斗轮堆取料机俯仰机构三级项目(工程设计与分析第四组).doc

斗轮堆取料机俯仰机构三级项目说明书学院：机械学院专业：工程设计与分析小组成员：张超群杨美丽刘芊羽吴威威指导老师：刘涛一、课题简介二、课题的研究分析与比较三、项目要求四、方案的分析与确定五、液压缸设计计算六、液压系统简介七、经验总结1、 课题简介斗轮堆取料机作用：主要用于大宗散状物料连续装卸的高效设备，主要用于港口、码头、电厂等。优点：成产效率高；能耗低；使用成本低；使用过程中维护量少；操作简单安全可靠。斗轮堆取料机的主要结构包括：斗轮机构悬臂机构；带式输送机构；配重机构；回转机构等。2、 课题的研究分析与比较由俄罗斯生产的斗轮堆取料机的俯仰液压系统（图一）上海水工机械厂生产的臂式斗轮堆取料机俯仰液压系统（图二）从原理和动作过程来看，两者差别很大1、 液压泵两系统都采用轴向柱塞泵作为液压驱动装置，用溢流阀控制系统的压力。在泵的出口都接有滤油器，以防系统混人杂质。图1的滤油器旁并联有单向阀。这样，可以在不停机的情况下更换滤油器。而图2所示系统中滤油器旁没有并联单向阀。因此，必须在停机状态下更换滤油器。另外，图2所示系统中还有一单向阎使液压泵与系统隔离，以防非常情况下由于负载压力变化而影响液压泵，而图2系统 无此保护。2、 换向阎两系统都采用电液换向间作为主换向问。但图1所示系统中的三位阀是Y型中位机能，液压泵不能卸荷，在系统非工作状态必须使电机停止。这会造成电机频繁起动。在图2所示系统中电液换向阎是M型中位机能，液压泵可以卸荷，系统在非工作状态时电机 不必停止，避免了电机频繁起动。3、 调速回路图1所示系统使用两个调速阀分别控制液压缸上升和下降速度，均为回油调速。图2所示系统中只有一个调速阀来调节液压缸下降速度，调速方式为回油调速。液压缸上升速度不能调节。另外图2所示系统中，由于液压缸上下腔回油时两个外控顺序阀的外控口分别接 仔对方的油路上，液压缸下降时，液压油进人液压缸上腔而使压力升高将回油路）顺序阀打开，又由于液压缸无背压且液压缸受负载（臂架和斗轮的重力）作用，导致液压缸快速下冲。这时，液压缸上腔压力突然降低，使回油路上的顺序阀关闭致使液压缸停止。这样一来，液压缸在下降过程中时走时停，不能平稳下降，会造成冲击，影响斗轮堆取料机的使用寿命。4、 保压回路图1所示系统中，回路在电液换向阎处于中位时，两个液控单向阀的液控口都与油箱接通。这使两阀互锁，保证液压缸上下两腔的压力。图2所示系统利用外控顺序阀和电液换向阀的M型中位机能保压，由于顺序问和电液换向间的密封性不如单向阀，因此液压缸在臂架重力作用下会缓慢下降，对斗轮堆取料机工作不利。5、 过载保护作为大型输煤系统和其它料场的存取设备，臂式斗轮堆取料机俯仰液压系统的过载保护非常重要。图1所示系统在液压缸旁边设置了两个溢流阀，限制了液压缸上下腔的最高压力，而图2所示系统中没有考虑过载保护问题。三、项目要求两个缸能够同步运动，能可靠锁止，双向调速，平衡重力，实现往复运动。4、 方案的分析与确定根据以上分析的实例以及课题的要求我们确定和分析了我们的液压系统。1.为了实现锁止的要求我们采用了液压锁的方案。液压锁，顾名思义，就是一把“锁”，就是把回路锁住，不让回路油液有流动，如图中，以保证图中油缸即使外界有一定载荷的情况下仍能保持其位置静止不动。2.为了实现双向调速的要求我们采用了一种组合方案。这个是双向调速油路。一般单个调速阀（注意不是节流阀）具有单向特性，往往与单向阀组合成单向调速阀以保证处于单向运行。这里用4个单向阀既能保证调速阀的单向性，同时又起到双向调速的功能。具体分析如下：1、油流从左往右时，油液从左上单向阀通过（左下单向阀关闭），从上往下通过调速阀（右上单向阀关闭），再从右下单向阀通过，从右边流出。2、油流从右往左时，油液从右上单向阀通过（右下单向阀关闭），也是从上往下通过调速阀（左上单向阀关闭），再从左下单向阀通过，从左边流出。3.液压泵系统都采用轴向柱塞泵作为液压驱动装置，用溢流阀控制系统的压力。在泵的出口应该接有滤油器，再加上一个并联单向阀，以防系统混人杂质。4.若系统中应用Y型三位四通阀，液压泵不能卸荷，在系统非工作状态必须使电机停止。这会造成电机频繁起动。如果用M型三位四通阀，液压泵可以卸荷，系统在非工作状态时电机 不必停止，避免了电机频繁起动。5.过载保护作为大型输煤系统和其它料场的存取设备，臂式斗轮堆取料机俯仰液压系统的过载保护非常重要。图1所示系统在液压缸旁边设置了两个溢流阀，限制了液压缸上下腔的最高压力，而图2所示系统中没有考虑过载保护问题。所以宜采用图一所示的过载保护装置。5、 液压缸设计计算主要参数：大臂最大重量20T，和回转半径30米，两液压缸同步支撑大臂俯仰动作，力臂最小2m,行程1.5m，工作压力28MPa；由于需要液压系统平衡重力，所以需要液压缸的速度小，所以设定背压量为10M。计算时假定机械效率是0.9.根据液压缸工作压力与与活塞杆直径推荐值得到，活塞杆直径=0.7D缸筒1.对缸筒的要求2.有足够的强度3.有足够的刚度焊接缸筒要有良好可焊性，以便焊上法兰或管接头等结构后不至于产生裂纹或过大的变形。圆整取D=240mm本油缸缸头、缸筒法兰连接，缸底、缸筒焊接，缸筒材料选用Q345B的无缝钢管，具有较好机械性能和焊接性能。于是得到活塞杆直径d=0.7D=168mm 圆整之后得到170mm确定液压缸缸筒长度L要综合考虑活塞长度、活塞最大行程、导向套长度、活塞杆密封长度等。所以选取L=1750mm六、液压系统简介综合以上分析我们最终设计出了如下液压系统：7、 经验总结我们通过这次三级项目学到了许多东西。这让我们认识到液压这门学科是具有很大生命力的，它有着巨大的创造潜能。虽然我们不是液压专业的，但是这不妨碍我们看到机械行业也还是有许多可开发的领域。可能现在的机械不是很景气，但是，我们一定要相信机械的未来需要我们！