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中 國 礦 業(yè) 大 學(xué)
本科生畢業(yè)論文
姓 名：李曉寶 學(xué) 號： 14030332
學(xué) 院：應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
專 業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化
論文題目：礦井井口液壓站設(shè)計(jì)
專 題：
指導(dǎo)教師： 苗運(yùn)江 職 稱： 副教授
2007年 6 月 徐州
中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文任務(wù)書
學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專業(yè)年級 2003級機(jī)械工程 學(xué)生姓名李曉寶
任務(wù)下達(dá)日期：2007年 1 月 11 日
畢業(yè)論文日期： 2007 年 3 月 25 日至 2007 年 6 月 20 日
畢業(yè)論文題目：礦井井口液壓站設(shè)計(jì)
畢業(yè)論文專題題目：
畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求：
在調(diào)研,查閱文獻(xiàn)資料得基礎(chǔ)上,確定液壓系統(tǒng)的總體方案,重點(diǎn)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu);要求畢業(yè)設(shè)計(jì)總圖紙量為3張圖,畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份(50頁左右).
院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字：
中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評閱書
指導(dǎo)教師評語（①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；②獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力；③研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評價(jià)及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：
成 績： 指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文評閱教師評閱書
評閱教師評語（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力；④工作量的大??；⑤取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑥寫作的規(guī)范程度；⑦總體評價(jià)及建議成績；⑧存在問題；⑨是否同意答辯等）：
成 績： 評閱教師簽字：
年 月 日
中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文評閱教師評閱書
評閱教師評語（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力；④工作量的大?。虎萑〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點(diǎn)；⑥寫作的規(guī)范程度；⑦總體評價(jià)及建議成績；⑧存在問題；⑨是否同意答辯等）：
成 績： 評閱教師簽字：
年 月 日
中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文答辯及綜合成績
答 辯 情 況
提 出 問 題
回 答 問 題
正 確
基本
正確
有一般性錯(cuò)誤
有原則性錯(cuò)誤
沒有
回答
答辯委員會評語及建議成績：
答辯委員會主任簽字：
年 月 日
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績：
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人：
年 月 日
摘 要
副井操車系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)中重要的一部分，它的含義是指井口、井底有關(guān)機(jī)械、電報(bào)設(shè)備在規(guī)定的閉鎖條件下，按照設(shè)計(jì)的邏輯程序循環(huán)動(dòng)作，輔助罐籠完成提升任務(wù)。
國內(nèi)現(xiàn)役的煤礦副井操車系統(tǒng)暴露的缺點(diǎn)有：機(jī)構(gòu)復(fù)雜、可靠性不高、維護(hù)維修不便等，往往帶來巨大的損失。
副井操車系統(tǒng)要求控制系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、工作可靠、抗干擾能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高等性能。在參考了三個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)后，決定選擇由液壓作為動(dòng)力源的第三套系統(tǒng)。
本系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的流程從罐籠到們開始如下：
罐籠到位 安全門打開 前阻車器打開 搖臺落下 推車機(jī)推車 罐籠內(nèi)礦車出罐 罐內(nèi)阻車器阻 礦車進(jìn)罐頭 推車機(jī)回車到位 前阻車器阻車 搖臺擇起，安全門關(guān)上，罐籠運(yùn)行，后阻車器打開，礦車達(dá)到阻車器，下一循環(huán)。
本文主要的工作就是根據(jù)以上的工作流程進(jìn)行液壓原理的擬定，液壓站的設(shè)計(jì)，以及各種器件的計(jì)算選型。
關(guān)鍵詞：副井操車系統(tǒng) 前阻車器 推車機(jī) 罐籠 安全門 閉鎖 搖臺 礦車
本要實(shí)現(xiàn)的流程從罐籠到們開始如下：
罐籠到位 安全門打開 前阻車器打開 搖臺落下 推車機(jī)推車 罐籠內(nèi)礦車出罐 罐內(nèi)阻車器阻 礦車進(jìn)罐頭 推車機(jī)回車到位 前阻車器阻車 搖臺擇起，安全門關(guān)上，罐籠運(yùn)行，后阻車器打開，礦車達(dá)到阻車器，下一循環(huán)。
本文主要的工作就是根據(jù)以上的工作流程進(jìn)行液壓原理的擬定，液壓站的設(shè)計(jì)，以及各種器件的計(jì)算選型。
關(guān)鍵詞：副井操車系統(tǒng)； 前阻車器； 推車機(jī)； 罐籠； 安全門； 閉鎖； 搖臺； 礦車
ABSTRACT
Parade car belonging to coal production system is an important part, it refers to the meaning of the wellhead, the bottom of the machinery, telegraph equipment in the closed conditions, in accordance with the logic of the design cycle process moves auxiliary cage complete upgrade mandate.
China coal mine belonging to the service of the parade car system has exposed the shortcomings : institutional complexity, reliability is not high, maintaining maintenance inconvenience, often bring huge losses. Auxiliary System Requirements parade car control system with a more technologically advanced, reliable, anti-interference capability, high automation performance. In reference to the advantages and disadvantages of the three systems, choosing from hydraulic power source as the third set of system
Of the system to achieve the flow from cage to begin as follows : safety cage in place before the doors open car to open shake Taiwan fallen pusher carts cans cage tub out Tank Car resistance tub into resistance Enter canned pusher in place before the car stop car shake Taiwan optional, security doors, the cage operations, after the car to open. tub reached car for the next cycle. This paper is based on the work over the work process for the preparation of hydraulic principles, hydraulic design of the station, and the calculation of various device selection.
Keywords : parade car belonging to the former system for car pusher safety cage door locking shake Taiwan tub to be achieved in this process from the cage to begin the following : safety cage in place before the doors open car to open shake Taiwan fallen pusher carts cans cage tub out Tank Car resistance resistance Mine Progressive canned pusher round in place before the car stop car shake Taiwan optional, security doors, the cage operations, after the car stop fighting , tub reached car for the next cycle. This paper is based on the work over the work process for the preparation of hydraulic principles, hydraulic design of the station, and the calculation of various device selection. Keywords : parade car belonging to the former system for car pusher safety cage door locking shake Taiwan tub
目 錄
1緒論 1
1.1論文研究的意義 1
1.2我國目前使用的車情況 1
1.3液壓技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用情況 3
1.4副井操車液壓聯(lián)動(dòng)裝置簡介 5
2液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 6
2.1液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 6
2.2液壓元件的設(shè)計(jì)計(jì)算 10
2.3搖臺液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 14
2.4 液壓泵的設(shè)計(jì)計(jì)算 16
2.5電動(dòng)機(jī)的選擇 20
2.6聯(lián)軸器的選擇 21
2.7控制閥的選擇 23
2.8壓力表以及壓力表開關(guān)的選擇 31
3 液壓輔助元件設(shè)計(jì) 33
3.1液壓管道的選擇 33
3.2管接頭的選擇 35
3.3油箱的設(shè)計(jì)計(jì)算 36
3.4系統(tǒng)的發(fā)熱及散熱計(jì)算 39
3.5過濾器的選擇 41
3.6冷卻器的選擇 42
4閥塊設(shè)計(jì) 44
4．1塊簡介 44
4．2液壓閥塊有以下特點(diǎn) 44
4．3閥塊的設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng) 45
4．4閥塊的尺寸的確定 45
4．5閥塊內(nèi)的油道孔的設(shè)計(jì) 45
4.6精度設(shè)計(jì) 46
4.7材料設(shè)計(jì) 46
5 液壓站的設(shè)計(jì) 46
5．1液壓站外觀設(shè)計(jì)的誤區(qū) 46
5．2液壓站的設(shè)計(jì) 47
參考文獻(xiàn) 48
致 謝 49
中國礦業(yè)大學(xué)2007屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 52頁
1緒論
1.1論文研究的意義
副井液壓系統(tǒng)是礦業(yè)工程中非常重要的一部分,就承擔(dān)的任務(wù)來說,它主要負(fù)責(zé)井下礦車到位后,包括控制阻車器.搖臺安全門等機(jī)構(gòu)的一系列動(dòng)作等,但是我們看到的國內(nèi)外副井操車系統(tǒng)方面的研究和報(bào)道等,總是不難看出有這樣那樣的瑕疵\甚至是重大的失誤,這些不盡人意的地方往往給煤礦正常的生產(chǎn)帶來危害,輕則生產(chǎn)效率低,重則便造成人員和財(cái)產(chǎn)的重大損失,所以,在綜合提高煤礦生產(chǎn)狀況的情況下,如何能夠保證副井操車系統(tǒng)這一部分的工作安全 可靠性已經(jīng)是刻不容緩的事情.另一方面,我們看到的是在諸多副井操車系統(tǒng)中或多或少的總是存在些問題,導(dǎo)致機(jī)構(gòu)反應(yīng)不靈敏,效率低下,壽命不長,維護(hù)和維修不方便.
