乳化炸药装药机液压系统说明书.doc
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目录
1.乳化炸药 2
1.乳化炸药的特点 2
2.乳化炸药装药机液压系统 4
2.1制定系统的传动方案 4
2.1.1液压源方案 4
2.1.2压力控制方案 4
2.1.3顺序动作方案 4
2.1.4调速方案 4
2.1.5执行机构方案 5
2.2乳化装药机装药的结构原理和过程 5
2.3系统原理图 6
3.液压系统设计计算及相应元件的选型 8
3.1已知条件 8
3.2液压缸的参数计算及选型 8
3.4电动机的参数计算及选型 9
3.5液压泵的压力、流量确定及泵的选型 10
3.6选择联轴器型号 12
3.7液压控制阀的选型 12
4.液压站设计 14
4.1油箱的设计 14
4.1.1液压油箱有效容积的确定 14
4.1.2油箱的结构设计 14
4.1.3油箱附件的选型 15
4.2液压系统总体布局 15
4.3液压控制阀的安装方式 16
4.4集成块的设计 16
5液压辅件的计算及选型 18
5.1管道尺寸的确定 18
5.2过滤器的选型 19
5.1.1吸油过滤器的选择 19
5.1.2回油过滤器的选择 19
5.3压力表和压力表开关的选型 20
5.4液压介质的选择 20
6系统性能验算 21
6.1液压系统压力损失验算 21
6.2系统温升的验算 22
总结 24
致谢 25
参考文献 26
1.乳化炸药
1.乳化炸药的特点
乳化炸药emulsionexplosive是借助乳化剂的作用，使氧化剂盐类水溶液的微滴，均匀分散在含有分散气泡或空心玻璃微珠等多孔物质的油相连续介质中，形成一种油包水型的乳胶状炸药，是20世纪70年代发展起来的新型工业炸药。
1.是密度高、爆速大、猛度高、抗水性能好、临界直径小、起爆感度好，小直径情况下具有雷管敏感度，一般密度可控制到1.05～1.25g/cm3，爆速为3500～5000m/s。
它通常不采用火炸药为敏化剂，生产安全，污染少。
2.目前研制出的品种很多，有用于露天矿的露天型乳化炸药，用于中硬岩石爆破的岩石型乳化炸药和用于煤矿井下的许用型乳化炸药，还有用于光面爆破的小直径低爆速的乳化炸药。
乳化炸药现已广泛应用于各种民用爆破工作中，在有水和潮湿的爆破场合更显示其优越性。
但其贮存稳定性和质量稳定性还较差，需进一步研究改善。
乳化炸药的组分有：
氧化剂、可燃剂、乳化剂、敏化剂和发泡剂（或称密度控制剂）、稳定剂等。
3.乳化炸药是70年代才发展起来的新产品。
1969年美国的Blabm首先比较全面地阐述了乳化炸药技术，最早的乳化炸药是非雷管敏感的，使用时必须借助中继起爆药来引爆。
后来，随着对乳化炸药研究的深入，后期研究出来的乳化炸药同样具有雷管感度，而且具有很好的抗水性，其爆炸性能好，机械感度低以及安全性好等优点，同时成本低于水胶炸药。
是含水炸药家族中的新贵。
传统的乳化炸药是以无机含氧酸盐水溶液为分散相,悬浮在含有分散气泡或空心玻璃微球或其它多孔性材料的似油类物质构成的连续介质中,形成一种油包水型的特殊乳化体系[,这种炸药具有如下特点:
（1）爆炸性能好。
临界直径为12~16mm,用一只8号工业雷管就可以引爆。
（2）抗水性能强。
小直径药卷敞口浸水96h以上,其爆炸性能变化甚微。
同时由于密度大,可沉于水下,解决了露天矿的水孔和水下爆破作业的问题。
（3）安全性能好。
机械感度低、爆轰感度较高。
（4）环境污染小。
乳化炸药的组分中不含有毒的TNT等物质,解决了生产时的环境污染和职业中毒的问题。
爆破后的有毒气体生成量也比较少,这样就可以减少炮烟中毒事故。
（5）原料来源广泛,加工工艺较简单。
乳化炸药的原料主要是硝酸铵、硝酸钠、水和较少量的柴油、石蜡、乳化剂和密度调整剂等。
所需的生产设备简单,操作简便。
（6）生产成本较低,爆破效果较好。
由于以上特性,乳化炸药被有人称之是继Nobel发明Dynamite之后工业炸药发展史上的又一里程碑,该炸药一经问世便倍受人们的广泛关注,目前已有上百个品种在采矿、控制爆破等行业得到应用,多数国家已采用连续化方式生产,并且开发了自动装药车使之更适合于大规模应用,现在其用量以每年10%以上的速度在增加,是当今最重要的工业炸药品种。
