【正文】 引言 研制 的現(xiàn)狀和意義 ………………………………………………… 1 ………………………………………………………… 1 設(shè)計(jì)方案介紹 …………………………………………………… 2 現(xiàn)場條件主要參數(shù) ……………………………………………… 4 第二章 翻車機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 整機(jī)機(jī)構(gòu) ………………………………………………………… 5 行走機(jī)構(gòu) ………………………………………………………… 5 工作機(jī)構(gòu) ………………………………………………………… 6 液壓系統(tǒng) ………………………………………………………… 7 電氣系統(tǒng) ………………………………………………………… 7 第三章 .行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 運(yùn)行阻力計(jì)算 …………………………………………………… 8 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 ………………………………………………… 9 選電動(dòng)機(jī) ……………………………………………………… 10 傳動(dòng)比的分配 …………………………………………………… 10 皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) …………………………………………………… 10 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 10 第 四 章 .工作機(jī)構(gòu)的計(jì)算 計(jì)算升舉油缸受力 ……………………………………………… 11 計(jì)算夾持油缸受力 ……………………………………………… 11 計(jì)算翻轉(zhuǎn)油缸受力 ……………………………………………… 12 鏈條選擇 ……………………………………………………… 12 花鍵強(qiáng)度驗(yàn)算 …………………………………………………… 13 第 五 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 工況分析 ………………………………………………………… 14 初選系統(tǒng)壓力 …………………………………………………… 14 油缸參數(shù)計(jì)算 …………………………………………………… 14 液壓泵，各缸的工作時(shí)間 、 流量 、 壓力計(jì)算 ………………………… 21 推車油缸 ………………………………………………………… 30 計(jì)算液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率 …………………………… …… ……… 31 液壓缸結(jié)構(gòu)的選用和計(jì)算 ……………………………………… 31 液壓系統(tǒng)原理圖 ……………………………………………… 38 油箱設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 39 輔件選擇 、 計(jì)算 ………………………………………………… 41 液壓元件的安裝 ………………………………………………… 42 第 六 章 整機(jī)的穩(wěn)定性計(jì)算 ………………………………………… 43 致 謝 ……………………………………………………………… 44 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………… 45 第一章 引 言 研制的現(xiàn)狀和意義 翻車機(jī)是礦山常用的一種卸礦機(jī)械，原礦山由礦車編組運(yùn)輸至礦倉上方后，由翻車機(jī)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(jì)的翻車機(jī)往往不能滿足要求，至于有些礦山原設(shè)計(jì)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(dòng)強(qiáng)度大，安全性差。目前，定型產(chǎn)品只要固定式圓盤翻車機(jī)，它只能固定的向一個(gè)礦倉卸礦，不僅產(chǎn)量固定。且無法滿足向多個(gè)礦倉卸礦的要求。卸礦機(jī)械是礦山機(jī)械中的薄弱環(huán)節(jié) 礦山機(jī)械在國民經(jīng)濟(jì)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(jī)械具有很大 的現(xiàn)實(shí)意義。此課題研制的翻車機(jī)不僅適用與對礦山的多個(gè)礦倉卸礦，而且也適用與其它用礦車運(yùn)輸?shù)奈锪希ㄈ缟呈?，煤）的卸車。因此，此?xiàng)研究對加快國民經(jīng)濟(jì)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(jī)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。 題目介紹 江西銅業(yè)公司銀山鉛鋅銅系統(tǒng)原礦倉有 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(jī)車推頂?shù)?1號礦倉前，然后視情況（如有時(shí)某號礦倉檢修等）由電機(jī)車推頂?shù)交蛘{(diào)度鉸車牽引，將若干輛重車停放在 13 號礦倉上部。人工摘鉤后翻礦。