電動鏟運機電液控制自動排纜裝置

目錄1.1電動鏟運機電液控制自動排纜裝置領域應用1.2自動排纜裝置的研究現(xiàn)狀1.3本課題研究意義及內(nèi)容1.4本章小結第二章電動鏟運機自動排纜裝置的基本組成、工作原理、存在問題及故障分析2.1卷纜裝置的組成2.2自動排纜裝置組成2.3自動排纜裝置工作原理2.4主要部件故障分析2.4.1常見故障2.4.2故障數(shù)樹的建立2.4.3故障分析2.5本章小結第三章電液控制自動排纜裝置總體結構設計3.1電動鏟運機電液控制自動排纜裝置的設計要求及設計原理3.1.1設計要求3.1.2設計原理3.2主要零部件的結構設計3.3單向螺桿材料選擇與制造工藝設計3.3.1單向螺桿的材料選擇3.3.2單向螺桿的制造工藝設計3.4本章小結第四章電動鏟運機電液控制自動排纜裝置的計算4.1關鍵部位的受力分析4.2關鍵部位的強度計算4.4本章小結第五章自動換向電液控制系統(tǒng)及關鍵液壓部件選型設計5.1自動換向電液控制系統(tǒng)5.2關鍵液壓部件選型5.3本章小結第六章結論6.2未來方向參考文獻電動鏟運機是地下礦山無軌采掘作業(yè)的主要裝、運、卸設備，是一種新型高效無空氣污染地下無軌裝、運、卸設備。鏟運機具有操縱簡單，不受地形限制，能獨立工作，行駛速度快，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。鏟運機為雙向行駛結構，需要動力電纜隨著鏟運機的前進、后退，頻繁的進行收、放動作。由于鏟運機長度尺寸上的限制，不能通過電纜互相擠壓及內(nèi)外層的摩擦實現(xiàn)對電纜在滾筒全長度上的自行排纜。為了實現(xiàn)電纜在卷筒上的有序排列，就必須設置自動排纜裝置。首先，分析電動鏟運機自動排纜裝置的基本組成、工作原理、存在問題及電動排纜裝置主要部件常見故障分析，并找到故障的主要原因。其次，采用新型的電液控制自動排纜裝置，對電液控制自動排纜裝置總體結構設計，并對單向螺桿、月牙滑塊結構進行設計并繪制三維結構圖，對關鍵部位受力分析和強度計算。再次，對新型電液控制自動排纜裝置中自動換向電液控制系統(tǒng)及關鍵液壓最后，采用單項螺旋的制造工藝，對單向螺桿材料進行合理選擇并對制造關鍵詞：電液控制自動排纜裝置；故障分析；單向螺旋設計；月牙滑塊結構設計operation,fastdrivingspeedandhighproductioneffautanaticcablearrangenentoftheelectricscraper,theworkingarrangenentcammonfaultanaly1.1電動鏟運機電液控制自動排纜裝置領域應用我國工業(yè)化的迅速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求與日俱增。在這種大的經(jīng)濟環(huán)境下，我國金屬、非金屬礦山迎來了前所未有的發(fā)展機遇。目前我國已建成國有礦山企業(yè)8840多個，集體與個體礦山企業(yè)26萬個，開發(fā)建設了8000多座礦山，年開采礦石量約50億t以上。隨著礦山開采規(guī)模的迅速擴大，近五年，各礦山企業(yè)累計完成固定資產(chǎn)投資達上千億元，相當于國外礦石巨頭未來計劃投資的總和。但是，我國新建礦山的礦石品位普遍較低，只有靠提高勞動生產(chǎn)率和高性能的礦山設備才能降低成本，才能有利可圖。投資的增加，采礦規(guī)模的擴大，各礦山企業(yè)迫切需要快速提高礦山裝備技術水平，達到強采強掘的目的，促進采礦業(yè)的技術進步和提高企業(yè)經(jīng)濟效益。地下采掘與工程機械設備在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有十分重要的地位，是現(xiàn)代礦山開采以及交通、水電、國防建設等大型施工必不可少的高效、先進的技術裝備，此類設備的制造業(yè)也是國民經(jīng)濟中的重要行業(yè)。地下鏟運機是以柴油機或以電動機為原動機、液壓或液力為機械傳動、鉸接式車架、輪胎行走、前端前卸式鏟斗的裝載、運輸或卸載設備。主要用于地下礦山和隧道工程。地下電動鏟運機，是地下采掘作業(yè)的主體設備，鏟運機是礦山無軌設備的一種，廣泛應用于地下礦山的采掘、運輸。以鏟運機和自卸式運礦卡車為核心的無軌采礦設備,在國內(nèi)外已成為采礦技術發(fā)展的主流。目前，市場上廣泛應用的鏟運機分為內(nèi)燃鏟運機與電動鏟運機兩種，內(nèi)燃鏟運機適用于通風良好的作業(yè)環(huán)境，擁有靈活、高效的特點；電動鏟運機則在礦山井下巷道、隧道等地下工程施工中，通常用以電力為動力，應用于1.2自動排纜裝置的研究現(xiàn)狀1.2.1鏟運機的產(chǎn)生20世紀60年代初美國瓦格納公司(即阿特拉斯科普柯AtlasCopco/安百拓Epiroc)制成世界上第一臺地下柴油驅動的鏟運機。