井口液壓翻車系統(tǒng)設(shè)計

摘要翻車機(jī)最早應(yīng)用于礦山時稱作礦山翻籠，礦山翻籠依靠鋼絲繩驅(qū)動完成翻卸作業(yè)。經(jīng)過不斷改進(jìn)，翻車機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)前翻卸車輛的專用機(jī)械。現(xiàn)在的翻車機(jī)大部分還在用電動的翻車機(jī)，阻車器采用自動阻車器，這種機(jī)構(gòu)在遇到重翻礦車和不翻礦車的情況下需要手動來控制，電動翻車機(jī)噪聲大，也不方便維修。為了解決這個問題，同時為了使翻車機(jī)在工作中生產(chǎn)效率提高，并且易于控制和可靠耐用，將液壓和電控與翻車機(jī)相結(jié)合，研制新型的翻車機(jī)。翻車機(jī)的控制都是自動化，人的勞動強(qiáng)度大大減少。采用液壓作為動力源，可編程控制器PLC作為電控系統(tǒng)的翻車機(jī)能實現(xiàn)這些功能。現(xiàn)在市面上有一翻車機(jī)就是這樣設(shè)計的，而且效果都很好。配有液壓系統(tǒng)的翻車機(jī)，它們的結(jié)構(gòu)變得簡單，布置方式靈活，翻車和停車非常平穩(wěn)，與電控相結(jié)合，操作簡單換向沖擊小，也能實現(xiàn)過載保護(hù)。液壓元件一般都實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，方便設(shè)計、制造、安裝。設(shè)計的翻車機(jī)用液壓系統(tǒng)代替電動機(jī)減速傳動方式，用液壓泵驅(qū)動液壓馬達(dá)使翻車機(jī)工作，阻車器用液壓缸使其工作，阻車器與定位裝置聯(lián)動。用PLC可編程控制器來對翻車機(jī)實事控制。關(guān)鍵詞：翻車機(jī)；液壓系統(tǒng)；電控系統(tǒng)；阻車器

ABSTRACTDumpercalledminewhentheminewasfirstappliedtoturnthecage,thecageturnrelyonmineropedrivecompletiondumpingoperations.Throughcontinuousimprovement,dumperdumpinghasbecomethevehicleofspecialmachinery.Dumpernowmoststilluseelectricdumper.Cararresteruseautomaticcararrester.Inthecaseofsuchinstitutionsfaceturnedbacktothetubandthetubdoesnotneedtobecontrolledmanually.Electricdumpernoise,noreasymaintenance.Tosolvethisproblem,andinordertoimproveproductionefficiencyformuladumperatwork,andeasytocontrol,andreliableanddurable,hydraulicandelectriccontrolanddumpercombinethedevelopmentofnewdumper.Dumpercontrolisautomated,laborintensityisgreatlyreduced.Ashydraulicpowersource,programmablelogiccontrollerPLCastherolloverfunctionelectroniccontrolsystemtoachievethesefunctions.Therearenowadumperisdesignedthatway,andtheresultsaregood.Equippedwithahydraulicsystemdumper,theirstructurebecomessimple,flexiblearrangement,andparkingisverysmoothrollover,combinedwithelectroniccontrol,simpleoperationtochangeasmallimpact,butalsotoachieveoverloadprotection.Hydrauliccomponentsaregenerallystandardized,easytodesign,manufacture,installation.DumperdesignedtoreplacethemotorreducerTransmissionhydraulicsystem,hydraulicpumpdrivesahydraulicmotortoworkdumper,Usedcarstophydrauliccylindertomakeitwork,carstopandpositioningdevicelinkage.PLCprogrammablecontrollerwithreal-timecontrolofthedumper.Keywords：hydraulicsystem；dumperelectroniccontrolsystem；cararrester目 錄1緒論 頁1緒論1.1工程背景翻車機(jī)在現(xiàn)在的煤礦之中，作為一種卸礦設(shè)備經(jīng)常使用，這種機(jī)械在煤礦生產(chǎn)中非常重要。隨著采礦技術(shù)的不斷提高，煤的產(chǎn)量也不斷增加，運(yùn)輸量隨之不斷增大，原設(shè)計翻車機(jī)往往不能滿足要求，有些礦山開始設(shè)計是采用翻斗式礦車，如圖1-1，并且采用人工翻礦，使得生產(chǎn)效率非常低并且人的勞動強(qiáng)度大，不用說安全性也是不太好的。此設(shè)計研制的翻車機(jī)適用于礦山連續(xù)翻車，將煤翻到煤倉中去。研制一臺好用的翻車機(jī)對整個煤礦生產(chǎn)有很大意義。井口翻車機(jī)工作頻繁，需要反應(yīng)靈敏快速準(zhǔn)確的翻車機(jī)，而采用液壓系統(tǒng)正好能實現(xiàn)這一目的，與傳統(tǒng)的翻車機(jī)相比較有很大的優(yōu)勢?，F(xiàn)在大部分的煤礦的翻車機(jī)都采用液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)卸載功能。圖1—1翻斗式礦車現(xiàn)在的翻車機(jī)市場雜亂，老式電動翻車機(jī)占很大比重，雖然液壓翻車機(jī)和一些新型的翻車機(jī)在市場上也有，但是任然沒有普遍的使用，研發(fā)一種能在礦山翻車快速，動作平穩(wěn)可靠，能自動控制的翻車機(jī)非常迫切，很多煤礦的翻車機(jī)老的老，壞的壞，需要換代產(chǎn)品，設(shè)計的新式翻車機(jī)符合礦山的需求。1.2研究意義新型翻車機(jī)是煤礦的設(shè)備自動化進(jìn)程加快，在未來的煤礦開采中，所用的設(shè)備會向自動化方向發(fā)展，所需要人的地方逐漸減少，只需要在操控臺遠(yuǎn)程控制設(shè)備，這樣大大的加強(qiáng)了煤礦生產(chǎn)安全。所以研究的翻車機(jī)必須要自動化，這樣才不會和煤礦生產(chǎn)脫節(jié)。根據(jù)生產(chǎn)需要翻車機(jī)可以為單車、雙車、甚至可以用三車的翻車機(jī)，本設(shè)計中采用雙車結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)能力強(qiáng)。將液壓作為動力源大大的改進(jìn)了以電動帶動減速器使翻車機(jī)運(yùn)作的方式，以前的電動機(jī)帶動翻車機(jī)翻轉(zhuǎn)不能隨停隨起，更重圖1-2液壓翻車機(jī)要的是電動翻車機(jī)不能過載保護(hù)。采用液壓的方式就不一樣了，液壓運(yùn)作平穩(wěn)有過載保護(hù)，無論翻車機(jī)出于何種方式都可以隨停隨轉(zhuǎn)，而且會使整機(jī)重量減輕，操作也很方便，一切操作都可以一在操作上完成，編制程序使翻車機(jī)運(yùn)作如圖1-2,圖中的翻車機(jī)就是液壓翻車機(jī)，采用電控，自動化程度很高。完全適應(yīng)當(dāng)下煤礦的需求。研究的翻車機(jī)由液壓部分和翻車機(jī)機(jī)械部分組成，機(jī)械部分中的滾筒部分上安裝有傳感器，用于檢測滾筒的翻轉(zhuǎn)過程中翻卸位置，將信息轉(zhuǎn)變成電信號發(fā)送至控制臺，控制臺再控制液壓系統(tǒng)中的電磁閥移動，使換向閥所處的位置不同來改變回路連接狀態(tài)，從而控制各執(zhí)行元件動作，達(dá)到自動化控制的目的。1.3國內(nèi)外翻車機(jī)技術(shù)的發(fā)展在上個世紀(jì)中期，工廠對煤和礦石需求不大，而且煤的產(chǎn)量和現(xiàn)在相比較相差很遠(yuǎn)，所以煤礦生產(chǎn)采用單車翻車機(jī)就能滿足需求。在1956年時，國內(nèi)試制成功了“O”形鋼絲形式單車翻車機(jī)。該階段可作為第一階段中的技術(shù)準(zhǔn)備階段。1965年，在與國外合作研發(fā)的基礎(chǔ)上，自主完成KFJ-2A型三支點轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)設(shè)計，研制成功。FJ一3A型“0”形兩支點單車翻車機(jī)，成為當(dāng)時翻車機(jī)的主導(dǎo)產(chǎn)品。