液壓自動(dòng)張緊裝置

1、 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第81頁(yè)摘 要本設(shè)計(jì)主要是帶式輸送機(jī)全自動(dòng)液壓張緊裝置的設(shè)計(jì)。它是在吸收國(guó)、內(nèi)外輸送機(jī)張緊技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)及要求研制的。它采用比例控制技術(shù)及可靠性較高的可編程控制技術(shù)，可以對(duì)張緊力進(jìn)行多點(diǎn)控制，根據(jù)不同工作情況隨時(shí)調(diào)節(jié)張緊力的大小。能最大程度的延長(zhǎng)皮帶的壽命，大大節(jié)約了成本。在設(shè)計(jì)中，用一個(gè)動(dòng)滑輪使液壓缸的行程減少了一半，避免使用行程較長(zhǎng)的液壓缸，減少了制造液壓缸的難度。同時(shí)，系統(tǒng)中使用了兩個(gè)蓄能器，可以最大限度的吸收液壓沖擊，減小對(duì)皮帶的沖擊力提高膠帶的使用壽命。關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī); 全自動(dòng)液壓張緊裝置; Abs

2、tractThis design is mainly about full automatic hydraulic tension station for belt conveyer. It is designed on the foundation of opening technology in and outside, according to the domestic operation characteristic of belt conveyer and requirement. The equipment is also made on domestic belt-type co

3、nveyer movement characteristic and requestment. It uses the proportional control technology and the reliable higher programmable control technology, It may carry on the multi-spots control to strict the strength, adjusts pressing the strength size as necessary according to the different working cond

4、ition.It can be the greatest degree lengthen the leather belt the life, greatly saved the cost. In the design, It causes the hydraulic cylinder with a movable pulley the stroke to reduce one half, and avoides using a stroke longer hydraulic cylinder.In this way,it reduces difficulty of the hydraulic

5、 cylinders produce. At the same time, it increases certain accumulators in the system, and limits absorption hydraulic pressure impact,which reduces the leather belt impulse and enhances the adhesive tapes life.Key words: Belt-type conveyer, full automatic hydraulic tension station , proportional co

6、ntrol, programmable control目 錄1 概述51.1帶式輸送機(jī)械的特點(diǎn)61.2輸送機(jī)的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展的市場(chǎng)需求71.3現(xiàn)行帶式輸送機(jī)存在的問(wèn)題91.4 帶式輸送機(jī)張緊裝置的綜述91.4.1礦井帶式轉(zhuǎn)送機(jī)對(duì)張緊裝的要求101.4.2張緊裝置的主要作用111.4.3張緊裝置的類型111.5張緊裝置現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)142 主要設(shè)計(jì)參數(shù)及方案確定162.1 主要設(shè)計(jì)要求172.2 方案確定172.2.3參考方案三192.2.4方案對(duì)比202.3 確定系統(tǒng)主要參數(shù)212.3.1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)212.3.2 液壓缸的主要參數(shù)213 確定液壓泵及配套電機(jī)323.1 液壓泵的選用323.

7、1.1液壓泵的分類323.1.2選用液壓泵的原則和根據(jù)323.1.3液壓泵的主要性能參數(shù)333.2電動(dòng)機(jī)的選用344 確定液壓系統(tǒng)元件、輔件354.1液壓系統(tǒng)中液壓元件選取354.2液壓輔件的選取394.2.1過(guò)濾器的選用394.2.2 液壓管路的設(shè)計(jì)414.2.3蓄能器的選用435 液壓油路板的結(jié)構(gòu)466液壓泵站選型設(shè)計(jì)4961液壓泵站分類及特點(diǎn)4962油箱及其輔件516.2.1油箱的用途和分類526.2.2油箱的構(gòu)造和設(shè)計(jì)要點(diǎn)526.2.3油箱容積確定536.3液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)547 液壓工作介質(zhì)的選用62對(duì)液壓工作介質(zhì)的主要要求628 滑輪組的設(shè)計(jì)648.1滑輪的設(shè)計(jì)計(jì)算648.1.1

8、滑輪結(jié)構(gòu)和材料64受力不大的滑輪直接安裝在心軸上使用，受有較大載荷的滑輪則裝在滑動(dòng)軸承（軸套材料采用青銅或粉末冶金等）或滾動(dòng)軸承上，后者一般用在轉(zhuǎn)速較高、載荷大的情況下。輪轂或軸套長(zhǎng)度與直徑比一般取為。具有固定軸的滑輪成為定滑輪；具有活動(dòng)軸的滑輪（隨繩索串動(dòng)改變其位置）稱為動(dòng)滑輪。在本設(shè)計(jì)中滑輪采用鑄鋼件鑄成有輪輻的結(jié)構(gòu)。648.1.2鋼絲繩進(jìn)出滑輪時(shí)的允許偏角648.1.3滑輪主要尺寸648.1.4繩槽斷面尺寸658.2鑄造滑輪形式和軸承尺寸669 液壓系統(tǒng)的安裝、使用和維護(hù)699.1 液壓系統(tǒng)的安裝、試壓和調(diào)試699.1.1 液壓系統(tǒng)的安裝699.1.2液壓元件的安裝739.1.3管路的安

9、裝與清洗749.2 試壓749.3 調(diào)試749.4系統(tǒng)的使用和維護(hù)759.5液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障診斷與排除76參考文獻(xiàn)80致 謝811 概述可伸縮帶式輸送機(jī)是以膠帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的一種運(yùn)輸設(shè)備，它由許多零部件和具有某些特殊功能的裝置組成，以SSJ650/40A為例（如圖1-1）由輸送帶，托輥，機(jī)架，驅(qū)動(dòng)裝置，拉緊裝置，儲(chǔ)帶裝置，清掃裝置，伸縮裝置等重要組成部分，它們的結(jié)構(gòu)和工作原理對(duì)帶式輸送機(jī)整體特性影響很大。因?yàn)閹浇o料機(jī)的給料量大，運(yùn)輸平穩(wěn)，所以被廣泛的應(yīng)用于各種散料集散地的生產(chǎn)線。圖1-1 SSJ650/40A型兩用可伸縮帶式輸送機(jī)布置示意圖1.卸載滾筒 2.傳動(dòng)滾筒 3.機(jī)頭部分

10、4.可伸縮貯帶張緊裝置 5.上分支輸送帶 6.下分支輸送帶 7.上分支槽型托輥組 8.進(jìn)料裝置 9.縱梁 10.H型支架 11.下分支槽型托輥組 12.鞍座 13.卸料裝置 14.卸料斜鐵 15.機(jī)尾部分 16.回柱絞車帶式輸送機(jī)械在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中得到了廣泛的盈盈，已經(jīng)遍及各個(gè)行業(yè)。在重工業(yè) 及及交通運(yùn)輸部門組要用于輸送大宗散粒物料；在現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)中，輸送機(jī)械是生產(chǎn)過(guò)程中組成有節(jié)奏的流水線作業(yè)所不可缺少的設(shè)備，通過(guò)輸送機(jī)械的應(yīng)用實(shí)線車間運(yùn)輸和加工安裝過(guò)程的機(jī)械化，并實(shí)現(xiàn)程序化和自動(dòng)化；在食品、化工、輕紡等許多部門，輸送機(jī)械往往不單純進(jìn)行物料輸送，還在輸送的同時(shí)進(jìn)行某些工藝處理，在大型工程

