FCJ-型自行式液压翻车机设计【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 摘 要 翻车机是矿山常用的一种卸矿机械，原矿石由矿车编组运输至矿仓上方后，由翻车机卸入矿仓，随着采矿技术的发展和提高产量的需要，原设计的翻车机往往不能满足要求， 的自行式液压翻车机是一种新型的翻车机，它很好的解决了这一困难，生产实践表明，这种翻车机已成为重要的矿山生产设备。 的自行式液压翻车机是为满足矿山的需要，根据原研制的 的压翻车机在使用中的情况，根据需要研改制而成的，更便于生产，提高了生产效率，降低了工作强度。此次设计是仿制设计，基本上采用李洪平教 授研制的液压翻车机样机的基本结构形式，结构和工作原理，通过对整机的结构了解，绘制整机装配图，在此基础上自主研制翻车机的液压系统设计，主要包括系统工作压力的确定，执行元件的控制确定，拟订液压系统原理图，计算执行元件主要参数，选择液压控制元件和辅件，绘制管路布置图和设计液压站。 通过本次设计，研究和计算，成功的完成了 的自行式液压翻车机上的液压系统设计。 关键词 ： 液压翻车机，液压系统，原理，元件，参数 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he is by by I is of it of I is to in to to is i of to up in up on I ey 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 第一章 引言 制 的现状和意义 1 1 计方案介绍 2 场条件主要参数 4 第二章 翻车机的基本结构及工作原理 机机构 5 走机构 5 作机构 6 压系统 7 气系统 7 第三章 行阻力计算 8 动机功率计算 9 电动机 10 动比的分配 10 带传动设计 10 传动设计 10 第 四 章 算升举油缸受力 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 算夹持油缸受力 11 算翻转油缸受力 12 条选择 12 键强度验算 13 第 五 章 液压系统设计计算 况分析 14 选系统压力 14 缸参数计算 14 压泵，各缸的工作时间 、 流量 、 压力计算 21 车油缸 30 算液压泵的驱动功率 31 压缸结构的选用和计算 31 压系统原理图 38 箱设计 39 件选择 、 计算 41 压元件的安装 42 第 六 章 整机的稳定性计算 43 致 谢 44 参考文献 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 引 言 制的现状和意义 翻车机是矿山常用的一种卸矿机械，原矿山由矿车编组运输至矿仓上方后，由翻车机卸入矿仓。随着采矿技术的发展和提高产量的要求，原设计的翻车机往往不能满足要求，至于有些矿山原设计就是采用翻斗式矿车，采用人工翻矿，则更是生产效率低，劳动强度大，安全性差。目前，定型产品只要固定式圆盘翻车机，它只能固定的向一个矿仓卸矿，不仅产量固定。且无法满足向多个矿仓卸矿的要求。卸矿机械是矿山机械中的薄弱环节 矿山机械在国民经济和国防建设中占有重要的地位，研制出适应矿山改造，满足用户需要的卸矿机械具有很大的 现实意义。此课题研制的翻车机不仅适用与对矿山的多个矿仓卸矿，而且也适用与其它用矿车运输的物料（如沙石，煤）的卸车。因此，此项研究对加快国民经济建设和国防建设都有很大的意义。 通过研制一种新型机器，掌握研制新设备的基本方法，锻炼科研能力，提高创新思维能力。 目介绍 江西铜业公司银山铅锌铜系统原矿仓有 1、 2、 3 号矿仓组成，井下和露天铜矿石在矿仓上部卸矿，如图 1 所示，卸矿过程为：重载矿车由电机车推顶到 1号矿仓前，然后视情况（如有时某号矿仓检修等）由电机车推顶到或调度铰车牵引，将若干辆重车停放在 1矿仓上部。人工摘钩后翻矿。翻完后挂钩，再次使重车前进而将空车顶出矿仓，并进行新一轮翻矿，直至整列矿车翻完，空车顺原路拉走。矿石从格筛溜入矿仓，从出料口直接进入谔式破碎机进行破碎，多年来一直沿用 方米翻斗式矿车，人工倒矿，生产效率底，劳动强度大，且安全性差，是生产的薄弱环节，是制约生产并期待解决的技术难题，为提高产量，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 必须加大矿车容积，拟采用 方米的固定式矿车，每一矿车的装载量可增加72%，使用固定式矿车就必须采用机械倒矿，这样选择什么样的翻车机就成为问题的关键，自行式液压翻车机就是为解决这一 技术关键而研制的。 翻车机自行行走机构，可方便的调度向 1， 2， 3 号矿仓倒矿，翻车机行走轨道铺在原运输轨道的一侧，施工方便，施工期尚可正常生产。现场改造，工程量小，整机重量也大大的减轻，制造安装难度小，是一个比较理想的方案，自行式液压翻车机实是液压机械手，液压机械手（工作机构）完成矿车的夹持，升举和翻转倒矿等主要作业。