錨固鉆機(jī)動(dòng)力頭及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【6張cad圖紙文檔所見所得】

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of the anchor rig is designed, composed of various components of the selection, calculation and check.Anchor rig main technical parameters of this design: the hole diameter: Phi 100 to 180mmThe drilling depth: 30 60mDrilling angle: 0 90 Rotary speed: 30rpm 60rpm 104rpmMaximum torque: 4.7kN.mRated lifting force: 30kNRated feeding force: 15kNHoisting speed:15m/minMotor power: 15kW, 1470r/minAfter the design fully meet the requirements of the mission statement of the problem.Keywords: hydraulic design of anchoring drilling rig, structure design目 錄摘 要IIAbstractIII目 錄IV第1章 緒論11.1液壓概況11.2液壓工作原理11.3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求31.4 錨固鉆機(jī)定義41.5錨固鉆機(jī)的性能4第2章 錨固鉆機(jī)液壓原理設(shè)計(jì)及課題任務(wù)52.1 液壓工作原理52.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)要求6第3章 錨固鉆機(jī)動(dòng)力頭設(shè)計(jì)73.1回轉(zhuǎn)鉆桿所需功率計(jì)算73.1.1 破碎巖石土層所需功率73.1.2鉆具與孔底磨擦所需功率83.1.3回轉(zhuǎn)鉆桿所需功率83.2錨固鉆機(jī)鉆機(jī)總體方案103.2.1已知條件103.2.2總體傳動(dòng)方案的確定103.2.3傳動(dòng)系統(tǒng)的基本計(jì)算113.2.4液壓馬達(dá)、液壓泵以及電機(jī)的選擇計(jì)算123.3液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算153.3.1液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟153.3.2液壓缸類型與安裝方式163.3.3液壓缸性能參數(shù)的計(jì)算163.3.4液壓缸主要幾何尺寸的計(jì)算183.3.5液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算193.3.6液壓缸的聯(lián)接計(jì)算203.3.7液壓缸強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算243.4液壓輔助元件的設(shè)計(jì)273.4.1油箱容量計(jì)算273.4.2油管283.4.3管接頭293.4.4過濾器303.4.5冷卻器343.4.6液壓控制閥的選用35第4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)384.1系統(tǒng)液壓可以完成的工作循環(huán)384.2液壓執(zhí)行元件的配置384.3負(fù)載分析計(jì)算384.4液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇394.4.1液壓泵的最大工作壓力404.4.2計(jì)算液壓泵的最大流量404.4.3選擇液壓泵的規(guī)格414.4.4計(jì)算液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率并選擇原動(dòng)機(jī)424.5其他液壓元件的選擇424.5.1液壓閥及過濾器的選擇424.5.2油管的選擇434.5.3油箱及其輔件的確定444.6液壓系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算45參考文獻(xiàn)46總結(jié)47致謝48第1章 緒論1.1液壓概況當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的進(jìn)展，在完善比例控制、數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化以及微機(jī)控制等開發(fā)性工作方面，更日益顯示出顯著的成績(jī)。從17世紀(jì)中葉巴斯卡提出靜壓傳遞原理、18世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，也已有二三百年歷史了。近代液壓傳動(dòng)在工業(yè)上的真正推廣使用只是本世紀(jì)中葉以后的事，至于它和微電子技術(shù)密切結(jié)合，得以在盡可能小的空間內(nèi)傳遞出盡可能大的功率并加以精確控制，更是近10年內(nèi)出現(xiàn)的新事物。我國(guó)的液壓工業(yè)開始于本世紀(jì)50年代，其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來才用到拖拉機(jī)和工程機(jī)械上。自1964年從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)、同時(shí)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品以來，我國(guó)的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。80年代起更加速了對(duì)西方先進(jìn)液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計(jì)劃引進(jìn)、消化、吸收和國(guó)產(chǎn)化工作，以確保我國(guó)的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、人才培訓(xùn)、研究開發(fā)等各個(gè)方面全方位地趕上世界水平。1.2液壓工作原理驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)，它由油箱、濾油器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管組成。