往复式给煤机设计【全套6张CAD图纸和WORD毕业论文】

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关键词：: 往复设计全套 cad 图纸 word 毕业论文

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摘要

往复式给煤机安装在煤仓下口处，在煤矿井下生产中，设置一定容量的煤仓对于保证消峰平谷和高产、高效是十分必要的。
往复式给煤机由机架、底板（给煤槽）、传动平台、漏斗、闸门、托辊等组成。当电机开动后经弹性联轴器、减速机、曲柄连杆机构拖动倾料13°的底板在辊上作直线往复运动，煤均匀地卸到其他设备上。它可以有效地提高工作面采掘设备的利用率，充分发挥运输系统的潜力，保证连续均衡生产。但是，煤仓窜仓事故在我国煤矿经常发生。窜仓事故常造成设备严重损坏，井下停产，当窜仓煤量较大时，还会阻塞巷道，造成运输巷通风不畅，引起瓦斯爆炸等事故。
为了防止和降低煤矿井下煤仓窜仓造成的设备损坏、人员伤亡、阻塞巷道和影响生产等危害，设计了一种用于往复式给煤机的防窜仓装置，从而为煤仓窜仓的防治提供了一个新的途径。
关键词：曲柄滑块机构；煤仓窜仓；防窜仓装置；往复式给料机

ABSTRACT

The reciprocation type stoker installs in bunker the end openingplace, in the coal mine mine shaft production, the establishmentcertain capacity bunker disappears peak Pinggu regarding the guaranteeand the high production, is highly effective is extremely essential.
The reciprocation type stoker by the rack, the ledger wall, the transmission platform, the funnel, the strobe, therequest roller and so on is composed. After the electrical machinerystarts after the flexible coupling, the speed reducer, the crank linkmotion gear drives leans the material 13° ledger wall to make thestraight reciprocating motion on the roller, the coal evenly unloadsto other equipment on. It may effectively enhance the working surfaceexcavation equipment the use factor, fully displays the transportationsystem the potential, guaranteed continuously balanced produces. But, bunker flees the warehouse accident frequently to occur in our countrycoal mine. Flees the warehouse matter same as ever to create theequipment major damage, the mine shaft suspends production, when fleesthe warehouse coal amount is bigger, but also can block the tunnel,creates transports the lane to ventilate impeded, causes accident andso on gas explosion.
in order to prevent and reduce coal mine coal bunker channeling the warehouse equipment damage, casualties, Roadway congestion and impact production, and other hazards, for the design of a reciprocating coal channeling anti-aircraft positions devices, for the coal bunker channeling warehouse control provides a new way. Key words : coal bunker channeling warehouse; Coal; Anti-channeling devices warehouse.
Keywords：Crank slide organization；Bunker flees the warehouse；Guards againstflees the warehouse installment；The reciprocation type gives thematerial machine.

目录
1．绪论 ....................................................．1
1．1往复式给煤机 ...........................................．1
1．2往复式给煤机防窜仓装置的设计研究.......................．2
1．2．1 方案构思....................................... ．2
1．2．2 工作原理 .......................................． 2
1．3K4型给煤机的技术改造.................................. ．3
　　　1．3．1 存在的问题.....................................．3
1．3．2 改进措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．......．．．3
1．3．3 经济效益．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
2．电动机和减速器的选用.................................... ． 6
2．1位移分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
2．2　速度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2．3 加速度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2．4往复式给煤机的工作简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2．4．1往复式给煤机的运行阻力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2．4．2往复式给煤机的运行阻力由以下公式计算．．．．．．．．．．．．．10
2．4．3电动机功率的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
2．5 电动机的选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
2．6 减速器的传动比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2．7减速器的选用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
3联轴器的选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
3．1联轴器的转矩．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
3．2联轴器的理论转矩计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
3．3联轴器的计算转矩计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
3．4强度验算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
3．4．1抗剪强度验算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3．4．2压强验算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
4辊轮轴的设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
4．1辊轮轴的设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
4．2辊轮轴强度的校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
5液压缸的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
5．1 料仓口的尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
5．2液压缸的受力分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
5．3液压缸的推力和速度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
