步進(jìn)式加熱爐同步頂升液壓控制系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)

1、摘要摘 要加熱爐是將物料或者工件加熱的設(shè)備。在冶金工業(yè)中加熱爐習(xí)慣上指把金屬加 熱到軋制成鍛造溫度的工業(yè)爐。步進(jìn)梁式再加熱爐是連軋生產(chǎn)線提供鋼管再加熱所 有。它是依靠專(zhuān)用的步進(jìn)機(jī)械使工件在爐內(nèi)移動(dòng)的一種機(jī)械化爐子。步進(jìn)梁式加熱爐設(shè)計(jì)一種連續(xù)式加熱爐它是靠專(zhuān)用的步進(jìn)機(jī)構(gòu)，按照一定的軌 跡運(yùn)動(dòng)，使?fàn)t內(nèi)鋼料一步一步地向前推進(jìn)。矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴(lài)。步進(jìn)梁式加熱爐爐底的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式要根據(jù)出料的頻率和爐子的生產(chǎn)能力決 定，它要考慮被加工工件的尺寸參數(shù)和工地方面的尺寸大小。所以必須嚴(yán)格計(jì)算其 內(nèi)部參數(shù)，保證爐子的生產(chǎn)和安全。 聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛(ài)氌譴凈。爐底機(jī)械采用雙輪斜軌機(jī)構(gòu)。步進(jìn)梁的升降和平移動(dòng)作采用液壓

2、缸驅(qū)動(dòng)。加熱 爐爐床由固定梁和步進(jìn)梁兩部分組成，步進(jìn)梁由雙重輪對(duì)的多軸框架支撐，其外側(cè) 走輪由液壓缸驅(qū)動(dòng)，可以在傾斜軌道上滾動(dòng)，使步進(jìn)梁作上升或者下降運(yùn)動(dòng)。上層 托輪直接拖住步進(jìn)梁，而步進(jìn)梁則由另兩個(gè)液壓缸帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平移運(yùn)動(dòng)。殘騖樓靜錯(cuò)瀨濟(jì)溆塹籟。關(guān)鍵詞：步進(jìn)梁式加熱爐；步進(jìn)梁；雙輪斜軌式機(jī)構(gòu)；液壓傳動(dòng)AbstractAbstractHeati ng furn ace is the material or workpiece heat ing equipme nt. In the metallurgical in dustry in the metal to heati ng habits h

3、eated to rolled into the in dustrial furn ace temperature forgi ng. Walki ng beam type furn ace is provided to steel rolli ng line heat ing all again. It depend on special stepping machinery to make the work in the furnace stove a mecha ni zed movi ng.釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。Stepp ing beam furnace desig n a con

4、ti nu ous reheat in g furn ace of it is to rely on special stepping institutions, according to certain trajectory, making furnace of steel material within step forward.彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。Step reheati ng furn ace bottom structure and driv ing mode accordi ng to the material of the freque ncy and the product

5、ion capacity of the stove, it should con sider decisi on by the size of the machining parameters and the site of size. So must strictly calculation its internal parameters, guara ntee the product ion and the stove safet 謀蕎摶篋飆鐸懟類(lèi)蔣薔。Furnace bottom machine adopts double inclined rail agencies. The rise

6、 and fall of walki ng beam by hydraulic cyli nder for peace moveme nt drive n. Heati ng furn ace bed by fixed girders and walking beam two parts, walking beam of by double round multiaxial framework, the lateral go round supported by hydraulic cylinder drive, can tilt orbit in rolling make walking b

7、eam rise or fall as sport. The upper roller direct tugged walking beam, and walking beam is driven by two other hydraulic cylinder, realize the shift moveme nt廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。Keywords : stepping beam furnace， walking beam， double inclined rail mon rail agencies hydraulic transmission煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。I目錄目 錄摘要鵝婭

8、盡損鵪慘歷蘢鴛賴(lài)。Abstract籟叢媽羥為贍債蟶練淨(jìng)。1 緒論0預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。1.1步進(jìn)式加熱爐 0.滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。1.1.1步進(jìn)式加熱爐概述 0鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。1.1.2 選題背景 3擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。1.1.3設(shè)計(jì)目的 4贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。1.1.4 設(shè)計(jì)方案 6壇搏鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。2 液壓系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 8蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。2.1運(yùn)動(dòng)與負(fù)載分析 8買(mǎi)鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。2.1.1步進(jìn)式加熱爐原始數(shù)據(jù) 8綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。2.1.2步進(jìn)式加熱爐工況速度曲線設(shè)計(jì) 8驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂(yōu)錦。2.1.3計(jì)算穩(wěn)態(tài)工作負(fù)載10貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。2.1.4擬

9、定液壓原理圖 11 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。2.2液壓缸參數(shù)及其型號(hào) 12構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話(huà)騖。2.2.1平移液壓缸受力分析 1 2輒嶧陽(yáng)檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩。2.2.2初選平移液壓系統(tǒng)工作壓力 13堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。2.2.3平移液壓缸主要參數(shù)及其選取型號(hào) 13識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。2.2.4升降液壓缸受力分析 1 5凍鈹鋨勞臘錯(cuò)癇婦脛糴。2.2.5初選升降液壓系統(tǒng)工作壓力 17恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。2.2.6升降液壓缸主要參數(shù)及其選取型號(hào) 17鯊腎鑰詘漣鉀溈懼統(tǒng)庫(kù)。2.3液壓泵參數(shù)及其型號(hào) 18碩癘鄴頑謅攆檸攜驤蘞。2.3.1平移液壓泵工作壓力的確定 18閿擻輳嬪諫遷擇植秘騖。2.3.2平移液

10、壓泵流量的確定 18氬嚕躑竄貿(mào)懇彈濾頷澩。2.3.3平移液壓泵的選取 19釷鵒資贏車(chē)贖孫滅獅贅。2.3.4升降液壓泵工作壓力的確定 19慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫(huà)長(zhǎng)涼。2.3.5升降液壓泵流量的確定 19諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動(dòng)禪瀉類(lèi)。2.3.6升降液壓泵的選取 20嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。2.4電動(dòng)機(jī)參數(shù)及其型號(hào) 20熒紿譏粧鏌觶鷹緇機(jī)庫(kù)。2.4.1平移液壓系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)及其型號(hào) 20鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。2.4.2升降液壓系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)及其型號(hào) 20紂憂(yōu)蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。2.5液壓閥件參數(shù)及其型號(hào) 21穎芻莖峽餑億頓裊賠瀧。2.5.1平移液壓系統(tǒng)閥件參數(shù)及其型號(hào) 21濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。2.5.2升降液壓系統(tǒng)

