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1 煤礦液壓鉆機(jī)試驗(yàn)臺(tái) 中文摘要 本設(shè)計(jì)是為了滿足普通煤礦用液壓鉆機(jī)出廠時(shí)進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)而制作 用于檢測(cè)出廠鉆機(jī)的動(dòng)力頭實(shí)際輸出功率以及實(shí)際的工作效率 本設(shè)計(jì)中 采用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀進(jìn)行測(cè)量 由于所測(cè)量的鉆機(jī)為低速大扭矩液壓馬達(dá) 轉(zhuǎn) 速太低 所以其驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力不夠 因此 本設(shè)計(jì)專門為其設(shè)計(jì)了一個(gè)增 速裝置 用來(lái)提高其對(duì)所驅(qū)動(dòng)液壓的輸入轉(zhuǎn)速 由于轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀不能承受 軸向力 因此本設(shè)計(jì)將增速器固定 使其承受所有的軸向力 其他裝置也 固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上 本裝置采用節(jié)流閥調(diào)速加載 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 輸出系統(tǒng)采用 8255 并行接口電路連接打印機(jī) 可直接打印數(shù)據(jù) 關(guān)鍵詞 煤礦 鉆機(jī) 液壓試驗(yàn)臺(tái) 2 Experiment the set of The coal mine liquid presses to drill the machine Abstract This design is for satisfying the common coal mine to press to drill the hour of a factory of machine to carry on the parameter examination but create with the liquid Used for an actual exportation power of motive and actual work efficiencies that examines a factory to drill the machine In the origin designs because of measure of drill the machine as low speed to twist the liquid to press the motor greatly become soon too low so it drives the ability of load not enough therefore this design designs an increase to equip soon for it exclusively using to raise it to turn to the importation that the liquid drive press soon Turn and turn the instrument and can t bear the stalk toward dint soon so this design will increase soon the machine fix make it bear all stalks toward dint other devices are also fixed on the experiment pedestal The origin equips the adoption to reduce expenses the valve to adjust to add to carry soon the structure is simple operation convenience Output the system adopt 8255 abreast pick up a people electric circuit conjunction printer can print the data directly Keyword coal mine liquid presses to drill the machine 3 目錄 前 言 1 第一章 液壓加載系統(tǒng)原理設(shè)計(jì) 1 1 1 原理圖 1 1 2 液壓元件的選擇 1 1 2 1 泵的選擇 1 1 2 2 選擇電動(dòng)機(jī) 1 1 2 3 選擇液壓缸 1 1 2 4 液壓輔助元件的選擇 2 第二章 傳感器的選擇 6 2 1 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀的工作原理 6 2 1 1 轉(zhuǎn)局測(cè)量的原理 6 2 1 2 轉(zhuǎn)速測(cè)量的原理 