前言：中文期刊網精心挑選了液壓設計范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
液壓設計范文1
1.前言
隨著科技的不斷發展，液壓系統被廣泛的應用在各個領域，人們對液壓系統的要求也越來越高。我國在液壓系統的設計上雖然有所完善，但依然存在一些問題和不足需要改進。在科技占主導地位的新時期，加強對液壓系統的設計研究，對確保液壓系統的發展有著重要的意義。
2.液壓系統的設計概述
現代冶金機械廣泛使用液壓裝置。冶金液壓裝置較復雜、精密，有較多的動態要求。液壓設計是一項細致繁雜的工作，設計方法的現代化一直為人們所關注。液壓系統的設計主要內容一是液壓系統原理圖的擬定，包括執行元件類型和油路類型的確定、基本回路的選擇、系統原理圖的繪制等方面;二是液壓系統設計性能的驗算與分析，主要是用以評判系統設計的質量，并加以改進和完善。
3.液壓系統的設計
3.1 液壓支架立柱試驗的要求
目前，我國液壓支架立柱生產廠家對液壓支架立柱的試驗項目主要依據我國煤炭標準MT313―92《液壓支架立柱技術條件》并同時參考液壓支架立柱、千斤頂的歐洲標準EN1804―2。依據上述標準試驗項目的要求，可確定液壓支架立柱試驗臺液壓系統的主要技術參數。
3.2 液壓支架立柱試驗臺中液壓系統設計
根據兩大標準中試驗過程的動作要求，在AMEsim軟件草圖模式下。設計如圖1所示的液壓支架立柱試驗臺中液壓系統的仿真原理圖。
液壓系統工作過程分為外加載、內加載2部分。被測油缸的退讓速度由變量泵l調定，外加載系統的最大工作壓力由溢流閥2及增壓缸增壓比確定，電磁換向閥3右位時加載、左位卸荷，液控單向閥4用于外加載保壓，對于被測油缸缸底強度試驗及低速退讓性試驗采用外加載增壓方式實現，以彌補變量泵的低速性能，電磁換向閥5的左右切換使增壓缸6產生高壓以滿足試驗要求：在內加載油路，8為內加載泵房的泵站，溢流閥9用于調定內加載系統的最大工作壓力，電液換向閥l0右位對被測立柱卸荷縮回、左位初撐加載，液控單向閥11用于內加載系統被測立柱的保壓，電液換向閥12左右切換驅動增壓缸13，對被測立柱增壓加載，安全閥l4在測試被測立柱退讓性項目時，用于調整立柱的測試壓力，在強度試驗中不裝安全閥。
為保持測試現場環境，可在立柱安全閥后加引流器，使溢流的乳化液通過引流器回到油箱。位移傳感器l7檢測出的位移變化通過PLC控制器中微分運算求得速度，與給定速度值比較后通過PID軟運算來控制變量泵的流量，壓力傳感器18記錄被測立柱的加載壓力。
3.3 液壓支架立柱試驗臺液壓系統的仿真
3.3.1液壓系統仿真參數的確定
仿真工具AMEsim，計算步長0.001s，計算精度10-7，選用標準積分器動態混合算法計算;框架剛度設定l013N/m;外加載油液黏度22cp，體積彈性模量1.7xl03MPa：內加載乳化液黏度6cp，體積彈性模量2.1xl03MPa。被測立柱活塞直徑500mm，活塞桿直徑470mm。
3.3.2液壓系統仿真結果及分析
根據EN1804―2.偏心加載耐久性試驗，退讓速度100mm/min，仿真結果見圖2、圖3。
圖2中循環6000次，采用閉環PID調節變量泵流量方式加載，大約2.28s.被測立柱的壓力達到安全閥開啟壓力，此時立柱的退讓速度出現跳躍和微幅波動，變化量符合標準規定的要求。
由圖3可以看出加載過程中壓力沒有出現波動，是比較理想的結果。
3.4 結論
（1）依據仿真的結果，外加載系統在低速時采用開環控制的方式能有效提高系統的穩定性。
（2）外加載壽命試驗中，采用閉環PID控制能減少系統誤差、改善系統的響應，降低操作人員的勞動強度。
（3）仿真分析能全面了解立柱試驗臺的各種工況，為試驗臺液壓系統的設計方案準確性提供保障。
4.建議
（1）隨著液壓技術的發展，機電液一體化技術已在液壓設備中廣泛應用，液壓系統趨向復雜化，系統故障診斷更加困難。現代液壓產品使用了大量的電子測控元件，這一方面提高了產品的性能，另一方面相對降低了液壓系統的維修性。由于液壓設備在企業生產中的重要程度加強，液壓系統發生故障后，停機維修所造成的經濟損失增大。因此，在液壓系統設計過程中，除對關鍵的液壓元件進行適當的可靠性儲備的同時，還應注重產品整體的可維修性設計。
（2）液壓傳動技術與純機、電傳動相比具有鮮明的特點和優勢，其應用領域越來越廣泛。但是，液壓傳動系統的能量損失大、效率低，其節能問題一直受到業內的高度重視。
5.結束語
通過對液壓系統的設計問題分析，進一步明確了液壓系統的設計方向。液壓系統的設計工作是一項復雜的工程，需要我們加強對它的研究。
參考文獻：
[1]賴茶秀，黃志堅.液壓系統計算機輔助設計技術現狀與發展趨勢[J].南方金屬，2013（8）：79-83.
