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140 悬挂 提升 传感器 设计 全套 CAD 图纸 文档

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四川大学本科毕业设计 140吨悬挂提升机传感器设计本科生毕业论文（设计）题 目 140吨悬挂提升机传感器设计 学 院 制造科学与工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 胡佳杨 学 号 0843021173 年级 08级 指导教师 韩震宇 2012年6月1日140吨悬挂提升机传感器设计专业 机械设计制造及其自动化学生 导师 韩震宇摘要：提升机是广泛应用于工矿企业的重要设备，它利用6根钢丝绳携带2个箕斗上下往复运动进行工作。在我国某些煤质含水较多的矿井，箕斗尚不能做到完全的卸载，箕斗由于煤的粘附而不能卸载干净。这一方面降低了运输效率，另一方面又会导致下次装载时又严重超载。矿井提升机的实际生产现场，往往由于人为操作或者卸不净或者是重复装载或者其它的某种原因造成箕斗超载，无论何种原因导致箕斗超载，都是对于提升机安全的严重威胁。 如果在提升机上设计安装上一个压力传感器可以有效防止提升机在运输过程中箕斗的严重超载和卸载不完全，消除了提升机事故的直接隐患，从而大大提高了提升机的可靠性，减少事故，防止人员伤亡，并且大大提高提升机的运输效率。本次设计正是基于此而进行的。设计包括传感器量程设计选择、弹性敏感元件设计校核、传感器结构设计，还有联接装置的设计校核。最后满足应用于悬挂提升机中要求，达到预想效果。关键词：悬挂提升机 应变式压力传感器 量程设计 弹性敏感元件 联接装置Sensor design of 140 tons suspension hoistMajor: Mechanical Design and Manufacturing AutomationStudent： Hu Jiayang Director： Han ZhenyuAbstract：Lifting machine apply important apparatus of industrial and mining enterprises to extensively, it utilize 6 steel wire rope carry 2 dustpan fight upper and lower reciprocating motion go on, work. In the moisture more mines of some nature of coal of our country, still cant accomplish complete unloading while fighting with dustpan, the dustpan cant be unloaded clean because of the seizing of coal while fighting. This reduce transportation efficiency on one hand, can cause, also overload seriously load, next time on the other hand. Mine actual production scene of lifting machine, because manual operation or unload netly or repeat a certain reason loading or others lead to the fact the dustpan to fight and overload often, no matter which kind of reason lead to the fact dustpan fight, overload, lifting machine serious threat of security all. This design carries on on the basis of