【正文】 ，將會(huì)降低傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛性，低速爬行，音響定位精度，與氣動(dòng) 設(shè)備 相比成本高。 液壓驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn) 輸出力大體積小。即缸體固定，活塞桿運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、在振動(dòng)的工作條件下容易松動(dòng)，必須用鎖緊裝置、應(yīng)用較多。 液壓缸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置，它將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的機(jī)械能。 1D — 液壓缸缸體的外徑； D— 液壓缸缸體的內(nèi)徑； 將各已知數(shù)據(jù)代入上式 ()，得： 22295 )8095( ?? = MPa ﹥ np = MPa 第 19 頁(yè) 計(jì)算知：額定工作壓力 np 遠(yuǎn)小于一定的極限值。F =cmfcFFF ??? （ ） 式中 F— 工作過程中最大的外負(fù)載，即活塞桿伸出時(shí)最大的推力； fcF — 液壓缸密封處的摩擦力它的精確值不易求得，常用液壓缸的機(jī)械效率來(lái)進(jìn)行估算； cm? — 液壓缸的機(jī)械效率，一般 cm? =～ 設(shè)計(jì)取 cm? =； 將各數(shù)值代入公式（ ）、（ ），可計(jì)算液壓缸無(wú)桿腔的有效面積 1A ：1A = 621 10)()( ????? pp Fcm?2cm 第 16 頁(yè) = 2cm 則液壓缸的直徑 D ： D=?A4=? ? = mm 取 D=80mm 由 =2dD ，可求活塞桿的直徑 d ： d = 40mm ， D = 80mm 3．活塞桿彎曲穩(wěn)定性的驗(yàn)算 活塞桿完全伸出時(shí)需考慮活塞桿彎曲穩(wěn)定性，設(shè)定受力 1F 完全作用在活塞桿軸線上，主要驗(yàn)算： 設(shè)活塞桿縱向彎曲破壞的臨界載荷為 kP 取活塞桿的安全系數(shù)為 安n =3 根據(jù)保守的校核公式得 : 112 4k ??P 式中 :n— 末端條件系數(shù) ,把活塞桿兩端看作兩端絞支 ,查表得 :n =1 d活塞桿桿徑 l 活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度 , 故得 : 1124k ??P = 1124 . 02 ?? = ? 安全系數(shù)為 6 ??? 第 17 頁(yè) 由此可見 ,活塞桿滿足穩(wěn)定性要求 根據(jù)設(shè)計(jì)選取缸徑和活塞桿的直徑 ， 計(jì)算出活塞桿伸出時(shí)所需液壓油的壓力p ： ? ? . 0 8 04 7 2 3 221 MPAFp ???? ? 液壓缸處于工作行程時(shí)： 其活塞桿的行進(jìn)速度 v 為 : sv? ? ?22 dv4q D?? 式中： v— 活塞 桿的行進(jìn)速度 q―進(jìn)入有桿腔的流量 代入數(shù)據(jù)計(jì)算，得： ? ? ? ? LD 32222 ????? ?? 活塞桿的行進(jìn)速度 v為 : ? ? m / 223 ????? ??Av 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。 仰俯 液壓缸的設(shè)計(jì) 液壓缸工作壓力及主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來(lái)確定的，對(duì)于不同用途的液壓缸，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。 其工作狀態(tài)如下圖所示。 第 13 頁(yè) 截割臂的基本要求 臂部設(shè)計(jì)首先要實(shí)現(xiàn)所需要的運(yùn)動(dòng)，為此，須滿足臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕 的要求。焊接在圓盤上。 應(yīng)考慮通用性和特性要求 一般情況下，截割 頭 多是專用的，為了擴(kuò)大它的使用范圍，提高它的通用化程度，以適應(yīng)截割不同硬度 的粘結(jié)物需要，故采取截齒可調(diào)整地辦法，如更換截齒。 設(shè)計(jì)時(shí)的主要流程如下： 1） 擬定整體方案，特別是機(jī)電液的有機(jī)結(jié)合的設(shè)計(jì)方案； 2） 根據(jù)給定的參數(shù)選擇合適的截割部、臂部、行走部和控制機(jī)構(gòu)； 3） 各部件的設(shè)計(jì)計(jì)算； 4） 礦車清車機(jī)工作裝配圖的設(shè)計(jì)和繪制； 5） 液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)和繪制； 6） 編寫礦車清車 機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。 4） 各連接處的螺栓、螺釘或銷釘連接要嚴(yán)格按 照連接強(qiáng)度要求。 3） 液壓傳動(dòng)對(duì)油溫和負(fù)載變化比較敏感，不宜在底、高溫度條件下使用，對(duì)污染也很敏感。因此，在本次設(shè)計(jì)如此定位的情況下，選擇了液壓傳動(dòng)方式。 原則是固定的大框架，在設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)在遵循大框架的前提下，做一些靈活的變動(dòng)，以達(dá)到設(shè)計(jì)的良好工藝性、高效性，積極應(yīng)用各種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。