[2]史紀定，嵇國光.液壓系統故障診斷與維修技術[M].北京：機械工業出版社，2012.
液壓設計范文2
新的系統選用2臺37kW電機分別驅動一臺A10VSO100的恒壓變量泵作為動力源，系統采用一用一備的工作方式。恒壓變量泵變量壓力設為16MPa，在未達到泵上調壓閥設定壓力之前，變量泵斜盤處于最大偏角，泵排量最大且排量恒定，在達到調壓閥設定壓力之后，控制油進入變量液壓缸推動斜盤減小泵排量，實現流量在0～Qmax之間隨意變化，從而保證系統在沒有溢流損失的情況下正常工作，大大減輕系統發熱，節省能源消耗。在泵出口接一個先導式溢流閥作為系統安全閥限定安全壓力，為保證泵在調壓閥設定壓力穩定可靠工作，將系統安全閥調定壓力17MPa。每臺泵的供油側各安裝一個單向閥，以避免備用泵被系統壓力“推動”。為保證比例閥工作的可靠性，每臺泵的出口都設置了一臺高壓過濾器，用于對工作油液的過濾。為適當減小裝機容量，結合現場工作頻率進行蓄能器工作狀態模擬，最終采用四臺32L的蓄能器7作為輔助動力源，當低速運動時載荷需要的流量小于液壓泵流量，液壓泵多余的流量儲入蓄能器，當載荷要求流量大于液壓泵流量時，液體從蓄能器放出，以補液壓泵流量。經計算，系統最低壓力為14．2MPa，實際使用過程中監控系統最低壓力為14．5MPa，完全滿足使用要求。頂升機液壓系統在泵站閥塊上，由于系統工作壓力低于系統壓力，故設計了減壓閥以調定頂升機系統工作壓力，該系統方向控制回路采用三位四通電磁換向閥，以實現液壓缸的運動方向控制，當液壓缸停止運動時，依靠雙液控單向閥錐面密封的反向密封性，能鎖緊運動部件，防止自行下滑，在回油回路上設置雙單向節流閥，雙方向均可實現回油節流以實現速度的設定，為便于在故障狀態下能單獨檢修頂升機液壓系統，系統在進油回路上設置了高壓球閥9，在回油回路上設置了單向閥14。該液壓站采用了單獨的油液循環、過濾、冷卻系統設計，此外還設置有油壓過載報警、濾芯堵塞報警、油位報警、油溫報警等。
2機械手機體閥臺的液壓原理
對于每臺機械手都單獨配置一套機體閥臺，機體閥臺采用集成閥塊設計，通過整合優化液壓控制系統，將各相關液壓元件采用集約布置方式，使全部液壓元件集中安裝在集成閥塊上，元件間的連接通過閥塊內部油道溝通，從而最大限度地減少外部連接，基本消除外泄漏。機體閥臺的四個出入油口(P－壓力油口，P2－補油油口，T－回油油口，L－泄漏油口)分別與液壓泵站的對應油口相連接。壓力油由P口進入機體閥臺后，經高壓球閥1及單向閥2．1后，一路經單向閥4給蓄能器6供油以作為系統緊急狀態供油，一路經插裝閥3給系統正常工作供油。為保證每個回路產生的瞬間高壓不影響別的工作回路，在每個回路的進出口都設置了單向閥，對于夾鉗工作回路因設置了減壓閥16進行減壓后供油，無需設置單向閥。對于小車行走系統，由比例閥12．1控制液壓馬達21的運動方向，液壓馬達設置了旋轉編碼器，對于馬達行走采用閉環控制，以實現平穩起制動以及小車的精準定位。為避免制動時換向閥切換到中位，液壓馬達靠慣性繼續旋轉產生的液壓沖擊，設置了雙向溢流閥11分別用來限制液壓馬達反轉和正轉時產生的最大沖擊壓力，以起到制動緩沖作用，考慮到液壓馬達制動過程中的泄漏，為避免馬達在換向制動過程中產生吸油腔吸空現象，用單向閥9．1和9．2從補油管路P2向該回路補油，為實現單臺機械手的故障檢修，在補油管路P2上設置了高壓球閥8，為實現檢修時，可以將小車手動推動到任意檢修位置，系統設置了高壓球閥5．2。對于雙垂直液壓缸回路，由比例閥12．2控制液壓缸22的運動方向，液壓缸安裝了位移傳感器，對于液壓缸位置采用閉環控制，實現液壓缸行程的精準定位，液壓缸驅動四連桿機構來完成夾鉗系統的垂直方向運動;為防止液壓缸停止運動時自行下滑，回路設置了雙液控單向閥13．1，其為錐面密封結構，閉鎖性能好，能夠保證活塞較長時間停止在某位置處不動;為防止垂直液壓缸22因夾鉗系統及工件自重而自由下落，在有桿腔回路上設置了單向順序閥14，使液壓缸22下部始終保持一定的背壓力，用來平衡執行機構重力負載對液壓執行元件的作用力，使之不會因自重作用而自行下滑，實現液壓系統動作的平穩、可靠控制;為防止夾鉗夾持超過設計重量的車輪，在有桿腔設置了溢流閥15．