6 2 2 信號(hào)輸出 6 2 3 轉(zhuǎn)矩輸出 6 2 4 轉(zhuǎn)速輸出 6 2 5 安全使用注意 7 第三章 增速器的設(shè)計(jì) 8 3 1 分配傳動(dòng)比 8 3 2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 8 3 3 高速級(jí) 9 3 3 1 選定齒輪類型 精度等級(jí)及材料 齒數(shù) 9 3 3 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9 3 3 3 按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 11 3 3 4 幾何尺寸計(jì)算 12 3 3 5 驗(yàn)算 12 3 4 低速極 12 3 4 1 選齒型 精度等級(jí) 材料及齒數(shù) 12 4 3 4 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 12 3 4 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 14 3 4 4 幾何尺寸計(jì)算 15 3 4 5 驗(yàn)算 15 3 5 軸系零件的設(shè)計(jì) 15 3 5 1 軸徑的初步確定 15 3 5 2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3 5 3 軸承的校核計(jì)算 23 第四章 輸出部分的設(shè)計(jì) 25 4 1 程序及注釋 25 結(jié)論 27 致謝 28 參考文獻(xiàn) 29 附錄 附錄 A 外文原文 附錄 B 外文翻譯 附錄 C 綜述 附錄 D 調(diào)研報(bào)告 附錄 E 試驗(yàn)臺(tái)裝配圖及其各主要零部件圖 5 前 言 煤礦坑道鉆機(jī)出廠時(shí)都要進(jìn)行性能檢測(cè)這道必不可少的工序 下文所設(shè)計(jì) 的煤礦液壓鉆機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)就是專門從事這一方面檢測(cè)的裝置 這為新型鉆機(jī)的研 制 定型以及鉆機(jī)質(zhì)量的提高 提供了先進(jìn)的保障手段 并且為煤礦坑道鉆機(jī) 標(biāo)準(zhǔn)的制定 修改提供了可靠的依據(jù) 對(duì)于此類裝置煤炭科學(xué)研究總院西安分院研制的煤礦坑道鉆機(jī)性能試驗(yàn)臺(tái) 已經(jīng)進(jìn)過(guò)了 2a 多的運(yùn)行 在逐步改進(jìn)完善的過(guò)程中 現(xiàn)已累計(jì)檢測(cè)各型鉆機(jī) 200 余臺(tái) 測(cè)試數(shù)據(jù)可靠 準(zhǔn)確 本設(shè)計(jì)相對(duì)于西安分院研制的試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)單 本設(shè)計(jì)采用節(jié)流閥加載 并聯(lián)一溢流閥作為保護(hù) 但是考慮到所測(cè)試的是低轉(zhuǎn) 速大扭矩馬達(dá) 因此需要在馬達(dá)和加載泵之間進(jìn)行變速 這里在兩者之間加了 一個(gè)增速器 使馬達(dá)的轉(zhuǎn)速在到達(dá)加載泵時(shí)到達(dá)所需要的速度 另外這里采用 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀進(jìn)行測(cè)量 為了使其不受軸向力 所以將其放在減速器后 使軸向 力被固定的減速器所抵消 但讀取數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 以上就是本設(shè)計(jì)的大體內(nèi)容 下文便是本設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容以及具體步驟 6 第一章 液壓加載系統(tǒng)原理設(shè)計(jì) 1 1 原理圖 見(jiàn)附件圖紙 1 2 液壓元件的選擇 4 1 2 1 泵的選擇 因?yàn)樽畲笈ぞ?Tmax 2000N 取馬達(dá)的機(jī)械效率為 m 93 根據(jù) V 2 Tmax p m 最大排量 V rL 54 0 931256 根據(jù) A Fmax p m 最大流量 A 2780m 根據(jù)工況條件確定采用齒輪泵 其最高壓力為 25Mp 取壓力損失為 P1 0 3Mp 根據(jù)液壓泵最高供油壓力 Pp P1 P1 則 Pp 25Mp 0 3Mp 25 3Mp 根據(jù)最大流量 Qmax Vmax nmax 0 54 350 189 1L min 液壓泵的最大供油量 Qp Kqmax 1 2 189 1 226 9L min 故選用 CBY3100 齒輪泵 其驅(qū)動(dòng)功率為 73 1KW 額定轉(zhuǎn)速 2000r min 最大壓力為 25Mp 排量為 100 7ml min 1 2 2 選擇電動(dòng)機(jī) 根據(jù)泵的樣本參數(shù) 其驅(qū)動(dòng)功率為 73 1KW 