畢業(yè)論文-斗輪取料機(jī)

xxxx大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：斗輪取料機(jī)摘要斗輪堆取料機(jī)，是指一種用于大型干散貨堆場(chǎng)的既能堆料又能取料的連續(xù)輸送的高效裝卸機(jī)械。由可俯仰和水平擺動(dòng)的膠帶輸送臂及其前端的斗輪、機(jī)架、運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成，膠帶可雙向運(yùn)行，取料時(shí)由斗輪取料經(jīng)輸送臂送出，堆料時(shí)則由主輸送機(jī)運(yùn)來的貨物經(jīng)由輸送臂投向堆場(chǎng)。此次設(shè)計(jì)的斗輪取料機(jī)有堆料和取料兩種作業(yè)方式。堆料由帶式輸送機(jī)運(yùn)來的散料經(jīng)尾車卸至臂架上的帶式輸送機(jī)，從臂架前端拋卸至料場(chǎng)。通過整機(jī)的運(yùn)行，臂架的回轉(zhuǎn)、俯仰可使料堆形成梯形斷面的整齊形狀。取料是通過臂架回轉(zhuǎn)和斗輪旋轉(zhuǎn)連續(xù)實(shí)現(xiàn)的。物料經(jīng)卸料板卸至反向運(yùn)行的臂架帶式輸送機(jī)上，再經(jīng)機(jī)器中心處下面的漏斗卸至料場(chǎng)帶式輸送機(jī)運(yùn)走。通過整機(jī)的運(yùn)行，臂架的回轉(zhuǎn)、俯仰，可使斗輪將儲(chǔ)料堆的物料取盡。關(guān)鍵詞：斗輪，帶式輸送機(jī)，俯仰AbstractBucketwheelstackerreclaimerisakindofhigh-efficiencyloadingandunloadingmachinewhichcanbeusedforcontinuoustransportationoflargedrybulkyard.Itiscomposedofabeltconveyingarmthatcanpitchandswinghorizontallyanditsfrontendbucketwheel,frameandrunningmechanism.Thebeltcanrunintwodirections.Whenreclaiming,thematerialispickedupbythebucketwheelandsentoutbytheconveyingarm.Whenstacking,thegoodstransportedbythemainconveyorarethrownintothestorageyardthroughtheconveyingarm.Thebucketwheelreclaimerdesignedinthispaperhastwooperationmodes:stackingandreclaiming.Thebulkmaterialsfromthebeltconveyorareunloadedtothebeltconveyorontheboombythetailtruck,andthendumpedtothestockyardfromthefrontoftheboom.Throughtheoperationofthewholemachine,therotationandpitchingoftheboomcanmakethematerialpileformaregularshapeoftrapezoidalsection.Reclaimingisrealizedcontinuouslybyboomrotationandbucketwheelrotation.Thematerialisdischargedtothereverserunningboombeltconveyorthroughthedischargeplate,andthendischargedtothematerialyardbeltconveyorthroughthefunnelunderthecenterofthemachine.Throughtheoperationofthewholemachineandtherotationandpitchingoftheboom,thebucketwheelcantakeallthematerialsfromthestoragepile.Keywords:Bucketwheel,beltconveyor,pitch目錄TOC\o"1-9"\h\u9350初始設(shè)計(jì)參數(shù)TOC\o"1-9"\h\u 1工藝流程 1一、TOC\o"1-9"\h\u斗輪機(jī)斗輪總體設(shè)計(jì) 頁第一章斗輪機(jī)斗輪總體設(shè)計(jì)1.斗輪機(jī)斗輪的參數(shù)及其確定1.1斗輪外徑D（1）根據(jù)生產(chǎn)能力，既理論生產(chǎn)率來確定--德國的確定方法：Q=Aa*Vc其中Vc是斗輪的切割速度，Aa是月牙形狀切屑截面積Aa=htcosα其中h是切屑高度m=0.5D.T是鏟斗切屑厚度t=0.1D.Q=htVc*cosαQ=0.5D*0.1Dcosα*VcVc取0.133m/s，α=0°時(shí)，煤炭密度為0.85t/m3∴若根據(jù)蘇聯(lián)的統(tǒng)計(jì)和分析，確定經(jīng)驗(yàn)公式為：從經(jīng)濟(jì)角度和實(shí)際角度出發(fā)，綜上可得，其斗輪直徑應(yīng)該?。?）的結(jié)果。