遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計第PAGEV頁熱軋熱卷箱偏轉(zhuǎn)輥和成形輥液壓系統(tǒng)設計摘要熱卷箱技術(shù)在國外的鋼鐵公司中得到了廣泛地應用，國內(nèi)幾家大型鋼鐵企業(yè)也已經(jīng)開始使用該裝置。在寬帶鋼熱連軋生產(chǎn)線中，熱卷箱起到了非常重要的作用，它能否正常投入運行關(guān)系到整條生產(chǎn)線能否高產(chǎn)軋出高質(zhì)量的產(chǎn)品。熱卷箱的使用為公司帶來了可觀的經(jīng)濟效益由于熱卷箱設備眾多，工藝要求復雜，因此它的控制歷來被冶金自動化控制界看作是一個十分難于控制的機電液一體化設備，尤其是其中的控制模型和算法的推導更是鮮見文獻報導，國內(nèi)外能夠獨立對其進行技術(shù)開發(fā)和編程的公司也只有為數(shù)甚少的幾家。因此目前還不能真正地做到熱卷箱設計“國產(chǎn)化”。本文在彈塑性彎曲變形理論的基礎(chǔ)下，從實際情況入手，借助幾何成形的方法，提出了計算熱卷箱結(jié)構(gòu)參數(shù)、運動參數(shù)、位置參數(shù)、力能參數(shù)和工藝參數(shù)的數(shù)學模型，并在此基礎(chǔ)上編制了一套完整的為熱卷箱設計的液壓系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：熱卷箱，液壓系統(tǒng)，偏轉(zhuǎn)輥，成形輥HydraulicsystemdesignofHot-rolledcoilboxanddeflectionrollerandtheformingrollerAbstracCoilboxiswidelyusedintheoverseassteelcompanies，andsomebiginternalsteelcompaniesstartedtouseitrecently.ThecoilboxplaysaveryimportantpartintheproductionoftheHotContinuousWideStripSteelRolling.Companycanachieveconsiderablebenefitfromit.Becauseofmanydevicesofhotcoilingboxandcomplexrequirementofthetechnology,itscontrolsystemisverydifficultinthefieldofthemetallurgyandcontrol.Littleliteraturedescribesitscontrolmodelandarithmetic.Thereareveryfewcompaniescandevelopthetechnologyandtheprogramindependentlyintheentireworld.Soreal"national"coilboxdesigncannottobedonepresently.Onthebasisofthetheoryofstretchdistortion，accordingtotherealityfacts，withthegeometricalfigurationmethod，thispaperaffordsthemathematicalmodulesaboutthestructuralparameters，thedynamicparameters，thepositionalparameters，themechanicalparametersandthetechnicalparametersofcoilbox，andprogramsaHydraulicsystem.Keywords：hotCoilbox，HydraulicSystem，Deflectionroller，RollForming目錄摘要 