11、項(xiàng)目的施工工地，輸送機(jī)械可用來(lái)搬運(yùn)大量土方和建材物料；在機(jī)場(chǎng)，港口，輸送機(jī)械還用來(lái)輸送旅客和行李。帶式輸送機(jī)是以帶條作為牽引構(gòu)件和承載構(gòu)件的連續(xù)余數(shù)機(jī)械，它可供輸送各種各式各樣的散貨和件雜貨物，輸送帶長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)公里（國(guó)外最長(zhǎng)的鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)長(zhǎng)度達(dá)14.6km），也有不超過(guò)數(shù)米長(zhǎng)的小型帶式輸送機(jī)，也稱為給料機(jī)。帶式輸送機(jī)是散貨碼頭的最主要的也是比較理想的輸送設(shè)備，應(yīng)用最為廣泛。1.1帶式輸送機(jī)械的特點(diǎn)輸送機(jī)械是以形成連續(xù)物流方式沿一定線路輸送貨物的機(jī)械。其特點(diǎn)是連續(xù)運(yùn)動(dòng)。與具有間歇?jiǎng)幼鞯钠鹬貦C(jī)械比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）輸送能力大?？刹婚g斷地連續(xù)輸送貸物，其裝載和卸載都是在輸送過(guò)程中不停頓的

12、情況下進(jìn)行。同時(shí)由于不經(jīng)常起動(dòng)和制動(dòng)，故可采用較高的工作速度。（2）結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。輸送機(jī)械沿一定線路全長(zhǎng)范圍內(nèi)設(shè)置并輸送貨物，動(dòng)作單一，結(jié)構(gòu)緊湊，自身質(zhì)量較小，造價(jià)較低。因受載均勻，速度穩(wěn)定，工作過(guò)程中所消耗的功率變化不大。在相同輸送能力的條件下，輸送機(jī)械所需功率一般較小。（3）輸送距離可以較長(zhǎng)；不僅單機(jī)長(zhǎng)度日益增加，且可由多臺(tái)單機(jī)組成長(zhǎng)距離的輸送線路，便于實(shí)現(xiàn)程序化控剮和自動(dòng)化操作。其缺點(diǎn)是：（1）通用性較差；每種機(jī)型一般只適用于輸送一定種類的貨物。（2）必須沿整條輸送線路布置。輸送線路一般固定不變。在輸送線路變化時(shí)往注要按新的線路重新布置在需要經(jīng)常改變裝載點(diǎn)及卸載點(diǎn)的場(chǎng)合，必須將輸送機(jī)安裝

13、在專門機(jī)架或臂架上，借助它們的移動(dòng)來(lái)適應(yīng)作業(yè)要求。（3）大多不能自動(dòng)取料。除少數(shù)連續(xù)輸送機(jī)能從堆料中取料外，大多要靠輔助設(shè)備-除少效連續(xù)輸遂機(jī)能自行從料堆中取料外，大多要靠輔助設(shè)備供料。（4）不能輸送笨重的大件物品，不宜輸送質(zhì)量大的單件物品或集裝容器。（5）由于輸送機(jī)的啟停和行程等因素，不可避免會(huì)導(dǎo)致輸送帶因張緊問(wèn)題而造成事故和損失。1.2輸送機(jī)的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展的市場(chǎng)需求連續(xù)輸送機(jī)械在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門被廣泛應(yīng)用，種類也非常繁多：連續(xù)輸送機(jī)械可打?yàn)闄C(jī)械式和流體式兩大類，如圖1-2。圖1-2連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械的種類（1）機(jī)械式機(jī)械式輸送機(jī)械是依靠工作構(gòu)件的機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行輸送。按其結(jié)構(gòu)形式不同可分為有撓性牽引

14、構(gòu)件的、無(wú)撓性牽引構(gòu)件和連續(xù)裝卸機(jī)械。1）有撓性牽引構(gòu)件的輸送機(jī)械有撓性牽引構(gòu)件的輸送機(jī)的特點(diǎn)是：物料放在牽引構(gòu)件上或牽引構(gòu)件連續(xù)的承載構(gòu)件上，利用牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)來(lái)輸送物料。這類輸送機(jī)械除具有牽引機(jī)構(gòu)件、承載構(gòu)件、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置以外，一般還具有裝載、卸載、改向等裝置，它包括帶式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、板式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、埋刮板輸送機(jī)、懸掛輸送機(jī)、自動(dòng)扶梯等，它們分別采用輸送帶或鏈條作為牽引構(gòu)件。2）無(wú)撓性牽引構(gòu)件的輸送機(jī)械無(wú)撓性牽引構(gòu)件的輸送機(jī)械的特點(diǎn)是：利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)是貨物在封閉的管道或料槽移動(dòng)。它們輸送貨物的工作原理各自根本不同，且共性的零件也很少，如螺旋輸送機(jī)、

15、振動(dòng)輸送機(jī)、滾柱輸送機(jī)等。（2）流體式流體式輸送機(jī)則是利用空氣或水等流體的動(dòng)力通過(guò)管道進(jìn)行輸送，如氣力輸送機(jī)和液力輸送裝置等。在19802000 年之間，采礦業(yè)有了較大的新發(fā)展，改變了散狀物料的輸送方式，從間斷輸送方式發(fā)展到金屬礦山的連續(xù)開(kāi)采和煤礦的連續(xù)開(kāi)采工藝，實(shí)現(xiàn)了用輸送機(jī)輸送。（1）發(fā)展的原因在最近的幾十年里，世界經(jīng)歷了空前的發(fā)展，此時(shí)，需要新的礦山提供能量和原材料。由于許多貧瘠的礦山已經(jīng)關(guān)閉，所以較大的礦山需要開(kāi)采大量的煤、礦石或者巖石產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)以寶鋼為首的大型鋼鐵企業(yè)的建立與改造；西部煤炭資源的開(kāi)發(fā)和通過(guò)港口的外運(yùn)。（2）經(jīng)濟(jì)的原因更高的產(chǎn)量和許多新的采礦業(yè)務(wù)在第三世界國(guó)家，系統(tǒng)成本

16、降低，致使?fàn)I業(yè)利潤(rùn)更快更大。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，已經(jīng)證明在一定距離上，帶式輸送機(jī)輸送優(yōu)于汽車和列車運(yùn)輸。采用帶式輸送機(jī)可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、大運(yùn)量輸送。（3）環(huán)境的因素輸送機(jī)在環(huán)境敏感地區(qū)或靠近城市的發(fā)展地區(qū)的開(kāi)發(fā)，已經(jīng)引起了對(duì)水平和垂直轉(zhuǎn)彎普通的、管狀的以及鋼絲繩的帶式輸送機(jī)，進(jìn)行重大的技術(shù)模擬和技術(shù)創(chuàng)新。（4）企業(yè)的因素許多較小的礦山被大公司購(gòu)買，從而使得采礦和分布合理化。公司時(shí)常依賴于運(yùn)輸零件的“單方供應(yīng)”，從新的發(fā)展中孤立業(yè)務(wù)營(yíng)運(yùn)，包括一種實(shí)施新的帶式輸送機(jī)運(yùn)輸技術(shù)的能力。國(guó)內(nèi)的礦山企業(yè)和鋼鐵企業(yè)也面臨著重組和擴(kuò)大的局面。（5）工程技術(shù)上述因素（1）至（4）引起降低輸送安全系數(shù)和與之相關(guān)的故障、