1.2斗輪臨界切割速度Vc因?yàn)镕c=2mD/Vc其中Fc是離心力m是鏟斗內(nèi)物料質(zhì)量，Vc是斗輪圓周速度，D是斗輪直徑整理有：其中g(shù)=9.82m/s2轉(zhuǎn)速算得37r/min，既此轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速，不得超過此轉(zhuǎn)速。1.3極限圓周速度Vu的確定Vu=1.28=2.2891.4斗輪的切割速度VcVc=nπD/60此式是國內(nèi)常用的計(jì)算方式轉(zhuǎn)速n=42.4k/9r/min其中k為速度系數(shù)，k取0.35轉(zhuǎn)速為9r/min，則計(jì)算出來Vc=1.5072m/s小于臨界轉(zhuǎn)速。1.5.斗輪Wc、斗數(shù)Z、斗距a的確定Wc=2Vc/DπD=aZZ是斗數(shù)，D是斗輪直徑而斗數(shù)Z=4=7.155個(gè)但是由于便于設(shè)計(jì)和排布，故而選用8個(gè)斗輪。且Qv=60Zqn而n=60Vc/(aZ)∴有Qv=3600qVc/a∴斗距a=1.256m5.卸斗次數(shù)U的確定U=wcZ/2π2S1.6.電機(jī)選用煤料密度為0.85t/m3，故而斗輪滿載時(shí)M=0.85*8*0.0817=0.55556t=555kg而斗輪自身材料選用Q345，自身重量：=7.85t/m3而整個(gè)斗輪在保證安全生產(chǎn)情況下，盡量減輕自身重量，故而其體積取0.1m3，重量為0.8t.整個(gè)斗輪重量滿載時(shí)為:M=555kg+800kg=1355kg∴使斗輪轉(zhuǎn)動(dòng)的最小力矩為：Md=1355*9.82*1.6+33.65=21323.41N’m選取HW系列減速機(jī)：減速比為50，T=426.46822則：由故而電機(jī)選取功率盡量大于63kw考慮到液力耦合器還有減速機(jī)的效率：95%和92%故而電機(jī)選擇使用功率為：P=63/0.95/0.92=74KW所以電機(jī)應(yīng)選取74KW電機(jī)斗輪滿載重量為1.355t，所以視其為圓盤，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：J=1355*0.5*1.62=1734.4kg’m2轉(zhuǎn)速為9r/min，所以減速機(jī)輸出端所需扭矩為：W=2π*9/60=0.942rad/sT=0.942*1734.4=1633.8048減速機(jī)選用：減速機(jī)選用HW系列減速機(jī)，效率為92%，減速比為501.7銷齒傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)：（1）因?yàn)殡姍C(jī)的基本參數(shù)和減速器的基本參數(shù)都已確定則設(shè)備總傳動(dòng)比：i=n/n=1480/9164.44銷齒傳動(dòng)比：i=i/i=164.44/50=3.288銷輪功率：P=P*0.92*0.93*0.96=61.6032KW銷輪軸的轉(zhuǎn)矩：T=974*61.6032/9=6666.488kg’m選用材料及確定許用應(yīng)力銷齒材料采用45鋼，正火處理，167~217HB，按照10r/min查表得[]=108kg/㎡、【】==12.4kg/mm2其中【】為對(duì)稱循環(huán)載荷K為表面狀況系數(shù)K=1.25.[S]為許用安全系數(shù)，此時(shí)取1.5,為疲勞極限此時(shí)取23.22kg/m2齒輪材料采用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，207~255HB，按照10r/min查表得【】=120kg/㎡，【】=14.5kg/㎡選定和確定等參數(shù)?。?1.5，=13，=0.475銷輪齒數(shù)：=I=3.288*13=43銷齒實(shí)際傳動(dòng)比：i’=/=3.33實(shí)際轉(zhuǎn)速：n’=3.288/3.33*9=0.98738*9=8.886rad/min實(shí)際總傳動(dòng)比：i’z=i2*i’=50*3.33=166.5按Z1=13、dp/p=0.475查表的（ha/p）max=0.478.為了保證齒頂不變尖且有一定的厚度，還要保證重合度的值不小于1.1~1.3，則試取ha/p=0.43按照z1=13,ha/p=0.43查表的重合度=1.28在許用范圍內(nèi)，故合格銷齒直徑的確定及強(qiáng)度校核394*=63mmDp=63mm進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核dpFt=T2/r2=T2/z2p/2π=2*0.475*π*6666.5*1000/43*63=7340.7（kg）B=*dp=1.5*63=94.5mm取L=1.6b,則L=1.6*94.5=151.2mm=(kg/mm2)∴=7.6288<[]12.4,故而銷齒彎曲強(qiáng)度足夠進(jìn)行齒輪輪齒彎曲強(qiáng)度校核故齒輪輪齒彎曲強(qiáng)度足夠齒輪幾何尺寸計(jì)算齒輪齒數(shù)：z1=13銷齒齒數(shù)：z2=43銷齒直徑dp=50mm齒距p=dp/0.475=132.6mm齒輪節(jié)圓直徑d1=pz1/π=132.6*13/3.14=549.11mm銷輪齒節(jié)圓直徑d2=pz2/π=1815.85mm齒輪齒根圓角半徑=(0.515~