IAbstrac II目錄 III1緒論 11.1熱卷箱技術(shù) 11.2提出研究熱卷箱的要求 11.3熱卷箱的發(fā)展歷史 11.4熱卷箱的主要優(yōu)勢： 21.5熱卷箱相關(guān)區(qū)域設備組成 21.6熱卷箱工作過程 31.7成形輥 41.8偏轉(zhuǎn)輥 42設計依據(jù) 62.1工作過程 62.2給定參數(shù)如下 63工況分析 73.1運動分析 73.1.1加速度和位移分析 73.2循環(huán)周期計算 103.2.1成形輥： 103.2.2偏轉(zhuǎn)輥： 113.3負載分析 113.4負載計算式: 124初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖 145初步確定液壓系統(tǒng)參數(shù) 165.1確定液壓缸工作壓力 165.2確定液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 165.3繪制液壓工況圖 175.3.1液壓缸壓力計算 175.3.2液壓缸流量計算 205.3.3液壓缸功率計算 216液壓元件的計算和選擇 226.1液壓缸的計算 226.1.1液壓缸壁厚及材料的確定 226.1.2活塞桿的校核 236.2液壓泵的選擇 246.2.1計算液壓泵的最高工作壓力pb 246.2.2確定液壓泵的流量qv 246.2.3選擇液壓泵的規(guī)格 246.3選擇電動機 256.4液壓控制閥的選擇 256.4.1節(jié)流閥的選?。?256.4.2換向閥的選?。?266.4.3溢流閥的選?。?266.5油箱容積的確定 276.5.1油箱設計要點 276.5.2油箱容量計算 276.6管道尺寸的確定 286.7蓄能器的選擇 296.7.1優(yōu)點和功用 296.7.2類型的選擇 296.7.3蓄能器的容積計算 307液壓系統(tǒng)性能演算 327.1液壓系統(tǒng)壓力損失 327.1.1液壓缸勻速快上時 327.1.2液壓缸勻速快下時 338液壓控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試和故障處理 348.1液壓控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 348.1.1液壓系統(tǒng)的安裝 348.1.2液壓系統(tǒng)的調(diào)試 348.2液壓系統(tǒng)容易出現(xiàn)的故障和維護 359環(huán)境性能分析 369.1液壓工業(yè)對環(huán)境的危害 369.2解決方法 36結(jié)語 38致謝 39參考文獻 40遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計第43頁1緒論1.1熱卷箱技術(shù)熱卷箱技術(shù)是熱軋帶鋼生產(chǎn)中一項實用、成熟的技術(shù)，適合舊有熱軋線的改造。是提高熱連軋產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工藝設備，它與軋機及輥道的速度匹配更加重要，直接影響整條生產(chǎn)線的穩(wěn)定性及產(chǎn)品質(zhì)量。設計合理的速度匹配的關(guān)系對整個生產(chǎn)線的穩(wěn)定生產(chǎn)，提高效率及產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。