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1、矿用清车机液压系统设计摘 要矿用清车机在煤矿井下运输中占有十分重要的地位，煤矸粘结矿车车底是煤矿生产运输过程中存在的一个普遍问题。经常而及时地清扫矿车车箱是提高矿井轨道运输效率的重要因素。为了提高清车效率，减轻工人劳动强度。矿用清车机为清理粘结在矿车车底煤矸起了尤其重要作用。本设计主要对矿用清车机液压系统部分进行了设计，由摩擦离合器控制行走部该为液压控制，安装了多路电磁换向阀，分别控制清车机前后，左右的移动以及摇臂的运动，克服了摩擦离合控制因打滑无法清理矿车车底粘结物的弊端。关键词： 清车机；矿车；液压系统Abstract Minecar cleaningmachineincoal mine
2、transportoccupies avery important position,the coal gangueminecaradhesionis a commonproblem existing inthe process of coal production and transportation.Regularand timelycleaningmine car carriageis an importantfactor to improve theefficiency of themine tracktransport.In order to improve thecleaninge
3、fficiency,reduce the labor intensity of workers.Cleaning machineforcleaningmineplay very importantrole in theadhesionof coal gangueminecar.The design of the mainhydraulic systemdesign ofcleaningcarmachinepart of themine,thefriction clutchcontrol into the hydraulic control,installation of themultiway
4、 electromagnetic reversing valves,control thevehicle cleaning machine,andmove left or right,andthe motion of the rocker,overcome the friction clutchslipcontroldue to defectstocleaning mine carbottombondedfabric.Keywords: The car cleaningmachine;harvester;hydraulic system目录摘 要IAbstractII第一章 绪论1第二章 矿车
5、清理机结构和原理2第三章 矿用清车机液压系统设计43.1矿用清车机驱动方式的选择43.2可行性和必要性分析43.3仰俯液压缸的设计53.3.1液压缸工作压力及主要结构尺寸的计算53.3.2 液压缸壁厚和外径的计算83.3.3 液压缸缸盖厚度的确定103.3.4 液压缸缸体长度的确定103.3.5 液压缸结构的设计103.4 纵向行走驱动液压缸的设计计算143.4.1 液压缸的受力分析及计算143.4.2纵向移动液压缸的设计计算153.4.3液压缸的结构设计183.5横向行走驱动液压缸的设计计算213.5.1 液压缸的受力分析及计算21 3.5.2横向移动液压缸的设计计算223.6 液压泵站的计
6、算与设计253.6.1 液压泵参数的计算与选型263.6.2 电动机的选型273.6.3 液压控制阀的选择28第四章 液压系统的维护保养304.1 使用液压系统的注意事项304.2 液压系统常见故障与处理方法304.3 液压系统的清理34结 论35参考文献：36致 谢37I第一章 绪论当今，矿车在我国仍是重要的矿山生产设备。它在运送物料的过程中，不论煤质，粒度组成及含水量如何，由于煤矿生产环境的恶劣，加之在运输过程中的振动等原因，卸车之后总会有少量的煤炭、矸石岩粉等易粘结的物料粘结在矿车车箱底部及帮部，形成粘附层。若不将这些残留煤、岩粉及时清除干净，则会越积越厚，越积越结实，增加了矿车自重，使
7、矿车的有效容积减少，不仅影响矿车的运输能力，造成运输系统的紧张状况，而且增加了电力资源的浪费。据不完全统计，煤矿粘底煤平均占矿车容积的20%左右。这不但不能充分发挥矿车的装载效能，而且造成人力、电力、设备的浪费，降低了矿井运输能力及矿车利用率，影响矿井生产水平的提高，成为煤矿挖潜增产中带有普遍性和急需解决的问题。为了提高车辆的载重量，必须在矿井中进行矿车清扫工作。用人工完成这一工序时，劳动强度大、工作效率低、清挖效果差，因此需要定期进行清扫。清理车底的问题，在煤矿就显得尤为重要。清扫矿车车箱的主要要求是及时和干净，否则日积月累形成的煤、岩粉粘结层厚而结实，使用现有的任何清扫方法均难以立刻完全见