1作為安全閥對于夾鉗液壓缸回路，工作壓力經減壓閥16調定工作壓力后由比例閥17控制帶位置監測的液壓缸23的運動，來驅動連桿機構完成夾鉗的夾持動作，回路設置了雙液控單向閥13．2，來保證活塞較長時間停止固定位置，考慮到夾鉗開啟壓力原小于關閉壓力(液壓缸向無桿腔方向運動夾鉗關閉)，在液壓缸無桿腔回路上設置了溢流閥15．3，調定無桿腔工作壓力，當比例換向閥17右位工作時，壓力油經液控單向閥13．2后，一路向有桿腔供油，一路經電磁球閥18向蓄能器19供油，當夾鉗夾住車輪，有桿腔建立壓力達到壓力繼電器20設定值后，比例換向閥17回中位，蓄能器19壓力油與有桿腔始終連通，確保夾持動作有效，當比例換向閥17左位工作時，蓄能器19壓力油經電磁球閥18與有桿腔回油共同經過比例換向閥17回回油口。緊急情況下，電磁換向閥7得電(與系統控制電源采用不同路電源)，將蓄能器6儲存的壓力油，一路經單向閥9．11供給夾鉗液壓缸23，使夾鉗打開，同時有桿腔回油經電磁球閥18，單向閥9．9回回油T口;一路壓力油經節流閥10，單向閥9．3使液壓馬達21帶動小車向爐外方向運動，液壓馬達回油經比例換向閥12．1，單向閥9．5回回油T口。以確保設備能放下待取車輪，退出加熱爐內部，保護設備安全。
3結論
液壓設計范文3
[關鍵詞]液壓剪；直筒形機架；錐形液壓鎖
中圖分類號：TG313 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）31-006-02
1 概述
概述液壓剪是在分析國內液壓剪存在的問題和對國內外各種類型液壓剪進行消化吸收，加以改進后研制而成的。原四立柱機架液壓剪損壞部位都在油缸下部靠近缸底處?；钊砻嬗谢￠L約10～20cm，高度約10cm，深度0.3～0.5cm的破損傷痕，碎片嵌入油缸壁，互相咬在一起，使缸壁拉毛，活塞桿不能升降，而被迫停產。油缸出口的銅導套上有高度約5～10cm，一弧長約10cm的擠壓凹塘，密封單邊磨損，造成大量滲油，主要原因是剪切時對刀片的水平側推力造成的。剪切力分布見圖1。
圖1 剪切力分布
當剪刃與鑄坯接觸后，剪切力開始隨著刀刃的壓入深度增加而增大，直到和鑄坯的壓入變形阻力相等時，鑄坯開始產生剪切滑移，剪切力又隨著剪切斷面的不斷縮小而逐漸變小。刀厚為b，剪切合力P不可能作用在同一平面內，上下剪刃對鑄坯形成一力偶P?a。欲使鑄坯轉動，但又將遇到剪刃側面的阻擋，上下側推力T又構成另一力偶T?c，隨著刀片的逐漸切入鑄坯角度不斷增大，當達到一定角度γ后便停止轉動。此時兩個力矩平衡，即P?a=T?c，T=P?a/c對下刀片來說受到一個和鑄坯前進相同方向的水平力T，迫使剪切缸活塞桿產生傾斜趨勢，機架彈性變形，活塞桿上下兩個固定端便產生一個反力矩來平衡上述力矩，因而造成”咬缸“。新設計的液壓剪選型就有針對性地選擇強度高、剛性好的直筒型機架，強大的剪切力和水平分力靠機架內力平衡，并從結構上盡量減少產生的水平側推力，延長設備使用壽命。
2 工作原理和性能參數
該液壓剪為水平移動下切式，剪切主油缸在剪機本體下部，下刀臺與主油缸活塞桿相聯結。上下刀片安裝在由兩個框架合并而成的筒型機架空間內，整個機架再由壓緊油缸掛在裝有四個輪子的箱式車架上，當鑄坯觸及定尺信號時，壓緊缸立即下降壓緊鑄坯，帶動剪機連同鑄坯同步在水平軌道上移動，同時下刀臺在剪切油缸推動下向上運動剪斷鑄坯，剪下的鑄坯由輸出輥道送去冷床堆垛，剪機的復位由橫移油缸完成。每臺剪機有一套完整、獨立的液壓傳動系統，采用旋轉接頭、高壓軟管與油缸聯結。液壓剪的液壓傳動屬于高壓大流量，由兩臺高壓變量柱塞泵和一臺中壓葉片泵組合供油，控制系統采用組合性能強、體積小、重量輕的專用插裝閥和滑閥集成系統，剪切機工作平穩、可靠，剪切速度高。
一機四流連鑄機，設四臺液壓剪，每臺都有獨立的液壓傳動系統，整個剪切過程既可按程序控制，也可作手動操作。
性能參數如下：
剪切力5000kN
壓緊力650kN
剪刃寬度340mm
剪切鋼種普碳鋼、低合金鋼
最大鑄坯尺寸16ox274mm
剪切溫度大于750C
剪切次數2次/min
剪刃開口度260mm
工作壓力21MPa
3 結構分析