它的工作原理：液壓泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，從油箱中吸油。油液經(jīng)濾油器進(jìn)入液壓泵，當(dāng)它從泵中輸出進(jìn)入壓力管后，將換向閥手柄、開停手柄方向往內(nèi)的狀態(tài)下，通過開停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸左腔，推動(dòng)活塞和工作臺(tái)向右移動(dòng)。這時(shí)，液壓缸右腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。為了克服移動(dòng)工作臺(tái)時(shí)所受到的各種阻力，液壓缸必須產(chǎn)生一個(gè)足夠大的推力，這個(gè)推力是由液壓缸中的油液壓力產(chǎn)生的。要克服的阻力越大，缸中的油液壓力越高；反之壓力就越低。輸入液壓缸的油液是通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)的，液壓泵輸出的多余的油液須經(jīng)溢流閥和回油管排回油箱，這只有在壓力支管中的油液壓力對(duì)溢流閥鋼球的作用力等于或略大于溢流閥中彈簧的預(yù)緊力時(shí)，油液才能頂開溢流閥中的鋼球流回油箱。所以，在系統(tǒng)中液壓泵出口處的油液壓力是由溢流閥決定的，它和缸中的油液壓力不一樣大。液壓傳動(dòng)有以下一些優(yōu)點(diǎn)：1） 在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動(dòng)力，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)中的壓力可以比電樞磁場(chǎng)中的磁力大出3040倍。在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的12%左右。2） 液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)500次/min，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)1000次/min。3） 液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍可達(dá)2000），它還可以在運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。4） 液壓傳動(dòng)易于自動(dòng)化，這是因?yàn)樗鼘?duì)液體壓力、流量或流動(dòng)方向易于進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制的緣故。當(dāng)將液壓控制和電氣控制、電子控制或氣動(dòng)控制結(jié)合起來使用時(shí)，整個(gè)傳動(dòng)裝置能實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜的順序動(dòng)作，接受遠(yuǎn)程控制。5） 液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。液壓缸和液壓馬達(dá)都能長(zhǎng)期在失速狀態(tài)下工作而不會(huì)過熱，這是電氣傳動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置無法辦到的。液壓件能自行潤(rùn)滑，使用壽命較長(zhǎng)。6） 由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便。液壓元件的排列布置也具有較大的機(jī)動(dòng)性。7） 用液壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比用機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：1） 液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)化，這是由液壓油液的可壓縮性和泄漏等原因造成的。2） 液壓傳動(dòng)在工作過程中常有較多的能量損失（摩擦損失、泄漏損失等），長(zhǎng)距離傳動(dòng)時(shí)更是如此。3） 液壓傳動(dòng)對(duì)油溫變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性很易受到溫度的影響，因此它不宜在很高或很低的溫度條件下工作。4） 為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求較高，因此它的造價(jià)較貴，而且對(duì)油液的污染比較敏感。5） 液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源。6） 液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因。1.3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。1.4 錨固鉆機(jī)定義錨固鉆機(jī)主要應(yīng)用于水電站、鐵路、公路邊坡各類地質(zhì)災(zāi)害防治中的滑坡及危巖體錨固工程，特別適合高邊坡巖體錨固工程，還適用于施工城市深基坑支護(hù)、抗浮錨 桿及地基灌漿加固工程孔、爆破工程的爆破孔、高壓旋噴樁、隧道管棚支護(hù)孔等，將其動(dòng)力頭略微變動(dòng)，即可方便地全方位施工。主要鉆進(jìn)方法：潛孔錘常規(guī)鉆進(jìn)、 跟管鉆進(jìn)、螺旋鉆進(jìn)。在各類復(fù)雜地層及不同鉆進(jìn)方法的造孔施工實(shí)踐中，其優(yōu)異的鑿孔性能，得到廣大施工單位和同行的認(rèn)可。1.5錨固鉆機(jī)的性能錨固鉆機(jī)主要用于鐵路、公路、水利、水電設(shè)施的滑波治理工程及危巖體錨固工程，控制建筑物位移等高邊坡巖體錨固工程，還用于施工城市深基坑支護(hù)及地基加固工 程孔、爆破工程的爆破孔和隧道管棚支護(hù)孔等。具有良好的性能：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，機(jī)動(dòng)靈活，能適用于在高邊坡和腳手架上展開工作；液壓動(dòng)力頭的輸 出扭矩較大，鉆進(jìn)能力強(qiáng)，鉆機(jī)的使用范圍廣；動(dòng)力頭的輸出轉(zhuǎn)速為無級(jí)變速，可根據(jù)不同的施工要求和地質(zhì)情況自主選擇鉆進(jìn)參數(shù)，以達(dá)到最佳鉆進(jìn)效率。因此， 無論何種型式的錨固鉆機(jī)，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是錨固鉆機(jī)設(shè)備重要的組成部分，如果維護(hù)不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，重影響設(shè)備的正常工作，所以應(yīng)當(dāng)十分重視液壓 系統(tǒng)的維護(hù)工作。