武鋼軋板50噸加熱爐液壓比例系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目錄1緒論11.1背景與工藝11.2設(shè)計(jì)任務(wù)21.2.1 題目名稱21.2.2 主要技術(shù)參數(shù)與要求21.3設(shè)計(jì)方案22液壓系統(tǒng)的計(jì)算與選型32.1系統(tǒng)工作壓力確實(shí)定32.2執(zhí)行元件的計(jì)算與選型3升降液壓缸42.3執(zhí)行元件速度的計(jì)算 錯誤!未定義書簽。2.4 執(zhí)行元件流量的計(jì)算5升降液壓缸52.5繪制液壓系統(tǒng)工況圖52.5.1 流量循環(huán)圖52.5.2 壓力循環(huán)圖72.5.3 功率循環(huán)圖82.6動力元件的計(jì)算與選型92.6.1 液壓泵的選型92.6.2 電動機(jī)的選型102.7控制元件的計(jì)算與選型11升降液壓缸回路錯誤!未定義書簽3液壓輔助件113.1油箱的選擇113.2蓄能器的選擇133.3濾油器

2、的選擇153.4冷卻器的選擇173.5加熱器的選擇4錯誤!未定義書簽3.6管道的選擇203.6.1 管子的分類203.6.2 管子的計(jì)算與選擇214液壓站的設(shè)計(jì)244.1液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)244.2液壓疊加回路設(shè)計(jì)254.3液壓系統(tǒng)的安裝264.4管路的安裝與清洗274.5液壓系統(tǒng)的維護(hù)275完畢語28參考文獻(xiàn)29致謝291緒論1.1 背景與工藝高爐熱風(fēng)爐比推鋼爐具有許多優(yōu)點(diǎn)，因而成為新建軋廠的首選爐型。熱軋寬帶鋼 廠的規(guī)模正向大型化開展，高爐熱風(fēng)爐的特點(diǎn)之一是爐長不受推鋼長度限制，因而能適應(yīng)軋機(jī)的小時產(chǎn)量增長的形勢。熱風(fēng)爐是鋼鐵企業(yè)熱軋生產(chǎn)過程的關(guān)鍵設(shè)備之一，其性 能直接影響到熱風(fēng)爐的能耗和最

3、終鋼材產(chǎn)品質(zhì)量、鋼坯成材率、軋機(jī)設(shè)備壽命以與整個 主軋線的有效作業(yè)率。目前在板材、棒材或線材的熱軋生產(chǎn)中，廣泛采用步進(jìn)式熱風(fēng)爐對鋼坯進(jìn)展?fàn)t內(nèi)步進(jìn)式運(yùn)送。高爐熱風(fēng)爐靠爐底或水冷金屬梁的上升、 前進(jìn)、下降、后退的動作把料坯一步一步 地移送前進(jìn)的連續(xù)熱風(fēng)爐。爐子有固定爐底和步進(jìn)爐底，70年代以來，由于軋機(jī)的大型化，步進(jìn)梁式爐得到了廣泛應(yīng)用。同推鋼式爐相比，它的優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)料靈活，必要時 可將爐料全部排出爐外；料坯在爐底或梁上有間隔地?cái)[開，可較快地均勻熱風(fēng)爐；完全消除了推鋼式爐的拱鋼和粘鋼故障，因而使?fàn)t的長度不受這些因素的限制。高爐熱風(fēng)爐的主要優(yōu)點(diǎn)是：工件和步進(jìn)梁或爐底間沒有摩擦，防止過程中工件底面 被

4、劃傷。工件依靠運(yùn)動在爐內(nèi)前進(jìn)，因此工件之間可以留同間隙，高溫爐料不會互相粘連，還有利于縮短時間，減少工件的氧化和脫碳。 外形不太規(guī)整和厚薄不同的工件在裝 爐條件上有較寬的適應(yīng)性。停爐時爐內(nèi)工件可以利用步進(jìn)機(jī)械全部出空， 必要時可以將 工件倒退一段距離，從而防止了工件在高溫下停留時間過長或重復(fù)所造成的氧化損失。 爐子長度不受推鋼倍數(shù)的限制，但過長時工件跑偏量將增大。通過改變工件之間的間隙、 步進(jìn)機(jī)械的水平行程和步進(jìn)周期以調(diào)整爐子的生產(chǎn)能力。步進(jìn)爐是依靠專用的步進(jìn)機(jī)械使工件在爐內(nèi)移動的一種機(jī)械化爐，利用耐火材料爐底支承工件、主要向工件上部單面供熱的稱咼爐熱風(fēng)爐。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)題目名稱高爐熱風(fēng)爐液

5、壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù)與要求A、爐門負(fù)載5T,B、上升行程2000mmC、系統(tǒng)最高工作壓力不高于20Mpa最大工作周期為100s，最小工作周期為60s；D系統(tǒng)應(yīng)能完成高爐熱風(fēng)爐的工藝過程要求。1.3 設(shè)計(jì)方案此次設(shè)計(jì)主要是對高爐熱風(fēng)爐液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，自動化程度越 來越高，而液壓系統(tǒng)也因?yàn)槠湟子趯?shí)現(xiàn)自動化，又易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，工作平穩(wěn)，可無 級調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。在高爐熱風(fēng)爐控制和動作方面采用液壓系統(tǒng)是開展趨勢， 現(xiàn)在也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)踐中，其液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求要更安全、更可靠，而且要求能夠平穩(wěn)、準(zhǔn)確地完成高爐熱風(fēng)爐的一系列動作。在高爐熱風(fēng)爐里，鋼坯的移動是通過固定梁和載有

