可急回抽油机速度分析及机械系统设计【全套CAD图纸+毕业答辩论文】

买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 目 录 1 前言 1 急回抽油机简介 1 内外研究现状及发展动态 2 设计的研究内容 5 第二章 系统组成及控制要求 6 统简介 6 统组成 6 制要求及技术指标 6 频器的技术参数 7 第三章 控制系统设计 8 定控制方案 8 电路设计 10 接线图 11 制电路图 11 序设计 11 4 液压系统的设计 21 压系统方案及参数确定 21 行元件液压缸及系统压力的初选 22 算工作装置铲斗液压缸的主要尺寸 23 压系统 原理图的制定 26 5 液压元件的选择与专用件的设计 31 压泵的选择和泵的参数的计算 31 油发动机的选择 33 压阀的选择 33 他液压元件的选择 36 箱容量的确定 36 6 压系统性能验算 37 压系统压力损失 37 压系统的发热温升计算 37 小 结 38 参考文献 39 致 谢 40 前言 可急回抽油机速度分析及机械系统设计是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。由于液压抽油机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 了广大施工作业单位的青睐。可急回抽油机速度分析及机械系统设计的生产制造业也日益蓬勃发展。 可急回抽油机速度分析及机械系统设计紧密地联系在一起，其发展主要以液压技术的应用为基础。由于抽油机的工作条件恶劣，要求实 现的动作很复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。因此，可急回抽油机速度分析及机械系统设计已经成为推动抽油机发展中的重要一环 1。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 急回抽油机简介 挖可急回抽油机速度分析及机械系统设计的发展历史久远，可以追溯到 1840年。当时美国西部开发，进行铁路建设，产生了模仿人体构造，有大臂、小臂和手腕，能行走和扭腰类似机械手的抽油机，它采用蒸汽机作为动力在轨道上行走。但是此后的很长时间可急回抽油机速度分析及机械系统设计没有得到很大的发展，应 用范围也只局限于矿山作业中。 导致可急回抽油机速度分析及机械系统设计发展缓慢的主要原因是 :其作业装置动作复杂，运动范围大，需要采用多自由度机构，古老的机械传动对它不太适合。而且当时的工程建设主要是国土开发，大规模的筑路和整修场地等，大多是大面积的水平作业，因此对抽油机的应用相对较少，在一定程度上也限制了抽油机的发展。 由于液压技术的应用，二十世纪四十年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式抽油机。随着液压传动技术迅速发展成为一种成熟的传动技术，抽油机有了适合它的传动装置，为抽油机的发展建立了强有力的技术支撑， 是抽油机技术上的一个飞跃 。同时，工程建设和施工形式也发生了很大变化。在进行大规模国土开发的同时，也开始进行城市型土木施工，这样，具有较长的臂和杆，能装上各种各样的工作装置，能行走、回转，实现多自由动作，可以切削高的垂直壁面，买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 挖掘深的基坑和沟槽的抽油机得到了广泛应用 2。 1950年在意大利北部生产了第一台液压抽油机。第一台液压抽油机采用定量齿轮泵，中位开式多路阀，工作压力为 9有执行元件互相并联连结。由单泵向 6个执行元件供油。由于早期液压抽油机主要采用了定量齿轮泵，不能按需改变供油流量，无法充分 利用发动机的功率，因此其能量损失很大，不能满足抽油机复合动作的复杂要求，且可操纵性差。另外，早期试制的液压抽油机是采用飞机和机床的液压技术，缺少适用于抽油机各种工况的液压元件，配套件也不齐全，制造质量不够稳定。从二十世纪六十年代到八十年代中期，液压抽油机进入了推广和蓬勃发展的阶段，各国抽油机制造厂和品种增加很快，产量猛增。1968压抽油机产量己经达到抽油机总产量的 83%，其时对抽油机液压系统的研究也已经十分成熟，液压抽油机已经具有了同步控制系统和负载敏感系统 L。 自第一台手动可急回抽油机速 度分析及机械系统设计诞生以来的 160多年当中，抽油机一直在不断地飞跃发展，其技术已经发展到相对成熟稳定的阶段。目前国际上迅速发展全液压抽油机，对其控制方式不断改进和革新，使抽油机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。