【導(dǎo)讀】架電磁閥的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)課題研究背景，目的意義以及研究的主要內(nèi)容。第三章對(duì)液壓支架電液控制閥整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并分析其工作原理。第五章總結(jié)了本論文的研究工作和成果，并對(duì)下一步的工作進(jìn)行展望。算合理，工程圖規(guī)范，符合標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)論正確。又有自己的改進(jìn)，具有一定的獨(dú)立工作能力。論文達(dá)到了工學(xué)學(xué)士畢業(yè)論。同意進(jìn)行答辯和申請(qǐng)工學(xué)學(xué)士學(xué)位。MARCO閥中，控制口斜油道如何加工的？（論文）立論正確，論述清楚，符合技術(shù)用語(yǔ)要求。答辯思路清晰，論點(diǎn)基本正確，能正確回答主要問(wèn)題。然而,這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展卻相對(duì)緩慢，國(guó)內(nèi)液壓支架電液控制系。統(tǒng)目前主要從國(guó)外引進(jìn)，進(jìn)口電液控制系統(tǒng)價(jià)格昂貴，維護(hù)維修成本高，導(dǎo)致液壓支架成本的急劇增加。作為電液控制系統(tǒng)的核心組件之一，電液?？刂崎y國(guó)產(chǎn)化，成為當(dāng)前的工作重心。展液壓支架電液控制技術(shù)的建議。部的電磁鐵及復(fù)位彈簧進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

　　

【正文】 IW — 磁 勢(shì) （ 安 匝 ） 電磁鐵在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，電壓可能降低至 85%U，為了保證在電壓降低后，電磁鐵任然能夠可靠地工作，上式所計(jì)算得到的安匝數(shù)應(yīng)該是指電壓降低至 時(shí)的磁勢(shì)，用 1（ IW） 表示。顯然，電源電壓為額定值時(shí)的磁勢(shì)為： 1 6720 .8 5IW ??（ IW ） 安 匝 () 但是，計(jì)算溫升時(shí)，則應(yīng)該是以電源電壓額定值的 ~ 倍電壓加在線圈兩端后所產(chǎn)生的磁勢(shì) ，因?yàn)檫@時(shí)線圈中流過(guò)的電流最大。相應(yīng)于此時(shí)的磁勢(shì)，用 2（ IW） 表示。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 12 1 . 0 5 7 0 60 . 8 5? ? ?（ IW ）（ IW ） 安 匝 () 第四步：決定線圈尺寸。 導(dǎo)線材料準(zhǔn)備用牌號(hào) Q 漆包線，最高允許溫升 065C?? ，由表 41 選取線圈高度之比值 6?? 電磁鐵型式 ? 值 直流電磁鐵 交流電磁鐵 拍合式 帶極靴 4~6 2 不帶極靴 5~7 ?型 帶極靴 5~7 2 不帶極靴 6~8 盤式 2~4 1~2 裝甲螺管式 7~8 3~4 表 41 線圈高度與寬度之比值（ ? ） 根據(jù)需要設(shè)定： 線圈的厚度 5kb ? 毫 米 線圈的長(zhǎng)度 30kl ? 毫 米 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 第五步：決定線圈直徑。 線圈的平均直徑 : 1 .5 0 .5 2 .0 0 .0 2c p c kD d b? ? ? ? ? ?厘 米 米 導(dǎo)線直徑根據(jù)公式： 4 . .( )cpD IWU?d= () 2? ??電 阻 系 數(shù) （ 歐 毫 米 / 米 ） 取電阻系數(shù) ? = 2?歐 毫 米 /米 。 可得 ： 4 0 . 0 2 3 3 9 0 . 0 2 6 7 2 0 . 1 8 6 936? ? ? ?d= 毫 米(U=12V， ) 取其鄰近的直徑值為 d= 毫米。則帶琺瑯絕緣后的直徑 39。d 為 毫米。 第六步：決定線圈匝數(shù)。 根據(jù)此電磁鐵工作制為：反復(fù)短時(shí)工作制電磁鐵，所以取電流密度 2j=7安 /毫 米 線圈匝數(shù)，根據(jù)公式為： 22()4 67 2 30573. 14 7 0. 4IWJd??????W=4匝 () 第七步：修正線圈尺寸。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 根 據(jù)公式： 39。2k Wb ??? d () 可得修正后的線圈的寬度為： 23 0 5 7 0 . 2 2 4 . 9 66kb ??? 毫 米 取 kb =5 毫米，可見(jiàn)與原來(lái)的線圈數(shù)據(jù)相符。因而線圈的高度亦不變 ，為 30kl ? 毫 米 。 第八步：確定導(dǎo)磁體尺寸。 線圈的內(nèi)直徑 112 1 5 2 0 .5 1 6cDd? ? ? ? ? ? ? 毫米 式中 1? —— 線圈與鐵芯間的絕緣厚度，今取為 毫米。 線圈外直徑 1 2 16 2 5 26kkD D b? ? ? ? ? ? 毫 米 第九步：特性驗(yàn)算。 線圈磁勢(shì)計(jì)算：線圈的平均匝長(zhǎng)為 1() ( 2 6 1 6 ) 6 5 . 9 0 . 0 6 5 922kcp DDl ? ?? ?? ? ? ?毫 米 米 線圈電阻按公式 24cplWd? ??R= () 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 計(jì)算為 2 305 7 150?? ? ??R=歐 電壓為額定值時(shí)線圈的電流為 36 0 .2 4150UI R? ? ? 