故選用電動(dòng)機(jī) Y280S 4 額定功率為 75KW 滿載轉(zhuǎn)速 1480r min 額定轉(zhuǎn)速 1 9N m 最大轉(zhuǎn)矩為 2 2N m 1 2 3 選擇液壓缸 1 2 3 1 缸的內(nèi)徑計(jì)算 根據(jù) A F max p m 0 00083mm 2 8 33cm 26 091256 無(wú)活塞桿側(cè) D 32 58mm A4 7 有活塞桿側(cè) 初步取活塞桿直徑 d D31 D 6 01492 pF D2 269 305 D 32 78mm 所以確定缸的內(nèi)徑為 D 32 78mm 圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為 40mm 1 2 3 2 缸筒的厚度 1 取材料為 35 號(hào)碳素鋼 B 520Mp 104Mp s 310Mp5B D 0 08 0 3 6 09mmmax3 2PD 253104 2 所以外徑為 D1 40 6 09 2 52 18mm 圓整為 60mm 2 缸筒厚度的驗(yàn)算 額定工作壓力應(yīng)低于一定極限值 Pn 0 35 53 6Mp 最大壓力為 25Mp 所以滿足條 21s 件 額定工作壓力小于完全塑性變形壓力有一定比例范圍 Pn 0 35 0 42 P pl 其中 Ppl 2 3 s D1 根據(jù) Ppl Mpa57 1048 3 2 Pn 25Mp 965710 所以缸筒大徑為 60mm 1 2 3 3 缸筒低部厚度計(jì)算 缸筒底為平面 430 PD 8 因此 mm492 810543 0 圓整為 9mm 1 2 3 4 活塞桿直徑計(jì)算 由于無(wú)速度比要求 則 d 圓整為 16mmmD3 1 按強(qiáng)度要求校核 l 10d 80mm d 取 s 355Mp n s 1 4 45 號(hào)鋼 41 F 則 253 6Mpsn d m7 60 16 2534 9 按彎曲穩(wěn)定性校核 F F k為穩(wěn)定臨界力 取 l 520mmn 因?yàn)?l 10d 應(yīng)采用彎曲校核 則 m 85 120n2 K AJ04 1664 22 d 所以 30 5 kl n Fk 2lEJn Nd 6 4830 1052 64 810264 105 2343929 所以最大壓力 F 9000 12075 9NNnFk 9 274 83 所以符合條件 因此 活塞桿直徑為 16mm 1 2 3 5 液壓缸進(jìn)出油口尺寸確定 根據(jù)最大流量 Qp 226 9L min 3 78L s 3 78 106mm3 s 9 因?yàn)檫M(jìn)出油口處流速不應(yīng)大于 5m s 5000mm s 所以 得 AsmAqp 50 2 36756 50178 3ms 所以 得2 2764d d0 4 所以查 GB2878 81 取 M42 2 中徑 40 701mm 小徑 39 835mm 1 2 4 液壓輔助元件的選擇 1 2 4 1 油管的選擇 油管的內(nèi)徑 d 2 q 為通過(guò)油管流量 v 為油管中的允許流速 m s 壓油管道 d 2 圓整為 40mmm7 326075 189 吸油管道 d 圓整為 80mm 2 回油管道 d 2 圓整為 40mm 7 326075 189m 管子壁厚計(jì)算 取冷加工 軟 R 鋼管 牌號(hào) 45Mpnb1574628 根據(jù)管子壁厚 2 pd 壓油 外徑 D 50mm 查得壁厚為 5mmm6 1573 吸油 外徑 D 90mm 查得壁厚為 10mm92 回油 外徑 D 50mm 查得壁厚為 5mm 按 JB T971 1977 選用焊接直角管接頭 按 JB T966 1977 選用管接頭 1 2 4 2 油箱的選擇 V Q p 2300 100 7 231610mm2 0 232m3 取經(jīng)驗(yàn)系數(shù) V 6 0 232m 3 1 38m36 10 所以油箱容積為 1 38m3 選用 AB40 33 01500B1ST 油箱 1 2 4 3 過(guò)濾器 選用 QUQ2 型過(guò)濾器 空氣過(guò)濾度 40 空氣流量 2 5 空氣阻力 0 02 加油網(wǎng)孔 0 5 1 2 4 4 溫度顯示計(jì) 采用雙金屬溫度計(jì) WS 70 1 2 4 5 閥的選擇 3 溢流閥選用 DT 01 22 最大流量 2L min 最大工作壓力為 25Mpa 調(diào)速范圍 0 5 2 5Mpa 節(jié)流閥選用 F SRG 10 50 最高壓力為 25Mpa 額定流量 230L min 11 第二章 傳感器的選擇 5 2 1 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀的工作原理 2 1 1 轉(zhuǎn)矩測(cè)量原理 轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測(cè)敏感元件是電阻應(yīng)變橋 將專用的測(cè)扭矩應(yīng)變片用應(yīng) 變膠粘貼在被測(cè)彈性軸上以組成應(yīng)變電橋 只要向應(yīng)變電橋提供電源即可測(cè) 得該彈性軸收扭的電信號(hào) 然后將應(yīng)變信號(hào)放大 