步進(jìn)梁平移畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要針對國內(nèi)外近十年來新建步進(jìn)式加熱爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及運(yùn)行況，從攀鋼軋鋼車間步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)原理分析，根據(jù)現(xiàn)場使用的經(jīng)驗(yàn)，從液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和元件的優(yōu)化配置人手，提出設(shè)計(jì)方案，分析其優(yōu)缺點(diǎn)和可行性。本設(shè)計(jì)的研究內(nèi)容主要包括以下：（1）根據(jù)液壓系統(tǒng)要求確定設(shè)計(jì)方案。（2）對系統(tǒng)主要零件——液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要參數(shù)的確定

2、。（3）確定液壓系統(tǒng)和原理圖的繪制。（4）液壓鋼裝配圖的繪制。 本設(shè)計(jì)很好的解決了步進(jìn)式加熱爐在上升和平移過程中對坯料平穩(wěn)運(yùn)行、輕托輕放等問題，從而保證生產(chǎn)工作順利進(jìn)行，滿足加熱車間的要求，從而使本液壓系統(tǒng)達(dá)到結(jié)構(gòu)合理可靠、經(jīng)濟(jì)效益高、利用率強(qiáng)的特點(diǎn).</p><p>　　關(guān)鍵詞：步進(jìn)式加熱爐；液壓缸；液壓平移系統(tǒng)；設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　Abstrac

3、t </b></p><p>　　This design at home and abroad over the past decade mainly aimed at the new step furnaces.a design characteristic and operation condition, from steel rolling workshop pangang step furna

4、ces.a principle analysis, hydraulic system according to the site use experience, from hydraulic system design and components, puts forward the optimal allocation of design scheme with, their advantages and disadvantages

5、are analyzed and feasible. This design research content mainly includes the following: (1) acco</p><p>　　This design is very good solved step furnaces.a move in process of peaceful rise blank running smoothl

6、y, light, light put torre to ensure the production work smoothly, satisfy the requirements, heating workshop so that the hydraulic system to achieve reasonable structure and reliable, economic efficiency, high utilizatio

7、n strong characteristic.</p><p>　　Keywords：Walking beam reheating furnace; Hydraulic cylinder; Hydraulic translation system; Design proposal</p><p><b>　　目 錄</b></p><

8、p><b>　　前 言1</b></p><p>　　1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確定3</p><p>　　1.1 主要技術(shù)參數(shù)3</p><p>　　1.2 系統(tǒng)工作情況分析3</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)計(jì)算3</b></p><p>　　2.1 液

9、壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算3</p><p>　　2.1.1 油缸的設(shè)計(jì)原則3</p><p>　　2.1.2 油缸的選型3</p><p>　　2.1.3 油缸參數(shù)計(jì)算4</p><p>　　2.2 泵的選擇計(jì)算5</p><p>　　2.2.1 泵的選擇計(jì)算原則5</p><p>　　

10、2.2.2 流量計(jì)算5</p><p>　　2.2.3 泵的參數(shù)計(jì)算5</p><p>　　2.3 液壓泵的驅(qū)動功率及電機(jī)的選擇6</p><p>　　2.3.1 驅(qū)動功率計(jì)算6</p><p>　　2.3.2 電動機(jī)的選擇7</p><p>　　2.4 閥的選擇計(jì)算7</p>&

11、lt;p>　　2.4.1 電液比例換向閥的選取7</p><p>　　2.4.2 單向閥的作用8</p><p>　　2.4.3 單向閥的選型參數(shù)8</p><p>　　2.4.4 電磁溢流閥的選取8</p><p>　　2.4.5 溢流閥的選取8 </p><p>　　2.4.6 截止閥

12、9</p><p>　　3 輔助元件的選擇計(jì)算9</p><p><b>　　3.1 管路9</b></p><p>　　3.1.1 壁厚的計(jì)算10</p><p>　　3.1.2 內(nèi)徑計(jì)算10</p><p>　　3.1.3 軟管12</p><p>

13、　　3.1.4 管接頭12</p><p>　　3.2 油箱的設(shè)計(jì)計(jì)算12</p><p>　　3.2.1 油箱設(shè)計(jì)原則12</p><p>　　3.2.2 油箱參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算13</p><p>　　3.2.3 油箱容量的計(jì)算13</p><p>　　3.2.4 油箱內(nèi)工作介質(zhì)體積估算13

14、 </p><p>　　3.3 系統(tǒng)發(fā)熱功率計(jì)算14</p><p>　　3.3.1 液壓泵的功率損失14</p><p>　　3.3.2 閥的損失功率14</p><p>　　3.3.3 管路以及其它功率損失14</p><p>　　3.3.4 系統(tǒng)總的功率損失14</p><

15、p>　　3.4 蓄能器的選取14</p><p>　　3.4.1 蓄能器的作用14</p><p>　　3.5 過濾器的選擇15</p><p>　　3.5.1 過濾器的配置15</p><p>　　3.5.2 壓油過濾器15</p><p>　　3.5.3 回油過濾器15</p&g

