【正文】 郭駱飛組文件 1 井巷用全自動(dòng)全液壓鑿巖臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)書(shū) 一． 全液壓驅(qū)動(dòng)鑿巖 臺(tái)車(chē) 的應(yīng)用領(lǐng)域 在本節(jié)我們主要介紹全液壓鑿巖 臺(tái)車(chē) 的應(yīng)用范圍、闡述液壓 臺(tái)車(chē)的性能特點(diǎn)和對(duì) 臺(tái)車(chē) 的主要技術(shù)參數(shù)的介紹 臺(tái)車(chē) 主要適用范圍 履帶式全液壓鑿巖 臺(tái)車(chē) 機(jī)身小，采用履帶自行和雙臂液壓鑿巖結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)科學(xué)合理，吸取了同類(lèi)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，工作性能穩(wěn)定，能實(shí)現(xiàn)工作面全方位鑿巖；配套的防卡釬自動(dòng)停車(chē)裝置，鑿巖速度快、成本低，保證施工質(zhì)量。該產(chǎn)品適用于煤礦、鐵路、冶金、水電等建設(shè)中掘進(jìn)巷道、隧道，還可以對(duì)掌子面、頂板、側(cè)幫、底板進(jìn)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(dòng)強(qiáng)度，是目前在礦山推行的綠色環(huán)保、安全設(shè)備 液壓 臺(tái)車(chē) 的主要特點(diǎn) 機(jī)身小、結(jié)構(gòu)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(jī)動(dòng)靈活、爬坡 `能力強(qiáng)。 雙臂液壓鑿巖、能在工作面任意鑿巖、定位準(zhǔn)確；施工質(zhì)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(shè)有防卡釬自動(dòng)停車(chē)裝置，沖擊頻率可調(diào)，鑿巖速度快。 動(dòng)力單一化，能耗低。 液壓系統(tǒng)先進(jìn)，管路布置合理，檢修方便。 臺(tái)車(chē) 主要技術(shù)參數(shù) 表 11 項(xiàng)目 單位 主要技術(shù)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(jìn)器最大推進(jìn)力 N 7000 行走速度 km/h 3 爬坡能力 % 25%(約 14 度 ) 最小轉(zhuǎn)彎半徑 m 6 補(bǔ)償行程 mm 1500 適用最大斷面 m 郭駱飛組文件 3 裝機(jī)容量 kw 45 供電電壓 V 380/660 電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù) r/min 1470 鑿巖機(jī)沖擊能 J 200 總重 t 約 8 二．全液壓驅(qū)動(dòng)鑿巖 臺(tái)車(chē) 液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)計(jì)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(dá)和液壓鑿巖機(jī)，在本節(jié)進(jìn)行的是各液壓缸和液壓馬達(dá)的設(shè)計(jì)計(jì)算和確定和液壓鑿巖機(jī)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(jìn)器擺角液壓缸、推進(jìn)器俯仰液壓缸、鉆臂回轉(zhuǎn)液壓缸、鉆臂擺動(dòng)液壓缸、鉆臂升降液壓缸、推進(jìn)補(bǔ)償液壓缸、扶釬器開(kāi)閉液壓缸、推進(jìn)缸、工作臺(tái)升降缸。需要確定和計(jì)算的液壓馬達(dá)主要有行走馬達(dá)和鉆臂回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)以及選擇合適的跟 臺(tái)車(chē) 配套的液壓鑿巖機(jī) 圖 21 郭駱飛組文件 4 1推進(jìn)器導(dǎo)軌 2 推進(jìn)器擺動(dòng)架 3 補(bǔ)償油缸 4推進(jìn)油缸 5鑿巖機(jī)托板 6 液 壓鑿巖機(jī) 7 擺動(dòng)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(jì)算和確定 根據(jù)同類(lèi)產(chǎn)品對(duì)比可預(yù)選液壓缸的最大推進(jìn)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(jì)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(wú)桿腔面積 m2； A2活塞桿有桿腔面積 ； Fmax最大推進(jìn)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(jù)設(shè)計(jì)要求可知液壓缸的行程為 243mm 和 269mm （ 3）、計(jì)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(hào)的液壓缸、后支腿可選擇 HSGK0280/55E1411269 型號(hào)的液壓缸 七連閥上各動(dòng)作液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 鉆臂升降缸 根據(jù)同類(lèi)產(chǎn)品對(duì)比可預(yù)選液壓缸的最大推進(jìn)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(jì)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(wú)桿腔面積 m2； A2活塞桿有桿腔面積 m2； Fmax最大推進(jìn)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(jù)設(shè)計(jì)要求可知液壓缸的行程為 435mm （ 3）、計(jì)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(hào)的液壓缸 