6、鋼坯的移動梁進(jìn)展的。高爐熱風(fēng)爐的運(yùn)動是由升降機(jī)構(gòu)的垂直運(yùn)動而成。爐門相對于水平梁作上升、下降兩個動作。這兩個動作組成爐門的一個運(yùn)動周期。 為了實(shí)現(xiàn)爐門的爐門能平穩(wěn)地加速啟動，減速停止即在動梁上升或下降到與靜粱持平時，運(yùn)動速度要較慢，以便輕抬或輕放鋼坯，防止沖擊；當(dāng)上升到最高點(diǎn)時要減速，我們必須控制升降的運(yùn)動速度，也就是要控制驅(qū)動爐門的液壓油缸的運(yùn)動速度，即控制進(jìn)入或流出液壓缸的液體流量。1）為了滿足上述工藝要求，可以采用兩個升降液壓缸來完成爐門的垂直運(yùn)動，同時采用單向節(jié)流閥進(jìn)展回油調(diào)速，進(jìn)而可以控制升降液壓缸的速度， 以滿足爐門的加速 啟動和減速停止。為了實(shí)現(xiàn)爐門在升降過程中的任意位置停止，我

7、們采用了液壓鎖。這樣步進(jìn)梁的上升和下降動作就可以實(shí)現(xiàn)。 以上所有動作由一供一備的變量液壓泵來提供 壓力油，回油冷卻，并且回油過濾。2液壓系統(tǒng)的計(jì)算與選型2.1 系統(tǒng)工作壓力確實(shí)定壓力的選擇要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備而定，同時需要考慮執(zhí)行元件的裝配空間，經(jīng)濟(jì)條件與元件供給情況的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的尺寸，反之，壓力選得太高，對缸、閥等元件的材質(zhì)，密圭寸，制造、精度等要求也 高。壓力的選定要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求并考慮壓力損失。初步確定系統(tǒng)工作壓力為P，任務(wù)書中要求系統(tǒng)最高工作壓力不高于 20MPa考慮到系統(tǒng)工作壓力應(yīng)比最高工作壓力 低10%- 20 %左右，故取系統(tǒng)實(shí)

8、際工作壓力為 17.5MPa2.2 執(zhí)行元件的計(jì)算與選型升降回路采用兩個升降液壓缸完成高爐熱風(fēng)爐的上升和下降動作。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求可以列出表2.1 0表2.1執(zhí)行元件工藝參數(shù)序號名稱最大載何最大仃程速度升降液壓缸300000N2000 mm/SV41*P1P22.升降液壓缸v圖2.2 升降液壓缸主要設(shè)計(jì)參數(shù)由上圖可知-D2.3把cm代入2.2丨式中得到2.3R F D2 d2 P2 FfC44D2 4F FfcD2 d22.2PPi式中：R 液壓缸的工作壓力Pa；P2 液壓缸回油腔被壓力Pa；dD 活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比m；F工作循環(huán)中最大的外載荷N；D4FP2Pi其中依機(jī)械設(shè)計(jì)簡明手

9、冊2表2-2知當(dāng)R17.5MPa時且?guī)в谢赜吐氛{(diào)速閥，取背Ffc 液壓缸密封處的摩擦力，它的準(zhǔn)確計(jì)算值不易求得，常用液壓缸的機(jī)械效率cm進(jìn)展估算。因?yàn)镕Ffc , cm為液壓缸的機(jī)械效率一般取 0.90.97，此處取0.95。cm壓 P2 1MPa o依機(jī)械設(shè)計(jì)簡明手冊2表2-3知，取液壓缸內(nèi)徑D與活塞桿直徑d的關(guān)系dD 0.7 o外負(fù)載 F 15 103 9.8147000N。因?yàn)槭莾蓚€液壓缸同時作用，所以單個液壓缸的負(fù)載為外負(fù)載的一半。所以 F 73500N o參數(shù)代入式2.3丨得D |4一98000 3.1415 1060.95 1110.72150.0952m=95.2mmd 0.7D

10、0.7 95.2366.66mm據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)簡明手冊2表2-4,D圓整到250mm d圓整到180mm由于升降液壓缸的垂直位移是 2000mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊活塞桿的標(biāo)準(zhǔn)系列，可取活塞桿的行程為2000mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊3，選擇型號液壓缸。2.4 執(zhí)行元件流量的計(jì)算2.升降液壓缸根本參數(shù) D=250mm d=180mm V升 20mm/ s , V降 30mm/s ;n2n2Q升D2 V升一0.1252 0.02 6014.72L/min44n22n22Q降D dV降0.1250.090.03 6010.63 L / min442.5 繪制液壓系統(tǒng)工況圖流量循環(huán)圖根據(jù)已確定的液壓缸的有效作用面積和