16、t;<p>　　3.6 循環(huán)過濾器的選擇16</p><p>　　3.7 熱交換器的選擇16</p><p>　　3.7.1 計(jì)算散熱面積16</p><p>　　3.7.2 冷卻水量的計(jì)算17</p><p>　　3.7.3 加熱器17</p><p>　　3.7.4 壓力表的選擇

17、18</p><p>　　3.7.5 液壓工作介質(zhì)的選取18</p><p>　　4 控制閥閥塊的設(shè)計(jì)19</p><p><b>　　結(jié)束語20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　致 謝23&l

18、t;/b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　眾所周知．由于步進(jìn)式加熱爐有著推鋼式加熱爐無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，諸如不拱鋼、不粘鋼、氧化燒損小、加熱時(shí)問短、加熱操作靈活、易于和軋制節(jié)奏相匹配、加熱過程中不劃傷、爐子長度不受限制(從理論上講)、自動化程度高、易于采用計(jì)算機(jī)控制等，因此盡管步進(jìn)爐一次投資費(fèi)用高，但自從1967年4月由美國米德蘭公

19、司設(shè)計(jì)的二面供熱的步進(jìn)梁式爐，首先在美國格蘭那特城鋼鐵公司問世以來，接著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，又于同年5月相繼投產(chǎn)以后，步進(jìn)式加熱爐在世界上獲得了長足的發(fā)展。尤其近十多年來，隨著軋鋼技術(shù)向著連續(xù)化、大型化、自動化、多品種和高精度的方向發(fā)展，步進(jìn)式加熱爐也朝著大型化、多功能、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、無公害和操作自動化的方向邁進(jìn)</p><p>　　1.1.1 采用大型化、多功能的爐

20、子(1)大型化。目前步進(jìn)式加熱爐發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)，就是為了適應(yīng)軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量的提高向著大型化方向發(fā)展。我國80年代從法國斯太因引進(jìn)的2050熱軋廠用步進(jìn)爐，爐子有效長50m，爐內(nèi)寬12．6m，爐子額定產(chǎn)量350t／h，最大產(chǎn)量400t／h，步進(jìn)行程500mm，升降行程200mm，運(yùn)動周期45s。1990年國外報(bào)道的由意大利IT公司為加拿大道菲斯克公司設(shè)計(jì)的二座步進(jìn)梁式爐、加熱料坯時(shí)產(chǎn)量為400t／h，加熱裝坯時(shí)產(chǎn)量為550t／h，該爐

21、內(nèi)長47．396m，爐內(nèi)寬12m，裝有快速裝出料機(jī)，能使每座爐子產(chǎn)量達(dá)lO00t／h，步進(jìn)周期為30s。該爐采用了很多先進(jìn)技術(shù)，如熱滑道水管汽化冷卻，分離的二段式步進(jìn)梁，二級計(jì)算機(jī)控制，高效換熱器，火焰長度可調(diào)燒嘴，換熱器后安裝余熱鍋爐等，爐子熱效率為70．6 ．考慮余熱稍爐后的全爐系統(tǒng)熱效率可達(dá)75．5 ，爐子單耗為1．37MJ／kg鋼。(2)多功能．現(xiàn)代步進(jìn)式加熱爐除了高產(chǎn)，低耗以外，還要求它適應(yīng)性要強(qiáng)功能要多．這是日前步進(jìn)式爐發(fā)

22、展的又一大特點(diǎn)，也就是說，作為一個(gè)為軋機(jī)服務(wù)的加熱設(shè)備，不僅能適應(yīng)加熱各種坯料，如原板</p><p><b>　　1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　1.1 主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　液壓系統(tǒng)工作壓力：20MPa；</p><p>　　升降時(shí)間分別為14s,位移650mm；</p>

23、<p><b>　　負(fù)載90t；</b></p><p>　　1.2 系統(tǒng)工作情況分析</p><p>　　系統(tǒng)分析 步進(jìn)梁實(shí)現(xiàn)3種工藝動作：正循環(huán)、逆循環(huán)、踏步。對液壓系統(tǒng)而言，無論執(zhí)行哪種動作，該液壓系統(tǒng)均可定義為開環(huán)速度控制系統(tǒng)，采用比例控制技術(shù)。步進(jìn)梁的動梁在垂直和水平兩個(gè)方向分別設(shè)置編碼器，反映動梁垂直和水平方向的位置。升降油缸、水平油缸根據(jù)不同

24、位置時(shí)的工藝要求，實(shí)現(xiàn)加速、減速、勻速，從而實(shí)現(xiàn)動梁對熱坯的輕托、輕放，以及通過加、減速有效降低動梁因運(yùn)動慣性引起的機(jī)械沖擊。要保證在鋼坯分布不平衡、載荷變化較大的情況下，系統(tǒng)能夠繼續(xù)按預(yù)設(shè)的動作曲線動作，保持步進(jìn)梁和出鋼節(jié)奏的穩(wěn)定。因此，確定系統(tǒng)采用閥控形式 </p><p>　　2 設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　2.1 液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算</p&

25、gt;<p>　　2.1.1 油缸的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　根據(jù)主機(jī)的動力分析和運(yùn)動計(jì)算，確定液壓缸的主要性能參數(shù)和尺寸。液壓缸的推力，伸出回縮的速度，作用時(shí)間，內(nèi)徑，行程，及活塞桿直徑等。根據(jù)選定的工作壓力和材料進(jìn)行液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如液壓缸的壁厚，缸蓋的結(jié)構(gòu)，密封形式，排氣與緩沖等。</p><p>　　2.1.2 油缸的選型</p><p&