5．4液压缸的主要尺寸计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
5．4．1液压缸内径及活塞杆直径的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
5．4．2油液作用在单位面积上的压强．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
5．4．3液压缸的理论作用力确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
5．4．4确定液压缸的壁厚．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
5．4．5缸筒壁厚验算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
5．5活塞杆的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
5．5．1活塞杆的结构、尺寸的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
5．5．2活塞杆的直径的强度校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
5．5．3活塞杆弯曲稳定性验算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
5．5．4活塞杆的结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
5．5．5活塞杆的材料和技术要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
5．6活塞杆的导向套、密封和防尘．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
5．6．1结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
5．6．2导向套的材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
5．6．3导向套长度的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
5．7活塞．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
　　　5．7．1活塞的结构型式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
5．7．2活塞与活塞杆的连接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
5．7．3活塞的密封．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
5．7．4活塞的材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
5．7．5活塞的尺寸及加工精度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
5．7．6活塞的最小导向长度H及液压缸行程S的确定．．．．．．．．．38
5．8液压缸油口直径的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
5．9缸筒底部厚度计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
5．10液压缸的流量的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
5．11液压缸的密封．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
6液压泵站的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
6．1液压泵的选用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
6．2液压系统图的拟订．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
6．2．1液压回路的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
6．2．2油箱选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
6．3箱壁、清洗孔、吊耳、液位计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
6．4阀的选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

7小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60
7．1K式往复给煤机常见机械故障分析处理.....................60
7．1．l K式往复式给煤机构造原理.....................．60
7．1．2 常见机械故障分析及处理措施.....................60
7．2 结语............................................. ...．60
参考资料 ............................................... .....61
英文翻译.....................................................62
致谢 .............................................. ..... ...70

1 绪论
1.1往复式给煤机
一、用途：
　　K型往复式给煤机用于煤或其它磨琢性小、粘性小的松散粒状物料的给料，将储仓或料坑里的物料连续均匀地卸落到运输设备或其他筛选设备中。
二、工作原理与结构说明：
K型给煤机由机架、底板（给煤槽）、传动平台、漏斗、闸门、托辊等组成。当电机开动后经弹性联轴器、减速机、曲柄连杆机构拖动倾料5°的底板在辊上作直线往复运动，煤均匀地卸到其他设备上。
　　本机可根据需要设有带漏斗、不带漏斗两种形式。
　　给煤机设有两种结构形式：1、带调节闸门 2、不带调节闸门，其给料能力由底板行程来达到。

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内容简介：: 1 绪论1.1往复式给煤机一、用途：K型往复式给煤机用于煤或其它磨琢性小、粘性小的松散粒状物料的给料，将储仓或料坑里的物料连续均匀地卸落到运输设备或其他筛选设备中。二、工作原理与结构说明：K型给煤机由机架、底板（给煤槽）、传动平台、漏斗、闸门、托辊等组成。当电机开动后经弹性联轴器、减速机、曲柄连杆机构拖动倾料5的底板在辊上作直线往复运动，煤均匀地卸到其他设备上。本机可根据需要设有带漏斗、不带漏斗两种形式。给煤机设有两种结构形式：1、带调节闸门 2、不带调节闸门，其给料能力由底板行程来达到。K 型给煤机外形尺寸图：图1-1K型给煤机1、减速机 2、电动机 3、传动平台 4、联轴器 5、H形架 6、连杆 7、给煤槽 8、闸门 9、机架 10、漏斗 11、托辊1.2往复式给煤机防窜仓装置的设计研究往复式给煤机安装在煤仓下口处，在煤矿井下生产中，设置一定容量的煤仓对于保证消峰平谷和高产、高效是十分必要的。它可以有效地提高工作面采掘设备的利用率，充分发挥运输系统的潜力，保证连续均衡生产。但是，煤仓窜仓事故在我国煤矿经常发生。窜仓事故常造成设备严重损坏，井下停产，当窜仓煤量较大时，还会阻塞巷道，造成运输巷通风不畅，引起瓦斯爆炸等事故。1.2.1 方案构思研制防窜仓装置的最终目的是控制给煤机闸门，使其能在窜仓发生时非常快地关闭，减少水煤流量，以防止和降低窜仓所造成的对人身安全和运输系统的危害。为此，防窜仓装置应能满足两个工作状态，一是给煤机正常工作时对闸门位置的控制，以达到对给煤机给煤量的控制和煤仓中有水时对窜仓事故的预防；二是在窜仓发生时能立即检测到并控制防窜仓装置快速关闭闸门，在窜仓得到有效控制后，可适当调整闸门开度，使仓中的水煤按一定的控制流量排出。（1）针对防窜仓装置工作特点，对系统方案拟定如下：防窜仓装置的组成。防窜仓装置由液压传动系统，机械执行机构、电气控制系统和传感器组成。闸门快速关闭所需要的动力。 (2)设计时主要考虑以下几点：合理选择液压系统的参数，包括蓄能器的气体常数，充液压力，管路直径和长度，可以使防窜仓装置和闸门关闭时间控制在1 S以内。蓄能器的气体常数和充液压力对系统的影响较大，如此值偏大，则液压缸活塞的运动速度增长过快，加速度大，对系统冲击也大；如此值偏小，则液压缸活塞的运动速度增大过缓，且速度衰减也较快。管路直径对系统的性能影响最大，如管路直径偏小，则管内液体的流速就大，运动阻力急剧增加，造成液压缸活塞的运动加速度衰减过快，活塞运动速度上不去，影响闸门关闭时间。在闸门关闭时间控制在1 S以内的技术指标下，管路长度可以满足液压动力装置实际工程应用中灵活布置的要求。闸门质量、转动惯量的变化对系统的性能影响要很小。本液压动力装置能够适应不同的往复式给煤机其闸门质量及转动惯量变化的要求，具有一定的通用性。1.2.2 工作原理根据防窜仓装置的工作特点和所拟定的方案，设计了防窜仓装置，其工作原理如图1所示，系统的工作原理简述如下：图1-2 工作原理图1、过滤器；2、液压泵；3、压力表；4、直动型溢流阀；5、三位四通手动换向阀（M型滑阀机能）；6、节流阀；7、单向阀；8、液压缸；9、闸门。1.3K4型给煤机的技术改造随着矿井的延伸，井下使用K4型给煤机的数量不断增加。由于在使用中，发现该机在结构上存在一些问题，为此我们对其进行了技术改造。1.3.1 存在的问题该机主要由电动机、减速器、曲拐、底托板、底托轮、后斜板、侧板、弧形门、煤仓缩口联接盘等组成。