【文章內(nèi)容簡介】 、桅桿伸縮油缸 等組成。水平面的位置和機身通過大臂改變油缸的伸縮來完成。當機身被固定在某一位置水平后， 可以通過改變托架擺動油缸的前伸與縮進來完成機身在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。 在工作時，通過先加載鉆桿，再調(diào)整大臂油缸、使大臂調(diào)整油缸、托架擺動油缸，讓機身變幅使之鉆進到指定位置。操縱桅桿前伸與縮進油缸，使鉆頭靠近地面。給進油缸實現(xiàn)最大行程后，回轉(zhuǎn)馬達轉(zhuǎn)動停止，把另外一根鉆桿加載在夾桿裝置上，繼續(xù)使回轉(zhuǎn)鉆機，中間需要不斷加載鉆桿，直到使之鉆進到設(shè)計的深度。 在實際進程中，因為材料的不同，給進機身與變幅裝置在實際鉆進循環(huán)中動作配合 是不同的，根據(jù)現(xiàn)場具體情況來確定，上述情況只是基于理想的鉆進過程。 總而言之，全液壓鉆機使用大臂油缸、桅桿伸縮油缸機身、大臂調(diào)整油缸具有三個確定自由度，它可以完成現(xiàn)實運動，然后通過履帶馬達來驅(qū)動，讓鉆進空間距離可以按水平方向得到發(fā)展，從而實現(xiàn)多角度，多變幅的鉆進要求。沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第三章 設(shè)計要求及工況分析 5 第三章 設(shè)計要求及工況分析 任務(wù)及要求 根據(jù)給定的要求來進行分析設(shè)計，以明確系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對它原來的方案去分析，擬定液壓系統(tǒng)基本原理圖。選擇所需液壓元件及進行液壓系統(tǒng)性能的驗算，最后做完工作圖，擬寫技術(shù)文件。 原始參數(shù)值 從任務(wù)書中得到系統(tǒng)各液壓缸的給定參數(shù)值，現(xiàn)給出幾個主要的技術(shù)參數(shù)值，全液壓鉆機在進行鉆孔工作中，鉆桿的提升、推進、回轉(zhuǎn)及鉆桿可以斜向打孔的調(diào)整和定位等 工作全部由液壓系統(tǒng)控制實現(xiàn)。 鉆桿： 推進行程： 600mm 最大推進力： 30KN 最大拉力： 60KN 回轉(zhuǎn)頭：輸出轉(zhuǎn)速： 10~100 r/min 最大輸出轉(zhuǎn)矩： 2021Nm沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第四章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 6 第四章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)課題最重要的是設(shè)計液壓系統(tǒng)原理圖。 其將影響到系統(tǒng) 的工作性能和設(shè)計方案的合理性、經(jīng)濟性。一般先依據(jù)工作重要部件的基本要求，確定液壓執(zhí)行元件所 需類型，然后按照動作與性能要求，最后選擇液壓，再把回路整合成完整的液壓系統(tǒng)。 確定液壓執(zhí)行元件的類型 首先在選定液壓系統(tǒng)原理圖的時候， 必須按照主機所需基本要求去確定液壓執(zhí)行元件型。 運動和負載分析 負載分析 機器在工作前，傾角由支撐缸，工作時最大推進力 30kN，最大拉力是 60kN， 當鉆桿沒接觸到鉆物的時候，滑臺以較大的負載速度和較小的負載力前進，當接觸后，由于壓力變大，但負載速度卻減小。詳細過程如下所示（圖 ）和（圖 ）。 圖 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第四章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 7 圖 液壓缸的選定 液壓缸在工作的中，它的作用是調(diào)動回轉(zhuǎn)頭，鉆桿的運動，根據(jù)它的工作性質(zhì)， 首先來確定選擇用工程系列液壓缸，由于它最大距離需要 達到 600mm，想到安裝時候的要求，故初步選定為 HSGK0180/40E5210 型液壓缸，該缸行程為600mm， D 是 80mm， d 為 55mm。當馬達額定壓力小于 14MPa 時，缸也是為 14MPa。此時， 該壓力缸的最大推力為： F = 14106 [ (80/1000)2 (55/1000)2 ]π /4 = kN ＞ 30 kN 最大拉力為： F = 14103 802 π /4 = kN ＞ 60 kN 此液壓缸達到要求，故選擇 HSGK0180/40E5210 型液壓缸。 2．定位缸的計算選擇 定位缸在這個過程中，只是固定工作滑臺，它主要的任務(wù)是能否實現(xiàn)鉆桿區(qū)間內(nèi)調(diào)節(jié)。由鉆機的工作結(jié)構(gòu)，讓長度比 560mm 大即可，再根據(jù)安裝形式，因此選KOSMEKVL0163 型液壓缸，其行程為 600mm，滿足其要求。 