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圖書分類號： 密 級： 畢業(yè)設計(論文) 皮帶機液壓拉緊裝置的設計與計算 DESIGN AND COMPUTE OF THE HYDRAULIC SYSTEM OF BELT MACHINE 學生姓名 陳 娟 學院名稱 機電工程學院 專業(yè)名稱 機械設計制造及其自動化 指導教師 楊根喜 2008 年 6 月 2 日 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) I 徐州工程學院學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行 研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含 任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重 要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。 本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 論文作者簽名： 日期： 年 月 日 徐州工程學院學位論文版權協(xié)議書 本人完全了解徐州工程學院關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即： 本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產(chǎn)權歸徐州工程學院所擁有。 徐州工程學院有權保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的紙本復印件 和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學院可以公布學位論文 的全部或部分內(nèi)容，可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫 進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位 論文。 論文作者簽名： 導師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) II 摘要 皮帶機是一種運送物料的運輸機械，它廣泛地被用于礦山，碼頭，工廠等各種場合， 但是不同的場合對皮帶機的結構的要求是不同的，本設計是以礦山運輸為背景，對皮帶 機的結構進行了設計和計算，本設計先對皮帶機傳動系統(tǒng)的運動進行了力學分析。對皮 帶機的保養(yǎng)與維護進行了詳細的說明，在拉緊裝置的設計中，為了對設備進行優(yōu)化，彌 補其他拉緊裝置帶來的不足，本設計采用液壓拉緊裝置對系統(tǒng)進行了拉緊，同時對其他 輔助原件也做了必要的計算和選擇。 關鍵詞 皮帶機；輸送帶；液壓拉緊 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) III Abstract Belt- machine is a kind of machine which is used to transport the goods ,it is widely used in the place of mine,dock,factory and so on ,but they request different structures in different places. This article is on the ground of mine .and it briefly devises and computes the structure of Belt- machine .first，this article analyses the driving system of Belt- machine .and then gives the brief maintenance and maintain of how to employ the belt-machine .in the design of tense equipment , in order to better the equipment and make up the deficiency of other equipments .here we chose the hydraulic system , and the same time ,this article also gives the compute and chose of others assistant elements. Keywords belt-machine conveyer belt hydraulic tension system 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) I 目 錄 1 緒論 .1 1.1 背景介紹 .1 1.2 帶式輸送機的分類 .1 1.3 各種帶式輸送機的特點 .1 1.4 帶式輸送機的發(fā)展狀況 .2 1.5 帶式輸送機的結構和布置形式 .3 1.5.1 帶式輸送機的結構 .3 1.5.2 布置方式 .4 1.6 帶式輸送機拉緊裝置的設計要求 .4 1.6.1 設計方案 .4 1.6.2 主要技術 特點 .5 1.6.3 應用效果 .5 2 皮帶機的設計與計算 .6 2.1 膠帶運動阻力的計算 .6 2.2 膠帶張力的計算 .7 2.3 牽引力及功率的計算 .9 2.4 皮帶機常見故障的原因及處理方法 .9 2.4.1.皮帶運輸機皮帶跑偏的處理 .9 2.5 皮帶機的安全使用及保養(yǎng) .10 2.5.1 皮帶機的安全使用 .10 2.5.2 皮帶機的保養(yǎng) .11 3 液壓拉緊裝置的設計和計算 .12 3.1 拉緊裝置的類型 .12 3.2 液壓拉緊裝置的特點 .12 3.3 液壓拉緊裝置的設計計算 .13 3.3.1 系統(tǒng)的工作原理 .13 3.3.2 參數(shù)設定及工況分析 .14 3.3.3 液壓回路設計和工作過程分析 .14 3.3.4 各元件的確定 .15 3.3.5 液壓油的確定 .16 3.3.6 液壓泵的選擇和計算 .18 3.3.7 電動機的確定 .18 3.3.8 各種閥類的選擇 .19 3.3.9 管路的確定 .19 3.3.10 液壓系統(tǒng)中的壓力損失驗算 .20 3.4 系統(tǒng)基本回路 .23 3.5 主要部件的設計計算及強度校核 .25 3.5.1 油缸后支座的設計及強度校核 .25 3.5.2 液壓缸活塞上的耳環(huán)的設計及強度計算 .26 3.5.3 銷軸類的強度校核及結構設計 .27 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) II 