至七十年代中期，KFJ一2型“0”形單車翻車機(jī)問世，該單車翻車機(jī)采用2組托輥輪分別支撐端環(huán)，齒輪齒塊傳動。作業(yè)方式為機(jī)械式壓車和靠車。在1980年左右，KFJ一3A型翻車機(jī)在各個卸料地方得到廣泛應(yīng)用。新系統(tǒng)技術(shù)驅(qū)動，讓起動、制動比以前更加。為壓車、靠車對礦車剛性沖擊，增加壓車梁的積，在壓車梁和靠板體的表面接了個橡膠為材料制作的。為了使礦車的定位精度提高，采用液壓緩沖器和自動復(fù)位一起協(xié)同工作。為了使重車能夠完全進(jìn)入翻車機(jī)內(nèi)，在的地方和翻車機(jī)之間加了個重器。在滾筒內(nèi)軌道的空車推車器采用。在遷車臺內(nèi)，礦車定位用緩沖器與止擋器一起作用，該止擋器是純機(jī)械結(jié)構(gòu)，由遷車臺提供能源，結(jié)構(gòu)新奇，性能可靠。在這個階段，翻車機(jī)的改進(jìn)主要在技術(shù)上體現(xiàn)出來，比如結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，然而動力形式等并沒有改變，依然是重量大結(jié)構(gòu)復(fù)雜的狀態(tài)。近幾年，國內(nèi)翻車機(jī)在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的影響下，煤炭，鐵石場及其所需的廠礦之中大量使用翻車機(jī)。由于國內(nèi)需求量的迅速增長給的發(fā)展提供了很大提升空間。在市場的刺激下，國內(nèi)的制造企業(yè)對翻車機(jī)的投入加大，同時和國外一起合作在更高的層次展開，國內(nèi)翻車機(jī)的技術(shù)水平在這段時間內(nèi)與國外先進(jìn)水平差不多，其產(chǎn)量和質(zhì)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了以前。單車翻車機(jī)經(jīng)過50年的發(fā)展，該系統(tǒng)技術(shù)趨于成熟，現(xiàn)在主要的機(jī)械車系統(tǒng)由FZI-2A“C”形翻車機(jī)、重車調(diào)車機(jī)及其軌道、空車調(diào)車機(jī)及其軌道、遷車臺、夾輪器、止擋器、灑水裝置等單機(jī)組成，實現(xiàn)了由手動控制到自動控制的技術(shù)跨越。兩用單車翻車機(jī)卸車系統(tǒng)面世。卸車系統(tǒng)通過雙臂撥車機(jī)牽車，可伸縮翻車機(jī)翻車，及可反掛鉤推車機(jī)牽車，在翻車機(jī)史上第一次實現(xiàn)了具有自動功能轉(zhuǎn)換能力的一圖1-3三車翻車機(jī)個系統(tǒng)對解列與不解列兩種類型的車列的作業(yè)。由于煤的產(chǎn)量越來越大，使得三車翻車機(jī)（圖1-3）被研制出來,一種擁有全新的自主研發(fā)產(chǎn)品問世，使中國翻車機(jī)的技術(shù)提升了很大一個階段。與國外三車翻車機(jī)相比,整個翻車機(jī)具有很多優(yōu)點，比如結(jié)構(gòu)合理、性能可靠、壽命更長且維修、使用安全方便等，這是我國第一個集機(jī)、電、液都是的三車翻車機(jī)項目。相比較而言，國外翻車機(jī)的技術(shù)比我國起步早很多，技術(shù)相對趨于成熟，現(xiàn)在研究翻車機(jī)的人不是太多。1.4翻車機(jī)的研究現(xiàn)狀液壓驅(qū)動系統(tǒng)將會成為翻車機(jī)驅(qū)動形式的主流。由于液壓驅(qū)動系統(tǒng)具有性能可靠、壽命長、維修工作量少等原因,大多數(shù)用戶和制造商愿意采用液壓系統(tǒng)作為壓車機(jī)構(gòu)和靠車機(jī)構(gòu)的驅(qū)動,機(jī)械式壓車和靠車形式基本上被淘汰。液壓俯仰驅(qū)動系統(tǒng)會更加完善,在主控制閥方面,有較高要求的設(shè)備現(xiàn)在都采用單獨(dú)驅(qū)動液壓缸動作閥件并配有壓力鎖和卸荷裝置,以保證壓車有力,不發(fā)生掉車事故。撥車機(jī)目前均采用配重式結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)能大大減小撥車機(jī)的液壓站出力,并能提升大臂上升與下降的速度。由于液壓翻車機(jī)降低了運(yùn)行成本、簡化了操作程序、降低了噪聲、機(jī)械化程度高，已在煤礦成功地應(yīng)用，并取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益，同時也為煤礦增加了一種卸載設(shè)備的新型產(chǎn)品。可在煤礦等礦山中推廣應(yīng)用。翻車機(jī)液壓系統(tǒng)是整個卸車設(shè)備中的關(guān)鍵部分,它采用上述的壓車原理成功地解決了在翻轉(zhuǎn)過程中因貨物被卸出而造成夾緊力增大超出標(biāo)準(zhǔn)這個復(fù)雜問題,而且保證在翻轉(zhuǎn)過程中車輛安全可靠地被固定在軌道上,不會脫軌和掉道。翻車機(jī)設(shè)備翻卸能力的增大更加要求液壓系統(tǒng)各動作運(yùn)行可靠、準(zhǔn)確，同時，要保證車輛不受損壞，通過上述壓車和靠車的原理及工藝設(shè)計，能很好地保證翻車機(jī)在運(yùn)行過程中不脫軌、不掉道，順利通過鐵道部的檢測。液壓傳動以其獨(dú)有的優(yōu)點在傳動領(lǐng)域起著不可替代的作用，隨著科技日新月異的發(fā)展，液壓傳動會越來越多的應(yīng)用到各個領(lǐng)域。目前，液壓傳動雖然還存在一系列缺點，即效率低、發(fā)熱以及環(huán)境受污染等問題，但在設(shè)計上，應(yīng)更多地考慮設(shè)備運(yùn)行的可靠性和在緊急事故狀態(tài)下的可操作性。2總體設(shè)計方案2.1機(jī)械部分方案設(shè)計本設(shè)計的液壓翻車機(jī)機(jī)械部分包括滾筒、支持輪、傳動裝置、阻車器、傳動輪、定位裝置、底座和擋煤板等主要部件組成。由于該翻車機(jī)采用液壓傳動，阻車器和定位裝置他們都采用聯(lián)動方式，使得整個翻車系統(tǒng)相對以前的老式翻車機(jī)變得非常簡單。該翻車機(jī)為雙車翻車機(jī)，采用不摘鉤式，不摘鉤就是礦車采用萬能鏈連接，當(dāng)滾筒翻轉(zhuǎn)時滾筒內(nèi)的礦車也相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)，而外部相連的礦車只是萬能鏈在旋轉(zhuǎn)，外面礦車不動，這樣完成翻轉(zhuǎn)過程。翻車機(jī)的旋轉(zhuǎn)方式為左側(cè)式，就是逆時針旋轉(zhuǎn)。滾筒采用鑄鋼滾圈與型鋼焊接桁架連接，這樣的結(jié)構(gòu)雖然笨重，但是比較堅固耐用，從而使其壽命變得很長。因為此翻車機(jī)在礦井井口工作，為煤礦設(shè)備，也需要其堅固耐用，使煤礦生產(chǎn)更加安全。該翻車機(jī)的支持和傳動輪都采用短軸式，就是兩個支持輪和兩個傳動輪分別裝在一根短軸上，每根短軸用兩個獨(dú)立軸承座支撐，傳動軸為一根長軸，兩端用聯(lián)軸器分別與兩根短軸相連，這樣的連接方式雖然復(fù)雜，但是對于制造、安裝和維修都非常的方便，對于該雙車翻車機(jī)來說也是不錯的選擇。定位裝置為帶有緩沖的定位裝置，因為帶有緩沖的定位裝置會使?jié)L筒翻過360度后在緩沖裝置下緩慢的停下，減緩沖擊，可以使設(shè)備的使用壽命更加的長久。相對來說無緩沖裝置的定位裝置會承受剛體的硬性沖擊，這種沖擊對于滾筒、機(jī)架和定位裝置本身都會造成不好的影響，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但會影響翻車機(jī)的使用壽命，所以用帶有緩沖的定位裝置。底座主要用于放置支持輪、滾筒、帶緩沖器的定位裝置擋煤板等，承擔(dān)整個翻車機(jī)的重量，底座用鋼板焊接而成，并在某些部位加筋板，使其整體強(qiáng)度更好，并且牢固。擋煤板主要作用是擋住翻卸過程中卸出的物料不掉落在外面使其順利掉落煤倉，這兩個構(gòu)件的設(shè)計需根據(jù)其他機(jī)構(gòu)布置位置來設(shè)計。阻車器采用液壓控制，不用以前的自動阻車器，這樣的使得阻車器的結(jié)構(gòu)變得很簡單了，它與定位裝置通過橫桿連接，在阻車器動作的時候，定位裝置也跟著動作，達(dá)到聯(lián)動的效果，阻車器的動作時間采用液壓缸來控制，控制液壓缸的閥為電磁閥。在滾筒上安裝有傳感器，用來確定翻車機(jī)的翻轉(zhuǎn)的位置，然后通過電控使得電磁閥變位，是液壓缸動作，從而使阻車器開閉。2.2液壓系統(tǒng)設(shè)計方案液壓部分設(shè)計方案根據(jù)機(jī)械部分來實際，從機(jī)械部分設(shè)計中可以看到液壓傳動的執(zhí)行元件有三個，分別為進(jìn)車端、出車端阻車器的液壓缸和液壓馬達(dá)，通過馬達(dá)算出液壓系統(tǒng)的流量，工作壓力，選出泵，通過泵選擇電機(jī)，然后根據(jù)機(jī)械部分的動作需求設(shè)計出液壓系統(tǒng)原理圖，如圖2-1，然后選擇各個液壓元件，設(shè)計油箱，完成液壓站的設(shè)計。