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液压设计范文1
1.前言
随着科技的不断发展，液压系统被广泛的应用在各个领域，人们对液压系统的要求也越来越高。我国在液压系统的设计上虽然有所完善，但依然存在一些问题和不足需要改进。在科技占主导地位的新时期，加强对液压系统的设计研究，对确保液压系统的发展有着重要的意义。
2.液压系统的设计概述
现代冶金机械广泛使用液压装置。冶金液压装置较复杂、精密，有较多的动态要求。液压设计是一项细致繁杂的工作，设计方法的现代化一直为人们所关注。液压系统的设计主要内容一是液压系统原理图的拟定，包括执行元件类型和油路类型的确定、基本回路的选择、系统原理图的绘制等方面;二是液压系统设计性能的验算与分析，主要是用以评判系统设计的质量，并加以改进和完善。
3.液压系统的设计
3.1 液压支架立柱试验的要求
目前，我国液压支架立柱生产厂家对液压支架立柱的试验项目主要依据我国煤炭标准MT313―92《液压支架立柱技术条件》并同时参考液压支架立柱、千斤顶的欧洲标准EN1804―2。依据上述标准试验项目的要求，可确定液压支架立柱试验台液压系统的主要技术参数。
3.2 液压支架立柱试验台中液压系统设计
根据两大标准中试验过程的动作要求，在AMEsim软件草图模式下。设计如图1所示的液压支架立柱试验台中液压系统的仿真原理图。
液压系统工作过程分为外加载、内加载2部分。被测油缸的退让速度由变量泵l调定，外加载系统的最大工作压力由溢流阀2及增压缸增压比确定，电磁换向阀3右位时加载、左位卸荷，液控单向阀4用于外加载保压，对于被测油缸缸底强度试验及低速退让性试验采用外加载增压方式实现，以弥补变量泵的低速性能，电磁换向阀5的左右切换使增压缸6产生高压以满足试验要求：在内加载油路，8为内加载泵房的泵站，溢流阀9用于调定内加载系统的最大工作压力，电液换向阀l0右位对被测立柱卸荷缩回、左位初撑加载，液控单向阀11用于内加载系统被测立柱的保压，电液换向阀12左右切换驱动增压缸13，对被测立柱增压加载，安全阀l4在测试被测立柱退让性项目时，用于调整立柱的测试压力，在强度试验中不装安全阀。
为保持测试现场环境，可在立柱安全阀后加引流器，使溢流的乳化液通过引流器回到油箱。位移传感器l7检测出的位移变化通过PLC控制器中微分运算求得速度，与给定速度值比较后通过PID软运算来控制变量泵的流量，压力传感器18记录被测立柱的加载压力。
3.3 液压支架立柱试验台液压系统的仿真
3.3.1液压系统仿真参数的确定
仿真工具AMEsim，计算步长0.001s，计算精度10-7，选用标准积分器动态混合算法计算;框架刚度设定l013N/m;外加载油液黏度22cp，体积弹性模量1.7xl03MPa：内加载乳化液黏度6cp，体积弹性模量2.1xl03MPa。被测立柱活塞直径500mm，活塞杆直径470mm。
3.3.2液压系统仿真结果及分析
根据EN1804―2.偏心加载耐久性试验，退让速度100mm/min，仿真结果见图2、图3。
图2中循环6000次，采用闭环PID调节变量泵流量方式加载，大约2.28s.被测立柱的压力达到安全阀开启压力，此时立柱的退让速度出现跳跃和微幅波动，变化量符合标准规定的要求。
由图3可以看出加载过程中压力没有出现波动，是比较理想的结果。
3.4 结论
（1）依据仿真的结果，外加载系统在低速时采用开环控制的方式能有效提高系统的稳定性。
（2）外加载寿命试验中，采用闭环PID控制能减少系统误差、改善系统的响应，降低操作人员的劳动强度。
（3）仿真分析能全面了解立柱试验台的各种工况，为试验台液压系统的设计方案准确性提供保障。
4.建议
（1）随着液压技术的发展，机电液一体化技术已在液压设备中广泛应用，液压系统趋向复杂化，系统故障诊断更加困难。现代液压产品使用了大量的电子测控元件，这一方面提高了产品的性能，另一方面相对降低了液压系统的维修性。由于液压设备在企业生产中的重要程度加强，液压系统发生故障后，停机维修所造成的经济损失增大。因此，在液压系统设计过程中，除对关键的液压元件进行适当的可靠性储备的同时，还应注重产品整体的可维修性设计。
（2）液压传动技术与纯机、电传动相比具有鲜明的特点和优势，其应用领域越来越广泛。但是，液压传动系统的能量损失大、效率低，其节能问题一直受到业内的高度重视。
5.结束语
通过对液压系统的设计问题分析，进一步明确了液压系统的设计方向。液压系统的设计工作是一项复杂的工程，需要我们加强对它的研究。
参考文献：
[1]赖茶秀，黄志坚.液压系统计算机辅助设计技术现状与发展趋势[J].南方金属，2013（8）：79-83.