0.52)dp=32.445~32.76取其中=32.55齒輪齒根圓角半徑中心至節(jié)圓距離C=(0.04~0.05)dp=2.52~3.15mm取c=2.8mm齒輪齒頂高h(yuǎn)a=0.43p=0.43*132.6=57.018mm齒輪齒根高h(yuǎn)f=+c=32.55+2.8=35.35mm齒輪全齒高h(yuǎn)=ha+hf=57.018+35.35=92.368mm齒輪齒廓過渡圓弧半徑R=(0.3~0.4)dp=18.9~25.5mm取R=21mm齒輪齒頂圓直徑da1=d1+2ha=549.11+2*57.018=663.146mm齒輪齒根圓直徑df1=d1-2hf=549.11-2*35.35=478.41mm中心距a=1182.48mm齒輪齒寬b=1.5dp=1.5*63=94.5mm銷齒計(jì)算長度L=1.6b=1.6*94.5=151.2mm銷齒中心至夾板邊緣距離l=(1.5~2)*63=94.5~126mm取l=100mm銷輪夾板厚度=（0.25~0.5）dp=15.75~31.5mm取=25mm夾板擠壓強(qiáng)度校核[]=故而夾板擠壓強(qiáng)度足夠法向模數(shù)Mn22齒數(shù)Z1,Z2Z1=13,Z2=43標(biāo)準(zhǔn)壓力角A20°齒頂高系數(shù)Ha*1徑向變?yōu)橄禂?shù)X0齒厚50.5（2）計(jì)算作用在軸上的力根據(jù)前面計(jì)算可知扭矩TT=4.943*107N圓周力Ft=3.84*104N徑向力Fr=Gcos6*6*104N軸向力Fa=6*104*sin6=6.3*103N（2）初步估算軸的直徑選取40Cr鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理計(jì)算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響查表取A=100則dmin=177mm圖3-7斗輪軸的結(jié)構(gòu)圖繪制軸的彎矩圖和扭矩圖水平方向上的力RH1=RH2=1.92×104N垂直方向上的力RV1=RV2=3×104N水平方向上的彎矩MH=363×19.2×103=7×106N·mm垂直方向上的彎矩MV=3×104×363=1.1×107N·mm最大彎矩M=1.3×107N·mm（4）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度當(dāng)量彎矩其中折合系數(shù)Mca=3.2*107Ngmm軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。=685N/，得材料許用應(yīng)力軸的計(jì)算應(yīng)力為70N/mm2由于軸截面有鍵槽故代入計(jì)算得故該軸滿足強(qiáng)度要求（5）計(jì)算危險(xiǎn)截面的工作應(yīng)力取第一個(gè)軸肩面作為危險(xiǎn)面截面彎矩M1=6.27*106N/gmm截面扭矩抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面上彎曲應(yīng)力截面上扭剪應(yīng)力彎曲應(yīng)力幅彎曲平均應(yīng)力扭切應(yīng)力（6）確定材料的機(jī)械性能查表可知40Cr鋼彎曲疲勞極限剪切疲勞極限合金鋼材料的特性系數(shù)，（7）確定綜合影響系數(shù)、軸肩圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)、,根據(jù)，，查表計(jì)算得，配合處綜合影響系數(shù)、，根據(jù)d，，配合H7/r6計(jì)算得=3.8，=2.68尺寸系數(shù)、，根據(jù)圖查得，表面狀況系數(shù)=（8）計(jì)算安全系數(shù)取需要安全系數(shù)故疲勞強(qiáng)度安全。第二章帶式輸送機(jī)的各方面計(jì)算2.1帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)帶式輸送機(jī)與其他散狀物料的一些運(yùn)輸方式相比的話有很多特點(diǎn)：輸送物料種類多樣化輸送的能力范圍廣泛輸送的線路適應(yīng)性很強(qiáng)具有靈活的裝卸料很高的可靠性2.2先進(jìn)行輸送帶的寬度，帶速等參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算QL=3600vA(t/h)=300其中v是物料運(yùn)行的速度m/s，A是被運(yùn)送物料在輸送帶上的堆積面積m2是散粒物料的堆積密度t/m3由于是煤粒，是屬于磨損性較小的物料，而且生產(chǎn)能力不是很高300t/h且為了節(jié)約成本，輸送帶選擇槽型帶輸送定輸送帶速度為1.6m/s，帶寬為800mmD=3.2m,R=1.6m物料最大顆粒為30mm，重量為27000mm3*0.85/1000000=0.02295t=22.95kg=224.91N轉(zhuǎn)速為9r/min線速度為1.50m/s，1.6=1/2*9.8*t2=0.5714st*Vc=0.5714*1.5m/s=0.8571m,故而800mm<0.8571m，所以帶寬應(yīng)該選擇800mm帶式輸送機(jī)所允許的傾角使得物料不會(huì)下移，即物料在斜面上的分力等于摩擦力的臨界值，由此可以推得：sin=u=0.3,所以=17.5°（0.3rad）。