針對列車超裝后進行自動計量卸載裝置設(shè)計大學畢業(yè)論文

目錄TOC\o"1-3"\h\u36161緒論 2223042總體方案 3327142.1自動計量卸載裝置工況及要求 3149682.1.1工況條件 3279962.1.2要求 3269042.2方案對比 4166702.2.1機架形式對比 4322692.2.2取料裝置方案對比 4174502.2.3卸料裝置方案對比 4223432.2.4計量裝置方案對比 564052.3裝置基本組成簡介 582552.4主要技術(shù)參數(shù) 6112973自動計量卸載裝置電控技術(shù)方案 8202153.1技術(shù)設(shè)計要求 8208473.2電控系統(tǒng)方案設(shè)計 935303.2.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 9162223.2.2裝置系統(tǒng)控制方式綜述 1084203.2.3裝置系統(tǒng)控制過程詳述 13232954主要電氣設(shè)備選型及技術(shù)特點 1631654.1主要設(shè)備選型及技術(shù)特點 1697674.1.1可編程控制器(PLC) 16103154.1.2觸摸屏TP270 17265664.1.3牽引絞車驅(qū)動變頻器 17313074.2系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)特點 17101895主要部件的設(shè)計和選型 18103095.1取料裝置的設(shè)計 1890425.1.1刮板輸送機發(fā)展概況 18139555.1.2發(fā)展趨勢 19171115.1.3刮板輸送機的機構(gòu)與作用 2049475.1.4刮板輸送機的型式選擇 20112395.1.5機頭部及傳動裝置的設(shè)計與選型 20176025.1.6機尾部 2541885.1.7刮板鏈的設(shè)計與選擇 25289865.1.8刮板的設(shè)計 29125565.2液壓泵站系統(tǒng)的設(shè)計與計算 315195.2.1初選系統(tǒng)工作壓力 32303855.2.2油缸作用時間的確定 33222895.2.3液壓缸 34233695.2.4馬達 42320725.2.5液壓泵 46284855.2.6驅(qū)動電機 5196245.2.7液壓控制閥 55248805.2.8油箱 62185315.2.9聯(lián)軸器 64255446設(shè)備的檢查及維護保養(yǎng) 684596.1設(shè)備的檢查 68280586.1.1班前檢查 68218476.1.2常規(guī)防護檢查 68262597總結(jié) 6915287參考文獻 7015155翻譯部分 7213236中文譯文 7219012致謝 801緒論在產(chǎn)的煤業(yè)大型生產(chǎn)企業(yè)，煤炭外運主要采取火車運輸方式。外運煤炭一般由選煤廠、發(fā)運站火車裝車系統(tǒng)裝車。大部分裝車系統(tǒng)為上世紀七、八十年代建成，由于受當時設(shè)計水平、裝備能力、投資規(guī)模等條件的影響，該類裝車系統(tǒng)普遍存在效率低、調(diào)控能力差，不能自動解決裝運列車多裝、超載、卸煤集約回收等問題。這些問題已廣泛影響生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能與運能的發(fā)揮，因此如何提高裝車系統(tǒng)的自動化程度、減小裝車誤差、提高裝車效率、集約回收超裝后的卸煤，滿足企業(yè)外運高產(chǎn)、高效的需求，是許多煤企在這一作業(yè)環(huán)節(jié)中亟待解決的問題。煤礦裝車系統(tǒng)主要存在以下幾方面的問題：采用多人手動操作方式進行放煤式裝載，裝煤量依靠操作人員的經(jīng)驗控制，無法滿足裝煤精度的要求，普遍存在著裝車誤差大的缺點（虧裝、超裝，每一車皮最大超載量高達7000Kg）。裝車系統(tǒng)無“超裝自動卸載裝置”，對于超裝的煤采用人工卸煤，卸煤量大小無法控制，無法滿足車皮裝載量精度的要求。采用人工卸煤處理車皮的超裝量，工人勞動強度大，影響整車裝車效率，卸載煤沿鐵路堆放、無法較好地集散、造成作業(yè)環(huán)境的無序、雜亂及污染。上述問題的存在也對煤炭外運作業(yè)的有序管理帶來很大的困難和不利，也給運、銷工作帶來很多后續(xù)的問題。對于上述問題的解決，可以采用全自動裝車（或配煤裝車）系統(tǒng)，以保證快速、精確地裝車。然而上述全自動裝車系統(tǒng)僅適合于新建的裝車線，而將其用于對于現(xiàn)有裝車線的改造顯然是不合適宜的。針對多數(shù)煤礦裝車系統(tǒng)存在的問題，我們通過廣泛的調(diào)查研究，結(jié)合機械、液壓傳動；傳感技術(shù)；自動化控制；計算機管理、監(jiān)控等方面的綜合技術(shù)，根據(jù)許多礦列車裝運線現(xiàn)有的實際情況與條件，設(shè)計出了針對列車超裝后進行自動計量卸載裝置。2總體方案2.1自動計量卸載裝置工況及要求2.1.1工況條件最大卸載量：7000Kg車皮尺寸：長度：11～12.5m高度：2.6～3.2m軌距：1.435m列車行最大駛速度：6m/min2.1.2要求實現(xiàn)超裝車皮的自動計量卸載，卸載量控制精度為±200Kg；系統(tǒng)具備自動計量卸載和人工手操作卸載兩種工作方式；具備完善的計量卸載系統(tǒng)與列車運行的安全連鎖及各類保護。整個自動計量卸載系統(tǒng)應滿足煤礦裝車場地及地面配套設(shè)備的要求。根據(jù)用戶提出的有關(guān)本裝置的其他相關(guān)要求。2.2方案對比2.2.1機架形式對比機架是整個裝置的載體，所有的設(shè)備和裝置都是安裝在機架上的。機架的形式主要有兩種：一種是旁置式，一種是橫跨式（龍門架）。最終我們采用了橫跨式，和旁置式相比，橫跨式具有及時性好，工作方式簡單等優(yōu)點。2.2.2取料裝置方案對比為了實現(xiàn)把超裝的煤從車皮中取出，取料裝置是必不可少的。在取料裝置的選擇上主要有以下幾種方案：抓斗式斗輪式耙裝式其中，抓斗式和斗輪式都能夠具有快速取料的功能，但其取料量不便控制，不能實現(xiàn)準確計量。耙裝式取料裝置，它具有連續(xù)取煤的功能，取料均勻，瞬時取煤不至于過多或過少，便于取料量的控制。但它的不足之處是其快速性沒有抓斗式和斗輪式的好。通過比較分析，最終選擇耙裝式取料裝置。2.2.3卸料裝置方案對比取料裝置取出的煤要通過卸料裝置才能到達計量皮帶稱稱上。卸料裝置的作用不僅是對超裝量的卸載，同時為了實現(xiàn)精確裝車的目的，其還擔負著將多取的煤返回車皮的任務。