翻完后掛鉤，再次使重車前進(jìn)而將空車頂出礦倉，并進(jìn)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(jìn)入諤式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，多年來一直沿用 立方米翻斗式礦車，人工倒礦，生產(chǎn)效率底，勞動(dòng)強(qiáng)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 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(jī)械倒礦，這樣選擇什么樣的翻車機(jī)就成為問題的關(guān)鍵，自行式液壓翻車機(jī)就是為解決這 一技術(shù)關(guān)鍵而研制的。 翻車機(jī)自行行走機(jī)構(gòu)，可方便的調(diào)度向 1， 2， 3 號礦倉倒礦，翻車機(jī)行走軌道鋪在原運(yùn)輸軌道的一側(cè)，施工方便，施工期尚可正常生產(chǎn)?，F(xiàn)場改造，工程量小，整機(jī)重量也大大的減輕，制造安裝難度小，是一個(gè)比較理想的方案，自行式液壓翻車機(jī)實(shí)是液壓機(jī)械手，液壓機(jī)械手（工作機(jī)構(gòu)）完成礦車的夾持，升舉和翻轉(zhuǎn)倒礦等主要作業(yè)。機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)動(dòng)靈活，操作方便和工作可靠。 圖 1 礦倉布置示意圖 設(shè)計(jì)方案介紹 ： 翻車機(jī)由電動(dòng)軌輪行走機(jī)構(gòu)，工作機(jī)構(gòu)，推車機(jī)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(jī)結(jié)構(gòu)簡圖 ① 行走機(jī)構(gòu)為電動(dòng)雙軌行走機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)系統(tǒng)如下： 電動(dòng)機(jī)→三角皮帶→擺線針輪減速器→鏈條→行走主動(dòng)輪軸 工作機(jī)構(gòu)由夾持機(jī)構(gòu)，升舉機(jī)構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機(jī)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(dòng)作。 ② 推車機(jī)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。 ③ 液壓系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)，油泵，液壓控制閥，油缸及管路，油箱等組成 ④ 電氣系統(tǒng)由電氣控制裝置，控制信號，保護(hù)裝置等組成。 ⑤ 翻車機(jī)工作前，翻力矩很大，為保證其穩(wěn)定性，在整機(jī)設(shè)計(jì)布局時(shí)應(yīng)盡量使整機(jī)橫向重心后移，如把油箱，液壓站，配重塊等布置在機(jī)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(dòng)裝置和液壓，電氣裝置分別布置在翻車機(jī)的兩側(cè)，整機(jī)的布局緊湊。 現(xiàn)場條件主要參數(shù) ① 翻車機(jī)自重 80000（配重塊 25000），礦車及其礦石重 30000。 ② 翻車機(jī)行走速度為 24m/min。 ③ 礦車輪緣間距 600mm，翻車機(jī)車輪輪緣間距為 1010mm，翻車機(jī)與礦車相鄰之輪緣間距為 250mm. 本次設(shè)計(jì)主要為仿制設(shè)計(jì)，基本上采用樣機(jī)的機(jī)構(gòu)形式和工作原理。 第 二 章 翻車機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理 整機(jī)機(jī)構(gòu) 自行式液壓翻車機(jī)由行走機(jī)構(gòu)，工作機(jī)構(gòu)，液壓系統(tǒng)和 電氣系統(tǒng)組成，翻車機(jī)工作時(shí)，工作機(jī)構(gòu)夾持重載礦車，前翻力矩很大，翻車機(jī)會(huì)向前傾翻，為保證其穩(wěn)定性，在整機(jī)設(shè)計(jì)布局時(shí)應(yīng)盡量使整機(jī)橫向重心后移，如把油箱，液壓站，配重塊等布置在機(jī)器的后部，由于受尺寸的限制，行走車架寬度較小，而長度大（縱向長度達(dá) 米），行走傳動(dòng)裝置和液壓，電氣裝置分別布置在翻車機(jī)的兩側(cè)，整機(jī)的布局緊湊。 行走機(jī)構(gòu) （見圖 3） 圖 3 行走機(jī)構(gòu)簡圖 行走機(jī)構(gòu)是翻車機(jī)的機(jī)架，是翻車機(jī)的移動(dòng)，對準(zhǔn)裝置。行走機(jī)構(gòu)由行走電動(dòng)機(jī)，皮帶輪，減速器，鏈傳 動(dòng)，車軸和驅(qū)動(dòng)車輪等組成。由于行走機(jī)構(gòu)工作平凡，重載啟動(dòng)，選用冶金啟動(dòng)型電動(dòng)機(jī)，為了使翻車機(jī)準(zhǔn)確定位和停車時(shí)的安全制動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)皮帶輪設(shè)置了電磁制動(dòng)器。 工作機(jī)構(gòu) （見圖 4） 工作機(jī)構(gòu)中固定爪 8，夾緊油缸 7，活動(dòng)爪 9 的一個(gè)支點(diǎn)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(diǎn)畫線所 動(dòng) 作 循 環(huán)→→→→→→→→→→行走對位 大臂下降 夾持礦車大臂舉升 翻轉(zhuǎn)卸礦 翻轉(zhuǎn)復(fù)位大臂下降 松開夾持 大臂舉升行走對位示），收縮夾持油缸 7 夾持礦車。