就我國煤礦副井液壓系統(tǒng)來說，控制和提升信號系統(tǒng)普遍設(shè)計(jì)為兩套系統(tǒng)，安置在兩個(gè)操作室內(nèi)，由操車司機(jī)和提升信號式工分別操作。造成操車設(shè)備位置傳感器的重復(fù)設(shè)置，用人多，故障率高。
副井液壓設(shè)備及提升信號的安全與否，直接關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效益，是一個(gè)非常重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。它要求控制系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、工作可靠、抗干擾能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高等性能。但目前我國副井操車設(shè)備控制與提升信號系統(tǒng)仍處于落后狀態(tài)，已不適應(yīng)煤礦副井生產(chǎn)的要求，為了提高副井安全生產(chǎn)的可靠性，改善工人的勞動(dòng)條件，提高煤礦副井的生產(chǎn)能力，研制一套能滿足井上下井口操車設(shè)備控制及提升信號閉鎖的聯(lián)鎖控制裝置無疑是迫在眉睫的問題。
綜上，本文主要就副井液壓系統(tǒng)的各個(gè)主要環(huán)節(jié)控制的設(shè)計(jì)和各種設(shè)備的選用進(jìn)行了分析、配置。旨在提供一個(gè)安全可靠的系統(tǒng)產(chǎn)，是為本文研究的意義。
1.2我國目前使用的操車情況
1.2.1氣動(dòng)系統(tǒng)
1、系統(tǒng)組成：
1)推車機(jī)動(dòng)力一般為電機(jī)，減速機(jī)傳動(dòng)軸作為驅(qū)動(dòng)，推車機(jī)分為鏈?zhǔn)酵栖嚈C(jī)、繩式推車機(jī)。
2)安全門、搖臺、阻車器采用汽缸
2、優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作快；可靠性高；因泄露造成的污染少；維修、維護(hù)簡單。
3、缺點(diǎn)：速度不易調(diào)整，沖擊大；因推車機(jī)為電機(jī)或其它動(dòng)力，使系統(tǒng)成為混合動(dòng)力源，占用動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)設(shè)備多。
1.3.2液壓系統(tǒng)
1、系統(tǒng)組成
1)推車機(jī)采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)部件間不直接接觸，無磨損問題節(jié)省了因磨損而產(chǎn)生的維修且磨損損耗很小。
2)高功率因數(shù)直流電機(jī)效率極高較其它電機(jī)節(jié)電，啟動(dòng)電流小。
2、優(yōu)點(diǎn)：
1）推車機(jī)采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)部件間不直接接觸，無磨損問題節(jié)省了因磨損而產(chǎn)生的維修且磨損損耗很小。
2）高功率因數(shù)直流電機(jī)效率較高，較其它電機(jī)節(jié)省電，啟動(dòng)電流小。
3、缺點(diǎn)：
1）電機(jī)防水效果差，進(jìn)水后電器故障難排除。
2）推車機(jī)的運(yùn)行條件差很難保證電流電機(jī)技術(shù)上要求電機(jī)與次級板氣隙為2-3mm影響電機(jī)性能的發(fā)揮。
3）配件價(jià)格很高。
4）電機(jī)設(shè)備體積大故障率高。
1.2.3直流電機(jī)系統(tǒng)
1、系統(tǒng)組成
1）推車機(jī)使用電機(jī)作為動(dòng)力，搖臺、安全門、阻車器使用液壓缸。
2）推車機(jī)使用液壓馬達(dá)；安全門使用液壓馬達(dá)；阻車器、搖臺使用液壓缸
2、優(yōu)點(diǎn)：
1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易維護(hù)、占地少。
2）液壓驅(qū)動(dòng)特軟，可有緩輕因沖擊造成的設(shè)備損壞。
3）調(diào)速性能好節(jié)省時(shí)間
4）全部采用液壓做動(dòng)力，即可動(dòng)力源單一，便于維修和管理。
3、缺點(diǎn)：
1）液壓站本身占地面積大
2）液壓站較氣動(dòng)配置復(fù)雜
3）泄漏易污染
副井是煤礦生產(chǎn)中聯(lián)結(jié)井上下的重要通道，副井操車設(shè)備的安全作業(yè)與否。將直接關(guān)系到煤礦安全生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效益，是一個(gè)非常重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。它要求控制系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)地，動(dòng)作可靠，抗干擾能力強(qiáng)，自動(dòng)化程度高等性能。但目前我國大部分副井操車設(shè)備控制系統(tǒng)仍處于落后狀態(tài)，已不適應(yīng)煤礦副井安全高效生產(chǎn)的要求。為了提高安全生產(chǎn)的可靠性，改善工人的勞動(dòng)條件，提高煤礦副井的生產(chǎn)能力，需要對副井操車設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的產(chǎn)品性能及使用狀況進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)研。如上表所列，目前國內(nèi)主要有氣控，電動(dòng)控，液控等方式
1.3液壓技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用情況
近幾年來,隨著機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化與機(jī)械程度不斷提高,并大型化發(fā)展,在各個(gè)工業(yè)部門中日益廣泛地采用液壓技術(shù),如飛機(jī)、坦克、艦艇、機(jī)床、汽車，拖拉機(jī)以起重運(yùn)輸機(jī)械等等。自五十年代以來，在化工機(jī)械上也逐步地應(yīng)用采用液壓技術(shù)，截止到目前，液壓驅(qū)動(dòng)的臥式刮刀、活塞推料、上懸、三足、螺旋卸料離心機(jī)，板框壓濾機(jī)、加壓葉濾機(jī)回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)、電石爐、回轉(zhuǎn)窯、錘式破碎機(jī)、攪拌式反應(yīng)器；液壓控制的氣輪機(jī)、壓縮機(jī)、冷凍機(jī)、蒸發(fā)器、造氣爐等等已經(jīng)在國內(nèi)外的許多工廠投入運(yùn)轉(zhuǎn)，并取得用戶的歡迎。此外，像容器的低頻疲勞、高壓爆破等試驗(yàn)，都是借助液壓技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的。
液壓技術(shù)是以壓力油作為工作介質(zhì)來傳遞運(yùn)動(dòng)、力（轉(zhuǎn)距）或控制信號，前者常稱液壓傳動(dòng)（液壓驅(qū)動(dòng)），后者稱為液壓控制。液壓運(yùn)動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)相比其主要特點(diǎn)是：容易調(diào)速、適于遠(yuǎn)距離和自動(dòng)操作，體積小、重量輕，易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，液壓控制系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、輸出剛度高和功率——重量比大等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，液壓也和其他任何新技術(shù)一樣，總有不足之處，如漏油、噪音等，但這兩點(diǎn)，近年來也正在研究改造。勿容質(zhì)疑，液壓技術(shù)的 優(yōu)越性是非常明顯的，特別是當(dāng)把它同電子、機(jī)械等技術(shù)聯(lián)合使用時(shí)，更顯示其強(qiáng)大的生命力。在某種意義上講，一個(gè)國家液壓技術(shù)的發(fā)展水平和應(yīng)用范圍，是其現(xiàn)代化程度重要標(biāo)志之一。本次課程設(shè)計(jì)就是要用液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)礦井的副井提升操作等一系列動(dòng)作，以及為完成這一系列動(dòng)作所需要的器材的選型等。