3.5.4 聯(lián)軸器鍵的校核 .27 3.5.5 焊縫的強度校核 .27 3.6 液壓缸低速爬行的現(xiàn)象的原因及分析 .28 3.6.1 液壓缸低速爬行的現(xiàn)象 .28 3.6.2 液壓缸爬行現(xiàn)象的分析 .28 3.6.3 液壓缸爬行現(xiàn)象的解決辦法 .29 3.7 管接頭處泄漏的預防 .29 3.8 管路預安裝 .30 3.8.1 管路簡介 .30 3.8.2 管路布置要求 .30 3.8.3 確定管子長度 .30 3.8.4 管子切斷 .31 3.8.5 管子彎曲 .31 3.8.6 管子與接頭焊接 .31 3.8.7 管路安裝 .31 結論 .32 致謝 .33 參考文獻 .34 附錄 .35 附錄 1.35 附錄 2.44 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 1 1 緒論 1.1 背景介紹 帶式輸送機特別是上運機是當代最為得力的輸送設備之一，隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā) 展,多種類型的工件傳送機廣泛的運用于冶金、礦山、水泥、碼頭、化工、糧食等行業(yè)的 各種場合。同時在各種場合對不同的工況所使用的工件傳輸機也不盡相同。拉緊裝置是 煤礦井下用帶式輸送機不可缺少的重要組成部分。拉緊裝置主要有螺旋拉緊，重力式拉 緊，鋼絲繩絞車式拉緊和液壓拉緊。其中液壓拉緊裝置能克服其他拉緊裝置方式的不足 之處，它可以直接關系到帶式輸送機的安全運行及使用壽命。以往煤礦井下帶式輸送機 一般均采用絞車拉緊或重錘拉緊,然而近年來,人們已發(fā)現(xiàn)上述兩種拉緊裝置對帶式輸送機 正常運行均會產(chǎn)生一些技術和經(jīng)濟方面問題。所以本設計采用液壓拉緊裝置實現(xiàn)對整個 設備的優(yōu)化。 帶式輸送機是連續(xù)運輸機的一種，連續(xù)運輸機是固定式或運移式起重運輸機中主要 類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體 運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中，連續(xù)運輸 機是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線不可缺少的組成部分，連續(xù)運輸機可分為： （1）具有撓性牽引物件的輸送機，如帶式輸送機，板式輸送機，刮板輸送機，斗式 輸送機、自動扶梯及架空索道等； （2）不具有撓性牽引物件的輸送機，如螺旋輸送機、振動輸送機等； （3）管道輸送機(流體輸送)，如氣力輸送裝置和液力輸送管道。 其中帶輸送機是連續(xù)運輸機中是使用最廣泛的，帶式輸送機運行可靠，輸送量大， 輸送距離長，維護簡便，適應于冶金煤炭，機械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。 1.2 帶式輸送機的分類 帶式輸送機分類方法有多種，按運輸物料的輸送帶結構可分成兩類，一類是普通型 帶式輸送機，這類帶式輸送機在輸送帶運輸物料的過程中，上帶呈槽形，下帶呈平形， 輸送帶有托輥托起，輸送帶外表幾何形狀均為平面；另外一類是特種結構的帶式輸送機， 各有各的輸送特點。 1.3 各種帶式輸送機的特點 （1）QD80 輕型固定式帶輸送機 QD80 輕型固定式帶輸送機與 TDII 型相比，其帶較薄、載荷也較輕，運距一般不超 過 100m，電機容量不超過 22kw。 （2） DX型 鋼 繩 芯 帶 式 輸 送 機 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 2 它屬于高強度帶式輸送機，其輸送帶的帶芯中有平行的細鋼繩，一臺運輸機運距可 達幾公里到幾十公里。 （3）U 形帶式輸送機 它又稱為槽形帶式輸送機，其明顯特點是將普通帶式輸送機的槽形托輥角由 30 45提高到 90使輸送帶成 U 形。這樣一來輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓，導致物料對膠帶 的摩擦力增大，從而輸送機的運輸傾角可達 25。 （4）管形帶式輸送機 U 形帶式輸送帶進一步的成槽，最后形成一個圓管狀，即為管形帶式輸送機，因為輸 送帶被卷成一個圓管，故可以實現(xiàn)閉密輸送物料，可明顯減輕粉狀物料對環(huán)境的污染， 并且可以實現(xiàn)彎曲運行。 （5）氣墊式帶輸送機 其輸送帶不是運行在托輥上的，而是在空氣膜(氣墊)上運行，省去了托輥，用不動 的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運行的托輥，運動部件的減少，總的等效質(zhì)量減 少，阻力減小，效率提高，并且運行平穩(wěn)，可提高帶速。但一般其運送物料的塊度不超 過 300mm。增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強壓成槽形外，也可以改變輸送帶本 身，把輸送帶的運載面做成垂直邊的，并且?guī)в袡M隔板。一般把垂直側(cè)擋邊作成波狀， 故稱為波狀帶式輸送機，這種機型適用于大傾角，傾角在 30以上，最大可達 90。 （6）壓帶式帶輸送機 它是用一條輔助帶對物料施加壓力。這種輸送機的主要優(yōu)點是：輸送物料的最大傾 角可達 90，運行速度可達 6m/s，輸送能力不隨傾角的變化而變化，可實現(xiàn)松散物料和 有毒物料的密閉輸送。其主要缺點是結構復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。 （7）鋼繩牽引帶式輸送機 它是無際繩運輸與帶式運輸相結合的產(chǎn)物，既具有鋼繩的高強度、牽引靈活的特點， 又具有帶式運輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點。 1.4 帶式輸送機的發(fā)展狀況 目前帶式輸送機已廣泛應用于國民經(jīng)經(jīng)濟各個部門，近年來在露天礦和地下礦的聯(lián) 合運輸系統(tǒng)中帶式輸送機又成為重要的組成部分。主要有：鋼繩芯帶式輸送機、鋼繩牽 引膠帶輸送機和排棄場的連續(xù)輸送設施等。 這些輸送機的特點是輸送能力大(可達 30000t/h)，適用范圍廣(可運送礦石，煤炭， 巖石和各種粉狀物料，特定條件下也可以運人)，安全可靠，自動化程度高，設備維護檢 修容易，爬坡能力大(可達 16)，經(jīng)營費用低，由于縮短運輸距離可節(jié)省基建投資。 目前，帶式輸送機的發(fā)展趨勢是：大運輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機長度和 水平轉(zhuǎn)彎，合理使用膠帶張力，降低物料輸送能耗，清理膠帶的最佳方法等。我國已于 1978 年完成了鋼繩芯帶式輸送機的定型設計。