机械毕业设计（论文）-矿井井口液压站设计【全套图纸】.doc

中国矿业大学2007届本科生毕业设计 第 52页 1绪论全套图纸，加1538937061.1论文研究的意义副井液压系统是矿业工程中非常重要的一部分,就承担的任务来说,它主要负责井下矿车到位后,包括控制阻车器.摇台安全门等机构的一系列动作等,但是我们看到的国内外副井操车系统方面的研究和报道等,总是不难看出有这样那样的瑕疵甚至是重大的失误,这些不尽人意的地方往往给煤矿正常的生产带来危害,轻则生产效率低,重则便造成人员和财产的重大损失,所以,在综合提高煤矿生产状况的情况下,如何能够保证副井操车系统这一部分的工作安全 可靠性已经是刻不容缓的事情.另一方面,我们看到的是在诸多副井操车系统中或多或少的总是存在些问题,导致机构反应不灵敏,效率低下,寿命不长,维护和维修不方便.就我国煤矿副井液压系统来说，控制和提升信号系统普遍设计为两套系统，安置在两个操作室内，由操车司机和提升信号式工分别操作。造成操车设备位置传感器的重复设置，用人多，故障率高。副井液压设备及提升信号的安全与否，直接关系到煤矿的安全生产及经济效益，是一个非常重要的生产环节。它要求控制系统具有技术先进、工作可靠、抗干扰能力强、自动化程度高等性能。但目前我国副井操车设备控制与提升信号系统仍处于落后状态，已不适应煤矿副井生产的要求，为了提高副井安全生产的可靠性，改善工人的劳动条件，提高煤矿副井的生产能力，研制一套能满足井上下井口操车设备控制及提升信号闭锁的联锁控制装置无疑是迫在眉睫的问题。综上，本文主要就副井液压系统的各个主要环节控制的设计和各种设备的选用进行了分析、配置。旨在提供一个安全可靠的系统产，是为本文研究的意义。1.2我国目前使用的操车情况1.2.1气动系统1、系统组成：1)推车机动力一般为电机，减速机传动轴作为驱动，推车机分为链式推车机、绳式推车机。2)安全门、摇台、阻车器采用汽缸2、优点：动作快；可靠性高；因泄露造成的污染少；维修、维护简单。3、缺点：速度不易调整，冲击大；因推车机为电机或其它动力，使系统成为混合动力源，占用动力和驱动设备多。1.3.2液压系统1、系统组成1)推车机采用直流电机驱动，传动部件间不直接接触，无磨损问题节省了因磨损而产生的维修且磨损损耗很小。2)高功率因数直流电机效率极高较其它电机节电，启动电流小。2、优点：1）推车机采用直流电机驱动，传动部件间不直接接触，无磨损问题节省了因磨损而产生的维修且磨损损耗很小。2）高功率因数直流电机效率较高，较其它电机节省电，启动电流小。3、缺点：1）电机防水效果差，进水后电器故障难排除。2）推车机的运行条件差很难保证电流电机技术上要求电机与次级板气隙为2-3mm影响电机性能的发挥。3）配件价格很高。4）电机设备体积大故障率高。1.2.3直流电机系统1、系统组成1）推车机使用电机作为动力，摇台、安全门、阻车器使用液压缸。2）推车机使用液压马达；安全门使用液压马达；阻车器、摇台使用液压缸2、优点：1）系统结构简单，易维护、占地少。2）液压驱动特软，可有缓轻因冲击造成的设备损坏。3）调速性能好节省时间4）全部采用液压做动力，即可动力源单一，便于维修和管理。3、缺点：1）液压站本身占地面积大 2）液压站较气动配置复杂3）泄漏易污染副井是煤矿生产中联结井上下的重要通道，副井操车设备的安全作业与否。将直接关系到煤矿安全生产及经济效益，是一个非常重要的生产环节。它要求控制系统具有技术先进地，动作可靠，抗干扰能力强，自动化程度高等性能。但目前我国大部分副井操车设备控制系统仍处于落后状态，已不适应煤矿副井安全高效生产的要求。为了提高安全生产的可靠性，改善工人的劳动条件，提高煤矿副井的生产能力，需要对副井操车设计控制系统的产品性能及使用状况进行了详细的调研。如上表所列，目前国内主要有气控，电动控，液控等方式1.3液压技术的特点和应用情况近几年来,随着机械设备的自动化与机械程度不断提高,并大型化发展,在各个工业部门中日益广泛地采用液压技术,如飞机、坦克、舰艇、机床、汽车，拖拉机以起重运输机械等等。