采煤機(jī)整機(jī)概述2Overviewofcoalminingmachine總體方案設(shè)計(jì)(Overallschemedesign)本課題以MG1100/2860-WD型交流電牽引采煤機(jī)為參考，它是一種多電機(jī)橫向布置的無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)，調(diào)速方式為機(jī)載式交流變頻調(diào)速。型號(hào)含義：MG1100/2860-WD型M----采煤機(jī)G----滾筒式1100/2860----單截割部電機(jī)功率（kW）/裝機(jī)總功率（kW）W----無(wú)鏈牽引D----電驅(qū)動(dòng)這種采煤機(jī)比較適合在有較小斜度的中硬煤層綜采工作面工作，采煤高度在4.8米到8.6米之間。在綜采工作面上，該設(shè)備通過(guò)與刮板輸送機(jī)以及液壓支架三機(jī)配套來(lái)實(shí)現(xiàn)采、裝、運(yùn)一體化運(yùn)行，可以達(dá)到高效率、高產(chǎn)能作業(yè)的工作要求，性能優(yōu)良，安全可靠。采煤機(jī)的整機(jī)外形圖如圖2-1所示。圖2SEQ圖\*ARABIC\s11采煤機(jī)總體圖Figure2SEQFigure\*ARABIC\s11GeneralDrawingofShearer采高范圍大導(dǎo)致采煤次開采面積大，采煤機(jī)在截取煤巖的時(shí)經(jīng)常會(huì)散落整塊煤巖。由于原有破碎滾筒的滾筒直徑與采煤機(jī)機(jī)身過(guò)煤空間配套，破碎滾筒的破碎能力十分有限，單純依靠截齒無(wú)法很快地將整塊散落的煤巖破碎成小塊煤，甚至經(jīng)常需要礦工對(duì)落煤進(jìn)行人工開孔用以協(xié)助破碎，這樣就大大影響了采煤機(jī)的采煤效率。為解決大采高采煤機(jī)現(xiàn)階段面臨的破碎落煤的問(wèn)題，我們?cè)谠胁擅簷C(jī)機(jī)身的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上引入液壓破碎錘以及與其配套的收縮機(jī)構(gòu)對(duì)落煤進(jìn)行破碎，以破碎采煤機(jī)破碎滾筒無(wú)法完成破碎的大塊落煤。經(jīng)過(guò)前期的分析準(zhǔn)備，我最終確定本次課題的設(shè)計(jì)方案如下：不保留采煤機(jī)原有破碎滾筒，通過(guò)破碎錘實(shí)現(xiàn)正常工作時(shí)落煤的連續(xù)破碎；將端頭破碎機(jī)構(gòu)安裝在原破碎滾筒安裝位置，在遇到需要破碎錘破碎作業(yè)時(shí)，破碎裝載裝置可以通過(guò)調(diào)高油缸的上擺或下擺尋找合適的破碎點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大塊落煤的快速破碎。采煤機(jī)的工作原理(Workingprincipleofcoalminingmachine)行走箱依靠牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)，牽引整機(jī)行走。截割電機(jī)提供截割功率，傳遞功率給驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)的減速器，最后傳至截割頭，完成落煤及裝煤作業(yè)。輔助裝置端頭復(fù)合型破碎及裝載裝置固定在行走側(cè)，實(shí)現(xiàn)大塊落煤的定點(diǎn)裝載破碎。采煤機(jī)前端滾筒常用于頂層煤的截割，末端滾筒常用于底層煤的截割，采用雙向采煤法：往返一次進(jìn)刀兩次。為優(yōu)化煤巖截落方向，便于收入輸送機(jī)中，滾筒葉片旋向要與轉(zhuǎn)向自適應(yīng)。采煤機(jī)的組成(Thecompositionofshearers)2.3.1截割部位于機(jī)身的兩頭，以鉸銷為回轉(zhuǎn)中心調(diào)整油缸行程控制搖臂上下擺轉(zhuǎn)，以滿足設(shè)備最大采高以及下切量的要求。左、右搖臂由兩臺(tái)橫向布置的電機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)過(guò)二級(jí)直齒減速、兩級(jí)行星減速，驅(qū)使?jié)L筒對(duì)煤壁進(jìn)行截割破碎。本文以MG1100/2860-WD型交流電牽引采煤機(jī)為參考，加長(zhǎng)了原有采煤機(jī)搖臂的長(zhǎng)度，并加大了采煤機(jī)截割部的功率以實(shí)現(xiàn)最大采高8.6米的突破。2.3.2牽引部包括牽引機(jī)構(gòu)和牽引傳動(dòng)裝置，采用非對(duì)稱布置。前者是整機(jī)移動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，后者將牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給主動(dòng)鏈輪或驅(qū)動(dòng)輪，實(shí)現(xiàn)調(diào)速以及換向功能。2.3.3泵站泵站位于左側(cè)牽引箱之中，它由油箱、液壓閥組、冷卻管、電動(dòng)機(jī)、過(guò)濾器組成。泵站及其配套的60kW電動(dòng)機(jī)均橫向布置，為截割部搖臂位置調(diào)整、端頭復(fù)合型破碎裝載裝置定位、擋矸裝置收放調(diào)整提供充足動(dòng)能。2.3.4破碎裝置采煤機(jī)的破碎裝置分為左置、右置兩種形式配置，其配置方式根據(jù)工作面的不同工作環(huán)境決定。破碎滾筒通過(guò)鉸接安裝在采煤機(jī)機(jī)身前端，用于片幫和大塊落煤的破碎，并將煤塊收入刮板輸送機(jī)運(yùn)輸。破碎裝置與采煤機(jī)機(jī)身之間鉸接著調(diào)高油缸，實(shí)現(xiàn)對(duì)破碎裝置的搖臂進(jìn)行升降控制，以調(diào)節(jié)破碎滾筒與工作面刮板輸送機(jī)之間的距離，控制采煤機(jī)過(guò)煤量。本課題以端頭復(fù)合型破碎及裝載裝置取代原有破碎滾筒的主要功能，完成對(duì)采煤作業(yè)時(shí)發(fā)生的片幫和大塊落煤的破碎處理。2.3.5電氣控制部分電氣控制部分由KXB-3260/3300C隔爆型的控制箱（完成電源的分配，為左、右兩側(cè)的電動(dòng)機(jī)和變壓器供電）、KXJT-2X200/660C隔爆型電控箱（為牽引電機(jī)提供交變電源，通過(guò)可編程器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)）、KBSGQ-500/3300/660C隔爆型的牽引變壓器箱這三個(gè)部分，各個(gè)部分均安裝在采煤機(jī)機(jī)身中間機(jī)架以及右牽引部的傳動(dòng)箱內(nèi)。2.3.6輔助部件輔助部件具有冷卻系統(tǒng)、輔助液壓系統(tǒng)以及護(hù)具系統(tǒng)，可以起到冷卻、噴霧降塵的作用。電牽引采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(Structuralfeatures)2.4.1機(jī)身機(jī)身選用無(wú)底托架三段積木式組合，三段結(jié)構(gòu)分別左牽引部傳動(dòng)箱、中間機(jī)架和右牽引部傳動(dòng)箱，通過(guò)燕尾槽、楔塊確定相對(duì)位置，采用12條M36高強(qiáng)度螺栓，使用液壓螺母連接緊固，并通過(guò)2件M64和2個(gè)M80的高強(qiáng)度長(zhǎng)螺桿和液壓螺母的組合將左牽引傳動(dòng)箱、中間機(jī)架以及右牽引傳動(dòng)箱三段聯(lián)接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便、可靠。2.4.2液壓泵站液壓泵站為低功耗的液壓系統(tǒng)，在采煤機(jī)截割部搖臂不調(diào)高的情況下，液壓系統(tǒng)處于低壓循環(huán)狀態(tài)，以減少系統(tǒng)發(fā)熱量。泵站采用的板式結(jié)構(gòu)緊湊，通過(guò)電液-手動(dòng)組合換向閥，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。2.4.3調(diào)高油缸調(diào)高油缸的缸筒與導(dǎo)向套為無(wú)螺紋的鍵連接結(jié)構(gòu)，它位于煤壁側(cè)牽引部傳動(dòng)箱之上，可以有效地保護(hù)油缸和液壓鎖，便于安裝與檢修。2.4.4壓力流量開關(guān)當(dāng)水系統(tǒng)壓力、流量低于設(shè)定值時(shí)，不能啟動(dòng)或自動(dòng)停止采煤機(jī)的采煤動(dòng)作，從而保證冷卻、噴霧降塵的效果。2.4.5截割滾筒截割滾筒采用鎬型截齒，減少了截齒的磨損，提高了滾筒的使用壽命，提高了塊煤率。采煤機(jī)的基本參數(shù)(Basicparameters)2.5.1采高范圍 H=h+Rsinα+D2=8.6 ( h=H- S=Rsinβ+式中：H----最大采煤高度（m）h----地面到搖臂鉸接中心的距離（m）R----搖臂獨(dú)立中心距（m）S----下切深度（m）D----滾筒直徑（m）α----搖臂上擺角β----搖臂下擺角2.5.2截深截深是采掘設(shè)備每次切入煤體內(nèi)的深度，其值要稍微比支架推移千斤頂?shù)男谐绦?。根?jù)上述原則，截深選取為0.8m。本設(shè)計(jì)題目要求為865mm。