[2]史纪定，嵇国光.液压系统故障诊断与维修技术[M].北京：机械工业出版社，2012.
液压设计范文2
新的系统选用2台37kW电机分别驱动一台A10VSO100的恒压变量泵作为动力源，系统采用一用一备的工作方式。恒压变量泵变量压力设为16MPa，在未达到泵上调压阀设定压力之前，变量泵斜盘处于最大偏角，泵排量最大且排量恒定，在达到调压阀设定压力之后，控制油进入变量液压缸推动斜盘减小泵排量，实现流量在0～Qmax之间随意变化，从而保证系统在没有溢流损失的情况下正常工作，大大减轻系统发热，节省能源消耗。在泵出口接一个先导式溢流阀作为系统安全阀限定安全压力，为保证泵在调压阀设定压力稳定可靠工作，将系统安全阀调定压力17MPa。每台泵的供油侧各安装一个单向阀，以避免备用泵被系统压力“推动”。为保证比例阀工作的可靠性，每台泵的出口都设置了一台高压过滤器，用于对工作油液的过滤。为适当减小装机容量，结合现场工作频率进行蓄能器工作状态模拟，最终采用四台32L的蓄能器7作为辅助动力源，当低速运动时载荷需要的流量小于液压泵流量，液压泵多余的流量储入蓄能器，当载荷要求流量大于液压泵流量时，液体从蓄能器放出，以补液压泵流量。经计算，系统最低压力为14．2MPa，实际使用过程中监控系统最低压力为14．5MPa，完全满足使用要求。顶升机液压系统在泵站阀块上，由于系统工作压力低于系统压力，故设计了减压阀以调定顶升机系统工作压力，该系统方向控制回路采用三位四通电磁换向阀，以实现液压缸的运动方向控制，当液压缸停止运动时，依靠双液控单向阀锥面密封的反向密封性，能锁紧运动部件，防止自行下滑，在回油回路上设置双单向节流阀，双方向均可实现回油节流以实现速度的设定，为便于在故障状态下能单独检修顶升机液压系统，系统在进油回路上设置了高压球阀9，在回油回路上设置了单向阀14。该液压站采用了单独的油液循环、过滤、冷却系统设计，此外还设置有油压过载报警、滤芯堵塞报警、油位报警、油温报警等。
2机械手机体阀台的液压原理
对于每台机械手都单独配置一套机体阀台，机体阀台采用集成阀块设计，通过整合优化液压控制系统，将各相关液压元件采用集约布置方式，使全部液压元件集中安装在集成阀块上，元件间的连接通过阀块内部油道沟通，从而最大限度地减少外部连接，基本消除外泄漏。机体阀台的四个出入油口(P－压力油口，P2－补油油口，T－回油油口，L－泄漏油口)分别与液压泵站的对应油口相连接。压力油由P口进入机体阀台后，经高压球阀1及单向阀2．1后，一路经单向阀4给蓄能器6供油以作为系统紧急状态供油，一路经插装阀3给系统正常工作供油。为保证每个回路产生的瞬间高压不影响别的工作回路，在每个回路的进出口都设置了单向阀，对于夹钳工作回路因设置了减压阀16进行减压后供油，无需设置单向阀。对于小车行走系统，由比例阀12．1控制液压马达21的运动方向，液压马达设置了旋转编码器，对于马达行走采用闭环控制，以实现平稳起制动以及小车的精准定位。为避免制动时换向阀切换到中位，液压马达靠惯性继续旋转产生的液压冲击，设置了双向溢流阀11分别用来限制液压马达反转和正转时产生的最大冲击压力，以起到制动缓冲作用，考虑到液压马达制动过程中的泄漏，为避免马达在换向制动过程中产生吸油腔吸空现象，用单向阀9．1和9．2从补油管路P2向该回路补油，为实现单台机械手的故障检修，在补油管路P2上设置了高压球阀8，为实现检修时，可以将小车手动推动到任意检修位置，系统设置了高压球阀5．2。对于双垂直液压缸回路，由比例阀12．2控制液压缸22的运动方向，液压缸安装了位移传感器，对于液压缸位置采用闭环控制，实现液压缸行程的精准定位，液压缸驱动四连杆机构来完成夹钳系统的垂直方向运动;为防止液压缸停止运动时自行下滑，回路设置了双液控单向阀13．1，其为锥面密封结构，闭锁性能好，能够保证活塞较长时间停止在某位置处不动;为防止垂直液压缸22因夹钳系统及工件自重而自由下落，在有杆腔回路上设置了单向顺序阀14，使液压缸22下部始终保持一定的背压力，用来平衡执行机构重力负载对液压执行元件的作用力，使之不会因自重作用而自行下滑，实现液压系统动作的平稳、可靠控制;为防止夹钳夹持超过设计重量的车轮，在有杆腔设置了溢流阀15．