17、磨損、張緊問(wèn)題的需要。提高可靠性的需要已經(jīng)引起了對(duì)動(dòng)力學(xué)和設(shè)備設(shè)計(jì)的研究。在上述原因影響下，輸送機(jī)要滿足這些要求，輸送機(jī)研究會(huì)向著能夠解決輸送機(jī)問(wèn)題的方向前進(jìn)。上面敘述的因素時(shí)常導(dǎo)致全新的運(yùn)輸問(wèn)題的探討。隨著我國(guó)煤炭產(chǎn)量的提高以及雙高工作面的出現(xiàn)，特別是采掘設(shè)備生產(chǎn)能力的大幅度提高，帶式輸送機(jī)朝著長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、大功率、高傾角、高速度方向發(fā)展。但我國(guó)現(xiàn)有的帶式輸送機(jī)技術(shù)難以完全滿足煤礦生產(chǎn)的需要，因此，近階段帶式輸送機(jī)的主攻領(lǐng)域和研究方向有以下幾個(gè)方面：新型啟動(dòng)技術(shù)；新型制動(dòng)技術(shù)輸送機(jī)自動(dòng)張緊技術(shù)；順槽可伸縮帶式輸送機(jī)機(jī)尾快速自移技術(shù)；上下運(yùn)大傾角輸送技術(shù)運(yùn)人技術(shù)；可伸縮下運(yùn)帶式輸送機(jī)機(jī)尾移動(dòng)

18、技術(shù)。1.3現(xiàn)行帶式輸送機(jī)存在的問(wèn)題（1）輸送帶的伸長(zhǎng)或延伸任何輸送機(jī)的輸送帶均可能有以下幾種型式的伸長(zhǎng)或延伸。彈性伸長(zhǎng)：這是在啟動(dòng)加速或制動(dòng)減速時(shí)在輸送帶上出現(xiàn)的部分伸長(zhǎng)。在施加的拉力或應(yīng)力消除后，這種伸長(zhǎng)幾乎完全恢復(fù)原狀。結(jié)構(gòu)伸長(zhǎng)：這種伸長(zhǎng)大部分是由于織物編織型式而不是由于使用的織物原料而引起的。在普通的編織物中，彎曲的經(jīng)線當(dāng)施加負(fù)荷時(shí)就會(huì)被拉直，引起輸送帶的伸長(zhǎng)，而其中部分伸長(zhǎng)是不能恢復(fù)原狀的。永久性長(zhǎng)度變化：永久性長(zhǎng)度變化包括由基本纖維結(jié)構(gòu)的餓延伸率所引起的長(zhǎng)度變化，還包括部分彈性伸長(zhǎng)和不可恢復(fù)的部分結(jié)構(gòu)伸長(zhǎng)。（2）拉緊行程所需的拉緊行程取決于啟動(dòng)或制動(dòng)方式。直接啟動(dòng)和制動(dòng)所需的拉緊行

19、程比有控制的加速啟動(dòng)或減速制動(dòng)的要大得多。拉緊裝置應(yīng)有足夠的行程，以適應(yīng)加速或減速的波動(dòng)，而不使拉緊裝置碰到擋板上。拉緊裝置還應(yīng)有若干“可供使用的”貯備輸送帶，因而在發(fā)生故障時(shí)可不需要用兩個(gè)接頭來(lái)接入一段短輸送帶。此外，拉緊行程還應(yīng)該適應(yīng)輸送帶由于伸長(zhǎng)或收縮引起的長(zhǎng)度變化。1.4 帶式輸送機(jī)張緊裝置的綜述帶式輸送機(jī)是煤礦企業(yè)主要的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，正向著大運(yùn)距和大運(yùn)量方向發(fā)展。張緊裝置對(duì)保證其正常工作具有重要作用。在目前常用的張緊方式中，液壓張緊具有工作平穩(wěn)、可靠、性能完善、調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)，可適應(yīng)多種工況的需要和不同的機(jī)型，是一種較先進(jìn)、理想的張緊方式。由于發(fā)展比較晚，技術(shù)尚不夠成熟，張緊裝置和液

20、壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也多種多樣，使用效果各異。本文在對(duì)液壓張緊裝置進(jìn)行分析、研究的基礎(chǔ)上，提出一種設(shè)計(jì)方案，意在簡(jiǎn)化系統(tǒng)，提高工作可靠性，完善性能。帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，噪音小，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)距離大傾斜輸送，設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用低，可在膠帶的任意位置加料或卸料，具有生產(chǎn)效率高、輸送量大、能源消耗少的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于煤炭、冶金、礦山、化工、港口、電站、輕工、建材、糧食等許多工業(yè)領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)近兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，帶式輸送機(jī)已經(jīng)在技術(shù)上具備了高強(qiáng)力、大運(yùn)量、大功率的現(xiàn)代化散狀物料輸送設(shè)備的特征。圖1-3 常見(jiàn)張緊裝置1.4.1礦井帶式轉(zhuǎn)送機(jī)對(duì)張緊裝的要求（1）張緊裝置能在不同工況下自動(dòng)調(diào)整張力，起動(dòng)時(shí)要求輸送

21、帶在奔離點(diǎn)的張力值自動(dòng)提高到穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的1.41.5倍。待起動(dòng)過(guò)程結(jié)束，轉(zhuǎn)人穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，張力又自動(dòng)降回原值。在穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)保證張力恒定。（2）可以平穩(wěn)起動(dòng)，保證輸送帶與傳動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)的沖擊載荷為最小。（3）要求能適應(yīng)煤礦的工作環(huán)境。輸送帶在傳動(dòng)滾筒奔離點(diǎn)的張力不但隨運(yùn)距、運(yùn)量和傾角變化，而且受工作環(huán)境的影響很大。如輸送帶與滾筒接觸面間有煤泥和水淋，則對(duì)摩擦系數(shù)的影響較大。因此應(yīng)能方便地調(diào)定輸送帶張力，并配有顯示儀表。（4）煤礦井下含有甲烷、煤塵等易爆氣體，選用的電器元件應(yīng)符合礦用隔爆標(biāo)準(zhǔn)GB3836要求。1.4.2張緊裝置的主要作用在煤礦運(yùn)輸中，張緊裝置是帶式輸送機(jī)不可缺少的重要組成部分

22、 ，它的性能好壞直接影響帶式輸送機(jī)整體的性能，隨著帶式輸送機(jī)用途的不斷擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，合理設(shè)計(jì)張緊裝置就顯得尤為重要。張緊裝置的功能主要有以下幾點(diǎn)帶式輸送機(jī)在啟動(dòng)、運(yùn)行、制動(dòng)等工作過(guò)程中，輸送帶會(huì)由于拉力和慣性的作用發(fā)生蠕變，能夠?qū)е螺斔蛶ё冮L(zhǎng)松弛而無(wú)法工作。輸送帶張緊裝置是保證輸送帶具有一定張緊力、不發(fā)生打滑現(xiàn)象而正常工作的重要組件。概括起來(lái)，張緊裝置在帶式輸送機(jī)中具有以下一些作用:（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)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止輸送帶打滑；（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的垂