（1）滾筒轉(zhuǎn)速 n=18.46r/（2）截割速度 v=πDn60式中：D——滾筒直徑（m）n——滾筒轉(zhuǎn)速（r/min）主要技術(shù)參數(shù)(Maintechnicalparameters)2.6.1總體技術(shù)參數(shù)表2SEQ表\*ARABIC\s11采煤機(jī)總體技術(shù)參數(shù)Table2SEQTable\*ARABIC\s11Overalltechnicalparametersofcoalminingmachine內(nèi)容參數(shù)總裝機(jī)功率/kW2860采高范圍/m4.8~8.6適應(yīng)煤層傾角/度0~12供電電壓/V3300截深/mm865機(jī)面高度/mm3265牽引中心距/mm7530搖臂回轉(zhuǎn)中心距離/mm9820搖臂水平時(shí)最大長(zhǎng)度/mm18392配套滾筒直徑/mm4350最大采高/mm8600下切深度/mm600噴霧方式內(nèi)噴霧壓力8MPa外噴霧壓力8~1.8MPa冷卻方式水冷配套刮板輸送機(jī)SGZ1250整機(jī)重量/t~2002.6.2截割部技術(shù)參數(shù)表2SEQ表\*ARABIC\s12截割部技術(shù)參數(shù)Table2SEQTable\*ARABIC\s12Cuttingpartofthetechnicalparameters內(nèi)容參數(shù)截割電機(jī)功率/kW2×1150截割電機(jī)轉(zhuǎn)速/r/min1490供電電壓/V3300搖臂結(jié)構(gòu)形式分體式直搖臂搖臂長(zhǎng)度/mm4286上擺55.16o下擺19o搖臂傳動(dòng)比80.715滾筒轉(zhuǎn)速/r/min18.46截割速度/m/s4.20潤(rùn)滑方式飛濺潤(rùn)滑冷卻方式水冷2.6.3牽引部技術(shù)參數(shù)表2SEQ表\*ARABIC\s13牽引部技術(shù)參數(shù)Table2SEQTable\*ARABIC\s13Tractionpartofthetechnicalparameters內(nèi)容參數(shù)牽引電機(jī)功率/kW2×250牽引電機(jī)轉(zhuǎn)速/r/min0～1482～3200供電電壓/V660牽引型式機(jī)載式交流變頻調(diào)速銷軌式無(wú)鏈牽引牽引速度/m/min0～10.3～22.3牽引力/kN1778～823頻率范圍/Hz0～50～108Hz潤(rùn)滑方式飛濺潤(rùn)滑冷卻方式水冷2.6.4泵站技術(shù)參數(shù)表2SEQ表\*ARABIC\s14泵站技術(shù)參數(shù)Table2SEQTable\*ARABIC\s14Pumpstationtechnicalparameters電機(jī)功率/kW60供電電壓/V3300轉(zhuǎn)速/r/min1477調(diào)高泵額定壓力/MPa20調(diào)高泵排量/mL/r59破碎裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3Structuredesignofcrushingdevice總體設(shè)計(jì)(Overalldesign)圖3SEQ圖\*ARABIC\s11破碎裝置總體設(shè)計(jì)Figure3SEQFigure\*ARABIC\s11Theoveralldesignofthecrushingdevice破碎裝置分為左右兩套，在采煤機(jī)位置上對(duì)稱布置。采煤機(jī)正常工作時(shí)，破碎裝置原采煤機(jī)破碎滾筒的位置，破碎錘靠近采空區(qū)；當(dāng)遇到大塊的媒巖塌方時(shí)，由較大的擺動(dòng)油缸輸出轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)破碎裝置懸臂繞其輸出法蘭盤中心旋轉(zhuǎn)，破碎錘伸向工作面，由小擺動(dòng)油缸帶動(dòng)破碎錘調(diào)整角度，找到最佳破碎位置，若大塊巖石位置較低，可將伸縮油缸活塞桿伸出，帶動(dòng)沖擊錘向下移動(dòng)，加大其破碎的工作范圍。破巖完成后，活塞桿縮回，小擺動(dòng)油缸帶動(dòng)破碎錘轉(zhuǎn)到其収疊位置，大擺動(dòng)油缸帶動(dòng)懸臂收回，動(dòng)作結(jié)束。破碎錘的選型（Breakerselection）3.2.1地下煤層中媒巖硬度的分析表3SEQ表\*ARABIC\s11煤層硬度表Table3SEQTable\*ARABIC\s11Coalseamhardnesstable煤層硬度級(jí)別堅(jiān)固性系數(shù)f極硬煤層4.0~5.0中硬煤層3.0~4.0硬煤層1.5~3.0軟煤層0.8~1.5極軟煤層0.5~0.8f的大小表示巖石抵抗破碎的相對(duì)值。煤層一般較脆，但是其中經(jīng)常夾雜著石灰?guī)r，砂巖等較硬的巖石，其f的值可以達(dá)到8。 f=RC10 RC--表示巖石的抗壓強(qiáng)度，單位 RC=10f3.2.2破碎錘的選型破碎錘需要處理的巖石硬度最大為80MPa，根據(jù)破巖能力選擇江蘇工兵機(jī)械裝備有限公司中小型破碎錘GBPSCYSW-28型。圖3SEQ圖\*ARABIC\s12GBPSCYSW-28破碎錘Figure3SEQFigure\*ARABIC\s12GBPSCYSW-28Breaker表3SEQ表\*ARABIC\s12GBPSCYSW-28破碎錘參數(shù)Table3SEQTable\*ARABIC\s12GBPSCYSW-28Breakerparameter型號(hào)YSW-28總質(zhì)量（三角型）/kg)2,150全長(zhǎng)/mm)1,750驅(qū)動(dòng)油壓/kg/cm2.F160~180驅(qū)動(dòng)油量/L/min150~190打擊頻率/bpm300~650釬桿直徑/mm150適配挖機(jī)/ton27~40擺動(dòng)油缸的選擇(Choiceofthecylinder)3.3.1擺動(dòng)油缸的類型（1）葉片式擺動(dòng)油缸葉片式的擺動(dòng)油缸結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，工作時(shí)驅(qū)動(dòng)壓力較低，回轉(zhuǎn)角較小，同時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩非常有限，常用于普通機(jī)床的小范圍轉(zhuǎn)動(dòng)，很難適用于此套破碎裝置的驅(qū)動(dòng)。圖3SEQ圖\*ARABIC\s13單葉片與雙葉片式擺動(dòng)油缸Figure3SEQFigure\*ARABIC\s13Singleleafwithdoublevaneswingcylinder1-缸筒；2-葉片；3-定子塊；4-擺動(dòng)輸出軸（2）齒輪齒條式擺動(dòng)油缸齒輪齒條式擺動(dòng)油缸通過(guò)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒條齒輪機(jī)構(gòu)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)矩比葉片式的要大得多。齒條的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，油缸所能達(dá)到的回轉(zhuǎn)角度也就越大，因此，在輸出的擺動(dòng)角度大的同時(shí)，其結(jié)構(gòu)也比較龐大，在擋矸裝置上方有限的空間布置起來(lái)要困難的多，因此也不予采用。圖3SEQ圖\*ARABIC\s14齒輪齒條式擺動(dòng)油缸Figure3SEQFigure\*ARABIC\s14Rackandpinionswingcylinder1-缸體；2-齒條；3-齒輪；4-調(diào)整螺釘（3）螺旋式擺動(dòng)油缸螺旋式擺動(dòng)油缸利用兩級(jí)花鍵的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其內(nèi)部主要由三部分構(gòu)成，含有內(nèi)螺旋結(jié)構(gòu)的殼體、花鍵套（含有內(nèi)螺旋線和外螺旋線結(jié)構(gòu)）、軸（含有外螺旋線結(jié)構(gòu)，和輸出法蘭是一體的），這種油缸結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。與葉片式相比，回轉(zhuǎn)角度大，輸出扭矩也大；與齒輪齒條式擺動(dòng)油缸相比，其結(jié)構(gòu)尺寸要小得多。因此，為實(shí)現(xiàn)低速且大角度的擺動(dòng)，選用螺旋式擺動(dòng)油缸對(duì)此套破碎裝置來(lái)說(shuō)，是比較好的選擇。圖3SEQ圖\*ARABIC\s15螺旋式擺動(dòng)油缸Figure3SEQFigure\*ARABIC\s15Spiralswingcylinder3.3.2擺動(dòng)油缸主要參數(shù)的計(jì)算（1）水平擺動(dòng)油缸水平擺動(dòng)油缸的輸出轉(zhuǎn)矩主要是帶動(dòng)破碎錘轉(zhuǎn)動(dòng)到合適的位置對(duì)大塊媒巖進(jìn)行破碎，其轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中主要承受的載荷是由破碎錘自身重力所帶來(lái)的繞其回轉(zhuǎn)中心的彎矩。破碎錘的型號(hào)已經(jīng)選出，其機(jī)身重量為2150圖3SEQ圖\*ARABIC\s16水平擺動(dòng)油缸受力分析Figure3SEQFigure\*ARABIC\s16Forceanalysisofhorizontalswingcylinder當(dāng)破碎錘軸線水平時(shí)，水平擺動(dòng)油缸所承受的周向彎矩最大，力臂L1=730mm F=mg=2150×10=21500 T1=F同時(shí)，水平擺動(dòng)油缸為法蘭盤輸出，破碎錘為懸臂式安裝，其軸向承受的彎矩大部分在機(jī)架上，力臂L2=1670mm，F(xiàn)=21500N，方向豎直向下，其軸向彎矩為： T2=F破碎錘不工作時(shí)小擺動(dòng)油缸承受彎矩不大，考慮到破碎錘破巖時(shí)所引起的附加載荷，盡量把油缸的最大輸出扭矩選的大一些，根據(jù)扭矩等無(wú)錫奧達(dá)氣動(dòng)液壓工程有限公司L3DA-H螺旋擺動(dòng)油缸，其主要參數(shù)如下表：表3SEQ表\*ARABIC\s13L3DA-H性能參數(shù)Table3SEQTable\*ARABIC\s13PerformanceparametersofL3DA-H內(nèi)容參數(shù)規(guī)格250保持扭矩，N·m59000最大彎矩，N·m170000徑向力，kg12000止推力，kg8200擺動(dòng)角度，°0~90~180（2）垂直擺動(dòng)油缸垂直擺動(dòng)油缸的輸出扭矩主要是帶動(dòng)破碎裝置整個(gè)懸臂由收放位置轉(zhuǎn)到工作面進(jìn)行破巖，因此其需要的扭矩一般，不予計(jì)算，垂直擺動(dòng)油缸的另一側(cè)有配重箱，因此其承受的軸向彎矩并不大，不予計(jì)算，選型合適即可。