然而為了實(shí)現(xiàn)物料的理想輸送，輸送帶在轉(zhuǎn)載點(diǎn)和加速區(qū)段內(nèi)的傾角應(yīng)低于17.5°。=由帶寬B=800，帶速1.6M/S，托錕槽角35°，動(dòng)堆積角20°，堆積密度P=800~1000kg/m3,水平機(jī)長L=14M，查表得S=0.111，Im=Svk=0.111*1.6*0.92*900=147.05kg/sQ=3.6Im=3.6*147.05=529.38按實(shí)際輸送能力：Im=Q/3.6=83.33kg/sIv=Im/=83.33/900=0.09m3/s147kg/s>83.3kg/s故而能滿足300t/h的輸送能力要求2.3滾筒的圓周力的計(jì)算：初步選定托錕直徑為108，槽型角35°，上托輥間距為1000mm，下托輥間距為28000mm，摩擦系數(shù)擬取f=0.022承載分支質(zhì)量q1Q1=n*qno/a0=3*12.21/1=12.21kg/m回程分支質(zhì)量q2Q2=n*qru/a0=1*10.43/2.8=3.7kg/m每米輸送物料的質(zhì)量qc=300/3.6/1.6=52.08kg/m初選交代為聚酯輸送帶，EP200-1000.5(6+3),Z=5層上膠厚1=6MM下膠厚：2=3mm，才找DTⅡ手冊(cè)Qz=1.32*5+(6+3)*1.19=17.31kg/m各種阻力計(jì)算：按照公式Fu=fLg[q1+q2+(2qB+qg)cos]+FN+FS1+Fs2+Fst輸送帶傾角為12.5°<18°，選取cos=1附加阻力FNFbA=Iv(v-v0)=0.09*900*1.6=129.6Ff==271.43N而其中FN=Fba+Ff=129.6+271.43=401N特種主要阻力FZ=CZU2l2(qb+qG)*gcossin=0.45*0.35*16.8*(17.31+52.08)*9.82*0.976*0.03570N煤粒和導(dǎo)料的欄板之間摩擦阻力：Fg1Fg1=Fs1=400+70=475N特種附加阻力：Fs2輸送帶清掃器的摩擦阻力Fr=APU3=0.024*7*104*0.6=1008N空段清掃器的摩擦阻力Fr空Fr空=mgu3=28*9.82*0.6=165NFs2=Fr+Fr空=1173N傾斜阻力Fs=qGHg=52.08*4.827*9.82=2468.6N圓周力Fu=fLg[q1+q2+(2qB+qg)cos]+FN+FS1+Fs2+Fst=1173+475+2468.6+401+961+702=6250.3N傳動(dòng)功率計(jì)算傳動(dòng)滾筒運(yùn)行功率：PA由GB/T17119-97得PA=Fuv=6250.3*1.610.48kw驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需功率：PM由GB/T17119-97得PM=PA/1=10.48/0.85=12.329KW故而電機(jī)功率選擇20KW輸送帶層數(shù)選擇3層取料機(jī)的臂架機(jī)構(gòu)采用&=20mm，Q235鋼焊接的桁架梁結(jié)構(gòu)桁架梁采用Q235材質(zhì)，密度為7.85g/cm3臂架長度為14m，臂架M重量為：6.1t，當(dāng)斗輪機(jī)滿載，同時(shí)輸送帶滿輸送物料時(shí)，加上電機(jī)，減速機(jī)，等，總重量約為：10t。第三章俯仰系統(tǒng)設(shè)計(jì)：俯仰機(jī)構(gòu)方式選擇：非整體俯仰結(jié)構(gòu)中有兩種結(jié)構(gòu)：機(jī)械式和液壓式考慮到實(shí)用性，故而選擇更加穩(wěn)定，更加簡(jiǎn)潔的液壓系統(tǒng)2.基本機(jī)構(gòu)參數(shù)確定臂架總質(zhì)量為10t，俯仰速度：0°~15°<2min；0°~-15°<3min上圖是都輪液壓俯仰機(jī)構(gòu)的示意圖整個(gè)輸送帶長度為14m，整個(gè)臂架長度為20m，再15M出設(shè)置中心支撐，有杠桿定理可得，（視其臂架為質(zhì)量均勻的物體）14*4=5*x，則配重塊重量=11.2t由于可存放油箱，不另外設(shè)置散熱裝置，會(huì)把結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單可靠。從而去采用開式液壓系統(tǒng)3.液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算缸筒內(nèi)徑D考慮到本課題的機(jī)械應(yīng)用范圍，故而采取單活塞式液壓缸當(dāng)斗輪高度再最高點(diǎn)時(shí)，其高度變化為4m，角度變化為15°則其所作功為：由力的合成得：4000*9.8*14.9+FX*0.3882=11200*9.8*1.2+FY*1.4而FX=F*cos60°FY=F*sin60°帶入上式中，可得F=455661N=455.7KN但由于我們使用的是雙液壓缸故而單個(gè)液壓缸所受負(fù)載為：F單=227KN.根據(jù)液壓缸所受的負(fù)載，選擇其壓力故而選擇壓力16MPA負(fù)載為227KN主缸行程為：850mm主缸速度：v1=5mm/sv2=3mm/s選擇缸徑D=180，壁厚為3.8速比為=1.67則活塞桿直徑d104.7按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2348-1993取標(biāo)準(zhǔn)值d=3104.