学士学位论文液压绞车设计摘要本设计是通过对液压绞车工作原理、工作的环境和工作的特点进行分析,并结合实际,在进行细致观察后,对液压绞车的整体结构进行了设计,对组成的各元件进行了选型、计算和校核。
本绞车由液压马达、平衡阀、制动器、卷筒、承轴和机架等部件组成,还可根据需要设计阀组直接集成于马达配油器上,如带平衡阀、高压梭阀、调速换向阀或其它性能的阀组。
在结构上具有紧凑、体积小、重量轻、外型美观等特点,在性能上则具有安全性好、效率高、启动扭矩大、低速稳定性好、噪音低、操作可靠等特点,在提升和下放工作中运转相当平稳,带离合器的绞车可实现自由下放工况,广泛适用于铁道机车和汽车起重机、船舶、油田钻采、地质勘探、煤矿、港口等各种起重设备中。
关键词:液压绞车;计算;校核。
AbstractThis design is to analyze the working principle,the working environment and the working characteristic of the hydraulic winch,and union reality,after the careful observation,I design the overall construction,and choose,compute and examine the various parts of the hydraulic winch. The winch is made up of the import hydraulic motor,import balancing valve,the brake of many pieces,coupling,reel,supporting axle and rack . Also we may design the valve group for the distributor of the motor,like with balancing valve,high-pressured shuttle valve,velocity modulation cross valve or other performance valve groups. The characteristic of the construction is compact ,small,light,beautiful and so on,the characteristic of the performance is safe,the high efficiency,the big start torque,the best low-speed stability characteristic,the low noise,the reliable operation. The winch is quite steadily in the work of promotion and relaxation ,The winch with the coupling also may release the things free ,It is popular to the railroad locomotive ,the auto hoist,the ships,the oil field of drills picks,the geological prospecting,the coal mine,the harbor and the each kind of hoisting equipment.Key words:Hydraulic winch;Computation;Examination.目录第1章绪论 (1)1.1液压传动系统概论 (1)1.2绞车的简介及国内外液压绞车发展状况 (3)1.3本课题研究的目的和意义 (7)第2章卷扬机构的方案设计 (8)2.1拟定绞车液压系统图 (8)2.2液压绞车结构方案的确定 (9)2.3卷扬机构工作过程分析 (10)第3章钢丝绳的选用和卷扬机卷筒的设计 (14)3.1钢丝绳设计计算 (14)3.2卷扬机卷筒的设计 (15)3.3容绳量的验算 (20)第4章液压马达和减速器的选择 (21)4.1液压马达的选用与验算 (21)4.2减速器的选用 (23)第5章制动器的设计与选用 (25)5.1制动器的作用、特点及动作方式 (25)5.2制动器的设计计算 (26)第6章轴的设计 (33)6.1轴的材料 (33)6.2轴的工作能力的计算 (33)第7章键的选择及校核 (37)7.1联轴器与轴之间的键 (37)7.2其他的键按相同方式进行校核及选用 (37)第8章联轴器的选型 (38)8.1卷筒轴与减速器之间的联轴器选型 (38)8.2马达与减速器之间的联轴器选型 (38)第9章液压泵站的设计 (39)9.1配流器的选择 (39)9.2液压泵及其电机的选择 (40)9.3液压阀的选用 (12)9.4辅助元件的选用与设计 (46)第10章液压绞车使用说明 (54)10.1绞车装配注意事项 (54)10.2绞车试运转 (54)参考文献 (56)致谢 (57)第1章绪论1.1液压传动系统概论1.1.1传动类型及液压传动的定义一部完备的机器都是由原动机、传动装置和工作机组成。
原动机(电动机或内燃机)是机器的动力源;工作机是机器直接对外做功的部分;而传动装置则是设置在原动机和工作机之间的部分,用于实现动力(或能量)的传递、转换与控制,以满足工作机对力(或力矩)、工作速度及位置的要求。
