畢業(yè)設(shè)計FCJⅡ型自行式液壓翻車機設(shè)計

1、本科畢業(yè)設(shè)計(論文)題 目：fcj-型自行式液壓翻車機設(shè)計學(xué) 院：機電工程學(xué)院專 業(yè)：機械工程及自動化班 級：學(xué) 生：學(xué) 號：指導(dǎo)教師： 職稱：副教授學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目：fcj-型自行式液壓翻車機設(shè)計本課題的研究現(xiàn)狀： 翻車機是礦山常用的一種卸礦機械，原礦山由礦車編組運輸至礦倉上方后，由翻車機卸入礦倉。隨著采礦技術(shù)的發(fā)展和提高產(chǎn)量的要求，原設(shè)計的翻車機往往不能滿足要求，至于有些礦山原設(shè)計就是采用翻斗式礦車，采用人工翻礦，則更是生產(chǎn)效率低，勞動強度大，安全性差。目前，定型產(chǎn)品只要固定式圓盤翻車機，它只能固定的向一個礦倉卸礦，不僅產(chǎn)量固定。且無法滿足向多個礦倉卸礦的要求。卸礦機械是礦

2、山機械中的薄弱環(huán)節(jié)課題價值和現(xiàn)實意義： 礦山機械在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中占有重要的地位，研制出適應(yīng)礦山改造，滿足用戶需要的卸礦機械具有很大的現(xiàn)實意義。此課題研制的翻車機不僅適用與對礦山的多個礦倉卸礦，而且也適用與其它用礦車運輸?shù)奈锪希ㄈ缟呈?，煤）的卸車。因此，此項研究對加快國民?jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)都有很大的意義。 通過研制一種新型機器，掌握研制新設(shè)備的基本方法，鍛煉科研能力，提高創(chuàng)新思維能力。設(shè)計（論文）提綱：1.引言2.fcj-型自行式液壓翻車機工作原理。3.翻車機工作機構(gòu)計算。4.翻車機液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算。5.整機穩(wěn)定性計算6.結(jié)束語主要參考文獻和書目：1.李洪平等. fcj-型的自行式液壓翻

3、車機研制備.礦山機械，1999年第9期（總第273期）2.機械工程手冊編輯委員會機械工程手冊13卷.北京，機械工業(yè)出版社，1997年第2版。3.機械工程手冊編輯委員會機械工程手冊第15卷.北京，機械工業(yè)出版社，1997年第2版。4.北京有色冶金設(shè)計院等合編.金屬礦山采礦設(shè)備設(shè)計北京.冶金工業(yè)出版社，1997年12月第1版，313359，444499頁。5.李洪平等. fcj-型的遙控自行式液壓翻車機研制，礦山機械2001年第12期（總第300期），3132頁。7.機械設(shè)計手冊聯(lián)合編寫組，機械設(shè)計手冊中冊.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，1987年12月修訂第2版。8.機械工程手冊編輯委員會，機械工程手冊

4、第6卷，北京.冶金工業(yè)出版社，1997年第2版。9.孫宗山等. fcj-型的自行式液壓翻車機工作機構(gòu)設(shè)計，中國鎢業(yè)，1998年第5期（總第147期）。10.李洪平等.新型液壓翻車機及其液壓系統(tǒng).液壓與氣動2002年第2期（總第126期）2122頁。11.雷天覺主編.液壓工程手冊.北京。機械工業(yè)出版社，1990年第1版。12.機械出手冊編輯委員會，機械工程手冊第2卷，北京.機械工業(yè)出版社.1997年第2版。指導(dǎo)老師審核意見： 教研室主任簽字： 年 月 日 教學(xué) 院長 簽字： 年 月 日本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）任 務(wù) 書題 目：fcj-型自行式液壓翻車機設(shè)計專題題目：液壓系統(tǒng)設(shè)計計算主要內(nèi)容

5、：1. 液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算2. 液壓系統(tǒng)原理圖，元件選擇計算，液壓站布局圖，管路安裝圖，部分零件圖3. 整機總裝圖主要（技術(shù)）要求：1. 專題部分工藝設(shè)計（電氣部分除外）2. 部分圖用計算機繪圖日程安排： 1.現(xiàn)場條件參數(shù)分析及總方案確定 1.5周 2.結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 4 周 3.繪圖 3 周 4.撰寫論文 1 周5.整理打印設(shè)計資料及圖紙 1 周6.答辯 0.5周主要參考文獻：1.李洪平等. fcj-型的自行式液壓翻車機研制備.礦山機械，1999年第9期（總第273期）2.機械工程手冊編輯委員會機械工程手冊13卷.北京，機械工業(yè)出版社，1997年第2版。3.機械工程手冊編輯委員會機械工程