11、閥件參數(shù)及其型號(hào) 21銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。2.6液壓油管道的選擇 22擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類(lèi)。2.6.1油管的選用 22賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。2.6.2液壓油管管徑的確定 22塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊(cè)庫(kù)。2.6.3液壓油管管壁厚的驗(yàn)算 23裊樣祕(mì)廬廂顫諺鍘羋藺。2.7 液壓油管道的選擇 23倉(cāng)嫗盤(pán)紲囑瓏詁鍬齊驚。2.7.1平移液壓系統(tǒng)油箱有效容積 23綻萬(wàn)璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。2.7.2升降液壓系統(tǒng)油箱有效容積 24驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。3 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算24瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。3.1液壓系統(tǒng)壓力損失計(jì)算 24鎦詩(shī)涇艷損樓紲鯗餳類(lèi)。3.1.1平移液壓系統(tǒng)壓力損失 24櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。3.1.2

12、升降液壓系統(tǒng)壓力損失 25轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。3.2液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計(jì)算26峴揚(yáng)爛滾澗輻灄興渙藺。3.2.1平移液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升 26詩(shī)叁撻訥燼憂(yōu)毀厲餓驁。3.2.2升降液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升 27則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。4 液壓同步控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29脹鏝彈奧秘孫戶(hù)孿釔賻。4.1控制系統(tǒng)29鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。4.1.1電液比例位置控制系統(tǒng)4.1.2設(shè)計(jì)方案4.1.3傳感器的選擇4.1.4 PLC的選擇4.1.5控制系統(tǒng)I/O分配.29稟虛嬪賑維嚌妝擴(kuò)踴糶。30陽(yáng)簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應(yīng)。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團(tuán)藺。31懨俠劑鈍觸樂(lè)鷴燼觶騮。4.

13、1.6梯形圖編程32謾飽兗爭(zhēng)詣繚鮐癩別濾。38咼鉉們歟謙鴣餃競(jìng)蕩賺。參考文獻(xiàn)40瑩諧齷蘄賞組靄縐嚴(yán)減。42麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。43納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。VI緒論單擊此處鍵入 1級(jí)標(biāo)題1緒論1.1步進(jìn)式加熱爐1.1.1步進(jìn)式加熱爐概述隨著西方資本主義社會(huì)在18世紀(jì)進(jìn)入工業(yè)革命以來(lái)，社會(huì)的發(fā)展進(jìn)入到了一個(gè) 全新的速度。據(jù)統(tǒng)計(jì)在工業(yè)革命以前世界上人均鋼鐵的使用量是不足5 kg。然而，現(xiàn)在的社會(huì)發(fā)展到人均鋼鐵擁有量為418kg。越來(lái)越多的鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在社會(huì)建設(shè)中。所以鋼鐵一直是現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展的主要材料。甚至一度到了供不應(yīng)求的狀況。這 樣就促使了鋼鐵產(chǎn)業(yè)的迅速壯大。至 2007年，世界鋼鐵量已經(jīng)達(dá)到了近九

14、億噸。但 是由于技術(shù)有限，加上人們對(duì)鋼鐵的運(yùn)用越加廣泛，出現(xiàn)對(duì)鋼材更多更新的要求。 所以鋼鐵的冶煉技術(shù)要不斷地改良。風(fēng)攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。1967年第1座步進(jìn)梁式加熱爐投產(chǎn)。中國(guó)1979年投產(chǎn)的步進(jìn)梁式爐長(zhǎng)為32.5 米，生產(chǎn)能力為每小時(shí) 270頓。步進(jìn)梁式爐比推鋼爐具有許多優(yōu)點(diǎn)，因而成為新建 軋鋼廠的首選爐型。熱軋寬帶鋼廠的規(guī)模正向大型化發(fā)展，步進(jìn)梁式爐的特點(diǎn)之一 是爐長(zhǎng)不受推鋼長(zhǎng)度限制，因而能適應(yīng)軋機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量增長(zhǎng)的形勢(shì)。北京鋼鐵設(shè)計(jì) 研究總院近20年設(shè)計(jì)投產(chǎn)的40余座步進(jìn)爐，已遍及熱連軋、型鋼、棒線材、帶 鋼、無(wú)縫管、開(kāi)坯、鍛壓等鋼廠以及鋼帶廠，1994年相繼投產(chǎn)的太鋼、梅山熱連軋廠的步

15、進(jìn)梁式爐，額定產(chǎn)量分別為 180 t/ h和280 t/ h，重慶鋼鐵設(shè)計(jì)研究院為攀鋼 1450熱連軋廠設(shè)計(jì)的步進(jìn)梁式爐，額定產(chǎn)量為 150 t/ h，也在1992年投產(chǎn) 。 滅曖駭 諗鋅獵輛覯餿藹。早期加熱爐內(nèi)部是用一種連續(xù)式推鋼機(jī)，它的作用是將鋼錠或鋼坯依次推入爐 內(nèi)。在端出料的加熱爐中，推鋼機(jī)可以將加熱好的鋼坯從加熱爐的另一端推出去。 在側(cè)出料的加熱爐中，推鋼機(jī)將鋼坯推出至出料位置，再由出鋼機(jī)將鋼錠推出去； 現(xiàn)在大多數(shù)采用的是步進(jìn)式移動(dòng)裝置。步進(jìn)式加熱爐加熱溫度均勻，加熱時(shí)間快， 產(chǎn)量高，生產(chǎn)靈活性大，必要時(shí)可以將爐內(nèi)坯料排空。加熱時(shí)，坯料下表面的水管 黑印小，坯料溫度均勻，加熱的效率也

16、比較高。加熱特殊鋼材是，能滿(mǎn)足對(duì)坯料表 面質(zhì)量（氧化、脫碳、劃傷等）的高度要求；加熱大型板材時(shí)，由于板坯溫度均 勻，有利于減少軋制時(shí)的厚度差。所以目前步進(jìn)式爐在熱軋板帶車(chē)間以及中小型軋 鋼車(chē)間都得到了廣泛的應(yīng)用。 鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。從上世紀(jì)50年代起由于步進(jìn)式加熱爐移動(dòng)裝置的出現(xiàn)并且日漸成熟，在許多 鋼板和小型型鋼生產(chǎn)中得到了很好的應(yīng)用。作為現(xiàn)代冶金行業(yè)普遍采用的一種加熱 爐，他的優(yōu)點(diǎn)值得我們學(xué)習(xí)。攙閿頻嶸陣澇諗譴隴瀘。步進(jìn)式加熱爐的結(jié)構(gòu)A、爐底結(jié)構(gòu)從爐子的結(jié)構(gòu)看，步進(jìn)式加熱爐分為上加熱步進(jìn)式爐、上下加熱步進(jìn)式爐、雙步進(jìn)梁步進(jìn)式爐等。上加熱步進(jìn)式爐顧名思義只有上部有加熱裝置，固定梁和移動(dòng)梁

17、是耐熱金 屬制作的，固定爐底是耐火材料砌筑的。這種爐子基本上沒(méi)有水冷構(gòu)件，所以熱耗 較低。這種爐子只能單面加熱，一般用于較薄鋼坯的加熱。 趕輾雛紈顆鋝討躍滿(mǎn)賺。與推鋼式加熱爐一樣，為了滿(mǎn)足加熱大鋼坯的需要，步進(jìn)式爐也逐步發(fā)展 了下加熱的方式，出現(xiàn)了上下加熱的步進(jìn)式加熱爐。這種爐子相當(dāng)于把推鋼式爐的 爐底水管改成了固定梁和移動(dòng)梁。固定梁和移動(dòng)梁都是用水冷立管支承的。梁也由 水冷管構(gòu)成，外面用耐火可塑性包扎，上面有耐熱合金的鞍座式滑軌，類(lèi)似推鋼式 加熱爐的爐底縱水管。爐底是架空的，可以實(shí)現(xiàn)雙面加熱（步進(jìn)式爐鋼坯與鋼坯不 是緊靠在一起，中間有空隙，可認(rèn)為是四面受熱）。下加熱一般只能用側(cè)燒嘴，因 為立