1作为安全阀对于夹钳液压缸回路，工作压力经减压阀16调定工作压力后由比例阀17控制带位置监测的液压缸23的运动，来驱动连杆机构完成夹钳的夹持动作，回路设置了双液控单向阀13．2，来保证活塞较长时间停止固定位置，考虑到夹钳开启压力原小于关闭压力(液压缸向无杆腔方向运动夹钳关闭)，在液压缸无杆腔回路上设置了溢流阀15．3，调定无杆腔工作压力，当比例换向阀17右位工作时，压力油经液控单向阀13．2后，一路向有杆腔供油，一路经电磁球阀18向蓄能器19供油，当夹钳夹住车轮，有杆腔建立压力达到压力继电器20设定值后，比例换向阀17回中位，蓄能器19压力油与有杆腔始终连通，确保夹持动作有效，当比例换向阀17左位工作时，蓄能器19压力油经电磁球阀18与有杆腔回油共同经过比例换向阀17回回油口。紧急情况下，电磁换向阀7得电(与系统控制电源采用不同路电源)，将蓄能器6储存的压力油，一路经单向阀9．11供给夹钳液压缸23，使夹钳打开，同时有杆腔回油经电磁球阀18，单向阀9．9回回油T口;一路压力油经节流阀10，单向阀9．3使液压马达21带动小车向炉外方向运动，液压马达回油经比例换向阀12．1，单向阀9．5回回油T口。以确保设备能放下待取车轮，退出加热炉内部，保护设备安全。
3结论
液压设计范文3
[关键词]液压剪；直筒形机架；锥形液压锁
中图分类号：TG313 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-006-02
1 概述
概述液压剪是在分析国内液压剪存在的问题和对国内外各种类型液压剪进行消化吸收，加以改进后研制而成的。原四立柱机架液压剪损坏部位都在油缸下部靠近缸底处。活塞表面有弧长约10～20cm，高度约10cm，深度0.3～0.5cm的破损伤痕，碎片嵌入油缸壁，互相咬在一起，使缸壁拉毛，活塞杆不能升降，而被迫停产。油缸出口的铜导套上有高度约5～10cm，一弧长约10cm的挤压凹塘，密封单边磨损，造成大量渗油，主要原因是剪切时对刀片的水平侧推力造成的。剪切力分布见图1。
图1 剪切力分布
当剪刃与铸坯接触后，剪切力开始随着刀刃的压入深度增加而增大，直到和铸坯的压入变形阻力相等时，铸坯开始产生剪切滑移，剪切力又随着剪切断面的不断缩小而逐渐变小。刀厚为b，剪切合力P不可能作用在同一平面内，上下剪刃对铸坯形成一力偶P・a。欲使铸坯转动，但又将遇到剪刃侧面的阻挡，上下侧推力T又构成另一力偶T・c，随着刀片的逐渐切入铸坯角度不断增大，当达到一定角度γ后便停止转动。此时两个力矩平衡，即P・a=T・c，T=P・a/c对下刀片来说受到一个和铸坯前进相同方向的水平力T，迫使剪切缸活塞杆产生倾斜趋势，机架弹性变形，活塞杆上下两个固定端便产生一个反力矩来平衡上述力矩，因而造成”咬缸“。新设计的液压剪选型就有针对性地选择强度高、刚性好的直筒型机架，强大的剪切力和水平分力靠机架内力平衡，并从结构上尽量减少产生的水平侧推力，延长设备使用寿命。
2 工作原理和性能参数
该液压剪为水平移动下切式，剪切主油缸在剪机本体下部，下刀台与主油缸活塞杆相联结。上下刀片安装在由两个框架合并而成的筒型机架空间内，整个机架再由压紧油缸挂在装有四个轮子的箱式车架上，当铸坯触及定尺信号时，压紧缸立即下降压紧铸坯，带动剪机连同铸坯同步在水平轨道上移动，同时下刀台在剪切油缸推动下向上运动剪断铸坯，剪下的铸坯由输出辊道送去冷床堆垛，剪机的复位由横移油缸完成。每台剪机有一套完整、独立的液压传动系统，采用旋转接头、高压软管与油缸联结。液压剪的液压传动属于高压大流量，由两台高压变量柱塞泵和一台中压叶片泵组合供油，控制系统采用组合性能强、体积小、重量轻的专用插装阀和滑阀集成系统，剪切机工作平稳、可靠，剪切速度高。
一机四流连铸机，设四台液压剪，每台都有独立的液压传动系统，整个剪切过程既可按程序控制，也可作手动操作。
性能参数如下：
剪切力5000kN
压紧力650kN
剪刃宽度340mm
剪切钢种普碳钢、低合金钢
最大铸坯尺寸16ox274mm
剪切温度大于750C
剪切次数2次/min
剪刃开口度260mm
