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中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué)
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
姓 名： 崔 蕾 蕾 學(xué) 號(hào)： 14030401
學(xué) 院： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化
設(shè)計(jì)題目： 磨擦磨損試驗(yàn)臺(tái)得設(shè)計(jì)
專(zhuān) 題：
指導(dǎo)教師： 舒 鳳 翔 職 稱(chēng)： 講 師
2007 年 6 月 徐州
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專(zhuān)業(yè)年級(jí) 機(jī)自03－9班 學(xué)生姓名 崔蕾蕾
任務(wù)下達(dá)日期: 2007年1月11日
畢業(yè)設(shè)計(jì)日期: 2007年3月25 日至2007 年6月20日
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：磨擦磨損試驗(yàn)臺(tái)得設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)題題目：
畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：
熟悉1804－2歐洲標(biāo)準(zhǔn)中《磨擦磨損、千斤頂技術(shù)條件》部分的內(nèi)容和我國(guó)磨擦磨損試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)磨擦磨損的檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)方法，據(jù)其設(shè)計(jì)一臺(tái)磨擦磨損性能試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，要求該試驗(yàn)臺(tái)能夠完成工作阻力不低于8000kN的磨擦磨損的檢驗(yàn)。重點(diǎn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)外加載系統(tǒng)與承載框架，關(guān)鍵部分詳細(xì)計(jì)算。
繪制外加載系統(tǒng)、承載框架總裝圖，選取代表性的部件和零件繪圖，總圖量折合后不少于3張0＃圖紙。
承載框架部分，用SolidWorks 2007進(jìn)行三維建模，用有限元分析工具進(jìn)行應(yīng)力分析。
按照《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫(xiě)規(guī)范》整理計(jì)算說(shuō)明書(shū)，總字?jǐn)?shù)不少于35000字。
院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；②獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)
評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③工作量的大?。虎苋〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點(diǎn)；⑤寫(xiě)作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字：
年 月 日
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)
評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤寫(xiě)作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字：
年 月 日
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī)
答 辯 情 況
提 出 問(wèn) 題
回 答 問(wèn) 題
正 確
基本
正確
有一般性錯(cuò)誤
有原則性錯(cuò)誤
沒(méi)有
回答
答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：
答辯委員會(huì)主任簽字：
年 月 日
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人：
年 月 日
摘 要
液壓支架是現(xiàn)代煤礦綜采工作面中的配套支護(hù)設(shè)備,磨擦磨損是其主要結(jié)構(gòu)件。磨擦磨損工作的可靠性直接關(guān)系到礦井生產(chǎn)的正?；凸と说纳踩?
隨著我國(guó)煤炭工業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)安全生產(chǎn)治理力度的加大，對(duì)礦用機(jī)電設(shè)備的檢測(cè)技術(shù)提出了更高的要求。磨擦磨損性能檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)是進(jìn)行磨擦磨損質(zhì)量檢測(cè)的必要設(shè)備,是磨擦磨損質(zhì)量監(jiān)控的保障。
本文設(shè)計(jì)的磨擦磨損試驗(yàn)臺(tái)能夠兼容歐洲標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，能夠檢測(cè)單根工作阻力達(dá)8500kN的磨擦磨損的性能。本文介紹了磨擦磨損性能檢測(cè)的方法、試驗(yàn)臺(tái)的組成、原理，設(shè)計(jì)了加載系統(tǒng)和承載框架。
本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：
1. 詳細(xì)設(shè)計(jì)了外加載系統(tǒng)、加載液壓缸、增壓缸、油箱、聯(lián)結(jié)罩、聯(lián)軸器、承載框架。
2. 選取外加載泵站、大泵組、增壓缸、加載液壓缸、聯(lián)軸器、加載缸導(dǎo)向套等零部件進(jìn)行了繪圖。
3. 承載框架部分，用SolidWorks 2007進(jìn)行建模，并借助于SolidWorks 2007的一款有限元分析工具COSMOS進(jìn)行了應(yīng)力分析。
關(guān)鍵詞：液壓支架磨擦磨損；液壓加載系統(tǒng)；試驗(yàn)臺(tái)；
ABSTRACT
In the modern mining the hydraulic support is the necessary ancillary equipment, the legs is one of its main elements. The reliability of the legs directly relates the mine pit production normalized and worker's safe.
