【文章內容簡介】 鐵口機進給部分的機械設計計算其值。 分度圓直徑 / sin( 1 8 0 / ) 2 5 / sin( 1 8 0 / 1 7 ) 1 3 6d p z? ? ?()mm / 2 1 3 6 / 2 6 8rd? ? ?()mm 由式 ()可得： 3c os / 20 c os 10 0. 06 8 10 / 0. 85 15 75 .6 9gmT F r??? ? ? ? ? ? ? ?()Nm? 式中 ? ——— 鐵口軸線與開鐵口機鉆 頭中心線的夾角。 圖 鏈輪受力示意圖 遼寧科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 8頁 小車在軌道上靜摩擦力的計算 c os c os 80fsF m g??? () 式中 ? ——— 小車與軌道間的摩擦系數(shù) ,查《機械設計手冊 液壓分冊》及 根據(jù)工廠經(jīng)驗取其摩擦系數(shù) ? =； m ——— 小車及鑿巖機總重量 1500kg； ? ——— 小車運行時與水平面的夾角 ,大小為 10 。 由式 ()可得 0. 02 15 00 9. 8 c os 10 c os 80 50 2. 77fsF ? ? ? ? ? ?()N ( . )fT s N m? ? ? 開鐵口時所需驅動力矩的計算 由以上的計算結果可計算出開鐵口的驅動力： 15 75 .6 9 34 .1 9 16 09 .8 8 ( )g fsT T T N m? ? ? ? ? ? 液壓馬達的選擇 工進時液壓馬達轉速的計算 其工進時液壓馬達的轉速可由下式進行計算： 1160 1000n z pv? ? () 由式 ()得 11 16 0 1 0 0 0 0 . 0 5 6 0 1 0 0 0 7 . 1 ( / m in )1 7 2 5vnrzp?? ??? ? ?? 式中 1v ——— 工進時鉆頭的推進速度 ,即鏈輪的速度 ,為 /ms 。 遼寧科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 9頁 快退時液壓馬達轉速的計算 由式 ()可得 22 16 0 1 0 0 0 1 6 0 1 0 0 0 1 4 1 .2 ( / m in )1 7 2 5vnrzp?? ??? ? ?? 式中 2v ——— 快退時鉆頭的反退速度 ,即鏈輪的反退速度， 1/ms。 液壓 馬達的選擇 根據(jù)以上計算可知 ,推進部分正常工作時 ,需要的轉矩為 ? ,最高轉速為 /minr ， 取其工作壓力為 16Mpa，查閱《機械設計手冊 液壓分冊》 , 選取型號為1JMD63 型徑向柱塞式的徑向柱塞式馬達。其理論排量 ，額定壓力 16Mpa,轉速10~200r/min，額定轉矩 1815Nm? ， 額定功率為 ，機械效率 %? 。 液壓馬達工作壓力的計算 其實際工作壓力 p 可由下式進行計算： 2mTp V??? () 式中 T ——— 液壓馬達的載荷轉矩 ()Nm? ； V ——— 液壓馬達每轉排量 ( /Lr)； m? ——— 液壓馬達的機械效率，此處取 ? ? 。 由式 ()得 32 1 6 0 9 .8 8 1 3 .9 4 ( )0 .7 8 1 0 0 .9 3p M p a? ??????? 由于 16Mpa Mpa? ， 所以所選液壓馬達滿足要求。 遼寧科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 10頁 液壓馬達實際流量的計算 其實際流量可由下式進行計算： mq Vn?v () 式中 vq ——— 液壓馬達的實際流量 (L/min)； V ——— 液壓馬達每轉排量 ( /Lr)； mn — —— 液壓馬達的轉速 ( /minr )。 由式 ()得 141 .2 110 .14( / m in)qL? ? ?v 退 0 .7 8 7 .1 5 .5 4 ( / m in)qL? ? ?v 工 8 200 156 ( / m in)qL? ? ?vmax 液壓系統(tǒng)圖的擬定 執(zhí)行元件的類型 :根據(jù)此部分系統(tǒng)的特點 ,工作時轉矩較大 ,速度較低 ,所以選用了低速大轉矩的 徑向柱塞式 液壓馬達。 換向方式確定 :雖然推進部分的運動只有進給和快退 ,但在開鐵口機旋轉時，此部分不能運動，否則 將出現(xiàn)事故。采用三位換向閥，此時推進部分處于中位，就能滿足這些要求，同時推進部分有前進和后退運動，要求液壓馬達有正反轉運動，所以采用三位四通換向閥來控制。 調速方式的選擇 :開口機旋轉到位后，進給部分在液壓馬達的恒速帶動下 ,開始打鐵口，為了保證液壓馬達壓力和速度的穩(wěn)定，直到開口機順利打開鐵口 ,系統(tǒng)可采用進油路節(jié)流調速 ,保證鉆桿穩(wěn)定、平衡地推進。 繼而可以初步繪出推進部分的液壓系統(tǒng)原理圖，如圖 所示。 遼寧科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 11頁 退 進圖 推進部分液壓系統(tǒng)原理圖 1,2濾油器； 3液壓泵； 4溢流閥； 5單向閥； 6三位四通 電液 換向閥； 7疊加式節(jié)流閥 ； 8液壓馬達 遼寧科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 12頁 回轉部分從停放位置到工作位置需旋轉 105176。