螺旋采样机的液压系统毕业设计.docx

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1、学号密级本科毕业论文螺旋采样机的液压系统设计摘要螺旋采样机主要运用于煤矿企业商品煤采样,在采制化中的起到重要的作用，该文提出了一种采样机液压系统控制的设计方案。根据螺旋采样机的工作特点，进行工况分析，设计出满足工作要求的螺旋采样机液压传动系统，对系统中各元件重要参数进行设计计算，并完成选型，最后对系统性能进行了性能验算。关键词：螺旋采样机、液压系统、设计ABSTRACTSpiralsamplingmachineismainlyusedincoalminingenterprisescommercialcoalsampling,playsanimportantroleinmining,thepap

2、erputsfbrwardasamplingmachinehydraulicsystemcontroldesignscheme.Accordingtotheworkingcharacteristicsofthescrewsamplingmachine,theworkingconditionanalysisiscarriedout,thehydraulictransmissionsystemofthescrewsamplingmachineisdesignedtomeettheworkrequirements,theimportantparametersofeachcomponentinthes

3、ystemaredesignedandcalculated,andtheselectioniscompleted,andfinallytheperfbanceofthesystemperformanceisverified.Keywords:Screwsampler,hydraulicsystem,design目录第1章绪论61.1研究意义61.2研究现状6第二章总体方案设计92.1 汽车自动煤矿采样机工作原理92.1.1 汽车自动煤矿采样机结构112.2 液压系统设计92.2.1液压系统设计要求92.2.2工况要求122.2.3拟定液压系统原理图132.2.4液压系统控制回路14第三章液压元

4、件设计选型143.1 球塞马达的计算143.1.1球塞马达的工况和要求143.1.2液压马达计算143.1.3进入液压马达最大流量的计算143.1.4IQJM球塞马达的结构示意143.2 液压阀的计算与选型153. 2.4单向阀的选择193.3电机泵组的计算选型193.4 油箱容量的计算及其附件的选择231. 4.1油箱容量的计算233. 4.2液位计的选择234. 4.3空气过滤器的选择235. 4.4加热器的计算选型246. 4.5回油过滤器的选择243.5 液压工作介质的选择253.6 管路的计算253.6.3系统压油管路的计算263.6.4回油管路的计算263.6.5泵出口软管的计算2

5、63.7其它液压辅助元件的选择273.7.1压力表的选择273.7.2压力表开关的选择27第四章液压系统的性能验算294.1液压系统压力损失294.2液压系统的发热温升计算294.2.1计算液压系统的发热功率294.2.2液压系统的散执功率304.2.3根据散热要求计算油箱容量31总结33参考文献34致谢错误!未定义书签。第1章绪论1.1 研究意义目前，选煤厂加快了智能化建设，但多数智能化环节的实现都是基于煤质指标的及时准确反馈。检测过程中采样至关重要：整个煤质化验环节，采样误差占80%,制样误差占16%,化验误差占4%o采样不具备代表性，依据煤质指标反馈进行的后续智能化环节都将失去意义,而螺

6、旋采样机会提高采样的代表性。1.2 研究现状早在20世纪60年代，美国就开展了煤炭生产及燃煤系统的采样研究。在制定媒质标准的同时，对其采样方法、工具及煤的生产的分析仪器也作了相应的规定。金属物料采样机是仿照煤炭采样机而产生的。美国江比郎公司的入场煤采制样系统，为美国政府所认可，成为美国当今煤炭生产，销售中的成熟定型装备，远销世界20多个国家和地区。目前，己积累生产300多台，经受了广泛的考验。中国进口第一台采样机是秦皇岛商检局于1983年从美国拉奇姆公司引进的,它是按照ISo的采样标准进行设计的，其整机是一种在落料处往复流槽式的采样系统，具有定量采样和定时采样两种模式，所以系统设置比较复杂。目

7、前国内自行设计的车辆采样装置主要分为龙门式和悬臂式两种，且国内仅仅由两家。通过对多个厂家的考察，发现我国自制的采样装置普遍存在采样深度不够，从而造成煤样含水量指标检测不准的缺陷。所以，虽然国内市场上有一些成品出现，但是总体并不是令人十分满意。采样机采样原理为螺旋采样式，其采样过程具有自我清洁的功能，这样可以避免样品污染、混淆等情况。双螺旋装有硬质合金刀头，在采样时，将大块的煤以切削的方式钻碎然后通过螺旋叶片提升采集。这样有效解决了点采样需采一点放一次样的问题，使三点采样时间小于等于180秒，实现采三点放一次样的目的。破碎机在入口处设有旋转和平移刮板，采用锤式破碎结构，这能及时有效的清理机体内部

8、附着的煤渣，该破碎机可以提供给用户不大于6mm13mm的材料。操作系统有自动、半自动等三种操作系统。操作时，仅需按下启动命令，整个过程均可自动完成，若出现差错，会自动报警并有手动或自动紧急关闭。系统设有自动测距定位系统，来保证采样准确点可以达到国标。可以和保密系统联网，实现对运输车辆所装运煤炭的矿点、煤在过磅称重、煤样采取、样品制作、分析化验、计质计量结算的全过程进行保密运作，使得采制样品设备应用更加公平、公正。如图1.1、图1.2是一些采样机的模型。图1 5ECYII-9600全自动火车图2 5E-CYQ9500全自动汽车采样机1.3 研究内容1、螺旋采样机液压系统设计2、液压元件计算选型3