根據(jù)扭矩等無(wú)錫奧達(dá)氣動(dòng)液壓工程有限公司L3DA-H螺旋擺動(dòng)油缸，其主要參數(shù)如下表：表3SEQ表\*ARABIC\s14L3DA-H性能參數(shù)Table3SEQTable\*ARABIC\s14PerformanceparametersofL3DA-H內(nèi)容參數(shù)規(guī)格250保持扭矩/N·m59000最大彎矩/N·m170000徑向力/kg12000止推力/kg8200擺動(dòng)角度/°0~90~180破碎裝置中的主要連接方式及其校核(Themainconnectioninthecrushingdeviceanditschecking)3.4.1垂直擺動(dòng)油缸的連接垂直擺動(dòng)油缸通過(guò)螺栓與伸縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接，當(dāng)破碎錘豎直向下破巖時(shí)，螺栓所受負(fù)載最大，主要承受剪應(yīng)力，方向豎直向下，由于該破碎裝置具有平衡塊，所以對(duì)于該處螺栓所受的傾覆力矩可忽略不計(jì)。水平擺動(dòng)油缸、平衡塊與破碎錘的重量為3000kg，連接處的螺栓采取環(huán)形布置，填充角度為360°，填充數(shù)目Z=8，公稱直徑d=16mm。圖3SEQ圖\*ARABIC\s17螺栓組受力分析Figure3SEQFigure\*ARABIC\s17Screwgroupanalysis在重力F的作用下，各螺栓所受的切向力為： F1=F其危險(xiǎn)截面的面積為： A1=π螺釘?shù)奈ｋU(xiǎn)截面的切應(yīng)力為： τ=F1對(duì)于8.8級(jí)鋼制螺栓：公稱抗拉強(qiáng)度：σb屈服強(qiáng)度： σs=800×表3SEQ表\*ARABIC\s15螺栓用安全系數(shù)Table3SEQTable\*ARABIC\s15Safetyfactorforbolts裝配情況公稱直徑螺栓材料載荷性質(zhì)靜載荷動(dòng)載荷M6~M15M16~M30M6~M15M16~M30緊連接(不檢測(cè)預(yù)緊力)碳素鋼4.0~3.03.0~2.010~6.36.3合金鋼5.0~4.04.0~2.57.0~5.05.0由表選擇安全系數(shù)為S=5.0所以該螺栓的許用剪應(yīng)力為： τ=σsτ≤故滿足要求。3.4.2水平旋轉(zhuǎn)油缸及沖擊錘的連接破碎錘和水平擺動(dòng)油缸通過(guò)螺栓連接在機(jī)架上，其連接形式及受力分析如圖所示，螺栓主要承受傾覆力矩，破壞形式為螺栓桿彎曲破壞，螺栓因重力的作用還承受一定的剪切力，破壞形式為剪斷，因此只需對(duì)其拉伸強(qiáng)度進(jìn)行校核。圖3SEQ圖\*ARABIC\s18水平擺動(dòng)油缸螺栓組連接及其受力分析Figure3SEQFigure\*ARABIC\s18Horizontalswingcylinderboltassemblyconnectionandforceanalysis連接處的螺栓采取環(huán)形布置，填充角度為360°，填充數(shù)目Z=4，公稱直徑d=24mm在破碎錘等重力F的作用下，螺栓組主要承受受力點(diǎn)偏移引起的傾覆力矩的作用和垂直方向的軸向拉力。在重力F的作用下，各螺栓所受的平均拉力為： Fa=F螺栓組所受傾覆力矩為： M=F?在傾覆力矩的作用下，上側(cè)側(cè)螺栓受到的軸向拉力增大，而下側(cè)螺栓受到的拉力減小，取其大者，單個(gè)螺栓所受的載荷最高為：Fmax=故上側(cè)螺栓所受的工作載荷為： F2=F螺栓危險(xiǎn)截面的面積為： A2=π螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸應(yīng)力為： σca=F2對(duì)于8.8級(jí)鋼制螺栓，取安全系數(shù)S=1.5，則螺栓許用拉伸強(qiáng)度條件為： σca=σbσ故滿足要求。3.4.3伸縮油缸的連接伸縮油缸采用雙作用單活塞桿的形式，缸體頭部和尾部均為單耳環(huán)結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)鉸制孔用銷軸連接在一起，連接銷軸主要承受油缸重力作用引起的剪切，不主要承受伸縮破碎裝置時(shí)的拉力和壓力，故只需校核螺栓的剪切應(yīng)力。油缸的總質(zhì)量為600kg，軸的材料為40C圖3SEQ圖\*ARABIC\s19伸縮油缸及其受力分析Figure3SEQFigure\*ARABIC\s19Telescopiccylinderanditsforceanalysis表3SEQ表\*ARABIC\s16軸銷材料參數(shù)Table3SEQTable\*ARABIC\s16Pinmaterialparameters內(nèi)容參數(shù)材料牌號(hào)40Cr熱處理調(diào)質(zhì)毛坯直徑/mm55硬度/HB241~286抗拉強(qiáng)度σb750屈服點(diǎn)σs550彎曲疲勞極限σ-1350扭轉(zhuǎn)疲勞極限τ-1200許用靜應(yīng)力σ+1p300許用疲勞極限σ-1p194~233圓形截面抗彎系數(shù)： W=πd該軸所受彎矩為： M=F?該銷軸的彎曲疲勞強(qiáng)度為： σ-1=Mσ故滿足要求破碎裝置中伸縮臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(StructuralDesignofTelescopicArminCrushingDevice)破碎裝置中，為了擴(kuò)大破碎錘的工作范圍，在于采煤機(jī)相連的位置加一節(jié)伸縮臂，在破巖工作需要時(shí)，可往伸縮油缸活塞腔通油，推動(dòng)活塞桿伸出，其活塞行程即為伸縮臂的最大伸出長(zhǎng)度。圖3SEQ圖\*ARABIC\s110伸縮臂內(nèi)部結(jié)構(gòu)Figure3SEQFigure\*ARABIC\s110Telescopicarminternalstructure圖3SEQ圖\*ARABIC\s111伸縮臂剖視圖Figure3SEQFigure\*ARABIC\s111Telescopicarmsectionview1-外框架；2-導(dǎo)向條；3-伸縮臂；4-筒體；5-活塞桿外框架與伸縮臂的結(jié)構(gòu)形式由國(guó)外引進(jìn)的大型折彎?rùn)C(jī)折彎成型，其剛度和強(qiáng)度比焊接起來(lái)的鋼板要大得多。工藝過(guò)程是將所需要的鋼板割好，然后靠一次次的沖擊進(jìn)行折彎處理，然后由工業(yè)型機(jī)器人焊接，焊縫筆直，掉渣少。外框架與伸縮臂中間加有尼龍制成的導(dǎo)向條，可使得伸縮平穩(wěn)，減少?zèng)_擊，消除干摩擦。液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)4Hydraulicsystemdesign初選系統(tǒng)工作壓力(Primarysystemworkingpressure)系統(tǒng)工作壓力的初選一般有兩種方式，一是由載荷確定，二是按機(jī)械設(shè)備類型選定；同時(shí)會(huì)受到裝配空間等因素的限制。負(fù)載不變的情況下，執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)的工作壓力緊密相關(guān)，這就要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況和操作空間進(jìn)行分析。對(duì)設(shè)備來(lái)說(shuō)，工作壓力小，執(zhí)行元件的徑向尺寸就會(huì)過(guò)大，材料過(guò)度浪費(fèi)，造成經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)給制造、密封等帶來(lái)極大的困難，從而擴(kuò)大了設(shè)備成本。相反，若工作壓力選的合適，則會(huì)節(jié)約大量的成本。一般來(lái)說(shuō)，行走類的重載機(jī)械設(shè)備，空間有限，對(duì)于響應(yīng)速度要求比較高，功率大，為了降低總體的成本，壓力一般要選的高一些。具體參考下表：表4SEQ表\*ARABIC\s11按載荷選取工作壓力Table4SEQTable\*ARABIC\s11Selecttheworkingpressurebyload載荷/kN<5.05~1010~2020~3030~50>50工作壓力/MPa0.8~11.5~22.5~33~44~5>5表4SEQ表\*ARABIC\s12常用系統(tǒng)工作壓力Table4SEQTable\*ARABIC\s12Commonsystemworkpressure機(jī)械類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械液壓鑿巖機(jī)液壓機(jī)械大中型挖掘機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力/MPa0.8~23~52~88~1010~1820~32表4SEQ表\*ARABIC\s13液壓缸額定壓力系列Table4SEQTable\*ARABIC\s13Hydrauliccylinderratedpressureseriesp0.6311.62.546.310162540針對(duì)采煤機(jī)的工作情況，初選其系統(tǒng)壓力為20MPa。