摘 要

针对于国家提出“对于装载散堆装货物，顶面应予以平整”的要求，需要将矿石、煤等散粒物料在用列车进行长途运输时，对物料的顶面进行平整操作。传统的人工作业难以符合时代发展的要求，根据市场的需求，特别的设计出一种新型的螺旋式平料机构。本论文的设计要求是设计螺旋平料机的起升机构，确定起升机构的液压系统设计方案，确保设计的系统能完成任务的要求。设计内容包括执行元件液压缸的设计，起升机构的液压系统的设计计算，其中包括液压元件的设计、液压油箱、液压泵站和液压集成块的设计。本次设计所对应的螺旋平料机，节省了大量的人工成本，操作简便，产生了巨大的经济效应。毫无疑问，新型研制的螺旋平料机将在国内外具有良好的市场需求。

关键词：螺旋式平料机；液压缸；液压系统；液压元件；液压阀块

Abstract

According to the request of the nation: to load the cargo of stacking, the top surface should be smooth, the transportation of the iron ore, coal and other granular materials in long-distance by train, the top surface of materials should have smooth operation. The traditional manual operation is difficult to accord with the requirement of times development. In order to meet the market demand, we design a spiral structure to flat top materials. The design requirements of this paper is to design the spiral flatting machine lifting mechanism, to determine the hydraulic system design of lifting mechanism, to ensure that the design of the hydraulic system can complete the task requirements. The content of this paper includes the design of the components of the hydraulic cylinder, hydraulic system design of lifting mechanism calculation, including the design of hydraulic components, hydraulic oil tank, hydraulic pump station, and the design of hydraulic manifold blocks. The design of this spiral flatting machine can save a lot of labor costs, simplify operation, and create immense economic and social benefits. There is no doubt that the new developed spiral flat machine will have good market demand at home and abroad.

Keywords: flat spiral feeder; The hydraulic cylinder; The hydraulic system; Hydraulic components; Hydraulic valve block

目 录

第一章 绪论 1

1.1课题的背景和意义 1

1.2螺旋平料机的发展及现状 2

1.3液压传动概述 5

第二章 执行元件串联式液压缸的设计 7

2.1液压缸的设计条件及要求 7

2.2液压缸结构相关参数的确定 8

2.2.1缸筒壁厚及缸筒外径的确定 8

2.2.2液压缸油口直径的确定 8

2.2.3液压缸缸底厚度和缸头厚度的确定 9

2.2.4缸筒长度L的确定 10

2.3液压缸缸体的安全系数 10

2.4缸体的材料和技术要求 10

2.4.1缸体材料 10

2.4.2缸体的表面粗糙度、精度、形位公差要求和其他技术要求 11

2.5活塞杆的密封和防尘的相关配置 11

2.5.1活塞杆的密封要求 11

2.5.2活塞杆的防尘装置的选择 11

2.6导向套的设计计算 12

2.6.1导向套的结构 12

2.6.2液压缸最小导向长度的确定 12

第三章 液压系统原理图的设计 13

3.1螺旋平料机起升机构液压系统的要求 13

3.2螺旋平料机液压系统设计参数 13

3.3液压基本回路的选择 14

3.3.1供油方式和油路循环方式的选择 14

3.3.2速度控制回路的选择 14

3.3.3速度换接回路的选择 14

3.3.4压力控制回路的选择 15

3.3.5确定辅助装置 15

3.4液压系统的原理图的设计 15

3.4.1拟定液压系统原理图一般应考路的几个问题 15

3.4.2原理图的初步确定 16

3.4.3系统的工作原理： 18

3.5制定其系统工作循环表 18

第四章 液压元件的选择 20

4.1选择液压泵和电动机 20

4.1.1液压泵的最大工作压力和最大流量 20

4.1.2确定电动机的功率 23

4.2液压元件和辅助元件的选择 24

4.2.1液压控制阀的选择 25

4.2.2液压辅助元件的选用 26

4.3确定管道尺寸 27

4.4确定油箱的容积 28

第五章 螺旋平料机起升机构液压系统的性能验算 29

5.1起升机构液压系统的管路压力损失验算 29

5.2计算液压系统发热及温升和工作效率 31

5.2.1计算平车机液压系统的发热功率 31

5.2.2计算平车机液压系统的散热功率 31

第六章液压阀块及液压泵站的设计 32

6.1液压集成块的设计原则和步骤 32

6.1.1液压集成块的设计原则 32

6.1.2集成块设计步骤 32

6.2 液压元件位置的布置 33

6.3螺旋平料机液压泵站的设计 34

6.4 毕业设计经济性分析 35

结 论 36

致 谢 37

参考文献 38

第一章 绪论

1.1课题的背景和意义

随着时代的发展，火车的时速不断提高，为确保铁路运输安全，国家提出了“对于装载散堆装货物，顶面应予以平整”的要求，在矿石、煤等散粒物料用列车进行长途运输，车厢内物料横向分布需要均匀，最好不要有尖角形料堆，防止事故的发生。

去过散料装车现场的人都不难知道，在如今现有的散货装卸工艺中,通过铲车、装车楼和翻斗车等方式将散粒物料装载至列车车厢过程中，通常散粒物料的堆积会形成具有一定高度的尖角形的料堆。在这种情况下,如果列车行驶在弯道上，由于受到离心力的作用，因为尖角形而凸起的堆料难免会被甩向车厢一侧,导致车厢的不平衡，列车的车速越高，这种不平衡的状况就会愈加明显。这种状况下，列车还是以较高的车速经过弯道时，非常容易导致物料被甩出车厢，造成物料的损失并伴随着可能产生的环境污染，情况严重时还可能会导致火车车厢发生侧翻。为了避免这种安全事故的发生,保证列车的运行安全,在将物料装载至列车车厢后,必须采取一定的措施将车厢内凸起状的料堆予以平整,使运送的物料在车厢内平摊、均匀装填。

通过观察调研不难知道，车厢内形成的尖角形料堆分布情况具有一定的规律性，即尖角形输送物料堆积在横截面的中央并且在水平方向上呈连续分布，当然我们也不能排除，有些堆料的行程没有规律，例如散堆货物可能偏向车厢的一侧或在车厢长度方向形成高低错落的波浪形分布，毫无疑问，这种散料的不规律分布加深了平料过程的复杂程度和提高了平料的难度。