液压钻机设计-全液压钻机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 摘 要 1963年，设计民微型 是一种非常轻而短的钻机，其行程为 851用三速齿轮箱，其最大转矩为 691效钻孔推力为 2145公斤。设计钻杆较小，直径为 为 762带锥形螺纹接头，称为 型钻杆。 型和最初的 型钻杆是抽放瓦斯的两种标准钻孔设备，现已包括在英国煤炭部第 613/1974 号样本中。 钻机 有一个带滑板的机架，由滑板支撑。钻头安装在滑座上，由液压马达、变速齿轮箱和推力套以及供水旋转接头组成。在机架内滑座下是液压缸。机架上钻孔 末端的导向夹持器用来固定和支持钻杆。 动力设备 这是一个装有液压油的油箱，下面有滑橇，便于运输。一台电动机和液压泵及其它辅助设备，如回油过滤器、安全阀、加油泵、油箱通气管以及湿度安全开关都安装在油箱上面。 控制盘 为四个装置中最小的。包含有钻孔功能的控制阀，指示转矩的压力计以及钻头上的钻进压力。 装配式机架 当准备钻孔时，机架支撑着钻机。机架形式多种以适应不同钻孔地形变化，有 H 型机架、 A 型机架和单支柱支座。后两项是根据钻机使用者提出来的要求设计的。 液压油通 过挠性液压软管从动力装置站输送到控制盘，然后进入钻机。软管一般长 4m，能适应各种装置的定位。 关键词：动力设备 控制盘 装配式机架 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 is of by a to be 15 mm to to be 49 a to 702 mm on of ,794 0.3 524 mm a F / 1963, of is a 51 A of 91 ,145 1.3 62 T / T / is of in is o. 613/1974 of is by of a in by me as as of On of to is a a it to A as to in of of on to to a of of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 to of to m, to to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 目 录 言 10 述 12 1 2 2 钻机整体设计分析 15 机主要用途 15 机组成部分 15 机工作原理 17 2 总 体 设 计 17 计 总 则 17 知 条 件 18 达的选择与计算 18 压缸 22 压缸已知参数 23 压缸几何参数的计算 23 压缸性能参数的计算 24 3 减速器的设计计算 27 外减速器现状 27 内减速器现状 28 各级传动比分配及总传动比 29 传动 比 29 动比的分配 29 动系统的运动和动力参数计算 29 动零件的计算 30 轮副设计计算： 30 轮副： 36 轮副： 43 4 轴的设计及校核计算 53 花键轴的设计计算： . 53 空心轴的设计计算 . 57 轴承的选择与校核计算 . 61 的选择与校核计算 . 63 上键的选择与校核 . 63 轴系部件的结构设计 . 64 轴承盖的结构设计 64 外伸处的密封设计 66 套筒的设计 66 速器箱体的设计 67 面位置及箱座高度的确定 69 5 钻机其他部件的设计 69 柱的设计 69 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 持架的设计： 70 架的设计： 71 6 钻机的操作和日常维护 71 空操作： 71 见故障分析与处理方法 72 机的维 护、保养 74 下安装试车 75 下井运输 75 地面试车 76 7 结论 78 致 谢 79 参考文献 80 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 绪论 言 煤炭是当前我国能源的主要组成部分之一，是国 民经济保持高速增长的重要物质基础。但是目前我国的煤炭工业的发展远不能满足整个国民经济的发展需要。因此必须以更快的速度发展煤炭工业。然而，高速发展煤炭工业的出路在于煤炭工业的机械化。 