表 按工作壓力選取 d/D 工作壓力 /MPA ≤ ～ ≥ d/D ～ ～ 同理可以確定夾緊缸為 DN10010020 號 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第四章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 8 選擇液壓基本回路 調(diào)壓回路 液壓系統(tǒng)在工作時，液壓泵必須向系統(tǒng)提供所需要壓力的液壓油，而且應做到節(jié)省能源，減少液壓油液發(fā)熱，還應當提升執(zhí)行元件運動保障平穩(wěn)性。溢流閥打開，同時會將液壓泵的壓力控制在溢流閥給定以下，確保系統(tǒng)不會由于壓力太大被損壞，同時避免液壓系統(tǒng)受損。 調(diào)速回路 本滑臺比較緩慢，壓力與阻力相同而且工作中改變小， 所以用進口節(jié)流調(diào)速回路。為了使速度負載特性好和低速平穩(wěn)性，我們用調(diào)速閥調(diào)速，而且可以在推進缸中進油的時候再設(shè)置單向閥調(diào)速。如圖所示： 支承油缸鎖緊回路 從工作中知道，馬達與推進缸要讓支撐缸能固定，所以支撐缸進油口應該設(shè)置液控單向閥兩個，以便鎖緊回路形成，讓支撐缸的保持平穩(wěn)。 行走系統(tǒng) 油路（取 v2 = 5m/s）及行走馬達的調(diào)節(jié)由于通過的最大流量都為 103m3/s, 工作壓力是 25MPa 于是管徑： dmin=1130 mmvqv ??? （ 41） 管壁厚： σmin mmPd 1 1 52 ][2 ????? （ 42） 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第四章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 9 液壓回路的合成 壓油源部分由液壓泵、回油過濾器、出口過濾器等組成 ,它的作用是給機構(gòu)提供壓力油。由于想到日常的情況工作情況 , 油箱設(shè)計改為封閉結(jié)構(gòu)形式 ,油箱上裝有油空氣過濾器、油標、溫表等。電機 驅(qū)動使液壓泵 5 工作 ,從而將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗堋＿^濾器是由于它工作特殊來進行設(shè)置的 ,由于在這么長時間的應用 ,有很多液壓缸被拉傷的案例 ,因此對液壓泵出口進行精密過濾是非常必要的。溢流閥即時系統(tǒng)的安全閥。 控制顯示部分它由單向調(diào)速閥、壓力表等組成 ,它們掌握各個執(zhí)行元件的壓力和顯示它的工作壓力的功能。 當支撐缸伸處于縮狀態(tài)時 ,它的執(zhí)行元件不工作，在這個時候控制支撐缸活塞桿的伸出縮近的速度 ,從而的目的得以實現(xiàn)。壓力表此時分別顯示進給 缸拔起壓力或進給壓力 ,調(diào)速閥進一步調(diào)整液壓馬達的轉(zhuǎn)速 ,使得控制鉆桿的鉆速 ,而壓力表 依次顯示雙馬達出、進口的壓力大小 ,進一步做到鉆桿的轉(zhuǎn)矩大小。 執(zhí)行機構(gòu)都在鉆機的主體部分 ,如下所示 ,由液壓馬達和液壓缸組成 ,液壓缸用于支撐鉆機的工作滑臺 ,它的調(diào)節(jié)其角度 ,使其位于 0176?！?90176。 (水平向上 ) 范圍內(nèi)的上升下降。反過來推進缸向后退時 ,同時鉆桿反向可以旋轉(zhuǎn) , 拔出來鉆桿 。 由設(shè)計理念可知 ,該全液壓鉆機液壓系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、各執(zhí)行機構(gòu)等組成。根據(jù)它的要求，現(xiàn)在擬選液壓系統(tǒng)： 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第四章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 10 圖 液壓回路原理圖沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第五章 液壓系統(tǒng)性能參數(shù)的確定 11 第五章 液壓系統(tǒng)性能參數(shù)的確定 液壓泵的選用 由可知，鉆孔油缸及行走油缸的壓力 都是 25MPa，最大流量是 （ 4103m3/s） ，因此可選某用一單泵來供油；因為壓樁油缸的壓力為25MPa，本身最大為 L/min（ 4103m3/s） ，所以用它為雙泵供油。 而由《機械設(shè)計手冊》第四卷表 — 44 知鉆孔油缸及行走油缸用泵 A7V50型號斜軸式軸向柱塞泵；它的參數(shù)如表 所示： 表 泵的類型及參數(shù)值 型號 流量 （ L/min） 壓力 （ MPa） 排量（ ml/r） 泵Ⅰ A7V500 500 25 500 電動機的選用 首先我們預設(shè)泵的總效率是 90%，既 η為 電動機Ⅰ是用來驅(qū)動泵 Ⅰ （ A7V500 型號）工作，其選用過程如下： 確定類型：選用三相異步電動機 Y 系列（ IP230），電壓為 380V。 功率的確定： 203. 3kw0. 9 4101. 851025pqN36n?????? ? （ 51） 轉(zhuǎn)速：選用轉(zhuǎn)速是 1483r/min 由《機械設(shè)計手冊》第五卷表 — 10 知用 Y315M3— 4。 