為了實現(xiàn)這個功能，我們比較了以下幾種方案：四連桿翻板機構(gòu)分料器機構(gòu)油缸翻板卸料機構(gòu)其中，四連桿機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)卸料裝置的功能，同時其及時性也好，但其所承受的摩擦力和驅(qū)動力都比較大，這樣的后果是磨損嚴重，機構(gòu)容易損壞，裝置磨損后其精度變的很差，而且所需的動力源也需要更大的功率。顯然，它不是好的方案。分料器不存在磨損問題和及時性問題，但其致命的缺點是其體積較另外兩種大，而取料機構(gòu)和平臺之間的空間有限，如果采用分料器就必須提高取料裝置，這樣的后果是帶來整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的問題，同樣分料器也不是一個好的辦法。油缸翻板機構(gòu)能夠很好地滿足要求，而且它的體積較小，宜損件便于更換，最終我們采用了油缸翻板機構(gòu)。2.2.4計量裝置方案對比為了實現(xiàn)精確卸載，需要對取料裝置取出的煤進行計量，計量的方法有以下幾種：計量皮帶稱稱定容積法定時間法其中，定容積法是指根據(jù)工人的經(jīng)驗或列車超裝量的平均值對取料量設(shè)定一個固定的容積，每次取料都按這個固定的容積來取。定時間法是指對取料機構(gòu)的工作時間設(shè)定一個固定的時間，如論超裝量為多少，每次取料裝置都工作那么長的時間。顯然，這兩種方法都不能滿足準確取料的要求。采用計量皮帶稱稱可以很好地滿足精度要求。2.3裝置基本組成簡介經(jīng)過分析比較后，最終自動計量卸載系統(tǒng)由龍門架、耙裝式取煤裝置、翻板卸載裝置、液壓泵站、計量皮帶稱、轉(zhuǎn)運皮帶、集煤倉、給煤機、電控柜、操控室等組成。龍門架：龍門架采用焊接結(jié)構(gòu)，為整個耙裝式自動計量卸載系統(tǒng)的安裝平臺，耙裝取煤裝置、卸料翻板裝置、液壓泵站、計量皮帶稱、轉(zhuǎn)運皮帶、電控系統(tǒng)等置于龍門架安裝平臺之上。耙裝取煤裝置：卸載取煤機構(gòu)由耙裝盤、刮板輸送機、取料臂等組成。耙裝盤、刮板輸送機置于取料臂上，取料臂安裝在龍門架安裝平臺的支撐座中。取煤卸載機構(gòu)在升降液壓缸的控制下，分別進入取煤卸載工位及列車通過工位。耙裝盤鉸接于取料臂上，在耙裝盤液壓缸的作用下，可對耙裝盤角度進行調(diào)整，以利于取煤。翻板卸料裝置：翻板卸料裝置由支撐架、卸料板、翻轉(zhuǎn)液壓缸等組成。翻板卸料裝置工作時，根據(jù)控制指令將耙裝取煤裝置所取的煤送入計量皮機帶或卸回車廂。液壓泵站：液壓泵站安置于龍門架平臺一側(cè)。液壓泵站采用雙泵系統(tǒng)，分別為液壓馬達和液壓缸提供液壓動力。耙裝盤液壓馬達由手動變量泵供液，以便調(diào)節(jié)撥轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速，進而調(diào)節(jié)耙裝取煤量。刮板輸送機液壓馬達和一系列的油缸由定量液壓泵供液。計量皮帶稱：計量皮帶稱安置于龍門架平臺中央，完成卸載煤的計量，并將計量后煤料送入轉(zhuǎn)運皮帶。轉(zhuǎn)運皮帶：轉(zhuǎn)運皮帶安裝在龍門架平臺上，承接計量皮帶稱輸送的卸載煤，并將卸載煤運至集煤倉。集煤倉、給煤機：集煤倉安裝在龍門架的側(cè)面，用于承接轉(zhuǎn)運皮帶的卸載煤。給煤機連接在集煤倉的下端，用于集煤倉煤的裝運。電控柜：電控柜置于龍門架平臺上，內(nèi)置總電源及各類強、弱電控系統(tǒng)。操作控制室：操作控制室布置在龍門架上，位于耙裝取煤裝置一側(cè)。操作控制室內(nèi)設(shè)置耙裝式自動計量卸載系統(tǒng)的觸摸屏人機控制界面。在控制室內(nèi)可進行卸載系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置等各種操作。操作控制室前面及兩側(cè)配置觀察玻璃窗，室內(nèi)設(shè)置冷暖空調(diào)，配置一名操作人員操作控制。2.4主要技術(shù)參數(shù)龍門架總體參數(shù)機架龍門長度(立柱中心距)：3.0m機架龍門寬度(過車寬)：3.4m機架龍門高度（距軌面）：3.45m卸載取煤機構(gòu)耙裝盤寬度：2.5m耙裝盤臥底深度：250mm耙裝盤抬起高度：360mm轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速：30r/min刮板輸送機運輸形式：邊雙鏈刮板槽寬：510mm爬坡設(shè)計夾角：25°鏈速：0.95m/s錨鏈規(guī)格：18×64mm張緊形式：黃油缸張緊輸送量：180m/h液壓系統(tǒng)系統(tǒng)額定壓力：馬達控制系統(tǒng)16MPa液壓缸控制系統(tǒng)10MPa裝載馬達驅(qū)動泵電動機：型號：Y200L-4功率：30KW轉(zhuǎn)速：1470r/min液壓缸驅(qū)動泵電動機：型號：Y160L-4功率：15KW轉(zhuǎn)速：1460r/min電氣系統(tǒng)供電電壓：380/660V總功率：45KW3自動計量卸載裝置電控技術(shù)方案3.1技術(shù)設(shè)計要求裝置具備全自動取煤和人工手操作取煤兩種工作方式，且兩種方式可以任意切換，切換過程中不能打亂系統(tǒng)整個工作流程。裝置在自動工作方式下，每節(jié)車皮的卸載誤差不得超過±200kg。由位置檢測機構(gòu)控制取料臂的動作，形成閉環(huán)控制。列車行走與耙裝取煤機構(gòu)動作相匹配。在整個卸載取煤過程中，不允許有灑、漏煤現(xiàn)象發(fā)生。在手動操作方式下，各機構(gòu)可單獨動作，方便人工操作。裝置具有完善的報警功能，防止人工操作失誤。裝置具有各種保護，保證系統(tǒng)的安全正常運行。裝置具有完善的故障報警功能，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的故障，并給出相應的信息，供維修人員判定和處理。整個電控系統(tǒng)設(shè)計，均按照鐵路電控設(shè)計標準執(zhí)行，依據(jù)故障導向安全的原則進行設(shè)計。利用工業(yè)現(xiàn)場專用觸摸屏面板顯示整個系統(tǒng)的工作過程，和當前卸載取煤量、車皮編號、車皮總數(shù)、每節(jié)車皮的給定取煤量、實際取煤量、當日取煤總量、操作員姓名等數(shù)據(jù)。電氣線路設(shè)計要求簡單、布線合理，走線及安裝，一律按照國家電工協(xié)會標準執(zhí)行。3.2電控系統(tǒng)方案設(shè)計3.2.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自動計量卸載裝置主要是根據(jù)前方傳來的車皮參數(shù)、裝煤量等有關(guān)參數(shù)，通過調(diào)整自動計量卸載裝置的有關(guān)工作參數(shù)進行計量取煤卸載。