11、運(yùn)動速度計(jì)算出在工作循環(huán)中的每個階段的實(shí)際流量，把它繪制成流量-循環(huán)圖。由于系統(tǒng)中有兩個升降液壓缸和兩個對中液壓 缸，所以在相應(yīng)的工況下，流量應(yīng)給為其兩個液壓缸的流量之和。q (L/mi n)1025506075t ( s)6 / 32壓力循環(huán)圖通過最后確定的液壓執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸， 在根據(jù)實(shí)際載荷的大小，倒求出液壓執(zhí) 行元件在其動作循環(huán)的各個階段的工作壓力，然后繪制成壓力循環(huán)圖。1升降液壓缸的實(shí)際工作壓力計(jì)算由式2.2丨可知，當(dāng)爐門上升時，可求系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力d2Pi4 F FfcPiF fc 1cm其中 D=250mm d=180mm F=73500N cm 0.95。參數(shù)代入上式得：P

12、 17.5MPa當(dāng)步進(jìn)梁下降時，鋼坯和移動部件的重力作用下可自行下降， 這是只需調(diào)節(jié)回油流量便可以調(diào)節(jié)步進(jìn)梁的下降速度，故此時系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力為0MPa所以依據(jù)系統(tǒng)的順序動作可畫出以下的壓力循環(huán)圖:P MPa1025506075t s圖2.7 壓力循環(huán)圖功率循環(huán)圖根據(jù)壓力循環(huán)圖和流量循環(huán)圖，由液壓功率為實(shí)際工作壓力與實(shí)際流量之積可計(jì)算出工作循環(huán)中每個階段的功率。液壓功率 / kw=流量/(m 3/s) 壓力/(Pa)10爐門上升時：3P 17.5 106111.76 1010 332.60KW60步進(jìn)梁下降時：由于此時步進(jìn)梁可以在重力的作用下自行下降，此時液壓缸要求的實(shí)際工作壓力為OMPa所

13、以此時的實(shí)際功率為OKwP (Kw)0t (s)5060752.6 動力元件的計(jì)算與選型液壓泵的選型1）確定液壓泵的最大壓力PpPiP式中：R 液壓缸最大工作壓力（MPa）;P從液壓泵出口到液壓缸入口之間總的管路損失，初算是可依據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取。管路簡單、流速不大的，取P=0.20.5MPa。管路復(fù)雜、進(jìn)口油調(diào)速閥的，取P=0.51.5MPa。由上面計(jì)算數(shù)據(jù)可知，液壓缸最大的工作壓力為12.12MPa取 P=1.0MPa;如此 Pp 13.62MPa，取 Pp 19.25MPa。2）確定液壓泵的流量qvp，液壓泵的流量應(yīng)該為：q vp Kq vmax式中：K 系統(tǒng)的泄露系數(shù)，一般取 K=1.11

14、.3 ；qvmax 同時動作的液壓缸的最大流量，可以從流量循環(huán)圖（qvp t）上查到。對于在工作過程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還須加上溢流閥的最小溢流量，一般取x10 4 m3/s。從流量循環(huán)圖上查得，同時動作的液壓缸的最大流量是300L/min取泄露系數(shù) K=1.2;如此:qvp 300/（1500* 0.97）206.18L/min3）選擇液壓泵的規(guī)格查文獻(xiàn)，選用CY14-1B軸向柱塞泵電動機(jī)的選型在工作循環(huán)中，由于液壓泵的流量和壓力變化較大，如此需分別計(jì)算出各個動作階段內(nèi)所需的功率，驅(qū)動功率取其平均功率pcp n 2tn2.5式中：ti、t2、tn 一一個工作循環(huán)中每一個動作階段內(nèi)所需的時間S

15、R、P2、Pn 一個循環(huán)中每個動作階段內(nèi)所需的功率KW；所以:P pc3.52 2104.36 21513.01 2250 107.17 215X1015251015=8.49Kw o查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊3，選定與泵相連的電機(jī)型號為 丫2- 160M2-2,其額定功率為15Kw 轉(zhuǎn)速 2930r/min，效率 0.89。2.7 控制元件的計(jì)算與選型閥的選擇，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的的閥件。溢流閥按通過液壓泵的最大流量選取；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，應(yīng)該考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)該滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求。控制閥的流量一般要選的比實(shí)際通過的流量大一些，必要時也允許有20%內(nèi)

16、的短時間過流量。先根據(jù)上述要求把本液壓系統(tǒng) 所需的閥和控制元件選型列表如表 2.3 :3液壓輔助件3.1 油箱的選擇油箱在系統(tǒng)中的功能，主要是儲油和散熱，也起著別離油液中的氣體與沉淀污物的 作用呵o。本系統(tǒng)采用開式油箱，在清洗蓋板上設(shè)置空氣濾清器。油箱的形狀一般采用矩形，而容量大于2m的油箱采用圓筒形結(jié)構(gòu)比合理，設(shè)備重量輕，油箱內(nèi)部壓力可達(dá) 0.05MPao油箱必須有足夠大的容量，以保證系統(tǒng)工作時能夠保持一定的液位高度。油箱的排 油口與回油口之間的距離應(yīng)盡可能遠(yuǎn)些，管口都應(yīng)插入最低液面之下，以免發(fā)生吸空和回油沖濺產(chǎn)生氣泡。管口制成45°的斜角，以增大吸油與出油的截面，本系統(tǒng)中的回油

