液压传动系统论文

1、目 录第一章绪论3 1.1 液压技术的发展概况31.2 液压驱动与机械驱动比较的优缺点31.3液压驱动在输送机方面的应用4 第二章 液压传动的工作原理及基本回路52.1液压传动的工作原理和工作特征5 2.2压力控制回路62.3速度控制回路8第三章液压辅助元件113.1管件113.2油箱123.3滤油器133.4蓄能器153.5密封装置17第四章液压驱动输送机的液压系统的设计184.1 液压系统要求实现的动作及系统的参数184.2 选取液压马达184.3选择液压元件184.4选择液压油224.5拟定系统原理图234.6液压系统性能验算24第五章 带式输送机265.1带式输送机的发展状况265.2

2、带式输送机的主要部件的结构及功能295.3安装运转与维护3 3后记34参考文献35第一章 绪论1.1 液压技术的发展概况液压技术的发展是与流体力学的理论研究的成果和工程材料、液压介质等相关学科的发展紧密相联的。1650年帕斯卡提出了封闭静止液体中压力传播的帕斯卡原理；1686年牛顿揭示了粘性流体的内摩擦定律；到18世纪，流体力学的两个重要方程连续性方程和伯努力能量方程相继建立，这些理论成果为液压技术的发展奠定了理论基础。1795年英国人布拉默发明了世界上第一台水压机，是他首先利用水不仅进行能量传递，而且传递控制信号，标志现代液压技术工程应用的开始。水压机的发明还与当时铸铁等工程材料及一些新的制

3、造方法的出现密切相关。1851年阿姆斯特发明重锤式蓄能器以后，促使液压传动的应用迅速增加，到19世纪90年代，液压传动已应用于压力机、起重机、卷扬机、包装机、试验机等许多工业部门。我国从20世纪50年代末期开始发展液压工业，特别是80年代到90年代，国家对液压行业进行了重点改造，并先后引进了近五十项国外技术，使我国液压行业的产品水平、科研开发能力和工艺装备水平都有大幅度提高，液压技术在各工业部门得到广泛的应用。但是与国外先进水平相比差距很大，主要表现在：产品水平低，品种规格少，自我开发能力薄弱成套性差，特别是对重大技术装备、重点工程的配套率严重不足；产品质量不稳定，可靠性差，寿命短；一些新的应

4、用领域如航天航空，海洋工程，生物医学工程，机器人，微型机械及高温、明火环境下所急需的一些特殊元件，几乎处于空白。液压工业已成为影响我国机械工业和扩大机电产品国际交往的瓶颈产业，迅速改变这种落后面貌，是我国液压技术界和工业界多面临的迫切任务。1.2液压驱动与机械驱动比较的优缺点液压传动与机械传动比较的优缺点液压系统机械系统重 量较轻，同等功率下约为后者的1020%,大结构尺寸较小，约为后者的1213%大反应速度快，液压马达只需0.1秒，在自动控制系统中具有稳、准、快的特点在加速中同等功率的电动机需一秒到几秒时间调速范围调速性能好，能实现无级调速，调速范围可达200250，电机不能调速功率易实现功

5、率放大操纵、控制比较方便、省力，易实现自动化，如与电器相配合，易于实现远距离操作和自动控制过载保护易于实现过载保护，只需设置一安全阀零部件已标准化、系列化和通用化，便于设计和选用启动液压泵可空载启动电机起动对电网冲击大元件布置可随设备的需要随意安排，不需中间的机械传动环节难以实现此点制动性能缓冲时间长，制动效果好制动性能不好缺 点生产成本稍高，且元件的制造精度要求高一般后期维修要求工人素质高，有一定的液压知识，且费用较高方便泄漏由于以液体为工作介质，有一定的泄漏，容积效率低传动效率高工作温度工作介质易受温度影响，在低温环境中起动需预热要求较低总的来说，液压传动的优点很多，但其缺点也不能忽视。液

6、压技术一直在不断发展，借助现代科技的支持几相关学科的科技成果，使起缺点逐渐被克服，性能不断提高，应用领域不断扩大。1.3液压驱动在输送机方面的应用液压传动由于其本身诸多的优越性，在煤矿矿山机械方面倍受青睐。国外在这方面的应用较多，同时其技术也比较全面先进，设备也比较先进，使他们的主井提升，定重装载等在现代化煤矿机械方面独树一帜。而国内在液压传动井下应用方面的研究较少，技术相对比较落后，这是由于我国液压技术起步较晚所致。随着科技和技术的不断进步，以及液压技术本身的不断发展和完善，我相信液压驱动技术一定会实现质的跃迁，使它在煤矿井下井上大放异彩。第二章 液压传动的工作原理及基本回路2.1液压传动的