6、手冊第15卷.北京，機械工業(yè)出版社，1997年第2版。4.北京有色冶金設(shè)計院等合編.金屬礦山采礦設(shè)備設(shè)計北京.冶金工業(yè)出版社，1997年12月第1版，313359，444499頁。5.李洪平等. fcj-型的遙控自行式液壓翻車機研制，礦山機械2001年第12期（總第300期），3132頁。6.陳道南等編起重運輸機械北京.冶金工業(yè)出版社，1998年5月第1版9398頁。7.機械設(shè)計手冊聯(lián)合編寫組，機械設(shè)計手冊中冊.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，1987年12月修訂第2版。8.機械工程手冊編輯委員會，機械工程手冊第6卷，北京.冶金工業(yè)出版社，1997年第2版。9.孫宗山等. fcj-型的自行式液壓翻車機工

7、作機構(gòu)設(shè)計，中國鎢業(yè)，1998年第5期（總第147期）。10.李洪平等.新型液壓翻車機及其液壓系統(tǒng).液壓與氣動2002年第2期（總第126期）2122頁。11.雷天覺主編.液壓工程手冊.北京。機械工業(yè)出版社，1990年第1版。12.馬鏡澄等編.低壓電器.北京.兵器工業(yè)出版社，1993年6月第1版。13.廖兆榮主編機床電氣自動控制北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2002年第1版。14.機械出手冊編輯委員會，機械工程手冊第2卷，北京.機械工業(yè)出版社.1997年第2版。指導(dǎo) 老師 簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 教學(xué) 院長 簽字： 年 月 日摘 要 翻車機是礦山常用的一種卸礦機械，原礦石由礦

8、車編組運輸至礦倉上方后，由翻車機卸入礦倉，隨著采礦技術(shù)的發(fā)展和提高產(chǎn)量的需要，原設(shè)計的翻車機往往不能滿足要求，fcj-型的自行式液壓翻車機是一種新型的翻車機，它很好的解決了這一困難，生產(chǎn)實踐表明，這種翻車機已成為重要的礦山生產(chǎn)設(shè)備。 fcj-型的自行式液壓翻車機是為滿足礦山的需要，根據(jù)原研制的fcj-型的壓翻車機在使用中的情況，根據(jù)需要研改制而成的，更便于生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，降低了工作強度。此次設(shè)計是仿制設(shè)計，基本上采用李洪平教授研制的液壓翻車機樣機的基本結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)和工作原理，通過對整機的結(jié)構(gòu)了解，繪制整機裝配圖，在此基礎(chǔ)上自主研制翻車機的液壓系統(tǒng)設(shè)計，主要包括系統(tǒng)工作壓力的確定，執(zhí)行元

9、件的控制確定，擬訂液壓系統(tǒng)原理圖，計算執(zhí)行元件主要參數(shù)，選擇液壓控制元件和輔件，繪制管路布置圖和設(shè)計液壓站。 通過本次設(shè)計，研究和計算，成功的完成了fcj-型的自行式液壓翻車機上的液壓系統(tǒng)設(shè)計。關(guān)鍵詞：液壓翻車機，液壓系統(tǒng)，原理，元件，參數(shù)。abstractthe tripping device is the mine commonly used one kind unloads the ore machinery, the raw ore by the mine car grouping transportation after the pocket above, unloads into

10、the pocket by the tripping device, and enhances the output along with the mining technology development the need, the original design tripping device often cannot answer the purpose, the fcj- ii -like hydraulic pressure tripping device is one kind of new tripping device voluntarily, it very good sol

11、ution this difficulty, the production practice had indicated, this kind of tripping device has become the important mine production equipment. the fcj- ii -like hydraulic pressure tripping device is voluntarily for satisfies the mine the need, according to the original development fcj- i pressure tr

12、ipping device in use situation, according to needs to grind changes the system but becomes, is advantageous for the production, enhanced the production efficiency, reduced the working strength. this design imitates the design, basically uses the hydraulic pressure tripping device prototype basic str

13、ucture form which professor li hong even develops, the structure and the principle of work, through understood to the entire machine structure, draws up the entire machine assembly drawing, independently develops the tripping device in this foundation the hydraulic system design, mainlyincludes the

14、system working pressure the determination, the functional element control determined, drafts the hydraulic system schematic diagram, the computation functional element main parameter, the choice hydraulic control part and auxiliary, draws up the piping plan and the design hydraulic pressure station.