26、gt;　　油缸的選型中，應(yīng)通過所給定的技術(shù)參數(shù)來計(jì)算油缸的基本參數(shù)，進(jìn)而選型。油缸的基本參數(shù)有：液壓缸的內(nèi)徑，活塞桿的外徑，油缸的公稱壓力等。計(jì)算出基本參數(shù)，根據(jù)液壓傳動設(shè)計(jì)手冊油缸參數(shù)綜合比對進(jìn)行選型。</p><p>　　油缸按作用類型非為：單作用油缸和雙作用油缸，本設(shè)計(jì)中油缸是由伺服閥控制振動缸，液壓缸上裝有位移傳感器，將活塞桿的位移傳至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)而控制雙缸的同步振動?？紤]到液壓缸的高溫工作環(huán)境，為

27、了防止粉塵顆粒等雜物進(jìn)入液壓缸，對于液壓缸的密封方式也要特別注意。</p><p>　　根據(jù)主機(jī)的要求，按設(shè)計(jì)手冊表23.6-39（液壓傳動與控制設(shè)計(jì)手冊），選擇的液壓的類型，按表23.40選擇液壓缸的安裝方式。根據(jù)主機(jī)的動力分析和運(yùn)動計(jì)算，確定液壓缸的主要性能參數(shù)和尺寸。如：液壓缸的推力，伸出回縮的速度，作用時(shí)間，內(nèi)徑，行程，及活塞桿直徑等。根據(jù)選定的工作壓力和材料進(jìn)行液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如液壓缸的壁厚，缸蓋的結(jié)

28、構(gòu)，密封形式，排氣與緩沖等。</p><p>　　2.1.3 油缸參數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　液壓缸內(nèi)徑 :</b></p><p>　　其中 </p><p>　　代入數(shù)據(jù)得出 ： </p><p>　　由（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊）

29、第五版據(jù)表37.5-6可得：</p><p>　　由（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊）第五版據(jù)表37.5-7可得：</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：</b></p><p><b>　　活塞桿直徑：</b></p><p><b>　　，代入數(shù)據(jù)得出 </b></p>

30、<p>　　由（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊）第五版37.5-8選取液壓缸參數(shù)：</p><p>　　內(nèi)徑： </p><p>　　由（液壓元件及選用）表3.56可得活塞桿直徑：d=180mm</p><p>　　液壓缸的行程（表23.6-35）選取 S=650mm</p><p>　　2.2 泵的選擇計(jì)算<

31、/p><p>　　2.2.1 泵的選擇計(jì)算原則</p><p>　　泵的選型主要根據(jù)系統(tǒng)的工況來選擇液壓泵，泵的主要參數(shù)有壓力、流量、轉(zhuǎn)速、效率。為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和泵的使用壽命，一般在固定設(shè)備系統(tǒng)中，正常工作壓力為泵的額定工作壓力的80%左右；要求工作可靠性較高的系統(tǒng)或運(yùn)動的設(shè)備，系統(tǒng)工作壓力為泵的額定工作壓力的60%左右。泵的流量要大于系統(tǒng)的最大工作流量。為了延長泵的使用壽命，泵的最高

32、壓力與最高轉(zhuǎn)速不宜同時(shí)使用。</p><p>　　2.2.2 流量計(jì)算</p><p>　　進(jìn)入（流出）液壓缸的流量（）即為系統(tǒng)的流量。</p><p>　　由公式 和公式 得</p><p>　　其中 為液壓缸活塞的速度（）</p><p><b>　　為液壓缸內(nèi)徑（）<

33、;/b></p><p>　　為單個(gè)液壓缸伸縮時(shí)所需流量（）</p><p>　　其中： </p><p>　　代入得： </p><p>　　2.2.3 泵的參數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　液壓泵的選擇：</b></p>

34、<p>　　泵的選擇 ： </p><p>　　根根據(jù)經(jīng)驗(yàn) ： </p><p>　　所以 ： </p><p>　　初步定泵的轉(zhuǎn)速為： </p><p>　　可計(jì)算出泵最大流量為： &

35、lt;/p><p><b>　　K取值為1.2</b></p><p>　　所以： </p><p>　　工作壓力為： P=20MPa </p><p>　　由此（液壓元件及選用）選擇泵，選擇泵的類型為軸向斜盤式柱塞泵， 型號為: ；排量：

36、；額定轉(zhuǎn)速為：；容積效率 </p><p>　　2.3 液壓泵的驅(qū)動功率及電機(jī)的選擇</p><p>　　2.3.1 驅(qū)動功率計(jì)算</p><p>　　由于泵的選擇中選擇了排量比實(shí)際要求排量要大的泵，而缸的運(yùn)動中所需的功率比按泵的額定排量計(jì)算出的功率要小，因此要按泵的實(shí)際工況來選擇計(jì)算泵的驅(qū)動功率。</p><p>　　根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造