推進(jìn)補(bǔ)償缸 根據(jù)同類(lèi)產(chǎn)品對(duì)比可預(yù)選液壓缸的最大推進(jìn)力 F max 約為 19000N 選單桿活塞缸 d= 確定推進(jìn)補(bǔ)償液壓缸的主要參數(shù) （ 1）、初選壓力為 p1=16MPa （ 2）、參數(shù)的計(jì)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(wú)桿腔面積 m2； A2活塞桿有桿腔面積 m2； Fmax最大推進(jìn)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(jù)設(shè)計(jì)要求可知液壓缸的行程為 1500mm （ 3）、計(jì)算推進(jìn)補(bǔ)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(jìn)補(bǔ)償液壓缸的各參數(shù)為： p=16MPa Q= D=40mm d=25mm 因此推進(jìn)補(bǔ)償缸可選擇 HSGK0240/25E14111500 型號(hào)的液壓缸 鉆臂擺動(dòng)缸 根據(jù)同類(lèi)產(chǎn)品對(duì)比可預(yù)選液壓缸的最大推進(jìn)力 F max 約為 76000N 選單桿活塞缸 d= 確定鉆臂擺動(dòng)液壓缸 的主要參數(shù) （ 1）、初選壓力為 p1=16MPa （ 2）、參數(shù)的計(jì)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(wú)桿腔面積 m2； A2活塞桿有桿腔面積 m2； Fmax最大推進(jìn)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(jù)設(shè)計(jì)要求可知液 壓缸的行程為 253mm （ 3）、計(jì)算鉆臂擺動(dòng)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(dòng)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(dòng)缸可選擇 HSGK0280/45E1411253 型號(hào)的液壓缸 推進(jìn)器俯仰缸 因推進(jìn)器俯仰缸和鉆臂擺動(dòng)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(guò)根據(jù) 臺(tái)車(chē) 的工作要求推進(jìn)俯仰缸的行程是435mm 因此推進(jìn)器補(bǔ)償缸可選擇 HSGK0280/45E1411435 型號(hào)的液壓缸 推進(jìn)器擺角缸 根據(jù)同類(lèi)產(chǎn)品對(duì)比可預(yù)選液壓缸的最大推進(jìn)力 F max 約為 47000N 選單桿活塞缸 d= 確定推進(jìn)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(jì)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(wú)桿腔面積 m2； A2活塞桿有桿腔面積 m2； Fmax最大推進(jìn)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(jù)設(shè)計(jì)要求可知液壓缸的行程為 277mm （ 3）、計(jì)算推進(jìn)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(jìn)器擺角液壓缸的各參數(shù)為： p=16MPa Q= D=63mm d=35mm 因此推進(jìn)器擺角可選擇 HSGK0263/35E1411277 型號(hào)的液壓缸 扶釬器開(kāi) 閉缸（夾緊缸） 根據(jù)同類(lèi)產(chǎn)品對(duì)比可預(yù)選液壓缸的最大推進(jìn)力 Fmax 約為 15500N 選單桿活塞缸 d= 確定推進(jìn)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(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)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(wú)桿腔面積 m2； A2活塞桿有桿腔面積 m2； Fmax最 大推進(jìn)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(jù)設(shè)計(jì)要求可知液壓缸的行程為 50mm （ 3）、計(jì)算扶釬器開(kāi)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(kāi)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(jù)以上計(jì)算結(jié)果可以確定扶釬器開(kāi)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?yàn)槲覀冞x擇的 扶釬器開(kāi)閉缸不是標(biāo)準(zhǔn)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(hào)說(shuō)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(fù)直線運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。具有結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)。他適用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金機(jī)械及其他機(jī)械等。 型號(hào)說(shuō)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(wú)卡件式 )。 ③ .設(shè)計(jì)序號(hào)： 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(jí) 16MPa。