液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障是多種多樣的，在使用過程中產(chǎn)生的大部分故障是由于油液選擇不當(dāng)、油液被污染，系統(tǒng)中進(jìn)入空氣以及油溫過高造成 的。以下分析了錨固鉆機(jī)茌日常維護(hù)中應(yīng)當(dāng)特別注意的幾個(gè)問題。第2章 錨固鉆機(jī)液壓原理設(shè)計(jì)及課題任務(wù)2.1 液壓工作原理液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作。也有的需要多級(jí)或無級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。容積節(jié)流調(diào)速采用變量泵供油。節(jié)流閥或調(diào)速閥控制流人(或流出)執(zhí)行元件的流量，使泵的流量與執(zhí)行元件所需的流量相適應(yīng)。優(yōu)點(diǎn)是無溢流損失，速度負(fù)載特性好，效率高。在有些液壓系統(tǒng)中，有時(shí)需要流量不大的高壓油，這時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中某段時(shí)問不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。在本系統(tǒng)中，采用變量泵供油，節(jié)流閥控制元件流量。錨固鉆機(jī)快速開啟關(guān)閉是本套矯直機(jī)的一大特點(diǎn)，要達(dá)到這一特性泵站的瞬時(shí)流量就會(huì)很大，故采用蓄能器實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)作，蓄能器的設(shè)計(jì)既大量地節(jié)省了能源，又有效地緩解了液壓系統(tǒng)中的沖擊和脈動(dòng)。另外回油管路設(shè)置了單向閥，增加了回油背壓，使系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，該原理圖中所有涂黑的截止閥在系統(tǒng)的初始狀態(tài)都處于截止?fàn)顟B(tài)。根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖，審查圖上各閥在各種工況下達(dá)到的最高工作壓力和最大流量，以此選擇閥的額定壓力和額定流量。閥的實(shí)際壓力和流量應(yīng)與額定值相接近，但必要時(shí)允許實(shí)際流量超過額定流量的20%。液壓泵站上泵組的布置方式上分為上置式和非上置式。泵組置于油箱上的上置式液壓泵站中，采用立式電動(dòng)機(jī)并將液壓泵至于油箱之內(nèi)，成為立式，采用臥式電動(dòng)機(jī)時(shí)成為臥式，非置上式液壓泵站中，泵組與油箱并列布置的成為旁置式；泵組置于油箱下面的為下置式，本設(shè)計(jì)為旁置式液壓泵站，對(duì)于規(guī)模較大型液壓泵站，通常將采用管式聯(lián)接，調(diào)試和維修方便，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，外觀美觀，而且壓力損失小，消除了因接頭引起的泄露、震動(dòng)和噪聲。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化差，互換性不好，制造加工困難，使用受到限制。2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1、完成該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),根據(jù)設(shè)計(jì)要求, 通過計(jì)算確定錨固鉆機(jī)動(dòng)力頭主要結(jié)構(gòu)尺寸；2、根據(jù)錨固鉆機(jī)的動(dòng)作要求，完成液壓部分設(shè)計(jì)計(jì)算，元件選擇等；3、最后提交一套完整的圖紙,說明書及外文翻譯資料等。設(shè)計(jì)要求：1、設(shè)計(jì)成果應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范；2、總體方案，主要部件結(jié)構(gòu)合理；3、液壓系統(tǒng)功能完全。鉆機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)：鉆孔直徑：100180mm鉆孔深度：3060m鉆孔角度：090回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：30rpm 60rpm 104rpm最大扭矩：4.7kN.m額定提升力：30kN額定給進(jìn)力：15kN提升速度 ：15m/min 電動(dòng)機(jī)功率：15kW，1470r/min第3章 錨固鉆機(jī)動(dòng)力頭設(shè)計(jì) 本鉆機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置采用三相異步電動(dòng)機(jī)，為了安裝和機(jī)場(chǎng)的布置，鉆機(jī)和水泵各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。而回轉(zhuǎn)器和油泵共用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。 設(shè)電機(jī)輸出功率為NO ,那么 N0 =1.2Nj Nj=(Ny +Nh)/ 式中:Nh回轉(zhuǎn)鉆具所需功率KW 效率 ，取=0.8 Ny油泵所需功率 KW Nh=N1+N2+N3 式中:N1井底破碎巖石土層所需功率 KW N2鉆頭與孔底摩擦所需功率 KW N3回轉(zhuǎn)鉆桿所需功率 KW3.1回轉(zhuǎn)鉆桿所需功率計(jì)算這部分的功率由三部分組成，即Nh=N1+N2+N3的計(jì)算3.1.1 破碎巖石土層所需功率N1=式中：m 鉆頭切削刀數(shù) 取m=6 n 立軸轉(zhuǎn)數(shù) n= r/min 30rpm 60rpm 104rpm h 轉(zhuǎn)進(jìn)速度 取h=1.5cm/min 巖石抗壓強(qiáng)度 其值見表3-1 表31巖 石 名 稱 抗 壓 強(qiáng) 度 （N/cm2）煤2000粘土、頁(yè)巖、片狀砂巖4000石灰?guī)r、砂巖8000大理石、石灰?guī)r10000堅(jiān)硬的石灰?guī)r、頁(yè)巖12000 A-井底破碎環(huán)狀面積 A=3.1.2鉆具與孔底磨擦所需功率N2=fen(R+r)/1944800 式中：f鉆具與巖石直間的摩擦系數(shù) f=0.5 e側(cè)摩擦系數(shù) e=1.1已知鉆孔直徑：100180mm R鉆頭外圓半徑 R=9cm r鉆頭內(nèi)孔半徑 r=5cm3.1.3回轉(zhuǎn)鉆桿所需功率N3= (當(dāng)n200r/min時(shí)） 式中：L孔深 鉆孔深度：3060m d鉆桿直徑 d=180mm 沖洗液比重 =1.5將上述參數(shù)及立軸的不同轉(zhuǎn)速分別代入以上各式，所得值列表32中。