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鉆機液壓試驗臺綜述 為了加快鉆探設(shè)備的更新?lián)Q代 促進鉆探工藝的發(fā)展 在吸收國外先進經(jīng) 驗的基礎(chǔ)上 開發(fā)研制適合國情的新機型 并完成系列化和綜合配套設(shè)備 確 保產(chǎn)品和先進鉆機工藝技術(shù)的推廣 建立現(xiàn)代化的鉆機試驗臺是鉆探科研工作 向縱深發(fā)展的需要 鉆機性能試驗臺應(yīng)適應(yīng)地質(zhì)鉆探的各種鉆進方法 如硬質(zhì)合金鉆進 金剛 石鉆進 液動沖擊鉆進 繩索取芯鉆進等 是通用型的綜合鉆機性能試驗臺 鉆機性能試驗臺是在實際鉆進過程中 通過不斷測試和調(diào)整鉆進工藝參數(shù) 達到優(yōu)化配置 從而提高鉆進速度 尋找延長鉆頭壽命的最佳鉆進參數(shù) 以期 達到最優(yōu)鉆進效率和最佳經(jīng)濟效益 本測試試驗臺硬件部分有鉆機固定平臺 測試加載系統(tǒng)和微機綜合測試系 統(tǒng) 3 部分組成 鉆機固定平臺 6 鉆機固定平臺為安裝被測鉆機的基礎(chǔ) 平臺和安裝平面能滿足不同型號鉆 機的安裝要求 平臺用吸振性好的鑄鐵材料制造 兩塊長 寬 厚尺寸為 3 2m 2 0m 0 16 質(zhì)量約為 5200kg 的平臺并列排放 具有足夠的強度 剛度和 穩(wěn)定性 且平臺上面 18 條下形槽 供固定被測鉆機使用 當被測鉆機與水平加載裝置固定時 可測試鉆機在不同轉(zhuǎn)速狀態(tài)下的進給 力和起拔力等參數(shù) 當被測鉆機固定在回轉(zhuǎn)加載裝置時 可測試鉆機在回轉(zhuǎn)狀 態(tài)下的功率 扭矩 轉(zhuǎn)速以及效率等參數(shù) 測試加載系統(tǒng) 6 回轉(zhuǎn)加載裝置 回轉(zhuǎn)加載裝置由增速器 扭矩轉(zhuǎn)速傳感器 變速器與測功機組成 用測試 鉆機在回轉(zhuǎn)時的功率 扭矩 轉(zhuǎn)速和效率 測功機能對被測鉆機施加制動力矩 雖然電渦流測功機在低速范圍內(nèi)有較 大的制動力 但對大部分鉆機的主軸轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速而言 其制動能力仍顯不足 因此設(shè)有增速機構(gòu) 在測功機和扭矩轉(zhuǎn)速傳感器之間為變速器 在扭矩轉(zhuǎn)速傳 感器與鉆機之間為增速器 與增速器的低速軸連接時 輸入最大扭矩為 Mmax 2000 2 96 5920N M 其中 2 96 為增速器的低速軸的傳動比 考慮到傳感 器允許有 1 2 倍的超載 則所測鉆機的最大扭矩可達 7104N M 扭矩轉(zhuǎn)速傳感 器的最高輸入轉(zhuǎn)速為 4000r min 因此在這種連接方式時 允許鉆機的轉(zhuǎn)速最 高為 nmax 4000 2 96 1351r min 當被測鉆機主軸同時與增速器 變速器的低速軸連接時 可測鉆機最大輸 出扭矩 7741 29N M 而此時被測鉆機的最高轉(zhuǎn)速可達 136r min 當被測鉆機主 軸與增速器的高速軸連接時鉆機的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速只受變速的限制 該測量范 圍可滿足目前各種型號的全液壓動力頭式坑道鉆機性能測試的要求 水平加載裝置 水平加載裝置主要有液壓缸 節(jié)流閥 油箱 拉壓力傳感器和固定支坐等 組成 用于測試鉆機在水平加載下的進給力 起拔力等 其工作原理是液壓缸 的兩端各接個節(jié)流閥 通過節(jié)流飯可以控制油缸的移動速度和工作壓力 此時 可以測試鉆機的動態(tài)進給 起拔力及其速度 若將某一端節(jié)流閥并死 則可測出 鉆機在靜態(tài)下的最大進給 起拔力通過拉壓力傳感器輸入計算機 為避免測試時 加載系統(tǒng)的平臺受到過大的橫向載荷 用兩根拉桿將移動加載裝置與被測鉆機 的機身連接起來 使進給 起拔力轉(zhuǎn)化為內(nèi)力 加載系統(tǒng)平臺 加載系統(tǒng)安裝在一個可升降的液壓升降平臺上 靠 4 個立柱支撐 由兩個 升降油缸升降 以便在測試不同型號鉆機時調(diào)整其高度以適應(yīng)被測鉆機的中心 高度 平臺通過橫梁與 4 根立柱鉸鏈 其中兩根立柱與底座鉸鏈 可以擺動 以補償兩個平臺升降油缸不同步而產(chǎn)生的偏差 微機綜合測試系統(tǒng) 7 微機綜合測試系統(tǒng)是由傳感器收集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號經(jīng)過 A D 轉(zhuǎn)換電路輸 入計算機然后顯示打印 通過微機測試系統(tǒng) 我們可以對所測的各種性能數(shù)據(jù) 進行采集 分析 顯示 儲存 報表輸出 曲線擬合 這是整個測試系統(tǒng)的終 端輸出部分和核心部分 在軟件設(shè)計中 采用了多次采集 去掉雙最大值及雙最小值 最后再取剩 余值的算術(shù)平均值等一系列措施 以進一步降低測量系統(tǒng)的誤差 系統(tǒng)設(shè)置 由于系統(tǒng)測試范圍較寬 為保證測量精度 傳感器常常需要換檔 有的還 需要多檔切換 對于這些情況本系統(tǒng)有相應(yīng)的考慮 量程 系數(shù)等數(shù)值必須與 配用的傳感器所標注的數(shù)值一致 且須對所要測試參數(shù)進行設(shè)置 由于科學(xué)研究 形式試驗及出廠檢驗的目的及要求有所不同 所要測量的 項目也有所不同 按測量選擇安鈕 即可彈出菜單顯示可測的全部項目 此時 可根據(jù)需要進行選擇 在測試過程中可以對測量的數(shù)據(jù)進行記錄 以便于數(shù)據(jù)保存 并進行數(shù)據(jù) 編輯和繪制曲線等工作 在測量過程中也可以顯示實時趨勢曲線 可以進行二 維 三維的曲線繪制 測試后數(shù)據(jù)可以進行修改 刪除及存儲等 總結(jié) 該鉆機液壓實驗臺設(shè)計精巧 結(jié)構(gòu)簡單 在操作上也很方便 對于測試鉆 機的性能參數(shù)非常有效 測出的數(shù)據(jù)十分直觀 便于數(shù)據(jù)處理分析 比較 但 不足之處在于傳感器等連接線缺少耐油保護 連接線長時間置于油中 易斷 須經(jīng)常更換 該實驗臺的完成為鉆探新設(shè)備和新鉆頭的研制 開發(fā) 使用提供必要的理 論依據(jù) 它的建立不僅可以大大提高鉆探所的科研實力 為以后逐步實現(xiàn)自控 模擬微鉆實驗奠定良好的基礎(chǔ) 參考文獻 1 電路測試技術(shù)與儀器 北京 清華大學(xué)出版社 1989 2 自動檢測技術(shù) 北京 冶金工業(yè)部出版社 1985 3 控制系統(tǒng)計算機與輔助設(shè)計 北京 清華大學(xué)出版社 1996 4 微型計算機控制技術(shù) 北京 國防工業(yè)出版社 2001 5 