缸筒長度L及其他尺寸的確定：液壓缸的缸筒長度L主要由活塞最大工作行程覺得，一般缸筒的長度不超過其內(nèi)徑的20倍，活塞長度B=（0.6~1）D故而B=0.8*310=264mm導(dǎo)向套長度C：當(dāng)D>80mm時(shí)，C=（0.6~1.5）D故而C=1.25*780=890mm5.液壓缸的校核：（1）強(qiáng)度校核缸筒壁厚校核再中。低壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚一般由下式校核，其中上式簡(jiǎn)化為：時(shí)≥pmaxD/2[]計(jì)算得3.8≥2.1故而壁厚符合要求（2）活塞桿直徑d校核當(dāng)活塞桿的長度l<10d時(shí)，強(qiáng)度按照下式校核d≥其中d1空心活塞桿孔徑，F(xiàn)max活塞桿上軸向最大作用力是活塞桿材料的許用應(yīng)力，安全系數(shù)n一般去1.4算得40≥17.3，故而活塞桿直徑d符合要求穩(wěn)定性校核：當(dāng)活塞桿長度l≥10d時(shí)，若軸向力超過了某一臨界值時(shí)會(huì)失穩(wěn)，需要穩(wěn)定性校核，F(xiàn)應(yīng)小于Fk-F≤FK/nk式子中nk為安全系數(shù)，一般取2~4缸體與端蓋采用內(nèi)半環(huán)連接活塞桿鍍洛。（3）排氣孔油口設(shè)置在液壓缸的最頂端。排氣塞排氣閥綜合考慮，選擇開排氣孔是最為實(shí)效經(jīng)濟(jì)的。6.液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：參照同等級(jí)塔吊，起重機(jī)等重型機(jī)械的液壓系統(tǒng)，設(shè)計(jì)此液壓回路系統(tǒng)。此液壓系統(tǒng)分為如圖所示是有液壓汞去控制驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)液壓缸而產(chǎn)生相同線位移、角位移和相同的位置回路。上圖是最終確定的液壓系統(tǒng)根據(jù)液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸確定背壓根據(jù)液壓與氣壓傳動(dòng)p220。表8-3確定背壓為7*105/pa7.液壓汞的選擇：（1）確定液壓汞的最高工作壓力PP≥p1+執(zhí)行元件Pmax=16Mpa,從液壓汞出口到執(zhí)行元件入口之間總的壓力損失取0.8Mpa則PP≥16+0.8=16.8Mpa取PP=20mPA（2）確定液壓汞的最大供油量qpQp≥KK為系統(tǒng)的泄露修正系數(shù)，取1.2，液壓缸兩腔的有效工作面積為A1=π*D2/4=0.02543m2A2=π/4（D2-d2）=0.01593m2則在工進(jìn)時(shí)進(jìn)油壓力為：15.4MPA，回油壓力為：0.7MPA，輸入流量q=A1*V2=7.629L/min，輸入功率P=p1*q=3.48KW.工進(jìn)和工退是一樣的進(jìn)油壓力為：15.4MPA，回油壓力為：0.7MPA，輸入流量q=A2*v1=2.8674L/min,輸入功率p=2.19KW所以最大供油量為：Q=7.629+2.8674+7.629*0.1=11.2593LQp≥K=11.2593*1.2=13.511196L/min確定電動(dòng)機(jī)功率液壓缸共進(jìn)時(shí)輸入功率最大，為3.48KW，根據(jù)此數(shù)值查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的Y160M-6額定功率為7.5KW，額定轉(zhuǎn)速為970r/min。（3）驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的性能液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算和汞壓力的調(diào)整判斷流動(dòng)狀態(tài)Re=vd/=4q/πd=743<2000故而得知回油路中的油液流動(dòng)狀態(tài)是層流計(jì)算壓力損失將回油中上的壓力損失折算到進(jìn)油路上去，便得到共進(jìn)運(yùn)動(dòng)的油管壓力損失P損=p1+2.104+0.5=16.2085Mpa故此溢流閥1調(diào)定壓力工退P退=15.4+0.5+0.5=16.4Mpa此為溢流閥2調(diào)定壓力（4）液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升的驗(yàn)算液壓系統(tǒng)總輸入功率則就是液壓汞的輸入功率液壓系統(tǒng)輸出有效功率則為液壓缸輸出的有效功率液壓系統(tǒng)的總效率為：則系統(tǒng)的發(fā)熱功率為：故而油箱散熱面積A=通風(fēng)良好，取油箱散熱系數(shù)CT=16*10-3kW/m2’℃設(shè)環(huán)境溫度為25℃，則熱平衡溫度為：T1=T2+T=16.34+25=41.52℃≤[T1]=55℃油溫再允許范圍內(nèi)第四章回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算1.總體傳動(dòng)方案路線圖下圖是我們?cè)O(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)裝置的簡(jiǎn)圖行星減速器的齒輪是淬火后高精度齒輪，小齒輪及大齒輪都表面淬火，所以傳動(dòng)功率很大。