惠州液壓系統(tǒng)設(shè)計說明解讀

1、廣東惠州金山湖聯(lián)通閘液壓啟閉機液壓系統(tǒng)設(shè)計說明1、主要技術(shù)參數(shù)臥式人字門液壓啟閉機水平搖擺式中間十字鉸支承雙向作用 液壓式最大啟門力2X 400kN最大閉門力2X 250kN2. 4m最大行2.6m油缸內(nèi)徑200 mm活塞桿徑啟閉速0.5 m/min2、液壓啟閉機的總體設(shè)計說明2.1液壓啟閉機設(shè)計方案簡述1. 船閘液壓啟閉機系統(tǒng)采用流量調(diào)速閥來控制人字門油缸的進(jìn)出流量，并通過行 程檢測裝置連鎖控制電磁閥的動作來實現(xiàn)船閘左、右人字門同步運行，最大程度地 保證了閘門的安全和穩(wěn)定運行。2. 在液壓啟閉機液壓油缸各零部件材料的選擇上，嚴(yán)格按用戶要求和相關(guān)設(shè)計技 術(shù)規(guī)范執(zhí)行。油缸缸體材料采用整體優(yōu)質(zhì)無縫

2、鋼管，活塞桿采用符合GB699的優(yōu)質(zhì)45#實心鍛鋼正火處理、銷軸材料采用鍛鋼40Cr調(diào)質(zhì)處理、并做無損探傷檢測，上端蓋、下端蓋及活塞、吊頭材料均采用 45鋼鍛焊結(jié)構(gòu)、其焊縫為I類焊縫、并按 I類焊縫進(jìn)行檢查和探傷。油缸活塞桿強度、油缸內(nèi)徑、活塞寬度、活塞桿導(dǎo)向長 度及零部件的公差、配合的設(shè)計依據(jù)DL/T5167-2002、機械設(shè)計手冊等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，從設(shè)計上保障了啟閉機油缸性能的先進(jìn)性及可靠性。3.油缸的全套動靜密封件均采用進(jìn)口產(chǎn)品，其使用壽命長達(dá)10-15年；液壓泵站管路所有靜密封均采用優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)密封件。4. 在本次設(shè)計中，液壓系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)關(guān)鍵元器件均采用國際和國內(nèi)知名先 進(jìn)品牌的各類液

3、壓、電氣元件、輔件和技術(shù)。5. 為保證制造水平，本次投標(biāo)的液壓啟閉機均按IS09001質(zhì)量保證體系進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量控制，建立完整的質(zhì)量檔案，進(jìn)行產(chǎn)品跟蹤服務(wù)。6. 液壓控制系統(tǒng)設(shè)有完善的監(jiān)測和保護功能。包括超壓和欠壓保護、壓力控制系 統(tǒng)、空載啟動、備用泵自動啟動、油箱內(nèi)液面報警、濾油器堵塞報警和行程極限保 護等。7.液壓控制系統(tǒng)還包含下述功能: 一次、二次安全調(diào)壓保護，分別滿足啟門和閉門打開液控單向閥的壓力 控制要求，并起安全保護作用。 方向控制，實現(xiàn)啟門和閉門動作，在此功能里設(shè)置了消除換向沖擊的功 能，使閘門啟、停平穩(wěn)。 任意位置鎖定，在任何開度均通過裝于油缸上的專用閥組實現(xiàn)安全鎖 定，防止任何

4、意外事故對閘門系統(tǒng)產(chǎn)生影響。 人字門油缸通過流量調(diào)速閥控制油缸的油量，達(dá)到所需的速度。&在液壓系統(tǒng)、油缸的適當(dāng)位置和最高點，設(shè)置有排氣閥。9 .液壓泵站設(shè)置有專用的電氣接線端子箱。10.液壓泵站尺寸滿足啟閉機室的整體布置要求。11 .液壓油缸活塞桿出口處設(shè)置有青銅刮污環(huán)。12. 本次設(shè)計全面滿足用戶要求的各項標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求，同時參考國際標(biāo)準(zhǔn)，對產(chǎn)品進(jìn)行全面的優(yōu)化設(shè)計。13. 行程檢測裝置人字門開度檢測均采用外置式絕對編碼器傳感器，PLC通過傳感器信號，檢測出閘門開度。開度行程檢測裝置的綜合檢測精度不低于5 mm,并在斷電情況下能跟蹤閘門位置。檢測數(shù)據(jù)在現(xiàn)地以數(shù)碼方式顯示，其輸出為420mA莫擬