通過設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的機(jī)械整機(jī)設(shè)計(jì)的能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌 握機(jī)電一體化機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法和步驟 ,為自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。 增加鏈保護(hù)罩，為 鏈 傳動(dòng)提供更優(yōu)的工作環(huán)境。采用電位控制或機(jī)械擋塊定位時(shí)，有較高的重復(fù)定位精度。同理操作換向闊的手柄即可使清車機(jī)左、右行走。在零部件的設(shè)計(jì)選型中，在不影響總體設(shè)計(jì)的情況下，盡量采用了煤礦常用標(biāo)準(zhǔn)零部件。整機(jī)除了用防爆型電機(jī)及磁力啟動(dòng)器驅(qū)動(dòng)油泵工作外，沒有其它電器元件 ，符合井下防爆要求。 機(jī)械圓盤截齒式礦車清掃機(jī) 1電動(dòng)機(jī) 2減速器 3小鏈輪 4鏈輪大軸 5截盤軸 6圓截盤 7前輪軸 8大齒輪 9雙向摩擦離合器 10小齒輪 11大齒輪 12單向摩擦離合器 13錐齒輪 14下踏板 15離合器手把 16底輪傳動(dòng)軸 17錐齒輪組 18換向手把 19升降架 20升 降手輪 21 司機(jī)座椅 22上車架 23底架 五、液壓清車機(jī) 液壓傳動(dòng)與機(jī)械、電氣、氣壓傳動(dòng)相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，調(diào)速范圍大，單位重量的輸出功率大，結(jié)構(gòu)緊湊，慣性小，能傳遞大扭矩和較大的推力，控制和調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單、方便、省力，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和過載保護(hù)。此外，使用這種清車機(jī)還需二次翻卸，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率不高。 高壓水射流清理：高壓水經(jīng)噴嘴噴出后形成具有一定動(dòng)能的高壓水射流，當(dāng)作用于礦車粘結(jié)物時(shí)，將對(duì)其進(jìn)行切割和沖刷作用，使有一定粘結(jié)力的非固結(jié)性粘結(jié)物迅速脫落，同時(shí)高壓水射流沖人粘結(jié)物的縫隙和孔洞后，則產(chǎn)生高壓水楔作用，使粘結(jié)物的縫隙和孔洞不斷擴(kuò)展斷裂，而破碎脫落。東北工學(xué)院和北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院所作的電測(cè)應(yīng)力分析表明，翻籠安裝這種清車機(jī)對(duì)其強(qiáng)度 影響是不大的，因而不必另外增加靜籠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。盡管如此，在完善和創(chuàng)新兩方面仍然取得了不少可喜的成果。所以，清理車底的問題，在煤礦就顯得尤為重要。用人工清理，勞動(dòng)強(qiáng)度大，清車速度慢，且不符合《煤礦安全生產(chǎn)規(guī)定》；采用機(jī)械清理，不僅可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度而且清車效果好，效率高 ；高壓水射流清理由于耗水量大，在推廣上受到限制。在多年的實(shí)踐和研究中，通過取長(zhǎng)補(bǔ)短和采用有關(guān)的新技術(shù)，已逐步趨于完善。這種方法具有無(wú)噪聲、無(wú)粉塵、不損壞礦車等優(yōu)點(diǎn)。 截齒可伸縮清理滾筒由圓柱形筒體、切割截齒、高壓水射流噴嘴、旋轉(zhuǎn)密封等組成，筒體上螺旋分布著 12 個(gè)切割截齒和 6 個(gè)高壓水射流噴嘴，每個(gè)切割截齒能沿其旋轉(zhuǎn)直徑方向在 50 mm 的范圍內(nèi)伸縮移動(dòng)，以適應(yīng)變形礦車的清理。其縱向行走部分是一個(gè)裝有四個(gè)小輪的小車，能沿軌道前進(jìn)或后退。 1983 年，湖南馬田煤礦研制成功液壓鏟抓式清車機(jī)，其效果優(yōu)于圓盤切割式清車機(jī)和機(jī) 械高頻振動(dòng)清車機(jī)不需要二次翻卸。同時(shí)該機(jī)操作復(fù)雜、清車效果差，滿足不了煤礦實(shí)際生產(chǎn)的需要。各部關(guān)系如 下 圖所示。每個(gè)截齒盤上裝有四個(gè)截齒。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，如下圖所示 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖 1. 橫 向行走液壓缸 3. 電磁溢流閥 4. 縱向行走液壓缸 6. 電磁溢流閥 7. 仰俯液壓缸 8. 電磁換向閥 9. 電磁溢流閥 10. 液壓馬達(dá) 11. 電磁換向閥 12. 電動(dòng)機(jī) 13. 齒輪泵 14. 濾清器 15. 空氣濾清器 清車機(jī)安裝在垂直于翻車機(jī)縱向中心線的專用硐室中，翻車機(jī)專用于安放待清礦車于水平位置。 礦車清車機(jī)設(shè)計(jì)的目的 畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教學(xué)的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課及有關(guān)專業(yè)課以后的一個(gè)專業(yè)課程內(nèi)容的綜合設(shè)計(jì)。 第 7 頁(yè) 2 總體設(shè)計(jì)方案確定 方案的制定原則 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是礦車清車機(jī)的設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)中的礦車清車機(jī)，在實(shí)際生產(chǎn)中主要要求實(shí)現(xiàn)的任務(wù)是完成礦車底部粘結(jié)物的清理。