this. It can be used in all kinds of mine lifting machines. Use the device can prevent from lifting machine whom dustpan fight overload and unload incompletely seriously in the course of transporting effectively, have dispelled the direct hidden danger of the accident of the lifting machine, thus improved the dependability of the lifting machine greatly, reduce the accident, prevent casualties, and improve the transportation efficiency of the lifting machine greatly.Keywords：Suspension hoist The variant pressure sensor Range design Elastic sensitive components Connection device 不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- III -目录目录1. 绪论11.1 本文设计意义11.2 压力传感器基本原理11.3 压力传感器研究现状21.4 总体方案设计41.5 本文设计主要内容42. 传感器设计52.1 量程设计52.2 弹性体设计62.3 传感器结构设计82.3.1 总体设计方案82.3.2 壳体尺寸初选82.3.3 承弯膜片82.3.4 承压头设计82.3.5 其他102.3.6 安装要求103. 传感器安装设计133.1 设计方案133.2 活塞杆设计133.3 支承块设计154. 总结19参考文献20致谢21千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- 25 -四川大学本科毕业设计 140吨悬挂提升机传感器设计1. 绪论1.1 本文设计意义矿井提升机是矿井井下和地面的工作机械。是一种大型提升机械设备。由电机带动机械设备，以带动钢丝绳从而带动容器在井筒中升降，完成输送任务。矿井提升机是由原始的提水工具逐步发展演变而来。1938年，瑞典的ASEA公司在拉维尔（Laver）矿安装了一台直径1.96m双绳提升机。1947年德国G.H.H.公司在汉诺威（Hannover）矿安装了一台四绳提升机。多绳提升机具有钢丝绳直径细、主导轮直径小、设备重量轻、耗电少、价格便宜等优点，发展很快。除用于深立井提升外，还可用于浅立井和斜井提升。钢丝绳搭放在提升机的主导轮即摩擦轮上，两端悬挂提升容器或一端挂平衡重锤。运转时，借主导轮的摩擦衬垫与钢丝绳间的摩擦力,带动钢丝绳完成容器的升降。钢丝绳一般为210根。传统的矿井提升机提升任务量较大，速度较高，但是安全性较差。原因是在我国某些煤质含水较多的矿井，箕斗尚不能做到完全的卸载，箕斗由于煤的粘附而不能卸载干净。这一方面降低了运输效率，另一方面又会导致下次装载时又严重超载。矿井提升机的实际生产现场，往往由于人为操作或者卸不净或者是重复装载或者其它的某种原因造成箕斗超载，无论何种原因导致箕斗超载，都是对于提升机安全的严重威胁。 如果在提升机上设计安装上一个压力传感器可以有效防止提升机在运输过程中箕斗的严重超载和卸载不完全，消除了提升机事故的直接隐患，从而大大提高了提升机的可靠性，减少事故，防止人员伤亡，并且大大提高提升机的运输效率。本次压力传感器设计正是基于此而进行的。1.2 压力传感器基本原理 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。压力传感器的测量范围比电感式传感器大一倍，它不仅能检测金属目标，而且还能检测电介质，如纸、玻璃、木材和塑料等，甚至可以通过墙壁或纸壳进行检测。由于人体在低频下相当于电导体，因此也出现了用于人的颤抖测量和防盗报警。