5、量。此開度行程檢測裝置在弧形門應(yīng)用中精度高，磁性好，抗干憂性強。液壓啟閉機另設(shè)上、下極限位置保護。14. 液壓缸支架及埋件液壓缸支架及埋件主要采用高牌號焊接鋼，去應(yīng)力后，埋件設(shè)計充分考慮了 安全實用、經(jīng)濟，便于安裝等特點，焊后整體入箱成爐退火處理，消除由于焊接 產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。主要受力焊縫按 GB11345-B-I級要求進(jìn)行超聲波探傷。表面清潔度達(dá) GB8923-88 的 Sa2.5 級,2.2液壓泵站的布置液壓泵站采用整體形式，電機和油泵之間采用“鐘型罩 +聯(lián)軸器”聯(lián)接方式，便于油泵電機組平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，降低噪音?？刂崎y組布置在油箱頂支架上，便于安裝檢修。閥架置于油箱中間部位，管道從油箱中間部位出口

6、。油箱設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)人孔蓋板，便于清洗油箱。缸旁閥組直接安裝在液壓缸上，減少泄漏。系統(tǒng)在回油口裝濾清器，其最大過濾精度及所選系統(tǒng)油泵、液壓元件相適應(yīng)。濾油器帶有壓差信號發(fā)送器及旁通安全閥。液壓啟閉機液壓系統(tǒng)的油泵電機組為一用一備;整個液壓泵站渾然一體,既可防御水電站潮濕的環(huán)境，又便于吊裝和應(yīng)用于水電站比較狹小的空間。如我廠中標(biāo)，將全面按照 等規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,DL/T5019-94、SL41-93等及相關(guān)電氣、機械、流體同時全面滿足招標(biāo)文件規(guī)定的各項標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范3、聯(lián)通閘人字門液壓泵站的計算說明3.1油缸控制回路流量計算油缸作用面積計算:油缸無桿腔作用面積：S1=n X D2/4=3.1 dm2油缸有桿

7、腔作用面積：S2=n X（ D2-d2） /4=1.9 dm2啟（閉）門流量的計算:V=0.5 m/min無桿腔回（進(jìn)）油流量:QB=SXV=15.5 L/min有桿腔進(jìn)（回）油流量:QA=S2 V=9.5 L/min3.2電機、油泵確定a人字門液壓啟閉油泵最高工作壓力、最大工作流量，電機功率的計 算油泵工作壓力計算:液壓泵的出口壓力必需滿足系統(tǒng)中啟門的最大工作壓 力（20.89MPa，并考慮沿程壓力流量損失和油泵的使用工作壽命等因素，選取油泵出口壓力21 MPa,根據(jù)招標(biāo)文件要求，液壓系統(tǒng)油泵最高工作壓力應(yīng)滿足:Pmax=n( P+2 P)其中：P=20.89MPa（油缸啟動額定工作壓力）n

8、=1.2 （安全系數(shù)）2 P=0.1 （系統(tǒng)中沿程壓力損失）故：Pmax=1.2X (20.89+0.1=25.2 MPa 油泵最大工作流量計算（閉門時）：液壓站需同時控制二支人字門油缸，故油泵最大工作流量：Qmax=X2X 2 Q其中：K為系統(tǒng)的泄漏系數(shù)：1.11.3由于系統(tǒng)不允許有外漏，內(nèi)漏不能過大，所 以K取1.1。2 Q為：人字門閉門時液壓缸工作流量，故：2 Q=2X 15.5=31 L/min根據(jù)招標(biāo)文件每臺液壓站設(shè)有一備一用的二套油泵電機組，備用泵和工作泵能互相切換，故每臺油泵流量必須大于或等于Qmax Qmax=1.1X2X 15.5=34.1L/min。 油泵排量計算。q=Qm

9、ax/n其中：Qmax為油泵最大工作流量。n為電機工作轉(zhuǎn)速，選用4極三相異步電機，額定轉(zhuǎn)速n=1470rpn。那么：q=34.1 X 103/1470ml/rev=23.2 ml/rev因此：油泵選用邵液的25SCY14-1B大流量柱塞泵，最大排量25ml/rev ,在轉(zhuǎn)速1470rev/min情況下，流量為36.75L/min，額定工作壓力為320bar，最大排量可調(diào)。 電機功率計算:N=P Qmax/6CX n其中：n為電機效率取0.85 ;P為啟門時液壓系統(tǒng)油泵出口壓力;Qmax為啟門時液壓系統(tǒng)最大流量；Qmax=1.1X 2X 11.3=24.86 L/min那么：N=21X 31-6