23、度，保證帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行，不致因輸送帶下垂度過(guò)大導(dǎo)致煤炭垂直跳動(dòng)大沖擊托輥而造成電機(jī)損失能量大和煤炭灑落等現(xiàn)象；（3）補(bǔ)償塑性變形與過(guò)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)，張緊力有變小趨勢(shì)，需要張緊裝置來(lái)吸收由蠕變產(chǎn)生的伸長(zhǎng)，維持輸送機(jī)正常運(yùn)行所需的最小張緊力，從而保證帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行；（4）為輸送帶重新接頭做必要的行程準(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(wèn)題，必須截頭重做，張緊裝置為帶式輸送機(jī)準(zhǔn)備了負(fù)荷以外的運(yùn)輸帶，這樣接頭故障就可以通過(guò)放松張緊裝置重新接頭來(lái)解決。（5）帶式輸送機(jī)輸送帶有若干個(gè)接頭，張緊裝

24、置為帶式輸送機(jī)儲(chǔ)備了負(fù)荷以外的運(yùn)輸帶余量，當(dāng)輸送帶接頭出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以通過(guò)放松張緊裝置重新接頭排除故障。為輸送帶重接接頭提供必要的行程;（6）在輸送帶、傳動(dòng)滾筒等部件維修時(shí)釋放輸送帶中的張緊力。1.4.3張緊裝置的類型張緊裝置直接影響帶式輸送機(jī)的整機(jī)性能。目前帶式輸送機(jī)常用的張緊裝置主要分為固定張緊裝置、重錘張緊裝置和液壓張緊裝置3種。（1）固定張緊裝置圖1-4 螺旋張緊裝置固定張緊裝置的特點(diǎn)是張緊滾筒在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的位置保持不變，張緊力不能自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，只有在停車狀態(tài)，才能對(duì)張緊裝置的張緊力和張緊行程進(jìn)行調(diào)整。固定張緊裝置的優(yōu)點(diǎn)是張緊滾筒位置固定，不需要人工操作或控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，操作維護(hù)方便

25、，一般用于小型帶式輸送機(jī)。固定張緊裝置又分為螺旋張緊裝置和固定絞車張緊裝置、螺旋張緊裝置。由圖1-4可見(jiàn)，張緊滾筒的軸承座安裝在活動(dòng)架上，活動(dòng)架可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿，螺母帶動(dòng)活動(dòng)架一起前進(jìn)和后退，達(dá)到張緊和放松輸送帶的目的。固定絞車張緊裝置由絞車、張緊鋼絲繩、滑輪、張緊小車等組成，通過(guò)絞車卷進(jìn)、放出鋼絲繩來(lái)調(diào)節(jié)輸送帶所需的張緊力。（2）重錘張緊裝置重錘張緊裝置是靠重錘的重力將輸送帶張緊，張緊力的大小依靠增加或減少重錘重量來(lái)調(diào)節(jié)。重錘張緊裝置又分為重載車式張緊裝置和重錘式張緊裝置。重載車式張緊裝置是將重物由鋼絲繩通過(guò)定滑輪與滑動(dòng)小車相連，將張緊滾筒固定在滑動(dòng)小車上，由重物拉動(dòng)滑動(dòng)小車對(duì)輸

26、送帶產(chǎn)生張緊力(見(jiàn)圖1-5) 。重錘張緊裝置是通過(guò)用鋼絲繩懸掛起來(lái)的重錘使輸送機(jī)的張緊車產(chǎn)生張緊力。重錘張緊裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)重錘的位移迅速吸收輸送帶的彈性伸長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且重錘張緊力是基本恒定的，僅在輸送機(jī)起動(dòng)和停車時(shí)產(chǎn)生很小的慣性力，因而安全可靠性比較高，在帶式輸送機(jī)中使用最為廣泛。它的缺點(diǎn)是： 圖1-5重錘車式張緊裝置1）張緊力始終保持不變，不能隨帶式輸送機(jī)起動(dòng)、穩(wěn)定運(yùn)行所需的不同張力進(jìn)行調(diào)節(jié)，在穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中輸送帶始終處于過(guò)張緊狀態(tài)，影響輸送帶的使用壽命；2）較為笨重，需要的工作空間大(特別是張緊力較大時(shí)) ，維修較為費(fèi)工費(fèi)時(shí)；（3）液壓張緊裝置。1）普通型液壓張緊裝置通

27、過(guò)液壓油缸(或絞車)的快速位移來(lái)吸收輸送帶的彈性伸長(zhǎng)，分為液壓絞車張緊、液壓油缸張緊、液壓油缸與固定絞車組合張緊3種。液壓絞車張緊裝置是通過(guò)液壓馬達(dá)動(dòng)作，使張緊絞車卷進(jìn)和松開(kāi)輸送帶來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)輸送帶的張緊力;液壓油缸張緊裝置由蓄能站、液壓泵站、張緊油缸、電控箱和附件五大部分組成，通過(guò)液壓站壓力使油缸產(chǎn)生伸縮來(lái)調(diào)節(jié)帶式輸送機(jī)的張緊力。液壓張緊裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，可以根據(jù)輸送機(jī)在啟動(dòng)和正常運(yùn)行工況下對(duì)輸送帶張力的不同要求調(diào)節(jié)輸送帶張緊力，控制響應(yīng)速度快，能夠在驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶產(chǎn)生滑動(dòng)時(shí)自動(dòng)增加張緊力。缺點(diǎn)是不能隨輸送帶上載荷的變化自動(dòng)進(jìn)行張緊力調(diào)節(jié)。2）階段式張緊裝置階段式張緊

28、裝置的主要技術(shù)特點(diǎn)是:可以根據(jù)輸送機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)行工況下對(duì)輸送帶張力的不同要求來(lái)調(diào)節(jié)皮帶張緊力(一般起動(dòng)時(shí)的張緊力比穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)大1. 41. 5倍) ，皮帶不會(huì)始終處于起動(dòng)時(shí)的張緊狀態(tài)，從而延長(zhǎng)了輸送帶的使用壽命。帶式輸送機(jī)起動(dòng)時(shí)，輸送帶的松邊會(huì)突然松馳伸長(zhǎng)，此時(shí)張緊油缸在蓄能站的作用下，能立刻收縮活塞桿，及時(shí)補(bǔ)償輸送帶的伸長(zhǎng)量，減少輸送帶松邊對(duì)緊邊的沖擊，起到保護(hù)輸送帶的作用，并保持輸送機(jī)起動(dòng)的可靠與平穩(wěn)?？珊?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。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。圖1-6液壓張緊裝置1 張緊小車2 鋼絲繩3 定滑輪4 動(dòng)滑輪5 油

29、缸支座6 張緊油缸7 電控箱8 液壓泵站9 膠管10 蓄能站 11 軌道12 輸送帶可以由流動(dòng)著的油液帶走因功率損失等原因產(chǎn)生的熱量，避免局部溫升現(xiàn)象。雖然階段式張緊裝置可以在帶式輸送機(jī)啟動(dòng)與穩(wěn)定運(yùn)行兩種工況間自動(dòng)調(diào)節(jié)張力，解決了輸送帶轉(zhuǎn)為穩(wěn)定運(yùn)行后的過(guò)張力問(wèn)題，但其缺點(diǎn)是不能對(duì)輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中皮帶負(fù)載的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。而在帶式輸送機(jī)的實(shí)際運(yùn)行中，皮帶所需的張緊值相差甚大，張緊裝置經(jīng)常處于要么張緊力不足、要么過(guò)張緊的狀態(tài)。調(diào)查顯示，階段式液壓張緊裝置很難滿足大型帶式輸送機(jī)的運(yùn)行要求。在帶式輸送機(jī)的總體布置時(shí)，選擇合適的張緊裝置，確定其合理的安裝位置，是保證輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)輸送帶在

