【正文】 ?? ，按222dD D??? =，驗算張緊力是否符合要求 FH= 4 )(14 15 22 ????? pdD 4 )( 322 ?????? =603 () 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 3 確定液壓泵及配套電機 液壓泵的選用 (1) 液壓泵的分類 液壓泵在液壓傳動中將原動機中輸出的機械能轉(zhuǎn)化為液體的壓力能，為系統(tǒng)提供壓力源。漏且彈性變形大，不易做到精確的。它可以根據(jù)工作情況來調(diào)整張緊力的大小，從而改善了皮帶的工作狀況，極大地提高了皮帶的壽命。全自動液壓張緊裝 置 。比例控制 。 但是，它不易對張緊力實現(xiàn)點控。 3) 系統(tǒng)內(nèi)易混入空氣，引起爬行、噪音和震動。泵內(nèi)可分為吸油腔和壓油腔兩個部分，當(dāng)泵軸旋轉(zhuǎn)時，吸油腔容積增大而形成局部真空，油箱中介質(zhì)在大氣壓的作用下進(jìn)入吸油腔，壓油腔的容積減小，容腔內(nèi)的介質(zhì)被排出。 (5) 液壓泵的轉(zhuǎn)速 1) 額定轉(zhuǎn)速 n 在定壓力下，根據(jù)試驗結(jié)果推薦能長時間連續(xù)運行并保持較高效率運行的在額轉(zhuǎn)速。 3) 氣體加載式 確定液壓系統(tǒng)元件、輔件 11 氣體加載式蓄能器的工作原理是建立在波耳定律的基礎(chǔ)之上。根據(jù)經(jīng)驗選擇兩個容積為 25L 的蓄能器。 過濾器的選用 (1) 過濾器性能參數(shù) 1） 過濾原理與過濾介質(zhì) 過濾是從流體中分離固體顆的過程。系統(tǒng)的污染控制水平 、 過濾精度越高，則油液的清潔度越高。 液壓缸的常用安裝形式有腳架型、耳環(huán)型 、 法蘭型和耳軸型安裝，這里選擇耳軸型安裝。后者將缸筒底腔封閉 ,并起著將液壓缸和其它機件連接的作用。組合式活塞結(jié)構(gòu)多樣，該活塞可多次拆裝，密封件使用壽命長。 選取 10級精度。 受力分析：分析導(dǎo)向套的受力情況。用螺紋與缸筒或端蓋連接，靠頭部錐面起密封作用。 (2) 液壓缸活塞之理論推力 1F 2F 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 22 圖 1F 受力示意圖 當(dāng)活塞桿向外伸出時的理論推力 1F =A1 p=4? ?? 2D p 實際推力為 1F = ? ?2220 20≈ 760000N=760KN （ ） 當(dāng)活塞縮回時的理論拉力 2F = ?2A p=4? ? ? pdD ?? 22 = ? ( 2220 ?2100 )20≈ 600000N=600KN （ ） D缸筒內(nèi)徑； d活塞 桿直徑； p液壓缸工作壓力。 此外液壓油路板的安裝固定也很重要。 (4) 油孔位置尺寸的確定 液壓油路板用正面來安裝液壓元件，其表面粗糙度值為 aR = m? 。 油箱形狀一般選擇矩形，只有容量大于 2 3m 時才選用的圓筒形。 2) 安裝型式 隔板的安裝型式有多種，可以設(shè)計成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過；還可以把隔板設(shè)計成低于液壓油面，其高度為最低油面的 2/3，使液壓油從隔板上方流 過 (見圖 )。 a） b） c。過濾網(wǎng)通常使用 50～ 100油箱及其附件 29 目左右的金屬網(wǎng)。 2) 設(shè)置油箱主要出口。 液壓油路板背面設(shè)計有執(zhí)行元件連接的油孔 (A、 B)、與液壓泵連接的壓力油孔(P)以及與液壓油箱連接的回油孔 (T)，此類液壓油孔可加工成米制細(xì)牙螺紋或者英制管螺紋孔。它可以安裝固定在機床上或機床附屬設(shè)備上，但安裝在液壓站上更方便 。 (3) 液壓缸負(fù)載率 ? ? 為實際推力 (或拉力 )與額定推力 (或拉力 )的比值。 這種排氣閥簡單、方便，但 螺紋與錐面密封處同心度要求高，否則擰緊排氣閥后密封不當(dāng)，會造成外泄露。遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的許用壓應(yīng)力，可以不進(jìn)行驗算。 4) 活塞桿 d對 d1的徑向跳動公差值，應(yīng)為 。 (2) 活塞與活塞桿的連接： 選用卡環(huán)式，用鎖緊機構(gòu)防止工作時因往復(fù)運動松開。前端蓋與缸筒采用法蘭連接 ,如下圖 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 圖 1. 前缸蓋 2. 法蘭 3. 