山東科技大學(xué)機械電子畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 動或運動趨勢的制動部件，它在行駛過程中起減速和停車，下坡時保持速度相對穩(wěn)定，以及在平地或坡道上較長時間實現(xiàn)駐車的功能。為滿足煤礦井下單軌吊的使用要求，一般應(yīng)設(shè)有工作制動、緊急制動和駐車制動等三種制動方式。 工作制動：單軌吊正常運行中由司機操縱的制動。緊急制動：(安全制動):在工作制動失靈、或者單軌吊出現(xiàn)突發(fā)情況需緊急停車、或超速狀態(tài)下的自動停車制動。駐車制動:單軌吊停車后為了防止停在坡道上下滑的制動。這種制動可以有獨立的制動系統(tǒng)。也可以采用上述任一形式的制動。但是必須能產(chǎn)生可靠和足夠大的制動力。a)非制動狀態(tài) b)制動狀態(tài) c)極限制動狀態(tài)圖4單軌吊機車標(biāo)準(zhǔn)對單軌吊制動系統(tǒng)及制動性能做出了規(guī)定:l 機車超速保護(hù)裝置一離心限速釋放器動作時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速值不超過規(guī)定值的5%。l 單軌吊機車應(yīng)設(shè)有工作制動、緊急制動和停車制動。工作制動裝置和緊急制動裝置必須具有相互獨立的控制系統(tǒng)，緊急制動和停車制動裝置允許合二為一。l 緊急制動必須設(shè)計成失效安全型，且既可手動又可自動的制動裝置。l 制動閘塊所用的材料，應(yīng)選用在制動時阻燃且不會引爆外界爆炸性物質(zhì)的材料。單軌吊制動性能的規(guī)定:v ~2倍。v 。v 在最大坡道上，以相應(yīng)的最大載荷和最大速度向下運行時，制動距離應(yīng)不超過相當(dāng)于在這一速度運行6s的行程。 主要尺寸的確定 在設(shè)計制動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)時，要確定以下幾個關(guān)鍵尺寸:178。 制動閘塊摩擦片到鋼軌的距離。制動閘塊到鋼軌的距離，應(yīng)該在一個合理的范圍內(nèi)：尺寸過小，對于設(shè)計安裝要求就比較高。尺寸過大，則會造成下端制動彈簧以及液壓缸行程過長，制動結(jié)構(gòu)整體尺寸過大。178。 鋼軌底端到制動系統(tǒng)最小距離。鋼軌由于相互之間的連接，下方焊接了連接機構(gòu)178。 和吊鉤。為防止機構(gòu)發(fā)生干涉，要注意其間的尺寸，不應(yīng)過小。178。 制動連接桿相關(guān)尺寸的確定。為了減小制動彈簧以及液壓缸所受壓力，采用了1:3的178。 杠桿機構(gòu)。其他一些尺寸，如制動彈簧，液壓缸等，在具體零件設(shè)計中，單獨考慮。 相關(guān)尺寸如圖5所示。圖5 杠桿結(jié)構(gòu)1）外置閥塊外置式制動模塊，通過外部接油管的方式控制一個驅(qū)動部的一對制動缸。該外置式制動由阻尼孔、單向閥和插裝閥組成。外置式制動模塊加工制造工藝簡單、成本低，能方便更換和維修閥組。圖6制動液壓系統(tǒng)圖1電機；2齒輪泵；3溢流閥；4單向節(jié)流閥；5，6電液換向閥；7插裝閥；8阻尼孔；9單向閥；10制動缸。11X腔壓力傳感器；12—B腔壓力傳感器；13液擬閥該系統(tǒng)中有兩個兩位三通電液換向閥[5]和[6],控制外置式制動模塊，該模塊中的單向閥[9]向制動缸[10]的有桿腔進(jìn)油而反向截止，阻尼孔[8]為插裝閥的X腔和B腔提供壓差，插裝閥開啟后由于液油路阻力，制動缸活塞腔的容積在制動彈簧伸出力作用下擴大，形成局部負(fù)壓——吸油，絕大多數(shù)油液迅速進(jìn)入制動缸活塞腔，縮短了回油時間，增強了緊急制動效果。電液換向閥[5],[6]通電，輔助泵2產(chǎn)生的高壓液體經(jīng)電液換向閥[5]、單向閥[42]、電液換向閥[6]、單向閥[9]進(jìn)入制動缸[10]液壓力克服彈簧力脫離軌道，機車行走，這個工況稱為解除制動。當(dāng)圖1中的電液換向閥[5]，[6]都得電時，機車行進(jìn)；當(dāng)電液換向閥[5]斷電時，液流通過阻尼孔、節(jié)流閥、電液換向閥[6]，從電液換向閥[5]的T回油箱，實施行進(jìn)制動。離心式限速器的結(jié)構(gòu)及原理離心式限速器是制動系統(tǒng)中重要的一個機構(gòu),其作用是在單軌吊機車運行過程中超過限定速度時,起到自動制動的作用。一旦達(dá)到設(shè)定速度,限速器的撥桿伸出,撥動行程閥開關(guān),使液壓缸快速卸荷。