鋼繩芯帶式輸送機的適用范圍： 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 3 （1）適用于環(huán)境溫度一般為（ C C） ；在寒冷地區(qū)驅(qū)動站應有采暖設施；40 （2）可做水平運輸，傾斜向上(16)和向下(10 12)運輸，也可以轉(zhuǎn)彎運輸； 運輸距離長，單機輸送可達 15km； （3）可露天鋪設，運輸線可設防護罩或設通廊； （4）輸送帶伸長率為普通帶的 1/5 左右；其使用壽命比普通膠帶長；其成槽性好； 運輸距離大。 提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮： （1）增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動滾筒分離點的張力 增加，此法提1S 高牽引力雖然是可行的。但因增大 必須相應地增大輸送帶斷面，這樣導致傳動裝置的1S 結構尺寸加大，是不經(jīng)濟的。故設計時不宜采用。但在運轉(zhuǎn)中由于運輸帶伸長，張力減 小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當?shù)卦龃蟪鯊埩Γ瑥亩龃?，以提高牽引1 力。 （2）增加圍包角 對需要牽引力較大的場合，可采用雙滾筒傳動，以增大圍包角。0 （3）增大摩擦系數(shù) 其具體措施可在傳動滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的襯墊，以增大 摩擦系數(shù)。 通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角 是增大牽引力的有效方法。故 在傳動中擬采用這種方法。 1.5 帶式輸送機的結構和布置形式 1.5.1 帶式輸送機的結構 帶式輸送機主要由以下部件組成：頭架、驅(qū)動裝置、傳動滾筒、尾架、托輥、中間 架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護裝置等。 輸送帶是帶式輸送機的承載構件，帶上的物料隨輸送帶一起運行，物料根據(jù)需要可 以在輸送機的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)的托棍支撐，運行阻力小。帶式輸送 機可沿水平或傾斜線路布置。使用光面輸送帶沿傾斜線路布置時，不同物料的最大運輸 傾角是不同的，見表 2-1。 表 2-1 不同物料的最大運角 物料種類 角度 物料種類 角度 煤塊 18 篩分后的石灰石 12 煤塊 20 干沙 15 篩分后的焦碳 17 未篩分的石塊 18 0350mm 礦石 16 水泥 20 0200mm 油田頁 巖 22 干松泥土 20 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 4 由于帶式輸送機的結構特點決定了其具有優(yōu)良性能，主要表現(xiàn)在：運輸能力大，且 工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機的 1/3 到 1/5；由于物料同輸送機一起移動，同 刮板輸送機比較，物料破碎率小；帶式輸送機的單機運距可以很長，與刮板輸送機比較， 在同樣運輸能力及運距條件下，其所需設備臺數(shù)少，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少，節(jié)省設備和人員，并 且維護比較簡單。由于輸送帶成本高且易損壞，故與其它設備比較，初期投資高且不適 應輸送有尖棱的物料。 輸送機年工作時間一般取 4500-5500 小時。當二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié) 較多，宜取下限；當三班工作和輸送環(huán)節(jié)少的礦石輸送，并有儲倉時，取上限為宜。 1.5.2 布置方式 電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉(zhuǎn)動或其他驅(qū)動機構，借助于滾筒或其他 驅(qū)動機構與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式輸送機的驅(qū)動方式按驅(qū)動裝置可 分為單點驅(qū)動方式和多點驅(qū)動方式兩種。 通用固定式輸送帶輸送機多采用單點驅(qū)動方式，即驅(qū)動裝置集中的安裝在輸送機長 度的某一個位置處，一般放在機頭處。單點驅(qū)動方式按傳動滾筒的數(shù)目分，可分為單滾 筒和雙滾筒驅(qū)動。對每個滾筒的驅(qū)動又可分為單電動機驅(qū)動和多電動機驅(qū)動。因單點驅(qū) 動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅(qū)動方式的，即為單驅(qū)動方式，故一般對單點驅(qū)動 方式， “單點” 兩字省略。 1.6 帶式輸送機拉緊裝置的設計要求 （1）帶式輸送機在啟動時,其下分支膠帶會突然松弛伸長,此時拉緊裝置能及時張緊 膠帶以補償膠帶的伸長量,避免膠帶在傳動滾筒上打滑。 （2）煤礦井下環(huán)境惡劣,使得膠帶與傳動滾筒之間的摩擦系數(shù)變化相差很大,加之輸 送機的載荷變化也較大,所以要求拉緊裝置反應靈敏、響應及時,工作可靠性較高且能方 便地調(diào)整拉緊力。 1.6.1 設計方案 （1）根據(jù)帶式輸送機及煤礦井下特點,經(jīng)反復比較論證,決定采用液壓拉緊的方案。 （2）采用液壓拉緊,就是將拉緊油缸作為執(zhí)行機構直接對拉緊小車實施拉緊。 （3）采用液壓拉緊,可以及時吸收帶式輸送機起動時下分支膠帶的伸長量,減輕膠帶 緊邊對松邊的沖擊。 （4）在滿足帶式輸送機拉緊系統(tǒng)要求的前提下,既要力求拉緊裝置結構簡單,又要求 使用維護方便。因此,在液壓傳動部分采用油泵為拉緊系統(tǒng)提供壓力源,根據(jù)帶式輸送機 的運行要求,確定拉緊裝置拉緊力的上、下限。當拉緊力低于下限值時,油泵補油增壓,使 拉緊力增加；當拉緊力達到上限值時,停止油泵,由蓄能器保壓補油,以實現(xiàn)對帶式輸送機 的恒張力拉緊。 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 5 設計意義：皮帶機液壓拉緊裝置在工程上的充分運用能提高工程的生產(chǎn)率，減少對 設備損壞，為創(chuàng)造高的經(jīng)濟利潤提供了可靠的條件。 1.6.2 主要技術特點 膠帶液壓拉緊裝置具有下列特點。 （1）不但初期投資小 而且能節(jié)約運行費用,無需其他的動力設備。 （2）能有效吸收動張力 響應快。以往的絞車拉緊裝置無法吸收帶式輸送機啟動時 膠帶松邊的伸長量 ,所以輸送機啟動時經(jīng)常出現(xiàn)“飄帶”現(xiàn)象。采用拉緊裝置后 ,拉緊油 缸能及時補償膠帶松邊的伸長量 ,保持了膠帶的張力恒定 ,因而使得輸送機啟動平穩(wěn)可靠 ,并 能防止膠帶打滑。 （3）結構緊湊 ，安裝空間小， 操作維護方便。該裝置只有拉緊油缸固定在輸送機 的機身內(nèi) ,液壓泵站 (含蓄能器) 不需要做地基，水平安放即可 ,液壓站與拉緊油缸采用膠 管及快速接頭連接 ,因而簡化了拉緊系統(tǒng)。 （4）液壓系統(tǒng)設計緊湊 ,并采用集中油路閥塊結構 ,確保液壓泵站無外部泄漏 ,并且 系統(tǒng)的保壓效果好。 1.6.3 應用效果 膠帶液壓拉緊裝置從 1997 年 8 月起 ,先后在大屯煤電公司徐莊煤礦、山東省三河口 生建煤礦的 3 部固定帶式輸送機上安裝使用。一年多來 ,經(jīng)現(xiàn)場反映 ,其使用效果良好 , 實踐證明 ,該液壓拉緊裝置結構簡單 ,適應性強 ,可以滿足煤礦各種中、小型帶式輸送機 對拉緊系統(tǒng)的要求。 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 6 2 皮帶機的設計與計算 已知條件： （1）臺時輸送量 G=400t/h； （2）帶寬 B=1000mm； （3）輸送物料為煤炭； （4）輸送機斜長為 50m。 可由機械手冊直接查得的條件： （1）根據(jù)裝卸物料的性質(zhì)，選擇帶速 v=1m/s； （2）根據(jù)帶速和帶寬，選擇傳送帶的型號為普通平帶； （3）根據(jù)工況和輸送的物料，選擇傳動裝置的傾角為 15； （4）根據(jù)用途，選擇輸送帶的材料為普通型橡膠輸送帶； （5）根據(jù)輸送的物料，輸送的能力以及為了避免漏料，上托輥選擇槽形結構 2.1 膠帶運動阻力的計算 圖 2-1 為帶式輸送機計算示意圖 圖中 12 段為運送貨載段，膠帶在這一段托輥上所遇到的阻力為重段運行阻力，用 WZH 表示，34 段為回空段，膠帶在這一段的阻力為空段運行阻力，用 WK 表示。在一 般情況下，重段和空段的運行阻力可以分別表示如下： WZH=(q+qd+qg)L cos+(q+qd)Lsin 式 （2.1） WK=(qd+qg”)L” cos-qd Lsin 式 （2.2） 式中： 輸送機的傾角（度） ，此處為 15； L 輸送機的長度（米） ，此處為 50 R+2R=48m 槽形托輥阻力系數(shù)，查機械手冊得，此處為 0.03； ”平行托輥阻力系數(shù)，查機械手冊得，此處為 0.025； q 每米長的膠帶上的貨載重量（公斤/米） ，根據(jù)公式 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 7 q vQ6.3 求得，q111 公斤/米； qd每米長的膠帶自重（公斤/米） ，普通帆布膠帶每米長度的重量可按下式計算： qd1.1B （ +1+2） 式i （2.3） 式中：1.1膠帶的平均容重（噸/立方米） ； B膠帶的寬度（米） ，此處為 1 米； I膠帶帆布間層數(shù)，查機械手冊得，此處為 3； 層帆布層的厚度（毫米） ，查機械手冊得，此處選為 1.2； 1膠帶上保護層厚度，此處為 3 毫米； 2膠帶下保護層厚度，此處為 1.5 毫米。 將上述已知條件代入式（2.3） ，解得 qd8.91 公斤/米 qg 、q g”托輥轉(zhuǎn)動部分的重量，分別按下面的公式計算： qg lgG 式（2.4） qg” gl 式（2.5） Gg 、G g”分別為每組上、下托輥轉(zhuǎn)動部分重量（公斤） ，查機械手冊得，此處分 別為 22 公斤和 17 公斤； Lg上托輥間距（米） ，一般取 11.5 米，此處取 1.5 米； Lg”下托輥間距（米） ，一般取 23 米，此處取 3 米。 將上述已知條件代入式（2.4） ， （2.5） ，分別解得 qg14.67 公斤/米； qg” 5.67 公斤 /米。 將所有條件代入式（2.1） ，式（2.2） ，分別解得 WZH 1684（公斤） ； WK94.2（公斤） 。 在圖 21 中，膠帶在 41 段，即在導向滾筒上所遇到阻力可近似的按下式計算： 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 8 W4-1（ 0.050.07）S 4 式 （2.6） 對于傳動滾筒的阻力，即 23 段的阻力可按下式計算： W2-3（ 0.030.05） （S 2S 3） 式 （2.7） 2.2 膠帶張力的計算 輸送帶作為帶式輸送機的牽引構件，在承受為克服輸送帶運行阻力所必需的牽引力 的同時，由于帶式輸送機是靠驅(qū)動滾筒與輸送帶之間的摩擦力傳遞牽引力，它的張力還 要滿足滾筒摩擦傳動的需要。除此之外，為防止輸送帶在兩托輥之間有過大的垂度，輸 送帶的張力還要滿足它的垂度不超過規(guī)定值的需要。 輸送帶作為牽引構件，它的張力沿輸送機全長是變化的，需要用逐點計算法求算它 在各點的張力。 （1）按逐點法找出 S2 與 S3 的關系 S4 S3W K S1=S4+ W4-1 S2=S1+ WZH S2=S3W K W4-1W ZH 式 （2.8） （2）按摩擦傳動條件找出 S2 與 S3 的關系 S2S 3W 0 nmaxneS a13 S2S 3 式e1 （2.9） 式中：n摩擦力備用系數(shù)，一般取 1.151.2，此處選擇 1.2； 膠帶與滾筒之間的摩擦系數(shù)，由機械手冊查得，此處為 0.3，由于已知 包角為 180o，并可直接查得 e=2.56; 將上述條件代入式（2.9）,解得 S22.3S 3 式 （2.10） （3）由式（2.9） ；式（2.10）得: 2.3 S3S 3W k+0.05(S3+Wk)+WZH 1.25 S3=1.05WK+WZH=1.05 （-94.2）+1684 S3=2460.72 (公斤 ) S4=1173.8（公斤） S1=1232.4（公斤） S2=2559.15（公斤） （4）驗算驗算按上述計法求得的最小的張力，看其是否滿足按下垂度所確定的最小張力 值膠帶張力與下垂度的關系為： 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 9 Smin ZH=5(q+qd)lgcos 式 （2.11） Smink=5qdlgcos 式 （2.12） 式中： Smin ZH 重段膠帶最小張力（公斤） ； Smin K 空段膠帶最小張力（公斤） ； lg 重段兩托輥間距（米） ，此處為 1.5； lg 空段兩托輥間距（米） ，此處為 3； 輸送機傾角（度） ，此處為 15； q 貨載每米長重量（公斤/米） ，此處為 111； qd膠帶每米長重量（公斤/米） ，此處為 8.91 將各已知條件代入式 (2.11)；式( 2.12) ，解得 Smin ZH = 872（公斤） Smin K = 129.6（公斤） 由此可見上面所求得的最小的張力滿足按下垂度所確定的最小張力值。 