【正文】 郭駱飛組文件 1 井巷用全自動全液壓鑿巖臺車設計書 一． 全液壓驅動鑿巖 臺車 的應用領域 在本節(jié)我們主要介紹全液壓鑿巖 臺車 的應用范圍、闡述液壓 臺車的性能特點和對 臺車 的主要技術參數(shù)的介紹 臺車 主要適用范圍 履帶式全液壓鑿巖 臺車 機身小，采用履帶自行和雙臂液壓鑿巖結構，設計科學合理，吸取了同類設備的優(yōu)點，工作性能穩(wěn)定，能實現(xiàn)工作面全方位鑿巖；配套的防卡釬自動停車裝置，鑿巖速度快、成本低，保證施工質量。該產品適用于煤礦、鐵路、冶金、水電等建設中掘進巷道、隧道，還可以對掌子面、頂板、側幫、底板進行鑿巖作業(yè)。因其工作噪聲低、安 全性高、能減少環(huán)境污染和工人勞動強度，是目前在礦山推行的綠色環(huán)保、安全設備 液壓 臺車 的主要特點 機身小、結構緊湊、工作穩(wěn)定性好。 操作方便、安全舒適、作業(yè)噪音低、污染少。 履帶自行、機動靈活、爬坡 `能力強。 雙臂液壓鑿巖、能在工作面任意鑿巖、定位準確；施工質量好、鑿巖成本低。 郭駱飛組文件 2 具有逐步打眼裝置，鑿孔穩(wěn)定，工作效率高。 設有防卡釬自動停車裝置，沖擊頻率可調，鑿巖速度快。 動力單一化，能耗低。 液壓系統(tǒng)先進，管路布置合理，檢修方便。 臺車 主要技術參數(shù) 表 11 項目 單位 主要技術參數(shù) 外形尺寸 mm 7200 1030 1600 鑿孔直徑 mm 27～ 42 鉆孔深度 mm 2100 推進器最大推進力 N 7000 行走速度 km/h 3 爬坡能力 % 25%(約 14 度 ) 最小轉彎半徑 m 6 補償行程 mm 1500 適用最大斷面 m 郭駱飛組文件 3 裝機容量 kw 45 供電電壓 V 380/660 電機轉數(shù) r/min 1470 鑿巖機沖擊能 J 200 總重 t 約 8 二．全液壓驅動鑿巖 臺車 液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的設計計算 及確定 液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件是各液壓缸和液壓馬達和液壓鑿巖機，在本節(jié)進行的是各液壓缸和液壓馬達的設計計算和確定和液壓鑿巖機的選擇。我們需要確定的液壓缸主要有后支腿液壓缸、前支腿液壓缸、推進器擺角液壓缸、推進器俯仰液壓缸、鉆臂回轉液壓缸、鉆臂擺動液壓缸、鉆臂升降液壓缸、推進補償液壓缸、扶釬器開閉液壓缸、推進缸、工作臺升降缸。需要確定和計算的液壓馬達主要有行走馬達和鉆臂回轉液壓馬達以及選擇合適的跟 臺車 配套的液壓鑿巖機 圖 21 郭駱飛組文件 4 1推進器導軌 2 推進器擺動架 3 補償油缸 4推進油缸 5鑿巖機托板 6 液 壓鑿巖機 7 擺動油缸 8 鉆臂座 9 升降油缸 10 鉆臂 11 俯仰油缸 12 擺角油缸 支腿液壓缸的計算和確定 根據同類產品對比可預選液壓缸的最大推進力 F max 約為 10 N 選單桿活塞缸 d= (如下表 ) 郭駱飛組文件 5 確定支腿液壓缸的主要參數(shù) （ 1）、初選壓力為 p1=16MPa （ 2）、參數(shù)的計算 p1 A1－ p2 A2=F max/η 式中： p1液壓缸工作腔壓力 MPa； p2液壓缸有桿腔壓力 MPa； A1活塞桿無桿腔面積 m2； A2活塞桿有桿腔面積 ； Fmax最大推進力 N； 郭駱飛組文件 6 η 總效率。 