升舉大臂使礦車車輪離開軌面，即可翻礦。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用油缸 —— 鏈條 —— 鏈輪機(jī)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(dòng)主動(dòng)鏈輪 4旋轉(zhuǎn)，花鍵軸與支撐板固接，從而帶動(dòng)支撐板旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)礦車的翻轉(zhuǎn)和復(fù)位。 圖 4 工作機(jī)構(gòu)簡圖 液壓系統(tǒng) 動(dòng)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(shí)現(xiàn)，翻車機(jī)行走時(shí)大臂必須升舉一定高度才能使支撐板及夾持機(jī)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(shí)，行走電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。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(xiǎn)，設(shè)置了液控單向閥，以確保夾緊安全。礦車及夾持 機(jī)構(gòu)的自重在礦車卸礦后復(fù)位時(shí)會(huì)超速下降，設(shè)置了平衡閥限速，使礦車復(fù)位安全平穩(wěn)。 電氣系統(tǒng) 翻車機(jī)采用了 380 伏交流電作為動(dòng)力源，主要負(fù)載有行走電動(dòng)機(jī)和油泵電動(dòng)機(jī)。電氣控制系統(tǒng)由油泵電動(dòng)機(jī)起停，行走電動(dòng)機(jī)控制左右，并設(shè)有信號指示系統(tǒng)，制動(dòng)電磁鐵控制線路及連鎖保護(hù)線路。 第三章 .行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 圖 5 行走機(jī)構(gòu) 運(yùn)行阻力計(jì)算 （ 1） 運(yùn)行靜阻力 mP jP = mP + pP + fP mP 摩擦總阻力 pP 坡度阻力 fP 風(fēng)壓阻力 。室內(nèi) fP =0 （ a） 摩擦阻力 mP mP = 02 ( 2 ) cG K d D??? 0G 翻車機(jī)自重 N K 滾動(dòng)摩擦系數(shù)，由車輪直徑 cD =300mm 取 K= ? 車輪軸承摩擦系數(shù)， ? = ? 附加阻力系數(shù)，取 ? =2 mP =2 2 80000*（ + ） / = 1520N （ b） 坡道阻力 pP pP = pK 0G pK 坡度阻力系數(shù)，取 pK = pP = 80000=1680N jP = mP + pP =1520+160=1680N （ 2）起動(dòng)時(shí)慣性阻力 gP gP = 0G V/gt V翻車機(jī)行走速度， V= t加速時(shí)間， t=2s gP =80000 2=1714N （ 3）最大運(yùn)行阻力 zP zP = jP + gP =1680+1714=3394N 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 cN = zP V/1000? ? 傳動(dòng)系統(tǒng)總效率， ? = 1? 2? 3? 2? 減速機(jī)效率，取 3? 鏈傳動(dòng)效率，取 ? = = cN =3394 = 選電動(dòng)機(jī) 選 Y 型冶金起重電動(dòng)機(jī)。 YZ132 1M 代號 IM1002，其參數(shù)如下： cF %=40；eN = en =935r/min， ? = 。 傳動(dòng)比分配 行走速度： V=： =60V/d ? =60 = 總速比： zI = /en=935/=35。 采用三級傳動(dòng)，第一級皮帶傳動(dòng)，1i =35/35=1 。 第二級采用行星擺線針減速機(jī)， 2i =35 。 第三級采用鏈條傳動(dòng)， 3i =1 。 皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 計(jì)算功率 1 .5 2 .2 3 .3cap k p K W? ? ? ? 式中 ak 為工作情況系數(shù)，取 ak = 由 cp = 1 enn? =935r/min 選 V 型帶 A 型 。 大小 帶輪 直 徑21( ) 125D D mm? 跟數(shù)＝ 3， 中心距 ＝＝ 445mm 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 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) 12( ) 19ZZ? （ 1） 雙排鏈；計(jì)算選定鏈號為 20Ａ的滾子鏈，鏈節(jié)數(shù) 60PL? （ 2）單排鏈；計(jì)算 選定鏈號為 20 的滾子鏈，鏈節(jié)數(shù) 180PL ? 第 四 章 .工作機(jī)構(gòu)的計(jì)算 176。176。工作機(jī)構(gòu)（如 圖 4 所示）是翻車機(jī)的重要機(jī)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(qiáng)度可靠性決定了翻車機(jī)工作的有效性和可靠性。 計(jì)算升舉油缸受力 下圖 6 為舉升機(jī)構(gòu) 示意圖； 1 2 3,G G G ，分別為支撐 夾持機(jī)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(jī)構(gòu)示意圖 1 1 2 2