1、1第一章 、绪 论1.1 课题背景螺旋采样机广泛应用于火电厂、焦化厂、钢铁厂等入厂煤采制样及煤矿外销煤的采制样。经特殊设计，还可用于钢铁厂、冶炼厂、焦化厂等矿石、矿粉和焦炭的采制样。采样原理均为螺旋钻取式，其采样过程具有自我清洗功能，能避免样品污染。双螺旋镶有硬质合金刀刃的采样钻头，在采样时以钻削的方式将大块煤或煤矸石钻碎，并经螺旋叶片提升采集。与短螺旋点采样配套的摆动集样斗，有效地解决了点采样须采一点放一次样的问题，使三点采样时间不大于 180 秒，实现采三点放一次样的目的。破碎机采用锤式破碎的结构形式，在破碎机入口处设有旋转和平移刮板，能及时和有效的清理掉机壁上沾附的煤样，该破碎机能为用户
2、提供粒度不大于6mm/13mm 的样料。操作系统设有自动/半自动/手动三种操作方式。日常操作时，只需按下启动命令，整个采样、制样全过程能自动完成，出现异常情况，自动报警并有手动或自动紧急停车。操作系统设有自动测距定位系统，以保证采样点合乎国标要求。可与编码保密系统联网，实现对运输车辆所装运煤炭的矿点、煤种在过磅称重、煤样采取、样品制作、分析化验、计质计量结算的全过程进行保密操作，使得采制样设备应用更加公平、公正。液压传动的采样机，结构上容易实现标准化，通用化和系列化，便于大批量生产时采用先进的工艺方法和设备。本设计书所述液压系统是为螺旋采样机配套设计和制造；用于提供螺旋采样机液压马达的工作压力
3、油，液压系统配置有加热器，电磁溢流阀，电磁换向阀，双单向节流阀，双液控单向阀等，可对系统马达工作实现远程控制，对于马达工作速度可以实现无级调速，并且可以实现保压功能。1.2 液压传动的优点和缺点 液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用，是因为它与机械传动、电气传动相比，具有以下主要优点： 1.液压传动是由油路连接，借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，且容易布置。在挖掘机等重型工程机械上已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。 2.液压
4、传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如相同功率液压马达的体积为电动机的 1213。液压泵和液压马达单位功率的体积目前是发电机和电动机2的 110，可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达可实现无级调速，调速范围可达 1：2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速 3 传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。因此，金属切削机床中磨床的传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护，使用安全、可靠，不会因过载而造成主件损坏：各液压元件能同时自行润滑，因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化。借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易的实现复杂的自动工作循环
5、，而且可以实现遥控。液压元件己实现了标准化、系列化、和通用化，便于设计、制造和推广使用。 液压传动系统的主要缺点：1 液压系统的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使液压传动不能保证严格的传动比：2 液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体勃性变化引起运动特性变化，使工作稳定性受到影响，所以不宜在温度变化很大的环境条件下工作：3 为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件制造和装配精度要求比较高，加工工艺比较复杂。液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。液压系统发生的故障不易检查和排除。 总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克
