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（图纸+论文）矿车清车机的设计（全套完整）

盘伸入到矿车内，割盘旋转，截割粘车底煤。然后操纵横向换向阀，压力油进入液压缸，横向液压缸作往复运动，使截盘沿矿车往复截割，并可配合仰俯换向阀，可使截盘上下摆动可知，承受压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚不同而各异。般设计可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径与其壁厚的比值的圆筒称为薄壁圆筒。工程机械的液压缸般用无缝钢管材料，大多数属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算.式中液压缸的壁厚，液压缸的内径，试验压力般取最大工作压力的倍，设计取.缸筒的材料的许用应力缸筒的材料选用无缝钢,设计取。将各数据代入上式.，计算出液压缸的壁厚为.设计取。则液压缸缸体的外径参照工程机械用标准液压缸的外径系列将液压缸外径进行圆整得.液压缸壁厚的验算液压缸壁厚的验算应包括以下四个方面额定工作压力应低于定的极限值，以保证工作安全.式中额定工作压力，缸筒材料的屈服强度设计选用缸筒材料为钢，则。液压缸缸体的外径液压缸缸体的内径将各已知数据代入上式.，得.﹥.计算知额定工作压力远小于定的极限值。额定压力也应与完全塑性变形压力有定的比例范围，以避免塑性变形的发生﹥.式中缸筒发生完全塑性变形的压力，验算缸筒径向变形应处在允许的范围内.式中缸筒耐压试验压力设计取.缸筒材料的弹性模数设计取缸筒材料的泊松比，钢材.将已知各数据代入上式.，求得.查手册，变形量没有超出密封圈的允许范围。验算缸筒的爆裂压力是否远大于耐压试验压力﹥﹥.式中缸筒的爆裂压力缸筒材料的抗拉强度设计取通过以上四方面的计算知液压缸壁厚满足要求。液压缸缸盖厚度的确定液压缸多为平底缸盖，其有效厚度按强度要求进行近似计算无孔时有孔时式中缸盖的有效厚度，缸盖止口内径，缸盖孔的直径，试验压力设计取.则液压缸无孔后缸盖的厚度.液压缸前缸盖的厚度.将计算的数据圆整设计取值后缸盖的厚度前缸盖的厚度。液压缸缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应大于活塞的行程缸盖滑动支承面的长度与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑端盖的厚度。活塞的行程等于活塞杆的行程为缸盖滑动支承面的长度设计取活塞的宽度。则液压缸缸体内部长度考虑实际，取液压缸缸体内部长度，缸体外形长度。液压缸结构的设计液压缸是将液压能转变为机械能的装置，它将液压能转变为直线运动或摆动的机械能。液压缸的分类按结构形式分活塞缸柱塞缸摆动缸。按作用方式分单作用液压缸，即个方向的运动依靠液压作用力实现，另个方向依靠弹簧力重力等实现双作用液压缸，即两个方向的运动都依靠液压作用力来实现复合式缸，即活塞缸与活塞缸的组合活塞缸与柱塞缸的组合活塞缸与机械结构的组合等。液压缸结构简图如下图液压缸结构简图活塞杆法兰盖缸盖密封圈活塞缸体连接螺栓.缸体与缸盖的连结形式缸体端部与缸盖的连接形式与工作压力缸体材料以及工作条件有关。设计选用缸体与缸盖的连接形式法兰连接，结构形式简图如下图所示。法兰连接结构的优点结构简单成本低易于加工便于装拆强度较大能承受高压。图法兰连接结构形式简图.活塞杆与活塞的连结形式活塞杆与活塞的连接形式分整体式结构和组合式结构组合式结构又分为螺纹连接半环连接和锥销连接。设计选用螺纹连接形式。其特点结构简单在振动的工作条件下容易松动，必须用锁紧装置应用较多.活塞杆导向部分的结构活塞杆导向部分的结构采用端盖整体式直接导向。其特点端盖与活塞杆直接接触导向，结构简单，但磨损后只能更换整个端盖。.活塞及活塞杆处密封圈的选用活塞及活塞杆处的密封圈的选用，应根据密封的部位使用压力温度运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈。选用密封圈密封的优点结构简单，制造方便，成本低能自动补偿磨损密封性能可随压力加大而提高，密封可靠被密封的部位，表面不直接接触，所以加工精度可以放低既可用于固定件，也可用于运动件。设计选用型密封圈，其截面结构简图如下图所示。图型密封圈截面简图.液压缸的安装连结结构液压缸的安装连接结构包括液压缸的安装结构液压缸进出油口的连接等。焊接在圆盘上。.截割臂的设计臂部是截割头的主要握持部件。他的作用是支撑截割头并带动它们作上下摆动。臂部运动的目的实现截割头俯仰升降运动。臂部的各种运动常用驱动机构如液压缸或气缸和各种传动机构来实现，从臂部的受力情况分析，它在工作中既直接承受截割部的静动载荷，而且自身又要摆动，故受力复杂。因而，他的机构工作范围灵活性等直接影响矿车清车机的工作性能。在这次设计中，臂部要完成的功能主要是，在仰俯液压缸的驱动下实现臂部部分的的俯仰动作。采用的是双向杆机构。截割臂的基本要求臂部设计首先要实现所需要的运动，为此，须满足臂部应承载能力大刚度好自重轻的要求。对于矿车清车机臂部或机身的承载能力，通常取决于其刚度。以臂部为例，般结构上较多采用悬伸梁形式水平或垂直悬伸。显然，臂的悬伸长度愈大，则刚度愈差。截割臂的设计计算根据综合考虑，臂部结构采用定轴式仰俯机构。