確定執(zhí)行元件背壓力(Determinethebackpressureoftheactuator)常見液壓系統(tǒng)背壓力如下表：表4SEQ表\*ARABIC\s14執(zhí)行元件背壓力Table4SEQTable\*ARABIC\s14Carrythecomponentbackpressure系統(tǒng)類型背壓力/MPa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流系統(tǒng)0.2~0.5回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng)0.4~0.6回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0.5~1.5用補(bǔ)油泵的閉式回路0.8~1.5回油路較復(fù)雜的系統(tǒng)1.2~3回油路短，且直接回油箱的系統(tǒng)可忽略不計(jì)此液壓系統(tǒng)，為了緩和沖擊，在回油路上連接節(jié)流閥，估取背壓力0.5MPa液壓缸主要參數(shù)的計(jì)算(CalculationofMainParametersofHydraulicCylinder)4.3.1液壓缸內(nèi)徑計(jì)算液壓缸的外形結(jié)構(gòu)參數(shù)有：活塞桿直徑d、大腔面積A、缸筒內(nèi)徑D等。液壓缸內(nèi)徑D的確定：根據(jù)負(fù)載Fmax和選取的工作壓力可以求出其活塞腔有效面積A，從而得出內(nèi)徑D液壓缸選擇：?jiǎn)位钊麠U式，兩邊油口皆可進(jìn)、回油，主要承受壓力： p1A1-p（1）對(duì)于破碎裝置的調(diào)高油缸，左右各布置一個(gè)，由于p2 A1=Fmax D=4A這里D=300（2）對(duì)于采煤機(jī)端頭破碎裝置的伸縮油缸， A1=F D=4A這里D=式中：p1----液壓缸大腔壓力，單位Pap2----液壓缸小腔壓力，單位PaA1----液壓缸大腔有效面積，單位m2A2----液壓缸小腔有效面積，單位D----液壓缸內(nèi)徑，單位md----活塞桿直徑，單位mFmax----最大負(fù)載力，單位Nηcm----機(jī)械效率vmin----最小伸出速度，單位mqmin----最小穩(wěn)定流量，單位ml4.3.2液壓缸活塞桿計(jì)算為保證液壓缸工作穩(wěn)定,通常還要協(xié)調(diào)d與內(nèi)徑D的尺寸搭配合理，內(nèi)徑D確定后，我們常常用液壓缸的往返速度比計(jì)算出活塞桿直徑，即：表4SEQ表\*ARABIC\s15按工作壓力選取d/DTable4SEQTable\*ARABIC\s15Selectd/Daccordingtoworkingpressure工作壓力/MPa<=5.05.0~7.0>=7.0d/D0.5~0.550.62~0.700.7表4SEQ表\*ARABIC\s16按速比選取d/DTable4SEQTable\*ARABIC\s16Selectd/Dbyspeedratiov2/v11.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71由上表選擇，d/D=0.7，所以：對(duì)于破碎裝置調(diào)高油缸：D=380mm,d=270mm。對(duì)于采煤機(jī)端頭破碎裝置的伸縮油缸：D=1104.3.3液壓缸行程計(jì)算根據(jù)2860采煤機(jī)，液壓缸行程為：對(duì)于破碎裝置調(diào)高油缸：S=1050mm。對(duì)于采煤機(jī)端頭破碎裝置的伸縮油缸：S=1500mm4.3.4破碎裝置液壓系統(tǒng)最大流量計(jì)算對(duì)于調(diào)高油缸為： qmax=Av對(duì)于破碎裝置的擺動(dòng)油缸為： qmax=6000cm對(duì)于采煤機(jī)端頭破碎裝置的擺伸縮油缸為： qmax=A所以，取系統(tǒng)的最大流量為： qmax=0.0007m式中：A----液壓缸的有效面積，單位m2；vmax----液壓缸的最高速度，單位m液壓泵的選擇(Selectionofhydraulicpumps)4.4.1液壓泵最大工作壓力 PP=p式中：Pp----液壓泵的最大工作壓力，單位MPap1----最大工作壓力，單位MPa?p----進(jìn)油路管路總損失。若執(zhí)行元件位置到達(dá)極限時(shí)，液壓系統(tǒng)此時(shí)可以達(dá)到最大工作壓力，則?p=0，即總壓力損失為0；否則要對(duì)液壓系統(tǒng)壓力損失進(jìn)行計(jì)算。初算時(shí)按經(jīng)驗(yàn)估取：管道布置簡(jiǎn)潔的系統(tǒng)，油液阻力小，一般取?p=0.3~0.5MPa；管路復(fù)雜且有薄壁小孔，多閥的油路，一般取?p4.4.2確定液壓泵的流量計(jì)算所有的執(zhí)行元件并非同時(shí)動(dòng)作，不同工況下執(zhí)行元件不盡相同，通過(guò)計(jì)算表明6個(gè)擋矸調(diào)高油缸同時(shí)工作時(shí)需要的流量最大，液壓泵輸出流量Qmax qvp=k式中：K----液壓系統(tǒng)泄漏系數(shù)，通常取K=1.1~1.3，這里取Kqvmax----同時(shí)供油時(shí)油路最大總流量。若有節(jié)流閥，還要加上最小逆流量Vmin4.4.3選取液壓泵的規(guī)格此液壓系統(tǒng)工作壓力較高，選擇柱塞泵，根據(jù)上述計(jì)算得到的Pp和qvp，選取泵的類型及規(guī)格。為了保護(hù)液壓系統(tǒng)不會(huì)受到過(guò)大沖擊和震顫，系統(tǒng)的額定壓力應(yīng)留出足夠的工作裕度，一般要比比最高工作壓力Pp高20%~60%，具體高多少視實(shí)際情況確定；液壓泵的公稱流量QYCY14-1B型變量泵可以根據(jù)工作需要自動(dòng)控制改變斜盤的傾角，從而改變排量，使泵的壓力P與流量Q的乘積盡量為一常數(shù)，輸出功率也同設(shè)定的常數(shù)基本保持恒定。表4SEQ表\*ARABIC\s17YCY14-1B型軸向柱塞泵主要參數(shù)Table4SEQTable\*ARABIC\s17MainParametersofYCY14-1BAxialPistonPump內(nèi)容參數(shù)型號(hào)YCY14-1B公稱排量/mL/r80額定壓力/MP31.5工作油液/mm礦物油或其它液壓介質(zhì)工作油溫/℃-15~60油液粘度/C10－76容積效率90％－96％總效率85％－90％重量/kg63圖4SEQ圖\*ARABIC\s11YCY14-1B型軸向柱塞泵Figure4SEQFigure\*ARABIC\s11YCY14-1Baxialpistonpump泵的驅(qū)動(dòng)功率與電機(jī)選擇(Pumpdrivepowerandmotorselection)在實(shí)際工作時(shí)，若泵的壓力和流量比較穩(wěn)定，則泵實(shí)際的輸入功率： Q=VnP=20MP P=pQηp式中：P----實(shí)際使用壓力，單位MPaQ----實(shí)際使用流量，單位L/min；η----總效率。由于礦井多瓦斯，易爆，采用YB系列隔爆型異步電動(dòng)機(jī)。具有效率高、隔爆機(jī)構(gòu)合理、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、安全系數(shù)大、工作可靠、溫度裕度大、使用性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),且占據(jù)空間小、機(jī)身外形美觀、總體重量輕。YB系列隔爆型異步電動(dòng)機(jī)采用了封閉的自扇冷式防護(hù)結(jié)構(gòu)，使用于易爆炸的場(chǎng)所。YCY14-1B型軸向柱塞泵的驅(qū)動(dòng)功率為46.431kW，采用表4SEQ表\*ARABIC\s18YB2-225M-4型電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)Table4SEQTable\*ARABIC\s18MainparametersofYB2-225M-4typemotor內(nèi)容參數(shù)功率/k45效率/%92.5功率因數(shù)0.87啟動(dòng)電流倍數(shù)7.2啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)2.2最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)2.4額定電壓/V660額定電流/A49.1額定轉(zhuǎn)速/r/min1480噪聲/d81震動(dòng)/mm/s2.8重量/kg360防暴電動(dòng)機(jī)，可根據(jù)功率P和轉(zhuǎn)速n，同時(shí)考慮其工作環(huán)境，從公司產(chǎn)品中選定電機(jī)的類型和規(guī)格，并檢驗(yàn)其主要性能參數(shù)，特別是保證電動(dòng)機(jī)的峰值超調(diào)量Mp在各個(gè)工作階段都不高于25%圖4SEQ圖\*ARABIC\s12YB2-225M-4型電動(dòng)機(jī)Figure4SEQFigure\*ARABIC\s12YB2-225M-4typemotor液壓閥的選擇(Selectionofhydraulicvalves)閥的選擇，常以P和Qmax4.6.1電液比例換向閥的選用電液比例換向閥將伺服閥和普通換向閥的功能結(jié)合到一起，它能夠接受并識(shí)別電信號(hào)，控制系統(tǒng)工作壓力、瞬時(shí)流量等參數(shù)，并根據(jù)給定的電信號(hào)成比例地變化，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的輸出量的控制。此系統(tǒng)選擇GDBWH-03（隔爆比例電液換向閥）。