10、0-0.85=12.76 kw選用： 電機型號為Y160L-4-B5，轉(zhuǎn)速n=1470rpm 電機功率為15 kw。3.3油箱容積的計算:閘門全部關(guān)閉時，油箱要有300 mm高液位，閘門全部打開時，回油不溢出油箱，假定油箱底面積 0.85 X 0.7 = 0.595 rf = 59.5 dm 2。閘門全開和全關(guān)時的存油差為油缸活塞桿體積。則：油箱容積V =（底油+ 2 X活塞桿體積 X 1.2即：V = (3X 59.5 + 2 X n d2L/4 ) X 1.2=(179 + 2 X 0.7854 X 1.25 2X 26)X 1.2 = ( 179 + 64 ) X 1.2=24 3X 1

11、.2 = 291 L選取油箱容積為：300 L。（油箱尺寸：850LX 700WX 500H = 300 L ）液壓系統(tǒng)推薦采用46#抗磨液壓油，牌號為：L-HM46液壓站尺寸：1400LX 850WX 1100H3.4液壓啟閉機用油量計算。液壓系統(tǒng)工作用油量=（油箱容積+有桿腔容積+管路容積）X 1.2，即:Vo=1.2X 300+162+50 =1.2 X 512 =615 L系統(tǒng)總用油量V:V=1X Vo=1X 615=615L=液壓系統(tǒng)推薦采用46#抗磨液壓站，牌號為：YB-N463.5油管的管徑按招標(biāo)要求，油管內(nèi)允許流速為:壓力油:VA=3.0m/s吸油管:Vs=0.8m/s回油管:

12、VB=2.0 m/s啟閉閘門過程中，壓力油管流量為15.5L/min、9.5L/min （A1、B1）,回油 管流量為 15.5L/min、9.5L/min (A2、B2)。DNA1=4.63(Q1/VA0.5=4.63(15.5 /30.5=10.5mm，取 DNA1=12mmDNB1=4.63(Q2/VB0.5=4.63(9.5/30.5=8.2 mm，取 DNB1=10mmDNA2=4.63(Q/V0.5=4.63(15.5/20.5=12.9mm,取 DNA2=16mm取 DNA2=10mm因此，油缸無桿腔進(jìn)出油管選用選用 22X3不銹鋼無縫鋼管，油缸有桿腔進(jìn)出油管選用18X3不銹鋼無

13、縫鋼管，泄漏油管選用22X3不銹鋼無縫鋼管。DNB2=4.63(Q/V0.5=4.63(9.5/20.5=10 mm ,3.6人字門液壓啟閉機主要技術(shù)參數(shù)。根據(jù)以上計算可確定人字門液壓啟閉機主要技術(shù)參數(shù):序號名稱單位基本參數(shù)1項目名稱廣東惠州金山湖聯(lián)通閘2啟閉機名稱聯(lián)通閘人字門液壓啟閉機3啟閉機規(guī)格型號QRWY-2*400/2*250-2.64液壓系統(tǒng)數(shù)量套15額定啟門力F1kN4006額定閉門力F2kN2507油缸數(shù)量支2油缸缸徑mm200油缸活塞桿徑mm12510有桿腔計算壓力MPa20.8911有桿腔流量L/min15.512無桿腔流量L/min9.513工作行程mm240014最大行程

14、mm260015油箱容積30016系統(tǒng)工作用油量l_-HM 46 61517液壓站尺寸1400LX 850g 1100H18油泵25SCY14-1B19油泵工作流量L/min36.7520油泵最大排量ml/r2521電機Y160L4B35, 1470rpm22電機功率15 kw23壓力油管流速m/s 3.0024吸油管流速m/s25回油管流速m/s26運行噪音dB27運行油溫 6028油管外徑mm22、184、液壓元件的設(shè)計及選型說明關(guān)鍵的閥類、電磁閥選用北京華德公司產(chǎn)品；油泵選用本公司優(yōu)質(zhì)名牌產(chǎn)品;測壓接頭、測壓軟管選用 MCS公司產(chǎn)品；其它附件選用優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)產(chǎn)品（詳見液壓原理圖）。4.1油泵