机器结构紧凑，机动灵活，操作方便和工作可靠。 图 1 矿仓布置示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计方案介绍 ： 翻车机由电动轨轮行走机构，工作机构，推车机构，液压系统和电气系统等五部分组成，如图 2 所示： 图 2 自行式翻车机结构简图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 行走机构为电动双轨行走机构，传动系统如下： 电动机三角皮带摆线针轮减速器链条行走主动轮轴 工作机构由夹持机构，升举机构和翻转机构组成，分别由夹持油缸，升举油缸，翻转油缸完成各自的功能动作。 推车机构由推车杆，油缸和承力挡 块组成，推拨矿车车厢端部即可使矿车移位。 液压系统由电动机，油泵，液压控制阀，油缸及管路，油箱等组成 电气系统由电气控制装置，控制信号，保护装置等组成。 翻车机工作前，翻力矩很大，为保证其稳定性，在整机设计布局时应尽量使整机横向重心后移，如把油箱，液压站，配重块等布置在机器的后部，由于受尺寸的限制，行走车架宽度较小，而长度大，行走传动装置和液压，电气装置分别布置在翻车机的两侧，整机的布局紧凑。 场条件主要参数 翻车机自重 80000（配重块 25000），矿车及其矿石重 30000。 翻车机行走速度为 24m/ 矿车轮缘间距 600车机车轮轮缘间距为 1010车机与矿车相邻之轮缘间距为 250本次设计主要为仿制设计，基本上采用样机的机构形式和工作原理。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 二 章 翻车机的基本结构及其工作原理 机机构 自行式液压翻车机由行走机构，工作机构，液压系统和电 气系统组成，翻车机工作时，工作机构夹持重载矿车，前翻力矩很大，翻车机会向前倾翻，为保证其稳定性，在整机设计布局时应尽量使整机横向重心后移，如把油箱，液压站，配重块等布置在机器的后部，由于受尺寸的限制，行走车架宽度较小，而长度大（纵向长度达 ），行走传动装置和液压，电气装置分别布置在翻车机的两侧，整机的布局紧凑。 走机构 （见图 3） 图 3 行走机构简图 行走机构是翻车机的机架，是翻车机的移动，对准装置。行走机构由行走电动机，皮带轮，减速器，链传动 ，车轴和驱动车轮等组成。由于行走机构工作平凡，重载启动，选用冶金启动型电动机，为了使翻车机准确定位和停车时的安全制动，在电动机皮带轮设置了电磁制动器。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 作机构 （见图 4） 工作机构中固定爪 8，夹紧油缸 7，活动爪 9 的一个支点都固定在左右两块支撑板 5 上。升举油缸收缩，大臂下放，使固定爪靠近矿车（图 3 中双点画线所示），收缩夹持油缸 7 夹持矿车。升举大臂使矿车车轮离开轨面，即可翻矿。翻转机构采用油缸 链条 链轮机构。翻转油缸 3 是双作用双活塞杆型，活塞杆端部用过度接头分别与链条相连，活塞杆伸缩即可牵引链条带 动主动链轮 4旋转，花键轴与支撑板固接，从而带动支撑板旋转，实现矿车的翻转和复位。 图 4 工作机构简图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 动 作 循 环行走对位 大臂下降 夹持矿车大臂举升 翻转卸矿 翻转复位大臂下降 松开夹持 压系统 动作循环图说明了各油缸的工作顺序 由操作多路换向阀来实现，翻车机行走时大臂必须升举一定高度才能使支撑板及夹持机构纵向跨越矿车，顺利移位。为此，设置了液压 电气连锁，确保大臂必须升举到行走的高度时，行走电动机才能启动。为防止可能由于管路故障等原因导致夹紧失灵而发生的危险，设置了液控单向阀，以确保夹紧安全。矿车及夹持机 构的自重在矿车卸矿后复位时会超速下降，设置了平衡阀限速，使矿车复位安全平稳。 气系统 翻车机采用了 380 伏交流电作为动力源，主要负载有行走电动机和油泵电动机。电气控制系统由油泵电动机起停，行走电动机控制左右，并设有信号指示系统，制动电磁铁控制线路及连锁保护线路。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第三章 轮轴 图 5 行走机构 行阻力计算 （ 1） 运行静阻力mP+pP+度阻力 压阻力 。室内 （ a） 摩擦阻力2 ( 2 ) d D0 K 动摩擦系数，由车轮直径00取 K=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轮轴承摩擦系数， = 加阻力系数，取 =2 2 80000*（ ） / 1520N （ b） 坡道阻力80000=1680N jP=mP+520+160=1680N （ 2）起动时惯性阻力GV/V=s t=2s 0000 2=1714N （ 3）最大运行阻力jP+680+1714=3394N 动机功率计算 cN=000 = 1 2 3 2 =394 000 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 电动机 选 Y 型冶金起重电动机。 