買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 礦車車箱整形機設計 學生姓名： 張 熊 學生學號： 200320623099 院 （系）： 機電工程學院 年級專業(yè)： 03機械設計制造及其自動化 指導教師： 楊光春 高級工程師 助理指導教師： 二七年六月攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 摘 要 I 摘 要 本課題主要是設計礦車車箱整形機，主要由液壓系統(tǒng)、專用小吊車、電動葫蘆、工字鋼、和支撐架等組成。由 于國內外現有的整形機功能還不夠完善 ,工人不能靈活運用。通過市場調查分析及對整形機的認識，查閱資料和老師指導，分別對整形機的機構進行設計驗算，包括對液壓系統(tǒng)、液壓站、管道及專用小吊車等主要部分的設計計算，最終設計出多功能、能靈活、方便使用的礦車車箱整形機。 利用先進的液壓傳動技術，采用新工藝、新材料研制出具有先進性、實用性的多功能礦車整形機。提高了礦車的維修質量與效率，減輕工人勞動強度，改善了作業(yè)環(huán)境，產生了良好經濟效益和社會效益。 關鍵詞 ：礦車車箱整形機、液壓系統(tǒng)、專用小吊車、設計。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） I he of so In of of of of a be is of of of to an It of 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 目錄 1 目 錄 摘 要 . I . 緒論 . 1 言 . 1 . 1 . 1 況分析 . 2 案設計 . 2 制應遵循的原則 . 2 案比較 . 3 案選擇 . 4 2 整形機液壓系統(tǒng)設計 . 6 . 6 . 6 壓系統(tǒng)的類型和特點 . 6 壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點 . 7 壓系統(tǒng)的設計要求及 工況分析 . 7 壓缸的設計 . 7 . 8 壓缸的結構確定 . 14 壓缸主要零部件設計 . 15 壓系統(tǒng)原理圖 . 31 . 31 . 32 擇液壓元件 . 33 壓泵及其驅動電動機的選擇 . 33 制閥的選擇 . 33 壓輔助件及液壓站設計 . 35 . 35 能器選擇 . 36 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 目錄 2 箱設計 . 37 算液壓系統(tǒng)性能 . 38 統(tǒng)壓力損失驗算 . 38 算系統(tǒng)效率 . 39 統(tǒng)發(fā)熱與溫升計算 . 39 3 專用小吊車的設計 . 41 掛運輸設備的選用 . 41 動葫蘆的選擇 . 41 . 41 壓缸重量計算 . 42 動葫蘆型號選擇 . 42 道選擇 . 42 吊車立柱選擇 . 43 動軸承選擇 . 44 述 . 44 承型號選擇 . 44 筒設計 . 45 鉤選擇 . 46 吊車穩(wěn)定性校核 . 47 . 47 臂軌道長度驗算 . 49 道的彎曲應力強度校核 . 50 柱的穩(wěn)定性 校核 . 53 4 結 論 . 55 參考文獻 . 56 致 謝 . 58 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 目錄 3 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 目錄 4 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 目錄 5 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 目錄 6 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 目錄 7 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 緒論 1 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 1 緒論 言 內外煤礦礦車車體整形設備的發(fā)展概況 煤礦礦車是煤礦運輸中必不可少的工具之一，是直接運載煤炭以完成運輸任務的基本工具。