主要技术参数为：电动机功率：185kW；给煤量：132、268、395、530Ch。该机使用中主要存在以下问题：(1)底托板易弯曲变形。原因是：支撑轮间跨度大，抗弯能力低；钢板厚度较薄(1012 mm)，随着过煤量的增加，磨损严重；放煤时受煤块频繁冲击砸压，发生变形、弯曲。(2)后斜板和侧板易变形。原因是：受煤仓煤流频繁冲击，从而发生变形。(3)弧形门不能随意调节，无法控制煤仓跑水煤现象。原因是：在给煤机运行过程中，因经常发生跑水煤现象，冲坏输送机托辊、埋住机架、甚至发生伤人的安全事故。1.3.2 改进措施(1)底托板，增设支撑轮装置在底托板下面焊接2根轨距为600mm的矿用轨道，以底托板中心线对称布置，支撑轮顶在轨道上。运行时轨道与底托板一起运动支撑轮做旋转运动。支撑轮采用普通矿车轮，矿车轮用支座安装在承载梁上，承载梁用矿用l2 工字钢，承载梁下为2根与底板固定的工字钢立柱。支撑轮支座用8条MI6 X60螺栓与承载梁上焊接的钢板连接，便于支撑轮因磨损或轴承故障时更换方便。这样，底托板由4点支撑变为6点支撑，跨度缩小，抗弯曲能力大大提高。(2)后斜板加焊矿用l2 工字钢在后斜板加焊与给煤机给煤方向垂直的水平工字钢，工字钢采用矿用3根l2 工字钢，长度与给煤机后斜板宽度相同，这样增强了后斜板的抗弯曲能力。 (3)底托板、后斜板和侧板均增加衬板衬板均采用6=12ram的普通锰钢。底托板的1块衬板，四周用20条MI6 X60的沉头螺栓与原底托板连接。后斜板衬板1块，四周用l6条M16 X60的沉头螺栓与原后斜板连接。侧板衬板左右各1块，每块用22条M16 X60的沉头螺栓与侧板连接。(4)弧形门增加电动控制装置装置包括电动机、减速器、卷筒、钢丝绳、导向滑轮、固定平台。电动机和减速器采用SSJ一1000110 X 2型可伸缩带式输送机的收带装置，卷筒和导向滑轮自制加工，钢丝绳直径 l55mm，固定平台由6=12mm钢板和矿用l2 工字钢制作。改造后，给煤机在运行过程中可实现无级调节，可随时控制给煤量的大小，当有水煤时，司机可立即按下控制按钮，将弧形门放下，减少给煤量。当水煤放完后，可将弧形门重新开大，调大给煤量。弧形门上设有过位保护装置，使弧形门在最低位置时与底托间之间仅有2050mm的间隙，这样可防止弧形门挤坏底托板，经现场使用，效果良好。(5)实施要点1)在新安装每台给煤机时应事先在下井前完成上述改造项目。如果使用后再进行改造，由于底托板、后斜板与侧板变形弯曲，实施难度加大。2)所有衬板用沉头螺栓与底托板、后斜板、侧板连接后，再在各板四边进行点焊，使衬板与原板牢靠地成为一体，可大大延长衬板的使用时间，同时便于更换衬板。3)弧形门电动控制装置平台与给煤机放煤口要保持一定的安全距离(一般为1215 m)，当煤仓内有大量水煤时，司机可站在给煤机前方安全地点操作，可确保人身安全，此点在斜巷运输中更为重要。1.3.3 经济效益(1)K4型给煤机改造前，一般只能用2 a，改造后可使用56 a，每台改造费用1万元，计入6a内更换衬板2次、费用2万元，共计3万元。而在改造前6a内需更换2台给煤机，需花费30万元。(2)对于运煤系统而言，运煤系统沿途布置多台给煤机，每台给煤机检修时，为了确保安全，需停止下面的带式输送机，这样将严重制约运煤系统的运行时间；改造后，由于可避免运煤系统输送机频繁停机，从而可提高主运煤系统的有效运行时间。2电动机和减速器的选用已知：如下图所示曲柄AB=150mm，连杆长BC=1.2m，曲柄转速n=62r/min，滑块行程250mm, =220mm 图2-1 曲柄滑块机构示意图在如图所示的曲柄滑块机构中，已知杆长、，原动件1的正向转角及正向角速度分别为，要求滑块的速度v，加速度a21位移分析将ABCD看作一向量封闭多边形，则该机构的向量封闭方程式为（）按欧拉公式展开得方程的实部和虚部应分别相等，即（）消去后得（）连杆倾角（）22速度分析将式（）对时间求导得将上式乘以得按欧拉公式展开，取实部后得速度角速度23 加速度分析将式（）对时间求导两次，经整理后得加速度角加速度如下图所示采用图解法求出极限位置的角度图2-2 曲柄滑块机构极限位置的角速度速度最大加速度最大速度取料仓的高为950mm，长为1250mm，宽为即为底板行程250mm 图2-3料仓口尺寸给煤机每小时的生产量式中料仓的体积；煤的密度，一般取所以给煤机槽体内煤的质量：底板选用中碳钢，其密度，底板厚度取15mm，则底板尺寸为底板质量：推动力：24往复式给煤机的工作简述往复式给煤机由槽形机体和带有曲柄连杆装置的活动底板组成。底板是工作机构。由于曲柄连杆装置的作用，底板作有规律的往复运动。当底板正行时，将煤仓和槽形机体内的煤带到机体前端；底板逆行时，槽形机体内的煤被机体后部的斜板挡住，底板与煤之间产生相对滑动，机体前端的煤自行落下。由于底板往复运动的结果，机体内的煤连续地卸落到运输设备或筛选设备上。能耗分析241往复式给煤机的运行阻力：往复式给煤机运行时，电动机功率主要消耗在克服下列阻力上。正行时：底板在托滚轮上的运行阻力和煤与固定侧板的摩擦阻力。逆行时：底板在托滚轮上的运行阻力和煤与底板的摩擦阻力。此外，还有一些能量消耗在克服底板加速运动时的运行阻力上。往复式给煤机正行时的功耗是有效功耗，逆行时的功耗是无效功耗。242往复式给煤机的运行阻力由以下公式计算：式中重力加速度，底板在托滚轮上的运行阻力系数，式中煤与钢的摩擦系数，取煤对侧板的侧压系数，底板上煤的厚度，煤的松散容重，给煤机底板水平投影长度，所以正行阻力：逆行阻力：243电动机功率的计算给煤机所需的最大功率：图2-4 传动图1电动机；2联轴器；3二级齿轮箱,实现二级减速；4曲柄滑块机构。输入曲柄滑块机构的功率：式中曲柄滑块机构的效率，给煤机工作时所需的最大功率输入减速器的功率：式中输入曲柄滑块机构的功率减速器的效率减速器的效率式中齿轮的传动效率，取轴承的效率，联轴器的效率，所以减速器的效率所以电动机需输出的功率：式中联轴器的效率，所以电动机所需的功率：式中联轴器的效率，所以25 电动机的选型参考资料7的表16-1-89,YB系列隔爆型三相异步电动机选180L-6型,技术参数如下：功率KW转速r/min效率%重量kg1597089.526026 减速器的传动比式中电动机的转速，曲柄的转速，所以27减速器的选用减速器的承受能力受机械强度和热平衡许用功率两方面的限制。因此减速器的选用必须通过以下两个步骤。（1）选用减速器的公称输入功率，应满足：式中计算功率，KW；载荷功率，KW；减速器的公称输入功率，KW；工况系数（即使用系数）；启动系数；可靠度系数；往复式给煤机载荷为强冲击，查表15-2-8得，考虑到每天24小时工作，应将再加大15%，所以；选取启动系数和可靠度系数，查表15-2-9和15-2-10得、；所以计算功率：（2）校核热平衡许用功率，应满足：或式中计算热功率，KW；、减速器热功率，无冷却装置为，有冷却装置为；、环境温度系数，载荷率系数，公称功率利用系数；查表15-2-11、15-2-12、15-2-13得：，（每天24h连续工作），所以热平衡许用功率：查表15-2-7，对于ZLY224型，所以选用ZLY224型减速器图2-5 ZLY224型减速器3 联轴器的选型联轴器，连接两轴或轴和回转件，在传递转矩和运动过程中一同回转而不脱开的一种机械装置。弹性联轴器，即利用弹性元件的弹性变形，以实现补尝两轴相对位移，缓和冲击和吸收振动的扰性联轴器。选用弹性柱销联轴器HL3，如图 3-1 所示，弹性柱销联轴器是利用若干非金属材料制成的柱销，置于两半联轴器凸缘的孔中，以实现两半联轴器连接。该联轴器结构简单，装拆方便，弹性元件材料一般多用尼龙6，耐磨性好，有微量补偿和和吸振能力，弹性元件受剪切，超载荷工作不可靠。适用于启动频繁，正反转多变，带载荷启动的中速轴系传动，不适用于工作要求高的部位，不宜用于重载、高速、有强烈冲击和振动较大的轴系传动，对于径向及角向位移大的工况以及安装精度较低的轴系传动，亦不宜选用。图3-1弹性柱销联轴器3.1联轴器的转矩联轴器的主要参数是公称转矩，选用时转矩应符合下列关系：式中：理论转矩；计算转矩；公称转矩；许用转矩；许用最大转矩；最大转矩。32联轴器的理论转矩计算联轴器的理论转矩是由功率和工作转速计算而得，即：式中：驱动功率；工作转速；所以 33联轴器的计算转矩计算联轴器的计算转矩是由理论转矩和动力机系数、工况系数及其他有关系数计算而得，即：式中：动力机系数，；工况系数，；起动系数，；温度系数，。所以： 34强度验算弹性柱销联轴器中的柱销在工作时，处于剪切和挤压状态。341抗剪强度验算：式中：联轴器的计算转矩，；柱销中心分布圆直径，（）；柱销数；柱销直径，（）；柱销材料的许用切应力，可取；所以：通过342压强验算；式中：柱销长度，（）；柱销材料的许用压强，可取；所以： 4 辊轮轴的设计41辊轮轴的设计计算1）根据机械传动方案的整体布局，拟定轴上零件的布局和装配方案考虑整体布局，拟订不同的装配方案进行分析对比，选用如图4-1所示的装配方案。图4-1辊轮轴的整体布局2）选择轴的材料该轴是心轴，转速较低，选用45号钢，调质处理，其力学性能参考资料3由表21-1查得抗拉强度屈服点弯曲疲劳极限剪切疲劳极限许用弯曲应力 3）初步估算轴的的直径 4)轴上零部件的选择和轴的结构设计初步选择滚动轴承根据轴的受力，选取30000型圆锥滚子轴承，为了便于轴承的装配，取装轴承处的直径。初选滚动轴承为30212型，其尺寸为，定位轴肩高度根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度轴段安装固定板，为了把该轴固定在箱体上，取该轴段直径，长度。轴段安装螺母，为了固定旁边的套筒，取该轴段直径，长度。轴段装有套筒，为了固定轴承内圈，取该轴段直径，长度。轴段安装轴承和套筒，装在轴承中间的套筒为了固定轴承内圈，取该轴段直径，长度。轴段安装唇形密封圈，取该轴段直径，长度；轴段，长度；所以该轴总长度5）轴的受力分析作出轴的计算简图图4-2轴的受力分析求支反力在垂直面内的支反力由得又，所以式中：煤仓的重力和煤仓内煤的重力，；煤仓内煤的质量：底板选用中碳钢，其密度，底板厚度取15mm，则底板尺寸为底板的质量：侧板选用中碳钢，其密度，侧板厚度取15mm，则底板尺寸如下图：图4-3侧板尺寸布置侧板的质量：所以所以图4-4弯矩图轴的强度计算通常把轴当作置于铰链支座上的梁。