喷浆搅拌装置液压系统及集成阀块设计Word格式文档下载.docx
- 文档编号:14261694
- 上传时间:2022-10-21
- 格式:DOCX
- 页数:25
- 大小:1.63MB
喷浆搅拌装置液压系统及集成阀块设计Word格式文档下载.docx
《喷浆搅拌装置液压系统及集成阀块设计Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《喷浆搅拌装置液压系统及集成阀块设计Word格式文档下载.docx(25页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
煤矿矿井采掘面采掘前要利用相关装置进行支护,一般矿井采掘面采用的是混凝土支护,煤矿井下巷道的支护方式中如采用锚喷、锚喷网或纯喷射混凝土等,都需要对巷道岩石表面喷射混凝土,凝结硬化后达到支护的目的。
喷射的喷浆料是将一定配比的水泥、砂子、石子和速凝剂拌合的混合物。
因此,喷浆料的混合程度,直接影响喷浆工艺和支护的质量。
课题的研究目的是设计出一种具有自动搅拌功能的喷浆料搅拌装置,课题研究成果将大大减轻井下工人劳动强度,大大减少喷浆辅助作业工时,提高喷浆作业效率,对于提高喷浆作业质量和井下料场的利用率,以及净化喷浆作业环境等也具有重要意义。
本课题系统设计包括对装置的工作原理图最优化设计和功能实现,对电机、液压泵、阀块等各种液压元件的选型计算;
其集成阀块设计需要对系统原理图进行规划,选择不同的集成方式,需要对集成阀块的集成原理进行设计,确定集成阀的内部油孔道设计、空间位置、连接方式析等,绘制出集成阀的SolidWorks三维图,展示阀块内部的管道设计,同时要绘制集成阀的二维CAD图,展现阀块的结构特点、深孔加工、粗糙度要求等。
关键字:
喷浆搅拌,液压系统设计,集成阀块设计,SolidWorks
1.绪论
1.1引言
同时在液压领域,集成阀块在液压系统中的应用越来越受到工程人员的重视,通过集成阀块在工程中的应用,很好的解决了煤矿机械在液压系统实际中的遇到的问题,很好地服务于煤矿工业实际生产作业。
在井下混凝土搅拌一般是采用人工搅拌,耗时耗力,于是采用机械装置进行混合物自动化搅拌成为一种研究方向。
1.2研究背景
目前全国绝大多数的煤矿井下巷道锚网喷支护的混凝土料均采用人力搅拌和上料,部分煤矿研发了一些搅拌上料装置,但还存在一些问题和不足。
徐州中部矿山设备有限公司开发研制的JPSI-L系列转子式混凝土喷射机组,虽然将搅拌和上料与喷浆机组合作业,但是它仅仅依靠横置的螺旋搅拌器进行搅拌,很难实现将混凝土搅拌均匀,另外其螺旋搅拌器的进料仍然采取人工方式,劳动强度大粉尘易飞扬等问题还是没有解决。
山东天河科技有限公司研制的机械化装车、混料、上料无尘化喷浆系统,体积过于庞大,结构和系统相对复杂,造价比较昂贵,不适合中小巷道,更不能在斜巷中进行作业。
莱芜市万祥矿业有限公司设计的井下搅拌站,规模太大,配有专门的装料仓和输送机,只适合在大型煤矿推广。
还有一些煤矿或公司设计的喷浆混凝土料搅拌与上料装置,也都不能直接使用矿车搅拌和运输,需要专门的装置,不便直接应用。
国内各大煤矿对喷浆料的拌合主要存在以下问题:
(1)需要二次上料或二次搅拌,不能直接利用矿车进行搅拌[1];
(2)需要在井下设置多个储料仓,建立较大的搅拌站,且不能充分利用[2];
(3)搅拌不充分,难以达到支护强度要求,回弹率高;
(4)大多仍采用人力现场搅拌,劳动强度大,工作效率低,粉尘污染影响健康。
为克服以上缺点,设计一种喷浆料搅拌装置,适合用在中小型巷道中,可远离掘进工作面,直接在矿车中进行搅拌。