表4SEQ表\*ARABIC\s19GDBFWH-03型隔爆比例電液換向閥主要參數(shù)Table4SEQTable\*ARABIC\s19GDBFWH-03explosion-proofratioofthemainparametersofelectro-hydraulicvalve內(nèi)容參數(shù)公稱直徑/mm10額定流量/L/min135工作壓力/MPa<31.5滯環(huán)/%<6重復(fù)精度/%<3響應(yīng)時(shí)間/ms<150相對(duì)零偏/%<3幅頻寬/Hz<10重量/kg8.84.6.2溢流閥的選擇溢流閥屬壓力控制閥,借助調(diào)壓彈簧，與閥所控制的壓力相比較來(lái)實(shí)行其特定的功能。溢流閥，可以穩(wěn)定出口壓力；起安全保護(hù)作用時(shí)常旁接在執(zhí)行元件進(jìn)油口。此次設(shè)計(jì)選擇BT-03-*-32溢流閥表4SEQ表\*ARABIC\s110BT-03-*-32溢流閥主要參數(shù)Table4SEQTable\*ARABIC\s110BT-03-*-32reliefvalvemainparameters內(nèi)容參數(shù)公稱直徑/inG3/4調(diào)壓范圍/MPa0.5~25最大流量/L/min100重量/kg5.04.6.3節(jié)流閥的選擇節(jié)流閥可調(diào)節(jié)執(zhí)行元件速度，原理是改變過(guò)流面積，與單向閥經(jīng)常配合使用，適用于負(fù)載變化穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。對(duì)節(jié)流閥的性能要求是：（1）調(diào)節(jié)范圍大，壓力變化平滑；（2）泄漏量要小；（3）調(diào)節(jié)力矩小，動(dòng)作靈敏。此次設(shè)計(jì)選擇SRC-06型節(jié)流閥。4.6.4液壓鎖的選擇SO液壓鎖可裝在泵站系統(tǒng)中，也可直接安裝在液壓缸缸體外側(cè)，主要功能是保壓，即限定活塞桿的位置。此次選擇SO※表4SEQ表\*ARABIC\s111SO※－H15B型液壓鎖主要參數(shù)Table4SEQTable\*ARABIC\s111SO*-H15Btypehydrauliclockmainparameters型號(hào)公稱壓力/MPa公稱流量/L/min公稱開啟壓力/MPaSO※－H15B31.563≤9工作油液溫度范圍/℃粘度范圍/mm2/s過(guò)濾精度/μmN100-20～+8010～400≤10液壓油的選擇(Selectionofhydraulicoil)2860采煤機(jī)屬于高壓系統(tǒng)，管道、容腔等溫度較高，應(yīng)選擇較大粘度的液壓油，并且應(yīng)具有良好的耐磨性，泵是液壓系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其對(duì)液壓油性能的好壞最敏感。液壓油的粘度選擇對(duì)泵來(lái)說(shuō)相當(dāng)關(guān)鍵，這里選用N100液壓油。表4SEQ表\*ARABIC\s112液壓油新舊標(biāo)號(hào)對(duì)照表Table4SEQTable\*ARABIC\s112Hydraulicoiloldandnewlabeltable新標(biāo)號(hào)N5N7N10N15N22N32N46N68N100N150舊標(biāo)號(hào)25710152030406080管道尺寸的確定(Determinationofpipesize)管道內(nèi)徑計(jì)算： Q=nV=1480×80× d1=4.61Qv d2=4.61Qv d3=4.61Q式中：Q----通過(guò)管道內(nèi)的流量，單位m3v----管內(nèi)允許流速，單位m/s。表4SEQ表\*ARABIC\s113允許流速推薦值Table4SEQTable\*ARABIC\s113Allowflowraterecommendedvalues管道推薦速度/m/s液壓系統(tǒng)吸油管0.5~2，常取1以下液壓系統(tǒng)回油管2.5~6液壓系統(tǒng)回油管路1.5~3表4SEQ表\*ARABIC\s114主要管道內(nèi)徑Table4SEQTable\*ARABIC\s114Mainpipediameter管路名稱通過(guò)流量/L/min允許流速/m/s管路內(nèi)徑/mm實(shí)際取值/mm吸油管108.9282.035.4738壓油管108.9284.025.0828回油管108.9282.035.4738油箱容量的確定(Determinationoftankcapacity)油箱容量設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，一是要確保系統(tǒng)回油時(shí),不會(huì)出現(xiàn)溢油現(xiàn)象,二是要滿足系統(tǒng)供油要求,一般為泵流量的3~8倍,當(dāng)系統(tǒng)道充滿油液時(shí),油位不得低于最低位置,并保證一定油量。首先由經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)容量,待系統(tǒng)構(gòu)建完畢后,，進(jìn)行熱平衡計(jì)算，視工作需要再進(jìn)行檢驗(yàn)校核。油箱容量的經(jīng)驗(yàn)公式為： V=aq式中：qv----泵的排量，單位a----經(jīng)驗(yàn)系數(shù)表4SEQ表\*ARABIC\s115經(jīng)驗(yàn)系數(shù)aTable4SEQTable\*ARABIC\s115Empiricalcoefficient系統(tǒng)種類行走機(jī)械低壓機(jī)械中壓機(jī)械鍛壓機(jī)械冶金機(jī)械a1~22~45~76~1214.9.1液壓泵功率損失計(jì)算 H1=P P=pQ式中：P----液壓泵的輸入功率，kWη----液壓泵的總效率，一般在0.7~0.85之間，常取0.8；p----液壓泵實(shí)際出口壓力，單位Pa；q----液壓泵實(shí)際流量，單位m34.9.2閥的功率損失計(jì)算油液流經(jīng)電磁換向閥返回油箱時(shí)，功率損失很小。 H2=pq式中：p----溢流閥調(diào)整壓力，單位MPaq----經(jīng)過(guò)溢流閥流回油箱的容量，單位L/min4.9.3管路損失及其它功率損失計(jì)算這部分的功率損耗包含許多復(fù)雜的因素，但由于其值相對(duì)來(lái)說(shuō)很小，再加上管道間冷卻、散熱的關(guān)系，在計(jì)算中往往被忽視，一般取總能量的0.03~ H3=0.04P式中：P----液壓泵的輸入功率，單位kW4.9.4系統(tǒng)總的功率損失計(jì)算系統(tǒng)總的功率損失H為上述各項(xiàng)之和 H=H14.9.5散熱計(jì)算泵站工作的過(guò)程中，會(huì)有部分的能量損失，其中，大部分由油液吸收，致使油液溫度升高，油溫達(dá)到一定高度后，便趨于穩(wěn)定，只考慮油液吸收的熱量和油箱散發(fā)的熱量時(shí)，系統(tǒng)的溫度T和運(yùn)行時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系如下： T=T0+當(dāng)t→t∞時(shí)，系統(tǒng)的平衡溫度為 Tmax=T式中：T0----油液溫度，單位KA----油箱的散熱面積，單位m2k----油箱的傳熱系數(shù)，單位Wm2g周圍通風(fēng)很差時(shí)：k=8~9；周圍通風(fēng)良好時(shí)：k=15；用風(fēng)扇冷卻時(shí)：k=23；用循環(huán)水強(qiáng)制冷卻時(shí)：k=110~174。4.9.6油箱最小散熱面積計(jì)算環(huán)境溫度為T0時(shí)，最高允許溫度Ty的油箱的最小散熱面Amin為： Amin=H因?yàn)橛拖溥_(dá)不到最小的散熱面積，所以需要使用冷卻器。冷卻器的選用(Coolerselection)在液壓系統(tǒng)的工作過(guò)程中,液壓元件所消耗的能量會(huì)產(chǎn)生熱量。這些由其他能轉(zhuǎn)化成熱能的能量會(huì)使油液溫度升高,當(dāng)然也會(huì)有一小部分的熱能散發(fā)到周圍的空間。液壓油溫度與液壓系統(tǒng)性能的好壞密切相關(guān),一般的,油液溫度不宜過(guò)高。4.10.1散熱面積計(jì)算根據(jù)熱平衡方程式： H2=H H=Pp- ηc=p式中：H----系統(tǒng)的發(fā)熱功率，單位kWPp----油液的總輸入功率，單位kWPe----液壓執(zhí)行元件的輸出功率，單位kWηp----油泵的效率ηc----液壓缸的效率，取0.95計(jì)算ηm----液壓回路效率p1q1--ppqp-液壓系統(tǒng)持續(xù)工作時(shí)，為了避免油溫的不斷升高，散熱量必須與發(fā)熱量持平，即 H=H2 若H2≤04.10.2冷卻器的散熱面積計(jì)算我們?cè)谟?jì)算冷卻器的散熱面積時(shí),往往會(huì)把計(jì)算出的散熱面積再增加百分之二十至百分之三十。因?yàn)槔鋮s器在工作一段時(shí)間后往往會(huì)出現(xiàn)銹蝕,以致于有效冷卻面積減小。 A'=1.2×0.61=0.732m ?tm=t式中：?tm----油與水之間的平均溫差，單位K；t1----液壓油進(jìn)口溫度,單位Kt2----液壓油出口溫度,單位Kt1'----冷卻水進(jìn)口溫度,單位t2'----冷卻水出口溫度,單位k----傳熱系數(shù)；蛇形管式水冷，k=110~175Wm多管式水冷，k=350~580平板式水冷，k=4654.10.3冷卻水量計(jì)算冷卻水吸熱量應(yīng)等于液壓油放熱量，即 C'Q'ρ'設(shè)t t2=H因此需要的冷卻水量： Q'=H式中：Q，Q'----油及水的流量，單位C，C'----油及水的比熱；C=1675~2093Cρ，ρ'----油及水的密度，ρ=900kgm因此，選擇10-0.8冷卻器4.10.4過(guò)濾器的選擇過(guò)濾油液中的雜質(zhì),減少油污的存在,使油路通暢不受阻礙,確保系統(tǒng)順利有效的工作是過(guò)濾器的功能。過(guò)濾器的正確使用和選擇是很有必要的。