轴上零件传来的力，通常当作集中力来考虑，其作用点取为零件轮缘宽度的中点，轴上转矩则从轮毂宽度的中点算起。轴上支撑反力的作用点，根据轴承的类型和组合确定。如果作用在轴上的各载荷不在同一平面内，则可分解到两个相互垂直的平面，然后分别求这两个平面内的弯矩，再按矢量法求得合成弯矩。按弯矩强度条件计算式中：轴计算截面上的合成弯矩，；轴计算垂直截面上的合成弯矩，；轴计算水平截面上的合成弯矩，；所以 C截面的当量弯矩式中：轴计算截面上的当量弯矩，；考虑转矩和弯矩的作用性质差异的系数，当扭切应力按对称循环变化时，；当扭切应力按脉动循环变化时，；当扭切应力不变化时；轴计算截面上的转矩，所以弯曲应力：式中：轴计算截面上的直径，；所以安全42辊轮轴强度的校核1）按安全系数校核计算按安全系数的校核计算有两种，一种是根据材料疲劳极限计算轴危险截面处的疲劳强度安全系数，载荷按轴上长期作用的最大变载荷进行计算；另一种是根据材料屈服强度计算轴危险截面处的静强度安全系数。载荷是根据轴的短时最大载荷来计算的。危险截面的位置应是弯矩等较大及截面面积较小处，当按疲劳强度计算时，还应考虑应力集中较严重处，也就是实际应力较大的截面。当在同一截面处有几个应力集中源时，取各源所引起的应力集中的最大值。按疲劳强度的安全系数计算：根据轴的结构尺寸及弯矩图，转矩图、截面C处弯矩最大，为危险截面，其应力幅为式中：W抗弯截面系数；所以：安全2）验算轴承寿命一般工作条件下的滚动轴承往往因疲劳点蚀而失效，滚动轴承尺寸主要取决于疲劳寿命。计算滚动轴承基本额定寿命的公式是；式中：失效率10%的基本额定寿命；基本额定动载荷，；当量动载荷，；寿命指数，对于滚子轴承。若轴承工作转速为n(r/min)，以小时数为单位基本额定寿命公式为：计算轴承支反力合成支反力轴承的派生轴向力轴承所受的轴向载荷因轴承的当量动载荷，所以：，所以：轴承寿命因，故按计算查得，式中：基本额定动载荷，。 5 液压缸的设计5.1 料仓口的尺寸设计设料仓口的尺寸为，煤仓的高度为，如下图所示：图5-1料仓口的尺寸所以当全部关上闸门后，闸门所承受的力为最大，此时，闸门上部煤仓内煤的质量为：式中：煤的密度，；全部关上闸门后，闸门上部煤仓内煤的体积，；所以 5.2液压缸的受力分析1)、关闸门时所受的最大摩擦力是在全部关上闸门后，此时为静摩擦力，可按下式计算：式中：闸门与料仓口的摩擦力，取；闸门上部煤仓内煤的质量，kg；所以： 2）、密封装置的密封阻力：式中0.03为密封系数所以 3）、液压缸的最大牵引力即液压缸要克服的最大阻力： 5.3液压缸的推力和速度单活塞杆缸只有一端有活塞杆，如下图1，它主要由缸底、缸筒、缸头、活塞、活塞杆、导向套、缓冲套、节流阀、带放气孔的单向阀及密封装置等组成。缸筒与法兰焊接成一体，通过螺钉与缸底、缸头连接。活塞与缸筒、活塞杆与缸盖之间在半剖视图上部为橡塑组合密封，下部为唇形密封。单活塞杆缸也有缸筒固定和活塞杆固定两种安装形式。两种安装方式的工作台移动范围均为活塞有效行程的两倍。单活塞杆缸因左、右两腔有效面积和不等，因此当进油腔和回油腔压力分别为和输入左右两腔的流量均为时，液压缸左、右两个方向的推力和速度不相同。非差动连接时，有杆腔进油，无杆腔回油时，如图2所示，液压缸输出的的推力和速度分别为图5-2非差动连接差动连接时，将单活塞杆液压缸两侧同时与压力油接通，如图3所示，液压缸输出的推力和速度分别为图5-3差动连接式中液压缸内截面积，；除了活塞杆截面后剩余的液压缸截面积，；活塞直径，m；活塞杆直径，m；为输入流量，ml/s；、为缸的进出口压力，N；、为缸的机械、容积效率；机械效率其损失由相对运动副的摩擦造成，采用不同密封时机械效率有区别，通常取机械效率。容积效率其损失由密封处泄露，通常取容积效率。装弹性密封圈时取，装活塞环时。5.4液压缸的主要尺寸计算5.41液压缸内径及活塞杆直径的确定液压缸的工作压力P为6.3,确定液压缸的内径为式中：液压缸要克服的最大阻力，N；液压缸的工作压力，；所以参考资料8的表20-6-2圆整取5.42油液作用在单位面积上的压强式中：作用在活塞上的载荷，N；活塞的有效工作面积，；所以：选液压缸的额定工作压力为合适从上式可知，压力值的建立是由载荷的存在而产生的。在同一个活塞的有效工作面积上，载荷越大，克服载荷所需要的压力就越大。换句话说，如果活塞的有效工作面积一定，油液压力越大，活塞产生的作用力就越大。额定压力（公称压力），是液压缸能用以长期工作的压力，应符合或接近下表规定的数值。级别压力范围低压00.5中压2.58中高压816高压1632超高压32所以该系统为中压系统最高允许压力，也是动态试验压力，是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。耐压试验压力，是检查液压缸质量时需要承受的试验压力，即在此压力下不出现变形、裂缝或爆裂。5.43液压缸的理论作用力按下式确定：式中：活塞杆上的实际作用力；负载率，一般取；液压缸的总效率，；所以5.44确定液压缸的壁厚：液压缸的要求有足够的强度和冲击韧性，对焊接的缸筒还要求有良好的焊接性能，在本设计中，采用的热轧无缝钢管，缸管材料为35 钢，其缸壁厚度计算公式通过查参考文献8得：式中：缸体壁厚，mm；实验压力（Pa），一般取（）p; P液压缸的最高工作压力，p=6.3Mpa； D液压缸的内径（mm）；材料的许用应力，当p20Mpa时，用钢材，；所以取壁厚所以液压缸的外径5.45缸筒壁厚验算1、验算极限压力额定工作压力应低于一定极限值,以保证工作安全：式中：缸筒材料的屈服强度；液压缸的内径（mm）；液压缸的外径（mm）；所以 = 通过2、验算完全塑性变形压力同时额定工作压力也应与完全塑性变形压力有一定的比例范围，以避免塑性变形的发生：即通过3、验算缸筒爆裂应力式中：缸筒材料的抗拉强度；液压缸的内径（mm）；液压缸的外径（mm）；所以：所以通过55活塞杆的设计551活塞杆的结构、尺寸的确定活塞杆是液压缸传递力的重要零件,它承受拉力、压力、弯曲力和振动冲击等多种作用力，必须有足够的强度和刚度。对于双作用单边活塞杆液压缸，其活塞杆直径d可根据往复运动速比（即面积比）来确定所以参考资料8的表20-6-2活塞杆直径系列圆整取取活塞杆的直径为552活塞杆的直径的强度校核在活塞杆仅承受轴向载荷的稳定状态下，活塞杆的直径按照简单的拉、压强度计算：式中活塞杆的许用应力（）活塞杆一般采用35或45钢等材料，=100120选取=120；根据表20-6-3给出的活塞杆外径尺寸系列圆整成标准为： 553活塞杆弯曲稳定性验算当液压缸支承长度时,需验算活塞杆弯曲稳定性。受力完全在轴线上，主要按下式验算：式中：活塞杆弯曲失稳临界压缩力，N；安全系数，通常取；实际弹性模数；材料的弹性模数，；钢材；材料组织缺陷系数，钢材一般取；活塞杆截面不均匀系数，一般取；活塞杆横截面惯性矩，；圆截面：；所以所以：通过 554活塞杆的结构活塞杆有空心和实心两种，实心杆制造工艺简单，应用广泛；空心活塞杆用于杆直径与液压缸的直径比值较大，或杆内必须装传感器或油管的情况。该液压缸杆体采用实心，杆内端采用螺母紧固，如图4所示图5-4螺母型1活塞杆；2活塞；3组合密封；4O形密封圈；5液压缸；6螺栓。活塞杆的外端头部与载荷的拖动机构相连接，为了避免活塞杆在工作中产生偏心承载力，适应液压缸的安装要求，提高其作用效率，应该根据载荷的具体状况，选择适当的杆头连接形式。杆外端与闸门相接，故采用方形双耳环式。如图所示图 5-5方形双耳环555活塞杆的材料和技术要求 1）活塞杆的技术要求活塞杆要在导向套中滑动，一般采用H8/h7或H8/f7配合。太紧了，摩擦力大，太松了，容易引起卡滞现象和单边磨损。其圆度和圆柱度公差不大于直径公差之半。安装活塞的轴颈与外圆的同轴度公差不大于0.01mm，是为了保证活塞杆外圆与活塞外圆的同轴度，以避免活塞与缸筒、活塞杆与导向套的卡滞现象。安装活塞的轴肩端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm,以保证活塞安装不产生歪斜。活塞杆的外圆粗糙度值一般为。太光滑了，表面形成不了油膜，反而不利于润滑。为了提高耐磨性和防锈性，活塞杆表面需进行镀铬处理，镀层厚，并进行抛光或磨削加工。对于工作条件恶劣、碰撞机会较多的情况，工作表面需经高频淬火后再镀铬。用于低载荷和良好环境条件时，可不做表面处理。活塞杆内端的卡环槽、螺纹和缓冲柱塞也要保证与轴线的同心，特别是缓冲柱塞，最好与活塞杆作成一体。卡环槽取动配合公差，螺纹则取较紧的配合。2）活塞杆材料的选择一般用中碳钢，选用35钢，调质处理；但对只承受推力的单作用活塞杆，则不必进行调质处理。对活塞杆通常要求淬火，淬火深度一般为0.51mm，或活塞杆直径每毫米淬深0.03mm。材料热处理表面处理3552031015调质镀铬56活塞杆的导向套、密封和防尘活塞杆的导向套装在液压缸的有杆侧端盖内，用以对活塞杆进行导向，内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封。外侧装有防尘圈，以防止活塞杆在后退时把杂志、灰尘及水分带到密封装置处，损坏密封装置。当导向套采用非耐磨材料时，其内圈还可装设导向环，用作活塞杆的导向。导向套的典型结构形式有轴套式和端盖式，选用端盖式，如下图所示。561结构在液压缸有杆侧的端盖内，装有导向结构和密封装置。在密封装置外侧，常装有防尘圈以防止灰尘和杂质进入液压缸。导向结构分端盖式和直插式，选用端盖式，如图6所示。图5- 6端盖式1活塞杆；2防尘圈；3前端盖；4导向套；5O形密封圈；6液压缸；7油口；8蕾形密封圈。562导向套的材料金属导向套一般采用摩擦系数小、耐磨性好的青铜材料制作，非金属导向套可以用塑料、聚四氟乙烯或聚三氟氯乙烯材料制作。端盖式直接导向型的导向套材料用灰铸铁、球墨铸铁、氧化铸铁等。563导向套长度的确定导向套的主要尺寸是支撑长度，通常按活塞杆直径、导向套的型式、导向套材料的承压能力、可能遇到的最大侧向负载等因素来考虑。导向套的宽度直径5.7活塞由于活塞在液体压力的作用下沿缸筒往复滑动，因此，它与缸筒的配合应适当，既不能过紧，也不能间隙过大。配合过紧，不仅使最低启动压力增大，降低机械效率，使液压缸达不到要求的设计性能。液压力的大小与活塞的有效工作面积有关，活塞直径应与缸筒内径一致。所以，活塞设计时，主要任务就是确定活塞的结构型式。571活塞的结构型式根据密封装置型式来选用活塞结构型式（密封装置则按工作条件选定）通常分为整体活塞和组合活塞。