37、簡明手冊公式：</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　為泵的額定工作壓力（）；</p><p>　　為泵的額定流量（）；</p><p>　　為泵的總效率，由液壓設(shè)計(jì)手冊查出其中 </p><p><b>　　，</b></p>

38、<p><b>　　取 </b></p><p>　　帶入公式計(jì)算得出 </p><p>　　2.3.2 電動機(jī)的選擇</p><p>　　在電動機(jī)的選擇中，為了避免系統(tǒng)臨時(shí)出現(xiàn)故障所出現(xiàn)的系統(tǒng)所需功率突然增大的現(xiàn)象，一般選擇電機(jī)功率時(shí)考慮比實(shí)際需求功率較大的額定功率，按照系統(tǒng)計(jì)算所得出的驅(qū)動功率做參考進(jìn)行選擇

39、。根據(jù)西門子電機(jī)樣本選型：</p><p>　　電機(jī)型號為：Y132M-4型三相異步電動機(jī)</p><p>　　電機(jī)的額定功率： </p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　轉(zhuǎn)速： n=1440r/min</p><p>　　效率：

40、 </p><p>　　2.4 閥的選擇計(jì)算</p><p>　　2.4.1 電液比例換向閥選取</p><p>　　組成：比例電磁鐵替代普通電磁換向閥中的普通電磁鐵即可。</p><p>　　工作原理：輸入一I，得到一個(gè)運(yùn)動方向，并且還可改變輸出流量的大??；改變電流信號極性，即可改變運(yùn)動方向。</p><p&g

41、t;　　缸的負(fù)載流量為： </p><p>　　其中為液壓缸活塞面積 </p><p>　　代入數(shù)據(jù)得出 </p><p>　　電液比例換向閥最大工作壓力：；計(jì)算負(fù)載流量：</p><p>　　選擇Rexroth公司電液比例換向閥產(chǎn)品：</p><p>　　電液比例換向閥機(jī)能符號：</p&g

42、t;<p>　　圖 1電液比例換向閥</p><p>　　電液比例換向閥型號：H-4WEH10D4X/6EW230ETK4QMABG24/B10D3型</p><p>　　最高工作壓力： </p><p><b>　　最大工作流量： </b></p><p>　　輸入信號： </p>

43、;<p>　　2.4.2 單向閥的作用</p><p>　　單向閥在伺服閥的兩端分別控制兩端的油路的通斷，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)備用伺服閥的在線切換，保證生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行。</p><p>　　2.4.3 單向閥選型參數(shù)</p><p>　　系統(tǒng)高壓油最高工作壓力為20MPa，參看Rexroth 公司產(chǎn)品樣本，選取單向閥型號為：SV10PA2-4X；最高工作壓

44、力為：，最大流量為：</p><p>　　2.4.4 電磁溢流閥的選取</p><p>　　電磁溢流閥是電磁換向閥與先導(dǎo)式溢流閥的組合，用于系統(tǒng)的多級壓力控制或卸荷。為減少卸荷時(shí)的液壓沖擊，可在電磁閥或溢流閥之間加裝緩沖器。 參看Rexroth公司產(chǎn)品樣本，選取電磁溢流閥型號為：DWB10AG1-4X/315-6EW230K4W65，最高工作壓力為315MPa，最大流量：q=65L/mi

45、n。</p><p>　　2.4.5 溢流閥的選取</p><p>　　定壓溢流作用：在定量泵節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，定量泵提供的是恒定流量。當(dāng)系統(tǒng)壓力增大時(shí)，會使流量需求減小。此時(shí)溢流閥開啟，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥進(jìn)口壓力，即泵出口壓力恒定（閥口常隨壓力波動開啟）。</p><p>　　安全保護(hù)作用：系統(tǒng)正常工作時(shí)，閥門關(guān)閉。只有負(fù)載超過規(guī)定的極限（系統(tǒng)壓力超過

46、調(diào)定壓力）時(shí)開啟溢流，進(jìn)行過載保護(hù)，使系統(tǒng)壓力不再增加（通常使溢流閥的調(diào)定壓力比系統(tǒng)最高工作壓力高10％～20％）。</p><p>　　實(shí)際應(yīng)用中一般有：作卸荷閥用，作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，作高低壓多級控制閥，作順序閥，用于產(chǎn)生背壓（串在回油路上）</p><p>　　由以上計(jì)算出的經(jīng)過溢流閥的平均流量：，溢流閥在系統(tǒng)中主要起調(diào)壓作用，將系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在，避免大的波動。當(dāng)考慮全部流量經(jīng)溢流閥流回油箱

47、時(shí)，對應(yīng)的最大流量為：</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)手冊選取溢流閥的型號為YFB10 </p><p>　　額定流量為：100L/min；額定壓力：32MPa；通徑為：15mm</p><p>　　2.4.5 截止閥</p><p>　　截止閥屬于強(qiáng)制密封式閥門，所以在閥門關(guān)閉時(shí)，必須向閥瓣施加壓力，以強(qiáng)制密封面不泄漏。當(dāng)介質(zhì)由閥瓣下方進(jìn)入