圖是山東立業(yè)公司使用的離心限速器機構(gòu)。離心限速器是緊急制動系統(tǒng)中的重要部件。圖是離心限速器的結(jié)構(gòu)圖,主要有轉(zhuǎn)動體組件,滑塊、,滑動軸,連接板組件,壓簧等組成。在滑動軸上裝有個滑塊,滑塊通過銷釘與滑動軸相聯(lián)結(jié),滑塊可在滑動軸上滑動。在轉(zhuǎn)動體組件高速旋轉(zhuǎn)時,滑塊做類似于圓錐擺運動,產(chǎn)生離心現(xiàn)象。滑塊沿滑動軸向外移動,由于滑塊與滑動軸聯(lián)結(jié)在一起,所以當(dāng)滑塊向外移動時,就帶動滑動軸一起向外移動。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)得越快,滑動軸向外移動距離越大,即滑動軸向外移動距離的大小與轉(zhuǎn)動體組件軸的旋轉(zhuǎn)快慢有著對應(yīng)關(guān)系。圖7立業(yè)公司離心限速器結(jié)構(gòu)圖8 離心式限速器結(jié)構(gòu)示意圖離心釋放器的優(yōu)點離心釋放器只在單軌吊機車超速運行時才動作。單軌吊在運行中,一旦發(fā)生連接部分?jǐn)嗔?則牽引部后面的車體,將失去動力,此時離心限速器靠車輪與鋼軌之間的粘著力完全能使限速器動作,打開制動裝置。離心限速器動作靈敏可靠,堅固耐用,不用防爆,造價低,維修方便。第三章 液壓系統(tǒng)選型設(shè)計在液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計時須從實際出發(fā)，結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求能設(shè)計出一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效率高、工作可靠、操作簡單和維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。液壓技術(shù)與其它傳動方式相比較具有如下優(yōu)勢：單位功率的質(zhì)量輕，布局較靈活方便，調(diào)速范圍大，即可采用調(diào)節(jié)變量泵的容積和內(nèi)燃機的油門結(jié)合變速，從而實現(xiàn)大范圍的無極調(diào)速，工作平穩(wěn)、油液具有彈性，可吸收沖擊，易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向，易于實現(xiàn)自動化和機電液一體化，液壓系統(tǒng)易于實現(xiàn)直線運動，且其設(shè)計、制造和使用維護(hù)等比較方便。液壓系統(tǒng)通常按油液的循環(huán)方式分類，可以分為閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)兩種。開式系統(tǒng)：即液壓泵從油箱吸油，執(zhí)行元件回油返回油箱。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、散熱條件好，但需要較大容積的油箱、低壓油路與空氣接觸，空氣易滲入管路而造成沖擊和振動；閉式系統(tǒng)的主要特點是結(jié)構(gòu)緊湊、無論高壓還是低壓管路都有一定的壓力，空氣不易進(jìn)入管路，運動平穩(wěn)且無沖擊現(xiàn)象，但是液壓系統(tǒng)較復(fù)雜，需用補油泵進(jìn)行補油，并用沖洗閥換油進(jìn)行熱交換，液壓執(zhí)行元件排出的油液直接流回到泵的進(jìn)口，此系統(tǒng)效率較高，這種系統(tǒng)多應(yīng)用于車輛、船舶絞車、起重運輸機械、造紙和紡織等設(shè)備中。根據(jù)工作特性可分為液壓傳動系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。液壓傳動系統(tǒng)通常是不帶反饋的開環(huán)系統(tǒng)，它主要是以傳遞動力為主，以信息的傳遞為次，追求其傳動特性的完善。液壓系統(tǒng)的特性液壓元件的特性及它們之間的相互作用來確定，其工作質(zhì)量受工作條件變化的影響比較大，因此液壓傳動系統(tǒng)的應(yīng)用較為普遍；液壓控制系統(tǒng)通常為采用伺服閥等組成的帶反饋的閉式系統(tǒng)，以信息傳遞信息為主，以動力傳遞為次，追求控制特性的完善。