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（全套CAD）海洋采礦破碎試驗臺液壓系統設計（終稿）

速如從。用于輔助傳動如液壓缸給進，以調速閥進行無級調速，流量可從.調節至以上，調速比可達甚至更高。這正是深海操作機器如液壓機械手等所需要的特性。用壓力補償的變量液壓泵，容易在較大范圍內實現恒功率調節，在同等功率下，可以有效地提高工作效率，減少輔助時間。壓力補償的自動變量液壓泵的特點是當負載大時，液壓泵可以自動減少排油量，同時提高工作壓力，以適應負載的增大當負載減小時，又可以自動增大排油量，以增快動作完成過程。即在值即壓力與速度的乘積基本恒定的情況下，自動適應工作負荷經常變化的需要。在不增加輔助裝置的條件下，恒功率調節范圍可達倍以上，因此在海洋開發機器負荷經常變化的場合下使用，可以有效地提高工作效率，減少動力消耗。易于實現慢速轉動直線運動往復運動和擺動以及由這些運動組合的各種復雜動作，是實現強力機械自動化最好的手段。當需要慢速大扭矩的轉動時，用機械傳動就需要龐雜的減速機構，而用液壓傳動只需要個低速大扭矩液馬達就可以了。當需要直線往復或擺動時，用機械傳動除需要龐雜的減速機構外，還需要諸如螺旋凸輪四連桿機構等以實現直線往復擺動等動作，而液壓傳動則僅需要簡單的直線或擺動液壓缸就可以了，海洋開發機器的運動正需要有這樣的特點。傳遞運動平穩均勻，無沖擊，運動慣性小。由于液馬達體積小重量輕，并且有油液吸收沖擊，所以，它的運動慣性質量不超過同功率電動機的。啟動中等功率電機需要秒，而啟動同功率液馬達不超過.秒。在高速換向時用液壓換向，沖擊大為減少。這些特點，對于海中作業機械動作的準確性靈敏度和效率帶來了好處。易于防止過載，避免機械人身事故。由于液壓傳動可用溢流閥調節和控制最高壓力，在負荷壓力達到最高時，油液便安全溢流回油箱，可避免超載和由此引起的事故，這點對于海中工作的遙控機械顯得更重要。液壓傳動液壓缸與高壓壓縮空氣并聯，形成強彈性體，可在大噸位和大行程噸以上負荷和以上行程的范圍作運動補償。這正是在惡劣海況下進行石油鉆井海上提吊重物及輸送人員或物資所配備壓力補償或恒張力裝置機器所必需的。液壓傳動比機械傳動容易按不同位置和空間布局。例如機械傳動需要萬向軸錐齒輪鏈條等，而液壓傳動則只要按實際需要將液壓執行器液壓缸液馬達放在理想位置，然后用軟管連接就可以了。海洋,采礦,破碎,試驗臺,液壓,系統,設計,畢業設計,全套,圖紙備的研究開發。以美國公司為主的四大財團研究開發的集礦機和管道提升采礦系統，于年代末在太平洋區首先進行了每小時的海上中間性試驗。該系統配套的設備是拖曳式水力和機械式動力集礦機氣力和水力提升管道，以及.萬級寬體雙底采礦船。年代，法國研制成號深海多金屬結核采礦系統，可從的深海底進行快速采礦，日產可達，然后按自控程序返回海面。英國也正在研制種氣力提升采礦系統，日產量可高達。專家普遍認為日產千噸級以上的采礦系統將成為世紀最有前途的第代深海商業開采系統。包括日本在內的西方發達國家目前在深海開采技術方面已經擁有了足夠的技術儲備，正在等待商業開采時機的到來。我國自年代以來開展“海底多金屬結核資源開采技術”的研究開發，現已研制出兩套集礦原理機水力式集礦機和復合式集礦機的模型機，具有結構簡單作業可靠采收率高的特點，其室內集礦效率達到以上建成了套高管徑的實驗室揚礦系統。研制單位較系統地進行了水力礦漿泵清水泵射流泵和氣力揚礦方法的實驗室研究，以及配套的遙測遙控技術。但是這套系統僅局限在試驗室不足水深的水池內，距離五六千米水深采礦的技術要求相差甚遠。大洋協會計劃年將對這套改進的采礦系統進行水深的湖試，為下個世紀初進入海試作技術準備。