单滚筒链牵引100KW采煤机牵引部液压系统的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘要 . 一章 前言 . 1 第二章 主系统设计 . 2 计依据 . 2 煤机牵引部液压系统得特点 . 2 计参数 . 2 油路系统 . 3 油路系统 . 3 速及换向回路 . 5 护系统 . 6 动机功率过载保护 . 6 压保护 . 7 压欠压保护 . 7 机油泵自动回零保护 . 7 式系统充油排气 . 7 压系统出现故障时应注意的问题 . 7 试液压设备时出现故障 . 7 行阶段应注意系统出现的以下故障 . 8 障诊断步骤 . 8 第三章 采煤机牵引部液压辅助装置传动系统 . 10 述 . 10 引部辅助装置液压传动系统 . 10 高油路 . 10 斜回路 . 10 转档煤板 . 10 滑回路 .四章 牵引部传动系统 . 12 引部传动系统的分析 . 12 级齿轮的传动比的 确定 . 12 定电动机到主泵的传动比 . 12 定马达至滚轮传动比 . 12 第五章 主系统、液压马达以及辅助 系统元件的选择计算 . 14 油泵和马达的计算 . 14 知参数 . 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 回路的泵和马达的选择 . 14 油泵，马达及辅助泵（补油泵）的选择 . 17 油泵 1的选择 . 17 压马达 2的选择 . 17 油回路中辅助泵 5的选择 . 18 煤机牵引部液压控制元件的选择 . 19 牵引部中的粗虑油器 3的选择 . 19 第六章 牵引部液压系统的压力损失和温升验算 . 22 引部液压系统的压力损失验算 . 22 引部液压系统得温升 验算 . 23 统发热功率. 23 统散热功率. 24 第七章 辅助液压系统的设计计算 . 26 高油缸的设计计算 . 26 知参数 . 26 液压缸以推力为负载时 . 26 算 . 27 压缸流量的确定 . 27 助系统中液压泵进行选择 . 28 斜油缸的计算 . 28 筒内径和活塞杆直径的确定 . 28 滑缸的计算 . 29 转挡煤板油缸计算 . 30 助液压系统中元件的选择 . 31 助液压系统中手动换向阀的选择 . 31 泵 3 的选择 . 31 溢流阀 5， 6， 选择 . 31 助系统中压力损失和温升验算 . 32 助系统的压力损失验算 . 32 统温升的验算 . 33 第八章 调高液压缸的设计 . 36 高液压缸参数的计算 . 36 体基本参数的计算 . 36 压缸各主要零件强度计算 . 37 压缸的结构设计 . 38 压缸的验算 . 38 第九章 液控单向阀的设计 . 41 流阀结构尺寸的设计计算 . 41 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 定 P、 T 进出油口的直径 . 41 芯外径 D 的确定 . 41 定阀口的封油长度 L . 42 定最大开口长度. 42 压弹簧的设计计算 . 42 小结 . 44 参考文献 . 45 致谢 . 46 附录 A 采煤机牵引部液压系统图 . 47 附录 B 采煤机牵引部辅助液压系统图 . 48 附录 C 采煤机牵引部传动系统图 . 49 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 单滚筒链牵引 100煤机牵引部液压系统的设计 摘 要 单滚筒链牵引 100煤机牵引部液压系 统的设计主要设计内容包括：采煤机牵引部液压传动系统的设计，采煤机牵引部辅助液压系统的设计，采煤机牵引部传动系统的设计，调高液压缸的设计，液控单向阀的设计，液压系统的计算，系统发热温升的验算，主回路参数的确定，标准控制元件的选择。系统特点：整个系统为泵马达组成的闭式系统。