自五十年代以来，在化工机械上也逐步地应用采用液压技术，截止到目前，液压驱动的卧式刮刀、活塞推料、上悬、三足、螺旋卸料离心机，板框压滤机、加压叶滤机回转真空过滤机、电石炉、回转窑、锤式破碎机、搅拌式反应器；液压控制的气轮机、压缩机、冷冻机、蒸发器、造气炉等等已经在国内外的许多工厂投入运转，并取得用户的欢迎。此外，像容器的低频疲劳、高压爆破等试验，都是借助液压技术而实现的。液压技术是以压力油作为工作介质来传递运动、力（转距）或控制信号，前者常称液压传动（液压驱动），后者称为液压控制。液压运动与机械传动相比其主要特点是：容易调速、适于远距离和自动操作，体积小、重量轻，易于实现过载保护，液压控制系统具有响应速度快、输出刚度高和功率重量比大等优点。当然，液压也和其他任何新技术一样，总有不足之处，如漏油、噪音等，但这两点，近年来也正在研究改造。勿容质疑，液压技术的 优越性是非常明显的，特别是当把它同电子、机械等技术联合使用时，更显示其强大的生命力。在某种意义上讲，一个国家液压技术的发展水平和应用范围，是其现代化程度重要标志之一。本次课程设计就是要用液压系统来实现矿井的副井提升操作等一系列动作，以及为完成这一系列动作所需要的器材的选型等。1.3.1液压传动优缺点液压传动与机械传动、电气传动相比，有以下一些优点：1、 能在较大的范围内比较方便地实现无级调速。调速范围10011全2000：12、 在相同功率情况下，液压传动能量转换元件的体积较小，质量较轻。3、 工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。4、 便于实现过载保护，而且工作油液能使传动零件实现自润滑，故使用寿命较长。5、 操纵简单便于实现自动化。特别是和电气控制联合使用时，易于实现复杂的自动工作循环。6、 液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，制造和使用推广使用。液压传动的主要缺点：1、 液压传动中的泄露和液体的可压缩性使传动无法保证严格的传动比。2、 液压传动有较多的能量损失，故传动效率不高，不宜作远距离传动。3、 液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在很高和很低的温度条件下工作。4、 液压传动出现故障时不易找出原因。总地来看，液压传动的优点很多，随着科学技术的不断发展，有些缺点会逐步被克服。液压传动由于具有上述一系列的长处，因此，在国民经济各个部门中获得了广泛的应用。如在航海机械、航空机械、农业机械、轻工机械等多方面都广泛地使用了液压传动。在机床上的应用主要有以下几个方面：1、进给运动，如车床、自动车床刀架的进给，组合机床动力头、动力滑台的进给等。液压传动能满足所需求的调速范围，并能实现无级调速。2、主体运动，如牛头刨床或插床滑枕，采用液压传动RJ实现滑枕的往3、复运动；也可用于自动车床、数控机床等的主轴旋转运动。4、仿形装置，如车床、洗床上的仿形加工，可以采用液压伺服系统来实现。5、 数控机床。该机床上工作台的直线后转步进运动，可以用电液脉冲马达及电流伺服阀等电流伺服装置实现。6、 静压支乘已应用于重型机床和高速机床的轴承、导轨和丝杆上，以获得平稳工作和较高的运动精度。液压传动与电气控制相结合，是目前实现各种机械自动化的主要手段，也是机、电、流一体化技术的发展方向，因而具有更广阔的应用前景。工程机械液压传动系统的基本概念。液压传动系统是由各种液压传动基本回路组成的。液压传动基本贿赂又是以各种液压元件位基础组成的供给液压源用的液压传动回路称各种控制液压回路；以不同的辅助元件为基础组成的液压传动回路称不同的执行元件回路；以不同的辅助元件为基础组成的液压传动回路称不同的辅助回路以及其它液压回路等。这个整体（系统）里，除原动机械外，主要包括动力元件（液压泵）执行元件（液压缸和液压马达）、控制元件（各类液压阀）和辅助元件（各种液压辅助元件）等部分（回路）、可见主机液压传动效果好坏，除设计制造因素外，是否能正确认识、使用液压系统，特别是是否正确认识系统中各液压回路工作原理、用途也是关键因素之一。1.4副井操车液压联动装置简介副井操车液压联动的含义是指井口，井底有关机械，电气设备在规定的闭锁条件下，按照设计的逻辑程序循环动作，辅助罐笼完成提升任务。