9、、系统性能验算第二章总体方案设计2.1 汽车自动煤矿采样机工作原理2.1.1 汽车自动煤矿采样机结构2.1汽车自动煤矿采样机结构图如图2.1所示，自动煤矿采样机是由初级采样机（螺旋采样机）、行车、初级采样机计数器、车辆秤、初级给料机速度监测、堵塞检测、初级子样秤、破碎机速度监测、二机采样机计数器、二级采样机、样品容器、最终样品秤、斗式提升机堵塞检测、斗式提升机速度监测、监测显示器组成。工作原理：初级采样机从火车中收集到采集样品然后经过行车运送至初级子样秤。初级子样秤称量后，通过破碎机破碎进入二级采样机经过二次采样机采样后的样品最终进入样品容器中称量。2.2液压系统设计2.2.1液压系统设计要求

10、1、明确液压系统的动作和性能要求。例如，执行元件的运动方式、行程和速度范围、负载条件、运动的平稳性和精度、工作循环和动作周期、同步或联锁的要求、工作可靠性要求等。2、明确液压系统的工作环境。例如环境温度、湿度尘埃、通风情况、是否易燃、外界冲击振动的情况及安装空间的大小等。2.2.2工况分析这里所指的工况分析主要是对液压马达的工作情况的分析，分析的目的是了解在工作过程中执行元件的速度、负载变化的规律，并将此规律用曲线表示出来，作为拟定液压系统方案确定系数主要参数的依据。若液压执行元件动作比较简单,也可不做图，只需找出最大负载和最大速度即可。1、运动学分析如图2.2.2所示是马达运转示意图。柱塞行

11、程=Pinax-P0由图可知当柱塞运动至D点时位移达到最大,故作位移时间图2.3如下。图2.4是速度与时间图像。图2.5是加速度与时间图像。由速度图可知，整个过程分为零速区、加速区、等速区、减速区和零速区五个阶段。式中，Pmax一马达中心至滚动体中心的最大半径（向径）夕。马达中心至滚动体中心的最小半径（向径）图2. 2. 3柱塞运动位移与时间图图2. 2导轨曲线分析图2.4速度与时间图1.ILJ图2.5加速度与时间图2、负载分析（1）工作负载Fl如下图2.5,球塞幅与导轨相互作用的切向分力通过球塞传递给缸体。法向分力作用于柱塞，一部分通过有油液传递给缸体，另一部分作用在配流轴上，作用于缸体上的

12、径向力合力为0。设处于进油区段球塞上的径向液压力处于回油区段球塞上的液压力矢量为1。则作用在缸体上的径向力合力为图2. 5缸体球塞壁图图2. 6球塞在侧向力T作用下的压力分布图（2）摩擦阻力负载FfHH尸lb+闻虽然缸体中球与球窝之间由润滑油润滑，但是在高转速时，也会有润滑不充分而降低机械效率的情况。F1=Kf2)式中，R为球体于球窝的接触应力f为摩擦系数。（3）惯性负载Fa是指球体速度发生变化时，由球体惯性而产生的负载可用牛顿第二定律即Fi,=ma(2.3)式中m为球体质量，a为球体的加速度。2.2.3拟定液压系统原理图液压系统原理图由控制回路及液压源组合而成。液压系统基本回路分为压力控制回

13、路、速度控制回路以及换向控制回路。经过研究，选择多级调压回路、采用调速阀的节流调速回路、容积调速回路。各回路相互组合时要去掉重复多余的元件，力求系统结构简单。注意各元件间的联锁关系，避免误动作发生。要尽量减少能量损失环节，提高系统的工作效率。2.2.4液压系统控制回路液压系统控制回路如图2.7图2.7液压系统控制回路P为压力油路，T为回油路，A,B为液控单向阀控制油路1一压力表；2截止阀；3一二位三通电磁换向阀；4一液控单向阀5-单向定量液压泵；6液位计；7过滤器；8温度调节器9一油箱10双单向节流阀；11一双向定量液压马达；12、13液控单向阀14一三位四通电液换向阀；15一压力继电器；16

14、带旁通阀的过滤器：17-YV1、YV2、YV3为电磁铁回路控制系统工作原理：如图在启动系统前，先闭合Yvl断开YV2、YV3,启动电机。若在空载时无异常情况，则使YVl断电，使YV2、YV3闭合。当启动电机后，液压油于油箱经过过滤器然后通过单向定量液压泵，然后通过液控单向阀然后流经三位四通电磁换向阀，经过双液控单向阀，经过双单向节流阀，经过定量液压马达，然后回流。经过双单向节流阀、双液控单向阀，然后通过三位四通电磁换向阀，然后通过带旁通阀的过滤器最终回到油箱。其中液压表的作用是观察液压机液压系统中各工作点的压力，以便出现不正常情况时于操作人员把系统的压力调整到符合要求的工作压力；截止阀起切断油

15、路作用；：位三通电磁换向阀的作用是实现电、气联合控制，能实现远间隔操作；液控单向阀的作用是防止油液反向流动；单向定量液压泵的作用是将机械能转换为液体的压力能；液位计的作用是测量介质液位；过滤器的作用是消除介质中的杂质，保护阀门及设备的正常使用；温度调节器的作用是对温度、压力、液位、容量、速度等物理量的测量显示,并配合各种执行器对电加热设备和电磁、电动阀进行PID调节和控制、报警控制、数据采集等功能；油箱的作用是储存液压系统所需的工作液体，同时兼有散热、沉淀杂质和分离液体中汽泡；单向节流阀的作用是控制流量；定量液压马达的作用是将原动机输入的机械能转换成液体压力能的能量转换装置，同时也向液压系统提供压力油；双液控单向阀的作用是可对液压缸两腔进行保压锁定；三位四通电液换向阀的作用是实现液压油流的沟通、切断和换向；压力继电器的作用是利用液体压力信号控制电器触点的启闭的液压电气转换元件；带旁通阀的过滤器的作用是在过滤器发生堵塞时，旁通阀被顶开，可以暂时保证设备运行不受影响；电磁铁的作用是主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务。第三章液压