液壓系統(tǒng)的工作原理：翻車機(jī)處于工作狀態(tài)的時候，電動機(jī)帶動泵旋轉(zhuǎn)，液壓馬達(dá)的三位四通閥處于打開狀態(tài)，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，帶動滾筒的滾圈跟著旋轉(zhuǎn)，此時阻車阻車器關(guān)閉，阻擋待翻車的礦車,控制阻車器的液壓缸處于中位，液壓缸保持不動，此時的緩沖器定位裝置打開，翻車機(jī)旋轉(zhuǎn)360度之后完成一次翻卸，在定位裝置的作用下回到初始狀態(tài)，此時阻車器打開，液壓缸往前推，即三位四通換向閥處于左位，翻車機(jī)內(nèi)的礦車被推出，新的礦車進(jìn)入翻車機(jī)等待翻轉(zhuǎn)，阻車器關(guān)閉，阻車器三位四通閥處于右位，緩沖裝置打開，翻車機(jī)可以進(jìn)行下翻轉(zhuǎn)，在翻車機(jī)滾筒的的定位上布置了傳感器，用于檢測翻車機(jī)所處的位置，通過PLC編程來控制液壓元件的開閉，達(dá)到是阻車器開閉，使整個翻車機(jī)系統(tǒng)合理有序的運(yùn)轉(zhuǎn)。圖2-1液壓系統(tǒng)原理圖3翻車機(jī)設(shè)計計算3.1回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩計算3.1.1礦車和物料重心對回轉(zhuǎn)中心的位置計算本設(shè)計中的翻車機(jī)回轉(zhuǎn)部分包括翻車機(jī)滾筒及其制動部件、兩個固定式的礦車的自重和礦車裝載的貨物重量。則回轉(zhuǎn)部分總重量為式中——翻車機(jī)的滾筒、制動塊等重量，；——兩個600軌距1.5噸固定式車箱式礦車的自重，；——礦車內(nèi)裝載的貨物重量（貨物重量隨著礦車轉(zhuǎn)動過程而改變）圖3-1時物料重量和礦車、物料重心位置計算示意圖圖中為回轉(zhuǎn)角，當(dāng)?shù)扔?、、的時候，貨物的重量、礦車及貨物重心的位置用計算法和圖解法相結(jié)合的計算得出。當(dāng)?shù)臅r候，礦車內(nèi)的物料上表面處于臨界位置，此時的物料沒有倒出，如果再轉(zhuǎn)動的話物料就會倒出，即處于安息角的位置（如圖3-1），所以計算時，物料的重量已滿載的情況來計算。計算重心位置以單車計算，則此時滿載物料重量為：半圓形面積：之形心至圓心距離：長方形面積：之形心至圓心的距離：于是總面積為和之和，即：設(shè)物料重心（就是總面積的形心）到半圓的面積形心的距離之和是,于是得到有結(jié)果可以得出，所以把總面積的形心近似在半圓所在的圓心上，方便后面計算。然后計算礦車重心到回轉(zhuǎn)中心的距離，則為礦車重心對回轉(zhuǎn)中心線的夾角為物料重心 到回轉(zhuǎn)中心距離為則物料重心與回轉(zhuǎn)中心線的夾角為當(dāng)?shù)臅r候，礦車的位置又發(fā)生變化，此時，物料倒出一部分，但還有大量物料仍然在礦車?yán)锩?，具體的礦車卸料情況如圖3-2所示。半圓形面積：之形心至圓心距離：長方形面積：之形心的具體位置用圖解法可以求得結(jié)果。于是總面積為和之和，即：圖3-2當(dāng)?shù)臅r候物料重量和礦車、物料重心位置計算示意圖之形心，就是物料的重心的位置也相應(yīng)的用圖解法來求出。此時，物料的重量發(fā)生了變化，變化之后的車內(nèi)物料重量為：根據(jù)前面計算和圖解法求出的結(jié)果，可以得到下面幾個數(shù)據(jù)：礦車重心到回轉(zhuǎn)中心的距離：礦車重心對回轉(zhuǎn)中心線的夾角為：物料重心到回轉(zhuǎn)中心距離為：物料重心與回轉(zhuǎn)中心線之間的夾角為：時的情況算完了，下面接著算時的礦車情況，此時，礦車的卸料情況如圖3-3所示。圖3-3時翻車機(jī)內(nèi)礦車的翻卸物料的情況圖此時，物料倒出大部分，礦車內(nèi)部仍然有很多的物料，在礦車內(nèi)物料的形狀理想化后大致如圖所示的情況一致。物料在半圓底部變成了弓形，則弓形高為：弓形的弦長為:還有的弓形弧長為：弓形的面積為：d的形心的具體位置可由圖解法得出結(jié)果。則總面積：單個礦車內(nèi)的物料重量為：同理，根據(jù)前面計算的方法來計算以下參數(shù)：首先是礦車重心到回轉(zhuǎn)中心的距離為：礦車的重心與回轉(zhuǎn)中心線的夾角為：對物料重心來說，它與翻車機(jī)的回轉(zhuǎn)中心之間的距離為：它與回轉(zhuǎn)中心線之間的夾角為：3.1.2滾輪上支持力計算傳動滾輪和支持滾輪支撐整個翻車機(jī)滾筒和礦車還有物料的重量，在傳動滾輪和支持滾輪的運(yùn)動下，帶動滾筒旋轉(zhuǎn)，從而使得礦車也一起旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而讓礦車內(nèi)的物料隨著翻轉(zhuǎn)而倒出物料。設(shè)傳動滾輪上受到滾筒的正壓力為，而支持滾輪所承受的正壓力為（如圖3-4）。圖3-4滾輪受力簡圖根據(jù)圖所示可以得出以下兩個式子來計算出和：式中：——傳動滾輪相對翻車機(jī)的滾筒在縱向的中心線的安裝偏角，——支持滾輪相對翻車機(jī)的滾筒在縱向的中心線的安裝偏角，滾筒會旋轉(zhuǎn)時是以滾筒回轉(zhuǎn)中心線回轉(zhuǎn)的，此時，滾筒與滾輪的摩擦阻力矩可以用下式計算得出：式中：P——支持滾輪和傳動滾輪兩個輪的正壓力之和，即；——滾動摩擦系數(shù)，此時取；R——滾筒半徑，；——滾輪半徑，；則計算得：滾輪所用軸承的滾動的摩擦阻力矩為：式中：——滾動軸承的摩擦系數(shù)，取0.01；——滾動軸承內(nèi)外直徑的平均值，本翻車機(jī)在卸載物料的時候，礦車?yán)锩娴母鞣N物料隨著翻車機(jī)的轉(zhuǎn)動使?jié)L筒回轉(zhuǎn)角值變大相應(yīng)的也逐漸減少，因此阻力矩的值也相應(yīng)的逐漸減小。選取在不同特定值時的情況下，用上述的計算公式計算出結(jié)果，然后列成表格，表格為表3-1，如下所示：表3-1回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩匯總表滾筒回轉(zhuǎn)角度裝載物料重量kgf回轉(zhuǎn)部分總重量kgf傳動滾輪上所受正壓力kgf支持滾輪上所受正壓力kgf二滾輪所受正壓力之和kgf滾輪阻力矩kgf軸承阻力矩kgf0~45矸煤540030001432011920104828726741861741790014900572847686766563265矸煤41002280130201120095308198674458021627414000520844806152529290矸煤230012801122010200821474665812528414026127504488408053024820135~360089206530462011150356842143.2靜不平衡力矩計算滾筒重心、礦車重心和物料重心都不和該翻車機(jī)的回轉(zhuǎn)中心相一致，在翻卸的過程中，物料也會相應(yīng)的逐漸減少，物料減少的同時，物料重心也在相應(yīng)的變化中，礦車也會再翻卸的過程中有點點移動，因此就產(chǎn)生了隨回轉(zhuǎn)角變化的不平衡力矩。翻車機(jī)滾筒旋轉(zhuǎn)一圈，礦車和其物料的變化情況隨回轉(zhuǎn)角變化，變化的情況如下：當(dāng)時，礦車開始倒向滾筒的桁架上，此時物料沒有倒出，物料都在礦車內(nèi)；當(dāng)時，礦車內(nèi)物料正處于安息角的位置，物料剛開始倒出，但并沒有開始傾卸（煤和矸石的最大安息角不一樣，煤是，矸石是，此處為了簡化計算過程，所以二者都按照來考慮）；當(dāng)時，礦車內(nèi)的物料已經(jīng)倒出了一部分，此時并沒有卸出很多；當(dāng)時，礦車處于水平狀態(tài)中，礦車內(nèi)的物料已經(jīng)卸出大半，但仍然繼續(xù)向外卸出；當(dāng)時，礦車?yán)锩娴奈锪隙既啃冻?，此時礦車移動了點距離，距離長度為；當(dāng)時，礦車內(nèi)無物料，礦車底部朝上，礦車箱口朝下；當(dāng)時，礦車內(nèi)無物料，礦車箱口傾斜向下；當(dāng)時，礦車內(nèi)無物料，礦車和時一樣，礦車水平橫著；當(dāng)時，礦車內(nèi)無物料，礦車車輪接觸軌道，回到翻車機(jī)內(nèi)的軌道上了；當(dāng)時，礦車恢復(fù)到剛開始轉(zhuǎn)動的位置，即回到原位，礦車翻轉(zhuǎn)一周結(jié)束，物料已經(jīng)卸完，空礦車等著被推出，等待下一次翻車開始。滾筒、礦車和物料都有靜不平衡力矩，所以翻車機(jī)的靜不平衡力矩為這三者的代數(shù)和，則公式為：其中是滾筒的靜不平衡力矩，用以下公式計算礦車和物料的靜不平衡力矩分別為和，計算公式如下：式中，、和分別是滾筒重心、礦車重心和礦車內(nèi)物料到回轉(zhuǎn)中心的矩離，這些距離都是圖紙來算出來，單位；是礦車重心和翻車機(jī)的回轉(zhuǎn)中心線的夾角，單位為度；是礦車內(nèi)的物料重心和翻車機(jī)的回轉(zhuǎn)中心線兩個的夾角，單位為度。