取出的煤量通過電子皮帶秤進行計量、判定。本裝置主要通過對列車牽引絞車進行變頻調(diào)速，實現(xiàn)卸載取煤量的調(diào)節(jié)。耙裝盤耙裝速度也可根據(jù)相應的有關(guān)參數(shù)進行調(diào)節(jié)，以滿足卸載取煤量的要求。列車定位、耙裝取煤裝置的定位及升降動作均由控制系統(tǒng)根據(jù)卸載取煤參數(shù)的要求進行調(diào)節(jié)與控制。上述各功能的實現(xiàn)均由PLC（可編程序控制器）完成。因此可編程序控制器PLC是整個系統(tǒng)的控制核心。裝置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.１所示：觸摸屏觸摸屏軌道衡稱重數(shù)據(jù)打印軌道衡稱重數(shù)據(jù)打印故障報警列車牽引絞車控制可編程控制器故障報警列車牽引絞車控制可編程控制器PLC傳感器傳感器轉(zhuǎn)運皮帶控制耙裝卸載裝置轉(zhuǎn)運皮帶控制耙裝卸載裝置液壓控制系統(tǒng)皮帶秤控制耙裝卸載裝置保護刮板輸送機耙裝卸載裝置保護刮板輸送機控制耙裝盤控制圖3.1電控原理方案3.2.2裝置系統(tǒng)控制方式綜述系統(tǒng)控制方式分為以下幾種：自動控制方式：當控制方式選擇開關(guān)處于自動控制方式時，計量卸載取煤系統(tǒng)按照預定的工藝流程自動進行。在此過程中，除了故障按鈕按下，手動狀態(tài)無效。本過程中允許進行其中一些參數(shù)重新調(diào)整、設(shè)置，如車皮數(shù)量、型號等數(shù)據(jù)。自動控制卸載取煤工藝流程參見圖3.2。手動控制方式：當控制方式選擇開關(guān)處于手動控制方式時，可以手動控制耙裝取煤機構(gòu)的升降、耙裝盤的運轉(zhuǎn)、計量皮帶稱及轉(zhuǎn)運皮帶的運行等工況。手動控制時報警系統(tǒng)和保護系統(tǒng)及極限停車位有效，以防止人工操作失誤。本過程允許進行參數(shù)設(shè)定以及參數(shù)調(diào)整。手動卸載取煤過程工藝流程參見圖3.3。故障處理方式：裝置發(fā)生故障后，當按下故障處理按鈕后，系統(tǒng)停止工作處于檢修狀態(tài)。設(shè)備所存在的故障排除后，控制方式轉(zhuǎn)換開關(guān)處于自動位置時，可以按下故障恢復按鈕，系統(tǒng)繼續(xù)故障發(fā)生前的工況。若按下系統(tǒng)復位按鈕，所有工作數(shù)據(jù)清零，系統(tǒng)所有的動作重新開始。停止方式：按下系統(tǒng)急停開關(guān)，控制系統(tǒng)掉電。在此工作方式下，所有的自動、手動操作全部失效。此工作方式為安全檢查方式。使用此功能時，列車就無法啟動，必須把取料裝置抬起復位，并關(guān)閉安全鎖，列車才能啟動。選擇自動方式，按系統(tǒng)啟動鍵參數(shù)設(shè)定完成，確認鍵按下開始選擇自動方式，按系統(tǒng)啟動鍵參數(shù)設(shè)定完成，確認鍵按下開始對比參數(shù)，計算第N節(jié)車皮的取煤量，同時計算牽引絞車速度對比參數(shù)，計算第N節(jié)車皮的取煤量，同時計算牽引絞車速度軌道衡傳來第N節(jié)車皮裝車重量 軌道衡傳來第N節(jié)車皮裝車重量1、2號傳感器上升沿信號，第N節(jié)車皮到達。蓄能器檢測滿足條件1、2號傳感器上升沿信號，第N節(jié)車皮到達。蓄能器檢測滿足條件放下轉(zhuǎn)臂，開始取煤放下轉(zhuǎn)臂，開始取煤皮帶秤計量是否到達取煤量置傳感器2為ON？皮帶秤計量是否到達取煤量置傳感器2為ON？N3、4號傳感器是否有下降沿信號NN3、4號傳感器是否有下降沿信號NYYYY轉(zhuǎn)臂抬起，停止取煤轉(zhuǎn)臂抬起，停止取煤5、6號傳感器有下降沿信號時7號是否有信號5、6號傳感器有下降沿信號時7號是否有信號緊急停止煤車緊急停止煤車啟動蓄能器備用液壓油路系統(tǒng)報警NNY故障處理Y故障處理N是否到達最后一節(jié)車皮 N是否到達最后一節(jié)車皮YY各機構(gòu)停止動作各機構(gòu)停止動作結(jié)束結(jié)束圖3.2自動取煤過程工藝流程開始開始系統(tǒng)上電系統(tǒng)上電選擇開關(guān)置于手動位置選擇開關(guān)置于手動位置啟動液壓系統(tǒng)啟動刮板機和撥爪啟動液壓系統(tǒng)啟動刮板機和撥爪啟動轉(zhuǎn)運皮帶和電子秤車皮到，手動放下轉(zhuǎn)臂取煤車皮到，手動放下轉(zhuǎn)臂取煤人工監(jiān)控電子秤取煤讀數(shù)人工監(jiān)控電子秤取煤讀數(shù)N是否會碰上車廂是否會碰上車廂是否到達最終取煤量是否到達最終取煤量NNYYY手動抬起轉(zhuǎn)臂手動抬起轉(zhuǎn)臂N是否到達最后一節(jié)車皮N是否到達最后一節(jié)車皮YY各機構(gòu)停止動作各機構(gòu)停止動作結(jié)束結(jié)束圖3.3手動操作工藝流程圖3.2.3裝置系統(tǒng)控制過程詳述考慮到本系統(tǒng)的整個工藝運行流程以及相關(guān)的技術(shù)要求，將整個系統(tǒng)化分為下列控制過程：系統(tǒng)上電電源總開關(guān)閉合，控制系統(tǒng)上電、液壓控制系統(tǒng)上電，相應的上電指示燈點亮。參數(shù)設(shè)定人工初始設(shè)定系統(tǒng)運行有關(guān)參數(shù)。選擇或輸入列車的編組信息。該信息可通過485口傳送,也可直接輸入。自動運行控制（參見附錄一卸載取煤運行時序圖）當列車編組信息輸入后，選擇開關(guān)處于自動控制方式時，按下啟動按鈕，系統(tǒng)信號檢測正常后，進入自動控制方式工作狀態(tài)。轉(zhuǎn)運皮帶啟動。當1、2號傳感器同時收到上升沿信號，耙裝卸載裝置、翻板卸料裝置進入工作位置進行卸載取煤。同時對車皮開始計數(shù)。卸載機構(gòu)卸載取煤同時，電子皮帶秤計量卸載量，并與軌道衡傳過來的重量數(shù)據(jù)比較，當達到卸載取煤量時，翻板卸料裝置動作，將刮板輸送機上的煤返回到車廂內(nèi)，減少了誤差。與此同時，卸載機構(gòu)動作，進入列車通過位置，到位后7號傳感器有信號。當3、4號傳感器下降沿信號，卸載機構(gòu)未處于列車通過位置時，且耙裝盤距車廂頂部只有1米距離，卸載機構(gòu)無條件抬起，處于列車通過位置。當5、6號傳感器下降沿信號，卸載機構(gòu)距車廂只有0.6米距離，7號傳感器仍無信號，系統(tǒng)報警，并無條件停止列車。7號傳感器有信號時，列車正常通過。當1號傳感計數(shù)到達上限后，作業(yè)完成，相應機構(gòu)停機，等待下一步命令。煤量預估控制依據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，最大取煤量為7000Kg，根據(jù)不同的卸載取煤量，計算取煤機構(gòu)插入煤層的深度和列車行進的速度。