1）機架是液壓剪的關鍵部件，為了提高它的強度和剛度，采用直筒型結構（見圖3）剪切力完全由機架內應力來平衡。為保證絕對可靠，除了對它作強度分析計算外還對它作了三維光彈性應力分析試驗，證實所有部位的應力均小于安全應力。
2）為了減小鑄坯對剪刃的側推力利于刀刃的壓力，采用帶傾角的下刀刃。上刀刃是矩形的，四個刃口輪番使用，不斷修磨，節約貴重金屬，提高刀片壽命。
3）設置壓緊油缸，剪切時把鑄坯緊緊壓在下刀臺上，使剪機和鑄坯同步，定尺準確，防止鑄坯翹頭。
4）設置下刀臺運動的導向滑道，在下刀臺受到水平推力丫的作用時，不產生傾斜，迫使剪切油缸活塞桿只作垂直方向上下運動，保護油缸密封圈、活塞、銅套不受擠壓損傷。通過滑道將水平力直接傳到機架上。
5）舊剪切缸活塞和油缸材質均為鋼質，致使兩者相擠破裂，形成咬缸，現在活塞上加銅套，套環、密封圈、導套均選擇合理結構和材質，以改善受力狀況。
6）剪切刃口偏移剪切油缸中心線一定距離e，剪切時產生的力矩，平衡大部分剪切水平推力所引起的傾反力矩從而減少機架滑道磨損，延長壽命。
7）剪切油缸活塞桿和下刀臺之間采用活動鉸鏈聯結，使下刀臺可靠地沿著滑道上下運動。
8）為防止鑄坯輻射熱損壞行程開關引起誤動作，設計了專用低電壓發訊裝置使剪切連鑄坯的控制程序順利進行。
9）在剪機工作中，一套專門設計的轉動靈活的高壓旋轉接頭，使高壓軟管始終自由懸掛不扭曲。
4 液壓系統特點
1）剪切、壓緊缸采用專用插裝閥集成控制系統，不同的控制蓋板元件構成不同的工作機能，以緩解能量的急劇釋放和流速急劇變化引起的沖擊，此控制系統體積小、重量輕、壓降小，維修使用方便。
2）為了剪切工作安全可靠，在壓緊缸控制上首次選用先進的錐形液壓鎖，利用剪體自重產生背壓，嚴密關閉系統，使笨重的剪體能穩妥停在任意高度位置上。
3）采用中壓定量泵和高壓變量泵相結合的供油系統，使其兼具了兩種泵的優點既提高了剪切效率，又消除了瞬時流量過大引起的沖擊，達到工作平穩。
4）采用回油談濾系統，對主機工作無干擾，直接濾清從執行元件帶回的介質污垢，并附有雜質堵塞報警裝置，以保證系統工作正常。
5）澆注鑄坯的高溫輻射和高壓大流量工況，將使油溫急劇上升，系統采用高效、大容量的冷卻器，把油溫控制在需要范圍內。
6）油箱內裝浮球式液位控制器，在高低油位實行自動報警。
7）為避免鑄坯過冷、翹頭和彎曲等引起剪切事故，裝有過載保護措施。
8）改進橫移缸控制，既保證剪切機和鑄坯拉矯同速前進，又防止誤操作引起“頂坯”。
5 設計計算
剪切機工作時，受力分析是復雜的，本文只對剪切行程、壓力計算、強度校核、液壓油泵以及電動機功率選擇作一介紹。
5.1 剪切行程
HP=H1+S+r
式中H1―輥道上平面至上刀座下平面的距離，H1=h十（50～75）mm；
H―鑄坯截面最大高度，160mm；
S―上下剪刃的重疊量，20mm；
R―輥道上平面高出下剪刃的高度，10mm；
讓翹頭鑄坯通過所留余量，取60mm，則：
HP=160+60+20+10=250mm
為防止剪切油缸受沖擊，便于行程開關安裝，油缸行程定為270mm。
5.2 強度校核
剪切油缸圓筒體除受軸向拉應力σz外，尚有內壓力P引起的徑向壓應力σr（內壁最大，向外逐漸減小，到外壁時為零）和切向拉應力σt（內壁最大，向外逐漸減小）三向應力狀態。
根據第四強度理論，求得缸內壁的合成當量應力為：，
式中，r1―油缸內半徑（28cm）；
r2―油缸外半徑（38cm）；
P―油缸內油的壓力（21MPa）。
σ=795N/cm2，油缸材料是45號鍛鋼，σs=36N/mm2，安全系數取2.5，那么[σ]=3600/2.5=1440N/cm2。
則σ=759N/cm2
5.3 工作壓力
根據剪切缸產生的名義剪切力5000kN（500噸）及結構需要，選定的內徑D1=56cm，按下式確定系統壓力：，圓整取21MPa。
5.4 油泵流量選擇
本剪工作頻率是2次/min，則每次的剪切周期最多為30s，去除剪切小車在軌道兩端停靠時間，周期只能限制在20s內，根據拉矯速度各油缸程序動作安排，剪切時間為8.5s。
式中：Dl―油缸內徑（56cm）；L―油缸行程（25cm）；t―工作時間（8.5s）
本設計優先選用曾獲國家銀質獎的機械工業部啟東高壓油泵廠生產的額定流量250l/min的高性能軸向柱塞泵兩臺。