30、傳動(dòng)滾筒上不打滑的重要條件。當(dāng)輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)，啟、制動(dòng)方式及張緊裝置的安裝位置確定后，張緊裝置的特性就取決于其自身的性能。1.5張緊裝置現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)煤礦帶式輸送機(jī)目前使用的張緊裝置有兩個(gè)特點(diǎn)：（1）輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒奔離點(diǎn)的張力值隨時(shí)間、運(yùn)行工況任意變化，例如螺栓拉緊裝置和絞車?yán)o裝置。（2）保持輸送帶具有恒定張力值，例如重錘拉緊裝置。由于輸送帶在起動(dòng)過(guò)程的非穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，輸送帶除了受靜張力作用外，還受到由于速度變化引起的附加動(dòng)張力作用，為了保證輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒上不滑動(dòng)，而且在整個(gè)工作過(guò)程中受力最合理，要求它在起動(dòng)與穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)具有不同的張力，而在穩(wěn)定運(yùn)行中保持張力恒定。但目前的煤礦帶式輸送

31、機(jī)張緊裝置不能滿足這些要求。綜上所述，按常規(guī)方式設(shè)計(jì)的各種張緊裝置，其動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)很難達(dá)到最佳張緊效果。主要問(wèn)題在于設(shè)計(jì)都是在靜態(tài)特性的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)起動(dòng)、運(yùn)行各階段不同張力的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，未能考慮負(fù)載動(dòng)態(tài)變化對(duì)膠帶張力的影響，因此產(chǎn)生調(diào)節(jié)的不合理性。在輸送帶張力過(guò)度時(shí)，輸送帶過(guò)張緊，應(yīng)力疲勞加大，容易出現(xiàn)皮帶拉斷故障;在輸送帶張力不足時(shí)，導(dǎo)致皮帶打滑及斷帶、著火故障，而且還容易出現(xiàn)皮帶橫向振動(dòng)過(guò)大、功率消耗過(guò)大等一系列問(wèn)題。針對(duì)DY系列和其他常規(guī)張緊裝置存在的問(wèn)題，基于輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流與負(fù)載間呈現(xiàn)對(duì)應(yīng)比例關(guān)系的考慮，現(xiàn)在有研究人員提出了一種基于電機(jī)電流輸入控制的力反饋動(dòng)態(tài)張緊裝置的設(shè)計(jì)方案。其

32、基本原理是:通過(guò)識(shí)別驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流變化來(lái)間接識(shí)別輸送帶上載荷量的變化，以電機(jī)電流為閉環(huán)回路的控制信號(hào)，通過(guò)電流與負(fù)載的對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算出理論張緊力的值，然后與力傳感器所測(cè)的實(shí)際張緊力的值進(jìn)行比較，從而適應(yīng)負(fù)載的動(dòng)態(tài)變化。本次設(shè)計(jì)是以液壓控制為基礎(chǔ)，通過(guò)壓力傳感器及時(shí)監(jiān)控液壓缸的張緊狀態(tài)，根據(jù)情況改變張緊力的大小，形成的自動(dòng)保壓功能從而使輸送帶的保持相對(duì)恒定的張緊力，可以任意調(diào)節(jié)輸送機(jī)啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的張緊力，完全可以滿足啟動(dòng)時(shí)的張緊力比穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的張緊力大 1.41.5 倍的要求。并且大大改善皮帶的工作條件，提高皮帶的壽命。同時(shí)也設(shè)置蓄能器提高系統(tǒng)張力的穩(wěn)定性。在輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，構(gòu)成輸送帶動(dòng)張緊

33、力的彈性波有入射波、反射波和透射波三種。由于入射波與反射波的作用，輸送帶在傳動(dòng)滾筒奔離點(diǎn)的力忽大忽小，成不穩(wěn)定狀態(tài)，輸送帶承受著沖擊載荷。為此在張緊裝置的液壓系統(tǒng)中設(shè)置若干個(gè)蓄能器，來(lái)抵消入射波與反射波對(duì)奔離點(diǎn)張緊力的影響。而且可以補(bǔ)償缸體的油液的泄露。實(shí)現(xiàn)恒張力控制。本次設(shè)計(jì)還利用了滑輪組與張緊小車，增大了張緊行程，液壓缸僅需很小行程實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)較大力的張緊。但由于在膠合接頭和安裝過(guò)程中都要求輸送帶有一定的松弛量，如用油缸直接張緊小車，則油缸行程太長(zhǎng)。1. 絞車 2. 彈性裝置 3. 機(jī)尾小車架 4. 尾架滑道圖1-7 機(jī)尾絞車式彈性拉緊裝置考慮到電流的變化可以直接反應(yīng)輸送帶上載荷量的變化，利

34、用驅(qū)動(dòng)滾筒電機(jī)電流作為反饋信號(hào)，然后根據(jù)輸送帶上載荷量的變化直接調(diào)節(jié)輸送帶所需的張緊力，這樣可以從根本上克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，使輸送帶處于張緊和松弛的交替狀態(tài)中，延長(zhǎng)了輸送帶的使用壽命，滿足輸送帶不打滑、下垂度不超限的條件，保持帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行所需的最小張緊力，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)張緊，可以達(dá)到最佳的動(dòng)態(tài)張緊效果，此張緊裝置還可以與正在研究的輸送機(jī)的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)相匹配，適應(yīng)輸送機(jī)目前的發(fā)展形勢(shì)。2 主要設(shè)計(jì)參數(shù)及方案確定2.1 主要設(shè)計(jì)要求由于輸送帶在起動(dòng)過(guò)程的非穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，輸送帶除了受靜張力作用外，還受到由于速度變化引起的附加動(dòng)張力作用，為了保證輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒上不滑動(dòng)，而且在整個(gè)工作過(guò)程中受力

35、最合理，要求它在起動(dòng)與穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)具有不同的張力，而在穩(wěn)定運(yùn)行中保持張力恒定。本次設(shè)計(jì)選定符合下列條件的張緊裝置的參數(shù)為：（1）最大張緊力100KN；（2）最大張緊行程10m；2.2 方案確定通過(guò)上一章中對(duì)現(xiàn)行張緊裝置的基本組成與工作的概述，已經(jīng)基本對(duì)張緊裝置的現(xiàn)存基本問(wèn)題的有所了解與對(duì)比。下面進(jìn)一步通過(guò)將傳統(tǒng)張緊裝置與我所要設(shè)計(jì)的機(jī)液張緊裝置的工作原理的對(duì)比，從而確定我所設(shè)計(jì)的思路方案。2.2.1參考方案一（1） 方案原理圖見(jiàn)圖2-1：圖2-1 重錘張緊裝置1.滑軌 2.張緊裝置框架 3.滾筒安裝平臺(tái) 4.滾筒滑槽5.限位擋塊 6.制動(dòng)偏心輪7.銷軸 8.裝運(yùn)連桿9.吊架 10.傳動(dòng)連桿 11

