螺旋采样机液压系统的设计

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1、目 录内容提要Summary第一章 绪论11.1课题背景11.2液压传动的优点和缺点11.3主要技术参数及要求2第二章 系统分析与方案设计32.1液压系统组成及参数32.2液压系统的几种控制方式32.3系统控制回路原理图的初步拟定4第三章 系统的计算与选型53.1柱塞马达的计算53.2控制回路的计算及选型63.3电机泵组及其阀块的计算选型103.4油箱的容量的计算及其附件的选择173.5液压工作介质的选择183.6管路的计算193.7其它液压辅助元件的选择19第四章 液压系统的性能验算204.1液压系统压力损失204.2液压系统的发热温升计算22第五章 液压系统安装及调试245.1液压系统安装

2、：255.2调试前准备工作：255.3调试运行：255.4液压系统的用液及对污染的控制：25第六章 液压系统的维护及注意事项26第七章 日常维护要求277.1操作保养规程：277.2日常维护：277.3检修程序：27总结28参考文献29致谢30附录主要文件汇总表31附录易损件汇总表32附录外国文献翻译33第一章 、绪 论1.1课题背景螺旋采样机广泛应用于火电厂、焦化厂、钢铁厂等入厂煤采制样及煤矿外销煤的采制样。经特殊设计，还可用于钢铁厂、冶炼厂、焦化厂等矿石、矿粉和焦炭的采制样。 采样原理均为螺旋钻取式，其采样过程具有自我清洗功能，能避免样品污染。双螺旋镶有硬质合金刀刃的采样钻头，在采样时以钻

3、削的方式将大块煤或煤矸石钻碎，并经螺旋叶片提升采集。与短螺旋点采样配套的摆动集样斗，有效地解决了点采样须采一点放一次样的问题，使三点采样时间不大于180秒，实现采三点放一次样的目的。破碎机采用锤式破碎的结构形式，在破碎机入口处设有旋转和平移刮板，能及时和有效的清理掉机壁上沾附的煤样，该破碎机能为用户提供粒度不大于6mm/13mm的样料。操作系统设有自动/半自动/手动三种操作方式。日常操作时，只需按下启动命令，整个采样、制样全过程能自动完成，出现异常情况，自动报警并有手动或自动紧急停车。操作系统设有自动测距定位系统，以保证采样点合乎国标要求。可与编码保密系统联网，实现对运输车辆所装运煤炭的矿点、

4、煤种在过磅称重、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操作，使得采制样设备应用更加公平、公正。 液压传动的采样机，结构上容易实现标准化，通用化和系列化，便于大批量生产时采用先进的工艺方法和设备。本设计书所述液压系统是为螺旋采样机配套设计和制造；用于提供螺旋采样机液压马达的工作压力油，液压系统配置有加热器，电磁溢流阀，电磁换向阀，双单向节流阀，双液控单向阀等，可对系统马达工作实现远程控制，对于马达工作速度可以实现无级调速，并且可以实现保压功能。1.2液压传动的优点和缺点 液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用，是因为它与机械传动、电气传动相比，具有以下主要优点：

5、 1.液压传动是由油路连接，借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，且容易布置。在挖掘机等重型工程机械上已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。 2.液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如相同功率液压马达的体积为电动机的1213。液压泵和液压马达单位功率的体积目前是发电机和电动机的110，可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达可实现无级调速，调速范围可达1：2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速3传递运动均匀平稳，负载变化时速度

6、较稳定。因此，金属切削机床中磨床的传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护，使用安全、可靠，不会因过载而造成主件损坏：各液压元件能同时自行润滑，因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化。借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易的实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。液压元件己实现了标准化、系列化、和通用化，便于设计、制造和推广使用。 液压传动系统的主要缺点：1液压系统的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使液压传动不能保证严格的传动比：2液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体勃性变化引起运动特性变化，使工作稳定性受到影响，所以不宜在温度变化很大

7、的环境条件下工作：3为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件制造和装配精度要求比较高，加工工艺比较复杂。液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。液压系统发生的故障不易检查和排除。 总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。1.3主要技术参数及要求 最大要求转矩 F=7000kN 排量范围 1.45L/ 最大转度 40r/s 工作压力不超过 10MPa第二章、系统分析与方案设计2.1液压系统组成及参数 液压系统结构：本液压系统共有三大组成部分。一部分(参见装配图YZ1356-1)主要由油箱及其附件和过滤部件组成，二部分(参见装配图YZ

8、1356-1)主要由一个调压及换向阀块部件组成；三部分(参见YZ1356-1)为一组油泵电机部件；整套设备结构设计紧凑，布局合理，操作方便，性能可靠，节约能源，是螺旋采样机理想的配套液压设备。主要元件型号及参数： 1 齿轮泵：CB-Fc40-1FL额定压力： 16MP排量： 40/ 2主电动机：Y160L-4-B5功率： 11K转速： 1460/ 3液压系统内各发讯触点： DC 24V 4 回油滤油器：RFA-160*10-Y 过滤精度：10 微米 5 工作介质： 抗磨液压油YB-N46 工作介质污染度等级: NAS16389级 6油箱容积： 400L液压系统工作压力范围： 10Mpa2.2液

