液壓絞車畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯ppt

1、山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文20T液壓絞車的設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) ： 李加助專 業(yè) ： 機(jī)械電子工程指導(dǎo)老師 ： 張鑫 教授本課題研究的目的和意義本課題研究的目的和意義 通過對液壓絞車的工作原理、工作環(huán)境等進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際對液壓絞車的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對液壓絞車組成的各元件進(jìn)行合理選型、計(jì)算和校核。液壓絞車在性能上具有安全性高、效率高、啟動扭矩大、低速穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，在提升和下放過程中工作運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)， 而且此類絞車操作方便，體積小，可以廣泛地應(yīng)用于煤礦井下，可以大大提高運(yùn)輸效率、降低運(yùn)營成本。液壓絞車的特點(diǎn)液壓絞車的特點(diǎn)：1、動力源由液壓代替了電動。2、可以通過液壓馬達(dá)自身實(shí)現(xiàn)高低速度調(diào)速。 3、

2、 液壓絞車管路采用了大量快換接頭。國內(nèi)外液壓絞車發(fā)展?fàn)顩r國內(nèi)外液壓絞車發(fā)展?fàn)顩r 國外在50年代中期，新型的軸向柱塞式和徑向柱塞式液壓馬達(dá)系列產(chǎn)品紛紛問。大約在60年代中期，研制出防爆液壓絞車。近20年來液壓絞車發(fā)展很快，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的煤礦現(xiàn)在已廣泛使用液壓絞車。 我國煤礦井下防爆液壓絞車的研制和應(yīng)用比歐美、日本大約晚了約十多年，國內(nèi)防爆液壓絞車的研制工作是為了滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要而發(fā)展起來的。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（1）卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)（2）鋼絲繩和卷筒的設(shè)計(jì)（3）液壓馬達(dá)和減速器的選擇（4）制動器的設(shè)計(jì)選用（5）軸、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)及鍵的選擇（6）液壓泵站的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)1.平

3、均拉力200KN2.速度10m/min3.容繩量50m卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì) 液壓傳動與控制的機(jī)械設(shè)備或裝置中，其液壓系統(tǒng)大部分使用具有連續(xù)流動性的液壓油等工作介質(zhì)，通過液壓泵將驅(qū)動泵的原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，經(jīng)過壓力、流量、方向等各種控制閥，送至執(zhí)行機(jī)器（液壓缸、液壓馬達(dá)或擺動液壓馬達(dá)）中，轉(zhuǎn)換為機(jī)械能去驅(qū)動負(fù)載。 這樣的液壓系統(tǒng)一般都是由動力源、執(zhí)行器、控制閥、液壓附件幾液壓工作介質(zhì)的幾部分所組成。 由于選用的液壓馬達(dá)的形式不同，液壓起升機(jī)構(gòu)可分為高速液壓馬達(dá)傳動和低速大扭矩馬達(dá)傳動兩種形式。 低速大扭矩馬達(dá)傳動可直接或通過一級開式圓柱齒輪帶動起升卷筒。雖然低速馬達(dá)

4、本身體積和重量較大，但不用減速器，使整個液壓 起升機(jī)構(gòu)重量減輕，體積減小。并使傳動簡單、零件少，起動性能和制動性能好，對液壓油的污染敏感性小。殼轉(zhuǎn)的內(nèi)曲線徑向柱塞式低速大扭矩馬達(dá)，可以裝在卷筒內(nèi)部，由馬達(dá)殼體直接帶動卷筒轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，便于布置。 本設(shè)計(jì)采用下圖布置方式，這種布置具備了體本設(shè)計(jì)采用下圖布置方式，這種布置具備了體結(jié)構(gòu)簡單，對稱性好，易于檢修調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)簡單，對稱性好，易于檢修調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)。液壓絞車結(jié)構(gòu)布置方式液壓絞車結(jié)構(gòu)布置方式 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 擬定液壓系統(tǒng)圖如右圖所示。液壓馬達(dá)12的排量切換由手動換向閥5實(shí)現(xiàn)，控制壓力由液壓泵12自身提供，為了防止下放時因超越負(fù)