Along with China coal industry unceasing development, the government to safety dynamics enlarging in production set a higher request to the mineral electromechanical device examination technology.The legs performance test-bed is the legs quality examination of the fittings is the quality monitoring safeguard of the legs.
The legs test-bed of this article designed can compatible European standard and the national standard.，can examine the legs performance of the working resistance reach 8500kN。This article introduced the method of legs performance examination, the test platform composition, designed the loading system and the load bearing frame.
The main content of this article:
1. This article designed the loading system,the hydraulic cylinder，the turbo-charged cylinder, the pumping station fuel tank, joins the cover, the shaft coupling, the load bearing frame in detail.
2. Selected the pumping station of loading, the big pump group, the hydraulic cylinder, the turbo-charged cylinder, the shaft coupling, the cylinder guidance and so on has carried on the cartography.
3. The design of load bearing frame, with the SolidWorks 2007 carries on the design, and drew support to SolidWorks 2007 section finite element analysis tool COSMOS carried on the stress analysis.
Keywords: The Legs of hydraulic support; Hydraulic Loading System; Test-bed;
目 錄
1 磨擦磨損試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 1
1.1 課題研究背景和意義 1
1.2 磨擦磨損試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)方法 1
1.3 擬定試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)方案 3
2 外加載液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5
2.1 液壓技術(shù)簡(jiǎn)介 5
2.1.1 液壓系統(tǒng)概述 5
2.1.2 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 6
2.1.3 液壓技術(shù)的缺點(diǎn) 7
2.2 液壓加載系統(tǒng)工況分析及設(shè)計(jì)要求 7
2.3 液壓加載系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 8
2.3.1 選擇液壓動(dòng)力源 8
2.3.2 選擇執(zhí)行元件 8
2.3.3 確定控制方式 8
2.3.4 液壓回路設(shè)計(jì) 9
2.3.5 選定液壓油類(lèi)型 11
2.3.6 系統(tǒng)壓力、流量的調(diào)定和測(cè)量 12
2.4 擬定外加載系統(tǒng)原理圖 12
2.5 加載液壓缸主要參數(shù)計(jì)算 14
2.5.1 初選液壓缸工作壓力 14
2.5.2 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 14
2.5.3 驗(yàn)算最小穩(wěn)定速度 15
2.5.4 活塞桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 16
2.6 計(jì)算系統(tǒng)壓力 17
2.6.1 計(jì)算加載缸各工況壓力 18
2.6.2 確定系統(tǒng)供油壓力 18
2.7 計(jì)算系統(tǒng)各工況的流量 18
2.8 液壓泵的參數(shù)計(jì)算與型號(hào)選擇 19
2.8.1 計(jì)算液壓泵的最大工作壓力 19
2.8.2 確定液壓泵的輸出流量 20
2.8.3 選擇液壓泵 21
2.9 與液壓泵匹配的原動(dòng)機(jī)的選擇 24
2.9.1 計(jì)算液壓泵各工況的輸出功率 24
2.9.2 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào) 25