因?yàn)橄到y(tǒng)故障大多是由油液中存在雜質(zhì)導(dǎo)致的,過(guò)濾器的主要功能就是維持油液的清潔。 A=Qu式中Q----過(guò)濾器的額定流量，單位m3u----油的動(dòng)力粘度，單位Pa?p----壓力差，單位Pα----單位過(guò)濾能力，單位Lcm濾芯材料:0.03~0.06----特種濾網(wǎng)0.035----紙質(zhì)濾芯10----線隙式濾芯2----一般網(wǎng)式濾芯粗過(guò)濾器選擇XU-B160100型過(guò)濾器。精過(guò)濾器選擇ZU-H16010型過(guò)濾器。液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)(DesignofHydraulicCylinderStructureParameters)我們常常選用的液壓缸是法蘭式的,因?yàn)槠湟簤焊资谴笾行偷?往往有超過(guò)一百毫米的缸徑,尺寸較大,其可以承受的壓力較高,這種缸多用于重型機(jī)械中,能在較惡劣的環(huán)境中平穩(wěn)的工作。液壓缸常用材質(zhì):45號(hào)鋼---缸筒,45號(hào)鍛鋼---缸蓋,耐磨鑄鐵---活塞,45號(hào)鋼---活塞桿。因O型圈密封性能優(yōu)越,運(yùn)動(dòng)阻力小,4.11.1缸筒壁厚的計(jì)算對(duì)于中高壓系統(tǒng)，或當(dāng)Dδ破碎裝置調(diào)高油缸筒壁厚：δ≥(4-37)采煤機(jī)端頭破碎裝置的伸縮油缸缸筒壁厚：δ≥(4-38)式中：δ----液壓缸缸筒壁厚，單位mm；Py----試驗(yàn)壓力，單位MPa；工作壓力p≤16MPa時(shí)，Py工作壓力p>16MPD----液壓缸內(nèi)徑，單位mm；σ----液壓缸許用應(yīng)力，MP對(duì)于：鍛鋼σ=100~120鑄鋼σ=100~110MPa鋼管σ=100~110鑄鐵σ=604.11.2破碎裝置油缸外徑計(jì)算破碎裝置調(diào)高油缸外徑： D1=D+2對(duì)于采煤機(jī)端頭破碎裝置的伸縮油缸外徑： D1=D4.11.3液壓缸油口直徑計(jì)算：破碎裝置調(diào)高油缸油口直徑： d0=0.13Dvv對(duì)于采煤機(jī)端頭破碎裝置的伸縮油缸油口直徑： d0=0.13D式中：d0----液壓缸油口直徑，單位mD----液壓缸內(nèi)徑，單位m；v----液壓缸最大輸出速度，單位m/s；v0----油口液流速度，單位m/s4.11.4缸體與缸蓋的連接形式缸體和缸蓋,兩者的連接形式與許多因素有關(guān)。前缸蓋不僅起著緊固和密封的作用,還起著對(duì)活塞桿的導(dǎo)向作用。前缸蓋密閉著活塞桿腔,而后缸蓋密閉著缸筒的另一端。缸蓋還起著連接的作用。缸筒和端蓋連接方式有法蘭連接，焊接連接類型僅用于連接缸筒和后缸蓋。4.11.5活塞桿與活塞的連接形式活塞的材料有多種,我們一般選用鋼、鑄鐵等材料,活塞與活塞缸主要解決的是問(wèn)題是滑動(dòng)時(shí)不泄露,密封性好;活塞與活塞桿主要解決的問(wèn)題是固連時(shí)連接緊固且密封性能好?；钊拿芊馐歉鶕?jù)系統(tǒng)壓力和活塞推出收回的速度而定的,活塞的結(jié)構(gòu)與密封的類型相關(guān)。為了防止發(fā)生不必要的松動(dòng),往往把兩連接結(jié)構(gòu)擰緊。圖4SEQ圖\*ARABIC\s13活塞與活塞桿連接結(jié)構(gòu)形式Figure4SEQFigure\*ARABIC\s13Pistonandpistonrodconnectionstructure1-卡環(huán)；2-軸套；3-彈簧圈；4-活塞桿；5-活塞；6-螺釘；7-鎖緊螺母4.11.6活塞桿的結(jié)構(gòu)液壓缸通過(guò)活塞桿的一端與外部結(jié)構(gòu)相鉸接,活塞桿的連接結(jié)構(gòu)通常是由液壓缸的安裝方式確定的?；钊麠U的結(jié)構(gòu)類型有圓形結(jié)構(gòu)、單耳型結(jié)構(gòu)、球頭結(jié)構(gòu)、光桿結(jié)構(gòu)、方形雙耳結(jié)構(gòu)、內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)以及外螺紋結(jié)構(gòu)。4.11.9活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵液壓缸在活塞桿腔端頭布置有導(dǎo)向套,保證活塞桿沿直線伸出。為了液壓缸有桿腔有良好的密封,我們?cè)O(shè)置了專有的密封裝置。為了避免活塞桿回來(lái)時(shí),活塞與缸筒之間的灰塵及雜質(zhì)會(huì)破壞他們之間的油膜,加大磨損,導(dǎo)致密封裝置的損壞。在液壓缸活塞桿導(dǎo)向套用的是非耐磨材質(zhì)時(shí),通常在液壓缸缸筒的里面專門設(shè)置一個(gè)導(dǎo)向環(huán)。液壓缸在活塞桿腔端頭布置有導(dǎo)向套;活塞桿的防塵圈可以在內(nèi)縮時(shí)把附著在缸筒表面的灰塵、雜質(zhì)刮除。液壓缸有桿腔一側(cè)放置有密封件,防止泄漏。聯(lián)軸器計(jì)算(Couplingcalculation)聯(lián)軸器有不同的功能。以下列舉了幾種不同聯(lián)軸器的功用:將電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)軸連接起來(lái)的聯(lián)軸器,以傳遞扭矩;由于制造誤差和安裝誤差的存在,可以選用能夠補(bǔ)償兩軸之間軸向誤差和徑向誤差的聯(lián)軸器;安全聯(lián)軸器,其主要的功能是當(dāng)發(fā)生過(guò)載等情況時(shí),其中的連接銷就會(huì)被剪斷,以保護(hù)機(jī)械設(shè)備;彈性聯(lián)軸器也有很多種,其主要的功能是緩沖和吸震。4.12.1聯(lián)軸器的理論轉(zhuǎn)矩計(jì)算聯(lián)軸器的理論轉(zhuǎn)矩是根據(jù)功率和工作轉(zhuǎn)速計(jì)算而得，即 T=9550PWn=9550式中：T----理論轉(zhuǎn)矩，單位N?mPW----驅(qū)動(dòng)功率，單位kn----工作轉(zhuǎn)速，單位rmin4.12.2聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩是由理論轉(zhuǎn)矩和動(dòng)力機(jī)系數(shù)、工況系數(shù)及其有關(guān)系數(shù)計(jì)算而得，即 Tc=T式中：KW----動(dòng)力機(jī)系數(shù)，動(dòng)力機(jī)是電動(dòng)機(jī)，KW=1K----工況系數(shù)，工作機(jī)是泵，K=1.5KZ----起動(dòng)系數(shù)，KZ=1.3Kt----溫度系數(shù)，工作溫度假設(shè)為30°~40°，Kt=1.14.12.3通過(guò)選用計(jì)算確定聯(lián)軸器的規(guī)格當(dāng)系統(tǒng)要滿足緩沖吸震的功用時(shí),我們可以選用彈性聯(lián)軸器,使系統(tǒng)的總體性能大大改善。通過(guò)計(jì)算，選用LF9彈性柱銷聯(lián)軸器。表4SEQ表\*ARABIC\s116LF9彈性活銷聯(lián)軸器主要參數(shù)Table4SEQTable\*ARABIC\s116LF9elasticsalesofthemainparametersofthecoupling型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩N?m許用轉(zhuǎn)速/r軸孔直徑/mm外徑/mm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/kg質(zhì)量/kg鐵鋼 LF99103180424050~651800.05919.1油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（Designoffueltank）4.13.1液壓油箱功能表4SEQ表\*ARABIC\s117油箱功能Table4SEQTable\*ARABIC\s117Fueltankfunction序號(hào)作用說(shuō)明1儲(chǔ)存液壓油液油箱必須能夠儲(chǔ)存液壓系統(tǒng)中工作循環(huán)所需的油量。2散發(fā)油液熱量液壓系統(tǒng)工作過(guò)程中的容積損失和機(jī)械損失導(dǎo)致油液溫度升高，油液從系統(tǒng)帶回來(lái)的熱量部分通過(guò)油箱散發(fā)到空氣中。3逸出空氣及消除泡沫液壓系統(tǒng)低壓區(qū)壓力低于飽和蒸汽區(qū)，吸油管漏氣或回油的攪動(dòng)作用都是形成氣泡的原因。4安裝元件在中小型設(shè)備的液壓系統(tǒng)中，往往把液壓泵組和一些閥或整個(gè)液壓控制裝置直接安裝在油箱頂板上4.13.2油箱的形狀油箱的形狀決定于兩大因素:一是,機(jī)械設(shè)備要求;二是,機(jī)械設(shè)備所需安裝空間,我們常用的有方形和成型。如圖所示。圖4SEQ圖\*ARABIC\s14液壓油箱Figure4SEQFigure\*ARABIC\s14Hydraulictank4.13.3箱頂油箱上蓋板的厚度和結(jié)構(gòu)取決于上箱蓋上所放物體的重量。當(dāng)泵和電機(jī)以及其他液壓元件安放在油箱上蓋時(shí),通常通過(guò)增加油箱壁厚來(lái)減少振動(dòng),把油箱上蓋板的厚度增加至原來(lái)的兩到四倍,有時(shí)還可以設(shè)置防震墊。為了方便布局和維護(hù),有時(shí)在油箱上蓋板裝上濾油器。箱頂結(jié)構(gòu)如圖所示。圖4SEQ圖\*ARABIC\s15油箱定位元件設(shè)置Figure4SEQFigure\*ARABIC\s15Tanklocatingelementsetting圖4SEQ圖\*ARABIC\s16箱頂與側(cè)壁的連接Figure4SEQFigure\*ARABIC\s16Theconnectionbetweenthetopoftheboxandthesidewall4.13.4箱壁、清洗口、吊耳設(shè)置清潔口蓋板時(shí),應(yīng)該依據(jù)由一個(gè)人就可以拆卸的原則。