由之前計(jì)算可得其懸臂重量和斗輪重量約為10t而由于懸臂中還有很多支撐裝置和支架等，所以懸臂的總共重量約為11t綜上，回轉(zhuǎn)支承所承受的總體力為M=10t+8.45t=18.45t≈20t因此，為了平衡斗輪堆取料機(jī)的正常工作，需要克服斗輪及鏟斗的重力做功和克服懸臂重量做功作用在電機(jī)軸上單的慣性阻力矩，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，可以忽略不計(jì)，所以這部分不計(jì)。（4）回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算。挖掘力側(cè)向阻力產(chǎn)生的M側(cè)。風(fēng)阻力矩M等效風(fēng)：斗輪機(jī)并不是長期工作在瞬時(shí)風(fēng)速上，所以M等效風(fēng)=0.7M風(fēng)max?；剞D(zhuǎn)軸承摩擦阻力矩M摩。4.傾覆力矩M傾。這個(gè)力矩很小故而忽略不計(jì)?；剞D(zhuǎn)總阻力矩M=M傾覆+M風(fēng)+M摩擦2.計(jì)算側(cè)向挖掘力產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)阻力計(jì)算斗輪挖掘力：取料容積能力Qm=Q/ρ=667m3/h。P挖=k/171*=20.74kW（按《臂式斗輪堆取料機(jī)型式及基本參數(shù)》規(guī)定，選K=11.5kg/cm）。M挖=9550*η*P挖/n=27009N·m:F挖=M挖/=10003N.側(cè)向挖掘力:F側(cè)挖=0.3*10003N=3001N。此力產(chǎn)生回轉(zhuǎn)阻力矩:M側(cè)=F側(cè)挖*R==120040N·m≈12T·m。3.計(jì)算梁上的風(fēng)力產(chǎn)生的阻力矩M風(fēng)M風(fēng)是風(fēng)在桁架及斗輪體上產(chǎn)生的阻力矩。已知工作風(fēng)壓q=250N/m2，設(shè)梁高0.6m，梁長20m。梁第2面被第1面遮擋。規(guī)范中得第1面風(fēng)力系數(shù)C=1.6，第2面風(fēng)力折減系數(shù)η=0.45。M風(fēng)1==352000N·m;M風(fēng)2=（250*1.1*0.45*402）數(shù)=99000N·m;20風(fēng)在斗輪體處產(chǎn)生的阻力矩M斗==228906NmM風(fēng)max=M風(fēng)1+M風(fēng)2+M斗=679906Nm。即M等效風(fēng)=0.7*679906Nm=475934Nm。4.回轉(zhuǎn)軸承摩擦阻力矩M摩：M摩=D軸/2*f*G=44730Nm（軸承摩擦系數(shù)f=0.012;)軸承公稱滾道直徑D軸=3550;回轉(zhuǎn)部分重量G=21tt）。Ｍ＝Ｍ側(cè)+M等效風(fēng)+M摩=120040Nm+475934Nm+44730Nm=640704Nm。P回=M*n/（99550*η）=8.47kW?？朔份喖扮P斗做功2000*9.81*14*sin15=71092.41J=71.092KJ懸臂俯仰機(jī)構(gòu)的俯仰角為±15°克服懸臂做功8000*9.81*7*sin15=142184.8306J=142KJ綜上：驅(qū)動(dòng)裝置為了維持機(jī)器正常運(yùn)行需做功為：W=142+71.092=813.277KJ有因?yàn)?4s<t<103s取t=90s則P=W/t=10.3697KW選電機(jī)功率P電=11kW。驗(yàn)算電機(jī)的過載能力故而電機(jī)選型符合要求5.驗(yàn)算回轉(zhuǎn)軸承齒輪強(qiáng)度選交叉滾子式回轉(zhuǎn)軸承（1）作用力計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)速n1=i1n2=1.6r/min扭矩T：T=2.7*106Ngmm圓周力Ft=2T/d=1.4*105N（2）初步估算軸的直徑選取40Cr鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由公式計(jì)算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響查表取A=100則軸尺寸圖（3）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖最大彎矩M=4.2*107N（4）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度當(dāng)量彎矩其中折合系數(shù)軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。