如果卸載取煤量過大，必須調(diào)整列車行進速度，系統(tǒng)把列車行進速度分為三擋速度控制，以保證大卸載取煤量時也能完成工作要求。根據(jù)不同的卸載取煤量，裝置把取煤機構(gòu)插入深度也分為三擋。當卸載取煤量大時，插入煤層的深度較大，反之較淺。既到達快速卸載取煤的要求，又保證稱量精度。卸載機構(gòu)控制卸載機構(gòu)控制是控制系統(tǒng)的主要部分，分別包括：卸載機構(gòu)的位置控制：卸載機構(gòu)由液壓缸配合限位開關(guān)控制。根據(jù)控制信號卸載機構(gòu)分別處于卸載工作位和列車通過位。卸載取煤時，根據(jù)不同的卸載取煤量，卸載機構(gòu)處于不同的工作位置。刮板輸送機驅(qū)動：刮板輸送機由液壓馬達驅(qū)動，該馬達由變頻液壓動力源驅(qū)動，使刮板輸送機速度可調(diào)，以保證有限時間內(nèi)的運量和卸載取煤量。耙裝盤驅(qū)動：耙裝盤與刮板輸送機同步變頻調(diào)速。卸載機構(gòu)保護： 在正常卸載取煤作業(yè)中，若卸載機構(gòu)受力過大超載，控制系統(tǒng)控制卸載機構(gòu)自動上抬，以減小受力。在非作業(yè)期間使用卸載機構(gòu)安全鎖。當關(guān)閉安全鎖后，牽引絞車啟動回路接通，才能牽引列車。卸載機構(gòu)具有雙重保護，為防止撞上車廂，由3、4、5、6傳感器測量位置，進行保護。若列車到位后卸載機構(gòu)不能抬起，列車會聯(lián)鎖停車。另一方面在液壓上設(shè)計有獨立于PLC的旁路控制回路，供緊急時自動啟動蓄能器備用油源，也可使卸載機構(gòu)處于列車通過位置。電子皮帶秤控制電子皮帶秤啟停：由PLC控制啟停，具有保護功能。數(shù)據(jù)采集：電子皮帶秤的稱重量通過485信號傳輸給PLC,一節(jié)車皮取完后，PLC下達數(shù)據(jù)清零信號給電子皮帶秤，以備下次重新計量。牽引絞車控制啟停控制：牽引絞車（鐵牛）的啟停仍由前方裝煤人員控制。在啟?；芈分写胪Ｖ归_關(guān)，卸載取煤操作人員可以按下停止開關(guān)使列車停止。卸載機構(gòu)的位置信號也串入啟停回路。當因卸載取煤系統(tǒng)原因，前方裝煤人員無法啟動列車時，卸載取煤系統(tǒng)會送出相應的指示信號。速度控制：牽引絞車由45KW變頻調(diào)速器控制（可根據(jù)用戶裝機容量定），進而控制列車的運行速度。速度分三擋進行，正常卸載取煤速度為V，當需卸載取煤量為0～4000Kg時，列車速度降為V,當需卸載取煤量超過4000Kg時，列車速度降為0.6V。液壓系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)的啟停：液壓系統(tǒng)的啟停由PLC依據(jù)工藝要求進行控制。液壓系統(tǒng)的運行監(jiān)控：為了使液壓系統(tǒng)安全可靠的運行，控制系統(tǒng)對其實行實時監(jiān)控，內(nèi)容包括：工作壓力、液箱油位、液壓油溫、油污染、超壓保護等。轉(zhuǎn)運皮帶控制啟?？刂疲簡⑼Ｓ蒔LC依據(jù)工藝要求進行控制。驅(qū)動電機配有熱保護。跑偏控制：左右配置4個跑偏開關(guān)，當皮帶極限跑偏時，信號傳輸?shù)絇LC,卸載取煤動作會自動停止，并報警。觸摸屏控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)設(shè)定與顯示采用工業(yè)專用觸摸屏，可方便的設(shè)定運行數(shù)據(jù)，并實時監(jiān)控取煤運行數(shù)據(jù)，可以顯示故障報警信息。4主要電氣設(shè)備選型及技術(shù)特點4.1主要設(shè)備選型及技術(shù)特點自動計量卸載裝置電氣控制部分主要有以下幾個部分：4.1.1可編程控制器(PLC)可編程控制器PLC為本套系統(tǒng)的控制核心，選用德國SIEMENS公司的成熟產(chǎn)品S7-300系列CPU314可編程控制器。 主要完成以下幾種功能:按照工藝流程要求完成卸載取煤聯(lián)鎖動作,包括自動、手動、故障三種方式的聯(lián)鎖功能。選用最適合的控制算法,控制刮板輸送機運行速度、耙裝盤入煤深度及轉(zhuǎn)速、牽引絞車速度等在不同工況的運行值。完成與軌道衡之間的數(shù)據(jù)交換、與電子皮帶秤之間的數(shù)據(jù)交換、與牽引絞車驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換、與TP270觸摸屏之間的數(shù)據(jù)交換。 S7-300系列PLC的性能及特點：循環(huán)周期短、處理速度高、系統(tǒng)容錯能力強。指令及功能強大、可用于復雜功能。產(chǎn)品設(shè)計緊湊、可用于空降有限的場合。模塊化結(jié)構(gòu)、適合緊密安裝?？稍诟鞣N惡劣的環(huán)境條件下可靠的運行。結(jié)構(gòu)緊湊,易于接線,用戶程序和預置數(shù)據(jù)保存在EEPROM中相當安全,指令執(zhí)行速度(布爾指令位0.2us)具有MPI、PROFIBUS等多種通訊方式，可與多種設(shè)備通訊。4.1.2觸摸屏TP270 系統(tǒng)人機界面采用德國SIEMENS公司TP27010英寸彩色觸摸屏，可十分方便的設(shè)置參數(shù)和顯示數(shù)據(jù)。 TP270觸摸屏特點：功能強大，性能卓越，價格低廉，可顯示各種過程控制和監(jiān)視。堅固耐用、穩(wěn)定可靠、使用簡便，具有標準硬件/軟件接口，保證了極高的柔性度和透明度。彩色STN液晶顯示，640*480像素，256色。獨立內(nèi)存卡，大容量數(shù)據(jù)存儲。具有MPI、PROFIBUS、以太網(wǎng)和USB等多種接口配置。適合所有的文本顯示和面板組態(tài)，使圖形達到所見即所得。4.1.3牽引絞車驅(qū)動變頻器 變頻器采用德國SIEMENS公司MICROMASTER440系列，同樣具有使用方便、堅固耐用、通訊方便等特點。采用VVVF變頻調(diào)速控制，整個運轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)矩恒定，可以采用本地面板控制，外部開關(guān)量控制，外部模擬量控制以及網(wǎng)絡化通訊控制四種方式。4.2系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)特點 自動計量卸載裝置控制部分設(shè)計上充分考慮控制系統(tǒng)的可靠性、先進性、可擴展性以及經(jīng)濟性等方面，綜合如下：控制系統(tǒng)的先進性作為工控領(lǐng)域國際公認的知名品牌，西門子公司享有盛譽，本裝置人機界面、PLC、變頻器等控制核心部件全部選用該公司的產(chǎn)品。