買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 引言 課題提出的背景和意義 我國液壓工業(yè)發(fā)展歷程，大致可分為三個階段，即： 20 世紀(jì) 50 年代初到 60 年代初為起步階段； 6070 年代為專業(yè)化生產(chǎn)體系成長階段； 8090 年代為快速發(fā)展階段。其中，液壓工業(yè)于 50 年代初從機床行業(yè)生產(chǎn)仿蘇的磨床、拉床、仿形車床等液壓傳動起步，液壓元件由機床廠的液壓車間生產(chǎn)，自產(chǎn)自用。進(jìn)入 60 年代后，液壓技術(shù)的應(yīng)用從機床逐漸推廣到農(nóng)業(yè)機械和工程機械等領(lǐng)域，原來附屬于主機廠的液壓車間有的獨立出來，成為液壓件專業(yè)生產(chǎn)廠。到了 60 年代末、 70 年代初，隨著生產(chǎn)機械化的發(fā)展，特別是在為第二汽 車制造廠等提供高效、自動化設(shè)備的帶動下，液壓元件制造業(yè)出現(xiàn)了迅速發(fā)展的局面，一批中小企業(yè)也成為液壓件專業(yè)制造廠。 1968 年中國液壓元件年產(chǎn)量已接近 20 萬件； 1973 年在機床、農(nóng)機、工程機械等行業(yè)，生產(chǎn)液壓件的專業(yè)廠已發(fā)展到 100 余家，年產(chǎn)量超過 100 萬件，一個獨立的液壓件制造業(yè)已初步形成。這時，液壓件產(chǎn)品已從仿蘇產(chǎn)品發(fā)展為引進(jìn)技術(shù)與自行設(shè)計相結(jié)合的產(chǎn)品，壓力向中、高壓發(fā)展，并開發(fā)了電液伺服閥及系統(tǒng)，液壓應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。 進(jìn)入 80 年代，在國家改革開放的方針指引下，隨著機械工業(yè)的發(fā)展，基礎(chǔ)件滯后于主機的矛 盾日益突出，并引起各有關(guān)部門的重視。為此，原一機部于 1982 年組建了通用基礎(chǔ)件工業(yè)局，將原有分散在機床、農(nóng)業(yè)機械、工程機械等行業(yè)歸口的液壓專業(yè)廠，統(tǒng)一劃歸通用基礎(chǔ)件局管理，從而使該行業(yè)在規(guī)劃、投資、引進(jìn)技術(shù)和科研開發(fā)等方面得到基礎(chǔ)件局的指導(dǎo)和支持。從此進(jìn)入了快速發(fā)展期，先后引進(jìn)了 60 余項國外先進(jìn)技術(shù)，其中液壓 40 余項，經(jīng)消化吸收和技術(shù)改造，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)，并成為行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。近年來，行業(yè)加大了技術(shù)改造力度， 19911998 年國家、地方和企業(yè)自籌資金總投入共約 20 多億元，其中液壓 16 億多元。經(jīng)過技術(shù)改造和 技術(shù)攻關(guān)，一批主要企業(yè)技術(shù)水平進(jìn)一步提高，工藝裝備得到很大改善，為形成高起點、專業(yè)化、批量生產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)。近幾年，在國家多種所有制共同發(fā)展的方針指引下，不同所有制的中小企業(yè)迅猛崛起，呈現(xiàn)出勃勃生機。隨著國家進(jìn)一步開放，三資企業(yè)迅速發(fā)展，對提高行業(yè)水平和擴(kuò)大出口起著重要作用。目前我國已和美國、日本、德國等國著名廠商合資或買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 由外國廠商獨資建立了柱塞泵 /馬達(dá)、行星減速機、轉(zhuǎn)向器、液壓控制閥、液壓系統(tǒng)、靜液壓傳動裝置、液壓件鑄造、機械密封、橡塑密封等類產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè) 50 多家，引進(jìn)外資 2 億多美元。 交流 14951605 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 國內(nèi)外研究開發(fā)水平和發(fā)展趨勢 國內(nèi)外開發(fā)水平 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 (1) 基本概況 經(jīng)過 40 多年的努力，我國液壓行業(yè)已形成了一個門類比較齊全，有一定生產(chǎn)能力和技術(shù)水平的工業(yè)體系。據(jù) 1995 年全國第三次工業(yè)普查統(tǒng)計，我國液壓工業(yè)鄉(xiāng)及鄉(xiāng)以上年銷售收入在 100 萬元以上的國營、村辦、私營、合作經(jīng)營、個體、 “三資 ”等企業(yè)約有 700 余家，其中液壓 700 家。按 1996 年國際同行業(yè)統(tǒng)計，我國液壓行業(yè)總產(chǎn)值 世界第 6 位。 (2) 當(dāng)前供需概況 通過技術(shù)引進(jìn)，自主開發(fā)和技術(shù)改造，高壓柱塞泵、 齒輪泵、葉片泵、通用液壓閥門、油缸和各類密封件第一大批產(chǎn)品的技術(shù)水平有了明顯的提高，并可穩(wěn)定的批量生產(chǎn)，為各類主機提高產(chǎn)品水平提供了保證。