1.3.1液壓傳動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)
液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，有以下一些優(yōu)點(diǎn)：
1、 能在較大的范圍內(nèi)比較方便地實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。調(diào)速范圍10011全2000：1
2、 在相同功率情況下，液壓傳動(dòng)能量轉(zhuǎn)換元件的體積較小，質(zhì)量較輕。
3、 工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向。
4、 便于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，而且工作油液能使傳動(dòng)零件實(shí)現(xiàn)自潤滑，故使用壽命較長。
5、 操縱簡單便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別是和電氣控制聯(lián)合使用時(shí)，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。
6、 液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，制造和使用推廣使用。
液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)：
1、 液壓傳動(dòng)中的泄露和液體的可壓縮性使傳動(dòng)無法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。
2、 液壓傳動(dòng)有較多的能量損失，故傳動(dòng)效率不高，不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。
3、 液壓傳動(dòng)對油溫的變化比較敏感，不宜在很高和很低的溫度條件下工作。
4、 液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因。
總地來看，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)很多，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，有些缺點(diǎn)會逐步被克服。
液壓傳動(dòng)由于具有上述一系列的長處，因此，在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門中獲得了廣泛的應(yīng)用。如在航海機(jī)械、航空機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、輕工機(jī)械等多方面都廣泛地使用了液壓傳動(dòng)。
在機(jī)床上的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：
1、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，如車床、自動(dòng)車床刀架的進(jìn)給，組合機(jī)床動(dòng)力頭、動(dòng)力滑臺的進(jìn)給等。液壓傳動(dòng)能滿足所需求的調(diào)速范圍，并能實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。
2、主體運(yùn)動(dòng)，如牛頭刨床或插床滑枕，采用液壓傳動(dòng)RJ實(shí)現(xiàn)滑枕的往3、復(fù)運(yùn)動(dòng)；也可用于自動(dòng)車床、數(shù)控機(jī)床等的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
4、仿形裝置，如車床、洗床上的仿形加工，可以采用液壓伺服系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
5、 數(shù)控機(jī)床。該機(jī)床上工作臺的直線后轉(zhuǎn)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，可以用電液脈沖馬達(dá)及電流伺服閥等電流伺服裝置實(shí)現(xiàn)。
6、 靜壓支乘已應(yīng)用于重型機(jī)床和高速機(jī)床的軸承、導(dǎo)軌和絲桿上，以獲得平穩(wěn)工作和較高的運(yùn)動(dòng)精度。
液壓傳動(dòng)與電氣控制相結(jié)合，是目前實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械自動(dòng)化的主要手段，也是機(jī)、電、流一體化技術(shù)的發(fā)展方向，因而具有更廣闊的應(yīng)用前景。工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本概念。
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是由各種液壓傳動(dòng)基本回路組成的。液壓傳動(dòng)基本賄賂又是以各種液壓元件位基礎(chǔ)組成的供給液壓源用的液壓傳動(dòng)回路稱各種控制液壓回路；以不同的輔助元件為基礎(chǔ)組成的液壓傳動(dòng)回路稱不同的執(zhí)行元件回路；以不同的輔助元件為基礎(chǔ)組成的液壓傳動(dòng)回路稱不同的輔助回路以及其它液壓回路等。這個(gè)整體（系統(tǒng)）里，除原動(dòng)機(jī)械外，主要包括動(dòng)力元件（液壓泵）執(zhí)行元件（液壓缸和液壓馬達(dá)）、控制元件（各類液壓閥）和輔助元件（各種液壓輔助元件）等部分（回路）、可見主機(jī)液壓傳動(dòng)效果好壞，除設(shè)計(jì)制造因素外，是否能正確認(rèn)識、使用液壓系統(tǒng)，特別是是否正確認(rèn)識系統(tǒng)中各液壓回路工作原理、用途也是關(guān)鍵因素之一。
1.4副井操車液壓聯(lián)動(dòng)裝置簡介
副井操車液壓聯(lián)動(dòng)的含義是指井口，井底有關(guān)機(jī)械，電氣設(shè)備在規(guī)定的閉鎖條件下，按照設(shè)計(jì)的邏輯程序循環(huán)動(dòng)作，輔助罐籠完成提升任務(wù)。副井操作工作的一般過程為：罐籠到位-安全門打開-前阻車器打開-搖臺落下-推車機(jī)推車罐籠內(nèi)礦車出罐-罐內(nèi)阻車器阻-礦車進(jìn)罐推車機(jī)回車-前阻車器阻車-搖臺抬起-安全門關(guān)上-罐籠運(yùn)行-后阻車器打開-礦車達(dá)到阻車器-下一個(gè)循環(huán)。副井操車系統(tǒng)采用可編程控制器實(shí)現(xiàn)集中控制的模式，井口，井底的機(jī)械設(shè)備全部采用液壓傳動(dòng)，分別由一個(gè)液壓站及液控，電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中控制，副井操車液壓聯(lián)動(dòng)裝置以貫徹執(zhí)行煤炭局2006年頒布的《煤礦安全規(guī)程》中第一384條規(guī)定作為設(shè)計(jì)依據(jù)。立井使用罐籠提升時(shí)，井口，井底安全門必須與罐位和提升信號連鎖；罐籠到位并發(fā)出停車信號后，但發(fā)不出開車信號；安全門關(guān)閉后，才能發(fā)出開車信號；發(fā)出開車信號后，安全門打不開。井口，井底搖臺與罐籠體子停止位置，阻車器和提升信號系統(tǒng)連鎖；罐籠未到位，放不下?lián)u臺，打不開阻車器；搖臺未抬起，阻車器未抬起，發(fā)不出開車信號。升降人員時(shí)，嚴(yán)禁使用罐座。
主要裝置的簡介：