5.5 油泵傳動功率
式中：P―油泵工作壓力（21MPa）；Q泵―油泵最大額定流量（250l/min）；
η一效率（0.9）
N=194.4kw
在剪切周期30s內，剪切動作僅占了7～8.5s?，F使剪切缸和壓緊缸聯合工作，電動機功率曲線如圖5所示。據此本系統決定選用兩臺型號Y160L―6交流電動機，N額=90kw，n額=970r/min，分組傳動兩臺軸向柱塞泵。
圖5 電動機功率曲線
6 結束語
實踐證明，該剪機結構緊湊，受力合理，強度和剛度好，液壓系統控制操
作方便，工作平穩可靠，大大提高了連鑄機作業率和金屬收得率，經濟效益十分顯著。通過實踐發現，還有下列幾點有待進一步改進提高。
液壓設計范文4
【關鍵詞】 液壓缸 活塞桿 活塞 密封 優化設計
1 液壓缸簡介
液壓缸是將液壓能轉變為機械能的、做直線往復運動（或擺動運動）的液壓執行元件。它結構簡單、工作可靠。用它來實現往復運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩，因此在各種機械的液壓系統中得到廣泛應用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比；液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置組成。緩沖裝置與排氣裝置視具體應用場合而定，其他裝置則必不可少。其基本結構圖如圖1所示。
2 問題的提出
傳統的液壓缸設計思路，在保證一定的加工精度、裝配水平的條件下，均可滿足一般工況的使用。但在使用環境惡劣，尤其是粉塵濃度大、環境溫度高、負載較大的條件下，液壓缸的損壞形式一般有兩種，其一為液壓缸密封直接損壞，導致液壓缸漏油（內泄、外泄）不能繼續使用；其二為活塞桿劃傷，進一步導致密封損壞液壓缸漏油。可見密封系統是液壓缸質量的關鍵，因此對液壓缸密封系統進行優化設計勢在必行。
3 優化設計思路
加強密封圈的剛度及強度，增強液壓缸缸體與活塞之間、活塞桿與缸蓋之間的密封、導向和能力，從而減小密封圈在受力的情況下，達到變形小、與缸體、活塞、活塞桿的基礎面積最大化的目的。密封方式及結構如圖2所示。
4 具體實施方案
（1）密封圈的選型：對液壓缸密封系統進行優化設計，提高密封系統的使用壽命，密封圈的選型為基礎。我們選用密封圈的宗旨為：保證密封功能穩定性及可靠性；與液壓流體的互溶性好；抗機械磨損性能強；摩擦系數低，彈性性能好。
（2）密封系統的設計：液壓缸密封系統的結構設計是重中之重，結構直接決定使用效果，根據不同的使用工況有著與之最合理的結構設計的搭配?，F以粉塵濃度大作為工況舉例。粉塵濃度大時，隨著液壓缸上線時間的延長，堆積在活塞桿與缸體之間的雜質就會越多，雜質跟隨活塞桿的往復運動，多少會擠在密封圈和缸體內壁及密封槽內。此種條件下會對活塞桿造成額外損傷，從而對密封圈造成損壞。解決該種問題的方式為：在最外側的O型密封圈以外，再設計一道防塵密封圈，一般密封槽的寬度在2mm左右，不易過寬。這樣就會將環境中的雜質阻擋在液壓密封圈以外，起到保護作用。
（3）密封圈的安裝：由于O形圈彈性較大，安裝比較容易；而耐磨環彈性較差，如果直接安裝則活塞的各臺階、溝槽容易劃傷其密封表面，影響密封效果。為保證耐磨環安裝時不被損壞，應采取一定的安裝措施。耐磨環主要由填充聚四氟乙烯（PTFE）材料制成，具有耐腐蝕的特性，熱膨脹系數較大，故安裝前先將其在100℃的油液中浸泡20min，使其逐漸變軟，然后將其裝入活塞的溝槽中。一般情況來講，密封裝配采用間隙配合。
5 結語
通過對液壓缸密封系統的優化設計，可以延長液壓缸使用壽命，改善使用效果。
參考文獻：
液壓設計范文5
【關鍵詞】液壓支架；裝車裝置；設計；應用
0 前言
液壓支架是煤礦綜采工作面最主要支護設備， 保證了工作面回采過程中的安全生產， 隨著綜采生產工藝、工序的發展進步， 液壓支架的自重也大大增加， 從15t 到22t， 并且還有繼續增加的趨勢， 這樣就造成了工作面在拆除時， 不僅費工費時， 而且勞動強度大， 工作效率低， 拆除液壓支架工作成為制約工作面拆除的最大難題， 拆除 70～80 架的液壓支架需要的時間一般在20d 以上， 約占工作面拆除時間的 2/3 以上。為此， 經過研究與試驗， 設計制作了 2 種液壓支架裝車裝置， 分別是結構自抬式和機械抬高式。