工作压力21MPa
3 结构分析
1）机架是液压剪的关键部件，为了提高它的强度和刚度，采用直筒型结构（见图3）剪切力完全由机架内应力来平衡。为保证绝对可靠，除了对它作强度分析计算外还对它作了三维光弹性应力分析试验，证实所有部位的应力均小于安全应力。
2）为了减小铸坯对剪刃的侧推力利于刀刃的压力，采用带倾角的下刀刃。上刀刃是矩形的，四个刃口轮番使用，不断修磨，节约贵重金属，提高刀片寿命。
3）设置压紧油缸，剪切时把铸坯紧紧压在下刀台上，使剪机和铸坯同步，定尺准确，防止铸坯翘头。
4）设置下刀台运动的导向滑道，在下刀台受到水平推力丫的作用时，不产生倾斜，迫使剪切油缸活塞杆只作垂直方向上下运动，保护油缸密封圈、活塞、铜套不受挤压损伤。通过滑道将水平力直接传到机架上。
5）旧剪切缸活塞和油缸材质均为钢质，致使两者相挤破裂，形成咬缸，现在活塞上加铜套，套环、密封圈、导套均选择合理结构和材质，以改善受力状况。
6）剪切刃口偏移剪切油缸中心线一定距离e，剪切时产生的力矩，平衡大部分剪切水平推力所引起的倾反力矩从而减少机架滑道磨损，延长寿命。
7）剪切油缸活塞杆和下刀台之间采用活动铰链联结，使下刀台可靠地沿着滑道上下运动。
8）为防止铸坯辐射热损坏行程开关引起误动作，设计了专用低电压发讯装置使剪切连铸坯的控制程序顺利进行。
9）在剪机工作中，一套专门设计的转动灵活的高压旋转接头，使高压软管始终自由悬挂不扭曲。
4 液压系统特点
1）剪切、压紧缸采用专用插装阀集成控制系统，不同的控制盖板元件构成不同的工作机能，以缓解能量的急剧释放和流速急剧变化引起的冲击，此控制系统体积小、重量轻、压降小，维修使用方便。
2）为了剪切工作安全可靠，在压紧缸控制上首次选用先进的锥形液压锁，利用剪体自重产生背压，严密关闭系统，使笨重的剪体能稳妥停在任意高度位置上。
3）采用中压定量泵和高压变量泵相结合的供油系统，使其兼具了两种泵的优点既提高了剪切效率，又消除了瞬时流量过大引起的冲击，达到工作平稳。
4）采用回油谈滤系统，对主机工作无干扰，直接滤清从执行元件带回的介质污垢，并附有杂质堵塞报警装置，以保证系统工作正常。
5）浇注铸坯的高温辐射和高压大流量工况，将使油温急剧上升，系统采用高效、大容量的冷却器，把油温控制在需要范围内。
6）油箱内装浮球式液位控制器，在高低油位实行自动报警。
7）为避免铸坯过冷、翘头和弯曲等引起剪切事故，装有过载保护措施。
8）改进横移缸控制，既保证剪切机和铸坯拉矫同速前进，又防止误操作引起“顶坯”。
5 设计计算
剪切机工作时，受力分析是复杂的，本文只对剪切行程、压力计算、强度校核、液压油泵以及电动机功率选择作一介绍。
5.1 剪切行程
HP=H1+S+r
式中H1―辊道上平面至上刀座下平面的距离，H1=h十（50～75）mm；
H―铸坯截面最大高度，160mm；
S―上下剪刃的重叠量，20mm；
R―辊道上平面高出下剪刃的高度，10mm；
让翘头铸坯通过所留余量，取60mm，则：
HP=160+60+20+10=250mm
为防止剪切油缸受冲击，便于行程开关安装，油缸行程定为270mm。
5.2 强度校核
剪切油缸圆筒体除受轴向拉应力σz外，尚有内压力P引起的径向压应力σr（内壁最大，向外逐渐减小，到外壁时为零）和切向拉应力σt（内壁最大，向外逐渐减小）三向应力状态。
根据第四强度理论，求得缸内壁的合成当量应力为：，
式中，r1―油缸内半径（28cm）；
r2―油缸外半径（38cm）；
P―油缸内油的压力（21MPa）。
σ=795N/cm2，油缸材料是45号锻钢，σs=36N/mm2，安全系数取2.5，那么[σ]=3600/2.5=1440N/cm2。
则σ=759N/cm2
5.3 工作压力
根据剪切缸产生的名义剪切力5000kN（500吨）及结构需要，选定的内径D1=56cm，按下式确定系统压力：，圆整取21MPa。
5.4 油泵流量选择
本剪工作频率是2次/min，则每次的剪切周期最多为30s，去除剪切小车在轨道两端停靠时间，周期只能限制在20s内，根据拉矫速度各油缸程序动作安排，剪切时间为8.5s。
