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内容简介：

钻机液压试验台综述钻机液压试验台综述为了加快钻探设备的更新换代，促进钻探工艺的发展，在吸收国外先进经验的基础上，开发研制适合国情的新机型，并完成系列化和综合配套设备，确保产品和先进钻机工艺技术的推广，建立现代化的钻机试验台是钻探科研工作向纵深发展的需要。钻机性能试验台应适应地质钻探的各种钻进方法（如硬质合金钻进，金刚石钻进，液动冲击钻进，绳索取芯钻进等）是通用型的综合钻机性能试验台。钻机性能试验台是在实际钻进过程中，通过不断测试和调整钻进工艺参数，达到优化配置，从而提高钻进速度，寻找延长钻头寿命的最佳钻进参数，以期达到最优钻进效率和最佳经济效益。本测试试验台硬件部分有钻机固定平台，测试加载系统和微机综合测试系统 3 部分组成。钻机固定平台钻机固定平台6钻机固定平台为安装被测钻机的基础，平台和安装平面能满足不同型号钻机的安装要求。平台用吸振性好的铸铁材料制造，两块长、宽、厚尺寸为3.2m*2.0m*0.16，质量约为 5200kg 的平台并列排放，具有足够的强度，刚度和稳定性，且平台上面 18 条下形槽，供固定被测钻机使用。当被测钻机与水平加载装置固定时，可测试钻机在不同转速状态下的进给力和起拔力等参数。当被测钻机固定在回转加载装置时，可测试钻机在回转状态下的功率，扭矩，转速以及效率等参数。测试加载系统测试加载系统66回转加载装置回转加载装置：回转加载装置由增速器，扭矩转速传感器，变速器与测功机组成，用测试钻机在回转时的功率，扭矩，转速和效率。测功机能对被测钻机施加制动力矩。虽然电涡流测功机在低速范围内有较大的制动力，但对大部分钻机的主轴转速工作转速而言，其制动能力仍显不足，因此设有增速机构。在测功机和扭矩转速传感器之间为变速器，在扭矩转速传感器与钻机之间为增速器。与增速器的低速轴连接时，输入最大扭矩为Mmax=2000*2.96=5920N*M(其中 2.96 为增速器的低速轴的传动比)，考虑到传感器允许有 1.2 倍的超载，则所测钻机的最大扭矩可达 7104N*M。扭矩转速传感器的最高输入转速为 4000r/min，因此在这种连接方式时，允许钻机的转速最高为 nmax=4000/2.96=1351r/min。当被测钻机主轴同时与增速器、变速器的低速轴连接时，可测钻机最大输出扭矩 7741.29N*M，而此时被测钻机的最高转速可达 136r/min。当被测钻机主轴与增速器的高速轴连接时钻机的输出扭矩和转速只受变速的限制。该测量范围可满足目前各种型号的全液压动力头式坑道钻机性能测试的要求。水平加载装置水平加载装置：水平加载装置主要有液压缸、节流阀、油箱、拉压力传感器和固定支坐等组成，用于测试钻机在水平加载下的进给力、起拔力等。其工作原理是液压缸的两端各接个节流阀，通过节流饭可以控制油缸的移动速度和工作压力，此时可以测试钻机的动态进给/起拔力及其速度。若将某一端节流阀并死，则可测出钻机在静态下的最大进给/起拔力通过拉压力传感器输入计算机。为避免测试时加载系统的平台受到过大的横向载荷，用两根拉杆将移动加载装置与被测钻机的机身连接起来，使进给/起拔力转化为内力。加载系统平台：加载系统平台：加载系统安装在一个可升降的液压升降平台上，靠 4 个立柱支撑，由两个升降油缸升降，以便在测试不同型号钻机时调整其高度以适应被测钻机的中心高度。平台通过横梁与 4 根立柱铰链，其中两根立柱与底座铰链，可以摆动，以补偿两个平台升降油缸不同步而产生的偏差。微机综合测试系统微机综合测试系统77微机综合测试系统是由传感器收集数据转换为电信号经过 A/D 转换电路输入计算机然后显示打印。通过微机测试系统，我们可以对所测的各种性能数据进行采集，分析，显示，储存，报表输出，曲线拟合，这是整个测试系统的终端输出部分和核心部分。在软件设计中，采用了多次采集，去掉双最大值及双最小值，最后再取剩余值的算术平均值等一系列措施，以进一步降低测量系统的误差。系统设置：系统设置：由于系统测试范围较宽，为保证测量精度，传感器常常需要换档，有的还需要多档切换。对于这些情况本系统有相应的考虑。量程、系数等数值必须与配用的传感器所标注的数值一致，且须对所要测试参数进行设置。由于科学研究、形式试验及出厂检验的目的及要求有所不同，所要测量的项目也有所不同。按测量选择安钮，即可弹出菜单显示可测的全部项目。此时可根据需要进行选择。在测试过程中可以对测量的数据进行记录，以便于数据保存，并进行数据编辑和绘制曲线等工作。在测量过程中也可以显示实时趋势曲线，可以进行二维，三维的曲线绘制。测试后数据可以进行修改、删除及存储等。总结：总结：该钻机液压实验台设计精巧，结构简单，在操作上也很方便，对于测试钻机的性能参数非常有效，测出的数据十分直观，便于数据处理分析，比较。但不足之处在于传感器等连接线缺少耐油保护，连接线长时间置于油中，易断，须经常更换。该实验台的完成为钻探新设备和新钻头的研制、开发、使用提供必要的理论依据。它的建立不仅可以大大提高钻探所的科研实力，为以后逐步实现自控模拟微钻实验奠定良好的基础。参考文献：参考文献：1、电路测试技术与仪器。北京：清华大学出版社，19892、自动检测技术，北京：冶金工业部出版社，19853、控制系统计算机与辅助设计，北京，清华大学出版社，19964、微型计算机控制技术，北京，国防工业出版社，20015、实验室更新改造项目验收报告，西安，煤炭科学研究总院西安分院，20006、张宏鈞，姚克，殷新胜.钻进工艺试验台的建设：金属矿山，2004.97、刘凤琴，范国强.煤矿坑道钻机性能检测试验台：煤田地质与勘探，2003 31-5任任务务书书题 目煤矿液压钻机试验台设计（机械台架部分部分设计）论文时间20*年 2 月 25 日至 20*年 6 月 14 日课题的主要内容及要求(含技术要求、图表要求等)根据有关生产厂家提出的试验要求和测试内容，设计试验台台架。测试内容：1.电动机输入功率；2.动力头的输出功率；3.动力头的输出转矩2000Nm、转速（二档）350r/min；4.泵站油箱温度、系统压力25MPa；5.推进油缸的推、拉力9000N（油缸行程 520mm） 。要求设计试验台台架及相关零件，要求完成累计三张 0图纸工作量，设计说明书一份。课题的实施的方法、步骤及工作量要求1.查阅有关设计资料、参考文献及各种有关设计手册；2.根据液压钻机的具体试验要求，设计试验台台架；3.完成试验台台架装配图及部分零件设计，图纸工作量累计 3 张零号图纸以上；4. 完成外文翻译汉字 3000 字以上；5.完成毕业设计说明书（1 万汉字以上） 。指定参考文献 1. 纪名刚等主编.机械设计.第八版 M.北京：高等教育出版社，20062. 成大先主编.机械设计手册（第四版）M.化学工业出版社，20023. 陆惠明，钱超美，蒋明. 煤矿用钻机试验台的研制. 煤炭科学技术4. 李宝存. ZJS 型智能型煤扩用液压钻机. 煤矿重大灾害防治技术与实践，20085. 李宝存，耿彦波，郑晓伟. ZJS 智能型煤矿用液压钻机性能检测装置. 煤矿安全，2008，08：65676. 陈松林，王清峰. ZY-300 型全液压钻机的研究与试验. 矿业安全与环保,2005,32(5):687. 赵学社. 煤矿高效掘进技术现状与发展趋势. 煤炭科学技术，2007，35（4）：1108. 卢宁，赵继云，张德生等. 煤矿井下全液压钻机的现状及发展趋势. 煤矿机械，2011，32（3）：139. 刘凤琴，范国强. 