1.2提出研究熱卷箱的要求在現(xiàn)代熱連軋板帶生產(chǎn)線的設計中，為了在軋制速度較高的粗扎機（最高速度一般5米/秒以上）和速度較慢的切頭飛剪及精軋第一機架（咬入速度一般不高于2米/秒）之間協(xié)調(diào)物料流，末架粗扎機和精軋第一機架間都設有很長一段輸送輥道。這樣的設計就不可避免的存在一個問題：由于設備平面布置帶來的極大的中間坯熱量損失。同時，在中間坯進入精軋第一機架時，由于帶坯頭部從粗扎末機架傳送到精軋第一機架所用的時間通常比尾部少。尾部熱輻射損失時間比頭部長，這樣就造成了中間坯的頭尾溫差。1.3熱卷箱的發(fā)展歷史為了解決中間坯頭尾溫差問題，在上個世紀六十年代末加拿大鋼鐵公司組織特別小組研制開發(fā)了熱卷箱技術(shù)，并首先在加拿大斯太爾克鋼鐵公司成果應用。該技術(shù)主要通過安裝在粗扎機與精軋機組之間靠近精軋機組一側(cè)的熱卷箱設備將粗扎中間坯進行無芯卷取，通過頭尾顛倒并進行保溫均熱等手段解決中間坯的頭尾溫差問題。加鋼聯(lián)Stelco研究中心于1972~1973年在希爾頓廠1420mm寬帶鋼軋線上完成工業(yè)實驗，1974年完成生產(chǎn)用熱卷箱樣機，1980年3月第一臺生產(chǎn)用熱卷箱在澳大利亞BHP公司西港廠的新寬帶熱軋帶鋼廠投入運行。主要設備有1臺可逆式粗軋機、短距離延遲輥道、熱卷箱及機架精軋機組。為提高生產(chǎn)能力和改善帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量，1980年加鋼聯(lián)對希爾頓1420mm寬帶鋼軋機的熱卷箱進行改造，之后，又有4臺熱卷箱投入運行，3臺在歐洲，1臺在美洲。1983年加鋼聯(lián)依利湖2050mm熱連軋機投入生產(chǎn)運行。該軋機生產(chǎn)的帶卷單位卷重19.6kg/mm，最小厚度為2.3mm。延遲輥道長度為75m。當軋制長中間坯時，熱卷箱將與粗扎機形成連軋關(guān)系。國內(nèi)引進熱卷箱的技術(shù)較晚，而且一開始都是引進國外二手設備，其控制技術(shù)也相對比較落后。進入21世紀以來，由于國內(nèi)鋼鐵事業(yè)的蓬勃發(fā)展，熱卷箱作為提高生產(chǎn)效率和節(jié)約能源的設備，其技術(shù)也得到進一步的發(fā)展。然而，對于這項新工藝和控制技術(shù)，還是具有很多的研究空間，使其進一步完善。1.4熱卷箱的主要優(yōu)勢1.縮短軋線的長度。在粗、精軋機之間使用熱卷箱，可以將中間輥道的長度縮短50%以上，從而減少了廠房面積和設備投資。2.節(jié)約軋機電機容量和加熱爐燃料，節(jié)省投資和能源。3.可大量減少廢品，增強除鱗效果，提高帶卷表面質(zhì)量。通過熱卷箱卷取后再開卷，二次氧化鐵皮經(jīng)反復彎曲后，鐵皮自動脫落，得到了很好的處理效果。4.提高鋼材收得率。均衡中間坯頭尾溫差，提高成品帶材質(zhì)量。1.5熱卷箱相關(guān)區(qū)域設備組成1.熱卷箱前設備與熱卷箱工藝控制有關(guān)的熱卷箱前設備有末架粗軋機、末架粗軋機后工作輥道、延遲輥道、熱卷箱入口道、熱卷箱入口輥道。2.熱卷箱后設備熱卷箱后設備有飛剪、飛剪后側(cè)導板、除鱗箱后輥道除鱗箱、精軋F1、F2軋機。3.熱卷箱本體設備熱卷箱本體設備有偏轉(zhuǎn)輥、上下彎曲輥、成形輥、#托卷輥、開卷器、穩(wěn)定器、托卷輥、托卷輥、保溫側(cè)導板及開尾銷、開尾輥及夾送輥、出口側(cè)導板。熱卷箱相關(guān)區(qū)域設備如圖1.1所示。粗軋熱卷箱熱卷箱精軋機組卷取機切頭飛剪除鱗箱層流冷卻除鱗箱圖1.1熱卷箱前后設備示意圖1.6熱卷箱工作過程先將末架粗扎機運來的中間坯進行無芯卷曲，然后將卷取的中間坯帶卷進行反開卷，把中間坯尾部變成頭部，頭部變成尾部，送進精軋機組進行軋制。