礦車車體也經歷了從鋼木結構到全鋼焊接結構的發(fā)展過程。在煤礦中必須經常保持數量足夠和質量良好的車輛，才能滿足我國煤礦生產的的需要。煤礦礦車車體的整形主要針對礦車，是煤礦礦車檢修制度所決定的，是保證礦車完好無損的一道必備的檢修工序。在車體調直和整形方面，國內目前大部分采用人工整形。部分礦車在維修時也有采 用綜合調梁機或礦車調直機進行調直。但在站修所基本沿用人工調直。綜合調梁機和礦車調直機雖然在車體調直方面效果較好。但由于它們的機體巨大，占地面積廣，綜合功能多，必須設專修位置，只能適用于較大規(guī)模的礦廠，一般要求在 5000輛礦車以上，如果規(guī)模沒有那么大，車廂變形怎么辦。據調查，二十世紀九十年代，山東礦務局曾出現過一種簡易的車體整形設備，由于結構和系統(tǒng)的局限性，整形效果不佳，沒有得到推廣。在國外，東歐國家主要采用柜架式礦車調直機進行車體整修。它主要適用在廠修和段修過程中。而西歐和美國則采用車體互換修，主要在廠修時 進行。因此 ， 研究和設計一種功能專一、簡單實用、效果良好的新型車體整形設備是十分必要的。 計礦車整形機的意義及前景 在廠礦企業(yè)的生產過程中，礦車作為基本的運輸工具，使用強度大、周轉率高，相應地經常出現車 箱 變形等情況。單純依靠錘打等人工方式維修很難達到理想效果，并且工人勞動強度大，勞動效率低，勞動成本較高。 煤礦正常運行的礦車從幾百輛到千余輛，一年中由于各種原因，因礦車車體變形而報廢的車輛，就達百分之二十左右，給煤礦帶來巨大的經濟損失。針對礦車變形問題設計制作礦車整形機，以減少報廢車輛。這具有重大 而積極的意義。并且整形機在制造業(yè)中也起著重要的作用。 煤礦礦車是煤礦運輸的重要裝備，擔負著保障安全，服務運輸的雙重責任。目前國內煤礦礦車車體一旦變形，主要靠人工配合簡單的機械整修。一輛 1文） 1 緒論 2 市場價格約為 5000元， 200輛就為 100萬元，有了整形機就能為公司減少 100萬元的損失，效益顯著。因此，研究和設計一種功能專一、簡單實用、效果良好的新型車體整形設備是十分必要的。煤礦礦車車體整形機若研制成功，將為煤礦礦車車體的日常維修工作解放大量的人力和物力，減少 經濟損失， 其應用前景將十分廣闊 。 況分析 本課題主要針對裝載量為 1 t 的礦車車箱，其主要結構參數見下圖 1車車箱的變形部位主要在礦車的四角變形，以及各車箱表面的局部變形。 案設計 制應遵循的原則 (1)利用液壓傳動技術，采用新工藝、新材料，研制出符合現場實際情況礦車整形設備。 (2)整形機可以對礦車變形不超過 200 (3)整形結構最小長度為 200 大為 2300 (4)橫梁在其使用壽命年限內 (十年 )不得有下垂現象。 (5)各部分應運轉 靈活平穩(wěn)。 (6)研制出樣機需無整形盲區(qū)，適應用任何部位整形 (7)充分利用現有的設備，盡量減少費用投入； (8)制作后滿足技術設計及計算要求； (9)技術可靠，經濟合理。 圖 1 - 1 - 3攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 緒論 3 案比較 經過反復比較，決定采用液壓傳動原理設計制作。因為液壓傳動系統(tǒng)具有運行平穩(wěn)，操作簡單，維修方便，安全等特點，較適合整形機的要求，通過控制各液壓缸的伸縮，配備各種不同的模具，從而達到礦車整形的目的。現在我提出了三種方案并分別進行比較。 方案一：所設計的 整形機主要由龍門架，橫梁、撐架和液壓系統(tǒng)四個部分組成見圖 1 (1)龍門架：由工字鋼、兩個升降油缸組成，龍門架用于支承主機機體和橫梁的升降。 (2)橫梁：由工字鋼滑道、小跑車和推移油缸等部分組成，推移油缸主要用于使小跑車在橫梁上水平移動。 (3)撐架：由鋼板、轉軸和兩個工作油缸組成。鋼板起支承油缸作用，轉軸可使撐架旋轉，工作油缸起整形作用。 (4)液壓系統(tǒng)：泵站操作臺和高壓軟管等組成。 圖 1案二：所設計的多功能礦車整形機主要由外擠油缸 1，整形機構 2，橫梁 3，升降油缸 4，移動油缸 5，立柱 6，內擠油缸 7，泵站及操作臺組成，見 圖 1 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 緒論 4 圖 1 - 2 - 3圖 1案三：所設計的礦車車箱整形機主要由支撐架 1，懸臂套筒 2，立柱 3，工字鋼 4，電動葫蘆 5，液壓缸 6，泵站及操作臺組成。