取η =，背壓力 p2約為 0MPa 即： /4=F max/N 16 /4=76000/ 由此可算出： D=80mm d==55mm 根據設計要求可知液壓缸的行程為 243mm 和 269mm （ 3）、計算支腿液壓缸的最大流量 初選 v=20mm/s= 可知 Q=A1 v=( /4) v=( 6400 )/4=所以可確定前支腿的各參數(shù)為： p=16MPa Q= D=80mm d=55mm 因此前支腿可選擇 HSGK0280/55E1411243 型號的液壓缸、后支腿可選擇 HSGK0280/55E1411269 型號的液壓缸 七連閥上各動作液壓缸的設計計算 鉆臂升降缸 根據同類產品對比可預選液壓缸的最大推進力 F max 約為96000N 郭駱飛組文件 7 選單桿活塞缸 d= 確定鉆臂升降液壓缸的主要參數(shù) （ 1）、初選壓力為 p1=16MPa （ 2）、參數(shù)的計算 p1 A1－ p2 A2=F max/η 式中： p1液壓缸工作腔壓力 MPa； p2液壓缸有桿腔壓力 MPa； A1活塞桿無桿腔面積 m2； A2活塞桿有桿腔面積 m2； Fmax最大推進力 N； η 總效率。 取η =，背壓力 p2約為 0MPa 即： D /4=Fmax/η 16 10 /4=96000/ 由此可算出： D=90mm d==50mm 根據設計要求可知液壓缸的行程為 435mm （ 3）、計算鉆臂升降液壓缸的最大流量 初選 v=20mm/s=郭駱飛組文件 8 可知 Q=A1 v=( D /4) v=( 8100 10 )/4=所以可確定鉆臂升降液壓缸的各參數(shù)為： p=16MPa Q= D=90mm d=50mm 因此鉆臂升降可選擇 HSGK0290/50E1311435 型號的液壓缸 推進補償缸 根據同類產品對比可預選液壓缸的最大推進力 F max 約為 19000N 選單桿活塞缸 d= 確定推進補償液壓缸的主要參數(shù) （ 1）、初選壓力為 p1=16MPa （ 2）、參數(shù)的計算 p1 A1－ p2 A2=F max/η 式中： p1液壓缸工作腔壓力 MPa； p2液壓缸有桿腔壓力 MPa； A1活塞桿無桿腔面積 m2； A2活塞桿有桿腔面積 m2； Fmax最大推進力 N； η 總效率。 郭駱飛組文件 9 取η =，背壓力 p2約為 0MPa 即： /4=Fmax/η 16 /4=19000/ 由此可算出： D=40mm d==25mm 根據設計要求可知液壓缸的行程為 1500mm （ 3）、計算推進補償液壓缸的最大流量 初選 v=100mm/s= 可知 Q=A1 v=( /4) v=( 1600 )/4=所以可確定推進補償液壓缸的各參數(shù)為： p=16MPa Q= D=40mm d=25mm 因此推進補償缸可選擇 HSGK0240/25E14111500 型號的液壓缸 鉆臂擺動缸 根據同類產品對比可預選液壓缸的最大推進力 F max 約為 76000N 選單桿活塞缸 d= 確定鉆臂擺動液壓缸 的主要參數(shù) （ 1）、初選壓力為 p1=16MPa （ 2）、參數(shù)的計算 郭駱飛組文件 10 p1 A1－ p2 A2=F max/η 式中： p1液壓缸工作腔壓力 MPa； p2液壓缸有桿腔壓力 MPa； A1活塞桿無桿腔面積 m2； A2活塞桿有桿腔面積 m2； Fmax最大推進力 N； η 總效率。 