7、工作原理和工作特征用流体作为工作介质进行能量传递的一种传动方式称为液压传动。液体传动按其工作原理的不同分为两类，主要以液体动能传递能量的传动方式称为液力传动（如离心泵、液力变距器等）；主要以液体压力传递能量的传动方式称为液压传动。下面以一个简单的例子来说明液压传动的工作原理。图0-1为一常见的手动液压千斤顶原理图。液压缸9为起重缸，手动杠杆1操纵的液压缸为2的动力缸（即液压泵），两缸通过管道6连接构成通路（形成密闭连通器）。当操纵杆1上下运动时，小活塞3在缸体内随之运动，缸体2的容积上一密闭的，当小活塞3上行时，刚体2下腔的容积扩大而形成局部真空。油箱12中液体在大气压力作用下，通过管道5推开

8、吸油阀4，流入小活塞的下腔；当小活塞下行时，缸体2下腔容积缩小，在小活塞作用下，受到挤压的液体通过管道6打开排由阀7，进入液压缸9的下腔（此时吸油阀4关闭）。迫使大活塞8向上移动。如果反复推动把手1，液体就会不断地送入大活塞的下腔，推动大活塞及重物上升。用节流阀11，可以控制液压缸9下腔通过管道10流回油箱的液压量的大小。式中Q为单位时间内流过某截面的液体容积，简称为流量。此例中Q即为小活塞动力缸排出的流量，而为通过节流阀口的流量。由式可知，在大活塞端面积一定的条件下，大活塞的运动速度决定于输给它的流量的大小。若Q为定值，则由决定，亦即操纵节流阀11可起到控制的作用。F为加在小活塞上的力，称为

9、输入力。重物为外界加在大活塞上的阻力（包括活塞自重），称为负载。F力使小活塞下移，将动力缸2下腔液体通过管道6排入起重缸9下腔，迫使大活塞克服负载上升。动力缸2中液体的压力：式中 液体的压力。若不计各种阻力和液体自重，根据帕斯卡原理，这一压力将等值地传递到起重缸的下腔中。此时，作用在起重缸大活塞上的推力应为：所谓基本回路就是能够完成某种特定控制功能的液压元件和管道的组合。例如用来调节液压泵供油压力的调压回路，改变液压执行元件工作速度的调速回路等都是常见的液压基本回路，所谓全局为局部之总和，因而熟悉和掌握液压基本回路的功能，有助于更好地分析、使用和设计各种液压传动系统。2.2压力控制回路功用：使

10、液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。在变量泵系统中，用安全阀来限定系统的最高压力，防止系统过载。若系统中需要二种以上的压力，则可采用多级调压回路。（1） 单级调压回路如图21a所示，在液压泵1出口处设置并联的溢流阀2，即可组成单级调压回路，从而控制了液压系统的最高压力值。图21溢流阀的作用（2） 二级调压回路如图22a，可实现两种不同的压力控制。 （3） 多级调压回路 如图22b所示的由溢流阀1、2、3分别控制系统的压力，从而组成了三级调压回路。在这种调压回路中，阀2和阀3的调定压力要小于阀1的调定压力，但阀2和阀3的调定压力

11、之间没有什么一定的关系。2.3速度控制回路液压传动系统中速度控制回路包括调节液压执行元件的速度的调速回路、使之获得快速运动的快速回路、快速运动和工作进给速度以及工作进给速度之间的速度换接回路。一、调速回路调速是为了满足液压执行元件对工作速度的要求，在不考虑液压油的压缩性和泄漏的情 况下，液压缸的运动速度为 液压马达的转速： 由以上两式可知，改变输入液压执行元件的流量q或改变液压缸的有效面积A（或液压马 达的排量VM）均可以达到改变速度的目的。但改变液压缸工作面积的方法在实际中是不现实 的，因此，只能用改变进入液压执行元件的流量或用改变变量液压马达排量的方法来调速。为 了改变进入液压执行元件的流

12、量，可采用变量液压泵来供油，也可采用定量泵和流量控制阀， 以改变通过流量阀流量的方法。用定量泵和流量问阀来调速时，称为节流拥速；用改变变量泵或变量液压马达的排量调速时，称为容积调速；用变量泵和流量阀来达到调速目的时，则称 为容积节流调速。（）节流调速回路节流调速回路的工作原理是通过改变回路中流量控制元件（节流阀和调速阀）通流截面积的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量，以调节其运动速度。根根流量阀在回路中的位置不同，分为进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速三种回路。前两种回路称为定压式节流调速回路，后一种由于回路的供油压力随负载的变化而变化又称为变压式节流调速回路。1、 回路进油节