表32N(KW) r/minN/c8015521541020000.0800.0940.1020.12040000.1590.1880.2040.24080000.3190.3760.4080.480100000.3990.4700.5100.600120000.4790.5640.6120.72020000.3080.5960.8261.57640000.6151.1921.6533.15380001.2312.3843.3076.307100001.5382.9804.1347.884120001.8463.5764.9169.4610.7521.6352.4804.73020001.1402.3253.4086.42640001.5263.0154.3378.12380002.3024.3956.19511.517100002.6895.0857.12413.214120003.0775.7938.05314.9110.0280.0280.0280.02820001.1682.3533.4366.45440001.5543.0434.3658.15180002.3304.4236.22311.545100002.7175.1137.15413.242120003.1055.8218.08114.939動(dòng)力頭主要由液壓馬達(dá)，動(dòng)力頭架，水辨，水辨軸，拖板等部件組成。動(dòng)力頭采用BYM-160型擺線液壓馬達(dá)。變換動(dòng)力頭液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，可通過調(diào)節(jié)馬達(dá)的進(jìn)口溢流閥（見液壓系統(tǒng)圖）來實(shí)現(xiàn)。鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件，選擇合適的轉(zhuǎn)速。待轉(zhuǎn)速確定后，溢流閥應(yīng)禁止在去調(diào)動(dòng)。動(dòng)力頭架一端與動(dòng)力頭液壓馬達(dá)的法蘭相連，其內(nèi)部裝有兩盤單列圓錐滾子軸承（32208型），用以支承水辨軸并將其定心。水辨是套在水辨軸上的，通過水辨上的與拖板相連的固定銷將其定位，水辨軸的相應(yīng)位置開有通孔。水辨主要是向鉆頭供給冷卻水沖洗液。水辨體內(nèi)裝有兩套組合橡膠密封圈，以防止漏水。水辨上還設(shè)有旋塞，借以調(diào)節(jié)水量的大小。動(dòng)力頭是通過其拖板，整體架在導(dǎo)軌面上的，與推進(jìn)部一樣，其托板上裝有四副銅質(zhì)條和調(diào)整塊，以減少導(dǎo)軌面的磨損。拖板上有個(gè)鉤子，以與推進(jìn)部托板相連。動(dòng)力頭是液壓鉆機(jī)和其它一些液壓機(jī)床所具有的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，下面是動(dòng)力頭詳細(xì)的圖，如下圖：3.2錨固鉆機(jī)鉆機(jī)總體方案3.2.1已知條件鉆孔直徑：100180mm鉆孔深度：3060m鉆孔角度：090回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：30rpm 60rpm 104rpm最大扭矩：4.7kN.m額定提升力：30kN額定給進(jìn)力：15kN提升速度 ：15m/min 電動(dòng)機(jī)功率：15kW，1470r/min3.2.2總體傳動(dòng)方案的確定總體方案如下圖3-1圖3.1本錨固鉆機(jī)借鑒了柱式液壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，它由主機(jī)、操作臺(tái)及泵站三部分組成，各部分之間通過膠管連接，主機(jī)部分由相互配合的立柱總成、托架總成及回轉(zhuǎn)總成構(gòu)成。創(chuàng)新點(diǎn)：本本鉆機(jī)采用立柱式機(jī)體主要優(yōu)點(diǎn)：1、 比類似產(chǎn)品重量輕、鉆孔速度快、精度高、定位準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)便、維修費(fèi)用極低。2、可以鉆不同方位，不同角度的孔，適用于各種復(fù)雜的地理環(huán)境及工作面。3.2.3傳動(dòng)系統(tǒng)的基本計(jì)算1、鉆壓的計(jì)算由有關(guān)資料可知，煤層的硬度介于14級(jí)之間，也即壓入硬度在01000Mpa之間，屬于中軟以下硬度的巖石，而本鉆機(jī)按適應(yīng)巖石硬度為f8的鉆壓來算，可實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)同時(shí)適應(yīng)井上和井下的工作要求。為實(shí)現(xiàn)對(duì)8級(jí)及以下巖層的鉆進(jìn)，應(yīng)選擇胚塊式針狀硬質(zhì)合金作為鉆頭上的切削具，鉆頭形狀如圖3.2每塊針狀硬質(zhì)合金所承受的壓力值為P2000N/塊。次鉆頭上銜接有5塊合金，由鉆壓計(jì)算公式C=Pm式中-C為鉆壓 P合金壓力值P=2000N/塊 m合金個(gè)數(shù)m=5所以 C=Pm=2000*5=10kN2、轉(zhuǎn)矩的計(jì)算經(jīng)多方的試驗(yàn)和研究(見探礦工程學(xué)概論)，在巖芯鉆探中，鉆機(jī)鉆進(jìn)功率為： 式中 鉆進(jìn)功率； 空轉(zhuǎn)鉆桿柱的功率； 克服由于傳送鉆壓、鉆桿柱彎曲并與孔壁接觸而產(chǎn)生摩擦阻力時(shí)增加的功率； 鉆頭破碎巖石所需的功率(包括鉆頭與孔底的摩擦功率)1).關(guān)于空轉(zhuǎn)鉆桿柱的功率對(duì)于以50mm鎖接頭連接的鉆桿，鉆180mm鉆孔可用下式計(jì)算空轉(zhuǎn)功率 =0.64L式中 n鉆桿柱的鉆速，n=4.5r/s L鉆桿柱長(zhǎng)度，L=25m =0.6425 =0.514kw2).