18、柱擋住了端燒嘴火焰的方向，如果要采用端燒嘴，需要改變立柱的結(jié)構(gòu)型式。 上加熱可以用軸向端燒嘴，也可以用側(cè)燒嘴或爐頂燒嘴供熱?？紤]到軸向燒嘴火焰 沿長(zhǎng)度方向的溫度分布和各段溫度的控制，某些大型步進(jìn)式爐在上加熱各段之間的 邊界上有明顯的爐頂壓下，而下加熱各段間設(shè)有段墻，以免各段之間溫度的干擾； 因此這樣的步進(jìn)式爐沿爐子長(zhǎng)度溫度調(diào)節(jié)有更大的靈活性，如果爐子寬度較大，火 焰長(zhǎng)度又較短時(shí)，可以在爐頂上安裝平焰燒嘴。夾覡閭輇駁檔驀遷錟減。B、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)步進(jìn)式爐的關(guān)鍵設(shè)備是移動(dòng)梁的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)方式分機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳 動(dòng)兩種。目前廣泛采用液壓傳動(dòng)的方式。現(xiàn)代大型加熱爐的移動(dòng)梁及上面的鋼坯重 達(dá)數(shù)百?lài)?，使用液?/p>

19、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行速度的控制比較準(zhǔn)確，占 地面積小，設(shè)備重量輕，比機(jī)械傳動(dòng)有明顯的優(yōu)點(diǎn)。液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖2-12所示圖2-12b、圖2-12c、圖2-12d三種結(jié)構(gòu)型式目前是比較常見(jiàn)的。我國(guó)應(yīng)用較普遍為 圖2-12C所示的斜塊滑輪式。以斜塊滑輪式為例說(shuō)明其動(dòng)作的原理：步進(jìn)梁（移動(dòng) 梁）由升降用的下步進(jìn)梁和進(jìn)退用的上步梁兩部分組成。上步進(jìn)梁通過(guò)輥輪作用在 下步進(jìn)梁上，下步進(jìn)梁通過(guò)傾斜滑塊支承在輥?zhàn)由稀Ｉ舷虏竭M(jìn)梁分別由兩個(gè)液壓油 缸驅(qū)動(dòng)，開(kāi)始時(shí)上步進(jìn)梁固定不動(dòng)，上升液壓缸驅(qū)動(dòng)下步進(jìn)梁沿滑塊斜面抬高，完 成上升運(yùn)動(dòng)。然后上升液壓缸使下步進(jìn)梁固定不動(dòng)，水平液壓缸牽動(dòng)上步進(jìn)梁沿水 平方向前

20、進(jìn)，前進(jìn)行程完結(jié)時(shí)，以同樣方式完成下降和后退的動(dòng)作，結(jié)束一個(gè)運(yùn)動(dòng) 周期。視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。為了避免升降過(guò)程中的振動(dòng)和沖擊，在上升和下降及接受鋼坯時(shí)，步進(jìn)梁 應(yīng)該中間減速。水平進(jìn)退時(shí)開(kāi)始與停止也應(yīng)該考慮緩沖減速，以保證梁的運(yùn)動(dòng)平 穩(wěn)，避免鋼坯在梁上擦動(dòng)。辦法是用變速油泵改變供油量來(lái)調(diào)整步進(jìn)梁的運(yùn)行速。 由于步進(jìn)式爐很長(zhǎng)，上下兩面溫度差過(guò)大，線膨脹的不同會(huì)造成大梁的彎曲和隆 起。為了解決這個(gè)問(wèn)題，目前一些爐子將大梁分成若干段，各段間留有一定的膨脹 間隙，變形雖不能根本避免，但彎曲的程度大為減輕，不致影響爐子的正常工作。 偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。C、密圭寸機(jī)構(gòu)為了保證步進(jìn)爐活動(dòng)梁（床）能正常無(wú)阻礙

21、地運(yùn)動(dòng)，在活動(dòng)梁（床）和固 定梁（床）之間要有足夠的縫隙，縫隙一般為25mm或30mm,對(duì)步進(jìn)梁來(lái)說(shuō)則在梁支撐（或水管）穿過(guò)爐底部分有保證它運(yùn)動(dòng)的足夠大的開(kāi)孔。這些縫隙或開(kāi)孔的 存在雖然是必要的，但也容易吸入冷風(fēng)，影響加熱質(zhì)量和降低燃料利用率，也可能 造成爐氣外逸，危害爐底下部設(shè)備，對(duì)軋鋼用步進(jìn)爐則必須考慮密封問(wèn)題，目前有 兩種密封結(jié)構(gòu)，一是滑板式密封，一是水封，前者密封較差，尤其當(dāng)滑板受熱變形 后更不能起到密封作用，水封是用得最多的結(jié)構(gòu)，密封效果比較好，水封由水封槽 和水封刀兩部分組成，分開(kāi)式和閉式兩種結(jié)構(gòu)，開(kāi)式結(jié)構(gòu)有動(dòng)床和定床二重水封 刀，便于清渣；閉式結(jié)構(gòu)僅有動(dòng)床水封刀，優(yōu)點(diǎn)是占用空間小

22、，緊湊。動(dòng)床端頭水 封槽的寬度要保證大于動(dòng)床水平行程的長(zhǎng)度，水槽下部開(kāi)有集渣斗，由爐底縫隙中 掉落的氧化鐵皮隨水流定期放出。 緦徑銚膾齲轎級(jí)鏜撟廟。這里不得不提到的是，之所以在 20世紀(jì)50年代才采用（相對(duì)于鋼鐵鋼鐵行業(yè)來(lái)說(shuō)），是因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)本身的特殊才致使其發(fā)展較為緩慢。到20世紀(jì)初液壓傳動(dòng)技術(shù)從理論到實(shí)際運(yùn)用才基本成熟。在 21世紀(jì)液壓技術(shù)的運(yùn)用則標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家基 礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展水平。在步進(jìn)式加熱爐移動(dòng)裝置液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液壓傳動(dòng)作為提供動(dòng) 梁運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源起著至關(guān)重要的作用。如何設(shè)計(jì)高質(zhì)量的液壓裝置則直接成為影響 鋼坯的燒結(jié)質(zhì)量。騅憑鈳銘僥張礫陣軫藹。早期加熱爐內(nèi)部是用一種連續(xù)式推鋼機(jī)，它的作