煤矿坑道钻机性能检测试验台. 煤田地质与勘探，2003，31（5）：596110. 李栋，王贺剑，王敬国. 煤矿坑道钻机液压系统可靠性设计分析. 煤炭工程，2011，3：232511. 汪选要，徐传波，叶友东. 煤矿用全液压坑道钻机的设计研究. 煤矿机械，2010，31（6）：3512. 邢苏宁，王思聪. 煤矿用全液压坑道钻机整机性能测试加载方式比较. 地质装备，2011，6：151713. 姚亚峰. 全液压动力头式钻机给进系统的分析研究. 硕士学位论文，西安科技大学，200514. 杨善国. 液压锚杆钻机设计研究. 博士学位论文，中国矿业大学，200915. 李晓晖. 智能型煤矿用全液压钻机性能检侧装置的研制与使用. 煤矿重大灾害防治技术与实践，2008：154158毕业设计(论文)进度计划(以周为单位) 第 1 周（2013 年 2 月 25 日-2013 年 3 月 3 日）：检查寒假外文翻译情况，下达具体毕业设计任务，指导学生撰写开题报告，熟悉设计内容，查阅有关资料第 2 周第 3 周（2013 年 3 月 4 日-2013 年 3 月 17 日）：参观实验室或有关厂家，增加感性认识，方案论证并确定煤矿液压钻机试验台设计方案第 4 周第 5 周（2013 年 3 月 18 日-2013 年 3 月 31 日）：完成煤矿液压钻机试验台台架机械装置方案设计第 6 周第 7 周（2013 年 4 月 1 日-2013 年 4 月 14 日）：完成煤矿液压钻机试验台台架机械装置总体设计第 8 周（2013 年 4 月 9 日-2013 年 4 月 21 日）：提交第 1-8 周的指导记录表 、 实习报告和已做的毕业设计内容，由指导老师初审后上交学院第 9 周第 13 周（2013 年 4 月 22 日-2013 年 5 月 26 日）：在指导老师指导下修改试验台台架机械装置总体设计并完成相关零件设计，完成设计图纸，同时撰写毕业设计说明书，并提交指导老师初审第 14 周第 16 周（2013 年 5 月 27 日-2013 年 6 月 14 日）：修改毕业设计图纸及说明书，完成后参加毕业答辩备注注：表格栏高不够可自行增加。此表由指导教师在毕业设计（论文）工作开始前填写，每位毕业生两份，一份发给学生，一份交院（系）留存。1三江学院毕业设计（论文）开题报告三江学院毕业设计（论文）开题报告题目煤矿液压钻机试验台设计（机械台架部分部分设计）学生姓名、学号王敏健 12009152046 专业机械设计制造及其自动化（数控技术）指导教师姓名凌智勇职称教授应包括课题研究的背景、意义、文献综述；课题研究的基本内容、重点难点及要解决的主要问题；课题研究计划与写作提纲等。(3000 字以上) 1、课题研究的背景和意义课题研究的背景和意义随着社会化的大生产，液压技术在工业化生产中发挥着越来越重要的作用。液压钻机由电动液压泵站提供动力，以矿物油为工作介质，通过对工作介质的流量、压力和方向的控制，驱动钻具完成所需要的动作。液压钻机的具体工作机理为：大泵供油实现马达和动力头部分旋转，为钻具提供转速和扭矩；小泵供油实现钻具推进、夹持器夹紧以及主机倾角的调整。调节马达排量，可实现钻机转矩和转速大范围的无级调节且钻机的液压联动功能可方便地拧卸钻杆。通过对液压操纵阀的集中操纵，可实现不同的钻进工艺，进而达到钻孔的目的。本设计是为了满足普通煤矿用液压钻机出厂时进行参数检测而制作。用于检测出厂钻机的动力头实际输出功率以及实际的工作效率。本设计中采用转矩转速仪进行测量，由于所测量的钻机为低速大扭矩液压马达，转速太低，所以其驱动负载能力不够，因此，本设计专门为其设计了一个增速装置，用来提高其对所驱动液压的输入转速。由于转速转矩仪不能承受轴向力，因此本设计将增速器固定，使其承受所有的轴向力，其他装置也固定于实验台架上。本装置采用节流阀调速加载，结构简单，操作方便。输出系统采用8255 并行接口电路连接打印机，可直接打印数据。2、文献综述文献综述 为了加快钻探设备的更新换代，促进钻探工艺的发展，在吸收国外先进经验的基础上，开发研制适合国情的新机型，并完成系列化和综合配套设备，确保产品和先进钻机工艺技术的推广，建立现代化的钻机试验台是钻探科研工作向纵深发展的需要。 钻机性能试验台应适应地质钻探的各种钻进方法（如硬质合金钻进，金刚石钻进，液动冲击钻进，绳索取芯钻进等）是通用型的综合钻机性能试验台。 钻机性能试验台是在实际钻进过程中，通过不断测试和调整钻进工艺参数，达到优化配置，从而提高钻进速度，寻找延长钻头寿命的最佳钻进参数，以期达到最优钻进效率和最佳经济效益。本测试试验台硬件部分有钻机固定平台，测试加载系统和微机综合测试系统 3 部分组成。6钻机固定平台钻机固定平台钻机固定平台为安装被测钻机的基础，平台和安装平面能满足不同型号钻机的安装要求。平台用吸振性好的铸铁材料制造，两块长、宽、厚尺寸为 3.2m*2.0m*0.16，质量约为 5200kg 的平台并列排放，具有足够的强度，刚度和稳定性，且平台上面 18 条下形槽，供固定被测钻机使用。当被测钻机与水平加载装置固定时，可测试钻机在不同转速状态下的进给力和起拔力等参数。当被测钻机固定在回转加载装置时，可测试钻机在回转状态下的功率，扭矩，转速以及效率等参数。测试加载系统测试加载系统回转加载装置：回转加载装置：回转加载装置由增速器，扭矩转速传感器，变速器与测功机组成，用测试钻机在回转时的功率，扭矩，转速和效率。测功机能对被测钻机施加制动力矩。虽然电涡流测功机在低速范围内有较大的制动力，但对大部分钻机的主轴转速工作转速而言，其制动能力仍显不足，因此设有增速机构。在测功机和扭矩转速传感器之间为变速器，在扭矩转速传感器与钻机之间为增速器。与增速器的低速轴连接时，输入最大扭矩为Mmax=2000*2.96=5920N*M(其中 2.96 为增速器的低速轴的传动比)，考虑到传感器允许有 1.2 倍的超载，则所测钻机的最大扭矩可达 7104N*M。扭矩转速传感器的最高输入转速为 4000r/min，因此在这种连接方式时，允许钻机的转速最高为 nmax=4000/2.96=1351r/min。当被测钻机主轴同时与增速器、变速器的低速轴连接时，可测钻机最大输出扭矩 7741.29N*M，而此时被测钻机的最高转速可达 136r/min。当被测钻机主轴与增速器的高速轴连接时钻机的输出扭矩和转速只受变速的限制。该测量范围可满足目前各种型号的全液压动力头式坑道钻机性能测试的要求。水平加载装置：水平加载装置：水平加载装置主要有液压缸、节流阀、油箱、拉压力传感器和固定支坐等组成，用于测试钻机在水平加载下的进给力、起拔力等。其工作原理是液压缸的两端各接个节流阀，通过节流饭可以控制油缸的移动速度和工作压力，此时可以测试钻机的动态进给/起拔力及其速度。若将某一端节流阀并死，则可测出钻机在静态下的最大进给/起拔力通过拉压力传感器输入计算机。为避免测试时加载系统的平台受到过大的横向载荷，用两根拉杆将移动加载装置与被测钻机的机身连接起来，使进给/起拔力转化为内力。加载系统平台：加载系统平台：加载系统安装在一个可升降的液压升降平台上，靠 4 个立柱支撑，由两个升降油缸升降，以便在测试不同型号钻机时调整其高度以适应被测钻机的中心高度。平台通过横梁与 4 根立柱铰链，其中两根立柱与底座铰链，可以摆动，以补偿两个平台升降油缸不同步而产生的偏差。微机综合测试系统微机综合测试系统4微机综合测试系统是由传感器收集数据转换为电信号经过 A/D 转换电路输入计算机然后显示打印。