式中：Dl―油缸内径（56cm）；L―油缸行程（25cm）；t―工作时间（8.5s）
本设计优先选用曾获国家银质奖的机械工业部启东高压油泵厂生产的额定流量250l/min的高性能轴向柱塞泵两台。
5.5 油泵传动功率
式中：P―油泵工作压力（21MPa）；Q泵―油泵最大额定流量（250l/min）；
η一效率（0.9）
N=194.4kw
在剪切周期30s内，剪切动作仅占了7～8.5s。现使剪切缸和压紧缸联合工作，电动机功率曲线如图5所示。据此本系统决定选用两台型号Y160L―6交流电动机，N额=90kw，n额=970r/min，分组传动两台轴向柱塞泵。
图5 电动机功率曲线
6 结束语
实践证明，该剪机结构紧凑，受力合理，强度和刚度好，液压系统控制操
作方便，工作平稳可靠，大大提高了连铸机作业率和金属收得率，经济效益十分显著。通过实践发现，还有下列几点有待进一步改进提高。
液压设计范文4
【关键词】 液压缸 活塞杆 活塞 密封 优化设计
1 液压缸简介
液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。其基本结构图如图1所示。
2 问题的提出
传统的液压缸设计思路，在保证一定的加工精度、装配水平的条件下，均可满足一般工况的使用。但在使用环境恶劣，尤其是粉尘浓度大、环境温度高、负载较大的条件下，液压缸的损坏形式一般有两种，其一为液压缸密封直接损坏，导致液压缸漏油（内泄、外泄）不能继续使用；其二为活塞杆划伤，进一步导致密封损坏液压缸漏油。可见密封系统是液压缸质量的关键，因此对液压缸密封系统进行优化设计势在必行。
3 优化设计思路
加强密封圈的刚度及强度，增强液压缸缸体与活塞之间、活塞杆与缸盖之间的密封、导向和能力，从而减小密封圈在受力的情况下，达到变形小、与缸体、活塞、活塞杆的基础面积最大化的目的。密封方式及结构如图2所示。
4 具体实施方案
（1）密封圈的选型：对液压缸密封系统进行优化设计，提高密封系统的使用寿命，密封圈的选型为基础。我们选用密封圈的宗旨为：保证密封功能稳定性及可靠性；与液压流体的互溶性好；抗机械磨损性能强；摩擦系数低，弹性性能好。
（2）密封系统的设计：液压缸密封系统的结构设计是重中之重，结构直接决定使用效果，根据不同的使用工况有着与之最合理的结构设计的搭配。现以粉尘浓度大作为工况举例。粉尘浓度大时，随着液压缸上线时间的延长，堆积在活塞杆与缸体之间的杂质就会越多，杂质跟随活塞杆的往复运动，多少会挤在密封圈和缸体内壁及密封槽内。此种条件下会对活塞杆造成额外损伤，从而对密封圈造成损坏。解决该种问题的方式为：在最外侧的O型密封圈以外，再设计一道防尘密封圈，一般密封槽的宽度在2mm左右，不易过宽。这样就会将环境中的杂质阻挡在液压密封圈以外，起到保护作用。
（3）密封圈的安装：由于O形圈弹性较大，安装比较容易；而耐磨环弹性较差，如果直接安装则活塞的各台阶、沟槽容易划伤其密封表面，影响密封效果。为保证耐磨环安装时不被损坏，应采取一定的安装措施。耐磨环主要由填充聚四氟乙烯（PTFE）材料制成，具有耐腐蚀的特性，热膨胀系数较大，故安装前先将其在100℃的油液中浸泡20min，使其逐渐变软，然后将其装入活塞的沟槽中。一般情况来讲，密封装配采用间隙配合。
5 结语
通过对液压缸密封系统的优化设计，可以延长液压缸使用寿命，改善使用效果。
参考文献：
液压设计范文5
【关键词】液压支架；装车装置；设计；应用
0 前言
液压支架是煤矿综采工作面最主要支护设备， 保证了工作面回采过程中的安全生产， 随着综采生产工艺、工序的发展进步， 液压支架的自重也大大增加， 从15t 到22t， 并且还有继续增加的趋势， 这样就造成了工作面在拆除时， 不仅费工费时， 而且劳动强度大， 工作效率低， 拆除液压支架工作成为制约工作面拆除的最大难题， 拆除 70～80 架的液压支架需要的时间一般在20d 以上， 约占工作面拆除时间的 2/3 以上。为此， 经过研究与试验， 设计制作了 2 种液压支架装车装置， 分别是结构自抬式和机械抬高式。
1 结构自抬式液压支架装车装置
1.1 结构自抬式装车装置的结构特点