（1）阻車器：是礦井車場中將運(yùn)動(dòng)中的礦車停止在某一固定地點(diǎn)胡限位裝置，本銷齒操車使用阻輪式阻車器，改阻車器有一對阻爪和彈簧緩沖裝置，當(dāng)車輪撞擊阻爪時(shí)，阻爪使手套在套在固定軸后部的彈簧壓縮，撞擊的能量被彈簧吸收。阻爪在軸上可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，阻爪的尾部通過連桿機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)相連，液壓缸活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使兩個(gè)阻爪同時(shí)打開或關(guān)閉。關(guān)閉時(shí)阻車，打開后礦車通過。阻車器按線路設(shè)置前后阻車器兩種。前阻車器作待裝礦車限位使用，后阻車器用于列車限位，并與調(diào)車啟爪裝置機(jī)械聯(lián)動(dòng)。只允許后阻車器打開時(shí)，拉抓抬起，調(diào)動(dòng)礦車。
（2）搖臺：搖臺為一段可擺動(dòng)的連接車場與罐內(nèi)的軌道，搖尖鉸接在搖臂上，當(dāng)搖臂與罐籠搭接時(shí)，搖尖與罐籠內(nèi)導(dǎo)軌組成的結(jié)構(gòu)能保證側(cè)向可靠的定位。不致因罐內(nèi)外軌道的錯(cuò)位引發(fā)礦車掉道事故。進(jìn)車側(cè)搖臺設(shè)有阻擋器，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)作用使擋塊隨搖臂起落和升降。當(dāng)搖臺落下時(shí)擋塊下降，允許操車裝置進(jìn)罐籠作業(yè)；搖臺抬起時(shí)擋塊上升，阻擋操車裝置通過，防止銷車掉入井筒，是銷齒操車與搖臺聯(lián)動(dòng)的機(jī)械閉鎖安全裝置。
（3）安全門：安全門采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鏈?zhǔn)綑C(jī)構(gòu)傳動(dòng)，正反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)安全門開啟和關(guān)閉。并且按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定與罐位和提升信號鏈鎖，確保安全。
（4）罐籠：罐籠主要負(fù)責(zé)礦車的裝載。
2液壓系統(tǒng)原理圖的擬定
2.1液壓系統(tǒng)原理圖的擬定
2.1.1明確環(huán)境對系統(tǒng)的要求
本系統(tǒng)主要工作于副井井口，雖然相比井下環(huán)境要好許多，可是由于礦井現(xiàn)狀，很多東西礦區(qū)副井井上運(yùn)輸環(huán)境還是相當(dāng)惡劣，因此環(huán)境對液壓系統(tǒng)有以下要求：
（1）本系統(tǒng)允許的最低和最高溫度
對系統(tǒng)的溫度要求應(yīng)該滿足主要從液壓缸工作時(shí)，缸內(nèi)礦物液壓油的允許工作范圍，理論上不能超出這個(gè)范圍，查閱相關(guān)資料可知道，一般應(yīng)保證溫度范圍在-10-170℃
（2）系統(tǒng)抗震性
震動(dòng)的來源主要是來自礦車進(jìn)罐籠時(shí)以及提升過程，但是考慮到液壓系統(tǒng)有很好的減震特性，故整個(gè)系統(tǒng)對抗震性沒有過多的要求。
（3）系統(tǒng)的抗成粉塵能力
由于系統(tǒng)主要工作在井上，粉塵相對較少，不至于影響系統(tǒng)工作，所以對系統(tǒng)不做特別要求。
（4）系統(tǒng)的耐鹽霧能力
鹽霧對系統(tǒng)有一定的影響，但考慮到系統(tǒng)是液壓系統(tǒng)，本身的密封性對鹽霧厭惡有一定的隔離作用，故這里不做太多的要求。
（5）系統(tǒng)承受加速度能力
因?yàn)橐簤合到y(tǒng)本身具有比如無級變速的優(yōu)良特點(diǎn)，所以能平穩(wěn)安全的完成工作，對承受加速度的要求也不做太多要求。
（6）系統(tǒng)抗酸堿能力
因?yàn)橄到y(tǒng)主要工作于井上，且主要控制操作部分有隔離裝備與煤炭副產(chǎn)品分開，一般不會有過酸過堿的東西與之接觸，故這里對抗酸堿能力不做過多要求。
（7）系統(tǒng)防爆能力
處于安全起見，系統(tǒng)使用防爆電機(jī)。
（8）系統(tǒng)特別安全可靠性
由于系統(tǒng)采用的液壓系統(tǒng)操作的整個(gè)過程都沒有特別值得注意會引起的安全隱患，所以像此類大中型液壓控副井操車系統(tǒng)一般不要求特別安全可靠，但不意味著就不考慮安全可靠性。
（9）對系統(tǒng)特殊節(jié)能的要求
對于大功率的礦山機(jī)械上應(yīng)用的系統(tǒng)來說，有此要求。因?yàn)榇祟悪C(jī)械功率過大。功率能提高了1%節(jié)約功率的絕對值也甚為可觀，而本系統(tǒng)中電機(jī)功率相對比較小，所以對于這方面也不做特殊要求。
（10）對系統(tǒng)的體積和重量沒有特殊要求
對系統(tǒng)的體積和重量沒有特殊要求，系統(tǒng)主要工作于井上，比較起體積和重量，各種設(shè)備的選取更多地考慮的是實(shí)用性。
2.1.2明確對液壓系統(tǒng)的設(shè)置要求
（1）應(yīng)明確機(jī)器的哪些動(dòng)作和狀態(tài)需要通過液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，哪些應(yīng)通過機(jī)械和電氣系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
對于液壓馬達(dá)及液壓缸的具體控制都是通過液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，比如液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，流量，方向以及液壓缸流量等都由液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。而剛開始驅(qū)動(dòng)泵的轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，以及電磁閥換向動(dòng)作是由電控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
對于液壓缸壓力的控制，是通過壓力繼電器所發(fā)出的電信號來驅(qū)動(dòng)二位四通閥進(jìn)行工作的。
（2）機(jī)器需要的是直線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)還是擺動(dòng)
馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)，以此來驅(qū)動(dòng)罐籠門，安全門以及推車機(jī)主動(dòng)鏈輪。而液壓缸是驅(qū)動(dòng)搖臺，前阻車器，后阻車器以及道岔的抬起與放下，其運(yùn)動(dòng)形式為直線運(yùn)動(dòng)，并且亦順序地進(jìn)行。
（3）機(jī)器對各種運(yùn)動(dòng)有無順序，同步或互鎖要求
本系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作之間是互鎖關(guān)系，具有前一個(gè)動(dòng)作完成到位后，才開始下一個(gè)動(dòng)作，并且有順序地進(jìn)行。
（4）機(jī)器對自動(dòng)化程序的要求，對運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，精確性的要求，對液壓系統(tǒng)具體性能和效率的要求
①選擇調(diào)速方式
執(zhí)行機(jī)構(gòu)都督比較低，調(diào)速范圍小，所以選擇節(jié)流閥調(diào)速。
②選擇油路的循環(huán)形式
節(jié)流調(diào)速選擇開式油路，開式油路比較簡單。
③選擇控制方式：
流量控制和壓力控制是液壓系統(tǒng)控制的兩大目標(biāo)，，流量控制選擇節(jié)流閥壓力控制選擇先導(dǎo)溢流閥和減速閥。方向控制選擇電磁換向閥單向閥。
2.1.3繪制液壓系統(tǒng)草圖
減壓閥 液壓馬達(dá)
（1）根據(jù)需要畫出壓力控制回路，流量控制回路和方向控制回路
①壓力控制回路
圖1
②流量控制回路
圖2
③方向控制回路
圖3
（2）將回路剪裁、合并。刪除不必要的回路，并添加一些別的元件組成系統(tǒng)原理圖，具體的情形如下所示：