另外，在液壓元件和系統(tǒng)的 染控制、比例伺服技術(shù)等方面也取得一定成果，并已用于生產(chǎn)。目前，液壓產(chǎn)品總計約有 1200個品種、 10000 多個規(guī)格。已基本能適應(yīng)各類主機產(chǎn)品的一般需要，為重大成套裝備的品種配套率也可達(dá) 60%以上，并開始有少量出口。 1998 年國產(chǎn)液壓件產(chǎn)量 480 萬件，銷售額約 28 億元；密封件產(chǎn)量約 8 億件，銷售額約 10 億元。據(jù)中國液壓氣動密封件 工業(yè)協(xié)會 1998 年年報統(tǒng)計，液壓產(chǎn)品產(chǎn)銷率為 97 密封為 這充分反映了產(chǎn)銷基本銜接。 我國液壓業(yè)雖取得了很大的進(jìn)步，但與主機發(fā)展需求，以及和世界先進(jìn)水平相比，還存在不少差距，主要反映在產(chǎn)品品種、性能和可靠性等方面。以液壓產(chǎn)品為例，產(chǎn)品品種只有國外的 1/3，壽命為國外的 1/2。為了滿足重點主機、進(jìn)口主機以及重大技術(shù)裝備的需要，每年都有大量的液壓、氣動和密封產(chǎn)品進(jìn)口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計及有關(guān)資料分析，1998 年液壓、氣動和密封件產(chǎn)品的進(jìn)口額約 2 億美元，其中液壓約 美元，氣動近 美元， 密封約 美元，比 1997 年稍有下降。按金額計，目前進(jìn)口產(chǎn)品的國內(nèi)市場占有率約為 30%。 1998 年國內(nèi)市場液壓件需求總量約 600 萬件，銷售總額近 40 億元；氣動件需求總量約 500 萬件，銷售總額 7 億多元；密封件需求總量約 11億件，銷售總額約 13 億元。 由于液壓傳動具有體積小、操作靈活、輸出功率大等優(yōu)點；也可用簡單的管路連接買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 代替復(fù)雜的機械傳動，因而在收割機和插秧機中得到了廣泛關(guān)注和大量應(yīng)用。 隨著農(nóng)業(yè)機械化的推廣與普及，農(nóng)機研究部門、主機生產(chǎn)廠家和農(nóng)戶對液壓系統(tǒng)的認(rèn)識程度也在不斷的提高，他們不僅要求 產(chǎn)品有低廉的價格，更要求有較高的品質(zhì)、可靠的使用性能；作為農(nóng)業(yè)機械推廣重點之一的聯(lián)合收割機、插秧機，其液壓系統(tǒng)的配置通過液壓件生產(chǎn)廠家近幾年的探索與努力，在功能、可靠性、合理性等方面已取得了較大的突破。集成、復(fù)合、大通徑、多功能 。 已成為新一代農(nóng)機液壓件的開發(fā)熱點。結(jié)構(gòu)上的集成化便于安裝布置；性能上的復(fù)合為用戶提供了很大方便；通道的大而暢更有利于減少發(fā)熱與能耗；產(chǎn)品的多功能與農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展與開創(chuàng)緊密相連。作為液壓件，曾經(jīng)困擾著農(nóng)業(yè)機械的應(yīng)用與發(fā)展，劣質(zhì)液壓元件、配置不合理的液壓系統(tǒng)曾一度充斥著農(nóng)機市場。由此 這也成為了液壓件生產(chǎn)廠家的一個攻關(guān)課題。通過多年的探索與研究，農(nóng)機液壓件的整體配套水平已取得了一個飛躍，并逐步接近了發(fā)達(dá)國家水平。比如說，帶有復(fù)合功能的手控、電控的操縱系統(tǒng)替代了功能單一的分配閥，而且性能、功效在不斷升級；此外，行走系統(tǒng)采用了靜液壓無級變速器（ 大大提高了操縱性能與工作效率。 因此，我們必須按照客觀規(guī)律去辦事，不能守舊，一定要有創(chuàng)新，要有突破，相信，液壓技術(shù)在農(nóng)機上的應(yīng)用將更普及一定會達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平。 液壓 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、壓力高、自吸性能好 。 在液壓系統(tǒng)的設(shè)計中， 不但要實現(xiàn)其拖動與調(diào)節(jié)功能，還要 盡可能地利用能量，達(dá)到高效、可靠運行的目的。液壓系統(tǒng)的功率 損失會使系統(tǒng)的總效率下降、油溫升高、油液變質(zhì)，導(dǎo)致液壓設(shè)備發(fā)生故障。因此，設(shè)計液壓系統(tǒng)時必須多途徑地考慮降低系統(tǒng)的 功率損失。 目前普遍使用著的定量泵節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，其效率較低 ( 這是因為定量泵與油缸的效 率分別為 85%與 95%左右，方向閥及管路等損失約為 5%左右。所以，即使不進(jìn)行流量控制，也有 25%的功率損失。加上節(jié)流調(diào)速，至少有一半以上的浪費。此外，還有泄漏及其它的壓力損失和容積損失，這些損失均會轉(zhuǎn) 化為熱能導(dǎo)致 液壓油溫升。所以，定量泵加節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)只能用于小流量系統(tǒng)。為了提高效率減少溫升，應(yīng)采用高效節(jié)能回路，上表為幾種回路功率損失比較。另外，液壓系統(tǒng)的效率還取決于負(fù)買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 載。