17、管和泄油管均須設(shè)置斜角。為了使油液流動時速度變化不致過大，管口應(yīng)面向箱壁。油箱應(yīng)設(shè)置隔板將吸、回油管隔開，使液流循環(huán)，油液中的氣泡與雜質(zhì)別離和沉淀。 隔板結(jié)構(gòu)有溢流式標(biāo)準(zhǔn)型、回流式與溢流式等幾種。另外還可根據(jù)需要在隔板上安置過 濾網(wǎng)。本系統(tǒng)采用兩個隔板交織布置，使液流呈S形流動，增加了液壓油的流動行程， 更利于散熱。液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力 X圍來考慮。液 壓油箱的有效容量V可概略地確定為：在低壓系統(tǒng)中P 2.5MPa，可取：V (2伽在中壓系統(tǒng)中P 6.3MPa，可?。篤 (57尬在中高壓或高壓大功率系統(tǒng)中P>6.3MPa，可?。篤 (612)qp式中

18、，V液壓油箱有效容量；qp 液壓泵額定流量。應(yīng)當(dāng)注意：設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那局部油液會因重力作用而流回液壓油箱。 為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應(yīng)超過液壓油箱高 度的80%。本次設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)最高工作壓力不高于 18MPa系統(tǒng)工作壓力取為15MPa屬于中 高壓或高壓大功率系統(tǒng)，故有：V (612)qp。取：V有效 10qp ;又因?yàn)?；qp 104L/min ;所以V有效10 104 1040L/min，這樣，可取油箱的有效容積為1用。所以本系統(tǒng) 選用矩形油箱比擬合理。3.2 蓄能器的選擇蓄能器是將壓力液體的液壓能轉(zhuǎn)換為勢能儲存起來，當(dāng)系統(tǒng)需要時再由勢能轉(zhuǎn)化成液壓

19、能而做功的容器。因此，蓄能器可以作為輔助的或者應(yīng)急的動力源；可以補(bǔ)充系統(tǒng)的泄漏，穩(wěn)定系統(tǒng)的工作壓力，以與吸收泵的脈動和回油路上的液壓沖擊等3。蓄能器的種類很多，主要有皮囊式和活塞式兩大類。其主要的結(jié)構(gòu)形式有：1重力式蓄能器，作蓄能或穩(wěn)定工作壓力用在大型固定設(shè)備中。最高工作壓力可達(dá)45MPa2彈簧式蓄能器，供小容量與低壓1.2MPa丨系統(tǒng)在循環(huán)頻率低的情況下蓄能或緩沖用。3薄膜式蓄能器，用于航空機(jī)械上蓄能、吸收沖擊，可傳送異性液體，最高工作壓力為7MPa4活塞式蓄能器，蓄能用，可傳送異性液體，最高工作壓力為21MPa5皮囊式蓄能器，蓄能折合型、吸收沖擊波紋型，傳送異性液體，最高工作壓力200MP

20、a本系統(tǒng)為高壓系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)選用皮囊式蓄能器。它具有空氣與油隔離，油不易氧化， 尺寸小，重量輕，反響靈敏，充氣方便等優(yōu)點(diǎn)。蓄能器容積的計(jì)算3:蓄能器的總?cè)莘eVo，即充氣容積。根據(jù)波義耳定律:蓄能器工作在絕熱過程t 1min丨時，n=1.4,其總?cè)莘e為:Vo0.715Po0.71510.7151P1P2Vw3.2式中：Po 沖氣壓力（MPa）；Pi 最低工作壓力（MPa）;P2 最高工作壓力（MPa）;Vw 有效工作容積；1n指數(shù)，絕熱過程n=1.4，如此0.715n1）計(jì)算P作為輔助動力源來說，蓄能器的最低工作壓力應(yīng) R滿足:pi( Pl )max (P)max3.3式中：（P ）max最遠(yuǎn)液壓機(jī)

21、構(gòu)的最大工作壓力（MPa）；（P）max蓄能器到最遠(yuǎn)液壓機(jī)構(gòu)的壓力損失之和（MPa）取(Pl )max 為系統(tǒng)壓力 12.12MPa,(P)max=1.5MPa。所以：R=（R）max +（P）取 R =15MPa2）計(jì)算P從延長皮囊式蓄能器的使用壽命考慮，P2 3P ;作為輔助動力源的蓄能器，為使其在輸出有效工作容積過程中液壓機(jī)構(gòu)的壓力相對穩(wěn)定些，一般推薦：R =(0.60.85) P2 3.4如此有：P2Pl0.6 0.8517£25叱取：F2=20MPa3) 計(jì)算R在保護(hù)膠囊，延長其使用壽命的條件下有:Po0.8P10.8 15MPa12MPa3.54）計(jì)算Vw由各執(zhí)行機(jī)構(gòu)流量