再經(jīng)過(guò)壓 頻轉(zhuǎn)換變成與 扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào) 傳感器的能源輸入及信號(hào)輸出是由兩組帶間隙的 特殊環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器承擔(dān)的 因此可實(shí)現(xiàn)能源及信號(hào)的無(wú)接觸傳遞 2 1 2 轉(zhuǎn)速測(cè)量原理 轉(zhuǎn)矩傳感器在旋轉(zhuǎn)軸上安裝著 60 條齒縫的測(cè)速輪 在傳感器外殼上安裝 的一只由發(fā)光二極管及光敏三極管組成的槽形光電開(kāi)關(guān)架 測(cè)速輪的每一個(gè) 齒將發(fā)光二極管的光線遮擋住時(shí) 光敏三極管就輸出一個(gè)高電平 當(dāng)光線通 過(guò)齒逢射到光敏管的窗口時(shí) 光敏管就輸出一個(gè)低電平 旋轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一圈就 可以得到 60 個(gè)脈沖 因此 每秒鐘檢測(cè)到的脈沖數(shù)恰好等于每分鐘的轉(zhuǎn)速 值 2 2 信號(hào)輸出 零轉(zhuǎn)矩 10kHz 50Hz 正向旋轉(zhuǎn)滿量程 15kHz 50Hz 反向旋轉(zhuǎn)滿量程 5kHz 50Hz 信號(hào)幅值 0 8V 負(fù)載電流 40mA 2 3 轉(zhuǎn)矩的輸出 轉(zhuǎn)矩的測(cè)量計(jì)算公式 正向轉(zhuǎn)矩輸出值為 Mp N f f0 fp f0 反向轉(zhuǎn)矩輸出值為 Mr N f0 f f0 fr 上式中 Mp 正向轉(zhuǎn)矩 Mr 反向轉(zhuǎn)矩 N 轉(zhuǎn)矩滿量程 fp 正向滿量程 輸出頻率值 kHz fr 反向滿量程輸出頻率值 kHz f 實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)矩輸出頻率 12 值 2 4 轉(zhuǎn)速輸出 轉(zhuǎn)速 N 60f z 式中 N 為轉(zhuǎn)速 r min f 為實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速輸出頻率 kHz Z 為傳感器測(cè)速 齒數(shù) 這里 z 取 60 2 5 安裝使用注意 1 應(yīng)使用兩組聯(lián)軸器將傳感器安裝在動(dòng)力源和負(fù)載之間 2 建議使用撓性 彈性或方向聯(lián)軸器 以保證同心度小于 0 1 3 動(dòng)力及負(fù)載必須固定牢以避免振動(dòng) 4 應(yīng)將傳感器的基座與設(shè)備的基座固定好 中心高度調(diào)節(jié)合適 并應(yīng)避免 產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)矩 13 第三章 增速器的設(shè)計(jì) 3 1 分配傳動(dòng)比 8 總的傳動(dòng)比為 i 減 2300 350 6 571 高速級(jí)傳動(dòng)比 i 1 98 2571 635 減i 低速級(jí)傳動(dòng)比 i 2 20 98 761i減 3 1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 8 0 軸即泵軸 P 0 kwpQ78 59 06123 3 NmnT r17 35 9i00 1 軸即高速軸 NmnPTr kw6 35209 845 9i 2392 84 110011 聯(lián) 軸 器 2 軸即中間軸 NmnPTri kw63 978 15 9 in 82301 79 022112 齒承 14 3 軸即低速軸 NmnPTri kw6 2075 9in 358 19 33233 承齒 4 軸即馬達(dá)軸 NmnPTrkw20315 9i 45 79 4434 聯(lián)承 3 2 高速級(jí) 11 3 3 1 選定齒輪類型 精度等級(jí)及材料 齒數(shù) 1 傳動(dòng)方安如圖 選用直齒圓柱齒輪 2 選用 7 級(jí)齒輪精度 3 材料 選擇小齒輪材料為 40Cr 調(diào)質(zhì) 280HBS 大齒輪材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì) 240HBS 4 選小齒輪 Z1 24 大齒輪齒數(shù)為 24 2 98 71 52 取 Z2 72 3 3 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由計(jì)算公式 dtHEt TKud 1 21 3 2 1 確定載荷系數(shù) Kt 1 3 2 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 T 1 352 6Nm 3 選取齒寬系數(shù) d 1 4 查得材料的彈性影響系數(shù) ZE 189 8Mpa1 2 5 查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 Hlim1 