1 結構自抬式液壓支架裝車裝置
1.1 結構自抬式裝車裝置的結構特點
裝車裝置由抬架裝置和裝車裝置兩部分組成。兩部分采用插銷式連接， 連接組裝簡單， 運輸、 拆卸和裝運方便。抬架裝置和裝車裝置兩邊都設計有地錨孔， 以便將裝車 裝置牢固地固定 在巷道底板上。抬架裝置是斜坡式結構， 內有3道加強筋板。其上設計有2個插銷孔和1個連車耳， 便于與裝車裝置通過銷軸連接組裝， 連車耳能通過銷軸與支架盤車相連。
裝車裝置是槽式結構， 一頭設計有2個插耳， 其上有孔， 插耳伸入抬架裝置內通過銷軸使兩部分連接起來。裝車裝置底板上設計有道軌， 軌距900mm（軌距根據巷道軌距確定） ， 使道軌一頭可以通過道夾板與巷道軌道直接相連， 便于裝好車的支架盤車平現平入， 安全高效。
1.2 結構自抬式裝車裝置的工作原理
在進行液壓支架裝車時， 先把裝支架盤車推入裝車裝置， 用銷子通過連車耳把盤車固定在裝車裝置內， 然后， 支架通過絞車牽引， 由抬架裝置整體抬高液壓支架與盤車上面， 再通過絞車牽引， 將支架平移至裝支架盤車上， 取掉連車耳上的連接銷， 將盤車拉出裝車裝置， 進行支 架固定工作， 支架固定 好之后， 盤車與支架就可以直接上到巷道的軌道之上， 從而實現支架的整體、 快速裝車外運。由于該裝置是通過結構上的斜面實現支架的抬高、 裝車、 外運的，因此， 把該裝車裝置命名為結構自抬式液壓支架裝車裝置。
1.3 結構自抬式裝車裝置的使用方法
根據結構自抬式裝車裝置的工作原理， 工作前，先將抬架裝置、 裝車裝置用銷軸連接組裝， 在裝車裝置兩邊地錨孔中打上地錨， 將裝車裝置固定， 道軌與巷道用道夾板相連接， 保證裝車裝置內道軌與巷道內道軌平直、 牢固。裝支架前先把裝支架盤車推入裝車裝置， 用銷子通過連車耳把盤車固定在裝車裝置內， 支架用絞車徐徐牽引， 通過抬高裝置升高， 拉到裝車裝置內的支架盤車上， 位置調整好后， 取掉連車耳處的銷軸， 將支架固定好后外運。
2 機械抬高式液壓支架裝車裝置
2.1 機械抬高式裝車裝置的結構特點
裝車裝置主要由抬架裝置（ 裝車裝置） 和液壓系統組成。采用整體連接， 安裝簡單， 運輸、 拆卸和裝運略有不便。圖中液壓系統并未畫出， 使用該裝置時可以根據現場情況， 進行液壓系統的安裝與使用。機械抬高式裝車裝置兩邊也都設計有地錨孔， 以便將裝車裝置牢固地固定在巷道底板上。抬架裝置是由兩邊的支柱結構配合 2 個液壓千斤頂組成， 每一邊的千斤頂頂部都固定著兩個起吊鏈條， 鏈條末端是支架起吊鉤（ 鏈條和起吊鉤根據支架自重選用， 保證安全實用） ， 可以鉤住支架的底座， 兩邊同時起吊，就可以把支架吊起到相應位置。
2.2 機械抬高式裝車裝置的工作原理
在進行液壓支架裝車時， 支架通過絞車牽引， 從裝車裝置一側爬上裝車裝置， 由抬架裝置整體抬高液壓支架到裝車臺的抬架臺上， 用 4 個起吊鉤鉤住支架底座， 把支架吊起到略高于裝支架盤車位置， 然后， 從另一側把盤車推入到支架底座下方， 把支架下放在盤車之上（ 此時為保證安全， 起吊鉤暫時不?。?，進行支架的固定工 作， 支架固 定好之后， 取下起吊鉤， 用絞車把裝好支架盤車牽引到巷道的道軌之上，從而實現支架的整體、 快速裝車外運。由于該裝置是通過機械上（ 液壓上） 的動力來實現支架的抬高、裝車、 外運的， 因此， 把該裝車裝置命名為結構自抬式液壓支架裝車裝置。
2.3 機械抬高式裝車裝置的使用方法
根據機械抬高式裝車裝置的工作原理， 工作前，先將裝車裝置運到工作地點， 在裝車裝置兩邊地錨孔中打上地錨， 將裝車裝置固定， 保證裝車裝置與巷道內道軌平直、 牢固。在進行液壓支架的裝車時， 支架通過絞車牽引， 從裝車裝置一側爬上裝車裝置， 由抬架裝置整體抬高液壓支架到裝車裝置的抬架臺上， 用4 個起吊鉤鉤住支架底座， 把支架吊起到略高于裝支架盤車位置， 然后， 從另一側把盤車推入到支架底座下方， 把支架下放在盤車之上（此時為保證安全， 起吊鉤暫時不?。?， 進行支架的固定工作， 支架固定好之后， 取下起吊鉤， 用絞車把裝好支架盤車牽引到巷道的道軌之上， 從而實現支架的整體、 快速裝車外運。
