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高炉开口机液压设计及原理.doc

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高炉开口机液压设计及原理.doc

开口机液压设计及原理摘要本文在综合分析各类液压开口机冲击工作原理和轻型液压开口机各种结构的基础上,分析轻型独立回转液压开口机的结构类型,对其主要部件进行了设计和研究。在设计中,本文重点的是设计液压开口机的液压系统,其包括活塞的设计,配流阀系统的设计蓄能器的设计活塞防空打装置的设计液压冲击机构液压控制原理图。关键词开口机设计轻型独立回转研究冲击机构目录第1章绪论.................................................................................................31.1液压开口机的发展..................................................................................................31.2液压开口机的研究现状..........................................................................................41.3液压开口机的发展趋势..........................................................................................71.4本课题的意义及设计内容......................................................................................8第2章液压开口机的冲击工作原理及结构分析....................................92.1液压开口机的基本结构..........................................................................................92.2液压开口机冲击机构的结构类型........................................................................112.3液压开口机的冲击工作原理................................................................................122.4有阀型液压开口机冲击机构的结构分析............................................................162.5轻型独立回转液压开口机总体方案的确定........................................................18第3章液压冲击机构数学模型的建立..................................................213.1液压冲击机构的线性模型....................................................................................213.2液压冲击机构的非线性模型................................................................................28第4章液压系统设计...............................................................................314.1液压冲击机构控制原理及设计理论分析............................................................324.2活塞系统设计........................................................................................................354.3配流阀系统的设计................................................................................................374.4蓄能器的设计........................................................................................................424.5活塞防空打装置的设计........................................................................................46结论.................................................................................错误未定义书签。参考文献.......................................................................................................50附件1............................................................................................................51附件2..............................................................................错误未定义书签。第1章绪论1.1液压开口机的发展20世纪20年代,英国人多尔曼在斯塔福德制造出第一台液压开口机。大约40年之后,另一位英国人萨特立夫也制成了一台液压开口机。不久,美国Gardner-Denver公司根据尤布科斯专利制成了MP-Ⅲ型液压开口机。以上几种液压开口机都因一些关键的技术问题没能很好地解决,所以未能在生产中得到推广应用。1970年,法国蒙塔贝特(Montabert)公司首先研制成功第一代可用于生产的H50型液压开口机,开始在世界范围内应用液压钻孔设备。由于液压开口机和气动开口机相比具有明显的优越性,瑞典、英国、美国、德国、芬兰、奥地利、瑞士和日本等国陆续研制出各种型号的液压开口机,使液压开口机技术和生产在30多年间有了很大发展。目前在国外,液压开口机已经成为导轨式开口机产品的主流。90年代先进国家的岩石开挖工程采用的液压钻孔设备占钻孔设备总量的80以上。其中瑞典AasCopco、芬兰Tamock、法国Secoma等公司的液压开口机及配套产品在世界上具有代表性。前两者的液压钻孔设备销售量占世界销售总量的一半以上。目前国外的液压开口机正向重型、大功率和自动化方向发展超重型大功率液压开口机已能钻凿直径180275毫米的炮孔,钻孔速度是牙轮或潜孔钻机的24倍,而能耗仅为潜孔钻机的1/4。我国开展液压冲击机械的研究工作起步于70年代初期,基本与国际研究水平同步,但由于当时我国液压技术发展较慢,液压开口机与液压碎石机未能在我国普遍推广应用。直到80年代,我国科研人员走技术引进和自行开发相结合的道路,在突破了试验研究的许多关键技术之后,取得了迅速的发展。1980年长沙矿冶研究院研制成功了我国第一台YYG80型液压开口机,不久以后,由中南工业大学研制的YYG90型液压开口机、北京科技大学研制的YS5000型液压碎石机和长沙矿山研究院研制D型液垫式液压碎石冲击器也相继通过了国家有关部门组织的技术鉴定。近年来,随着我国对外开放政策的深入和科学技术的长足进步,液压冲击机械这个新兴的技术产业也得到了迅猛发展,目前国内已经有十几家单位研制生产了数十种型号的液压开口机和液压碎石机的系列产品,在我国的能源开发、城市建筑、隧道工程建设中获得了较好的应用13。1.2液压开口机的研究现状1.2.1数学模型的研究按照人们在研究冲击机构时所采用的数学模型不同,可以把研究液压冲击机构的方法分为线性模型法和非线性模型法两种。线性模型法就是抓住液压冲击机构运动的主要因素,忽略次要因素,对冲击机构作一些必要的假设,将活塞受力状态进行简化,得出用线性数学模型表示的冲击机构运动规律。这种模型揭示液压冲击机构的运动规律直接明了,有确切的数学表达式,可方便地求得解析解。但由于这种方法忽略了一些实际存在的因素,故只是粗略地描述了冲击机构的运动规律。非线性模型较多地考虑液压冲击机构的影响因素,较全面地分析了冲击机构的受力状态,用高阶非线性微分方程组描述其运动规律。这种模型能较精确地揭示液压冲击机构的物理现象,但方程求解困难,描述不直观,只能通过计算机求得数值解。但必须指出,由于液压冲击机构运动的复杂性,非线性模型也是建立在一些假设基础上的,所以也只能是近似地描述冲击机构的运动规律。1.2.2蓄能器的研究液压冲击器的所有运动体工作时始终处于剧烈的变速运动状态,其配流控制阀的换向频率高达50~60zH要求在极短的时间内完成大开口量的油路切换动作,压力、流量变化都非常剧烈,系统不可避免地存在压力脉动和液压冲击。因此,液压冲击器系统中设置蓄能器的目的就是为了吸收这种压力脉动和液压冲击,同时在正常工作时吸收供过于求的能量,当系统短时间内需要大量压力油时,蓄能器可补充供不应求的能量,这样可减小液压泵的容量,从而减少电机功率消耗和系统发热。冲击活塞、配流控制阀和蓄能器三者耦合运动完成液压冲击器正常而有效的工作,蓄能器是液压冲击器的重要组成部件,其设计好坏直接影响液压冲击器的整机性能,因此人们对蓄能器进行了大量的研究工作。提出了回油蓄能器的参数设计方法以集中参数为基础,建立了高压隔膜式蓄能器的动态模型,分析了蓄能器系统的频率特性,在此基础上,进一步分析了蓄能器与液压冲

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