600Mpa 大齒輪接觸強(qiáng)度極限 Hlim2 550Mpa 6 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 992 911057 6 04 10624 10382 3 NjLnh 7 查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1 0 88 K HN2 0 93 15 8 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù) S 1 MpasK paHLIMNH 5 15093 2868 221lim1 代入公式 mZuTKdHEdtt 35 819 25 186 32 1 2 132 1 9 計(jì)算圓速度 v smndvt 792 6035 81601 10 計(jì)算齒寬 b dbt 35 81 1 11 計(jì)算齒寬與齒高比 b n 模數(shù) mzmtt 38 24 1 齒高 h6752 063 7 8 b 12 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v 9 792m s 7 級(jí)精度 查得 Kv 1 175 直齒 假定 KAFt b 100N m 查得 11 FHK 查得使用系數(shù) KA 1 25 由 7 級(jí)齒輪 小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱得 bdH 3210 6 01 8 2 代入得 427 15 8 3 HK 16 由 b h 10 67 35 1 427 1 FHKK查 得 84 27 VA 13 按實(shí)際載荷系數(shù)校正后分度圓直徑 mdtt 913 84 135 31 14 計(jì)算模數(shù) Zm 2 4 9 1 3 3 3 按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 31 FSadYZKT 3 3 3 1 確定公式內(nèi)的各值 查得 小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度MpFE501 極限 Pa382 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 8 0 5 21 FNFNK 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S 1 4 MpasKFENF 86 234 108 7 2211 計(jì)算載荷系數(shù) K 74 15 7 FvA 齒形系數(shù) 查得 24 65 21 FaFaY 查取應(yīng)力校正系數(shù) 73 8 21 SaSaY 計(jì)算大小齒輪的 并 比 較1 FY 0164 8 23754 0379 5 3862 21 FsaFsa YY 大齒輪數(shù)值較大 17 3 3 3 2 計(jì)算 mm27 341657 206 32 取 m 4mm 則分度圓直徑 d1 81 35mm 213 045 81 ZZ取 大齒輪齒數(shù) 6358 9 12 u 3 3 4 幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算分度圓 mZd2546321 中心距 a168 8 1 齒寬 bd 取 B2 84mm B 1 90mm 3 3 5 驗(yàn)算 合 適mNbKFd TAtt 10 94 823512 8356 3 4 低速級(jí) 11 3 4 1 選齒型 精度等級(jí) 材料及齒數(shù) 1 用直齒齒輪 精度 7 級(jí) 2 小齒輪用 40Cr 硬度 280HBS 大齒輪用 45 鋼 調(diào)質(zhì) 硬度 240HBS 3 選小齒輪齒數(shù) Z1 24 大齒輪齒數(shù) Z2 2 205 24 52 62 取 Z2 53 3 4 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 31 21 2dtHEt TKud 3 4 2 1 確定公式內(nèi)的數(shù)值 1 試選載荷系數(shù) Kt 1 3 18 2 計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 T1 978 63Nm 3 選取齒寬系數(shù) d 1 4 材料彈性影響系數(shù) ZE 189 8Mpa1 2 5 小齒輪的接觸疲勞壽命極限 601limMpaH 大齒輪的接觸疲勞壽命極限 52li 6 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 992 91 1025 0 102 38 76 NnjLh 7 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 3 2HNHNK 8 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù) S 1 MpaSK paHNH 5 15093 46 2lim21li1 3 4 2 2 計(jì)算 1 試算小齒輪分度圓直徑 d1t 代入 