煤炭工业的机械化是指采掘、支护、运搬、提升的机械化。其中运搬包括运搬和辅助运搬。绞车就是辅助运搬的其中一种。我国绞车的发展大致分为三个阶段。 20 世纪 50 年代主要是仿制设计阶段 ;60 年代，自行设计阶段； 70 年代以后，我国进入标准化、系列化设计阶段。 科技与装备是煤矿安全生产的有力保障。我们的总体目标是，省属煤矿瞄准世界先进水平，加 快矿井机械化、自动化和信息化建设，力争到 2008 年，采掘机械化程度达到 95%以上；市县属以下煤矿加快采掘机械化和支护钢铁化进程。 一是加快提升矿井装备水平。制定了全省煤矿技术改造规划，分类提出了技术改造的重点内容和重点项目。大中型煤矿以发展综合机械化为重点，加大采掘、机电、运输等主要设备的技术升级和更新改造，提高装备现代化水平。目前，省属煤炭企业综采装备达到 133 套，综掘装备 208 套，采掘机械化程度分别达到 新矿集团三年来投入 6 亿多元，上综采设备 28 套，综掘设备 46 套，综采综掘机 械化程度由 2002 年的几乎为零发展到 2005 年的 80%和 二是积极推进煤炭生产工艺改革。针对山东煤炭赋存条件差、薄煤层开采量大的实际，以提高安全保障水平和资源回收率为目标，在总结先进适用技术的基础上，突出抓了全省煤矿 50 项新技术推广，加快淘汰落后生产方式，加大自主研发力度，在大倾角综采、构造复杂条件下综采、薄煤层机采、极薄煤层螺旋钻机采以及快速掘进等方面取得了重大突破，最大限度地减少了炮采、炮掘。对无法实行机械化作业且不能保障安全生产的煤层，一律禁止开采。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 三是加快煤矿信息化步伐。以 自动化技术改造矿井提升、供电、胶带运输、排水等主要生产系统，加速建立安全监测监控系统，对矿井上下各环节主要设备运行状态和瓦斯、煤尘、火、水、顶板压力等实行全过程、全方位监测监控，部分重点岗位实现了无人值守。在全省煤矿全部推广应用数字化瓦斯远程监控系统的基础上，到去年底省属煤炭企业实现了内部联网。龙矿集团投资 元，建成了全数字通讯网络、矿井综合自动化控制和安全生产监测监控等数十个系统，实现了公司内部信息网络化、监控数字化、操作自动化、管理信息化。 四是大力开展科技攻关。充分利用全省煤炭系统己建成的 1 个国家级、5 个省级技术中心，引导企业走产学研联合之路，集中攻克影响安全生产的共性、关键性技术难题。 “十五 ”期间，共完成科技成果 787 项，其中国家 “863”科技攻关项目 5 项；有 114 项成果获省部级以上奖励， 2 项获国家级奖励。600 米厚表土层井筒施工、 600 万吨综采工作面设备配套、海下采煤、大水矿区深部开采注浆帷幕截流、无人运输监控系统等技术的实施，有些填补了国内空白，部分成果达到国际先进水平。目前全省正在进行的高承压岩溶水突水机理、高地压软岩巷道支护等 11 项重大课题的技术攻关也取得重大进展。 五是切实 加大安全投入。抓住近年来煤炭市场好转的有利时机，采取多种措施筹集资金，严格落实国家和省有关煤炭生产安全费用、维简费用和科研费用的政策规定，加强费用提取使用监管，督促企业加大投入，用足用好国家政策，确保科技、装备和安全生产需要。对国家支持的安全技改项目，全部落实配套资金。凡因投入不足造成事故的，从严追究有关责任人的责任。“十五 ”期间，省属煤炭企业安全生产投入 60 多亿元，其中 2005 年达到 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 六是强化安全技术管理。健全了以总工程师为核心的安全技术管理体系，配齐配强采掘、机电、通防、地测防治水等 专业技术部门及分管副总工程师，明确要求大型煤矿工程技术人员占到企业生产定员的 5%，中型煤矿占到 4%。企业对技术部门负责人、矿井总工程师的任命，都要征得总工程师的同意；总工程师负责组织制定煤炭生产安全费用使用方案；对总工程师做出的安全技术决策，其他副职不得否定。 述 钻机主要用于露天矿山开采，建筑基础开挖，水利、电站、建材、交通及国防建设等多种工程中的凿岩钻孔。