22、一時間循環(huán)圖可知：最大流量為 /min，平均流量為/min，如此有：72.35 45.05256011.38L把以上所得參數(shù)帶入方程3.2，得:Vo11.380.715120.715 丄150.715丄2071.83L查文獻(xiàn)，選擇蓄能器NQX40/20，公稱容積為40L，需要2個查文獻(xiàn)，選擇安全閥組ABZSS20M3X/330E/S30G24K43.3 濾油器的選擇濾油器在液壓系統(tǒng)中，濾除外部混入或者系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中內(nèi)部產(chǎn)生的液壓油中的固體雜質(zhì)，使油液保持清潔，延長液壓元件使用壽命，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。液壓系統(tǒng)75%左右的故障是由介質(zhì)的污染造成的，所以應(yīng)在系統(tǒng)中設(shè)置濾油器濾油器的過濾精度用過濾掉的

23、雜質(zhì)的顆粒大小表示，一般可分為粗濾油器、普通濾 油器、精濾油器與特精濾油器四種。他們分別濾掉的雜質(zhì)的顆粒公稱尺寸為：100 m以 上為粗濾油器、（10 100） m為普通濾油器、510 m為精濾油器、15 m為特 精濾油器。本系統(tǒng)中，壓油路上和回油路上均采用過濾精度較高的濾油器。根據(jù)濾油器在液壓系統(tǒng)中所處的位置不同，濾油器的種類也多種多樣。網(wǎng)式濾油器，裝在液壓泵吸油管路上，用以保護(hù)液壓泵。它具有結(jié)構(gòu)簡單、通油能 力大、阻力小、易清洗等特點(diǎn)。線隙式濾油器，一般用于中、低壓系統(tǒng)。這種濾油器阻力小、通流能力大，但不易 清洗。紙質(zhì)濾油器，比一般其它類型濾油器過濾精度高，可濾除油液中的微細(xì)雜質(zhì)。這種 濾

24、油器有用于高壓管路的和低壓管路上的兩種。 可安裝壓差發(fā)訊裝置。用于要求過濾質(zhì) 量高的液壓系統(tǒng)中。燒結(jié)式濾油器，是由燒結(jié)青銅濾芯作為過濾元件，加上鋼質(zhì)殼體而成的。這種濾油器耐高壓、高溫，有時顆粒脫落影響精度，堵塞后不易清洗。用于要求過濾質(zhì)量高的液 壓系統(tǒng)中。片式濾油器，用于一般過濾，油流速度不超過0.51m/s。磁性濾油器，用于吸附鐵屑與其他濾油器合用。選擇過濾器時應(yīng)考慮如下幾個方面：1根據(jù)使用目的選擇過濾器的種類，根據(jù)安裝位置情況選擇過濾器的安裝形式。2過濾器應(yīng)具有足夠大的通油能力。并且壓力損失要小。3過濾精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)或元件所需清潔度要求。4濾芯所使用的濾材應(yīng)滿足所使用的工作介質(zhì)的要求。

25、并且有足夠的強(qiáng)度5過濾器的強(qiáng)度與壓力損失是選擇時需要重點(diǎn)考慮的因素，安裝過濾器后會對系 統(tǒng)造成局部壓降或產(chǎn)生背壓。6濾芯的更換與清洗要方便。7應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)需要考慮選擇適宜的濾芯保護(hù)附件。8結(jié)構(gòu)盡量簡單、緊湊，安裝形式合理。9價(jià)格低廉。查文獻(xiàn)，考慮過濾精度：壓油路上：選擇ZU H10CX10S型過濾器?；赜吐飞希哼x擇 ABZFS0140-10-1X-B力士樂系列過濾器。3.4 冷卻器的選擇液壓系統(tǒng)工作時，因液壓泵、液壓缸的容積損失和機(jī)械損失，或控制元件與管路的 壓力損失等消耗的能量，幾乎全部轉(zhuǎn)化為熱量。這些熱量除一局部散發(fā)到周圍空間，大局部使油液與元件的溫度升高。如果油液溫度過高80C，將嚴(yán)重影響

26、液壓系統(tǒng)的正 常工作。為了提高液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，應(yīng)使系統(tǒng)在適宜的溫度下工作。液壓油溫度一般 希望保持在30C50r X圍內(nèi)，最高不超過60r，最低不低于15C。溫度過高，將使 油液迅速變質(zhì)，同時使泵的容積效率下降；還會使液壓缸產(chǎn)生密封件早期老化，活塞熱脹，容易卡死等現(xiàn)象。因此，必須對油液進(jìn)展冷卻。冷卻器除通過管道散熱面積直接吸收油液中的熱量以外，還使油液流動出現(xiàn)紊流， 通過破壞邊界層來增加油液的傳熱系數(shù)。冷卻器的根本要求有：1由足夠的散熱面積2散熱效率高。3油液通過時壓力損失小4結(jié)構(gòu)力求緊湊、鞏固、體積小、重量輕。冷卻器的計(jì)算主要根據(jù)熱交換量來確定散熱面積，從而選定冷卻器1、發(fā)熱溫升計(jì)算液