通过微机测试系统，我们可以对所测的各种性能数据进行采集，分析，显示，储存，报表输出，曲线拟合，这是整个测试系统的终端输出部分和核心部分。在软件设计中，采用了多次采集，去掉双最大值及双最小值，最后再取剩余值的算术平均值等一系列措施，以进一步降低测量系统的误差。系统设置：系统设置：由于系统测试范围较宽，为保证测量精度，传感器常常需要换档，有的还需要多档切换。对于这些情况本系统有相应的考虑。量程、系数等数值必须与配用的传感器所标注的数值一致，且须对所要测试参数进行设置。由于科学研究、形式试验及出厂检验的目的及要求有所不同，所要测量的项目也有所不同。按测量选择安钮，即可弹出菜单显示可测的全部项目。此时可根据需要进行选择。在测试过程中可以对测量的数据进行记录，以便于数据保存，并进行数据编辑和绘制曲线等工作。在测量过程中也可以显示实时趋势曲线，可以进行二维，三维的曲线绘制。测试后数据可以进行修改、删除及存储等。 3、课题研究的基本内容课题研究的基本内容 将机械加工中需要同时完成得旋转和直线进给动作合二为一，在一些行程不大的场合可采用旋转动力液压缸实现。该液压缸将液压缸与液压马达组合在一起，可同时完成旋转运动和直线进给运动。其设计参数为：行程 400mm；额定压力：14MPa；缸径：125mm；花键外径：55mm。 要求设计该旋转液压缸的结构及相关零件。4、课题研究的重点难点及要解决的主要问题课题研究的重点难点及要解决的主要问题1、液压元件的选择，通过计算选择泵、电动机、液压缸以及液压辅助元件2、传感器的选择，主要采用转速转矩仪，内容包括转速转矩仪的工作原理,信号输出,转矩的输出,转速输出,安装使用注意等。3、增速器的设计，主要通过大量的计算来确定各参数，包括传动比的分配，运动参数的计算，各级齿轮类型，精度等级及材料，齿数的选定，轴承的校核等，计算量庞大，查表次数多。4、输出部分的设计，包括单片机程序及接线图等。5、进度安排进度安排 第 1 周（2013 年 2 月 25 日-2013 年 3 月 3 日）： 上交寒假外文翻译，接受具体毕业设计任务，撰写开题报告，熟悉设计内容，查阅有关资料4第 2 周第 3 周（2013 年 3 月 4 日-2013 年 3 月 17 日）： 参观实验室或有关厂家，增加感性认识，方案论证并确定旋转动力液压缸的设计方案第 4 周第 5 周（2013 年 3 月 18 日-2013 年 3 月 31 日）： 完成旋转动力液压缸总体设计方案，完成旋转动力液压缸的总装配图初步设计第 6 周第 7 周（2013 年 4 月 1 日-2013 年 4 月 14 日）： 完成旋转动力液压缸部分零件的设计第 8 周（2013 年 4 月 9 日-2013 年 4 月 21 日）： 提交第 1-8 周的指导记录表 、 实习报告和已做的毕业设计内容，由指导老师初审后上交学院第 9 周第 13 周（2013 年 4 月 22 日-2013 年 5 月 26 日）： 在指导老师指导下修改并完成旋转动力液压缸的全部设计，完成设计图纸，同时撰写毕业设计说明书，并提交指导老师初审第 14 周第 16 周（2013 年 5 月 27 日-2013 年 6 月 14 日）： 修改毕业设计图纸及说明书，完成后参加毕业答辩 1. 纪名刚等主编.机械设计.第八版 M.北京：高等教育出版社，20062. 成大先主编.机械设计手册（第四版）M.化学工业出版社，20023. 陆惠明，钱超美，蒋明. 煤矿用钻机试验台的研制. 煤炭科学技术4. 李宝存. ZJS 型智能型煤扩用液压钻机. 煤矿重大灾害防治技术与实践，20085. 李宝存，耿彦波，郑晓伟. ZJS 智能型煤矿用液压钻机性能检测装置. 煤矿安全，2008，08：65676. 陈松林，王清峰. ZY-300 型全液压钻机的研究与试验. 矿业安全与环保,2005,32(5):687. 赵学社. 煤矿高效掘进技术现状与发展趋势. 煤炭科学技术，2007，35（4）：1108. 卢宁，赵继云，张德生等. 煤矿井下全液压钻机的现状及发展趋势. 煤矿机械，2011，32（3）：139. 刘凤琴，范国强. 煤矿坑道钻机性能检测试验台. 煤田地质与勘探，2003，31（5）：596110. 李栋，王贺剑，王敬国. 煤矿坑道钻机液压系统可靠性设计分析. 煤炭工程，2011，3：232511. 汪选要，徐传波，叶友东. 煤矿用全液压坑道钻机的设计研究. 煤矿机械，2010，31（6）：3512. 邢苏宁，王思聪. 煤矿用全液压坑道钻机整机性能测试加载方式比较. 地质装备，2011，6：151713. 姚亚峰. 全液压动力头式钻机给进系统的分析研究. 硕士学位论文，西安科技大学，200514. 杨善国. 液压锚杆钻机设计研究. 博士学位论文，中国矿业大学，200915. 李晓晖. 智能型煤矿用全液压钻机性能检侧装置的研制与使用. 煤矿重大灾害防治技术与实践，2008：15415844 学生签名： 年 月 日指导教师批阅意见（指导教师应对课题研究的思路、方法、对策、措施和预期成效等做出评价，并提出具体的改进意见） 指导教师签名： 年 月 日注：理工类学生偏重于对课题相关知识的理解和实施方案的框架结构，文管类学生偏重于对文献资料的理解与综述。表格栏高不够可自行增加。毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 1 次指导， 20* 年 2 月 27 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）现场布置毕业设计任务，介绍毕业设计的作用、本次毕业设计的主要内容及要完成的主要工作，推荐主要阅读的参考书及指导如何查阅与毕业设计有关文献资料，在阅读文献资料时如何把握重点，如何撰写开题报告及注意事项，参考文献如何正确标注等。指导文献资料和外文翻译资料的检索，指导开题报告的撰写，开题报告撰写的重点，要注意的主要内容，参考文献的具体标注格式。指导有关机械类外文文献的翻译。学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 2 次指导， 20* 年 3 月 6 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）现场审阅撰写的开题报告及外文文献翻译是否合适，对不合要求处提出修改要求。介绍本次毕业设计煤矿液压钻机的工作原理、结构特点，本次设计试验台所需做的试验内容及测试参数。学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 3 次指导， 20* 年 3 月 13 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）网上指导，指导试验台总体方案的确定，在确定试验方案时需要考虑试验台的结构应当简洁、调试方便、参数测量准确等要求。学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 4 次指导， 20* 年 3 月 20 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）网上审阅试验方案设计是否合理，对不妥之处提出改进要求。由于通过液压系统进行加载及调节比较方便，所以试验台采用液压系统进行驱动。对如何进行液压系统设计进行指导，如何根据所要求及所测参数设计液压系统。