调速方式有手动、按扭等多种手动调速，也可以电动机恒功率自动调速，恒压调速。整个系统具有高压保护、低压欠压保护、充油排油保护、油质保护等完善可靠的保护装置。整个系统安全可靠、结构紧凑、维修方便。 关键词： 采煤机，牵引部，液压系统，液压阀，溢流阀。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 前 言 贵州省是一个煤炭资源丰富的省份，因此综合机械化采煤在我省得到广泛的应用，其中采煤机是矿山机械化采煤的主要设备。该设计课题结合矿山机电教学内容和我省矿山机电设备，通过本次毕业设计，有利于我们掌握和了解采煤机液压系统的设计理论和方法，使我们巩固了对液压技术的进一步熟悉和掌握，加强了我们对矿山设备进一步了解和认识。通过本次设计，使我们以后在工作中能够很快地进入工作状态，更好地投入到煤炭开采行业中，为贵州省煤炭事业的发展贡献自己微薄的力量。 液压技术是一门先进的科学技术，目前随着当今世界工业和科学的不断 发展，液压技术在机床工业、汽车工业、工程机械、冶金工业、矿山机械和轻工业等民用工业，还在国防工业的方面得到了广泛的应用。 在矿山机械中，液压技术多用于采煤机的牵引部和液压支护设备上，可提高整体的技术指标和经济效益，其发展趋势是在机电液一体化的基础上，提高采煤机的自动化水平，更好的适应井下多变的工作条件，这样不仅提高了井下的安全因素，还可以较大的提高经济效益，从而给企业带来更好的发展空间和市场竞争力。 主要研究和设计的内容是采煤机液压系统的设计；采煤机辅助液压系统的设计；牵引部传动系统的设计；液压缸和 液压阀的设计；液压系统的设计计算；标准液压元件选择及非标准液压元件的设计计算。 解决的问题应该有以下几点：（ 1）系统的调速问题，自动调速和人工调速；（ 2）液压系统的高低压保护；（ 3）电动机的过载保护。 通过综合运用所学的液压基础知识，全方位考虑和解决以上关键问题。我们通过所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握，使我们系统化、综合化。从而更好地完成学校和指导老师对我们的设计提出的要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第二章 主系统设计 计依据 煤机牵引部液压系统得特点 系统。 臂可调高，机身可调斜，挡煤板可以翻转。 锁紧可靠。 压缸，调斜油缸，采取单独操作。 构紧凑、方便维修。 计参数 00动机转速 n=1470r/大牵引力 30引速度mV q 。 =1012 压缸： 工作压力 P 推力 14 410 N 拉力 8 410 N 行程 S=640塞外伸速度 升 m/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 油路系统 油路系统 1 主油路是由一个变量泵和一个液压马达组成的闭式回路，改变油泵的排油 方向和流量大小来实现采煤机牵引速度的调节和牵引方向的改变。该牵引部主油泵采用 柱塞泵的特点有：压力高、流量范围大、油泵强度高、即可以承受各种性质的负荷的强烈变化的优点。它适用于冶金、锻压矿山机起重运输机的液压系统中。（如图 图 (1)补油回路：该主油路系统为闭式系统，存在油液的泄漏和温升等不稳定因素，因此在该系统中设置了补油回路。油液先经过粗虑油器 24 进入辅助泵 23，在进入精虑油器 18，进入补油单向阀 6或 7的低压侧，这样油液就进入了该闭 式系统的低压回路，从而进行补偿住回路的泄漏 。补油回路主要防止了主油泵的吸空现象，因此避免了引起巨大的响声和震动，是液压系统正常的工作，给系统中的液压元件带来了可靠的保障。（如图 示） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2）热交换回路：液压油是在封闭的油路中循环工作的，因此在该环境下会出现油量少、散热条件差、温升高等对系统的稳定性产生不利因素。