二十世紀60年代中期在國外地下礦山中得到推廣運用。當時的鏟運機幾乎都是使用柴油為動力的內(nèi)燃機，為此，需要采用低污染柴油機并在柴油機上設置尾氣處理裝置，采用貴金屬催化凈化器或水洗滌箱，還需增設通風設施，以加大地下的通風量以便尾氣能夠排出坑外，從而使礦山的作業(yè)條件符合作業(yè)標準，讓工人的作業(yè)環(huán)境更加安全，礦山通風費用的支出大大增加以至于增加了生產(chǎn)成本。由于柴油鏟運機的通風、噪音、煙霧和發(fā)熱等問題，電動鏟運機應運而生，電動鏟運機的用戶幾乎無一例外地反映它的性能好、設備完好率高、維修費用低、工作條件好和需要的通風量少。盡管電動鏟運機拖曳著電纜，因而限制了其靈活性，但它在井下仍有許多適宜的用如果用電動鏟運機取代所用的全部內(nèi)燃鏟運機，則所需通風量可減少一半以上。廣泛的試驗和實踐表明，電動鏟運機具有低污染；低熱量(熱量不到同級內(nèi)燃鏟運機的30%),低噪聲；維修量很??；功率損失小等優(yōu)點?？偟膩碚f，電動鏟運機的作業(yè)成本較低，機器便于維修，利用率較高，所以生產(chǎn)效率較高，其綜合經(jīng)濟性能較好，減少了不必要的支出。電動鏟運機的優(yōu)越性慢慢體現(xiàn)出來，因而得到迅速推廣。但也存在著不少缺點，其電纜限制了機器的機動性能和活動范圍，只能進行短距離工作，同時，在惡劣環(huán)境中作業(yè)電纜易于磨損和損壞，需要經(jīng)常更換，所以需要定期檢查和加強保護。為了增加電動鏟運機的機動性能和活動范圍，研究人員為電動鏟運機配備了能夠自動收放拖曳電纜的電纜卷筒，并成為電動鏟運機不可缺少的配置1.2.2我國鏟運機的發(fā)展我國地下鏟運機在經(jīng)歷了引進、合作制造、自主開發(fā)、創(chuàng)新發(fā)展四個階段后，得到了飛速發(fā)展，從1976年起，我國自行研制了斗容0.4-6.1m3的鏟運機共25種型號(包括中外合作生產(chǎn)的6種型號中，國內(nèi)研制的機型大多數(shù)通過鑒定(中外合作生產(chǎn)的機型均已通過驗收),但批量在5臺以上，并在礦山得到連續(xù)使用山鏟運機擁有量將近800臺)。這些鏟運機分布在我國近60個礦山，成為我國地自70年代中期地下無軌采礦機械化在我國興起以來，作為主要出礦設備的鏟運機已有近800臺用于我國數(shù)十個大中型地下礦山，其中有300余臺是我國自制的。這些鏟運機的應用，有力地推動了礦山生產(chǎn)的發(fā)展。我國早期引進的鏟運機都是以柴油發(fā)動機為動力，雖然柴油發(fā)動機靈活，但廢氣污染嚴重，給井下環(huán)境保護帶來嚴重的威脅。大多數(shù)采用道依茨渦流燃燒室低污染柴油機的鏟運機，排出的廢氣經(jīng)催化及水洗兩級處理，且催化器保持良好的維護狀態(tài)，水洗箱及時加水，其排污指標尚可達到我國規(guī)定的標準。個別采用直噴式普通柴油機的鏟運機，機外凈化又不完定的標準。為此，對柴油機廢氣監(jiān)測及凈化問題進行山、大冶、豐山、紅透山、弓長嶺等礦的60余臺LK-1型柴油鏟運機進行技為擺脫柴油鏟運機廢氣污染的困擾，我國自80年代中期開始自行研制拖曳同研制的WJD-1.5型電動鏟運機，采用液力機械傳動其主要技術性能達到80益，是我國自行研制的鏟運機中生產(chǎn)銷售量最多，應用最廣的機型。我國研制的1.2.3電動鏟運機自動排纜裝置作用及組成自動排纜裝置是電動鏟運機所必須擁有的部件，在電動鏟運機的前進和后退的過程中能自動同步有序的纏繞和放出電纜，避免電動鏟運機在工作時，拖曳電纜的過程中在巷道中磨損造成損壞而出現(xiàn)事故。這是電動鏟運機在工作與結構中與柴油鏟運機的不同。自動排纜裝置一般由卷筒、傳動裝置、排纜裝置和導向輥等部件組成，卷筒是用來裝載纏繞電纜的部件，卷筒內(nèi)筒的半徑要大于所選用電纜的最小彎曲半徑，而且能夠容納集電環(huán)等裝置，卷筒兩側端板的大徑與卷筒的長度決定了所能容納電纜的長短。排纜裝置的作用是使電纜在卷筒上的有序纏繞，使用單向螺桿正反轉來實現(xiàn)電纜的多層自動排列。導向輥的作用是在電動鏟運機處于任一位置時，電纜都能從一個方向引入卷筒。傳動裝置是在排纜裝置運行時傳1.2.4電動鏟運機排纜裝置現(xiàn)狀及存在問題不規(guī)整纏繞，在收放電纜時電纜拉力不均勻、電纜縱橫向滑動，容易使電纜損壞，由于不規(guī)則纏繞導致卷筒的外徑增大。