27、壓系統(tǒng)工作時，除執(zhí)行元件驅(qū)動外負(fù)載荷輸出有效率外，其余的功率損失全部 轉(zhuǎn)化成熱量，使油溫升高。對于復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，其發(fā)熱功率為：Phr Pr Pc式中：Pr液壓系統(tǒng)總的輸入功率；巳一一液壓系統(tǒng)輸出的有效功率。其中：Pr1zPiq vi t iTti 1Pi(3.6)1nmPcTtF wiSiT w jjtji=1ij 1(3.7)式中：T工作周期s；Z、n、m分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)的數(shù)量；Rq“ pi 第i臺泵的實(shí)際輸出壓力、流量、效率； ti第i臺泵的工作時間s；Twj、 j、tj液壓馬達(dá)的外載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、工作時間 N.m、rad /s、s Fwj、Si 液壓缸外載荷與驅(qū)動此載荷的行

28、程N(yùn).m。由于本系統(tǒng)液壓泵是一供一備，無馬達(dá)執(zhí)行元件。由前面的功率循環(huán)圖可知：p 3.52104.361513.01257.1615r650.810.2 kw由前面計(jì)算的載荷與工況位移可計(jì)算：I 294000.51960000.3 1960001.5 490001.5FC656.78kw所以Fhr 10.2 6.78 3.42Kw2、散熱計(jì)算1油箱散熱面積液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是外表， 采用回油冷卻，前面已經(jīng)初步計(jì)算求得油箱的有 效容積為1m, 般油面的高度為油箱高h(yuǎn)的0.8倍，與油直接接觸的外表算全散熱外 表，與油不直接接觸的外表算是半散熱面。按V 0.8abh求得油箱的各邊之積，abh -

29、1.25m3，取油箱的長度a=，油箱的0.8寬b=，高度h=1m油箱的散熱面積為：A 1.8h( a b)1.5ab1.8 1 (1.5 0.84) 1.5 1.5 0.84_ 22油箱的散熱功率為：Phc KtAt T式中：Kt 油箱的散熱系數(shù)，查表取Kt 16W/(m2. C);T 油溫與環(huán)境溫度之差，取T 25 C。所以 Phc 16 6.0 25 2.4Kw<Pc由此可見，油箱外表的但熱不能滿足系統(tǒng)的散熱要求，管路的散熱極小，所以需要另設(shè)冷卻器3冷卻器散熱面積冷卻器的散熱面積為PhrKPhc(3.8)式中：K傳熱系數(shù)，用管式冷卻器時；取K 116w/(m2.C)tm 平均溫升。因

30、為：tT1T 2t1t2tm2 2式中：、T2 液壓油入口和出口的溫度;鮎、t2冷卻水或風(fēng)的入口和出口溫度取油進(jìn)入冷卻器的溫度=600,油流出冷卻器的溫度T2=50C，冷卻水入口溫度鮎=250,冷卻水的出口溫度為t2 =300，如此:tm60 50227.5 C3所需的冷卻器的散熱面積為：A (3.42 2.4) 10 m2116 27.50.32m20.32=2由此，查文獻(xiàn)3，選2LQFW-AH冷卻器，其散熱面積為2。3.6 管道的選擇管子的分類管道的作用是保證右路的連通，并便于拆卸、安裝；根據(jù)工作壓力、安裝位置確定管件的連接結(jié)構(gòu)；與泵、閥等連接的管件應(yīng)由其接口尺寸決定管徑。在液壓傳動中，常

31、用的管子有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。鋼管能承受較高的壓力，價(jià)廉；但彎制比擬困難，彎曲半徑不能太小，多用在壓力 較高、裝置位置比擬方便的地方。一般采用無縫鋼管，當(dāng)工作壓力小于1.6MPa時，也可用焊接鋼管。紫銅管能承受的壓力較低p 3.610MPa，經(jīng)過加熱冷卻處理后，紫銅管軟化， 裝配時可按需要進(jìn)展彎曲；但價(jià)貴且抗振能力較弱。尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般只作回油管用。膠管作聯(lián)接兩個相對運(yùn)動部件之間的管道。膠管分高、低壓兩種。高雅膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管， 可用于壓力較高的油路中。低壓膠管是麻繩 或棉線編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。由于膠管制造比擬

32、困難，本錢高，因此非必要時不用。本次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)屬于高壓系統(tǒng)， 故考慮用鋼管，鋼管材料對于中、高壓系統(tǒng)采 用20號鋼。而對于聯(lián)接兩個相對運(yùn)動部件之間的管路如此考慮用軟管聯(lián)接。軟管分高、低壓兩種。高壓軟管是以鋼絲編織或鋼絲纏繞為骨架的橡膠軟管，用于壓力油路。低壓軟管是以麻線或棉線編織體為骨架的橡膠軟管，用于壓力較低的回油路或氣動管路中。管子的計(jì)算與選擇鋼管內(nèi)油液的流速推薦值v吸油管路取v 0.52m/s，般取1m/s以下；壓油管路取v 2.5 6m/ s ；短管道與局部收縮處取v 5 10m/s；回流管路取v 1.5 3m/s ；泄油管路取v 1m/s管子內(nèi)徑的計(jì)算公式如下:3.10式中：qv