2.乳化炸药装药机液压系统
2.1制定系统的传动方案
2.1.1液压源方案
液压源的核心是液压泵。
本系统一般用变量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。
为节省能源提高效率，液压泵的供油量要尽量与系统所需流量相匹配。
本系统选择回油节流调速回路，选择变量泵。
油液的净化装置是液压源中不可缺少的。
一般泵的入口要装有粗过滤器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤。
为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁性过滤器或其他形式的过滤器。
根据液压设备所处环境及对温升的要求，还要考虑加热、冷却等措施。
2.1.2压力控制方案
液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，也有的需要多级或无级连续地调节压力，一般在回油节流调速系统中，通常由变量泵供油，有溢流阀调节所需压力，并保持恒定。
2.1.3顺序动作方案
顺序动作的方式很多，工程机械的操纵机构多为手动，一般用手动的多路换向阀控制，加工机械的各执行机构的顺序动作多采用行程控制，当工作部件移动到一定位置时，通过电气行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁阀或直接压下行程阀来控制连续的动作；另外还有时间控制、压力控制等。
本系统的顺序动作采用电气行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁换向阀。
手动部分采用手动换向阀。
2.1.4调速方案
液压缸和液压马达速度控制通过改变输入或输出液压执行元件的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。
相应的调速方式有节流调速、容积调速以及二者的结合——容积节流调速。
本系统采用调速阀调速，另外液压缸自身也带有缓冲装置。
2.1.5执行机构方案
液压执行机构包括液压缸和液压马达。
本系统中，仅使用了液压缸，撑起部分用2个同步液压缸实现。
2.2乳化装药机装药的结构原理和过程
先打开加料盖,把乳化炸药药体!
以下简称药体加满送药桶。
然后液压缸的活塞左行,把药体从送药桶向装药桶输送,并始终向药体作用一个向左且大小不变的压力。
在此期间,液压缸的活塞下行,药体从装药管挤出向外装药。
当液压缸的活塞碰到预先设置的行程开关时,活塞上行,送药桶中的药体在压力作用下,又自行送入装药桶,充满刚装药所空出的空间。
同时送药液压缸活塞向左移动相应的距离。
装药液压缸的活塞每上下一次即完成装药一次。
这样,装药液压缸活塞反复运行,直至送药桶内的药体全部装完后,液压缸的活塞右行退回,则完成了一个完整的装药过程。
2.3系统原理图
药筒加满药体后，电磁铁1YA通电使换向阀8切换至右位，泵1的压力油经减压阀4，单向阀5和阀8进入送药缸10的无杆腔，活塞左行送药，电磁铁3YA通电使换向阀7切换至右位，泵1的压力油经阀7进入缸11的无杆腔，活塞杆下行装药，当活塞杆触动行程开关SQ4时，电磁铁3YA断电的同时4YA通电，换向阀7切换至左位，泵1的压力油经阀7进入缸11的有杆腔，活塞杆快速上行，同时送药缸10向左移动一定距离，送药桶内的药体送入送药筒（此时，减压阀出口压力减小，即减压阀进出口压差增大，系统自动向送药液压缸补油，保证了送药压力的稳定和自动送药），行程开关使电磁铁3YA通电，缸11又下行装药…如此循环往复。
当送药筒内的药体全部装完后，换向阀7复至中位，缸10的活塞杆触动行程开关SQ1使电磁铁1YA断电的同时2YA通电，使换向阀8切换至左位，泵1的压力油经阀4,5,8进入缸10的有杆腔，活塞杆快速退回，当触动形成开关SQ2时，电磁铁1YA断电，5YA通电，换向阀8复至中位，换向阀3切换至下位，液压泵1通过阀3卸荷，等待向送药筒加药结束后开始下一个循环。
由溢流阀调定主回路齿轮泵的最高供油压力,并能防止过载。
装药机短时间停止工作!