搅拌充分,结构紧凑易拆装,机械自动化程度较高,系统安全可靠,实现喷浆料的机械自动化搅拌。
1.3研究意义
目前淮南矿业集团公司所属煤矿的岩巷开拓掘进,一般采用支护强度高、柔性让压、施工简单、工程投资低的锚网喷支护。
此支护工艺流程中最重要的一步是使用喷浆机进行喷射混凝土作业。
但是,喷浆机工作时所需要的混凝土料之前需要经过人工搅拌均匀后、再经运输和人工上料到达喷浆机的料斗,与喷浆机配合作业,形成一组联合配套的作业系统。
目前,喷浆用混凝土料的搅拌中存在如下主要问题:
混凝土搅拌过程,主要是依靠人工进行。
当需要进行喷浆作业时,需提前通过人力将水泥与砂子和碎石的混合料在料场进行搅拌,再从料场取出装入矿车。
人力搅拌不均匀不充分,使喷浆料回弹率高,工人劳动强度大,工作效率低,粉尘飞扬危害健康。
因此,课题的研究目的是设计出一种具有自动搅拌功能的喷浆料搅拌装置,
课题研究成果将大大减轻井下工人劳动强度,大大减少喷浆辅助作业工时,提高喷浆作业效率,对于提高喷浆作业质量和井下料场的利用率,以及净化喷浆作业环境等也具有重要意义。
1.4研究内容
本课题研究的是关于喷浆搅拌装置液压系统设计及其集成阀块设计,本喷浆搅拌装置设计思路是通过液压系统来实现其自动搅拌功能,通过控制水平油缸的伸缩来实现矿车的水平运动,控制竖直同步油缸的运动来实现搅拌旋转马达的上下运动,控制马达的速度调节来控制搅拌的速度,从而达到对喷浆自动搅拌的功能。
本课题系统设计包括对装置的工作原理图最优化设计和功能实现,对电机、液压泵、阀块等各种液压元件的选型计算,确定其所需的转速、排量、压力和外形尺寸等;
其集成阀块设计需要对系统原理图进行规划,选择不同的集成方式,需要对集成阀块的集成原理进行设计,确定集成阀的内部油孔道设计、空间造型、连接方式及有限元分析等,绘制出集成阀的solidworks三维图,展示阀块内部的管道设计,同时要绘制集成阀的二维CAD图,展现阀块的结构特点、深孔加工、粗糙度要求等。
1.5研究思路和方法
本课题喷浆搅拌装置的功能目的确定设计流程,总的思路主要是根据原理来设计选型,再选择各种设计方案,将不同的设计方案进行比较和取舍,找到一种最优化的设计方案,该设计流程图如图1-1所示。
在原理图设计方面,采用根据实际成本需要来设计,做到能达到相应的功能却最优化的液压元件选型。
在集成阀块设计设计方面,做到阀块集成的最优化,在实现相应功能的同时又满足位置、空间、尺寸等方面的要求。
在软件绘图方面要用到AutoCAD和SolidWorks软件进行绘图,通过二维图来设计液压系统原理图和集成阀块的三维结构,通过三维图来实现集成阀块的三维设计和内部管道的分布展示。
图1-1毕业设计研究思路流程图
2.液压系统选型计算
2.1液压系统具体工作原理图
经过综合设计,设计了以下的原理图,见图2-1。
图2-1喷浆搅拌系统原理图
1.油箱2.先导式溢流阀3.吸油滤油器4.电机5.双联泵
6.高压滤油器7.单向阀8.压力表9.压力表10.手动换向阀11.单向阀(液控)12.单向节流阀13.三向接头14.同步支撑油缸15.分流集流阀
16.水平牵引油缸17.双向液压马达
、
2.2液压系统具体工作原理
本装置液压系统包括支撑油缸带动支架的上下竖直运动,水平牵引油缸带动矿车的在轨道上的水平运动和液压马达带动的双向旋转搅拌运动。
(1)实现由支撑油缸带动支架的上下运动液压支路系统:
本装置液压系统采用双联泵来提供压力源,前泵由于提供压力较小,用于提供水平牵引油缸水平运动和竖直支撑油缸的上下运动,后泵提供压力大,用于提供双向旋转马达的双向旋转运动。