5、載作用而失速，在馬達(dá)回油路上設(shè)置了外控式平衡閥4。另外，為了提高系統(tǒng)工作可靠性，以防污染和過熱造成的故障，在回油路上設(shè)置了回油過濾器7及冷卻器8。四通的中位機(jī)能為K型，在絞車停止待命時，液壓泵可以中位低壓卸荷，有利于節(jié)能。卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的工作過程分析卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的工作過程分析 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的工作周期卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)是周期性作業(yè)。一個工作周期為：啟動加速（0a）、穩(wěn)定運(yùn)動（ab）和制動減速（bc）三個過程。載荷由靜止?fàn)顟B(tài)被加速到穩(wěn)定工作速度（穩(wěn)定運(yùn)動）時，所經(jīng)歷的時間稱為啟動時間，從a到b經(jīng)歷的時間稱為工作時間，從b點(diǎn)的穩(wěn)定運(yùn)動減速到靜止?fàn)顟B(tài)時所經(jīng)歷的時間成為制動時間。起動和制動時間直接影響卷揚(yáng)機(jī)的工作過程，設(shè)計(jì)時可

6、通過計(jì)算選取較為適合的時間。鋼絲繩的選用及校核鋼絲繩的選用及校核 根據(jù)卷揚(yáng)機(jī)工作狀況和起升載荷確定卷揚(yáng)機(jī)起升機(jī)構(gòu)的工作級別，根據(jù)表查得汽車、輪胎、履帶、鐵路起重機(jī)，安裝及裝卸用吊鉤式，利用等級T5，載荷情況L2，工作級別M5。由于其工作環(huán)境惡劣，要求鋼絲繩具有一定的防腐蝕及防銹能力，同時要求鋼絲繩要滿足拉力的要求。 綜合考慮各項(xiàng)因素選取鋼絲繩為： 型號：GB1102-74繩 637 股（1+6+12+18） 繩纖維芯，鋼絲繩表面鍍鉻，直徑：47.5mm 考慮鋼絲繩的自重和絞車在工作過程對應(yīng)的拉力S最大， S=PQ+PG計(jì)算得S=221100N，代入公式 K = =6 n 符合安全系數(shù)要求； 鋼

7、絲繩強(qiáng)度校核鋼絲繩強(qiáng)度校核卷筒的設(shè)計(jì)卷筒的設(shè)計(jì) 滾筒的設(shè)計(jì)主要包括1.卷筒名義直徑D=hd 式中：h與機(jī)構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)相關(guān)系數(shù)。 d鋼絲繩直徑。 計(jì)算得D=850mm.2.卷筒長度L確定 通過容繩量的計(jì)算求得卷筒度長為350mm.3.滾筒外徑：由容繩量和滾筒寬度可確定繞纏層數(shù)，再由繞纏層數(shù)確定外徑為1000mm4.滾筒的轉(zhuǎn)速：由名義直徑和滾筒外徑確定平均直徑，再根據(jù)鋼絲繩的速度可以得出卷筒的轉(zhuǎn)速3.75r/min5 卷筒壁厚：初步選定卷筒材料為鑄鐵卷筒，根據(jù)鑄鐵卷筒的計(jì)算得卷筒壁厚為25mm6 繩槽的選擇：繩槽起固定鋼絲繩引導(dǎo)鋼絲繩纏繞的作用。本設(shè)計(jì)中鋼絲繩繩槽半徑為16mm，深度為8

8、mm，節(jié)距為31mm液壓馬達(dá)的選擇液壓馬達(dá)的選擇液壓馬達(dá)是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，并連續(xù)旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行元件。液壓馬達(dá)在使用中不是泵的逆運(yùn)轉(zhuǎn)，它的效率較高，轉(zhuǎn)速范圍更大，可正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)，能長期承受頻繁沖擊，有時還承受較大的徑向負(fù)載。因此，應(yīng)根據(jù)液壓馬達(dá)的負(fù)載扭矩、速度、布置型式和工作條件等選擇液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)型式、規(guī)格和連接型式等。液壓馬達(dá)的選用液壓馬達(dá)的選用 本設(shè)計(jì)要求采用行星齒輪減速器，單級行星齒輪減速器傳動比=212，傳動效率0.960.99，此處=6（大功率馬達(dá)選用單級行星齒輪減速器） 通過對液壓馬達(dá)相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，選用液壓馬達(dá)為 QJM625.0型液壓馬達(dá)，其參數(shù)如下表所示。減速器的選擇減速器

9、的選擇 根據(jù)總傳動比為6，選用單級行星齒輪減速器傳動比為212，傳動效率96%98%，傳動功率范圍大，承載能力大，工作平穩(wěn)，體積質(zhì)量比普通齒輪蝸桿減速器小得多，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，廣泛用于結(jié)構(gòu)緊湊的動力傳動中。綜合考慮選用型號為NAD500-6-1行星齒輪減速器。減速器相關(guān)參數(shù)減速器相關(guān)參數(shù)軸的選擇軸的選擇 軸的材料 由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造的軸尤為廣泛，因此軸的材料選擇45號鋼并采用正火處理。 軸的工作能力的計(jì)算 指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決

