斗輪堆取料機俯仰機構(gòu)三級項目(工程設(shè)計與分析第四組).doc

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斗輪堆取料機俯仰機構(gòu)三級項目說明書 學(xué)院：機械學(xué)院 專業(yè)：工程設(shè)計與分析 小組成員： 張超群 楊美麗 劉芊羽 吳威威 指導(dǎo)老師：劉濤 一、課題簡介 二、課題的研究分析與比較 三、項目要求 四、方案的分析與確定 五、液壓缸設(shè)計計算 六、液壓系統(tǒng)簡介 七、經(jīng)驗總結(jié) 1、 課題簡介 斗輪堆取料機作用：主要用于大宗散狀物料連續(xù)裝卸的高效設(shè)備，主要用于港口、碼頭、電廠等。 優(yōu)點：成產(chǎn)效率高；能耗低；使用成本低；使用過程中維護量少；操作簡單安全可靠。 斗輪堆取料機的主要結(jié)構(gòu)包括：斗輪機構(gòu)懸臂機構(gòu)；帶式輸送機構(gòu)；配重機構(gòu)；回轉(zhuǎn)機構(gòu)等。 2、 課題的研究分析與比較 由俄羅斯生產(chǎn)的斗輪堆取料機的俯仰液壓系統(tǒng)（圖一） 上海水工機械廠生產(chǎn)的臂式斗輪堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)（圖二） 從原理和動作過程來看，兩者差別很大 1、 液壓泵兩系統(tǒng)都采用軸向柱塞泵作為液壓驅(qū)動裝置，用溢流閥控制系統(tǒng)的壓力。在泵的出口都接有濾油器，以防系統(tǒng)混人雜質(zhì)。圖1的濾油器旁并聯(lián)有單向閥。這樣，可以在不停機的情況下更換濾油器。而圖2所示系統(tǒng)中濾油器旁沒有并聯(lián)單向閥。因此，必須在停機狀態(tài)下更換濾油器。另外，圖2所示系統(tǒng)中還有一單向閻使液壓泵與系統(tǒng)隔離，以防非常情況下由于負(fù)載壓力變化而影響液壓泵，而圖2系統(tǒng) 無此保護。 2、 換向閻兩系統(tǒng)都采用電液換向間作為主換向問。但圖1所示系統(tǒng)中的三位閥是Y型中位機能，液壓泵不能卸荷，在系統(tǒng)非工作狀態(tài)必須使電機停止。這會造成電機頻繁起動。在圖2所示系統(tǒng)中電液換向閻是M型中位機能，液壓泵可以卸荷，系統(tǒng)在非工作狀態(tài)時電機 不必停止，避免了電機頻繁起動。 3、 調(diào)速回路圖1所示系統(tǒng)使用兩個調(diào)速閥分別控制液壓缸上升和下降速度，均為回油調(diào)速。圖2所示系統(tǒng)中只有一個調(diào)速閥來調(diào)節(jié)液壓缸下降速度，調(diào)速方式為回油調(diào)速。液壓缸上升速度不能調(diào)節(jié)。另外圖2所示系統(tǒng)中，由于液壓缸上下腔回油時兩個外控順序閥的外控口分別接 仔對方的油路上，液壓缸下降時，液壓油進人液壓缸上腔而使壓力升高將回油路）順序閥打開，又由于液壓缸無背壓且液壓缸受負(fù)載（臂架和斗輪的重力）作用，導(dǎo)致液壓缸快速下沖。這時，液壓缸上腔壓力突然降低，使回油路上的順序閥關(guān)閉致使液壓缸停止。這樣一來，液壓缸在下降過程中時走時停，不能平穩(wěn)下降，會造成沖擊，影響斗輪堆取料機的使用壽命。 4、 保壓回路圖1所示系統(tǒng)中，回路在電液換向閻處于中位時，兩個液控單向閥的液控口都與油箱接通。這使兩閥互鎖，保證液壓缸上下兩腔的壓力。圖2所示系統(tǒng)利用外控順序閥和電液換向閥的M型中位機能保壓，由于順序問和電液換向間的密封性不如單向閥，因此液壓缸在臂架重力作用下會緩慢下降，對斗輪堆取料機工作不利。 5、 過載保護作為大型輸煤系統(tǒng)和其它料場的存取設(shè)備，臂式斗輪堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)的過載保護非常重要。