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凿岩台车的液压系统设计

 

摘  要

凿岩台车是钻凿井下平行巷道的掘进台车。由于在矿山井下作业，台车体积受井下巷道空间的限制，要求台车重量轻，外形尺寸小，结构紧凑 。但是台车的液压系统比较复杂，液压元件数量多，管路复杂 。在有限的空间内，容纳必备的液压元件，合理地布置管路，保证台车操作 、检测和维修方便，是凿岩台车设计者必须解决的一个重要课题 。

在设计液压凿岩钻车液压系统时试制一种整体扦入式集成液压系统。它即具有能控制液压凿岩机“旋转 、冲击 、自动冲击 、推进及防止卡钎 ”的多种功能，又能使液压元件集成于一体，占用空间小，操作维修方便，该液压系统使用寿命长 、安全，使液压凿岩机能达到最佳钻进速，逐渐被各种型号液压凿岩台车所应用 。

 

 

关键词： 凿岩台车      液压系统      液压元件 

 

 

目  录

摘  要 I

Abstract II

第一章 引 言 6

1.1  钻孔台车的概述 6

1.2 国内外凿岩台车液压系统的研究现状 7

1.2.1   国内凿岩台车液压系统的研究现状 7

1.2.2   国外凿岩台车液压系统的研究现状 9

第二章  设计要求分析及液压系统设计方案的制定 10

2.1  设计要求分析 10

2.1.1  设计题目 11

2.1.2  设计技术参数说明 11

2.1.3  工况分析及其技术参数 12

2.2  液压系统设计方案的拟订 12

2.2.1  选用开式系统或闭式系统 12

2.2.2  选用节流调速，容积调速或分级调速 13

       2.2.3  选用油泵的类型……………………………………………..……………...13

       2.2.4   选用油缸和马达……………………………………………… ………..... 13

       2.2.5   确定控制方式………………………………………………………….... .13

       2.2.6   确定工作液体…………………………………………………………… .13

第三章   凿岩台车液压系统工作原理图设计…………………………………………...14

    3.1     本系统工作过程及其分析…………………………………………………14

          凿岩机的旋转……………………………………………………………….14

          凿岩机的冲击……………………………………………………………....14

          凿岩机的推进………………………………………………………………14

          凿岩机的定位………………………………………………………………15

 3.2   本系统中的液压回路及其作用…………………………………………………….15        3.2.1    卸载回路……………………………………………………………….. ...15

   节流调速回路………………………………………………………………16

 第四章   液压系统计算…………………………………………………………………. .16

4.1初选系统工作压力…………………………………………………………………16

4.2液压执行元件的计算与选型………………………………………………………16

   4.2.1推进凿岩机的液压缸的计算与选型………………………………………...16

               4.2.1.1 液压缸内径的确定………………………………………...16                                                    

                      验算系统的压力………………………………………….17

                      液压缸最高允许压力P 的确定…………………….....17

                   耐压试验压力P 的确定………………………………..18

                      活塞杆直径的计算……………………………………….18

                       液压缸的流量计算……………………………………...19

   液压缸的功和功率……………………………………..22

   液压缸的总效率  ……………………………………23

   液压缸型号的选择…………………………………… 24

   千斤顶（液压缸）的计算与选择………………………………………………….24

           仰俯液压缸的计算与选择………………………………………………..25

                 确定主要参数…………………………………………………...25

                  确定缸筒的内径、有杆腔面积和无杆腔面积………….25

                      验算系统的压力计算…………………………………26                   流量的计算………………………………………….. …26

   缸筒壁厚的计算……………………………………….28   活塞的设计……………………………………………………...31 

                      结构的确定……………………………………………..31

                      材料的确定…………………………………………….31

                活塞杆的设计…………………………………………………….31

                     结构的确定………………………………………………31

                     确定活塞杆直径…………………………………………31

                     确定活塞杆强度计算……………………………………31

                     活塞杆弯曲稳定性验算…………………………………32

                      活塞杆材料及其技术要求……………………………32

                      活塞杆的导向及其密封……………………………….32

                      液压缸型号的选择……………………………………..32

  举升液压缸的计算与选型……………………………………………… 33.

           大臂延伸液压缸的计算与选型…………………………………………..33

           推进补偿液压缸的计算与选型…………………………………………..34

           靠邦液压缸的计算与选型……………………………………………….35

           顶篷保护液压缸的计算与选型…………………………………………..36

  转向液压缸的计算与选型………………………………………………..37

  旋转液压缸（摆动油马达）的计算与选型…………………………….38

4.3液压马达的计算与选型…………………………………………………………………..38

           液压马达类型的选择……………………………………………………..38

               凿岩机液压马达的排量…………………………………………...38

               液压马达型号的选择……………………………………………..39

               电缆卷筒液压马达的排量………………………………………...40

               液压马达型号的选择……………………………………………...41

  4.4液压泵的选型…………………………………………………………………………..41

           主泵的选型……………………………………………………………….41

              确定液压泵的工作压力………………………………………….41

              确定液压泵的流量 ....................................................................42

              液压泵的规格选择………………………………………………42

          辅助液压泵（回转泵和缓冲油泵）的选型……………………………43

 4.5电机的选择……………………………………………………………………………...44

      4.6液压控制元件的选择………………………………………………………….44

            换向阀的选择.........................................................................................45

             单向阀和液控换向阀的选择………………………………………..45

            节流阀的选择…………………………………………………………45

            溢流阀的选择…………………………………………………………46

       4.7过滤器的选型………………………………………………………………...48

       4.8蓄能器的计算与选择………………………………………………………...50

   蓄能器有效容积 的计算……………………………………………50

    蓄能器容器 计算………………………………………………….50

    蓄能器型号的选择……………………………………………………51

第五章 液压装置的设计…………………………………………………………………....51

   5.1 液压油箱的设计………………………………………………………………..52

         油箱的功能……………………………………………………………...51

         油箱的分类……………………………………………………………..51

         油箱的设计要点………………………………………………………..52

         确定油箱的容量和有效面积…………………………………………...53

         油箱的选择……………………………………………………………...54

         油箱附件的配置及其注意事项………………………………………...54

                空气滤清器………………………………………………….54

                 液位计、温度计……………………………………………55

        5.2液压管道尺寸的确定………………………………………………………..55

 管道内径的计算……………………………………………………55

  推进梁上的推进油缸连接管道内径的确定…………………….55

  千斤顶（液压缸）连接管道内径的确定………………………56

    仰俯液压缸的连接管道内径的确定…………………………56

   举升液压缸的连接管道内径的确定…………………………..57

  大臂延伸液压缸连接管道内径的确定……………………...58

   靠帮液压缸连接管道内径的确定………………………….59

    转向液压缸连接管道内径的确定…………………………60

   凿岩机液压马达连接管道内径的确定……………………….60

   电缆卷筒液压马达连接管道内径的确定…………………….60

 5.3 通道块的设计………………………………………………………………. 61

第六章 液压系统性能验算………………………………………………………………….61

       6.1 验算回路中的压力损失………………………………………………………..61

       6.2 液压系统的发热温升计算…………………………………………………….62

          计算发热功率..............................................................................................62                 

            计算散热功率…………………………………………………………....63

       6.3冷却器的计算与选择…………………………………………………………..64

结束语........................................................................................................................................66

参考文献……………………………………………………………………………………...67