在危险地区或水下作业采用无线电操纵，利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，实现了抽油机作业操纵的完全自动化。所有这一切，可急回抽油机速度分析及机械系统设计为其奠定了坚实的基础，创造了良好的前提 3。 据有关专家估算，全世界各种 施工作业场约有 65%至 70%的土石方工程都是由抽油机完成的。抽油机是一种万能型工程机械，目前已经无可争议地成为工程机械的第一主力机种，在世界工程机械市场上己占据首位，并且仍在发展扩大。抽油机的发展主要以液压技术的应用为基础，其液压系统已成为工程机械液压系统的主流形式。随着科学技术的发展和建筑施工现代化生产的需要，液压抽油机需要大幅度的技术进步，技术创新是液压抽油机行业所面临的新挑战。在技术方面，抽油机产品的核心技术就是液压系统设计，所以对其液压系统的分析研究具有十分重要的现实意义。 内外研究现状及 发展动态 外研究状况及发展动态 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 从 20世纪 60年代液压传动技术开始应用在抽油机上至今，可急回抽油机速度分析及机械系统设计己经发展到了相当成熟的阶段。目前国际上先进的抽油机产品的额定压力大都在 30且随着材料科学技术的进步，有朝着更高的压力甚至采用超高压液压技术方向发展的趋势；流量通常在每分钟数百升；功率在数百千瓦以上。如德国 全液压抽油机，铲斗容量达 42压油源为 18台变量轴向柱塞泵，总流量高达 10200L/动机为 2台功率高达 2014于可急回抽油机速度分析及机械系统设计经常在较恶劣环境下持续工作，其各个功能部件都会受到恶劣环境的影响 、英、日等国家推广采用有限寿命设计理论，以替代传统的无限寿命设计理论和方法，并将疲劳损伤累积理论断裂力学、有限元法、优化设计、电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术、疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压抽油机强度研究方面，不断提高设备的可靠性。美国提出了考核动强度的动态设计分析方法。日本制定了液压抽油机构件的强度 评定程序，研制了可靠性信息处理系统使液压抽油机的运转率达到 85%使用寿命超过 1万小时。近几年来，随着液压抽油机产量的提高和使用范围的扩大，世界上著名的抽油机生产商纷纷采用各种高新技术，来提高自己抽油机在国际上的竞争力，主要表现在五个方面 : (1)液压系统逐渐从开式系统的转变 ;(2)系统的节能技术成为研究的重点 ; (3)系统的高压化和高可靠性发展趋势日益凸显 ; (4)系统的操纵特性上升到很重要的地位 ;(5)液压系统与电子控制的结合成为潮流 4。 (1) 开式向闭式液压系统的转变 采用三位六通阀，其 特点是有两条供油路，其中一条是直通供油路，另一条是并联供油路。由于这种油路调速方式是进油节流调速和旁路节流调速同时起作用，其调速特性受负载压力和油泵流量的影响，因此这种系统的操纵性能、调速性能和微调性能差。另外，当液压作用元件一起复合动作时，相互干扰大，使得复合动作操纵非常困难。由于抽油机作业工程中要求对液压元件能很好地控制其运动速度和进行微调，而且在其工作的许多工况下要求多个执行元件完成复合动作，而长期以来使用的开式液压系统无法满足抽油机的调速和复合动作的要求。近年来在国外的抽油机液压系统中出现了闭式负载 敏感系统 (它可以采用一个油泵同时向所有液压作用元件供油，每一个液压作用元件的运动速度只与操纵阀的阀杆行程有关，与负载压力无关，泵的流量按需提供，而且多个液压作买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 用元件同时动作时相互之间干扰小，因此操纵性好是闭式液压系统的主要特点。这种系统非常符合抽油机操作的要求，它操纵简单，对司机的操纵技巧要求低，在国际上己经获得较广泛的使用，是抽油机液压系统的发展趋势。目前日本小松公司已经把大量抽油机液压系统从开式系统改为闭式系统了。 (2) 节能技术的应用 目前液压可急回抽油机典型的节能技术基本上有两种。即负 载敏感技术和负流量控制技术，目前液压抽油机都选用其中一种控制技术来实现节能要求。负载敏感技术是一种利用泵的出口压力与负载压力差值的变化而使系统流量随之相应变化的技术。德国曼内斯曼 (司研制的一种负载传感系统，将其安装在液压系统中，可以控制一个或几个液压作用元件，而与对其施加的载荷无关。该系统不仅易于操纵，而且微动控制特性很好。其最大的特点就是可以根据负载大小和调速要求对油泵进行控制，从而实现在按需供流的同时，使调速节流损失 而达到节能的目的 技术是通过位于主控制阀后面的节流阀建立的压力对主泵的排量进行调节的技术。