2.3 牽引力及功率的計算 輸送機傳動滾筒的圓周牽引力為： W0 = S2 S3 =98.43（公斤） 考慮主軸承摩擦阻力及膠帶在傳動滾筒上的彎曲阻力，則主軸牽引力為： W0= S2 S3+（0.030.05 ） （S 2+ S3） 此處選擇 W0= S2 S3+0.04（S 2+ S3） 將已知條件代入解得：W 0=299.22 公斤 皮帶機運行功率為： N1= W0v=964.61W 由機械手冊查得，電機功率可由以下公式計算： N= 3.02KW02vo 2.4 皮帶機常見故障的原因及處理方法 皮帶運輸機作為連續(xù)散狀物料運輸機械已廣泛應用于碼頭、電廠、冶金、糧食等行 業(yè)。并應用于裝船機，斗輪堆取料機等散狀物料運輸機械上。在選購，設計，制造，安 裝及使用此類設備時一些新用戶對其不是非常了解。本文是根據(jù)多年實踐，從使用者角 度出發(fā)，分析與說明此類設備常見故障的原因及處理方法。 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 10 2.4.1.皮帶運輸機皮帶跑偏的處理 皮帶運輸機運行時皮帶跑偏是最常見的故障。為解決這類故障重點要注意安裝的尺 寸精度與日常的維護保養(yǎng)。跑偏的原因有多種，需根據(jù)不同的原因區(qū)別處理。 （1）調(diào)整承載托輥組 皮帶機的皮帶在整個皮帶運輸機的中部跑偏時可調(diào)整托輥組 的位置來調(diào)整跑偏；在制造時托輥組的兩側(cè)安裝孔都加工成長孔，以便進行調(diào)整。具體 方法是皮帶偏向哪一側(cè)，托輥組的哪一側(cè)朝皮帶前進方向前移，或另外一側(cè)后移。皮帶 向上方向跑偏則托輥組的下位處應當向左移動，托輥組的上位處向右移動。 （2）安裝調(diào)心托輥組 調(diào)心托輥組有多種類型如中間轉(zhuǎn)軸式、四連桿式、立輥式等， 其原理是采用阻擋或托輥在水平面內(nèi) 方向轉(zhuǎn)動阻擋或產(chǎn)生橫向推力使皮帶自動向心達到 調(diào)整皮帶跑偏的目的。一般在皮帶運輸機總長度較短時或皮帶運輸機雙向運行時采用此 方法比較合理，原因是較短皮帶運輸機更容易跑偏并且不容易調(diào)整。而長皮帶運輸機最 好不采用此方法，因為調(diào)心托輥組的使用會對皮帶的使用壽命產(chǎn)生一定的影響。 （3）調(diào)整驅(qū)動滾筒與改向滾筒位置 驅(qū)動滾筒與改向滾筒的調(diào)整是皮帶跑偏調(diào)整的 重要環(huán)節(jié)。因為一條皮帶運輸機至少有 2 到 5 個滾筒，所有滾筒的安裝位置必須垂直于 皮帶運輸機長度方向的中心線，若偏斜過大必然發(fā)生跑偏。其調(diào)整方法與調(diào)整托輥組類 似。對于頭部滾筒如皮帶向滾筒的右側(cè)跑偏，則右側(cè)的軸承座應當向前移動，皮帶向滾 筒的左側(cè)跑偏，則左側(cè)的軸承座應當向前移動，相對應的也可將左側(cè)軸承座后移或右側(cè) 軸承座后移。尾部滾筒的調(diào)整方法與頭部滾筒剛好相反。經(jīng)過反復調(diào)整直到皮帶調(diào)到較 理想的位置。在調(diào)整驅(qū)動或改向滾筒前最好準確安裝其位置。 （4）張緊處的調(diào)整 皮帶張緊處的調(diào)整是皮帶運輸機跑偏調(diào)整的一個非常重要的環(huán) 節(jié)。重錘張緊處上部的兩個改向滾筒除應垂直于皮帶長度方向以外還應垂直于重力垂線， 即保證其軸中心線水平。使用螺旋張緊或液壓油缸張緊時，張緊滾筒的兩個軸承座應當 同時平移，以保證滾筒軸線與皮帶縱向方向垂直。具體的皮帶跑偏的調(diào)整方法與滾筒處 的調(diào)整類似。 （5）轉(zhuǎn)載點處落料位置對皮帶跑偏的影響 轉(zhuǎn)載點處物料的落料位置對皮帶的跑偏 有非常大的影響，尤其在兩條皮帶機在水平面的投影成垂直時影響更大。通常應當考慮 轉(zhuǎn)載點處上下兩條皮帶機的相對高度。相對高度越低，物料的水平速度分量越大，對下 層皮帶的側(cè)向沖擊也越大，同時物料也很難居中。使在皮帶橫斷面上的物料偏斜，最終 導致皮帶跑偏。如果物料偏到右側(cè)，則皮帶向左側(cè)跑偏，反之亦然。在設計過程中應盡 可能地加大兩條皮帶機的相對高度。在受空間限制的移動散料運輸機械的上下漏斗、導 料槽等件的形式與尺寸更應認真考慮。一般導料槽的的寬度應為皮帶寬度的三分之二左 右比較合適。為減少或避免皮帶跑偏可增加擋料板阻擋物料，改變物料的下落方向和位 置。 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 11 （6）雙向運行皮帶運輸機跑偏的調(diào)整 雙向運行的皮帶運輸機皮帶跑偏的調(diào)整比單 向皮帶運輸機跑偏的調(diào)整相對要困難許多，在具體調(diào)整時應先調(diào)整某一個方向，然后調(diào) 整另外一個方向。調(diào)整時要仔細觀察皮帶運動方向與跑偏趨勢的關系，逐個進行調(diào)整。 重點應放在驅(qū)動滾筒和改向滾筒的調(diào)整上，其次是托輥的調(diào)整與物料的落料點的調(diào)整。 同時應注意皮帶在硫化接頭時應使皮帶斷面長度方向上的受力均勻,在采用導鏈牽引時兩 側(cè)的受力盡可能地相等。 2.5 皮帶機的安全使用及保養(yǎng) 2.5.1 皮帶機的安全使用 機器的安全使用及后期保養(yǎng)對機器的使用壽命有很大的影響。 （1）該皮帶機不能在腐蝕、易爆的環(huán)境中運行。 （2）整機輸送承重物品不應超載使用，如有超載不應超過設計值的 25%，且不宜長 時間超載運輸。 （3）使用前應確認物料通過的通道是否安全，注意物料在皮帶上運輸時不應有碰撞， 阻擋等障礙物。 （4）裝配后各部位緊固件應連接緊固可靠，運動件轉(zhuǎn)動應靈活自如，皮帶應張緊合 適。 （5）皮帶機使用前應先跑偏調(diào)整，待皮帶不跑偏后方可正常使用。 （6）輸送速度 45m/min 內(nèi)可調(diào)。 （7）在運行出現(xiàn)故障時應及時按下急停開關，并切斷電源。 （8）開車后手不得伸進驅(qū)動機架內(nèi)，不得碰摸快速運轉(zhuǎn)零件。 （9）機應接暗線或地線器運轉(zhuǎn)中發(fā)生異常，應立即停車檢查。 2.5.2 皮帶機的保養(yǎng) 按要求檢測維護皮帶機，可使皮帶機安全運行，延長使用壽命。 （1）減速器在最先運行 15 天后，應按要求更換潤滑油，加油到指定數(shù)量，平時每 運行 6 個月更換潤滑油（參考電機說明書） ； （2）機體部分：皮帶機運行每隔 10-15 天應檢查各緊固件是否松動，并重新緊固； （3）傳動部分：經(jīng)常檢查防護罩是否牢固；對鏈條鏈輪應經(jīng)常加潤滑油，但不能太 多，鏈條應該經(jīng)常保持潤滑，注意鏈條張緊；皮帶應注意保持皮帶合適的張緊力，可調(diào) 整張緊裝置使之適合傳動。 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 12 3 液壓拉緊裝置的設計和計算 長距離帶式輸送機要求配套采用張緊力動態(tài)可調(diào)的張緊裝置：啟動階段滿足膠帶運 輸機的動態(tài)防滑要求，等速階段降低張緊力以維持膠帶機正常運行要求，同時有張緊力 實時監(jiān)控功能。