23、用是將鋼錠或鋼坯依次推入爐 內(nèi)。在端出料的加熱爐中，推鋼機(jī)可以將加熱好的鋼坯從加熱爐的另一端推出去。在側(cè)出料的加熱爐中，推鋼機(jī)將鋼坯推出至出料位置，再由出鋼機(jī)將鋼錠推出去； 現(xiàn)在大多數(shù)采用的是步進(jìn)式移動(dòng)裝置。步進(jìn)式加熱爐加熱溫度均勻，加熱時(shí)間快， 產(chǎn)量高，生產(chǎn)靈活性大，必要時(shí)可以將爐內(nèi)坯料排空。加熱時(shí)，坯料下表面的水管 黑印小，坯料溫度均勻，加熱的效率也比較高。加熱特殊鋼材是，能滿(mǎn)足對(duì)坯料表 面質(zhì)量（氧化、脫碳、劃傷等）的高度要求；加熱大型板材時(shí)，由于板坯溫度均 勻，有利于減少軋制時(shí)的厚度差。所以目前步進(jìn)式爐在熱軋板帶車(chē)間以及中小型軋 鋼車(chē)間都得到了廣泛的應(yīng)用。癘騏鏨農(nóng)剎貯獄顥幗騮。加熱爐步進(jìn)

24、式移動(dòng)裝置液壓傳動(dòng)系統(tǒng)主要是由動(dòng)梁和靜梁組成。當(dāng)鋼坯被推進(jìn) 加熱爐后將其置于靜梁上的，此時(shí)鋼坯開(kāi)始被加熱升溫。加熱爐是軋鋼工業(yè)必須配 備的熱處理設(shè)備。隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化的軋鋼廠應(yīng)該配置大型 化的、高度自動(dòng)化的步進(jìn)梁式加熱爐，其生產(chǎn)應(yīng)符合高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、節(jié)能、無(wú) 公害以及生產(chǎn)操作自動(dòng)化的工藝要求，以提高其產(chǎn)品的質(zhì)量，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 力。我國(guó)軋鋼工業(yè)的加熱爐型有推鋼式爐和步進(jìn)式爐兩種，但推鋼式爐有長(zhǎng)度短、 產(chǎn)量低，燒損大，操作不當(dāng)時(shí)會(huì)粘鋼造成生產(chǎn)上的問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化。由 于推鋼式爐有難以克服的缺點(diǎn)，而步進(jìn)梁式爐是靠專(zhuān)用的步進(jìn)機(jī)構(gòu)，在爐內(nèi)做矩形 運(yùn)動(dòng)來(lái)移送鋼管，鋼管之

25、間可以留出空隙，鋼管和步進(jìn)梁之間沒(méi)有摩擦，出爐鋼管 通過(guò)托出裝置出爐，完全消除了滑軌擦痕，鋼管加熱斷面溫差小、加熱均勻，爐長(zhǎng) 不受限制，產(chǎn)量高，生產(chǎn)操作靈活等特點(diǎn)，其生產(chǎn)符合高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、節(jié)能、 無(wú)公害以及生產(chǎn)操作自動(dòng)化的工藝要求。全連續(xù)、全自動(dòng)化步進(jìn)式加熱爐。鏃鋝過(guò)潤(rùn)啟婭澗駱讕濾。1.1.2選題背景軋鋼廠在熱軋鋼材時(shí)，需要對(duì)鋼坯進(jìn)行加熱。為了更好的保證鋼材表面質(zhì)量， 使鋼坯受熱均勻，米用了步進(jìn)加熱方式。榿貳軻謄壟該檻鯔塏賽。鋼坯在加熱過(guò)程中其前移為矩形運(yùn)動(dòng)；即活動(dòng)梁上升，將鋼坯從固定梁上托 起；活動(dòng)梁前移，使鋼坯前步進(jìn)一次；活動(dòng)梁下降，將鋼坯放在固定梁上；活動(dòng)梁 后退到原始位置完成一個(gè)工

26、作循環(huán)。邁蔦賺陘賓唄擷鷦訟湊。步進(jìn)加熱克服了直推式加熱時(shí)鋼坯下表面與支撐梁（固定梁）移動(dòng)摩擦所產(chǎn)生 的表面磨損；同時(shí)，克服了直推式的鋼坯間相互靠攏的情況，可以使鋼坯散開(kāi)通過(guò) 爐底，有利于鋼坯的加熱。由于步進(jìn)加熱獨(dú)特的優(yōu)越性，使其在現(xiàn)代冶金工廠得到 了廣泛的應(yīng)用。步進(jìn)式鋼坯加熱爐產(chǎn)品質(zhì)量好，熱效率高，操作靈活，適用于多種 型材坯料的連續(xù)式加熱。嶁硤貪塒廩袞憫倉(cāng)華糲。步進(jìn)式連續(xù)加熱爐靠爐底或水冷金屬梁的上升、前進(jìn)、下降、后退的動(dòng)作把料 坯一步一步地移送前進(jìn)的連續(xù)加熱爐。爐子有固定爐底和步進(jìn)爐底，或者有固定梁 和步進(jìn)梁。前者叫做步進(jìn)底式爐，后者叫做步進(jìn)梁式爐。 該櫟諼碼戇沖巋鳧薩錠。加熱爐爐床由固定

27、梁和步進(jìn)梁組成。步進(jìn)梁由雙重輪對(duì)的多軸框架支撐， 外側(cè)走輪由升降缸驅(qū)動(dòng)，從而使步進(jìn)梁作上升或者下降運(yùn)動(dòng)。上層托輪直接托住步 進(jìn)梁，而步進(jìn)梁直接由另一液壓缸帶動(dòng)，可在托輪上作前進(jìn)和后退運(yùn)動(dòng)，從而使步 進(jìn)梁作前進(jìn)和后退運(yùn)動(dòng)。劇妝諢貰攖蘋(píng)塒呂侖廟。通過(guò)缸的操作，使步進(jìn)梁做矩形跡運(yùn)動(dòng)，各段運(yùn)動(dòng)的形式可以調(diào)節(jié)，操作方式 可以連續(xù)或者手動(dòng)操作。同一液壓油源提供步進(jìn)梁傳動(dòng)，可以同時(shí)或交替動(dòng)作；并 可以逆向運(yùn)動(dòng)，用作為倒空爐內(nèi)鋼坯之用。 臠龍訛驄椏業(yè)變墊羅蘄。液壓傳動(dòng)有著其不可替代的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在：A、可以獲得很大的輸出力或力矩，而結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜；B、可以實(shí)現(xiàn)較大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速，且可在運(yùn)行中直接調(diào)節(jié)；C、易