15、through this design, the research and the computation, the success has completed on the fcj- ii voluntarily -like hydraulic pressure tripping device hydraulic system design.key word: hydraulic pressure tripping device, hydraulic system, principle, part, parameter.目 錄第一章 引言 1.1研制的現(xiàn)狀和意義11.2.題目介紹11.3設(shè)計

16、方案介紹21.4現(xiàn)場條件主要參數(shù) 4第二章 翻車機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理2.1整機機構(gòu)52.2行走機構(gòu)52.3工作機構(gòu)62.4液壓系統(tǒng)72.5電氣系統(tǒng)7第三章 .行走機構(gòu)設(shè)計計算 3.1 運行阻力計算8 3.2 電動機功率計算9 3.3 選電動機10 3.4 傳動比的分配10 3.5 皮帶傳動設(shè)計10 3.6 鏈傳動設(shè)計10第四章 .工作機構(gòu)的計算 4.1 計算升舉油缸受力11 4.2 計算夾持油缸受力11 4.3 計算翻轉(zhuǎn)油缸受力12 4.4 鏈條選擇12 4.5 花鍵強度驗算13第五章 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 5.1 工況分析14 5.2 初選系統(tǒng)壓力14 5.3 油缸參數(shù)計算14 5.4 液壓泵

17、，各缸的工作時間、流量、壓力計算21 5.5 推車油缸30 5.6 計算液壓泵的驅(qū)動功率31 5.7 液壓缸結(jié)構(gòu)的選用和計算31 5.8 液壓系統(tǒng)原理圖38 5.9 油箱設(shè)計39 5.10輔件選擇、計算41 5.11液壓元件的安裝42第六章 整機的穩(wěn)定性計算43致 謝44參考文獻45第一章 引 言1.1研制的現(xiàn)狀和意義翻車機是礦山常用的一種卸礦機械，原礦山由礦車編組運輸至礦倉上方后，由翻車機卸入礦倉。隨著采礦技術(shù)的發(fā)展和提高產(chǎn)量的要求，原設(shè)計的翻車機往往不能滿足要求，至于有些礦山原設(shè)計就是采用翻斗式礦車，采用人工翻礦，則更是生產(chǎn)效率低，勞動強度大，安全性差。目前，定型產(chǎn)品只要固定式圓盤翻車機，

18、它只能固定的向一個礦倉卸礦，不僅產(chǎn)量固定。且無法滿足向多個礦倉卸礦的要求。卸礦機械是礦山機械中的薄弱環(huán)節(jié)礦山機械在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中占有重要的地位，研制出適應(yīng)礦山改造，滿足用戶需要的卸礦機械具有很大的現(xiàn)實意義。此課題研制的翻車機不僅適用與對礦山的多個礦倉卸礦，而且也適用與其它用礦車運輸?shù)奈锪希ㄈ缟呈?，煤）的卸車。因此，此項研究對加快國民?jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)都有很大的意義。 通過研制一種新型機器，掌握研制新設(shè)備的基本方法，鍛煉科研能力，提高創(chuàng)新思維能力。1.2題目介紹江西銅業(yè)公司銀山鉛鋅銅系統(tǒng)原礦倉有1、2、3號礦倉組成，井下和露天銅礦石在礦倉上部卸礦，如圖1所示，卸礦過程為：重載礦車由電機車推

19、頂?shù)?號礦倉前，然后視情況（如有時某號礦倉檢修等）由電機車推頂?shù)交蛘{(diào)度鉸車牽引，將若干輛重車停放在1-3號礦倉上部。人工摘鉤后翻礦。翻完后掛鉤，再次使重車前進而將空車頂出礦倉，并進行新一輪翻礦，直至整列礦車翻完，空車順原路拉走。礦石從格篩溜入礦倉，從出料口直接進入諤式破碎機進行破碎，多年來一直沿用0.7立方米翻斗式礦車，人工倒礦，生產(chǎn)效率底，勞動強度大，且安全性差，是生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)，是制約生產(chǎn)并期待解決的技術(shù)難題，為提高產(chǎn)量，必須加大礦車容積，擬采用1.2立方米的固定式礦車，每一礦車的裝載量可增加72%，使用固定式礦車就必須采用機械倒礦，這樣選擇什么樣的翻車機就成為問題的關(guān)鍵，自行式液壓翻車機

