【正文】 件 19 鉆臂回轉(zhuǎn)馬達的各參數(shù)的設(shè)計計算 根據(jù) 臺車 的工作條件和 臺車 本身的主要性能可初步估算鉆臂的鉆矩約為 M= m 額定流量L/min 功率 KW 重量 kg 額定 最高 額定 最高 16 20 250 310 675 80 BMD320 馬達的外形圖如下圖所示： 圖 23 BMD320 液壓馬達 郭駱飛組文件 21 推進缸的設(shè)計計算 因為推進過程是和轉(zhuǎn)釬沖擊配合一起完成工作的，所以我們還得單獨計算推進缸的各參數(shù)。 取η =，背壓力 p2約為 0MPa 即： /4=Fmax/η 16 /4=29830/ 由此可算出： D=50mm d==35mm 根據(jù)設(shè)計要求可知液壓缸的行程為 1195mm (3)、計算推進液壓缸的最大流量 初選 v=100mm/s= 可知 Q=A1 v=( /4) v=( 2500 )/4=所以可確定鉆臂升降液壓缸的各參數(shù)為： p=16MPa Q= D=50mm d=35mm 根據(jù)以上計算結(jié)果可以確定推進缸的各主要參數(shù)分別為：缸徑： 216。3 行程： 1195mm 壓力： 16MPa 因為我們選擇的推進缸不是標(biāo)準(zhǔn)系列的液壓缸，所以需要定做 以上就是鉆臂上各工作缸和工作馬達的計算和確定，具體工作原理圖如下所示： 圖 24 臺車 的鉆臂 郭駱飛組文件 23 選擇 參數(shù) ：轉(zhuǎn)矩 M=自動化程度高，減輕工人勞動強度、潤滑條件好，零件壽命高。 HYD200 液壓鑿巖機是沖擊回轉(zhuǎn)式的。其沖擊部分的工作原理是：沖擊部分采用活塞前腔恒高壓式，活塞后腔回油有配油閥的結(jié)構(gòu)，由于活塞前腔為恒高壓，所以推動活塞進入回程。當(dāng)活塞繼續(xù)運動到回程速度等于零的位置，由于活塞后腔高壓油形成的軸向推 力大于活塞前腔恒高壓條件下的面積差的軸向力，活塞開始向前運動進入沖程，當(dāng)活塞快要打擊釬尾之前，活塞上的泄壓槽把低壓回油路與配油閥孔道接通，使得配油閥的推閥腔很快失壓，于是配油閥交變復(fù)位，切斷了向活塞后腔供油，同時把低壓 回油路與活塞后腔溝通，使活塞后腔失壓，由于這時的活塞沖程能量最大，雖然活塞前腔恒高壓開始吸收沖擊能量，但活塞仍然靠慣性向前高速運動，很快打擊釬尾，此后又開始進入回程進行下一個工作循環(huán)，不斷的對釬尾進行沖擊。這四個階段是由 配油閥的供油狀態(tài)決定的。當(dāng)升高到順序閥的調(diào)定壓力 5(Mpa )時 ,順序閥動作，壓力油通過順序閥到?jīng)_擊換向閥的沖擊小油缸 b 腔沖擊閥動作。該系統(tǒng)的壓力由逐步打眼閥來控制。 三． 臺車 液壓系統(tǒng)動力源的設(shè)計計算及確定 本節(jié)我們主要根據(jù)執(zhí)行元件的各參數(shù)來確定和選擇動力源。所以我們需要確定的動力元件主要有電機的各參數(shù)確定和液壓泵的參數(shù)計算和確定 電機的選擇 根據(jù)動力源要帶動液壓泵驅(qū)動液壓馬達而且一般都是井下作業(yè) ,如果選擇柴油機作為動力源的話肯定是危險性較高，因此我們可以選擇45kw 防爆增安型防腐三相異步電動機作為動力源，具體參數(shù)如下表 表 31 額定功率kw 型 號 滿 載 時 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/ 額定轉(zhuǎn)堵轉(zhuǎn)電流/ 額定電最大轉(zhuǎn)矩/ 額定轉(zhuǎn)重量kg 電流A 效率 轉(zhuǎn)速r/min 功率因素cos 郭駱飛組文件 32 矩 流 矩 45 YA250M4WF 92﹪ 1470 425 液壓泵的計算和確定 本 臺車 所用的液壓泵有兩個，主泵為四聯(lián)徑向柱塞泵，供給鑿巖機沖擊、轉(zhuǎn)釬用及或供行走馬達用。該泵具有技術(shù)指標(biāo)先進，轉(zhuǎn)速高、壓力高、效率高、結(jié)構(gòu)簡單，承受沖擊性能好的特點。