根據(jù)上面的公式來計算出不同回轉(zhuǎn)角時翻車機(jī)的靜不平衡力矩，算出結(jié)果列成表3-2，如下：表3-2靜力不平衡力矩計算表滾筒回轉(zhuǎn)角滾筒靜不平衡力矩礦車靜不平衡力矩矸石靜不平衡力矩煤靜不平衡力矩總靜不平衡力矩cmcmkgfcmkgfcm01.3011.300540047.300300047.300000121.3202211.30-3374540047.30-53104300047.30-29502-54456-30854-1352451.3688011.48.642.8-189566300047.42.8-105314-195862-111610-6296651.3881811.48.6-1570441003912-15580222803912-86638-162688-93524-6886901.3973011.48.6-16186230038.535.5-72090128038.535.5-40120-78546-46576-64561351.3688013.97.2-12234-5354-5354-53541801.3013.97.225022502250225022251.3-688013.9-7.2122345354535453542701.3-973313.9-7.2198041007410074100743151.3-688011.4-8.6131766296629662963601.3011.3000003.3翻車機(jī)總阻力矩計算翻車機(jī)的總阻力矩包括靜力不平衡力矩，也包括摩擦阻力矩，就是這兩個的代數(shù)和，公式如下：在上述式子中：是滾輪和滾筒的摩擦阻力矩，是滾輪所用軸承的滾動摩擦阻力矩，是物料和滾筒，還有礦車三個的靜不平衡力矩之和，由于、和都隨著翻車機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)動而變化，所以翻車機(jī)的總阻力矩也是隨著回轉(zhuǎn)角的變化而變化，根據(jù)上式可以算出翻車機(jī)的總阻力矩，將計算結(jié)果用表格列出來，如表3-3：表3-3總阻力矩匯總表回轉(zhuǎn)角力矩012456590135180225270315360翻矸時5728520844883568676661412530242140-54456-195862-162688-78546-535425025354100746296012494-41962-183368-151328-687562428102841313617856140787982翻煤時476844804080356856325292482042140-30854-111610-93524-46576-535425025354100746296010400-20454-101210-83752-376762428102841313617856140787782空車時356842140-1352-6296-6884-6456-53542502535410074629677826430148689613262428102841313617856140787782總阻力矩和滾筒回轉(zhuǎn)角間關(guān)系曲線畫出如圖3-5：圖3-5總阻力矩曲線圖3.4傳動滾輪對滾筒的滑轉(zhuǎn)驗算馬達(dá)通過聯(lián)軸器與主動軸連接，主動軸帶動傳動滾輪旋轉(zhuǎn)，翻車機(jī)的滾筒則由傳動滾輪讓其旋轉(zhuǎn)，它們兩者傳遞的力是由摩擦力提供的，為了使?jié)L筒能夠順利完成翻轉(zhuǎn)一周的動作，傳動滾輪和滾筒之間的摩擦力矩必需要大于回轉(zhuǎn)所需的總阻力矩，不然的話傳動滾輪和滾筒之間就會產(chǎn)生滑動，所以必須滿足下式的要求：在上式中：——不滑動安全系數(shù)；——摩擦力矩，；——回轉(zhuǎn)總阻力矩，；于是得到摩擦力矩計算公式為：在上式中：——摩擦系數(shù)，取——翻車機(jī)滾筒的半徑，——傳動滾輪上所受的正壓力，。將以上數(shù)據(jù)帶入上式計算：摩擦阻力矩同樣也隨著回轉(zhuǎn)角的變化而變化，將不同的回轉(zhuǎn)角值代入計算出摩擦力矩和不滑動安全系數(shù)，將計算出的結(jié)果列于表格中，如表3-4：表3-4摩擦阻力矩和安全系數(shù)表回轉(zhuǎn)角力矩012456590180225270315翻矸時1415081286561108908815612494-41962-183368-151328-68756242810284131361785614078778211.3————368.66.74.96.311.3翻煤時1178021106741107928815610400-20454-101210-83752-37676242810284131361785614078778211.3————368.66.74.96.311.3空車時881567782643014868961326242810284131361785614078778211.313.759.398.466.5368.66.74.96.311.33.5翻車機(jī)的功率計算及翻卸次數(shù)驗算3.5.1翻車機(jī)功率計算設(shè)計的600軌距1.5噸雙車不摘鉤液壓翻車機(jī)所需功率根據(jù)滾筒在旋轉(zhuǎn)一周過程中產(chǎn)生的最大阻力矩（正最大阻力矩或負(fù)的最大阻力矩）來計算得出，根據(jù)表3-3得知，當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)到45時，產(chǎn)生了最大的負(fù)阻力矩。則該翻車機(jī)的所需功率為：式中：——最大負(fù)阻力矩，根據(jù)表3-3查得；——機(jī)械效率，取——翻車機(jī)原電動機(jī)允許的最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比，查得;——滾筒的設(shè)計轉(zhuǎn)速，取。3.5.2翻車機(jī)翻卸次數(shù)驗算該設(shè)計中的翻車機(jī)生產(chǎn)能力為，式中是翻車機(jī)每分鐘的翻卸次數(shù)；是翻車機(jī)一次翻車的礦車數(shù)；是單車礦車的載重量，。則代入式子中求出每分鐘翻車次數(shù)：將翻車機(jī)翻卸一周的運(yùn)動狀態(tài)用圖3-6表示，如圖所示。圖3-6翻車機(jī)運(yùn)動循環(huán)圖從圖中可以看出，翻車機(jī)在一個周期內(nèi)有四個不同的階段，分別是推車時間段、起動時間段、等速運(yùn)轉(zhuǎn)時間段和制動緩沖段，他們的操作時間長短不一樣。則工作周期時間為，就是他們幾個的和，即：s上述式子中——推車的動作時間，；——翻車機(jī)工作時的起動時間，?。弧嚈C(jī)以相同速度運(yùn)轉(zhuǎn)的時間，；——翻車?yán)镁彌_器來制動的時間，。要求出翻車機(jī)的工作周期，則必須把都求出來，推車的動作時間跟采用什么推車方式有直接關(guān)系，不同的推車方式有不同的推車時間，如果采用圓環(huán)鏈的話，推車的動作時間可以有推車機(jī)推礦車的距離和推車的初始速度的關(guān)系求出來，推車機(jī)的動作時間由以下幾個部分組成：推車機(jī)的起動時間、推車機(jī)等速推車時間，推車機(jī)的制動時間。推車機(jī)的制動時間與用不用阻車器有關(guān)，由于本設(shè)計的翻車機(jī)采用了進(jìn)口和出口阻車器，那么推車機(jī)的制動時間就沒有了，計算時將制動時間當(dāng)作0計算，則推車的動作時間為：在這個式子中——推車機(jī)的起動時間，?。弧栖嚈C(jī)等速推翻車機(jī)的推車時間，；——推車機(jī)的制動時間，。推車機(jī)等速推車的推車時間用以下公式計算：在這個公式里面：是一次推車推進(jìn)滾筒的礦車數(shù)量，由于設(shè)計的是雙車翻車機(jī)，則；是單個礦車的長度，；是兩個礦車中間相隔的距離，；是推礦車的推車速度，取。則如果取操作時間是2，則推車的動作時間為滾筒的制動時間可由下面這個公式計算得出：這個公式之中是滾筒在減速階段的回轉(zhuǎn)角，；是在滾筒回轉(zhuǎn)過程中的角速度，；是在制動器制動結(jié)束后的滾筒角速度，。減速階段滾筒的回轉(zhuǎn)角與不同的制動方式有關(guān)，不同的制動器的大小也不同。當(dāng)采用提前斷開翻車機(jī)的滾筒回轉(zhuǎn)力，靠滾筒本身的旋轉(zhuǎn)慣性到達(dá)360后，借助定位裝置和傳動裝置時，這個時候減速時間段翻車機(jī)的滾筒回轉(zhuǎn)角為上面這個式子中——所有的回轉(zhuǎn)體對回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動慣量，；——總阻力矩，。翻車機(jī)的滾筒上有定位用的裝置，定位裝置是為了確保翻車機(jī)轉(zhuǎn)了360后依然在原位置好進(jìn)行下一次翻車。為了讓定位裝置的沖擊減少，使定位裝置使用壽命更長，減速時段的翻車機(jī)滾筒回轉(zhuǎn)角的值最好達(dá)到讓滾筒減速結(jié)束后的滾筒角速度為0，但是這比較困難，因為每一次翻卸的物料和礦車總重量并不是一樣的，也許多一點或許少一點，所以表、很難保證達(dá)到=0的情況每次都出現(xiàn)，同時好要求滾筒可以完全回到原來的位置上，實際的情況大多是>0的。最大時，也最大，要想得到最大值就必須使得=0，因此可以根據(jù)=0來求出最大的，再由來求得最大的。為了使得計算變得簡單，也可以根據(jù)實際情況得出的值和假設(shè)=0后來直接的算出。根據(jù)實踐可以得出數(shù)據(jù)，1.5噸翻車機(jī)在減速階段滾筒回轉(zhuǎn)角60=，然后將已知的數(shù)據(jù)代入公式之中來求出：翻車滾筒的等速運(yùn)轉(zhuǎn)時間為：算出一個周期的時間為：由此可以算出該設(shè)計的雙車翻車機(jī)的每分鐘內(nèi)翻卸次數(shù)：由計算的結(jié)果得知，所以設(shè)計的翻車機(jī)每分鐘翻卸礦車的次數(shù)為2.5次滿足要求，所以給翻車機(jī)的每分鐘名義翻卸次數(shù)為。