装车装置由抬架装置和装车装置两部分组成。两部分采用插销式连接， 连接组装简单， 运输、 拆卸和装运方便。抬架装置和装车装置两边都设计有地锚孔， 以便将装车 装置牢固地固定 在巷道底板上。抬架装置是斜坡式结构， 内有3道加强筋板。其上设计有2个插销孔和1个连车耳， 便于与装车装置通过销轴连接组装， 连车耳能通过销轴与支架盘车相连。
装车装置是槽式结构， 一头设计有2个插耳， 其上有孔， 插耳伸入抬架装置内通过销轴使两部分连接起来。装车装置底板上设计有道轨， 轨距900mm（轨距根据巷道轨距确定） ， 使道轨一头可以通过道夹板与巷道轨道直接相连， 便于装好车的支架盘车平现平入， 安全高效。
1.2 结构自抬式装车装置的工作原理
在进行液压支架装车时， 先把装支架盘车推入装车装置， 用销子通过连车耳把盘车固定在装车装置内， 然后， 支架通过绞车牵引， 由抬架装置整体抬高液压支架与盘车上面， 再通过绞车牵引， 将支架平移至装支架盘车上， 取掉连车耳上的连接销， 将盘车拉出装车装置， 进行支 架固定工作， 支架固定 好之后， 盘车与支架就可以直接上到巷道的轨道之上， 从而实现支架的整体、 快速装车外运。由于该装置是通过结构上的斜面实现支架的抬高、 装车、 外运的，因此， 把该装车装置命名为结构自抬式液压支架装车装置。
1.3 结构自抬式装车装置的使用方法
根据结构自抬式装车装置的工作原理， 工作前，先将抬架装置、 装车装置用销轴连接组装， 在装车装置两边地锚孔中打上地锚， 将装车装置固定， 道轨与巷道用道夹板相连接， 保证装车装置内道轨与巷道内道轨平直、 牢固。装支架前先把装支架盘车推入装车装置， 用销子通过连车耳把盘车固定在装车装置内， 支架用绞车徐徐牵引， 通过抬高装置升高， 拉到装车装置内的支架盘车上， 位置调整好后， 取掉连车耳处的销轴， 将支架固定好后外运。
2 机械抬高式液压支架装车装置
2.1 机械抬高式装车装置的结构特点
装车装置主要由抬架装置（ 装车装置） 和液压系统组成。采用整体连接， 安装简单， 运输、 拆卸和装运略有不便。图中液压系统并未画出， 使用该装置时可以根据现场情况， 进行液压系统的安装与使用。机械抬高式装车装置两边也都设计有地锚孔， 以便将装车装置牢固地固定在巷道底板上。抬架装置是由两边的支柱结构配合 2 个液压千斤顶组成， 每一边的千斤顶顶部都固定着两个起吊链条， 链条末端是支架起吊钩（ 链条和起吊钩根据支架自重选用， 保证安全实用） ， 可以钩住支架的底座， 两边同时起吊，就可以把支架吊起到相应位置。
2.2 机械抬高式装车装置的工作原理
在进行液压支架装车时， 支架通过绞车牵引， 从装车装置一侧爬上装车装置， 由抬架装置整体抬高液压支架到装车台的抬架台上， 用 4 个起吊钩钩住支架底座， 把支架吊起到略高于装支架盘车位置， 然后， 从另一侧把盘车推入到支架底座下方， 把支架下放在盘车之上（ 此时为保证安全， 起吊钩暂时不取） ，进行支架的固定工 作， 支架固 定好之后， 取下起吊钩， 用绞车把装好支架盘车牵引到巷道的道轨之上，从而实现支架的整体、 快速装车外运。由于该装置是通过机械上（ 液压上） 的动力来实现支架的抬高、装车、 外运的， 因此， 把该装车装置命名为结构自抬式液压支架装车装置。
2.3 机械抬高式装车装置的使用方法
根据机械抬高式装车装置的工作原理， 工作前，先将装车装置运到工作地点， 在装车装置两边地锚孔中打上地锚， 将装车装置固定， 保证装车装置与巷道内道轨平直、 牢固。在进行液压支架的装车时， 支架通过绞车牵引， 从装车装置一侧爬上装车装置， 由抬架装置整体抬高液压支架到装车装置的抬架台上， 用4 个起吊钩钩住支架底座， 把支架吊起到略高于装支架盘车位置， 然后， 从另一侧把盘车推入到支架底座下方， 把支架下放在盘车之上（此时为保证安全， 起吊钩暂时不取） ， 进行支架的固定工作， 支架固定好之后， 取下起吊钩， 用绞车把装好支架盘车牵引到巷道的道轨之上， 从而实现支架的整体、 快速装车外运。
3 结束语
与以前的手动或电动葫芦、 单纯的千斤顶、 绞车装运支架相比， 2 种装车装置具有以下优点。