它的參數(shù)如表 所示： 表 電動機型號及參數(shù)值 型號 額定功率 （ kw） 轉(zhuǎn)速（ r/min 電流(A) 效率（ %） 功 率 因 素（ COSФ） 堵轉(zhuǎn)電流 堵轉(zhuǎn) 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第五章 液壓系統(tǒng)性能參數(shù)的確定 12 轉(zhuǎn)矩 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 Y315M4 220 1483 413 94 液壓閥的選用 是依據(jù)閥的工作壓力來選擇液壓閥。這個系統(tǒng)的工作壓力均是 25MPa，所以要選擇中、高壓的液壓閥 。 單向閥的選擇 單向閥 1：該閥應用在泵 1 的排油口管道上，是用于防止液壓油回流。這個閥的工作壓力大小為 35MPa，允許通過的最大流量是 （ 4 103m3/s） ，由《機械設(shè)計手冊》第五卷表 — 133 選用 DF— F50K1。其參數(shù)如表 所示 單向閥 2：該閥用在泵 1 的排油口管道上，是防止系統(tǒng)中液壓油回流。這個閥的工作壓力大小為 35MPa，允許通過的最大流量是 [（ － ）4103m3/s]，由《機械設(shè)計手冊》第五卷表 — 133 選用 DF— B32K1。其參數(shù)如表 所示 單向順序閥 3：該閥用在泵 1 的排油口管道上，是防止系統(tǒng)中液壓油回流。這個閥的工作壓力大小為 50MPa，允許通過的最大流量是 [（ － ） 4103m3/s]，由《機械設(shè)計手冊》第五卷表 — 133 選用 XD2FB10H 其參數(shù)如表 所示 選用的繼電器為： MJCS02WL 表 單向閥的型號 閥號 型號 公稱通徑 額定流量（ 103m3/s） 額定壓力（ MPa） 數(shù)量 1 DFB50K1 50 35 1 2 DFB32K1 32 35 1 3 XD2FB10H 35 35 1 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第五章 液壓系統(tǒng)性能參數(shù)的確定 13 換向閥的選用 電磁換向閥 1：它的是用于實現(xiàn)供油進油方向的控制。此閥的壓力大小為 25MPa，允許通過的最大是 ，根據(jù) 新版《機械設(shè)計手冊》第四卷表 — 165 采用 D4— 02— 3C— AC 型號。它的參數(shù)如表 所示 電磁換向閥 2：它是用于實現(xiàn)油進油方向的控制。此閥的壓力大小為 25MPa，允許通過的最大流量是 ，根據(jù)新版《機械設(shè)計手冊》第四卷表 — 165 應選 D4— 02— 3C— AC 型號。它的參數(shù)如表 所示 表 換向閥的型號及 參數(shù)值 閥號 型號 公稱直徑 （ mm） 額定壓力 （ MPa） 額定流量（ L/min） 1 D4— 02— 3C— AC 16 200 2 D4— 02— 3C— AC 32 500 壓力閥的選擇 減壓閥 1：它應用在排油油路上，從而可以實現(xiàn)該工作油路的壓力大小是25MPa。此閥的工作壓力大小是 25MPa，允許通過的最大流量為 ，根據(jù)新版《機械 設(shè)計手冊》第四卷表 — 12 選用先導式 YZ11X 型號板式聯(lián)接。其參數(shù)其參數(shù)如表 所示 背壓閥 2：用于泵 1 所在的排油油路上，而壓力大小為 50MPa。此閥的工作壓力為 45MPa，允許最大 ，根據(jù)新版《機械設(shè)計手冊》第四卷表 — 12 故選擇先導式 RXBFS6/ 型 號板式聯(lián)接。其參數(shù)如表 所示 液控順序閥 3：用于鉆孔油缸的油路上，用來改變壓力大小。壓力大小是 36MPa，允許通過的最大 ，根據(jù)新版《機械設(shè)計手冊》第四卷表 — 12 可以采用先導式 JX11204UCG03 型號板式聯(lián)接。其參數(shù)如表 所示 表 溢流閥的型號及參數(shù)值 閥號 型號 公稱直徑 （ mm） 最大流量 （ L/min） 調(diào)壓范圍 （ MPa） 1 DB20 20 250 2 RXBFS6/ 20 220 036 3 JX11204UCG03 20 500 038 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文第五章 液壓系統(tǒng)性能參數(shù)的確定 14 流量控制閥的選用 調(diào)速閥 1：用在壓樁油缸的油路上，因為相互配合使用可以完成同步運動。它的工作壓力是 25MPa，允許的最大 ，根據(jù) 《機械設(shè)計手冊》第五卷表 — 99 可以采用 HF2KG1K02 型號。它的參數(shù)值如表 7 所示 單向調(diào)速 閥 2：用在鉆孔油缸的油路上，因為配合使用而完成多個同步運動。它的工作壓力是 25MPa，允許最大是 ，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》第五卷表 — 99 可以采用 FSG902 型號。它的參數(shù)值如表 所示 表 調(diào)速閥的型號及參數(shù)值