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中 國 礦 業(yè) 大 學
本科生畢業(yè)設計
姓 名： 崔 蕾 蕾 學 號： 14030401
學 院： 應用技術學院
專 業(yè)： 機械工程及自動化
設計題目： 磨擦磨損試驗臺得設計
專 題：
指導教師： 舒 鳳 翔 職 稱： 講 師
2007 年 6 月 徐州
中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計任務書
學院 應用技術學院 專業(yè)年級 機自03－9班 學生姓名 崔蕾蕾
任務下達日期: 2007年1月11日
畢業(yè)設計日期: 2007年3月25 日至2007 年6月20日
畢業(yè)設計題目：磨擦磨損試驗臺得設計
畢業(yè)設計專題題目：
畢業(yè)設計主要內(nèi)容和要求：
熟悉1804－2歐洲標準中《磨擦磨損、千斤頂技術條件》部分的內(nèi)容和我國磨擦磨損試驗相關標準，總結(jié)磨擦磨損的檢驗項目和檢驗方法，據(jù)其設計一臺磨擦磨損性能試驗臺的結(jié)構(gòu)，要求該試驗臺能夠完成工作阻力不低于8000kN的磨擦磨損的檢驗。重點設計試驗臺外加載系統(tǒng)與承載框架，關鍵部分詳細計算。
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進行三維建模，用有限元分析工具進行應力分析。
按照《中國礦業(yè)大學本科生畢業(yè)設計撰寫規(guī)范》整理計算說明書，總字數(shù)不少于35000字。
院長簽字： 指導教師簽字：
中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計指導教師評閱書
指導教師評語（①基礎理論及基本技能的掌握；②獨立解決實際問題的能力；③研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：
成 績： 指導教師簽字：
年 月 日 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書
評閱教師評語（①選題的意義；②基礎理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學知識解決實際問題的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：
成 績： 評閱教師簽字：
年 月 日
中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書
評閱教師評語（①選題的意義；②基礎理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學知識解決實際問題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：
成 績： 評閱教師簽字：
年 月 日
中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計答辯及綜合成績
答 辯 情 況
提 出 問 題
回 答 問 題
正 確
基本
正確
有一般性錯誤
有原則性錯誤
沒有
回答
答辯委員會評語及建議成績：
答辯委員會主任簽字：
年 月 日
學院領導小組綜合評定成績：
學院領導小組負責人：
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設備,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系到礦井生產(chǎn)的正?；凸と说纳踩?
隨著我國煤炭工業(yè)的不斷發(fā)展，國家對安全生產(chǎn)治理力度的加大，對礦用機電設備的檢測技術提出了更高的要求。磨擦磨損性能檢測試驗臺是進行磨擦磨損質(zhì)量檢測的必要設備,是磨擦磨損質(zhì)量監(jiān)控的保障。
本文設計的磨擦磨損試驗臺能夠兼容歐洲標準和國家標準，能夠檢測單根工作阻力達8500kN的磨擦磨損的性能。本文介紹了磨擦磨損性能檢測的方法、試驗臺的組成、原理，設計了加載系統(tǒng)和承載框架。
本設計的主要內(nèi)容：
1. 詳細設計了外加載系統(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、加載缸導向套等零部件進行了繪圖。
3. 承載框架部分，用SolidWorks 2007進行建模，并借助于SolidWorks 2007的一款有限元分析工具COSMOS進行了應力分析。
關鍵詞：液壓支架磨擦磨損；液壓加載系統(tǒng)；試驗臺；
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 磨擦磨損試驗臺總體結(jié)構(gòu)方案設計 1
1.1 課題研究背景和意義 1
1.2 磨擦磨損試驗臺檢測項目和實驗方法 1
1.3 擬定試驗臺總體結(jié)構(gòu)方案 3
2 外加載液壓系統(tǒng)設計 5
2.1 液壓技術簡介 5
2.1.1 液壓系統(tǒng)概述 5
2.1.2 液壓傳動的優(yōu)點 6
2.1.3 液壓技術的缺點 7
2.2 液壓加載系統(tǒng)工況分析及設計要求 7
2.3 液壓加載系統(tǒng)方案設計 8
2.3.1 選擇液壓動力源 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 液壓回路設計 9
2.3.5 選定液壓油類型 11
2.3.6 系統(tǒng)壓力、流量的調(diào)定和測量 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 驗算最小穩(wěn)定速度 15
2.5.4 活塞桿穩(wěn)定性驗算 16
2.6 計算系統(tǒng)壓力 17
2.6.1 計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 計算系統(tǒng)各工況的流量 18
2.8 液壓泵的參數(shù)計算與型號選擇 19
2.8.1 計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機的選擇 24
2.9.1 計算液壓泵各工況的輸出功率 24
2.9.2 選擇電動機型號 25
2.10 液壓元件的選擇 26
2.10.1 液壓閥類元件的選擇 26
2.10.2 過濾器的選擇 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 液壓油箱容積的計算 34
2.11 外加載液壓系統(tǒng)的驗算 34
2.11.1 系統(tǒng)的壓力損失驗算 35
2.11.2 系統(tǒng)的發(fā)熱溫升驗算 37
2.12 油箱的設計 38
2.12.1 油箱設計要點 39
2.12.2 確定油箱的外形尺寸 40
2.12.3 油箱的結(jié)構(gòu)設計 42
2.13 泵站結(jié)構(gòu)布置設計 42
2.13.1 液壓泵站結(jié)構(gòu)設計的注意事項 42
2.13.2 選擇液壓泵站安裝方式 43
2.13.3 電動機與液壓泵的聯(lián)接方式 43
2.13.4 液壓泵站布置方案 44
3 外加載液壓缸設計 45
3.1 液壓缸的類型及其特點 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 缸筒壁厚的驗算 48
3.3.5 缸蓋厚度的計算 50
3.4 缸體長度的確定 51
3.5 活塞的最小導向長度H的確定 52
3.6 導向套尺寸配置 52
3.6.1 導向套受力分析 52
3.6.2 導向套尺寸與加工要求 54
3.7 液壓缸油口直徑的計算 55
3.8 活塞桿組件的尺寸計算 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 密封裝置類型選擇 59
3.9.2 密封圈材料的選擇 64
3.10 液壓缸設計注意的問題 64
4 增壓液壓缸設計 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 大缸筒壁厚的驗算 71
4.4 增壓缸小缸筒的計算 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 小缸筒壁厚的驗算 75
4.5 缸體長度的確定 76
4.6 活塞的最小導向長度H的確定 77
5 試驗臺承載框架結(jié)構(gòu)設計 78
5.1機架設計的準則和要求 78
5.1.1 機架設計的準則 78
5.1.2 機架設計的一般要求 78
5.1.3 機架設計的傳統(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 選擇機架形式與鋼板材料 79
5.2.2 三維設計應用的趨勢 80
5.2.3 選擇三維設計軟件的關鍵考慮因素 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 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簡介 99
致 謝 102