圖1所示系統(tǒng)在液壓缸旁邊設(shè)置了兩個溢流閥，限制了液壓缸上下腔的最高壓力，而圖2所示系統(tǒng)中沒有考慮過載保護問題。 三、項目要求 兩個缸能夠同步運動，能可靠鎖止，雙向調(diào)速，平衡重力，實現(xiàn)往復(fù)運動。 4、 方案的分析與確定 根據(jù)以上分析的實例以及課題的要求我們確定和分析了我們的液壓系統(tǒng)。 1.為了實現(xiàn)鎖止的要求我們采用了液壓鎖的方案。 液壓鎖，顧名思義，就是一把“鎖”，就是把回路鎖住，不讓回路油液有流動，如圖中，以保證圖中油缸即使外界有一定載荷的情況下仍能保持其位置靜止不動。 2.為了實現(xiàn)雙向調(diào)速的要求我們采用了一種組合方案。 這個是雙向調(diào)速油路。一般單個調(diào)速閥（注意不是節(jié)流閥）具有單向特性，往往與單向閥組合成單向調(diào)速閥以保證處于單向運行。這里用4個單向閥既能保證調(diào)速閥的單向性，同時又起到雙向調(diào)速的功能。具體分析如下： 1、油流從左往右時，油液從左上單向閥通過（左下單向閥關(guān)閉），從上往下通過調(diào)速閥（右上單向閥關(guān)閉），再從右下單向閥通過，從右邊流出。 2、油流從右往左時，油液從右上單向閥通過（右下單向閥關(guān)閉），也是從上往下通過調(diào)速閥（左上單向閥關(guān)閉），再從左下單向閥通過，從左邊流出。 3.液壓泵系統(tǒng)都采用軸向柱塞泵作為液壓驅(qū)動裝置，用溢流閥控制系統(tǒng)的壓力。在泵的出口應(yīng)該接有濾油器，再加上一個并聯(lián)單向閥，以防系統(tǒng)混人雜質(zhì)。 4.若系統(tǒng)中應(yīng)用Y型三位四通閥，液壓泵不能卸荷，在系統(tǒng)非工作狀態(tài)必須使電機停止。這會造成電機頻繁起動。如果用M型三位四通閥，液壓泵可以卸荷，系統(tǒng)在非工作狀態(tài)時電機 不必停止，避免了電機頻繁起動。 5.過載保護作為大型輸煤系統(tǒng)和其它料場的存取設(shè)備，臂式斗輪堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)的過載保護非常重要。圖1所示系統(tǒng)在液壓缸旁邊設(shè)置了兩個溢流閥，限制了液壓缸上下腔的最高壓力，而圖2所示系統(tǒng)中沒有考慮過載保護問題。所以宜采用圖一所示的過載保護裝置。 5、 液壓缸設(shè)計計算 主要參數(shù)：大臂最大重量20T，和回轉(zhuǎn)半徑30米，兩液壓缸同步支撐大臂俯仰動作，力臂最小2m,行程1.5m，工作壓力28MPa； 由于需要液壓系統(tǒng)平衡重力，所以需要液壓缸的速度小，所以設(shè)定背壓量為10M。計算時假定機械效率是0.9.根據(jù)液壓缸工作壓力與與活塞桿直徑推薦值得到，活塞桿直徑=0.7D 缸筒 1.對缸筒的要求 2.有足夠的強度 3.有足夠的剛度 焊接缸筒要有良好可焊性，以便焊上法蘭或管接頭等結(jié)構(gòu)后不至于產(chǎn)生裂紋或過大的變形。 圓整取D=240mm 本油缸缸頭、缸筒法蘭連接，缸底、缸筒焊接，缸筒材料選用Q345B的無縫鋼管，具有較好機械性能和焊接性能。 于是得到活塞桿直徑d=0.7D=168mm 圓整之后得到170mm 確定液壓缸缸筒長度L要綜合考慮活塞長度、活塞最大行程、導(dǎo)向套長度、活塞桿密封長度等。所以選取L=1750mm 六、液壓系統(tǒng)簡介 綜合以上分析我們最終設(shè)計出了如下液壓系統(tǒng)： 7、 經(jīng)驗總結(jié) 我們通過這次三級項目學(xué)到了許多東西。這讓我們認(rèn)識到液壓這門學(xué)科是具有很大生命力的，它有著巨大的創(chuàng)造潛能。雖然我們不是液壓專業(yè)的，但是這不妨礙我們看到機械行業(yè)也還是有許多可開發(fā)的領(lǐng)域?？赡墁F(xiàn)在的機械不是很景氣，但是，我們一定要相信機械的未來需要我們！