熱卷箱處于卷取狀態(tài)時，要求成型輥、1號托卷輥、進口導槽上的輥子均處于上升位置，速度設定以R2軋機出口速度為基準。帶坯出R2軋機后，沿輥道、進口導槽進人熱卷箱。中間坯頭部經(jīng)彎曲輥作用產(chǎn)生一次彎曲，再經(jīng)成型輥二次彎曲形成內(nèi)圈，在1號托卷輥、彎曲輥成型輥共同作用下，繞自身纏繞形成中間坯帶卷。R2拋鋼時，上彎曲輥抬起，1號托卷輥落下，實現(xiàn)尾部定位。此后1號托卷輥停轉(zhuǎn)，移送臂芯軸插人內(nèi)圈，起落臂下降，擂入份鏟頭打開帶卷尾部，將帶尾壓于軋制線上，1號托卷輥及輥道反轉(zhuǎn)將中間坯帶卷打開，經(jīng)夾送輥送人精軋機組軋制。軋機咬鋼后，熱卷箱起落肴抬起，卷徑減少一半時，移送臂作弧線擺動，把帶卷平移到開卷站繼續(xù)開卷，開卷完畢后，移送臂芯頭縮回，準備下次開卷。圖1.2熱卷箱設備示意圖1.7成形輥成形輥為實心鍛鋼件，冷卻為內(nèi)部通水連續(xù)冷卻方式，其端部裝有滾動軸承。成形輥設計為不傳動的惰輥，以便卷形調(diào)整控制。成形輥護板內(nèi)側(cè)安裝有外冷水集管，進行間歇式噴水冷卻，同時沖刷氧化鐵皮。成形輥的功能:成形輥和一號托卷輥與彎曲輥系統(tǒng)(含熱卷箱入口導槽)構(gòu)成熱卷箱卷取站，接收由彎曲輥彎曲變形的中間坯，與成形輥上下護板共同作用使中間坯頭部形成第一圈。另外與一號托卷輥共同支撐卷取過程中的鋼卷。當熱卷箱工作在卷取方式時，成形輥升到最高位置。此時的成形輥位置即為卷取準備好位置。當熱卷箱工作在直通方式時，則成形輥應處于軋線高度(最低)位置，僅起輥道作用，將來自R2粗軋機的中間坯直接送到熱卷箱出口側(cè)的夾送輥處。成形輥與其護板是連動的。成形輥為花輥形式，以增加與鋼卷間的摩擦作用有利于中間坯卷取成圓。1.8偏轉(zhuǎn)輥偏轉(zhuǎn)輥的作用是將中間坯正確地導入彎曲輥。它的工作原理就是工作時由兩側(cè)液壓缸驅(qū)動，使偏轉(zhuǎn)輥組件抬升至工作位置，與入口側(cè)上橫梁的圓弧護板及上彎曲輥架上的導板形成入口導槽，將中間坯正確導入上下彎曲輥之間。當熱卷箱選擇直通方式時，偏轉(zhuǎn)輥在軋線位置上，這時偏轉(zhuǎn)輥只起輥道作用。偏轉(zhuǎn)輥由輥架、輥子、擺動導板固定導板，升降液壓缸等組成。輥架為焊接結(jié)構(gòu)，其入口端通過銷軸鉸接在機架上，通過升降液壓缸，可繞其轉(zhuǎn)動，將偏轉(zhuǎn)輥及導板抬至工作所需位置。即卷取工作時偏轉(zhuǎn)輥與軋線成24°角，當直通工作時，偏轉(zhuǎn)輥在軋線位置上。輥子采用實心鍛鋼輥，經(jīng)電動機、萬向接軸傳動分別兩輥子。輥子通過軸承座把合在機架上。擺動導板可繞其鉸點隨輥架轉(zhuǎn)動而隨動，鉸點支座把合在入口端的下橫梁上。液壓缸頭部與偏轉(zhuǎn)輥輥架，缸體與機架鉸接。兩偏轉(zhuǎn)輥均采用外冷水冷卻、偏轉(zhuǎn)輥軸承采用桿油集中潤滑。熱卷箱技術(shù)開發(fā)至今，遍布世界各地熱軋生產(chǎn)線上的熱卷箱已有近45套。其設備結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)得到不斷優(yōu)化，已適應傳統(tǒng)熱軋帶鋼、薄板坯連鑄連軋及中薄板坯連鑄連軋3種不同形式熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝流程的需要。在寬帶鋼熱連軋生產(chǎn)線中，熱卷箱起到了非常重要的作用，它能否正常投入運行關(guān)系到整條生產(chǎn)線能否高產(chǎn)軋出高質(zhì)量的產(chǎn)品。由于熱卷箱設備眾多，工藝要求復雜，因此它的控制歷來被冶金自動化控制界看作是一個十分難于控制的機電液一體化設備，尤其是其中的控制模型和算法的推導更是鮮見文獻報導，國內(nèi)外能夠獨立對其進行技術(shù)開發(fā)和編程的公司也只有為數(shù)甚少的幾家。