H 較小值 muZTKdHEdtt 04 1725 316978 51832 1 32 2211 2 計(jì)算圓周速度 smndvt 94 5106874 106 3 計(jì)算齒寬 dbt 47 1 4 計(jì)算齒寬與齒高之比 b h 模數(shù) mzmtt 127 6 0 1 齒高 ht 85352 19 67 1085 3 04 17 hb 5 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v 5 94m s 7 級(jí)精度 查得 Kv 1 15 直齒輪 假設(shè) 2 1 10 FHtA KmNbFK查 得 查得 A 查得 7 級(jí)精度 小齒輪非對(duì)稱 615 04 1723 01 6 0 8 2 3 bdH 由 b h 10 67 56 5 FHKK查 得 29 11 vA 6 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 mKdtt 759 047 31 7 計(jì)算模數(shù) m z3 2 5 1 3 4 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 321 FSadYZKT 3 4 3 1 確定公式內(nèi)的數(shù)值 1 查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪彎曲極限 501MpaFE MpaFE3802 2 查得彎曲壽命疲勞系數(shù) 8 21FNFNK 3 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S 1 4 MpasKFENF 86 234 108 57 52211 20 4 計(jì)算載荷系數(shù) K 09 2456 1 FvAK 5 查得齒形系數(shù) 308 2 65 1FaFaY 6 查得應(yīng)力校正系數(shù) 79 8 1 SaSa 7 大小齒輪的 比 較 FAY 0165 8 23790 5 1621 FSaFY 大齒輪大 3 4 3 2 計(jì)算 mm83 424106 9780 0165 3 取 m 5mm 按接觸強(qiáng)度算得分度圓直徑 d1 147 04mm 小齒輪齒數(shù)為 3008 95 71 ZdZ 取 大齒輪齒數(shù)為 6715 632 212 u 取 3 4 4 幾何尺寸計(jì)算 1 分度圓直徑 mZd3567021 2 中心距 圓整為 243mm a5 24 1 3 計(jì)算齒輪寬度 bd10 取 B2 150mm B 1 155mm 3 4 5 驗(yàn)算 21 NdTFt 67 1304856 97821 合 適 034mbKtA 3 5 軸系零件的設(shè)計(jì) 3 5 1 軸徑的初步確定 2 01953TTdnPW 高速軸 1 軸 取 40Cr 為軸材料 MpaT50 P1 84 92KW n 1 2300r min md79 325023 09843 中間軸 2 軸 取 40Cr 為軸材料 25 108 4 ApaT mnPAd rKw6 508 7192 0in 1 793302 低速軸 3 軸 取 40Cr 為軸材料 25 108 4 AMpaT mnPAd rKw05 639 725 108in 96 730 3 5 2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 3 5 2 1 高速軸 1 軸 使用 30210 圓錐滾子軸承 T 21 75mm a 20mm 取 d1 40mm 22 50 56 50 46 40 圖 1 高速軸結(jié)構(gòu)圖 1 力的計(jì)算 FNV1 FNH1 Ft Fr FNV2 FNH2 FNV1 Fr FNV2 67 85 229 85 圖 2 高速軸受力分析圖 圖 3 V 平面高速軸受力 圖 Fr NdT6 05 1084652tan231 Ft 9 31 NFFFNVrNV 41 69085 67 85 67 29 2 NVr 3541 9311 23 FNH1 Ft FNH2 圖 4 H 平面高速軸受力分析圖 NFFNtNH NHt 82 6419 12 8353067 85 29 11 2 彎扭校核 MV MH M 2 073 105Nmm 5 696 105Nmm 6 062 105Nmm 3 526 105Nmm T 圖 5 高速軸彎扭圖 根據(jù)第三強(qiáng)度理論 合 適 7056 3 0 16 22 MpaTWMTca 3 5 2 2 中間軸 使用 30211 圓錐滾子軸承 T 22 75mm d 55mm D 100mm a 21mm 24 756555 65 55 圖 6 中間軸結(jié)構(gòu)圖 FNV1 FNH1 Fr Ft Fr2 Ft2 FNV2 FNH2 圖 7 中間軸受力分析圖 1 力的計(jì)算 NdTFdNTFtrtr 4 130856 9726 79 tan5 842356 9725 163 01tan11232 25 FNV1 Fr2 FNV2 Fr1 99 25 162 5 66 75 圖 8 V 平面中間軸受力分析圖 NFF NNVrNVrNV NVrr5 28 4 25925 9 916 5 