一旦油温超过设计所规定的 45 C 时，那么，将会使整个系统的工作性能恶化，泄露增加，从而导致液压元件和密封件的损坏。为了满足以上要求在该主油路系统中设计有热交换回路，对系统进 行冷热油的交换。（如图 图 热油交换 （ 3）冷热油的交换是通过阀 4和低压溢流阀 27完成的。高压油路和低压油路同买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 时进入阀 4的上、下腔时，由于高低压油路的压力差，使阀芯乡下移动，由马达排出的一部分热油回主油泵继续工作，一部分油液直接回油箱冷却，剩余的油液经过阀 4。低压溢流阀 27，冷却器 28回油箱。另外，辅助油泵 23把所需补充的冷油经单向阀 6或 7补充到系统的低压油路中去，使系统中的液压油进行热交换，从而使主油路中的工作油液达到小于规定的 45 此，保证了该设计中的液压元件和密 封件的工作稳定性和可靠性。 速及换向回路 它的在作用是改变主泵的排量和吸排油方向，也即调节采煤机的牵引速度和改变牵引方向。 采煤机的电动机启动后，主泵和辅助泵即运转。辅助泵排出的低压油除进入主回路进行补油和热交换外，还有一路分别进入伺服阀 11、功控电磁阀 16 和失压控制阀 15的进油口。 有伺服阀 11、变量油缸 9 和差动杆 10 组成的泵位调节器是用于直接改变主泵 8 的排量和排油方向的。差动杆 10位于图示位置时，变量油缸 9的活塞、伺服阀 11的阀芯均处于中位，主泵摆缸倾角为 0。这时虽然电动机驱动主泵旋转，但并不吸、排 油，油马达也不转，采煤机停止牵引。当差动杆上的 点向左摆动一定距离并保持不动时，杆上的 G 点也随着左移并带动伺服阀 11 的阀芯向左移动一定距离，从而低压控制油经阀 11 右位中的进油道进入变量油缸左缸，而其右缸经伺服阀中的回油道与油池接通。于是，变量油缸的活塞杆右移并推动主泵摆缸，使倾角从 0向某个方向增大一定值。主泵变吸、排油，由马达则顺时针或逆时针方向从停止开始旋转，采煤机也就沿着采煤工作面向上或向下牵引。在变量油缸活塞杆右移的工程中，差动杆 10 则被油缸左侧的活塞杆（ F 点）带动绕 C 点向右回摆，使杆上 G 点向 右移动，推动伺服阀阀芯又回到中位，从而关断了通往变量油缸的低压控制右路。这样，主泵便调定在某一摆缸角度下工作，采煤机相应地以某一牵引速度割煤。显然， C 点移动的距离越大，主泵的摆角也越大，采煤机的牵引速度也就越高。若 主泵摆缸的倾斜方向相反，其吸、排油方向改变，采煤机的牵引方向也就改变了。 采煤机牵引速度大小的调节和牵引方向的改变，是通过操纵系统实现的。操纵系统由操纵机构（由手把 29、调速套 13组成）和主泵摆缸回零系统（包括功控电磁阀 16、买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 失压控制阀 15和回零油缸 14等元件）组成。 一般情况下， 反映电动机负荷是“欠载”或“超载”的功控电磁阀处于“欠载”位置（即右位）。失压控制阀 15在辅助泵正常工作（即排油压力为 其阀芯左移。这时低压控制阀从功控电磁阀 16 的进油口（右位）失压控制阀 15（右位）回零油缸 14两端油缸，推动两侧的活塞都向中间移动而压缩里面的弹簧 D。这一工程叫做“解锁”。因为，只有回零油缸 14 中的弹簧 D 被压缩后，顺时针或逆时针方向转动手把 29时，才能通过螺旋传动机构 13、调速套 12 中的拉杆 E、预压弹簧 A（也称记忆弹簧）、外套带动差动杆（即 左或向右摆动，即才能调节牵 引速度和改变牵引方向。 护系统 由于该设计为采煤机牵引部液压系统，在井下复杂的地质条件下我们对采煤机液压系统必须采取多种保护措施，来适应采煤机在井下的复杂工作环境，保证正常在井下工作，因此采用有下列保护。 