日前以韩国现代 (日本小松 (日本日立 (代表的许多国外著名品牌的抽油机生产商都在自己的抽油机液压系统中使用了负流量控制技术。这种控制技术具有稳定性好、响应快、可靠性和维修性好等特点，但在起始点为重负荷下作业时，因流量与负载有关，所以可控制性较差 5。 (3) 提高负载能力和可靠性 为了提高可急回抽油机的负载能力，直接的方法是提高其液压系统工作压力、流量和功率。目前，国际上先进的抽油机 产品的额定压力大都在 30且随着材料科学技术的进步，有朝着更高的压力甚至采用超高压液压技术方向发展的趋势 ;流量通常在每分钟数百升 ;功率在数百千瓦以上。如德国斗容量达 42立方米液压油源为 18台变量轴向柱塞泵，总流量高达 100200 L/动机为 2台 功率高达 2014于液压抽油机经常在较恶劣环境下持续工作，其各个功能部件都会受到恶劣环境的影响。系统的可靠性日益受到重视。美、英、日等国家推广采用有限寿命设计理 论，以替代传统的无限寿命设计理论和方法，并将疲劳损伤累积理论、断裂力学、有限元法、优化设计、电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术、疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压抽油机强度研究方面，不断提高设备的可靠性。美国提出了考核买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 动强度的动态设计分析方法。日本制定了液压抽油机构件的强度评定程序，研制了可靠性信息处理系统，使液压抽油机的运转率达到 85%使用寿命超过1万小时。 (4) 重视操纵特性 可急回抽油机的操纵特性越来越受到重视。日前国际上迅速发展全液压抽油机，不断改进和革新控制方式，使可急回抽油机由简 单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操作和电气控制，无线电遥控、电子计算机综合程序控制。各种高新技术的应用，使得抽油机液压系统操纵特性大大提高。 (5) 电子一液压集成控制成为当前主要研究目标 电子控制技术与液压控制技术相结合的电子一液压集成控制技术近年来获得了巨大发展，特别是传感器、计算机和检测仪表的应用，使液压技术和电子控制有机结合，开发和研制出了许多新型电液自动控制系统，提高了抽油机的自动化程度，推动着抽油机的迅猛发展。目前国外先进品牌的抽油机在电液联合控制方面的研究己趋成熟。美国林肯一贝尔 特公司新 自动调节流量，避免了驱动功率的浪费。日本住友公司生产的 用精控模式选择系统，减少燃油、发动机功率和液压功率的消耗，并延长了零部件的使用寿命。 内研究情况及发展动态 从国内情况来看，我国可急回抽油机行业整体发展水平较国外缓慢，在可急回抽油机液压系统方面的理论还比较薄弱。国内大部分可急回抽油机企业在可急回抽油机液压系统传统技术方面的研究具有一定基础，但由于采用传 统液压系统的抽油机产品在性能、质量、作业效率、可靠性等方面均较差，因此采用传统液压系统的抽油机在国内市场上基本失去了竞争力，取而代之的是采用各种高新技术的国外抽油机产品。先进的抽油机液压系统都被国际上一流的生产企业垄断，国内企业在该领域的研究几乎是空白，这样国内的抽油机生产厂家就无法独立制造出性能优异的抽油机，绝大部分的市场份额都被国外各种品牌的抽油机所占据。以 20产 200年代初的技术，同 90年代初以来在国内形成批量的日本小松、日立、神钢以及韩国大宇、现代 等机型相比，其主要差距柴油机功率偏低，液压系统流量偏小，液压系统特性差，导致平台回转速度低，行走速度低，各种性能参数均偏小，整机性能和作买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 业效率较国外偏低 6。 设计的研究内容 可急回抽油机系统方面的技术多种多样，本文主要通过国外几种知名品牌的抽油机液压系统为参考对象，对其现有的关键技术和控制方式进行比较和研究，为抽油机的液压系统设计提供一定的参考信息。 (1) 可急回抽油机液压系统技术发展动态的分析研究 大量搜集国内外抽油机液压系统方面的相关技术资料，系统了解可急回抽油机液压系统的发展历史。分析 总结抽油机液压系统方面的研究现状和技术发展动态。 (2) 可急回抽油机液压系统设计要求 对液压抽油机一个工作循环中的四种工况一挖掘工况、满斗举升回转工况、卸载工况和卸载返回工况进行了详细的分析，总结了每个工况下各执行机构的主要复合动作。根据液压抽油机的主要工作特点，系统地总结了抽油机液压系统设计要求 :动力性要求和操纵性要求。 (3) 可急回抽油机液压系统的设计 分析了传统可急回抽油机液压系统中的单泵定量系统、双泵定量系统和双变量泵液压系统，详细分析了其主要优点和存在的问题。本文在分析研究了抽油机液压系统的基 础上，根据抽油机液压系统的设计要求，设计了一套适合我国生产制造的单斗抽油机液压系统。本设计旨在采用通用的多路阀系统，配以专用控制阀和简单的伺服控制系统 7。 第二章 系统组成及控制要求 为改善生产环境，某公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水 别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点，从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门，一部分则需通过加压泵输送到高位水池，而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较 远达十多公里，高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统 “ 联动 ” 也是较难解决的。 鉴于以上特点，从技术可靠和经济实用角度综合考虑，我们设计了用 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统，同时通过主水管线压力传递较经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统 “ 远程联动 ” 的控制目的 系统主要由电动机，变频器， 起动器，电机保护器数据采集及其辅助设备组成。 1：供水压力要求恒定，波动一定要小，尤其在换泵时。 2：三台泵根据压力的设定，采用 “ 先开先 停 ” 的原则。 3：为了防止一台泵长时间运行，需设定运行时间。当时间到时，自动切换到下一抬泵，以防止泵长时间不用而锈死。 4：要有完善的保护和报警功能。 5：为了检修和应急要设有手动功能。 6：需要有水池防抽空功能。 技术指标 供水扬程： 4 120 m 供水流量： 2 2000 m3/h 水泵功率： 75 平均节电率： 30 60% 压力调节精度： 预定压力设定数：第 1、 2压力。其中第 2压力设定值为消防用水压力。 水泵数量及功率可根据用户 实际情况来选定 。 本例中由于已选 此就不用变频器的内部 只用变频器的工厂宏 0） 就可以了。压力传感器将压力信号传给 出 420频器的运行要根据可编程序控制器输出 否闭合来确定，变频器的停止要根据 编程序控制器输出 否闭合来确定。将变频器 内部可编程继电器 成频率到达。相关参数设定如下： 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 代码 功能 设定值 代码 功能 设定值 9902 0 2102 1 1001 3 3201 103 1003 1 3202 5102 6 3203 0103 0 3204 三章 控制系统设计 1） 工频手动方式 系统设计了手动工频的操作方式，将转换开关打到 “ 工频 ” 档位，操作人员可以根据需要自己决定起动或停止任意一台泵的运行。由于在该操作方式下，频器等均不参加控制，因此，从技术角度上来说，该方式无法保障出水管网压力值的恒定，所以必须有人监守。该方式主要供 频器、 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 仪表、压力 变送器等设备故障检修时使用。 2） 变频自动方式 将转换开关打到 “ 变频 ” 档位，按下变频起动按钮，系统将自动判断并选择起始变频运行泵入口，进入自动运行 。 3） 工作原理 (1) 当某台电机故障或需要检修某台电机水泵时，控制系统将退减到 3泵循环方式自动工作 ; (2) 当变频器出现故障时，控制系统将采用工频驱动方式控制泵的运行与停止，来保证供水的压力在一定的范围内，但系统无法达到压力值的恒定，同时发出报警蜂鸣声响，通知操作人员进行处理 ; (3) 当无水接点信号来临时， 到无水接点信号 消失， (4) 当消防信号到来时， 断生活用水，打开消防供水阀，实现对消防管道补充供水目的，系统将根据在 消防信号解除后，系统自动恢复到变频恒压供水工作状态 ; (5) 仅单台泵变频运行，且处于最低输出频率状态和较长时间无压力上下限出现时 (可以认为此时的系统供水需求量接近为零 )，控制系统将以变频 500即停止运行，进入休眠状态，直到管网实际 压力为压力设定值的 80%左右，控制系统重新自动恢复变频运行，即休眠唤醒。