煤礦井下長距離阻燃整芯膠帶的伸長伸長率為是常規(guī)皮帶的 10 倍，簡單 的絞車或重錘張緊張緊等張緊裝置受其張緊距離和張緊力的限制而難以適應特別是 500 米以上皮帶的張緊要求。液壓漲緊裝置是根據(jù)皮帶輸送機運行特點和受力模型分析及大 量實驗數(shù)據(jù)開發(fā)的新型產(chǎn)品。它保證了皮帶啟動和運行中皮帶對漲緊力和緩沖要求。 3.1 拉緊裝置的類型 常見的拉緊裝置有螺旋拉緊裝置、重力拉緊裝置、固定絞車拉緊裝置、液壓自動拉 緊裝置等。 （1）螺旋拉緊裝置 螺旋拉緊裝置結構簡單，拉緊行程太小，只適用于短距離 輸送機，一般機長小于 80時才選用，缺點是當膠帶自行伸長后，不能自動拉緊。 （2）重力拉緊裝置 重力拉緊裝置是結構最簡單，應用最廣泛的一種拉緊裝置。它 是利用重錘來自動拉緊，由于重錘靠自重拉緊，所以它能保證拉緊力在各種工況下保持 恒定不變，能自動補償膠帶的伸長。重力拉緊裝置的特點是拉緊力不變，拉緊位移可變， 它適用于固定式長距離運輸機，優(yōu)點是安全可靠性高，缺點是拉緊力不能調(diào)節(jié)，空間要 求大，在空間受限制的地方，無法使用。 （3）固定絞車拉緊裝置 固定絞車拉緊裝置是利用小型絞車來拉緊，絞車一般用蝸 輪蝸桿減速器帶動卷筒來纏繞鋼繩，從而拉緊膠帶。這種拉緊裝置的優(yōu)點是體積小，拉 力大，所以被廣泛應用于井下帶式輸送機中。缺點是它只能根據(jù)所需要的拉緊力調(diào)定后 產(chǎn)生固定的拉緊力，拉緊力不能自動調(diào)節(jié)，當絞車和控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，對膠帶機不 能產(chǎn)生恒定的拉緊力或拉緊力失效，安全可靠性相對降低。 （4）液壓自動拉緊裝置 自動拉緊裝置不但能根據(jù)主動滾筒的牽引力來自動調(diào)整拉 緊力，而且還能補償膠帶的伸長。自動拉緊裝置由電機、制動器、減速器、鋼絲繩滾筒 等組成，采用大拉力張緊裝置張緊輸送帶，同時配備張力傳感器，測定輸送帶的張力， 當輸送帶張力發(fā)生變化，超過輸送機正常運行的范圍時，自動張緊裝置迅速動作，調(diào)整 輸送帶張力，保證輸送機正常運行。自動張緊裝置與自移機尾配合使用，可實現(xiàn)在輸送 機不停機的條件下，實現(xiàn)輸送機機尾的移動和輸送帶的伸縮，大大提高了輸送機的輸送 效率。自動絞車拉緊裝置由壓力傳感器根據(jù)膠帶輸送機運行工況的需要自動控制拉緊力 的大小，液壓拉緊裝置由液壓站產(chǎn)生的液壓力通過油缸對膠帶機施加拉緊力，可根據(jù)膠 帶機運行工況的需要調(diào)節(jié)拉緊力的大小。 3.2 液壓拉緊裝置的特點 與機械，電力，氣壓傳動相比，液壓傳動的特點有： 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 13 （1）液壓傳動裝置能在運行過程中進行無級調(diào)速，調(diào)速范圍較大。 （2）在同樣功率情況下，液壓傳動裝置的體積小，質(zhì)量輕，慣性小，結構緊湊，且 能傳遞較大的力和轉(zhuǎn)矩。 （3）液壓傳動裝置工作較平穩(wěn)，反應快，沖擊小，可高速啟動，制動及換向，換制 動較簡單，操作較方便。 （4）液壓傳動裝置省力，易實現(xiàn)自動化。 （5）液壓傳動易于實現(xiàn)過載保護，可以自行潤滑，因此使用壽命較長。 （6）液壓傳動裝置可以很簡單的實現(xiàn)直線運動和回轉(zhuǎn)運動，其布置也是有很大的靈 活性。 （7）液壓傳動裝置由于其元件實現(xiàn)了系列化，標準化，通用化，容易設計制造和推 廣使用。 （8）在液壓傳動裝置中，因功率損失等原因所產(chǎn)生的熱量可以由流動著的油液帶走， 因此避免了局部溫升現(xiàn)象。 為了更優(yōu)良的控制整個輸送機所需的拉緊力，提高輸送機工作的效率，本設計選擇 液壓拉緊裝置來優(yōu)化使用機械拉緊所帶來的不足。 拉緊裝置是帶式輸送機的一個重要組成部分。對輸送機優(yōu)化的主要目標是降低膠帶 運動的不平穩(wěn)，保證輸送機在生產(chǎn)中能夠安全高效的運行，還有盡量使輸送機在正常運 轉(zhuǎn)時的張力不至于過高或者過低，以防止膠帶的震動、跑偏、驅(qū)動滾筒的打滑等不利現(xiàn) 象。 3.3 液壓拉緊裝置的設計計算 3.3.1 系統(tǒng)的工作原理 此液壓拉緊裝置如下圖 3-1 所示 （1）系統(tǒng)啟動時：圖中 三位四通 O 型電磁換向閥處于右位，液壓油由 液壓泵經(jīng) 7 3 過 過濾器從油缸抽出，再通過 過濾網(wǎng)進一步過濾，然后通過 換向閥和 單向閥， 2 5 7 8 進入液壓缸右側(cè)，從而使系統(tǒng)產(chǎn)生拉力，對整個機械進行拉緊。 （2）系統(tǒng)保壓時：圖中 三位四通 O 型電磁換向閥處于中位，此時液壓缸的兩腔封 7 閉，產(chǎn)生不卸載的保壓。 （3）系統(tǒng)停止時：圖中 三位四通 O 型電磁換向閥處于左位，此時液壓缸卸載， 7 從而系統(tǒng)停止工作。 （4）系統(tǒng)運行過程中壓力過大時：此時系統(tǒng)中 壓力繼電器接通，從而斷開電氣線 6 路，從而迫使系統(tǒng)停止工作。 （5）系統(tǒng)的卸載壓力和加載壓力是由圖中的 、 兩個壓力繼電器控制的，根據(jù)事 9 10 先設定好的值控制整個系統(tǒng)，使電機在上限壓力時停機，在下限壓力時啟動。另外，在 系統(tǒng)壓力過大時， 壓力繼電器工作的同時， 二位二通閥同時工作，從而使泵卸載。 6 13 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 14 圖 31 液壓拉緊裝置示意圖 3.3.2 參數(shù)設定及工況分析 設：拉緊行程 L=2m，活塞桿運動速度 v=4m/min，DT- 型帶式輸送機的 T3=2460.72N,T4=2559.15N,每天工作 22h，停機 2h，每年工作 360d，每天停機兩次。 拉緊裝置設在驅(qū)動滾筒之后，所以拉緊力 F=T3+T4,當啟動時，所需要的輸送帶的拉 緊力 F 啟 =1.5F，用公式表示為： F=T3+T4=2460.72+2559.15=50.19KN F 啟 =1.5F=75.29KN 3.3.3 液壓回路設計和工作過程分析 液壓拉緊裝置的工作過程，由于拉緊力在輸送機啟動時和正常運行時不同，這就需 要液壓系統(tǒng)必須能夠在兩種壓力下工作，在帶式輸送機運料的過程中由于負荷或其他原 因引起 T2 增大時，液壓系統(tǒng)必須能使 T2 值降低到正常值。當 T2 減少到低于正常值時， 液壓系統(tǒng)必須使 T2 值上升到額定值，以防止輸送帶打滑。當帶式輸送機處于超載運行時， 液壓系統(tǒng)必須有能力使帶式輸送機停車以實現(xiàn)過載保護。 液壓系統(tǒng)工作包括以下過程： （1）電源接通油泵供油，電磁換向閥工作，接通高壓溢流閥，此時油泵供油壓力為 P1 液壓缸拉緊小車使輸送帶拉緊，以達到啟動時所需的拉緊力 F 啟 。 