見下圖 1 方案選擇 在三種方案中，方案一、方案二只能水平、垂直方向實現對礦車的整形，而且所涉及的液壓缸多，液壓系統(tǒng)較為復雜，方案三是方案一、方案二的綜合，方案三利用電動葫蘆起吊液壓缸水平上下移動，懸臂吊車的轉動，在液壓缸端部裝上整形塊，這樣利用液壓使礦車車箱的任意部位都能夠被整形，液壓 活塞桿端部攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 緒論 5 在連接較長實心桿可整形尺寸更大的礦車車箱，并且使用方便、靈活。因此選擇方案三。該機結構新穎，技術先進，操作方便，效率高，維修質量好，實現了一機多用，經應用證明，該機具有實用性，先進性，可靠性，尤其是對大變形礦車的修復效果更加明顯，且對箱體無任何破壞，是較理想的礦車綜合維修設備。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 整形機液壓系統(tǒng)設計 6 2 整形機液壓系統(tǒng)設計 述 壓系統(tǒng)的組成 為實現某中規(guī)定功能，有液壓元件構成的組合，叫做液壓回路。液壓回路按給定的用途和要求組成整體，叫做液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)有三個功能部分和輔助裝置組成，見下表 1壓系統(tǒng)按液流循環(huán)方式分，有開式和閉式兩種。 表 1 液壓系統(tǒng)的組成 動力部分 控制部分 執(zhí)行部分 輔助裝置 液壓泵 用以將機械能轉換成壓力能 有時也將蓄能器作為緊急和輔助裝置 各類壓力、流量、方向等控制閥 用以實現對執(zhí)行元件的運動速度、方向、作用力等的控制，也用于實現過載保護、程序控制等 液壓缸、液壓馬達等 用以將液體壓力能轉換成機械能 管道、蓄能器、過濾器、油箱、冷卻器、加熱器、壓力表、流量計等 壓 系統(tǒng)的類型和特點 液壓系統(tǒng)是為滿足設備運動和動力控制調節(jié)的要求，以液體作為傳遞動力和運動介質，通過設計，按一定規(guī)律由基礎元、器、輔、附件聯結組成一體。運動控制體現在對靜壓力能為主的能量調節(jié)和控制上。因此可按控制調節(jié)方式或液體循環(huán)方式來劃分類型。 靠液壓控制閥來控制系統(tǒng)壓力、流量，實現執(zhí)行元件的運動方向和速度或轉速的系統(tǒng)稱為閥控制系統(tǒng)。故為開式閥控制液壓系統(tǒng)。開式是指介質循環(huán)過程中，都要經過油箱的冷卻、沉淀獲再過濾。如果突出流量調節(jié)方式，稱為節(jié)流調速系統(tǒng)。這種系統(tǒng)無功能耗較大，為防止系統(tǒng)溫升過高，故都 采用開式系統(tǒng)。 靠用變量泵來控制系統(tǒng)執(zhí)行元件的運動方向和速度或轉速的系統(tǒng)，稱為泵控制系統(tǒng)。這時介質多系直接連續(xù)循環(huán)，僅需作必要的少量補充，故稱閉式系統(tǒng)。流量的變化主要是有變量泵或變量馬達實現，又稱為容積調速系統(tǒng)。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 整形機液壓系統(tǒng)設計 7 壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點 1優(yōu)點： 1）同其他傳動方式比較，傳動功率相同，液壓傳動裝置的重量輕，體積緊湊。 2）可實現無級變速，調速范圍大。 3）運動件的的慣性小，能夠頻繁迅速換向；傳動工作平穩(wěn)；系統(tǒng)容易實現緩沖吸震，并能自動防止過載。 4）與電氣配合，容易實現動作的操作自動化；與微電子技 術和計算機配合，能實現各種自動控制 5）元件已基本上系列化，通用化和標準化，利用 術的應用，提高工效，降低成本 。 2 缺點： 1）容易產生泄漏，污染環(huán)境。 2）因有泄漏和彈性變形大，不易做到精確的定比傳動。 3）系統(tǒng)混入空氣，會引起爬行、噪聲和振動。 4）故障診斷與排除要求較高技 壓系統(tǒng)的設計要求及工況分析 礦車車箱整形機主要靠液壓系統(tǒng)，通過在液壓缸兩端面安裝整形塊，利用液壓力來實現對礦車車箱的整形。設計專用小吊車，選用電動葫蘆來實現對液壓的移動。設計步驟如下： 1） 液壓系統(tǒng)設計 在設計液 壓系統(tǒng)中，需要設計液壓缸、液壓元件、控制回路、液壓站以及管道計算。在設計中，需要對選擇的參數進行校核驗算，最后才能確定所設計的液壓系統(tǒng)。 