本系統(tǒng)主要提供能源執(zhí)行元件：液壓馬達(dá)和液壓缸，其中推車機(jī)、安全門、罐籠門用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)：而搖臺，前阻車器，后阻車器以及道叉采用液壓缸驅(qū)動(dòng)。其中道叉的驅(qū)動(dòng)在系統(tǒng)圖中省略了，道叉是控制礦車進(jìn)哪個(gè)罐籠的，該系統(tǒng)有兩個(gè)罐籠可控制兩套泵-電機(jī)，其中只有一套在工作，另一套作為備用。這樣有利于泵的使用壽命的加長。
液壓系統(tǒng)原理圖4
2.2液壓元件的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.2.1液壓馬達(dá)與液壓泵的異同
液壓泵和液壓馬達(dá)都是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，能將輸入的液壓能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能輸出。而液壓馬達(dá)輸出的是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，液壓泵則輸出往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的機(jī)械能。
液壓馬達(dá)在結(jié)構(gòu)和分類上基本和液壓泵相同。因此，大多數(shù)的液壓缸，在理論上都可以用作液壓馬達(dá)，但由于液壓效率和機(jī)械效率方面的要求不同，并非所有的液壓泵都能有效地利用作液壓馬達(dá)。通過要求液壓泵有較高的容積效率，這就是要求泵的泄漏要小，而液壓馬達(dá)則要求有較大的機(jī)械效率，以獲得最大的輸出轉(zhuǎn)矩和較低的均勻轉(zhuǎn)速，因此要求液壓馬達(dá)內(nèi)部的機(jī)械摩擦損失為最小。此外，液壓泵通常是單向轉(zhuǎn)動(dòng)的，而液壓馬達(dá)往往需要雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，與需要有單獨(dú)的泄油口，某些低速高轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)，還有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式。
2.2.2推車機(jī)馬達(dá)的選擇
初定推車機(jī)的額定功率為轉(zhuǎn)速為n1=32r/min
設(shè)速為v1=0.62m.s
推車機(jī)輸出的推力為F=1000X9.8=9800
由以上初定參數(shù)可以得到：
鏈輪半徑為
鏈輪的扭矩T1應(yīng)為：
所以要求馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩大于等于1813N.m ,轉(zhuǎn)速大于32r/min
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊每三版第四卷P14-189選擇1JMD型徑向上柱塞馬達(dá)，它具有轉(zhuǎn)速比較低扭矩大，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。具體型號為一體JMD-63型單作用曲軸連桿式徑向柱塞馬達(dá)。
其主要參數(shù)如下:
額定相量：q=0.780L/r
額定壓力：p=16Mp
最大壓力：pmax=22Mp
轉(zhuǎn)速范圍：10-200r/m
額定扭矩：T=1815N/m
額定功率：p額=37.2Kw
最大功率：pmax=51.2Kw
機(jī)械效率：ym91.5%
偏心矩：25mm
重量：107kg
由液壓馬達(dá)的扭矩-壓力圖可得：
圖5
液壓馬達(dá)的工作壓力為P:
P1=
馬達(dá)主要的性能參數(shù)計(jì)算
由公式n1=
式中：n1……馬達(dá)理論轉(zhuǎn)速r/min
V……馬達(dá)排量/rad
Q……輸入流量 /s
由上式可得馬達(dá)所需流量為
q=
=
=
=24.96
又由式Tt------馬達(dá)理論輸出扭矩 N.m
⊿p-------馬達(dá)進(jìn)出口壓差Pa
工作時(shí)，液壓馬達(dá)理論輸出扭矩應(yīng)為
Tt=1813N.m
=14.6(MPa)
馬達(dá)理論輸出功率為
Pt=Pr=⊿pⅹq
式中Pr-----馬達(dá)理論書功率 W
q------鏈速 m/s
=6.07(Kw)
馬達(dá)實(shí)際輸出功率為
P=F.V
式中F----鏈輪的牽引力
V-----鏈速m/s
P=Fv=98000.62=6.08(Kw)
2.2.3安全門、罐籠的選擇
安全門、罐籠的液壓馬達(dá)扭矩大致為200-300N.m
初選定液壓油缸由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊V3.0得WYXO1主要參數(shù)如下：
液壓缸內(nèi)徑D 40mm
活塞桿直徑d 28mm
面積比 1.4
活塞桿面積A1 6.16
活塞面積A 12.57
環(huán)形面積A2 6.47
工作壓力 F 12.56
拉力F2 31.42
罐籠門如果按照5MPa計(jì)算，則工作扭矩為144N,m不是很合理，因此馬達(dá)選擇有些問題，應(yīng)該重新選擇，按照扭矩200N.m壓力5MPa，應(yīng)選擇最高扭矩800N.m最高壓力為22MPa，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第四卷，表19-5-67，選擇JM11-FO.315，主要參數(shù)如下：
理論相量0.314L/r
額定壓力20MPa
最大壓力25MPa
額定轉(zhuǎn)速320r/min
轉(zhuǎn)速范圍18-400 r/min
額定扭矩1128N.m
最大功率37.8Kw
柱塞個(gè)數(shù)5個(gè)
重量 75Kw
配套制動(dòng)器型號YZ11-2000
這樣工作在5MPa時(shí)，得到扭矩為255N.m，比較合理。所以 罐籠門馬達(dá)型號為JM-F。
2.3搖臺液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.3.1 驅(qū)動(dòng)搖臺用液壓缸設(shè)計(jì)
設(shè)初始條件為：
搖臺長L=3m
搭接時(shí)與水平傾角為ａ=10°
搖臺重量G=1000Kg
由實(shí)際搖臺工作過程，設(shè)計(jì)液壓缸為雙工作單活塞桿形式
簡圖：
圖6
① 行程計(jì)算：
初始位置為ａ=10°
設(shè)搖臺抬起到位時(shí)β=30°
則行程
=
= 592(mm)
②推力P計(jì)算
P=
③最高許用壓力Pmax
由前面幾章知道搖臺工作壓力為20MPa則查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第三版第四卷P19-203
Pmax
設(shè)液壓缸有效工作面積為A
則由 得
A
④內(nèi)徑的確定
由手冊P19-204表中可知
可選擇的液壓缸內(nèi)徑為
D=50mm
又知速比
則根據(jù)手冊P19-220表19-6-20知
活塞桿直徑為
d=
則實(shí)際的有效工作面積為
所以 可選擇液壓缸內(nèi)徑為50mm
2.3.2驅(qū)動(dòng)前后阻車器用液壓缸
前后阻車器用液壓缸也工作在5MPa下，其主要激素參數(shù)如下：
缸內(nèi)徑：40mm
活塞面積：無桿側(cè)：12.57c㎡
有桿側(cè)：8.63 c㎡
推力：17600N
拉力：12280N
最大行程：1200mm
2.4 液壓泵的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.4.1油泵的工作壓力Pp
Pp=p1＋ MPa
式中:P1-----選定的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)口處的壓力 MPa
-----從泵到執(zhí)行機(jī)構(gòu)壓力損失總和 MPa
本系統(tǒng)中有三個(gè)液壓馬達(dá)和三個(gè)液壓缸，其中推車機(jī)所需的馬達(dá)流量最大，所以此處
一般=0.5-1.5MPa
這里取=0.5
=16+0.5
=16.5（MPa）
考慮到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)壓力以及油泵的使用壽命等，通常選擇油泵規(guī)格時(shí)，其額定壓力Po宜比工作壓力Pp大25﹪-60﹪即
這里取1.40計(jì)算
2.4.2油泵流量的計(jì)算
油泵最大工作流量為
式中---油泵流量