實驗室更新改造項目驗收報告 西安 煤炭科學(xué)研究總院西安分院 2000 6 張宏鈞 姚克 殷新勝 鉆進工藝試驗臺的建設(shè) 金屬礦山 2004 9 7 劉鳳琴 范國強 煤礦坑道鉆機性能檢測試驗臺 煤田地質(zhì)與勘探 2003 31 5 任 務(wù) 書 題 目 煤礦液壓鉆機試驗臺設(shè)計 機械臺架部分部分設(shè)計 論文時間 20 年 2 月 25 日至 20 年 6 月 14 日 課題的主 要內(nèi)容及 要求 含技 術(shù)要求 圖表要求 等 根據(jù)有關(guān)生產(chǎn)廠家提出的試驗要求和測試內(nèi)容 設(shè)計試驗臺臺架 測試內(nèi)容 1 電動機輸入功率 2 動力頭的輸出功率 3 動力頭的輸出轉(zhuǎn)矩 2000Nm 轉(zhuǎn)速 二檔 350r min 4 泵站油箱溫度 系統(tǒng)壓力 25MPa 5 推進油缸的推 拉力 9000N 油缸行程 520mm 要求設(shè)計試驗臺臺架及相關(guān)零件 要求完成累計三張 0 圖紙工作量 設(shè)計說明 書一份 課題的 實施的 方法 步驟及 工作量 要求 1 查閱有關(guān)設(shè)計資料 參考文獻及各種有關(guān)設(shè)計手冊 2 根據(jù)液壓鉆機的具體試驗要求 設(shè)計試驗臺臺架 3 完成試驗臺臺架裝配圖及部分零件設(shè)計 圖紙工作量累計 3 張零號圖紙以上 4 完成外文翻譯漢字 3000 字以上 5 完成畢業(yè)設(shè)計說明書 1 萬漢字以上 指定參 考文獻 1 紀名剛等主編 機械設(shè)計 第八版 M 北京 高等教育出版社 2006 2 成大先主編 機械設(shè)計手冊 第四版 M 化學(xué)工業(yè)出版社 2002 3 陸惠明 錢超美 蔣明 煤礦用鉆機試驗臺的研制 煤炭科學(xué)技術(shù) 4 李寶存 ZJS 型智能型煤擴用液壓鉆機 煤礦重大災(zāi)害防治技術(shù)與實踐 2008 5 李寶存 耿彥波 鄭曉偉 ZJS 智能型煤礦用液壓鉆機性能檢測裝置 煤礦安全 2008 08 65 67 6 陳松林 王清峰 ZY 300 型全液壓鉆機的研究與試驗 礦業(yè)安全與環(huán)保 2005 32 5 6 8 7 趙學(xué)社 煤礦高效掘進技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 煤炭科學(xué)技術(shù) 2007 35 4 1 10 8 盧寧 趙繼云 張德生等 煤礦井下全液壓鉆機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 煤礦機械 2011 32 3 1 3 9 劉鳳琴 范國強 煤礦坑道鉆機性能檢測試驗臺 煤田地質(zhì)與勘探 2003 31 5 59 61 10 李棟 王賀劍 王敬國 煤礦坑道鉆機液壓系統(tǒng)可靠性設(shè)計分析 煤炭工程 2011 3 23 25 11 汪選要 徐傳波 葉友東 煤礦用全液壓坑道鉆機的設(shè)計研究 煤礦機械 2010 31 6 3 5 12 邢蘇寧 王思聰 煤礦用全液壓坑道鉆機整機性能測試加載方式比較 地質(zhì)裝備 2011 6 15 17 13 姚亞峰 全液壓動力頭式鉆機給進系統(tǒng)的分析研究 碩士學(xué)位論文 西安科技大學(xué) 2005 14 楊善國 液壓錨桿鉆機設(shè)計研究 博士學(xué)位論文 中國礦業(yè)大學(xué) 2009 15 李曉暉 智能型煤礦用全液壓鉆機性能檢側(cè)裝置的研制與使用 煤礦重大災(zāi)害防治 技術(shù)與實踐 2008 154 158 畢業(yè)設(shè) 計 論文 進度計 劃 以周 為單位 第 1 周 2013 年 2 月 25 日 2013 年 3 月 3 日 檢查寒假外文翻譯情況 下達具體畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 指導(dǎo)學(xué)生撰寫開題報告 熟悉設(shè)計內(nèi) 容 查閱有關(guān)資料 第 2 周 第 3 周 2013 年 3 月 4 日 2013 年 3 月 17 日 參觀實驗室或有關(guān)廠家 增加感性認識 方案論證并確定煤礦液壓鉆機試驗臺設(shè)計方案 第 4 周 第 5 周 2013 年 3 月 18 日 2013 年 3 月 31 日 完成煤礦液壓鉆機試驗臺臺架機械裝置方案設(shè)計 第 6 周 第 7 周 2013 年 4 月 1 日 2013 年 4 月 14 日 完成煤礦液壓鉆機試驗臺臺架機械裝置總體設(shè)計 第 8 周 2013 年 4 月 9 日 2013 年 4 月 21 日 提交第 1 8 周的 指導(dǎo)記錄表 實習(xí)報告 和已做的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容 由指導(dǎo)老師初審 后上交學(xué)院 第 9 周 第 13 周 2013 年 4 月 22 日 2013 年 5 月 26 日 在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下修改試驗臺臺架機械裝置總體設(shè)計并完成相關(guān)零件設(shè)計 完成設(shè)計圖 紙 同時撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書 并提交指導(dǎo)老師初審 第 14 周 第 16 周 2013 年 5 月 27 日 2013 年 6 月 14 日 修改畢業(yè)設(shè)計圖紙及說明書 完成后參加畢業(yè)答辯 備注 注 表格欄高不夠可自行增加 此表由指導(dǎo)教師在畢業(yè)設(shè)計 論文 工作開始前填寫 每位畢業(yè) 生兩份 一份發(fā)給學(xué)生 一份交院 系 留存 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 1 次指導(dǎo) 20 年 2 月 27 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 現(xiàn)場布置畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 介紹畢業(yè)設(shè)計的作用 本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容及 要完成的主要工作 推薦主要閱讀的參考書及指導(dǎo)如何查閱與畢業(yè)設(shè)計有關(guān)文獻 資料 在閱讀文獻資料時如何把握重點 如何撰寫開題報告及注意事項 參考文 獻如何正確標注等 指導(dǎo)文獻資料和外文翻譯資料的檢索 指導(dǎo)開題報告的撰寫 開題報告撰寫 的重點 要注意的主要內(nèi)容 參考文獻的具體標注格式 指導(dǎo)有關(guān)機械類外文文 