当然，管网中若有气压罐，系统应以气压罐的压力控制器的上下限接点作为休眠与唤醒的条件进行控制 整个抽水泵系统有 15090用变频器循环工作方式，六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台 150纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 90500变频器工作 50网压力仍然低于系统设定的下限时，软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行，当压力达到高限时，自动停掉工频运 行电机。系统为每台电机配备电机保护器，是因为电机功率较大，在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也不能保证管网的压和稳定时，控制器的压力下限信号与变频器的高速信号同时被 保持压力的连续性，同时将一台备用的泵用变频器起动后投入运行，以加大管网的供水量保证压力稳定。若两台泵运转仍，则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行，而将另一台备用泵投入变频运行。当用水量减少时，首先表现为变频 器已工作在最低速信号有效，这时压力上限信号如仍出现， 减少供水量。当上述两个信号仍存在时， 到最后一台泵用主频器恒压供水。另外，控制系统设计六台泵为两组，每台泵的电机累计运行时间可显示， 24小时轮换一次，既保证供水系统有备用泵，又保证系统的泵有相同的运行时间，确保了泵的可靠寿命 。 当 动控制系统失灵，这时候系统工作处于半自动状态，即一台泵具有变频自动恒压控制功能，当用水量不够时，可手动投入另外一台或几台 工频泵运行。 当压力传感器故障或变频器故障时，为确保用水，六台泵可分别以手动工频方式运行。实施效果实际运行证明本控制系统构成了多台深井泵的自动控制的最经济结构，在软件设计中充分考虎变频与工频在切换时的瞬间压力与电流冲击，每台泵均采用软起动是解决该问题关键。变频器工作的上下限频率及数字 用变频恒压供水，消除了主管网压力波动，保证了供水质量，而且节能效果明显，并延长了主管网及其阀门的使用寿命。另外： 采用变频恒压供水，消除了主管 网压力波动，保证了供水质量，而且节能买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 效果明显，并延长了主管网及其阀门的使用寿命。 用稳压减压阀经济地解决了不同用水压力的问题。 拓宽运用变频恒压控制原理，较好地解决了加压泵房与抽水泵房的远程通讯总是并达到异地连锁控制的目的 。 在抽水泵房设置连续液位显示，并将信号传与 止泵缺水烧坏电机，设定的取水位置，确保水的质量。 过载、欠压、过压、过流、相序不平衡、缺相、电机空转等情况下为确保电机的良好使用条件，达到延长电机的使用寿命的目的。 系统配备水位显示仪表，可进行高低位报警，同时通过 在合理水位的水质监控，同时也保护电机制正常运转工况。 系统配备流量计，既能显示一段时间的累积流量，又能显示瞬时流量，可进行出水量的统计和每台泵的出水流量监控。系统配备流量计，既能显示一段时间的累积流量，又能显示瞬时流量，可进行出水量的统计和每台泵的出水流量监控。 由于抽水泵房距离高位水池较远，直接供水到高位水池抽水泵的扬程不足，为此在距离高位水池落差为 36米处设计有一加压泵房，配备立式离心泵两台（一用一备）电机功率为 75程 36米。该加压泵的控制系统需考虑以下条件： （ 1）若高 位水池水位低和主管有水，则打开进水电动蝶阀和起动加压泵向高位水池供水； （ 2）若高位水池水位满且主管有水，则给出报警信号并关闭加压泵和进水电动蝶阀； （ 3）若主管无水表明用水量增大或抽水泵房停止供水，必须开启出水电动蝶阀由高位水池向主管补充不。像抽水泵一样，我们为加压泵配备了软起动器和电机保护器，确保加压泵长期可靠地运转，同时配备了高位水池的水位传感器和数显仪和缺水传感器。为保证整个主水管网的恒压供不，当高位水池满且主水管有水时，加压泵停止，此时主管压力将 “ 憋压 ” ，最终导致主管压力上升，并将此压力传递到抽水 泵房，抽水泵的控制系统检测到此压力进行恒压变频控制，进而达到整个主管网的恒压供水，这是整个控制系统设计的关键。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 自动平稳切换，恒压控制主水管网压力传感器的压力信号 420制器根据压力设定值与实际检测值进行 给出信号直接控制变频器的转速以使管网的压力稳定。 电机既有电机保护器，又有软起动器，克服了起动时的大电流冲击，相对延长了电机制使用寿命。 由于采用 以实现无人远程操作，系统的 与总调 度室计算机网络。 主电路主要由 流接触器 1、 频器和三台泵的工频运行空气开关。 