同時選用了西門子公司的兩種網(wǎng)絡：MPI網(wǎng)絡和USS網(wǎng)絡。本裝置系統(tǒng)可以方便的接入工業(yè)現(xiàn)場總線網(wǎng)，納入整個工廠的管控一體化。完善的操作方式及故障處理手段 本裝置的參數(shù)設(shè)定靈活、方便。給出了各種故障報警提示。對于每節(jié)車皮的給定裝煤量和實際卸煤量，可以進行顯示、查詢以及打印。當發(fā)生故障時，允許操作人員手動操作系統(tǒng)，故障恢復后，可繼續(xù)使用自動裝煤。 現(xiàn)場設(shè)有急停開關(guān)，如果現(xiàn)場發(fā)生緊急情況，可以停止所有設(shè)備的動作，操作臺選擇開關(guān)設(shè)有零位檔，禁止所有的操作和動作，可以有效的避免在設(shè)備維護和檢修過程中的誤動作。 精確、簡便的控制算法： 本裝置系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)是如何在保證精度的同時，在有限的40～50秒鐘時間內(nèi)，取出相應的數(shù)量的煤，太快精度不高，太慢無法完成作業(yè)。本裝置系統(tǒng)采用實時調(diào)節(jié)耙裝盤入煤深度、刮板輸送機運行速度、牽引絞車速度的多變量預估計算法，保證每節(jié)車皮及時完成作業(yè)。 裝置系統(tǒng)的可擴展性 西門子S7-300系統(tǒng)具有很大的擴展空間。既可以作為以太網(wǎng)的主站控制多臺現(xiàn)場傳感一執(zhí)行機構(gòu)，也可以作為profibus—pp網(wǎng)的一個從站方便地納入管控一體化的網(wǎng)絡系統(tǒng)。裝置系統(tǒng)的安全性 系統(tǒng)充分考慮各關(guān)鍵部分的安全性，對于轉(zhuǎn)臂采用二重保護控制，其他部分設(shè)計也依據(jù)故障導向安全的原則設(shè)計。最大限度的保證系統(tǒng)安全。經(jīng)濟性西門子S7-300整個系統(tǒng)設(shè)計緊湊，性價比較高。再者采用了網(wǎng)絡化通訊模式，大大降低了線纜方面的成本，也減少了布線、維護方面的費用。5主要部件的設(shè)計和選型5.1取料裝置的設(shè)計5.1.1刮板輸送機發(fā)展概況5O年代廣泛使用SGD－Ⅱ型、SGB—Ⅱ型刮板輸送機，因不能橫向彎曲自移工作面推進后要大拆大卸重新安裝，占用時問長，勞動強度大，再加上強度不足，功率小，即使沿工作面分段放炮，仍不斷發(fā)生超載事故。在逐步挾用SGD－20型sGs－30型刮板輸送機之后，工作面的生產(chǎn)能力雖然有所提高，但仍不能彎曲自移，憑人力搬運十分笨重，而且輸送機與煤壁距離較遠，要人力攉煤。到了70年代，隨著采煤機的大量應用，出現(xiàn)了SC-W-40、SGW－44型可彎曲刮板輸送機，實現(xiàn)了不解體和不停運分段自移，運輸能力提高到200t／h。80年代以來，工作面運輸設(shè)備發(fā)展很陜，由于各種新型采煤機的出現(xiàn)，刮板輸送機已大為改觀，因采煤機要在輸送機上行走，不僅要求輸送機強度大，保證采煤機工作穩(wěn)定，且要與采煤機生產(chǎn)能力相匹配，促使刮板輸送機不斷向重型化發(fā)展。代表機型有SGW-I50和SGW－250型。隨著大功率采煤機的出現(xiàn)，一些刮板輸送機的功率已達到400—500kW，運輸能力達1000t／h，已能適應工作面單產(chǎn)150萬t／a的生產(chǎn)規(guī)模。目前煤礦用刮板輸送機的類型很多，按牽引鏈的結(jié)構(gòu)形式分為雙邊鏈，雙中鏈和單鏈3種。雙邊鏈刮板輸送機：雙邊鏈是目前國外使用得最廣泛的結(jié)構(gòu)形式．與單鏈相比其優(yōu)點是預張力較低，能承受較大的張力，鏈條充滿上下溜槽兩邊的槽幫鏈道并可自行清掃鏈道積煤。缺點是：溜槽磨損較大，兩條鏈子受力不均，在鏈輪處易跳鏈，彎曲性能和斷鏈事故多等。其代表機型有國產(chǎn)SGW-250型．SGB764W／264型及英國ML-722型。雙中鏈刮板輸送機：其特點是將兩條相同直徑的鏈條并列布置在溜槽中心，與雙邊鏈相比，這種結(jié)構(gòu)形式的鏈子受力均勻，彎曲性能好，使用性能較好。其代表機型有國產(chǎn)SGz_730／320、SGZ一764／264型及西德MZI－600型等單鏈刮板輸送機：其特點是結(jié)構(gòu)簡單，事故少，受力均勻，運行平穩(wěn)，摩擦阻力小，餾槽利用率高和彎曲性能好．在輸送機上不易出現(xiàn)堵塞。缺點是預張力較大。其代表機型為國產(chǎn)SGWD--250及德國EⅪ--HB280型。當然按照刮板鏈的構(gòu)造及加工方式，按傳動方式及溜槽的布置方式也可以對刮板輸送機分類。目前，由西北煤機廠研制的SGZ-8B0／2×400型交叉傾4卸式(功率8OOkW、運輸能力l500t／h)的重型刮板輸送機已于1995年5月通過了工業(yè)性試驗。該機具有結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，有利于端頭支護、輸送和轉(zhuǎn)載機布置在同一平面上，轉(zhuǎn)載煤炭落差小。產(chǎn)生的煤粉少，輸送機卸載煤流與轉(zhuǎn)載機運輸煤流一致，輸送機回煤量步，底鏈阻力小，功率消耗少，輸送機與轉(zhuǎn)載機整體推移，有利于實現(xiàn)集中控制和管理等特點，代表著最先進的卸載方式。5.1.2發(fā)展趨勢刮板輸送機的發(fā)展趨勢呈現(xiàn)以下幾個特點：研制運輸能力2000—3500t／h，功率均為采煤機功率1．5倍的超重型刮板輸送機。中部槽采用整體鑄造和軋制，盡量減少螺栓聯(lián)接。為了減少空載功率消耗，中部槽采用封底結(jié)構(gòu)，取消鏟、擋板的聯(lián)接螺栓，提高工作可靠性。為了避免端頭卸載發(fā)生大塊堵塞．重點發(fā)展交叉?zhèn)刃妒?。鏈條將普遍采用強化鏈或異形鏈，既有利于降低機身高度，增大裝煤量，又有足夠強度。同時．隨著鏈環(huán)強度的提高，單鏈重型刮板輸送機將得到很大發(fā)展。應增設(shè)軟起動系統(tǒng)，既能保證滿載起動，又能保證多電機同步調(diào)速和功率平衡。減速器采用行星齒輪傳動，其優(yōu)點是：體積小，效率高，承載能力大和卸載便等。應增設(shè)自動緊鏈和工況監(jiān)測顯示，傳輸及報警系統(tǒng)，為雙高工作面進一步擴大發(fā)展創(chuàng)造條件。5.1.3刮板輸送機的機構(gòu)與作用刮板輸送機是一種有撓性牽引機構(gòu)的連續(xù)輸送機械。它由刮板、鏈輪、刮板鏈、溜槽、機頭部、機尾等部件組成。其中牽引構(gòu)件是刮板鏈，承載裝置是溜槽。由于綜采刮板輸送機中的溜槽比較加工復雜，所以本系統(tǒng)的溜槽不采用綜采中的刮板結(jié)構(gòu)而使用鋼板焊接而成。