与常见的凿岩机相比，具有钻孔深、钻孔直径大、钻孔效率高、适应范围广等特点，是当前通用的大型凿岩钻孔设备。 在凿岩设备的研究开发方面，瑞典的阿 特拉斯科普柯、芬兰的汤姆洛克、美国的英格索兰、日本的古河等企业已经走在了行业的前列，它们均推出不同品牌和系列的一体化潜孔钻机。这些公司的产品经过几十年甚至上百年的积累、改进与发展，无论是设计、选材还是制造水平都处于国际领先地位。其中瑞典的阿特拉斯科普柯公司和芬兰的汤姆洛克公司生产的液压凿岩设备占全球产 在阿特拉斯科普柯收购了英格索兰钻机部山特维克收购了汤姆洛克，特雷克斯也已收购了美国的 国是一个快速发展的多山国家，矿山、能源、水电及国防等基础建设领域中各种凿岩开采的工程 十分浩大。目前绝大部分大型高性能凿岩钻孔设备均依赖进口。根据 (工程机械“十一五”发展规划 )预测，化工原料和建筑材料是“十一五”期间发展的重点。虽然矿山开发总量增加有限，但是随着向规模化、集约化发展，小水泥厂将被关闭，大型石材矿山行业将得到快速发展，这些势必促进矿山企业更新开采设备，以提高自身的机械化水平。(工程机械“十一五”发展规划 )在重点发展领域和重点产品中指出，在潜孔钻机领域要优先发展高气压和半液压产品，以满足金属、水泥矿山推广大直径深孔采矿法的需求。预计 2006年凿岩机械将达到 100000 台的市场规模 ，其中大型钻机及钻车将达到 1 000台左右。长期以来，以中南大学和北京科技大学等为主的高校及相关科研院所一直致力于凿岩机械研究，推动了国内凿岩机械的发展。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1972 年冶金工业部组织原中南工业大学 (后与其他高校合并为中南大学 )与长沙矿冶研究院研制液压凿岩钻车和液压凿岩机。 1980 年我国第一台后北京科技大学和中国煤炭科学院等 10 个单位参与了凿岩机械的研究工作，并开发出一系列产品。其中，中南大学在纯国产化液压凿岩设备研制中成果比较突出，除 型液压凿岩钻车外，国内第一台用于实际生产的 套的 得一提的是，这些成果不是照搬国外技术，而是在机构上有所创新，并且形成了一套独具特色的理论研究和设计方法。不仅如此，国内几家凿岩机械制造企业也为我国钻凿设备的发展做出了一定的努力。但随着市场化逐步推进，有些企业因为体制上的束缚，技术创新严重滞后，产品性能难以得到提升，高档次的国产液压凿岩设备始终没能形成大气候，这种影响一直延续至今。同时，我国凿岩 机械市场受到进口产品的严重冲击，在众多的重点工程中，国外设备几乎一统天下。湖南山河智能机械股份有限公司与中南大学智能机械研究所有着长期的合作，其在矿山机械研究方面有着深厚的技术底蕴。 2003年，湖南山河智能机械股份有限公司在广泛调研、对比分析国外产品的基础上，立项开发出 高性能一体化液压潜孔钻机，填补了国内空白，产品性能达到国际先进水平。 2004年，根据市场需要，又相继开发了以内燃机为动力的 液压潜孔钻机，得到用户一致认可，其产品在湖北、重庆、安徽等地的工程中得 到广泛应用。 列的一体化液压潜孔钻机现已小批量生产，并在多次招投标中，以优异的性价比获得用户的首肯。国内潜孔钻机行业存在的问题，国外的潜孔钻机在接卸杆处都装有急停拉线与控制传感器，能及时防止事故的发生及扩大，防止人员的伤害及机器的损坏，安全保护措施周到 ;在设计上坚持以人为本的思想，驾驶环境舒适、安全、操作方便、劳动强度低并配 动力头与钻架上还装有指示箭头，使接卸杆的到位情况一目了然，操作快捷方便，工作效率高。国内工程机械有很多产品的结构、功能与国际著名品牌的产品形似而神非，有些只是依葫 芦画瓢，照搬照抄，或只做些表面文章。简单的仿制导致设计结构及参数不能合理匹配，该注意的方面没有注意到，使用时间一长，一些隐含的深层次问题就逐渐攀露出来，如系统匹配、热平衡、油温及可靠性等方面问题。存在漏油、渗油等现象，外购、外协件的质量难以保证，许多细节没有得到很好处理。 随着我国经济的发展，人们生活水平的提高，对产品质量与使用性能买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 的要求也相应提高。国家重点工程因工期短，因此施工单位要求设备要具有高质 f,高效率的特点，能够降低人力资源成本。