28、于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)；D、動(dòng)作靈敏，啟動(dòng)，停止和換向響應(yīng)快，沖擊?。籈、自潤(rùn)滑性能好；F、易于實(shí)現(xiàn)通用化，系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)組裝周期短；G、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與智能化與數(shù)控技術(shù)相結(jié)合。本課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)步進(jìn)式加熱爐同步頂升的液壓系統(tǒng)。1.1.3設(shè)計(jì)目的由于步進(jìn)爐的特點(diǎn)是步進(jìn)周期短，運(yùn)動(dòng)速度較高，慣性負(fù)載大，連續(xù)工作，可 靠性要求高等，所以根據(jù)這些特點(diǎn)系統(tǒng)采用液壓控制比較適宜。鰻順褸悅漚縫輾屜鴨騫。當(dāng)今，隨著液壓機(jī)械自動(dòng)化程度的飛速發(fā)展，液壓元件應(yīng)用數(shù)量急劇增加，元 件小型化，系統(tǒng)集成化是必然的發(fā)展趨勢(shì)。特別是近十年來(lái)，液壓技術(shù)與傳感技 術(shù)，微電子技術(shù)緊密結(jié)合，出現(xiàn)了許多諸如電液比例控制閥，數(shù)字

29、閥，電認(rèn)伺服液 壓缸等機(jī)（液）電一體化元器件，使液壓技術(shù)在高壓，告訴，大功率，節(jié)能高效， 低噪聲，使用壽命長(zhǎng)，高度集成化方面取得了重大進(jìn)展。穡釓虛綹滟鰻絲懷紆濼。所以，隨著冶金軋鋼工藝自動(dòng)化程度的不斷提高，步進(jìn)式加熱爐以其靈活的加 熱方式，加熱質(zhì)量好，爐長(zhǎng)不受限制，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，被愈 來(lái)愈多新建的軋鋼加熱爐采用。液壓傳動(dòng)傳動(dòng)因其體積小，負(fù)荷大，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電 一體化控制等優(yōu)勢(shì)，在步進(jìn)式加熱爐中有廣泛的應(yīng)用。 隸誆熒鑒獫綱鴣攣駘賽。步進(jìn)式加熱爐有著其他加熱爐無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，諸如，不拱鋼，不粘鋼，氧化 燒損少，脫碳少，加熱時(shí)間短，加熱操作靈活，易于和軋制節(jié)奏相匹配，加熱過(guò)程 中不

30、劃傷，爐子長(zhǎng)度不受限制(從理論上講)自動(dòng)化程度高，易于采用計(jì)算機(jī)控制 等優(yōu)點(diǎn)。浹繢膩叢著駕驃構(gòu)碭湊。因此盡管步進(jìn)爐第一次投資費(fèi)用較高，但是1967年4月由美國(guó)德蘭公司設(shè)計(jì)的二面供熱的步進(jìn)梁式爐首先在美國(guó)格蘭那特城鋼鐵公司問(wèn)世以來(lái)，接著同年5月由日本中外爐公司為名古屋鋼鐵廠設(shè)計(jì)的世界上第二座步進(jìn)梁式爐又相繼投產(chǎn)，以后 步進(jìn)式加熱爐在世界上獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。鈀燭罰櫝箋礱颼畢韞糲。和推鋼式連續(xù)加熱爐相比，步進(jìn)式爐具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 加熱靈活。在爐長(zhǎng)一定的情況下，爐內(nèi)坯料數(shù)目是可變的。而在連續(xù) 加熱爐中則是不可變的，那樣加熱時(shí)間就受到限制。例如爐子產(chǎn)量降低一半時(shí)，貝U 愜執(zhí)緝蘿紳頎陽(yáng)灣愴鍵。爐內(nèi)坯料

31、加熱時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)一倍，對(duì)有些鋼種來(lái)說(shuō)這是不利的，而步進(jìn)爐在爐 子小時(shí)產(chǎn)量變化的情況下可以通過(guò)改變坯料間距離來(lái)達(dá)到改變或保持加熱時(shí)間不變 的目的。貞廈給鏌綞牽鎮(zhèn)獵鎦龐。(2) 加熱質(zhì)量好。因?yàn)樵诓竭M(jìn)爐內(nèi)可以使坯料間保留一定的間隙，這樣擴(kuò)大了坯料受熱面，加熱溫度比較均勻，鋼坯表面一般沒(méi)有劃傷的情況，兩面加熱時(shí) 坯料下表面水管黑印的影響比一般推鋼式連續(xù)加熱爐的要小些。嚌鰭級(jí)廚脹鑲銦礦毀蘄。(3) 爐長(zhǎng)不受限制。對(duì)連續(xù)加熱爐來(lái)說(shuō)爐長(zhǎng)受到推鋼長(zhǎng)度的限制，而步進(jìn) 爐則不受限制。而且對(duì)于不利于推鋼的細(xì)長(zhǎng)坯料、圓棒、彎曲坯料等均可在步進(jìn)爐 內(nèi)加熱。薊鑌豎牘熒浹醬籬鈴騫。(4) 操作方便。改善了勞動(dòng)條件，在必要

32、時(shí)可以將爐內(nèi)坯料全部或部分退 出爐外，開(kāi)爐時(shí)間可縮短；由于不容易粘鋼，因此可減輕繁重的體力勞動(dòng)；和軋機(jī) 配合比較方便、靈活。 齡踐硯語(yǔ)蝸鑄轉(zhuǎn)絹攤濼。(5) 可以準(zhǔn)確地控制爐內(nèi)坯料的位置，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。尤其是近10多年來(lái)，隨著軋鋼技術(shù)向著連續(xù)化，大型化，自動(dòng)化，多品種，高 精度的發(fā)展，步進(jìn)式加熱爐為適應(yīng)工藝的要求，也朝著大型化，多功能，高產(chǎn)，低 消耗和操作集成自動(dòng)化的方向邁進(jìn)。 紳藪瘡顴訝標(biāo)販繯轅賽?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著液壓技術(shù)的不斷進(jìn)步，更加高自動(dòng)化的加熱爐會(huì)被人們所應(yīng) 用。1.1.4設(shè)計(jì)方案步進(jìn)爐的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用的是斜坡滾輪式液壓傳動(dòng)。水平移動(dòng)和升降都由液壓缸 驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)框架下面的滾輪沿斜臺(tái)面

33、升降。飪籮獰屬諾釙誣苧徑凜。這種結(jié)構(gòu)有兩層框架，下層是提升框架。上層為水平移動(dòng)框架。在提升框架的上 面和下面均安有滾輪，每個(gè)下滾輪放在一個(gè)斜臺(tái)面上，上滾輪供平移框架移動(dòng)用，移動(dòng) 缸通過(guò)曲柄連桿和旋轉(zhuǎn)接頭與上框架連接，提升缸用旋轉(zhuǎn)接頭直接與下框架連接。下 框架用斜面輥導(dǎo)向，上框架用水平輥導(dǎo)向。烴斃潛籬賢擔(dān)視蠶賁粵。加熱爐的步進(jìn)機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)主要由雙層步進(jìn)框架，液壓缸，液壓泵以及各種 閥件組成。如圖：上一層為行進(jìn)框架，下一層為升降框架。行進(jìn)框架是通過(guò)支撐輥 和輥道落在升降框架上，升降框架也通過(guò)支撐輥和輥道落在基礎(chǔ)上。當(dāng)升降框架在 在升降液壓缸驅(qū)動(dòng)下沿斜軌道左升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，步進(jìn)梁和行進(jìn)框架也一起作垂直

