【正文】 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1礦用帶式輸送機(jī)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計目 錄第 1 章 緒論 ..........................................1 輸送機(jī)自動張緊裝置的一般概念 ..............................1 輸送機(jī)張緊裝置的分類 ......................................2 液壓自動張緊裝置與其它張緊裝置的類比 ......................2第 2 章 總體設(shè)計 ......................................4 設(shè)計任務(wù) .................................................4 設(shè)計方案的確定 ...........................................4第 3 章 各元件的確定 ..................................7 油缸的選擇和計算 ..........................................7 液壓油液的功能和基本要求 ..................................8 液壓泵的選擇及計算 .......................................10 各種閥類的選擇 ...........................................11 其它元件的選擇 ...........................................22第 4 章 管路的設(shè)計 ...................................25 吸油管的設(shè)計 .............................................25 壓油管的設(shè)計 .............................................25 回油管的設(shè)計 .............................................26 液壓系統(tǒng)中的壓力損失驗算 .................................26第 5 章 主要部件的設(shè)計計算及強(qiáng)度校核 .................29 油缸支座的設(shè)計及強(qiáng)度校核 .................................29山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 液壓缸活塞桿上的耳環(huán)的設(shè)計及強(qiáng)度設(shè)計 .....................30第 6 章 經(jīng)濟(jì)分析 .....................................32結(jié)論 .................................................34致謝 .................................................35參考文獻(xiàn) .............................................36專題 .................................................38附錄一 ...............................................48附錄 2 ...............................................56山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1第 1 章 緒論 帶式輸送機(jī)主要用于輸送煤炭、礦石、沙石、谷物等散裝物料。其在連續(xù)裝卸條件下能實現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，所以生產(chǎn)率較高；另外皮帶傳送機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備費(fèi)用低；工作平穩(wěn)可靠、噪音小，輸送距離長，輸送量大，能源消耗少；同時可在皮帶的任意位置加料或卸料，容易實現(xiàn)傾斜輸送。其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，遍及礦山、冶金、化工、建筑、輕工、港口和車站貨場。而拉緊裝置是帶式傳送機(jī)不可缺少的重要組成部分，它直接關(guān)系到帶式傳送機(jī)的安全運(yùn)行及使用壽命，對于大運(yùn)量、長距離等大型帶式傳送機(jī)而言更是如此。 到目前為止，在社會生產(chǎn)中有多種皮帶拉緊裝置得到應(yīng)用。以往煤礦井下用帶式傳送機(jī)一般均采用固定絞車?yán)o或重錘拉緊，很少見到別的類型。由于固定絞車?yán)o裝置只能定期張緊皮帶，而皮帶的張緊程度往往與操作者的經(jīng)驗有關(guān)，經(jīng)常出現(xiàn)張緊力過大或者過小，并且直接影響到帶式傳送機(jī)的沖擊動負(fù)荷，所以固定絞車?yán)o裝置對于傳送機(jī)的安全及平穩(wěn)運(yùn)行極為不利。 