同一種回路，當(dāng)負(fù)載流量 泵的最大流量 值大時回路的效率高。例如可采用手動伺服變量、壓力控 制變量、壓力補償變量、流量補償變量、速度傳感功率限制變量、力矩限制器功率限制變量等多種形式，力求達(dá)到負(fù)載流量 Q L 與泵的流量的匹配。 1 今后發(fā)展走勢 響發(fā)展的主要因素 企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)能力不強，技術(shù)開發(fā)的水平和速度不能完全滿足先進(jìn)主機產(chǎn)品、重大技術(shù)裝備和進(jìn)口設(shè)備的配套和維修需要 。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 不少企業(yè)的制造工藝、裝備水平和管理水平都較落后，加上質(zhì)量意識不強，導(dǎo)致產(chǎn)品性能水平低、質(zhì)量不穩(wěn)定、可靠性差，服務(wù)不及時，缺乏使用戶滿意和信賴的名牌產(chǎn)品。 行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)專業(yè)化程度低，力量分散，低水平重復(fù)嚴(yán)重，地區(qū)和企業(yè)之間產(chǎn)品趨同，盲目競爭，相互壓價，使企業(yè)效益下降，資金缺乏、周轉(zhuǎn)困難，產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)改造投入不足，嚴(yán)重地制約了行 業(yè)整體水平的提高以及競爭實力的增強。 國內(nèi)市場國際化程度日益提高，國外公司紛紛進(jìn)入中國市場參與競爭，加上國內(nèi)私營、合作經(jīng)營、個體、三資等企業(yè)的崛起，給國有企業(yè)造成愈來愈大的沖擊。 展走勢 隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的不斷深化，液壓產(chǎn)品的市場供求關(guān)系發(fā)生較大變化，長期來以 “短缺 ”為特征的賣方市場已基本成為以 “結(jié)構(gòu)性過剩 ”為特征的買方市場所取代。從總體能力看，已處于供大于求的態(tài)勢，特別是一般低檔次液壓件，普遍供過于求；而主機急需的技術(shù)含量高的高參數(shù)、高附加值的高檔產(chǎn)品， 又不能滿足市場需要，只能依賴于進(jìn)口。在我國加入 ，其沖擊有可能更大。因此， “十五 ”期間行業(yè)產(chǎn)值的增長，決不能依賴于量的增長，而應(yīng)針對行業(yè)自身的結(jié)構(gòu)性矛盾，加大力度，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，也就是應(yīng)依靠質(zhì)的提高，促進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)升級，以適應(yīng)和拉動市場需求，求得更大的發(fā)展。 在工業(yè)生產(chǎn)的各個部門都應(yīng)用液壓傳動技術(shù)。例如，工程機械、礦山機械、壓力機械和航空工業(yè)中采用液壓傳動，機 床 上的傳動系統(tǒng)也采用液壓傳動。 液壓傳動所采用的工作介質(zhì)為液壓油或其它合成液體，氣壓傳動所采用的工作介質(zhì)為壓縮空氣。 題研究目 標(biāo) 液壓元件將向高性能、高質(zhì)量、高可靠性、系統(tǒng)成套方向發(fā)展；向低能耗、低噪聲、低振動、無泄漏以及污染控制、應(yīng)用水基介質(zhì)等適應(yīng)環(huán)保要求方向發(fā)展；開發(fā)高集成化高功率密度、智能化、機電一體化以及輕小型微型液壓元件；積極采用新工藝、新材料買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 和電子、傳感等高新技術(shù)。 液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效、低噪聲、高性能、高度集成化、模塊化、智能化的方向發(fā)展。同時，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計、計算機輔助測試、計算機直接控制、計算機實時控制技術(shù)、機電一體化技術(shù)、計算機仿真和優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、可靠性技術(shù)，以及污染控制 技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向；氣壓傳動技術(shù)在科技飛速發(fā)展的當(dāng)今世界發(fā)展將更加迅速。隨著工業(yè)的發(fā)展，氣動技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已從汽車、采礦、鋼鐵、機械工業(yè)等行業(yè)迅速擴(kuò)展到化工、輕工、食品、軍事工業(yè)等各行各業(yè)。氣動技術(shù)已發(fā)展成包含傳動、控制與檢測在內(nèi)的自動化技術(shù)。由于工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展，氣動控制技術(shù)以提高系統(tǒng)可靠性，降低總成本為目標(biāo)。研究和開發(fā)系統(tǒng)控制技術(shù)和機、電、液、氣綜合技術(shù)。