世界深海高新技術的發展趨勢是朝著多功能自動化智能化和遙測遙控的方向發展，主要技術及裝備有深海載人深潛器和無人自治深潛器高精度定位技術水聲技術和水下目標跟蹤技術多種資源的勘查技術系列，包括高精度高分辨率的探測淺部深部地層剖面探測，采樣化探資源評價技術，環境監測與評價技術包括水力氣力機械動力的集礦與揚礦，遙測遙控水面支持的日產千噸級萬噸級的深海采礦系統。當今國際海底區域活動競爭的焦點是資源，而獲得資源的手段又是深海高新技術。因此，發展深海高新技術，是高效勘查和占有高質量的礦區從“區域”中獲得資源優先權的把鑰匙，而且還可以技術的優勢通過合作來獲得更多的資源和經濟利益。課題研究的意義世紀年代人們就對深海采礦系統的動力學問題進行了系統的研究，其中美國日本德國韓國前蘇聯等國在此方面做了大量的工作。我國在“九五”期間，開始對深海采礦系統的動力學特性進行了研究，并取得了定的成果。中國是世界上人口最多的國家，在開發利用陸地資源的同時，必須重視開發利用海洋資源，而且要樹立全球海洋觀念，既充分利用自己管轄的海洋資源，又積極利用世界其他地區的海洋資源。因此，研究深海采礦技術，對陸地資源日益枯竭的今天，為找到種高效可行的能源開采方法或者找到取之有效的更優良的替代能源來說是非常重要和影響深遠，造福人類的新技術，對人類的文明發展勢必做出重大的貢獻。本文設計的內容本文主要是海洋采礦破碎試驗臺液壓系統設計，試驗研究表明用螺旋滾筒式截齒截割礦料是最節能最有效的方法，本文設計了套用于模擬深海采礦中截割礦石的螺旋滾筒式破碎試驗臺，從而研究截齒的最優排列，達到增加效率，減少能耗的目的。此次設計內容包括螺旋滾筒破碎試驗臺的液壓系統設計計塊體內油路時，應盡量縮短油道長度，減少彎角。合理確定油路排放位置。油路塊油道孔設計可分為個步驟油路塊內油道孔徑的確定塊體內的公用孔的確定油道孔及其它輔助油孔的確定油道間最小壁厚的確定油路排放位置的確定。油路塊內油道孔徑的確定在疊加閥油路塊設計過程中，油道孔徑都是通過疊加閥來選取。而等系列的標準疊加閥已有許多生產廠家生產，如大連組合機床研究所，美國威格斯公司，德國力土樂公司．日本油研公司都可提供標準的產品，而且技術已很成熟，般設計過程中只需通過已知流量參照產品樣本即可確定孔徑，無需進行具體設計。塊體內公用孔的確定油路塊內沒有公用壓力油孔,公用回油孔，公用泄漏油孔以及四個螺栓孔用以聯系各個單元回路，從而構成所需要的液壓控制系統。公用孔在塊體上的座標位置應保證油路塊內油道孔工藝性良好,孔數少,油道長度短，彎角少，壓力損失要小。公用孔的座標上的孔與換向閥的閥孔的位置有關。公用壓力油孔，公用回油孔的座標，主要與溢流閥的進出油口的位置有關。應使口，口與溢流閥進出油口連通方便。螺栓孔是位于塊體面上四個角上的四個沿座標方向的螺紋孔，用法蘭固定在油箱或油箱蓋上構成液壓控制系統。公用孔在油路塊上的座標位置及孔徑應保持不變。塊體內油道孔及其他輔助孔的確定在油路塊內，除公用油孔外。還有構成單元回路所必需的各種孔，如與元件相連通的油道孔，輸出油孔，測壓點輔助油及固定螺栓孔。輸出油孔,用于聯接執行機構兩腔，能源裝置，般安放在后側面。油道孔用于聯接通用元件的閥前孔和輸出孔，從而構成各個單元回路，般布置在主閥面上。測壓點及其它輔助油孔測壓點或用以測量主油路支油路及控制油路等處壓力的外測點，在塊體的正面引出。用壓力接頭與壓力表相連接，對于些回路，若需要使用蓄能器般可在油路塊背面安裝。油道間最小壁厚確定塊體內油道孔間最小壁厚的確定，塊體內油孔的最小壁厚可按下式確定般來說對于中低壓系統，不應小于，高壓系統則應更大些，滿足式的要求即可。油路排放位置的確定在油路塊設計過程中，采用的往往是標準的疊加閥系列的液壓閥。這些閥種類繁多。為了節省油路塊數量，往往要個油路塊多閥共用，塊內油路復雜。設計中為了減少差錯，就要注意油路的排放位置，那么油路位置的確定要注意以下幾點在設計油路過程中，首先要讀懂整個液壓系統圖，看看系統是由幾個回路構成的，般每個油路支路構成個回路。每個回路般有個進袖口個回油口和泄油口確定好它們的位置尺寸。