液壓傳動與機械傳動相比，液壓傳動更容易實現(xiàn)其運動參數(shù)(流量)和動力參數(shù)(壓力)的控制。由于具有傳遞效率高，可進行恒功率輸出控制，功率利用充分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，液壓傳動在工程機械中得到了廣泛的應用。幾乎所有工程機械裝備都能見到液壓技術(shù)的蹤跡，其中不少已成為主要的傳動和控制方式。極限負荷調(diào)節(jié)閉式回路，發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制的恒壓，恒功率組合調(diào)節(jié)的變量系統(tǒng)開發(fā)，給液壓傳動應用于工程機械行走系提供了廣闊的發(fā)展前景。2設計依據(jù)2.1工作過程偏轉(zhuǎn)輥和成形輥的上下運動采用液壓傳動，其工作過程：上升動作：啟動→加速上升→勻速上升→減速上升→制動。下降動作：反向啟動→加速下降→勻速下降→減速下降→制動。2.2給定參數(shù)如下：參數(shù)成形輥重500kg偏轉(zhuǎn)輥重500kg成形輥提缸升降速度150mm/s成形輥提升缸行程500mm偏轉(zhuǎn)輥伸縮缸伸縮速度150mm/s偏轉(zhuǎn)輥伸縮缸行程470mm系統(tǒng)中成形輥、偏轉(zhuǎn)輥啟動、制動的時間均為0.3s。由于成形輥、偏轉(zhuǎn)輥的輥重和液壓缸伸縮速度均相等，只有液壓缸的行程有一定差異，所有在下列的計算過程中，兩輥相同的部分只寫一部分，不相同的部分分別標出。3工況分析工況分析指的是執(zhí)行元件的運動分析和負載分析，即分析主機在工作過程中各執(zhí)行元件的負載和運動速度的變化規(guī)律,是確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的基本依據(jù)，根據(jù)繪制運動循環(huán)圖和負載循環(huán)圖來了解運動過程的本質(zhì)，查明每個執(zhí)行器在其工作中的負載、位移、及速度的變化規(guī)律，并找出最大負載點和最大速度點。運動循環(huán)圖即速度循環(huán)圖，它反映了執(zhí)行機構(gòu)在一個工作循環(huán)中的運動規(guī)律。繪制速度循環(huán)圖是為了計算液壓執(zhí)行器的慣性負載及繪制其負載循環(huán)圖，故繪制速度循環(huán)圖通常與負載循環(huán)圖同時進行。液壓執(zhí)行器的負載包括工作負載、摩擦負載兩類，工作負載又包含慣性負載。摩擦負載又有靜摩擦負載和動摩擦負載兩種類型，理論分析確定負載時，必須仔細考慮各執(zhí)行器在一個循環(huán)中的工況及相應的負載類型。3.1運動分析3.1.1加速度和位移分析=1\*GB3①啟動加速度=m/s2位移m=22.5mm=2\*GB3②制動加速度m/s2位移mm=0.0225m=22.5mm=3\*GB3③反向啟動加速度==0.5m/s2位移mm=22.5mm=4\*GB3④反向制動加速度m/s2位移=0.0225m=22.5mm速度分析結(jié)果列于表3.1、3.2。表3.1成形輥升降缸速度和位移分析工況位移/mm速度/(mm/s)啟動0→150勻速上升150制動150→0反向啟動0→150勻速下降150反向制動150→0利用以上數(shù)據(jù)，并在變速段做線性處理后便得到成形輥提升缸的速度循環(huán)圖，如圖3.1所示。