=685N/，得材料許用應(yīng)力Sb=70/mm2軸的計(jì)算應(yīng)力為故該軸滿足強(qiáng)度要求（5）疲勞強(qiáng)度校核截面彎矩截面扭矩抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面上彎曲應(yīng)力截面上扭剪應(yīng)力彎曲應(yīng)力幅彎曲平均應(yīng)力扭切應(yīng)力（6）確定材料的機(jī)械性能由表查得40Cr鋼彎曲疲勞極限，剪切疲勞極限合金鋼材料的特性系數(shù)，（7）確定綜合影響系數(shù)、軸肩圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)、,根據(jù)，，查表計(jì)算得，配合處綜合影響系數(shù)、，根據(jù)d，，配合H7/r6計(jì)算得=3.8，=2.08尺寸系數(shù)、，根據(jù)圖查得，表面狀況系數(shù)=（8）計(jì)算安全系數(shù)取需要安全系數(shù)故疲勞強(qiáng)度安全鍵校核擠壓強(qiáng)度條件Sp=116<150故鍵合格圖3-14軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖3.2.4小齒輪校核（1）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力小齒輪調(diào)質(zhì)，大齒輪45正火，許用接觸應(yīng)力其中接觸疲勞極限，接觸強(qiáng)度壽命系數(shù),應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=，.05，接觸疲勞最小安全系數(shù)=1則=700N/㎡=577N/㎡許用彎曲應(yīng)力，其中，彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)查圖得彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)查圖得彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)，則（2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核載荷系數(shù)K式中—使用系數(shù)，查表得=1—?jiǎng)虞d系數(shù)，由推薦值1.05～1.4取=1.2—齒間載荷分配系數(shù)由推薦值1.0～1.2取=1.1—齒向載荷分布系數(shù)由推薦值1.0～1.2取=1.1載荷系數(shù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度應(yīng)滿足齒形系數(shù)查表得小輪大輪應(yīng)力修正系數(shù)查表得小輪大輪重合度系數(shù)=0.68故根據(jù)軸端的直徑φ180,并參考船舶提升機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的小齒輪，選用了此種小齒輪故齒根彎曲強(qiáng)度滿足參照同等級(jí)塔吊的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，選擇H=2000，直徑D=780的空心軸作為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)定心軸。材料選用Q235。本文以臂式斗輪堆取料機(jī)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在最不利工況下運(yùn)行為前提，根據(jù)長期的實(shí)踐驗(yàn)證本文計(jì)算及各種系數(shù)的選取是可行的第五章取料機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：1.基本選型斗輪堆取料機(jī)行走機(jī)構(gòu)正常工作時(shí)行走速度為5M/min減速器是采用了立式正交出軸硬齒面的減速器，特點(diǎn)是減速器.制動(dòng)器.電動(dòng)機(jī)為整體結(jié)構(gòu)，夾軌器，風(fēng)力報(bào)警及機(jī)械采取聯(lián)動(dòng)。當(dāng)風(fēng)速超過20M/s時(shí)，會(huì)發(fā)出警告，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到25M/S時(shí)，夾軌器自動(dòng)夾軌。行走機(jī)構(gòu)采用輪軌式設(shè)為四組車組，四組驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)完全相同，都是由電機(jī)，制動(dòng)器，聯(lián)軸器，減速器，和一套齒輪系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。根據(jù)行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和整個(gè)裝置的布局的需要確定選用二級(jí)減速器行走輪直徑為0.63M，軌道型號(hào)為50KG/M2.軌道中心距軌道的中心距是兩個(gè)鋼軌的直線距離，軌道中心距考慮的是設(shè)備的穩(wěn)定性，一。對(duì)于四支點(diǎn)門座斗輪機(jī)一般是1/4的回轉(zhuǎn)半徑，故而軌道中心距為R=14/4=3.5M輪壓整個(gè)斗輪機(jī)構(gòu)在空載狀態(tài)下：總重量M=14tG=14*1000*9.81=137340N在滿負(fù)載狀態(tài)下：總重量M=20tG=20*1000*9.81=196200N則最大輪壓為PMAX=196.2KN/（（0.02*0.04）*6）=40Mpa最小輪壓：PMIN=137.34KN/（（0.02*0.04）*6）=28.6Mpa最大輪壓196.2KN<250KN故而滿足其最大投資土建條件3.