学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 5 次指导， 20* 年 3 月 27 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）网上审阅所拟定的试验台液压原理图是否合理，由于对矿机马达采用液压泵加载，加载泵对压力通过溢流阀进行调节，由此对有关参数如何进行计算给以指导，并根据计算结果选择有关液压元件及传感器。学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 6 次指导， 20* 年 4 月 3 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）网上审阅计算结果、液压元件及传感器的选择是否正确，对不妥之处提出修改意见。指导如何进行试验台台架设计，设计时需要考虑的问题。学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 7 次指导， 20* 年 4 月 10 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）网上审阅试验台台架总体设计方案，由于矿机马达转速较低，液压泵需达到一定转速后才能进行加载，所以在马达与加载泵之间需加装增速器，马达转速通过转速转矩仪进行测量，对增速器及转速转矩仪的选择进行具体指导。学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 8 次指导， 20* 年 4 月 17 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）现场审阅测试系统、试验台架设计、有关元件的选择是否正确，对下一步试验台架及测试系统的设计做进一步安排与指导。在设计时需注意钻机马达、转速转矩仪及加载泵要保证其同轴度的要求。学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 9 次指导， 20* 年 4 月 24 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 10 次指导， 20* 年 5 月 2 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 11 次指导， 20* 年 5 月 8 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 12 次指导， 20* 年 5 月 15 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 13 次指导， 20* 年 5 月 22 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 14 次指导， 20* 年 5 月 29 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 毕业设计（论文）指导情况记录表毕业设计（论文）指导情况记录表（本表由学生按指导情况如实填写由学生按指导情况如实填写并由指导教师签字认可）第 15 次指导， 20* 年 6 月 5 日教师指导意见及指导内容：（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献（由学生认真记录关于教师指导学生开题、查阅文献资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及资料、综合运用知识、方案设计、论文写作、外文应用、实验、指出存在问题及解决办法等简况）解决办法等简况）学生任务完成情况、需要解决的问题及下一步工作方案等： 注：此页可根据需要自行复制，每指导一次，填写一次，不受页数限制。指导教师签名：指导教师签名： 1煤矿液压钻机试验台煤矿液压钻机试验台 中文摘要中文摘要 本设计是为了满足普通煤矿用液压钻机出厂时进行参数检测而制作。用于检测出厂钻机的动力头实际输出功率以及实际的工作效率。本设计中采用转矩转速仪进行测量，由于所测量的钻机为低速大扭矩液压马达，转速太低，所以其驱动负载能力不够，因此，本设计专门为其设计了一个增速装置，用来提高其对所驱动液压的输入转速。由于转速转矩仪不能承受轴向力，因此本设计将增速器固定，使其承受所有的轴向力，其他装置也固定于实验台架上。本装置采用节流阀调速加载，结构简单，操作方便。输出系统采用 8255 并行接口电路连接打印机，可直接打印数据。关键词：关键词：煤矿，钻机，液压试验台2Experiment the set of The coal mine liquid presses to drill the machineAbstract This design is for satisfying the common coal mine to press to drill the hour of a factory of machine to carry on the parameter examination but create with the liquid.Used for an actual exportation power of motive and actual work efficiencies that examines a factory to drill the machine.In the origin designs , because of measure of drill the machine as low speed to twist the liquid to press the motor greatly, become soon too low, so it drives the ability of load not enough, therefore, this design designs an increase to equip soon for it exclusively, using to raise it to turn to the importation that the liquid drive press soon.Turn and turn the instrument and cant bear the stalk toward dint soon, so this design will increase soon the machine fix, make it bear all stalks toward dint, other devices are also fixed on the experiment pedestal.The origin equips the adoption to reduce expenses the valve to adjust to add to carry soon, the structure is simple, operation convenience.Output the system adopt 8255 abreast pick up a people electric circuit conjunction printer, can print the data directly.Keyword：coal mine ,liquid presses to drill the machine 3目录目录前前 言。