国内企业需开发出高档产品，提高产品可操作性以满足国内市场的需要，并力 争出口。国内制造企业下一步应开发机动灵活、适应性强的臂架式一体化液压潜孔钻机。为了提高工作效率，降低能耗，还要进一步开发液压露天钻车，以及矿井下使用的潜孔钻机与液压钻车。在使用过程中不断发现问题，并在设计与生产中改进，不断完善各种性能。另外，应特别注意保养与维护。国外的潜孔钻机都编制了详细的使用维修说明书，规定了严格的操作规程，要求操作者严格执行。进口潜孔钻机价格昂贵，备品、备件供货周期长，价格不菲，因而使用单位一般也会严格按操作规程操作，并注意维修和保养，所以其使用起来故障少，使用寿命长，生产效率高。而国 产潜孔钻机价格相对来说就便宜得多，备品、配件供货也容易得到保证，相比之下使用单位对国产潜孔钻机的使用要求就有所松懈，操作者常不能严格按操作规程操作，不注意维修与保养。因此，设备制造商应要求用户建立设备的详细档案，包括设备日常工作情况记录表、维修保养记录表，并要求用户对工作场地进行平整与整理，提高设备生产效率，重视管理所产生的巨大效益。国产潜孔钻机如果能在设计上再完善一点，选材上再可靠一点，制造上再精细一点，并注意维护和保养，在工程施工中同样也会发挥很好的作用，以高性价比的优势与进口设备抗衡，并完全有可能取代 进口设备。一个高科技企业发展壮大的墓础是科技创新，其产品只有在实际应用中不断完善、更新才能获得用户的青睐。 目前，我国井下采用的一般坑道钻机不能高效、经济地钻进瓦斯抽放孔，这是因为它们重量大，搬运困难，或者重量虽轻，但扭矩和给进力等技术参数又不能满足需要，加之煤矿井下环境的制约，大钻机更无法施展其能力，直接影响采煤安全和生产进度。因而，在煤层开采过程中，迫切需要一种能满足煤层瓦斯短钻孔预抽放要求的轻便、强力、高效的钻机。 钻孔瓦斯抽放钻机总体设计方案 借鉴国外在施工瓦斯抽放孔钻机方面的先进技术 与经验，针对我国矿井巷道环境条件和采抽工作特点，利用优化设计原理，结合众多参考资料，我们设计出一种适应性高的强力短钻孔瓦斯抽放施工用钻机。钻机设计是以能高效、优质、安全、低耗钻进短钻孔为前提，使设计的钻机技术先进，经济合理，具有良好的经济技术指标。在满足主要技术性能参数的条件下，尽可能地做到重量轻、解体性强、易搬迁和工效高。这种短钻孔瓦斯抽放钻机的设计思路如下： （ 1）钻机采用分组式布局，整机由主机、泵站、 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 操纵台 3大部分组成。各部分之间用高压胶管连接，以便在不同场地摆布灵活， 操作安全方便。 （ 2）不用液 压卡盘和液压夹持器，以便大大降低重量和成本。 （ 3）钻杆采用螺纹扣式或插销式的螺旋钻杆，加接钻杆在孔口和回转器之间进行。 （ 4）液压系统采用双泵开式循环系统，主泵管回转，副泵管给进。 （ 5）若采用其他常规钻探工艺方法，可在主轴过渡接头和钻杆之间，加接一个送循环液的水便装置。 机整体设计分析 短钻孔瓦斯抽放钻机总体可分为机械部分和液压系统两部分。机械部分主要是回转器、给进装置和机架的主机；液压部分包括泵站和操纵台 机主要用途 钻机是一种主要用于煤矿井下钻进瓦斯抽放孔、超前排放孔、煤层注水孔、通风孔、地质勘探孔、锚杆孔及其其它工程孔等的设备。 一般，煤矿用钻机采用液压传动，主要由泵站、动力头、油缸推进机架、立柱和操纵台等组成。这种钻机具有体积小，重量轻，操作简便，解体性能好，数分钟之内便可完成分解或组合，便于搬迁，该机不仅占地面积小而且能适应各种不同工作环境的需要。 机组成部分 （ 1）泵站 泵站主要由电动机、泵、油箱、溢流阀、冷却器、过滤器、空气滤清器以及底架组成。泵站是钻机的动力源，电动机通过联轴器驱动泵旋转，产生旋转油路和推进油路两路不同流量、压力的压力油，其压力分别由各油路上的溢流阀来调整，经高压油管输送到操纵台，回油经冷却器、精滤油器后流回油箱。 油箱是用钢板焊接而成的密封箱体。结构简单，重量轻，采用整体密封，可使油液保持清洁。 为了保持液压油的清洁，延长液压元件的使用寿命，系统上设置有粗、精过滤器，在精过滤器的入口装有一只压力表，用来反映过滤器是否堵塞。此外，泵站上还设有一个溢流阀，可以保护系统不会超压。 （ 2）动力头 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 动力头主要由液压马达、主轴、壳体及水辫轴等组成。在压力油的作用下液压马达驱动主轴旋转，再通过水辫轴给钻具传递旋转运动和扭矩。 （ 3）油缸推进机架 油缸推进 机架主要由油缸、导轨架、机架、拖板架、夹持器等部件组成。油缸前端通过拖板与动力头相连。动力头的进退是通过油缸伸缩来实现的。泵站提供的小量油供给油缸，使油缸的推进速度为 了减少辅助时间，也可将泵站的大流量油供给油缸，从而实现油缸带动动力头快速进退。 机架主要起支撑和推进动力头、拆装钻杆的作用。机架下面有三个卡块，是用于与立柱相连的。 夹持器有两种形式分别适用于直径 42光钻杆和直径 70螺旋钻杆，以适应在不同的岩层中钻进。 （ 4）安装架 安装架主要由底架、立柱、整体抱箍、横梁、上 、下、支承座等组成。是支承、安装机架（包括动力头）的装置。其锚固在顶底板之间，上、下、支承座可调整机架的安装角，即可满足钻孔的倾角的要求。 立柱由内立柱、外立柱、丝杆、千斤顶等组成。该钻机采用两个立柱前后布置的型式。它可以起到支撑机架中心高在 调节。现场钻孔中心高度需要调节时，可通过调节管卡的位置来实现。 （ 5）操纵台 操纵台主要由台架、多路换向阀组、节流阀（微调）、压力表、胶管等组成。操纵台的作用是通过各操纵手把实现钻机的各种动作，对钻机实行集中控制。多路换向阀组由三片阀组成，分别控制马达 的正反旋转、推进油缸的快速进退和正常进退。多路换向阀的下端有一个溢流阀是控制动力头的正转压力，上端有一个溢流阀是控制动力头反转压力。节流阀可调节推进速度。快速进退阀片可将旋转油路的大流量压力油合并至推进油缸，实现快速进退。 在仪表板上有两只压力表，右边的指示主油路压力值，左边的是指示推进系统压力值。 （ 6）钻具 钻具包括钻头、钻杆。 此钻机采用岩石和煤层两种钻头。岩石钻头为三翼硬质合金三级组合钻头，煤层钻头为二翼硬质合金钻头。 钻杆分为光钻杆和螺旋钻杆两种，一般采用圆形锥螺纹连接，具有强度高、拆装方便和对中 性好等优点。根据需要，螺旋钻杆可选用牙嵌卡子联结买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 结构，使钻具在卡钻时可以反转，提高抗卡钻能力。 机工作原理 钻机采用全液压传动 ,大泵供油实现马达及动力头输出轴旋转 ,输出转速和扭矩。小泵供油实现动力头推进、夹持器夹紧、卡盘松紧以及主机调整倾角。钻机的各种动作由多路换向阀进行集中控制。根据钻进阻力的大小 ,通过旋转调速阀手轮调节钻机推进速度。通过控制快速进退阀 ,可将旋转阀片的大流量油合并至进给油路 ,实现进给油缸的快速进退。倾角调整机构中设有调斜油缸和平衡阀 ,防止倾角调整过程中因多路阀或油缸等内泄造成机架 下滑或颤动 2 总 体 设 计 计 总 则 1、煤矿生产，安全第一。 2、面向生产，力求实效，以满足用户最大实际需求。 3、贯彻执行国家、部、专业的标准及有关规定。 4、技术比较先进，并要求多用途。、 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 知 条 件 已知设计数据如下： 动力头输出扭矩： T=500 出转速： 00 r/0 r/给油缸推力： F=43750N 推进速度： m/常退回速度： 速退回速度： m/进深度： h=150m (使用螺旋钻杆 ) 锚固力： 160杆直径： =50孔倾角： 900 达的选择与计算 液压马达习惯上是指输出旋转运动的 ,将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置 . 一、液压马达的特点及分类 从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动 旋转时，也可变为液压泵工况。因为它们具有同样的基本结构要素 但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别。