活塞的结构选用整体式如图，整体活塞在活塞圆周上开沟槽，安置密封圈，结构简单，但给活塞的加工带来困难，密封圈安装时也容易拉伤和扭曲。图 5-7组合密封 1活塞杆；2活塞；3组合密封。572活塞与活塞杆的连接活塞与活塞杆的连接有多种型式，该处选用螺母型，如图所示，所有型式均需有紧锁措施，以防止工作时由于往复运动而松开。同时在活塞与活塞杆之间需设置静密封。图5-8螺母型1活塞杆；2活塞。573活塞的密封密封型式与活塞的结构有关，可根据液压缸的不同作用和不同工作压力来选择。图5-9活塞的密封1活塞杆；2活塞；3组合密封；4O形密封圈；5液压缸；6螺栓。574活塞的材料有导向环活塞用优质碳素钢20号、35号及45号，选用35号，有的在外径套尼龙或聚四氟乙烯+玻璃纤维和聚三氟氯乙烯材料制成的支撑环。装配式活塞外环可用锡青铜。还有用铝合金作为活塞材料。活塞的材料选用高强度灰铸铁HT200。575活塞的尺寸及加工精度活塞宽度一般为活塞外径的倍，但也要根据密封件的型式、数量和安装导向环的沟槽尺寸而定。有时，可以结合中隔圈的布置确定活塞宽度。活塞外径的配合一般采用f9，外径对内孔的同轴度公差不大于0.02mm，端面与轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，外表面的圆度和圆柱度一般不大于外径公差之半，表面粗糙度视结构型式不同而各异。576活塞的最小导向长度H及液压缸行程S的确定液压缸的行程，主要根据执行机构的工作行程而定，工况要求活塞杆的伸出长度为1100 。设活塞的宽度为B，B=(0.40.6)D，B=0.4D=36，取B=40mm,那么液压缸的行程为：s=1100+B=1172 ，表20-6-2中给出的标准系列，取液压缸的行程s=1200.当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到导向滑动面中点的距离称为最小导向长度H，如果导向长度H 过小，将会使液压缸的初始挠度增大，影响液压缸的稳定，对于一般的液压缸，当液压缸的最大行程为s 缸筒直径为D 时，最小导向长度为：所以得：H105取 H=110 活塞的相关尺寸如下：活塞的直径；活塞的宽度； 58液压缸油口直径的确定油口包括油口孔和油口连接螺纹。液压缸的进、出油口可布置在端盖或缸筒上。油口孔大多属于薄壁孔（指孔的长度与直径之比的孔）通过薄壁孔的流量按下式计算：式中：流量系数，接头处大孔与小孔之比大于7时，小于7时，取油孔的截面积，；液压油的密度，；油孔前腔压力，；油孔后腔压力，；油孔前后腔压力差，。关闸门时液压缸所需的流量最大，此时按照液压缸的关闸门的工作速度、有效工作面积 A 和液压缸的容积效率v 确定: ；式中：弹性密封时液压缸容积效率为1；液压缸无杆腔的面积，；除了活塞杆截面后液压缸截面积，；关闸门的速度，取；所以查表20-6-25知,选用螺纹油口尺寸,油口设在缸筒上,如图：图5-10 油口示意图59缸筒底部厚度计算缸筒底部为平面,其厚度可以按照四周嵌位的圆盘强度公式近似的计算：式中计算厚度外直径(如下图)； P液压缸的最高工作压力，p=6.3Mpa；缸筒材料的许用应力，；液压缸的安全系数，；；所以：圆整取图5-11 缸筒底部厚度91缸筒头部法兰厚度计算: 如下图：法兰厚度式中 F法兰在缸筒最大内压下所承受的轴向压力，N；；法兰外圆半径，m；螺栓孔直径， m；法兰材料的许用应力, ；缸筒材料的许用应力，；液压缸的安全系数，；；图5-12 缸筒头部法兰厚度所以圆整取 592缸筒法兰连接螺栓螺栓选用螺栓材料的屈服极限螺栓材料的抗拉强度安全系数 5 93缸筒与端部用法兰连接时，螺栓的强度计算如下：螺纹处的拉应力：式中：拧紧螺纹的系数，变载荷取；法兰在缸筒最大内压下所承受的轴向压力,N；螺栓的个数；螺纹的底径，mm；所以；螺纹处的剪应力：式中：螺纹连接的摩擦因数，平均取；拧紧螺纹的系数，变载荷取；螺纹外径；螺栓的个数；螺纹的底径，mm；所以合成应力：式中：缸筒材料的许用应力，；液压缸的安全系数，；所以通过 594缸筒与端部焊接缸筒与端部用焊接连接时，其焊缝应力计算如下：式中：焊接效率，取；焊条材料的抗拉强度，Mpa；安全系数，取；缸内最大推力，N；所以 510液压缸的流量的确定关闸门时由液压泵提供动力，此时液压缸所需的最大流量按照液压缸的关闸门的工作速度、有效工作面积 A 和液压缸的容积效率v 确定: ；式中：弹性密封时液压缸容积效率为1；液压缸无杆腔的面积，；除了活塞杆截面后液压缸截面积，；关闸门的速度，取；所以开闸门时通过节流阀调节压力，此时液压缸的流量为：式中：液压缸容积效率，弹性密封时为1；液压缸的内径,m；活塞杆的直径，m；开闸门的速度，取；所以得到液压缸的功率为。511液压缸的密封密封机理防止工作介质从机器和设备中泄漏或防止外界杂质侵入机器和设备内部的一种装置或措施称为密封。被密封的工作介质可以是气体、液体或粉状固体。造成泄露的原因主要有两方面：一是密封面上有间隙；二是密封部位两侧有压力差。消除或减小任一个因素都可以减小或阻止泄露。解决机械产品泄露的基本方法有以下几种： 1）减小密封部位内外的压差； 2）在密封配合面保持一层润滑膜； 3）消除引起泄露的流体流动的原因； 4）增加泄露部位流体流动的阻力； 5）将泄露的流体引向无害的方向或使主流回主槽。此外，还常常采用将接合部位焊合、铆合、压合、折边等永久性防止流体泄露的方法消除泄露。5111法兰与活塞杆的密封如图 5-13 所示法兰与活塞杆的密封采用U形密封圈，防止外界杂质侵入机器和设备内部；蕾形密封圈，防止工作介质从机器和设备中泄漏。图5-13法兰与活塞杆的密封 1活塞杆；2防尘圈；3法兰；4蕾形密封圈。选择密封必须考虑压力、温度、速度、腐蚀环境及材料等因素。5112前端盖与液压缸的密封前端盖与液压缸的密封采用O形密封圈，如图5-14所示。图 5-14前端盖与液压缸的密封1前端盖；2密封圈3液压缸。5113活塞与活塞杆的密封如图 5-15 所示图5-15活塞与活塞杆的密封1活塞杆；2活塞；3O形密封圈。活塞与活塞杆的密封采用O形密封圈，O形密封圈可广泛用作静密封，此时耐久性良好。5114活塞与液压缸的密封如图 5-16 所示图 5-16 活塞与液压缸的密封 1活塞；2组合密封；3液压缸。活塞与液压缸的密封采用组合密封。液压泵站的设计液压泵站一般由液压泵组、油箱组件、控温组件、过滤器组件和蓄能器组件等5个相对独立的部分组成。表1 液压泵站的组成组成部分包含元器件作用液压泵组液压泵将原动机的机械能转换为液压能原动机驱动液压泵联轴器连接原动机和液压泵传动底座安装和固定液压泵及原动机油箱组件油箱储存油液、散发油液热量、逸出空气、分离水分、沉淀杂志和安装元件液位计显示和观测液面高度通气过滤器过滤空气放油塞清洗油箱或更换油液时放油控温组件油温计显示观测油液温度温度传感器检测并控制油温加热器油液加热冷却器油液冷却过滤器组件各类过滤器分离油液中的固体颗粒、防止堵塞小截面流道，保持油液清洁度高蓄能器组件蓄能器蓄能、吸收油液脉动和冲击支撑台架安装蓄能器泵组布置在油箱之上的上置式液压泵站包括卧式和立式，当电动机立式安装，液压泵置于油箱内时，称为立式液压泵站。上置式液压泵站占地面积小，结构紧凑，液压泵置于油箱内的立式安装动力源，噪声低且便于收集漏油，这种结构在中、小功率液压泵中被广泛应用。6.1液压泵的选用主要根据系统的工况来选择液压泵,泵的主要参数有压力、流量、转速、效率。为了保证系统正常运转和泵的使用寿命，一般在固定设备系统中，正常工作压力为泵的额定压力的80%左右；要求工作可靠性较高的系统，系统工作压力为泵额定压力的60%左右。泵的流量要大于系统工作的最大流量。为了延长泵的寿命，泵的最高压力与最高转速不宜同时使用。6.1.1确定液压泵的额定流量液压泵的流量应满足执行元件的最高速度要求，所以泵的输出流量 Qp应根据系统所需的最大流量和泄漏量来确定，即：QpKQp泵的输出流量（L/min）；K系统的泄漏系数，K=1.11.3执行元件实际需要的最大流量(L/min) 关门时液压缸的最大流量为代入液压缸的最大流量即：Qp1.2648.8mL/s=778.56 ml/s 6.1.2确定泵的额定压力泵的工作压力应该根据液压缸的最高压力来确定：即：式中：为泵的工作压力（Pa）；液压缸的最高工作压力（Pa）；考虑液压泵执行回路中压力损失的系数；K=1.31.5代入液压缸的最高压力即：所以6.13选择液压泵的具体结构形式（如表 2 所示）表2 常用液压泵性能比较类型性能外啮合齿轮泵双作用叶片泵径向柱塞泵轴向柱塞泵螺杆泵输出压力低压中压高压高压低压流量调节不能不能能能能效率低较高高高较高输出流量脉动很大很小一般一般最小自吸特性好较差差差好对油污染的敏感特性不敏感较敏感较敏感很敏感不敏感噪声大小大大最小由于泵是在井下煤仓工作，工作环境差，要求泵有很好的环境适应性，根据资料 1 表 37.6-2（液压泵技术特性），可以知道外啮合齿轮泵的压力范围为2.525 MPa，容积效率为 70%95%，总效率=65%90%，流量脉动11%27%，最高自吸能力为 50Kpa，在满足压力条件的前提下，选用外啮合齿轮泵，容积效率v=85%，总效率=78%。参考资料8表20-5-7根据额定压力初选液压泵型号为 CB-100 型相关参数如下表3：排量Q额定压力最高压力功率PLD32.5ml/r1012.58.7KW186mmmm额定转速最高转速容积效率重量mdhC1450r/min1650 r/min6.4kgmm48mm68.5mm液压泵的额定流量式中：液压泵的排量，r/min；液压泵的额定转速，r/min；所以液压泵的最大流量式中：液压泵的排量，r/min；液压泵的最大转速，r/min；所以系统正常工作时液压泵所需的驱动功率：式中：液压缸的额定压力，；液压泵的额定流量，；所以液压泵的最大驱动功率：式中：液压泵的最大工作压力，Pa；液压泵的最大流量，；液压泵的总效率，齿轮泵时；所以所以选择该泵合适6.14选择液压泵所需电机功率液压泵实际的输入功率是选择电动机的主要依据，由于液压泵存在着容积损失和机械损失，为了满足液压泵向系统输入需要的压力和流量液压泵的输入功率必须大于它的输出功率，液压泵实际需要的输入功率计算如下：系统正常工作时所需的电动机功率为：式中：系统正常工作时液压泵所需的驱动功率，KW；液压泵的效率；所以由于电机在矿井下工作，应选用防爆增安型三相异步电动机，参考资料8的表16-1-89YB系列隔爆型三相异步电动机,选用132M4型矿用隔爆电机相关参数如下表4：功率P转速n效率重量m5.5KW1440r/min80kg62液压系统图的拟定6.21液压回路的选择图 6-1 液压系统图1过滤器；2液压泵；3压力表；4直动型溢流阀；5三位四通电磁换向阀（M型滑阀机能）；6节流阀；7单向阀；8液压缸；9闸门。