33、 通過管道內(nèi)的流量m；v管內(nèi)允許流速m/s，按推薦值選定I吸油管路對吸油管路有：流體流量 Q 104L/min ； ?。毫黧w流速v 1m/s ；代入公式034 104 10/603.14 146.99 mm查文獻(xiàn)3，選鋼管通徑為50mm外徑為63mm壁厚為1泵聯(lián)接段對泵聯(lián)接段管路有：流體流量q Q v 104 0.9 93.6L/min ;?。毫黧w流速v 3m/s ；代入公式0得:4 93.6 10 3/60V 3.14 325.74mm查文獻(xiàn)，選鋼管通徑為32mm外徑為42mm壁厚為5mm2升降液壓缸油路由前流量循環(huán)圖可知：流體流量 Q 14.72L/min ;?。毫黧w流速v 3m/s ；

34、代入公式0，可得:10.21mm4 14.72 10 3 /60V 3.14 3查文獻(xiàn)，選鋼管通徑為12mm外徑為18mm壁厚為2mm推薦流量40L/min 回油管路流體的流量為Q 10.63L/min，取流體的流速為v 2m/sd310.6310 3 / 603.142代入公式0可得:10.62 mm查文獻(xiàn)，選鋼管通徑為12mm外徑為18mm壁厚為2mm推薦流量40L/min回油管路對回油管路，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的冷卻器是安裝在回油路上的，故可根據(jù)所選冷卻器的型號來確定回油管的管徑。對 2LQFW-型冷卻器，其油口連接法蘭通徑為 32。因此回油管通徑為32mm泄油管路對主壓油段管路有：流體流量Qma

35、x Q (1m) 104 (1 0.9) 10.4L / min ?。毫黧w流速V 0.8m/s ；代入公式0，可得：3'4 10.4 10 3/60 “一d ，16.61mm3.14 0.8查文獻(xiàn)3，選鋼管通徑為20mm外徑為28mm壁厚為,推薦流量100L/min4液壓站的設(shè)計(jì)液壓站是由液壓油箱、液壓泵裝置與液壓控制裝置三大局部組成。液壓油箱裝有空 氣濾清器、濾油器、液面指示器和清洗孔等。液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動 電機(jī)與其它們之間的聯(lián)軸器等。液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件與其聯(lián)接 體。液壓站的結(jié)構(gòu)型式有分散式和集中式兩種類型。 本系統(tǒng)采用集中式結(jié)構(gòu)，將液壓系 統(tǒng)

36、的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置單獨(dú)設(shè)置一個液壓站。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修方便， 液壓裝置的振動、發(fā)熱都與執(zhí)行元件隔開。液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有以下幾點(diǎn)須知事項(xiàng)：1）液壓裝置中各部件、元件的布置要均勻、便于裝配、調(diào)整、維修和使用，并且 要適當(dāng)?shù)刈⒁馔庥^的整齊和美觀。2）液壓泵與電動機(jī)可裝在液壓油箱的蓋上，也可裝在液壓油箱之外。主要考慮液 壓油箱的大小與剛度。由于本系統(tǒng)的油箱較大，故將液壓泵與電動機(jī)安裝在液壓油箱之 外。3）在閥類元件的布置中，行程閥的安放位置必須靠近運(yùn)動部件。手動換向閥的位置必須靠近操作部位。換向閥之間應(yīng)留有一定的軸向距離，以便進(jìn)展手動調(diào)整或裝拆電 磁鐵。壓力表與其開關(guān)應(yīng)布置在便于觀察和調(diào)

37、整的地方 13。所以，本系統(tǒng)中，將手動 換向閥裝在現(xiàn)場，方便操作人員與時將事故鋼包旋轉(zhuǎn)到事故處理點(diǎn)， 將危害控制在最小。 壓力表安裝在閥臺最上面的顯示牌上。4）液壓泵與系統(tǒng)相聯(lián)的管道一般都先集中接到系統(tǒng)的中間接頭上，然后再分別通 向不同部件的各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)中去，這樣做有利于搬運(yùn)、裝拆和維修，也比擬美觀。5）硬管應(yīng)貼地或沿著外形壁面敷設(shè)。相互平行的管道應(yīng)保持一定的間隔，并用管 夾固定。隨工作部件運(yùn)動的管道可采用軟管、伸縮管或彈性管。軟管安裝時應(yīng)防止發(fā)生 扭轉(zhuǎn)，以免影響使用壽命。本系統(tǒng)在泵的出口處用軟管連接，還可減少液壓沖擊。4.2液壓疊加回路設(shè)計(jì)對液壓疊加回路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)注意的是疊加閥的機(jī)能、通徑和