5.1.4刮板輸送機的型式選擇本系統(tǒng)預緊力小，運輸時傾角大，因此采用邊雙鏈型式的刮板輸送機。這種刮板輸送機的刮板鏈位于刮板兩端鏈條和連結(jié)環(huán)在中部槽內(nèi)起導向作用。其主要優(yōu)缺點是：預緊力小，功率消耗少但兩連受力不均。5.1.5機頭部及傳動裝置的設(shè)計與選型機頭架機頭架是機頭部支撐安裝鏈輪組件、馬達、過濾槽等部件的框架式焊接構(gòu)件，它由左側(cè)板、右側(cè)板和中板用較厚的鋼板焊接而成，右足夠的剛度和強度。傳動裝置及選型本系統(tǒng)刮板輸送機的傳動裝置為液壓馬達。刮板輸送機的輸送能力，按連續(xù)運行方式進行計算，其公式為（5.1）式中F＝貨載最大橫斷面積，㎡（如圖5.1）（5.2）（5.3）（5.4）ρ－貨載在溜槽中的動堆角，對原煤ψ－貨載的裝滿系數(shù)，ψ＝0.65－0.9γ－貨載的集中容量，t/，對原煤v－刮板輸送機的鏈速，m/s，v＝0.95m/s取值：b=510㎜h=157.5㎜ρ=0°ψ=0.65γ=1.0t/v=0.95m/s計算結(jié)果：＝163.5t/h圖5.1中部槽物料斷面刮板輸送機的運輸能力應應不得小于鏟斗的裝載能力即：（5.5）鏟斗的裝載能力為：即＝163.5t/h>（5.6）所以刮板輸送機的運輸能力符合要求。當給定輸送機生產(chǎn)能力時，驗算溜槽最大貨載斷面時，按下式計算（㎡）（5.7）式中－輸送機對列車得相對速度(m/s)（5.8）式中號選取的原則是：當刮板鏈與列車的運動方向相反是取“＋”號，相同時取“－”號。鏈輪組件及鏈輪驅(qū)動鏈輪的型式如圖5.2本系統(tǒng)刮板鏈采用圓環(huán)鏈。圓環(huán)鏈公稱直徑=18節(jié)距=64圓環(huán)鏈最大外寬=60以上刮板鏈的選擇按GB/T12718規(guī)定取用鏈輪齒數(shù)=5鏈輪節(jié)距角（5.9）鏈輪節(jié)圓直徑（5.10）鏈輪外徑（5.11）圖5.2驅(qū)動鏈輪的型式和尺寸鏈輪立環(huán)立槽直徑（5.12）鏈輪立環(huán)立槽寬度（5.13）齒根圓弧半徑（5.14）鏈窩長度L（5.15）鏈窩平面圓弧半徑值等于接連環(huán)圓弧部分的最大外圓半徑。圓心在連接環(huán)中心線上，此中心線平行鏈窩平面，距鏈輪中心的距離為鏈窩中心至窩底平面的距離（5.16）值精確到0.5㎜短齒厚度（5.17）式中：A為鏈窩中心距鏈窩中心距離（A為參考值）（5.18）齒形圓弧半徑（5.19）式中：為參考值，圓弧半徑的中心在離鏈輪中心的直線上立環(huán)槽圓弧半徑（5.20）短齒根部圓弧半徑（5.21）鏈窩間隙限制的最大值，能保證圓環(huán)鏈在鏈窩中得到足夠的支撐，也能保證連接環(huán)和刮板在鏈窩中有足夠的間隙。但在某些重載情況下，平鏈環(huán)的支撐面積有必要增加時，用戶和廠方商定，可以規(guī)定尺寸，而調(diào)整值。帶入數(shù)值計算得：＝36°，＝208㎜，＝244㎜＝129㎜，＝25㎜，＝9㎜L＝105㎜，＝30㎜，＝86.5㎜＝60㎜，＝87㎜，＝37㎜＝9㎜，＝9㎜驅(qū)動鏈輪的技術(shù)要求：1）驅(qū)動鏈輪的材料：抗拉強度：延伸率：沖擊值：鏈輪材料選用：2）鏈輪須進行碉質(zhì)處理．凋質(zhì)硬度應達到HB260—320，鏈禽和齒形表而須進行淬火，淬火硬度應達到HRC45－55，淬火硬度層深度不低于3mm。3）鏈輪齒面及鏈窩表面粗糙度不高于25。5.1.6機尾部本系統(tǒng)刮板輸送機的功率較小，因此采用機頭傳動方式，機尾則采用光軸傳動。光軸在兩側(cè)開槽槽的寬和深與鏈輪相同。為減少刮板鏈對槽幫的磨損，在機尾假上槽兩側(cè)裝有壓板塊。由于不在機尾部緊鏈，機尾不設(shè)緊鏈裝置。5.1.7刮板鏈的設(shè)計與選擇刮板鏈和刮板的連接如圖5.3所示圖5.3刮板與刮板鏈形狀與連接采用邊雙鏈與Ⅱ型刮板連接，刮板和開口時連接環(huán)相連接。本系統(tǒng)采用圓環(huán)鏈。圓環(huán)鏈的型式和尺寸表1圓環(huán)鏈型式和尺寸（GB/T12718-91）成品鏈直徑d節(jié)距p寬度圓弧半徑r焊接處單位長度質(zhì)量≈kg/m最大直徑長度公稱尺寸極限偏差公稱尺寸極限偏差最大內(nèi)寬b最小內(nèi)寬a公稱尺寸極限偏差1864216028+2019.5136.6配對長度在拉應力為的成品鏈上測量，任意兩條配對鏈的長度之差在2m以內(nèi)，不得大于鏈條公稱長度的;2m以上應符合圖5.4和表2的規(guī)定圖5.4圓環(huán)鏈型式、尺寸與配對鏈條長度圖a－鏈條型式和尺寸;b－單鏈型式和尺寸；c－配對鏈條長度圖表2圓環(huán)鏈配對鏈條長度（GB/T12718-91）圓環(huán)鏈規(guī)格長度L1長度L2連環(huán)數(shù)n公稱尺寸極限偏差公稱尺寸極限偏差測量次數(shù)大于至大于至18x64317919845056+20995（15環(huán)）2～55～1010～2121～2579159505610176+301593191017620416+603193892041624896+80圓環(huán)鏈的技術(shù)要求1）圓環(huán)鏈的鋼材性能（GB10560-89）：牌號：試樣毛坯尺寸：15mm熱處理：淬火：溫度：880℃冷卻劑：水回火：溫度：370℃冷卻劑：空氣力學性能：適用于鋼材直徑：10～18mm屈服點：＝885抗拉強度：＝1080伸長率：10％冷彎試驗180°，d=彎心直徑，a＝鋼材直徑：d＝a（熱扎鋼）2）圓環(huán)鏈的破斷負荷參數(shù)(GB/T12718-91)圓環(huán)鏈規(guī)格：18x64mmB級：試驗負荷：260KN最小破斷負荷：320KNC級：試驗負荷：330KN最小破斷負荷：410KND級：試驗負荷：410KN最小破斷負荷：510KN3）疲勞試驗時的上限負荷、下限負荷和彎曲撓度值（GB12718-91）圓環(huán)鏈規(guī)格：18x64mmB級：下限：25KN上限：127KNC級：下限：25KN上限：168KND級：下限：25KN上限：204KN最小撓度值：14mm刮板鏈的連接裝置刮板鏈之間采用開口式連接環(huán)進行連接。開口式連接環(huán)適用于煤礦井下邊雙鏈刮板輸送機及轉(zhuǎn)載機，與礦用高強度圓環(huán)鏈，刮板相連接使用，其形狀如圖5.5所示。圖5.5開口式連接環(huán)1－連接環(huán)；2－螺栓；3－彈簧墊圈；4－螺母連接環(huán)組件靜拉伸和疲勞性能（MT/T71-1997）:規(guī)格：18x64mm初始載荷：13KN試驗負荷：B級：232KNC級：300KN試驗負荷下最大伸長率：2％最小破斷負荷：B級：290KNC級：370KN破斷后永久伸長率：≥8％脈動負荷范圍：上限：25KN下限：127KN最小循環(huán)次數(shù)：B級：25000C級：40000連接環(huán)配合使用緊固件性能（MT/T71-1997）：連接環(huán)規(guī)格：18×64mm螺栓：規(guī)格：M20x75mm性能等級：10.9螺母：規(guī)格：M20最小擰緊力矩：400N·m彈簧墊圈:規(guī)格：20mm5.1.8刮板的設(shè)計刮板是刮板輸送機和刮板轉(zhuǎn)載機的重要部件，刮板不僅要求強度高、耐磨，而且要具有一定的韌性和抗腐蝕性，所以設(shè)計時要考慮的問題較多。