2） 專用小吊車的設計 根據液壓缸的重量選擇電動葫蘆，根據電動葫蘆型號選擇工字鋼，選擇立柱和套筒材料以及軸承的選擇，最后從疲勞強度、剛度、撓度進行驗算，條件符合 標準后確定設計的小吊車滿足實際需要。 根據實際生產效率需求分析取液壓缸快進速度為 0.1 m/s，m/s,液壓缸的整形力為 0 N 壓缸的設計 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 整形機液壓系統(tǒng)設計 8 壓缸主要參數確定 1、壓力 P 1）公稱壓力 公稱壓力 稱額定壓力，即在正常工作條件下，液壓缸能用以長期工作的最高壓力。國家標準 7938資料 3表 結合題目要求，選取 16 2）最高允許壓力 液壓缸在 超過額定壓力后允許短暫運行的最高壓力。由資料 3第 198 頁 m .5 =16=24 （式 2 3）耐壓實驗壓力 耐壓實驗壓力是液壓缸在檢查質量時刻承受的實驗壓力。在規(guī)定時間內，液壓缸在此壓力作用下，全部零件不得有破壞或永久變形等異?，F象出現。由資料3第 198 頁 當額定壓力 16 20 （式 2 4）最低起動壓力 0p 液壓缸在空載工況下，通入液壓油壓力逐漸升高，活塞桿在剛起動時的壓力值，稱為液壓缸的最低起動壓力。 2、缸筒內徑 D 1）液壓缸的尺寸 由資料 5第 167 頁 A=329 5 1 0 m D= 324 4 9 . 3 7 5 1 0 0 . 1 0 9 33 . 1 4 1 5 9 m （式 2 F 作用在活塞上的載荷 F= 510 N A 液壓缸面積 在液壓系統(tǒng)中，為便于選擇液壓元件和管路設計，將壓力分為下列等級，下表 2 2壓缸壓力分級 /別 壓力范圍 低壓 0枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 整形機液壓系統(tǒng)設計 9 中壓 中高壓 816 高壓 1632 超高壓 32 2）活塞桿的尺寸 根據資料 1表 20 D=100 據資料 3 第 199 頁 當活塞桿只受拉力時，可取小值 0 d : 。 當活塞桿只受壓力時，可取 0 d : 。 因為本課題所涉及的活塞桿拉力和壓力同時存在，則取 。 根據資料 3表 壓缸桿徑比與速比關系，取 = 稱壓力 / 10 20 20 2 2 則 d=0 步確定液壓缸尺寸： 液壓缸內徑 D=100 活塞桿外徑 d=50 、液壓缸的有效作用面積 無桿腔作用面積： 221 1 0 7 8 . 5 444D 2 （式 2 有桿腔作用面積： 2 2 2 22 1 ( ) ( 1 0 0 5 0 ) 5 8 . 9 144A D d 2 （式 2 4、流量 單位時間內油液通過缸筒有效截面積，稱流量 由資料 1第 20 2 由于 V=10L 工作過程中，工進時取 v=m/s 快進 時取 v 快 =0.1 m/s 快退時取 v 退 =0.1 m/s v 快 =v 退 工進時： 23104Q v A D v =s 310 310 2m （式 2 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 整形機液壓系統(tǒng)設計 10 =對于單桿活塞桿液壓缸 當活塞伸出時： 1Q= 23104 （式 2 = 233 . 1 4 ( 0 . 1 ) 0 . 0 0 1 / 1 041 m m s =： 2 2 3) 1 04Q D d 2 （=（式 2 當活塞桿差動伸出時： 233 104Q d =（式 2 V 液壓缸活塞第一次行程中所消耗的油液體積， L t 液壓缸活塞第一次行程所需的時間， 液壓缸內徑， m d 活塞桿直徑， m v 活塞桿運動速度， m/v 液壓缸容積效率，當活塞密封為彈性密封材料時，v=1 5、活塞的速度 由資料 1第 20，當活塞伸出時： 1 31 24 10Q =24 00 =m/s （式 2 當活塞桿縮回時： 2 32 224 10()Q = 224 9 13 1 0 0 5 0 )（ =m/s （式 2 當 Q=常數時， V=常數。但實際上，活塞行程兩端各有一個加、減速階段，如 下圖 2 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 整形機液壓系統(tǒng)設計 11 6、速比 液壓缸活塞往復運動時的速度之比 2112 2222224()4D （式 2 = 222100100 50 = 計算速比主要是為了確定活塞桿的直徑是否要緩沖裝置。速比不要過大或過小，以免發(fā)生過大的背壓或造成因活塞桿太細導致穩(wěn)定性不好。