48、閥門時(shí)，操作力所需要克服的阻力，是閥桿和填料的摩擦力與由介質(zhì)的壓力所產(chǎn)生的推力，關(guān)閥門的力比開閥門的力大，所以閥桿的直徑要大，否則會發(fā)生閥桿頂彎的故障。近年來，從自密封的閥門出現(xiàn)后，截止閥的介質(zhì)流向就改由閥瓣上方進(jìn)入閥腔，這時(shí)在介質(zhì)壓力作用下，關(guān)閥門的力小，而開閥門的力大，閥桿的直徑可以相應(yīng)地減少。同時(shí)，在介質(zhì)作用下，這種形式的閥門也較嚴(yán)密。我國閥門“三化給”曾規(guī)定，截止閥的流向，一律采用自上而下。</p><p&g

49、t;　　截止閥具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1、結(jié)構(gòu)簡單，制造和維修比較方便。2、工作行程小，啟閉時(shí)間短?！?、密封性好，密封面間磨擦力小，壽命較長。根據(jù)（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊）截止閥的型號:CJZQ-H10L</p><p>　　3 輔助元件的選擇計(jì)算</p><p>　　在液壓系統(tǒng)中，液壓輔助元件是指那些既不直接參與能量轉(zhuǎn)換，也不直接參與方向、壓力、流量等控制的

50、但又必不可少的元件或裝置，主要包括濾油器、蓄能器、液壓導(dǎo)管和管接頭、油箱等。雖然它們起輔助作用。但由于數(shù)量較多，輔助元件的故障可能造成整個(gè)液壓系統(tǒng)的故障。因此，對輔助元件的選擇計(jì)算必須給與足夠的重視。</p><p><b>　　3.1 管路</b></p><p>　　在液壓傳動中常用的管子有鋼管、銅管、橡膠軟管以及尼龍管等。內(nèi)徑和壁厚是選擇液壓導(dǎo)管的重要參數(shù)。導(dǎo)

51、管內(nèi)徑尺寸應(yīng)與要求的通流能力相適應(yīng)，壁厚應(yīng)滿足工作壓力和管材的強(qiáng)度要求。</p><p>　　管道內(nèi)徑主要由油液的流速與液體流量來確定，直徑小，流速高，壓力損失大，甚至產(chǎn)生噪音；直徑大，難于彎曲，體積和重量都會增加，顯然，合理的選擇計(jì)算導(dǎo)管內(nèi)徑是很重要的。</p><p>　　導(dǎo)管內(nèi)徑按照通過的最大流量和允許的流速確定：</p><p>　　其中對于金屬管內(nèi)油液的流

52、速一般的推薦值為：</p><p>　　吸油管路取 ；</p><p>　　壓油管路取 ；</p><p>　　短管道及局部收縮處取 ；</p><p>　　回油管路取 ；</p><p>　　泄油管路取 。</p><

53、p>　　3.1.1 壁厚的計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算公式</b></p><p>　　鋼管： </p><p><b>　　銅管：</b></p><p>　　其中 為工作壓力</p><p>

54、<b>　　為導(dǎo)管內(nèi)徑</b></p><p><b>　　為許用應(yīng)力</b></p><p><b>　　為抗拉強(qiáng)度</b></p><p>　　為安全系數(shù)，當(dāng)時(shí)，；時(shí)，；時(shí)，</p><p>　　3.1.2 內(nèi)徑計(jì)算</p><p><b&g

55、t;　　管路最大流量</b></p><p>　　吸油管路，取 內(nèi)徑：</p><p>　　壓油管路，取 內(nèi)徑：</p><p>　　回油管路，取 內(nèi)徑：</p><p>　　泄露管路，取 內(nèi)徑：</p><p>　　壁厚的計(jì)算參看液壓設(shè)計(jì)手冊第8章表（）選取。</p><p>

56、　　按照液壓設(shè)計(jì)手冊表（）選取油管列表如下：</p><p><b>　　3.1.3 軟管</b></p><p>　　軟管是用于連接具有相對運(yùn)動部件或?yàn)闇p少振動的傳遞而使用的管件，分為高壓和低壓兩種，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者棉線編織體作為骨架的橡膠軟管，用于壓力較低的回油路或氣動管路中。本設(shè)計(jì)中的軟管主要是

57、用與電機(jī)吸油口與油箱實(shí)體相連接處，以減少電機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的振動傳遞給油箱。</p><p>　　3.1.4 管接頭</p><p>　　管接頭是油管與油管，油管與液壓元件間可拆卸的聯(lián)接件，應(yīng)滿足聯(lián)接牢固、密封可靠、液阻小、結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便等要求。按其與油管的聯(lián)接方式可分為焊接式、卡套式、擴(kuò)口式、扣壓式和快速接頭等。</p><p>　　在液壓系統(tǒng)中，管子與元件或

58、管子與管子之間，除外徑大于50mm的金屬管一般采用法蘭連接外，對于小直徑的油管普遍采用管接頭連接，管接頭的形式和質(zhì)量直接影響油路阻力和連接強(qiáng)度，而且其密封性能是影響系統(tǒng)外泄漏的重要原因。</p><p>　　3.2 油箱的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.2.1 油箱設(shè)計(jì)原則</p><p>　　油箱的設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)之一，油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲油外，

