2011届毕业设计说明书 海洋采矿破碎试验台液压系统设计 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 孙炎兵 指导教师： 罗建华 职称 教授 专 业：机械设计制造及其自动化班 级： 机本0703班 完成时间： 2011年5月 摘 要随着陆地上的矿产资源不断被开发利用，深海采矿的战略意义越来越重要。本文设计了一台用于模拟深海采矿的螺旋滚筒破碎试验台。其设计内容主要包括该设备的液压系统设计及其电气系统设计。液压系统设计主要有系统原理设计、元件选型、油路块的设计、液压泵站的设计以及实现该系统功能的电气控制系统设计。其中液压控制元件选择了叠加阀, 为了防止螺旋滚筒在切割工料时因矿石的凸凹不平产生倾斜，进而产生严重的偏载，本系统采用了双单向节流阀以达到液压缸的同步控制。电气控制系统采用较为简单的继电器控制，最后本文还合理设计了液压泵站。 关键词： 深海采矿； 螺旋滚筒； 液压系统； 电气控制ABSTRACTAlong with the exploitation of mining resource on the land, the stratagetic meaning of the deep-sea mining is becoming more and more important. So I design a set of crash experimental bench with helical cutting dram .The experimental bench is used to simulate mining in deep sea. The content includes design of hydraulic system and electrical system of this experimental bench. The design of hydraulic system contains five parts. They are theoretical design of the system , selecting hydraulic elements, oil route block design , pumping station design and the electric controlling system design. The system selects superimposing valves as hydraulic control elements. In the cutting , the helical cutting drum will lean for the rugosity of the ore. The both-unilateralism throttles will solve the problem by in-phase control of the hydraulic cylinders. The electric controlling system selects relay control. At last, I design the hydraulic pumping station reasonablely.Key words： Deep-sea Mining；Helical Cutting Drum；Hydraulic System； Electric Control目 录1 绪论11.1文献综述1 1.1.1课题研究背景1 1.1.2 深海采矿技术的发展1 1.1.3课题研究的意义2 1.1.4本文设计的内容21.2 液压技术简介3 1.2.1液压系统概述3 1.2.2液压传动的优点 4 1.2.3 液压技术的缺点51.3 本章小结62 液压系统设计7 2.1液压系统设计要求及有关设计参数 7 2.1.1破碎试验台液压系统要求 7 2.1.2 液压系统设计参数 7 2.2制定系统方案和系统原理图 7 2.2.1制定系统方案8 2.2.2 拟订液压系统图8 2.2.3 液压原理图的分析设计11 2.3 液压执行元件载荷力和载荷转矩计算13 2.3.1 升降缸的载荷计算13 2.3.2 截割部液压马达载荷转矩计算14 2.3.3 牵引部液压马达载荷转矩计算14 2.4 液压系统主要参数计算14 2.4.1 初选系统工作压力14 2.4.2 计算升降缸的主要结构尺寸15 2.4.3 计算液压马达的排量16 2.4.4 计算液压执行元件实际工作压力16 2.4.5 液压执行元件实际所需的流量17 2.5 液压元件的选择17 2.5.1 液压泵的选择17 2.5.2 液压马达的选择18 2.5.3 液压阀的选择18 2.5.4 电动机功率的确定19 2.5.5 确定油箱的有效容积202.5.6 管道尺寸的确定 203 油路块设计21 3.1 液压元件的联接方式21 3.1.1管式联接21 3.1.2板式联接21 3.1.3法兰联接21 3.2 油路块的设计准则21 3.2.1块体结构及其结构尺寸的确定21 3.2.2油路块内油道孔设计 22 3.3 油路块的具体设计 23 3.3.1 油路块的总体结构设计23 3.3.2 输出油孔的设计24 3.3.3 进回油孔的设计25 3.3.4 工艺孔的设计254 电气控制系统设计274.1 电气控制系统的要求和内容 274.1.1电气控制系统的要求 274.1.2 电气控制系统的内容 284.2 电气控制原理图的设计 284.2.1 主电路的设计 284.2.2控制电路的设计 284.2.3辅助电路的设计294.2.4总体电气原理图295 液压泵站设计分析 305.1电机泵组设计与选型305.1.1液压泵的分析计算与选型 305.1.2 电机的选型315.2 液压油箱的设计计算31 5.2.1液压油箱的设计要求32 5.2.2 液压油箱容积的计算分析32 5.2.3 液压油箱附件的选型335.3液压的热平衡校核34 5.3.1 液压油箱发热功率计算34 5.3.2 液压油箱热平衡校核345.4 本章小结356 技术经济分析366.1技术经济分析的目的366.2技术经济分析37参考文献39致谢40附录41绪论1.1文献综述1.1.1课题研究背景随着陆地上的矿产资源不断被开发利用，容易开采、冶炼加工的矿石越来越少，然而大洋海底矿石(金属结核)却非常丰富。海洋资源开发利用晚于陆地，是具有战略意义的新兴开发领域，具有巨大的开发潜力。在未来的岁月中，人类的生存和发展将越来越多地依赖海洋，重返海洋不是幻想，而是一项可以实现的战略目标。海洋不仅有大量、宝贵的生物资源；海洋矿藏资源也极为丰富，包括多金属结核，热液矿床和钴结壳。这些矿石结核含锰20，铁20以及铜、镍、钻、钻等多种有色金属，目前的储量可供人类开采利用几千年，而且还以每年100万吨的速度增长。由于90%以上的深海区至今尚未进行过详细勘查，其资源储量也无精确计算。其中，多金属结核资源勘探程度最高，也最为国际社会的关注1。1.1.2 深海采矿技术的发展世纪之交，国际海底区