關(guān)于摩擦增加的功率由于鉆桿柱承受軸向力而使鉆桿柱彎曲與孔壁發(fā)生摩擦因而增加的功率，可由下式計(jì)算： =aCn式中 a經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取a=2.46 C鉆頭上的軸向壓力，C=10kn n鉆桿鉆速，n=4.5r/s =2.46100004.5 =1.2kw3)關(guān)于鉆頭在孔底破碎巖石所需的功率鉆頭破碎巖石的功率，常用下式計(jì)算： =A式中 破碎孔底單位面積消耗的功率硬質(zhì)合金和金剛石鉆頭鉆進(jìn)時(shí)=50150w/，計(jì)算取=100 w/ A底孔破碎巖石的面積，A=0.00374代入數(shù)值計(jì)算得：=3.74kw由以上計(jì)算可知， 鉆機(jī)的鉆速=28.26rad/m所以，鉆機(jī)的轉(zhuǎn)矩為： M=193Nm3.2.4液壓馬達(dá)、液壓泵以及電機(jī)的選擇計(jì)算1、液壓馬達(dá)的選擇由前面計(jì)算的扭矩：最大扭矩：4.7kN.m；鉆機(jī)的工作轉(zhuǎn)速 回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：30rpm 60rpm 104rpm選擇液壓馬達(dá)的型號(hào)為：BYM-160排量V=160ml/min轉(zhuǎn)速：10r/min-320 r/min最大工作壓力：12Mpa最大工作扭矩：210Nm重量：7.8kg馬達(dá)的相關(guān)參數(shù)的計(jì)算：將馬達(dá)的鉆速確定為104 r/min時(shí)馬達(dá)的理論流量：16010443.2L/min馬達(dá)的實(shí)際流量： 43.2/0.9844.08L/min馬達(dá)輸入功率： 7.347kw馬達(dá)輸出功率： 5.454kw馬達(dá)總效率： 0.742馬達(dá)機(jī)械效率：0.762、液壓缸的基本計(jì)算1)液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算液壓缸的工作壓力應(yīng)F=C,式中C為鉆壓 計(jì)算取，F(xiàn)=10kN 液壓缸內(nèi)徑： 式中F液壓缸的工作壓力（kN） p液壓缸的工作壓力p11Mpa代入數(shù)值有 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)液壓缸缸筒內(nèi)徑系列(摘自GB/T2348-1993)圓整成標(biāo)準(zhǔn)值：2)活塞桿直徑的計(jì)算計(jì)算根據(jù)速度比的要求來計(jì)算活塞桿直徑， 式中活塞桿直徑為液壓缸內(nèi)徑 為速度比 為活塞桿的縮入速度 為活塞桿的伸出速度 計(jì)算取，代入數(shù)值計(jì)算： 根據(jù)活塞桿外徑尺寸系列圓整成標(biāo)準(zhǔn)值3)液壓缸的流量計(jì)算 液壓缸的伸出速度也即鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度=1.4m/s 式中液壓缸的流量 液壓缸的伸出速度 活塞無桿端面積， 液壓缸的機(jī)械效率，代入數(shù)值： 4)泵的選擇與計(jì)算 由上面在計(jì)算可知泵的輸出流量 泵的輸出功率： 式中泵的輸出功率 泵的出口流量 泵的出口壓力 代入數(shù)值： 所需液壓泵的排量 式中泵的排量 泵的實(shí)際流量 泵的容積效率，=0.985 代入數(shù)值計(jì)算的泵的排量 由此查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用液壓泵的型號(hào)為：CB32 CB32的技術(shù)規(guī)格型號(hào)排量/ml壓力/Mpa轉(zhuǎn)速/r容積效率(%)驅(qū)動(dòng)功率/kw重量/kgCB3232最低最高最低最高908.726.41012.515005)電機(jī)的選擇根據(jù)以上選泵的驅(qū)動(dòng)功率，在此選擇電機(jī)為防爆型電機(jī)，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇電機(jī)型號(hào)：Y160L-4 Y160L-4技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定功率/kw滿載是額定轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)矩重量/KgY160L-41514702.21443.3液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 1)根據(jù)主機(jī)的運(yùn)動(dòng)要求，按表23.6-39選擇液壓缸的類型。根據(jù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要求，按表23.6-40選擇液壓缸的安裝方式。(見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè))2)根據(jù)主機(jī)的動(dòng)力分析和運(yùn)動(dòng)分析，確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸。例如液壓缸的推力、速度、作用時(shí)間、內(nèi)徑、行程及活塞桿直徑等。3)根據(jù)選定的工作壓力和材料進(jìn)行液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。例如缸體壁厚、缸蓋結(jié)構(gòu)、密封形式、排氣與緩沖等。4)液壓缸性能的驗(yàn)算。3.3.2液壓缸類型與安裝方式根據(jù)主機(jī)的運(yùn)動(dòng)要求選擇液壓缸的類型為：雙作用單活塞桿式推力液壓缸。液壓缸的安裝方式為底部螺栓固定，頭部耳環(huán)連接。3.3.3液壓缸性能參數(shù)的計(jì)算（1）液壓缸的輸出力 1）單桿活塞式液壓缸的推力 式中 液壓缸推力（kN） 工作壓力（Mpa） 活塞的作用面積（） 活塞直徑（m）代入數(shù)值： 2）單桿活塞式液壓缸的推力 式中 液壓缸推力（kN） 工作壓力（Mpa） 活塞的作用面積（） 活塞直徑（m） 活塞桿直徑（m）代入數(shù)值：（2）液壓缸的輸出速度1）單桿活塞式液壓缸外伸時(shí)的速度 式中 活塞外伸的速度（m/min） 進(jìn)入液壓缸的流量（） 活塞的作用面積（） 活塞桿直徑（m）代入數(shù)值計(jì)算得=1.4m/s2）單桿活塞式液壓缸活塞縮入時(shí)的速度 式中 活塞的縮入速度 速度比代入數(shù)值：（3）液壓缸的作用時(shí)間液壓缸的作用時(shí)間t為 式中 液壓缸的作用時(shí)間（s） A液壓缸的作用面積（） 活塞桿伸出時(shí) 活塞桿縮入時(shí) S液壓缸行程，S=1m故，活塞伸出時(shí)的作用時(shí)間 活塞縮入時(shí)的作用時(shí)間（4）液壓缸的儲(chǔ)油量 液壓缸的儲(chǔ)油量V為 式中 液壓缸的儲(chǔ)油量（） 液壓缸的作用面積（） 液壓缸的行程（）代入數(shù)值：（5）液壓缸的輸出功率液壓缸的輸出功率N為 式中 液壓缸的輸出功率（kW） 液壓缸的輸出力（kW） 液壓缸的輸出速度（m/s）代入數(shù)值：3.3.4液壓缸主要幾何尺寸的計(jì)算液壓缸的主要幾何尺寸，包括液壓缸的內(nèi)徑D，活塞桿直徑d和液壓缸的行程s等。