13、流调速（1）速度负载特性缸稳定工作时有 式中，P1为进油腔压力；P2为出油腔压力，P2=0；F为液压缸的负载；A1为液压缸无杆腔面积；A2为液压缸有杆腔面积，AT为节流阀通流面积。故节流阀两端的压差为P1=FA1液压缸的运动速度为这种回路的调速范围较大，当AT调定后，速度随负载的增大而减小，故负载特性软。适用于低速轻载场合。（2）最大承载能力 （3）功率和效率在节流阀进油节流调速回路中，液压泵的输出功率为=常量，而液压缸的输出功率为，所以该回路的功率损失为式中，qy为通过溢流阀的溢流量，qy=qp-q1由上式可以看出，功率损失由两部分组成，即溢流损失功率和节流损失功率。（4）回路效率为 第三章

14、 液压辅助元件液压系统中的液压辅件，是指动力元件、执行元件和控制元件以外的其它配件，如管件、油箱、过滤器、密封件、压力表、蓄能器等。3.1管件管件包括管道、管接头和法兰等，其作用是保证油路的连通，并便于拆卸、安装；根据工作压力、安装位置确定管件的连接结构；与泵、阀等连接的管件应由其接口尺寸决定管径。管道管道特点、种类和适用场合见表。表管道的种类和适用场合种类特点和适用范围钢管价廉、耐油、抗腐、刚性好，但装配不易弯曲成形，常在拆装方便处用作压力管道，中压以上用无缝钢管，低压用焊接钢管。紫铜管价格高，抗振能力差，易使油液氧化，但易弯曲成形，用于仪表和装配不便处。尼龙管半透明材料，可观察流动情况，加

15、热后可任意弯曲成形和扩口，冷却后即定形，承压能力较低，一般在2.88MPa之间。塑料管耐油、价廉、装配方便，长期使用会老化，只用于压力低于0.5MPa的回油或泄油管路橡胶管用耐油橡胶和钢丝编织层制成，价格高，多用于高压管路；还有一种用耐油橡胶和帆布制成，用于回油管路。管道的内径d和壁厚可采用下列两式计算，并需圆整为标准数值，即（3-1）（3-2）式中：允许流速，推荐值为：吸油管为0.51.5m/s，回油管为1.52m/s，压力油管为2.55m/s，控制油管取23m/s，橡胶软管应小于4m/s。n安全系数，对于钢管，£7MPa时，n=8；7MPa<£17.5MPa时，n

16、=6；>17.5MPa时，n=4。管道材料的抗拉强度，可由材料手册查出。管道应尽量短，最好横平竖直，拐弯少，为避免管道皱折，减少压力损失，管道装配的弯曲半径要足够大，管道悬伸较长时要适当设置管夹。管道尽量避免交叉，平行管距要大于100mm，以防接触振动，并便于安装管接头。软管直线安装时要有30%左右的余量，以适应油温变化、受拉和振动的需要。弯曲半径要大于9倍软管外径，弯曲处到管接头的距离至少等于6倍外径。管接头管接头是管道和管道，管道和其它元件，如泵、阀、集成块等的可拆卸连接件。管接头与其它元件之间可采用普通细牙螺纹连接或锥螺纹连接。（1）硬管接头按管接头和管道的连接方式分，有扩口式管接

17、头，卡套式管接头和焊接式管接头三种。扩口式管接头，适用于紫铜管、薄钢管、尼龙管和塑料管等低压管道的连接，拧紧接头螺母，通过管套使管子压紧密封。卡套式管接头，拧紧接头螺母后，卡套发生弹性变形便将管子夹紧，它对轴向尺寸要求不严，装拆方便，但对连接用管道的尺寸精度要求较高。焊接式管接头，接管与接头体之间的密封方式有球面、锥面接触密封和平面加O形圈密封两种。前者有自位性，安装要求低，耐高温，但密封可靠性稍差，适用于工作压力不高的液压系统；后者密封性好，可用于高压系统。此外尚有二通、三通、四通、铰接等数种形式的管接头，供不同情况下选用，具体可查阅有关手册。（2）胶管接头胶管接头有扩口式和扣压式两种，随管

18、径和所用胶管钢丝层数的不同，工作压力在640MPa之间，图3-1-2为扣压式胶管接头，扩口式胶管接头与其类似，可参见液压工程手册。3.2油箱油箱的基本功能油箱的基本功能是：储存工作介质；散发系统工作中产生的热量；分离油液中混入的空气；沉淀污染物及杂质。按油面是否与大气相通，可分为开式油箱与闭式油箱。开式油箱广泛用于一般的液压系统；闭式油箱则用于水下和高空无稳定气压的场合，这里仅介绍开式油箱。油箱的容积与结构在初步设计时，油箱的有效容量可按下述经验公式确定（3-3）式中：油箱的有效容量；液压泵的流量；经验系数，低压系统：=24，中压系统：=57，中高压或高压系统：=612。对功率较大且连续工作的