6.22油箱选型：液压动力源中的油箱，油箱的主要功用是存储油液，此外还有存储液压油液、散发油液热量、溢出空气、沉淀杂志、分离水分、安装元件。油箱有开式油箱和闭式油箱之分，开式油箱应用最广，油箱中液面与大气相通为污染减少，油箱顶盖上应设置通气过滤器。液压系统中的油箱还有整体式和分离式在本设计中，由于整个液压系统是在井下工作，要求体积尽量小，因此采用分离式油箱。油箱的总容量包括油液容量和空气容量。油液容量是指油箱中油液最多时，即液面在液位计的上刻线时的油液体积。在最高液面以上要留出等于油液容量的10%15%的空气容量，以便形成油液的自由表面，容纳热膨胀和泡沫，促进空气分离，容纳停机或检修时靠自重流回油箱的油液。油箱的容量大小与液压系统工作循环中油箱温升，运行中的液位变动、调试与维修时向管路及执行器注油、循环油液、液位油液的寿命等因素有关系。1）油箱的容量通常可按下式确定：式中：油箱的有效容积，L；液压泵的总额定流量，L/min；与系统压力有关的经验系数：低压系统，中压系统，高压系统。对于行走机械或经常间断作业的设备，系数取较小值；对于安装空间允许的固定机械，或需籍助油箱顶盖安放液压泵及电动机和液压阀集成装置时，系统可适当取较大值。取。所以设计油箱的外形尺寸得相关参数如下：壁厚10mm表5油液容量近似油液深度100L固定孔最小壁厚不含箱顶图6-2标准油箱的结构细节2）箱顶、空气过滤器、注油口油箱的箱顶结构取决于它上面安装的元件。例如，如果液压泵布置在油箱内部液面以下，则箱顶应为或应有可拆卸的盖。箱盖及管子引出口之类的所有开口都要妥为密封。箱顶上安装液压泵组时，顶板的厚度应为侧板厚度的四倍，以免产生振。为了便于布置和维修，有时采用装在箱顶上的回油过滤器。箱顶上一般要设置通气器（空气过滤器）、注油口，通气器通常为附带注油口的结构，取下通气帽可以注油放回通气帽即成通气过滤器。注油过滤器（滤网）的网眼应小于250，过流量应大于20。通气过滤器的过滤精度起码40，其容量应是液压泵容量的两倍，以便即使在系统需要峰值流量期间液面迅速下降时，也能在油箱内部保持大气压力，或者保持通气压降不超过。通气帽一般带有保险链用以预防通气帽跌落或丢失。周围环境较脏时，应采用油浴式空气过滤器。当周围空气湿度较大时，比如在热带使用的液压设备，可采用空气干燥器合用的注油通气器（图2），它兼有除湿、收尘和注油的功能。图6-3带干燥器的注油通气器为了减少和防止污物侵入油箱，美国的液压制造商新近提出了将通气器和注油口设在油箱侧壁上的新构思。油箱箱顶上的螺纹应该用盲孔，以防污染物进入油箱内。箱顶上各类元件的设置见图6-3。箱顶与箱壁的连接细节见图6-4。图6-4立式液压泵组图6-5油箱箱顶与箱壁的连接细节63箱壁、清洗孔、吊耳、液位计对于钢板焊接的油箱，用来构成油箱体的中碳钢板的最小厚度见表5。箱顶上安装液压泵组时，侧板厚度应适当加大。当箱顶与箱壁之间为不可拆连接时，应在箱壁上至少设置一个清洗孔。清洗孔的数量和位置应便于用手清理油箱所有内表面。清洗口法兰盖板应该能由1个人拆装。法兰盖板应配有可以重复使用的弹性密封件。清洗孔尺寸、法兰盖板及密封件的细节见图6-6和表5。表5 油液容量（L）(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)安装螺柱数（N）1002483042683503246为了便于油箱的搬运，应在油箱四角的箱壁上焊接吊耳。吊耳有圆柱形和钩形两种，选用钩形焊接吊耳，如图6-7和表6所示图6-7钩形焊接吊耳表6(mm)每吊耳起重（t）bL3.3101210056025SRK每吊耳质量（kg）26208251350.64箱底、放油塞、支脚应在油箱底部最低点设置放油塞（M18*1.5），以便油箱清洗和油液更换。为此，箱底应朝向清洗孔和放油塞倾斜，倾斜坡度通常为1/251/20；这样可以促使沉积物聚积到油箱中的最低点。为了便于放油和搬运，把油箱架起来，油箱底至少离开地面150mm。油箱应设有支脚。支脚可以单独制作后焊接在箱底边缘上；也可以通过适当增加两侧壁高度，以使其经弯曲加工后兼作油箱支脚。支脚上有地脚螺钉用的固定孔，其尺寸与位置见图6-2。支脚应该有足够大的面积，以便可以用垫片或楔铁来调平。隔板、除气网为了延长油液在油箱中逗留的时间，促进油液在油箱中的环流，促使更多的油液参与在系统中的循环，从而更好的发挥油箱的散热、除气、沉淀等功能，油箱中，尤其在油液容量超过100L的油箱中应设置内部隔板。隔板要把回油区和吸油区隔开，并尽可能使油液在油箱内沿着油箱壁环流。隔板缺口处要有足够大的过流面积，使环流流速为0.3m/s-0.6m/s。由于该防窜仓系统很少使用，因此可以不选用隔板。为了有助于油液中的气泡浮出液面，可在油箱内设置除气网，除气网用网眼直径0.5mm的金属制作。如果隔板与油箱内表面之间采用焊接方式连接，则焊缝应该满焊，不应留下无法清理的藏污纳垢的缝隙。隔板的设置给油箱内部清洗带来一定困难，在清洗孔和放油口的设置上应作相应的考虑。64阀的选型1）换向阀的选型选用型手动换向阀代表手动换向阀，表示连接形式为管式，03代表公称尺寸，3表示阀的位数为三位，D代表阀芯复位型式为无弹簧钢球定位，60表示滑阀机能，A表示使用中位或单侧位置的阀，30代表设计号。2）节流阀的选型关闸门时液压缸所需的流量为： SRC型节流阀用于工作压力基本稳定或允许流量随压力变化的液压系统，以控制执行元件的速度。本元件是平衡式的，可以较轻松的进行调整。选用SRCG-06-50。SRC：单向节流阀；G：板式连接；06：通径代号，表示通径为20mm；50：设计号；额定流量为85L/min,重量3.9kg,最高工作压力25Mpa。3）溢流阀的选型开闸门时，为了卸荷选用DBD型直动式溢流阀：DBDH20P10/20DBD表示直动式溢流阀；H表示调节方式为调节手柄；20表示通径为20mm；P表示连接方式为板式阀；10为系列号；20表示通径为20mm，最大工作压力40Mpa。4）单向阀的选型C型单向阀在所设定的开启压力下使用，控制油流单方向流动，完全阻止反方流动。选用CIT-06-04-50型单向阀CI表示直通单向阀；T连接型式为管式；06是通径代号；04表示开启压力为0.04Mpa；50是设计号。小结7.1K式往复给煤机常见机械故障分析处理根据K式往复式给煤机的结构原理及使用中存在的常见故障，提出独到的故障检查及修理经验，对于煤矿同类给煤机的维修维护有一定的借鉴作用。7.1.1 K式往复式给煤机构造原理在给煤机外壳的两侧固定四个轴承，在轴承的轴上装有四个滚轮，滚轮上边放有给料的槽底盘，而槽底盘的往复运动由电机经过联轴节、减速器、偏心轴、连杆与槽底盘连接在一起而拖动的，因此当电动机转动后槽底盘即沿着水平5o的倾斜方向作直线往复运动，将料斗中的料均匀而平稳的卸落于皮带机上，适当改变偏心距和调节门的相对位置，即可调整该机生产率。7.1.2 常见机械故障分析及处理措施表1 K式往复机的常见机械故障分析及处理1）左右箱体侧板由于给料冲刷及腐蚀；磨薄变形；可以加工定形材料衬板。2）高速轴弹性联轴器由于弹性圈磨损打坏或半联轴器锥形孔被打成不规则孔；使得(1)弹性圈与柱销配合不好,(2)检修更换不及时,未能一次全部更换,(3)柱销尾部结构不合理,无法达到安装所需预紧力,不易拆卸,(4)两轴水平度、倾斜度偏差大；处理措施：(1) 弹性圈与柱销选配, (2)发现弹性圈损坏全部更换, (3)改柱销尾部结构, (4) 半联轴器锥形孔已无法使柱销紧固时,更换半联轴器.3）曲柄壳由于其销孔被打成不规则孔；使柱销与孔装配不好；处理措施：(1)及时更换磨损的柱销，(2)加强柱销备件质量，(3)孔磨损后堆焊重新钻孔。7.2 结语在这次设计中，遇到了很多自己不能解决的问题，通过问老师和同学一一都解决了。最终，通过一次亲身经历搞设计，还是学到了一些东西，把我们四年学到的知识又抓起来调理了一遍，同时也懂得了遇到问题该怎样解决。这些都是在老师的精心指导下才让我懂得，在此，真心的感谢我的指导老师。参考文献：1王洪欣.机械设计工程学(上册).徐州:中国矿业大学出版社,2001.12唐大放.机械设计工程学(下册).徐州:中国矿业大学出版社,2001.13吴宗泽.机械设计手册(下册). 北京：机械工业出版社，200214吴宗泽.机械设计手册(上册). 北京：机械工业出版社，200215路甬祥液压气动技术手册北京：机械工业出版社，20026张利平.液压站设计与使用.北京：海洋出版社，20047成大先. 机械设计手册.单行本.减(变)速器、电机与电器.北京：化学工业出版社，2004.18成大先. 机械设计手册.单行本. 液压传动. 北京：化学工业出版社，2004.19侯友夫，刘肖健，张永忠胶带自控液压拉紧装置动态特性研究中国矿业大学学报，1999，(4)10徐灏机械设计手册北京：机械工业出版社，200111严金坤液压动力控制上海：上海交通大学出版社，199412胡强法，何存兴冲击试验台制动器液压油路的动态分析机床与液压，1996，(6)13成大先主编机械设计手册第三版化学工业出版社,200014成大先主编机械设计手册（液压传动）化学工业出版社,200415张利平主编邓钟明副主编液压气动系统设计手册机械工业出版社,200316罗文. 大型往复式给煤机. 中煤国际工程集团南京设计研究院.200217江孟夏.张兆亚.往复式给煤机防窜仓装置的设计研究,淮北矿业集团设计处；徐州华东机械厂200518张强.侯从吉.张乃国.GWS350型往复式给煤机. 临沂矿务局机厂.200019谢朝阳.K4型给煤机的技术改造.