59、還起著散熱分離油液中的氣泡，沉淀雜質(zhì)等作用。</p><p>　　油箱可分為開式和閉式油箱兩種，開式油箱中，油箱液面與大氣相通，在油箱蓋上裝有空氣過濾器，開式油箱結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，本設(shè)計(jì)中采用開式油箱。油箱的設(shè)計(jì)中必須有足夠大的容積，首先要滿足散熱的要求，同時(shí)也要滿足容納系統(tǒng)中所以工作介質(zhì)；吸油管和回油管要插入最低液面以下，以防止吸油或回油飛濺產(chǎn)生氣泡，管口與箱底箱壁距離一般小于管徑的3倍；吸油管和回油管的

60、距離應(yīng)進(jìn)可能的遠(yuǎn)些，中間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣有利于散熱，達(dá)到分離空氣及雜質(zhì)的效果；隔板高度為液面高度的2/3到3/4；為了保證油液清潔，油箱應(yīng)有周邊密封的蓋板，蓋板上裝有空氣過濾器，注油及通氣一般都由一個(gè)空氣過濾器完成；為了便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低處設(shè)置放油閥，對于不易開蓋的油箱，要設(shè)置清洗孔以便油箱內(nèi)部的清洗；油箱底部應(yīng)距地面150mm以上，以便于搬運(yùn)放油和散熱等實(shí)際工況需要。</p>

61、<p>　　3.2.2 油箱參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1>系統(tǒng)損失功率（發(fā)熱功率）：</p><p>　　2>不考慮管路的散熱，油箱的散熱面積為：</p><p><b>　　其中:</b></p><p>　　是散熱系數(shù)，考慮通風(fēng)條件良好，</p><p>　

62、　為液壓油與周邊環(huán)境的溫差，取油溫，</p><p><b>　　計(jì)算散熱面積：</b></p><p>　　3.2.3 油箱容量的計(jì)算</p><p>　　油箱容積的確定：V=a*Q*v</p><p>　　據(jù)（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊）表37.5-12可?。篴=10</p><p>　　V=165L

63、 </p><p>　　3.2.4 油箱內(nèi)工作介質(zhì)體積估算</p><p>　　油箱中油的液位一般為油箱總體高度的倍，從而可以計(jì)算出液壓油在油箱的體積</p><p>　　3.3 系統(tǒng)發(fā)熱功率計(jì)算</p><p>　　3.3.1 液壓泵的功率損失（）</p><p>　　其中為泵的輸入功率，為泵的

64、效率</p><p>　　3.3.2 閥的損失功率（）</p><p>　　其中為系統(tǒng)工作壓力，為經(jīng)過溢流閥的流量。</p><p>　　泵向系統(tǒng)中提供的流量： </p><p>　　可得通過溢流閥的流量為： </p><p>　　可得

65、 </p><p>　　3.3.3 管路以及其它功率損失（）</p><p>　　3.3.4 系統(tǒng)總的功率損失，即發(fā)熱功率為：</p><p>　　3.4 蓄能器的選取</p><p>　　3.4.1 蓄能器的作用</p><p>

66、;　　1、吸收系統(tǒng)的壓力震蕩2、積蓄能量，在泵排量不足時(shí)補(bǔ)充流量3、保壓作用，夾緊機(jī)構(gòu)常用，4、安全作用，充氮?dú)馐且驗(yàn)榈獨(dú)夥€(wěn)定，不會引起火災(zāi)或其他危險(xiǎn)因素。充氣壓力約為工作壓力的65^%左右。根據(jù)（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊）蓄能器的確定：NXQ1-L0.63</p><p>　　3.5 過濾器的選擇</p><p>　　3.5.1 過濾器的配置</p><p>　　在油箱的

67、回油口設(shè)置系統(tǒng)所要求的回油過濾器以保持返回油箱的油液具有允許的污染等級；在油箱的排油口（即泵的吸口）為了防止意外落入油箱的污染物，設(shè)置一個(gè)吸油網(wǎng)式過濾器；在壓油管路設(shè)置系統(tǒng)工作要求過濾精度的過濾器。對于回油過濾器和液壓泵出口的過濾器均采用帶有污染等級指示和自動報(bào)警裝置的過濾器，而且采用過濾器并聯(lián)的方式，設(shè)置一個(gè)過濾器備用。</p><p>　　過濾器是清除液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)中的固體污染物，使工作介質(zhì)保持清潔，延長元

68、件的使用壽命，保證液壓元件工作性能可靠。液壓系統(tǒng)故障的75%左右是由介質(zhì)的污染造成的。因此過濾器對于液壓系統(tǒng)來說是十分重要的輔件。過濾器的主要性能參數(shù)有過濾精度，過濾能力，納垢容量，工作壓力，允許壓力降等。過濾器的選擇要考慮使用的目的，安裝形式等因素。過濾器應(yīng)具有足夠大的通油能力，并且壓力損失要小，過濾精度要滿足所使用介質(zhì)的要求，并且有足夠的強(qiáng)度。過濾器的強(qiáng)度和以及壓力損失是選擇時(shí)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)