的角度，旋轉時間 12～ 14s，且開鐵口機的鉆進方向與鐵口軸線的傾斜角度為 10176。由開鐵口機回轉部分的機械設計得知 ,該開鐵口機的重量約為 7300kg,底座以上部分重約為 6600kg,其中回轉部分重約 4600kg,打鐵口時的作用力 20KN，液壓缸活塞桿行程約為 960mm。 由此可進行下面回轉部分液壓系統(tǒng)的設計。 回轉部分各參 數(shù)計算 參數(shù)的計算 由回轉部分的機械設計知 ,經(jīng)機械設計工藝布置后知 1 760l ? mm, 3l =3200mm，結構布置如圖 。 鐵口運行軌跡工作位置停放位置 圖 開鐵口機回轉部分示意圖 由此根據(jù)示意圖 。 由力矩平衡方程可得 : 遼寧科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 13頁 1 1 2F l F l? ? ?2 () 760F?1 = 20 c os 10 2800 / si n 60?? F1 =(KN) 所以 1 / c os 38 83 .7 9 / c os 38FF??g =(KN) 各階段的負載計算 ① 開鐵口機啟動階段的負載 F啟 fFF? s啟 () 式中 fFs ——— 靜摩擦阻力，查《機械設計手冊 液壓分冊》及根據(jù)工廠經(jīng) 驗取其摩擦系數(shù)為 fs =。 所以由式 ()可得 F啟 30 .2 6 6 0 0 1 0 9 .8?? ? ? ?=(KN) ② 開鐵口機快進階段的負載 F進 fF F F??dm進 () 式中 fFd ——— 動摩擦阻力，查《機械設計手冊 液壓分冊 》及根據(jù)工廠經(jīng)驗取其摩擦系 數(shù)為 fd =； Fm ——— 開鐵口機慣性力，其大小可按下式計算 10gF l M J t??? ? ? ? ?m () 遼寧科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 14頁 gM ——— 回轉運動部件總慣性力矩； ?? ——— 起動或制動過程中角速 度增量 ( 1S? )； t? ——— 起動或制動時間 (s)。一般機械 t? =~；本系統(tǒng)各 取 1s,回轉機械一般取 t??? =2~10( 2/radS ),取 vt?? =~ m/ 2s ； 0J ——— 回轉運動部件對機身回轉軸的轉動慣量 ( 2kgm? )； 而 20Jm?? () ?——— 回轉半徑 (m)，可由下式進行估算。 3232 5 0 0 / 2 2 1 0 0 / 2 104600iic m r l lr m ?? ? ? ?? ? ? 32 5 0 0 ( 2 8 0 0 / s in 6 0 ) / 2 2 1 0 0 3 2 0 0 / 2104600 ?? ? ???=(m) 由式 ()可得 220 46 00 1 11 92 6Jm ?? ? ? ?( 2kgm? ) 由式 ()可得 301/ 1 1 9 2 3 . 6 6 2 100 . 7 6JtF l? ??? ? ?? ? ?m =(KN) 由式 ()得 fF F F??dm進 = 30. 16 66 00 10 9. 8 31 .3 8 41 .7 3?? ? ? ? ?(KN) ③ 開鐵口機 恒速階段的負載 F恒 F恒 = fFd = 30 .1 6 6 6 0 0 1 0 9 .8?? ? ?=(KN) ④ 減速制動階段的負載 F制 其大小可由以下公式計算 : 遼寧科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 15頁 F制 = fmFF?d = 30 .1 6 6 6 0 0 1 0 9 .8?? ? ?=) ⑤ 開鐵口機工進 階段的負載 F工 fgF F F??工 d () F工 = 30 .1 6 6 6 0 0 1 0 9 .8?? ? ?+=(KN) ⑥ 開鐵口機快退 階段的負載 F退 fdFF?退 = 30 .1 6 6 6 0 0 1 0 9 .8?? ? ?=(KN) 將以上計算的數(shù)據(jù)列于表 格 (表 所示 )。 表 液壓缸在各工作階段的負載值 工 況 負 載 組 成 負 載 值（ F/KN） 推力 (F/?m )/KN 啟 動 F 啟 = Ffs 快 進 F 進 = Ffd+Fm 恒 速 F 恒 = Ffd 制 動 F 制 = Ffd— Fm 工 進 F 工 = Ffd+Fg 快 退 F 退 = Ffd 注：查閱《機械設計手冊 液壓分冊》，取 液壓缸的機械效率 m? =。 由前面可知開鐵口機啟動和制動時間 t?1 1s， t?3 1s，于是根據(jù)開鐵口機總的回轉時間 12s 計算出恒速時間為 t?2 122=10s。鐵口的深度為 2500mm，開鐵口機工作時，鉆頭與鐵口水平軸線的傾斜角度為 10 ，鉆頭的鉆進速度 v 可由下式計算。 遼寧科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 16頁 24z d vAfv d K E??? () 式中