可以重復(fù)使在確定箱蓋清潔口的數(shù)量和位置時(shí),應(yīng)依據(jù)可以手動(dòng)清潔箱體的所有內(nèi)表面用的彈性密封裝置應(yīng)設(shè)置在蓋板上。清潔蓋子和密封件的詳細(xì)信息如圖所示。圖4SEQ圖\*ARABIC\s17清洗口蓋板細(xì)節(jié)Figure4SEQFigure\*ARABIC\s17Cleanthemouthcoverdetails我們可以使用叉車或起重機(jī)搬動(dòng)油箱。起重時(shí)可用焊接箱體箱壁上方的凸耳。我們不要忘記稱一下油的重量,以估計(jì)吊耳的重量。圖4SEQ圖\*ARABIC\s18圓柱形焊接吊耳Figure4SEQFigure\*ARABIC\s18Cylindricalweldinglugs圖STYLEREF1\s0SEQ圖\*ARABIC\s19鉤形焊接吊耳FigureSTYLEREF1\s0SEQFigure\*ARABIC\s19Hook-shapedweldinglugs表4SEQ表\*ARABIC\s118圓柱形焊接吊耳尺寸/mmTable4SEQTable\*ARABIC\s118CylindricalWeldedLugsDimensionsinmm每吊耳起重/tdd1LlRrcK重量/kg0.7φ26φ36201061.6150.091.7φ40φ553316103260.43.9φ55φ804823164291.287.4φ70φ10062302053123.0411.2φ80φ12080382564155.64表4SEQ表\*ARABIC\s119鉤形焊接吊耳尺寸/mmTable4SEQTable\*ARABIC\s119Hook-shapedweldinglugsDimensionsinmm每吊耳起重量/tbh1h2hLlSRr1r2r3K重量/kg1.680.87020502020158201040.353.31011210025602526208251350.645.41214513030753230259301571.547.814178160359038363012351882.710.3162101904010545403514402093.85隔板、吸油管、回油管、液位計(jì)(Partition,suctionpipe,returnpipe,levelgauge)4.14.1隔板關(guān)于隔板,我個(gè)人覺(jué)得作用還是有很多的。油液在油箱內(nèi)的流動(dòng)時(shí)的循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)短在液壓系統(tǒng)里面是非常重要的。隔板增加了油液的內(nèi)循環(huán)時(shí)間。另外,隔板還可以充當(dāng)其它很多使用功能,比如說(shuō)可以把油液里面的雜質(zhì)分離,分離沉淀了的那些雜質(zhì)。除了分離雜質(zhì),隔板同樣可以起到把油液里面的水分進(jìn)行隔離的作用,也許還有點(diǎn)分離空氣的作用。通常情況下,隔板還可以達(dá)到調(diào)整油液的溫度目的,并且還可以吸收油液的壓力波動(dòng),隔板吸收了波動(dòng)就可以達(dá)到緩沖的目的。圖4SEQ圖\*ARABIC\s110隔板Figure4SEQFigure\*ARABIC\s110Partition隔板的安裝形式：隔板的安裝方式其實(shí)有很多的,有這么一種是讓隔板安裝高出液面一點(diǎn)點(diǎn),這樣就可以做到讓油液從隔板的側(cè)面流過(guò)的目的,同樣,一般情況下也可以將隔板設(shè)計(jì)成比油液的液面低一點(diǎn)點(diǎn),這樣就可以讓油液流經(jīng)隔板的上面。4.14.2回油管從字面意思上來(lái)看,回油管就會(huì)成一個(gè)拋物線出去會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。然而,油液回流到油箱的時(shí)候總是會(huì)對(duì)油箱內(nèi)的油面帶來(lái)波動(dòng)。波動(dòng)總會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面的影響,為了減少這種影響,可以使用擴(kuò)散器。擴(kuò)散器可以非常有效的防止或者減少這種波動(dòng)。擴(kuò)散器要根據(jù)它的安裝要求來(lái)進(jìn)行合理的安裝,擴(kuò)散器須安裝在油面的下方。4.14.3吸油管設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)過(guò)程中，吸油管的選擇同樣很重要。吸油管設(shè)計(jì)如果出錯(cuò)則直接影響液壓系統(tǒng)的油液進(jìn)入的質(zhì)量,在吸油管的吸油口處我選擇安裝一個(gè)過(guò)濾器,達(dá)到過(guò)濾油液的目的,濾油器的精度一般為100至200μm，在油箱還要留有一定的余量，如果不這樣會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的吸油阻力,則會(huì)造成油液的不足。另外吸油管也要放在液面下方，不然會(huì)吸入空氣，同樣，4.14.4關(guān)于泄露油管的使用泄露油管的選擇很重要，無(wú)論是它的直徑還是其他的，都要選著一個(gè)合適的數(shù)值。泄露油管口必須要在油箱的液壓油油液面上面,這樣是有原因的。因?yàn)樾孤┯凸芄茏涌谠谝好嬉韵碌脑挘鶕?jù)所學(xué)知識(shí)可知,，果出現(xiàn)這種情況,很有可能會(huì)產(chǎn)生我們常說(shuō)的背壓，如果產(chǎn)生背壓的話，就會(huì)在無(wú)形中對(duì)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一些不良影響。4.14.5如何防止油液里面混入雜質(zhì)首先,為了防止液壓油混入雜質(zhì),那么一個(gè)密封的油箱就顯得非常必要。因?yàn)橐簤罕煤碗妱?dòng)機(jī)在工作的時(shí)侯會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的震動(dòng),這樣的沖擊會(huì)引起油箱里面的油液產(chǎn)生波動(dòng),在一定程度上會(huì)導(dǎo)致吸油管中吸入空氣,因此一般需要配置空氣過(guò)濾器等。4.14.6液溫計(jì)正如大家了解的那樣,液壓系統(tǒng)在工作運(yùn)行的過(guò)程中肯定會(huì)存在一些些不可避免的損耗的。如果要是對(duì)油箱里的油液剩余量不清楚,可能會(huì)出現(xiàn)油液不足,那么液壓系統(tǒng)中就很有可能會(huì)出現(xiàn)吸入空氣的情況。這種情況出現(xiàn)會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成很大的危害,所以要安裝一個(gè)液位指示器,這樣就可以非常方便地觀察到油箱里的剩余油液情況,方便加油等。液壓站設(shè)計(jì)(Hydraulicstationdesign)4.15.1液壓泵站上泵組的布置常用布置方式有兩種：一是上置式；另一種是非上置式。立式泵站是將泵置于油箱中,并將立式電機(jī)置于油箱之上,為上置式泵站的一種;臥式泵站是將臥式電機(jī)置于油箱之上,也是一種將泵組置于油箱之上的上置式泵站。旁置式泵站(圖4-13);下置式泵站(圖4-14)。圖4SEQ圖\*ARABIC\s111上置式液壓站（立式）Figure4SEQFigure\*ARABIC\s111Onthesetofhydraulicstation(Vertical)圖4SEQ圖\*ARABIC\s112上置式液壓站（臥式）Figure4SEQFigure\*ARABIC\s112Onthesetofhydraulicstation(Horizontal)圖4SEQ圖\*ARABIC\s113旁置式液壓站圖Figure4SEQFigure\*ARABIC\s113Sideofthehydraulicstationmap圖4SEQ圖\*ARABIC\s114下置式液壓站Figure4SEQFigure\*ARABIC\s114Lowerhydraulicstation此次設(shè)計(jì)采用旁置式液壓站4.15.2液壓泵站的集成方式有管集成和無(wú)管集成。一開始人們用的是有管集成。將液壓閥集成的方式是通過(guò)管接頭與管路的連接。不需生產(chǎn)出油路板等集成閥塊,連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便易操作。但是,當(dāng)管路和管接頭較多時(shí),會(huì)使系統(tǒng)占用空間特別大,安裝維護(hù)不便。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí),管路和閥的壓力損失就會(huì)特別大,且易產(chǎn)生泄漏等情況。適用于簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)。無(wú)管集成的優(yōu)點(diǎn)有:在輔助連接設(shè)備上開有專門的管路,結(jié)構(gòu)緊湊,外型美觀,省去了大量的管路。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí),管路和閥的壓力損失就會(huì)特別大,且易產(chǎn)生泄漏等情況。有管集成安裝方式靈活方便,應(yīng)用范圍廣。