---系統(tǒng)中同時(shí)工作的各個(gè)并聯(lián)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要最大流量
K---系統(tǒng)油液泄漏系數(shù)
一般K=1.1-1.3
本系統(tǒng)中個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作具有順序與嚴(yán)格的閉鎖性，因此，此處計(jì)算中為推車機(jī)馬達(dá)的流量，實(shí)際工作中，推車機(jī)馬達(dá)所需應(yīng)為0.78ⅹ32l/min
即：
上邊公式中k=1.2
根據(jù)泵的壓力，流量進(jìn)行選擇
Po
Qp
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，軟件版K2.0
選擇軸向柱塞泵
具體型號為25MCY14-1B
其特點(diǎn)為：機(jī)構(gòu)簡單，體積小，重量輕
圖7
主要參數(shù)如下：
排量：
額定壓力：
最大壓力：
額定轉(zhuǎn)速：
額定功率：
額定效率：
重量：
2.4.3泵的主要性能參數(shù)的計(jì)算
⑴泵的理論流量q1為:
式中n-----泵的轉(zhuǎn)速r/min
v-----泵的排量m3/rad
=
=
⑵ 泵的實(shí)際排量q為
式中---容積的損失
由泵的主要參數(shù)可知=0.85
=37.50.85
=319l/min
⑶ 泵的理論輸入功率Prt為
⑷ 泵的理論輸出功率Pt為
⑸ 泵的機(jī)械效率
式中---泵的總功率
---泵的容積效率
查液壓傳動(dòng)系統(tǒng)P185
=0.8
=0.8/0.85=0.94
2.5電動(dòng)機(jī)的選擇
2.5.1 液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率Pp
---泵的額定壓力 pa
---泵的理論流量
---泵的總效率
=19.53（Kw）
2.5.2電動(dòng)機(jī)的選型
由泵的驅(qū)動(dòng)功率為14.53Kw，泵的額定轉(zhuǎn)速為1500r/min
所以選電動(dòng)機(jī)為（查機(jī)械手冊第5卷）YB系列隔爆型三相異步電動(dòng)，具體型號為YB2 200L1-4型
圖8
其主要參數(shù)如下：
額定功率：30Kw
額定轉(zhuǎn)速：1470r/min
效率因數(shù):0.92
電流 380V時(shí) 57.6A
660V時(shí) 24.5A
堵轉(zhuǎn)電流:7.0
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩:20
最大轉(zhuǎn)矩：2.2
重量：270Kg
2.5.3電動(dòng)機(jī)參數(shù)計(jì)算
電動(dòng)機(jī)的輸出功率P為
P=220.9
=19.8Kw>=19.53Kw
又因?yàn)楸玫霓D(zhuǎn)速根據(jù)電動(dòng)機(jī)而得
所以 泵的流量為
電動(dòng)機(jī)的選擇正確。
2.6聯(lián)軸器的選擇
聯(lián)軸器的主要參數(shù)是公稱轉(zhuǎn)矩Ta，聯(lián)軸器其他轉(zhuǎn)矩按GB3931規(guī)定，選用各種轉(zhuǎn)矩應(yīng)符合以下關(guān)系
T
式中：T-----理論轉(zhuǎn)矩
-----計(jì)算轉(zhuǎn)矩
-----公稱轉(zhuǎn)矩
-----許用轉(zhuǎn)矩
-----許用最大轉(zhuǎn)矩
-----最大轉(zhuǎn)矩
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)及其他有關(guān)系數(shù)計(jì)算得到的。
式中 ---動(dòng)力機(jī)系數(shù)
---工況系數(shù)
---啟動(dòng)系數(shù)
---溫度系數(shù)
各類轉(zhuǎn)矩計(jì)算：
已知?jiǎng)恿C(jī)系數(shù)，YB2 2000L1-4型三相異步電動(dòng)機(jī)。功率：Pw=30Kw,轉(zhuǎn)速(額定)：n=1470r/min
所以，理論轉(zhuǎn)矩為：
計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tt為
查《機(jī)械零部件手冊一造型設(shè)計(jì)指南》可知：
=1.0
=1.5
=1.3
=1.0
根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩以及泵輸入軸軸徑和電動(dòng)機(jī)輸出軸軸徑選擇聯(lián)軸器型號
泵輸入軸軸徑：32mm
電動(dòng)機(jī)輸出軸軸徑：48mm
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊V3.0
選擇彈性柱銷式聯(lián)軸器，根據(jù)電動(dòng)機(jī)給出軸軸徑選擇LX4型
圖9
其主要參數(shù)如下：
許用轉(zhuǎn)矩
許用轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
聯(lián)軸器最大轉(zhuǎn)矩
符合聯(lián)軸器選用原則。
2.7控制閥的選擇
泵的流量為37.5L/min
系統(tǒng)工作壓力為16MPa
泵的最高壓力為32MPa
2.7.1壓力控制閥的選擇
（1）壓力控制閥的基本特征有如下幾點(diǎn)：
1.壓力增量：溢流閥開啟時(shí)的壓力和連續(xù)工作時(shí)的壓力是不相同的，前者稱為開啟壓力，后者稱為公稱壓力。公稱壓力和開啟壓力的差值稱為壓力增量。 事實(shí)上壓力增量越小表明性能越好。
2.超調(diào)峰壓：當(dāng)換向閥突然換向或系統(tǒng)壓力突然變化時(shí)，溢流閥可能會因?yàn)榉磻?yīng)不靈敏，在這一瞬間壓力上升很快，產(chǎn)生超調(diào)峰壓。
3.壓力穩(wěn)定性：壓力穩(wěn)定性直接影響到系統(tǒng)工作的品質(zhì)，一般壓力振擺
在容積調(diào)整體系中，溢流閥用來限制系統(tǒng)的最高工作壓力。在正常工作壓力下，溢流閥關(guān)閉，所以它是常閉的，在系統(tǒng)壓力超載時(shí)，溢流閥開啟，以保護(hù)系統(tǒng)的安全。這時(shí)溢流閥作為卸荷閥使用。通過電磁閥，使遠(yuǎn)控口接油箱，溢流閥可使液壓泵或系統(tǒng)卸荷，以減輕系統(tǒng)和液壓泵的功率損耗和發(fā)熱量。
作為液壓系統(tǒng)兩大控制要素之一的壓力控制閥的選取主要根據(jù)系統(tǒng)工作壓力以及泵的最大流量選取。
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊軟件版2.0
溢流閥選為DB10AG-1-30/31.5UYW220-50Z4型先導(dǎo)溢流閥
其技術(shù)參數(shù)為：
最高使用壓力31.5MPa
調(diào)壓范圍1.5-31.5MPa
最大流量200L/min
介質(zhì) 礦物質(zhì)液壓油
介質(zhì)溫度范圍/℃ -20- +70
粘度范圍/
質(zhì)量2.6Kg
圖10
（2）減壓閥的選取
減壓閥是一種能將出口壓力調(diào)節(jié)到低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥。
按減壓閥的性能可分為：定壓減壓閥、定比減壓閥和定差減壓閥等三種。定壓減壓閥使用最廣，用于控制出口壓力這定值，使系統(tǒng)中的局部壓力低于供油壓力：定比減壓閥則用來控制閥的進(jìn)、出口壓力為一不變的比值：定差減壓閥用來控制進(jìn)口壓力差為一定值，這種閥常與節(jié)流閥并用，組成調(diào)整閥。
減壓閥和溢流閥的區(qū)別是溢流閥用來控制主油路的壓力，使多余的油液溢回油箱，減壓閥則使出口壓力低于進(jìn)口壓力。溢流閥的結(jié)構(gòu)是中位封閉式，而減壓閥的結(jié)構(gòu)則為中位開啟式：溢流閥的出口為油箱，先導(dǎo)閥油液有閥內(nèi)通道流回油箱：減壓閥的出口壓力為二次壓力，y先導(dǎo)閥油液由單獨(dú)通道泄回油箱。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（軟件版）R2.0選擇插入式減壓閥
其主要的技術(shù)參數(shù)如下：
規(guī)格: 6
輸入壓力(油口P)/MPa: ≤31.5
輸出壓力(油口A)/MPa: ≤2.5,7.5,15,21
背壓(油口Y)/MPa: ≤16
最大流量/(L/min): ≤60