言。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。1第一章、液压加载系统原理设计。第一章、液压加载系统原理设计。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。1 11.1、原理图。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。11.2、液压元件的选择。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。11.2.1、泵的选择。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。11.2.2、选择电动机。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。11.2.3、选择液压缸。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。11.2.4、液压辅助元件的选择。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。2第二章第二章、传感器的选择。传感器的选择。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。62.1、转矩转速仪的工作原理。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。62.1.1、转局测量的原理。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。62.1.2、转速测量的原理。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。62.2、信号输出。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。62.3、转矩输出。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。62.4、转速输出。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。62.5、安全使用注意。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。7第三章、增速器的设计。第三章、增速器的设计。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。83.1、分配传动比。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。83.2、运动参数计算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。83.3、高速级。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。93.3.1、选定齿轮类型，精度等级及材料，齿数。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。93.3.2、按齿面接触强度设计。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。93.3.3、按弯曲强度设计。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。113.3.4、几何尺寸计算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。123.3.5、验算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。123.4、低速极。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。123.4.1、选齿型，精度等级，材料及齿数。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。1243.4.2、按齿面接触强度设计。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。123.4.3、按齿根弯曲强度设计。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。143.4.4、几何尺寸计算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。153.4.5、验算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。153.5、 轴系零件的设计。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。153.5.1、 轴径的初步确定。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。153.5.2、轴的结构设计。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。163.5.3、轴承的校核计算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。23第四章、输出部分的设计。第四章、输出部分的设计。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。25 4.1、程序及注释。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。25结论。结论。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。27致谢。致谢。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。28参考文献。参考文献。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。29附录：附录：附录 A 外文原文附录 B 外文翻译附录 C 综述附录 D 调研报告附录 E 试验台装配图及其各主要零部件图 5前前 言言 煤矿坑道钻机出厂时都要进行性能检测这道必不可少的工序，下文所设计的煤矿液压钻机实验台就是专门从事这一方面检测的装置，这为新型钻机的研制、定型以及钻机质量的提高，提供了先进的保障手段，并且为煤矿坑道钻机标准的制定、修改提供了可靠的依据。 对于此类装置煤炭科学研究总院西安分院研制的煤矿坑道钻机性能试验台已经进过了 2a 多的运行，在逐步改进完善的过程中，现已累计检测各型钻机200 余台，测试数据可靠，准确。本设计相对于西安分院研制的试验台简单，本设计采用节流阀加载，并联一溢流阀作为保护，但是考虑到所测试的是低转速大扭矩马达，因此需要在马达和加载泵之间进行变速，这里在两者之间加了一个增速器，使马达的转速在到达加载泵时到达所需要的速度。