獻的翻譯 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 2 次指導(dǎo) 20 年 3 月 6 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 現(xiàn)場審閱撰寫的開題報告及外文文獻翻譯是否合適 對不合要求處提出修改 要求 介紹本次畢業(yè)設(shè)計 煤礦液壓鉆機的工作原理 結(jié)構(gòu)特點 本次設(shè)計試驗 臺所需做的試驗內(nèi)容及測試參數(shù) 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 3 次指導(dǎo) 20 年 3 月 13 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 網(wǎng)上指導(dǎo) 指導(dǎo)試驗臺總體方案的確定 在確定試驗方案時需要考慮試驗臺 的結(jié)構(gòu)應(yīng)當簡潔 調(diào)試方便 參數(shù)測量準確等要求 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 4 次指導(dǎo) 20 年 3 月 20 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 網(wǎng)上審閱試驗方案設(shè)計是否合理 對不妥之處提出改進要求 由于通過液壓 系統(tǒng)進行加載及調(diào)節(jié)比較方便 所以試驗臺采用液壓系統(tǒng)進行驅(qū)動 對如何進行 液壓系統(tǒng)設(shè)計進行指導(dǎo) 如何根據(jù)所要求及所測參數(shù)設(shè)計液壓系統(tǒng) 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 5 次指導(dǎo) 20 年 3 月 27 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 網(wǎng)上審閱所擬定的試驗臺液壓原理圖是否合理 由于對礦機馬達采用液壓泵 加載 加載泵對壓力通過溢流閥進行調(diào)節(jié) 由此對有關(guān)參數(shù)如何進行計算給以指 導(dǎo) 并根據(jù)計算結(jié)果選擇有關(guān)液壓元件及傳感器 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 6 次指導(dǎo) 20 年 4 月 3 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 網(wǎng)上審閱計算結(jié)果 液壓元件及傳感器的選擇是否正確 對不妥之處提出修 改意見 指導(dǎo)如何進行試驗臺臺架設(shè)計 設(shè)計時需要考慮的問題 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 7 次指導(dǎo) 20 年 4 月 10 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 網(wǎng)上審閱試驗臺臺架總體設(shè)計方案 由于礦機馬達轉(zhuǎn)速較低 液壓泵需達到 一定轉(zhuǎn)速后才能進行加載 所以在馬達與加載泵之間需加裝增速器 馬達轉(zhuǎn)速通 過轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀進行測量 對增速器及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀的選擇進行具體指導(dǎo) 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 8 次指導(dǎo) 20 年 4 月 17 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 現(xiàn)場審閱測試系統(tǒng) 試驗臺架設(shè)計 有關(guān)元件的選擇是否正確 對下一步試 驗臺架及測試系統(tǒng)的設(shè)計做進一步安排與指導(dǎo) 在設(shè)計時需注意鉆機馬達 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩儀及加載泵要保證其同軸度的要求 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 9 次指導(dǎo) 20 年 4 月 24 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 10 次指導(dǎo) 20 年 5 月 2 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 11 次指導(dǎo) 20 年 5 月 8 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 12 次指導(dǎo) 20 年 5 月 15 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 13 次指導(dǎo) 20 年 5 月 22 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 14 次指導(dǎo) 20 年 5 月 29 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導(dǎo)情況記錄表 本表由學(xué)生按指導(dǎo)情況如實填寫并由指導(dǎo)教師簽字認可 第 15 次指導(dǎo) 20 年 6 月 5 日 教師指導(dǎo)意見及指導(dǎo)內(nèi)容 由學(xué)生認真記錄關(guān)于教師指導(dǎo)學(xué)生開題 查閱文獻 資料 綜合運用知識 方案設(shè)計 論文寫作 外文應(yīng)用 實驗 指出存在問題及 解決辦法等簡況 學(xué)生任務(wù)完成情況 需要解決的問題及下一步工作方案等 注 此頁可根據(jù)需要自行復(fù)制 每指導(dǎo)一次 填寫一次 不受頁數(shù)限制 指導(dǎo)教師簽名 1 煤礦液壓鉆機試驗臺 中文摘要 本設(shè)計是為了滿足普通煤礦用液壓鉆機出廠時進行參數(shù)檢測而制作 用于檢測出廠鉆機的動力頭實際輸出功率以及實際的工作效率 本設(shè)計中 采用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀進行測量 由于所測量的鉆機為低速大扭矩液壓馬達 轉(zhuǎn) 速太低 所以其驅(qū)動負載能力不夠 因此 本設(shè)計專門為其設(shè)計了一個增 速裝置 用來提高其對所驅(qū)動液壓的輸入轉(zhuǎn)速 