地下巷道空間狹小，電動鏟運機能纜裝置的主要部件，雙向螺桿的旋轉運動使電纜在其槽里軸向運動，電纜沿著卷筒的長度方向往反移動，從而使電纜有序的排列在卷筒上。但電纜夾大多采用成雙對輥的旋轉輪，在成雙對輥旋轉輪工作時容易對電纜造成擠壓、切割，我國在1984年引進了美國艾姆科(Eimco)公司的922E型電動鏟運機后開始了自動排纜裝置的仿制研究。前期設計的自動排纜裝置如圖1-1所示。雖能實現(xiàn)自動有序排纜，但使用壽命只有1～2個月，沒有實用價值。國外自動排纜裝置的研究也已經(jīng)經(jīng)歷了三十多年，自動排纜裝置的應用不僅推廣到了以電力為動力源的地下鑿巖鉆車、地下電動鏟運機等地下電力驅動工程機械設備，而且推廣到了石油礦場機械等多個領域。在文獻[1]、文獻[2]中分別對922E型電動鏟運機自動排纜裝置的結構做出了介紹，如圖1-1所示。壓緊彈簧7、電纜導軌體8、電纜導向器(焊干件7)圖1—1前期設計的自動排纜裝置1-軸承座2-滑軌3-雙向螺桿4-壓蓋5-月牙滑塊6-壓緊彈簧7-電纜導軌體8-電纜導向器在同一根軸上加工出首尾相連、旋向相反的雙向螺紋，通常加工方法是先加工兩端帶有臺階的光軸，再在光軸上加工出兩條旋向相反一根左旋、另一根右旋、節(jié)螺桿軸上轉動。最后在套筒上分別補充加工兩螺紋收尾段，這樣就可確保兩螺紋首尾相連。文獻[32]中指出：螺紋月牙滑塊是在螺旋槽內(nèi)運動的，通過摩擦力來實現(xiàn)，使用過程中要使之保持潤滑狀態(tài)來減少月牙滑塊在使用過程中的磨損。文獻[12]介紹了一種類似自動排纜裝置在電測絞車中的應用。非常遺憾的是，上述研究僅限于原理和結構的可行，而沒有在國內(nèi)鏟運機研究機構對鏟運機自動排纜裝置中成功運用，也沒有可靠性、實用性、故障分析與解決的研究報道和產(chǎn)品。1.3本課題研究意義及內(nèi)容地下礦用電動鏟運機在工作運動當中始終拖曳了一根提供動力的電纜，隨著鏟運機前進和后退必須要保證電纜能夠同步有序收放。拖曳電纜式電動鏟運機最為關鍵的就是電纜隨整機的同步收放問題，即隨著鏟運機的前進和后退，能自動同步放出和卷繞電纜，避免鏟運機運行時出現(xiàn)壓纜、磨損、拉斷電纜而發(fā)生事故。當電動鏟運機后退時，電纜收整在卷筒中，為了保證卷筒能夠最大程度地收卷電纜并實現(xiàn)分層齊整排列，必須設計排纜機構。為了降低螺桿的制造難度及提高排攬的整齊度，從而提高排攬效率，增加電纜壽命，故將用單向螺桿取代雙向螺桿，采用電液控制的自動排纜裝置。通過本課題的研究，確定新型電液控制自動排纜裝置總體結構，為單向螺桿自動排纜裝置的設計提供結構與零件材料選擇的理論指導，設計制造出新型的電液控制自動排纜裝置用于實際生產(chǎn)。1.4本章小結在本章中，介紹了電動鏟運機的運用領域及國內(nèi)外發(fā)展歷史，分析了目前國內(nèi)外自動排纜裝置的研究現(xiàn)狀，提出了本文的主要研究內(nèi)容、研究意義和欲解決的工程問題。第二章電動鏟運機自動排纜裝置的基本組成、工作原理、存在問題及故障分析2.1卷纜裝置的組成卷纜裝置一般由卷筒、傳動裝置、排纜裝置和導向輥等部件組成，卷筒是用來裝載纏繞電纜的部件，卷筒內(nèi)筒的半徑要大于所選用電纜的最小彎曲半徑，而且能夠容納集電環(huán)等裝置，卷筒兩側端板的大徑與卷筒的長度決定了所能容納電纜的長短。排纜裝置的作用是使電纜在卷筒上的有序纏繞，使用單向螺桿正反轉來實現(xiàn)電纜的多層自動排列。導向輥的作用是在電動鏟運機處于任一位置時，電纜都能從一個方向引入卷筒。傳動裝置是在排纜裝置運行時傳遞動力圖2-1卷裝置總成示意圖1-電纜卷筒2-自動排纜裝置3-電纜托輥4-電纜立輥5-電纜6-傳動鏈條2.2自動排纜裝置組成1、軸承座2、滑軌3、雙向螺桿工、壓蓋5、滑塊6、圖2—2前期設計的自動排纜裝置1-軸承座2-滑軌3-雙向螺桿4-壓蓋5-月牙滑塊6-壓緊彈簧7-電纜導軌體8-電纜導向器圖中1為銅套式滑動軸承，2為鋼制導軌，3為45鋼制作雙向螺桿，4為壓蓋、7電纜導軌體為Q235A材料制作，5為錫青銅制作，8電纜導向器為圓裝配時，第一步，將8電纜導向器與4壓蓋焊接在一起。第二步，將7電纜導軌體套在3雙向螺桿上，對準螺旋槽，依次將4壓蓋、5月牙滑塊、6壓緊彈簧及彈簧壓蓋裝上。第三步，將1軸承座安裝在3雙向螺桿的兩端，調(diào)整好軸承座間距后與2滑軌焊接在一起。在裝配調(diào)試完成后，4壓蓋、5月牙滑塊、6壓緊彈簧及彈簧壓蓋這些零件可以更換，其它零件無法更換。2滑軌、3雙向螺桿、4壓蓋、5月牙滑塊、6壓緊彈簧、7電纜導軌體共同組成雙向撥桿驅動2.3自動排纜裝置工作原理多采用雙向螺桿式自動排纜裝置的多層纏繞。電纜由導向器的導向作用下卷入卷筒，導向器是嵌入螺紋凹槽的，在月牙滑塊(螺母月牙板)的作用，可沿著螺桿左右移動。