《矿车清车机的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿车清车机的设计.docx（28页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第 1页Xx xx xx xx 大 学本科生毕业设计姓名：学号：学院：专业：设计题目：矿车清车机的设计专题：指导教师：职 称：20*年6月徐州第 2页毕业设计任务书学院专业年级学生姓名任务下达日期： 2 0* * 年 3 月 14 日毕业设计日期：20*年 3 月 15 日 至 20*年 6 月 10日毕业设计题目：矿车清车机的设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：主要内容通过设计，实现高效快速的清理矿车粘底物，并不损坏矿车，要求设计合理，较之传统清车机有一定的优越性与先进性。其本要求设计要求清车机额定效率为 5.5kw,截割速度为 1.6m/s。设计图纸量折合成 A0 图纸不少于 3
2、 张，并完成设计说明书，要求说明书正文不少于 70 页,要有英文相关文章的翻译，翻译成中文后不少于 3000 字。院长签字：指导教师签字：第 3页目录摘 要.1ABSTRACT.21 概述.31.1研究背景及意义.31.2矿车清车机设计的目的.31.3国内几种矿用清车机简介.41.4液压式双圆盘截齿清车机的结构与工作过程.61.5设计要求及参数.82 设计方案确定.82.1总体方案的制定原则.82.2本设计方案的规划.82.2.1清车机各部分的设计.82.2.2可行性和必要性分析.102.3 总体设计方案的内容总结.112.4具体设计思路与旧式清车机改进.113. 驱动系统的设计计算.123.
3、1清车机动力的选择.123.2 驱动方案的确定.143.3马达的选型.143.3.1马达的相关计算.143.3.2驱动马达的选型.153.4减速箱的设计计算.163.4.1传动比的计算.163.4.2运动参数及动力参数计算.173.4.3齿轮传动的设计计算.173.4.4轴的设计计算.213.4.5轴承的设计计算.273.5链传动的设计计算.283.5.1链轮和链的设计计算.283.5.2链传动输入与输出轴的设计计算.304 截割部分设计.364.1截割头的设计要求.364.2截割头的设计.364.3截割臂的设计.374.3.1 截割臂的基本要求.384.3.2 截割臂的设计计算.384.4仰
4、俯液压缸的设计.40第 4页4.4.1液压缸工作压力及主要结构尺寸的计算.404.4.2液压缸壁厚和外径的计算.424.4.3液压缸缸盖厚度的确定.454.4.4液压缸缸体长度的确定.464.4.5液压缸结构的设计.465 行走部的设计.505.1纵向行走驱动液压缸的设计计算.505.1.1液压缸的受力分析及计算.505.1.2 纵向移动液压缸的设计计算.515.1.3液压缸的结构设计.555.2横向行走驱动液压缸的设计计算.595.2.1液压缸的受力分析及计算.595.2.2 横向移动液压缸的设计计算.606 液压泵站的计算与设计.646.1液压泵参数的计算与选型.646.2电动机的选型.6
5、66.3液压控制阀的选择.676.4液压辅件的选择.696.4.1过滤器的选型.696.4.2油箱的选型与设计.706.4.3管件的选择.736.4.4密封装置.736.5液压泵站的结构设计.746.6液压系统的维护保养与相关注意事项.746.6.1使用液压系统要注意的问题.746.6.2液压系统常见故障与解决.756.6.3液压系统的清理.78结论.80参考文献：.81致谢.83第 5页摘要矿车在煤矿井下运输中占有十分重要的地位，煤矸粘结矿车车底是煤矿生产运输过程中存在的一个普遍问题。经常而及时地清扫矿车车箱是提高矿井轨道运输效率的重要因素。不论煤质，粒度组成及含水量如何，由于煤矿生产环境的