調(diào)整破碎錘垂直破碎的伸縮油缸的具體參數(shù)5Adjustthespecificparametersofthetelescopiccylinderverticallybrokenbythecrushinghammer破碎錘旋轉(zhuǎn)需要的最大推力或拉力計(jì)算(Calculationofthemaximumthrustortensionrequiredfortherotationofthecrushinghammer)圖5SEQ圖\*ARABIC\s11破碎錘旋轉(zhuǎn)用油缸及其受力分析Figure5SEQFigure\*ARABIC\s11Rotatingoilcylinderofcrushinghammeranditsforceanalysis M=F1?L F2=F因此選擇供油壓力p=16MPa，缸徑液壓缸底座(Hydrauliccylinderbase)圖5SEQ圖\*ARABIC\s12液壓缸底座Figure5SEQFigure\*ARABIC\s12Hydrauliccylinderbase表5SEQ表\*ARABIC\s11液壓缸底座結(jié)構(gòu)尺寸Table5SEQTable\*ARABIC\s11Hydrauliccylinderbasestructuresize內(nèi)容缸徑?????參數(shù)/mm16019416516012025?????LL509093.512075130100LLLLSSS65501023706434SHHHHMR2.797452065M33X270法蘭式缸筒(Frenchcylinder)圖5SEQ圖\*ARABIC\s13法蘭式缸筒Figure5SEQFigure\*ARABIC\s13Frenchcylinder表5SEQ表\*ARABIC\s12法蘭式缸筒結(jié)構(gòu)尺寸Table5STYLEREF1\s0SEQTable\*ARABIC\s12Flangecylinderconstructiondimensions內(nèi)容缸徑?????LLL參數(shù)/mm16017016016519425157609缸頭法蘭座(Cylinderheadflangeseat)圖5SEQ圖\*ARABIC\s14缸頭法蘭座Figure5SEQFigure\*ARABIC\s14Cylinderheadflangeseat表5SEQ表\*ARABIC\s13缸頭法蘭座結(jié)構(gòu)尺寸Table5SEQTable\*ARABIC\s13Cylinderheadflangeseatstructuraldimensions內(nèi)容缸徑????參數(shù)/mm160220190160170LLLLnM432820812M16油口(Oilmouth)圖5SEQ圖\*ARABIC\s15油口Figure5SEQFigure\*ARABIC\s15Oilmouth表5SEQ表\*ARABIC\s14油口結(jié)構(gòu)尺寸Table5SEQTable\*ARABIC\s14Dimensionsofoilorificestructure內(nèi)容缸徑?MHR參數(shù)/mm16055M33X220100活塞桿(Thepistonrod)圖5SEQ圖\*ARABIC\s16活塞桿Figure5SEQFigure\*ARABIC\s16Thepistonrod表5SEQ表\*ARABIC\s15活塞桿結(jié)構(gòu)尺寸Table5SEQTable\*ARABIC\s15Pistonrodconstructiondimensions內(nèi)容缸徑??????參數(shù)/mm1601109086.5857580??LLLLLL106320957012255LLLLHHM2.77549126M85X3帶內(nèi)螺紋的鉸接桿頭(Articulatedrodheadwithinternalthread)圖5SEQ圖\*ARABIC\s17桿頭Figure5SEQFigure\*ARABIC\s17Rodhead表5SEQ表\*ARABIC\s16桿頭結(jié)構(gòu)尺寸Table5SEQTable\*ARABIC\s16Rodheadstructureandsize內(nèi)容缸徑???LL參數(shù)/mm16011085.67516080LLLMMRS75615M85X3M127070活塞(Thepiston)圖5SEQ圖\*ARABIC\s18活塞Figure5SEQFigure\*ARABIC\s18Thepiston表5SEQ表\*ARABIC\s17活塞結(jié)構(gòu)尺寸Table5SEQTable\*ARABIC\s17Pistonstructuresize內(nèi)容缸徑????LLLLL參數(shù)/mm160154148901367026121720法蘭式端蓋(Flangedendcover)圖5SEQ圖\*ARABIC\s19端蓋Figure5SEQFigure\*ARABIC\s19Endcover表5SEQ表\*ARABIC\s18端蓋結(jié)構(gòu)尺寸Table5SEQTable\*ARABIC\s18Endcoverstructuresize內(nèi)容缸徑???????參數(shù)/mm160220125116111122133142????MnLL16121309020LLLLLLaRR1763.5407.59545°0.40.2采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)6Overallschemedesignofcoalminingelectromechanicalgascontrolsystem控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)(Overallschemedesignofcontrolsystem)電氣控制系統(tǒng)由控制器、傳感器、外部接線和操作機(jī)構(gòu)組成。在控制系統(tǒng)中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集數(shù)量和加工工藝要求，設(shè)置多組不同用途和型號(hào)的傳感器，用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)送到控制器(PLC)中進(jìn)行分析處理，最終得出分析果，通過(guò)輸出端口輸出控制命令，控制命令對(duì)應(yīng)的模擬量信號(hào)經(jīng)外部線路傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行，完成對(duì)加工過(guò)程的控制與調(diào)節(jié)。采煤機(jī)的檢測(cè)與控制系統(tǒng)是為了保證采煤機(jī)的正常工作而設(shè)計(jì)和研制的，該系統(tǒng)應(yīng)具有對(duì)采煤機(jī)正常啟、停控制和非正常停機(jī)操作；歷史和實(shí)時(shí)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、記錄與顯示、系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置與修改、工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)超限報(bào)警等功能。因此，應(yīng)當(dāng)選擇合理的控制流程和方法來(lái)對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行控制。圖6SEQ圖\*ARABIC\s11采煤機(jī)控制系統(tǒng)總體方案圖Figure6SEQFigure\*ARABIC\s11Overallplanforcoalwinningmachinecontrolsystem如圖6-1所示，整個(gè)采煤機(jī)檢測(cè)與控制系統(tǒng)大致可以分為3個(gè)層次：第一級(jí)為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，第二級(jí)為系統(tǒng)的控制核心層，第三級(jí)為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制層。第一級(jí)主要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，第二級(jí)是對(duì)檢測(cè)到的各項(xiàng)采煤機(jī)參數(shù)進(jìn)行采集、數(shù)據(jù)處理。第三級(jí)主要負(fù)責(zé)對(duì)采煤機(jī)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)顯示，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)的遠(yuǎn)程啟動(dòng)停止控制以及數(shù)據(jù)、故障的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)(Hardwaredesignofmonitoringsystem)本設(shè)計(jì)需要對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行檢測(cè)和保護(hù)的項(xiàng)目有電動(dòng)機(jī)溫度、冷卻水進(jìn)水壓力與流量、易燃易爆氣體瓦斯?jié)舛取⒄麢C(jī)輸入電壓、牽引傳動(dòng)箱振動(dòng)等方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)與保護(hù)因此，需要選擇合適的傳感器對(duì)以上各項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)和保護(hù)。6.2.1溫度傳感器的選擇與應(yīng)用溫度傳感器用于采煤機(jī)電機(jī)、變壓器和油箱等部件的實(shí)時(shí)工作溫度監(jiān)測(cè)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行熱保護(hù)。本設(shè)計(jì)采用SBWZ(R)系列一體化溫度傳感器。如圖3-2所示。a)型號(hào)：SBWZ(R)系列一體化溫度變送器圖6SEQ圖\*ARABIC\s12SBWZ(R)系列一體化溫度變送器實(shí)物圖Figure6SEQFigure\*ARABIC\s12SBWZ(R)seriesofintegratetemperaturetransmitterb)工