在测量构件应变时，直接将应变片黏贴在构件上即可，但若要测量力、压力、加速度等信号，应先将这些物理量转变成应变，然后用应变片测量，比直接测量时多了一个转换过程，完成这种转换过程的原件通常称为弹性原件，因此，应变式传感器通常由弹性敏感原件和应变计两部分构成。弹性敏感原件是传感器的核心部件，要求弹性原件弹性储能高，通常表示为弹性材料储存变形功而不发生永久变形的能力。压力传感器具有良好的机械加工和热处理性能，具有较强的抗压强度。受温度影响小等特性，正确选择弹性敏感原件及应变计桥路是提高应变式传感器的重要途径。1.3 压力传感器研究现状1开发耐高温的压力传感器 主要是以新型半导体材料(SiC)为膜片的压阻式力传感器为代表。Ziermann , Rene和VonBerg , Jochen等人首先于1997年报导了使用单晶n型2SiC材料制成的压力传感器,这种压力传感器工作温度可达573K,耐辐射。在室温下,此压力传感器的灵敏度约为2012muV/ VKPa;Okojie , Robert S和Ned, Alexander A等人1997年报导了可工作在500条件下的6H2SiC压阻式力传感器,它的满量程输出范围(FSOat 1000PSi)可达40166mV(23)和20103mV(500) ,线性度可达- 0117%,电阻的温度系数(TCR)为- 0125%/ (100)和- 0105%/ (500) ,TCGF(Temperatureco2efficient of gaugefactor)为- 0119%/ (100)和- 0111%/ (500) 。2微机械加工的压力传感器主要是以微机械加工为标志的,线度大约在12mm左右的微型压力传感器,这种压力传感器由于体积很小,可以放置于人体的重要器官(如:血管、眼睛等)内进行有关数据的采集。Hachol , Andrzej ; Dziuban , JanBochenek , An2drzej1996年报导了他们研制的用于测量眼压的眼压计,其膜片直径为1mm。在内眼压力(IOP- Intraocular pressure)为60mmHg时,静态输出为40mV,灵敏度系数亦较高;Mar2co,S和Samitier,J 等人于1997年也报导了使用极簿膜片构成的高性能、用于生物学研究的压阻式力传感器,主要用于血管压力测量。 3温度漂移的补偿由于温度是影响压力传感器线性度的主要原因,温度漂移效应补偿研究成为众所关注的课题,近年来发表此方面的论文也比较多,归纳起来有两大类:其一是利用双惠斯登电桥结构对温度漂移进行补偿,如:Lee, Young- Tac和Seo,Hee- Don等人提出的利用双惠斯登单臂电桥结构补偿法;Hou,Chenggui提出的双电桥制成的压力传感器,利用双电桥来改善压力传感器的灵敏度,消除零压输出,减小灵敏度温度漂移已得到了实现等。其二是利用线性电压激励,使压阻式力传感器的灵敏度改变得以补偿。Gakkested, Jakob ;Ohlckers, Per和Halbo, Leif成功地实现了这一设想。对温度变化引起的灵敏度和线性度漂移利用软件或硬件进行补偿同样取得了良好的效益。 4利用压阻效应制成的加速度传感器目前,用微机械加工工艺研制三维压阻式加速度计成为主要的研究对象,此传感器主要用于加速度测量。Kwon, Kijin和Park,Sek2wang运用SDB(silicondirect bonding)技术和LPCVD技术制成单晶簿膜,利用此膜研制成了三维压阻式加速度传感器,根据各个方向压力的变化来检测三维加速度,并成功地消除了横向加速度。原理是将输出的温度系数(TCO- Temperature Coefficient of Offset)转化为X,Y,Z轴惠斯登电桥的输出量,在25160范围内,X,Y,Z轴对应值分别为:00107 %F. S. ;01028- 01016 %F. S. ;01007- 01004 %F. S. 。在室温下,此三维压阻式加速度计在X, Y, Z方向加速度的灵敏度分别为:0106mV/ V;0106mV/ V;0113mV/ V。