20、就是為解決這一技術(shù)關(guān)鍵而研制的。翻車機自行行走機構(gòu)，可方便的調(diào)度向1，2，3號礦倉倒礦，翻車機行走軌道鋪在原運輸軌道的一側(cè)，施工方便，施工期尚可正常生產(chǎn)。現(xiàn)場改造，工程量小，整機重量也大大的減輕，制造安裝難度小，是一個比較理想的方案，自行式液壓翻車機實是液壓機械手，液壓機械手（工作機構(gòu)）完成礦車的夾持，升舉和翻轉(zhuǎn)倒礦等主要作業(yè)。機器結(jié)構(gòu)緊湊，機動靈活，操作方便和工作可靠。1.待卸礦車 2.礦倉橫梁 3.格篩 4.增鋪翻車機行走軌道 圖1 礦倉布置示意圖1.3 設(shè)計方案介紹：翻車機由電動軌輪行走機構(gòu)，工作機構(gòu)，推車機構(gòu)，液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等五部分組成，如圖2所示： 圖2 自行式翻車機結(jié)構(gòu)簡圖 行

21、走機構(gòu)為電動雙軌行走機構(gòu)，傳動系統(tǒng)如下：電動機三角皮帶擺線針輪減速器鏈條行走主動輪軸工作機構(gòu)由夾持機構(gòu)，升舉機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)組成，分別由夾持油缸，升舉油缸，翻轉(zhuǎn)油缸完成各自的功能動作。 推車機構(gòu)由推車桿，油缸和承力擋塊組成，推撥礦車車廂端部即可使礦車移位。 液壓系統(tǒng)由電動機，油泵，液壓控制閥，油缸及管路，油箱等組成 電氣系統(tǒng)由電氣控制裝置，控制信號，保護裝置等組成。 翻車機工作前，翻力矩很大，為保證其穩(wěn)定性，在整機設(shè)計布局時應(yīng)盡量使整機橫向重心后移，如把油箱，液壓站，配重塊等布置在機器的后部，由于受尺寸的限制，行走車架寬度較小，而長度大，行走傳動裝置和液壓，電氣裝置分別布置在翻車機的兩側(cè)，整機的

22、布局緊湊。1.4 現(xiàn)場條件主要參數(shù) 翻車機自重 80000（配重塊25000），礦車及其礦石重30000。 翻車機行走速度為 24m/min。 礦車輪緣間距600mm，翻車機車輪輪緣間距為1010mm，翻車機與礦車相鄰之輪緣間距為250mm.本次設(shè)計主要為仿制設(shè)計，基本上采用樣機的機構(gòu)形式和工作原理。第二章 翻車機的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理2.1整機機構(gòu)自行式液壓翻車機由行走機構(gòu)，工作機構(gòu)，液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成，翻車機工作時，工作機構(gòu)夾持重載礦車，前翻力矩很大，翻車機會向前傾翻，為保證其穩(wěn)定性，在整機設(shè)計布局時應(yīng)盡量使整機橫向重心后移，如把油箱，液壓站，配重塊等布置在機器的后部，由于受尺寸的限制

23、，行走車架寬度較小，而長度大（縱向長度達3.5米），行走傳動裝置和液壓，電氣裝置分別布置在翻車機的兩側(cè)，整機的布局緊湊。2.2行走機構(gòu)（見圖3） 圖3 行走機構(gòu)簡圖行走機構(gòu)是翻車機的機架，是翻車機的移動，對準裝置。行走機構(gòu)由行走電動機，皮帶輪，減速器，鏈傳動，車軸和驅(qū)動車輪等組成。由于行走機構(gòu)工作平凡，重載啟動，選用冶金啟動型電動機，為了使翻車機準確定位和停車時的安全制動，在電動機皮帶輪設(shè)置了電磁制動器。2.3工作機構(gòu)（見圖4）工作機構(gòu)中固定爪8，夾緊油缸7，活動爪9的一個支點都固定在左右兩塊支撐板5上。升舉油缸收縮，大臂下放，使固定爪靠近礦車（圖3中雙點畫線所示），收縮夾持油缸7夾持礦車。升

