideworks、會(huì)聲會(huì)影、keyshot無動(dòng)力礦用灑水車礦用無動(dòng)力灑水車——設(shè)計(jì)理由

過去傳統(tǒng)礦用灑水車依靠電機(jī)的得拖著電線走,依靠?jī)?nèi)燃機(jī)的在巷道運(yùn)動(dòng)不但產(chǎn)生噪音，還排出有害氣體，對(duì)工作人員的身心造成很大損害，因而很多工人的意見很大。為此我們發(fā)明了這種噪聲小、無污染、無單獨(dú)動(dòng)力源的新型礦用除塵灑水車。礦用無動(dòng)力灑水車——設(shè)計(jì)思路

在運(yùn)行中，由車輪和道導(dǎo)所摩擦產(chǎn)生的動(dòng)力是礦車輪在轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力源，利用其車輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到鏈輪上，通過鏈輪的增速后帶動(dòng)介輪軸上的曲柄連桿，進(jìn)而傳遞到空氣壓縮泵中的活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣包內(nèi)氣體的加壓，壓縮空氣對(duì)水箱內(nèi)的水加壓，水在壓力下將水從容器的管道進(jìn)入噴霧嘴，即可達(dá)到霧狀的噴水作用，實(shí)現(xiàn)良好的巷道除塵效果。摩擦力軸轉(zhuǎn)動(dòng)鏈傳動(dòng)空壓機(jī)水箱壓力動(dòng)力系統(tǒng)礦用無動(dòng)力灑水——設(shè)計(jì)原理

煤礦無動(dòng)力灑水車：

我們通過多次煤礦巷道考察，經(jīng)過反復(fù)的計(jì)算和論證，計(jì)算車輪在運(yùn)動(dòng)中，礦車輪與導(dǎo)軌的摩擦力，可以帶動(dòng)3千瓦的空氣壓縮泵向水箱加以足夠的氣壓，使水箱的承壓水從6個(gè)噴嘴噴出霧狀，高度可達(dá)2.5米的水簾式噴霧水，達(dá)到巷道除塵，沖刷巷道煤塵的目的。高度可達(dá)2米至2.5米。一車水可清理巷道煤塵8至10公里，停止運(yùn)行后原地的氣包里的壓縮氣體仍可以供壓縮儲(chǔ)水器里的水噴20分鐘，所以能夠?qū)ψ鳂I(yè)面和放炮后的煙霧煤塵進(jìn)行徹底清除，它的優(yōu)點(diǎn)還在于動(dòng)力來源于礦輪與導(dǎo)軌間摩擦產(chǎn)生的動(dòng)力，不用電不用油，無噪音。省人工，安全可靠。動(dòng)力系統(tǒng)

傳動(dòng)系統(tǒng)介紹礦用無動(dòng)力灑水——?jiǎng)恿ο到y(tǒng)簡(jiǎn)介

灑水車的動(dòng)力系統(tǒng)是通過輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鏈輪，經(jīng)過鏈輪的變速后傳遞給空氣壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)“無動(dòng)力”的目的。輪子鏈輪空壓機(jī)（運(yùn)動(dòng)仿真）礦用無動(dòng)力灑水——?jiǎng)恿ο到y(tǒng)簡(jiǎn)介V型壓縮泵運(yùn)動(dòng)原理

鏈輪帶著曲軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)活塞向高壓柱塞端反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，塞內(nèi)空氣會(huì)形成一定壓力?？諝獗粔嚎s進(jìn)入氣包內(nèi)，進(jìn)而進(jìn)去水箱形成壓力。礦用無動(dòng)力灑水——整體圖礦用無動(dòng)力灑水——作品展示水箱壓力表車輪及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)車架灑水管空壓機(jī)與氣包動(dòng)力系統(tǒng)

礦用無動(dòng)力灑水——效果圖礦用無動(dòng)力灑水——設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)

灑水車輪的摩擦力計(jì)算

已知灑水車及水總共2.2噸，輪徑300mm，根據(jù)機(jī)械手冊(cè)上的關(guān)與滾動(dòng)摩擦力矩的公式：

M=N×μk=F×r,

M-摩擦阻力矩，N-重力，μk-摩擦系數(shù)=0.05，注：F作用于輪中心的摩擦阻力，r車輪半徑，根據(jù)上述公式計(jì)算出F的數(shù)值。導(dǎo)軌受力圖車輪的受力圖礦用無動(dòng)力灑水——設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)軸受載荷圖主軸的受力分析彎曲應(yīng)力由下式?jīng)Q定：式中：W—車輛軸重—垂向動(dòng)態(tài)載荷系數(shù)P—橫向力：：其中為橫向動(dòng)載荷—軸徑向的垂向力，—P引起的踏面上的垂向力，m—安全系數(shù)Z—車軸輪座處抗彎矩截面模數(shù)—輪座處P引起的彎曲力矩—輪座處垂向動(dòng)態(tài)載荷引起的彎曲力矩—輪座處橫向力引起的彎曲力矩—輪座處的彎曲力矩礦用無動(dòng)力灑水——結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