顯然，氣動元件當(dāng)前發(fā)展的特點和研究方向主要是節(jié)能化、小型化、輕量化、位置控制的高精度化，以及與電子學(xué)相結(jié)合的綜合 控制技術(shù)。 液壓與氣壓傳動是研究利用有壓流體 (壓力油或壓縮空氣 )作為傳動介質(zhì)來實現(xiàn)各種機械的傳動和自動控制的學(xué)科。液壓傳動與氣壓傳動實現(xiàn)傳動和控制的方法基本相同，它們都是利用各種元件組成需要的控制回路，再由若干回路組成能夠完成一定控制功能的傳動系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換與控制。 2 液壓系統(tǒng)的要求 本液壓系統(tǒng)應(yīng)用于煉鋼廠中澆注及鋼錠的加工 ,具體要求如下 : (1) 澆注及鋼錠的加工實現(xiàn)順序控制。 (2) 大型機構(gòu)，同一動作采用雙或四個液壓缸或液壓馬達(dá)達(dá)到精確同步。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 (3) 中間包傾翻，液壓桿升降需精 確定位。 (4) 本液壓系統(tǒng)控制各工作點油缸的動作。 (5) 對系統(tǒng)的油液溫度、系統(tǒng)壓力等實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊、操作方便、性能可靠。 (6) 為保證安全生產(chǎn) ,系統(tǒng)設(shè)有安全聯(lián)鎖裝置 ,停電安全聯(lián)鎖裝置。 3 液壓原理和主要技術(shù)參數(shù) 本液壓系統(tǒng)配置有液位液溫器 （ 、壓力馬達(dá)、調(diào)速閥、電磁閥、溢流閥、安全閥、蓄能器等，可對系統(tǒng)的油液溫度、系統(tǒng)壓力等實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊、操作方便、性能可靠、節(jié)約能源是 平連鑄機液力裝置的理想配套液壓設(shè)備。根據(jù) 該設(shè)計其它部分設(shè)計得：最高壓力 15大流量 60L/因此，買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 選擇如下設(shè)備。 (1) 雙聯(lián)高壓葉片泵：型號 5，排量 2550ml/r 額定壓力 16速 6001500r/動功率 4 (2) 電機：型號 0供應(yīng)商 南陽電機， 功率 速 1470r/護(hù)等級 (3) 電磁鐵電壓： (4) 工作介質(zhì)：抗磨液壓油 (建議用美孚油 工作介質(zhì)污染度等級 : (5) 油箱容積： 1000L (6) 液壓系統(tǒng)壓力范圍： 5 液壓系統(tǒng)的方案的設(shè)計 定工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備和類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間和經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況 ,工作壓力低 ,勢必要加大執(zhí)行元件買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 的結(jié)構(gòu)尺寸 ,對某些設(shè)備來說 ,尺寸要受到限制 ,從材料消耗角度看也不經(jīng)濟(jì) ;反之壓力選得太高 ,對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來說，對于固定的尺 寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機械重載設(shè)備壓力要選得高一些。具體選擇參考表 載荷選擇工作壓力 載荷 / 5 5 10 10 20 20 30 30 50 50 工作壓力 / 1 2 3 3 4 4 5 5 所以本系統(tǒng)的工作壓力 525 定液壓系統(tǒng)原理圖 9 該液壓系統(tǒng)包括：動力站，中間包小車行走、傾翻、前后，引定桿升降，冷床翻鋼，滑動水口，拉坯壓棍幾個部分。 分別 擬訂如下： 間包小車液壓系統(tǒng) 中間包小車按用戶設(shè)計要求，完成行走、傾翻和前后三個動作。 1） 中間包小車行走動作是通過分流集流閥來保證兩個液壓馬達(dá)的同步，保證行走小車兩側(cè)車輪速度與位置同步。通過電氣控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)電磁閥 控制小車運動換向，中間包小車行走往復(fù)運動有三位四通電磁換向閥來實現(xiàn)。其液壓系統(tǒng)圖如圖 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 圖 間包小車行走液壓系統(tǒng)圖 2） 中間包傾翻速度控制是通過雙單向節(jié)流閥來實現(xiàn) ，雙單向節(jié)流閥可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)澆鑄速度及往復(fù)速度。通過雙向液壓鎖來給傾翻動作完成定位鎖定。通過電氣控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)電磁閥 中間包傾翻換向，中間包傾翻的往復(fù)運動有三位四通電磁換向閥來實現(xiàn)。