車輪踏面疲勞計(jì)算載荷：KN線接觸：PC≤k1Dlc1c2=42Mpa其中D為車輪直徑，l為車輪與軌道的有效接觸長度mm點(diǎn)接觸：PC≤k2R2/M3C1C2=57.2MPa,R為曲率半徑，為車輪彎曲半徑與軌道曲率半徑中之最大值其中R=0.65M故而車輪強(qiáng)度符合要求鋼制車輪進(jìn)行熱處理，踏面硬度一般為HB=300~380,輪緣及踏面表面淬火層深度為15mm~20mm，在深20mm處，硬度大于HB280。材料用高強(qiáng)度合金鋼35CrSIMn材質(zhì)。4.行走總阻力的計(jì)算其中為風(fēng)壓，考慮到此機(jī)構(gòu)的迎風(fēng)面積不大，故而取最大工作風(fēng)壓為=0.25*20=5KN而F是總摩擦力，KN，為摩擦系數(shù)，此處為鋼和鋼軌接觸，=0.05.N=14T=14*1000*9.81=137340N所以上式WW=5N，WT=5+137340*0.005=6872N=6.872KN5.行走機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算其中VD是機(jī)構(gòu)行最快速度，30M/MIN≈0.72分別是聯(lián)軸器效率=0.8，減速器效率0.98，齒輪傳動(dòng)效率0.97，制動(dòng)器傳動(dòng)效率，車輪軸承效率0.93M是電機(jī)數(shù)量所以N=3.19537KW故而選擇相應(yīng)的電機(jī)總結(jié)本設(shè)計(jì)主要是去研究并且設(shè)計(jì)懸臂式液壓斗輪取料機(jī)的斗輪機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)過程。斗輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)中用了液力偶合器，不僅僅提高了傳動(dòng)效率，而且還改善了傳動(dòng)性能。另外，和傳統(tǒng)的以軸帶動(dòng)斗輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方式不同，采用在斗輪體上安裝銷齒圈，減速器輸出軸相聯(lián)接的銷齒輪去驅(qū)動(dòng)銷齒圈，帶動(dòng)了斗輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得制造成本大幅降低，而且還能讓其運(yùn)行平穩(wěn)，檢修方便。本文還進(jìn)行了與斗輪取料量相適應(yīng)的輸送機(jī)的選型?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是主要由支撐部分和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置組成，它的主要就是回轉(zhuǎn)支承，回轉(zhuǎn)支承外齒和電機(jī)帶動(dòng)的小齒輪的嚙合，支承的上下兩部分卻能相互轉(zhuǎn)動(dòng)。通過這次不同尋常的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我從頭到尾學(xué)習(xí)到了如何去設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械裝置，從課題分配下來到后面查詢文獻(xiàn)，再結(jié)合實(shí)際。把自己所想設(shè)計(jì)的一個(gè)藍(lán)圖慢慢的展示出來。如今已經(jīng)大功告成，心里很滿足，也學(xué)習(xí)到了很多知識(shí)。參考文獻(xiàn)[1]王欣自動(dòng)帶式取樣機(jī)的設(shè)計(jì)[J]礦山機(jī)械2005年第11期第33卷[2]孔賽自動(dòng)取樣機(jī)的自制及應(yīng)用[J]礦山機(jī)械2002年第十期第55頁[3]任育紅專用原煤取樣機(jī)的設(shè)計(jì)[J]液壓與啟動(dòng)2006年第4期第17頁[4]毛一心吳玉楓四行采棉機(jī)[J]美刊農(nóng)業(yè)工程1981年第3期第62卷[5]吳永寬美國江比朗公司的煤取樣系統(tǒng)[J]煤質(zhì)技術(shù)2000年第4期第40頁[6]程健劉志良煤炭機(jī)械化取樣系統(tǒng)的工作原理及設(shè)備選型[J]煤炭加工與利用2004年第3期第49頁[7]胡萬里張修太基于PLC的汽車入場(chǎng)煤取樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]工礦自動(dòng)化2010年第4期第100頁[8]李權(quán)群儲(chǔ)煤場(chǎng)用橋式斗輪取料機(jī)[J]煤炭工程1984年第7期第27頁[9]陳秀梅解文龍鐘建琳張偉取樣頭的設(shè)計(jì)[J]機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2004年第3期第76頁[10]劉剛4MG200-W1型采煤機(jī)的改進(jìn)[J]煤礦機(jī)械1996年第6期第48頁[11]河北省煤研所采機(jī)組ZMP-2*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