Sim,JunHwan;Hahm,SungHo等人利用一种有选择性的多孔硅技术和微机械加工手段,于1997年研制成功了一个八臂压阻式加速度传感器,其优点是大大改善了由微小剪切压力引起的影响。对于传感器的较低灵敏度能通过半桥组成的四个输出信号得以解决。这种传感器的效能经过实验检验是独具特色的。另外,利用压力对簿膜产生的应变对微光的不同反应而制成的压力传感器也是一个比较热门的课题。传感器技术研究领域虽然十分广泛,但其发展方向可归纳为以下主要趋势:1）小型化 小型化会带来更多的好处,重量轻、体积小、分辨率高,便于安装在很小的地方。对周围环境器件影响小,也利于微型仪器、仪表的配套使用。如美国的Entran公司的量程2-500PSI产品,直径仅为1127mm,可以置于人体血管测量有关参数而不会对血液的流通产生大的影响。2) 集成化 可以利用现有的生产工艺和成熟的集成技术,把电路与传感器制作在一体。减少工艺流程以降低生产成本,而且不易损坏。3) 智能化 由于集成化的出现,在集成电路部分制作一些微处理机,使得其具有“记忆”、“思维”、“判断”、“处理”的能力。目前,智能化传感器产品发展最快,它将成为传感器市场的主流。4) 系列化 单一化产品在市场上没有大的竞争力和长久的生命力。市场风云突变,一旦失去市场,发展则停滞不前,经济效益差,资金浪费大,产品成本高。5) 标准化 传感器技术已形成标准化。如IES、ISO国际标准;美国ANSIC、ANSC、MILT和ASTME标准;日本JIS标准;法国DIN标准;原苏联TOCT及YTO标准。1.4 总体方案设计提升机钢丝绳张力检测系统由三大部分组成。一部分是固定在箕斗上的随着箕斗在井筒中上下往复运动的前端无线采集收发系统，上下箕斗各一套，称为采集发射系统，它包括传感器、放大滤波电路、单片机数据采集系统、电源管理系统及无线收发电路；另一部分则是分别位于井筒中装、卸载点处的进行采集控制和对采集发射系统发送的数据进行接收的无线收发控制系统，称为接收控制系统，它包括无线收发电路、采集控制系统及与上位机的传输接口电路；第三部分是位于提升机房控制室中的对数据进行校验、报警的工控机及专用控制软件，称为上位机数据处理系统，它主要包含一个专门设计的对数据进行校验、处理、显示和简单控制及报警的软件。系统工作流程是：各子系统复位后，采集发射系统处于接收待命状态；接收控制系统则等待外部中断信号和上位机信号的到来。当采集信号到来（提升机减速信号或上位机采集命令）后，它便开始给采集发射系统发送采集命令，采集发射系统收到命令后开始采集、发送并等待回应，当接收到校验无误信号后开始下次采集。接收控制系统的无线接收电路直接将数据通过串口发送给上位机，上位机收到数据后负责校验等处理，出现错误时通过接收控制系统给采集发射系统发送“重发”命令，否则回复校验无误命令。接收控制系统在外部“打点”信号触发中断后延时约40s左右发送采集结束命令。采集发射系统在收到采集结束命令后停止采集、发送，重新回到待命状态，直到下个采集开始命令的到来。1.5 本文设计主要内容1、应变式压力传感器的设计。包括传感器量程设计选择、弹性敏感元件设计及其校核、应变片选择计算、各种误差分析、性能指标标准化、传感器结构设计以及传感器动态性能分析。2、联接装置的设计校核。包括连接杆的设计，支承块的设计以及校核。2. 传感器设计2.1 量程设计传感器量程设计如下：1）钢丝绳最大张力的确定已知相关数据：箕斗自重=17.811，主绳=18.28，尾绳=17.68，额定载荷=16表2-1 提升各阶段运动参数运行阶段 初加速等速主加速等速减速爬行运行时间(s)2.816.610.667.51145.3终速度0.320.327.457.450.400.40加速度0.1100.670-0.640运行距离(m)0.475.3241.34502.8843.2418.12由表可得，最大加速度为=0.67。由牛顿第二定律及尾绳平衡原理得：钢丝绳张力最大的位置即传感器承受载荷最大的位置有可能出现在以下两个位置中的一个，加速度最大时和提升最高处卸载前。加速度最大时：由牛顿第二定律得，钢丝绳张力为：最高点卸载前：取，故在最高点卸载前钢丝绳张力最大，为52t，四根主绳，则每根主绳的张力约为14t。2）传感器量程选择每根钢丝绳额定载荷为14t，取最大过载量为150%，则最大量程为：故取传感器的量程为20t，最大过载量为150%。