34、方向 的升降運(yùn)動(dòng)，在平移液壓缸的驅(qū)動(dòng)下，在水平方向作進(jìn)退運(yùn)動(dòng)，從而完成整個(gè)周期 循環(huán)動(dòng)作。鋝豈濤軌躍輪蒔講嫗鍵。對(duì)液壓系統(tǒng)的改進(jìn)對(duì)原有系統(tǒng)中舉升液壓缸水平拉動(dòng)動(dòng)梁上升的部分，可以改為將此液壓缸放置 在爐底，同時(shí)讓液壓缸與上升滾輪的斜面保持同樣的斜度。這樣就有效的解決了拉 力大，液壓缸有桿腔推動(dòng)無(wú)桿腔做大功率運(yùn)動(dòng)的情況，同時(shí)也減小了液壓缸的尺 寸，便于設(shè)計(jì)和安裝。 擷偽氫鱧轍冪聹諛詼龐。步進(jìn)梁動(dòng)作如圖1所示：板坯IC&I石進(jìn)梨平移缸 心 升降機(jī)構(gòu)升降缸升降缸圖1步進(jìn)梁動(dòng)作示意圖步進(jìn)梁的升降和平移均采用電液比例閥來(lái)控制，其優(yōu)點(diǎn)是控制調(diào)整靈活方便， 工作平穩(wěn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該考慮到步進(jìn)梁平

35、移時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生很大的慣性沖擊， 實(shí)現(xiàn)加速、減速、勻速，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)梁對(duì)熱坯的輕托、輕放，以及通過(guò)加、減速有 效降低動(dòng)梁因運(yùn)動(dòng)慣性引起的機(jī)械沖擊，下降的時(shí)候依靠自身自重下降。蹤飯夢(mèng)摻釣貞綾賁發(fā)蘄。通過(guò)PLC編程設(shè)置加減速曲線，既避免了沖擊對(duì)設(shè)備造成的傷害，又提高了系統(tǒng)的定位精度，通過(guò)PLC控制達(dá)到同步頂升精度要求。 步進(jìn)梁動(dòng)作軌跡如圖2所示：婭鑠機(jī)職銦夾簣軒蝕騫。前進(jìn)上升1J下降固定梁面后退圖2步進(jìn)梁動(dòng)作軌跡圖7液壓系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)單擊此處鍵入1級(jí)標(biāo)題2液壓系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)2.1運(yùn)動(dòng)與負(fù)載分析2.1.1步進(jìn)式加熱爐原始數(shù)據(jù)步進(jìn)梁和爐底總質(zhì)量G=300X 103kg，其中；行進(jìn)框架及其以上部分質(zhì)量 G仁

36、200 X 103kg行進(jìn)框架以下部分質(zhì)量 G2=100X 103kg爐子總長(zhǎng)21.95m,其中；爐底長(zhǎng)17.10m步進(jìn)梁長(zhǎng)L=19.20m爐子寬11.00m坯料規(guī)格 bbl=0.12X 0.12X 9.5m最大升降高度 H=H1+H2=0.05+0.05=0.1m最大水平移距S=0.6m輥輪 D=0.65m； d=0.16m最大步進(jìn)鋼坯根數(shù)4根升降液壓缸2個(gè)；平移液壓缸2個(gè)步進(jìn)周期21s其中：上升4s,前進(jìn)6.5s,下降4s,后退6.5s支承輥有2 排,每排4組，每組上下各有兩個(gè)輥，一共16個(gè)棍2.1.2步進(jìn)式加熱爐工況速度曲線設(shè)計(jì)步進(jìn)式加熱爐的工作循環(huán)為：步進(jìn)梁依次為上升，水平前進(jìn)，下降，

37、水平后退 運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)爐運(yùn)動(dòng)時(shí)，上升為兩個(gè)液壓缸頂升，前進(jìn)后退為兩個(gè)液壓缸，下降靠自 重下降。譽(yù)諶摻鉺錠試監(jiān)鄺儕瀉。現(xiàn)在對(duì)爐底步進(jìn)梁的動(dòng)作如圖3所示:圖3 （陰影部分為步進(jìn)梁）為步進(jìn)梁從起始位置（后下位）-上升（上升過(guò)程中接料）-上升到位（后上位）-前進(jìn)-前進(jìn)（前上位）-下降（下降過(guò)程中交料）-下降 到位（前下位）-后退-后退到位（即起始位置）儔聹執(zhí)償閏號(hào)燴鈿膽賾。KA起蛤隹（肩下位I上殲史揍位B5C上升韶位（后上位）SD葡進(jìn)列位（首上位）浜E下殊過(guò)程交接位BH下降到倬（前下位）圖3步進(jìn)式加熱爐爐底機(jī)械步進(jìn)梁的運(yùn)動(dòng)過(guò)程25為了實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼坯的輕拿輕放，設(shè)計(jì)了活動(dòng)梁托鋼坯放鋼坯的加減速曲線，這樣縝電悵

38、淺靚蠐淺錒鵬凜。大大降低了在對(duì)鋼坯步進(jìn)的過(guò)程中，對(duì)坯料所造成的直接沖擊。首先，活動(dòng)梁上升，在1.5s內(nèi)達(dá)到0.05m/s的速度，然后直接減速，在 0.5s的 時(shí)間內(nèi)減小到速度為 0m/s，這樣，活動(dòng)梁達(dá)到固定梁面鋼坯下，實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊托起鋼 坯。托起鋼坯后，繼續(xù)加速。在1.5s內(nèi)達(dá)到0.05m/s的速度，然后直接減速，在0.5s的時(shí)間范圍內(nèi)速度降為 0m/s，達(dá)到頂升高度。驥擯幟褸饜兗椏長(zhǎng)絳粵。然后，高度不變，平移缸開(kāi)始動(dòng)作。在 1.5s的時(shí)間內(nèi)，達(dá)到0.12m/s,使步進(jìn)梁 做平移運(yùn)動(dòng)。以0.12m/s的速度運(yùn)行3.5s后，在1.5s的時(shí)間內(nèi)又降到0m/s。平移結(jié) 束。癱噴導(dǎo)閽騁艷搗靨驄鍵。下降

39、和后退同頂升和前進(jìn)工況速度相同。步進(jìn)梁的動(dòng)作方式有周期方式和踏步方式，周期方式用于運(yùn)送鋼管向前移動(dòng)，而踏步方式用于等待出鋼。步進(jìn)梁的周期方式：活動(dòng)梁上升100mm，前進(jìn)600mm，下降100mm，后退600mm，鋼管前進(jìn)一個(gè)齒距。鑣鴿奪圓鯢齙慫餞離龐。步進(jìn)式加熱爐工況速度曲線如圖 4：下降3.5s0.12m/s前進(jìn)鋼坯固定梁面后退1.5s上升0.5s0.05m1.5s/s圖4步進(jìn)式加熱爐工況速度曲線2.1.3計(jì)算穩(wěn)態(tài)工作負(fù)載1.加熱爐整爐加熱根數(shù)N=L/b+a=128 根；L-步進(jìn)梁長(zhǎng)（19.20m） b-斷面邊長(zhǎng)（0.12m） a-鋼坯間隔（0.03m）2.爐內(nèi)鋼坯總質(zhì)量單根 q=rbbl=