3.6滾輪與滾圈的接觸強(qiáng)度驗算翻車機(jī)的滾輪和滾圈的接觸強(qiáng)度的驗算是很重要的，他們的強(qiáng)度必需要滿足翻車機(jī)的要求，選擇的材料滿足接觸強(qiáng)度要求，使翻車機(jī)能夠正常使用，使用壽命正常。兩個圓柱體的接觸的時候產(chǎn)生的應(yīng)力為：在上面的這個式子中動力系數(shù)=1.5；每一個傳動輪上的最大正壓力按照下式可以計算得出為兩個傳動滾輪上受到的正壓力，查表3-1得出=10482；為彈性模數(shù)，取；是翻車機(jī)滾筒的滾圈接觸面寬度，=10；為當(dāng)量直徑，當(dāng)量直徑是滾圈傳動輪的當(dāng)量直徑，可以有下式計算得出，其中為滾圈直徑，=270；為傳動輪的直徑，=50；則根據(jù)上面的數(shù)據(jù)代入公式得：=0.4184阻車器的驗算4.1緩沖彈簧的計算阻車器采用ZD-600液壓阻車器的形式，由于是不摘鉤翻車機(jī)，所以進(jìn)車端和出車端各分布一個液壓阻車器，液壓阻車器和自動阻車器相比結(jié)構(gòu)簡單，占用的空間也大大的減少，液壓阻車器主要結(jié)構(gòu)包括緩沖彈簧、液壓缸、阻車爪和結(jié)構(gòu)件組成，也比較好安裝在鐵軌上。驗算阻車器主要驗算緩沖彈簧的強(qiáng)度，阻車爪的軸的強(qiáng)度驗算等。4.1.1該液壓阻車器的緩沖彈簧選擇首先，先選擇一個規(guī)格的，選用了彈簧規(guī)格如下該彈簧的鋼絲直徑該彈簧的中徑該彈簧的內(nèi)徑該彈簧的節(jié)距根據(jù)選擇的緩沖彈簧，來查閱它的一些性質(zhì)，于是從《機(jī)械設(shè)計手冊》中查出來的性質(zhì)如下所示：該緩沖彈簧的最大工作負(fù)荷該緩沖彈簧能允許的極限負(fù)荷該緩沖彈簧單圈的剛度該緩沖彈簧在最大下的單圈變形量該緩沖彈簧能夠允許極限下的單圈變形量該液壓阻車器的緩沖彈簧在裝配時有預(yù)設(shè)的壓力在彈簧上，該壓力就是所謂那個裝配壓力，這個裝配壓力也就是但沒工作時就產(chǎn)生的壓力，該壓力是緩沖彈簧在整個工作工程中最小的壓力，則最小工作的壓力就確定下來了，為363，該緩沖彈簧在有效的工作范圍內(nèi)它的最大工作行程為90，于是就可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)來計算該緩沖彈簧的其他參數(shù)，比如彈簧的剛度、圈數(shù)和其他有用的尺寸。那么首先算下該緩沖彈簧的剛度為：該翻車機(jī)阻車器的緩沖彈簧能工作的工作圈數(shù)為該翻車機(jī)阻車器的緩沖彈簧所擁有的總?cè)?shù)為：該翻車機(jī)阻車器中緩沖彈簧兩個單圈的間歇為：該翻車機(jī)阻車器的緩沖彈簧在沒有壓力的情況下，自由高度為：該翻車機(jī)的阻車器中的緩沖彈簧在下的彈簧變形為：4.1.2緩沖彈簧的驗算在驗算該翻車機(jī)阻車器的緩沖彈簧強(qiáng)度之前呢，有必要算出這個很多礦車連在一起的那個列車對緩沖彈簧的沖擊產(chǎn)生的動能。列車在推車機(jī)推動的情況下才前進(jìn)，列車對該翻車機(jī)的阻車器沖擊的動能的大小，主要是與推車的速度有關(guān)，但不僅如此，它的大小還和整個翻車機(jī)的型式、翻車機(jī)在工作時工作軌道的坡度的大小有關(guān)，所以要考慮工作軌道在翻車段的坡度大小和翻車機(jī)的型式，對這些情況做相應(yīng)的分析。則1.5噸軌距的雙車不摘鉤液壓翻車機(jī)的阻車器的緩沖彈簧強(qiáng)度驗算如下。該液壓翻車機(jī)在工作的軌道前后和內(nèi)部坡度和翻的那兩個礦車狀態(tài)用圖表示出來，則圖行如圖4-1。圖4-1推車停止時列車的狀態(tài)圖在圖中，可以取=2\*GB3②—=3\*GB3③段的長度為15，這段距離上可以停的礦車數(shù)為6輛，假設(shè)在最后段就是的這條線路上在開始推車之前，并沒有礦車停在上面；在=2\*GB3②—=3\*GB3③段上的每一輛礦車都不是挨著的，而是處于拉伸狀態(tài)下。本液壓翻車機(jī)有兩個阻車器，這兩個阻車器所阻的礦車不一樣，前車阻車器也就是進(jìn)車端阻車器承受的礦車沖擊有三個重礦車，而出車端的液壓阻車器所承受的礦車沖擊有在翻車機(jī)內(nèi)的待翻的兩個重礦車加上后面的翻過的空車。沖擊阻車器的動能需要根據(jù)參與沖擊的礦車數(shù)來確定的，空、重車在推車過程中處于拉伸狀態(tài)時，他們的拉開的距離可以確定參與沖擊液壓阻車器的空、重車的數(shù)量。推車機(jī)起動后，出于工作狀態(tài)了，在啟動的這很短時間里面，有部分或者所有處于拉伸狀態(tài)的空、重車會由拉伸轉(zhuǎn)變?yōu)榻佑|的狀態(tài)下。在推車還沒有結(jié)束前面的時候，沒有變成接觸狀態(tài)下的空車的速度處于推車速度或者必推車的速度還要大，或者處于接觸狀態(tài)下的空車呀在=2\*GB3②—=3\*GB3③段里面的空車在軌道上滑動的速度與推車速度相比，他們的速度要大些，這樣，在出車端液壓阻車器有空車碰到之前，即1還沒有碰到它，已經(jīng)處于接觸狀態(tài)下的空、重車就也許會被拉伸開。如果只是在=2\*GB3②—=3\*GB3③上剛開始的兩個礦車1和2還有其它的空畫冊間處于拉伸狀態(tài)，重車和空車1之間沒有處于拉伸狀態(tài)下，這種情況下，可以把空車1和重車看作是處于接觸的狀態(tài)下，處于拉伸狀態(tài)下的其它空車看作是處于拉緊狀態(tài)，那么它們沖擊液壓阻車器，那么沖擊的動能應(yīng)該按照這些空、重礦車以及他們載的物料重量來計算得出；加入重車和空車1也是處于拉伸狀態(tài)下，則在空車1和其它的處于拉升狀態(tài)的空車沖擊阻車器時，壓縮緩沖彈簧，完全停止前，重車碰上了空車1,那么需要考慮重車的沖擊動能，如果不是的話，就不需要考慮這種情況了。按照以上分析的具體的情況計算結(jié)果如下。首先，把礦車在機(jī)起動的時間里面視為是勻變速運(yùn)動前進(jìn)，此時，礦車的前進(jìn)距離為：在上面的這個式子里面：是推車機(jī)的推礦車的速度，?。皇峭栖嚈C(jī)的起動時間，取。將數(shù)據(jù)代入式子里面得：推車機(jī)起動之后，推車機(jī)進(jìn)入等速推車階段，那么這段時間為：在上面這個式子里面：是推車機(jī)推車一次而推進(jìn)的礦車數(shù)量，；是1.5噸礦車的礦車長度，；是兩個礦車的碰頭的間隔距離，。將上面的數(shù)據(jù)代入計算公式得：那么總的時間就是推車機(jī)起動時間加上推車機(jī)等速推車的時間，則在=2\*GB3②—=3\*GB3③這個有很多空車的段上，每個空車在下滑的時候產(chǎn)生的下滑力是：在上面的這個式子里面：是該翻車機(jī)用的1.5噸600軌距礦車自己的重量，；是=2\*GB3②—=3\*GB3③段軌道線路的坡度，；是翻車機(jī)用的1.5噸600軌距礦車在軌道的運(yùn)行的阻力系數(shù)，取這個系數(shù)為0.0085。將上面的數(shù)據(jù)都帶入公式計算得：那么在=2\*GB3②—=3\*GB3③這個斜坡段上，每一個空的礦車在下滑時的的加速度是：在上面的這個式子里面：是重力加速度，；則算出加速度為：在=2\*GB3②—=3\*GB3③這個斜坡段上，每一個空的礦車都在下滑，它們下滑的速度逐漸增加，當(dāng)速度增加到的時候，需要的時間是：當(dāng)速度達(dá)到的時候，在這段時間內(nèi)，空礦車在=2\*GB3②—=3\*GB3③這個斜坡段上移動的距離是：當(dāng)速度達(dá)到的時候，在這段時間內(nèi)，推車機(jī)推動礦車，使礦車移動了一段距離，這段距離是：可以從上面的計算得出的結(jié)果看到，在速度達(dá)到的這段時間里面，推車機(jī)推動礦車使礦車移動的距離大于空礦車在=2\*GB3②—=3\*GB3③這個斜坡段上下滑的距離，所以就有一些礦車，在推車機(jī)的推爪前方，而這些礦車被它推到了處于挨著的狀態(tài)，那么這些礦車的數(shù)量需要計算出來，則計算如下：則這些被推至接觸狀態(tài)下的礦車數(shù)量有7輛。在速度達(dá)到的這段時間以后，也就是時間后，在=2\*GB3②—=3\*GB3③這個斜坡段上的空礦車的速度很明顯會越來越比推車機(jī)的推車速度大，所以處于接觸狀態(tài)下的礦車還會被拉開，使其不再處于接觸的狀態(tài)下。在推車時間和空礦車速度到達(dá)的時間之差里面，這短時間內(nèi)礦車產(chǎn)生的推車移動距離與在=2\*GB3②—=3\*GB3③這個斜坡段上的空礦車下滑所產(chǎn)生的移動距離的差值，也就是礦車被拉開的那個距離，這個距離是：拉開的距離是0.103,那么在出車端阻車器前端的空礦車碰撞它之前，可以使處于接觸狀態(tài)下的礦車被拉開的空礦車的數(shù)量可以算出來，計算如下：從結(jié)果可以看出來，在出車端阻車器前端的空礦車碰撞它之前，可以使處于接觸狀態(tài)下的礦車被拉開的空礦車的數(shù)量是1.3輛，也就是說推爪前方已經(jīng)處于接觸礦車使其處于拉開狀態(tài)下的礦車數(shù)量是1.3輛。