由于轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀不能承受 軸向力 因此本設(shè)計將增速器固定 使其承受所有的軸向力 其他裝置也 固定于實驗臺架上 本裝置采用節(jié)流閥調(diào)速加載 結(jié)構(gòu)簡單 操作方便 輸出系統(tǒng)采用 8255 并行接口電路連接打印機 可直接打印數(shù)據(jù) 關(guān)鍵詞 煤礦 鉆機 液壓試驗臺 2 Experiment the set of The coal mine liquid presses to drill the machine Abstract This design is for satisfying the common coal mine to press to drill the hour of a factory of machine to carry on the parameter examination but create with the liquid Used for an actual exportation power of motive and actual work efficiencies that examines a factory to drill the machine In the origin designs because of measure of drill the machine as low speed to twist the liquid to press the motor greatly become soon too low so it drives the ability of load not enough therefore this design designs an increase to equip soon for it exclusively using to raise it to turn to the importation that the liquid drive press soon Turn and turn the instrument and can t bear the stalk toward dint soon so this design will increase soon the machine fix make it bear all stalks toward dint other devices are also fixed on the experiment pedestal The origin equips the adoption to reduce expenses the valve to adjust to add to carry soon the structure is simple operation convenience Output the system adopt 8255 abreast pick up a people electric circuit conjunction printer can print the data directly Keyword coal mine liquid presses to drill the machine 3 目錄 前 言 1 第一章 液壓加載系統(tǒng)原理設(shè)計 1 1 1 原理圖 1 1 2 液壓元件的選擇 1 1 2 1 泵的選擇 1 1 2 2 選擇電動機 1 1 2 3 選擇液壓缸 1 1 2 4 液壓輔助元件的選擇 2 第二章 傳感器的選擇 6 2 1 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀的工作原理 6 2 1 1 轉(zhuǎn)局測量的原理 6 2 1 2 轉(zhuǎn)速測量的原理 6 2 2 信號輸出 6 2 3 轉(zhuǎn)矩輸出 6 2 4 轉(zhuǎn)速輸出 6 2 5 安全使用注意 7 第三章 增速器的設(shè)計 8 3 1 分配傳動比 8 3 2 運動參數(shù)計算 8 3 3 高速級 9 3 3 1 選定齒輪類型 精度等級及材料 齒數(shù) 9 3 3 2 按齒面接觸強度設(shè)計 9 3 3 3 按彎曲強度設(shè)計 11 3 3 4 幾何尺寸計算 12 3 3 5 驗算 12 3 4 低速極 12 3 4 1 選齒型 精度等級 材料及齒數(shù) 12 4 3 4 2 按齒面接觸強度設(shè)計 12 3 4 3 按齒根彎曲強度設(shè)計 14 3 4 4 幾何尺寸計算 15 3 4 5 驗算 15 3 5 軸系零件的設(shè)計 15 3 5 1 軸徑的初步確定 15 3 5 2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 16 3 5 3 軸承的校核計算 23 第四章 輸出部分的設(shè)計 25 4 1 程序及注釋 25 結(jié)論 27 致謝 28 參考文獻 29 附錄 附錄 A 外文原文 附錄 B 外文翻譯 附錄 C 綜述 附錄 D 調(diào)研報告 附錄 E 試驗臺裝配圖及其各主要零部件圖 5 前 言 煤礦坑道鉆機出廠時都要進行性能檢測這道必不可少的工序 下文所設(shè)計 的煤礦液壓鉆機實驗臺就是專門從事這一方面檢測的裝置 這為新型鉆機的研 制 定型以及鉆機質(zhì)量的提高 提供了先進的保障手段 并且為煤礦坑道鉆機 標準的制定 修改提供了可靠的依據(jù) 對于此類裝置煤炭科學(xué)研究總院西安分院研制的煤礦坑道鉆機性能試驗臺 已經(jīng)進過了 2a 多的運行 在逐步改進完善的過程中 現(xiàn)已累計檢測各型鉆機 200 余臺 測試數(shù)據(jù)可靠 準確 本設(shè)計相對于西安分院研制的試驗臺簡單 本設(shè)計采用節(jié)流閥加載 并聯(lián)一溢流閥作為保護 但是考慮到所測試的是低轉(zhuǎn) 速大扭矩馬達 因此需要在馬達和加載泵之間進行變速 這里在兩者之間加了 一個增速器 使馬達的轉(zhuǎn)速在到達加載泵時到達所需要的速度 另外這里采用 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀進行測量 為了使其不受軸向力 所以將其放在減速器后 使軸向 力被固定的減速器所抵消 但讀取數(shù)據(jù)時應(yīng)將數(shù)據(jù)進行處理 以上就是本設(shè)計的大體內(nèi)容 下文便是本設(shè)計的具體內(nèi)容以及具體步驟 6 第一章 液壓加載系統(tǒng)原理設(shè)計 1 1 原理圖 見附件圖紙 1 2 液壓元件的選擇 4 1 2 1 泵的選擇 因為最大扭矩 Tmax 2000N 取馬達的機械效率為 m 93 根據(jù) V 2 Tmax p m 最大排量 V rL 54 0 931256 根據(jù) A Fmax p m 最大流量 