40、7.8 X 0.12X 0.12X 9.5=1.05X 103kg3r-鋼比重（7.8t/m ） b-斷面邊長(zhǎng)（0.12m） l-鋼坯長(zhǎng)度（9.5m）總質(zhì)量 Q=nq=128X 1.05X 1O3=134X 103kg3.各工況總穩(wěn)態(tài)載荷W上升工況：H1段未抬起鋼坯 W=G=300 X 103kgH2 段抬起了鋼坯 W=G+Q=300 X 103+134X 103=434X 103kg前進(jìn)工況：333W=G1+Q=200X 103+134X 103=334 X 103kg下降工況：同上升工況后退工況：W=G1=200X 103kg2.1.4擬定液壓原理圖步進(jìn)梁的升降和平移速度均采用電液比例閥來(lái)

41、控制，為了使步進(jìn)梁能在X,Y方向的任意位置上較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)可靠地自鎖。在進(jìn)入液壓缸的油路上采用了雙向液壓鎖 進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的自鎖。用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。欖閾團(tuán)皺鵬緦壽驏頦蘊(yùn)。根據(jù)以上要求，反復(fù)修改后擬定以下液壓系統(tǒng)原理圖。圖5步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)原理圖2.2液壓缸參數(shù)及其型號(hào)2.2.1平移液壓缸受力分析步進(jìn)式加熱爐在平移運(yùn)動(dòng)時(shí)候，作用力如圖6圖6步進(jìn)式加熱爐平移運(yùn)動(dòng)受力分析由實(shí)際工作狀態(tài)可知，平移液壓缸前進(jìn)工況為受力最大工況 因?yàn)槠揭埔簤焊诪?個(gè)，所以，計(jì)算平移缸最大負(fù)載F進(jìn)MAXF 進(jìn) MAX =(FR+FA) /2 ；Fr-摩擦阻力Fa-慣性力依據(jù)表1，選取滾動(dòng)摩阻系數(shù)S取0.05

42、X 10-3(m)表1滾動(dòng)摩阻系數(shù)3材料名稱(chēng)3/(mm)軟鋼-鋼0.5鑄鐵-鑄鐵0.5輪胎-路面2-10鋼質(zhì)車(chē)輪-鋼輥道0.05軟木-軟木1.5所以，最大滾動(dòng)摩阻力偶矩:Max1=3X W X g=0.05X 10_3 X 334 X 103 x 9.8=163.66N?m取滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)u取0.015所以，滾動(dòng)軸承摩擦阻力矩：3Max2=u X WX gx d/2=0.015X 334X 10 X 9.8X 0.16/2=5646.27N?m所以，摩擦阻力為：FR=(Max1+Max2)/D/2=(163.66+5646.27)/0.65/2=17.88KN 遜輸吳貝義鰈國(guó)鳩猶騙。慣性力：

43、FA=m?v/?t=334 X 10Q.12/1.5=17.82KN所以，平移液壓缸最大負(fù)載為：F 進(jìn) max=(Fr+Fa)/2= (17.88+17.82) /2=17.85KN幘覘匱駭儺紅鹵齡鐮瀉。2.2.2初選平移液壓系統(tǒng)工作壓力因?yàn)槠揭聘鬃畲蠊ぷ髫?fù)載經(jīng)過(guò)計(jì)算為17.85KN表9-2按負(fù)栽選執(zhí)打文件的工作壓力<500010000、iOUCO30000-'50000外壓力 /MPa1.5-22. £7A斤>5表43按機(jī)藤類(lèi)璧選執(zhí)行文杵的工柞壓力機(jī)攝芙型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械匸程機(jī)減組合機(jī)床龍門(mén)刨床拚床工作壓力/MPaa2A-1010-1620 33依據(jù)液壓傳動(dòng)表9-2

44、, 9-3;初估液壓系統(tǒng)工作壓力為 4Mpa 取液壓缸的機(jī)械效率取 n =0.952.2.3平移液壓缸主要參數(shù)及其選取型號(hào)液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定根據(jù)表2,確定D/d=2/1表2 液壓缸內(nèi)徑與活塞桿直徑關(guān)系按機(jī)床類(lèi)型選取d/D按液壓缸工作壓力選取d/D機(jī)床類(lèi)別d/D工作壓力P(MPa)d/D磨床、研床0.2-0.3< 20.2-0.3插床、拉床、刨床0.5> 2-50.5-0.58鉆、鏜、車(chē)、銃床0.7> 5-70.62-0.70-> 70.72P? n /4? D = F 進(jìn) max / n式中：P=4Mpa, D/d=2/1解得：D=0.0774m； d=0

45、.0387m依據(jù)表3，表4圓整后取值：D=80mm； d=40mm表3 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列 mm (GB2348-80)810121620253240506380(90)100(110)125(140)160(180)200(220)250320400500630表4 活塞桿直徑系列 mm (GB2348-80)456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400液壓缸工作行程的確定因?yàn)椋揭埔簤焊讏?zhí)行機(jī)構(gòu)的最大行程為 0.6m 依據(jù)表5選取平移液壓缸工作行程為：630mm表5 液壓缸

46、活塞行程參數(shù)系列mm (GB2348-80 )2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000選擇液壓缸的規(guī)格由上述要求，選擇液壓缸的型號(hào)為：Y-HG1-C 80/45 X 660液壓缸參數(shù)如下：工作壓力：6.3Mpa 缸徑：80mm 桿徑：45mm 最大行程：660mm驗(yàn)算選取液壓缸的穩(wěn)定性當(dāng)液壓缸支撐長(zhǎng)度Lb _(10 - -15)d時(shí)，須考慮活塞桿彎曲穩(wěn)定性并進(jìn)行驗(yàn)算。 液壓缸的支撐長(zhǎng)度是指活塞桿全部外伸時(shí)，液壓缸支點(diǎn)與活塞桿前進(jìn)端連接處之間 的距離。誦終決懷區(qū)馱倆側(cè)澩賾。為了保證活塞桿不產(chǎn)生縱向彎曲，滿(mǎn)足壓

47、桿的穩(wěn)定，活塞桿的推力與極限力的關(guān)系：Fk=nk*F1 (N)式中F1-液壓缸推力Fk-極限力nk-安全系數(shù)，一般取nk=24選用歐拉公式求計(jì)算活塞桿的極限臨界力：Fk=n 2EJ/ (nL1)n-系數(shù)，與安裝形式有關(guān)，對(duì)于該種安裝形式取n=1E-彈性模量，對(duì)于鋼 E=O.21X 106 N/mrnJ-活塞桿斷面回轉(zhuǎn)慣量，J= n d4/64 (mrr)經(jīng)計(jì)算得出極限力Fk=956KN此時(shí)，ns=Fk/F1=956/17.85=53.56>>nk,說(shuō)明此液壓缸壓桿穩(wěn)定性是安全的。2.2.4升降液壓缸受力分析步進(jìn)式加熱爐在升降運(yùn)動(dòng)時(shí)候，作用力如圖7圖7步進(jìn)式加熱爐升降運(yùn)動(dòng)受力分析受力