副井操作工作的一般过程为：罐笼到位-安全门打开-前阻车器打开-摇台落下-推车机推车罐笼内矿车出罐-罐内阻车器阻-矿车进罐推车机回车-前阻车器阻车-摇台抬起-安全门关上-罐笼运行-后阻车器打开-矿车达到阻车器-下一个循环。副井操车系统采用可编程控制器实现集中控制的模式，井口，井底的机械设备全部采用液压传动，分别由一个液压站及液控，电控系统实现集中控制，副井操车液压联动装置以贯彻执行煤炭局2006年颁布的煤矿安全规程中第一384条规定作为设计依据。立井使用罐笼提升时，井口，井底安全门必须与罐位和提升信号连锁；罐笼到位并发出停车信号后，但发不出开车信号；安全门关闭后，才能发出开车信号；发出开车信号后，安全门打不开。井口，井底摇台与罐笼体子停止位置，阻车器和提升信号系统连锁；罐笼未到位，放不下摇台，打不开阻车器；摇台未抬起，阻车器未抬起，发不出开车信号。升降人员时，严禁使用罐座。主要装置的简介：（1）阻车器：是矿井车场中将运动中的矿车停止在某一固定地点胡限位装置，本销齿操车使用阻轮式阻车器，改阻车器有一对阻爪和弹簧缓冲装置，当车轮撞击阻爪时，阻爪使手套在套在固定轴后部的弹簧压缩，撞击的能量被弹簧吸收。阻爪在轴上可自由转动，阻爪的尾部通过连杆机构和操纵机构相连，液压缸活塞的往复运动使两个阻爪同时打开或关闭。关闭时阻车，打开后矿车通过。阻车器按线路设置前后阻车器两种。前阻车器作待装矿车限位使用，后阻车器用于列车限位，并与调车启爪装置机械联动。只允许后阻车器打开时，拉抓抬起，调动矿车。（2）摇台：摇台为一段可摆动的连接车场与罐内的轨道，摇尖铰接在摇臂上，当摇臂与罐笼搭接时，摇尖与罐笼内导轨组成的结构能保证侧向可靠的定位。不致因罐内外轨道的错位引发矿车掉道事故。进车侧摇台设有阻挡器，通过曲柄连杆机构作用使挡块随摇臂起落和升降。当摇台落下时挡块下降，允许操车装置进罐笼作业；摇台抬起时挡块上升，阻挡操车装置通过，防止销车掉入井筒，是销齿操车与摇台联动的机械闭锁安全装置。（3）安全门：安全门采用液压马达驱动链式机构传动，正反转运转实现安全门开启和关闭。并且按煤矿安全规程规定与罐位和提升信号链锁，确保安全。（4）罐笼：罐笼主要负责矿车的装载。2液压系统原理图的拟定2.1液压系统原理图的拟定2.1.1明确环境对系统的要求本系统主要工作于副井井口，虽然相比井下环境要好许多，可是由于矿井现状，很多东西矿区副井井上运输环境还是相当恶劣，因此环境对液压系统有以下要求：（1）本系统允许的最低和最高温度对系统的温度要求应该满足主要从液压缸工作时，缸内矿物液压油的允许工作范围，理论上不能超出这个范围，查阅相关资料可知道，一般应保证温度范围在-10-170（2）系统抗震性震动的来源主要是来自矿车进罐笼时以及提升过程，但是考虑到液压系统有很好的减震特性，故整个系统对抗震性没有过多的要求。（3）系统的抗成粉尘能力由于系统主要工作在井上，粉尘相对较少，不至于影响系统工作，所以对系统不做特别要求。（4）系统的耐盐雾能力盐雾对系统有一定的影响，但考虑到系统是液压系统，本身的密封性对盐雾厌恶有一定的隔离作用，故这里不做太多的要求。（5）系统承受加速度能力因为液压系统本身具有比如无级变速的优良特点，所以能平稳安全的完成工作，对承受加速度的要求也不做太多要求。（6）系统抗酸碱能力因为系统主要工作于井上，且主要控制操作部分有隔离装备与煤炭副产品分开，一般不会有过酸过碱的东西与之接触，故这里对抗酸碱能力不做过多要求。（7）系统防爆能力处于安全起见，系统使用防爆电机。（8）系统特别安全可靠性由于系统采用的液压系统操作的整个过程都没有特别值得注意会引起的安全隐患，所以像此类大中型液压控副井操车系统一般不要求特别安全可靠，但不意味着就不考虑安全可靠性。（9）对系统特殊节能的要求对于大功率的矿山机械上应用的系统来说，有此要求。因为此类机械功率过大。功率能提高了1%节约功率的绝对值也甚为可观，而本系统中电机功率相对比较小，所以对于这方面也不做特殊要求。（10）对系统的体积和重量没有特殊要求对系统的体积和重量没有特殊要求，系统主要工作于井上，比较起体积和重量，各种设备的选取更多地考虑的是实用性。