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1、摘 要本论文对斗轮堆取料机尾车俯仰及脱钩液压系统进行改进设计，主要进行了原理方案的比较设计、液压元件的计算选择、阀集成块和油箱的机械设计以及尾车液压站的布局设计等工作。通过本论文设计实现的尾车液压站能够满足使用要求，运行稳定，安全性好，维修及改造方便，可以应用在散料货场的斗轮堆取料机上，改善散料堆取、混匀作业的工作效率。关键词：斗轮堆取料机，液压系统，俯仰，脱挂钩Abstract本论文对斗轮堆取料机尾车俯仰及脱钩液压系统进行改进设计，主要进行了原理方案的比较设计、液压元件的计算选择、阀集成块和油箱的机械设计以及尾车液压站的布局设计等工作。通过本论文设计实现的尾车液压站能够满足使用要求，运行稳定
2、，安全性好，维修及改造方便，可以应用在散料货场的斗轮堆取料机上，改善散料堆取、混匀作业的工作效率。The bucket wheel stacker reclaimer tail vehicle pitch and decoupling hydraulic system to improve the design, mainly discussed the principle scheme comparison, selection, design calculation of hydraulic components of the valve integrated block and the
3、tank tail car mechanical design and hydraulic station layout design work. Through the tail car hydraulic pressure to implement the design of station can meet the use requirements, stable operation, good safety, convenient repair and modification, can be used in bulk material yard stacker and Reclaim
4、er bucket wheel stacker, improve the bulk material, mixing operation efficiency.Key word：Bucket wheel stacker reclaimer, hydraulic system, pitch, off the hookII目录摘 要I1 绪 论- 1 -1.1 课题背景- 1 -1.2 设计内容11. 2 液压系统的方案设计- 2 -2.1系统设计要求- 2 -2.2系统方案实现分析- 2 -3 元件的选择与计算- 5 -3.1泵的选择和计算- 5 -3.2电动机的选择和计算- 5 -3.3阀类元
5、件的选择和计算- 6 -3.4管路的选择和计算- 6 -3.5油箱容积的计算- 7 -3.6辅助元件的选择和计算- 10 -4 液压系统的结构设计- 12 -4.1油箱的设计- 12 -4.2集成块设计- 14 -5 系统说明书- 17 -5.1功能说明- 17 -5.2操作说明- 17 -5.3元件清单- 18 -6 结 论- 20 -致 谢- 21 -参考文献- 22 - 22 - 1 绪 论1.1 课题背景斗轮堆取料机液压系统包括俯仰系统、尾车变幅及脱钩系统两部分,尾车变幅及脱钩系统与俯仰系统配合,完成尾车液压缸的脱挂钩和尾车的升降变幅功能.本论文涉及的是其中尾车俯仰及脱钩液压系统的设计
6、,指在通过本论文设计实现的尾车液压站能够满足使用要求,运行稳定,安全性好,维修及改造方便,可以应用在散料货场的斗轮堆取料机上,改善散料堆取、混匀作业的工作效率。1.2设计内容设计的主要内容为一套完整的液压传动系统,从系统工作环境和完成的功能分析开始,通过分析比较拟定该液压系统的原理图,计算系统的主要参数,选择执行元件和各种液压辅助元件,包括油箱的初步设计,泵、电动机、阀类元件以及其它液压辅助装置(过滤器、液位计、密封件、管件、管接头、测压组件等)的选择,集成块和油箱结构的机械设计,最后是液压泵站的结构设计以及整个液压系统的组装,并提出系统的使用说明书.2 液压系统的方案设计2.1系统设计要求尾
7、车变幅液压系统属于液压传动系统，适用于煤炭、沙子、石子等散料堆取机械的尾车变幅及脱钩功用，属于中小型液压系统，没有过高的走行及抗燃要求，露天工作，环境比较恶劣，工作场地沙尘较多，冬季气温较低，因此，要求系统防尘能力强，工作安全性高，可靠性好，能在较低气温下持续可靠的工作，并能够适应较恶劣且温度变化较大的工作环境。根据工况条件判断，该系统属于中压中载系统，液压尾车采用双缸同时、同步工作，工作时液压泵在斗轮工作期间应不间断持续运行，变幅动作由电磁换向阀控制，为提高安全性，系统有超压保护等保护装置，同时保证系统的密闭性。2.2系统方案实现分析根据对液压系统的要求，斗轮机尾车变幅及脱钩液压系统应能实现