9、压系统的几种控制方式 液压系统的压力调节及控制：（参见液压原理图YZ-0-101） 1.本液压控制系统由一台齿轮泵组提供压力油源。在设备初次调试前，请检查液压系统的溢流阀、各节流阀的手柄，确定都处于松开状态，确定油箱内已加满液压油；拆下电机的防护罩，按顺时针方向手动盘车2030圈，排尽油泵吸油区的空气，装上防护罩；点动主油泵电机，确定电机旋转方向正确。 2.油泵的压力调试：首先松开电磁溢流阀（序号11）调压手柄，让电磁铁YV1得电, YV2,YV3,失电，启动电机，空载运行数分钟确定无异常后，让电磁铁YV1失电，逐级调节电磁溢流阀（序号11）调压手柄，打开压力表开关（序号8），压力表（序号9）

10、显示压力值至10MPa，此时油泵声音正常，无异常噪音，压力值稳定，这样即完成油泵压力的调节。 3.油箱内液体的温度及控制：（参见原理图YZ-0-101） 当系统油箱油温低于20时候，需要开启加热器；当油温高于40时候，停止加热器。 4.油箱内液位控制：（参见原理图YZ-0-101）油箱配备了可目测的液位计，用户随时可以直接的观察油箱液位的变化，出现漏油或者液位降低，需要及时的补充液压油液。 5.油箱内液体清洁度控制：（参见原理图YZ-0-101）当管路回油过滤器（序号4）SP1进出口压力差上升到0.35MPa时（显示过滤器的滤芯已堵塞），滤油器报警装置触点闭合并发讯，启动声光报警并停泵，提醒人

11、工更换滤油器或更换和清洗滤芯。2.3系统控制回路原理图的初步拟定经过上面的的系统分析，初步拟定液压系统控制回路如图2.2所示图2.1 液压系统控制回路图中 P为压力油路，T为回油路，A,B为液控单向阀控制油路第三章、 系统的计算与选型 3.1柱塞马达的计算 3.1.1柱塞马达工况及要求 柱塞马达最大输出转矩 F=7000N 液压缸最大工作压力 马达排量 马达转速 3.1.2液压马达计算q=n式中 V-液压马达排量 n-液压马达的转速 3.1.3进入液压马达最大流量的计算 进入液压马达最大流量 =q=58.4 3.1.41QJM柱塞马达的结构示意 图3.1 1QJM柱塞马达结构示意图1QJM柱塞

12、马达的结构如图3.1所示。主要零件有：壳体，缸体，输出轴，柱塞，滚轮组，配流轴等。马达的缸体上径向开有Z个柱塞孔（图中Z=8）。每个柱塞孔内安放一个柱塞。柱塞的顶部为球面，与滚轮组一起组成柱塞组件。每个柱塞孔的底部开有配流窗口。若变换马达的进排油口，则缸体将反向旋转。除轴旋转的结构外，若固定缸体与轴，则马达通油后，壳体与配流轴一起旋转，此时多作车轮马达用。 3.2控制回路的计算及选型 3.2.1叠加式单向节流阀的选型 叠加式单向节流阀工况及要求为：最大工作压力10MPa；最大流量58.4L/min；稳定工作时， 叠加式单向节流阀通过改变节流口断面大小来调节油路流量，实现流量控制。在反向时，油流

13、直接通过单向阀回油。选用不同安装位置可实现进口节流或出口节流。 故选用Z2FS10-20B型叠加式单向节流阀，压力至35Mpa 流量至60L/min，介质温度范围：-20+70，介质粘度范围：2.8380mm2/s。图3.2 叠加式单向节流阀 该阀是叠加式设计成对节流单向阀。该阀用于限制来自一个或二个工作油口的主流量或控制流量。两个对称设置的节流单向阀在一个方向上限定流量(通过调整节流阀芯)在相反方向上允许自由流动。用于进口节流控制时，油液从油口A流经节流口(1)到达工作油口，节流阀芯(4.1)可借助于设定螺钉(5)进行轴向调整，从而可以设定节流口(1)。同时，在油路A中的油液通过节流(4.1

14、)流经油孔(2)到达弹簧加截侧，存在的压力与弹簧力共同作用使节流阀(4.1)保持在节流位置。油液从执行器回流推动节流阀芯(4.2)，允许油液自由流经阀。此时阀作为单向阀工作。 1.主流量限制 成对单向节流阀是为了改变执行器的速度。安装于方向阀和底板之间的(主流量限制)。 2.控制流量限制 在液控方向阀的情况下，成对节流单向阀用于液控阻尼调整，在此情况下，它被安装于主阀和控制阀之间。Z2FS10型叠加式单向节流阀外形尺寸如下：图3.3 Z2FS10型叠加式单向节流阀 3.2.2叠加式液控单向阀的选择图3.4 叠加式液控单向阀叠加式液控单向阀它可用于关闭一个或两个工作油口，无泄漏持续时间长，稳定性好。油液从A到A1或B到B1自由流通，反向则被截止。如果油流通过阀，例如从A到A1，压力油作用在阀芯上，阀芯则向右远动并推动钢球离开阀座。单向阀被控制油打开时，油可从B1到B流通，压力在B1腔卸荷1。单向阀全部开启，为保证两个主单向阀在换向中位时能可靠的关闭，阀的A,B口与回油路连接。通过叠加式液控单向阀的最大流量为58.4L/min，叠加式液控单向阀的最高工作压力为10MPa。