动机功率过载保护 电动机功率保护是通过功控电磁阀 16，回零油缸 14及调速套 12的原来整定位置来实现的。采煤机正常工作时，功控电磁阀 16 处在欠载位置，压力控制油经功控电磁阀 16，失压控制阀 15进入回零油缸 14两活塞的外侧油腔。内侧弹簧压缩，从而使调速套解锁。这时把牵引手把 29 可任意将牵引速度调定所需的速 度值上。当电动机功率超载时，在电气系统中的功率控制器发出信号，使功控电磁阀 16处于右位，回零油缸 14中的油液经失压控制阀 15，功控电磁阀 16，节流器回油箱。此时，回零油缸中的弹簧就推动拉杆使调速套 12 向减小牵引速度方向移动，牵引速度即降低，因此调速手把未动，因此调速套只能压缩其中的记忆弹簧。一旦电动机超载消失，功控电磁阀 16 又恢复到欠载位置，回零油缸 14 解锁，通过拉杆 10 使调速套 12 的位置向增速方向移动，牵引速度增大，但是由于记忆弹簧的位置被调速手把的整定位置所限制，过牵引速度最大值只能恢复到原来整定数值。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 压保护 高压保护由高压安全阀 1和 2实现，当系统压力高于调定压力时，可由高压安全法1和 2进行保护，系统高压油液经高压安全阀 1 或 2从高压腔流向低压腔。 压欠压保护 低压欠压保护是为了使系统维护一定的背压，它由失压控制阀 15 来实现。当主回路低压侧压力低于允许值时，失压控制阀 15复位，回零油缸 14的弹簧与油箱接通，使主油泵回零，机器停止工作。 机油泵自动回零保护 当采煤机在某一调定牵引速度下工作而突然停电时，失压控制阀 15 失压，失压控制阀 15左位工作，回零油缸 14弹簧则立即推动主泵摆缸自动回到零位，从而使主 泵在下次启动时主泵在零位启动。 式系统充油排气 在牵引部液压系统检修组装后，或在清洗更换滤油器及其其它元件后，或机器长时间不工作等，系统中都会进入空气。排气的方法是打开设在系统中的排气塞，用手压泵20或点动电动机对系统进行充油排气，直至排气空中冒出不带气泡的油液为止。然后再将排气塞拧上。 压系统出现故障时应注意的问题 试液压设备时出现故障 们应该及时检查液压设备中的管路接头，和液压系统中相关元件的端盖还有密封处，这时应该及时更换接头或元件的密封件。 定或者运动不灵活时，我们应当及时检查油路是否有堵塞或者是阀类元件的阀芯或弹簧有问题。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 万不能漏装阀类元件的弹簧，还有各个密封元件，还有要仔细检查管路是否接好并且不能互相干扰，一旦发生上述错误，不仅要造成控制失灵，还会使整个液压系统运行错乱。 行阶段应注意系统出现的以下故障 们这是应该及时停车，检查接头，若接头处已损坏，必须马上更换。 是由于在装配过程中因为装配不当而造成的密封件损坏，这样同 样会造成整个液压系统的外泄漏严重，维修人员必须立即更换好的密封元件，还有在装配过程中注意装配的合理性。 外界环境条件散热条件差时，石油液温度过高，从而引起的泄漏，要注意周围的散热和整个系统的散热还要检查周围的散热条件，还要及时检查液压系统的散热装置和冷却装置。 为由于长期的运行会对元件造成极大的磨损，要注意全面系统中元件，对已经失效的元件要及时维修或更换，以防止液压设 备不能运行而被迫停产，这样会对企业产生较大的影响和经济损失。 障诊断步骤 如，马达，液压缸等没有运动，运动不稳定，运动方向不正确，运动速度不符合要求，动作顺序错乱，力输出不稳定，泄露严重，爬行等。无论是什么缘故，都可以归纳为：流量、压力和方向三大问题。这时我们首先要通过安装在液压缸上的压力表看其是否失灵。 检查每个液压元件，确认它的性能和作用，初步评定其质量状况。 行逐个分析。进行这一步时，一要充分利用 判断力，二是注意绝不可泄漏对故障有重大影响的元件。 