2.1.2明确对液压系统的设置要求（1）应明确机器的哪些动作和状态需要通过液压系统来实现，哪些应通过机械和电气系统来实现。对于液压马达及液压缸的具体控制都是通过液压系统来实现，比如液压马达的转速，流量，方向以及液压缸流量等都由液压系统来实现。而刚开始驱动泵的转动电机，以及电磁阀换向动作是由电控系统来实现。对于液压缸压力的控制，是通过压力继电器所发出的电信号来驱动二位四通阀进行工作的。（2）机器需要的是直线运动，转动还是摆动马达的运动是转动，以此来驱动罐笼门，安全门以及推车机主动链轮。而液压缸是驱动摇台，前阻车器，后阻车器以及道岔的抬起与放下，其运动形式为直线运动，并且亦顺序地进行。（3）机器对各种运动有无顺序，同步或互锁要求本系统所实现各种动作之间是互锁关系，具有前一个动作完成到位后，才开始下一个动作，并且有顺序地进行。（4）机器对自动化程序的要求，对运动的平稳性，精确性的要求，对液压系统具体性能和效率的要求选择调速方式执行机构都督比较低，调速范围小，所以选择节流阀调速。选择油路的循环形式节流调速选择开式油路，开式油路比较简单。选择控制方式：流量控制和压力控制是液压系统控制的两大目标，流量控制选择节流阀压力控制选择先导溢流阀和减速阀。方向控制选择电磁换向阀单向阀。2.1.3绘制液压系统草图减压阀 液压马达（1）根据需要画出压力控制回路，流量控制回路和方向控制回路压力控制回路图1流量控制回路图2方向控制回路图3（2）将回路剪裁、合并。删除不必要的回路，并添加一些别的元件组成系统原理图，具体的情形如下所示：本系统主要提供能源执行元件：液压马达和液压缸，其中推车机、安全门、罐笼门用液压马达驱动：而摇台，前阻车器，后阻车器以及道叉采用液压缸驱动。其中道叉的驱动在系统图中省略了，道叉是控制矿车进哪个罐笼的，该系统有两个罐笼可控制两套泵-电机，其中只有一套在工作，另一套作为备用。这样有利于泵的使用寿命的加长。液压系统原理图42.2液压元件的设计计算2.2.1液压马达与液压泵的异同液压泵和液压马达都是液压系统的执行元件，能将输入的液压能转化成机械能输出。而液压马达输出的是回转运动的机械能，液压泵则输出往复运动或摆动的机械能。液压马达在结构和分类上基本和液压泵相同。因此，大多数的液压缸，在理论上都可以用作液压马达，但由于液压效率和机械效率方面的要求不同，并非所有的液压泵都能有效地利用作液压马达。通过要求液压泵有较高的容积效率，这就是要求泵的泄漏要小，而液压马达则要求有较大的机械效率，以获得最大的输出转矩和较低的均匀转速，因此要求液压马达内部的机械摩擦损失为最小。此外，液压泵通常是单向转动的，而液压马达往往需要双向转动，与需要有单独的泄油口，某些低速高转矩液压马达，还有独特的结构形式。2.2.2推车机马达的选择 初定推车机的额定功率为转速为n1=32r/min 设速为v1=0.62m.s 推车机输出的推力为F=1000X9.8=9800 由以上初定参数可以得到： 链轮半径为 链轮的扭矩T1应为： 所以要求马达输出转矩大于等于1813N.m ,转速大于32r/min查机械设计手册每三版第四卷P14-189选择1JMD型径向上柱塞马达，它具有转速比较低扭矩大，工作可靠等优点。具体型号为一体JMD-63型单作用曲轴连杆式径向柱塞马达。其主要参数如下: 额定相量：q=0.780L/r 额定压力：p=16Mp 最大压力：pmax=22Mp 转速范围：10-200r/m 额定扭矩：T=1815N/m 额定功率：p额=37.2Kw 最大功率：pmax=51.2Kw 机械效率：ym91.5% 偏心矩：25mm 重量：107kg 由液压马达的扭矩-压力图可得：图5液压马达的工作压力为P: P1=马达主要的性能参数计算 由公式n1= 式中：n1马达理论转速r/min V马达排量/rad Q输入流量 /s 由上式可得马达所需流量为 q= = = =24.96 又由式Tt-马达理论输出扭矩 N.m p-马达进出口压差Pa工作时，液压马达理论输出扭矩应为Tt=1813N.m =14.6(MPa)马达理论输出功率为 Pt=Pr=pq式中Pr-马达理论书功率 W q-链速 m/s =6.07(Kw)马达实际输出功率为 P=F.V式中F-链轮的牵引力 