從圖中4-1可以看到的是，在斜坡的開始處的空礦車2和3兩個礦車間不是處于接觸狀態(tài)，也就說它兩個處于拉開狀態(tài)，然后是空礦車1和空礦車?yán)_一些，當(dāng)然也許可能是空礦車3和那個它后面的空礦車4拉開一點。假設(shè)在=2\*GB3②—=3\*GB3③這個斜坡段上的空礦車相互之間都不處于接觸狀態(tài)，而是被拉開了的，根據(jù)這個條件，可以得知該翻車機(jī)出車端的液壓阻車器之中的緩沖彈簧沒有受到其他礦車的沖擊，只是受到重車和空礦車1、、3、4的沖擊。重車和空礦車他們處于接觸狀態(tài)，也就是說它們以這種狀態(tài)去沖擊出車端的液壓阻車器，雖然1.5噸600軌距的礦車本身有彈性碰頭，它可以緩沖吸收一點礦車的動能，但是這部分動能可以說是很少的，對于總的動能來說不算不上什么，所以在計算的時候這部分吸收的動能忽略不計，于是就可以將空車1和重車它們的沖擊當(dāng)做是一個剛體的沖擊。那么兩輛重車和4輛空礦車它們對阻車器的沖擊動能是：在上面的這個式子里面：是1.5噸600軌距的固定的車箱式礦車它自己本身的重量，查閱資料可以得到；是礦車裝的物料總重量，在這里計算的動能由于是驗算用的，所以按最重的重量來計算，則用矸石來計算，因此hf。將數(shù)據(jù)帶入上述的式子里面得到：出車端的液壓阻車器中有兩個緩沖彈簧，需要計算出它們可以吸收的最大動能，再和沖擊動能相比較就可以說明選的彈簧強(qiáng)度是足夠的。那么它們可以吸收的最大的動能計算結(jié)果如下：在上面的這個式子里面：是液壓阻車器的緩沖彈簧的受力不均勻系數(shù)，查閱資料可以選取=0.9。由計算的結(jié)果可以看到，然后相比較，得到大于的結(jié)論，所以在出車端的液壓阻車器的緩沖彈簧的強(qiáng)度顯然是足夠的。設(shè)空礦車1、2、3、4之間都是被拉開的彈簧強(qiáng)度足夠，那么又繼續(xù)假設(shè)空礦車在與出車端的液壓阻車器相碰撞之前，在=2\*GB3②—=3\*GB3③這個斜坡段上所有空車、1號空礦車和8號空礦車都不是處于接觸狀態(tài)，也就是說它們都被拉開了一點距離，即在=2\*GB3②—=3\*GB3③這個斜坡段上所有空車、1號空礦車和8號空礦車都是以拉伸狀態(tài)去沖擊阻車器的，同樣把這些空礦車和兩輛重礦車的沖擊都當(dāng)做是剛性沖擊，在=2\*GB3②—=3\*GB3③這個斜坡段上所有空車、1號空礦車和8號空礦車和兩輛重礦車的沖擊動能的沖擊動能是：由上面的計算結(jié)果可以看出來，仍然是大于的，所以不管哪種情況，出車端的液壓阻車器里的緩沖彈簧強(qiáng)度顯然是滿足要求的。出車端阻車器的彈簧驗算滿足要求，接下來就驗算進(jìn)車端的液壓阻車器的緩沖彈簧。在推車機(jī)的作用下，當(dāng)列車被其推動前進(jìn)后，去沖擊那個進(jìn)車端的液壓阻車器的時候，軌道線路上有很多礦車，有重礦車和空礦車，這些礦車有的處于拉伸狀態(tài)，有的處于接觸狀態(tài)，它們所處的狀態(tài)對計算沖擊動能有很大的關(guān)聯(lián)，需要分情況來討論，然而在推車機(jī)的推爪后面的那些裝滿物料的重礦車，并沒有處于接觸的狀態(tài)下，反過來說，它們處于拉伸狀態(tài)之中，在這種的情況下，、、幾輛重礦車加上1那輛空礦車的狀態(tài)恰恰相反，它們并沒有處于拉伸狀態(tài)，而都是相互接觸的，即處于接觸的這種狀態(tài)。那么這時應(yīng)怎樣計算沖擊動能呢，當(dāng)然首先根據(jù)前面計算過的可以看出來，重礦車、還有那個空礦車的沖擊動能并非有進(jìn)車端液壓阻車器承擔(dān)這個動能，那就是出車端液壓阻車器承受其沖擊動能。那么進(jìn)車端的液壓阻車器承受誰的沖擊動能，當(dāng)然是、、這三輛重礦車，首先它們以不是拉伸的狀態(tài)去沖擊阻車器，這三輛重礦車在推車機(jī)的推爪前方。那在推車機(jī)的推爪后面的重礦車是怎樣的狀態(tài)呢，分析一下，假如、、這三輛重礦車在開始與阻車器相接觸到三輛重礦車在阻車器的作用下而完全停止之前的這段時間里面，在推車機(jī)的推爪后面的那些重礦車會相應(yīng)的去撞上與自己前方的那個重礦車，如果是這樣的話，在計算沖擊動能的時候，就要需要考慮推車機(jī)推爪后面的那些重礦車對沖擊動能的影響，因為他們相互撞擊使得那三輛重礦車的動能提高，所以會產(chǎn)生這些影響，當(dāng)然，如果不是這樣的情況的話，也就不需考慮推車機(jī)推爪后面的重礦車的影響了。根據(jù)上面的分析可以獲得一些計算所需要的信息和數(shù)據(jù)，知道碰撞阻車器的緩沖彈簧的重礦車的數(shù)量、碰撞阻車器的緩沖彈簧的初速度和彈簧本身就有的剛度。根據(jù)這些數(shù)據(jù)就可以算出、、這三輛重礦車在開始與阻車器相接觸到三輛重礦車在阻車器的作用下而完全停止之前的這段時間。這些重礦車的車輪在碰撞阻車器的阻爪后，彈簧所產(chǎn)生的力并非是一個恒定的力，而是一個變化的力，則車輪所受到的經(jīng)阻爪傳遞過來彈簧變力，那么這個變力用公式表示出來是：kgf在上面的這個式子里面：是緩沖彈簧彈簧剛度，kgf/mm;是彈簧的總變形量，mm、則根據(jù)牛頓第二定律可以計算出進(jìn)車端的液壓阻車器的緩沖彈簧受到的力是：kgf在上面的這個式子里面：是所有參與的碰裝彈簧的礦車質(zhì)量加上其載的物料質(zhì)量，kg;是彈簧被礦車碰撞之后，礦車產(chǎn)生的加速度，m/。那么根據(jù)上面兩式子可以得到：m/假設(shè)緩沖彈簧在裝配過程中，由于有裝配壓力，這個壓力使緩沖彈簧產(chǎn)生的初始壓縮量是，那么礦車的碰撞緩沖彈簧做了功，這個功使其發(fā)生的形變量就是最后的形變與有裝配壓力產(chǎn)生的形變之差。礦車做的功是：kgfm這些礦車輪在碰撞進(jìn)車端阻車器時壓縮彈簧到達(dá)的隨便一點，并且要使變形量達(dá)到最大時這些礦車的速度為，如果時間在前進(jìn)一點，速度就變成了。那么速度的變化量為，。那么在這短暫的時間內(nèi)，我們就可以把礦車緩沖彈簧的運(yùn)動當(dāng)作是那個勻變速運(yùn)動，那么就可以得到：

在上面的這個式子里面：是重礦車壓縮彈簧被礦車壓縮形變量為時的加速度，由前面的式子中可以看到,。這些礦車碰撞阻車器后，開始壓縮彈簧，礦車停止時彈簧壓縮到，那么這段時間所產(chǎn)生動能變化為：礦車做的功不僅用于彈簧的壓縮，而且還包括摩擦力消耗所做的功，如果對魔擦力所消耗掉的功不納入計算，也就是忽略掉這個小功，那么礦車所有的動能變化量就全部轉(zhuǎn)化為那個緩沖彈簧做的所有功。則根據(jù)上面的幾個式子，可以得出：那么將上面這個式子導(dǎo)出的取正號，然后再代入在前面那個的微分式里面可以得到下面的式子：那么可以根據(jù)這個式子通過積分計算出兩個不同壓縮量之間所需要的時間。假設(shè)進(jìn)車端的液壓阻車器的緩沖彈簧第一個壓縮量為，然后壓縮量又變化，當(dāng)壓縮量變化到為的時候停止，那么此時壓縮彈簧所需要的時間就可以計算出來，只需要將上式積分就行了，計算過程如下：s重礦車將緩沖彈簧壓縮到時重礦車就停止運(yùn)動了，被阻車器阻擋，這是的速度很明顯是0。那么礦車的動能變?yōu)?了，它的這些動能與阻車器的彈簧做的功相等，當(dāng)然這是不考慮摩擦阻力的情況下，那么根據(jù)這個原理，就可以得到一些計算式，把前面的式子建立起等式，下面是計算結(jié)果：那么可以將上面的這個導(dǎo)出式帶入時間的微分方程中去計算，可以得到化簡了的公式，下面就代入得：s由前面的計算過程可以知道，=0.525m/s、=24200kgf/m、=0.015m。三輛重礦車、、的接觸狀態(tài)視為剛性接觸，它們裝載的物料為矸石，因為這里驗算彈簧強(qiáng)度，所以按照最大的重量來計算的，矸石比煤要重，所以是矸石，三輛重礦車碰撞進(jìn)車端液壓阻車器的彈簧上，因為有兩個彈簧，假設(shè)這兩個彈簧分擔(dān)的質(zhì)量相同，那么單個彈簧所承受的質(zhì)量為3個重礦車和裝載物料質(zhì)量的一半，所以kg于是將所有的數(shù)據(jù)、、、，將這些數(shù)據(jù)代入礦車碰撞進(jìn)車端的液壓阻車器的緩沖彈簧被壓縮的時間的公式中可以得到：s這三輛重礦車、、在推車機(jī)的推爪前方，它們壓縮彈簧，最終進(jìn)車端的液壓阻車器的緩沖彈簧被壓縮的距離為：m重礦車在推車機(jī)推爪的后方第一輛礦車與重車并沒有處于接觸狀態(tài)，而是處于拉伸狀態(tài)，兩車頭之間有一定的距離，這段距離用來表示，那么和緩沖彈簧被壓縮的距離為，它的計算如下：m重礦車在前進(jìn)運(yùn)動的過程中會減速運(yùn)行，那么它有一個加速度使其減速運(yùn)動，這個加速度為：m/shf在上面的這個式子里面：是1.5噸600軌距固定式車箱礦車在軌道上運(yùn)行的時候產(chǎn)生的一種阻力系數(shù)，查閱資料，這個系數(shù)??；是重力加速度，m/s。重礦車為推車機(jī)推爪的后面的第一個礦車，要算出在軌道上的滑行時間，再和壓縮彈簧到停止的實踐相比較，看誰用的時間長，假如重礦車在軌道上的滑行時間大于彈簧的壓縮時間，那么就不需要考慮重礦車對推爪前的重礦車、、沖擊對它們的沖擊動能造成影響；假如這個時間小于彈簧壓縮的時間，那么重礦車會對重礦車會造成沖擊作用，那么就要考慮這個沖擊。所以滑行時間需要算出來，那么由以下的公式來計算滑行時間：s上面的計算可以得知，在、、三輛重礦車停止壓縮緩沖彈簧之前，推車機(jī)的推爪后面的第一輛礦車并沒追趕上前面的一輛重礦車，所以阻車器的緩沖彈簧受到的沖擊動能不用考慮礦車的沖擊，只需要用、、三輛重礦車的沖擊動能來驗算。