19、液压系统，必要时还要进行热平衡计算，以此确定油箱容量。（1）泵的吸油管与系统回油管之间的距离应尽可能远些，管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要大于管径的23倍，以免吸空和飞溅起泡，吸油管端部所安装的滤油器，离箱壁要有3倍管径的距离，以便四面进油。回油管口应截成45°斜角，以增大回流截面，并使斜面对着箱壁，以利散热和沉淀杂质。（2）在油箱中设置隔板，以便将吸、回油隔开，迫使油液循环流动，利于散热和沉淀。（3）设置空气滤清器与液位计。空气滤清器的作用是使油相箱与大气相通，保证泵的自吸能力，滤除空气中的灰尘杂物，有时兼作加油口，它一般布置在顶盖上靠近油箱边缘处。（4）最高油面只允许达到油

20、箱高度的80%，油箱底脚高度应在150mm以上，以便散热、搬移和放油，油箱四周要有吊耳，以便起吊装运。（5）油箱正常工作温度应在1566°C之间，必要时应安装温度控制系统，或设置加热器和冷却器。3.3滤油器对过滤器的要求液压油中往往含有颗粒状杂质，会造成液压元件相对运动表面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞，使系统工作可靠性大为降低。在系统中安装一定精度的滤油器，是保证液压系统正常工作的必要手段。过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除的最小杂质颗粒的大小，以直径d作为公称尺寸表示，按精度可分为粗过滤器（d100)普通过滤器(d10)，精过滤器（d5)，特精过滤器（d1)。一般对过滤器的基本要求

21、是：（1）能满足液压系统对过滤精度要求，即能阻挡一定尺寸的杂质进入系统。（2）滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏。（3）通流能力大，压力损失小。（4）易于清洗或更换滤芯。过滤器的类型及特点按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为网式、线隙式，纸质滤芯式、烧结式滤油器及磁性滤油器等。按滤油器安放的位置不同，还可以分为吸滤器，压滤器和回油过滤器，考虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器。（1）网式滤油器滤芯以铜网为过滤材料，在周围开有很多孔的塑料或金属筒形骨架上，包着一层或两层铜丝网，其过滤精度取决于铜网层数和网孔的大小。这种滤油器结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低，一般用于液压泵的吸油口。

22、 (2)线隙式滤油器用钢线或铝线密绕在筒形骨架的外部来组成滤芯，依靠铜丝间的微小间隙滤除混入液体中的杂质。其结构简单，通流能力大，过滤精度比网式滤油器高，但不易清洗，多为回油过滤器。（3）纸质滤油器滤芯为平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成的纸芯，将纸芯围绕在带孔的镀锡铁做成的骨架上，以增大强度。为增加过滤面积，纸芯一般做成折叠形。其过滤精度较高，一般用于油液的精过滤，但堵塞后无法清洗，须经常更换滤芯。（4）烧结式滤油器其滤芯用金属粉末烧结而成，利用颗粒间的微孔来挡住油液中的杂质通过。其滤芯能承受高压，抗腐蚀性好，过滤精度高，适用于要求精滤的高压、高温液压系统。过滤器的安装（1）泵入口的吸油

23、粗滤器用来保护泵，使其不致吸入较大的机械杂质，根据泵的要求，可用粗的或普通精度的滤油器，为了不影响泵的吸油性能，防止发生气穴现象，滤油器的过滤能力应为泵流量的两倍以上，压力损失不得超过0.010.035MPa。(2)泵出口油路上的高压滤油器这种安装主要用来滤除进入液压系统的污染杂质，一般采用过滤精度1015mm的滤油器。它应能承受油路上的工作压力和冲击压力，其压力降应小于0.35MPa，并应有安全阀或堵塞状态发讯装置，以防泵过载和滤芯损坏。（3）系统回油路上的低压滤油器可滤去油液流入油箱以前的污染物，为液压泵提供清洁的油液。因回油路压力很低，可采用滤芯强度不高的精滤油器，并允许滤油器有较大的压