双联泵前泵5通过吸油滤油器3从油缸1吸油,再通过高压滤油器6将油液流入系统,经过单向阀7,流入手动换向阀10,再经过液控单向阀双向液压锁11,接着流入单向节流阀,再流入并联的竖直支撑油缸14,在回流到单向节流阀和液压锁,经手动换向阀回流至油缸1,完成油缸的上升运动动作,反之,通过手动换向阀的换向可以完成油缸的下降动作。
(2)实现水平牵引油缸的水平运动的液压支路系统:
双联泵5前泵2提供压力源,压力油经过吸油滤油器3从油缸1吸油,再经过高压滤油器6油液流入系统,经过单向阀7,流入控制水平牵引油缸的手动换向阀10,再经过进油的单向节流阀,再流入水平牵引油缸16,接着回流到单向节流阀,经手动换向阀回流至油缸1,完成水平牵引油缸的水平左移运动,反之,通过手动换向阀的换向可以完成水平牵引油缸的右移运动。
(3)实现双向液压马达的双向旋转运动的液压支路系统:
双联泵5后泵1提供较大的压力源,双联泵5同样通过吸油滤油器3从油缸1吸油,再通过高压滤油器6将油液流入系统,经过单向阀和手动换向阀,在经过单向节流阀,流入双向液压马达的一端,在通过另一端流入单向节流阀,再经过单向节流阀,手动换向阀流入油缸1,由此完成液压马达的双向旋转搅拌运动。
(4)整个液压系统的保护系统:
在液压系统的两路油路支路设有压力表8,9和两个先导式溢流阀2,在压力过大时通过溢流阀来减小系统的压力使其达到实际所需的压力,在双联泵的前泵和后泵都设有溢流阀是为了对不同的支路进行不同的压力调节,满足实际工作的需要。
为了进一步了解喷浆搅拌装置液压系统工作的具体情况,对各种阀块处于各位的工作情况,并对应运动工况的实际情况,见表2-2。
动作名称
手动换向阀1
手动换向阀2
手动换向阀3
左位
中位
右位
空程下降
+
搅拌下降
搅拌左移
搅拌右移
搅拌上升
空程上升
表2-2喷浆搅拌系统的全自动、半自动工作各阀门部位机能循环图表
其中“+”代表阀工作的位置所处位处于工作状态,手动换向阀1主要是控制同步支撑油缸运动换向,手动换向阀2主要是控制水平牵引油缸的换向,手动换向阀3主要是控制双向液压马达的转向。
上表2-2主要是将各个换向阀的不同位机能的工作情况,通过对喷浆搅拌装置的工作一个循环,对应出各个阀的机能工作情况。
2.3液压缸的选型计算
2.3.1液压缸设计压力选择
在以输出力为主的设计中,首先要选择设计(确定)工作压力。
由不同液压设备或不同负载下设计参考压力,选择的压力应符合国家标准,如下表2-3、表2-4和表2-5。
表2-3各类液压缸设备常用的设计压力
设计压力/
机床类
精加工机床(如各类磨床)
半精加工机床(如组合机床)
龙门刨床
拉床
0.8~2
3~5
2~8
8~10
农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构
10~16
液压机、大中型液压机、中型机械
20~32
表2-4不同负载下的设计参数压力
负载/
≤5
5~10
10~20
20~30
30~50
≥50
<
0.8~1
1.5~2
2.5~3
3~4
4~5
≥5
表2-5液压缸的公称压力(GB7938——1987)
pn/
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
10.0
16.0
25.0
31.5
40.0
通过上述标准,由于喷浆搅拌装置的工作负载小于20kN,所以液压缸设计的要求压力为10MPa,故液压缸公称压力选取10
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 喷浆 搅拌 装置 液压 系统 集成 设计