3 結束語
與以前的手動或電動葫蘆、 單純的千斤頂、 絞車裝運支架相比， 2 種裝車裝置具有以下優點。
（1）裝車裝置固定的工作面軌道上端頭處， 用地錨進行固定， 固定牢靠， 保證了支架裝車時的安全，同時， 不需要反復移動， 減小了工作量。
（2）對裝車位置要求不高， 適應性強。減小了對巷道挑頂（或臥底） 工程量， 另外， 裝車位置不用特別加強支護。
（3）減小了設備投入量。不用安裝手動或電動葫蘆、 千斤頂等起吊設備。
（4）安全上有保證。由于使用以上 2 種裝車裝置， 巷道頂部不用受力， 杜絕了因起吊支架造成的冒頂事故。
液壓設計范文6
關鍵詞:垃圾; 液壓集運站 ; 卸料門; 推料板 ; 安全聯鎖 ; 多級伸縮式套筒油缸; 注料口蓋板 ; 單向刮料
一、課題及其背景
前些年,應某市的邀請,本人和單位幾位工程技術人員一起,參加了液壓生活垃圾集運站設計方案的制訂工作。我們首先對原有的生活垃圾集運狀況進行了調查。當時,某市共有生活垃圾(人工)集運站十七座,配有美國福特4000-18后裝式封閉壓縮垃圾車六臺。美國福特垃圾車技術先進、性能優良、效率很高。但當時給這些垃圾車上料的方法卻很落后,從集運站轄區內街道及住戶清掃、收集來的垃圾,每天定時用手推車運到集運站集中,然后福特車開到集運站,集運站職工再把手推車上的垃圾一車一車喂進福特車的進料口,由福特車吸收、壓縮進車箱里去,等福特車裝完集運站里的垃圾開出集運站,集運站一天一度的垃圾集運工作即告一段落。
顯然,這樣的集運站方式存在幾個弊病:
1.人工喂料時間太長(給一臺福特車上滿一車垃圾約需二小時),這就影響了福特車的使用效率;
2.人工上料,垃圾散落,灰塵飛揚,形成垃圾的二次污染;
3.因全市福特車少,每天只能在每一座集運站轉運一次,加上集運站又沒有垃圾貯集設備,這樣,每座集運站轄區內的街道、住戶每天只能送出一次垃圾。如果因故錯過這次機會,住戶、街道的垃圾只能過夜存放,這很不利于居民和市區的環境衛生;
4.人工上料,四、五個人在二小時內把近十噸的垃圾裝上車,裝車現場塵土飛揚,、臭氣熏天,集運站工人既耗費體力,又不利于健康。針對以上情況,某市環衛部門對籌建中的垃圾集運站的使用性能提出了幾點要求。
⑴垃圾集運站應能貯存垃圾,以便讓街道上、住戶的垃圾隨時清理、隨時集中;
⑵集運站貯集垃圾必須做到封閉、壓縮,杜絕垃圾對集運站的污染;
⑶集運站給福特車上料必須用機械化或液壓設備,代替人工作業。上料速度要快(上滿一車不超過10分鐘),上料設備務必安全、實用、快捷、簡單;
⑷土建設施盡量利用原有的人工集運站廠房。
二、方案篩選
根據我們通過現場調查掌握的情況,根據業主的要求,我們很快對機械化垃圾集運站確定了這樣的設計輪廓:
1.集運站設置一個鋼制封閉性垃圾貯槽,貯槽有效容積不小于10m3,貯槽出口高度,出口寬度與福特垃圾車的進料口匹配;
2.垃圾車進入貯槽后必須經過壓縮,以便充分利用貯槽的容積。壓縮工作,由安裝在貯槽內的推料板來完成;
3.垃圾倒入貯槽,垃圾在貯槽內壓縮、垃圾推出貯槽(亦即給福特垃圾車上料)、貯槽進料門啟閉、貯槽出料門啟閉等動作均實行機械化或液壓傳動。
設計輪廓有了,但在采用什么類型的機械化來實現垃圾進槽、垃圾壓縮、垃圾出槽的問題上眾說紛紜,提出不少方案,歸納起來,有以下類型:
⑴卷揚機牽引:完成垃圾壓縮、垃圾出槽以及貯槽門啟閉;
⑵履帶傳動:完成垃圾壓縮和垃圾出槽;
⑶皮帶輸送:完成垃圾壓縮和垃圾出槽;
⑷齒輪—齒條機構:完成垃圾壓縮和垃圾出槽;
⑸液壓傳動:完成垃圾進槽、垃圾壓縮和垃圾出槽和貯槽門的啟閉。
全面認真分析了以上方案的利弊優劣如下:
A.卷揚機牽引
優點:結構簡單
問題:從設備配置上看,推料板須用兩臺慢速卷揚機從兩側同時牽引;另外貯槽進料門、貯槽出料門還得各用一臺小卷揚機,這些設備占地面積大,購置費用也不低,且至少得兩人操作;
B.履帶傳動
優點:設備耐用
問題:履帶鏈較長,不可能很平穩,即使傳送帶上加罩,垃圾泄漏在所難免。同時履帶傳動噪音大,不適合在市區運行。另外,為了滿足貯存10 m3垃圾的要求,履帶鏈必須做得很寬、很長。這樣,履帶、驅動輪、導向輪及張緊裝置都得了專門設計、制作,這樣的非標制作,成本太高;