液壓油: 礦物油（DIN51524）,磷酸脂液
油溫范圍/℃: -20～80
粘度范圍/mm^2·s^(-1): 10～800
重量/kg: ≈1.2
圖11
（3）背壓閥的選取
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊P19-416，選擇FBF3-10B型，技術(shù)參數(shù)如下：
額定流量 63L/min
調(diào)壓范圍0.5-6.3MPa
重量4.06Kg
圖12
2.7.2流量控制閥的選擇
流量控制閥是通過改變節(jié)流口液阻的方式來改變通過閥口的流量的，從而改變液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的液壓閥。流量控制閥有節(jié)流閥、調(diào)整閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥等多種類型。
節(jié)流閥是通過調(diào)節(jié)油路來控制流量的閥，這是使用最多的一種流量閥，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)范圍廣：其缺點(diǎn)是進(jìn)出口壓力差變化時(shí)會引起流量的響應(yīng)變化。
流量控制的選取根據(jù)系統(tǒng)工作壓力，最大流量和最小穩(wěn)定流量工作壓力P=16MPa
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（軟件版）2.0選擇LF3-E108型節(jié)流閥
其主要技術(shù)參數(shù)為：
通徑10mm
液壓介質(zhì) 礦物質(zhì)液壓磷酸酯液壓油
介質(zhì)溫度范（/℃） -20-70
介質(zhì)溫度范圍（/） 2.8-380
最大工作壓力21MPa
操縱轉(zhuǎn)矩/N.m 10.0MPa時(shí)1.1
20.0MPa時(shí)1.8
重量 1.4Kg
2.7.3 方向控制閥的選取
方向控制閥用來控制管路內(nèi)油液的通斷和方向，其功用如下：
1.控制單一管路內(nèi)液流的通過，關(guān)斷和阻止反向液流等:
2.多余管路的結(jié)合，分離以及選擇：
3.執(zhí)行元件的控制，比如啟動(dòng)、停止以及前進(jìn)后退等。
方向控制閥的特性有：
1.換向閥的閥口壓力降：換向閥的內(nèi)部阻力造成油液通過時(shí)的壓力降，閥的容量大小厘米，此時(shí)流量稱為額定流量。
2.換向閥滑閥的液壓液體卡緊現(xiàn)象：圓柱體形的滑閥式閥芯是換向閥常用的結(jié)構(gòu)型式，由于制造上的誤差，閥芯上存有錐度時(shí)，或者閥芯的圓柱度不佳，閥孔不圓時(shí)，均會產(chǎn)生液壓側(cè)向力而造成閥芯的液壓流體卡緊現(xiàn)象。
方向控制閥的選取是根據(jù)系統(tǒng)同工作壓力和所需流過的流量滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作要求的控制機(jī)能進(jìn)行選取。
1.單向閥的選取
SXXX20型液控單向閥，具體型號為SL16G20型
介質(zhì): 礦物質(zhì)，磷酸酯液壓油
介質(zhì)溫度/℃: -20～70
介質(zhì)粘度/(m^2/s): (2.8～380)·10^(-6)
通徑/mm: 10
面積比: A1/A2=1/2.78,A3/A2=1/16
重量/kg: 2
工作壓力/MPa: ～31.5
單向閥的開啟壓力/MPa: 0.1
圖13
主要參數(shù)如下：
額定壓力31.5MPa
控制壓力0.02-31.5MPa
公稱通徑16mm
螺紋聯(lián)接外泄SL15G
2.電磁換向閥的選擇
本次設(shè)計(jì)所有電磁換向閥均選用WE濕式電磁換向閥
選擇通徑為6mm主要特征參數(shù)如下：
工作壓力31.5MPa
額定流量60L/min
質(zhì)量1.6Kg
電源電壓127V
最高環(huán)境溫度+50℃
圖14
主回路中三位四通換向閥選擇型號為：WE6/(VB)一個(gè)支路中二位四通換向閥選擇型號為：WE6/(HA)八個(gè)
2.7.4節(jié)流閥的選擇
L系列單向節(jié)流閥:
型號: LF3-E1O8
B: 16
D: G1/8
H: 28
H1: 20
L: 25.2
L1: 5.8
L2: 10.3
SW: 14
圖15
2.8壓力表以及壓力表開關(guān)的選擇
壓力表型號為Y-60T(P19-592)參數(shù)為:
測量范圍0-25MPa
表盤直徑60mm
聯(lián)接螺紋M14X1.5
壓力表開關(guān)選擇為KF-L8/14E(P19-439)
公稱通徑為8mm公稱壓力為34.5Mpa
液壓工作介質(zhì)的選擇
對液壓工作介質(zhì)的主要要求如下：
（1）粘度合適，隨溫度變化小
（2）潤滑性良好
（3）抗氧化
（4） 剪切性好
（5）防銹和不腐蝕金屬
（6）同密封材料性好
（7） 消泡抗泡性好
（8） 抗磨性好
（9）看乳化
由于本液壓系統(tǒng)用于礦山機(jī)械，傳動(dòng)功率大，體積大，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，可選用抗磨液壓油。
添加劑：與普通液壓油基本相同，但加有較多和更有效的抗磨劑，如T202、T301、T303等。
性能特點(diǎn)：除具有與普通液壓油相似的特性外，抗磨性更好發(fā)，摩擦系數(shù)小，凝點(diǎn)低，所以添加劑T202對鋼-鋼摩擦副有特別好的譏磨性。
適用環(huán)境溫度：-10-40℃
應(yīng)用與各種壓力，尤其適用于大于14MPa的高壓系統(tǒng)，如油壓機(jī)、注塑
機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、用煤機(jī)，挖掘機(jī)和其他工程機(jī)械。
用期：18周
價(jià)格比：2.0-3.0
最終選擇：YB-N32
高級抗磨液壓油質(zhì)量指標(biāo)Q/SH038501-89
粘度等級
運(yùn)動(dòng)粘度 CSA40℃ 28.8-35.2
0℃ 420
傾點(diǎn)℃ -15
閃點(diǎn) 180
銅片腐蝕(100℃, 3h) 級 1
粘度系數(shù) 95
密封適應(yīng)性指數(shù) 12
空氣釋放值（50℃）min 6
色度，號 2.0
泡沫性ml/ml
24 0.5℃ 100/10
93 0.5℃ 100/10
后24 0.5℃ 100/10
氧化安定性 h 1000
抗乳化性54℃min 30
泵磨損特性試驗(yàn)
250h 總失重mg 150
項(xiàng)目 粘度等級
承載能力（CL-100齒輪機(jī)）
試驗(yàn)始終負(fù)荷 級 10
苯胺點(diǎn) ℃ 95
剪切安定性 40℃ 逆
動(dòng)粘度下降率 ﹪ 2
銅片失重 mg/cm2 0.5
水層酸性 mgKOH 6.0
銅片外觀 石灰黑色
熱安定性 （150℃ⅹ24h）
顏色 7﹪
沉淀 無
本液壓油具有優(yōu)良的潤滑性，抗磨性，抗氧，防銹性，以及良好的防腐性和空氣釋放性，其粘度指數(shù)高，傾點(diǎn)低使用溫度寬，適用于中高壓，液壓系統(tǒng)。
選擇該液壓油能保證系統(tǒng)傳動(dòng)的平衡性、安全性、可靠性。
3 液壓輔助元件設(shè)計(jì)
3.1液壓管道的選擇
液壓裝置在的各種元件(如液壓泵、各種控制閥和執(zhí)行元件等)是用管道和各種管件（管接尖、法蘭等）來連接的起來的。因此，管道和管件是液壓裝置中傳導(dǎo)工作液體的重要元件。盡管液壓裝置中的元件都是優(yōu)良的，如果管路設(shè)計(jì)和安裝不當(dāng)，依然會產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲、泄露和發(fā)熱的不良現(xiàn)象，使裝置不能正常工作。
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，管內(nèi)油液的流速V
吸油管道v≤1-2m/s取
壓油管道v≤2.5-5m/s取
回油管道v≤1.5-2.5m/s取
3.1.1吸油管道
取V=1.5m/s
管子內(nèi)徑
式中Q----液體流量
V----管內(nèi)油液流速
管子壁厚為
式中----泵額定壓力Mp（吸油管道工作壓力）
----許用壓力Mp
----安全系數(shù)
（吸油管道工作壓力即為泵的額定壓力）
材料選普通碳素鋼Q235
由和選擇鋼管
公稱通徑為25mm鋼管內(nèi)徑為34mm管接頭螺紋為M33x2
3.1.2壓油管道
v取4m/s
管子壁厚為