螺桿有左右兩條螺距相同的雙向螺紋凹槽，兩條螺紋在螺桿兩端的螺紋過渡處形成封閉回路，因此導向器可在雙向螺桿上往復移動。螺桿通過鏈條鏈輪由卷筒帶動旋轉，在電纜沿軸向移動節(jié)距的距離時，電纜在卷筒上剛好纏繞一周。當電纜纏繞鋪滿一層到達卷筒端部時，月牙滑塊也同時在螺紋盡頭從一個方向的螺紋過渡到另一方向的螺紋上去，電纜隨著往返運動，實現(xiàn)了電纜在卷筒上的多層纏繞。而且，當電纜在卷筒上放出時，電纜是嚴格按照纏繞的反方向進行。正是雙向螺桿在螺紋盡頭能自動換向的排纜特點，使之在電動鏟運機上得到了推廣應用。2.4主要部件故障分析2.4.1常見故障前期設計的自動排纜裝置如圖2-2所示，雖然能夠實現(xiàn)自動有序排纜的目的，但它的使用壽命只能達到1～2個月，沒有實用價值。(1)月牙滑塊的磨損快；(2)電纜導向器環(huán)狀圓鋼的磨損及對電纜的磨損；2.4.2故障數(shù)樹的建立螺封護為彈性滑動向桿工藝差向桿密保2.4.3故障分析通過對故障樹的分析，可以得到，造成雙向螺桿自動排纜裝置使用壽命短的主要原因有以下幾個方面：(1)電纜導向器的結構。電纜導向器大多為環(huán)狀圓鋼結構，電纜在導向器上時滑動摩擦，易對電纜的產(chǎn)生磨損，影響電纜使用壽命。(2)采用純鋼材料的雙向螺桿，導向槽的表面粗糙度無法達到設計的技術要求，在槽內(nèi)與月牙滑塊的磨損嚴重。另外螺紋槽換向的光滑過度部分制造難度大，采用通用金屬切削設備無法加工、質(zhì)量無法保障，專用金屬切削設備造(3)摩擦副材料配對不合理，造成月牙滑塊的耐磨性能不足，平均使用壽命只有20天左右，不能滿足使用要求，(4)雙向螺桿沒有設置密封裝置，惡劣的環(huán)境會使泥水落入導向槽中，破(5)電纜導向器安裝在雙向螺桿的上方，工作時電纜上粘著的泥水就被導向器帶入到螺桿的導向槽中，加劇了月牙滑塊的磨損。本章介紹了電動鏟運機自動排纜裝置的基本組成，簡單闡述了它的工作原理及存在的問題，并建立了自動排纜裝置的故障樹，對主要部件進行常見故障分析，為解決故障提供了依據(jù)。第三章電液控制自動排纜裝置總體結構設計3.1電動鏟運機電液控制自動排纜裝置的設計要求及設計原理新型自動排纜裝置的設計要求：(1)功能要求滿足電動鏟運機功能的需要。在電動鏟運機的前進、后退、轉彎及行駛速度變化時，能夠根據(jù)電纜卷筒對電纜的纏繞、放出、停止等動作，實現(xiàn)電纜在電纜卷筒上的分層、有序排列。(2)使用性能要求滿足力學要求，具有足夠的強度、硬度、耐磨性等機械性能。(3)工藝性能要求零部件的制造相對簡單，采用普通工藝裝備能夠完成，制造成本低，滿足整機對成本的控制要求。(4)工況性能要求整個裝置適應地下工程惡劣的環(huán)境，具要一定的防泥(5)維修性能要求維修性能好，零部件拆卸、安裝方便。3.1.2設計原理采用單向螺桿自動排纜裝置，結構相對簡單，易于生產(chǎn)。3-1示意圖采用液壓馬達為動力驅動自動排纜裝置，單向螺桿自動排纜裝置在卷筒和螺桿間需要固定傳動比，當卷筒轉動時，卷筒傳動經(jīng)變速機構帶動雙向螺旋螺桿旋轉，帶動電纜導軌體沿單向螺桿運動。在單向螺桿兩端設置行程開關，當電纜在單向螺桿上運動至螺紋盡頭時，觸碰行程開關，配合電磁換向閥，控制液壓馬達反轉，從而控制單向螺桿的反轉，實現(xiàn)連續(xù)排纜的目的；當電纜在卷筒上纏繞1圈后，電纜導軌體帶領電纜相應沿卷筒軸向移動1個電纜直徑長度，此外當電纜運動至螺紋盡頭，卷筒上的電纜應剛好鋪滿一層，實現(xiàn)整齊排纜的目的。3.1.3設計原理圖1-卷纜馬達2-驅動鏈輪3-卷筒鏈輪4-液壓馬達5-驅動鏈輪6-排纜鏈輪7-卷筒8-電纜9-排纜導向組件10-單向螺桿11-行程開關觸點12-滑軌3.2主要零部件的結構設計3.2.1電纜的選用4X50,3X95+1X50,3X120+1X95,3×3選擇電纜型號3×25+1×16,電纜直徑標稱為36.4mm。3.2.2電纜卷筒的設計電纜卷筒的結構如圖3—2所示。卷筒兩端，一端支承在帶座軸承上(圖中未示出),另一端用兩個滾動軸承支承在空心軸上?？招妮S上裝有4～5組集電環(huán)，每組集電環(huán)的組成是中間三片銅環(huán)，外邊兩片對稱絕緣膠木片。三片銅環(huán)中，最中間的一片有一個耳子能隨卷筒回轉，另一個耳子與輸入電纜相連接，其余兩片是固定在空心軸上，不發(fā)生轉動，每片端面上都有一個接頭，兩邊接頭同時與控制箱電纜相連。絕緣膠木片可防止電流相與相之間短接。大鏈輪驅動卷筒旋轉，小鏈輪傳遞動力使排纜螺旋軸回轉。卷筒內(nèi)裝有過卷保護，當電纜在卷筒上的圈數(shù)較少(12m左右)時就會自動斷電，保護電纜與卷筒裝置。