C.皮帶輸送
優點:結構簡單、造價低
問題:皮帶承載能力有限,難以承受10 m3壓縮垃圾的載荷;
D.齒輪—-齒條機構
優點:傳動可靠、結構簡單
問題:現場灰塵多,傳動件易磨損。另外,齒輪、齒條安裝在未經加工的鉚焊件上,調整難度大,容易產生較大的傳動間隙,形成較大的沖擊和噪音;
E、液壓傳動
優點:動作平穩、結構簡單,可以調壓、調速,有利于選用最佳的技術參數;可以實現動作聯鎖,有利于安全操作;可以實現過載保護,可以實現半自動化操作。
問題:推料板液壓行程較大,安裝有一定難度;因廠房條件的限制,一些集運站,只能安裝多級伸縮式雙作用油缸,油缸總行程達5米,制造難度大。
經過以上方案比較,我們認為A、B、C、D四種方案弊病較多,不宜采用,而液壓傳動優點較多,雖有技術難點,但可以克服,因此是可以實施的。
三、方案的細化
1.運作模式和基本參數
請參閱附圖一、附圖二、附圖四。垃圾集運站內設置一封閉貯槽(型鋼鉚焊件,有效容積不小于10 m3,槽寬1.5 m,貯槽出口底板相對于集運地面高度不小于1 m),零散垃圾運到集運站后,用提料斗機動提升并倒入貯槽注料口。貯槽注料口每倒進一定垃圾后,可操作電氣按鈕,令貯槽內的推料板(參閱附圖三)在液壓缸的帶動下對槽內松散垃圾進行壓縮(最大壓力2.45t),壓縮的目的,一是充分利用貯槽有效空間;二是使垃圾形成斷層,以免垃圾推出槽時互相牽扯。經過不斷注入垃圾和若干次壓縮,當貯槽內垃圾塞滿后,福特垃圾車開到貯槽出料口前,貯槽出料口門打開(液壓推動),推料板以足夠的推力(最大可達12 t),將貯槽內經過初步壓縮的垃圾,以每分鐘1.86 m的速度,徐徐推出,整個推出時間約為3min。如果垃圾運輸車一時來不及扒進貯槽推出的垃圾,可隨時點動操作按鈕,
(方案一) 附圖一
(方案二) 附圖二
附圖三
附圖四
令推料液壓缸暫時停前進。就是說,通過點動電磁方向閥按鈕,可以較方便地實行推料板斷續推動,直到貯槽內垃圾全部推出為止。
生活垃圾集運站設備采用集中操作臺操制,為了防止操作人員誤操作,設備各相關動作設置安全聯鎖裝置。
為了能在出現異常情況時(如停電、設備故障),生活垃圾集運站仍能實施生活垃圾轉運,我們在方案中專門留下應急手推車通道(通道大于1.5 m)。
為了使垃圾初步壓縮泄漏出來的臟水能及時排走,在槽底推料板初始位置有地漏,通市區下水道。
由于市內各生活垃圾集運站所處環境各不相同,特別是部分生活垃圾集運站土建施工已經完成,土建結構模式不盡相同,針對這一情況,我們在堅持統一的設計基本模式的原則下,各生活垃圾集運站設計方案在某些問題上要因地制宜地予以考慮,以適應各種不同的環境,各種不同的工況。
2.動力
推料板進退、卸料門啟閉、垃圾槽內初步壓縮均采用液壓動力。液壓系統傳動原理見附圖五,液壓系統工作循環電磁閥動作見附表一。
壓力油由二級葉片泵Y2B-A26C-JE提供。系統有三級壓力(20kg/cm2、40kg/cm2、100kg/cm2),由三只溢流閥來調定。三只電磁三位四通閥分別控制卸料門啟閉、垃圾初步壓縮并推料板進退以及提料斗的翻轉。負責垃圾初步壓縮的推料板進退的動力液壓油缸有兩種選擇。方案一(見附圖一)是采用油缸DG-J125C-E1L(行程5 m),當生活垃圾集運站廠房縱深長度較長時,即可采用此油缸,此油缸占地面積較大,但價格較便宜。方案二(見附圖二)是采用多級伸縮式雙作用套筒油缸,行程5 m 。此類油缸長度短,但價格較貴。此方案適用于廠房縱深長度較短的生活垃圾集運站。
液壓傳動系統 附圖五
3.電氣控制及安全聯鎖裝置
⑴卸料門:設抱閘、門的上、下限位裝置。
a.當抱閘松開后,卸料門可上、下開關門;
b.當卸料門完全關閉后,由上限位裝置停止油缸的關門動作。
⑵注料口蓋板:設關閉裝置。
a.當推料板在初始位置時,才允許打開蓋板;
b.當推料板在工作過程中蓋板不能打開。
⑶推料板:設初始位置和終止位置裝置。
a.當注料口蓋板關閉,卸料門關閉后,推料板在主油缸的低壓力下進行垃圾初壓縮、如油壓力達到規定值后,主油缸返回帶動推料板返回初始位置;
b.當注料蓋板關閉、卸料門開后,推料板在主油缸的強力推動下進行垃圾出料,當推料板推到終止位置后停止推進,并返加初始位置。
4.推料板