首先液压马达应能够正、反转，因而要求其内部结构对称；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承；其次液压马达由于在输入压力油条件下工作，因而不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。由于存在着这 些差别，使得液压马达和液压泵在结构上比较相似，但不能可逆工作。 液压马达按其 结构 类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。额定转速高于 500r 属于高速液压马达，额定转速低于 500r 属于低速液压马达。高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式 和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调节 (调速及换向 )灵敏度高。通常高速液压马达输出转矩不大所以又称为高速小转矩液压马买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 达。低速液压马达的基本型式是径向柱塞 式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式，低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低 (有时可达每分钟几转甚至零点几转 )，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大，所以又称为低速大转矩液压马达。 二、液压马达的工作原理 由于压力油作用，受力不平衡使转子产生转矩。叶片式液压马达的输出转矩与液压马达的排量和液压马达进出油口之间的压力差有关，其转速由输入液压马达的流量大小来决定。由于液压马达一般都要求能正反转，所以叶片式 液压马达的叶片要径向放置。为了使叶片根部始终通有压力油，在回、压油腔通人叶片根部的通路上应设置单向阀，为了确保叶片式液压马达在压力油通人后能正常启动，必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触，以保证良好的密封，因此在叶片根部应设置预紧弹簧。 叶片式液压马达体积小，转动惯量小，动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合，但泄漏量较大，低速工作时不稳定。因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。 径向柱塞式液压马达工作原理，当压力油经固定的配油轴的窗口进入缸体内柱塞的底部 时，柱塞向外伸出，紧紧顶住定子的内壁，由于定子与缸体存在一偏心距。在柱塞与定子接触处，定子对柱塞的反作用力为 。力可分解为 和 两个分力。当作用在柱塞底部的油液压力为，柱塞直径为，力和之间的夹角为 X 时，力对缸体产生转矩，使缸体旋转。缸体再通过端面连接的传动轴向外输出转矩和转速。 以上分析的一个柱塞产生转矩的情况，由于在压油区作用有好几个柱塞，在这些柱塞上所产生的转矩都使缸体旋转，并输出转矩。径向柱塞液压马达多用于低速大转矩的情况下。 轴向柱塞泵除阀式配流外，其它形式原则上都 可以作为液压马达用，即 轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是可逆的。轴向柱塞马达的工作原理为，配油盘和斜盘固定不动，马达轴与缸体相连接一起旋转。当压力油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，柱塞在压力油作用下外伸，紧贴斜盘斜盘对柱塞产生一个法向反力，此力可分解为轴向分力及和垂直分力 Q。 Q 与柱塞上液压力相平衡，而 Q 则使柱塞对缸体中心产生一个转矩，带动马达轴逆时针方向旋转。轴向柱塞马达产生的瞬时总转矩是脉动的。若改变马达压力油输入方向，则马达轴按顺时针方向旋转。斜盘倾角的改变、即排量的变化，不仅影响马达的转矩，而且影 响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生转矩越大，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 转速越低。 