2.2 弹性体设计 弹性敏感元件应用于传感器中的作用,通常是将输入到弹性元件的外部作用力或压力，转换成为位移(线位移或者角位移)或者应变(应力)，也就是说，弹性敏感元件起到了力或者压力的变换作用，可变换为位移或者应变,因而弹性敏感元件的变幻作用可分为”力-应变”,和”力位移”的变换，在本设计中需要用到”力-应变”。 1)形态选择在力的测量中，弹性敏感元件的形式可以是实心或者空心圆柱，得到了广泛的应用，它的主要优点是加工制造方便，很容易得到高精度的几何尺寸及光洁的加工表面。这两种形式的弹性体可以承受较大的负荷，受力简图如下： ( 实心圆柱 ) ( 空心圆柱 )（ 图2-4 非平衡电桥 ）在弹性范围内，应力与应变称正比关系 即: 式中:F-作用在弹性元件是的集中力。S-截面积。 由上式可知，若想提高变换灵敏度，必须减小横截面积S，但横截面积S的减小会使其抗弯能力减弱，对横向干扰力敏感，为了解决这个矛盾，在集中力测量事多采用空心圆筒，空心圆筒在同样的横截面积情况下，横向刚度大，横向稳定性好，所以弹性敏感元件采用空心圆柱式。 2)材料选择 根据设计要求及弹性敏感元件自身的性能要求，对材料选择应满足以下几个方面：弹性滞后和弹性后效较小；弹性模量的温度系数要小；线膨胀系数要小并且要稳定；由良好的机械加工和热处理性能；弹性极限和强度极限要高；具有良好的抗腐蚀性，高的绝缘性。目前，国内外选用的弹性敏感元件材料种类繁多，但主要使用的是结构合金钢，我国通常使用合金钢,亦有使用碳钢，铜合金的，其中35CrMnSiA，40Cr是常用材料，尤其是35CrMnSiA，它弹性好，强度高，弹性滞后和蠕变小，抗磁性腐蚀性好，并且机械加工性能好，可用制作承受交变载荷的重要弹性敏感元件，也适用于制作高精度的弹性敏感元件，适合本设计要求。3)强度校核压杆稳定性校核：弹性敏感元件柔度为： 其中为柔度， 为等截面立柱的长度系数，由右图简化图得=2 为立柱截面的最小惯性半径.对横截面积为圆环的柱体： 故查表得合金钢的挠度极限因为 所以压杆稳定性校核按强度校核计算。强度校核：弹性敏感元件最大应力，许用应力 ， K为安全系数，取K=3，对弹性敏感元件35CrMnSiA，查表得=1620.故，符合强度要求。2.3 传感器结构设计2.3.1 总体设计方案空心圆柱式传感器的结构简单，本设计传感器由弹性体，承压头，抗弯膜片，应变片，补偿电阻及电阻板，导线，航空插头，壳体构成。弹性体和应变片是传感器的核心部件。结构设计中最重要的部分是解决使弹性体受压均衡，并消除侧向力对弹性体变形的影响。以及恶劣工况下传感器的密封问题。本设计采用球形头承压头安放在弹性体的上部，球形头部和连接装置上的承压块成球面接触，即形成一个球面副。两者接触面积大，减小了集中力对应力传递不均匀的误差。使应力均匀平稳的传递给空心圆柱形弹性敏感元件。球面副为底副连接，当有侧向力产生时，球面相接的活性连接作微小运动，从而减小或消除侧向力的影响。另外，在弹性敏感元件和下壳之间，安放一个横向承弯膜片是一个很好的消除侧向载荷的方法。膜片和弹性体及下壳之间的配合均使用过盈配合，同轴度要求高。传感器工作在矿井之中，潮湿多尘，因此传感器的密封问题也是一个重要的方面，设计中，刚性连接部分（底板和弹性体，底板和外壳，外壳和上盖）采用密封性能较好的焊接密封，承压头和上壳之间采用O型圈密封。矿井中仪器还必须考虑的是防爆方面，在联接装置中设计安放传感器时，采用一圆筒导向装置，传感器安放中间，上部为活塞杆及承压头，即传感器处于一个密封容器中，防爆问题得以解决。2.3.2 壳体尺寸初选查手册得，箱体直径在100-120mm时，合金钢壳体厚度最佳为3-5mm，取3mm。2.3.3 承弯膜片承弯膜片是横向刚度大，纵向刚度小的薄钢板。材料选用力学综合性能较好的45号钢。最大直径为D=100mm，其厚度h应为h0.04D4mm。2.3.4 承压头设计材料选择：承压头是放在弹性体上面的一个上部为球形，下部为短粗圆柱的金属块。要求强度高，刚度大韧性小，且抗腐蚀，抗氧化。满足以上要求的材料可选择：45CrNiMoVA。 ( 图2-7 承压头简图 )尺寸计算：根据弹性敏感元件的直径为60mm，取承压头的直经为66mm。