因為加入了檢測反饋，故系統(tǒng)可用一般的元件來構(gòu)成精確的控制系統(tǒng)，控制質(zhì)量受其工作條件變化的影響較小，液壓控制系統(tǒng)在高精數(shù)控機床、冶金、航空等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。綜上所述，單軌機車的液壓系統(tǒng)的設(shè)計不僅要滿足主機所要求的工作循環(huán)和主機的性能要求，而且還應(yīng)達(dá)到效率高，工作可靠、壽命長、造價低，制造容易和維修方便等方面的要求，而且要充分考慮單軌機車的使用工況及動作特點的情況下設(shè)計完成液壓系統(tǒng)。目前液壓系統(tǒng)的設(shè)計主要還是經(jīng)驗法，往往隨著設(shè)計的實際的實際情況和設(shè)計者的經(jīng)驗不同而各有差異，但從總體上看，設(shè)計過程主要分為以下幾個方面：1)明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求，進(jìn)行其工況分析；2)確定執(zhí)行元件；3)草擬液壓系統(tǒng)原理圖；4)計算和選擇液壓元件；5)驗證液壓系統(tǒng)的性能；6)液壓系統(tǒng)的裝配設(shè)計。 單軌吊系統(tǒng)原理圖單軌吊機車啟動前，剎車片是緊貼軌道起到制動防止單軌吊滑動出現(xiàn)事故，驅(qū)動輪是離開軌道。啟動時的工作狀態(tài)回路：主泵1→→泵出頭壓力控制溢流閥15（當(dāng)油壓超過21MPa時多余的油壓將返回油箱）→二位四通電磁換向閥14（Y1斷電）→單向閥10→（Y2得電）→單向閥12→（Y3得電），此時主油路將分別進(jìn)入1號及2號驅(qū)動部的制動缸和夾緊缸、1號和2號駕駛室的控制缸和蓄能器與壓力指示表里。1）當(dāng)油液通往驅(qū)動部的制動缸時的情況，得先經(jīng)過外置制動閥塊（分別由插裝閥、節(jié)流閥和單向閥組成，）通過單向閥→制動缸的上腔體（活塞固定，缸體自由）隨著缸體上腔體體積的增大，隨著缸體的不斷上升表示剎車片不斷地脫離軌道。2）當(dāng)油液通往驅(qū)動部的夾緊缸時的情況，先經(jīng)過減壓閥25（夾緊缸是使驅(qū)動輪與軌道的夾緊與松弛；過大的油壓，容易使得兩個驅(qū)動輪對軌道壓力過大，不僅破壞軌道也易于使驅(qū)動輪變形或損壞，效率也不高，將壓力降低到12MPa左右）→先導(dǎo)式二位四通電磁換向閥32（Y4斷電）→夾緊缸22下腔體，上腔體油液返回油箱；此時活塞缸上升，即驅(qū)動輪開始不斷夾緊軌道，此時如果驅(qū)動部電機帶動驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，隨著夾緊的摩擦力增大，當(dāng)牽引力將帶動單軌吊行走。3）當(dāng)油液通往駕駛室的控制缸時的情況，其工作原理與驅(qū)動部制動缸相似，均是先通過外置制動閥塊的單向閥→控制缸的上腔體，下腔體油液返回油箱，解除制動狀態(tài)。4）當(dāng)油液通往蓄能器與壓力指示表時的情況，直接供給開光球閥給蓄能器補液且通過指路在壓力指示表中顯示油壓；直觀地顯示出當(dāng)前油壓，便于工作員調(diào)節(jié)壓力。以上四個支路均是同時進(jìn)行的，不分先后順序由于回路較為長，所以單軌吊啟動較為平緩，不會出現(xiàn)因快速啟動導(dǎo)致顛簸。單軌吊的制動可分為工作制動、緊急制動、超速制動及其駕駛室的手動制動。工作制動回路：（Y2斷電）、（Y3得電）和先導(dǎo)式電磁兩位四通換向閥32（Y4得電）；（Y2斷電）此時主油路將不再為各個油缸提供油壓，在正常行駛的狀態(tài)里，驅(qū)動部的制動缸及駕駛室的控制缸彈簧都是壓縮的，油液沒有油壓繼續(xù)作用下，它將恢復(fù)原長，→（Y3得電）→ 節(jié)流閥11→（Y2斷電），部分油液返回油箱，即剎車片夾緊軌道；此時，先導(dǎo)式電磁兩位四通換向閥32（Y4得電），部分液壓缸的油液進(jìn)過減壓閥2和換向閥32后回到夾緊缸的上腔體，活塞缸下降，下腔體油液返回到油箱，即驅(qū)動輪離開軌道；由于回路較長所以制動相對較為緩慢，所以稱之為工作制動。緊急制動回路：（Y3斷電），，，油壓可視為0MPa。但由于之前機車還處于行駛狀態(tài)，液壓缸彈簧處于被壓縮狀態(tài)，要恢復(fù)原長，所以油液從上腔體流出，絕大部分油液通過插裝閥（開啟狀態(tài)）快速回到油壓缸的下腔體，液壓缸缸體下降，即剎車片貼近軌道起制動作用，由于回路短，所以制動快捷、迅速，所以稱之緊急制動。但是由于夾緊缸回路，下腔體由于通過換向閥32（Y4得電）返回下腔體相對制動缸稍慢點，所以這種緊急制動容易驅(qū)動