8、效。清理矿车粘结物，可分为人工和机械清理、高压水射流清理等。采用机械清理，不仅可以降低劳动强度而且清车效果好，效率高；高压水射流清理由于耗水量大，在推广上受到限制。目前国内矿车清理机械形式繁多，品种不一，而且造价较高。第二章 矿车清理机结构和原理 本文设计的矿用清车机主要由行走机构、截割机构、液压驱动系统以及操作机构等四部分组成。各部关系如下图所示。矿车截割机构操作机构行走机构 图1 矿用清车机组成图框1、纵向行走机构：由上车体、纵向行走轮轴、纵向行走液压缸等组成。由于纵向行走液压缸的缸体与纵向行走的轨道架连接，而活塞杆与上车架连接，因此通过操作换向阀，使液压油进入压力缸，使活塞作往复运动以带
9、动清车机前进或后退。 2、横向行走机构：由下车体、横向行走轮轴、横向行走油液压缸等组成。横向行走液压缸的缸体铰接在地面上，活塞杆与下车体底托盘连接。同理操作换向阔的手柄即可使清车机左、右行走。3、截割机构：由圆形截盘，升降臂和支承截盘的轴承等组成。截割盘是清车机的主要工作部件。每个截齿盘上装有四个截齿。截齿的旋转是通过链条传动的。为适应矿车清理的需要，升降臂靠液压活塞可作上下摆动，以达清理整个车底之目的。4、驱动机构：有气动、液动、电动和机械式四种形式。气动式速度快，结构简单，成本低。采用电位控制或机械挡块定位时，有较高的重复定位精度。液动式可实现连续控制，使工业机械的用途和通用性更广，定位精
10、度一般在1mm范围内。本设计采用液动驱动方式。5、液压传动系统，如下图所示图2 液压传动系统图1. 横向行走液压缸 2.电磁换向阀 3. 电磁溢流阀 4. 纵向行走液压缸5.电磁换向阀 6. 电磁溢流阀 7. 仰俯液压缸 8. 电磁换向阀 9. 电磁溢流阀 10. 液压马达 11. 电磁换向阀 12. 电动机13. 齿轮泵 14. 滤清器 15. 空气滤清器 16.液位液温计17.压力表清车机安装在垂直于翻车机纵向中心线的专用硐室中，翻车机专用于安放待清矿车于水平位置。清扫过程是，载重矿车进入翻车机，翻车机连同矿车朝清车机的相反方向旋转270度完成卸载后开动清车机，割盘由液压马达通过链条带动旋
11、转，操纵纵向液压换向阀，压力油进入液压缸，纵向液压缸伸出，使机身纵向前进，将割盘伸入到矿车内，割盘旋转，截割粘车底煤。然后操纵横向换向阀，压力油进入液压缸，横向液压缸作往复运动， 使截盘沿矿车往复截割，并可配合仰俯换向阀，可使截盘上下摆动，直到全部清理干净为止。第三章 矿用清车机液压系统设计3.1矿用清车机驱动方式的选择设计矿用清车机时，选择哪一类驱动系统，要根据矿用清车机的作业要求、矿用清车机的性能规范、控制功能、维护的复杂程度、运动的功耗、性能与价格比以及现有条件等综合因素加以考虑。在注意各类驱动系统特点的基础上，综合上述各因素，充分论证其合理性、可行性、经济性以及可靠性后进行最终的选择。
12、工业机械较之其他用处机械（如教育、医疗或科研等），显示出的主要特点就是输出功率大，需承受载荷重。因此，在本次设计如此定位的情况下，选择了液压传动方式。相比较其他的传动方式，如电动、气动、机械传动等，液压传动方式有着自己独有的优点：1）液压传动能在运行中实线无级调速，调速方便且调速范围比较大，可达100：12000：1。2）在同等功率的情况下，液压传动方式装置的体积小，重量轻，惯性小，结构紧凑（如液压马达的重量只有同功率电机重量的1020），而且能传递较大的力或转矩；3）液压传动工作比较平稳，反映快冲击小，能高速启动、制动和换向。液压传动装置的换向频率，回转运动每分钟可达500次，往复直线运动可
13、达4001000次；4）液压传动装置的控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力，易于实现自动化，与电气控制配合使用，能实现复杂的顺序动作和远程控制；5）液压传动装置易于实现过载保护，系统超负载，油液经溢流阀回油箱。由于采用油液做工作介质，能自行润滑，所以寿命长；6）液压传动易于实现系列化、标准化、通用化，易于设计，制造和推广使用；7）液压传动易于实现回转、直线运动，且元件排列布置灵活。制约因素较少；8）液压传动中，由于功率损失所产生的热量可由流动着的油带走，所以可避免在系统某些局部位置产生过度的温升。当然，相比其他传动方式，液压传动由于其工作方式的特殊性，也存在一些缺点：1）液体为工作介质，易泄
14、漏，油液可压缩，故不能用于传动比要求很高的场合。2）液压传动中有机械损失、压力损失、泄漏损失，效率较低，所以不宜作远距离传动。3）液压传动对油温和负载变化比较敏感，不宜在低、高温度条件下使用，对污染也很敏感。4）液压传动需要有单独的能源（例如液压泵站），液压能不能像电能那样从远处传来。5）液压元件制造精度高，造假高，所以需要组织专业生产。6）液压传动装置出现故障时不易追查原因，不易迅速排除。3.2可行性和必要性分析本次矿用清车机的设计，采用的是液压驱动系统。在设计中要解决的几个核心问题有如下几个方面：1）设计好矿用清车机的极限工作载荷（G），并当之为一个重要的已知条件来设计计算后续的结构尺寸；2）确定驱动液压缸的参数(D、d)；3）在设计臂部俯仰动作时，首先确定臂部的俯仰行程角度(、)。然后在计算了俯仰各部的重量、轴销处的摩擦阻力矩后适当选择驱动液压缸。俯仰液压缸的行程如下图所示。4）各连接处的螺栓、螺钉或销钉连接要严格按照连接强度要求。各液压缸的各密封处的密封件也要严格按照密封条件选取。以上就是本次矿用清车机设计的可行性和必要性分析。可能在设计中，我还会遇到很多原理或是机构的矛盾和问题，我也会严格按照设计的功能和强度要求一一纠正的。图3 俯仰液压缸行程示意图3.3仰俯液压缸的设计3.3.1