取η =，背壓力 p2約為 0MPa 即： D /4=Fmax/η 16 /4=76000/ 由此可算出： D=80mm d==45mm 根據設計要求可知液 壓缸的行程為 253mm （ 3）、計算鉆臂擺動液壓缸的最大流量 初選 v=20mm/s= 可知 Q=A1 v=( /4) v=( 6400 )/4=所以可確定鉆臂擺動液壓缸的各參數(shù)為： P=16MPa Q=D=80mm d=45mm 郭駱飛組文件 11 因此鉆臂擺動缸可選擇 HSGK0280/45E1411253 型號的液壓缸 推進器俯仰缸 因推進器俯仰缸和鉆臂擺動缸的受力情況基本一樣，因此他們的各參數(shù)也是基本一樣的，只不過根據 臺車 的工作要求推進俯仰缸的行程是435mm 因此推進器補償缸可選擇 HSGK0280/45E1411435 型號的液壓缸 推進器擺角缸 根據同類產品對比可預選液壓缸的最大推進力 F max 約為 47000N 選單桿活塞缸 d= 確定推進器擺角液壓缸的主要參數(shù) （ 1）、初選壓力為 p1=16MPa （ 2）、參數(shù)的計算 p1 A1－ p2 A2=F max/η 式中： p1液壓缸工作腔壓力 MPa； p2液壓缸有桿腔壓力 MPa； A1活塞桿無桿腔面積 m2； A2活塞桿有桿腔面積 m2； Fmax最大推進力 N； 郭駱飛組文件 12 η 總效率。 取η =，背壓力 p2約為 0MPa 即： D /4=Fmax/η 16 /4=47000/ 由此可算出： D=63mm d==35mm 根據設計要求可知液壓缸的行程為 277mm （ 3）、計算推進器擺角液壓缸的最大流量 初選 v=30mm/s= 可 Q=A1 v=( /4)v=( 6400 )/4=所以可確定推進器擺角液壓缸的各參數(shù)為： p=16MPa Q= D=63mm d=35mm 因此推進器擺角可選擇 HSGK0263/35E1411277 型號的液壓缸 扶釬器開 閉缸（夾緊缸） 根據同類產品對比可預選液壓缸的最大推進力 Fmax 約為 15500N 選單桿活塞缸 d= 確定推進缸的主要參數(shù) （ 1）、初選壓力為 p1=16MPa 郭駱飛組文件 13 （ 2）、缸的結構參數(shù)計算 p1 A1－ p2 A2=F max/η 式中： p1液壓缸工作腔壓力 MPa； p2液壓缸有桿腔壓力 MPa； A1活塞桿無桿腔面積 m2； A2活塞桿有桿腔面積 m2； Fmax最 大推進力 N； η 總效率。 取η =，背壓力 p2約為 0MPa 即： D /4=Fmax/η 16 /4=15500/ 由此可算出： D=36mm d==25mm 根據設計要求可知液壓缸的行程為 50mm （ 3）、計算扶釬器開閉缸的最大流量 初選 v=100mm/s= 可知 Q=A1 v=( /4) v=( 1296 )/4=所以可確定扶釬器開閉液壓缸的各參數(shù)為： p=16MPa Q=郭駱飛組文件 14 D=50mm d=35mm 根據以上計算結果可以確定扶釬器開閉缸的各主要參數(shù)分別為： 缸徑： 216。3 桿徑： 216。25 行程： 50mm 工作壓力： 16Mpa 因為我們選擇的 扶釬器開閉缸不是標準系列的液壓缸，所以需要定做 HSGK系列液壓缸的外形圖和平面圖分別如下所示： 圖 21 HSGK 液壓缸 HSGK 系列液壓缸的主要型號說明如下： HSG 系列液壓缸 HSG 系列雙作用單桿活塞式液壓缸，是液壓系統(tǒng)中作往復直線運動的執(zhí)行機構。具有結 構簡單、工作可靠、裝拆方便、易于維修、可帶緩沖裝置及連接方式多樣等特點。他適用于工程機械、礦山機械、起重運輸機械、冶金機械及其他機械等。 型號說明 郭駱飛組文件 15 ① .雙作用單桿活塞式液壓缸。 ② .缸蓋連接方式： L螺紋 (缸徑≤Ф 80)； K卡件 (缸徑≥Ф 80)； (80/55 無卡件式 )。 ③ .設計序號： 01活塞為 y 型圈密封； 02活塞為組合密封。 ④ .缸徑 (mm)。 ⑤ .活塞桿直徑 (mm)。 ⑥ .壓力等級 16MPa。