其液壓系統(tǒng)原理圖如圖 間包小車傾翻液壓系統(tǒng)圖 3） 中間包前后動作是通過分流集流閥來控制兩液壓缸的同步，通過調(diào)速閥來形買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 成閉路調(diào)速回路調(diào)節(jié)速度，調(diào)速精度高。通過電氣控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)電磁閥 過減壓 閥來減小壓力，使液壓系統(tǒng)獲得更低一級壓力，是否減壓由電氣控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)電磁鐵來控制。其液壓系統(tǒng)原理圖如圖 間包小車前后動作液壓系統(tǒng)圖 錠桿升降液壓系統(tǒng) 引錠桿升降是通過兩個分流節(jié)流閥來控制同步，用兩個雙向液壓鎖來給引錠升降動作完成定位鎖定。通過電氣控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)兩個電磁閥 控制引錠桿升降換向，引錠桿升降往復(fù)運動由兩個三位四通電磁換向閥實現(xiàn)。其液壓系統(tǒng)原理圖如圖 文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 圖 定桿升降液壓系統(tǒng)原理圖 床翻鋼液壓系統(tǒng) 冷床翻鋼是通過電氣控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)兩個電磁閥 床翻鋼往復(fù)運動由 2 個三位四通電磁換向閥實現(xiàn)。其液壓系統(tǒng)原理圖如圖 床翻鋼液壓系統(tǒng)原理圖 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 動水口液壓系統(tǒng) 滑動水口液壓系統(tǒng)是通過電氣控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)電磁閥 控制液壓缸的運動。其液壓系統(tǒng)原理圖如圖 動水口液壓系統(tǒng)原理圖 坯壓輥液壓系統(tǒng) 拉坯壓輥通過電氣控制系統(tǒng)協(xié)調(diào) 3 個電磁閥 控制換向。拉坯壓輥往復(fù)運動由 3 個三位四通電磁換向閥實現(xiàn)。通過減壓閥來減小壓力，使液壓系統(tǒng)獲得更低一級壓力，是否減壓由電氣控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)電磁鐵控制其液壓系統(tǒng)原理圖如圖 文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 圖 坯壓輥液壓系統(tǒng)原理圖 據(jù)以上液壓系統(tǒng)設(shè)置動力站系 統(tǒng) 動力站有電動機，雙聯(lián)泵，油箱，壓力表，蓄能器，電磁溢流閥組，過濾器，板式冷卻器，液位液控器，液位液溫器等組成。雙聯(lián)葉片泵中大泵提供低壓油液，小流量動力。小泵提供高壓油液，大流量動力。卸荷由先導(dǎo)式溢流閥 電磁鐵 制控制中間包小車的行走、中間包的傾翻、滑動水口運動、引錠桿升降運動 4 個動作，電磁鐵 制中間包前后、冷床翻鋼、拉坯壓輥 3 個動作。其液壓系統(tǒng)圖如圖 文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 圖 力站系統(tǒng)圖 壓系統(tǒng)原理圖 根據(jù)各部分單獨的液壓系統(tǒng)圖繪制液壓系統(tǒng)總圖如圖 壓系統(tǒng)原理圖 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 5 液壓元件的選擇和專用件的設(shè)計 壓泵的選擇和泵的參數(shù)的計算 壓泵的工作壓力的確定 1P+ P (7 1對于本系統(tǒng)的最高工作壓力是中間包傾翻油缸的入口壓力 P 路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥，則取P =1 定液壓泵的流量壓泵的輸出流量應(yīng)為 3m a x ）（ 其中 K 為系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取 K= 表示同時動作的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量，對于在工作過程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還需加上溢流閥的最小溢流量，一般取 04 s 系統(tǒng)使用蓄能器作輔助動力源時 zi 統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 K=1.2 壓設(shè)備工作周期 s 一個液壓缸或液壓馬達(dá)在工作周期中的總耗油量 3m 壓缸或液壓馬達(dá)的個數(shù) 選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上求得的系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從產(chǎn)品樣本或機械設(shè)計手冊選擇相應(yīng)的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 %6025 。 確定液壓泵的驅(qū)動功率 在工作循環(huán)中，如果液壓泵的壓力和流量比較恒定，則 10買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 式中 P Pa p液壓泵的總效率，參考表 擇 表 壓泵類型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵 總效率 壓式變量葉片泵的驅(qū)動功率，可按流量特性曲線拐點處的流量、壓力值計算。