V-链速m/sP=Fv=98000.62=6.08(Kw)2.2.3安全门、罐笼的选择 安全门、罐笼的液压马达扭矩大致为200-300N.m 初选定液压油缸由机械设计手册V3.0得WYXO1主要参数如下： 液压缸内径D 40mm 活塞杆直径d 28mm 面积比 1.4 活塞杆面积A1 6.16 活塞面积A 12.57 环形面积A2 6.47 工作压力 F 12.56 拉力F2 31.42 罐笼门如果按照5MPa计算，则工作扭矩为144N,m不是很合理，因此马达选择有些问题，应该重新选择，按照扭矩200N.m压力5MPa，应选择最高扭矩800N.m最高压力为22MPa，查机械设计手册第四卷，表19-5-67，选择JM11-FO.315，主要参数如下： 理论相量0.314L/r 额定压力20MPa 最大压力25MPa 额定转速320r/min 转速范围18-400 r/min 额定扭矩1128N.m 最大功率37.8Kw 柱塞个数5个 重量 75Kw 配套制动器型号YZ11-2000这样工作在5MPa时，得到扭矩为255N.m，比较合理。所以 罐笼门马达型号为JM-F。2.3摇台液压缸的设计计算2.3.1 驱动摇台用液压缸设计设初始条件为：摇台长L=3m搭接时与水平倾角为=10摇台重量G=1000Kg由实际摇台工作过程，设计液压缸为双工作单活塞杆形式 简图：图6 行程计算： 初始位置为=10 设摇台抬起到位时=30则行程 = = 592(mm)推力P计算 P=最高许用压力Pmax 由前面几章知道摇台工作压力为20MPa则查机械设计手册第三版第四卷P19-203Pmax设液压缸有效工作面积为A则由 得 A内径的确定 由手册P19-204表中可知 可选择的液压缸内径为 D=50mm 又知速比 则根据手册P19-220表19-6-20知 活塞杆直径为 d= 则实际的有效工作面积为 所以 可选择液压缸内径为50mm2.3.2驱动前后阻车器用液压缸前后阻车器用液压缸也工作在5MPa下，其主要激素参数如下： 缸内径：40mm 活塞面积：无杆侧：12.57c 有杆侧：8.63 c 推力：17600N 拉力：12280N 最大行程：1200mm2.4 液压泵的设计计算2.4.1油泵的工作压力Pp Pp=p1 MPa 式中:P1-选定的执行机构进口处的压力 MPa -从泵到执行机构压力损失总和 MPa本系统中有三个液压马达和三个液压缸，其中推车机所需的马达流量最大，所以此处 一般=0.5-1.5MPa这里取=0.5 =16+0.5 =16.5（MPa）考虑到系统的动态压力以及油泵的使用寿命等，通常选择油泵规格时，其额定压力Po宜比工作压力Pp大25-60即 这里取1.40计算2.4.2油泵流量的计算 油泵最大工作流量为式中-油泵流量 -系统中同时工作的各个并联执行机构所需要最大流量 K-系统油液泄漏系数 一般K=1.1-1.3 本系统中个执行机构的动作具有顺序与严格的闭锁性，因此，此处计算中为推车机马达的流量，实际工作中，推车机马达所需应为0.7832l/min 即： 上边公式中k=1.2 根据泵的压力，流量进行选择 Po Qp 查机械设计手册，软件版K2.0 选择轴向柱塞泵 具体型号为25MCY14-1B 其特点为：机构简单，体积小，重量轻图7 主要参数如下： 排量： 额定压力： 最大压力： 额定转速： 额定功率： 额定效率： 重量： 2.4.3泵的主要性能参数的计算泵的理论流量q1为: 式中n-泵的转速r/min v-泵的排量m3/rad = = 泵的实际排量q为 式中-容积的损失 由泵的主要参数可知=0.85 =37.50.85 =319l/min 泵的理论输入功率Prt为 泵的理论输出功率Pt为 泵的机械效率 式中-泵的总功率 -泵的容积效率查液压传动系统P185=0.8=0.8/0.85=0.942.5电动机的选择2.5.1 液压泵的驱动功率Pp-泵的额定压力 pa-泵的理论流量 -泵的总效率 =19.53（Kw）2.5.2电动机的选型由泵的驱动功率为14.53Kw，泵的额定转速为1500r/min所以选电动机为（查机械手册第5卷）YB系列隔爆型三相异步电动，具体型号为YB2 200L1-4型图8 其主要参数如下： 额定功率：30Kw 额定转速：1470r/min 效率因数:0.92 电流 380V时 57.6A 660V时 24.5A 堵转电流:7.0 堵转转矩:20 最大转矩：2.2 重量：270Kg2.5.3电动机参数计算 电动机的输出功率P为 P=220.9 =19.8Kw=19.53Kw又因为泵的转速根据电动机而得所以 泵的流量为 电动机的选择正确。