承压头的上部球形半径取100mm。承压头上部球头和联接装置承压板底副连接，承受均匀载荷q，对下部短粗圆柱，其受力情况相当于周界铰支，整个版面受均布载荷q，如下图：查手册得中心挠度最大为：偏角，则侧向力，其中总压力，取载荷最大时即N。对外壳，受侧向力时，其径向变形为： ；其中：压力p（为承载膜片的厚度，取4mm）。则径向变形和载荷的关系式为：。 ( 图2-8 承压头受力简图 )则： 则承压头的高度h为：考虑到承压头和承压块球面接触非完全性，应留余量，取15mm。2.3.5 其他电阻板是安放补偿电阻的塑料板，所用补偿电阻体型均小，取为10mm8mm。承压头和上壳结合处采用O密封型圈，根据尺寸大小选用JB/ZQ 4606-86。接线插头选用抗震性，密封性均良好的航空插头，生产厂家很多，选择慈溪市新浦镇佳叶五金配件厂的AS16/12(4)芯型号的航空插头。2.3.6 安装要求（一） 应变片粘贴要求：a：应变片的检查（1）对应变片的外观检查：箔栅的排列是否整齐均匀，是否有造成短路、断路的部位或者锈蚀瘢痕，引出线是佛牢固；上下基底是否破损。（2）电阻值检查：对外观检查合格的应变片，进行严格的电阻值测量，要求精确到0.05，选取电阻值尽量相同的应变片。b：修正应变片（1） 在应变片的基底上标出中心线。（2） 将基底尺寸进行修正，使之为。c：弹性体表面处理为了使应变片牢固的粘贴在弹性体表面上，使弹性体中间表面部分平整光洁，无油漆，灰尘及氧化层。d：划定位线为了保证应变片粘贴位置的准确，用划笔在弹性敏感元件表面划出定位线，粘贴时时应变片的中心线和定位线对准。e：粘贴应变片在处理好的粘贴位置上和应变片的基底上，各涂一层薄薄的牌号为J-12的黏合剂，然后将应变片粘贴在预定的位置上，在应变片的上面放一层透明的塑料薄膜，然后用手滚压出多余的粘合剂，是粘合剂层尽量减薄。f：粘合剂的固化处理对粘贴好的应变片的弹性敏感元件，在200摄氏度温度下保温三个小时进行固化处理。g：粘贴质量检查1：外观检查 用放大镜检查粘合层是否有气泡，应变片是否全部粘贴牢固，有无造成短路或断路的危险部位，位置是否正确。2：电阻值检查 应变片的电阻值在粘贴前后不得有较大变化。3：绝缘电阻的检查 应变片的箔片与弹性敏感元件之间的绝缘电阻应大于200M，用于检查的兆欧表，电压不得超过250V，通电时间不得超过30秒。 以上三步任何一个有差错均要重新粘贴应变片。（二） 保护处理引出线的固定保护将粘贴好的应变片，补偿电阻以及导线焊接在一起，外露接线为四根，分别取四种颜色，黑白线分别为供桥输入电源正极负极接线；红蓝两线分别为电桥输出差分信号线。并用胶布将导线固定在弹性敏感元件表面。固定时应留有弯曲变形的余量，并使导线与弹性体绝缘。应变片的防潮处理在粘贴好的应变片和补偿电阻表面涂上溶化的石蜡和蜂蜡，厚度约为2mm。（三） 装配前处理将各个零部件表面进行处理，焊接部位不得有锈蚀，污渍，油漆，灰尘等。（四） 按总装图装配（五） 装配后处理去除焊熘及毛刺，使传感器连接处光洁平整，检查焊缝是否均匀合理，O型圈密封处是否严实。为了提高弹性敏感元件的弹性性能，和减小壳体对弹性元件的影响，消除残余几下颚应力，必须进行动载和静载处理。动载处理是在1/3量程到满量程下，以每秒四次的频率加载一个两个小时；静载处理是在额定载荷的125下保持4-6小时，或者在110情况下保持18-20个小时。3. 传感器安装设计3.1 设计方案提升钢丝绳联接装置是经验提升容器（箕斗或罐笼）与钢丝绳的连接机构。对于多绳提升来说，除了必须保证连接可靠外，还要求便于每根钢丝绳的调绳长度和平衡张力。该装置采用闭环无源液压连通自动调整平衡系统，能高精度地实现钢丝绳在动、静状态下的张力自动平衡。对本文的设计来讲，还要满足于对压力传感器的合理安装问题。为了满足于对压力传感器的合理安装问题需要做的工作较多。张力自动平衡液压平衡系统由内侧板、上连接叉、承压板、外侧板、连通油缸、销换向叉、下连接叉组成。内侧板和外侧板通过承压块、联接块、滑动块、调整垫片、销轴和连通油缸组成抽拉扣环结构，再通过上连接叉和换向叉和上部楔形绳环连接，通过换向叉、下连接销叉和下部容器（箕斗）四角板相连，多个这样的结构加上连接组件（软管、阀门、通管）形成了张力自动平衡悬挂装置。