15、電機1. 油泵型式、規(guī)格選擇符合規(guī)范第 5.4.3條規(guī)定，油泵選用邵液公司產(chǎn)品,型號為25SCY14-1B電機選用 Y160L4B35。2. 油泵與油箱相對布置高差能滿足油泵吸油要求。3. 油泵電機組的最大噪音在距電機外殼 1m處檢測低于85dBA電機防護等級不低于 IP54。4. 油泵電機組啟動時為空載。5.設(shè)置兩套油泵電機組，互為備用，定期切換。一旦其中 1臺油泵電機組出現(xiàn)故 障而停止工作，另1臺可切換繼續(xù)工作。4.2液壓油1.根據(jù)油泵類型、工作溫度、工作環(huán)境和系統(tǒng)的壓力，采用國產(chǎn)46#抗磨液壓油，牌號為：L-HM46此種牌號液壓油能在-22C至70C的環(huán)境溫度下工作，具有 適宜的粘度和良

16、好的粘溫特性，良好的潤滑性、抗氧化性好、無腐蝕作用、抗 燃燒、不易乳化、不破壞密封材料、無毒，并具有一定的消泡能力，對密封材料有 良好的適應(yīng)性。2. 油液清潔度符合MASS準(zhǔn)中規(guī)定的8級精度，試車也將采用此牌號的液壓油。4.3控制閥組1. 各類控制閥的選擇滿足液壓系統(tǒng)工作要求，其額定壓力和流量不小于該閥的最高壓力和最大流量。2. 電磁換向閥、電磁溢流閥、調(diào)速閥采用北京華德產(chǎn)品。3. 人字門液壓控制閥組設(shè)手動節(jié)流閥初調(diào)同步。4閥塊采用數(shù)控機床加工，且經(jīng)鍍鎳處理。5. 控制閥組布置整齊、操作維護方便，壓力表、需調(diào)整和監(jiān)視的液壓元件布置在便于觀察和操作的位置。4.4油箱及管道油箱本體采用矩形結(jié)構(gòu)，底

17、板傾斜，設(shè)置人孔蓋，排污球閥，回油過濾 器，液位液溫計，防潮式空氣濾清器等附件。吸油區(qū)、回油區(qū)及工藝口等按 有關(guān)規(guī)定保持應(yīng)有的距離，合理分隔和控制油流方向。油箱內(nèi)設(shè)置有油溫檢測、保護裝置和電加熱裝置，放置有磁鐵串。油箱容積不小于液壓缸和管路中所有液壓油體積的1.2倍。正常操作時，油泵吸油口和回油口能在最低液面以下100mm并大于3倍管徑。油箱采用不銹鋼材料制作，壁 厚不小于5伽。經(jīng)剪板機剪板 一f矯形（平板）一f折邊一f組裝（按常壓容器規(guī)范制作，同時采用各類防變形措施預(yù) 防變形）一f檢驗一f焊接（使用氬弧焊封底、手工焊蓋面）仍有變形則矯形消除變形）一f修磨一f檢漏（煤油滲漏法檢查） 一f油箱內(nèi)

18、、外表面進(jìn)行酸洗鈍化處理（采用藍(lán)點法檢測）一f油箱外表面經(jīng)噴丸處理后，按要求涂漆保護（油箱外表顏色買方在設(shè)計聯(lián)絡(luò)會上確定）。放油孔設(shè)置在油箱底部最低位置，設(shè)置有清洗孔。在油箱壁易見處設(shè)置 油位指示器，標(biāo)出最高、最低油面位置，并能在控制中心的操作臺上顯示出 油位信號。油管采用不銹鋼無縫鋼管制作，采用彎管機配管。管道經(jīng)酸洗、鈍化、 中和、沖洗、干燥后，裝入系統(tǒng)。油管的對接均采用氬弧焊。油管的壁厚經(jīng)計算在考慮螺紋對強度的削弱的狀態(tài)下，滿足規(guī)范要求。外徑大于50mm勺金屬管采用法蘭連接，對于小直徑油管，采用管接頭連接，兩種連接 均符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。4.5過濾器油管盡量短、布管整齊、轉(zhuǎn)彎少，避免過大的彎曲，并保證必要的伸縮變形。油管彎曲后，避免截面過大的變形 （橢圓度不大于10%,彎曲部分的內(nèi)外側(cè)沒有鋸齒形、凹凸不平、壓壞或扭壞現(xiàn)象。油管懸伸太長時設(shè)支架。設(shè)置活動接頭裝拆方便。主要油管能單獨裝拆而不影響其它元件。油管平行布置，少