参数如下：40；35r/ = 动比分配 行走速度： V=s 车轮转速：0V/d =60 速比：。 采用三级传动，第一级皮带传动，1i=35/35=1 。 第二级采用行星摆线针减速机，2i=35 。 第三级采用链条传动，3i=1 。 带传动设计 计算功率 1 . 5 2 . 2 3 . 3k p K W 式中1 935r/选 V 型带 A 型。大小带轮直径21( ) 1 2 5D D m m跟数 3， 中心距 445传动设计 摆线针轮减速器到车轮前轴用双排链，前后轮轴间用单排链，选大（小）链轮齿数 12( ) 19 1） 双排链；计算选定链号为 20的滚子链，链节数 60（ 2）单排链；计算选 定链号为 20 的滚子链，链节数 180买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 四 章 工作机构（如 图 4 所示）是翻车机的重要机构，具有夹持，举升，和翻转矿车的功能。其结构参数的合理及零部件强度可靠性决定了翻车机工作的有效性和可靠性。 算升举油缸受力 下图 6 为举升机构 示意图；1 2 3,G G G，分别为支撑 夹持机构重力，矿车，矿石重力及大臂前端结构重力。 图 6 举升机构示意图 1 1 2 2 3 1 . 8 6 0 /F G L G L G h 6 5 0 0 1 . 4 4 5 3 0 0 0 0 1 . 6 1 0 1 5 0 0 1 . 8 6 0 / 0 . 7 3 0 每个油缸受力为 / F N 算夹持油缸受力 图 7 夹持油缸受力图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 / 2 s i n 5 5 3 0 0 0 0 / 0 . 8 1 9 1 8 3 0 0F G N 1 1 2/ 0 . 6 6 1 8 3 0 0 / 0 . 2 6 4 6 4 5 0jF h F h N 每个油缸为 / 算 翻转油缸 受力 （如图 8 所示） 链轮 图 8 翻转机构，翻转阻力矩包括矿车，矿石，支架夹持机构的重力对回转轴产生的力 22 1 1 2(1 . 8 6 0 ) (1 . 8 6 0 )M G L G L 6 5 0 0 0 . 4 1 5 3 0 0 0 0 0 . 2 5 1 0 2 0 0 N m 活塞杆的拉力为： 2 1 0 2 0 0 / 2 0 . 1 3 2 5 4 2 5 0 0 r N r=条选择 选套筒滚子链 40 60 ， 条节距 P=子直径 1 3 9 d 条极限载荷 Q=347000N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 链条安全系数 n=Q/Ak 347000/425000=符合要求。 式中 键强度验算 花键轴两端采用不同的花键组合， 分别计算如下： 10108 18，组合 挤压强度 65 1 0 0 / 0 . 7 5 1 0 2 . 9 8 5 . 8 1 0J Y n Z F r = 393 551 0 8 7 5 1 0 符合要求。 式中： / 2 1 0 2 0 0 / 2 5 1 0 0 N m 传递扭矩 =荷不均匀系数。 Z=10 花键齿数 ( / 2 )F D d c r l ( 1 2 1 0 . 8 / 2 0 . 0 5 0 . 0 4 ) 9 . 6 = ( ) / 4 ( 1 2 1 0 . 8 ) / 4 d =中间直径 55 3 . 5 2 5 0 1 0 8 7 5 1 0 P a 许用挤压应力 103 14 组合 /J Y n Z F r 65 1 0 0 / 0 . 7 5 1 0 4 . 7 7 4 . 4 5 1 0 = 553 4 5 1 0 8 7 5 1 0a G P a 符合要求 ( 9 . 5 8 . 3 / 2 ) 0 . 0 4 0 . 0 3 9F = 9 . 5 8 . 3 / 4 4 . 4 5mR c m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 五 章 液压系统设计计算 况分析 (1) 现场要求；一个工作循环周期小于 90 秒，其中油缸工作时间 于 40 秒，行走对位时间小于 50 秒。 (2) 工作条件差，灰尘，温度较大。 选系统压力 齿轮 泵 其主要参数为： 6 ， 0 rV V 缸参数计算 (1)翻转油缸 采用等径双活塞杆油缸 ,活塞直径为 D, )(022 21002 )()(4( 式中 N 0 A:在前面的工作设计力的计算中可知 活塞杆拉力 F=42500 N B:液压缸的总效率 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由 机械设计手册 第四版的 第 4卷可知 ,液压缸的总效率由以下几部分组成 : 机械效率m,m 容积效率V,可取V=1,因为活塞密封为弹性材料 . 