安 可知電流符合本安要求。 電磁鐵的吸力為 2 225000 4p nB d???吸F () 2 225 0 0 0 3 . 1 42 3 . 1 45 0 0 0 4? ? ? ? 公 斤 可見(jiàn)吸力滿足要求。 最終的計(jì)算結(jié)果匯總： 線圈的厚度 5kb ? 毫 米 線圈的長(zhǎng)度 30kl ? 毫 米 導(dǎo)線的直徑 d= 毫米 包絕緣漆后的直徑為 39。d = 毫米 極靴的直徑 ? 厘 米 鐵芯的直徑 ? 厘 米 電磁先導(dǎo)閥復(fù)位彈簧的相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 由于本設(shè)計(jì)采用的是非常規(guī)的彈簧，因而無(wú)法用正常的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，故采用先設(shè)定參數(shù)值（根據(jù)其工作環(huán)境和要求），然后在進(jìn)行校驗(yàn)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 彈簧的各項(xiàng)參數(shù)如 下： 彈簧中徑 mm? 彈簧的外徑 2 mm? 彈簧的內(nèi)徑 1 mm? 彈簧絲直徑 mm? 彈簧的自由高度 0 9H mm? 彈簧的安裝高度 1 mm? 最大工作載荷時(shí)的高度 2 mm? 最小工作載荷 min ? 最大工作載荷 max 7FN? 所選材料 50rCVA 根據(jù)所選材料查表得該材料的各項(xiàng)參數(shù)如下： 許用切應(yīng)力 600MPa? ? 許用彎曲應(yīng)力 750b MPa? ? 切變模量 80000G MPa? 相關(guān)計(jì)算如下： 彈簧的剛度系數(shù) 2112FFk HH?? ? () 7 4 .2 1 4 /8 .7 8 .5 N m m???? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 彈簧的有 效圈數(shù) max3max8 Gdn FC?? () 式中的旋繞比 5DCd??， 最大壓縮量 max? = 毫米。 所以， 338 0 1 0 0 .9 0 .5 5 .18 7 5n ??? ? ??? 取 5n? 圈 ， 總?cè)?shù) 1 27nn???圈 彈簧受力為 minF 時(shí)的變形量 m inm in 4 .2 0 .314F mmk? ? ? ? 彈簧在受力為 maxF 時(shí)的變形量 m a xm a x 7 0 .514F mmk? ? ? ? 一般情況下，工作載荷下的變形量，應(yīng)該在彈簧全變形量的20%~80% 。 取 max b??? b? 為彈簧的全變形量 則， m a x 0 .5 10 .5 0 .5b mm?? ? ? ? 1 4 1 1 4bbF k N?? ? ? ? ? 所以， min 30%1b?? ??， max 50%1b?? ?? 表明 min? ， max? 都滿足工作條件。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 彈簧校檢： 第一步，穩(wěn)定性。 彈簧的高徑比 029 2 .0 5 2 .64 .4Hb D? ? ? ? 故滿足穩(wěn)定性要求。 第二步，強(qiáng)度校檢。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中可知，變載荷作用次數(shù) N應(yīng)取 N= 510 ，此時(shí) ， 彈簧材料的脈動(dòng)循環(huán)剪切疲勞極限 0 5 262 .5b M P a???? 。旋 繞比5DC d??，則彈簧絲的曲度系數(shù) K可由下面公式計(jì)算 4 1 1544CK CC???? () 4 5 1 0 . 6 1 51 . 3 14 5 4 5??? ? ??? 彈簧材料內(nèi)部所產(chǎn)生的最大和最小循環(huán)切應(yīng)力的公式分別為 max max38KD Fd? ??， min min38KD Fd? ?? （ ) 所以帶入數(shù)據(jù)可以得到： m a x 38 1 .3 1 3 .5 7 1 1 2 .1 73 .1 4 0 .9 M P a? ??? ? ?? m in 38 1 .3 1 3 .5 4 .2 6 7 .33 .1 4 0 .9 M P a? ??? ? ?? 對(duì)于變應(yīng)力作用下的螺柱螺旋壓縮彈簧，疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)計(jì)算值 caS本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 及強(qiáng)度條件可按下式計(jì)算 0 m inm a x0 .7 5ca FSS?????? () 式中： FS 彈簧疲勞強(qiáng)度的安全設(shè)計(jì)系數(shù)，在這里取 ~ ? 此處 2 6 2 .5 0 .7 5 6 7 .3 2 .7 91 1 2 .1 7c a FSS??? ? ? 故滿足強(qiáng)度要求。 第三步，共振演算。 由于該彈簧在工作過(guò)程中，不會(huì)高速震動(dòng)，故無(wú)需進(jìn)行共振驗(yàn)算。綜合上述，該彈簧的各項(xiàng)校檢均符合要求 。 本章小結(jié) （ 1） 介紹了電磁先導(dǎo)閥的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （ 2） 對(duì)電磁先導(dǎo)閥進(jìn)行了有關(guān)的計(jì)算和校檢。 （ 3） 對(duì)相關(guān)圖紙進(jìn)行了繪制。