24、力降。（4）安装在系统以外的旁路过滤系统大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油子系统，滤除油液中的杂质，以保护主系统。安装滤油器时应注意，一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。3.4蓄能器蓄能器的作用蓄能器的作用是将液压系统中的压力油储存起来，在需要时又重新放出。其主要作用表现在以下几个方面。（1）作辅助动力源在间歇工作或实现周期性动作循环的液压系统中，蓄能器可以把液压泵输出的多余压力油储存起来。当系统需要时，由蓄能器释放出来。这样可以减少液压泵的额定流量，从而减小电机功率消耗，降低液压系统温升。（2）系统保压或作紧急动力源对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压力的系统，可用蓄能

25、器来补偿泄漏，从而使压力恒定。对某些系统要求当泵发生故障或停电时，执行元件应继续完成必要的动作时，需要有适当容量的蓄能器作紧急动力源。蓄能器的结构形式（1）活塞式蓄能器活塞式蓄能器中的气体和油液由活塞隔开，活塞1的上部为压缩空气，气体由阀3冲充入，其下部经油孔a通向液压系统，活塞1随下部压力油的储存和释放而在缸筒2内来回滑动。这种蓄能器结构简单、寿命长，它主要用于大体积和大流量。但因活塞有一定的惯性和O形密封圈存在较大的摩擦力，所以反应不够灵敏。（2）皮囊式蓄能器皮囊式蓄能器中气体和油液用皮囊隔开，皮囊用耐油橡胶制成，固定在耐高压的壳体的上部，皮囊内充入惰性气体，壳体下端的提升阀A由弹簧加菌形

26、阀构成，压力油由此通入，并能在油液全部排出时，防止皮囊膨胀挤出油口。这种结构使气、液密封可靠，并且因皮囊惯性小而克服了活塞式蓄能器响应慢的弱点，因此，它的应用范围非常广泛，其弱点是工艺性较差。（3）薄膜式蓄能器薄膜式蓄能器利用薄膜的弹性来储存、释放压力能，主要用于体积和流量较小的情况，如用作减震器，缓冲器等。（4）弹簧式蓄能器弹簧式蓄能器利用弹簧的压缩和伸长来储存、释放压力能，它的结构简单，反应灵敏，但容量小，可用于小容量、低压回路起缓冲作用，不适用于高压或高频的工作场合。蓄能器的容量计算容量是选用蓄能器的依据，其大小视用途而异，现以皮囊式蓄能器为例加以说明。.1作辅助动力源时的容量计算当蓄能

27、器作动力源时，蓄能器储存和释放的压力油容量和皮囊中气体体积的变化量相等，而气体状态的变化遵守玻义耳定律，即（3-4）式中:皮囊的充气压力；皮囊充气的体积，由于此时皮囊充满壳体内腔，故亦即蓄能器容量；系统最高工作压力，即泵对蓄能器充油结束时的压力；皮囊被压缩后相应于时的气体体积；系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力；气体膨胀后相应于时的气体体积。体积差为供给系统油液的有效体积，将它代入式（3-3），使可求得蓄能器容量，即充气压力在理论上可与相等，但是为保证在时蓄能器仍有能力补偿系统泄漏，则应使<，一般取=（0.80.85），如已知，也可反过来求出储能时的供油体积，即（3-6）在

28、以上各式中，n是与气体变化过程有关的指数。当蓄能器用于保压和补充泄漏时，气体压缩过程缓慢，与外界热交换得以充分进行，可认为是等温变化过程，这时取n=1；而当蓄能器作辅助或应急动力源时，释放液体的时间短，气体快速膨胀，热交换不充分，这时可视为绝热过程，取n=1.4。在实际工作中，气体状态的变化在绝热过程和等温过程之间，因此，n=11.4。3.4.3.2用来吸收冲击用时的容量计算当蓄能器用于吸收冲击时，其容量的计算与管路布置、液体流态、阻尼及泄漏大小等因素有关，准确计算比较困难。一般按经验公式计算缓冲最大冲击力时所需要的蓄能器最小容量，即（3-7）式中:允许的最大冲击（）阀口关闭前管内压力（）用于

29、冲击的蓄能器的最小容量() L发生冲击的管长，即压力油源到阀口的管道长度() t阀口关闭的时间()，实然关闭时取t=03.5密封装置对密封装置的要求1.在工作压力和一定的温度范围内，应具有良好的密封性，并随着压力的增加能自动提高密封性能。2.密封装置和运动件之间的摩擦力要小，摩擦系数要稳定。3.抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨性好，磨损后在一定程度上能自动补偿。4.结构简单，使用、维护方便，价格低廉。密封装置的类型密封按其工作原理分为非接触式密封和接触式密封。（）间隙密封（）形密封圈（）唇形密封圈（）组合式密封装置（）回转轴的密封装置第四章液压驱动输送机的液压系统的设计4.1液压系统要