p ，Q ，則 3 W (7 式中 a 液壓泵的額定流量 字工作循環(huán)中，如果液壓泵的流量和壓力變化較大，即 （ （ 曲線起伏變化較大，則須分別計算出各個循環(huán)階段內(nèi)所需的功率，驅(qū)動功率取其平均功率： . . . (7 式中 1t 、 2t 、 一個循環(huán)系統(tǒng)中每一個動作階段內(nèi)所需的時間 s 1P 、 2P 、 個循環(huán)中每一動作階段內(nèi)所需的功率 平均功率選出電動機功率后，還要驗算一下每一階段內(nèi)電動機超載量是否都在允許范圍內(nèi)。電動機允許的短時間超載量一般為 25%。 擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上求的泵的排量1q、2系統(tǒng)中給定的液壓泵的形式，從機械設(shè)計手冊第五卷得雙聯(lián)葉片油泵：型號 5，排量 25/50ml/r 額定壓力 16統(tǒng)設(shè)定壓力小流泵 10流量油泵為 8 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 動機的選擇 液壓缸在整個循環(huán)運動中，系統(tǒng)的壓力和流量都是變化的。所需功率變化較大，為滿足整個工作循環(huán)的需要，需按大功率段來確定電動機的功 率。 從液壓原理圖可以看出，快速運動時系統(tǒng)的壓力和流量都較大，這時，大小泵同時參加工作，小泵排油壓力和流量均較大。此時，大小泵同時參與工作小泵排油除保證鎖緊力外，還通過順序閥將壓力油供給加料門油缸。 前面的計算已知，小泵供油壓力為1P=慮大泵到銷鎖油缸路損失，大泵供油壓力應(yīng)為2P=6. 4取泵的總效率p=的總驅(qū)動功率為： P= 1 1 1 1p v p q P q(7 =17考慮安全系數(shù) ,故取 18機械設(shè)計手冊電機參數(shù)表得： 電機型號 0功率 轉(zhuǎn)速 護(hù)等級 壓控制閥的選擇 選擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量。本系統(tǒng)工作壓力在 10右，所以液壓閥都選用中、高壓閥。液壓閥的作用是控制液壓系統(tǒng)的油流方向、壓力和流量，從而控制整個液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)的工作壓力，執(zhí)行機構(gòu)的動作順序，工作部件的運動速度、方向，以及變換頻率，輸出力和力矩等。 在液壓系統(tǒng)中，液壓閥的選擇是非常重要的?？梢允瓜到y(tǒng)的設(shè)計合理，性能優(yōu)良，安裝簡便，維修容易，并保證系正常工作的重要條件。不但要按系統(tǒng)功需要選擇各種類型的液壓控制閥，還需要考慮額定壓力，通過流量，安 裝形式，動作方式，性能特點因素。 據(jù)液壓閥額定壓力來選擇 選擇的液壓閥應(yīng)使系統(tǒng)壓力適當(dāng)?shù)陀诋a(chǎn)品標(biāo)明的額定值。對液壓閥流量的選擇，可以按照產(chǎn)品標(biāo)明的公稱流量為依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品有關(guān)流量曲線來確定。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 壓閥的安裝方式的選擇 是指液壓閥與系統(tǒng)的管路或其他閥的進(jìn)出油口的連接方式，一般有三種，螺紋連接方式，板式連接方式，法蘭連接方式。安裝方式的選擇要根據(jù)液壓閥的規(guī)格大小，以及系統(tǒng)的簡繁及布置特點來確定。 壓閥的控制方式的選擇 液壓閥的控制方式一般有四種，有手動控制，機械控制，液壓控 制，電氣控制。根據(jù)系統(tǒng)的操縱需要和電氣系統(tǒng)的配置能力進(jìn)行選擇。 壓閥的結(jié)構(gòu)形式的選擇 液壓閥的結(jié)構(gòu)方式分為：管式結(jié)構(gòu)，板式結(jié)構(gòu)。一般按照系統(tǒng)的工作需要來確定液壓閥的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)以上的要求來選擇液壓控制閥，所選的液壓閥能滿足工作的需要。所以本液壓系統(tǒng)所選的液壓閥有中、高壓閥。具體規(guī)格型號和名稱見表 壓控制閥 序號 代 號 名稱及規(guī)格 材料 數(shù)量 1 2 安全球閥 品 2 2 向閥 成品 2 3 單向閥 成品 4 4 0磁溢流閥 成品 4 5 4磁閥 成品 6 6 壓球閥 成品 24 7 4磁閥 成品 10 8 流集流閥 成品 6 9 4磁閥 成品 2 10 50壓閥 成品 2 11 向閥 成品 2 12 單向節(jié)流閥 成品 2 13 液控單向閥 成品 4 14 0壓閥 成品 6 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 序號 代 號 名稱及規(guī)格 材料 數(shù)量 15 4磁閥 成品 2 16 2速閥 品 4 他液壓元件的選擇 力繼電器的選擇 能夠自動感到壓力變化，當(dāng)壓力達(dá)到預(yù)定壓力時，可以自動將電路進(jìn)行通斷的儀表。壓力預(yù)定值是根據(jù)壓力控制要求，預(yù)先在壓力校驗臺還是調(diào)定的點觸點動作的壓力值。