36、.緩沖器 12.膠帶 13.軸承支座14.張緊改向滾筒 15.配重（2）工作原理如上圖所示，此種重錘式張緊裝置主要由張緊裝置框架、張緊改向滾筒、彈簧緩沖器、偏心制動(dòng)輪等部件組成。張緊裝置框架本身包含一個(gè)能供滾筒上下滑動(dòng)的滾筒滑槽，并在安裝滾筒的鋼結(jié)構(gòu)上平面裝有兩個(gè)彈簧緩沖器，配重塊重量不直接作用在滾筒軸上。偏心制動(dòng)輪通過(guò)傳動(dòng)連桿與張緊滾筒的鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)連接。膠帶主要通過(guò)張緊改向滾筒來(lái)實(shí)現(xiàn)膠帶張緊。張緊力的大小取決于配重塊的重量、張緊裝置框架重量以及滾筒的重量，根據(jù)膠帶重載時(shí)的所需驅(qū)動(dòng)力來(lái)選擇。2.2.2參考方案二（1）方案原理圖見(jiàn)圖2-2：圖2-2張緊裝置原理1慢速絞車 2張緊小車 3輸送帶 4

37、手動(dòng)換向閥 5張緊油缸 6單向閥 7電磁換向閥 8油泵 9油箱 10，11溢流閥 J壓力繼電器（2）工作原理當(dāng)司機(jī)合上開(kāi)關(guān)后，電控箱開(kāi)始工作。首先啟動(dòng)油泵8，壓力油經(jīng)過(guò)手動(dòng)換向閥4及單向閥6進(jìn)入油缸，拉動(dòng)張緊小車2；然后啟動(dòng)慢速絞車，直接拉動(dòng)張緊小車2。當(dāng)達(dá)到輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)所需的張緊力時(shí)，電動(dòng)箱的壓力繼電器控制輸送機(jī)啟動(dòng)。溢流閥10控制膠帶的最大張緊力。正常運(yùn)行階段張緊力由壓力繼電器J1，J2和溢流閥調(diào)整。溢流閥10的調(diào)定壓力比溢流閥11的調(diào)定壓力高。通過(guò)這種控制就可以保證輸送膠帶的自動(dòng)張緊，張緊力減小時(shí)，溢流閥11關(guān)閉，油泵向油缸補(bǔ)液，油缸拉動(dòng)張緊小車提高張緊力；張緊力超出整定范圍時(shí)，溢流閥1

38、1打開(kāi)進(jìn)行回油，油缸帶動(dòng)張緊小車減小張緊力。啟動(dòng)與正常運(yùn)行這兩個(gè)階段由測(cè)速裝置進(jìn)行控制，將速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)信號(hào)，由電磁閥7進(jìn)行切換。2.2.3參考方案三(1) 液壓系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖2-3：圖2-3液壓原理圖1粗過(guò)濾器 2柱塞泵 3精過(guò)濾器 4單項(xiàng)閥 5、11溢流閥6三位四通電磁換向閥 7液控單向閥 8二位四通電磁換向閥9、10、12壓力繼電器 14液壓缸 15截至閥(2) 工作原理1) 啟動(dòng)和張緊如圖2-3所示，皮帶輸送機(jī)啟動(dòng)前張緊裝置先啟動(dòng)，使三位四通電磁換向閥得電處于左位，此時(shí)液壓泵的工作壓力由溢流閥5調(diào)定，其壓力由啟動(dòng)工況所需的較大張力決定，一般啟動(dòng)時(shí)的張緊力比正常運(yùn)行時(shí)大1.41.5倍

39、。張緊裝置啟動(dòng)時(shí)，壓力油經(jīng)三位四通閥6的左位，液控單向閥7進(jìn)入張緊油缸的有桿腔（此時(shí)二位四通閥8處于左位，本設(shè)計(jì)中二位四通閥的B、T油口不打通）。當(dāng)張緊油缸的工作壓力達(dá)到額定值的1.5倍時(shí)，溢流閥5開(kāi)始溢流。這時(shí)接在進(jìn)油路上的壓力繼電器12發(fā)出信號(hào)，皮帶輸送機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)。待啟動(dòng)一兩分鐘后，外部給信號(hào)使二位四通閥8打到右位，此時(shí)系統(tǒng)的工作壓力由溢流閥11調(diào)定，轉(zhuǎn)為正常工作壓力。2) 保壓（維持張力恒定）當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到額定工作壓力的1.2倍時(shí)，壓力繼電器9發(fā)出信號(hào)，使三位四通閥6回中位，泵卸荷停轉(zhuǎn)。液控單向閥7將張緊油缸有桿腔的油路封閉，由蓄能器13向其供油，彌補(bǔ)泄漏，維持張力基本不變。當(dāng)由于泄漏、

40、貨載減少、輸送帶松弛等原因使張力降低到額定值的09倍時(shí)，壓力繼電器10發(fā)出信號(hào)，泵重新啟動(dòng)，三位四通閥6打到左位，繼續(xù)向系統(tǒng)供液，使系統(tǒng)壓力升至1.1P。3) 反向移動(dòng)當(dāng)由于轉(zhuǎn)移、維修等原因需要放松輸送帶時(shí)，可使三位四通閥6打到右位，泵提供的壓力油經(jīng)該閥的右位進(jìn)入張緊油缸無(wú)桿腔，并同時(shí)打開(kāi)液控單向閥7，張緊油缸有桿腔的油液經(jīng)液控單向閥7，三位四通閥4的右位回油箱，活塞桿伸出，放松輸送帶。2.2.4方案對(duì)比 圖2-4 設(shè)計(jì)總圖上面提出的三個(gè)方案各有特點(diǎn)，現(xiàn)表述如下。方案一的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)和原理都比較簡(jiǎn)單，就是利用物體自身的重力，來(lái)拉緊皮帶 ，需要多大的張緊力，只要給它墜上同等重量的物體即可，它的制

41、造也比較方便。但是，它的缺點(diǎn)也是比較明顯的，其中最重要的缺點(diǎn)就是張緊力不能調(diào)節(jié)，皮帶的張緊力只能固定在皮帶機(jī)起動(dòng)需要的最大數(shù)值上，即使以后不需要如此大的力，也不容易調(diào)節(jié)；它的另一個(gè)缺點(diǎn)是，體積比較龐大，占用地方大。方案二的優(yōu)點(diǎn)是，它是靠油缸來(lái)張緊皮帶的，需要多大的張緊力，只要選用對(duì)應(yīng)大小的液壓缸，即可達(dá)到規(guī)定的要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較緊湊。由于它是采用壓力繼電器來(lái)控制系統(tǒng)，所以它容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，這一點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品的推廣非常有利。它的缺點(diǎn)就是，對(duì)于張緊力不能達(dá)到實(shí)時(shí)控制，不容易實(shí)現(xiàn)張緊力的點(diǎn)動(dòng)控制。方案三的優(yōu)點(diǎn)有：張緊力可以根據(jù)帶式輸送機(jī)的需要調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)起動(dòng)張緊力為正常運(yùn)行張緊力 1.2 -1.5 倍的要求