其次要考慮的是功率的大小，般認為以下的用節流調速回路的用容積節流調速回路或容積調速回路以上的則用容積調速回路。最后從費用上考慮，要求費用低廉時用節流調速回路允許費用高些時用容積節流調速回路或容積調速回路。綜上，本系統采用節流調速，因液壓馬達和液壓缸均需雙向運動則采用雙單向節流閥來進行調速，液壓缸的同步誤差為能滿足系統的要求。當馬達正反轉和液壓缸升降時均是進油調速。具體液壓原理圖的確定牽引部分液壓原理圖的確定。液壓系統回路有開式和閉式兩種。采用閉式系統時,原理圖如圖所示采用開式系統時,原理圖如圖所示。通過比較可知閉式系統結構比緊湊對稱，但系統較為復雜，為了保證控制系統能正常工作，需要提供低壓液壓油給控制回路，所以回路中需安排個低壓保護措施來保證控制正常在閉式系統中油溫升高后，散熱較慢，需要提供專門的散熱回路來冷卻工作油，這就增加了液壓設備，使系統復雜化閉式系統采用容積調速回路，而容積調速回路般是用在大功率，經濟條件允許寬裕的場合。開式回路結構上比閉式回路簡單，散熱條件好，無須附加專門的散熱回路來冷卻油液，經濟上要求不高，保護回路易于實現，采用雙單向節流調速，方便快捷亦可實現容積調速回路的無級調速，對于本破碎試驗臺比較合適。圖牽引部分閉式液壓系統圖牽引部開式液壓系統截割部分液壓原理圖的確定截割部要求滾筒切削平穩,無較大沖擊切削速度易于控制，為了保護液壓設備，避免在切削過程中樣品過硬或其他原因造成的阻力增加破壞液壓元件，應該在回路中加入保護措施。其液壓原理圖如圖所示。圖截割部液壓原理圖升降缸部分液壓原理圖的確定升降缸部分要求有液壓自鎖功能，確保液壓缸能夠在任何位置自如的停止并自鎖，在系統不供油時不能因液壓缸誤動作影響滾筒的切削深度升降部分的調速和換向需靈敏無誤差，且要求能精確控制切削深度，故本系統在升降缸部分采用雙單向節流閥來控制升降缸同步動作，用夜控單向閥實現液壓缸的自鎖。其液壓原理圖實現如圖所示。圖升降缸液壓原理圖液壓原理圖的分析設計本液壓系統屬于中低壓系統，綜合考慮切因數，采用定量泵向系統供油。綜合以上各個部分的調速回路方案，補充系統的保護回路，方向控制回路和卸荷回路而設計出系統總的液壓原理圖。如下圖所示圖液壓原理圖表液壓系統電磁鐵調度表信號來源電磁鐵狀態執行元件狀態升降缸截割馬達牽引馬達啟動電源開關正轉牽引控制開關正轉正轉升降控制信號降正轉正轉升降控制信號升正轉牽引停正轉截割控制信號反轉截割停牽引控制信號反轉關閉信號工作原理如下破碎試驗臺完成截割工作是通過螺旋滾筒破碎樣品塊，牽引小車進給工料的。由于樣品塊表面起伏變化，為了能保證截割厚度相同，用電液比例方向流量閥來靈敏精確的控制升降缸的動作。工作過程為，啟動電源開關，電磁鐵左位工作，截割部馬達正轉此后升降缸下降到預定高度保證截割樣品厚度相同，即比例閥左位工作，液壓缸下壓隨后電磁鐵左位工作，牽引馬達正轉帶動小車前進給料。在工作過程中升降缸時刻升降，保證截割厚度。操縱性好。操縱性的好壞是看它是否便于操縱便于控制力和速度控制運動和停止，且控制力小即操縱靈活輕巧等。由于液壓傳動可以方便采用電磁閥為先導的液動換向等放大裝置，因此它是當今任何強力機械進行控制和操縱從不可缺少的環節，這是它突出的優點之，也是當今海洋開發機器普遍采用的操縱控制所必需的。液壓傳動大都用油或水基添加潤滑防蝕劑為工作介質，自潤滑性能好，工作元件壽命較長。液壓元件通用性強，容易實現標準化系列化和通用化，便于組織批量生產，從而可以大大節約成本，減少開支。與無線電電力氣動相配合，可以創造出各方面性能良好自動化程度較高的傳動和控制系統，是采用微處理機實現遙控自動控制程序控制數控等不可缺少的組成軀干。液壓傳動與電驅動相比，在海洋環境中特別是海水中易于實現密封，易于防腐蝕和防爆，也不會象電驅動那樣，滲入海水會造成短路等故障。因而廣泛應用于海中或海底工作機械甲板機械和石