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 15 （2）當輸送機啟動后，帶速達到額定速度時，通過繼電器使電磁換向閥斷電，電磁 換向閥斷電復位后，接通低壓溢流閥，使油泵供油壓力降為 P2，此時液壓缸施加的拉緊 力為輸送機正常運行所需的拉緊力 F。 （3）在輸送機運行中，由于負荷變化使 T2 值大于運行值時，因平穩(wěn)原理液壓缸必須 使輸送帶的彈性變形減少，以使 T2 值降低為正常值，這時液壓系統(tǒng)中由于壓力油受到壓 縮而壓力超過 P2 時，液壓系統(tǒng)中的壓力油將返回回油箱。 （4）在輸送機運行中，由于負荷變化，使 T2 值小于正常值時，拉力傳感器將給油泵 信號，使油泵供壓力油，通過液壓缸拉緊小車，以提高 T2 值。 （5）當輸送機正常運行時，輸送帶所需的拉緊力與液壓缸的拉緊力達到平衡時，油 泵繼續(xù)供油，壓力油將通過溢流閥回油箱，這時壓力繼電器工作，使油泵斷電以停止供 油。 （6）輸送機超載時，由于輸送帶的拉力作用將使液壓缸的移動量超過拉緊行程，這 時液壓缸將壓力行程開關頂開，使輸送機斷電，以實現(xiàn)斷電保護作用。 3.3.4 各元件的確定 （1）油缸的選擇和計算 由液壓缸的行程為 2m，最大拉力為 75.29KN,參考有關目錄，決定選用缸徑為 100mm，活塞桿直徑為 55mm，行程為 2.2mm，最大拉力為 87KN,速比為 1.46 的 HSG 系 列的雙作用單活塞桿油缸，具體參數(shù)見表 3-1。油缸的壓力為： P2= 2d4DF啟 式中：F 啟 啟動拉力， N; D油缸直徑，mm； d活塞桿直徑，mm； 油缸機械效率，一般取 0.95。 輸送機啟動，正常運行的壓力分別為： P1 2d4DF啟 95.0.142714.46MPa P2 2啟 .0529.65MPa 油缸的有效工作面積為: A= 4(D2-d2) （1025.52）=54.8cm 2 油缸工作時所需的最大流量為: Q=VA 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 16 式中：V油缸活塞桿運動速度，m/min； A油缸有效工作面積，m 2 速度 V4m/min，則： Q=VA4 54.8 10-1=21.92L/min 表 3-1 為基本參數(shù)表 缸 徑 活塞面積（cm 2） 壓力 16MPa型 號 (mm) 無桿側(cè) 有桿側(cè) 推力(N) 拉力（N） DG-J40C-E1 40 12.57 8.64 20160 13800 DG-J50C-E1 50 19.64 13.48 31410 21560 DG-J63C-E1 63 31.17 21.17 49870 33870 DG-J80C-E1 80 50.27 34.27 80430 54980 DG-J90C-E1 90 63.62 43.98 101790 70360 DG-J100C-E1 100 78.54 53.91 122560 86260 DG-J110C-E1 110 94.99 63.38 151980 101410 DG-J125C-E1 125 122.72 83.13 196350 133010 DG-J140C-E1 140 153.86 103.62 246300 65870 DG-J150C-E1 150 176.72 119.97 282750 191940 DG-J160C-E1 160 200.96 136.38 321540 218210 DG-J180C-E1 180 254.34 175.84 406940 281340 DG-J200C-E1 200 314.16 219.23 502660 350770 DG-J220C-E1 220 380.13 257.41 608210 411860 DG-J250C-E1 250 490.87 336.94 785990 539100 DG-320C-E1 320 804.25 549.78 1286800 879650 3.3.5 液壓油的確定 液壓油是工業(yè)潤滑油中用量最大、應用面最廣的品種。液壓油廣泛用于冶金、礦山、 工程機械、汽車、飛機、運輸工具、機床及其它液壓系統(tǒng)中。全世界液壓油的需要量約 1000 萬噸/年，占工業(yè)潤滑油的一半。目前我國每年液壓油的用量約 30 萬噸，其中抗磨 液壓油約 4 萬噸。在任何液壓系統(tǒng)中，液壓油是一至關重要的組成部分。它的功能是： 有效地傳遞能量、潤滑部件和作為一種散熱介質(zhì)。液壓系統(tǒng)能否可靠、靈敏、準確、有 效而且經(jīng)濟地工作，與所選用的液壓油的品種及性能密切相關。因此，正確選用液壓油 是確保液壓系統(tǒng)正常和長期工作的前提。當液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時，及時找出原因，采取 正確的解決辦法是保護設備、避免造成重大損失的重要措施。 由于液壓傳動具有元件體積小、重量輕、傳動平穩(wěn)、工作可靠、操作方便、易于實 現(xiàn)無級變速等優(yōu)點，因此在許多工業(yè)部門的傳動系統(tǒng)被采用。不同工業(yè)部門由于使用要 求、操作條件、應用環(huán)境的差異，所用的液壓傳動系統(tǒng)差別也很大。正確選用液壓油品 種，確保液壓系統(tǒng)長期平穩(wěn)、安全運行，是保證連續(xù)生產(chǎn)、節(jié)省材料消耗和提高經(jīng)濟效 益的有效措施。根據(jù)應用場合不同分為：流體靜壓系統(tǒng)液壓油、液壓導軌油、難燃液壓 油和流體液力系統(tǒng)四類。根據(jù)不同的應用場合應選用不同類型的液壓油品種，加上液壓 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 17 泵的類型、工作溫度和壓力、操作條件和周圍環(huán)境的不同，選用液壓油是一項細致并要 求具備一定油品知識的工作。 據(jù)統(tǒng)計，液壓系統(tǒng)運行的故障絕大部分是由于液壓油選用 和使用不當引起的，因此，正確選用和合理使用液壓油，對液壓設備運行的可靠性，延 長系統(tǒng)和元件的使用壽命，保證設備安全，防止事故的發(fā)生著重要的意義。特別是液壓 系統(tǒng)朝著縮小體積、減輕重量、增大功率、提高效率、增加可靠性和環(huán)境友好的方向發(fā) 展，正確選用液壓油顯得更為重要。 一般液壓設備制造商在設備說明書或使用手冊中規(guī)定了該設備系統(tǒng)使用的液壓油 品種、牌號和粘度級別，用戶首先應根據(jù)設備制造商的推薦選用液壓油。但也會遇到許 多場合，用戶所用系統(tǒng)的工況和使用環(huán)境與設備制造商所規(guī)定有一定的出入，需要自行 選用液壓油。一般可根據(jù)下列原則來選用： （1）無確定系統(tǒng)應選用什么類型液壓油。這要根據(jù)系統(tǒng)的工況和工作環(huán)境來確定 （2）其次要確定系統(tǒng)應選用什么粘度級別的液壓油。 （3）了解所選用液壓油的性能。 （4）了解產(chǎn)品的價格。 a.液壓油品種的選擇 （1）根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和溫度選擇液壓油 品種。 （2）根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境選擇液壓油品種。 （3）根據(jù)特殊性能要求選擇液壓油品種。 b.液壓油粘度的選擇 選定合適的品種后 ，還要確定采用什么粘度級別的液壓油才能使液壓系統(tǒng)在最佳狀 態(tài)下工作。粘度選用過高雖然對潤滑性有利，但增加系統(tǒng)的阻力，壓力損失增大，造成 功率損失增大，油溫上升，液壓動作不穩(wěn)，出現(xiàn)噪音。過高的粘度還會造成低溫啟動時 吸油困難，甚至造成低溫啟動時中斷供油，發(fā)生設備故障。相反，當液壓系統(tǒng)粘度過低 時，會增加液壓設備的內(nèi)、外泄漏，液壓系統(tǒng)工作壓力不穩(wěn)，壓力降低 ，液壓工作部件 不位到，嚴重時會導致泵磨損增加。 選用粘度級別首先要根據(jù)泵的類型決定，每種類型的泵都有它適用的最佳粘度范圍： 葉片泵為 2568mm 2/s，柱塞泵和齒輪泵都是 30115mm 2/s。葉片泵的最小工作粘度不應 低于 10mm2/s，而最大啟動粘度不應大于 700mm2/s。柱塞泵的最小工作粘度不應低于 8mm2/s，最大啟動粘度不應大于 1000mm2/s。齒輪泵要求粘度較大，最小工作粘度不應低 于 20mm2/s，最大啟動粘度可達到 2000mm2/s。 選用粘度級別還要考慮泵的工況，使用溫度和壓力高的液壓系統(tǒng)要選用粘度較高的 液壓油，可以獲得較好的潤滑性，相反，溫度和壓力較低，應選用較低的粘度，這樣可 節(jié)省能耗。此外，還應考慮液壓油在系統(tǒng)最低溫度下的工作粘度不應大于泵的最大粘度。 表 3 列出了各種泵在不同壓力和溫度下的粘度選擇。 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 18 隨著液壓技術的發(fā)展，液壓系統(tǒng)在各工業(yè)部門的應用日益廣泛。因此確保液壓系統(tǒng) 的正常動作，增加工作的可靠性非常重要，正確選用液壓油的品種和粘度是保證系統(tǒng)長 期、可靠工作的首要條件。另一方面，當液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠迅速的找到原因和有 效的解決也十分重要。 液壓自動拉緊裝置是在井下工作，其工作環(huán)境的溫度不高，但有防塵要求，油壓缸 的最高工作壓力為 14.18 MPa,確定選用 20 號精密機床液壓油。 20 號壓力油的運行粘度: V50=(1723)10-6 m2/s 取 V502010 6 m2/s,密度為 0.9103kg/m3,則 20 號液壓油的動力粘度 為: =0.08pa.s 3.3.6 液壓泵的選擇和計算 液壓泵的作用是液壓泵是液壓動力元件，它是將電動機（或其他原動機）輸入的機 械能轉(zhuǎn)變成液壓能的能量轉(zhuǎn)換裝置。其作用是向液壓系統(tǒng)提供壓力油。 液壓泵可分為： （1）齒輪泵（外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵） （2）葉片泵（單作用葉片泵和雙作用葉片泵） （3）柱塞泵（軸向柱塞泵和徑向柱塞泵） 在本設計中由于液壓油在主油路只流經(jīng)一個單向閥的主油管，其壓力損失很小，粗 估其壓力損失很小，粗估其壓力損失 P=0.49MPa，則油泵的工作壓力為： P 額 1=P1+ =14.18+0.49=14.67MPa P 額 2=P2+ =9.65+0.49=10.14MPa 所以油泵的最大工作壓力 P 泵 =14.67MPa 油泵泄露系數(shù) K=1.11.3，取 K=1.1,則油泵的流量為： Q 泵 KQ=1.121.92=24L/min 根據(jù)液壓手冊元件產(chǎn)品目錄選用 GB-G1016 型單級齒輪泵。 其參數(shù)為每轉(zhuǎn)排量 q=16.4Ml/r，驅(qū)動功率 P=10.5KW,額定工作壓力 P=15.6866MPa， 當由 n=1460r/min 的電動機驅(qū)動時，該泵最大流量 Q=16.41460=24L/min 油泵效率 =0.91 3.3.7 電動機的確定 電動機的功率為： P 電 = 泵泵泵 2.61Q 取 泵 =0.91，則電動機功率為： 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 19 P 電 = 91.02647=6.32KW 當聯(lián)軸器的效率 =0.99 時，電動機功率為： P電 = =6.38KW聯(lián)電 查液壓手冊選用電動機轉(zhuǎn)數(shù) n=1440r/min，功率 P=7.5KW 的 Y132M-4 型的電動機。 具體參數(shù)參數(shù)表 3-2。 表 3-2 Y132M-4 型的電動機具體參數(shù)參數(shù) 型號 額定功率（KW ） 轉(zhuǎn)速（r/mim） Y132M-4 7.5 1440 3.3.8 各種閥類的選擇 主油管中的最高工作壓力為 14.67MPa，當油泵所供液壓油經(jīng)電磁換向閥，溢流閥全 部卸荷時，通過二位四通電磁換向閥的流量為 24L/min，因此，選用 24-Do-B10H-T 型電 磁換向閥，其工作壓力為 20.58MPa，公稱流量為 30L/min。 溢流閥的工作壓力為 14.67MPa，當壓力油全部通過溢流閥卸荷時，其流量為 24L/min，因此確定選用 YE-B10H 型溢流閥，其工作壓力為 6.8620.78MPa，公稱流量為 40L/min，在液壓系統(tǒng)中，將溢流閥分別調(diào)整到 P=14.67MPa 的工作壓力即可。 由于液壓系統(tǒng)的工作壓力較大，要求過濾質(zhì)量高，故采用燒結式濾油器。 3.3.9 管路的確定 （1）吸油管 吸油管內(nèi)油的流量 Q=24L/min，吸油管道的推薦管道流速 V=12m/s，取 v=1m/s，則 吸油管內(nèi)徑為： d=4.63 VQ=4.63 124=22.7mm 由于吸油管承壓力很小，用鋼管作為吸油管的管材，其壁厚為 1mm 即可，這樣吸油 管外徑為 d 2+d=24.7mm，因此，選用外徑為 25mm 壁厚 1.2mm 的冷拔鋼管。 （2）壓油管 壓油管的管道流速 v36m/s，取 v=5m/s，壓油管內(nèi)油流量 Q=24L/min，則壓油管的 內(nèi)徑為： d=4.63 VQ=4.63 524=10.14mm 壓油管的壁厚公式為： 2dpg 式中： 壁厚，mm d管道內(nèi)徑，mm 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 20 gp管道壓力，MP