3-2卷筒總成圖1-空心軸2-卷纜鏈輪3-電纜卷筒總成4-集電環(huán)國內(nèi)外相關文獻中，文獻[1]中提出了排纜裝置設計的第一原則是要保證月牙滑塊在單向螺桿上的軸向移動速度恰好等于電纜在卷筒上的軸向排纜速度，即滿足下述關系式： 設電纜卷筒上可纏繞電纜的總長度L,即電纜卷筒的最大容纜量，決定了電動鏟運機一次配電后的活動范圍，即運距的大小。式中：m—每層電纜纏繞圈數(shù)：n—纏繞電纜的總層數(shù)：已知卷筒裝置參數(shù)：卷筒內(nèi)部寬度：B=420mm;m=11.L=172824.344mm,約為173m3.2.3單向螺桿結構設計單向螺桿的導向槽及換向部的總導程(月牙滑塊的總行程):B—卷筒可容納電纜的寬度(mm),設計值為420mm;d—電纜直徑(mm),標稱直徑為36.4mm,最大直徑為40.1mm,經(jīng)實測10個點，加權平均，取為39.4mm。把上面取值帶入式(3-5),得：Lk又可寫成：w-單向螺桿螺紋螺距(mm),設計值為50.8mm;n—單向螺桿螺紋圈數(shù)。則單向螺桿螺紋圈數(shù)：在單向螺桿自動排纜裝置中，月牙滑塊的作用是在單向螺桿螺旋槽的摩擦力的軸向分力的作用下，月牙滑塊帶動排纜導向組件沿單向螺桿軸線方向拖動電纜往復運動。單向螺桿自動排纜裝置對月牙滑塊結構的要求：(1)能沿單向螺桿的螺旋槽靈活運動，不能有卡滯現(xiàn)象；(2)只能在螺旋槽的換向部(螺旋槽結束處)換向。因此，月牙滑塊的結構設計要做到：(1)月牙滑塊與螺旋槽底部接觸部分應為近似橢圓，橢圓的短軸為螺旋槽的小徑直徑，長軸與螺距和小徑有關，其關系式為：轉化為：式中：圓d—螺旋槽的小徑(橢圓的短軸),設計值為40mm;w-單向螺桿螺紋標準螺距，設計值為50.8(mm);(2)月牙滑塊與螺旋槽側壁接觸部分尺寸相互配合，可以通過投影作圖法(3)月牙部的長度要控制在螺旋槽相交形成的缺口寬度(實測得33.05mm)與螺旋槽的大徑(57mm)之間。3-4月牙滑塊總成圖3.3單向螺桿材料選擇與制造工藝設計3.3.1單向螺桿的材料選擇單向螺桿自動排纜裝置的傳動形式屬于滑動螺旋傳動，主要承受扭矩及軸向壓力的作用，同時在螺桿與滑塊之間有相對滑動，受摩擦力的影響，其主要的失效形式是：(1)螺旋槽表面及滑塊月牙部的磨損；(2)螺紋槽與滑塊的彎斷或剪斷；(3)螺桿的拉斷或剪斷。因此，對滑塊與單向螺桿的材料要求如下：(1)必需有足夠的強度，排纜時會產(chǎn)生軸向力，該軸向力最終作用在月牙滑塊的底端與螺紋槽的相接觸處，對滑塊及螺紋槽產(chǎn)生擠壓和剪切作用非常明(2)有良好的耐磨性和潤滑性，滑塊在螺紋槽的移動受摩擦力影響，因而(3)單向螺桿是新型自動排纜裝置的關鍵部件，單向螺桿的加工精度直接決定了新型自動排纜裝置的使用壽命。選擇合理的工程材料是提高單向螺桿的綜上所述，分子量高達150萬以上的超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)因超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)因物理力學性能優(yōu)異而作為工程塑料應用。UHMW-PE極高的分子量(HDPE的分子量通常只有2～30萬)賦予其優(yōu)異的使用性能，而且屬于價格適中、性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，它幾乎集中 了各種塑料的優(yōu)點，具有普通聚乙烯和其它工程塑料無可比擬的耐磨、耐沖擊、自潤滑、耐腐蝕、吸收沖擊能、耐低溫、衛(wèi)生無毒、不易粘附、不易吸水、密度較小等綜合性能，是螺紋及螺紋槽理想的材料，另外鍵槽端和芯部采用45號如圖所示：3-8單向螺紋3.3.2單向螺桿制造工藝設計鋼塑單向螺桿的制造，首先，制作筒形有導向螺紋槽的模具和45號鋼芯軸。其次，模具內(nèi)表面涂脫模劑，并在模具中固定好鋼芯軸。最后，利用模壓成型技術，稱取配好的超高分子量聚乙烯粉料，放入涂有脫模劑的模具中，加壓5MPa左右，因為不是為了成型，僅僅是為了排除原料中的空氣，使原料密實，增加熱導率，減少燒結時間，所以壓力不用太大；把模具放入加熱爐中進行加熱40分鐘左右，加熱溫度為195℃左右。取出模具放到壓力機上，邊加壓8~12MPa(壓力的大小根據(jù)不同的情況有所不同)邊冷卻，冷卻到65～75℃;開模取出制品，修整飛邊，進行定型，制成復合材料的單向螺桿。工藝過程如圖3-9所示。3-9工藝過程圖本章主要介紹了自動排纜裝置中主要部件的結構設計、材料選擇，并對主要部件進行三維設計，同時制定了新型鋼塑復合材料的單向螺桿的制造工第四章電動鏟運機電液控制自動排纜裝置的計算式中：p—所選電纜的單位長度質(zhì)量，kg/km;WJD—1.5型電動鏟運機選用UY礦用移動橡套軟電纜，型號3×25+1×16,參考重量p=2269kg/km。