A 2780m 根據(jù)工況條件確定采用齒輪泵 其最高壓力為 25Mp 取壓力損失為 P1 0 3Mp 根據(jù)液壓泵最高供油壓力 Pp P1 P1 則 Pp 25Mp 0 3Mp 25 3Mp 根據(jù)最大流量 Qmax Vmax nmax 0 54 350 189 1L min 液壓泵的最大供油量 Qp Kqmax 1 2 189 1 226 9L min 故選用 CBY3100 齒輪泵 其驅(qū)動功率為 73 1KW 額定轉(zhuǎn)速 2000r min 最大壓力為 25Mp 排量為 100 7ml min 1 2 2 選擇電動機 根據(jù)泵的樣本參數(shù) 其驅(qū)動功率為 73 1KW 故選用電動機 Y280S 4 額定功率為 75KW 滿載轉(zhuǎn)速 1480r min 額定轉(zhuǎn)速 1 9N m 最大轉(zhuǎn)矩為 2 2N m 1 2 3 選擇液壓缸 1 2 3 1 缸的內(nèi)徑計算 根據(jù) A F max p m 0 00083mm 2 8 33cm 26 091256 無活塞桿側(cè) D 32 58mm A4 7 有活塞桿側(cè) 初步取活塞桿直徑 d D31 D 6 01492 pF D2 269 305 D 32 78mm 所以確定缸的內(nèi)徑為 D 32 78mm 圓整為標準值為 40mm 1 2 3 2 缸筒的厚度 1 取材料為 35 號碳素鋼 B 520Mp 104Mp s 310Mp5B D 0 08 0 3 6 09mmmax3 2PD 253104 2 所以外徑為 D1 40 6 09 2 52 18mm 圓整為 60mm 2 缸筒厚度的驗算 額定工作壓力應(yīng)低于一定極限值 Pn 0 35 53 6Mp 最大壓力為 25Mp 所以滿足條 21s 件 額定工作壓力小于完全塑性變形壓力有一定比例范圍 Pn 0 35 0 42 P pl 其中 Ppl 2 3 s D1 根據(jù) Ppl Mpa57 1048 3 2 Pn 25Mp 965710 所以缸筒大徑為 60mm 1 2 3 3 缸筒低部厚度計算 缸筒底為平面 430 PD 8 因此 mm492 810543 0 圓整為 9mm 1 2 3 4 活塞桿直徑計算 由于無速度比要求 則 d 圓整為 16mmmD3 1 按強度要求校核 l 10d 80mm d 取 s 355Mp n s 1 4 45 號鋼 41 F 則 253 6Mpsn d m7 60 16 2534 9 按彎曲穩(wěn)定性校核 F F k為穩(wěn)定臨界力 取 l 520mmn 因為 l 10d 應(yīng)采用彎曲校核 則 m 85 120n2 K AJ04 1664 22 d 所以 30 5 kl n Fk 2lEJn Nd 6 4830 1052 64 810264 105 2343929 所以最大壓力 F 9000 12075 9NNnFk 9 274 83 所以符合條件 因此 活塞桿直徑為 16mm 1 2 3 5 液壓缸進出油口尺寸確定 根據(jù)最大流量 Qp 226 9L min 3 78L s 3 78 106mm3 s 9 因為進出油口處流速不應(yīng)大于 5m s 5000mm s 所以 得 AsmAqp 50 2 36756 50178 3ms 所以 得2 2764d d0 4 所以查 GB2878 81 取 M42 2 中徑 40 701mm 小徑 39 835mm 1 2 4 液壓輔助元件的選擇 1 2 4 1 油管的選擇 油管的內(nèi)徑 d 2 q 為通過油管流量 v 為油管中的允許流速 m s 壓油管道 d 2 圓整為 40mmm7 326075 189 吸油管道 d 圓整為 80mm 2 回油管道 d 2 圓整為 40mm 7 326075 189m 管子壁厚計算 取冷加工 軟 R 鋼管 牌號 45Mpnb1574628 根據(jù)管子壁厚 2 pd 壓油 外徑 D 50mm 查得壁厚為 5mmm6 1573 吸油 外徑 D 90mm 查得壁厚為 10mm92 回油 外徑 D 50mm 查得壁厚為 5mm 按 JB T971 1977 選用焊接直角管接頭 按 JB T966 1977 選用管接頭 1 2 4 2 油箱的選擇 V Q p 2300 100 7 231610mm2 0 232m3 取經(jīng)驗系數(shù) V 6 0 232m 3 1 38m36 10 所以油箱容積為 1 38m3 選用 AB40 33 01500B1ST 油箱 1 2 4 3 過濾器 選用 QUQ2 型過濾器 空氣過濾度 40 空氣流量 2 5 空氣阻力 0 02 加油網(wǎng)孔 0 5 1 2 4 4 溫度顯示計 采用雙金屬溫度計 WS 70 1 2 4 5 閥的選擇 3 溢流閥選用 DT 01 22 最大流量 2L min 最大工作壓力為 25Mpa 調(diào)速范圍 0 5 2 5Mpa 節(jié)流閥選用 F SRG 10 50 最高壓力為 25Mpa 額定流量 230L min 11 第二章 傳感器的選擇 5 2 1 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀的工作原理 2 1 1 轉(zhuǎn)矩測量原理 轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測敏感元件是電阻應(yīng)變橋 將專用的測扭矩應(yīng)變片用應(yīng) 變膠粘貼在被測彈性軸上以組成應(yīng)變電橋 只要向應(yīng)變電橋提供電源即可測 得該彈性軸收扭的電信號 然后將應(yīng)變信號放大 再經(jīng)過壓 頻轉(zhuǎn)換變成與 扭應(yīng)變成正比的頻率信號 傳感器的能源輸入及信號輸出是由兩組帶間隙的 特殊環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器承擔(dān)的 因此可實現(xiàn)能源及信號的無接觸傳遞 2 1 2 轉(zhuǎn)速測量原理 轉(zhuǎn)矩傳感器在旋轉(zhuǎn)軸上安裝著 60 條齒縫的測速輪 在傳感器外殼上安裝 的一只由發(fā)光二極管及光敏三極管組成的槽形光電開關(guān)架 測速輪的每一個 齒將發(fā)光二極管的光線遮擋住時 光敏三極管就輸出一個高電平 當光線通 過齒逢射到光敏管的窗口時 光敏管就輸出一個低電平 旋轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一圈就 可以得到 60 個脈沖 因此 每秒鐘檢測到的脈沖數(shù)恰好等于每分鐘的轉(zhuǎn)速 值 2 2 信號輸出 零轉(zhuǎn)矩 10kHz 50Hz 正向旋轉(zhuǎn)滿量程 15kHz 50Hz 反向旋轉(zhuǎn)滿量程 5kHz 50Hz 信號幅值 0 8V 負載電流 40mA 2 3 轉(zhuǎn)矩的輸出 轉(zhuǎn)矩的測量計算公式 正向轉(zhuǎn)矩輸出值為 