2.10 液壓元件的選擇 26
2.10.1 液壓閥類(lèi)元件的選擇 26
2.10.2 過(guò)濾器的選擇 27
2.10.3 蓄能器的選擇 28
2.10.4 液壓油管的選擇 30
2.10.5 液壓油箱容積的計(jì)算 34
2.11 外加載液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 34
2.11.1 系統(tǒng)的壓力損失驗(yàn)算 35
2.11.2 系統(tǒng)的發(fā)熱溫升驗(yàn)算 37
2.12 油箱的設(shè)計(jì) 38
2.12.1 油箱設(shè)計(jì)要點(diǎn) 39
2.12.2 確定油箱的外形尺寸 40
2.12.3 油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 42
2.13 泵站結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì) 42
2.13.1 液壓泵站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 42
2.13.2 選擇液壓泵站安裝方式 43
2.13.3 電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式 43
2.13.4 液壓泵站布置方案 44
3 外加載液壓缸設(shè)計(jì) 45
3.1 液壓缸的類(lèi)型及其特點(diǎn) 45
3.2 液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸和性能參數(shù) 46
3.3 液壓缸缸筒和缸蓋的計(jì)算 46
3.3.1 缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式 46
3.3.2 確定缸筒的壁厚 48
3.3.3 確定液壓缸的外徑 48
3.3.4 缸筒壁厚的驗(yàn)算 48
3.3.5 缸蓋厚度的計(jì)算 50
3.4 缸體長(zhǎng)度的確定 51
3.5 活塞的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H的確定 52
3.6 導(dǎo)向套尺寸配置 52
3.6.1 導(dǎo)向套受力分析 52
3.6.2 導(dǎo)向套尺寸與加工要求 54
3.7 液壓缸油口直徑的計(jì)算 55
3.8 活塞桿組件的尺寸計(jì)算 56
3.8.1 活塞桿組件的組成與材料 56
3.8.2 活塞尺寸計(jì)算及連接方式選擇 56
3.9 加載缸密封圈的選擇 59
3.9.1 密封裝置類(lèi)型選擇 59
3.9.2 密封圈材料的選擇 64
3.10 液壓缸設(shè)計(jì)注意的問(wèn)題 64
4 增壓液壓缸設(shè)計(jì) 66
4.1 增壓液壓缸工作原理 66
4.1.1 增壓回路 66
4.1.2 增壓液壓缸結(jié)構(gòu) 67
4.2 增壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算和性能參數(shù)確定 68
4.2.1 已知增壓缸參數(shù) 68
4.2.2 確定增壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 68
4.2.3 確定液壓缸的増壓行程 69
4.3 增壓缸大缸筒的計(jì)算 70
4.3.1 大缸筒和兩缸蓋的結(jié)構(gòu)形式 70
4.3.2 確定大缸筒的壁厚 70
4.3.3 確定增壓缸大缸筒的外徑 71
4.3.4 大缸筒壁厚的驗(yàn)算 71
4.4 增壓缸小缸筒的計(jì)算 73
4.4.1 小缸筒和兩缸蓋的結(jié)構(gòu)形式 73
4.4.2 確定小缸筒的壁厚 74
4.4.3 確定小鋼筒的外徑 75
4.4.4 小缸筒壁厚的驗(yàn)算 75
4.5 缸體長(zhǎng)度的確定 76
4.6 活塞的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H的確定 77
5 試驗(yàn)臺(tái)承載框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 78
5.1機(jī)架設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和要求 78
5.1.1 機(jī)架設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則 78
5.1.2 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求 78
5.1.3 機(jī)架設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)步驟 79
5.2 承載框架的結(jié)構(gòu)選型與三維建模 79
5.2.1 選擇機(jī)架形式與鋼板材料 79
5.2.2 三維設(shè)計(jì)應(yīng)用的趨勢(shì) 80
5.2.3 選擇三維設(shè)計(jì)軟件的關(guān)鍵考慮因素 81
5.2.4 SolidWorks的功能 81
5.3 承載框架的有限元分析 82
6 結(jié) 論 89
參考文獻(xiàn) 90
附 錄 92
附錄Ⅰ 內(nèi)加載系統(tǒng)原理圖與選型 92
附錄Ⅱ 框架單側(cè)承載梁應(yīng)力分布圖 94
附錄Ⅲ 框架單側(cè)承載梁位移分布圖 95
附錄Ⅳ SolidWorks最新版本SolidWorks? 2007概述 96
附錄Ⅴ COSMOS 2007簡(jiǎn)介 99
致 謝 102