螺栓 后端蓋與缸筒采用法蘭連接 ,如下圖 圖 法蘭連接圖 （ 2) 材料和技術(shù)要求 缸筒材料要求具有足夠的強度和沖擊韌性 ,能夠長 期承受較大的工作壓力及短期動態(tài)試驗壓力下不致產(chǎn)生變形 ,有足夠的剛度 ,毛坯可采用退火的冷拔或熱軋無縫鋼管。它一般有拉桿型、法蘭型和焊接型液壓缸。 絕對過濾精度：指能夠通過過濾器的最大球形顆粒的直徑。液壓過濾器簡稱濾油器或過濾器。 (5) 蓄能器的主要參數(shù) 型號 NXQA25/20LA 公稱壓力 20MPa 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 12 耐壓試驗壓力 30MPa 使用溫度 10～ 70℃ 安裝方式 垂直 生產(chǎn)廠家 南京鍋爐廠 (6) 蓄能器的安裝 1) 蓄能器的安裝 a) 蓄能器須安裝于方便檢查 、 維修的位置，且遠(yuǎn)離熱源。 (2) 蓄能器的應(yīng)用 1) 作輔助動力源 對于間歇運動的液壓系統(tǒng)，或在一個工作循環(huán)內(nèi)，執(zhí)行元件運行速度差別很大，即對液壓泵供油量要求差別極大的液壓系統(tǒng)使用蓄能器，當(dāng)需要供油量很大時，液壓泵和蓄能器一塊供油，當(dāng)供油量小時，泵輸出多余的壓力油就輸入蓄能器中儲存。 3) 低轉(zhuǎn)速 minn 為保證液壓泵運行效率不致過低所允許的最低轉(zhuǎn)速。 液壓泵依靠進(jìn)排的方式配流，齒輪式和螺桿式是進(jìn)排油口直接與吸油腔和壓油腔相通，而葉片 式和柱塞式具體的配流方式有閥式配流、配流軸式配流、配流盤式配流?；? 、連桿 ，連桿 ，器 ，支座 (2) 工作原理 如上圖所示，此種重錘式 張緊裝置主要由張緊裝置框架、張緊改向滾筒、彈簧緩沖器、偏心制動輪等部件組成。 新型液壓張緊裝置 新型自動控制液壓張緊裝置的主要技術(shù)特點： (1) 用動滑輪解決長行程的難題。Full automatic hydraulic tension station。同時，系統(tǒng)中增加了若干個蓄能器，可以最大限度的吸收液壓沖擊，減小對皮帶的沖擊力提高膠帶的使用壽命。 (3) 液壓式張緊裝置 該裝置主要通過液壓缸的伸縮來拉緊皮帶。 缺點 1) 易產(chǎn)生泄漏，污染環(huán)境。 方 案三的 優(yōu)點有：張緊力可以根據(jù)帶式輸送機的需要調(diào)節(jié)，安裝時占用空間小，比較以上幾個方案后，在此選擇第三個方案進(jìn)行設(shè)計。 3) 額定流量 sq 在額定壓力，額定轉(zhuǎn)速下，泵所排出的實際流量。 2) 彈簧加載式（簡稱彈簧式） 彈簧式蓄能器是利用彈力作用于活塞上，使之與液壓油的壓力相平衡，以利于儲存壓力能。此外，還會使系統(tǒng)產(chǎn)生強烈振動。 d) 蓄能器必須禁止充氧氣，以防引起爆炸。其越大，壽命越長。 液壓缸設(shè)計 15 5 液壓缸設(shè)計 液壓缸的類型和安裝形式 液壓缸分為 單作用液壓缸 、雙作用液壓缸和組合式液壓缸三種形式。 這次設(shè)計的液壓缸 ,是用于牽引皮帶前后運動 ,活塞桿的行程為 ,牽引力大約 600KN 左右 ,選取單作用活塞式液壓缸 ,液壓缸的安裝選用銷軸型 ,液壓缸連接方式前端蓋采用卡環(huán)式連接 ,后端蓋采用焊接方式。缸筒直線度公差在 500mm長度上不大于 。 本設(shè)計選擇 45 鋼作為活塞桿材料。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)采用軸套式。這樣在安裝后調(diào)試前排除液壓缸內(nèi)之空氣。 通常規(guī)定為 maxp ≤ np ，此最高額定壓力為 maxp =25Mpa 3) 耐壓試驗壓力 Tp 耐壓試驗壓力指的是液壓缸在檢查時要承受的壓力。油管與油路板通過管接頭采用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋連接。 2) 與主液壓油路相通的元件，其相應(yīng)油口應(yīng)盡量沿同一坐標(biāo)軸線布置。 開式油箱應(yīng)用廣泛，箱內(nèi)液面和大氣相通。油箱長為 1200mm，油箱的寬為 520mm，油箱的高為 815mm。吸油管應(yīng)插入液面之下，防止吸油時 吸入空氣或因流入液壓油箱的液壓油而攪動液面，致使油中混進(jìn)氣泡 (見圖 )。回油管必需放置在液面以下，一般距離液壓油箱底面的距離大于 300mm，回油管出口絕對不允許放在液面以上 (見圖 )。管口應(yīng)面向箱壁。 第二層：距液壓油路板的正面約 25mmm，距第一層約為 15mm，布置壓力油口。但液壓系統(tǒng)較復(fù)雜時，應(yīng)避免液壓油路板上的孔道過長，給加工帶來麻煩，所以板的外形一般不大于 400mm；板上安裝的閥不多于 10～ 12 個，這亦可避免孔道過于復(fù)雜，難與設(shè)計和制造。 (4) 單活塞桿液壓缸兩腔面積之比 (速度比 )? ? =21AA =12vv = 22 2dDD? （ ） 式中， 1A 活塞無桿側(cè)的有效作用面積； 2A 活塞有桿側(cè)的有效作用面積； 1v 塞桿伸出的速度； 2A 2v 活塞桿退回的速度； D活塞直徑 (或缸筒內(nèi)徑 )； d活塞桿直徑。 整體式排氣閥 圖 排氣閥 圖 排氣閥 a)閥體 b)閥針 油口 油口包括油口孔和油口連 接螺紋。所以代入第二個公式，即 A=(～)d。 7) 活塞桿上若有聯(lián)接銷孔時，該孔徑按 H11 級加工?；钊鈴降呐浜喜捎?f9，外徑對內(nèi)孔的同密封圈 法蘭厚度 法蘭高度 法蘭外徑 法蘭內(nèi)徑 d X Y f2 48 118 133 70 138 127 12806 5 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 軸度公差不大于 ，端面與軸線的垂直度公差不大于 ，外表面的圓度和圓柱度不大于外徑公差之半。底部足夠承受液壓沖擊，故不需考慮厚度。額定壓力 小于 25Ｍ pa，缸筒內(nèi)徑小于 320mm，活塞桿和缸筒加工條件許可時允許最大行程 15m，多用于車輛、船舶和礦山等機械。 液壓管路的設(shè)計 (1) 管路的材料 無縫鋼管耐壓高，耐油，變形小，抗腐蝕，雖然裝配時不易彎曲，但是裝配后能長期保持原狀，常用于中高壓系統(tǒng)。結(jié)合使用范圍及濾材，則分為表面型和深度型兩類。注意不可以用焊接方法安裝。 3) 作緊急動力源 某些系統(tǒng)要求當(dāng)液壓泵發(fā)生故障或者對執(zhí)行元件的供油突然中斷時，執(zhí)行元件仍須完成必要的工作。 pP ＝ （ ） 3) 總效率 ? 液壓泵輸出功率和輸入功率之比。 2) 最高壓力 maxp 按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定超過額定壓力而允許短暫運行的最大壓力。溢流閥 10 控制膠帶的最大張緊力。在張緊裝置的液壓系統(tǒng)中設(shè)置若干個蓄能器，以抵消入射波與反射波對奔離點張緊力的影響。我國帶式輸送機目前使用的張緊裝置有兩個特點 : 1) 輸送帶在驅(qū)動滾筒奔離點的張緊力可隨時間、運行工況作任意變化（例如螺栓拉緊裝置和絞車?yán)o裝置）； 2) 保持輸送帶具有恒定張力值（例 如重錘拉緊裝置）。它采用比例控制技術(shù)及可靠性較高的可編程控制技術(shù)，可以對張緊力進(jìn)行多點控制，根據(jù)不同工作情況隨時調(diào)節(jié)張緊力的大小。此種張緊裝置的優(yōu)點是，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉；缺點是不能隨工作情況的變化，來調(diào)整張緊力之大小，皮帶通常只能保持在一種拉緊的狀 態(tài)。 3) 慣性小，能夠頻繁快速換向，易緩沖吸震，并能過載保護(hù)。 方案對比 方案一的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)和原理都較簡單，即利用物體自身的重力，來拉緊皮帶，但缺點是不能調(diào)節(jié)張緊力，體積較龐大，占地面積大。排量的大小僅取決于泵的尺寸和幾何壓力，有時也稱理論排量。 1) 力加載式（簡稱重力 式） 重力式蓄能器是利用重錘的質(zhì)量，通過柱塞作用在油液上產(chǎn)生的壓力能，其壓力的大小主要取決于重錘的質(zhì)量和柱塞的作用面積。 5) 吸收液壓沖擊 由于換向閥驟然換向，液壓泵忽然停車，執(zhí)行元件運動突然停止，甚至人為的要求執(zhí)行元件緊急制動，都會使管路內(nèi)液體流動發(fā)生劇烈變化，產(chǎn)生沖擊。 b) 蓄能器銘 牌應(yīng)放置在醒目的位置。與表面型相比，深度型的納垢量大，但被濾除的固體不易清洗，只能一次使用。管路內(nèi)徑大小由下式確定 vqd /? d―管路內(nèi)徑（ mm） q―流量（ L/min） v―流速（ m/s） 吸油管道內(nèi)徑 d? VQ/ = () 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 內(nèi)徑 d取 20mm 外徑 D取 28mm 壓油管道內(nèi)徑 d? VQ/ = () 內(nèi)徑 d可取 10mm 外徑 D可取 18mm 泄油管道內(nèi)徑 d? VQ/ = () 內(nèi)徑 d可取 20mm 外徑 D可取 28mm (3) 管子壁厚的計算 管子的壁厚一般 可以用下式計算 t?pdp?2?