另外这里采用转速转矩仪进行测量，为了使其不受轴向力，所以将其放在减速器后，使轴向力被固定的减速器所抵消，但读取数据时应将数据进行处理。 以上就是本设计的大体内容，下文便是本设计的具体内容以及具体步骤。6第一章第一章 液压加载系统原理设计液压加载系统原理设计1.1 原理图原理图见附件图纸1.2 液压元件的选择液压元件的选择441.2.1 泵的选择：因为最大扭矩 Tmax=2000N，取马达的机械效率为 m=93%，根据 V=2Tmax/pm , 最大排量 V= rL/54. 0%931025200026根据 AFmax/pm，最大流量 A269 .378%9510259000mm根据工况条件确定采用齿轮泵，其最高压力为 25Mp，取压力损失为P10.3Mp，根据液压泵最高供油压力PpP1P1， 则 Pp25Mp0.3Mp25.3Mp根据最大流量 QmaxVmaxnmax0.54350189.1L/min液压泵的最大供油量 QpKqmax1.2189.1226.9L/min故选用 CBY3100 齿轮泵，其驱动功率为 73.1KW，额定转速2000r/min，最大压力为 25Mp，排量为 100.7ml/min。1.2.2 选择电动机： 根据泵的样本参数，其驱动功率为 73.1KW，故选用电动机 Y280S4，额定功率为 75KW，满载转速 1480r/min，额定转速 1.9Nm，最大转矩为2.2Nm1.2.3 选择液压缸：1.2.3.1 缸的内径计算： 根据 AFmax/pm0.00083mm28.33cm26 . 09 . 0102590006 （无活塞杆侧）D32.58mmA4 7（有活塞杆侧）初步取活塞杆直径 d，D31 D6 . 01049162pFD D2=26916 . 014. 3102590004D D=32.78mm所以确定缸的内径为 D=32.78mm，圆整为标准值为 40mm 1.2.3.2 缸筒的厚度：1）取材料为 35 号碳素钢 B=520Mp，= =104Mp ，s=310Mp5B/D=0.08-0.3=6.09mmmaxmax3 3 . 2PDP2531043 . 24025所以外径为 D1=40+6.092=52.18mm，圆整为 60mm2）缸筒厚度的验算： 额定工作压力应低于一定极限值 Pn0.35=53.6Mp ，最大压力为 25Mp，所以满足条21221DDDs件 额定工作压力小于完全塑性变形压力有一定比例范围 Pn（0.35-0.42）Ppl，其中 Ppl=2.3sDD1 根据 Ppl=Mpa57.105148. 03103 . 2 Pn=25MpMpa95.3635. 057.105 所以缸筒大径为 60mm1.2.3.3、缸筒低部厚度计算：缸筒底为平面：4330. 0PD8 因此 mm492. 81042540433. 0圆整为 9mm1.2.3.4、活塞杆直径计算：由于无速度比要求，则 d= ，圆整为 16mmmmD33.1331按强度要求校核：l10d=80mmd取 s=355Mp，ns=1.4，45 号钢,41F则= =253.6Mpssndmmm7 . 60067. 0106 .25314. 3900046 按弯曲稳定性校核：F，Fk为稳定临界力，取 l=520mmkknF 因为 l10d，应采用弯曲校核，则 m=85=120n2 K=AJ004. 016644224ddd 所以 130004. 0105203klnm Fk= 22lEJnNd6 .48303)10520(64)10(820610264)10520(102062234343922492，所以最大压力 F=900012075.9NNnFkk9 .1207546 .48303所以符合条件。因此，活塞杆直径为 16mm。1.2.3.5、液压缸进出油口尺寸确定： 根据最大流量 Qp=226.9L/min=3.78L/s=3.78106mm3/s 9 因为进出油口处流速不应大于 5m/s=5000mm/s 所以，得 AsmAqp/5000236756/5000/1078. 3mmsmmsmm 所以，得227564mmdmmmmd03.3114. 34756 所以查 GB2878-81 取 M422，中径 40.701mm，小径 39.835mm1.2.4、液压辅助元件的选择：1.2.4.1、油管的选择：油管的内径 d=2，q 为通过油管流量，v 为油管中的允许流速（m/s）vq压油管道：d=2，圆整为 40mmmm7 .3260075. 31 .189吸油管道：d= 圆整为 80mm,7 .6760005. 19 .2262mm回油管道：d=2 圆整为 40mm,7 .3260075. 11 .189mm管子壁厚计算：取冷加工/软（R）钢管 =，牌号 45Mpnb1574628根据管子壁厚 2pd 压油： ，外径 D=50mm，查得壁厚为 5mmmm6 . 215727 .3225 吸油：，外径 D=90mm，查得壁厚为 10mmmm39. 515727 .6725回油：，外径 D=50mm， 查得壁厚为 5mmmm6 . 215727 .3225按 JB/T971-1977 选用焊接直角管接头按 JB/T966-1977 选用管接头1.2.4.2、油箱的选择：V=，Qp=2300100.7=231610mm2=0.232m3pQ取经验系数，V=60.232m3=1.38m3610所以油箱容积为 1.38m3选用 AB40-33/01500B1ST 油箱1.2.4.3、过滤器：选用 QUQ2 型过滤器，空气过滤度 40，空气流量 2.5，空气阻力0.02加油网孔 0.51.2.4.4、温度显示计：采用双金属温度计 WS-701.2.4.5、阀的选择3溢流阀选用 DT-01-22，最大流量 2L/min，最大工作压力为 25Mpa调速范围 0.5-2.5Mpa节流阀选用（F）-SRG-10-50，最高压力为 25Mpa，额定流量 230L/min 11第二章第二章 传感器的选择传感器的选择 552.12.1、转速转矩仪的工作原理、转速转矩仪的工作原理2.1.1、转矩测量原理 转矩传感器的检测敏感元件是电阻应变桥。将专用的测扭矩应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上以组成应变电桥，只要向应变电桥提供电源即可测得该弹性轴收扭的电信号，然后将应变信号放大，再经过压/频转换变成与扭应变成正比的频率信号。传感器的能源输入及信号输出是由两组带间隙的特殊环形旋转变压器承担的，因此可实现能源及信号的无接触传递。2.1.2、转速测量原理 转矩传感器在旋转轴上安装着 60 条齿缝的测速轮，在传感器外壳上安装的一只由发光二极管及光敏三极管组成的槽形光电开关架，测速轮的每一个齿将发光二极管的光线遮挡住时，光敏三极管就输出一个高电平，当光线通过齿逢射到光敏管的窗口时，光敏管就输出一个低电平，旋转轴每转一圈就可以得到 60 个脉冲，因此，每秒钟检测到的脉冲数恰好等于每分钟的转速值。2.22.2、信号输出、信号输出零转矩：10kHz50Hz；正向旋转满量程：15kHz50Hz；反向旋转满量程：5kHz50Hz；信号幅值：0-8V；负载电流：40mA。2.32.3、转矩的输出、转矩的输出转矩的测量计算公式：正向转矩输出值为：Mp=N（f-f0）/（fp-f0）反向转矩输出值为：Mr=N（f0-f）/（f0-fr）上式中，Mp：正向转矩；Mr=反向转矩；N：转矩满量程；fp：正向满量程输出频率值（kHz） ；fr：反向满量程输出频率值（kHz） ；f：实测转矩输出频率12值。