（1）装车装置固定的工作面轨道上端头处， 用地锚进行固定， 固定牢靠， 保证了支架装车时的安全，同时， 不需要反复移动， 减小了工作量。
（2）对装车位置要求不高， 适应性强。减小了对巷道挑顶（或卧底） 工程量， 另外， 装车位置不用特别加强支护。
（3）减小了设备投入量。不用安装手动或电动葫芦、 千斤顶等起吊设备。
（4）安全上有保证。由于使用以上 2 种装车装置， 巷道顶部不用受力， 杜绝了因起吊支架造成的冒顶事故。
液压设计范文6
关键词:垃圾; 液压集运站 ; 卸料门; 推料板 ; 安全联锁 ; 多级伸缩式套筒油缸; 注料口盖板 ; 单向刮料
一、课题及其背景
前些年,应某市的邀请,本人和单位几位工程技术人员一起,参加了液压生活垃圾集运站设计方案的制订工作。我们首先对原有的生活垃圾集运状况进行了调查。当时,某市共有生活垃圾(人工)集运站十七座,配有美国福特4000-18后装式封闭压缩垃圾车六台。美国福特垃圾车技术先进、性能优良、效率很高。但当时给这些垃圾车上料的方法却很落后,从集运站辖区内街道及住户清扫、收集来的垃圾,每天定时用手推车运到集运站集中,然后福特车开到集运站,集运站职工再把手推车上的垃圾一车一车喂进福特车的进料口,由福特车吸收、压缩进车箱里去,等福特车装完集运站里的垃圾开出集运站,集运站一天一度的垃圾集运工作即告一段落。
显然,这样的集运站方式存在几个弊病:
1.人工喂料时间太长(给一台福特车上满一车垃圾约需二小时),这就影响了福特车的使用效率;
2.人工上料,垃圾散落,灰尘飞扬,形成垃圾的二次污染;
3.因全市福特车少,每天只能在每一座集运站转运一次,加上集运站又没有垃圾贮集设备,这样,每座集运站辖区内的街道、住户每天只能送出一次垃圾。如果因故错过这次机会,住户、街道的垃圾只能过夜存放,这很不利于居民和市区的环境卫生;
4.人工上料,四、五个人在二小时内把近十吨的垃圾装上车,装车现场尘土飞扬,、臭气熏天,集运站工人既耗费体力,又不利于健康。针对以上情况,某市环卫部门对筹建中的垃圾集运站的使用性能提出了几点要求。
⑴垃圾集运站应能贮存垃圾,以便让街道上、住户的垃圾随时清理、随时集中;
⑵集运站贮集垃圾必须做到封闭、压缩,杜绝垃圾对集运站的污染;
⑶集运站给福特车上料必须用机械化或液压设备,代替人工作业。上料速度要快(上满一车不超过10分钟),上料设备务必安全、实用、快捷、简单;
⑷土建设施尽量利用原有的人工集运站厂房。
二、方案筛选
根据我们通过现场调查掌握的情况,根据业主的要求,我们很快对机械化垃圾集运站确定了这样的设计轮廓:
1.集运站设置一个钢制封闭性垃圾贮槽,贮槽有效容积不小于10m3,贮槽出口高度,出口宽度与福特垃圾车的进料口匹配;
2.垃圾车进入贮槽后必须经过压缩,以便充分利用贮槽的容积。压缩工作,由安装在贮槽内的推料板来完成;
3.垃圾倒入贮槽,垃圾在贮槽内压缩、垃圾推出贮槽(亦即给福特垃圾车上料)、贮槽进料门启闭、贮槽出料门启闭等动作均实行机械化或液压传动。
设计轮廓有了,但在采用什么类型的机械化来实现垃圾进槽、垃圾压缩、垃圾出槽的问题上众说纷纭,提出不少方案,归纳起来,有以下类型:
⑴卷扬机牵引:完成垃圾压缩、垃圾出槽以及贮槽门启闭;
⑵履带传动:完成垃圾压缩和垃圾出槽;
⑶皮带输送:完成垃圾压缩和垃圾出槽;
⑷齿轮—齿条机构:完成垃圾压缩和垃圾出槽;
⑸液压传动:完成垃圾进槽、垃圾压缩和垃圾出槽和贮槽门的启闭。
全面认真分析了以上方案的利弊优劣如下:
A.卷扬机牵引
优点:结构简单
问题:从设备配置上看,推料板须用两台慢速卷扬机从两侧同时牵引;另外贮槽进料门、贮槽出料门还得各用一台小卷扬机,这些设备占地面积大,购置费用也不低,且至少得两人操作;
B.履带传动
优点:设备耐用
问题:履带链较长,不可能很平稳,即使传送带上加罩,垃圾泄漏在所难免。同时履带传动噪音大,不适合在市区运行。另外,为了满足贮存10 m3垃圾的要求,履带链必须做得很宽、很长。这样,履带、驱动轮、导向轮及张紧装置都得了专门设计、制作,这样的非标制作,成本太高;
C.皮带输送
优点:结构简单、造价低