選擇公稱通徑為15mm，鋼管外徑為22mm,管接頭螺紋M22x1.5
3.1.3回油管道
取
由 回油工作壓力為
選擇公稱通徑為20mm，鋼管外徑為28mm,管接頭螺紋為M27x2
3.1.4泄漏管道
由于液壓存在泄露，NB3-G25F型內(nèi)嚙合輪泵的泄漏孔為8mm的孔所以選擇公稱通徑為6mm鋼管外徑為10mm的鋼管接頭螺紋為M10x1
3.2管接頭的選擇
在選擇管接頭時(shí)，必須使用具有足夠的通油能力和較小壓力損失，同時(shí)作到裝卸方便，連接牢固，密封可靠外型緊湊，經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。
管接頭的種類有：焊接式管接頭，卡套式管接頭，插入焊接式管接頭，擴(kuò)口式管接頭，錐密封焊接式管接頭，扣壓式膠管接頭，三瓣式膠管接頭，快換接頭（兩端開閉式和兩端開放式）
3.2.1吸油管道接頭的選擇
吸油管道公稱直徑為25mm鋼管外徑為34m
選擇：焊接式直通管接頭 P19-489
型號為 JB974-77，公稱通徑為DN=25mm
管子外徑
鋼管
3.2.2壓油管路管接頭的選擇
公稱通徑為15，鋼管外徑為22mm的通油管道
在泵的出口選擇直角法蘭
JB/ZQ4487-86
公稱通徑為DN=15mm，鋼管外徑為22mm的通油管道。
法蘭用螺釘 M10
〇形圈 JB/Q4224 30x3.1
重量 1.12Kg
（1）焊接式直角管接頭（JB1971-1977）[數(shù)量若干]
公稱通徑 DN=15mm
管子外徑
〇形圈： 24x2.4
重量： 0.310Kg
（2）焊接式端直通管接頭（JB966-77）[數(shù)量若干]
公稱通徑 DN=15mm
管子外徑
〇形圈：24x2.4
墊圈： 22
重量： 0.27Kg
（3）焊接式直通管接頭（JB974-77）
公稱通徑：DN=15mm
管子外徑：
〇形圈： 24x2.4
墊圈： 22
重量： 0.600Kg
3.2.3泄漏油路管接頭的選擇
1泵的泄漏口選用焊接式端直通接頭（JB66-77）
公稱通徑： DN=6mm
管子外徑：
〇形圈： 11x1.9
墊圈： 10
重量： 0.60Kg
2過濾接頭
a)通向扒車機(jī)馬達(dá)的接頭
選用連接螺紋為M22x1.5的管接頭，承受載荷16Mpa
b)通向安全門馬達(dá)的接頭選用M14x1.5承受8Mpa
c)其他過濾接頭均選連接螺紋為M10x7
3.3油箱的設(shè)計(jì)計(jì)算
油箱是液壓系統(tǒng)的重要輔件。
油箱在系統(tǒng)在的功能除了是系統(tǒng)的油源起到裝油的作用外，它能散熱，維持系統(tǒng)適當(dāng)?shù)臏囟?，也起分離油液中的氣體及沉淀物的作用
根據(jù)系統(tǒng)的要求，合理選用油箱的容積，形式和附件、以便油箱充分發(fā)熱，維持系統(tǒng)適當(dāng)?shù)臏囟?，也起分離油液中的氣體及沉淀物的作用。
根據(jù)系統(tǒng)的要求，合理選用油箱的容積，形式和附件、以便油箱充分發(fā)揮作用。
對油箱的要求有：
1.能儲存足夠的油液，以滿足液壓系統(tǒng)正常的工作需要。
2.結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮散熱,應(yīng)有足夠大的散熱面積。
3.油箱里的油液應(yīng)該平緩迂回流動(dòng)，以利于油液中空氣的分離和污垢的沉淀。
4.應(yīng)能防止外部污染物的侵入。
5.應(yīng)能保證液壓泵正常地吸油，防止氣泡的混入和其穴的產(chǎn)生。
6.應(yīng)為清洗油箱以及油箱內(nèi)元件的安裝、維修提供方便，并便于注油和放油。
7.應(yīng)備有油面指示器的裝置。
8.應(yīng)考慮外形整齊美觀，并有一定的強(qiáng)度和剛度。特別是油箱上需安裝泵、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備時(shí)更應(yīng)注意，此外，還應(yīng)考慮油箱安裝以及吊運(yùn)的方便。
油箱有開式和閉式兩種：
（1） 開式油箱
開式油箱應(yīng)用廣泛，箱內(nèi)液面與大氣相通，以防止油液被大氣污染，在油箱頂部設(shè)置空氣濾清器，并兼作注油口用。
（2） 閉式油箱
閉式油箱一般指箱內(nèi)液面不直接與大氣相通在，而將勇氣孔與具有一定壓力的惰性氣體相連接，充氣壓力可達(dá)0.05Mpa
油箱的形式一般采用矩形，而容積大于的油箱腹脹圓筒形結(jié)構(gòu)比較好，設(shè)備重量輕，油箱內(nèi)部壓力可達(dá)0.05Mpa
3.3.1油箱的構(gòu)造及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
（1）油箱必須有足夠大的容量，以保證系統(tǒng)工作能夠保持一定的液位高度：為滿足散熱要求，對于管路比較長的系統(tǒng)，還應(yīng)考慮停車維修時(shí)能容納油液自由流回油箱時(shí)的容量：在油箱容積不能增大而又能滿足散熱要求時(shí)，需要設(shè)冷卻裝置。
（2）設(shè)置過濾器，油箱的回油口一般都設(shè)置系統(tǒng)所要求的過濾精度的回油過濾器，以保持返回油箱的油液具有充許的污染等級。油箱的排油口（即泵的吸口）為了防止意外落入油箱中污染物，有時(shí)也裝設(shè)吸油網(wǎng)式過濾器。
（3）設(shè)置油箱主要油口。油箱的排油口與回油口之間的距離應(yīng)該盡量可能遠(yuǎn)些，管口都應(yīng)插入最低油面以下，以免發(fā)生吸空和回油沖濺產(chǎn)生氣泡。管口制成45°斜角，以增大 吸油的截面，使油液動(dòng)時(shí)速度變化致過大。管口應(yīng)面向箱壁。吸油管離箱底距離距箱邊大小不小于3D。回油管離箱底距離?。
（4）設(shè)計(jì)隔板將吸、回油管隔開，使液流循環(huán)，油液中的氣泡與雜質(zhì)分離和沉淀。隔板結(jié)構(gòu)有溢流閥式標(biāo)準(zhǔn)型，回流及溢流式等幾種。另外還可根據(jù)需要在隔板上安裝濾網(wǎng)。
（5）在開式油箱上部的通氣氣孔上必須配置空氣濾清器，兼作注油口用。注油口一般不從油桶中將油液直接注入油箱，而是經(jīng)過濾車從注油口注入，這樣可以保持注入油箱中的油液具有一定的污染等級。
（6）放油孔要設(shè)置在油箱底部最低的位置，使換油時(shí)油液和污染物通順地眾放油孔流出。在設(shè)計(jì)油箱時(shí)，從結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮濾清清洗換油的方便設(shè)置清洗孔，以便于油箱內(nèi)沉淀的定期清理。
（7）當(dāng)油壓泵和電動(dòng)機(jī)安裝在油箱蓋板上時(shí)，必須設(shè)置安裝板。安裝 板在油箱蓋板上通過螺母加以固定。
（8）為了能夠觀察向油箱注油和油位上升情況和系統(tǒng)過程中能看見液位高度，必須設(shè)置液位計(jì)。
（9）按GB3766-83Z中5.2.3中規(guī)定：油箱的底部應(yīng)離地面150mm以上，以便于搬移，放油和散熱。
（10）為了防止油液可能落在地面上，可在油箱下部和上蓋附近四周設(shè)置油盤，油盤必須有排油口，以便于油盤的清潔。
油箱的內(nèi)部應(yīng)進(jìn)行拋丸式或噴砂處理，以清除焊渣一鐵銹，待灰砂處理干凈后，按不同工作介質(zhì)進(jìn)行處理或者涂層。對于礦物油，常采用磷化處理。對于高水基或水，乙二醇等介質(zhì)則應(yīng)采用有介質(zhì)相容的涂料進(jìn)行涂料進(jìn)行涂料制，以防油箱容積計(jì)算
油箱的容積一般為泵每分鐘流量的3-7倍。對于行走機(jī)械冷卻效果比較好的設(shè)備，油箱的容積可選擇小些，對于固定設(shè)備，空間、面積不受限制的設(shè)備，則應(yīng)用較大的容量，如冶金機(jī)械，液壓系統(tǒng)的油箱容量通常為每分鐘流量的7-10倍。
油箱中油液的溫度一般推薦為30-50℃最高不超過65℃，最低不低于15℃。
3.3.2 確定油箱容量
合理設(shè)定油箱容量是保證液壓系統(tǒng)正常工作的重要條件，確定油箱容量的計(jì)算如下：
按經(jīng)驗(yàn)公式：
式中 v----油箱容量
a----經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 一般a=5-7
q----液壓泵的總?cè)萘? L/min
由于本系統(tǒng)屬于中、高壓系統(tǒng)，取a=6
V=6×37.5=225(L)
可以選擇容量規(guī)格為250L的油箱。
3.4系統(tǒng)的發(fā)熱及散熱計(jì)算