Mp N f f0 fp f0 反向轉(zhuǎn)矩輸出值為 Mr N f0 f f0 fr 上式中 Mp 正向轉(zhuǎn)矩 Mr 反向轉(zhuǎn)矩 N 轉(zhuǎn)矩滿量程 fp 正向滿量程 輸出頻率值 kHz fr 反向滿量程輸出頻率值 kHz f 實測轉(zhuǎn)矩輸出頻率 12 值 2 4 轉(zhuǎn)速輸出 轉(zhuǎn)速 N 60f z 式中 N 為轉(zhuǎn)速 r min f 為實測轉(zhuǎn)速輸出頻率 kHz Z 為傳感器測速 齒數(shù) 這里 z 取 60 2 5 安裝使用注意 1 應(yīng)使用兩組聯(lián)軸器將傳感器安裝在動力源和負載之間 2 建議使用撓性 彈性或方向聯(lián)軸器 以保證同心度小于 0 1 3 動力及負載必須固定牢以避免振動 4 應(yīng)將傳感器的基座與設(shè)備的基座固定好 中心高度調(diào)節(jié)合適 并應(yīng)避免 產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)矩 13 第三章 增速器的設(shè)計 3 1 分配傳動比 8 總的傳動比為 i 減 2300 350 6 571 高速級傳動比 i 1 98 2571 635 減i 低速級傳動比 i 2 20 98 761i減 3 1 運動參數(shù)的計算 8 0 軸即泵軸 P 0 kwpQ78 59 06123 3 NmnT r17 35 9i00 1 軸即高速軸 NmnPTr kw6 35209 845 9i 2392 84 110011 聯(lián) 軸 器 2 軸即中間軸 NmnPTri kw63 978 15 9 in 82301 79 022112 齒承 14 3 軸即低速軸 NmnPTri kw6 2075 9in 358 19 33233 承齒 4 軸即馬達軸 NmnPTrkw20315 9i 45 79 4434 聯(lián)承 3 2 高速級 11 3 3 1 選定齒輪類型 精度等級及材料 齒數(shù) 1 傳動方安如圖 選用直齒圓柱齒輪 2 選用 7 級齒輪精度 3 材料 選擇小齒輪材料為 40Cr 調(diào)質(zhì) 280HBS 大齒輪材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì) 240HBS 4 選小齒輪 Z1 24 大齒輪齒數(shù)為 24 2 98 71 52 取 Z2 72 3 3 2 按齒面接觸強度設(shè)計 由計算公式 dtHEt TKud 1 21 3 2 1 確定載荷系數(shù) Kt 1 3 2 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 T 1 352 6Nm 3 選取齒寬系數(shù) d 1 4 查得材料的彈性影響系數(shù) ZE 189 8Mpa1 2 5 查得小齒輪接觸疲勞強度極限 Hlim1 600Mpa 大齒輪接觸強度極限 Hlim2 550Mpa 6 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 992 911057 6 04 10624 10382 3 NjLnh 7 查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1 0 88 K HN2 0 93 15 8 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù) S 1 MpasK paHLIMNH 5 15093 2868 221lim1 代入公式 mZuTKdHEdtt 35 819 25 186 32 1 2 132 1 9 計算圓速度 v smndvt 792 6035 81601 10 計算齒寬 b dbt 35 81 1 11 計算齒寬與齒高比 b n 模數(shù) mzmtt 38 24 1 齒高 h6752 063 7 8 b 12 計算載荷系數(shù) 根據(jù) v 9 792m s 7 級精度 查得 Kv 1 175 直齒 假定 KAFt b 100N m 查得 11 FHK 查得使用系數(shù) KA 1 25 由 7 級齒輪 小齒輪相對支承非對稱得 bdH 3210 6 01 8 2 代入得 427 15 8 3 HK 16 由 b h 10 67 35 1 427 1 FHKK查 得 84 27 VA 13 按實際載荷系數(shù)校正后分度圓直徑 mdtt 913 84 135 31 14 計算模數(shù) Zm 2 4 9 1 3 3 3 按彎曲強度設(shè)計 31 FSadYZKT 3 3 3 1 確定公式內(nèi)的各值 查得 小齒輪彎曲疲勞強度極限 大齒輪彎曲疲勞強度MpFE501 極限 Pa382 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 8 0 5 21 FNFNK 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S 1 4 MpasKFENF 86 234 108 7 2211 計算載荷系數(shù) K 74 15 7 FvA 齒形系數(shù) 查得 24 65 21 FaFaY 查取應(yīng)力校正系數(shù) 73 8 21 SaSaY 計算大小齒輪的 并 比 較1 FY 0164 8 23754 0379 5 3862 21 FsaFsa YY 大齒輪數(shù)值較大 17 3 3 3 2 計算 mm27 341657 206 32 取 m 4mm 則分度圓直徑 d1 81 35mm 213 045 81 ZZ取 大齒輪齒數(shù) 6358 9 12 u 3 3 4 幾何尺寸計算 計算分度圓 mZd2546321 中心距 a168 8 1 齒寬 bd 取 B2 84mm B 1 90mm 3 3 5 驗算 合 適mNbKFd TAtt 10 94 823512 8356 3 4 低速級 11 3 4 1 選齒型 精度等級 材料及齒數(shù) 1 用直齒齒輪 精度 7 級 2 小齒輪用 40Cr 硬度 280HBS 大齒輪用 45 鋼 調(diào)質(zhì) 硬度 240HBS 3 選小齒輪齒數(shù) Z1 24 大齒輪齒數(shù) Z2 2 205 24 52 62 取 Z2 53 3 4 2 按齒面接觸強度設(shè)計 31 21 2dtHEt TKud 3 4 2 1 確定公式內(nèi)的數(shù)值 1 試選載荷系數(shù) Kt 1 3 18 2 計算小齒輪轉(zhuǎn)矩 T1 978 63Nm 3 選取齒寬系數(shù) d 1 4 材料彈性影響系數(shù) ZE 189 8Mpa1 2 5 小齒輪的接觸疲勞壽命極限 601limMpaH 大齒輪的接觸疲勞壽命極限 52li 6 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 