42、；響應(yīng)快；結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間小；比較以上幾個(gè)方案后，在此選擇第三個(gè)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。因?yàn)樗哂星懊娣桨杆鶝](méi)有的優(yōu)點(diǎn)，代表著張緊裝置未來(lái)發(fā)展的方向。2.3 確定系統(tǒng)主要參數(shù)2.3.1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)圖2-5 滑輪布置圖根據(jù)上面液壓張緊裝置的張緊行程、最大張緊力，以及張緊裝置是通過(guò)兩根鋼絲繩繞過(guò)滑輪與液壓鋼的耳環(huán)連接等已知條件（如圖2-5），可以知道液壓缸的主要設(shè)計(jì)參數(shù)：液壓缸負(fù)載作用力 F=100KN 因?yàn)榛钊谐滔盗蟹譃槿齻€(gè)階段，其中最大行程為4米，根據(jù)液壓傳動(dòng)手冊(cè)，活塞行程參數(shù)的依據(jù)從第一系列，第二系列，第三系列中選用，當(dāng)活塞行程4m時(shí)，按照GB/T321優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系中R10數(shù)系選用如不能滿足

43、時(shí)允許按R40選用。為此，我選定的液壓缸行程為3200mm。液壓缸行程 S=3200mm 2.3.2 液壓缸的主要參數(shù)（1）液壓缸工作壓力的確定液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來(lái)確定，對(duì)不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。設(shè)計(jì)時(shí)，可用類比法來(lái)確定。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四卷液壓傳動(dòng)部分相關(guān)數(shù)據(jù)，確定液壓缸的工作壓力為20Mpa。（2）液壓缸內(nèi)徑和活塞桿外徑的確定 計(jì)算液壓缸內(nèi)徑D= =125mm其中 Fn-液壓缸載荷；液壓缸效率；圓整D的標(biāo)準(zhǔn)值選125mm計(jì)算活塞桿外徑選取的速比按=1.43經(jīng)計(jì)算得d=90mm計(jì)算速比主要是為了確定活塞桿的直徑和要否設(shè)置緩沖裝置。速比

44、不宜過(guò)大或過(guò)小，以免產(chǎn)生過(guò)大的背壓或者活塞桿太細(xì)，穩(wěn)定性不好。驗(yàn)算張緊力驗(yàn)算油缸的最大回程張緊力，F(xiàn)H=62小于100KN不符合最大張緊力的要求。油缸的內(nèi)徑需要增大油缸內(nèi)徑取D=140mm由于速比按=1.43計(jì)算得d=100mm驗(yàn)算張緊力是否符合要求FH=155大于100KN符合最大張緊力的要求。（3）液壓缸壁厚 關(guān)于液壓缸壁厚可以按照下式計(jì)算：=122Mpa=13.2mm考慮到缸筒的外徑公差余量，缸筒的壁厚定為15mm（4）壁厚驗(yàn)算a) 額定工作壓力Pn額定工作壓力Pn應(yīng)低于一定極限值，一保證工作安全： Mpa缸筒材料的屈服強(qiáng)度；缸筒的外徑。 Mpa14.52 MPa <42.4 MP

45、a ，滿足要求。b） 發(fā)生塑性變形的壓力同時(shí)額定工作壓力也應(yīng)與返券塑性變形壓力有一定的比例范圍，以避免塑性變形的發(fā)生： ；缸筒發(fā)生塑性變形的壓力，MPa。 缸筒材料的屈服強(qiáng)度； 缸筒的外徑；缸筒的內(nèi)徑。 MPa MPa，滿足要求。c） 缸筒的爆裂壓力Pr 最后，還應(yīng)驗(yàn)算缸筒的爆裂壓力 =131 MPa 滿足要求。（5）缸筒底部厚度確定缸底底部為平面時(shí)，其厚度可以按照四周嵌住的圓盤強(qiáng)度公式進(jìn)行近似的計(jì)算： mD2計(jì)算厚度外直徑。P缸內(nèi)最大工作壓力，MPa。缸底材料的需用應(yīng)力，這里選用45#鋼。帶入數(shù)據(jù)得： 設(shè)計(jì)中壁厚取63mm。（6）活塞與活塞桿聯(lián)接處外半卡環(huán)的寬度及厚度的校核半環(huán)截面上的切應(yīng)力

46、：（7）前缸蓋與缸筒聯(lián)接處內(nèi)半卡環(huán)的寬度及厚度的校核半環(huán)截面上的擠壓應(yīng)力：2.3.3液壓缸的類型和安裝形式液壓缸分為單作用液壓缸、雙作用液壓缸和組合式液壓缸三種形式。單作用液壓缸又分為單作用活塞液壓缸、單作用伸縮液壓缸和單作用柱塞液壓缸；雙作用液壓缸分為雙作用無(wú)緩沖式液壓缸、不可調(diào)單向緩沖式、不可調(diào)雙向緩沖式液壓缸、可調(diào)單向緩沖式、可調(diào)雙向緩沖式、雙活塞桿液壓缸和雙作用伸縮液壓缸；組合液壓缸分為單聯(lián)式、多工位式和雙向式。這里選擇單作用活塞式液壓缸。液壓缸的常用安裝形式有耳環(huán)型、腳架型、法蘭型和耳軸型安裝，這里選擇耳軸型安裝。通用型液壓缸結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，零部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度較高，制造和安裝都比

47、較方便。因此，用途比較廣泛，使用于各種液壓系統(tǒng)。它一般有拉桿型、焊接型和法蘭型液壓缸。其中焊接型液壓缸的外形尺寸較小，暴露在外面的零件少，能承受一定的沖擊負(fù)載和惡劣的外界環(huán)境。但受到前端蓋與缸筒連接強(qiáng)度的限制，缸的內(nèi)徑不能太大，額定壓力不能太高。通常額定壓力小于25MPa，缸筒內(nèi)徑小于320mm，活塞桿和缸筒的加工條件許可時(shí)允許最大行程達(dá)到15mm，多用于車輛、船舶和礦山等機(jī)械。拉桿型液壓缸的端蓋有圓形和方形兩種.一般來(lái)說(shuō)，方形端蓋用四根拉桿，圓形端蓋用6根拉桿，缸筒是用內(nèi)徑經(jīng)過(guò)精加工的高精度冷拔無(wú)縫鋼管，按需要的長(zhǎng)度切割而成的.前后端蓋和活塞等零件均為通用件.因此，拉桿型液壓缸制造成本較低，

48、適用于批量生產(chǎn).焊接型液壓缸的缸筒與后端蓋采用焊接連接，與前端蓋的連接方式有螺紋連接，卡環(huán)連接和鋼絲擋圈連接等多種連接方式.法蘭型液壓缸的缸筒與前端蓋和后端蓋均采用法蘭連接.法蘭與缸筒有整體結(jié)構(gòu)式，也有采用焊接和螺紋等方式的法蘭型液壓缸的缸筒內(nèi)徑通常大于100mm，外形尺寸大，額定壓力高，能承受較大的沖擊負(fù)載和惡劣的外界環(huán)境條件，屬重型液壓缸，多用于重型機(jī)械，冶金機(jī)械等.法蘭型液壓缸的通常額定壓力小于35MPa，缸筒內(nèi)徑小于320m，允許最大行程10m。這次設(shè)計(jì)的液壓缸，是用于牽引皮帶前后運(yùn)動(dòng)，活塞桿的行程為3.2m，牽引力為100KN，結(jié)合以上的介紹可以選擇單作用活塞式液壓缸，液壓缸的安裝選