30、求实现的动作及系统的参数：要求液压系统为单驱动，能够调速、制动，运动平稳，可以实现过载保护。初定系统功率为20kW，马达转速n=60rpm,扭距T=3.2KNM.4.2选取液压马达：根据所给参数和马达选用原则，我们由液压马达选取：ZJM11型径向滚柱式高压液压马达型号排量ml/r压力 (MPa)转速 (r/min)扭距(N.m)额定最高压力额定转速转速范围额定扭距ZJM11104825406501603915计算马达转速n=60rpm时的压力以及流量由公式T=pV2得 p=2T/ V注：p马达进出口压差MPa；T马达扭距（Nm）；V排量ml/r.p=19.18×10pa=19.18

31、MPaQ=nV =60×1048=62.88l/min4.3选择液压元件：选择液压泵和驱动电机取液压系统的泄漏系数K=1.1，则液压泵的流量Q为Q=KQ=1.1×62.88=69.17 l/min根据拟定的液压系统是采用回油路节流调速，进油路压力损失选取p=5×10Pa 故液压泵的压力为： p=p+p=(19.18+0.5)×10pa=19.68 MPa考虑到系统动态压力因素的影响，液压泵额定工作压力为：p=19.68×（1+25%）=24.6 MPa N=36 kW2油管和其他辅助装置的选择序号控制元件名称型号规格技术数据 压力p(Mpa)

32、流量Q(l/min)通径备注1溢流阀1YHd20Lp=31.5;Q=10020管式2溢流阀2YHd20Lp=31.5;Q=10020管式3溢流阀3YHd20Lp=31.5;Q=10020管式4单向阀1AHa20Lp=32;Q=10020管式5单向阀2AHa20Lp=32;Q=10020管式6比例流量阀BQH16p=31.5; Q=63167换向阀34DYH-H20B-Tp=32；Q=10020板式8安全关闭阀24DY-H20Bp=32；Q=10020（1）选择油管和管接头a) 油管类型的选择：根据系统压力要求，我们选用钢管和橡胶软管。由于钢管能承受高压（最高压力可达32 Mpa），价格便宜，耐

33、油、抗腐蚀和刚性都较好。但装配中不能任意弯曲。弯曲部分可用橡胶软管联接。b) 油管尺寸的确定：油管内径d可根据通过的流量和允许的流速来确定： d=4.6(mm) 式中 Q通过油管的流量（l/min）;v油管中的允许流速（m/s），对吸油管可取0.61.5m/s，流量大时取大值。对压油管道取2.55m/s，压力高时取大值。回油管取1.52m/s。对吸油管：v=1.5m/s, d=4.6× =31.24mm.对压油管：v=5m/s, d=4.6× =17.11mm.对回油管：v=2m/s, d=4.6× =25.79mm.油管壁厚按下式计算(mm)式中 p管内最高工作

34、压力（pa）;d油管内径（mm）;油管材料许用应力（Pa），对于钢管，=（为抗拉强度，n为安全系数），当p>175×10Pa时，取n=4.我们选用20冷拔无缝钢管，则=510N/mm.对吸油管：；对压油管：；对回油管：管接头是油管与油管、油管与液压元件间的可拆式连接件。它应满足装拆方便，连接牢固，密封可靠，外形尺寸小，通油能力大、压力小，工艺性好等要求。由于该液压系统工作压力较高，考虑到管路布置，元件和机体间的连接以及元件之间的连接我们选用卡套式管接头、固定铰接式管接头和扣压式管接头。油箱的作用是储油、散发油的热量、沉淀油中杂质、逸出油中的气体。油箱的容量计算液压系统总的发热量

35、H可用下式计算： H=860P（1） （kcal/h）式中 P油泵电机的实际输出功率（kW）整个液压系统的总效率，总效率的数值可按下式计算：=式中 p马达的有效工作压力（Pa）；Q马达的实际流量（l/min）；马达的效率。 其中1Kw=860kcal/h。由以前计算的可知= =48.4%.所以液压系统总的发热量H为： H=860P（1）=860×37×（148.4%） =16419.12kcal/h =19.09kW 假设油箱容量为1m，由公式V=（l） 式中 H油箱总的散热量（kcal/h）；系统长期工作后的油温，取为80；环境温度，取为30； 由以上公式可得：1000=

36、计算可得H=5000kcal/h.则由冷却器散热量H为： H=HH=16419.125000=11419.12kcal/h=13.278 kW.4.4选择液压油 考虑到该系统工作压力较高，系统对环境要求不高，由液压元件手册我们选取矿油型液压油（L-HM），其部分指标如下：项目质量指标试验方法品种（按GB7631.2）L-HM质量等级一级品粘度等级（按GB3141）46GB265运动粘度（40）（mm/s）41.450.6GB2541外观（25）清亮目测密度（kg/m）920水质量分数/（%）痕迹GB260腐蚀试验（铜片，100，3h）/级 不大于1GB5096液相锈蚀试验蒸馏水合成海水无锈GB