淮南矿业集团潘北煤矿.200520 Janovsky, Lubomir.Elevator mechanical design Principles and concepts. England Ellis Horwood Ltd.198721 C. Ramakrishna, J.D. Desai High rate anaerobic digestion of a petrochemical wastewater using biomass support World Journal of Microbiology and Biotechnology May 199722 K. Stoinski, M. Mika Dynamics of Hydraulic Leg of Powered Longwall support Journal of Mining Science January 200323 L. Bjrnsson, B. Mattiasson, T. Henrysson Effects of support material on the pattern of volatile fatty acid accumulation at overload in anaerobic digestion of semi-solid waste June 199724Jean-Philippe Vidal,Sabine Moisan, Jean-Baptiste Faure Knowledge-Based hydraulic Model Calibration October 2003reciprocation stokers present situationreciprocation types stoker its own structure superiority 1) structure simple, the service quantity is small In the reciprocation type stoker, the electric motor and thereduction gear use the standard letter, other majorities are theweldments, the vulnerable part are few, uses under the coal mineextreme condition, its serviceability deeply measure unit to be usedshigh praise. 2) the performance is stable The reciprocation type stoker to the coal trademark, the sizecomposition, request and so on moisture content, physical property islax, when comes to expect the non-uniformity, the moisture contentdoes not stabilize also clamps has the big lump coal, Rubber Belt, thewood and the steel wire isochronism, still could the normal work. 3) the noise is low The reciprocation type stoker right and wrong Vibration has thesource for material equipment. its noise only to have the electricmotor and the reduction gear, but these two noises very are all low.Especially in the mine shaft or Bunker and so on the enclosed place,the noise is unable to proliferate, this point is electricallyoperated is unable for the material machine to achieve. 4) installs conveniently, is highly small The reciprocation type stoker generally installs in Bunker thewarehouse mouth, does not need other configuration warehouse mouthstrobe distill trough and the support of motor, the installment mayreach ones goal instantly, the adjustment work load is small, butelectrically operated stoker because cannot directly withstand thewarehouse pressure, needs moreover to place the warehouse mouthtransition Chute under, compares, the reciprocation type stoker holdshighly slightly, has saved the floor space and the investment. developments large-scale reciprocation type stoker necessity Is precisely because the reciprocation type stoker has theabove characteristic, we believed, in the coal mine mine shaft and theground production system pharynx and larynx link, and in other needcontrol noises links, should the first choice reciprocation typestoker. The expanded series reciprocation type stoker should satisfythe following request. 1) satisfies the large-scale mine pit productivity the request Along with the our country coal mine pit unceasing expansion,the hour productivity also is increasing, for example: The well is 2.4million t/a, 3 million t/a. 4 (XI ten thousand t/a mine pit, hourproductivity separately for 42 h, 928t/h, 1238t/h. The mine pit hourproductivity increase, the request enhances the stoker theproductivity. At present, the mine pit mine shaft raw coaltransportation more and more many uses the adhesive tape conveyer, inother words, the mine shaft used the stoker the link to increase.Although may use many small models stoker jointly to arrange satisfiesthe big productivity the request, but arranges many stokers to need toexpand Weighed the room, the increase project investment moreover manyarrangement, the system reliability reduces, the noise increases, hasthe problem the probability also relatively to increase. brings thecertain trouble to the service. Loads a car the system in the useadhesive tape conveyer, is in the ground production system uses stokermost places, moreover the request gives the coal ability quite to bebig. Loads a car the system if uses Electric vibrator for the material machine,not only increased has loaded a car moreover the noise very to behighly big. Installs the large-scale reciprocation type stoker, notonly causes the hour productivity to increase, moreover also forloaded a car the system equipment shaping to provide has been biggermay choose the scope. 