6、恶劣，加之在运输的过程中的振动等原因，卸车之后总会有少量的煤炭，煤矸等易粘结的物料粘结在矿车车箱底部及邻帮。若不将这些残留煤，岩粉及时清除干净，则会越积越厚，越积越结实，增加了矿车自重，使矿车的有效容积减少，它不仅直接影响着矿车的运输能力，造成了运输系统的紧张状况，而且增加了电力资源的浪费，甚至使电机车运输时空列起动发生困难，所以清理车底的问题，在煤矿就显得尤为重要。本设计在传统机械矿用清车机的基础上加入了液压系统，由摩擦离合器控制行走部该为液压控制，安装了多路电磁换向阀，分别控制清车机前后，左右的移动以及摇臂的运动，克服了摩擦离合控制因打滑无法清理矿车车底粘结物的弊端。关键词：清车机； 液压
7、； 矿车充值后就可以下载此设计说明书（不包含 CAD 图纸及 word 排版说明书）。我这里还有一个压缩包，里面有相应的 word 说明书（附带：任务书、外文翻译）和 CAD 图纸（共计 6 张图纸）。需要压缩包的朋友联系 QQ 客服 1：1459919609 或 QQ 客服 2：1969043202。需要其他设计题目直接联系！第 6页ABSTRACTMine car plays an important part in the coal mine underground haulage. The gaugue felt on the bottom of the coal car is one
8、 of the common problems on the process of coal production and transportation. To clean the compartment of mine car frequently and promptly is a significant way of raising the efficiency of mine pit rail haulage. No matter the quality of coal, the size composition and water content as well, due to th
9、e bad environment of coal production and the vibration in the process of transportation, there always has some coal and other materials left which was very easy to cake on the bottom of the mine car after unloading. If we do not clean these remaining coal and rock meal soonly, they would be heavier
10、and solider, which would increase the weight of mine car so that decrease the effective volume of it. Then it would not only affect the transportation ability of mine car directly and make the intense condition of the transportation system, but also increase the waste of electric power, and even mak
11、e substantial difficulty in starting the spacial vehicle while transporting the electrical machinery truck. So cleaning the bottom of the mine car become espectially important.This design add the hydraulic system on the basis of traditional cleaning machine for mechanical mine car. It changes clutch