同樣的，礦車頭要吸收一小部分動能，但這部分的動能確實微不足道，所以忽略掉這點吸收的動能，則、、三輛重礦車裝載著矸石的時候的沖擊動能是kgfm由于進(jìn)車端的阻車器彈簧和出車端的阻車器彈簧都是一樣的，說明進(jìn)車端的液壓阻車器的緩沖彈簧可以吸收的動能和出車端的阻車器的緩沖彈簧一致，也就是，則看得出來>,也就說明了進(jìn)車端的阻車器的彈簧是符合要求的，則進(jìn)車端和出車端的阻車器的緩沖彈簧都是滿足強(qiáng)度要求的。4.2阻車器的阻車爪軸的強(qiáng)度驗算先將阻車器的阻車爪和軸的部分用圖畫出來，如圖4-2。圖4-2由圖可以看出，阻車器的阻爪靠在鐵軌上，中間的軸穿過阻爪，阻爪在推桿的作用下可以在軸上靈活的動作。來實現(xiàn)阻車的目的。那么阻車器阻爪的力臂由勾股定理可以計算出來，計算如下：mm阻車爪受到的最大的沖擊了與阻車器上的緩沖彈簧的最大工作負(fù)荷基本上是一樣的，也就是說最大沖擊了就為，那么受到的最大力矩是：kgfcm軸承產(chǎn)生的支反力為，那么計算如下:kgf根據(jù)前面驗算彈簧可知，阻車爪在最大的工作壓下下，有它的最大工作行程，知道最大行程就知道了軸所受的最大彎曲力矩，所以要知道最大行程，則工作負(fù)荷為，則為90mm，那么由公式計算如下：在上面的式子里面：為動力系數(shù)，取其為1.5.下面來算軸的彎曲應(yīng)力阻車器的駐車軸為45號剛，采用正火處理，這樣的許用應(yīng)力為，很明顯>，所以阻車抓的軸強(qiáng)度滿足要求，足夠在最大的工作壓力下中擦很難過的工作。5液壓系統(tǒng)的設(shè)計液壓系統(tǒng)主要有4各部分組成，包括動力源、控制元件、輔助元件、和執(zhí)行元件組成。作為動力的是泵，泵由電機(jī)帶動，然后泵通過旋轉(zhuǎn)使機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗埽鳛閯恿敵?；控制元件就是一些回路通過閥來控制，完成一些特定的運(yùn)動；執(zhí)行元件主要完成液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，一般為馬達(dá)，液壓缸等；輔助元件就是出去上面三個部分的剩余部分，如溫度計、過濾器和壓力表等元件。液壓傳動還有很多優(yōu)點，比如：1）在相同功率的情況下，液壓傳動裝置要比機(jī)械傳動和電傳動的重量輕、體積小、運(yùn)動慣量??；2）速度調(diào)節(jié)范圍大，而且可以連續(xù)變速；3）液壓元件基本上標(biāo)準(zhǔn)化，可以根據(jù)要求方便的購買，組裝速度快；4）可以使帶有液壓裝置的設(shè)備實現(xiàn)高度自動化。5.1液壓系統(tǒng)原理5.1.1液壓翻車機(jī)設(shè)備狀況表5-1翻車機(jī)單位規(guī)格或型號適用礦車型號MG1.7-6A翻車次數(shù)每分鐘2.5滾筒尺寸直徑mm2700長度mm5100傳動滾輪直徑mm500支持滾輪直徑mm5005.1.2設(shè)計要求設(shè)計的液壓翻車機(jī)是應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)當(dāng)中，那么就需要大功率、高壓和低速的要求。在液壓系統(tǒng)里面，也需要它有良好的平穩(wěn)性并且工作機(jī)構(gòu)不管處于何種狀態(tài)下都能夠立即停下來。該設(shè)計的液壓翻車機(jī)工作環(huán)境不好，并且需要長時間的連續(xù)工作，所以液壓元件要具有良好的性質(zhì)，比如非常好的溫度點和良好的散熱功能，更加重要的是，必須符合一些重要的法律法規(guī)和章程，如符合《煤礦安全規(guī)程》中的防火、防爆等規(guī)定。液壓泵站采用兩套動力源，即兩套相同的防爆電機(jī)和馬達(dá)，一套備用，另一套工作，液壓泵站還包括油箱，液壓控制元件和執(zhí)行元件液壓缸和液壓馬達(dá)等。5.1.3液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計根據(jù)要求來設(shè)計液壓系統(tǒng)圖，設(shè)計的液壓系統(tǒng)原理圖如圖4-1所示，圖中編號分別為：1—油箱，2—過濾器，3—定量泵，4—截止閥，5—壓力表，6—壓力繼電器，7—調(diào)速閥，8—三位四通電液換向閥，9—馬達(dá)，10—液壓缸，11—溢流閥，12—兩位兩通電磁換向閥，13—單向閥。圖中有兩套動力裝置，三個調(diào)速閥，3個三位四通換向閥，兩個液壓缸。當(dāng)泵站工作時，油液經(jīng)由馬達(dá)輸送至單向閥流向溢流閥和壓力繼電器，壓力繼電器和溢流閥都是用來控制系統(tǒng)的工作壓力，然后油液繼續(xù)流向三位四通換向閥，通過三位四通換向閥來控制執(zhí)行元件的工作狀態(tài)。液壓系統(tǒng)的工作原理：翻車機(jī)處于工作狀態(tài)的時候，電動機(jī)帶動泵旋轉(zhuǎn)，液壓馬達(dá)的三位四通閥處于打開狀態(tài)，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，帶動滾筒的滾圈跟著旋轉(zhuǎn)，此時阻車阻車器關(guān)閉，阻擋待翻車的礦車,控制阻車器的液壓缸處于中位，液壓缸保持不動，此時的緩沖器定位裝置打開，翻車機(jī)旋轉(zhuǎn)360度之后完成一次翻卸，在定位裝置的作用下回到初始狀態(tài)，此時阻車器打開，液壓缸往前推，即三位四通換向閥處于左位，翻車機(jī)內(nèi)的礦車被推出，新的礦車進(jìn)入翻車機(jī)等待翻轉(zhuǎn)，阻車器關(guān)閉，阻車器三位四通閥處于右位，緩沖裝置打開，翻車機(jī)可以進(jìn)行下翻轉(zhuǎn)，在翻車機(jī)滾筒的的定位上布置了傳感器，用于檢測翻車機(jī)所處的位置，通過PLC編程來控制液壓元件的開閉，達(dá)到是阻車器開閉，使整個翻車機(jī)系統(tǒng)合理有序的運(yùn)轉(zhuǎn)。圖5-1液壓系統(tǒng)原理圖5.2液壓系統(tǒng)的計算5.2.1馬達(dá)的選型液壓馬達(dá)是壓力能與機(jī)械能轉(zhuǎn)變的執(zhí)行元件，馬達(dá)的好壞將會直接影響液壓翻車機(jī)可靠性和穩(wěn)定性。選用液壓馬達(dá)的時候，不能亂選，要根據(jù)實際需求來選擇，需要注意以下幾點：1）工作的扭矩大不大，速度要求是多大；2）工作壓力需要多大。選擇馬達(dá)壓力能否符合要求；3）不要出現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速和最高壓力同時出現(xiàn)；4）是否長時鎖緊馬達(dá)，防止負(fù)載運(yùn)動，是否加制動裝置。首先計算出翻車機(jī)輸入軸上的輸入扭矩，由于采用液壓作為動力源，那么要假設(shè)以電動機(jī)作為翻車機(jī)直接動力來計算出所需要的扭矩，那么計算得式子如下：在上面的這個式子里面：是前面算出翻車機(jī)所需要的功率，kW；是原電動翻車所用的減速器的傳動比，；是原來電動翻車機(jī)的機(jī)械效率，?。皇窃妱臃嚈C(jī)的電動機(jī)轉(zhuǎn)速，rad/min將上面提到的數(shù)據(jù)代入公式計算得出：Nm初選馬達(dá)：選用意寧液壓生產(chǎn)的大扭矩低速馬達(dá)，型號為。選擇的馬達(dá)參數(shù)如表5-2.表5-2選擇馬達(dá)的參數(shù)理論排量額定壓力尖峰壓力額定扭矩單位扭矩連續(xù)轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速873mL/r25MPa35MPa3400Nm136Nm/MPa0.5—350r/min400r/min5.2.2液壓泵的選擇和電機(jī)的選型液壓泵作為整個液壓系統(tǒng)的動力，泵的越好，液壓系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性越好，相反就越差。選用液壓泵的時候，需要考慮以下幾點：1）要不要求變量。如果不變量的話，就選擇用定量泵，反之選擇變量泵。2）液壓系統(tǒng)的工作壓力大不大。需要的壓力比較大的時候，可以選擇柱塞泵。3）工作環(huán)境如何。當(dāng)工作環(huán)境不是很好時，那么優(yōu)先選擇齒輪泵，因為齒輪泵抗污染能力最好。4）噪聲的影響。一般噪聲比較低的有嚙合齒輪泵、螺桿泵和雙作用葉片泵。5）考慮效率的高低。如果結(jié)構(gòu)相同的泵，它們排量越大，其效率相對來說就越高；排量一樣的泵，在額定工況時效率相對來說是最高的；所以，選擇的液壓泵應(yīng)該符合自己的工況，不能忙目最求效率高低。馬達(dá)的和阻車器的液壓缸并非同時運(yùn)作，而且液壓缸推動阻車器的不大，所以考慮馬達(dá)來選用液壓泵。馬達(dá)的實際輸出轉(zhuǎn)矩Nm馬達(dá)的理論轉(zhuǎn)矩：Nm同時：MPa這里先取一個壓力損失，取壓力損失為0.5MPa，即MPa。執(zhí)行元件的最高壓力為MPa確定液壓泵的最大工作壓力為上面的這個式子里面：是執(zhí)行元件的最高壓力；是油路上的壓力損失，初定=0.5MPaMPa取液壓泵的最大工作壓力為24MPa。確定了工作壓力之后，接下來確定液壓泵的流量。