2.6联轴器的选择联轴器的主要参数是公称转矩Ta，联轴器其他转矩按GB3931规定，选用各种转矩应符合以下关系 T 式中：T-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得到的。 式中 -动力机系数 -工况系数 -启动系数 -温度系数各类转矩计算：已知动力机系数，YB2 2000L1-4型三相异步电动机。功率：Pw=30Kw,转速(额定)：n=1470r/min所以，理论转矩为： 计算转矩Tt为 查机械零部件手册一造型设计指南可知： =1.0=1.5=1.3=1.0 根据计算转矩以及泵输入轴轴径和电动机输出轴轴径选择联轴器型号泵输入轴轴径：32mm电动机输出轴轴径：48mm查机械设计手册V3.0选择弹性柱销式联轴器，根据电动机给出轴轴径选择LX4型图9其主要参数如下：许用转矩 许用转速转动惯量联轴器最大转矩符合联轴器选用原则。2.7控制阀的选择泵的流量为37.5L/min系统工作压力为16MPa泵的最高压力为32MPa2.7.1压力控制阀的选择（1）压力控制阀的基本特征有如下几点：1.压力增量：溢流阀开启时的压力和连续工作时的压力是不相同的，前者称为开启压力，后者称为公称压力。公称压力和开启压力的差值称为压力增量。 事实上压力增量越小表明性能越好。2.超调峰压：当换向阀突然换向或系统压力突然变化时，溢流阀可能会因为反应不灵敏，在这一瞬间压力上升很快，产生超调峰压。3.压力稳定性：压力稳定性直接影响到系统工作的品质，一般压力振摆在容积调整体系中，溢流阀用来限制系统的最高工作压力。在正常工作压力下，溢流阀关闭，所以它是常闭的，在系统压力超载时，溢流阀开启，以保护系统的安全。这时溢流阀作为卸荷阀使用。通过电磁阀，使远控口接油箱，溢流阀可使液压泵或系统卸荷，以减轻系统和液压泵的功率损耗和发热量。作为液压系统两大控制要素之一的压力控制阀的选取主要根据系统工作压力以及泵的最大流量选取。查机械设计手册软件版2.0溢流阀选为DB10AG-1-30/31.5UYW220-50Z4型先导溢流阀其技术参数为： 最高使用压力31.5MPa 调压范围1.5-31.5MPa 最大流量200L/min 介质 矿物质液压油 介质温度范围/ -20- +70 粘度范围/ 质量2.6Kg图10（2）减压阀的选取减压阀是一种能将出口压力调节到低于进口压力的压力控制阀。按减压阀的性能可分为：定压减压阀、定比减压阀和定差减压阀等三种。定压减压阀使用最广，用于控制出口压力这定值，使系统中的局部压力低于供油压力：定比减压阀则用来控制阀的进、出口压力为一不变的比值：定差减压阀用来控制进口压力差为一定值，这种阀常与节流阀并用，组成调整阀。减压阀和溢流阀的区别是溢流阀用来控制主油路的压力，使多余的油液溢回油箱，减压阀则使出口压力低于进口压力。溢流阀的结构是中位封闭式，而减压阀的结构则为中位开启式：溢流阀的出口为油箱，先导阀油液有阀内通道流回油箱：减压阀的出口压力为二次压力，y先导阀油液由单独通道泄回油箱。查机械设计手册（软件版）R2.0选择插入式减压阀其主要的技术参数如下：规格: 6输入压力(油口P)/MPa: 31.5输出压力(油口A)/MPa: 2.5,7.5,15,21背压(油口Y)/MPa: 16最大流量/(L/min): 60液压油: 矿物油（DIN51524）,磷酸脂液油温范围/: -2080粘度范围/mm2s(-1): 10800重量/kg: 1.2图11（3）背压阀的选取 查机械设计手册P19-416，选择FBF3-10B型，技术参数如下：额定流量 63L/min 调压范围0.5-6.3MPa 重量4.06Kg 图122.7.2流量控制阀的选择流量控制阀是通过改变节流口液阻的方式来改变通过阀口的流量的，从而改变液压执行元件运动速度的液压阀。