要时，列出重点检查的元件和元件的重点检查部位。同时安排测量仪器等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 检应判断以下一些问题：元件的使用和装备是否合适；元件的测量装置、仪器和测试方法是否合适；元件的外部信号是否合适，对外部信号是否响应等。特别注意某些元件的故障先兆，如过高的温度和噪声、振动和泄漏等。 用仪器反复检查。 对不合格的元件进行修理或更换。 须先认真考虑一下这次故障的原因和后果。如果故障是由于污染或油液温度过高引起的，则应预料到另外元件也有出现故障的可能性，并应针对隐患采取相应的补救措施。例如，由于铁屑进入泵内引起泵的故障，在换新泵之前要对系统进行彻底清洗，以免造成新的堵塞，对元件损害较大。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第三章 采煤机牵引部液压辅助装置传动系统 述 由于在设计的采煤机牵引部液压系统时，油路比较多而复杂，因此在辅助装置传动系统中采用简单容易操作的理念，因为设计的是单滚筒有链牵引的采煤机液压系统， 因此采用一个泵供油来驱动调高缸、调斜缸、防滑缸、翻转油缸、离合油缸。在系统中的各个功能不能同时进行动作。 引部辅助装置液压传动系统 高油路 量泵 1阀 3换向阀 10液压锁 20调高缸 1。使阀 3 处于中位和手动换向阀 10 处于右位工作，调高油缸开始动作，若要使油缸活塞杆外伸停止，则搬动换向阀 10 的手把处于中位，在 20a 和 20b 组成的液压锁作用下，将活塞杆停在所需要的位置。阀 2、 5、 6、 13在油路中起安全阀的作用。 阀 3处于中位，按动按钮使换向阀 10使其在左位工作，油液 进入油路 ，这样液压缸的动作与手动操作完全一样，在这里就不再进行详细的说明。 斜回路 量泵 1阀 3换向阀 10换向阀 11调斜缸 14和 16。阀 3 和换向阀11处于中位，搬动换向阀 11的手把，油液分别进入两个调斜油缸 14和 16。 3 和换向阀 11 处于中位，按动换向阀 11 左侧按钮使其左侧工作，两个调斜油缸开始工作，按动换向阀 11右侧按钮时，处于卸荷状态。 转档煤板 阀 3换向阀 10换向阀 11单向阀 12离合缸 9 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 首先向外拉阀 3和 4的公用的超纵手把，就可以 关闭阀 4回油池的通路阀 4处于左位，阀 3、换向阀 10、换向阀 11处于中位。离合缸 9克服弹簧力将活塞 销插入弧形挡煤板的圆空中。 2操纵阀 3使其在左位，高压油进入 翻转 油缸 8，另一 翻转 油缸 7排油。 滑回路 根据煤矿安全规定，采煤机在倾角 10以上的工作面工作时，必选安装防滑装置。该设计中采用一个单向阀 19、转阀 17和防滑油缸 18组成防滑回路。首先操纵阀 4的手把让其在左方位工作，转阀 17在图示位置，让高压油进入防滑油缸 18的右腔，防滑油缸 18的弹簧被压缩，然后操纵阀 4的手把让它处于图示位置，由于单向阀 19的作用 ，防滑油缸 18的弹簧继续被压缩。当采煤机开始工作时，首先将转阀 17转到另一位置，防滑油缸 18左、右腔即可串通，活塞杆被弹簧推出，防滑装置进入可工作状态。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第四章 牵引部传动系统 引部传动系统的分析 由于设计参数种所规定的电动机的转速为 1470r/是在所选的主泵的转速为970r/以必须采用一级此轮减速来满足主泵的转速要求，这才能达到我们设计所需要的目的和要求。 在设计的采煤机牵引部液压系统时，采用的是中速方案，q ，因此在马达至滚轮之间 采用三级齿轮加上一级行星齿轮减速，来达到我们对采