4V（ 以输出 600过核算在本例中容易满足要求， A，电压范围为 530V（ 5250V（ 如果用在较大容量的系统中，一定要注意 01201接变频器的 02203接变频器的 频器的 本系统的电气控制线路的电路图中， 自动转换开关， 自动中间继电器，打开 1位置为手动状态，打开 2位置为自动状态，同时 手动状态，可以按动 自动状态时，系统根据动控制泵的起停。 间继电器 03，控制自动状态时的起动。中间继电器的 制三台泵的手动运行。在自动状态时，三台泵在 行。 对电机进行过流保护。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 在主程序中， 限到达滤波时间继电器，主要用于稳定系统， 泵的总台数， 4 液压系统的设计 导液压操纵，整体式多路阀等先进结构。该机具有结构紧凑，操作轻便，使用维护安全可靠，发动机功率利用率高、生产效率高等优点。根据作业需要可配备 方米四种反铲斗及斗容为 米方的两种正铲斗。广泛用于建筑施工、市政工程、水电、国防工程和一般矿山采掘，挖掘 土壤 23。 液压系统方案及参数确定 表 项目名称 单位 数 值 标准斗容量 发动机型号 6135动机标定输出功率 kW/r/06/2100 最大挖掘半径 m 大挖掘高度 m3/h 大挖掘深度 m 大卸载高度 m 转速度 r/走速度 km/h *坡能力 % 70 作业循环时间 S 18机长 /宽度 带平均接地比压 动机额定转数 r/100 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 整机质量 t 论生产率 m3/h 200 最大挖掘力 42 系统工作压力 6 履带板宽度 m 机运输尺寸 (长 高 ) 850行元件是液压系统的输出部分，必须满足机器设备的运动功能、性能要求和结构、安装上的限制。根据所要求的负载运动形态，选用不同的执行元件配置，如下表 表 行元件配置 运 动 方 式 执 行 元 件 左行走 右行走 直性行走 左液压马达 右液压马达 左液压马达 +右液压 马达 工作装置 外摆内收 动臂液压缸 斗杆液压缸 铲斗液压缸 回转 摆动液压马达 行元件液压缸及系统压力的初选 由于铲斗的内收是为了铲料，而外摆是为了卸料，工作装置采用了两根动臂液压缸、一根斗杆、一根铲斗油缸。要使机构正常工作且具有平稳性，两动臂液压缸 必须同步运动，这就要求任何时刻进出油路的压力油，必须保持一定的压力平衡。为此，采用平衡阀控制油路中液压油的压力值 24。 根据抽油机主要用于建筑施工、矿山的特点，本设计选择双作用单活塞杆式液压缸。 (1) 液压缸参数的选择 每斗料的重量 M = 1980 ( （ 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 G = m g = 1980 19404 ( （ 由卸料斗的尺寸图按极限情况计算得 所挖斗料自重 在卸料斗底板轴承铰接处转距平衡 即 F 拉 G （ F 拉 19404 1206 得 20619404 F 拉(工作压力的选定关系到设计出和系统是否经济合理；工作压力低，则要求执行元件的容量大，即 尺寸大、重量重，系统所需流量也大；压力过高，则对元件的制造精度和系统的使用维护要求提高，并使容积效率降低。一般是根据机械的类型来选择工作压力。 执行元件工作压力可以根据总负载值或者主机设备类型选取，如表 表 载和工作压力之间的关系 负载 F/ 10 10 20 70 140 140 250 250 工作压力 P/ 0 14 18 21 32 表 类机械常用的系统工作压力 设备类型 精加工机床 组合机床 拉 床 农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构 液压机、重型机械、大中型抽油机、起重运输机械 工作压力 P/6负载值大小查上表，参考同类型抽油机，取液压缸工作压力为 25装方式选择缸头耳环带衬套，活塞杆端连接方式选择杆端外螺纹杆头耳环带衬套。又因其伸缩速度缓慢但压力大，故选择带缓冲，油口连接方式选择外螺纹 25。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 算工作装置铲斗液压缸的主要尺寸 活塞杆直径 的计算 受拉时： d=( 受压时： d=( (1) 液压油缸的缸径、杆径和工作压力确定 根据技术条件：确定液压缸径和杆径及行程为：缸径 D= 125径d= 85 由此计算出液压系统工作压力为： P=)(41 22 （ =（ 2847 103） /（ 1252 =32式中 F=2842) 缸筒壁厚计算 根据机械设计手册，在此液压系统中， D/ 16，故缸筒壁厚应用中等壁厚计算公式，此时： = )3C （ ：强度系数，对无缝钢管， =1C：用来圆整壁厚数 压缸内最高工作压力。 