38、工作壓力，將所選的疊 加閥按一定的規(guī)律疊加成液壓疊加回路。設(shè)計(jì)疊加回路時，要注意以下幾點(diǎn)：1主換向閥、疊加閥、底板塊之間的通徑連接尺寸應(yīng)一致。所以，本系統(tǒng)將通徑 一樣的疊加支路安放在同一個閥塊上。2主換向閥應(yīng)該布置在疊加閥的最上面，兼作頂蓋用。執(zhí)行元件通過連接油管和 底板塊的下底面連接，疊加閥布置在主換向閥和底板塊之間。3壓力表開關(guān)應(yīng)緊靠底板塊，否如此將無法測出各點(diǎn)壓力。4集中供油系統(tǒng)，順序閥通徑按高壓泵流量確定，溢流閥通徑由液壓泵總流量確定。5回油路上的調(diào)速閥、節(jié)流閥和電磁節(jié)流閥，應(yīng)布置在緊靠主換向閥的地方，盡 量減少回油路上的壓力損失。集成塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)須知事項(xiàng)1與液壓油管連接的液壓油口可采用

39、多種螺紋。本系統(tǒng)采用米制細(xì)牙螺紋。2液壓元件的布置應(yīng)以集成塊上加工的孔最少為好。3孔道相通的液壓元件盡可能布置在同一水平面或直徑 dX圍內(nèi)，否如此要鉆垂直 中間油孔。4不通孔道之間的最小壁厚必須進(jìn)展強(qiáng)度校核。5液壓元件水平面上的孔道假如與公共油孔相通，如此應(yīng)盡可能布置在同一垂直 位置或直徑dX圍內(nèi)，否擇要鉆中間孔道。6集成塊前后與左右連接孔道應(yīng)互相垂直，不然要鉆中間孔道。7設(shè)計(jì)專用集成塊時，要注意其高度應(yīng)比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大 23mm以防止上下集成塊上的液壓元件相碰2。本設(shè)計(jì)大多采用疊加閥，將疊加好的閥安裝在集成塊上，再將它們一起安放在閥臺 上。這里對集成塊的設(shè)計(jì)采用分層設(shè)計(jì)法

40、，將 P、T、A、B油道分層布置，這樣可以有 效地防止各個油路的溝通。4.3液壓系統(tǒng)的安裝各種液壓元件的安裝方法和具體要求， 在產(chǎn)品說明書中，都有詳細(xì)的說明，在安裝 時必須加以注意。以下僅是液壓元件在安裝時應(yīng)注意的事項(xiàng)。安裝前元件應(yīng)進(jìn)展質(zhì)量檢查，假如確認(rèn)元件被污染需要拆開清洗，并進(jìn)展測試，應(yīng)符合液壓元件通用技術(shù)條件的規(guī)定，合格后安裝。安裝前應(yīng)將各種自動控制儀表如壓力計(jì)、電接觸壓力計(jì)、壓力繼電器、液位計(jì)、 溫度計(jì)等進(jìn)展校正。這對以后的調(diào)整工作極為重要，以防止不準(zhǔn)確而造成事故。液壓泵裝置安裝要求如下：1丨液壓泵與原動機(jī)之間的聯(lián)軸器的型式與安裝要求必須符合制造廠的規(guī)定。2外露的旋轉(zhuǎn)軸、聯(lián)軸器必須加裝

41、防護(hù)罩。3液壓泵與電動機(jī)的安裝底座必須有足夠的剛性，以保證運(yùn)轉(zhuǎn)始終同軸。4液壓泵的進(jìn)油管路應(yīng)短而直，防止拐彎增多，斷面突變。在規(guī)定的油液粘度X圍內(nèi)，必須使泵的進(jìn)油壓力和其他條件符合泵制造廠家的規(guī)定。5液壓泵的進(jìn)油管路密封必須可靠，不得吸入空氣。6高壓、大流量的液壓泵裝置推薦采用：泵進(jìn)油口設(shè)置橡膠彈性補(bǔ)償接收、泵出油口連接高壓軟管、泵裝置底座設(shè)置彈性減震墊。本系統(tǒng)為高壓、大流量的系統(tǒng)，故采用在泵的出口連接高壓軟管。油箱安裝要求如下：1油箱應(yīng)仔細(xì)清洗，用壓縮空氣枯燥后，再用煤油檢查焊縫質(zhì)量。2必須有足夠的支持面積，以便在裝備和安裝是用墊片等進(jìn)展調(diào)整。液壓閥安裝要求如下：1閥的安裝方式應(yīng)該符合廠家規(guī)定。2為了保證安全，閥的安裝必須考慮重力，沖擊，震動對閥內(nèi)零件的影響。3應(yīng)注意進(jìn)油口與回油口的方位，某些閥如將進(jìn)油口與回油口裝反，會造成事故。4為了防止空氣的滲入，連接處應(yīng)保證有良好的密封性。5方向控制閥的安裝，一般應(yīng)使軸線安裝在水平位置上。6一般調(diào)整的閥件，順時針方向旋轉(zhuǎn)時，增加流量、壓力；反時針旋轉(zhuǎn)時，如此 減少流量、壓力。管路的安裝一般在所連接的設(shè)備和元件安裝完畢后再進(jìn)展。鋼管路酸洗應(yīng)在管路配 置完畢，且已具備沖洗條件后進(jìn)展。管路酸洗復(fù)位后，應(yīng)盡快進(jìn)展循環(huán)沖洗，以保證清 潔與防銹。4.5 液壓系統(tǒng)的維護(hù)系統(tǒng)的壓力實(shí)驗(yàn)應(yīng)在安裝完畢組成系統(tǒng)，并沖洗合格后進(jìn)展