992 91 1025 0 102 38 76 NnjLh 7 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 3 2HNHNK 8 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù) S 1 MpaSK paHNH 5 15093 46 2lim21li1 3 4 2 2 計算 1 試算小齒輪分度圓直徑 d1t 代入 H 較小值 muZTKdHEdtt 04 1725 316978 51832 1 32 2211 2 計算圓周速度 smndvt 94 5106874 106 3 計算齒寬 dbt 47 1 4 計算齒寬與齒高之比 b h 模數(shù) mzmtt 127 6 0 1 齒高 ht 85352 19 67 1085 3 04 17 hb 5 計算載荷系數(shù) 根據(jù) v 5 94m s 7 級精度 查得 Kv 1 15 直齒輪 假設(shè) 2 1 10 FHtA KmNbFK查 得 查得 A 查得 7 級精度 小齒輪非對稱 615 04 1723 01 6 0 8 2 3 bdH 由 b h 10 67 56 5 FHKK查 得 29 11 vA 6 按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 mKdtt 759 047 31 7 計算模數(shù) m z3 2 5 1 3 4 3 按齒根彎曲強度設(shè)計 321 FSadYZKT 3 4 3 1 確定公式內(nèi)的數(shù)值 1 查得小齒輪彎曲疲勞強度極限 大齒輪彎曲極限 501MpaFE MpaFE3802 2 查得彎曲壽命疲勞系數(shù) 8 21FNFNK 3 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S 1 4 MpasKFENF 86 234 108 57 52211 20 4 計算載荷系數(shù) K 09 2456 1 FvAK 5 查得齒形系數(shù) 308 2 65 1FaFaY 6 查得應(yīng)力校正系數(shù) 79 8 1 SaSa 7 大小齒輪的 比 較 FAY 0165 8 23790 5 1621 FSaFY 大齒輪大 3 4 3 2 計算 mm83 424106 9780 0165 3 取 m 5mm 按接觸強度算得分度圓直徑 d1 147 04mm 小齒輪齒數(shù)為 3008 95 71 ZdZ 取 大齒輪齒數(shù)為 6715 632 212 u 取 3 4 4 幾何尺寸計算 1 分度圓直徑 mZd3567021 2 中心距 圓整為 243mm a5 24 1 3 計算齒輪寬度 bd10 取 B2 150mm B 1 155mm 3 4 5 驗算 21 NdTFt 67 1304856 97821 合 適 034mbKtA 3 5 軸系零件的設(shè)計 3 5 1 軸徑的初步確定 2 01953TTdnPW 高速軸 1 軸 取 40Cr 為軸材料 MpaT50 P1 84 92KW n 1 2300r min md79 325023 09843 中間軸 2 軸 取 40Cr 為軸材料 25 108 4 ApaT mnPAd rKw6 508 7192 0in 1 793302 低速軸 3 軸 取 40Cr 為軸材料 25 108 4 AMpaT mnPAd rKw05 639 725 108in 96 730 3 5 2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 11 3 5 2 1 高速軸 1 軸 使用 30210 圓錐滾子軸承 T 21 75mm a 20mm 取 d1 40mm 22 50 56 50 46 40 圖 1 高速軸結(jié)構(gòu)圖 1 力的計算 FNV1 FNH1 Ft Fr FNV2 FNH2 FNV1 Fr FNV2 67 85 229 85 圖 2 高速軸受力分析圖 圖 3 V 平面高速軸受力 圖 Fr NdT6 05 1084652tan231 Ft 9 31 NFFFNVrNV 41 69085 67 85 67 29 2 NVr 3541 9311 23 FNH1 Ft FNH2 圖 4 H 平面高速軸受力分析圖 NFFNtNH NHt 82 6419 12 8353067 85 29 11 2 彎扭校核 MV MH M 2 073 105Nmm 5 696 105Nmm 6 062 105Nmm 3 526 105Nmm T 圖 5 高速軸彎扭圖 根據(jù)第三強度理論 合 適 7056 3 0 16 22 MpaTWMTca 3 5 2 2 中間軸 使用 30211 圓錐滾子軸承 T 22 75mm d 55mm D 100mm a 21mm 24 756555 65 55 圖 6 中間軸結(jié)構(gòu)圖 FNV1 FNH1 Fr Ft Fr2 Ft2 FNV2 FNH2 圖 7 中間軸受力分析圖 1 力的計算 NdTFdNTFtrtr 4 130856 9726 79 tan5 842356 9725 163 01tan11232 25 FNV1 Fr2 FNV2 Fr1 99 25 162 5 66 75 圖 8 V 平面中間軸受力分析圖 NFF NNVrNVrNV NVrr5 28 4 25925 9 916 5 916275 11 12 99 25 162 5 66 75 FNH1 Ft1 Ft2 FNH2 圖 9 H 平面中間軸受力分析圖 NNNNttNH H187090 06 71325 4375 26 584 321 2 2 彎扭校核 26 MV MH M T 286 09Nm 17 314Nm 1804 2Nm 47 6Nm 1826 7Nm 50 65Nm 978 63Nm 圖 10 中間軸彎扭圖 根據(jù)第三強度理論 合 適 87 69 065 1 82397 2MpaWTca 3 5 2 3 低速軸 使用 30214 圓錐滾子軸承 T 26 25mm a 25 8mm d 70mm 27 70 74 84 80 70 66 60 圖 11 低速軸結(jié)構(gòu)圖 FNV1 FNH1 Ft1 Fr1 FNV2 FNH2 97 95 194 95 圖 12 低速軸受力分析圖 力的計算 FNV1 Fr1 FNV2 97 95mm 194 95mm 圖 13 V 平面低速軸的受力分析圖 28 NFF NFdTFNVNVrNV Vtr 85 29640 65 148907 95 14 7 336 25 40 7tan121 221 Ft1 194395mm FNH2FNH1 97 95mm 圖 14 H 平面低速軸受力分析圖 NFF NFNtNHHt76 823594 1379 9 145 7 121 2 2 彎扭校核 29 T M MH MV 290 4Nm 806 69Nm 857 37Nm 