（1）液壓缸內(nèi)徑D的計(jì)算液壓缸的工作壓力 FC,式中C為鉆壓 故，F(xiàn)10kn 液壓缸內(nèi)徑： 式中F液壓缸的工作壓力 p液壓缸的工作壓力p11Mpa代入數(shù)值有 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)液壓缸缸筒內(nèi)徑系列(摘自GB/T2348-1993)圓整成標(biāo)準(zhǔn)值：（2）活塞桿直徑的計(jì)算計(jì)算根據(jù)速度比的要求來計(jì)算活塞桿直徑， 式中活塞桿直徑為液壓缸內(nèi)徑 為速度比 為活塞桿的縮入速度 為活塞桿的伸出速度 計(jì)算取，代入數(shù)值計(jì)算： 根據(jù)活塞桿外徑尺寸系列（GB/2348-1993）圓整成標(biāo)準(zhǔn)值(3)液壓缸行程s的確定液壓缸行程s，主要依據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求而定。但為了簡(jiǎn)化工藝和降低成本，應(yīng)該根據(jù)GB2349-1980給出的標(biāo)準(zhǔn)系列值。根據(jù)鉆機(jī)的給進(jìn)要求，綜上述選擇液壓缸的行程為s=1000mm3.3.5液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要包括缸筒壁厚、油口直徑、缸低厚度、缸頭厚度等。（1）缸筒壁厚的計(jì)算1）標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑，本液壓缸屬于工程機(jī)械擁缸，故應(yīng)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表23.6-59給出的工程機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的缸體外徑系列來選擇。2）由于本液壓缸應(yīng)用于工程機(jī)械，且工作壓力較大，應(yīng)選按中等壁厚來計(jì)算，公式如下 式中 液壓缸壁厚； 液壓缸工作壓力（Mpa）； 液壓缸內(nèi)徑（mm）； 缸筒材料的許用應(yīng)力（Mpa）； 對(duì)于鋼管=100110Mpa 計(jì)算取=110Mpa 強(qiáng)度系數(shù)，采用無縫鋼管時(shí)=1，本缸為無縫鋼管加工制造； 計(jì)入筒壁公差及腐蝕時(shí)的附加厚度，一般可略去。代入數(shù)值：3）缸體外徑的計(jì)算 式中 缸體外徑代入數(shù)值：圓整后得=50mm（2）液壓缸油口直徑的計(jì)算 液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運(yùn)動(dòng)速度和油口最高液流速度而定 式中 液壓缸油口直徑（m）； 液壓缸內(nèi)徑（m）； 液壓缸最大輸出速度（m/min），=2 m/s； 油口液流速度（m/s），取=0.54m/s。代入數(shù)值：（3）缸底厚度計(jì)算 缸體厚度計(jì)算如下式 式中 缸底厚度（m）； 液壓缸內(nèi)徑（m）； 工作壓力（Mpa）； 缸底材料的許用應(yīng)力（Mpa） 計(jì)算取=110Mpa代入數(shù)值：，即缸底厚度=5.48mm，為適應(yīng)缸底的最后設(shè)計(jì)形狀缸底允許加厚。（4）缸頭厚度計(jì)算 由于在液壓缸缸頭上有活塞桿導(dǎo)向孔，因此其厚度的計(jì)算方法與缸底有所不同。如下圖 式中 缸頭厚度（m） 導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度，在缸筒內(nèi)徑80mm時(shí)，取缸筒內(nèi)徑的0.61.0倍（見液壓傳動(dòng)，東北大學(xué)出版社）計(jì)算取 自選尺寸，計(jì)算取=8mm 缸頭形狀如下圖：3.3.6液壓缸的聯(lián)接計(jì)算（1）缸蓋聯(lián)接計(jì)算 1）焊接的聯(lián)接計(jì)算液壓缸缸底采用對(duì)焊時(shí)如圖3.3焊縫的拉應(yīng)力 式中 液壓缸輸出的最大推力（N） 由上面計(jì)算得=13800N 液壓缸外徑（m） 焊縫底徑（m） 焊接效率，通常取=0.7代入數(shù)值：強(qiáng)度條件：式中 焊縫的許用應(yīng)力, 焊條的抗拉強(qiáng)度，當(dāng)采用焊條時(shí) 安全系數(shù)=3.34，計(jì)算取=4，計(jì)算得所以焊縫的強(qiáng)度符合要求。 圖3-32）螺紋聯(lián)接的計(jì)算根據(jù)缸體外徑并參考GB/T196-2003“普通螺紋 基本尺寸”標(biāo)準(zhǔn)，選擇缸體與缸蓋聯(lián)接處螺紋的基本尺寸如下：公稱直徑（大徑）、（mm）螺 距（mm）中 徑、（mm）小 徑、（mm）48246.70145.836 表3-1缸體與缸蓋用螺紋聯(lián)接時(shí)（如圖3.4），缸體螺紋處的拉應(yīng)力為 螺紋處的切應(yīng)力為 合成應(yīng)力及強(qiáng)度條件為 式中 液壓缸最大推力（N）；缸筒內(nèi)徑（m）；螺紋外徑（m）由表3.1得=0.048m；螺紋內(nèi)徑（m），采用普通螺紋時(shí)，可近似地按下式計(jì)算： 螺紋螺距（m），=0.002m代入上式計(jì)算的=0.045836m；螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)（=0.070.2），一般取=0.12；螺紋預(yù)緊力系數(shù)，取=1.251.5，計(jì)算取=1.4螺紋的許用應(yīng)力。，為缸筒材料的屈服極限，為安全系數(shù)，取=1.2 2.5，在此取=2。本缸的缸筒材料為45號(hào)鋼（中碳鋼）一般335MPa， 經(jīng)淬火并回火處理后45號(hào)鋼屈服極限可達(dá)=640Mpa（見機(jī)械設(shè)計(jì)，程志紅，東南大學(xué)大學(xué)出版社）。故螺紋的許用應(yīng)力：將數(shù)值代入以上各式有，螺紋處的拉應(yīng)力： 螺紋處的切應(yīng)力： 合成應(yīng)力：即有： 故，缸體與缸蓋的螺紋聯(lián)接強(qiáng)度符合要求。 圖3.4（2）活塞與活塞桿的聯(lián)接計(jì)算活塞桿與活塞肩部表面的壓應(yīng)力（液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，上海科學(xué)技術(shù)出版社）式中 活塞上的孔徑（m）；活塞孔上的倒角尺寸（m），；0.002活塞桿上的倒角尺寸（m）； 許用壓應(yīng)力，活塞桿材料為45號(hào)鋼，所以代入數(shù)值： 所以，活塞與活塞桿的聯(lián)接符合強(qiáng)度要求。