916275 11 12 99 25 162 5 66 75 FNH1 Ft1 Ft2 FNH2 圖 9 H 平面中間軸受力分析圖 NNNNttNH H187090 06 71325 4375 26 584 321 2 2 彎扭校核 26 MV MH M T 286 09Nm 17 314Nm 1804 2Nm 47 6Nm 1826 7Nm 50 65Nm 978 63Nm 圖 10 中間軸彎扭圖 根據(jù)第三強(qiáng)度理論 合 適 87 69 065 1 82397 2MpaWTca 3 5 2 3 低速軸 使用 30214 圓錐滾子軸承 T 26 25mm a 25 8mm d 70mm 27 70 74 84 80 70 66 60 圖 11 低速軸結(jié)構(gòu)圖 FNV1 FNH1 Ft1 Fr1 FNV2 FNH2 97 95 194 95 圖 12 低速軸受力分析圖 力的計(jì)算 FNV1 Fr1 FNV2 97 95mm 194 95mm 圖 13 V 平面低速軸的受力分析圖 28 NFF NFdTFNVNVrNV Vtr 85 29640 65 148907 95 14 7 336 25 40 7tan121 221 Ft1 194395mm FNH2FNH1 97 95mm 圖 14 H 平面低速軸受力分析圖 NFF NFNtNHHt76 823594 1379 9 145 7 121 2 2 彎扭校核 29 T M MH MV 290 4Nm 806 69Nm 857 37Nm 2072 6Nm 圖 15 低速軸彎扭圖 根據(jù)第三強(qiáng)度理論 MpaWTMca 703 074 16 23 8532222 所以合適 3 5 3 軸承的校核計(jì)算 11 因?yàn)榈退佥S要承受軸向力 所以在此只校核低速軸 低速軸 選取 30214 的圓錐滾子軸承 C 132KN C 0 175KN 受力分析如圖 Fr1 Ft1 Fd1F d2 圖 16 低速軸軸承受力分析圖 30 Fr1 Fr2V Fr1V 圖 17 V 平面受力圖 Ft1 Fr2H Fr1H 圖 18 H 平面受力圖 3 5 3 1 力的計(jì)算 NFNFNVrHrrvrHvrtr 18 753946 8235 137 971852964 4 5 713 2221121 3 5 3 2 求兩軸承的計(jì)算軸向力 Fa1 和 Fa2 查得 為 Fa Fr e 的值Yrd 得 Y 1 4 e 0 42 31 NFYdaerd68 1570 4 23 68 1570 94 121 因?yàn)?er 3 941 Fra 8 1 87526 所以 0 4 0122YXYX 則 NxfParp 9 437 9 111 NFr 87 204 12685222 所以取 P 2 Pmax 20477 87N 所以 hh LPCnL 43 106max6 287 243501 01 所以軸承合適 32 第四章 輸出部分的設(shè)計(jì) 10 4 1 接線圖見(jiàn)附錄 4 1 1 程序及注解 CODE SEGMENT ASSUME CS CODE MAIN MOV AL 83H 設(shè)置方式選擇控制字 OUT 9EH AL MOV AL 0DH 設(shè)置置位 復(fù)位控制字 使 PC6 1 即打印機(jī)選 通無(wú)效 OUT 9EH AL MOV AL 09H 設(shè)置置位 復(fù)位控制字 使 PC4 1 即紙帶機(jī)啟動(dòng) 無(wú)效 OUT 9EH AL CALL LPST 調(diào)用打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 CALL RDST 調(diào)用紙帶機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 LPST PROC LPST1 IN AL 9CH AND AL 04H 判斷 BUSY PC 2 0 JNZ LPST1 否 繼續(xù)查詢 MOV AL CL BUSY PC 2 0 打印機(jī)準(zhǔn)備就 緒 OUT 98H AL 輸出 CL MOV AL 0CH OUT 9EH AL INC AL OUT 9EH AL 在 PC6 引腳上輸出負(fù)脈沖 選通打印 機(jī) RET 33 LPST ENDP 紙帶機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 RDST PROC MOV AL 08H PC 4 0 啟動(dòng)紙帶機(jī) OUT 9EH AL LP IN AL 9CH AND AL 01H 判斷 PC0 1 JZ LP PC 0 0 繼續(xù)查詢 IN AL 9AH PC 0 1 紙帶機(jī)準(zhǔn)備就緒 MOV CH AL 輸入到 CH MOV AL 09H OUT 9EH AL 暫停紙帶讀入機(jī) RET RDST ENDP CODE ENDS END MAIN 34 結(jié) 論 本液壓鉆機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)可應(yīng)用于測(cè)量出廠鉆機(jī)的功率 效率以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速 