如向送药桶加药体时,采用二位电磁阀卸荷。
送药液压缸回路在压力过大时,乳花炸药药体会发生破乳现象,影响炸药的质量（压力过小时,又不足以克服药体的阻力,不能向装药桶送药。
通过调节该油路上减压阀的出口压力,就能获得合适的压力。
装药液压缸活塞向上运行时,送药桶内的药体送入装药桶,造成减压阀出口压力的减小,即减压阀进出口压差增大,自动向送药液压缸补油,保证了送药压力的稳定和自动送药。
因此,该回路能满足调定最低的送药压力,稳定∗送药压力和自动送药的基本要求。
3.液压系统设计计算及相应元件的选型
3.1已知条件
设计要求：
送药桶长1.2m直径0.6m一次送药时间约1min最大外负载N
3.2液压缸的参数计算及选型
（1）确定工作压力
工作压力P可根据负载大小及机器的类型来初步确定。
初步选定：
系统额定工作压力P=14MPa；
（2）计算液压缸内径和活塞杆直径
查《液压系统设计简明手册》P11式（2-3）
液压缸内径：
（式6-1）
式中工作循环中最大的外负载；
液压缸工作压力，初算时估算；
液压缸回油腔背压力，初算时无法准确计算，根据表2-2可取为0.8MPa；
液压缸的机械效率，取为0.95；
活塞杆直径和液压缸内径之比，取液压缸无杆腔面积是有杆腔面积的2倍。
即：
A1=2A2
将上述数据代入式6-1中，可得：
系统：
D=127.3mm;
查《液压系统设计简明手册》P11表（2-4），将液压缸内径圆调整为标准系列直径。
取：
D=150mm；
活塞杆直径按=1/2及表（2-5）活塞杆标准直径系列，
取：
d=90mm；
则液压缸无杆腔面积：
=，计算得：
=153.86；
液压缸有杆腔面积：
=，计算得：
=90.275；
活塞杆面积：
=-，计算得：
=63.585
（3）液压缸的选型
查《液压气动系统设计手册》,根据所计算的D、d选择工程用液压缸。
型号
缸径
Φ
（mm）
活塞杆直径
Φ
（mm）
推力（KN）
拉力
（KN）
最大行程
S（mm）
150
105
282.74
144.20
4000
表2系统油缸型号及技术参数
3.4电动机的参数计算及选型
根据系统的最大功率选择电机，所以先要计算系统的最大功率。
液压缸的运动速度：
===0.036m/s
根据所选的液压缸油液进入液压缸无杆腔的流量：
==0.036×=38.16=0.000636
初步估算系统最大功率：
式中————液压泵的压力和流量乘积的最大值；
————液压泵效率，齿轮泵取0.6~0.8，叶片泵取0.7~0.8，柱塞泵取0.8~0.85
由上可得：
考虑到从电机到液压缸的功率损失，应选择功率大于12.7KW的电机。
查《电气设备实用手册（上册）》，选择型电动机，其技术参数见表5
额定功率
kW
额定电压
V
额定电流
A
额定转速
r/min
效率
%
功率因数
质量
kg
厂家
15
380
31.4
970
89.5
0.81
200
上海电机
表5型电动机
3.
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