（3）耳環(huán)的聯(lián)接設(shè)計(jì)根據(jù)缸徑的大小，參考JB1068-60或GB/T14042-1993（見液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)）選擇耳環(huán)基本尺寸如下表：（mm）（mm）（mm）201620耳環(huán)形狀如下圖：3.3.7液壓缸強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算由于缸筒的剛度通常都大于活塞桿的剛度，故液壓缸的穩(wěn)定性主要取決于活塞桿的條件（見液壓傳動(dòng)，東北大學(xué)出版社）。（1）活塞桿穩(wěn)定性驗(yàn)算液壓缸承受軸向壓縮載荷時(shí)，當(dāng)活塞桿直徑與活塞桿的計(jì)算長(zhǎng)度之比大于10時(shí)（即），應(yīng)校核活塞桿的縱向抗彎強(qiáng)度或穩(wěn)定性。根據(jù)材料力學(xué)概念，一根受壓的直桿，在其負(fù)載力超過穩(wěn)定臨界力是，即已不能維持原有軸線狀態(tài)下的平衡而喪失穩(wěn)定。所以液壓缸的穩(wěn)定條件為 式中 活塞桿最大推力；活塞桿縱向破壞的臨界載荷（穩(wěn)定臨界力）；穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取=24，計(jì)算取=4。對(duì)于沒有偏心載荷的細(xì)長(zhǎng)桿，其縱向彎曲強(qiáng)度的臨界值，可按等截面法和非等截面法計(jì)算。如果液壓缸在受壓狀態(tài)下的最大撓度點(diǎn)（所在位置）發(fā)生在由導(dǎo)向中心偏向活塞桿一邊（，導(dǎo)向中心到活塞桿端支點(diǎn)的距離=1.16m）時(shí)，液壓缸的穩(wěn)定臨界壓力可按等截面桿來計(jì)算；若最大撓度點(diǎn)偏向缸筒一邊（），則應(yīng)按不等界面階梯桿來計(jì)算。其受力圖如下圖：判別最大撓度點(diǎn)位置的之值可有下式計(jì)算： 式中 活塞桿材料的彈性模量，對(duì)于鋼材； 活塞桿截面慣性矩，對(duì)于實(shí)體活塞桿代入數(shù)值：顯然 故此處的臨界力應(yīng)按等截面桿計(jì)算，等截面計(jì)算法如下：根據(jù)材料力學(xué)壓桿穩(wěn)定的理論，按等截面桿計(jì)算穩(wěn)定臨界力是有三種可能情況。a當(dāng)液壓缸的柔度，即為最大柔度桿時(shí)，穩(wěn)定應(yīng)力可按歐拉公式計(jì)算，即式中 壓桿長(zhǎng)度折算系數(shù)，取決于液壓缸的支撐形式，本缸安裝形式為兩端固定，故取=0.5 壓桿的計(jì)算長(zhǎng)度（及液壓缸安裝長(zhǎng)度），=1.13m； 活塞桿的回轉(zhuǎn)半徑，為活塞桿直徑； 大柔度桿的最小極限柔度，即臨界應(yīng)力相當(dāng)于材料比例極限時(shí)的柔度，其值為,其中為比例極限。常用材料的值見表3-2b當(dāng)，即為中柔度桿時(shí)，穩(wěn)定臨界力可按雅興斯基經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即 式中 中柔度桿的最小極限柔度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，為材料的屈服極限。常用材料的值可按表3-2選取； 、實(shí)驗(yàn)常數(shù)，見表3-2 活塞桿橫截面積。c當(dāng)，即為小柔度壓桿（或稱短壓桿）時(shí)，實(shí)驗(yàn)證明，它的破壞與失效現(xiàn)象無關(guān)，所以只需驚醒強(qiáng)度驗(yàn)算即可。 表3-2實(shí)驗(yàn)參數(shù)a/Pab/Pa鋼（A3或25）11.410561鋼（A5或45）36.1710060硅 鋼38.1710060經(jīng)計(jì)算得液壓缸的柔度，即故有 代入穩(wěn)定條件公式 即液壓缸的穩(wěn)定性符合條件。（2）活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算當(dāng)且時(shí)，活塞桿的強(qiáng)度驗(yàn)算。當(dāng)液壓缸僅有軸向壓縮載荷和自重G的作用，而不承受其它橫向作用力和縱向偏心力時(shí)，液壓缸的初始撓度值可按下式計(jì)算，即 式中 活塞桿與導(dǎo)向套的配合間隙，活塞桿外徑與導(dǎo)向套內(nèi)孔采用f9級(jí)配合，所以配合間隙=52； 活塞與缸筒內(nèi)壁的配合間隙，活塞外徑采用h9級(jí)配合，故=62； 活塞桿頭部銷軸孔至導(dǎo)向中心點(diǎn)A的距離，已算得=1.109m； 缸筒尾部銷軸孔至導(dǎo)向中心點(diǎn)A的距離，=1.077m； 活塞桿全部外伸時(shí)，液壓缸兩端銷之間的距離，=2.186m； 活塞桿全部外伸時(shí)，導(dǎo)向套滑動(dòng)面前端到活塞滑動(dòng)面末端的距離，=0.06m； 液壓缸最大推力，=13800N； 液壓缸自重，重心位置假定在導(dǎo)向中心點(diǎn)A處，選定材料后，經(jīng)計(jì)算活塞的質(zhì)量約=0.24kg，活塞桿的質(zhì)量約=8.348kg，液壓缸筒的質(zhì)量=6.02kg，其它部件，則； 液壓缸軸線與水平線的夾角，當(dāng)液壓缸水平工作時(shí)=1。垂直工作時(shí)=0。代入數(shù)值：活塞桿在偏心載荷作用下的合成應(yīng)力及強(qiáng)度條件為， 式中 活塞桿橫截面積，； 活塞桿橫截面模數(shù)（即彎曲截面系數(shù)）， 材料的許用應(yīng)力，對(duì)于鋼管取=110MPa代入數(shù)值： 顯然 故活塞桿的強(qiáng)度符合要求。3.4液壓輔助元件的設(shè)計(jì)在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，起輔助作用的元件稱為液壓輔助元件。它主要包括油箱、油管、管接頭、過濾器、冷卻器和密封裝置等。盡管這些元件在液壓傳動(dòng)中起的是輔助作用的，但它對(duì)保證液壓傳動(dòng)系統(tǒng)有效地工作和一定的工作性能是十分重要的。下面是對(duì)液壓輔助元件的設(shè)計(jì)和選用。3.4.1油箱容量計(jì)算（1）油箱的有效容積（液面高度為油箱高度80%時(shí)的容積）應(yīng)該根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱，散熱平衡的原則來計(jì)算，這項(xiàng)計(jì)算在系統(tǒng)負(fù)載較大、長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)是必不可少的。但對(duì)于一般情況來說，油箱的有效容積可以按液壓泵站的額定流量(L/min)估算出來。 式中 郵箱的有效容積，L: 與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式：一般取35。計(jì)算取=3代入計(jì)算，根據(jù)JB/T79381999油箱容量圓整后得 （2）油箱基本尺寸的確定設(shè)油箱長(zhǎng)、寬、高分別為，取、由油體的計(jì)算公式： 計(jì)算有 即有：油箱實(shí)際高，油箱的外形尺寸還應(yīng)跟實(shí)際的需要適當(dāng)調(diào)整。