按照传动件(或转速)的不同,有机械传动、电器传动、流体传动(液体传动和气体传动)及复合传动等的要求。
液体传动又包括液力传动和液压传动是以动能进行工作的液体传动。
液压传动则是以受压液体作为工作介质进行动力(或能量)的转换、传递、控制与分配的液体传动。
由于其独特的技术优势,以成为现代机械设备与装置实现传动及控制的重要技术手段之一。
1.1.2 液压系统的组成部分液压传动与控制的机械设备或装置中,其液压系统大部分使用具有连续流动性的液压油等工作介质,通过液压泵将驱动泵的原动机的机械能转换成液体的压力能,经过压力、流量、方向等各种控制阀,送至执行机器(液压缸、液压马达或摆动液压马达)中,转换为机械能去驱动负载。
这样的液压系统一般都是由动力源、执行器、控制阀、液压附件几液压工作介质的几部分所组成。
一般而言,能够实现某种特定功能的液压元件的组合,称为液压回路。
为了实现对某一机器或装置的工作要求,将若干特定的基本回路连接或复合而成的总体称为液压系统。
1.1.3 液压系统的类型液压系统可以按多种方式进行分类,见表1.1。
表1.1 液压系统的分类1.1.4 液压技术的特点(1)优点1)传动平稳在液压传动装置中,由于油液的压缩量非常小,在通常压力下可以认为不可压缩,依靠油液的连续流动进行传动。
油液有吸振能力,在油路中还可以设置液压缓冲装置,故不像机械机构因加工和装配误差会引起振动扣撞击,使传动十分平稳,便于实现频繁的换向。
2)质量轻体积小液压传动与机械、电力等传动方式相比,在输出同样功率的条件下,体积和质量可以减少很多,因此惯性小、动作灵敏;这对液压仿形、液压自动控制和要求减轻质量的机器来说,是特别重要的。
例如我国生产的1m3机在采用液压传动后,比采用机械传动时的质量减轻了1t。
3)承载能力大液压传动易于获得很大的力和转矩,因此广泛用于压制机、隧道掘进机、万吨轮船操舵机和万吨水压机等。
4)容易实现无级调速在液压传动中,调节液体的流量就可实现无级凋速,并且凋速范围很大,可达2000:1,很容易获得极低的速度。
5)易于实现过载保护液压系统中采取了很多安全保护措施,能够自动防止过载,避免发生事故。
6)液压元件能够自动润滑由于采用液压油作为工作介质,使液压传动装置能自动润滑,因此元件的使用寿命较长。
7)容易实现复杂的动作采用液压传动能获得各种复杂的机械动作,如仿形车床的液压仿形刀架、数控铣床的液压工作台,可加工出不规则形状的零件。
8)简化机构采用液压传动可大大地简化机械结构,从而减少了机械零部件数目。
9)便于实现自动化液压系统中,液体的压力、流量和方向是非常容易控制的,再加上电气装置的配合,很容易实现复杂的自动工作循环。
目前,液压传动在组合机床和自动线上应用得很普遍。
10)便于实现“三化”液压元件易于实现系列比、标准化和通用化.也易于设计和组织专业性大批量生产,从而可提高生产率、提高产品质量、降低成本。
(2)缺点1)、不能保证定比传动。
2)、传动效率低。
3)、工作稳定性易受温度影响。
4)、造价较高。
5)、故障诊断困难。
1.2 绞车的简介及国内外液压绞车发展状况1.2.1绞车的简介液压绞车以油液作为工作介质,通过密封容积的变化来传递运动,通过油液内部的压力来传递动力。
(1)、动力部分-将原动机的机械能转换为油液的压力能(液压能),例如:液压泵。
(2)、执行部分-将液压泵输入的油液压力能转换为带动工作机构的机械能。
例如:液压缸、液压马达。
(3)、控制部分-用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向,例如:压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。
(4)、辅助部分-将前面三部分连接在一起,组成一个系统,起贮油、过滤、测量和密封等作用。
例如:管路和接头、油箱、过滤器、蓄能器、密封件和控制仪表等。
在一定体积的液体上的任意一点施加的压力,能够大小相等地向各个方向传递.这意味着当使用多个液压缸时,每个液压缸将按各自的速度拉或推,而这些速度取决于移动负载所需的压力.在液压缸承载能力范围相同的情况下,承载最小载荷的液压缸会首先移动,承载最大载荷的液压缸最后移动。
在起重机械中,用以提升或下降货物的机构称为起升机构,一般采用卷扬式,而这样的机器叫做卷扬机又叫绞车。
卷扬机的卷扬机构一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、取物装置和安全保护装置等组成。
驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。
钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮。
取物装置有吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、吊具挂梁等多种形式。
安全保护装置有超负载限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保护开关等,根据实际需要配用。
卷扬机的驱动方式有三种,分别为内燃机驱动、电动机驱动和液压驱动。
内燃机驱动的起升机构,其动力由内燃机经机械传动装置集中传给包括起升机构在内的各个工作机构,这种驱动方式的优点是具有自身独立的能源,机动灵活,适用于流动作业。
为保证各机构的独立运动,整机的传动系统复杂笨重。
由于内燃机不能逆转,不能带载起动,需依靠传动环节的离合实现起动和换向,这种驱动方式调速困难,操纵麻烦,属于淘汰类型。