24、舉大臂使礦車車輪離開軌面，即可翻礦。翻轉(zhuǎn)機構(gòu)采用油缸鏈條鏈輪機構(gòu)。翻轉(zhuǎn)油缸3是雙作用雙活塞桿型，活塞桿端部用過度接頭分別與鏈條相連，活塞桿伸縮即可牽引鏈條帶動主動鏈輪4旋轉(zhuǎn)，花鍵軸與支撐板固接，從而帶動支撐板旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)礦車的翻轉(zhuǎn)和復(fù)位。 圖4 工作機構(gòu)簡圖2.4液壓系統(tǒng)動作循環(huán)圖說明了各油缸的工作順序由操作多路換向閥來實現(xiàn)，翻車機行走時大臂必須升舉一定高度才能使支撐板及夾持機構(gòu)縱向跨越礦車，順利移位。為此，設(shè)置了液壓電氣連鎖，確保大臂必須升舉到行走的高度時，行走電動機才能啟動。為防止可能由于管路故障等原因?qū)е聤A緊失靈而發(fā)生的危險，設(shè)置了液控單向閥，以確保夾緊安全。礦車及夾持機構(gòu)的自重在礦車卸礦

25、后復(fù)位時會超速下降，設(shè)置了平衡閥限速，使礦車復(fù)位安全平穩(wěn)。2.5電氣系統(tǒng)翻車機采用了380伏交流電作為動力源，主要負載有行走電動機和油泵電動機。電氣控制系統(tǒng)由油泵電動機起停，行走電動機控制左右，并設(shè)有信號指示系統(tǒng)，制動電磁鐵控制線路及連鎖保護線路。第三章 .行走機構(gòu)設(shè)計計算1.制動器2.三角皮帶3.行走電動機4.擺線針輪減速器5.7.8.12.鏈輪 6.11.鏈條9.13.行走輪軸 10.14.車輪圖5行走機構(gòu)3.1運行阻力計算（1）運行靜阻力=+-摩擦總阻力- 坡度阻力- 風(fēng)壓阻力。室內(nèi)=0（a） 摩擦阻力 = -翻車機自重n k - 滾動摩擦系數(shù)，由車輪直徑=300mm 取k=0.0004

26、 - 車輪軸承摩擦系數(shù)，=0.02 - 附加阻力系數(shù)，取=2 =2280000*（0.0004+0.020.1025/2）/0.3 = 1520n（b） 坡道阻力 = -坡度阻力系數(shù)，取=0.002 =0.00280000=1680n =+=1520+160=1680n（2）起動時慣性阻力 =v/gt v-翻車機行走速度，v=0.42m/s t-加速時間，t=2s=800000.42/9.82=1714n（3）最大運行阻力 =+=1680+1714=3394n3.2 電動機功率計算 =v/1000-傳動系統(tǒng)總效率，=-減速機效率，取0.94-鏈傳動效率，取0.96=0.90.940.96=0.

27、81=33940.42/10000.81=1.76kw3.3 選電動機 選y型冶金起重電動機。yz132 代號 im1002，其參數(shù)如下：%=40；=2.2kw =935r/min，=0.74 。3.4 傳動比分配 行走速度： v=0.42m/s 車輪轉(zhuǎn)速：=60v/d=600.42/0.33.14=26.75r/min 總速比：=935/26.75=35。 采用三級傳動，第一級皮帶傳動，=35/35=1 。 第二級采用行星擺線針減速機，=35 。 第三級采用鏈條傳動，=1 。3.5 皮帶傳動設(shè)計 計算功率 式中為工作情況系數(shù)，取=1.5 由=3.3kw =935r/min 選v型帶a型。大小

28、帶輪直徑跟數(shù)3，中心距445mm3.6 鏈傳動設(shè)計擺線針輪減速器到車輪前軸用雙排鏈，前后輪軸間用單排鏈，選大（?。╂溳嘄X數(shù)（1）雙排鏈；計算選定鏈號為20的滾子鏈，鏈節(jié)數(shù)（2）單排鏈；計算選定鏈號為20的滾子鏈，鏈節(jié)數(shù)第四章 .工作機構(gòu)的計算工作機構(gòu)（如圖4所示）是翻車機的重要機構(gòu)，具有夾持，舉升，和翻轉(zhuǎn)礦車的功能。其結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理及零部件強度可靠性決定了翻車機工作的有效性和可靠性。4.1 計算升舉油缸受力下圖6為舉升機構(gòu)示意圖；，分別為支撐夾持機構(gòu)重力，礦車，礦石重力及大臂前端結(jié)構(gòu)重力。圖6舉升機構(gòu)示意圖每個油缸受力為/fn4.2 計算夾持油缸受力 圖7夾持油缸受力圖每個油缸為/4.3 計算