这种联接装置的工作原理是:闭环无源液压连接式。无论是处于运动或静止状态时，只要各个钢丝绳存在着张力差，张力大的钢丝绳通过内侧板、承压块、外侧板、滑动块压缩连通油缸及活塞杆压缩，悬挂伸长，钢丝绳的张力变小，油缸内的油液通过连通管进入张力小的油缸，使其活塞杆往外伸长，再通过内侧板、承压块、外侧板使悬挂缩短，钢丝绳张力变大，这样直到每根钢丝绳的张力均达到相等，连通油缸运动才会相应停止。本设计中，将传感器安放在承压块和活塞杆之间，钢丝绳拉力转化为活塞杆压力处，传感器承受压力。可以减小传感器的设计安全系数，进而减小弹性敏感元件的横截面积，提高传感器的灵敏度，其位置置于内侧板之间，较隐蔽，不易受到外部损伤，同时对传感器起到了保护作用。在设计之中，重要的是考虑各个零部件的安全性能，即使设计的联接装置能满足煤矿安全规程，其次是结构紧凑，减小振动对零部件的损伤及联接处的稳固性，以及对测试性能的影响。3.2 活塞杆设计1） 材料选择活塞杆材料多为中碳钢，经调质及热处理后性能基本都能满足要求，设计中选择35号钢。为了提高耐磨性和防锈性，活塞杆表面淬火后进行镀铬处理，镀层厚为0.03-0.05mm。并进行抛光加工。 2） 尺寸设计活塞杆的抗压强度 ： ，安全系数为 ： ，则许用压应力：/ 31实际最大应力: 其中： 为最大压力 140000N则： 取压杆稳定性校核：挠度计算： 为稳定性系数； 为最下惯性半径； 0.035m为活塞杆长； 0.3m挠度极限挠度： ；则压杆稳定性校核按强度校核计算，设计时已满足。3.3 支承块设计支承块是支承传感器及液压缸，将张力转化为压力的重要零件。由底座和套筒两部分构成，前者主要起支承定位作用，后者起导向和保护作用。由于钢丝绳拉力较大，支承块中心受载荷，产生中心变形，对两侧支承点产生横向力，使两个内侧板产生横向位移的趋势。联接固定内侧板的方法是在内侧板之间设置联接块，其两端靠螺母或螺钉和内侧板固定在一起。设计中，选择合理的厚度，使支承块变形产生的横向力足够小，控制在螺母螺钉预紧力范围之内，确保内侧板的配合紧凑。尺寸设计校核如下：（ 图3-1 支撑块简图 ）大致图形如上：材料选择： 常用材料35号钢 传感器的直径为100mm，套筒外径为130mm，取宽度： b130+220170mm.长度： l180mm厚度h设计：螺钉（螺母）最大拉伸应力和计算：螺母选择，螺钉 等级为4.8级 预紧力） 3.14 6.4 承受轴向力时，强度条件： 预紧力作用时产生扭转力矩，其扭转剪切力，根据第四强度理论，危险断面的当量应力( * )产生侧向力时，预紧力由降至，总的工作拉力+为保证联接紧密性，要求，即2.5,带入( * )得：2053N(*)承压板中心受力简化为中间受力，两端铰支的模型，图为： （ 图3-2 支撑块受力简图 ）中心挠度为： 端点偏转角： 最大载荷时横向力：联立(*)式得：带入数据解得：留取余量， 箕斗装载情况是交变的，则侧向力也是交变的，故应对螺栓进行疲劳强度校核;螺栓尺寸系数：（查表） 0.8材料疲劳极限： 204MPa应力幅安全系数：10 10 应力集中系数：（查表） 4则：许用应力幅： 实际应力幅计算：最大应力6.5MPa最小应力3.6 MPa则2.7 MPa 2.7 MPa 所以：满足疲劳强度要求。（螺钉和螺母尺寸相同,强度及疲劳校核同螺母）4. 总结对提升机传感器进行设计，使我对压力传感器已经提升机有了进一步的了解，懂得了更多。经过四个月的努力，我顺利的完成了这次毕业设计。在这期间，无论是资料的查阅、调研、方案的论证及设计校核计算都给我的业务素质、个人能力的培养提供了一个难得的机会，令我回顾这些天来的设计过程，我学到许多实际问题的解决方法，为以后在工作岗位上的继续深造打下了基础。从开始接到论文题目到设计的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受整个设计过程中，出现过很多的难题，但都在老师和同学的帮助下顺利解决了，在不断的学习过程中我体会到：写论文是一个不断学习的过程，从最初刚写论文时对提升机和传感器各方面问题的模糊，认识到最后能够对该问题有深刻的认识，我体会到实践对于学习的重要性，以前只是明白理论，没有经过实践考察，对知识的理解不够明确，通过这次的毕业论文设计，真正做到理论时间相结合。