他們的各參數(shù)的確定過程如下： 輔泵的確定 因為輔泵主要是 供左右鉆臂各種動作和支腿液壓缸用，而這些執(zhí)行元件中鉆臂升降液壓缸的受力和流量最大，因此只要能滿足鉆臂升降缸的各種動作那其他各執(zhí)行液壓缸和液壓馬達必定能夠滿足，所以我們就可以根據(jù)鉆臂升降缸的各參數(shù)來確定輔泵的各參數(shù)，計算過程如下： 液壓泵的最大工作壓力 Pmax Pmax≥ p1＋△ p 注： p1 為最大工作壓力 郭駱飛組文件 33 △ p為系統(tǒng)進油路上的總壓力損失 經(jīng)過類比可知： p1=16MPa △ p= 所以 Pmax≥ 液壓泵的最大流量 Qmax=KQ 泵的流量 注： K 為泄漏系數(shù) K取 Q=所以 Qmax= =液壓泵的驅(qū)動功率 Nmax=Pmax Qmax/ η =( 1000 10 00)/(60 )= 所以計算出的泵的各參數(shù)為：壓力 p= 流量 Qmax=由此可知輔助泵選 MBD 2 10FLF 兩聯(lián)徑向柱塞泵（ 參數(shù)如下表） 主泵的確定 主泵主要是供給鑿巖 機沖擊和轉(zhuǎn)釬用。因為主泵是由四聯(lián)泵組成，而我們設(shè)計的液壓系統(tǒng)是對稱的系統(tǒng)，所以每個鑿巖沖擊和轉(zhuǎn)釬系統(tǒng)有兩個泵供油，為了便于分析我們可以定義為主泵 1 和主泵 2 郭駱飛組文件 34 由已經(jīng)確定的鑿研機和推進缸的各參數(shù)可知： Q =41L/min Q =初選主泵的排量 q=所以主泵的流量 Q1=nq=1470r/min 由系統(tǒng)要求可知泵 2主要帶動推進缸和鑿巖機中的轉(zhuǎn)釬馬達用 泵 1主要是帶動沖擊器做沖擊用。根據(jù)我們設(shè)計的 臺車 的具體工作情況和其實際的管路連接情況，我們可以把總回路圖分成五個小回路來分別分析確定各個回路的控制閥，分別是支腿回路、七聯(lián)閥回路、沖擊回路、轉(zhuǎn)釬推進回路、行走回路 支腿液壓回路控制閥的確定 各液壓控制閥的額定壓力和額定流量一般應(yīng)與其使用壓力和流量相接近。如果額定壓力和額定流量小于使用壓力和流量，則易引起液壓卡緊和液動力不足，并對閥的工作品質(zhì)產(chǎn)生不良影響 由上面所得的支腿液壓缸和液壓泵的各參數(shù)可知通過方向控制閥的最大流量是 Q=,最大壓力 p=16MPa 所以可選擇合肥長源液壓件廠生產(chǎn)的 ZDL10ETO01型三位六通手動多路換向閥 型號說明如下： 郭駱飛組文件 37 七聯(lián)閥回路控制閥的確定 由上面的計算我們可以知道七聯(lián)閥中控制七個執(zhí)行元件，其中鉆臂升降液壓缸的受力最大，所以執(zhí)行元件中就可以根據(jù)鉆臂升降缸的參郭駱飛組文件 38 數(shù)來確定方向控制閥的各參數(shù)。因液壓泵的最大流量為 ,最大提供壓力為 16MPa 根據(jù)以上參數(shù)我們可以確定通過方向控制閥的最大壓力為 p=16MPa 最大流量為 Q=所以我們可以選擇四川長江液壓件廠生產(chǎn)的 ZS3L10F7(T0)型液壓控制閥型號說明如下： 圖 41 方向控制閥型號說明 郭駱飛組文件 39 性能參數(shù) 沖擊液壓回路方向控制閥的確定 因為沖擊器是在液壓鑿巖機連成一體的，所以沖擊器的最大壓力和最大流量應(yīng)按照鑿巖機的最大流量和壓力來計算。 