12、 control into the hydraulic control, and is added the multi-channel electromagnetism cross valves which controlled the all round migration of cleaning machine and the movement of the rocking shaft. It also overcomes the shortcoming that the friction control cannot clean the remainings on the bottom
13、of mine car due to its splitting.Keyword:Pure car machine;Hydraulic pattern;Mineral car第 7页1 概述1.1 研究背景及意义煤矿生产过程中，矿车在井下运输和各个环节都起着相当重要的作用，但是，由于运输过程中矿车的颠簸、振荡，尤其是井下水汽、粉尘特定气氛的影响以及运送物料的繁杂，使得矿车在装运煤、矸石等物料的周转过程中，会在车皮底部逐渐积淀一些积垢，形成所谓的大车底。据观测，有的矿车粘底物可占矿车有效容积的 20%-30%，多的则达 50%。大车底降低了矿车的有效容积，直接影响了矿车的装载量，增加了矿车的周转
14、次数，降低了运输提升的效率，特别是由于井下潮湿，溶解了大车底中的一些酸性物质，加速了车皮的腐蚀，缩短了矿车的使用寿命，增加了矿车的投入。为此，矿用清车机的设计显得尤为重要。清理矿车粘结物，可分为人工和机械清理、高压水射流清理等。用人工清理，劳动强度大，清车速度慢，且不符合煤矿安全生产规定；采用机械清理，不仅可以降低劳动强度而且清车效果好，效率高；高压水射流清理由于耗水量大，在推广上受到限制。目前国内矿车清理机械形式繁多，品种不一，而且造价较高。1.2 矿车清车机设计的目的毕业设计是本科教学的一个重要教学环节，是学完技术基础课及有关专业课以后的一个专业课程内容的综合设计。矿车清车机的设计正是通过
15、具体设计来提高学生的机构分析与综合能力、机械结构设计的能力、机电液一体化系统设计能力，掌握实现生产过程自动化的设计方法有效途径。通过这一教学环节要求达到：（1）通过设计，把有关课程（机构分析与综合、机械原理、机械设计、液压与气动技术等）中所获得的理论知识在实际中综合地加以运用，使这些知识得到巩固和发展，并使理论知识和生产密切的结合起来。因此，矿车清车机设计是有关专业基础课和专业课以后的综合性的专业课程设计。（2）矿车清车机设计是机械工程及自动化专业的学生一次比较完整的机电一体化整机设计。通过设计，培养学生独立的机械整机设计的能力，树立正确的设计思想，掌握机电一体化机械产品设计的基本方法和步骤,
16、为自动化机械设计打下良好的基础。（3）通过设计，使学生能熟练的应用有关参考资料、计算图表、手册、图册和规范；熟悉有关国家标准和部颁标准，以完成一个工程技术人员在机械整体设计方面所必须具备的基本技能训练。第 8页（4）煤矿生产的需要。1.3 国内几种矿用清车机简介矿用清车机按照工作原理可分为振动法、电渗法、高压水射流法、机械法等，其中振动法又包括电磁振动、电动高频振动、电动低频振动、风力振动以及与翻车机笼体联动的无动力振动等；机械法又包括抓斗式、刮板式和圆盘（旋转）式等。现将几种主要的矿用清车机简介如下：一、振动清车机振动清车机是我国使用比较早、研究比较多的一种清车机。在多年的实践和研究中，通过
17、取长补短和采用有关的新技术，已逐步趋于完善。部分金属矿山在采用电动高频振动清车机时，由冲击强度和刚度比较小的矿车底部或两侧改为冲击强度和刚度比较大的矿车斗缘，以延长矿车的使用寿命：用比较简单的偏心轴皮带轮取代比较复杂的振动器，使结构简单。煤炭部门最多采用的电动低频振动清车机虽有不少优点，但缺点也较多。湘东铁矿矿务局对北京有色冶金设计研究总院设计的低频振动清车机作了一些改进，由原来比较复杂的单独安装简化为与翻笼固定在一起，由原来需要摘钩、每次只能清理一辆矿车改为不需要摘钩，每次能清理两辆矿车。二、电渗清车器电渗法清理矿车是在外电场的作用下，以水为介质在矿车与粘结物之间形成一层水膜，使粘结物与车壁