作用力效率d,可取d=1或22122 )( 式中 2P 1P 21,m 由于在翻转油缸的复位时存在着一定的压力 ,所以采用 22122 )( 又因为油缸的活塞杆等径双活塞杆 , 所以 21 所以 212 )( 212 )( 初取 93.0m212 )(参考 机械设计手册 表 17知执行元件的回油背压在回油路上的背压阀或调速阀的系统可取背压值为 取 P C:估算活塞杆直径 d,油缸的内径 D. 初选油缸的工作压力 为 P=15 油缸的效率 =塞杆直径系列 (2348 d=32 )( 022 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21002 )()(4( 代入数据得 D = 机械设计手册 表 17液压缸内径系列 (2348可选 D=80 以油缸的实际工作压力 01 2m 代入数据得 验算油缸内径 D 21002 )()(4( 代入数据得 D= 不可取 212 )( 933.0d 代入数据得 经过分析， 取油缸的总效率 油缸的工作压力 回油背压力为 活塞杆直径系列（ 23481036 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计算油缸内径 D 21002 )()(4( 代入数据得 可取 1080 所以油缸的实际工作压力 01 代入数据得 验算油缸的内径 D 21002 )()(4( 代入数据得 可取 代入数据得 也可取 所以取油缸机械效率 油缸的有效工作面积 4)( 221 代入数据得 21 活塞强度的效核 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 因 为活塞杆不论在翻车还是在复位一直处于受拉状态，所以只要效核拉应力则可 活塞杆采用 45#材料，查机械设计手册可知 55又 24 代入数据得 a 全） 为了方便计算，工作机构的油缸活塞直径皆取相同值为 231080 举升油缸 采 用单活塞杆油缸，两端铰接，如图（ 9） 图 9 为了方便购买和计算，采用与翻转油缸相同的内径的油缸 1080 已知：最小安装高度 最大行程 对于活塞杆的直径 d，查表 17初选 1045 由于活塞杆在整个工作过程中，始终是受压的，所以就需要考虑它的压杆稳定性。 验算活塞杆的稳定性 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22612 10 1E 4m 式中 M P 1 圆截面 444 查表 17端铰接有耳环，取 K=2 代入数据得 0450 4 已知 14251 316 7 . 4 7 1 0 1 . 641425 不可取 通常情况下取 经过分析 取 1056 与 1060 分别计算，如 表（ 1） 表（ 1） 1056 kF 1060 13 k kF 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 为了安全考虑，取 1060 所以举升油缸的内径 1080 ，活塞杆的直径 1060 油缸实际工作压力 024 代入数据得 441425 2 夹持油缸 采用单活塞杆油缸，两端铰接，如图（ 10） 图 10 已知最小安装高度 ，最大行程 。 同样选油缸内径 1080 查表 17知，初选 1040 活塞杆在工作过程中也始终是受压的，需要效核它的稳定性， 22612 10 1E 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4m 式中 M P 1 圆截面 444 查表 17端铰接有耳环，取 K=2 代入数据得 k 已知工作压力 32251 12 kF 不可取 通常情况下取 。 经过分析，取 1050 和 1045 分别计算，其结果如下表（ 2） d（ 150 7.2 45 4.7 表（ 2） 由计算结果分析，取活塞杆直径 1045 ，所以夹持油缸的大小 1080 ， 1045 油缸的实际工作压力 024 代入数据的 M P 42 32 2 5 62 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 压泵，各缸的工作时间 、 流量 、 压力计算 在工况分析中要 求油缸工作时间小于 40 秒，减去对油缸的操作时间，实际工作时间大概只有 30 秒左右，去工作时间为 30 秒，在着 30 秒内，有三组油缸需要先后操作，所以每组油缸工作时间大概为 10 秒左右，其中夹持油缸的工作速度快，可估算翻转油缸的为 12 秒。 )(6212)(12 1 在工作机构计算中，我们知道链轮的半径为 。 