29、翻轉(zhuǎn)油缸受力（如圖8所示）.鏈輪.鏈條.花鍵軸.活塞桿.翻轉(zhuǎn)油缸 圖8 翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，翻轉(zhuǎn)阻力矩包括礦車，礦石，支架夾持機構(gòu)的重力對回轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的力m活塞桿的拉力為：r-鏈輪節(jié)圓半徑， r=132.5mm4.4鏈條選擇選套筒滾子鏈 40a- ，gb1243.1-83 鏈條節(jié)距 p=63.5mm滾子直徑 鏈條極限載荷 q=347000n鏈條安全系數(shù) n=q/=347000/1.2425000=6.8 符合要求。 式中 =1.2為工作情況系數(shù)。4.5花鍵強度驗算花鍵軸兩端采用不同的花鍵組合，分別計算如下： 10-12010818，組合 擠壓強度 = 393 符合要求。式中： 傳遞扭矩 =0.75 載荷不

30、均勻系數(shù)。z=10 花鍵齒數(shù)= =5.8cm 中間直徑 許用擠壓應(yīng)力10- 組合 =符合要求 =第五章 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算5.1 工況分析 (1) 現(xiàn)場要求；一個工作循環(huán)周期小于90秒，其中油缸工作時間于40秒，行走對位時間小于50秒。 (2) 工作條件差，灰塵，溫度較大。 5.2 初選系統(tǒng)壓力=齒輪泵其主要參數(shù)為： ， 5.3 油缸參數(shù)計算 (1)翻轉(zhuǎn)油缸 采用等徑雙活塞桿油缸,活塞直徑為d, 式中 f-活塞桿拉力, n p-油缸工作壓力, -油缸的背壓力, d-活塞桿直徑,mm -油缸的總效率, a:在前面的工作設(shè)計力的計算中可知 活塞桿拉力 f=42500 n b:液壓缸的總效率 由機械設(shè)

31、計手冊第四版的第4卷可知,液壓缸的總效率由以下幾部分組成: 機械效率,由活塞桿密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失通常可取 容積效率,可取=1,因為活塞密封為彈性材料. 作用力效率,可取=1或 式中 -油缸的工作壓力 -回油的背壓力 -油缸的工作面積 由于在翻轉(zhuǎn)油缸的復(fù)位時存在著一定的壓力,所以采用 又因為油缸的活塞桿等徑雙活塞桿,所以 所以 初取 參考機械設(shè)計手冊表17-2-14,可知執(zhí)行元件的回油背壓在回油路上的背壓閥或調(diào)速閥的系統(tǒng)可取背壓值為0.5-1.5 取 c:估算活塞桿直徑d,油缸的內(nèi)徑d. 初選油缸的工作壓力為 p=15 油缸的效率=0.9 活塞桿直徑系列(gb/t2348-1993

32、) d=32mm 代入數(shù)據(jù)得 d =72.94 mm查機械設(shè)計手冊表17-6-2可知,液壓缸內(nèi)徑系列(gb/t2348-1993)可選d=80 mm 所以油缸的實際工作壓力 a1-油缸的工作面積, 代入數(shù)據(jù)得 驗算油缸內(nèi)徑d 代入數(shù)據(jù)得 d=83.23 mm 不可取 代入數(shù)據(jù)得經(jīng)過分析， 取油缸的總效率 油缸的工作壓力 回油背壓力為 活塞桿直徑系列（gb/t2348-1993）計算油缸內(nèi)徑d代入數(shù)據(jù)得可取 所以油缸的實際工作壓力 代入數(shù)據(jù)得 驗算油缸的內(nèi)徑d代入數(shù)據(jù)得 可取代入數(shù)據(jù)得 也可取所以取油缸機械效率 油缸的有效工作面積代入數(shù)據(jù)得活塞強度的效核因為活塞桿不論在翻車還是在復(fù)位一直處于受拉