48、最大工況在H2段，即托起鋼以后的工況；計(jì)算升降缸最大負(fù)載F升MAXH段抬起鋼管的穩(wěn)態(tài)載荷為： W=G+Q=300103+134X 103=434X 103kg行進(jìn)框架及其以上部分載荷為： W=(+Q=334< 103kg行進(jìn)框架以下部分載荷為： W=2=100X 103kg升降液壓缸為2個(gè)；計(jì)算升降缸最大負(fù)載F升maxF 升 ma=(F 穩(wěn)+Fr+Fa )/2F穩(wěn)-升降液壓缸穩(wěn)態(tài)負(fù)載；Fr-摩擦阻力；Fa-慣性力；穩(wěn)態(tài)負(fù)載F穩(wěn)F 穩(wěn)=Wgsin a =(G+Q)gsin a =434x 103 x 9.8 x sin12 ° =884.29KN慣性力FaF/=FAisin a

49、+Fa2；FA1-上輥輪與行進(jìn)框架相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力；Fa1=WX ? v/? t=(G 1+Q)X ? V/? t=334 x 0.05/1.5=11.13KNFa2-下輥輪與斜面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力；Fa2=WX ? v/sin a / ? t=G2 x ? v/sin a /? t=100 x 0.05/sin12 ° /1.5=16.67KN 醫(yī) 滌侶綃噲睞齒辦銩凜。所以慣性力為：Fa=FaQn a +Fa2=11.13 x sin12 ° +16.67=18.98KN摩擦阻力FrFffFrQOS a +Fr2；Fri-上輥輪與行進(jìn)框架相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦阻力；3滾動(dòng)摩阻系

50、數(shù) S 取 0.05 x 10 ； W=(G+Q)g+ Fai=334x 9.8+11.13=3284.33KN 艫艫當(dāng)為遙頭韙鰭噦暈糞。最大滾動(dòng)摩阻力偶矩：Max=S x W=0.05X 10- x 3284.33 x 10=164.22N? m滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)u取0.015滾動(dòng)軸承摩擦阻力矩：3Max=u x W< d/2=0.015 x 3284.33 x 10 x 0.16/2=5665.47N ? mFRi=(Maxi+Max)/D/2=(164.22+5665.47)/0.65/2=17.94KN鴣湊鸛齏嶇燭罵獎(jiǎng)選鋸。Fr2-下輥輪與斜面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦阻力;滾動(dòng)摩阻系數(shù)S取0

51、.05 X 10-3;W=(G+Q)g+FAcos a =(434 X 9.8+11.13)cos12 ° =4171.14KN最大滾動(dòng)摩阻力偶矩：33Max=S X W=0.05X 10- X 4171.14 X 10=208.56N? m滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)u取0.015滾動(dòng)軸承摩擦阻力矩：Max=u X WX d/2=0.015 X 4171.14 X 103 X 0.16/2=7195.22N ? mFR2=(Maxi+Max)/D/2=(208.56+7195.22)/0.65/2=22.78KN筧驪鴨櫨懷鏇頤嶸悅廢。所以摩擦阻力為：Fr=Frcos a +Fr2=17.94

52、X cos12° +22.78=40.33KN因?yàn)樯狄簤焊诪?個(gè)；計(jì)算升降缸最大負(fù)載F升maxFmax =(F 穩(wěn)+Fr+Fa) /2=(884.29+40.33+18.98)/2=471.8KN2.2.5初選升降液壓系統(tǒng)工作壓力因?yàn)樯狄簤焊椎淖畲蠊ぷ髫?fù)載經(jīng)過(guò)計(jì)算為471.8KN依據(jù)上圖液壓傳動(dòng)表9-2, 9-3;初估液壓系統(tǒng)工作壓力為 20Mpa 液壓缸的機(jī)械效率取 n =0.952.2.6升降液壓缸主要參數(shù)及其選取型號(hào)液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定2P - n /4 D=Fmax/ n ； P=20Mpa d/D=0.7解得：D=0.1779m d=0.1245m依據(jù)上表3

53、,表4圓整后取值：D=180mmd=125mm液壓缸工作行程的確定升降液壓缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最大行程為 0.1/sin12 ° =0.5m依據(jù)表5選取升降液壓缸工作行程為：500mm選擇液壓缸的規(guī)格由上述要求，選擇液壓缸的型號(hào)為：CD250B/180/125-600A液壓缸參數(shù)如下：缸徑：180mm桿徑：125mm工作壓力：25Mpa最大行程：600mm當(dāng)液壓缸支撐長(zhǎng)度Lb _（10 一 _15）d時(shí)，須考慮活塞桿彎曲穩(wěn)定性并進(jìn)行驗(yàn)算。 液壓缸的支撐長(zhǎng)度是指活塞桿全部外伸時(shí)，液壓缸支點(diǎn)與活塞桿前進(jìn)端連接處之間 的距離。韋鋯鯖榮擬滄閡懸贖蘊(yùn)。顯而可見(jiàn)，選擇的此升降液壓缸支撐長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于10倍

54、的活塞桿桿徑，無(wú)需穩(wěn)定性驗(yàn)算。2.3液壓泵參數(shù)及其型號(hào)2.3.1平移液壓泵工作壓力的確定確定液壓泵的最大工作壓力P=P1+2 pP1-液壓缸或液壓馬達(dá)最大工作壓力；2 p-從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間總的管路損失。p的準(zhǔn)確計(jì)算要待元件選定并繪出管路圖時(shí)才能進(jìn)行，初算時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn) 單、流速不大的，取p= （0.20.5 ） MPa管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)閥的，取p=（0.51.5 ） MPa濤貶騸錟晉鎩錈撳憲騙該液壓系統(tǒng)取管路損失為0.6Mpa所以液壓泵的最大工作壓力為 PP=P1+2 p=4+0.6=4.6MPa 2.3.2平移液壓泵流量的確定確定液壓泵的最大流量QP>

55、 K （ 2 Qax）K-系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.11.3 ;2 Qa同時(shí)動(dòng)作的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量液壓缸的最大流量 QaX=A X VMaX= n /4 D2 0.08=3.14/4 X 0.082 X30.08=0.00040192m /s=24.12L/min鈿蘇饌?cè)A檻榪鐵樣說(shuō)瀉。所以液壓泵的最大流量QP=K (藝 Qax) =1.2 X 24.12 X 2=57.89L/min233平移液壓泵的選取選擇液壓泵的規(guī)格根據(jù)以上求得的 Pp和Q值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從產(chǎn)品樣本或本手冊(cè)中選擇相應(yīng)的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，所 選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25%60%戧礱風(fēng)愴澆鄖適濘嚀贗。由上述要求，選擇液壓泵型號(hào)為：雙作用葉片泵 YB1-63液壓泵參數(shù)如下：公稱(chēng)壓力：6.3Mpa 轉(zhuǎn)速：960r/min 排量：63ml/r (60.48 L/min )2.3.4升降液壓泵工作壓力