6、服。 1.3 主要技术参数及要求 最大要求转矩 F=7000kN排量范围 1.45L/最大转度 40r/s工作压力不超过 10MPa3第二章、系统分析与方案设计2.1 液压系统组成及参数液压系统结构：本液压系统共有三大组成部分。一部分(参见装配图 YZ1356-1)主要由油箱及其附件和过滤部件组成，二部分(参见装配图 YZ1356-1)主要由一个调压及换向阀块部件组成；三部分( 参见 YZ1356-1)为一组油泵电机部件；整套设备结构设计紧凑，布局合理，操作方便，性能可靠，节约能源，是螺旋采样机理想的配套液压设备。主要元件型号及参数：1 齿轮泵：CB-Fc40-1FL额定压力： 16MP排 量
7、： 40/2 主电动机： Y160L-4-B5功 率： 11K转 速： 1460/3 液压系统内各发讯触点： DC 24V 4 回油滤油器：RFA-160*10-Y 过滤精度：10 微米5 工作介质： 抗磨液压油 YB-N46 工作介质污染度等级: NAS1638 9 级 6 油箱容积： 400L液压系统工作压力范围： 10Mpa2.2 液压系统的几种控制方式液压系统的压力调节及控制：（参见液压原理图 YZ-0-101）1.本液压控制系统由一台齿轮泵组提供压力油源。在设备初次调试前，请检查液压系统的溢流阀、各节流阀的手柄，确定都处于松开状态，确定油箱内已加满液压油；拆下电机的防护罩，按顺时针方
8、向手动盘车2030 圈，排尽油泵吸油区的空气，装上防护罩；点动主油泵电机，确定电机旋转方向正确。2.油泵的压力调试：首先松开电磁溢流阀（序号 11）调压手柄，让电磁铁 YV14得电, YV2,YV3,失电，启动电机，空载运行数分钟确定无异常后，让电磁铁 YV1 失电，逐级调节电磁溢流阀（序号 11）调压手柄，打开压力表开关（序号 8） ，压力表（序号 9）显示压力值至 10MPa，此时油泵声音正常，无异常噪音，压力值稳定，这样即完成油泵压力的调节。3.油箱内液体的温度及控制：（参见原理图 YZ-0-101）当系统油箱油温低于 20时候，需要开启加热器；当油温高于 40时候，停止加热器。 4.油
9、箱内液位控制：（参见原理图 YZ-0-101）油箱配备了可目测的液位计，用户随时可以直接的观察油箱液位的变化，出现漏油或者液位降低，需要及时的补充液压油液。5.油箱内液体清洁度控制：（参见原理图 YZ-0-101）当管路回油过滤器（序号 4）SP1 进出口压力差上升到 0.35MPa 时（显示过滤器的滤芯已堵塞） ，滤油器报警装置触点闭合并发讯，启动声光报警并停泵，提醒人工更换滤油器或更换和清洗滤芯。2.3 系统控制回路原理图的初步拟定经过上面的的系统分析，初步拟定液压系统控制回路如图 2.2 所示图 2.1 液压系统控制回路5图中 P 为压力油路，T 为回油路，A,B 为液控单向阀控制油路6
10、第三章、 系统的计算与选型3.1 柱塞马达的计算3.1.1 柱塞马达工况及要求柱塞马达最大输出转矩 F=7000N液压缸最大工作压力 MPa10马达排量 rL45.1马达转速 min03.1.2 液压马达计算q =nvV式中 V-液压马达排量n-液压马达的转速3.1.3 进入液压马达最大流量的计算进入液压马达最大流量 =q =58.4MQvminL3.1.41QJM 柱塞马达的结构示意图 3.1 1QJM 柱塞马达结构示意图1QJM 柱塞马达的结构如图 3.1 所示。主要零件有：壳体，缸体，输出轴，柱塞，滚轮组，配流轴等。马达的缸体上径向开有 Z 个柱塞孔（图中 Z=8） 。每个柱塞孔内7安放