這里選用邊雙鏈刮板，邊雙鏈刮板適用于煤礦井下邊雙鏈刮板輸送機和邊雙鏈轉(zhuǎn)載機，其規(guī)格有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四種型式，如下圖5.6所示。其中Ⅰ、Ⅱ型刮板用于圓環(huán)鏈φ18×64mm以下非綜采小型刮板輸送機，Ⅲ、Ⅳ型刮板用于中型以上的刮板輸送機。制造邊雙鏈刮板常用的鋼號為27SiMn。本系統(tǒng)選用Ⅱ型刮板。我國刮板鏈分中單鏈、邊雙鏈、中雙鏈和準邊雙鏈4種型式，但無論哪一種型式，其刮板的設(shè)計都要考慮與鏈輪的配套關(guān)系、與溜槽的配套關(guān)系、與鏈環(huán)的配套關(guān)系及上、下刮板的配套關(guān)系，同時還要考慮結(jié)構(gòu)的合理性(包括強度與重量、體積的關(guān)系)和制造的工藝性。刮板還可分整體刮板和分體刮板2種。整體刮板是由刮板、橫梁(E形螺栓或u形螺栓)組成，其受力主要作用在刮板兩端頭。整體刮板強度高，但隨著輸送機功率加大．溜槽加寬，也就要求刮板越來越長，這就給制造帶來困難。如果刮板超出12OOmm，制造后其變形量就比較大，無法滿足設(shè)計要求，那么就有必要考慮設(shè)計成分體刮板。分體刮板由左、右或上、下2個分刮板組成，兩端所受的力作用在不同刮板上，所以螺栓受力比較大。分體刮板由于長度縮小，其設(shè)計加工也就比較方便，但對緊固螺栓的要求比較高，尤其是防松問題。所以目前多采用整體刮板。隨著輸送機向重型發(fā)展，分體刮板也將是發(fā)展方向．因此應加緊研制，盡快解決緊固螺栓的防松問題。本系統(tǒng)刮板較短且受力較小因此使用整體刮板。圖5.6刮板結(jié)構(gòu)5.2液壓泵站系統(tǒng)的設(shè)計與計算液壓泵站安置于龍門架平臺一側(cè)。液壓泵站采用雙泵系統(tǒng)，分別為液壓馬達和液壓缸提供液壓動力。耙裝盤液壓馬達、刮板輸送機液壓馬達由變頻驅(qū)動液壓泵供液，以便調(diào)節(jié)耙裝取煤量和刮板輸送機輸送量。耙裝取煤裝置升降液壓缸、耙裝盤液壓缸由定量泵系統(tǒng)供液。本裝置中主要的執(zhí)行元件有液壓馬達和液壓缸，包括鏟板上的撥轉(zhuǎn)盤馬達，刮板輸送機的鏈輪馬達以及各個油路的液壓缸。液壓缸共三組5個，其中，鏟板升降油缸2個，鏟臂升降油缸2個，翻板機構(gòu)油缸1個。根據(jù)裝置的功能要求現(xiàn)確定總體規(guī)劃如圖4.1所示圖5.7液壓系統(tǒng)原理圖圖中共分為三個回路：裝載回路，運輸回路和油缸回路。5.2.1初選系統(tǒng)工作壓力壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟條件及元件供應情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看出不經(jīng)濟；反之，壓力選得太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來說，對于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機械重載設(shè)備壓力要選得高一些。具體選擇可參考表3和表4。表3按載荷選擇工作壓力載荷/kN＜55～1010～2020～3030～50＞50工作壓力/MPa＜0.8～11.5～22.5～33～44～5≥5表4各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力機械類型機床家業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓機大中型挖掘機重型機械起重運輸機械磨床組合機床龍門創(chuàng)床拉床工作壓力/MPa0.8～23～52～88～1010～1820～32根據(jù)系統(tǒng)的工作情況和各執(zhí)行元件載荷的大小，參考表3和表4，選擇各執(zhí)行元件的工作壓力，如表5表5系統(tǒng)各回路額定壓力執(zhí)行元件鏟板油缸回路鏟臂油缸回路翻板油缸回路裝載回路轉(zhuǎn)載回路額定壓力/MPa1010216105.2.2油缸作用時間的確定由方案原理圖可知，鏟臂油缸的行程為190mm。絞車正常運行時的速度為V=6m/s,則一節(jié)車廂通過龍門架的時間為t==×60=110s裝載機構(gòu)的裝載能力按180m/h計算，取煤量為4000Kg時，所需的時間為t=×3600=80s現(xiàn)把時間分配如下：取煤時間：80S鏟臂上升和下降各10S鏟板升降各3S剩余4S為了使布置結(jié)構(gòu)緊湊有序，特采用雙聯(lián)齒輪泵。該類泵采用鋁合金壓鑄成形泵體，徑向密封采用齒頂掃鏜，軸向密封采用浮動壓力平衡側(cè)板，因而，其具有體積小、重量輕、效率高、性能好、工作可靠、價格低等特點。在本系統(tǒng)中，該雙聯(lián)齒輪泵給運輸回路和油缸回路供油。采用雙聯(lián)泵除了體積小、結(jié)構(gòu)緊湊外，還具有節(jié)約能源的功效。因而，泵站的油箱可以做的相對較小。運輸回路的流量及泵的排量刮板輸送機的參數(shù)如下：運行速度V0.95m/s鏈輪半徑r110mm馬達功率P4Kw供油壓力P10MPa電機轉(zhuǎn)速1470r/min鏈輪的轉(zhuǎn)速為n===82.5r/min取n=80r/min馬達的流量Q==×60=24L/min泵的排量為==×1000=16.33ml/r油缸回路的流量和泵的排量油缸回路中共有三組5個油缸，依次為鏟臂升降油缸，鏟板升降油缸和翻板機構(gòu)油缸。鏟臂升降油缸和鏟板升降油缸各為兩個，翻板機構(gòu)油缸為一個。其中，翻板機構(gòu)的油缸流量和排量都很小，并且本系統(tǒng)為并聯(lián)系統(tǒng)，因而翻板機構(gòu)的油缸并不影響泵的選型。鏟臂升降油缸鏟臂升降油缸的選型計算在前面已經(jīng)進行了，其型號為HSG.