2) loads the belt type necessary with the host well bottom of the well(beat) the conveyer The main well bottom of the well loads the belt type (beat)the quota conveyer type bottom of the well charging gear developmenttendency, lists as the coal key scientific research item, when thequota conveyer idling speed loading is requested for the coalequipment ability 801) above ttb, the existing K series stoker cannotmeet this requirements. Although also may use for the material strobe material, but for the material strobe for estimated easily the rawcoal moisture, the granularity influence, causes for the materialnon-uniformity. But the large-scale reciprocation type stoker maysatisfy this request large-scale reciprocation types deceive the coal machinestructural style characteristic We through carry on the analysis to the former stokerinvestigation, has carried on the thorough computation to thestructure pattern, to the essential stress spot like tank, the doubleconnecting rod, the base held the roller and so on to carry on thestress analysis, carried on the examination computation using thefinite element principle. Altogether has following fivecharacteristics. 1) entire machine uses the frame Themselves to be possible to unload thetype Because considered the mine shaft transportation theconvenience and the mine shaft industry and mining limit, entiremachine uses a minute writing style, moreover considered the mineshaft welding inconvenient, uses the bolt vice- joint, the side bar toconsider the external drum the possibility and the endophragm wear theneed, lays down in the flank Reinforced inside Lining, strengthened thewhole rigidity and the intensity. 2) increases Daoban the guidance and the blocking In makes the reciprocal motion under Daoban to additionallybuild several groups of requests rollers wheel, on the one handchanges Daoban the sliding friction for to roll the friction, reducedthe attrition, on the other hand also causes Daoban the rigidityenhancement. Moreover, for prevented Daoban is transporting Moves in the process to have runs the leaning phenomenon, inDaoban two sides installments guidance wheel. 3) uses the hyperbolic trough drive type The stoker drive uses the hard tooth face reduction gear,ordinary plug shaft coupling (but non- fluid strength coupler), doubleoutput shaft form, like this, not only reduced the cost moreover tocause the unilateral Axis radial direction load only is the bottomsurface thrust force one half, is carried the condition bigimprovement, moreover, further enhanced the stability which Daobanmoved. 4) carries on the optimization to the Daoban structure Formerly K series stoker plate strobe, the material had manyproblems in shipping, for estimated could not enhance the key also layin this. Therefore, we have carried on the optimization to Daoban,designs for the steps and ladders, Not only caused the material process load to enlarge, moreoverthe Daoban itself intensity also obtained further enhances. 5) changes the fan strobe for the manual plate strobe Controls expects how many the key to be decided by the strobe,the strobe always uses the fan structure in the former K series, butdiscovered from the field use, the fan strobe and the warehouse wallfrequently bump, the scene often when installs the strobe can not butknock the warehouse wall a part, causes the warehouse wall theintensity to weaken, based on, we uses the manual plate strobe,matches the guidance wheel under the damper plate, simultaneously hasthe positioning device on the axis. economic efficiency analysis In needs 2000t/under the h transport capacity condition,arranges two University of Taiwan stoker with simultaneously toarrange four K 14 stokers or four Electric vibrator stokers its economicefficiency quite is as follows. 1) Weighed proclaims the mining quantity The big Weighed room not only causes the mining quantity toincrease, moreover can bring many negative effects along with it, fourreciprocation types stoker union arrangement, should consider betweenthe equipment must remain has the overhaul space, holds Zuo the space,like this, its Weighed room resilience is bigger than two University ofTaiwan reciprocation type stoker; But if uses four vibrations todeceive the material machine, needs the height difference in a bigway, moreover because its noise is big, the small Weighed room cannotsatisfy its request. Speaking of this parameter, arranges twoUniversity of Taiwan stoker the plan is most economical. 2) power consumption comparison The large-scale reciprocation type stoker power is notcertainly big, two University of Taiwan stoke

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