69、生背壓。選擇過濾器的通油能力時(shí)，一般應(yīng)大于實(shí)際通過流量的2倍以上。</p><p>　　3.5.2 壓油過濾器</p><p>　　過濾器最大工作壓力為：；一般壓油過濾器的額定流量應(yīng)選擇為系統(tǒng)流量的兩倍左右：q=125L8/min。</p><p>　　根據(jù)液壓設(shè)計(jì)手冊過濾器產(chǎn)品中選擇高壓管式過濾器：型號為：WU-40x180；額定工作壓力：P=32MPa；額定流

70、量：q=160L/min。</p><p>　　3.5.3 回油過濾器</p><p>　　一般回油路壓力不高，工作壓力取P=1MPa，流量q=125L/min；</p><p>　　根據(jù)液壓設(shè)計(jì)手冊過濾器產(chǎn)品中選擇低壓過濾器：</p><p>　　型號為：ZU-A160x20S；額定工作壓力為： P=1.6MPa；額定流量q=160L/m

71、in</p><p>　　3.6 循環(huán)過濾器的選擇</p><p>　　工作壓力為P=0.6MPa，取過濾器流量為：q=230L/min；參看液壓設(shè)計(jì)手冊，選擇低壓線隙式過濾器，型號：；通徑為，額定流量為：q=250L/min；額定壓力為：P=1.6MPa。</p><p>　　3.7 熱交換器的選擇</p><p>　　液壓系統(tǒng)在工

72、作時(shí)，如果油液溫?度過高（80℃）將影響系統(tǒng)的工作，一般規(guī)定液壓用油的正常溫度范圍是15℃～65℃。對于冷卻器一般有水冷式、風(fēng)冷式和冷媒式，本設(shè)計(jì)方案采用的式波紋板式水冷方式，這種冷卻方式散熱效果好，熱傳系數(shù)可達(dá)230～815。為了防止油溫過低（<15℃）,可以在油箱內(nèi)部設(shè)置電加熱裝置，在冷卻器和加熱器之間采用溫度自動控制器，以便實(shí)現(xiàn)油溫自動控制。</p><p>　　3.7.1 計(jì)算散熱面積</p

73、><p>　　其中：為系統(tǒng)總的發(fā)熱功率，</p><p>　　值為冷卻器的散熱系數(shù)[W/(m2﹒K)]，與冷卻器的種類、型號有關(guān)，具體計(jì)算時(shí)可查樣本或手冊，取</p><p>　　——液壓油和冷卻介質(zhì)之間的平均溫度差</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得出：</b></p><p>　　在循環(huán)冷卻系

74、統(tǒng)中，一般選擇工作壓力為：，參看液壓設(shè)計(jì)手冊表選擇熱交換器，型號為：2LQFW-A0.5F；散熱面積為：。</p><p>　　3.7.2 冷卻水量的計(jì)算 </p><p>　　采用水冷式冷卻器時(shí)，冷卻器中冷卻水的吸熱量應(yīng)等于工作介質(zhì)釋放的熱量，由此得出需要的冷卻水流量為</p><p><b>　　式中</b></p>&l

75、t;p>　　、——油及水的流量（）</p><p>　　、——油及水的比熱容；液壓油的 ；水的 </p><p>　　,—油及水的密度，液壓油的=900kg/m3,水的=103 kg/m3。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得出 </p><p>　　按上式計(jì)算出的冷卻水量，應(yīng)保證水在冷卻器內(nèi)的流速不超過1.2 m/s，否則

76、應(yīng)增大冷卻器的過流面積。通過冷卻器的油液流量也要適中，以便使油液通過冷卻器時(shí)的壓力損失在(0.05~0.08)MPa范圍內(nèi)。一些冷卻器的產(chǎn)品樣本中，給出了不同規(guī)格的冷卻器中油和水的流量及壓力損失，計(jì)算出的冷卻水流量和油液流量與它相差不能太大，流動速度過低會降低傳熱效率。</p><p>　　3.7.3 加熱器</p><p>　　在生產(chǎn)現(xiàn)場中，油箱中的油溫，一般在范圍內(nèi)工作比較合適，最

77、高不大于，最低不小于，過低，油泵起動吸入困難。當(dāng)油箱中的油溫過低（<）時(shí)，因油液粘度較高，不利于液壓泵的吸油和起動，因此需要加熱將油液溫度提高到以上。液壓系統(tǒng)常用的預(yù)加熱方法有：采用蛇形管蒸汽加熱、利用電加熱器加熱。本設(shè)計(jì)中采用電加熱器加熱。</p><p><b>　　加熱器所需要的功率</b></p><p>　　式中 為系統(tǒng)的發(fā)熱功率；</p&

78、gt;<p><b>　　為加熱器的效 </b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)得出 </p><p>　　參看液壓設(shè)計(jì)手冊表（）選擇電加熱器型號為，數(shù)量選擇5個(gè)。</p><p>　　3.7.4 壓力表的選擇</p><p>　　在整個(gè)系統(tǒng)中，壓力表主要安裝在閥臺的控制架上，顯示系

79、統(tǒng)工作時(shí)的壓力狀況，方便工作人員較容易的觀測系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及實(shí)時(shí)壓力。 參看液壓設(shè)計(jì)手冊表（），選取壓力表型號為</p><p>　　3.7.5 液壓工作介質(zhì)的選取</p><p><b>　　液壓工作介質(zhì)的要求</b></p><p>　　粘度合適，隨溫度的變化小，潤滑性良好，抗氧化性能，剪切安定性良好，防銹和不腐蝕金屬，同密封材料相容，