18、脱离而达到清理矿车的目的。这种方法具有无噪声、无粉尘、不损坏矿车等优点。但是由于耗电较多，故它仅适用于存积物含水量较高的矿车。该方法起初在徐州权台煤矿使用。后来，铜陵铜山铜矿和龙游黄铁矿等金属矿山也陆续采用，并取得了较好的效果。三、高压水射流联合机械截齿清理机该种矿车清理装置的工作机理包括高压水射流清理和机械截齿清理两部分。高压水射流清理：高压水经喷嘴喷出后形成具有一定动能的高压水射流，当作用于矿车粘结物时，将对其进行切割和冲刷作用，使有一定粘结力的非固结性粘结物迅速脱落，同时高压水射流冲人粘结物的缝隙和孔洞后，则产生高压水楔作用，使粘结物的缝隙和孔洞不断扩展断裂，而破碎脱落。机械截齿清理：利
19、用螺旋分布的截齿对坚硬粘结物的切割作用，使粘结物快速与矿车分离。该种清理装置主要由可三维空间移动的门式组合机架、高压泵站、电控系统和截齿可伸缩清理滚筒等组成，其中清理滚筒是实现清理作业的直接执第 9页行部件。截齿可伸缩清理滚筒由圆柱形筒体、切割截齿、高压水射流喷嘴、旋转密封等组成，筒体上螺旋分布着 12 个切割截齿和 6 个高压水射流喷嘴，每个切割截齿能沿其旋转直径方向在 50 mm 的范围内伸缩移动，以适应变形矿车的清理。高压水射流喷嘴随截齿螺旋均匀分布，泵站提供的高压水，经高压管路和旋转密封进入圆柱形筒体的中心孔，由各喷嘴喷出而形成高压水射流，实现对粘结物的冲刷、冷却润滑截齿和灭尘的作用。
20、四、机械清车机机械清车机利用电动机带动清扫器在矿车车箱内转动清除车底的粘结物。清扫器有金属刷式、盘式、滚筒式、螺旋割刀式等几种。清车机的横向行走部、纵向行走部、截割部都是由许多机械零件组合起来的，因此，结构笨重、操作复杂、维修量大。此外，使用这种清车机还需二次翻卸，费工费时，效率不高。有关煤矿虽作了一些改进，但效果不明显。吉林通化铜矿曾研制成一台由刷洗头、制动轴、减速器和电动机等组成的车箱清扫器。其纵向行走部分是一个装有四个小轮的小车，能沿轨道前进或后退。清扫器底座与小车铰接， 能绕铰点上下和左右摆动。最近，这类清车机有了新的进展。由洛阳工学院等单位研制的 Qw3 型机械铣切卧式三吨矿车清车机
21、通过了技术鉴定。据称，适应性强；能利用部分现有配件和标准件，便于加工；与同类产品相比成本低、省人、省力、省电、经济效益好。图 1 机械圆盘截齿式矿车清扫机1-电动机2-减速器3-小链轮4 链轮大轴5-截盘轴6-圆截盘7-前轮轴8-大齿轮9-双向摩擦离合器10-小齿轮11-大齿轮12-单向摩擦离合器13-锥齿轮14-下踏板15-离合器手把16-底轮传动轴17-锥齿轮组18-换向手把19-升降架20-升降手轮21 司机座椅22-上车架23-底架第 10页五、液压清车机液压传动与机械、电气、气压传动相比，其主要优点是容易实现无级变速，调速范围大，单位重量的输出功率大，结构紧凑，惯性小，能传递大扭矩和
22、较大的推力，控制和调节简单、方便、省力，可实现自动控制和过载保护。因此，近年来， 各种液压清车机相继问世。1980 年 4 月，邯邢矿山局矿山研究所研制成功 YQJ 型液压清车机，它用于符山铁矿侧卸式矿车，以铲头的铲扒达到清车的目的。1983 年，湖南马田煤矿研制成功液压铲抓式清车机，其效果优于圆盘切割式清车机和机械高频振动清车机不需要二次翻卸。 1986 年 l2 月，徐州矿山设备制造厂试制成功的适用于 l t 矿车的 YQl 型液压清车机通过了市级技术鉴定。1987 年 5 月，徐州矿山机械厂和中国矿业大学共同研制的适用于 U 型矿车的 YLQ 型液压螺旋式清车机通过了部级技术鉴定。这几种
23、清车机的共同特点是结构紧凑、操作轻便灵活，拆装维修方便等。最近，福州大学又研制成全液压矿车清理机控制系统，以液压逻辑元件组成的逻辑控制回路取代由电器元件组成的控制线路，实现对清车机的自动控制。整机除了用防爆型电机及磁力启动器驱动油泵工作外，没有其它电器元件，符合井下防爆要求。1.4 液压式双圆盘截齿清车机的结构与工作过程液压式圆盘截齿清车机主要由行走机构、截割机构、液压驱动系统以及操作机构等四部分组成。各部关系如下图所示。操作机构行走机构截割机构矿车图 2 矿车清车机组成图框1、纵向行走机构：由上车体、纵向行走轮轴、纵向行走液压缸等组成。由于纵向行走液压缸的缸体与纵向行走的轨道架连接，而活塞杆