49、擇銷軸型，液壓缸的連接方式前端蓋采用卡環(huán)式連接，后端蓋采用焊接的方式.2.4活塞桿活塞桿的端部結(jié)構(gòu)形式選擇外螺紋，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-6圖2-6結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（1）活塞桿結(jié)構(gòu)活塞桿有實(shí)心桿和空心桿兩種，見(jiàn)下圖。空心活塞桿的一端，要留出焊接和熱處理時(shí)用的通氣孔d2。選擇其中的實(shí)心活塞桿結(jié)構(gòu)。（2）活塞桿材料實(shí)心活塞桿材料為35、45鋼；空心活塞桿材料為35、45無(wú)縫鋼管。本設(shè)計(jì)選擇45鋼作為活塞桿材料。（3）活塞桿的技術(shù)要求1)活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229285HB，必要時(shí)，再經(jīng)高頻淬火，硬度達(dá)4555HRC。2)活塞桿d和d1的圓度公差值，按9、10或11級(jí)精度選取。選取10級(jí)精度。圖2-

50、7活塞桿a)實(shí)心活塞桿    b)空心活塞桿3)活塞桿d的圓柱度公差值，應(yīng)按8級(jí)精度選取。4)活塞桿d對(duì)d1的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)為0.01mm。5)端面T的垂直度公差值，則應(yīng)按7級(jí)精度選取。6)活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按6級(jí)精度加工；如載荷較小，機(jī)械振動(dòng)也較小時(shí)，允許按7級(jí)或8級(jí)精度制造。這里選擇按6級(jí)精度加工。7)活塞桿上若有聯(lián)接銷孔時(shí)，該孔徑按H11級(jí)加工。該孔軸線與活塞桿軸線的垂直公差值，按6級(jí)精度選取。8)活塞桿上下工作表面的粗糙度為Ra0.63m，必要時(shí)，可以鍍鉻，鍍層厚度約為0.05mm，鍍后拋光。2.4.1活塞桿的計(jì)算活塞桿在穩(wěn)定工況下，如果只受軸向推

51、力或拉力，可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡(jiǎn)單計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算： MapF活塞桿的作用力，N；d活塞桿的直徑，m；材料的許用應(yīng)力，Map.無(wú)縫鋼管=100110Map 滿足要求?；钊麠U一般都設(shè)有螺紋、退刀槽等結(jié)構(gòu)，這些部位往往是活塞桿上的危險(xiǎn)截面，也要進(jìn)行計(jì)算?；钊麠U兩端的螺紋M72處是危險(xiǎn)截面，危險(xiǎn)截面處的合成應(yīng)力應(yīng)滿足： MapF2活塞桿的拉力，N。d2危險(xiǎn)截面處的直徑，m.材料的許用應(yīng)力，對(duì)中碳鋼（調(diào)質(zhì)），=400Map。Mpa滿足要求。2.4.2 活塞桿的導(dǎo)向套、密封和防塵活塞桿導(dǎo)向套在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對(duì)活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿側(cè)的密封。外側(cè)裝有防塵圈，以防

52、止活塞桿在后退時(shí)把雜質(zhì)、灰塵和水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。當(dāng)導(dǎo)向套采用非耐磨材料時(shí)，其內(nèi)圈還可裝設(shè)導(dǎo)向環(huán)，用作活塞桿的導(dǎo)向。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)采用軸套式。導(dǎo)向套的材料采用摩擦系數(shù)小、耐磨性好的青銅材料制作。導(dǎo)向套長(zhǎng)度的確定：通常采用兩段導(dǎo)向段，每段寬度為d/3，兩段中線距離為2d/3。受力分析：分析導(dǎo)向套的受力情況。本次設(shè)計(jì)的液壓缸受力主要為拉力，與活塞桿軸線重合，所以外力作用在活塞上的力矩主要為由安裝形式?jīng)Q定的重力產(chǎn)生的力矩。即導(dǎo)向套受到的支撐壓應(yīng)力非常小。遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的許用壓應(yīng)力，可以不進(jìn)行驗(yàn)算。所以設(shè)計(jì)時(shí)滿足結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)要求即可。導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定：導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)短，將使液壓缸因配合間隙引起的初始

53、撓度增大，影響液壓缸的工作性能和穩(wěn)定性，因此，設(shè)計(jì)必須保證缸有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，一般缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿足： 即 導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度A，在缸徑小于80mm時(shí)，取A=（0.61.0）D當(dāng)缸徑大于80mm時(shí)，取 A=（0.61.0）d本次設(shè)計(jì)液壓缸缸徑為90mm。大于80mm。所以代入第二個(gè)公式，即A=（0.61.0）d。選擇A=0.8 d=0.8×90=72mm。加工要求：導(dǎo)向套外圓與端蓋內(nèi)孔的配合多為H8/f7，內(nèi)孔與活塞桿外圓的配合多為H9/f9。外圓與內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.03mm，圓度和圓柱度公差不大于直徑公差之半，內(nèi)孔中的環(huán)形油槽和直油槽要淺而寬，以保證良好的潤(rùn)滑。（1

54、）活塞結(jié)構(gòu)型式：選用組合活塞。組合式活塞結(jié)構(gòu)多樣，主要受密封型式?jīng)Q定。組合式活塞大多數(shù)可以多次拆裝，密封件使用壽命長(zhǎng)。隨著耐磨的導(dǎo)向環(huán)的大量使用，多數(shù)密封圈與導(dǎo)向環(huán)聯(lián)合使用，大大降低了活塞的加工成本。 1 活塞桿 2活塞 3套筒 4彈性擋圈 5外半卡環(huán)圖2-8活塞聯(lián)接圖（2）活塞與活塞桿的連接： 選用卡環(huán)式，用鎖緊機(jī)構(gòu)防止工作時(shí)由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)而松開(kāi)。同時(shí)采用靜密封。如圖2-8。（3）活塞的密封：采用車氏組合密封角形滑環(huán)式。（4）活塞尺寸與加工公差：活塞寬度取值為活塞外徑的0.8倍。活塞外徑的配合采用f9，外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.02mm，端面與軸線的垂直度公差不大于0.04mm/100m

55、m，外表面的圓度和圓柱度不大于外徑公差之半，表面粗糙度（5）活塞的材料液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵(HT300、HT350)、鋼(有的在外徑上套有尼龍66、尼龍1010或夾布酚醛塑料的耐磨環(huán))及鋁合金等。選擇45作為液壓缸活塞的材料。2.5密封圈、防塵圈的選用（1）圓形密封圈的特點(diǎn):圓形密封圈是一種橫斷面形狀為圓形的耐油橡膠形，是液壓設(shè)備中使用得最多，最廣泛的一種密封件，可用于靜密封和動(dòng)密封。為減少或避免運(yùn)動(dòng)時(shí)圓形圈發(fā)生扭曲和變形，用于動(dòng)密封的圓形圈的斷面直徑較用于靜密封的斷面直徑大。一般用于動(dòng)密封的圓形圈也可以用于靜密封。與其它的密封圈相比，圓形圈具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)密封性能好，用量少，單圈即可對(duì)兩個(gè)方向起密封作用;2)密封部位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小、拆裝方便;3)對(duì)油液、壓力和溫度的適應(yīng)性好;4)動(dòng)摩擦阻力較小，既可做動(dòng)密封，又可做靜密封使用.其缺點(diǎn)是在作動(dòng)密封時(shí)，啟動(dòng)摩擦阻力較大，使用壽命短。2.5.1耳軸的安裝液壓缸為耳軸的主要安裝尺寸  (mm)：如下圖表所示圖2-9耳軸結(jié)構(gòu)圖直徑D銷 軸 結(jié) 構(gòu) 尺 寸20M