4齿轮液压马达 齿轮马达在结构上为了适应正反转要求，进出油口相等、具有对称性、有单独外泄油口将轴承部分的泄漏油引出壳体外；为了减少启动摩擦力矩，采用滚动轴承；为了减少转矩脉动齿轮液压马达的齿数比泵的齿数要多。 齿轮液压马达由干密封性差，容租效率较低，输入油压力不能过高，不能产生较大转矩。并且瞬间转速和转矩随着啮合点的位置变化而变化，因此齿轮液压马达仅适合于高速小转矩的场合。一般用干工程机械、农业机械以及对转矩均匀性要求不高的机械设备上。 三、计算总机械传动效率 由于马达输出转速较高，不能直接满足负载（钻头）对扭矩的要求，需配置机械减速机构。该减速机构是三级减速，利用圆柱齿轮传动来实现，查机械设计手册知：三级圆柱齿轮减速器效率为 取 1、计算马达输出扭矩 设传动比为 。 （ 1）计算马达实际输出扭矩 /5 0 0 / ( 0 . 9 5 8 . 3 3 )6 3 . 1 8 ( N m )M M iS 其中： 实 际 输 出 扭 矩 ( ) 动 力 头 输 出 扭 矩 ()（ 2）计算马达理论输出扭矩 /6 3 / 0 6 8 ( N m )L S 其中： 9 2 理 论 输 出 扭 矩 ()马 达 的 机 械 效 率 , 取买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 2、计算马达工作压差 设马达入口压力 12 M P 入，出口压力 0出，则 马达工作压差为 1 2 01 2 ( M P a)p p p 入 出 3、计算马达的排量 根据能量守恒定律有： 2n p Q p q n ，则 6632/2 6 8 . 6 7 (1 2 1 0 )3 5 . 9 6 1 0 ( m / r )3 5 . 9 6 ( m L / r )q M p L / 马 达 的 排 量 () 4、计算马达的流量 4 0 . 6 5 0 02 0 3 0 0 ( m L / m i n )= 2 0 . 3 L / m i nQ q n5、马达外型尺寸为 121 209 查机械设计手册选用 齿轮油泵马达，其技术参数见表 1： 论排量（ mL/r ） 额定压力（ 16 最高压力（ 20 理论扭矩（ 102 工作（压力）扭矩（ 功率（ 出转速（ r/ 500 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 压缸 液压缸又称油缸，是一种将输入的液压能转换成机械能的能量转换装置，用来驱动工作机构作直线或小于 360 度的回转运动。液压缸具有结构简单，工作可靠，制造容易和使用维护方便等优点，是应用最广的液压执行元件。 转向缸在液压缸中被广泛应用。它在伸出的时候（液压杆从缸体中伸出），由于缸体一端是耳环，并没有被固定，所以在伸出的时候本身会转动。它被用于各种转向机构中。比如说产斗车的悬臂是由两个转向缸够成，它们控制悬臂的旋转，使铲斗能挖土。 液压缸的设计计算步骤： 表 择液压缸的类型。根据机构的结构要 求，按表 择液压缸的安装方式。 定液压缸的主要性能参数和主要尺寸。如液压缸的推力速度，作用时间，内径，行程及活塞杆直径等。 缸体的壁厚，缸盖结构密封形式，排气与缓冲等。 一、 液压缸工作原理 ： 液压传动原理以油液作为工作介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油液内部的压力来传递动力。 ? 1、动力部分将原动机的机械能转换为油液的压力能（液压能）。例如： 液压泵。 2、执行部分将液压泵输入的油液压力 能转换为带动工作机构的机械能。例如：液压缸、液压马达。 3、控制部分用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向。例如：压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。 ? 4、辅助部分将前面三部分连接在一起，组成一个系统，起贮油、过滤、测量和密封等作用。例如：管路和接头、油箱、过滤器、蓄能器、密封件和控制仪表等。 