0 D：缸筒内径 = s/75/0 =10 220/(6010)+C=25油缸缸筒外圆取 25(3) 缸筒强度校核 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 根据 体合成应力按下式计算： 12121 （ 式中： =60 向应力： 124)( 2 =22 ( 向应力： 215 (P：工作压力， P=32：油缸缸径， D= 125mm d：油缸杆径， d= 85：缸筒壁厚， =计算， 12121 =70 : ,符合要求 . (4) 活塞杆长度和缸筒长度计算 根据设计要求的行程，来设计活塞杆的长度；本油缸的行程为 1020油缸的活塞杆的长度为 1265筒的长度为 1500 (5) 活塞杆强度计算 活塞杆受拉力最危险截面是两端连接螺纹的退刀槽横截面，（取截面直径较少值）其应力计算如下 ： n= 22 3 （ 式中为拉应力： =21. ( 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 为剪应力： =31 01 上面两公式中， K：螺纹拧紧系数，此处取 K=1:螺纹内摩擦系数 ,一般取 塞杆危险截面处直径， 0mm 纹外径， 2 ： 70： = = 得 : n=以 : n ,符合工况要求 26。 (6) 下盖联接螺钉强度校核计算 螺钉联接采用高强度螺钉 80(接 ,两端数量均为 24件，螺钉精度等级为 强度校核，按照公式（ （ 拉应力： =应力： =3101 ,.：螺纹拧紧系数，此处取 K=1: 螺纹摩擦系数 ,一般取 纹内径， 纹外径， 0： 24 s 900 = s/2=450： n= 22 3 符合工况要求 (7) 活塞杆柔度校核计算 活塞杆细比计算如下： = （ 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 此处： 向套中心至吊头尺寸，约 1500塞杆直径 d=85 活塞杆许用细长比，按规定拉力杆此处 100。 计算得 =4 1265/85= ，故满足要求。 压系统原理图的制定 制 定基本方案 (1) 制定调速方案 液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。相应的调整方式有节流调速、容积调速以及二者的结合 容积节流调速。节流调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。 此种调速方式结构简单，由于这种系统必须用闪流阀，故效率低，发热量大，多用于功率不大的场合。容积调速是靠改变液压泵或液压马达的排量来达到调速的目的。其优点是没有溢流损失和节流损失，效率较高。但为了散热和补充泄漏，需要有辅助泵。此种调速方式适用于功率大、运动速度高的液压系统。容积节流调速一般是用变量泵供油，用流量控制阀调节输入或输出液压执行元件的流量，并使其供油量与需油量相适应。此种调速回路效率也较高，速度稳定性较好，但其结构比较复杂。节流调速又分别有进油节流、回油节流和旁路节流三种形式。进油节流起动冲击较小， 回油节流常用于有负载荷的场合，旁路节流多用于高速。调速回路一经确定，回路的循环形式也就随之确定了。节流调速一般采用开式循环形式。在开式系统中，液压泵从油箱吸油，压力油流经系统释放能量后，再排回油箱。开式回路结构简单，散热性好，但油箱体积大，容易混入空气。容积调速大多采用闭式循环形式 。 闭式系统中，液压泵的吸油口直接与执行元件的排油口相通，形成一个封闭的循环回路。其结构紧凑，但散热条件差 27。 经过上述分析此方案选用 容积节流调速。 (2) 制定压里控制方案 控制元件 (即各种液压阀 )在液压系统中控制和调节液 体的压力、流量和方买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 向。根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀 (安全阀 )、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 液压抽油机控制系统是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件（液压缸、液压马达）等所构成的动力系统进行控制的系统。按控制功能，可分为位置控制系统、速度控制系统和力（或压力）控制系统；按控制 元件，可分为发动机控制系统、液压泵控制系统、多路换向阀控制系统、执行元件控制系统和整机控制系统。 液压控制阀控制系统 ： 先导型控制系统 换向控