8、以下功能的基本回路：1.换向回路：实现尾车脱钩和挂钩、变幅升和变幅降之间的转换。2.调压回路：控制系统的工作压力，使它不超过预先调好的某个数值。3.卸载回路：系统在只需要输出少量功率或不需输出功率时，液压泵停止运转或在很低压差下运转，以减少系统功率损耗和噪声，延长泵的工作寿命。4.保压回路：使变幅液压缸在某个工作阶段内压力保持恒定不变。5.泄压回路：使得俩个双缸内高压腔中的压力缓慢释放，以免突然减压引起的冲突、振动和噪声。6.平衡回路：使得变幅液压缸保持一定的背压力，和负载相平衡。7.缓冲回路：使液压缸在行程终点前预先减速、延缓其停止或换向的时间，以及延缓调压卸载回路的卸载和升压过程来达到缓和
9、冲击的目的。8.调速回路：调节两个双缸的工作速度。1. 分析拟给定的原理图(如下图2.2)：1). 换向回路由两个电磁换向阀完成，分别控制俯仰缸和脱钩缸。2). 调压回路由两个溢流阀完成，分别控制两个电磁换向阀入口处的压力，液压泵的最大工作压力由溢流阀规定，可以预先调定以控制系统的工作压力，同时还起安全阀的作用。3). 该系统原理图中脱钩缸的卸载功能由电磁换向阀的中位机能来实现。而俯仰缸的卸载是限压式变量卸载，当回路中压力达到溢流阀的预先调定值时，通过溢流阀实现保压卸载，这使得俯仰缸能够承受一定的负载，同时又能实现卸载，减少功率损耗，延长泵的寿命。 图2.24). 脱钩液压缸不承受负载所以不需
10、有保压回路功能，而俯仰缸的保压回路由液控单向阀实现，在俯仰缸的进油路口串接一个液控单向阀，利用锥形阀座的密封性能实现保压。采用电接点接触式压力计，可以控制液流波动范围和补压动作。5). 平衡回路的功能由液控单向阀来完成，液压缸回油腔由液控单向和单向节流阀串接锁闭，活塞能长期停留在任意位置，活塞上下行时有不大的功率损失，能够满足系统要求。6). 调速回路由叠加式单向节流调速阀实现。由以上分析，给定的回路能够比较好的满足工作要求，保压、卸荷、调压、调速的功能要求都能够完全满足，但是在缓和冲击方面还有待改进，并且该回路效率比较高，安全性好，成本适中，考虑到该系统的工作环境对噪 音和振动没有太高要求，
11、可以使用该回路提出的原理。 3 元件的选择与计算3.1泵的选择和计算选择液压泵的主要原则是满足系统的工况要求，据此初步确定泵的结构形式，通过对液压泵的主要参数工作压力和流量的选取进而确定泵的具体型号和相关参数。3.1.1确定泵的额定流量式中 泵的额定输出流量（L/min） 流量最大值（L/min） 泄漏量，根据经验估算（1030），因管路结构比较简单取100.14.6L/min4.6L/min所以 =36+3.6=165.6L/min3.1.2确定泵的额定压力式中 泵的最大工作压力(额定压力) (MPa) 执行元件的最高工作压力(MPa)压力总损失，该系统结构比较简单，取0.7MPak系数，该
12、系统结构比较简单，取1.8所以 =(16+0.7)1.8=30.06根据以上计算，泵的工作压力较高，因此选用斜盘式轴向柱塞泵，根据泵的额定压力和输出流量确定泵的型号为63SCY14-1B,电机转速为1500rpm。3.2电动机的选择和计算液压泵实际需要的输入功率是选择电动机的主要依据。由于液压泵存在着容积损失和机械损失，为满足液压泵向系统输出所需要的压力和流量，液压泵的输入功率必须大于它的输出功率。=式中 液压泵的输入功率（kw） 液压泵的额定压力（Pa）液压泵的额定流量（/s）液压泵的总效率，其中，是液压泵机械效率，是液压泵的容积效率，取0.95所以kw 因此选择电动机型号为Y160L-43
13、.3阀类元件的选择和计算根据系统的要求、工作压力和流量，从元件产品样本中选择元件型号如下：（1）三位四通电磁阀 4WE10G30/CW220R（2）电磁溢流阀 DB10A-2-50/31.5UW220（3）液控单向阀 SL10PB-30/2（4）双联单向节流阀 Z2FS10-30（5）单向阀 S10A/23.4管路的选择和计算管路的选择主要依据安装位置、工作环境、工作压力和油管的特点来进行。3.4.1管路内径的计算 式中 管子内径（mm）管内流量（/s）油液流速，吸油管0.51.5m/s，压油管2.55m/s,回油1.52.5m/s,阀内通道6m/s。取1m/s, =5m/s, =2m/s,
14、=6m/s, 则:3.4.2管子壁厚的计算式中 油管壁厚（mm） 管内工作压力（MPa） 管子内径（mm） 安全系数，7MPa17.5MPa, 取n=6 材料抗拉强度，对于钢管，380MPa则:根据以上数据，选取管子尺寸见表3-1表3-1 管子尺寸公称通径外径接头螺纹壁厚吸油管3242M4224压油管1018M181.51.6回油管1522M221.52.5阀内通道1018M181.51.63.5油箱容积的计算油箱容积的确定，是设计油箱的关键。油箱的容积应能够保证当系统供油流量大于回油流量时，最低液面在进口过滤器之上;当系统回油流量大于供油流量，或者系统停止运转油液返回油箱时，油液不会溢出。同时，油箱还应该满足系统散热要求。3.5.1根据使用情况确定油箱的容积有效容积的计算按经验公式:式中 经验系数，本系统属于中压系统所以7 额定流量（L/min）所以 V=736=252L=0.253.5.2按系统发热与散热关系进行校核为了简化计算，在一般情况下，计算发热量时，只考虑液压泵和溢流阀的发热量;在计算散热量时，只考虑油箱温升所允许的热量。在元件选择合理时，其他液压阀及管的发热量并不大，且考虑到他们会向空气中散热，故可忽略不计。1. 液压系统的发热计算1). 液压泵的发热功率式中 液压泵的发热功率