33、狀態(tài)，所以只要效核拉應(yīng)力則可活塞桿采用45#材料，查機械設(shè)計手冊可知 又 代入數(shù)據(jù)得 （安全）為了方便計算，工作機構(gòu)的油缸活塞直徑皆取相同值為 舉升油缸 采用單活塞桿油缸，兩端鉸接，如圖（9） 圖9為了方便購買和計算，采用與翻轉(zhuǎn)油缸相同的內(nèi)徑的油缸 已知：最小安裝高度 最大行程 對于活塞桿的直徑d，查表17-6-2可初選 由于活塞桿在整個工作過程中，始終是受壓的，所以就需要考慮它的壓桿穩(wěn)定性。驗算活塞桿的穩(wěn)定性 -實際彈性模數(shù) k-液壓缸的安裝及導(dǎo)向系數(shù) i-活塞桿橫截面積慣性矩，式中 圓截面 查表17-617，兩端鉸接有耳環(huán)，取 k=2代入數(shù)據(jù)得 已知 不可取-安全系數(shù)，在通常情況下取3.5

34、-6.0 。經(jīng)過分析 取 與 分別計算，如表（1） 表（1）為了安全考慮，取所以舉升油缸的內(nèi)徑，活塞桿的直徑油缸實際工作壓力 代入數(shù)據(jù)得 夾持油缸 采用單活塞桿油缸，兩端鉸接，如圖（10） 圖10已知最小安裝高度，最大行程。同樣選油缸內(nèi)徑查表17-6-2可知，初選 活塞桿在工作過程中也始終是受壓的，需要效核它的穩(wěn)定性， -實際彈性模數(shù) k-液壓缸的安裝及導(dǎo)向系數(shù) i-活塞桿橫截面積慣性矩，式中 圓截面 查表17-617，兩端鉸接有耳環(huán)，取 k=2代入數(shù)據(jù)得 已知工作壓力 不可取-安全系數(shù)，在通常情況下取3.5-6.0 。經(jīng)過分析，取和分別計算，其結(jié)果如下表（2）d（mm）507.2454.7

35、表（2）由計算結(jié)果分析，取活塞桿直徑，所以夾持油缸的大小 ，油缸的實際工作壓力 代入數(shù)據(jù)的 5.4 液壓泵，各缸的工作時間、流量、壓力計算 在工況分析中要求油缸工作時間小于40秒，減去對油缸的操作時間，實際工作時間大概只有30秒左右，去工作時間為30秒，在著30秒內(nèi)，有三組油缸需要先后操作，所以每組油缸工作時間大概為10秒左右，其中夾持油缸的工作速度快，可估算翻轉(zhuǎn)油缸的為12秒。 在工作機構(gòu)計算中，我們知道鏈輪的半徑為。 取油缸的最大行程 代入數(shù)據(jù)得 已知油缸的容積效率所以油缸的流量： 代入數(shù)據(jù)得： 兩缸的流量 選車輪泵，考慮各方面的因素，選外嚙合齒輪泵（cb-f型），又因為初選系統(tǒng)的壓力值，

36、初選電動機的轉(zhuǎn)速可知排量 ，。查機械設(shè)計手冊表17-5-9可知取排量 ， 計算比較a：排量 ， =代入數(shù)據(jù) b.排量 c.排量 經(jīng)以上分析可選cb-f型的齒輪泵取cb-f型的齒輪泵 排量為和分別驗算工作時間， 已知電機的轉(zhuǎn)速 容積效率 a：排量 代入數(shù)據(jù)得： 翻轉(zhuǎn)油缸的工作時間 取舉升油缸的工作時間舉升時間代入數(shù)據(jù)得： 取復(fù)位時間 取夾持油缸的工作時間：夾持：復(fù)位： 取 符合要求試算系統(tǒng)泄漏系數(shù)k翻轉(zhuǎn)油缸： 所以翻轉(zhuǎn)油缸的流量泵原的流量： 代入數(shù)據(jù)得：所以泄漏系數(shù)k 升舉油缸：已知 夾持油缸： 已知 b：排量 翻轉(zhuǎn)油缸的工作時間 取 升舉油缸的工作時間 升舉時間： 取 復(fù)位時間： 取 夾持油缸