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 5 總結(jié)和展望 總結(jié) 本論文首先介紹了液壓支架電液控制系統(tǒng)技術(shù)及電磁閥的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題。通過(guò)介紹國(guó)內(nèi)外支架電液控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)支架電液控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，并結(jié)合研究的背景及意義提出了本課題的主要工作。 通過(guò)改變電磁先導(dǎo)閥控制口油道，由原來(lái)的斜道改為直道，使得閥在加工制造過(guò)程中更加簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)優(yōu)化；完成了對(duì)電磁先導(dǎo)閥電磁鐵 和復(fù)位彈簧的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算。 展望 液壓支架電液控制系統(tǒng)研究是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。本論文中的研究，雖然取得了一些有益的成果，但研究?jī)?nèi)容主要局限在對(duì)現(xiàn)有液壓支架電磁閥的研究。由于本人對(duì)液壓支架用閥這個(gè)領(lǐng)域的理論還不很成熟，加上實(shí)驗(yàn)條件、時(shí)間和本人能力所限，都制約了本論文更為深入的發(fā)展。本人認(rèn)為，在現(xiàn)有工作基礎(chǔ)上來(lái)看，還可以進(jìn)一步進(jìn)行如下幾個(gè)方面的改進(jìn)和研究工作： (1)用仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，尋找一種合理的模型為以后液壓支架用閥設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的理論分析工具，減少在研究過(guò)程中物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)次數(shù)，減少研發(fā)成本 。 (2)利用對(duì)現(xiàn)有模型的理解，進(jìn)一步研發(fā)更大流量的電磁換向閥，以滿足煤礦開(kāi)采的更高需求。 (3)利用現(xiàn)有的分析方法，研究新型電磁換向閥，以水作為工作介質(zhì)，本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 從而減輕乳化液泄露對(duì)環(huán)境的污染。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 參考文獻(xiàn) [1] 欒振輝．液壓支架的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展．礦山機(jī)械． 2021， 9： 15～ 16 [2] 黃尚志．我國(guó)液壓支架技術(shù) 30年發(fā)展回顧與展望．煤礦機(jī)電． 2021， 5： 46～ 50 [3] 羅思波．國(guó)內(nèi)外液壓支架現(xiàn)狀及我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)．煤礦機(jī)電． 2021， 3： 27～ 29 [4] 王勇，姜金球等．綜采支架液壓控制技術(shù)發(fā)展與展望 ．煤礦開(kāi)采． 2021， 10(3)：4～ 6 [5] 張良．液壓支架電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)．煤炭科學(xué)技術(shù)． 2021，31(2)： 5～ 8 [6] 魏一鳴，廖華等．“十一五”期間我國(guó)能源需求及節(jié)能潛力預(yù)測(cè)．中國(guó)科學(xué)院預(yù)測(cè)科學(xué)研究中心 [7] 吳國(guó)強(qiáng)，張北辰．液壓支架電液自動(dòng)控制系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化研究．中州煤炭． 2021， 5：14～ 15 [8] 劉培云，戴智．電液控制系統(tǒng)在液壓支架中的應(yīng)用．礦業(yè)快報(bào)． 2021， 428： 39～40 [9] 董信根，芮豐．本安型電磁先導(dǎo)閥．煤礦機(jī)電． 1992， 4： 3～ 5 [10] 李海 寧，曹春玲．基?。弘娨嚎刂频囊簤褐Ъ芤簤合到y(tǒng)的實(shí)現(xiàn)．液壓與氣動(dòng)． 2021，8： 51～ 53 [11] 毛信遠(yuǎn)． BMJ— II型液壓支架電液控制系統(tǒng)介紹．晉城礦務(wù)局． 1994： 52～ 54 [12] 田永順． XF一 1型電磁先導(dǎo)閥的可靠性分析．煤炭科學(xué)技術(shù)． 1997． 25(7)： 48～50 [13] 程居山 . 礦山機(jī)械 . 徐州 :中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 .： 93～ 94 [14] 電磁鐵設(shè)計(jì)手冊(cè) [15] 濮良貴，紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì) .北京：高等教育出版社 .： 388～ 402 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 致 謝 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 附錄 附圖 7 張。