【正文】 引言 研制 的現(xiàn)狀和意義 ………………………………………………… 1 ………………………………………………………… 1 設計方案介紹 …………………………………………………… 2 現(xiàn)場條件主要參數(shù) ……………………………………………… 4 第二章 翻車機的基本結構及工作原理 整機機構 ………………………………………………………… 5 行走機構 ………………………………………………………… 5 工作機構 ………………………………………………………… 6 液壓系統(tǒng) ………………………………………………………… 7 電氣系統(tǒng) ………………………………………………………… 7 第三章 .行走機構設計計算 運行阻力計算 …………………………………………………… 8 電動機功率計算 ………………………………………………… 9 選電動機 ……………………………………………………… 10 傳動比的分配 …………………………………………………… 10 皮帶傳動設計 …………………………………………………… 10 鏈傳動設計 ……………………………………………………… 10 第 四 章 .工作機構的計算 計算升舉油缸受力 ……………………………………………… 11 計算夾持油缸受力 ……………………………………………… 11 計算翻轉油缸受力 ……………………………………………… 12 鏈條選擇 ……………………………………………………… 12 花鍵強度驗算 …………………………………………………… 13 第 五 章 液壓系統(tǒng)設計計算 工況分析 ………………………………………………………… 14 初選系統(tǒng)壓力 …………………………………………………… 14 油缸參數(shù)計算 …………………………………………………… 14 液壓泵，各缸的工作時間 、 流量 、 壓力計算 ………………………… 21 推車油缸 ………………………………………………………… 30 計算液壓泵的驅動功率 …………………………… …… ……… 31 液壓缸結構的選用和計算 ……………………………………… 31 液壓系統(tǒng)原理圖 ……………………………………………… 38 油箱設計 ……………………………………………………… 39 輔件選擇 、 計算 ………………………………………………… 41 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 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。隨著采礦技術的發(fā)展和提高產(chǎn)量的要求，原設計的翻車機往往不能滿足要求，至于有些礦山原設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)濟和國防建設中占有重要的地位，研制出適應礦山改造，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)濟建設和國防建設都有很大的意義。 通過研制一種新型機器，掌握研制新設備的基本方法，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：重載礦車由電機車推頂?shù)?1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 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 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械倒礦，這樣選擇什么樣的翻車機就成為問題的關鍵，自行式液壓翻車機就是為解決這 一技術關鍵而研制的。 翻車機自行行走機構，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，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）完成礦車的夾持，升舉和翻轉倒礦等主要作業(yè)。機器結構緊湊，機動靈活，操作方便和工作可靠。 圖 1 礦倉布置示意圖 設計方案介紹 ： 翻車機由電動軌輪行走機構，工作機構，推車機構，液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等 五部分組成，如圖 2 所示： 圖 2 自行式翻車機結構簡圖 ① 行走機構為電動雙軌行走機構，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 工作機構由夾持機構，升舉機構和翻轉機構組成，分別由夾持油缸，升舉油 缸，翻轉油缸完成各自的功能動作。 ② 推車機構由推車桿，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)由電動機，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，保護裝置等組成。 ⑤ 翻車機工作前，翻力矩很大，為保證其穩(wěn)定性，在整機設計布局時應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，整機的布局緊湊。 現(xiàn)場條件主要參數(shù) ① 翻車機自重 80000（配重塊 25000），礦車及其礦石重 30000。 ② 翻車機行走速度為 24m/min。 ③ 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. 本次設計主要為仿制設計，基本上采用樣機的機構形式和工作原理。 第 二 章 翻車機的基本結構及其工作原理 整機機構 自行式液壓翻車機由行走機構，工作機構，液壓系統(tǒng)和 電氣系統(tǒng)組成，翻車機工作時，工作機構夾持重載礦車，前翻力矩很大，翻車機會向前傾翻，為保證其穩(wěn)定性，在整機設計布局時應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（縱向長度達 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，整機的布局緊湊。 行走機構 （見圖 3） 圖 3 行走機構簡圖 行走機構是翻車機的機架，是翻車機的移動，對準裝置。行走機構由行走電動機，皮帶輪，減速器，鏈傳 動，車軸和驅動車輪等組成。由于行走機構工作平凡，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，在電動機皮帶輪設置了電磁制動器。 工作機構 （見圖 4） 工作機構中固定爪 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 動 作 循 環(huán)→→→→→→→→→→行走對位 大臂下降 夾持礦車大臂舉升 翻轉卸礦 翻轉復位大臂下降 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。翻轉機構采用油缸 —— 鏈條 —— 鏈輪機構。翻轉油缸 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，花鍵軸與支撐板固接，從而帶動支撐板旋轉，實現(xiàn)礦車的翻轉和復位。 圖 4 工作機構簡圖 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縱向跨越礦車，順利移位。為此，設置了液壓 —— 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導致夾緊失靈而發(fā)生的危險，設置了液控單向閥，以確保夾緊安全。礦車及夾持 機構的自重在礦車卸礦后復位時會超速下降，設置了平衡閥限速，使礦車復位安全平穩(wěn)。 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 .行走機構設計計算 圖 5 行走機構 運行阻力計算 （ 1） 運行靜阻力 mP jP = mP + pP + fP mP 摩擦總阻力 pP 坡度阻力 fP 風壓阻力 。室內(nèi) fP =0 （ a） 摩擦阻力 mP mP = 02 ( 2 ) cG K d D??? 0G 翻車機自重 N K 滾動摩擦系數(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）起動時慣性阻力 gP gP = 0G V/gt V翻車機行走速度， V= t加速時間， t=2s gP =80000 2=1714N （ 3）最大運行阻力 zP zP = jP + gP =1680+1714=3394N 電動機功率計算 cN = zP V/1000? ? 傳動系統(tǒng)總效率， ? = 1? 2? 3? 2? 減速機效率，取 3? 鏈傳動效率，取 ? = = cN =3394 = 選電動機 選 Y 型冶金起重電動機。 YZ132 1M 代號 IM1002，其參數(shù)如下： cF %=40；eN = en =935r/min， ? = 。 傳動比分配 行走速度： V=： =60V/d ? =60 = 總速比： zI = /en=935/=35。 采用三級傳動，第一級皮帶傳動，1i =35/35=1 。 第二級采用行星擺線針減速機， 2i =35 。 第三級采用鏈條傳動， 3i =1 。 皮帶傳動設計 計算功率 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 鏈傳動設計 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) 12( ) 19ZZ? （ 1） 雙排鏈；計算選定鏈號為 20Ａ的滾子鏈，鏈節(jié)數(shù) 60PL? （ 2）單排鏈；計算 選定鏈號為 20 的滾子鏈，鏈節(jié)數(shù) 180PL ? 第 四 章 .工作機構的計算 176。176。工作機構（如 圖 4 所示）是翻車機的重要機構，具有夾持，舉升，和翻轉礦車的功能。其結構參數(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。 計算升舉油缸受力 下圖 6 為舉升機構 示意圖； 1 2 3,G G G ，分別為支撐 夾持機構重力，礦車，礦石重力及大臂前端結構重力。 圖 6 舉升機構示意圖 1 1 2 2