因此，我們有必要研制成一種自動型的張緊裝置來實現(xiàn)輸送機(jī)的張緊過程。 輸送機(jī)自動張緊裝置的一般概念 自動張緊裝置屬是保證帶式輸送機(jī)正常工作的重要部件，可自動地對輸送機(jī)張力進(jìn)行實時控制滿足帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行的要求。即改善帶式輸送機(jī)的起、制動性能，提高整機(jī)運(yùn)行的可靠性，在不同的使用條件下，可以保證膠帶具有最合理的張力。山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 輸送機(jī)張緊裝置的分類 張緊裝置可分為固定式張緊裝置和自動式張緊裝置兩大類。 (1)固定式張緊裝置。固定式張緊裝置分重錘式張緊裝置和剛性張緊裝置。重錘式、水箱式都屬于重力張緊裝置。重歷式張緊裝置始終使輸送帶初拉力保持恒定，在啟動制動時會產(chǎn)生上下振，但慣性力很快消失。剛性張緊裝置有螺旋張緊、手動或電動張緊裝置等幾種，它們的張緊力是固定不變的，不能自動調(diào)整，在安裝后，張緊一次可運(yùn)行一段時間，但還要收緊一次，以消除蠕變。(2)自動式張緊裝置。自動測力張緊裝置以張緊力作為反饋信號隨時間變化設(shè)定拉力，進(jìn)行比較，并隨時調(diào)整張緊裝置的該向滾筒的位移。如啟動時會自動加大張緊力，運(yùn)輸時恢復(fù)恒定拉力，對延長輸送帶壽命十分有利。 液壓自動張緊裝置與其它張緊裝置的類比 液壓式自動張緊裝置與機(jī)械、電力、氣壓傳動相比，其特點： （1）液壓傳動裝置能在運(yùn)行過程中進(jìn)行無級調(diào)速,調(diào)速范圍較大。 （2）在同樣功率情況下，液壓傳動裝置的體積小、質(zhì)量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊，且能傳遞較大的力和轉(zhuǎn)矩。 （3）液壓傳動裝置工作較平穩(wěn)、反映快、沖擊小，可以高速啟動、制動及換向，操作簡單方便。 （4）液壓傳動裝置省力，易實現(xiàn)自動化。 （5）液壓傳動易于實現(xiàn)過載保護(hù)，可以自動潤滑，因此使用壽命較長。 （6）液壓傳動裝置可以很簡單的實現(xiàn)直線運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動，其布置也具有很大的靈活性。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 （7）液壓傳動裝置由于其元件實現(xiàn)了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，容易設(shè)計制造和推廣運(yùn)用。 (8)在液壓傳動裝置中，因功率損失等原因所產(chǎn)生的熱量可以由流動著的油液帶走，因此避免了局部溫升現(xiàn)象。山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4第 2 章 總體設(shè)計 設(shè)計任務(wù) 參數(shù)設(shè)定及工況分析 設(shè)：張緊行程 L=2m，活塞桿運(yùn)動速度 =4m/min。DTⅡ型帶式輸送機(jī)v的 T3=,T4=,每天工作 22h，停車 2h，全年工作 360 天，每天停機(jī)兩次。 張緊裝置在驅(qū)動滾筒之后，所以張緊力 F= T3+ T4，這個張緊力是只考慮帶式輸送機(jī)在滿載正常運(yùn)行情況下的張緊力。當(dāng)啟動時，所需要的輸送帶的張緊力 = 用公式表示為：F= T 3+T4=+= F 其 == 設(shè)計方案的確定 液壓自動張緊裝置的特點 液壓自動張緊裝置的工作過程中，由于張緊力在輸送機(jī)啟動時和正常運(yùn)行時不同，這就要求液壓系統(tǒng)必須能夠在兩種壓力下工作。在帶式輸送機(jī)運(yùn)料的過程中由于負(fù)荷或其它原因引起輸送帶拉力增大、減小，液壓系統(tǒng)就會自動調(diào)節(jié)張緊力，保證輸送帶正常工作。 液壓張緊系統(tǒng)工作原理 皮帶式傳送機(jī)在啟動時和穩(wěn)定運(yùn)行時對皮帶的張力要求是不同的，啟動時所需要的張力大約是穩(wěn)定運(yùn)行時所需要的張力的 倍。這就需要山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5液壓系統(tǒng)能在兩級工作壓力下工作，一個是啟動壓力，另一個是穩(wěn)定運(yùn)行時壓力，前者約為后者的 倍。系統(tǒng)工作原理圖如下：. 溢流閥 3. 電磁換向閥 4. 伺服閥 5. 液壓缸 6. 壓力表 7. 力傳感器 8. 拉緊小車 9. 壓力繼電器 10. 液控單向閥 11. 蓄能器 12. 液壓泵 13. 電動機(jī) 14. 單向閥 15. 過濾器 本方案采用一個直動溢流閥 2 和一個疊加溢流閥并聯(lián)來實現(xiàn)這個目的。疊加溢流閥由直動溢流閥 1 和二位二通電磁換向閥 3 串聯(lián)而成。當(dāng)二位二通電磁換向閥 3 通電時，其閥芯處于右位，二位二通電磁換向閥通導(dǎo)，疊加溢流閥才通導(dǎo)。直動溢流閥 2 的調(diào)定壓力較大，是疊加溢流閥的調(diào)定壓力的 倍。