80、消泡和抗泡沫性，抗乳化性性，潔凈度以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性等。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中液壓工作介質(zhì)環(huán)境惡劣，屬高溫高壓場合，工作壓力為。</p><p>　　根據(jù)液壓設(shè)計(jì)手冊選取液壓工作介質(zhì)型號為：的工作介質(zhì)，運(yùn)動粘度為：</p><p>　　4 控制閥閥塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　閥塊的選用材料一般為鑄鐵或鍛鋼。低壓固定設(shè)備可用鑄鐵，

81、高壓強(qiáng)振場合要用鍛鋼，整體結(jié)構(gòu)加工成正方體或長方體。</p><p>　　P油孔，液壓泵輸出的壓力油經(jīng)過調(diào)壓后進(jìn)入公用壓力油孔P，作為供給各單元回路的壓力油的公用油源。</p><p>　　T油孔，各單元回路的回油均通過公用回油孔T流回油箱。</p><p>　　閥塊結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)原則</p><p>　　外形尺寸要滿足閥件的安裝，孔道布置及其

82、它工藝要求。為減少工藝孔，縮短孔道長度，閥的安裝位置也要仔細(xì)考慮，使相通油孔盡可能在同一水平面或是同一豎直面。各油孔的內(nèi)徑要滿足允許流速的要求，油孔之間的壁厚不能太小，一方面要防止使用過程中，由于油的壓力而擊穿，另一方面避免加工時(shí)，因油孔的偏斜而誤通。對于中低壓系統(tǒng)，壁厚不小于5mm，高壓系統(tǒng)壁厚應(yīng)選擇較大值。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p&g

83、t;　　通過這一階段的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我受益匪淺，不僅鍛煉了良好的邏輯思維能力，而且培養(yǎng)了棄而不舍的求學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)?；仡櫞舜萎厴I(yè)設(shè)計(jì)，是大學(xué)四年所學(xué)知識很好的總結(jié)。</p><p>　　此次做液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)了過去所學(xué)知識，而且學(xué)到了很多新的內(nèi)容。相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對我今后的工作會有一定的幫助。所以，我很用心的把它完成。在設(shè)計(jì)中體味艱辛，在艱辛中體味快樂 </p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我

84、們大學(xué)畢業(yè)生在學(xué)校最后一次學(xué)習(xí)與實(shí)踐。設(shè)計(jì)的步驟從翻譯、找資料、計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過程都是對自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。</p><p>　　通過這次實(shí)踐，我感覺我還有許多東西要學(xué)，還有更多的知識等待我的學(xué)習(xí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，我學(xué)到了許多以前沒有學(xué)過的東西，比如油箱的設(shè)計(jì)當(dāng)中，包括了油箱的尺寸以及其他輔助元件的位置尺寸，還有油箱自身的各個(gè)操作部

85、位。都要經(jīng)過精細(xì)的計(jì)算。</p><p>　　油缸的設(shè)計(jì)中，應(yīng)通過所給定的技術(shù)參數(shù)來計(jì)算油缸的基本參數(shù)，進(jìn)而選型。油缸的基本參數(shù)有：液壓缸的內(nèi)徑，活塞桿的外徑，油缸的公稱壓力等。計(jì)算出基本參數(shù)，根據(jù)液壓傳動設(shè)計(jì)手冊油缸參數(shù)綜合比對進(jìn)行選型。</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)

86、會了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力和數(shù)據(jù)分析能力，參考文獻(xiàn)的查詢，同時(shí)也是對自己資料查詢的一次鍛煉。繪圖的過程中，自己通過相關(guān)文獻(xiàn)的查詢，了解到制圖當(dāng)中各個(gè)尺寸細(xì)節(jié)的標(biāo)注，和相關(guān)的形位公差的標(biāo)注。</p><p>　　但是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對元件的性能特性不了解等等。</p><p>　　在今后的學(xué)習(xí)工作中

87、，我一定會以這次設(shè)計(jì)過程做借鑒，努力提高自己的專業(yè)水平，改正自己的不足。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] A coupled-oscillator model with a conservation law for the rhythmic amoeboid movements of plasmodial slime mol

88、dsPhysica D: Nonlinear Phenomena, Volume 205, Issues 1-4, 1 June 2005, Pages 125-135 A. Tero, R. Kobayashi, T. Nakagaki</p><p>　　[2] Emergence and transitions of dynamic patterns of thickness osci

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96、] 陳新元 陳奎生 曾良才 付連東 電液伺服激振系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 武漢科技大學(xué)機(jī)械自動化學(xué)院</p><p>　　[11] 王春行，液壓控制系統(tǒng) 北京工業(yè)大學(xué)出版社</p><p>　　[12] 雷天覺主編，新編液壓工程手冊，北京理工大學(xué)出版社，2000</p><p>　　[13] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊單行本液壓傳動與控制，機(jī)械工業(yè)出

97、版社</p><p>　　[14] 楊培元，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[15] 陳奎生，液壓與氣壓傳動，武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中我要感謝我的指導(dǎo)老師*老師，他對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了多