37、11143机械杂质（%） 不大于无GB511硫酸盐灰分（%）报告GB24334.5拟定系统原理图根据液压系统设计的要求及要实现的动作，我们拟定液压驱动系统如下图：（1）系统主回路 由于该液压系统驱动功率较大，系统不要求换向，系统主油路采用单向变量泵和定量马达组成闭式容积调速回路，液压马达的调速由变量泵来实现。1. 系统补油和热交换回路当主油路变量泵1处于零位，主泵不排油。辅助液压泵2排出压力油，一部分经单向阀1和2进入主油路的两侧形成低压平衡，此时液动换向阀11处于中间位置。主油路两侧的油液经换向阀的节流孔、背压阀5和冷却器7流入油箱。而辅助泵的大部分油液直接经低压安全阀回油箱，对系统进行补油

38、，并对液压马达有一定制动作用。当主油路变量泵1离开零位，输出压力油时，如果图示上方为高压油路，下方为低压油路，液动换向阀在压差作用下换向，辅助泵2排出冷油经单向阀2补进低压油路，置换出低压油路中的部分热油，此热油经换向阀11、背压阀5、冷却器7回油箱，实现热交换。不论主油路高低压侧如何变换，都能实现补油和热交换。（3）过载保护回路当液压驱动部分需要压力过大，主油路工作压力超过允许值时，安全阀打开，高压油经安全阀节流孔回油箱，使压力不再升高。输送机液压驱动部系统原理图4.6液压系统性能验算（1） 液压系统压力损失的验算鉴于油泵和油箱整个装置处于一起，所以其油液压降可以不于考虑。 压油管路压力损失

39、：初定压油管路长5m,由前面的计算可知，对压油管平均流速v=5m/s,其内径d=20mm=0.02m.判断压油管液流状态，由于雷诺数Re为 Re=1976<Re=2300故为层流。式中 Re临界雷诺数。所以其沿程阻力系数=0.032。则其管路沿程压力损失为：=0.092Pa.由液压元件手册查得单向阀A-Ha20L的压力损失=0.04×Pa.忽略油液通过管接头等处的局部压力损失，则压油管路压力损失为：= + =（0.092+0.04）×Pa=0.132×Pa. 回油管路压力损失：同样回油管路长度为5m，由前面的计算可知，回油管内径d=30mm=0.03m.回油

40、管路油液平均流速v=2m/s.所以其雷诺数Re=1186< Re=2300故回油管路也为层流。 则其沿程阻力系数=0.054。所以回油管的压力损失为：=0.017×Pa.由液压元件手册查得比例流量阀BQ-H16的压力损失=0.65×Pa. 故回油管路的压降损失为：=+=（0.017+0.65）×Pa =0.667×Pa.（2） 系统温升的验算由于发热和散热的因素复杂，在此只对主要因素作概略计算。又管路的发热和散热基本平衡，故不计算。 液压系统总的发热量H为：H=860P（1）=860×37×（148.4%） =16419.12k

41、cal/h =19.09 kW. 已知油箱的容积为1m,则油箱的散热面积A为： A=6.66=6.66=6.66m又 由冷却器散热量H= 13.278 kW.所以由油箱散热量H为： H= H-H=19.09-13.278=5.812 kW. 所以由H=KA得 =取油箱散热系数K=20. 则有 =43.63显然温升超过了允许值，应增大油箱散热面积：V=1.25 V=1.25m,于是 A=6.66=7.73 m=37.6没有超过允许温升3540的范围。 第五章 带式输送机5.1带式输送机的发展状况带式输送机是连续运输机的一种,连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一。其运行可靠，输送量大

42、，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械，电力，轻工，建材，粮食等部门，是最常见的运输设备。带式输送机运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。连续运输机可分为：(1)具有挠性牵引物件的输送机，如带式输送机，板式输送机，刮板输送机，斗式输送机，自动扶梯及架空索道等；(2)不具有挠性牵引物件的输送机,如螺旋输送机、振动输送机等；(3)管道输送机(流体输送),如气力输送装置和液力输送管道。其中带式输送机是连续运输机中是使用最广泛的,在国民经济各部门中最常用的连续运输机。其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，约