11、一个柱塞。柱塞的顶部为球面，与滚轮组一起组成柱塞组件。每个柱塞孔的底部开有配流窗口。若变换马达的进排油口，则缸体将反向旋转。除轴旋转的结构外，若固定缸体与轴，则马达通油后，壳体与配流轴一起旋转，此时多作车轮马达用。3.2 控制回路的计算及选型3.2.1 叠加式单向节流阀的选型叠加式单向节流阀工况及要求为：最大工作压力 10MPa；最大流量 58.4L/min；稳定工作时， 叠加式单向节流阀通过改变节流口断面大小来调节油路流量，实现流量控制。在反向时，油流直接通过单向阀回油。选用不同安装位置可实现进口节流或出口节流。 故选用 Z2FS10-20B 型叠加式单向节流阀，压力至 35Mpa 流量至6
12、0L/min，介质温度范围：-20+70 ，介质粘度范围：2.8380mm 2/s。图 3.2 叠加式单向节流阀 该阀是叠加式设计成对节流单向阀。该阀用于限制来自一个或二个工作油口的主流量或控制流量。两个对称设置的节流单向阀在一个方向上限定流量(通过调整节流阀芯) 在相反方向上允许自由流动。用于进口节流控制时，油液从油口 A 流经节流口(1) 到达工作油口，节流阀芯(4.1) 可借助于设定螺钉 (5)进行轴向调整，从而可以设定节流口(1)。同时，在油路 A 中的油液通过节流 (4.1)流经油孔(2)到达弹簧加截侧，存在的压力与弹簧力共同作用使节流阀(4.1)保持在节流位置。油液从执行器回流推动
13、节流阀芯(4.2) ，允许油液自由流经阀。此时阀作为单向阀工作。1.主流量限制成对单向节流阀是为了改变执行器的速度。安装于方向阀和底板之间的(主流量限制) 。2.控制流量限制8在液控方向阀的情况下，成对节流单向阀用于液控阻尼调整，在此情况下，它被安装于主阀和控制阀之间。Z2FS10 型叠加式单向节流阀外形尺寸如下：图 3.3 Z2FS10 型叠加式单向节流阀93.2.2 叠加式液控单向阀的选择附录 主要元件汇总表序号 代 号 名称及规格 材料 数量 备注01 YWZ-250TA 液位液温计 成品 1 温州远东02 QUQ2-10*1.0 空气滤清器 成品 1 温州远东03 RFA-160*10
14、-Y回油过滤器 DC:24V成品 1 温州远东04 Y160M-4-B5电动机 （11KW，1460/rpm）成品 1 长沙电机05 CB-Fc40-1FL齿轮泵 q=40ml/r成品 1 榆次液压06 NL5 YA42*112/YA20*52 联轴器 成品 1 江阴07 KF-L8/14E 压力表开关 成品 1 温州远东08 YN-60 压力表 0-16MPa 成品 1 无锡雪湖10序号 代 号 名称及规格 材料 数量 备注09 S15A1 2.0B/ 单向阀 DN15 成品 1 北京华德10DBW10A1-50B/200-6CG24NZ5L电磁溢流阀 DN10 成品 1 北京华德11 4W
15、E10J31B/CG24NZ5L 电磁换向阀 DN10 成品 1 北京华德12 Z2S10-1-20B/ 叠加式液控单向阀 成品 1 北京华德13 Z2FS10-20B/ 叠加式单向节流阀 成品 1 北京华德14 WU-160*80-J 吸油过滤器 成品 1 温州远东15 GYY2-220/1电加热器 1KW 220V成品 1 上海电热器16 A3/A3-19*III-3500高压胶管 (弯头同侧)成品 2 邵阳液压17TL95 -3200mm(弯曲半径：250)钢铝拖链 （内宽170/高 70/2*50靠左,1*40 靠右)成品 1沧州恒益机床附件18 A3/A3-13*I-3500高压胶管
16、 (弯头同侧)成品 1 邵阳液压19 1QJM32-1.6 柱塞马达 成品 1 宁波甬源附录 易损件汇总表序号 代号 名称及规格 材料 数量 备注01 JB982-77 组合垫 48 组件 102 GB1235-86 O 形川 24*2.4G 橡胶 I-4 103 JB982-77 组合垫 27 组件 104 GB3452.1-92 O 形川 26.5*3.55G 橡胶 I-4 105 JB982-77 组合垫 22 组件 106 GB1235-86 O 形川 24*2.4G 橡胶 I-4 107 JB982-77 组合垫 33 组件 208 JB982-77 组合垫 22 组件 109 JB982-77 组合垫 14 组件 1