2.42.4、转速输出、转速输出转速：N=60f/z式中，N 为转速（r/min） ；f 为实测转速输出频率（kHz） ；Z 为传感器测速齿数，这里 z 取 60。2.52.5、安装使用注意：、安装使用注意： 1、应使用两组联轴器将传感器安装在动力源和负载之间； 2、建议使用挠性、弹性或方向联轴器，以保证同心度小于 0.1； 3、动力及负载必须固定牢以避免振动； 4、应将传感器的基座与设备的基座固定好，中心高度调节合适，并应避免产生附加转矩。 13第三章第三章 增速器的设计增速器的设计3.13.1、分配传动比分配传动比88总的传动比为：i减=2300/350=6.571；高速级传动比：i1=；98. 2571. 635. 135. 1减i低速级传动比：i2=;205. 298. 2571. 61ii减3.13.1、运动参数的计算运动参数的计算880 轴即泵轴： P0=kwpQ78.859 . 060107 .100230020/3 NmnpTrn17.35655. 9min/230000001 轴即高速轴： NmnPTrnnkwPPP6 .352230092.8455. 955. 9min/230092.8499. 078.851110100101联轴器2 轴即中间轴： NmnPTrinnkwPPP63.9788 .7711 .7955. 955. 9min/8 .77198. 223001 .7999. 097. 037.82222121211212齿承143 轴即低速轴： NmnPTrinnkwPP6 .207255. 9min/350205. 28 .77196.751 .7933323232323承齿4 轴即马达轴 NmnPTrnnkwPP203155. 9min/35045.7499. 099. 096.754443434联承3.23.2高速级高速级11113.3.1 选定齿轮类型，精度等级及材料，齿数（1）传动方安如图，选用直齿圆柱齿轮（2）选用 7 级齿轮精度（3）材料：选择小齿轮材料为 40Cr（调质）280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质）240HBS（4）选小齿轮 Z1=24，大齿轮齿数为 242.98=71.52，取 Z2=723.3.2 按齿面接触强度设计：由计算公式：dtHEtTKuuZd121132. 2（1）确定载荷系数 Kt=1.3（2）小齿轮传递转矩：T1=352.6Nm（3）选取齿宽系数 d=1（4）查得材料的弹性影响系数 ZE=189.8Mpa1/2（5）查得小齿轮接触疲劳强度极限 Hlim1=600Mpa，大齿轮接触强度极限Hlim2=550Mpa（6）计算应力循环次数 992911101571. 6/10624. 610624. 6)1030082(123006060NjLnNh（7）查得接触疲劳寿命系数 KHN1=0.88，KHN2=0.93 15（8）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%，安全系数 S=1 MpaMpasKMpaMpasKHLIMHNHHHNH5 .51155093. 052860088. 02221lim11代入公式： mmZuuTKdHEdtt35.8198. 298. 35 .5118 .18916 .3523 . 132. 2132. 2322311（9）计算圆速度 v： smndvt/792. 960000230035.8110006011（10）计算齿宽 b： mmdbtd35.8135.8111（11）计算齿宽与齿高比 b/n： 模数： mmmmzdmtt38. 324/35.81/11 齿高： mmmth63. 738. 325. 225. 2 67.1063. 7/35.81/hb（12）计算载荷系数： 根据 v=9.792m/s，7 级精度，查得 Kv=1.175 直齿，假定 KAFt/b100N/m，查得.11FHKK 查得使用系数 KA=1.25 由 7 级齿轮，小齿轮相对支承非对称得： bKddH3221023. 0)6 . 01 (18. 012. 1 代入得： 427. 135.811023. 01) 16 . 01 (18. 012. 13HK16 由 b/h=10.67，35. 1,427. 1FHKK查得 844. 1427. 11 . 1175. 11HHVAKKKKK（13）按实际载荷系数校正后分度圆直径 mmKKddtt4 .913 . 1/844. 135.81/3311（14）计算模数： mmZdm8 . 324/4 .91/113.3.3 按弯曲强度设计： 3112FSaFadYYZKTm3.3.3.1 确定公式内的各值： 查得（小齿轮弯曲疲劳强度极限） ，大齿轮弯曲疲劳强度MpFE5001极限MPaFE3802 查得弯曲疲劳寿命系数88. 0,85. 021FNFNKK计算弯曲疲劳许用应力： 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 MpasKMpasKFEFNFFEFNF86.2384 . 138088. 057.3034 . 150005. 0222111 计算载荷系数 K： 74. 135. 11 . 1175. 11 . 1FFvAKKKKK 齿形系数： 查得24. 2,65. 221FaFaYY 查取应力校正系数： 753. 1,58. 121SaSaYY 计算大小齿轮的并比较1FSaFaYY 01644. 086.238753. 024. 2,01379. 057.30358. 165. 2222111FsaFaFsaFaYYYY 大齿轮数值较大 17 3.3.3.2 计算 ： mmm27. 32416 .35274. 1201644. 032 取 m=4mm 则分度圆直径 d1=81.35mm 213 .20435.81111ZmdZ取 大齿轮齿数 6358.622198. 212 uZZ3.3.4 几何尺寸计算： 、计算分度圆： mmmZdmmmZd252463844212211 、中心距： mmdda1682/ )25284(2/ )(21 、齿宽： mmdbd848411取 B2=84mm，B1=90mm3.3.5 验算： 合适mmNmmNbKFNdTFAtt/100/94.99842 .839512 .839584106 .352223113.4 低速级低速级11113.4.1 选齿型，精度等级，材料及齿数（1）用直齿齿轮，精度 7 级；（2）小齿轮用 40Cr，硬度 280HBS，大齿轮用 45 钢（调质） ，硬度240HBS；（3）选小齿轮齿数 Z1=24，大齿轮齿数 Z2=2.20524=52.62，取 Z2=533.4.2 按齿面接触强度设计： 3121132. 2dtHEtTKuuZd3.4.2.1 确定公式内的数值：（1）试选载荷系数 Kt=1.318（2）计算小齿轮转矩 T1=978.63Nm（3）选取齿宽系数 d=1（4）材料弹性影响系数 ZE=189.8Mpa1/2（5）小齿轮的接触疲劳寿命极限 ,6001limMpaH 大齿轮的接触疲劳寿命极限 MpaH5502lim（6）应力循环次数： 99291101205. 2/1022. 21022. 