根據(jù)要求查機械設(shè)計手冊得 ： 5 壓力繼電器 力表 由液壓系統(tǒng)的壓力來選擇壓力表，查機械設(shè)計手冊得： 壓力表 壓軟管和測壓排氣接頭 根據(jù)系統(tǒng)的壓力來選擇測壓軟管和測壓排氣接頭，查機械設(shè)計手冊得： 壓軟管的有關(guān)參數(shù)：公稱通經(jīng) 22大動態(tài)壓力 30用溫度3/ 060C 。軟管通徑 23 大靜大壓力 40學(xué)性能，耐酸性溶劑。 3W 測壓軟管 公稱通徑 22 最大壓力 30 橡膠接頭 液位液溫器，液位控制器和空氣濾清器的選擇 依據(jù)液壓系統(tǒng)的壓力和流量，系統(tǒng)的發(fā)熱量來選擇，由機械設(shè)計手冊得： 液位液溫器 位控制器 氣濾清器 文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 能器的設(shè)計計算 根 據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定類型和主要參數(shù)。 在本液壓系統(tǒng)中，液壓缸在短時間內(nèi)快速運動，由蓄能器來補充供油，則計算公式為 ： V=qv (7 L液壓缸的行程 K油液損失系數(shù)，一般取 K=1.2 V=由以上公式得 V=慮安全系數(shù)和其他方面 V 取 40L,查機械設(shè)計手冊得： 00H 蓄能器 定油箱的有效容積 初步確定油箱的有效容積 ,跟據(jù)經(jīng)驗公式來確定油箱的容量 , V= (7 式中 已知所選泵的總流量為 樣 ,表 統(tǒng)類型 行走機械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶金系統(tǒng) 1 2 2 4 5 7 6 12 10 得 =5 故 V= =5 m 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 道尺寸的確定 橡膠管道的選擇 (1)管道內(nèi)徑的計算 本系統(tǒng)管路很復(fù)雜，取其中主要的幾條來計算，按照公式： d 1130 (7 于吸油管 v=12m/s,一般取 1m/s 以下，對于壓油管 v 36m/s,對于回油管 v s。 再按照公式 d= 4 (7算出管道內(nèi)徑： 流量 表 算數(shù)值 管路名稱 通過流量 /(L/s) 允許流速 /(m/s) 管道內(nèi)徑 /m 實際取值 /m 大泵吸油管 泵吸油管 泵排油管 泵排油管 機械設(shè)計手冊得： 10 2、 34 3、 65 4 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 管的選擇 根據(jù)工作壓力和按公式得管子的內(nèi)徑選擇膠管的尺寸規(guī)格。高壓膠管的工作壓力對不正常使用的情況下可提高 20%；對于使用頻繁，經(jīng)常扭變的要降低 40%。膠管在使用及設(shè)計中應(yīng)主要下列事項： (1) 膠管的彎曲半徑不宜過小，一般不應(yīng)小于 320，膠管與管接頭聯(lián)接處應(yīng)留有一段直的部分，此段長不應(yīng)小于管外徑的兩倍。 (2) 膠管的長度應(yīng)考慮到膠管在通入壓力油后，長度方向?qū)l(fā)生收縮變形，一般收縮是取 3%4%，膠管安裝時避免處于拉緊狀態(tài)。 (3) 膠管安裝是應(yīng)保證不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，為便于安裝，可沿管長涂以色 紋，以便檢查。 (4) 膠管的接頭軸線，應(yīng)盡量放置在運動的平面內(nèi)，避免兩端互相運動時膠管受 (5) 膠管應(yīng)避免與機械上的尖角部分想接觸和摩擦，以免管子損壞。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 6 液壓系統(tǒng)性能驗算 算回路中的壓力損失 2 本系統(tǒng)較為復(fù)雜，有多個液壓缸執(zhí)行元件動作回路，其中環(huán)節(jié)較多，管路損失較大的要算快速運動回路，故主要驗算由泵到液壓缸這段管路的損失 程壓力損失 沿程壓力損失，主要是液壓缸快速運動時進(jìn)油管路的損失 。此管路長為 5m，管內(nèi)徑 運動時通過的流量為 s，正常運轉(zhuǎn)后的粘度為 = 27 2 /mm s ，油的密度為 =9183m 油在管路的實際流速 =24 =s d= 10 =3702 2300 油在管路中呈紊流流動狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為： = (7 根據(jù)公式 1p = 212d 求得沿程壓力損失為 : 1p = 20 . 5 60 . 3 1 6 4 5 2 . 9 33 7 0 2 0 . 0 3 4 2 1 0 = 局部壓力損失 局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失2p，以及通過控制閥的局部壓力損失3p。其中管路局部壓力損失相對來說小得多，故主要考慮通過控制閥的局部壓力損失。 從系統(tǒng)圖中 可以看出 ,從大泵的出口到油缸的進(jìn)油口 ,要經(jīng)過單向閥、電磁換向閥、單向調(diào)速閥、溢流閥。 單向閥的額定流量為 50L/定壓力損失 電磁換向閥的額定流量為150L/定壓力損失為 單向調(diào)速閥的額定流量為 160L/定壓力損失為 流閥的額定流量為 120L/定壓力損失為 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 通過各閥的局部壓力損失之和： 2 2 2 231 3 . 