2072 6Nm 圖 15 低速軸彎扭圖 根據(jù)第三強度理論 MpaWTMca 703 074 16 23 8532222 所以合適 3 5 3 軸承的校核計算 11 因為低速軸要承受軸向力 所以在此只校核低速軸 低速軸 選取 30214 的圓錐滾子軸承 C 132KN C 0 175KN 受力分析如圖 Fr1 Ft1 Fd1F d2 圖 16 低速軸軸承受力分析圖 30 Fr1 Fr2V Fr1V 圖 17 V 平面受力圖 Ft1 Fr2H Fr1H 圖 18 H 平面受力圖 3 5 3 1 力的計算 NFNFNVrHrrvrHvrtr 18 753946 8235 137 971852964 4 5 713 2221121 3 5 3 2 求兩軸承的計算軸向力 Fa1 和 Fa2 查得 為 Fa Fr e 的值Yrd 得 Y 1 4 e 0 42 31 NFYdaerd68 1570 4 23 68 1570 94 121 因為 er 3 941 Fra 8 1 87526 所以 0 4 0122YXYX 則 NxfParp 9 437 9 111 NFr 87 204 12685222 所以取 P 2 Pmax 20477 87N 所以 hh LPCnL 43 106max6 287 243501 01 所以軸承合適 32 第四章 輸出部分的設(shè)計 10 4 1 接線圖見附錄 4 1 1 程序及注解 CODE SEGMENT ASSUME CS CODE MAIN MOV AL 83H 設(shè)置方式選擇控制字 OUT 9EH AL MOV AL 0DH 設(shè)置置位 復(fù)位控制字 使 PC6 1 即打印機選 通無效 OUT 9EH AL MOV AL 09H 設(shè)置置位 復(fù)位控制字 使 PC4 1 即紙帶機啟動 無效 OUT 9EH AL CALL LPST 調(diào)用打印機驅(qū)動程序 CALL RDST 調(diào)用紙帶機驅(qū)動程序 打印機驅(qū)動程序 LPST PROC LPST1 IN AL 9CH AND AL 04H 判斷 BUSY PC 2 0 JNZ LPST1 否 繼續(xù)查詢 MOV AL CL BUSY PC 2 0 打印機準備就 緒 OUT 98H AL 輸出 CL MOV AL 0CH OUT 9EH AL INC AL OUT 9EH AL 在 PC6 引腳上輸出負脈沖 選通打印 機 RET 33 LPST ENDP 紙帶機驅(qū)動程序 RDST PROC MOV AL 08H PC 4 0 啟動紙帶機 OUT 9EH AL LP IN AL 9CH AND AL 01H 判斷 PC0 1 JZ LP PC 0 0 繼續(xù)查詢 IN AL 9AH PC 0 1 紙帶機準備就緒 MOV CH AL 輸入到 CH MOV AL 09H OUT 9EH AL 暫停紙帶讀入機 RET RDST ENDP CODE ENDS END MAIN 34 結(jié) 論 本液壓鉆機實驗臺可應(yīng)用于測量出廠鉆機的功率 效率以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速 對 于測量結(jié)果可以直接打印 加載方法簡單易行 數(shù)據(jù)可靠 不足之處在于數(shù)據(jù)不可儲存 不便于比較 輸出數(shù)據(jù)還需要處理 不能直 接使用 35 致 謝 為期 3 個月的畢業(yè)設(shè)計終于結(jié)束了 經(jīng)過這一段時間設(shè)計和學(xué)習(xí) 鍛煉了 我的自學(xué)能力和文獻查找能力 同時也把我在這四年中所學(xué)到的知識融會貫通 充分訓(xùn)練了我的綜合運用能力 在這 3 個月的設(shè)計過程中 指導(dǎo)老師凌智勇老師給與了我極大的幫助 從 課題的入手 方案的確定到最終設(shè)計的完成 凌老師總是在我遇到困難時給與 我 知識上的幫助和精神上的鼓勵 在答疑時 他總是不厭其煩得耐心給我解釋 以 便讓使我充分吃透課題的含義 凌老師還放棄休息時間 定期的指導(dǎo)我們 為 我 們的設(shè)計提出了很多寶貴的建議 使我們順利完成了畢業(yè)設(shè)計 當然還要感謝參考文獻的作者們 沒有他們所寫的參考資料 我是無法合 理選擇元件以及合理安排設(shè)計步驟和計算過程 感謝他們給與的無私貢獻 最后 我還要感謝學(xué)院能給我這次設(shè)計的機會 給了我這次自我鍛煉的機 會 使我的設(shè)計能力有了一定的提高 也培養(yǎng)了自學(xué)能力 當然還要感謝四年 來 培養(yǎng)我的老師們沒有他們的悉心教導(dǎo) 我也不會有今天的成績 作為一個即將 踏 上社會的畢業(yè)生 我再次感謝學(xué)校 感謝每個教導(dǎo)和幫助過我的人 我將在以 后 的學(xué)習(xí)工作生活中牢記你們對我的教誨 積極向上 做個對社會有用的人 36 參考文獻 1 張宏鈞 姚克 殷新勝 鉆進工藝試驗臺的建設(shè) 金屬礦山 2004 9 2 劉鳳琴 范國強 煤礦坑道鉆機性能檢測試驗臺 煤田地質(zhì)與勘探 2003 31 5 3 成大先 機械設(shè)計手冊 化學(xué)工業(yè)出版社 第四版 第四卷 4 張利平 鄧鐘明 液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 5 彭忍社 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器及其在鉆機功率測試中的應(yīng)用 探礦工程 1994 1 6 西北工業(yè)大學(xué)工程制圖教研室 畫法幾何及機械制圖 陜西科學(xué)技術(shù)出版社 1998 修訂本 7 方昌林 液壓 氣壓傳動與控制 機械工業(yè)出版社 8 王大康 王之櫟 機械設(shè)計綜合課程設(shè)計 機械工業(yè)出版社 9 申永勝 機械原理教程 清華大學(xué)出版社 10 許立梓 何小敏 陳瑋 高明琴 微型計算機原理及應(yīng)用 機械工業(yè)出版社 11 濮良貴 紀名剛 機械設(shè)計 第 7 版 高等教育出版社 12 甘永立 幾何量公差與檢測 第六版 上海科學(xué)出版社 13 F Laugere G W Lubking A Berthold J Bestwishes astenmeijer M J Vellekoop Downscaling aspects of a conductivity detector for application in on chip capillary elactrophoresis Sens Actuators A92 2001 109 114 14 D Kaniansky V Zelenska M Masar F Ivanyi S Gazdikova Contactless 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