37、的工作時間 復(fù)位時間： 取 夾持時間： 取 符合要求試算系統(tǒng)的泄漏系數(shù)k翻轉(zhuǎn)油缸 s 已知 m=0.076m/s代入數(shù)據(jù)得：=18.24 l/min=2=36.48 l/min已知 q=42.25 l/min k=1.16舉升油缸：a：升舉 已知 =7.5s =0.064m/s代入數(shù)據(jù)得： =38.58 l/min 油缸流量 =19.29 l/min k=1.095 復(fù)位時 =3.5s 又已知 s=0.48 =0.137 m/s 夾持油缸： 已知 代入數(shù)據(jù)得： 根據(jù)上述的計算分析和液壓轉(zhuǎn)動中的系統(tǒng)泄漏系數(shù)k，在礦山機械中一般取k=1.1-1.3。所以在此翻車機的齒輪泵應(yīng)選擇排量為的cb-f型的

38、齒輪泵。查機械設(shè)計手冊表17-5-9可知，液壓泵的技術(shù)參數(shù)如下：型號為，理論排量，額定壓力，最高壓力。型 號螺 紋 連 接112183155130466.5110外形尺寸如表（3） 表（3）5.5 推車油缸 推車油缸的負荷小，對速度沒有要求，選用單活塞桿油缸，油缸的內(nèi)徑d=50mm，活塞桿的直徑d=25mm,最大行程s=190mm.通過以上的設(shè)計計算，各油缸的技術(shù)參數(shù)如下表（4）名稱內(nèi)徑d(mm)活塞桿直徑d(mm)工作壓力mpa流量l/min翻轉(zhuǎn)油缸803613.3318.24升舉油缸80609.2519.29夾持油缸80455.6218.08推車油缸5025表（4） 備注：以上油缸購買油缸

39、廠的系列產(chǎn)品的油缸。 總工作升舉。5.6 計算液壓泵的驅(qū)動功率。 各油缸以翻轉(zhuǎn)油缸的壓力最大，再考慮系統(tǒng)的壓力損失，查液壓傳動頁可知：可取壓力損失。 取系統(tǒng)的壓力損失。所以油缸的實際工作壓力：。按液壓泵的實際使用情況，計算驅(qū)動功率： 式中： -液壓泵的額定壓力， -液壓泵的額定流量， -液壓泵的總效率， -轉(zhuǎn)換系數(shù)， -液壓泵的實際使用的最大工作壓力， 選擇電動機，ym160-4，功率p=11kw，轉(zhuǎn)速n=1450r/min.5.7 液壓缸結(jié)構(gòu)的選用和計算。 在前面我們已計算了液壓缸的活塞直徑，三組液壓缸都是采用d=80mm，所以三組液壓缸的基本結(jié)構(gòu)都是采用一樣的，選用焊接型液壓缸，缸體有桿側(cè)

40、的端蓋與缸筒之間為卡環(huán)連接，內(nèi)外長環(huán)，卡圈聯(lián)接，而后端蓋與缸筒采用焊接聯(lián)接。 液壓缸的主要零部件設(shè)計缸筒結(jié)構(gòu)：采用內(nèi)卡環(huán)聯(lián)接。缸筒的材料：選用無縫鋼管45#，。對缸筒的要求a：有足夠的強度，能長期承受高工作壓力及短期動態(tài)試驗壓力而不致產(chǎn)生永久變形。b：有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲。c：內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長期工作而不磨損少，尺寸公差和形位公差等級足以保證活塞密封件的密封性。d：需要焊接的缸筒還需要要求有良好的可焊性，以便焊上管接頭后不產(chǎn)生變形及裂紋和過大的變形?？傊?，缸筒是液壓缸的主要零件，它與缸蓋，缸底，油口等零件構(gòu)成密封的容腔，用以容

41、納壓力油液，同時，它還是活塞的運動的“軌道”，設(shè)計液壓缸缸筒時，應(yīng)該正確各部的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力，運動速度和有效行程，同時還須要具有一定的強度，能足以承受液壓力，負載力和意外的沖擊力，缸筒的內(nèi)表面應(yīng)具有合適的配合公差等級，表面粗糙度和形位公差等級，以保證液壓缸的密封性，運動平穩(wěn)性和耐用性。 缸筒的計算 a：缸筒的內(nèi)徑，在前面我們已計算過缸筒的內(nèi)徑d=80mm。b：缸筒的壁厚 缸筒的壁厚為： 式中： -缸筒外徑公差余量，m -缸筒的腐蝕余量，m關(guān)于的值，因為，可按： 式中：-缸筒材料的許用應(yīng)力， -安全系數(shù)，取=5，-缸筒材料的抗拉強度 -缸筒內(nèi)最高工作壓力代入數(shù)據(jù)得： 取， 取 缸筒壁厚的驗算 額定工作壓力應(yīng)小