5 7 3 . 4 1 3 . 5 7 3 . 4 1 3 . 5 7 3 . 4 1 7 3 . 40 . 3 0 . 2 0 . 3 0 . 25 0 1 5 0 1 6 0 1 2 0p 3p=小泵出油口到油缸進(jìn)油口也要經(jīng)過單向閥、電磁換向閥、單向調(diào)速閥、溢流閥。 向閥的額定流量為 50L/定壓力損失 電磁換向閥的額定流量 150L/定壓力損失為 單向調(diào)速閥的額定流量為 160L/定壓力損 流閥的額定流量為 120L/定壓力損失為 過各閥的損失之和為 : 2 2 2 231 3 . 5 7 3 . 4 1 3 . 5 7 3 . 4 1 3 . 5 7 3 . 4 1 3 . 5 7 3 . 40 . 3 0 . 2 0 . 3 0 . 25 0 1 5 0 1 6 0 1 2 0p =上計算結(jié)果是大小是同時工作的 ,所經(jīng)過的管道都是一樣的。則大小泵是同時工作的 ,所以大小泵到油缸之間總的壓力損失為 : 13p p p =壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升的計算 算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 液壓系統(tǒng)工作時，除執(zhí)行元件驅(qū)動外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高。液壓系統(tǒng)的功率損失主要有以下幾種形式： (1) 液壓泵的功率損失 1 11 (1 )zh r i p i (7 式中 s）； z投入工作液壓泵的臺數(shù)； W）； 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 臺泵工作時間 （ s） ； (2) 液壓執(zhí)行元件的功率損失 2 11 ( 1 )Mh r j p j (7 式中 M液壓執(zhí)行元件的數(shù)量； W） ； j 個執(zhí)行元件工作時間 （ s） ； (3) 溢流閥的功率損失 3h y yP p (7 式中 3/。 (4) 油液流經(jīng)閥或管道的功率損失 4hP (7 式中 p ； 3/。 以上各種損失構(gòu)成了整個系統(tǒng)的功率損失，即液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 1 2 3 411)h r h h h h i i W j j j v i p i P P T t q (7 該公式適用于回路比較簡單的液壓系統(tǒng)，對于復(fù)雜系統(tǒng)，由于功率損失的環(huán)節(jié)太多，一一計算較麻煩，通常用下式計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 (7式中有效功率。 對于本系統(tǒng)來說 , 1 Z i i qv = (7 式中 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 1 =7 (7 式中 s） ； z、 n、 m分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)的數(shù)量； Pi、-第 i 臺泵的實際輸出壓力、流量、效率； i 臺泵工作時間 （ s） ； N m） 。 總的發(fā)熱功率按照公式 ( 計算液壓系統(tǒng)的散熱功率 液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是油箱表面，但如果系統(tǒng)外接管路較長，而且要考慮管道的散熱功率時，也應(yīng)考慮管路表面散熱。 1 1 2 2() A K A T (7 =中 121A、2管道的散熱面積 T 油箱散熱系數(shù)1 （ W/ 2m ） 冷卻條件 18 9 通風(fēng)條件良好 15 17 用風(fēng)扇冷卻 23 循環(huán)水強制冷卻 110 170 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 管道的散熱系數(shù)見表 W/ 2m ） 表 速 / 1 管道外徑 /m 8 6 5 1 25 14 10 5 69 40 23 則計算出的hr 油溫會不斷升高，這時，最大溫差 ,根據(jù)公式 1 1 2 2 A K A 環(huán)境溫度為0T，則油溫00T T T 。當(dāng)油箱的散熱面積不能再加大，或加大一些無濟(jì)于事時，需要安裝冷卻器。 據(jù)散熱要求計算油箱容量 在初步確定油箱容積的情況下，驗算其散熱面積是否滿足要求。當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)熱量求出以后，可依據(jù)散熱的要求拉確定油箱的容量。 油箱的散熱面積 ,根據(jù)公式 (1 2 2 1( ) / A 油箱的主要設(shè) 計參數(shù)如下圖，一般油面的高度為油箱高 h 的 ，與油直接接觸的表面算全散熱面，與油不接觸的表面算半散熱面，油箱的有效容積和散熱面積分別為 V=.8 a=1, b=1.3,h=1 1A=a+b)+1(1+1 m 油箱的散熱功率為 20 . 5 60 . 3 1 6 4 5 2 . 9 33 7 0 2 0 . 0 3 4 2 1 0 式中 查表得 16W/ 2m 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 T 取 T =35