24、与上车架连接，因此通过操作换向阀，使液压油进入压力缸，使活塞作往复运动以带动清车机前进或后退。2、横向行走机构：由下车体、横向行走轮轴、横向行走油液压缸等组成。横向行走液压缸的缸体铰接在地面上，活塞杆与下车体底托盘连接。同理操作换向阔的手柄即可使清车机左、右行走。3、截割机构：由圆形截盘，升降臂和支承截盘的轴承等组成。截割盘是清车机的主要第 11页工作部件。每个截齿盘上装有四个截齿。截齿的旋转是通过链条传动的。为适应矿车清理的需要，升降臂靠液压活塞可作上下摆动，以达清理整个车底之目的。4、驱动机构：有气动、液动、电动和机械式四种形式。气动式速度快，结构简单，成本低。采用电位控制或机械挡块定位时
25、，有较高的重复定位精度。液动式可实现连续控制，使工业机械的用途和通用性更广，定位精度一般在 1mm 范围内。本设计采用液动驱动方式。5、液压传动系统，如下图所示图3 液压传动系统图1.横向行走液压缸2.电磁换向阀3.电磁溢流阀4.纵向行走液压缸5.电磁换向阀6.电磁溢流阀7.仰俯液压缸8.电磁换向阀9.电磁溢流阀10.液压马达11.电磁换向阀12. 电动机13.齿轮泵14.滤清器15.空气滤清器16.液位液温计17.压力表清车机安装在垂直于翻车机纵向中心线的专用硐室中，翻车机专用于安放待清矿车于水平位置。清扫过程是，载重矿车进入翻车机，翻车机连同矿车朝清车机的相反方向旋转 270 度完成卸载后
26、开动清车机，割盘由液压马达第 12页通过链条带动旋转，操纵纵向液压换向阀，压力油进入液压缸，纵向液压缸伸出，使机身纵向前进，将割盘伸入到矿车内，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，直到全部清理干净为止。1.5 设计要求及参数通过设计实现高效快速的清理矿车粘底物，并且不损坏矿车，要求设计合理，符合可行性研究，较之传统清车机有一定的优越性和先进性。设计参数：清车机额定功率 p=5.5kw截割速度 v=1.6m/s部分章节已省略.6.6.3 液压系统的清理液压系统在制造、试验、使用和储存中都
27、会受到污染，而清洗是清除污染，使液压油、液压元件和管道等保持清洁的重要手段。生产中，液压系统的清洗通常有主系统清洗和全系统清洗。全系统清洗是指对液压装置的整个回路进行清洗，在清洗前应将系统恢复到实际运转状态。清洗介质可用液压油，清洗时间一般为 2-4 小时，特殊情况下也不超过 10 小时，清洗效果以回路滤网上无杂质为标准。清洗时注意事项：1、一般液压系统清洗时，多采用工作用的液压油或试车油。不能用煤油、汽油、酒精、蒸气或其它液体，防止液压元件、管路、油箱和密封件等受腐蚀；2、清洗过程中，液压泵运转和清洗介质加热同时进行。清洗油液的温度为（50-80）时，系统内的橡胶渣是容易除掉的；3、清洗过程
28、中，可用非金属锤棒敲击油管，可连续地敲击，也可不连续地敲击，以利清除管路内的附着物；4、液压泵间歇运转有利于提高清洗效果，间歇时间一般为（10-30）min; 5、在清洗油路的回路上，应装过滤器或滤网。刚开始清洗时，因杂质较多，可采用 80 目滤网，清洗后期改用 150 目以上的滤网；6、清洗时间一般为（48-60）小时，要根据系统的复杂程度、过滤精度要求和污染程度等因素决定；7、为了防止外界湿气引起锈蚀，清洗结束时，液压泵还要连续运转，第 13页直到温度恢复正常为止；8、清洗后要将回路内的清洗油排除干净。结论本说明书主要介绍了滚筒式矿车清车机的主要设计过程，由于液压系统具有运动平稳性，操作简单，维护方便，安全可靠等特点，故该设备的动力输出设备和横向、纵向移动等均采用液压传动。文章中不仅叙述了系统的详细计算过程，同时对相关的一些结构进行了结构设计。本设计中所介绍的矿车清车机可以通过控制电磁换向阀来控制矿车清车机的各个部分的运动状态，与传统的清车机相比，在大大的减轻了工人的