-K-125/70-E-0-1250-615，主要技術(shù)參數(shù)如下：缸徑125mm活塞桿直徑70mm速度比1.46額定工作壓力16MPa拉力134770N最大行程1250mm本裝置中鏟臂油缸的參數(shù)如下：最大行程190mm單程所需時間10s鏟臂油缸流量的計算：活塞桿的運行速度為V==×60÷1000=1.14m/min油缸流量的計算公式為Q=Dv×10(5.33)式中Q——油缸的流量，L/mint——液壓缸活塞一次行程所需的時間，minD——液壓缸內(nèi)徑，mv——活塞桿運動速度，m/min——液壓缸容積效率，當活塞密封為彈性密封材料時，=1，當活塞密封材料為金屬環(huán)時，=0.98本裝置中取=1，則把參數(shù)代入公式得Q=×0.125×1.14×10=13.98L/min鏟板升降油缸鏟板升降油缸的參數(shù)如下：缸徑125mm最大行程38mm單程所需時間3s活塞桿的運行速度為V==×60÷1000=0.76m/min本裝置中取=1，則把參數(shù)代入公式（5.33）得Q=×0.125×0.76×10=9.32L/min因為本系統(tǒng)為并聯(lián)系統(tǒng)，所以各組油缸是依次工作的，它們沒有太大的重疊。因而油缸回路總的流量為Q=2×13.98=28L/min油缸回路總的排量為==×1000=19.05ml/r考慮到系統(tǒng)的誤差問題，把各自的排量相應地有所增加。然后查手冊選取雙聯(lián)齒輪泵的型號為CBGF1032/1018。其技術(shù)參數(shù)如下：型號CBGF1032/1018公稱排量50ml/r額定壓力16MPa最高壓力20MPa額定轉(zhuǎn)速2000r/min最高轉(zhuǎn)速3000r/min額定功率27Kw容積效率≥91%總效率≥82%比較其技術(shù)參數(shù)，不難發(fā)現(xiàn)該泵滿足我們的要求。5.2.6驅(qū)動電機在本系統(tǒng)中共選用兩個電機，分別為兩個泵的提供動力。一個為裝載回路提供動力，一個為運輸回路和油缸回路提供動力。裝載回路電機在裝載回路中，我們選用的泵為63SCY14-1B型軸向柱塞泵。其性能參數(shù)如下：排量63ml/r油路壓力16MPa工作轉(zhuǎn)速1470r/min容積效率≥92%重量65Kg驅(qū)動泵軸所需的機械功率可由下面的公式確定，=pQ/η(5.34)Q=n式中——電機輸入功率，WP——油路的工作壓力，PaQ——實際流量，m/s——泵的排量，ml/rn——轉(zhuǎn)速，r/minη——總效率，η=ηηη——容積效率，泵的實際輸出流量與理論流量的比值η=Q/η——機械效率，泵的理論轉(zhuǎn)矩與泵軸上實際輸出轉(zhuǎn)矩的比值η=把參數(shù)代入公式(5.34)得=16×10×63×1470÷0.98÷10÷60=25200W=25.2Kw查手冊選取電機型號為Y200L-4JB/T9616—1999，其技術(shù)參數(shù)如下：同步轉(zhuǎn)速1500r/min額定功率30Kw額定電流56.8A滿載轉(zhuǎn)速1470r/min滿載效率92.2%功率因數(shù)0.87堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.0堵轉(zhuǎn)電流/額定電流7.0最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.2振動速度1.8mm/s轉(zhuǎn)動慣量0.262Kgm重量253Kg雙聯(lián)泵電機在液壓系統(tǒng)中，為油缸回路和運輸回路提供動力的是雙聯(lián)齒輪泵，其技術(shù)參數(shù)如下：型號CBGF1032/1018公稱排量50ml/r回路壓力10MPa工作轉(zhuǎn)速1450r/min容積效率≥91%總效率≥82%驅(qū)動泵軸所需的機械功率可由公式(5.34)確定，把參數(shù)代入公式(5.34)得=10×10×18×1450÷0.98÷10÷60+10×10×32×1450÷0.98÷10÷60=12330W=12.3Kw查手冊選取電機型號為Y160L-4JB/T9616—1999，其技術(shù)參數(shù)如下：同步轉(zhuǎn)速1500r/min額定功率15KW額定電流30.3A滿載轉(zhuǎn)速1460r/min滿載效率88.5%功率因數(shù)0.85堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.2堵轉(zhuǎn)電流/額定電流7.0最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.3振動速度1.8mm/s轉(zhuǎn)動慣量0.0918Kgm重量142Kg上面兩個電機都Y系列（IP44）封閉式三相異步電動機。其電機外殼的防護等級為IP44。IP表示國際防護，前一個4為第一位表征數(shù)字，4級能防止直徑或厚度大于1mm的導線或片條觸及或接近殼內(nèi)帶電或運轉(zhuǎn)部件。后一個4為第二位表征數(shù)字，4級能承受任何方向的濺水而無有害影響。該類電機的主要性能及結(jié)構(gòu)特點是：效率高，耗電少，性能好，噪聲低，振動小，體積小，重量輕，運行可靠，維修方便。為B級絕緣。結(jié)構(gòu)為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動機內(nèi)部。冷卻方式為IC411。容量范圍0.55～160Kw。用途：適用于灰塵多、土揚水濺的場合，如農(nóng)業(yè)機械、礦山機械、攪拌機、碾米機、磨粉機等，為一般用途電動機。工作條件：海拔不超過1000m環(huán)境溫度不超過10℃，最低溫度為-15℃，軸承允許溫度（溫度計法）不超過95℃。最濕月月平均最高相對濕度為90%，同時該月月平均最低溫度不高于25℃。額定電壓為380V，額定頻率為50Hz。3Kw以下為Y接法，4Kw及以上為△接法。工作方式為連續(xù)使用。5.2.7液壓控制閥本裝置液壓系統(tǒng)中共有三個工作回路，依次為裝載回路，運輸回路和油缸回路。此外，還有一個緊急制動回路，以確保鏟臂及整個裝置在緊急情況下的安全。裝載回路的控制閥由液壓系統(tǒng)原理圖可知，裝載回路中共有4個控制元件，包括分流閥，溢流閥，電磁換向閥和單向閥。單向閥裝載回路的主要參數(shù)如下：回路壓力16MPa泵的型號63SCY14-1B馬達型號JMDG11-1200由流量公式Q=n可得回路流量72L/min查手冊選取單向閥的型號為：S20P30圖5.13S20P30型單向閥的型號意義其技術(shù)規(guī)格如下：通徑20mm連接形式板式最大工作壓力31.5MPa最大流量115L/min介質(zhì)粘度（2.8～380）×10介質(zhì)溫度-30℃～80℃溢流閥根據(jù)回路的參數(shù)，查手冊選取SBG-03-V-L-40型分流集流閥。其技術(shù)規(guī)格如下：型號SBG-03-V-L-40調(diào)壓范圍0.4～25.0MPa最大流量100L/min重量4.1Kg其型號意義如下：圖5.14SBG-03-V-L-40溢流閥的型號意義電磁換向閥根據(jù)回路的參數(shù)，查手冊選取4WE10G20/AG24