5、 在一定体积的液体上的任意一点施加的压力 ,能够大小相等地向各个方向 传递 每个液压缸将按各自的速度拉或推 ,而这些速度取决于移动负载所需的压力 . 6、 在液压缸承载能力范围 相同的情况下 ,承载最小载荷的液压缸会首先移动 , 承载最大载荷的液压缸最后移动 . 为使液压缸同步运动 ,以达到载荷在任一点以同一速度被顶升 ,一定要在 系统中使用控制阀或同步顶升系统元件 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 压缸已知参数 （ 1）油缸推力： 45 （ 2）正常推进速度：10 0 . 9 1 7 m / m i n , 0 . 8 m / m i 取（ 3）正常退回速度：20 1 0 . 1 1 m / m i n , 5 m / m i 取（ 4）初定液压缸的工 作压力 12121 5 M P 5 M P 液 压 缸 工 作 腔 压 力液 压 缸 回 油 腔 压 力 , 即 背 压 力 .（ 5）取液压缸机械效率 压缸几何参数的计算 （ 1）取 ,所以： 222222140 . 540 . 2 540 . 7 5A D （ 2）计算液压缸内腔截面积 一般，液压缸在受压状态下工作，其活塞面积为 362 2 2 1 11 6110 . 5 4 5 1 0 0 . 5 1 0 0 . 7 51 5 1 0F p A F p A 解上式得： 321 3 . 0 8 1 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 （ 3）计算液压缸内径 13223 . 0 8 1 023 . 1 46 2 . 6 m （ 4）计算活塞杆直径 根据速度比的要求来计算活塞杆直径 d 按 2348所计算的 D 与 d 分别圆整到相近的标准直径，以便采用标准 的密封装置，圆整后得 6 3 m m , 3 2 m 。 压缸性能参数的计算 （ 1）液压缸的输出力 单活塞杆液压缸的推力1 1631 5 1 0 3 . 1 2 1 04 6 . 8 ( k N )F p A 式中：11212 3 2 3 21( k N )( M P a )( m )( 6 3 1 0 ) 3 . 1 2 1 0 ( m )44( m m ) 液 压 缸 推 力工 作 压 力活 塞 的 作 用 面 积活 塞 直 径单活塞杆液压缸的拉力2纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 2 1 2631 5 1 0 2 . 3 1 1 03 4 . 7 ( k N )F p A 式中：21222223 2 3 232( k N )( M P a )( m )()4( 6 3 1 0 ) ( 3 2 1 0 )42 . 3 1 1 0 m( m m )( m m ) 液 压 缸 拉 力工 作 压 力液 压 缸 有 杆 腔 作 用 面 积活 塞 直 径活 塞 杆 直 径（ 2）液压缸的流量 单位时间内油液通过缸筒有效截面的体积，称作液压缸的流量。 对于单活塞杆液压缸， 当活塞杆伸出时 1 1 133 1 0 0 4 9 6 ( L / m i n )Q A v 式中： 11( L / m i n )( m / m i n )活 塞 杆 伸 出 时 液 压 缸 的 流 量活 塞 杆 伸 出 时 的 速 度当活塞杆缩入时 2 2 232 1 0 51 1 ( L /m Q A v 式中： 22( L / m i n )( m / m i n )活 塞 杆 缩 入 时 液 压 缸 的 流 量活 塞 杆 缩 入 时 的 速 度液压缸的安装尺寸为下表： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 液压缸内径 /3 活塞杆直径 /5 推力 /3 75 拉力 /5 43 最大行程 /000 工作压力 /0 活塞杆行程 /100 300+1100 MR/5 液压缸壁厚 /=R 1445 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 19