可參照下表 2 表 2稱壓力 / 10 20 20 2 2 取 = 1v 活 塞的伸出速度， m/v 活塞的縮回速度， m/ 液壓缸的活塞直徑， m d 活塞直徑， m 7、活塞的理論推力和拉力 油液作用在活塞上的液壓力，對于雙作用單活塞缸來說，活塞受力如下圖2 圖 - 文） 2 整形機液壓系統(tǒng)設計 12 圖 - 61110F A p= 26104 D = 263 . 1 4 ( 0 . 1 ) 1 6 1 04 m =125600 N （式 2 活塞桿縮回時的理論拉力為 62210F A p= 22 6( ) 1 04 D d p = 2 2 63 . 1 4 ( 0 . 1 0 . 5 ) 1 6 1 04 =94200 N （式 2 當活塞差動前進時（即活塞的兩側同時 進壓力相同的油液）的理論推力為： 63 1 2( ) 1 0F A A p =62800 N （式 2 1A 活塞無桿腔側有效面積， 2m 2A 活塞有桿腔冊有效面積， 2m P 供油壓力（工作油壓）， 活塞直徑（即液壓缸內徑）， m d 活 塞桿直徑， m 8、活塞的最大允許行程 活塞行程 S，在初步確定時，主要是按實際工作需要的長度來考慮，但這一工作行程并不一定是液壓缸的穩(wěn)定性所允許行程。為了計算行程，應首先計算出活塞桿的最大允許長度因此活塞桿一般為細長桿，當 (1 0 1 5 )由歐拉公式推導出 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 整形機液壓系統(tǒng)設計 13 2k （式 2 將數據代入并簡化后 2320 k441 5 1 0 3 . 5 5 2 . 5 1 0F p N （式 2 所以 2503 2 0 1 1 0 3 . 445 2 . 5 1 0L k 根據實際礦車整形過程應中，液壓缸所需的最大長度 221 6 0 0 8 2 0 1 7 9 8L 既 L=1800 （式 2 取 00足最大允許行程。 液壓缸計算長度 L= 3 . 5 6 0 0 1 1 2 3 因此可初步確定活塞桿的長度 1800200 （式 2 取 200 k 活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界壓縮力 式 2 F 活塞桿縱向壓縮力， N 安全系數，取 材料的彈性模數。鋼材的 E= 0 2/N I 活塞桿橫截面慣性矩， 4d 活塞桿直徑， 、液壓缸的功率 液壓缸所做的功為，由資料 120 W= 41 5 1 0 6 0 0 9 0 功率則為 W F （式 2 由于 F ， v ，代入上式則 v p A p = 61 6 1 0 0 . 1 5 7 / m i =W （式 2 F 液壓缸的載荷（推力或拉力）， N S 活塞行程， m 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 整形機液壓系統(tǒng)設計 14 t 活塞運動時間， s V 活塞運動速度， m/s P 工作壓力， 輸入流量， 3/0、液壓缸的總效率 液壓缸的總效率由以下效率組成： （ 1） 機械效率 m，由活塞及活塞密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失，在額定壓力下，由資料 1第 20取 m= （式 2 取m=（ 2） 容積效率 v，由個密封件泄漏所造成的，如前所述，通常取活塞密封為彈性密封v=1 （ 3） 作用力效率d，由排出口背壓所產生的反向作用力造成。當排油直接回油箱時 d=1 （ 4） 液壓缸的總效率tt=m v d=1 1 100%=92% （式 2 11、活塞作用力 液壓缸工作時，由資料 1第 20，活塞作用力 F 計算如下： a b c F F F N （式 2 = 461 . 5 1 0 0 . 2 6 ( 0 . 1 2 . 6 0 . 1 5 0 . 0 5 2 . 6 0 . 1 5 ) 1 0 = 0 N 外載荷阻力 回油阻力，當油無阻礙回油箱時0。取 密封圈摩擦阻力 6( ) 1 0D D d df p D b K d b K = 0 N 活塞在啟動、制動是的慣性力，取 f 密封件的摩擦因數，取 0.2 p 密封件兩側的壓力差， 活塞及活塞桿密封件厚度， m 活塞和活塞桿密封件的摩擦修正系數， O 型密封圈 ,帶唇邊密封圈 ，壓緊型密封圈 壓缸的結構確定 焊接型液壓缸， 這類液壓缸暴露在外面的零件較少，外表光潔，外形尺寸小，攀枝花