问题:皮带承载能力有限,难以承受10 m3压缩垃圾的载荷;
D.齿轮—-齿条机构
优点:传动可靠、结构简单
问题:现场灰尘多,传动件易磨损。另外,齿轮、齿条安装在未经加工的铆焊件上,调整难度大,容易产生较大的传动间隙,形成较大的冲击和噪音;
E、液压传动
优点:动作平稳、结构简单,可以调压、调速,有利于选用最佳的技术参数;可以实现动作联锁,有利于安全操作;可以实现过载保护,可以实现半自动化操作。
问题:推料板液压行程较大,安装有一定难度;因厂房条件的限制,一些集运站,只能安装多级伸缩式双作用油缸,油缸总行程达5米,制造难度大。
经过以上方案比较,我们认为A、B、C、D四种方案弊病较多,不宜采用,而液压传动优点较多,虽有技术难点,但可以克服,因此是可以实施的。
三、方案的细化
1.运作模式和基本参数
请参阅附图一、附图二、附图四。垃圾集运站内设置一封闭贮槽(型钢铆焊件,有效容积不小于10 m3,槽宽1.5 m,贮槽出口底板相对于集运地面高度不小于1 m),零散垃圾运到集运站后,用提料斗机动提升并倒入贮槽注料口。贮槽注料口每倒进一定垃圾后,可操作电气按钮,令贮槽内的推料板(参阅附图三)在液压缸的带动下对槽内松散垃圾进行压缩(最大压力2.45t),压缩的目的,一是充分利用贮槽有效空间;二是使垃圾形成断层,以免垃圾推出槽时互相牵扯。经过不断注入垃圾和若干次压缩,当贮槽内垃圾塞满后,福特垃圾车开到贮槽出料口前,贮槽出料口门打开(液压推动),推料板以足够的推力(最大可达12 t),将贮槽内经过初步压缩的垃圾,以每分钟1.86 m的速度,徐徐推出,整个推出时间约为3min。如果垃圾运输车一时来不及扒进贮槽推出的垃圾,可随时点动操作按钮,
(方案一) 附图一
(方案二) 附图二
附图三
附图四
令推料液压缸暂时停前进。就是说,通过点动电磁方向阀按钮,可以较方便地实行推料板断续推动,直到贮槽内垃圾全部推出为止。
生活垃圾集运站设备采用集中操作台操制,为了防止操作人员误操作,设备各相关动作设置安全联锁装置。
为了能在出现异常情况时(如停电、设备故障),生活垃圾集运站仍能实施生活垃圾转运,我们在方案中专门留下应急手推车通道(通道大于1.5 m)。
为了使垃圾初步压缩泄漏出来的脏水能及时排走,在槽底推料板初始位置有地漏,通市区下水道。
由于市内各生活垃圾集运站所处环境各不相同,特别是部分生活垃圾集运站土建施工已经完成,土建结构模式不尽相同,针对这一情况,我们在坚持统一的设计基本模式的原则下,各生活垃圾集运站设计方案在某些问题上要因地制宜地予以考虑,以适应各种不同的环境,各种不同的工况。
2.动力
推料板进退、卸料门启闭、垃圾槽内初步压缩均采用液压动力。液压系统传动原理见附图五,液压系统工作循环电磁阀动作见附表一。
压力油由二级叶片泵Y2B-A26C-JE提供。系统有三级压力(20kg/cm2、40kg/cm2、100kg/cm2),由三只溢流阀来调定。三只电磁三位四通阀分别控制卸料门启闭、垃圾初步压缩并推料板进退以及提料斗的翻转。负责垃圾初步压缩的推料板进退的动力液压油缸有两种选择。方案一(见附图一)是采用油缸DG-J125C-E1L(行程5 m),当生活垃圾集运站厂房纵深长度较长时,即可采用此油缸,此油缸占地面积较大,但价格较便宜。方案二(见附图二)是采用多级伸缩式双作用套筒油缸,行程5 m 。此类油缸长度短,但价格较贵。此方案适用于厂房纵深长度较短的生活垃圾集运站。
液压传动系统 附图五
3.电气控制及安全联锁装置
⑴卸料门:设抱闸、门的上、下限位装置。
a.当抱闸松开后,卸料门可上、下开关门;
b.当卸料门完全关闭后,由上限位装置停止油缸的关门动作。
⑵注料口盖板:设关闭装置。
a.当推料板在初始位置时,才允许打开盖板;
b.当推料板在工作过程中盖板不能打开。
⑶推料板:设初始位置和终止位置装置。
a.当注料口盖板关闭,卸料门关闭后,推料板在主油缸的低压力下进行垃圾初压缩、如油压力达到规定值后,主油缸返回带动推料板返回初始位置;
b.当注料盖板关闭、卸料门开后,推料板在主油缸的强力推动下进行垃圾出料,当推料板推到终止位置后停止推进,并返加初始位置。
4.推料板