h—電纜托輥離路面的垂直高度，m,根據(jù)卷筒與托輥的布置決定，根據(jù)卷纜裝置設計圖4-2,取h=1.423m。4-2卷纜裝置1-立輥2-托輥3-自動排纜裝置4-卷筒5-驅動鏈輪x—電纜托輥距電纜著地點的水平距離，m,一般為3～5米，根據(jù)使用的實際情況和調(diào)試結果，取4米比較合適。將數(shù)值代入式(4-1),計算得T=182.8N對自動排纜裝置的工作狀態(tài)分析后知道，自動排纜裝置最危險的工作狀態(tài)如圖4-10所示：電纜從鏟運機右后側經(jīng)過立輥、橫輥改變方向后，再穿過自動4-3自動排纜裝置最危險工作狀態(tài)(俯視圖)1-立輥2-托輥3-自動排纜裝置4-卷筒根據(jù)最危險工作狀態(tài)，繪制出受力分析如圖4-3所示：即為電纜托輥處電纜所受的張力，由式(4-1)計算知由圖4-4中的幾何關系，計算排纜裝置所受的軸向力為：將T=182.8N入計算，得排纜裝置得軸向力F=102.8N代4.2關鍵部位的強度計算由于本結構傳動精度不高，所受力較小，而且從整個裝置的使用情況分析及受力分析來看，裝置中工作條件最差且最易失效的零件是月牙滑塊；同時本次設計中螺桿螺旋部與月牙滑塊的材料相同，均為自潤滑性能和不粘性能良好的超高分子工程塑料UHMW-PE,其耐磨性能相同，螺桿螺旋根部截面積遠大于月牙滑塊，其剪切強度也遠高于月牙滑塊；故僅對月牙滑塊的受力進行理論剪切強度：式中：F—月牙滑塊所受的徑向力，即排纜裝置所受的軸向力，F(xiàn)=102.8N;S—受力截面積，;—許用剪切應力。月牙滑塊承受的剪切應力為：所計算結果與表4-1所列相應材料比較，月牙滑塊所承受的剪切應力非常小，不會產(chǎn)生剪破壞。聚氯乙烯,聚氯乙烯,聚乙烯聚乙烯(低聚乙烯，超聚甲基丙烯酸硬質(zhì)軟質(zhì)(高密密度)高分子量甲酯(有機玻(%)(斷裂)梁缺口σ.m2無缺口30-氏℃4.3本章小結本章對自動排纜裝置進行了受力分析，確定了力的大小和方向，對月牙滑塊進行強度校核。第五章自動換向電液控制系統(tǒng)及關鍵液壓部件選型設計5.1自動換向控制系統(tǒng)5-1液壓系統(tǒng)圖此系統(tǒng)采用液壓馬達、液壓泵、三位四通電磁換向閥、二位二通電磁換向閥及單向閥和節(jié)流閥，其中節(jié)流閥和單向閥控制流體流量。通過對液壓馬達的正反轉控制從而控制單向螺桿的正反轉，實現(xiàn)連續(xù)排攬的目的。5-2行程開關觸點示意圖在螺桿兩端放置行程開關的兩個觸點，當電纜運動至螺紋盡頭觸及行程開關的觸點AB時，行程開關控制三位四通電磁換向閥和二位二通電磁換向閥，從而使液壓馬達正轉和反轉。當螺桿正轉時，電纜在其槽內(nèi)向左移動，觸及觸點A時，在行程開關的作用下控制液壓馬達反轉，電纜在槽內(nèi)向右移動，觸及觸點B,再次改變轉向，實現(xiàn)連續(xù)排攬。5-3示意總圖1-卷纜馬達2-驅動鏈輪3-卷筒鏈輪4-液壓馬達5-驅動鏈輪6-排纜鏈輪7-卷筒8-電纜9-排纜導向組件10-單向螺桿11-行程開關觸點12-滑軌5.2關鍵液壓部件選型設計表5-1適用工況和實例驅動單向螺桿的馬達和卷纜馬達選擇擺線液壓馬達，適用中低負載速度，體積較小的場合，適合自動排纜裝置的工況。其結構簡單、低速性能好，短期超載能力強.擺線馬達里面有一個定子和一個活動葉片，定子、葉片和傳動軸把馬達分成兩個腔，每個腔有一個油口，當一個油口進油時另一個出油，進油的表5-2BMP性能參數(shù)表根據(jù)工況條件卷纜馬達所需轉速相對快，扭矩大應選擇BMP125型擺線液壓馬達；驅動單向螺桿的馬達轉速不以為過快應選擇BMP315型擺線液壓馬達。結論為擺脫柴油鏟運機廢氣污染的困擾，我國自80年代中期開始自行研制拖電自動排纜裝置，雖然可以實現(xiàn)自動有序排纜，但使用壽命只能達到1~2個月，沒有實用價值。因此，本文針對自動排纜裝置存在的問題開展研究工作。采用電液控制自動換向的方法，增加了換向的靈活性，單螺桿正反轉設計，實現(xiàn)了有序排列的目的。設計新型自動排纜裝置，采用鋼塑單向螺桿的制造工藝，適應惡劣的工作環(huán)境，增加了排纜裝置的使用壽命。5.2發(fā)展方向自1970年代后期開始，鏟運機向大型化、無軌化和電動式鏟運機的方向迅速發(fā)展?，F(xiàn)今，鏟運機的自動化程度越來越高，完全可以通過計算機來操作現(xiàn)有機型將采用現(xiàn)代先進技術進一步完善和提高，并向機—電—信一體化的方向發(fā)展。對于自動排纜裝置可以將機械、電動、液壓綜合運用，保證傳動精度和排攬整齊度。