流量控制阀有节流阀、调整阀、溢流节流阀和分流集流阀等多种类型。节流阀是通过调节油路来控制流量的阀，这是使用最多的一种流量阀，其优点是结构简单，调节范围广：其缺点是进出口压力差变化时会引起流量的响应变化。流量控制的选取根据系统工作压力，最大流量和最小稳定流量工作压力P=16MPa 查机械设计手册（软件版）2.0选择LF3-E108型节流阀其主要技术参数为：通径10mm液压介质 矿物质液压磷酸酯液压油介质温度范（/） -20-70介质温度范围（/） 2.8-380最大工作压力21MPa操纵转矩/N.m 10.0MPa时1.1 20.0MPa时1.8重量 1.4Kg2.7.3 方向控制阀的选取方向控制阀用来控制管路内油液的通断和方向，其功用如下： 1.控制单一管路内液流的通过，关断和阻止反向液流等: 2.多余管路的结合，分离以及选择： 3.执行元件的控制，比如启动、停止以及前进后退等。方向控制阀的特性有： 1.换向阀的阀口压力降：换向阀的内部阻力造成油液通过时的压力降，阀的容量大小厘米，此时流量称为额定流量。 2.换向阀滑阀的液压液体卡紧现象：圆柱体形的滑阀式阀芯是换向阀常用的结构型式，由于制造上的误差，阀芯上存有锥度时，或者阀芯的圆柱度不佳，阀孔不圆时，均会产生液压侧向力而造成阀芯的液压流体卡紧现象。方向控制阀的选取是根据系统同工作压力和所需流过的流量满足执行机构动作要求的控制机能进行选取。1.单向阀的选取SXXX20型液控单向阀，具体型号为SL16G20型介质: 矿物质，磷酸酯液压油介质温度/: -2070介质粘度/(m2/s): (2.8380)10(-6)通径/mm: 10面积比: A1/A2=1/2.78,A3/A2=1/16重量/kg: 2工作压力/MPa: 31.5单向阀的开启压力/MPa: 0.1图13主要参数如下：额定压力31.5MPa控制压力0.02-31.5MPa公称通径16mm螺纹联接外泄SL15G2.电磁换向阀的选择 本次设计所有电磁换向阀均选用WE湿式电磁换向阀 选择通径为6mm主要特征参数如下： 工作压力31.5MPa 额定流量60L/min 质量1.6Kg 电源电压127V 最高环境温度+50图14主回路中三位四通换向阀选择型号为：WE6/(VB)一个支路中二位四通换向阀选择型号为：WE6/(HA)八个2.7.4节流阀的选择 L系列单向节流阀: 型号: LF3-E1O8 B: 16D: G1/8H: 28H1: 20L: 25.2L1: 5.8L2: 10.3SW: 14 图152.8压力表以及压力表开关的选择 压力表型号为Y-60T(P19-592)参数为: 测量范围0-25MPa 表盘直径60mm 联接螺纹M14X1.5 压力表开关选择为KF-L8/14E(P19-439) 公称通径为8mm公称压力为34.5Mpa液压工作介质的选择对液压工作介质的主要要求如下： （1）粘度合适，随温度变化小 （2）润滑性良好 （3）抗氧化 （4） 剪切性好 （5）防锈和不腐蚀金属 （6）同密封材料性好 （7） 消泡抗泡性好 （8） 抗磨性好 （9）看乳化由于本液压系统用于矿山机械，传动功率大，体积大，查机械设计手册，可选用抗磨液压油。添加剂：与普通液压油基本相同，但加有较多和更有效的抗磨剂，如T202、T301、T303等。性能特点：除具有与普通液压油相似的特性外，抗磨性更好发，摩擦系数小，凝点低，所以添加剂T202对钢-钢摩擦副有特别好的讥磨性。适用环境温度：-10-40应用与各种压力，尤其适用于大于14MPa的高压系统，如油压机、注塑机、掘进机、用煤机，挖掘机和其他工程机械。用期：18周价格比：2.0-3.0最终选择：YB-N32高级抗磨液压油质量指标Q/SH038501-89 粘度等级运动粘度 CSA40 28.8-35.2 0 420倾点 -15闪点 180铜片腐蚀(100, 3h) 级 1粘度系数 95 密封适应性指数 12 空气释放值（50）min 6 色度，号 2.0 泡沫性ml/ml24 0.5 100/1093 0.5 100/10后24 0.5 100/10氧化安定性 h 1000抗乳化性54min 30泵磨损特性试验250h 总失重mg 150 项目 粘度等级承载能力（CL-100齿轮机）试验始终负荷 级 10 苯胺点 95剪切安定性 40 逆 动粘度下降率 2铜片失重 mg/cm2 0.5 水层酸性 mgKOH 6.0 铜片外观 石灰黑色热安定性 （15024h） 颜色 7 沉淀 无本液压油具有优良的润滑性，抗磨性，抗氧，防锈性，以及良好的防腐性和空气释放性，其粘度指数高，倾点低使用温度宽，适用于中高压，液压系统。 