取油缸的最大行程 20 f 代入数据得 6420 已知油缸的容积效率 931.0v所以油缸的流量： 3221 10)(4 代入数据得： 680(221 Qm Q 两缸的流量 m i 选车轮泵，考虑各方面的因素，选外啮合齿轮泵（ ），又因为初选系统的压力值 6 ， m ， 初选电动机的转速 m 可知 排量 12 4 . 1 2 6P m l r 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 查机械设计手册表 17知 取排量 12 0 . 1 9P m l r， 12 5 P m l r ， 13 2 P m l r 计算比较 A：排量 12 0 . 1 9p m l r， 2 0 . 1 9 1 5 0 0Q N P = 2f 代入数据 0 3 /fv m s6 . 7 2 1 3 . 4t s T t s 2 5 /p m l r 3 7 . 5 9 / m i 0 7 8 3 /5 . 4 2 1 0 . 8 m s T t s 13 2 p m l r 4 8 . 0 3 / m i 1 /4 . 2 2 8 . 4 m s T t s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 经以上分析可选 的齿轮泵 取 的齿轮泵 排量为 2 5 /p m l r 和 3 2 /p m l r 分别验算工作时间， 已知电机的转速 1 4 5 0 / m 容积效率 A：排量 2 5 /p m l r P代入数据得： 331 4 5 0 2 5 . 0 6 0 . 9 3 1 3 2 . 7 1 0 / m i 翻转油缸的工作时间 120 8 /6 m 1 2 1 2 . 3 4 s 取1 13举升油缸的工作时间 举升时间 222代入数据得： 0 4 /m 取 9 复位时间 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2212 ()20 . 1 2 4 /m 取 4 2 13 T s 夹持油缸的工作时间： 夹持： 21220 4 /5m 复位： 2212 ()20 . 0 7 9 /m 取 4 3 5 4 9 T s 1 2 3 1 3 1 3 9 3 5 4 0 T T s s 符合要求 试算系统泄漏系数 K 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 翻转油缸： 2 2 311211 3 6 . 53 . 8 8 / m i n( ) 1 041 5 . 5 2 / m i 1 . 0 4 / m i s T v d L 所以翻转油缸的流量 2 3 1 . 0 4 / m i 原的流量： N代入数据得：2 3 3 . 0 6 / m i 以泄漏系数 K 21 升举油缸： 已知 2112193 . 2 / m i . 0 7 / m i 2 . 1 5 / m i L 23 3 . 0 6 1 . 0 33 2 . 1 5 夹持油缸： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 已知 2112150 . 0 5 4 /41 6 . 3 5 / m i 2 . 7 / m i m L 23 3 . 0 6 1 . 0 1 83 2 . 7 B：排量 3 2 /P ml r 33 2 . 0 2 1 4 5 0 0 . 9 3 14 1 . 7 9 / m i 翻转油缸的工作时间 1 2 9 s取 1 11举油缸的工作时间 升举时间： 2224 1 . 7 9 20 . 0 6 9 /3 . 1 4 8 0246 . 9 5m 取 位时间： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1222224 1 . 7 9 20 . 1 5 8 /3 . 1 4 ( 8 0 6 0 )2 ( )4m 3 . 0 3 4 取 7 . 5 3 . 5 1 1 T s 夹持油缸的工作时间 复位时间： 1222224 1 . 7 9 20 . 1 0 /3 . 1 4 ( 8 0 4 5 )2 ( )4m 2 . 7 取 3持时间： 2224 1 . 7 9 20 . 0 6 9 /3 . 1 4 8 024m 3 . 9 取 3 4 . 5 3 7 . 5 T s 1 2 3 1 1 1 1 7 . 5 2 9 . 5 4 0 T T s s 符合要求 试算系统的泄漏系数 K 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 翻转油缸 13 s f 已知 S 3420 10m s 2 2 31 ( ) 1 04 d V 代入数据得： 1Q= K=升油缸： A：升举 已知 s s 21 2 4 V 代入数据得： 1Q=