2)1030082(18 .7716060NnjLNh（7）查得接触疲劳寿命系数 93. 0, 9 . 021HNHNKK（8）计算接触疲劳许用应力： 取失效概率为 1%，安全系数 S=1 MpaMpaSKMpaMpaSKHHNHHHNH5 .51155093. 05406009 . 02lim221lim113.4.2.2 计算：（1）试算小齿轮分度圆直径 d1t，代入H较小值 mmuuZTKdHEdtt04.147205. 2205. 3163.9783 . 15 .5118 .18932. 2132. 2323211（2）计算圆周速度： smndvt/94. 51000608 .77104.14710006011（3）计算齿宽： mmdbtd04.14704.14711（4）计算齿宽与齿高之比 b/h 模数：mmzdmtt127. 624/04.147/11 齿高：mmmht785.13127. 625. 225. 2 19 67.10785.13/04.147/hb（5）计算载荷系数： 根据 v=5.94m/s，7 级精度，查得 Kv=1.15 直齿轮，假设2 . 1,/100/FHtAKKmmNbFK查得 查得1AK 查得 7 级精度，小齿轮非对称 615. 104.1471023. 01) 16 . 01 (18. 012. 11023. 0)6 . 0118. 012. 132322bKddH（ 由 b/h=10.67，456. 1,615. 1FHKK查得 229. 2615. 12 . 115. 11HHvAKKKKK（6）按实际的载荷系数校正分度圆直径： mmKKddtt99.175197. 104.147/311（7）计算模数 m： mmzdm33. 724/99.175/113.4.3 按齿根弯曲强度设计： 3212FSaFadYYZKTm3.4.3.1 确定公式内的数值：（1）查得小齿轮弯曲疲劳强度极限大齿轮弯曲极限,5001MpaFEMpaFE3802（2）查得弯曲寿命疲劳系数88. 0,85. 021FNFNKK（3）计算弯曲疲劳许用应力： 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4， MpasKMpasKFEFNFFEFNF86.2384 . 138088. 057.3034 . 150085. 022211120（4）计算载荷系数 K： 009. 2456. 02 . 115. 11FFvAKKKKK（5）查得齿形系数： 308. 2,65. 221FaFaYY（6）查得应力校正系数： 709. 1,58. 11SaSaYY（7）大小齿轮的比较FSaFAYY 01651. 086.238709. 1308. 201379. 057.30358. 165. 2222111FSaFaFSaFaYYYY 大齿轮大3.4.3.2 计算： mmm83. 42411063.978009. 2201651. 0323 取 m=5mm，按接触强度算得分度圆直径 d1=147.04mm小齿轮齿数为30408.29504.147111ZmdZ，取大齿轮齿数为6715.6630205. 2212ZuZZ，取3.4.4 几何尺寸计算：（1）分度圆直径：mmmZdmmmZd3355671505302211（2）中心距： 圆整为 243mm，mmdda5 .2422/ )335150(2/ )(21（3）计算齿轮宽度：mmdbd15015011 取 B2=150mm，B1=155mm3.4.5 验算： 21 NdTFt67.130481501065.97822311合适,/100/99.8615067.130481mmNmmNbFKtA3.5 轴系零件的设计：3.5.1 轴径的初步确定：2 . 010955033TTTdnPWT高速轴（1 轴）：取 40Cr 为轴材料，MpaT50 P1=84.92KW，n1=2300r/min mmdd79.325023002 . 01092.84955033中间轴（2 轴）：取 40Cr 为轴材料，25.108,400AMpaT mmnPAdrnKwP66.508 .7711 .7925.108min/8 .771,1 .7933022低速轴（3 轴）：取 40Cr 为轴材料， 25.108,400AMpaT mmnPAdrnKwP05.6535096.7525.108min/350,96.75330333.5.2 轴的结构设计113.5.2.1 高速轴（1 轴）：使用 30210 圆锥滚子轴承，T=21.75mm，a=20mm取 d1=40mm225056504640 图 1 高速轴结构图（1）力的计算：FNV1FNH1FtFrFNV2FNH2FNV1FrFNV267.85229.85图 2 高速轴受力分析图图 3 V 平面高速轴受力图Fr=NdT6 .305536. 010846 .3522tan2311Ft=NdT2 .839510846 .35222311NFFFNVrNV41.696085.67)85.6785.229(22NFFFFNVrNVNV19.235941.6966 .3055112 23FNH1FtFNH2 图 4 H 平面高速轴受力分析图NFFFFNFFFNHtNHNHNHtNH82.648192.19142 .839538.1913085.67)85.6785.229(11222（2）弯扭校核：MVMHM2.073105Nmm5.696105Nmm6.062105Nmm3.526105NmmT 图 5 高速轴弯扭图 根据第三强度理论：合适,7056.36)056. 0(1 . 0)6 . 0()(32222MpaMpaMTWMTca3.5.2.2 中间轴：使用 30211 圆锥滚子轴承，T=22.75mm，d=55mm，D=100mm，a=21mm247565556555 图 6 中间轴结构图FNV1FNH1FrFtFr2Ft2FNV2FNH2 图 7 中间轴受力分析图（1）力的计算：NdTFNdTFNdTFNdTFtrtr4 .130481015063.978226 .4749364. 01015063.9782tan257.58421033563.978225 .2126364. 01033563.9782tan23221311232223222 25FNV1Fr2FNV2Fr199.25162.566.75 图 8 V 平面中间轴受力分析图NFFFFFNFFFFNVrNVrNVNVrrNV5 .28824 .25925.99)25.995 .162()25.995 .16275.66(11221212299.25162.566.75FNH1Ft1Ft2FNH2 图 9 H 平面中间轴受力分析图NFFFFFNFFNHNHttNHNHNH18177091006.713025.994 .1304875.26157.58425 .3281221122（2）弯扭校核： 26MVMHMT286.09Nm17.314Nm1804.2Nm47.6Nm1826.7Nm50.65Nm978.63Nm 图 10 中间轴弯扭图 根据第三强度理论：合适,87.69)065. 0(1 . 0)7 .1826()63.9786 . 0(70)(32222MpaMpaWMTca3.5.2.3 低速轴：使用 30214 圆锥滚子轴承，T=26.25mm，a=25.8mm，d=70mm 2770748480706660 图 11 低速轴结构图FNV1FNH1Ft1Fr1