采用ANSYS等計算機工程軟件對自動排纜裝置進行動力學分析，傳統(tǒng)的理論驗算和計算機軟件技術驗證同時展開，得出更加精確的載荷和受力，提高設計精度。社會發(fā)展越來越重視環(huán)保和安全，整機設計和操作件布置將更注重人機工程學的要求；設備及管路的布置更為合理，使人員易于接近首先，這次的畢業(yè)設計是在xxx老師的親切關懷和悉心指導下完成的，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。在我論文過程中遇到困難的時候，向老師尋求幫助，老師總能放下手中的工作給予我耐心的講解，精心的指導。在論文完成之后，老師又在百忙之中抽出空來認真批改我的論文，不對的地方總能細心的給我標注出來，在此謹向譚老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。其次，感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多有用素材，還在論文的撰寫和排版的過程中提供熱情的幫助。同時，感謝這篇論文所涉及到的各位學者。本文引用了數(shù)位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。最后再一次感謝所有在畢業(yè)設計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學，以及在設計中被我引用或參考的論著的作者。感謝學校為我提供了良好的做畢業(yè)設參考文獻[1]高夢熊，地下裝載機[M],北京：冶金工業(yè)出版社，2002,302,304～305[2]張棟林，地下鏟運機[M],北京：冶金工業(yè)出版社，2002,131[4]高夢熊等，地下電動裝載機卷排纜機構的結構與設[5]應躍明等，排纜裝置在新型艦艇上的應用[J].水雷戰(zhàn)與艦船防護，2006,(03).[8]郭緒欣等，滾筒排繩裝置的設計[J].[9]齊佩玉等，可精確收放電纜和排纜的調(diào)查船專用絞車[J].機電設備，[11]朱永興,雙向螺桿三滾子式排纜器的分析報告[J].漁業(yè)機械儀器，1996,(04).[13]曹學俊等，新型船用63kN液壓絞車的研制[J].船舶，1997,(06).[16]唐宇等，基于案例推理和故障樹診斷的專家系統(tǒng)設計[J],廣西物理2008(03)[19]李琦等，復合材料在工程機械中的應用研究[J].礦山機械，2004,(11)[22]邱海蓮等，機械設備故障診斷方法研究[A];云南省機械工程學會第七屆學術年會暨十礦業(yè)研究與開發(fā),1998,(3):23—26.[25]叢培山等.大型礦用挖掘機尾部電纜卷筒自動收放裝置的開發(fā)[J].重工科技，2001,[26]黃靖元，攻劍霞，賈延林主編.機械設計學[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999[27]陳淑連，黃日恒編著.機械設計方法學[M].北京：中國礦業(yè)大學出版社，1992.[28]黃雨華，董遇泰主編.現(xiàn)代機械設計理論和方法[M].沈陽：東北大學出版社，2001[29]徐耀信，機械加工工藝及現(xiàn)代制造技術[M].成都：西南交通大學出版社，2005[30]楊瑞剛，機械可靠性設計與應用[M],北京：冶金工業(yè)出版社，2008[31]成大先，機械設計手冊[M].北京：,2002.[32]章遠香，纜陣絞車自動排纜系統(tǒng)的仿真分析[J],聲學與電子工程，2009,(3):18-彈出搜索窗口。winkey指的是鍵盤上刻有windows徽標的鍵●。winkey主要出現(xiàn)在104鍵和107鍵的鍵盤中。104鍵盤又稱win95鍵盤，這種鍵盤在原來101鍵盤的左右兩邊、ctrl和alt鍵之間增加了兩個windwos鍵和一個屬性關聯(lián)鍵。107鍵盤又稱為win98鍵盤，比104鍵多了睡眠、喚醒、開機等電源管理鍵，這3個鍵大部分位于鍵盤的右上方。再補充點....放入回收站顯示當前程序或者windovs的幫助內(nèi)容。當你選中一個文件的話，這意味著“重命名”激活當前程序的菜單欄打開開始菜單在win9x中打開關閉程序對話框刪除被選擇的選擇項目，如果是文件，將被放入回收站刪除被選擇的選擇項目，如果是文件，將被直接刪除而不是新建一個新的文件保存當前操作的文件剪切被選擇的項目到剪貼板復制被選擇的項目到剪貼板粘貼剪貼板中的內(nèi)容到當前位置ALT+BACKSPACE或CTFL+Z撤銷上一步的操作ALT+SHIFT+BACKSPACE重做上一步被撤銷的操作Windows鍵+CTRL+M重新將恢復上一項操作前窗口的大小和位置Windows鍵+R打開資源管理器打開“運行”對話框SHIFT+F10或鼠標右擊打開當前活動項目的快捷菜單在放入D的時候按下不放，可以跳過自動播放CD。