采用馬達(dá)最大轉(zhuǎn)速來計算：因為馬達(dá)與工作機(jī)構(gòu)連接是用聯(lián)軸器連接的，那么馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速為：r/min則泵的流量為：在上面這個式子中：是馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速；馬達(dá)排量，=873mL/r；是容積效率，經(jīng)過查閱資料取=0.96。L/min經(jīng)過計算得到泵的工作壓力和流量，根據(jù)這兩個參數(shù)選取泵的型號，由于工作的環(huán)境在煤礦生產(chǎn)的地方，所以環(huán)境不是很好，同時噪音也不要太大，所以根據(jù)各泵的特點和個泵的參數(shù)選擇泵。圖5-3為各種泵的技術(shù)參數(shù)。則選取的泵為NB3-G32F型內(nèi)嚙合齒輪泵。該型號的齒輪泵的技術(shù)參數(shù)為：公稱排量額定壓力最高壓力最高轉(zhuǎn)速32mL/r25MPa32MPa3000r/min圖5-3各種泵的技術(shù)參數(shù)液壓泵的型號選擇了后就可以選擇電機(jī)了，下面就進(jìn)行電機(jī)的選則計算。在上面的這個式子里面：是電動機(jī)的功率，kW；是液壓泵的最大工作壓力，Pa；是液壓泵的輸出流量，m/s；是液壓泵的總效率。kW查閱資料選取電機(jī)為防爆電機(jī)Y180M-4，該電機(jī)的額定功率為18.5kW，轉(zhuǎn)速為1470r/min。5.3液壓元件的選型計算液壓元件在液壓系統(tǒng)中，承擔(dān)著重要的組成部分，液壓元件的選擇將很大程度上影響液壓系統(tǒng)的性能，這些性能包括可靠性、工作效率、溫度和噪聲等技術(shù)指標(biāo)。在該設(shè)計中，液壓元件的選擇會考慮設(shè)計的液壓系統(tǒng)的參數(shù)，比如液壓馬達(dá)的額定壓力、壓力損失等。最大的控制壓力按實際壓力的1.2到2倍來選擇，調(diào)速閥按其最大流量和最小穩(wěn)定流量選定，溢流閥按液壓泵的最大輸出流量選定。選擇閥有一些原則，這些選擇原則如下：1）額定壓力的選擇。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定壓力選擇相應(yīng)壓力級別的閥，而且要使系統(tǒng)壓力適當(dāng)?shù)陀陬~定壓力值。一個液壓系統(tǒng)通常具有多個回路，各部分回路的流量一般不同，所以也不能單純根據(jù)泵的額定流量來選擇液壓閥。比較科學(xué)的辦法是考慮整個系統(tǒng)在所有工況下每個回路可能流過的最大流量和最小穩(wěn)定流量。對于偶爾有大流量通過的系統(tǒng)，根據(jù)具體情況來定，一般還是按大部分工況流量選，允許短時的超流量使用。2）安裝方式的選擇。閥的進(jìn)出油口的連接方式分為：螺紋連接、板式連接、法蘭連接。選擇的依據(jù)是閥的規(guī)格、系統(tǒng)的復(fù)雜程度和布置特點。3）控制方式的選擇。分為手動控制、電氣控制、液壓控制和機(jī)械控制等，根據(jù)需要來合理選擇控制方式，本設(shè)計要求自動化較高，采用電磁控制。4）結(jié)構(gòu)形式的選擇。要根據(jù)具體要求選擇合理的結(jié)構(gòu)，機(jī)構(gòu)形式對機(jī)能有很大影響。5）型號的選擇。盡量選標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，如果真需要的話可以自行設(shè)計。溢流閥的選型參考相應(yīng)的手冊，根據(jù)前文關(guān)于液壓油缸的流量和壓力計算，結(jié)合前文關(guān)于液壓泵的流量和壓力計算，選擇先導(dǎo)式溢流閥BT-06-32,調(diào)壓范圍為0—25MPa，最大流量為200L/min,質(zhì)量為5kg，滿足整個系統(tǒng)的要求。調(diào)速閥選型節(jié)流閥的通過流量會受到其進(jìn)出油口壓力差的影響，在液壓系統(tǒng)中，壓力取決于外部的負(fù)載，如果外部的負(fù)載壓力變化，壓差也會變化，流量也就隨之變化，使得執(zhí)行元件的速度隨之變化，為使流經(jīng)節(jié)流閥的流量能擺脫負(fù)載變化的影響，需要對節(jié)流閥進(jìn)出油口的壓力差進(jìn)行補(bǔ)償，這種帶有補(bǔ)償功能的閥稱之為調(diào)速閥。根據(jù)液壓泵的流量和壓力參數(shù)，查閱相關(guān)手冊，選用MSA30EF160型調(diào)速閥工作壓力21MPa最小壓差0.5—1MPa，液：AB為160L/min。滿足系統(tǒng)要求。單向閥的選型單向閥是連接在泵的出油口防止液壓油回流的，所以在選擇的時候主要參照液壓泵的流量和壓力。型號為S20A220，通徑為20cm，最大工作壓力為31.5MPa，最大流量為65L/min。滿足系統(tǒng)要求。換向閥的選型三位四通電磁換向閥位于各分油路上，其選擇參照液壓泵的流量和壓力以及其中位機(jī)構(gòu)，查閱相關(guān)選型手冊選用4WE10E三位四通電磁換向閥，ABP腔的最大工作壓力31.5MPa，T腔工作壓力為16MPa，流量為100L/min。兩位兩通閥用在回油路上，起著卸荷的作用，查閱手冊，選用22E-10B。過濾器的選型過濾器用于清除油液中的雜質(zhì)，防止劃傷、磨損零件或堵塞零件的孔隙。其主要參數(shù)如下：1）過濾精度。這是首要考慮的參數(shù)，過濾器能過濾多大尺寸的污染物首先就要看過濾精度。2）納垢容量。指過濾器壓力下降到一定值之前可以清除和容納污染物的量。這一參數(shù)越大使用壽命越長。一般過濾面積大的納垢容量大。3）工作壓力。不同結(jié)構(gòu)的過濾器許用工作壓力不同，選擇時要考慮最高壓力是否是過濾器所能承受。4）壓力損失。液體流經(jīng)濾芯時有壓力降，設(shè)計時要考慮進(jìn)去。選擇過濾器時主要考慮一下方面：1）根據(jù)使用目的選擇過濾器類別。2）盡量有大的通油能力和小的壓力損失。3）過濾精度要滿足要求。4）濾芯易于更換和清潔。5）結(jié)構(gòu)盡量簡單、合理。6）價格低廉。結(jié)合上述條件，選用過濾精度10的過濾器，采用YDH0.60E5不銹鋼纖維過濾器。將選擇的閥列于表5-3中。表5-3序號代號名稱數(shù)量1YDH0.60E5過濾器22BT-06-32溢流閥13S20A220單向閥244WE10E三位四通電磁換向閥35MSA30EF160調(diào)速閥3622E-10B二位二通電磁換向閥15.4管道尺寸的確定計算管道的尺寸在上面這個式子里面：是通過管道內(nèi)的流量,m/s是在管道里面的液體平均流速，取m/s。根據(jù)計算結(jié)果，查閱機(jī)械設(shè)計手冊，按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格來選取管子為，材料為20鋼，MPa，安全系數(shù)為6，冷卻加工。另外，管子的壁厚需要驗算，看其是否滿足工作的要求。計算結(jié)果表明mm,也就說明所選的管子壁厚安全。5.5計算油箱容積油箱是液壓系統(tǒng)很重要的一部分，其作用包括存儲液壓油液、散發(fā)熱量、逸出空氣、沉淀雜質(zhì)和分離水分等。按照分類上講，分為整體、兩用和獨(dú)立油箱三種。整體式油箱是機(jī)器和油箱合在一起的，而兩用油箱指液壓油和其他用途用油共用一個油箱，而本設(shè)計中采用的油箱是獨(dú)立油箱，屬于第三類，與其他液壓元件共同組成液壓泵站。本設(shè)計中液壓元件都安裝在油箱的頂蓋板上，需要油箱頂部具有一定的安裝位置，所以油箱屬于扁平形狀的，其特點為：1）油液脫氣容易。2）液壓泵的吸油管短，利于吸油。3）便于打開與維修。4）吸油過濾器易于接近。油箱的容量包括兩部分，一是油的容量，二是空氣的容量。當(dāng)油箱注滿油時，最高液面上方要留出10%到15%的空氣容量來，主要是為了形成油的自由表面，促使空氣的分離，容納熱膨脹和泡沫，還有就是容納停機(jī)的時候系統(tǒng)中回流的液壓油。油箱的有效容量為泵每分鐘流量的3到7倍。由于泵站是固定的，空間不受限制，為了更好的散熱，那么按照流量的6倍來計算。L查閱資料，油箱的油量為252L。5.6液壓油的選取選液壓油的時候要考慮工作環(huán)境、工作條件、油液的質(zhì)量還有經(jīng)濟(jì)性。這些因素中最重要的是工作條件，而這里面最常考慮的是粘度。盡管各個液壓元件都會指定各種需要的液壓油，但實際中我們只能選擇一種來使用，考慮到液壓泵是液壓系統(tǒng)中工作條件最為嚴(yán)酷的部分，所以我們通常根據(jù)液壓泵的要求確定所用液壓油的牌號，值得注意的是，按照液壓泵的標(biāo)準(zhǔn)選擇的液壓油一般對液壓閥也會適用。這里選取液壓油為L-HV46液壓油，運(yùn)動粘度為46mm/s，密度為875kg/m。5.7驗算系統(tǒng)性能壓力損失主要由3部分組成：沿程壓力損失、局部壓力損失和閥類元件的局部壓力損失。則需要算出3個壓力損失。5.7.1沿程壓力損失沿程壓力損失，主要是進(jìn)油管路的壓力損失，假設(shè)此管路最長為2m，管的內(nèi)徑為15mm，流量為42L/min，那么管路中的實際流速為：m/s雷諾數(shù)：=在雷諾數(shù)那個式子里面是工作溫度下的粘度，m/s。則代入式子中得：=<2320沿程阻力系數(shù)為MPa5.7.2局部壓力損失當(dāng)流體