當(dāng)液體在高壓的作用下，以很高的速度噴射出噴嘴進(jìn)入到靜止或低速氣流中，由于噴嘴內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)不同，其霧化過程也在此次的礦用灑水車上我們選擇了直射噴頭，而且通過噴頭上的螺栓可以調(diào)節(jié)噴水的水流大小和高度以適應(yīng)不同的巷道環(huán)境。原理：直射噴頭中液體經(jīng)過加壓后獲得較大的動(dòng)能，經(jīng)過小孔后液體將以很大的速度噴射出去，在液體表面張力、粘性及空氣阻力相互作用下，液體由滴落、平滑流、波狀流向噴霧流逐漸轉(zhuǎn)變。霧化噴嘴礦用無動(dòng)力灑水——?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)噴嘴水流壓力仿真得出噴嘴在壓力為0.5MPa，出水端的水流方向與壓力和速度的關(guān)系噴嘴噴射水流壓力力圖可以看出，噴嘴出口水流壓力普遍在0.5MPa左右。而水流速度普遍在6.5m/s左右，噴射水流范圍約為

水霧從噴嘴以一定的速度噴出，進(jìn)過空氣阻力速度降低，然后在重力作用下下落最佳噴霧面積在形成的噴霧扇形面最大且此時(shí)含有一定的噴射速度時(shí)候。有水流速度普遍在6.5m/s左右，噴施噴射水流角度范圍在20?去噴霧降塵的平均有效距離為2米?？梢杂?jì)算出單個(gè)噴嘴的覆蓋面積S：j蔣巷道視為截面為梯形的通道，更具實(shí)際情況取底寬3.0m，上頂寬2.5m，高為2.5m。則截面積取S=6.875㎡，由公式（式中；n為噴嘴數(shù)；k為有效系數(shù)，取0.75）經(jīng)計(jì)算n≈5.5，取6。因?yàn)橄锏罏樘菪危臻g布置設(shè)置如圖噴嘴處在水平最有效高度位置，其噴嘴只需向外布置。礦用無動(dòng)力灑水——模型建立鏈條軸承軸承座鏈輪礦用無動(dòng)力灑水——工程圖礦用無動(dòng)力灑水工程圖動(dòng)力系統(tǒng)礦用無動(dòng)力灑水——二維圖表礦用無動(dòng)力灑水——BOM表

BOM表礦用無動(dòng)力灑水車——有限元分析鏈條的有限元分析應(yīng)力（Stress）：1.在右側(cè)的豎立的色帶，顏色由藍(lán)到紅在正常情況下，表示應(yīng)力值從小到大，兩端為其最大和最下峰值。2.鏈條中顯示的顏色與右側(cè)色帶一致，越紅其應(yīng)力值越高！位移（Displacement）:1.在右上側(cè)的豎立的色帶，顏色由藍(lán)到紅在正常情況下，表示位移值從小到大，兩端為其最大和最下峰值。2.鏈條中顯示的顏色與右側(cè)色帶一致，越紅其位移值越大，即零件在此發(fā)生的位移越大！右端為動(dòng)力鏈輪礦用無動(dòng)力灑水——模具加工法蘭盤模具加工數(shù)控仿真礦用無動(dòng)力灑水——數(shù)控加工粗切、精切刀的軌跡礦用無動(dòng)力灑水——數(shù)控加工礦用無動(dòng)力灑水——數(shù)控加工精切礦用無動(dòng)力灑水——數(shù)控加工礦用無動(dòng)力灑水——使用方法

（1）使用前要仔細(xì)檢查空壓機(jī)的潤(rùn)滑油要在窗口的1/2位置，必須按氣泵的使用說明加注規(guī)定標(biāo)號(hào)的壓縮機(jī)潤(rùn)滑油，嚴(yán)禁無油運(yùn)行拉傷汽缸。(2)開始工作時(shí)，將噴霧系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)閥門打開，同時(shí)調(diào)節(jié)水的流量大小。（3）安全閥要固定人員管理調(diào)節(jié)，不得任何人隨意調(diào)節(jié)，該閥調(diào)至0.4Mpa范圍內(nèi)即可滿足灑水車的壓力需要，當(dāng)超出0.4Mpa時(shí)，安全閥自動(dòng)打開泄壓，確保水箱在安全的壓力下使用，同時(shí)要檢查氣壓表的靈活性。（4）空氣壓縮泵其額定壓力0.5Mpa，排氣1.5M3/min.（5）密封承壓水箱要打壓試驗(yàn)，設(shè)計(jì)壓力為1Mpa。試驗(yàn)壓力1.2Mpa。要求結(jié)構(gòu)緊固安全可靠。礦用無動(dòng)力灑水——適用范圍該車大小規(guī)格都有，適