溢流閥 表 43 壓力 MPa 公稱直徑 型號 調(diào)壓范圍 最大流量 重量 kg 18 3/8in BT03*32 100L/min 郭駱飛組文件 44 15 BG03*32 a DA型先導(dǎo)式卸荷溢流閥 表 44 通徑 mm 最大工作壓力 MPa 最大流量L/min 切換壓力 介質(zhì)溫度 ℃ 介質(zhì)粘度10 重量 kg 25 100 17﹪以內(nèi) 20～ 70 ～ 380 SV10 型單向閥 表 45 通徑 mm 最大流量L/min 最大工作壓力 MPa 操縱力 N 重量 kg 生產(chǎn)廠家 10 100 2027 4 上海立新 2LQFW 型冷卻器 表 46 換熱面積m 傳熱系數(shù)w*m *k 設(shè)計溫度 ℃ 工作介質(zhì)壓力 MPa 冷卻介質(zhì)壓力 MPa 由惻壓力降 MPa 介質(zhì)黏度10 m /s ～ 16 348～ 407 100 10～ 326 XU63*200 濾油器 表 47 流量 L/min 額定壓力 MPa 過濾精度 μm 初始壓力降MPa 重量 kg 63 200 郭駱飛組文件 45 油箱容積的計算 油箱容積的有效容量一般為泵的容量的三到七倍，對行走機械冷卻效果比較好的設(shè)備，油箱的容量可選擇小些，對固定設(shè)備、空間面積不受限制的設(shè)備則應(yīng)采用較大的容量。因此在選擇管長及軟管安裝時應(yīng)避免軟管處于拉緊 狀態(tài)。通過以下公式算出管道內(nèi)徑： 主泵 1 d1= = = =22mm 由于主泵 1 和主泵 2 的型號相同 d2=22mm，所以油管可選 M22JB188777 郭駱飛組文件 47 輔泵：取管內(nèi)許用流速為 vp=, 管的內(nèi)徑為： 所以 d3= = = =18mm 所以輔泵的輸出油管可選 M18JB188777 主泵 1和主泵 2 合流后的油管：取管內(nèi)許用流速為 vp=, 管的內(nèi)徑為： 所以 d4= = = =22mm 由于主泵 1 和主泵 2 合流后的油管可選 M22JB188777 通過類比可知其他油管都可選用 M22JB188777 油管 除卸荷閥控制油管稍細點可選用 M14JB188777外 管接頭的具體選擇型號和參數(shù)可參照圖中的明細表 郭駱飛組文件 48 管子外徑 D0 公稱直徑 DN d d1 I1 I2 L 14 8 M14 16 19 43 72 22 15 M22 14 14 21 48 管子 外徑 D0 件號 1 2 3 4 5 標(biāo)準(zhǔn)號 JB/T20991977 JB/T9811977 JB/T12351977 JB/T18441977 JB/T9821977 件名 接管 螺母 O 型圈 接頭體 墊圈 件數(shù) 1 1 1 1 1 材料 20 35 橡膠 14 35 組合件 零件標(biāo)稱型號 郭駱飛組文件 49 14 14 M22 16 14/M14 14 14/M18 18 22 22 M27 24 22/M27 22 22/M22 7l 型號是焊接式端直通長管接頭 接頭的組合墊圈型號尺寸如下 郭駱飛組文件 50 公稱 直徑 d1 d2 D 螺紋尺寸 尺寸 公差 尺寸 公差 尺寸 公差 14 177。 25 ＋ 30 － M22 五 .液壓驅(qū)動鑿巖 臺車 液壓系統(tǒng)管路的配置 本節(jié)我們主要介紹各液壓回路的組成情況及各回路的解釋說明，為了設(shè)計和分析的方便，我們可以把我們要設(shè)計的液壓系統(tǒng)分成支腿 液壓回路、七聯(lián)閥液壓回路、轉(zhuǎn)釬推進液壓回路、沖擊液壓回路、行走液壓回路五個分系統(tǒng)回路，最后把個回路組合成總液壓回路。行走時四聯(lián)泵中各二聯(lián)合流向左右行走馬達供油，并同時向液壓制動離合器供油，打郭駱飛組文件 51 開制動器。行走馬達的制動由馬達油路控制。 v 巖鑿效率高，速度快經(jīng)試驗對比，在同類巖石和相同孔徑的條件下，鑿深孔用液壓鑿巖機比氣動鑿巖，鑿巖速度提高二倍以上。 v 降低鑿巖成本 由于液壓壓力比氣動壓力高 10 倍左右。提高了工作面的能見度，改善操作環(huán)境。 v 液壓鑿巖施工可提高施工質(zhì)量 郭駱飛組文件 52 由于液壓鑿巖爆破后巷道規(guī)格尺寸和表面規(guī)整。 各回路和總圖的分析說明如下： 七聯(lián)閥液壓回路 (圖 51 七聯(lián)閥回路 ) 郭駱飛組文件 53 郭駱飛組文件 54 七聯(lián)閥液壓回路的組成見上圖：