43、为刮板输送机的1/3到1/5；由于物料同输送机一起移动，同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。输送带伸长率为普通带的1/5左右；其使用寿命比普通胶带长；其成槽性好；运输距离大。带式输送机常用的类型及型号。其分分类方法又有多种,按运输物料的输送带结构可分成两类。一类是普通型带式输送机,这类带式输送机在输送带运输物料的过程中,上带呈槽形,下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均

44、为平面；另外一类是特种结构的带式输送机,各有各的输送特点。其简介如下:QD80轻型固定式带输送机与TD型相比，其带较薄、载荷也较轻，运距一般不超过100m，电机容量不超过22kw。DX型属于高强度带式输送机，其输送带的带芯中有平行的细钢绳。一台运输机运距可达几公里到几十公里。U形带式输送机又称为槽形带式输送机,其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辊角由30°45°提高到90°使输送带成U形.这样一来输送带与物料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达25°。U形带式输送带进一步的成槽,最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，因为输

45、送带被卷成一个圆管，故可以实现闭密输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。气垫式带输送机的输送带不是运行在托辊上的，而是在空气膜(气垫)上运行,省去了托辊,用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊，运动部件的减少，总的等效质量减少，阻力减小，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过300mm。增大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外，也可以改变输送带本身，把输送带的运载面做成垂直边的，并且带有横隔板.一般把垂直侧挡边做成波状，故称为波状带式输送机，这种机型适用于大倾角，倾角在30°以上，最大可达90°。压带式

46、带输送机是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是:输送物料的最大倾角可达90°，运行速度可达6m/s，输送能力不随倾角的变化而变化，可实现松散物料和有毒物料的密闭输送，其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。钢绳牵引带式输送机是无际绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，根据需要物料可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。带式输送机可沿水平或倾斜线路布置。使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输倾角是不同的

47、，如下表5-1所示： 表5-1 物料种类与许用最大倾角物料种类角度（°）物料种类角度（°）煤块18筛分后的石灰石12原煤20干沙15筛分后的焦碳17未筛分的石块180350mm矿石16水泥 200200mm油田页岩22干松泥土20目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门,近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分.主要有:钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等.这些输送机的特点是输送能力大(可达3万t/h),适用范围广(可运矿石,煤炭,岩石和各种粉状物料,特定条件下也可以运人),安全可靠,自动化程度高,设备维护检修容易,爬

48、坡能力大(可达16°),经营费用低,由于缩短运输距离可节省基建投资.目前,带式输送机的发展趋势是:大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯,合理使用胶带张力,降低物料输送能耗,清理胶带的最佳方法等.我国已于1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计.钢绳芯带式输送机的适用范围:(1) 适用于环境温度一般为-40° +40°C；在寒冷地区驱动站应有采暖设施；(2) 可做水平运输,倾斜向上(16°)和向下(10°12°)运输,也可以转弯运输；运输距离长,单机输送可达15km；(3) 可露天敷设,运输线可设防护罩或设通廊。5.2带

49、式输送机的主要部件的结构及功能带式输送机结构简图如下所示：输送带输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引带式输送机除外），它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯（骨架）和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶，边条胶，下覆盖胶。输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织物等）或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。因此，带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一

50、面，主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。.1输送带的分类：按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物层芯的材质有棉，尼龙和维纶等。整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比，在带强度相同的情况下，整体输送带的厚度小，柔性好，耐冲击性好，使用中不会发生层间剥裂，但伸长率较高，在使用过程中，需要较大的拉紧行程。钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定的间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢

51、丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长率小，需要拉紧行程小。同其它输送带相比，在带强度相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。.2输送带的连接为了方便制造和搬运，输送带的长度一般制成100200米，因此使用时必须根据需要进行连接。橡胶输送带的连接方法有机械接法与硫化胶接法两种。硫化胶接法又分为热硫化和冷硫化胶接法两种。塑料输送带则有机械接法和塑化接法两种。(1)机械接头机械接头是一种可拆卸的接头。它对带芯有损伤，接头强度效率低，只有25%60%，使用寿命短，并且接头通过滚筒表面时，对滚筒表面有损害，常用于短距或移动式带式输送机上。织物层芯输送带常采用的机械接头形式有胶接活页式，铆钉固定的夹板式和钩状卡子式，但钢丝绳芯输送带一般不采用机械接头方式。(2)硫化（塑化）接头硫化（塑化）接头是一种不可拆卸的接头形式。它具有承受拉力大，使用寿命长，对滚筒表面不产生损害，接头效率高达60%95%的优点，但存在接头工艺复杂的缺点。然后将两个端头相互很好的粘合，用专用的硫化设备加压加热并保持一定的时间即可完成。其强度为原来强度的(i-1)/i3100%。其中i为帆布层数。