在打開word的時候按下不放，可以跳過自啟動的宏關閉當前應用程序打開程序最左上角的菜單切換當前程序將windows下運行的MSOS窗口在窗口和全屏幕狀態(tài)間切換將當前屏幕以圖象方式拷貝到剪貼板將當前活動程序窗口以圖象方式拷貝到剪貼板關閉當前應用程序中的當前文本(如word中)切換到當前應用程序中的下一個文本(加shift可以跳到前一個窗口)顯示前一頁(前進鍵)顯示后一頁(后退鍵)在頁面上的各框架中切換(加shift反向)刷新強行刷新2.刪除以下文件夾中的內(nèi)容：x:\DocumentsandSettings\用戶名\Cookies\下的所有文件(保留x:\DocumentsandSettings\用戶名\LocalSettings\Temp\下的所有文件(用戶臨時文件)x:\DocumentsandSettings\用戶名\LocalSettings\Temporaryx:\DocumentsandSettings\用戶名\LocalSettings\History\下的所有文件(歷史紀錄)x:\DocumentsandSettings\用戶名\Recent\下的所有文件(最近瀏覽文件的快捷方式)x:WINDONSTemp\下的所有文件(臨時文件)x:WINDNS\ServicePackFiles(升級sp1或sp2后的備份文件)x:WINDNSDriverCache\i386下的壓縮文件(驅動程序的備份文件)x:WINDNSSoftwareDistribution\dawnload下的所3.如果對系統(tǒng)進行過windoesupdade升級，則刪除以下文件：4.然后對磁盤進行碎片整理，整理過程中請退出一切正在運行的程序7、在各種軟硬件安裝妥當之后，其實XP需要更新文件的時候就很少命令的作用是立即清除"Windows文件保護"文件高速緩存，釋放出其所占據(jù)的空間)8、刪掉\windows\system32\dllcache下dll檔(減去200——300mb),這是備用的dll檔，只要你已拷貝了安裝文件，完全可以這樣做。9、XP會自動備份硬件的驅動程序，但在硬件的驅動安裝正確后，一般變動硬件的可能性不大，所以也可以考慮將這個備份刪除，文件位于\windows\drivercache\i386目錄下，名稱為driver.cab,你直接將它刪除就可以了，通常這個文件是74Mo10、刪除不用的輸入法：對很多網(wǎng)友來說，文輸入法這些輸入法，如果用不著，我們可以將其刪除。輸入法位于\windows\ime\文件夾中，全部占用了88M的空間。呵呵。。。都干掉!13、關閉系統(tǒng)還原：系統(tǒng)還原功能使用的時間一長，就會占用大量的硬盤空間。因此有必要對其進行手工設置，以減少硬盤占用量。打開"系統(tǒng)屬性"對話框，選擇"系統(tǒng)還原"選項，選擇"在所有驅動器上關閉系統(tǒng)還原"復選框以關閉系統(tǒng)還原。也可僅對系統(tǒng)所在的磁盤或分區(qū)設置還原。先選擇系統(tǒng)所在的分區(qū)，單擊"配置"按鈕，在彈出的對話框中取消"關閉這個驅動器的系統(tǒng)還原"選項，并可設置用于系統(tǒng)還原的磁盤空間大小。14、休眠功能會占用不少的硬盤空間，如果使用得少不妨將共關閉，關閉的方法是的：打開"控制面板",雙擊"電源選項",在彈出的"電源選項屬性"對話框中選擇"休眠"選項卡，取消"啟用休眠"復選框。些組件有很大一部分是你根本不可能用到的，可以在"添加/刪除Windaws組件"中將它們卸載。但其中有一些組件XP默認是隱藏的，在"添加/刪除Windaws組件"中找不到它們，這時可以這樣操作：用記事本打開\windows\inf\sysoc.inf這個文件，用查找/替換功能把文件中的"hide"字符全部替換為空。這樣，就把所有組件的隱藏屬性都去掉了，存盤退出后再運行"添加-刪除程序",就會看見多出不少你原來看不見的選項，把其中那些你用不到的組件刪掉(記住存盤的時候要保存為sysoc.inf,而不是默認的sysoc.txt),如Internat信使服務、傳真服務、Windawsmessenger,碼表等，大約可騰出近50MB的空間。16、清除系統(tǒng)臨時文件：系統(tǒng)的臨時文件一般存放在兩個位置中：一個Windovs安裝目錄下的Terp文件夾；另一個是x:\DocumentsandSettings"用戶名"\LocalSettings\Temp文件夾(Y:是系統(tǒng)所在的分區(qū))。這兩個位置的文件均可以直