對(duì) 于測(cè)量結(jié)果可以直接打印 加載方法簡(jiǎn)單易行 數(shù)據(jù)可靠 不足之處在于數(shù)據(jù)不可儲(chǔ)存 不便于比較 輸出數(shù)據(jù)還需要處理 不能直 接使用 35 致 謝 為期 3 個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于結(jié)束了 經(jīng)過(guò)這一段時(shí)間設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí) 鍛煉了 我的自學(xué)能力和文獻(xiàn)查找能力 同時(shí)也把我在這四年中所學(xué)到的知識(shí)融會(huì)貫通 充分訓(xùn)練了我的綜合運(yùn)用能力 在這 3 個(gè)月的設(shè)計(jì)過(guò)程中 指導(dǎo)老師凌智勇老師給與了我極大的幫助 從 課題的入手 方案的確定到最終設(shè)計(jì)的完成 凌老師總是在我遇到困難時(shí)給與 我 知識(shí)上的幫助和精神上的鼓勵(lì) 在答疑時(shí) 他總是不厭其煩得耐心給我解釋 以 便讓使我充分吃透課題的含義 凌老師還放棄休息時(shí)間 定期的指導(dǎo)我們 為 我 們的設(shè)計(jì)提出了很多寶貴的建議 使我們順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì) 當(dāng)然還要感謝參考文獻(xiàn)的作者們 沒(méi)有他們所寫(xiě)的參考資料 我是無(wú)法合 理選擇元件以及合理安排設(shè)計(jì)步驟和計(jì)算過(guò)程 感謝他們給與的無(wú)私貢獻(xiàn) 最后 我還要感謝學(xué)院能給我這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì) 給了我這次自我鍛煉的機(jī) 會(huì) 使我的設(shè)計(jì)能力有了一定的提高 也培養(yǎng)了自學(xué)能力 當(dāng)然還要感謝四年 來(lái) 培養(yǎng)我的老師們沒(méi)有他們的悉心教導(dǎo) 我也不會(huì)有今天的成績(jī) 作為一個(gè)即將 踏 上社會(huì)的畢業(yè)生 我再次感謝學(xué)校 感謝每個(gè)教導(dǎo)和幫助過(guò)我的人 我將在以 后 的學(xué)習(xí)工作生活中牢記你們對(duì)我的教誨 積極向上 做個(gè)對(duì)社會(huì)有用的人 36 參考文獻(xiàn) 1 張宏鈞 姚克 殷新勝 鉆進(jìn)工藝試驗(yàn)臺(tái)的建設(shè) 金屬礦山 2004 9 2 劉鳳琴 范國(guó)強(qiáng) 煤礦坑道鉆機(jī)性能檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái) 煤田地質(zhì)與勘探 2003 31 5 3 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 第四版 第四卷 4 張利平 鄧鐘明 液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 5 彭忍社 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器及其在鉆機(jī)功率測(cè)試中的應(yīng)用 探礦工程 1994 1 6 西北工業(yè)大學(xué)工程制圖教研室 畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖 陜西科學(xué)技術(shù)出版社 1998 修訂本 7 方昌林 液壓 氣壓傳動(dòng)與控制 機(jī)械工業(yè)出版社 8 王大康 王之櫟 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 9 申永勝 機(jī)械原理教程 清華大學(xué)出版社 10 許立梓 何小敏 陳瑋 高明琴 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社 11 濮良貴 紀(jì)名剛 機(jī)械設(shè)計(jì) 第 7 版 高等教育出版社 12 甘永立 幾何量公差與檢測(cè) 第六版 上?？茖W(xué)出版社 13 F Laugere G W Lubking A Berthold J Bestwishes astenmeijer M J Vellekoop Downscaling aspects of a conductivity detector for application in on chip capillary elactrophoresis Sens Actuators A92 2001 109 114 14 D Kaniansky V Zelenska M Masar F Ivanyi S Gazdikova Contactless conductivity detection in capillary zone electrophoresis J Chromatogr A 844 1999 349 359 37