3.4.2油管（1）油管的種類及特點(diǎn)液壓系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，須按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。油管的特點(diǎn)及其使用范圍可參見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4。（2）油管參數(shù)的確定1）油管內(nèi)徑的確定。油管內(nèi)徑主要由油液通過的流速來確定，直徑小流速高，壓力損失小，甚至生產(chǎn)噪聲和振動(dòng)；直徑大，不但難于彎曲安裝，而且管路所占空間加大，機(jī)器重量增加，因此要合理選擇油管內(nèi)徑。管徑有下式確定式中 液體流量，； 流速，推薦用流速：對(duì)于吸油管（一般取1以下）；對(duì)于壓油管（壓力高、管道短或油液黏度小的情況取大值，反之取小值，局部或特殊情況可?。粚?duì)于回油路。對(duì)于推進(jìn)液壓缸油管， 代入數(shù)值得 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4表23.9-4取液壓缸用膠管內(nèi)徑，鋼絲層數(shù)，膠管外徑21，最小彎曲半徑160對(duì)于液壓馬達(dá)油管，代入數(shù)值得 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4表23.9-4取液壓馬達(dá)用膠管，鋼絲層數(shù)，膠管外徑28，最小彎曲半徑240。2）膠管的選擇及設(shè)計(jì)中應(yīng)注意事項(xiàng)。根據(jù)工作壓力和按上式求得的管子內(nèi)徑，選擇膠管的尺寸規(guī)格。高壓膠管的工作壓力，對(duì)不經(jīng)常使用的情況可提高20%；對(duì)與使用頻繁，經(jīng)常彎扭者要降低40%。膠管在使用及設(shè)計(jì)中應(yīng)注意下列事項(xiàng)：a膠管的彎曲半徑不宜過小，一般不應(yīng)小于表23.9-4的值。膠管與管接頭的連接處應(yīng)留有一段值的部分，此段長(zhǎng)度不宜小于管外徑的兩倍。b膠管的長(zhǎng)度應(yīng)考慮到膠管在通入壓力油后，長(zhǎng)度方向?qū)l(fā)生收縮變形，一般收縮量為管長(zhǎng)的3%4%。因此，膠管安裝時(shí)避免處于拉緊狀態(tài)。c膠管在安裝時(shí)應(yīng)保證不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，為便于安裝，可沿管長(zhǎng)涂以色紋，以便檢查。d膠管的管接頭軸線，應(yīng)盡量放置在運(yùn)動(dòng)的平面內(nèi)，避免兩端互相運(yùn)動(dòng)時(shí)膠管受扭。e膠管應(yīng)盡量避免與機(jī)械上尖角部分相互接觸和摩擦，一面管子損壞。3.4.3管接頭本鉆機(jī)泵站的管接頭有焊接式管接頭，卡套式管接頭和扣壓式管接頭 焊接式管接頭 卡套式管接頭 扣壓式管接頭采用焊接式管接，應(yīng)用接管和管子焊接。接頭體和接管之間用O型管密封圈，端面密封。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性好，對(duì)管子尺寸精度要求不高，但要求焊接質(zhì)量高，裝卸不便。工作壓力可達(dá)31.5MPa，工作溫度為-2580攝氏度，適用于油為介質(zhì)的管路系統(tǒng)。大泵選用管接頭的聯(lián)結(jié)螺紋為M422，管接頭的連接螺紋為M332。卡套式管接利用卡套變形卡主管子并進(jìn)行密封，結(jié)構(gòu)先進(jìn)，性能良好，重量輕，體積小，使用方便，廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)中。工作壓力可達(dá)31.5Mpa，要求管子尺寸精度高，需用冷拔光管。卡套精度亦高。適用于油、氣及一般腐蝕性介質(zhì)的管路系統(tǒng)。這種管接頭由接頭外套和接頭芯子組成，軟管裝好后再用模具扣壓，使軟管得到一定壓縮量，此種結(jié)果具有較好的看拔脫和密封性能?？膳c擴(kuò)口式，卡套式，焊接式或快換接頭聯(lián)接使用。工作壓力與軟管結(jié)構(gòu)及直徑有關(guān)。適用油、水、氣為介質(zhì)的管路系統(tǒng)。介質(zhì)溫度：油：-40100攝氏度。3.4.4過濾器周圍環(huán)境中和液壓系統(tǒng)在制造、工作過程中所產(chǎn)生的固體雜質(zhì)，可以通過各種渠道污染工作液體，因而妨礙系統(tǒng)的正常工作，降低元件的壽命，加速工作液體的質(zhì)變過程。國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)際統(tǒng)計(jì)表明，液壓系統(tǒng)故障有75%左右是由介質(zhì)的污染而直接或間接造成的。因此保護(hù)工作液體的清潔，防止其被污染，具有重要的意義。（1）過濾器的一般工作原理和主要性能參數(shù)過濾器的工作原理，就是在工作液體的通道中裝置多孔可透性的介質(zhì)或過濾元件（即濾芯），采用濾除油液中的非可溶性顆粒污染物。除此之外，還可以利用吸附、凝聚和磁性等過濾方式，對(duì)油液進(jìn)行凈化。按照結(jié)構(gòu)和過濾方式，過濾器可分為表面型和深度型兩大類。表面型過濾器的過濾通孔大小一般認(rèn)為是均勻的，它將所有大于通孔尺寸的污染物顆粒全部截留在濾芯的上游側(cè)，如圖3-3-1所示；而小于通孔尺寸的顆粒則通過濾芯到達(dá)下游。這種過濾器的過濾原理主要是直接阻截，如金屬式，繞線式，片式過濾器等。 圖3-3-1深度型過濾器的過濾元件為多孔可透性材料，其表面孔徑不均勻，內(nèi)部具有曲折迂回的通道。它的過濾作用發(fā)生在表面孔和內(nèi)部通道中，大顆粒污染物可能被截留在濾芯上游，也可能進(jìn)入內(nèi)部通道，甚至穿過濾芯到達(dá)下游；而進(jìn)入內(nèi)部通道的小顆粒污染物也可以沉積在曲折的內(nèi)壁上。因此，深度型過濾器的作用，具有更大的隨機(jī)性。燒結(jié)式過濾器和各種纖維或?yàn)V紙介質(zhì)的過濾器，都屬于這種類型。 過濾器的有關(guān)參數(shù)和性能指標(biāo)包括過濾精度、壓差特性、納垢能量、工作壓力、過濾能力。（2）過濾器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置過濾器安裝在液壓系統(tǒng)的不同位置時(shí)，具有不同的濾清保護(hù)作用。而對(duì)不同位置過濾器的性能，也有不同的要求。通常，過濾器在液壓系統(tǒng)中有下述幾種安裝位置。1）安裝在液壓泵吸油管道上如圖3-3-2所示，圖中為安裝在液壓泵吸液管道上的過濾器，它可以保護(hù)整個(gè)液壓系統(tǒng)（包括液壓泵）免受大顆粒雜質(zhì)的