10、于軸的強(qiáng)度，這時需對軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。而對剛度要求高的軸（如車床主軸）和受力大的細(xì)長軸，還應(yīng)進(jìn)行剛度計(jì)算 根據(jù)軸的選用材料查表得軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力40MPa。當(dāng)軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱，最終計(jì)算選擇軸直徑為235mm.聯(lián)軸器的選型聯(lián)軸器的選型1.卷筒軸與減速器之間的聯(lián)軸器選型計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT=170000NmT=250000Nm查表得LZ16型彈性柱銷齒輪式聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩T= 250000 Nm.選用聯(lián)軸器LZ16 GB/T5015-2003330260D1J410240YB馬達(dá)與減速器之間的聯(lián)軸器選型Tca=KAT=2.

11、014166=28332 Nm T=50000 Nm查表得JSB15型聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩T= 50000 Nm選用JSB15型聯(lián)軸器鍵的選用與校核鍵的選用與校核 根據(jù)軸與卷筒的連接方式選用圓頭平鍵A型，其具 體參數(shù)如下制動器的設(shè)計(jì)制動器的設(shè)計(jì) 制動器是用于機(jī)構(gòu)或機(jī)器減速或使其停止的裝置，有時也用作調(diào)節(jié)或者限制機(jī)構(gòu)或機(jī)器的運(yùn)動速度，它是保證機(jī)構(gòu)或機(jī)器安全正常工作的重要部件。為了減小制動力矩，縮小制動器尺寸，通常將制動器裝在機(jī)構(gòu)的高速軸上，或減速器的輸入軸上。制動器的相關(guān)計(jì)算包括以下三個方面1 制動器轉(zhuǎn)矩的計(jì)算2 制動盤的設(shè)計(jì)3 制動器的散熱驗(yàn)算泵站的設(shè)計(jì)泵站的設(shè)計(jì) 配流器的設(shè)計(jì) 各型液壓傳動裝置可

12、以根據(jù)不同工況要求選用各種規(guī)格的配流器,選擇配流器的原則應(yīng)按使用壓力、轉(zhuǎn)速、流量、聯(lián)接方式和所集成閥組要求來考慮。根據(jù)本設(shè)計(jì)的流量需求故選擇D1202型配流器液壓泵及其電機(jī)的選型u液壓泵按照工作原理和基本結(jié)構(gòu)可分為齒輪泵、柱塞泵等幾種類型。液壓絞車的主油泵常用柱塞泵，輔助油泵常用葉片泵、齒輪泵。u液壓泵按照工作壓力可分為低壓泵、中壓泵等。液壓絞車常有工作壓力為中高壓816MPa和高壓1632MPa。u液壓泵按照工作流量能否調(diào)節(jié)，可分為定量泵和變量泵。液壓絞車的主油泵常用變量泵，輔助油泵常用定量泵。 根據(jù)鋼絲繩、卷筒絞車總排量和各部件容積效率等相關(guān)參數(shù)計(jì)算得出泵的流量Q=15.4L/min。根據(jù)

13、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇JBP180ACPOF-KL-O徑向變量柱塞泵徑向變量柱塞泵，外形結(jié)構(gòu)如下圖： 液壓閥的選用 配流器的選擇 D1202型配流器 平衡閥的選擇 FD16FA12/B30型平衡閥 調(diào)速閥的選擇 2FRM10-B/16LB型調(diào)速閥 手動換向閥的選擇 3WMM10G50/F B10型手動換向閥 輔助元件的選用： 油管和管接頭的作用是聯(lián)接液壓元件，構(gòu)成完整液壓系統(tǒng)的通道。管接頭用以把油管與油管與元件連接起來。油管和管接頭應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，良好的密封，小的壓力損失和裝拆方便。直通隔板接頭直角隔板接頭濾油器的選用 為了保證液壓系統(tǒng)的正常工作，提高液壓元件的壽命因此進(jìn)入液壓系統(tǒng)工作的油液必須經(jīng)過濾油器過濾。 本設(shè)計(jì)選擇濾油器為：吸油口YCX-4080LC、回油口RFA-4030L-C。 冷卻器的選用 當(dāng)油液依靠油箱冷卻后而油溫仍過高時，就需要采用冷卻。冷卻器的作用是降低油溫，控制油溫；減小油箱體積；保證液壓系統(tǒng)正常工作，延長液壓元件的使用壽命。本設(shè)計(jì)所采用的冷卻器2LQFW型冷卻器其結(jié)構(gòu)如下圖 油箱的選用 本設(shè)計(jì)油箱的用途主要是儲