系統(tǒng)啟動時，二位二通電磁換向閥 3 不通電，疊加溢流閥不通導(dǎo)，油液只能經(jīng)由直動溢流閥 2 溢流；系統(tǒng)啟動后穩(wěn)定運(yùn)行時，二位二通電磁換向閥 3 通電，疊加溢流閥通導(dǎo)，油液經(jīng)由調(diào)定壓力較低的疊加溢流閥溢流。這樣便可實現(xiàn)兩級壓力控制。系統(tǒng)要求啟動迅速，即液壓缸要迅速拉緊原來松弛的皮帶，這就使得液壓缸啟動時需要很大的山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6流量。穩(wěn)定運(yùn)行時，張緊的皮帶使得液壓缸活塞桿移動范圍很小，這時液壓缸需要的流量下降。為解決這個問題，加了一個蓄能器用以補(bǔ)油，既能及時補(bǔ)油，又能在正常穩(wěn)定工作時保持恒定壓力。 首先，電機(jī) 13 啟動帶動泵 12 運(yùn)轉(zhuǎn)給系統(tǒng)加壓。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到壓力繼電器 9 設(shè)定的啟動壓力后，壓力繼電器 9 發(fā)信號，皮帶式傳送機(jī)啟動。皮帶式傳送機(jī)啟動后帶速達(dá)到穩(wěn)定值時，二位二通電磁換向閥 3 通電，疊加溢流閥通導(dǎo)，油液經(jīng)由調(diào)定壓力較低的疊加溢流閥溢流，同時系統(tǒng)切換到由伺服閥 4 控制的狀態(tài)。伺服閥的工作原理：預(yù)先確定壓力指令信號 μr ，它與壓力傳感器的壓力反饋信號 μi 相比較，其偏差量(實際壓力與給定壓力的差值)經(jīng)放大器處理后產(chǎn)生電流 i 輸給伺服閥 4，控制加載液壓缸，這樣就形成了伺服閥壓力控制回路。液壓缸的拉力與指令信號 μr 一一對應(yīng)。 總體設(shè)計方案的確定（1）液壓回路設(shè)計。（2）元件的確定。包括：油缸的選擇和計算，液壓油的確定，液壓泵的選擇及計算，電動機(jī)的確定，各種閥類的選擇。 （3）主要部件的設(shè)計及計算強(qiáng)度校核山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7第 3 章 各元件的確定 油缸的選擇和計算 由液壓缸的行程為 2m，最大拉力為 ,參考《液壓元件產(chǎn)品樣本》 ，決定選用缸徑為 100mm，活塞桿直徑為 55mm，行程為 ，最大拉力為 87kN，速比為 的 HSG 系列的油缸。油缸內(nèi)的壓力為：P2 = ηπF)d(D42啟式中 —— 啟動拉力， N；F啟 D —— 油缸內(nèi)徑，mm； d —— 活塞桿直徑，mm； —— 油缸機(jī)械效率，一般取 = 。ηη輸送機(jī)啟動、正常運(yùn)行的壓力分別為： P1 24FDd???啟（ ）?（ ） =.0).1(4=)(4=P222油缸的有效工作面積為： )d(42A =.10=cmπ油缸工作時所需要的最大流量為：山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 Q = Av式中 —— 油缸活塞桿運(yùn)動速度，m/min；vA —— 油缸有效工作面積，m 2。速度 =4m/min，則： Q= A=4 101=液壓缸的結(jié)構(gòu)圖如下所示： 液壓油液的功能和基本要求 液壓油液是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，同時還兼有潤滑、密封、冷卻和防銹等功能。 在液壓系統(tǒng)中，由于壓力、速度及溫度在很大范圍內(nèi)變化，為了保證工作狀態(tài)的穩(wěn)定，要求所應(yīng)用的液壓油液能適應(yīng)這種變化，并保持穩(wěn)定的性能，不致因外界條件的變化而引起很大的改變或破壞，因此對液壓油液提出如下基本要求： （1）具有適當(dāng)?shù)恼扯群土己玫恼常瓬靥匦浴Ｕ扯纫蠈嶋H工作條件，粘度國大，摩擦損失將增加；粘度過小，會造成泄漏。粘度過大或過小都將導(dǎo)致效率的降低。因此為了使液壓系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的工作，液壓油液的粘度隨溫度的變化要小，也即要具有良好的粘－溫特性。山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 （2）具有優(yōu)良的潤滑性。液壓油液對液壓系統(tǒng)中的各運(yùn)動部件起潤滑作用，以降低摩擦和減少磨損，保證系統(tǒng)能夠長時間正常工作。當(dāng)前，液壓系統(tǒng)和元件正朝高壓、高速方向發(fā)展，液壓元件內(nèi)部摩擦副處于邊界潤滑狀態(tài)，這時，液壓油液更應(yīng)具有良好的潤滑性。 （3）具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。液壓油液與空氣接觸會產(chǎn)生膠質(zhì)沉淀物質(zhì)，這些沉淀粘附在滑閥表面或節(jié)流縫隙處會堵塞孔、隙等通道，影響元件的動作，從而降低系統(tǒng)的效率。因此，液壓油液應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。 （4）剪切安定性好，液壓油液通過液壓元件和狹窄通道時要經(jīng)受劇烈的剪切，使一些聚合型增粘劑分子破壞，造成粘度永久性下降，這在高速、高壓時尤為嚴(yán)重。為延長液壓油液使用