总之，通过毕业论文的设计，我深刻体会到要做好一个完整的事情，需要有系统的思维方式和方法，对待要解决的问题，要耐心、要善于运用已有的资源来充实自己。同时我也深刻的认识到，在对待一个新事物时，一定要从整体考虑，完成一步之后再作下一步，这样才能更加有效。总之一句话，有志者，事竟成。参考文献1 成大先 机械设计手册第三版 化学工业出版社2 徐锦康 机械设计下册 高等教育出版社3 舍费尔 机械设计基础 北京机械工业出版社4 付荣柏 结构制造工艺 北京中国铁道出版社5 倪庆兴 机械图册 北京机械工业出版社6 刘惟信 机械最优化设计 北京清华大学出版社7 胡家秀 机械零件设计使用手册 北京机械工业出版社8 周开勤 机械零件手册 北京高等教育出版社9 颜重光 新型实用传感器应用指南 北京电子工业出版社10 黄贤武 传感器原理与应用 北京高等教育出版社11 宋年秀 怎样检测汽车传感器 中国电力出版社12 洪志刚 传感器原理及应用 电子工业出版社13 陈杰 传感器与检测技术 北京高等教育出版社致谢将近四个月的毕业论文阶段结束了，在这段时间里，我得到了许多来自老师和朋友的关心和帮助。非常感谢老师在这次毕业设计中给于我耐心的指导, 让我的知识能更进一步上升到一个新的台阶.同时使这次毕业设计能够顺利完成！不积跬步何以至千里，本次毕业论文的设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，对我的研究提出了很多宝贵的意见，使我的研究工作有了目标和方向。 这次做论文的经历也会使我终身受益，我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，希望这次的经历能让我在以后学习、工作中激励我继续进步。在整个设计过程中, 他们不断的给我资料和最新信息, 使我的毕业设计说明书能够符合学校规定, 感谢老师的无私帮助! 通过这次毕业设计我认识到自己的知识还是很欠缺的, 还很不到位, 所以在这次的设计中难免会遇到错误, 包括一些原则上和技术上的错误, 望各位老师多给于指导和帮助, 使我的这次设计能够顺利通过, 当然也为以后的工作奠定一定的基础! 老师的指导和帮助在一定程度上注定了我们的成功,谢谢老师！附录#include “stdio.h”main()for (;)printf(“成功到永远！”);谁会把上面的引号改成不是这样的对称形式的呀？写不写都行。不写的话就删除这章好了。仅“同等学历”的同学需要写这个。什么是“同等学历”？我也不懂。L千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。不要在此行和下页的注释之间填写任何内容下面的内容是参考文献，通过“插入”“引用”“脚注和尾注”，插入尾注到“文档结尾”后，word会自动生成序号。双击序号能自动定位。移动引用位置会自动重新编号。还可以插入“交叉引用”，实现对一篇文献的多次引用。因为本人能力所限，不能将其自动放入前面的“参考文献”章节内，也不能去掉接下来的这半条直线，所以就只能麻烦您这么做了：打印前，备份文档，然后将下面的内容copy & paste到“参考文献”内，并要手工修改序号。注意！copy前一定要备份！以后再做修改时，要修改备份文档。目录目录II摘 要IIIABSTRACT1第一章 绪论11.1 本文主要内容1第2章 总体方案设计22.1总体方案设计2第三章 传感器设计33.1 传感器设计3第四章 传感器安装设计114.1 设计方案114.2 油缸设计114.3 板件设计174.4 支承块设计234.5 叉件设计264.6 销轴设计284.7 调整垫块40结束语41致谢42参考文献43摘 要提升机是广泛应用于工矿企业的重要设备，它利用6根钢丝绳携带2个箕斗上下往复运动进行工作。在我国某些煤质含水较多的矿井，箕斗尚不能做到完全的卸载，箕斗由于煤的粘附而不能卸载干净。这一方面降低了运输效率，另一方面又会导致下次装载时又严重超载。矿井提升机的实际生产现场，往往由于人为操作或者卸不净或者是重复装载或者其它的某种原因造成箕斗超载，无论何种原因导致箕斗超载，都是提升机安全的严重威胁。