选择该液压油能保证系统传动的平衡性、安全性、可靠性。3 液压辅助元件设计3.1液压管道的选择液压装置在的各种元件(如液压泵、各种控制阀和执行元件等)是用管道和各种管件（管接尖、法兰等）来连接的起来的。因此，管道和管件是液压装置中传导工作液体的重要元件。尽管液压装置中的元件都是优良的，如果管路设计和安装不当，依然会产生振动、噪声、泄露和发热的不良现象，使装置不能正常工作。查机械设计手册，管内油液的流速V吸油管道v1-2m/s取压油管道v2.5-5m/s取回油管道v1.5-2.5m/s取3.1.1吸油管道取V=1.5m/s管子内径式中Q-液体流量V-管内油液流速管子壁厚为 式中-泵额定压力Mp（吸油管道工作压力） -许用压力Mp -安全系数 （吸油管道工作压力即为泵的额定压力） 材料选普通碳素钢Q235 由和选择钢管 公称通径为25mm钢管内径为34mm管接头螺纹为M33x23.1.2压油管道 v取4m/s 管子壁厚为 选择公称通径为15mm，钢管外径为22mm,管接头螺纹M22x1.53.1.3回油管道 取 由 回油工作压力为选择公称通径为20mm，钢管外径为28mm,管接头螺纹为M27x23.1.4泄漏管道由于液压存在泄露，NB3-G25F型内啮合轮泵的泄漏孔为8mm的孔所以选择公称通径为6mm钢管外径为10mm的钢管接头螺纹为M10x13.2管接头的选择在选择管接头时，必须使用具有足够的通油能力和较小压力损失，同时作到装卸方便，连接牢固，密封可靠外型紧凑，经济等特点。管接头的种类有：焊接式管接头，卡套式管接头，插入焊接式管接头，扩口式管接头，锥密封焊接式管接头，扣压式胶管接头，三瓣式胶管接头，快换接头（两端开闭式和两端开放式）3.2.1吸油管道接头的选择 吸油管道公称直径为25mm钢管外径为34m 选择：焊接式直通管接头 P19-489 型号为 JB974-77，公称通径为DN=25mm 管子外径 钢管3.2.2压油管路管接头的选择 公称通径为15，钢管外径为22mm的通油管道在泵的出口选择直角法兰JB/ZQ4487-86公称通径为DN=15mm，钢管外径为22mm的通油管道。法兰用螺钉 M10形圈 JB/Q4224 30x3.1重量 1.12Kg（1）焊接式直角管接头（JB1971-1977）数量若干公称通径 DN=15mm管子外径形圈： 24x2.4重量： 0.310Kg（2）焊接式端直通管接头（JB966-77）数量若干公称通径 DN=15mm管子外径 形圈：24x2.4垫圈： 22重量： 0.27Kg（3）焊接式直通管接头（JB974-77）公称通径：DN=15mm管子外径：形圈： 24x2.4垫圈： 22重量： 0.600Kg3.2.3泄漏油路管接头的选择1泵的泄漏口选用焊接式端直通接头（JB66-77）公称通径： DN=6mm管子外径： 形圈： 11x1.9垫圈： 10重量： 0.60Kg2过滤接头a)通向扒车机马达的接头选用连接螺纹为M22x1.5的管接头，承受载荷16Mpab)通向安全门马达的接头选用M14x1.5承受8Mpac)其他过滤接头均选连接螺纹为M10x7 3.3油箱的设计计算油箱是液压系统的重要辅件。油箱在系统在的功能除了是系统的油源起到装油的作用外，它能散热，维持系统适当的温度，也起分离油液中的气体及沉淀物的作用根据系统的要求，合理选用油箱的容积，形式和附件、以便油箱充分发热，维持系统适当的温度，也起分离油液中的气体及沉淀物的作用。根据系统的要求，合理选用油箱的容积，形式和附件、以便油箱充分发挥作用。对油箱的要求有：1.能储存足够的油液，以满足液压系统正常的工作需要。2.结构上应考虑散热,应有足够大的散热面积。3.油箱里的油液应该平缓