液壓傳動(dòng)裝置的換向頻率，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)每分鐘可達(dá) 500 次，往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)可達(dá) 400～ 1000 次； 4） 液壓傳動(dòng)裝置的控制、調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，操縱比較方便、 省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，與電氣控制配合使用，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制； 5） 液壓傳動(dòng)裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，系統(tǒng)超負(fù)載，油液經(jīng)溢流閥回油箱。 6） 液壓傳動(dòng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)不易追查原因，不易迅速排除?？赡茉谠O(shè)計(jì)中，我還會(huì)遇到很多原理或是機(jī)構(gòu)的矛盾和問題，我也會(huì)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的功能和強(qiáng)度要求一一糾正的。 本設(shè)計(jì)采用圓盤（旋轉(zhuǎn)）式截割 頭 ，由截齒、圓盤和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分組成，它對(duì) U型礦車的具有較大的適應(yīng)性，驅(qū)動(dòng)裝置為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)源采用液壓系統(tǒng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用 減速箱加 鏈條傳動(dòng)。 截齒采用 類似于 采煤機(jī) 的自制 截齒。 臂部運(yùn)動(dòng)的目的：實(shí)現(xiàn)截割 頭 俯仰升降運(yùn)動(dòng)。顯然，臂的懸伸長(zhǎng)度愈大，則剛度愈差。 設(shè)計(jì)的極 第 14 頁(yè) 限狀態(tài)如下圖所示。 設(shè)計(jì)取液壓缸缸體內(nèi)徑 D 等于活塞桿的直徑 d 的兩倍，即 2d??D? 。一般設(shè)計(jì)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 液壓缸缸蓋厚度的確定 液壓缸多為平底缸蓋， 其有效厚度按強(qiáng)度要求進(jìn)行近似計(jì)算： 無(wú)孔時(shí)： ][ 2 ?ypDt ? 有孔時(shí)： )]([ 02 22 dD DpDt y ?? ? 式中 t— 缸蓋的有效厚度， m； 2D — 缸蓋止口內(nèi)徑， m； 0d — 缸蓋孔的直徑， m； yp — 試驗(yàn)壓力， MPa ,設(shè)計(jì)取 yp = MPa； 則液壓缸無(wú)孔后缸蓋的厚度 1t ： ???t= mm 液壓缸前缸蓋的厚度 2t ： )4080(110 ?????t= mm 將計(jì)算的數(shù)據(jù)圓整設(shè)計(jì)取值：后缸蓋的厚度 1t =10 mm；前缸蓋的厚度2t =10mm。 液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 1 2 3 5 6487液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1— 活塞桿 ； 2— 法蘭蓋； 3— 缸蓋； 7— 密封圈； 5— 活塞； 6— 缸體； 8— 連接螺栓 第 22 頁(yè) 缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。 4. 活塞及活塞桿處密封圈的選用 活塞及活塞桿處的 密封圈的選用，應(yīng)根據(jù)密封的部位、使用壓力、溫度、運(yùn)動(dòng)速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。 6. 液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求 液壓缸主要零件如缸體、活塞、活塞桿、缸蓋的材料和技術(shù)要求如下： 1.） 缸體 材料： QT60002； 第 24 頁(yè) 主要表面粗糙度： 液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為 aR =； 技術(shù)要求：（ 1）內(nèi)徑用 H9 的配合；（ 2）內(nèi)徑圓度、圓柱度不大于直徑公差之半；（ 3）缸體與端蓋采用螺紋連接時(shí)，螺紋采用 H6 級(jí)精度；（ 4）為防止腐蝕和提高壽命，內(nèi)徑表面可以鍍 ～ mm 厚的硬鉻，再進(jìn)行拋光，缸體外涂耐腐蝕油漆。 控制性能好?？諝饩哂幸欢ǖ目蓧嚎s性。驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般可以分兩大類。 機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置 機(jī)械驅(qū)動(dòng)是利用凸輪、齒輪、齒條、蝸桿，鏈條、鏈輪和杠桿等機(jī)構(gòu)來(lái)完成機(jī)械的各種動(dòng)作。小齒輪選用 40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 240~286HBS，取 1HBS =260 HBS。 查表 取 A=110 3m in 6 .3 31 1 0 3 0 .4300d ?? mm （ 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定軸的結(jié)構(gòu)方案 左軸承從軸的有段裝入，靠軸肩定