下图为矿车清车机臂部俯仰动作结构示意图。经计算，矿车清车机仰俯总行程为，其中向上最大仰角度为，向下最大俯角度为。为使控制摆动的液压缸的摆角留有余量，设计向上最大仰角度为，向下最大俯角度为，仰俯总行程为。其工作状态如下图所示图臂部俯仰状态图仰俯角的计算过程已知臂长滚筒直径车箱宽建立三角形如图解得向上最大仰角度为，向下最大俯角度为。为使控制摆动的液压缸的摆角留有余量，设计为向上最大仰角度为，向下最大俯角度为，仰俯总行程为，是合理的。设计的极限状态如下图所示。因此，控制摆动的液压缸只要能使前伸臂绕轴摆动即可。结合实际清车机结构，来设计仰俯摆动机构尺寸。前支点正常工作在两个角之间，当前支点至摆角时，进入死角位置，应避免。驱动力矩的计算取截割头的质量，臂部质量为则臂部所产生的阻力矩为图极限状态下的夹角摆动驱动缸力的计算当滚筒位于最低点时,摇臂与液压缸车呈则当滚筒位于最高点时,摇臂与液压缸车呈取两者之大即.作为摆动缸设计计算驱动力。.仰俯液压缸的设计液压缸工作压力及主要结构尺寸的计算.初选液压缸的工作压力初定液压缸工作压力液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段中的最大总负载力来确定，此外，还需要考虑以下因素各类设备的不同特点和使用场合。考虑经济和重量因素，压力选得低，则元件尺寸大，重量重压力选得高些，则元件尺寸小，重量轻，但对元件的制造精度，密封性能要求高。所以，液压缸的工作压力的选择有两种方式是根据机械类型选二是根据切削负载选。本设计主要根据液压设备的类型来确定的，对于不同用途的液压缸，由于工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。参考同类设计，初定液压缸的工作压力为.。.确定液压缸的主要结构尺寸本设计系统选用单作用液压缸固定的单杆式液压缸。设计取液压缸缸体内径等于活塞杆的直径的两倍，即。取液压缸回油腔背压为.。当压力油进入无杆腔时，对活塞产生的推力式中工作过程中最大的外负载，即活塞杆伸出时最大的推力液压缸密封处的摩擦力它的精确值不易求得，常用液压缸的机械效率来进行估算液压缸的机械效率，般设计取.将各数值代入公式，可计算液压缸无杆腔的有效面积.则液压缸的直径.取由，可求活塞杆的直径，．活塞杆弯曲稳定性的验算活塞杆完全伸出时需考虑活塞杆弯曲稳定性，设定受力完全作用在活塞杆轴线上设活塞杆纵向弯曲破坏的临界载荷为取活塞杆的安全系数为根据保守的校核公式得式中末端条件系数,把活塞杆两端看作两端绞支,查表得活塞杆杆径活塞杆计算长度,故得安全系数为由此可见,活塞杆满足稳定性要求.液压缸的工作压力的确定根据设计选取缸径和活塞杆的直径，计算出活塞杆伸出时所需液压油的压力.液压缸实际所需流量的确定液压缸处于工作行程时其活塞杆的行进速度为式中活塞杆的行进速度进入有杆腔的流量代入数据计算，得活塞杆的行进速度为液压缸壁厚和外径的计算.液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚般是指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力，因粘性小，管路损失小，可作远距离输送，可建立空压站集中供应现场的液压设备及气动设备作动力源，使用维修方便。电力驱动装置电力驱动是以电机为动力源。般采用的电力驱动装置是由驱动电机减速机构和螺旋副三部分组成。驱动电机般可以分两大类。类为功率较大的异步电动机和直流电动机驱动，另类为功率较小的步进电机和伺服电机驱动。异步电机和直流电机的驱动特点输出功率较大控制性能差成本低，使用维修方便。与液气压传动比较，效率高，易于实现远距离和自动控制。步进电机和伺服电机的驱动特点输出功率小，体积也小，不需要专门的调整机构。控制性能好。成本高。由于以上这些特点，步进电机和伺服电机驱动通常只在运动轨迹复杂，工作精度较高的小型机械驱动系统中使用。机械驱动装置机械驱动是利用凸轮齿轮齿条蜗杆，链条链轮和杠杆等机构来完成机械的各种动作。.驱动方案的确定针对于本设计，液压驱动还有以下主要的优点液压传动的各种元件，可以根据需要方便灵活地来布置重量轻，体积小，运动惯性小，反应速度快操作方便，容易控制，可以实现大范围的无级调速可以自动实现过载保护可以自动进行润滑，不需要另加润滑剂，使用寿命长。容易实现自动化，当采用电液联合控制时，不仅可以实现更高程度的自动化，而且还可以实现远程控制。当然，各种驱动方式均具有各自的特点，但与其他几种液压驱动方式相比较，液压驱动的优点更为突出，同时，为尽量在个自动化系统中采用同种驱动方式必要时可以选择几种，应根据要求选择，结合本设计的特点，以及工艺要求使用条件资金等具体情况全面考虑综合分析，最后选择液压驱动作为本设计的驱动方式为本设计的最佳方案。本设计采用液压马达作为动力的输出分别经过级减速箱和链传动后将动力传递给截割部。.马达的选型马达的相关计算设定矿车清车机截割部的额定功率清车机滚筒截割速度.由，得取转速传动装置总效率选取齿轮传动效率圆锥滚子轴承效率深沟球轴承效率滚子链传动效率联轴器传动效率马达效率总效率.清车机输出功率驱动马达的选型设计输出功率.滚筒截割速度.即综合考虑选取马达型号型定量直列柱塞液压马达技术参数如下图定量直列柱塞马达型定量直列柱塞液压马达技术参数型号排量.最高转速最低转速最大输出转矩•重量额定转速马达的流量计算式中，.减速箱的设计计算传动比的计算.估算