圖3.1成形輥升降缸速度-位移曲線表3.2偏轉(zhuǎn)輥伸縮缸速度和位移分析工況位移/mm速度/(m/s)啟動0→150勻速上升150制動150→0反向啟動0→150勻速下降150反向制動150→0利用以上數(shù)據(jù)，并在變速段做線性處理后便得到偏轉(zhuǎn)輥提升缸的速度循環(huán)圖，如圖3.2所示。圖3.2偏轉(zhuǎn)輥伸縮缸速度-位移曲線3.2循環(huán)周期計算根據(jù)所得數(shù)據(jù)可以計算出偏轉(zhuǎn)輥和成形輥液壓缸運動的循環(huán)周期：3.2.1成形輥：啟動：勻速上升：制動：反向啟動：勻速下降：反向制動：循環(huán)周期：3.2.2偏轉(zhuǎn)輥：啟動勻速上升制動反向啟動勻速下降反向制動循環(huán)周期s3.3負載分析已知成形輥重500kg、偏轉(zhuǎn)輥重500kg，在本次設計中的重力加速度g=10m/s2由于系統(tǒng)由兩個液壓缸構(gòu)成，所以平均每個液壓缸支撐輥重的一半：m=kg，所受力為F=N。=1\*GB3①啟動時工作負載=mg=250×10=2500N啟動時慣性負載N=2\*GB3②制動時工作負載N制動時慣性負載N③反向啟動時工作負載N反向啟動時慣性負載N④反向制動時工作負載N反向制動時慣性負載N負載分析結(jié)果列于表3.3表3.3液壓缸的負載工況啟動勻速快上制動反向勻速快下反向制動負載/N37502500125025000-1253.4負載力計算液壓缸的外載荷Fw啟動:=3750N勻速快上:=2500N制動:=1250N反向啟動:=2500N勻速快下:反向制動:=-125N根據(jù)所得數(shù)據(jù)，并利用速度分析中求得的位移計算結(jié)果?？僧嫵龀尚屋?、偏轉(zhuǎn)輥負載循環(huán)圖，如圖3.3、3.4所示。圖3.3成形輥液壓缸負載-位移循環(huán)圖圖3.4偏轉(zhuǎn)輥液壓缸負載-位移循環(huán)圖4初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù)17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，所謂液壓系統(tǒng)是指用輸油軟管或硬管將若干個功能不同的液壓元件按傳動需求連接成一個能完成預定動作的組合體.正確分析和理解液壓系統(tǒng)是使用和維護好液壓設備的保證液壓系統(tǒng)可用于從一處向另一處傳遞機械能?？梢酝ㄟ^利用壓力能完成上述操作。液壓泵由機械能驅(qū)動。機械能在受壓液體中轉(zhuǎn)變成壓力能和動能，然后重新變成機械能作功。

轉(zhuǎn)變能量的手段：提供給液壓系統(tǒng)的原始能量是來自發(fā)動機的機械能，實際上是發(fā)動機驅(qū)動了液壓泵。泵利用這種能量泵出液體，在此過程中，機械能變成了壓力能和動能。液體流經(jīng)液壓系統(tǒng)，并朝油缸和馬達等執(zhí)行元件方向流動。液體中的壓力能和動能使執(zhí)行元件產(chǎn)生運動。運動過程中，能量再一次轉(zhuǎn)變成機械能。熱卷箱的成形輥和偏轉(zhuǎn)輥做上下往返運動，總行程只有500mm和470mm，用液壓缸既可完成，上升速度、下降速度相對均勻，往返速度和出力基本相同相同，并且是單純的直線運動，故可選用單桿液壓缸。由于輥的長度要求，所以在輥的兩端分別采用一個液壓缸，且兩個液壓缸同時工作。對于液壓缸升降回路來說，在升降運動中存在著負載變化，為使運動速度不受負載的影響，本系統(tǒng)采用附加的單向閥功能可以防止管路損壞或制動失靈時重物自由下降。當負載上升到指定位置后，液壓泵不能馬上停止供油，此時，需要在供油路上加一個溢流閥，用來給液壓泵卸荷，起到保護泵的作用。而在回油路上應該加個背壓閥，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運動的平穩(wěn)性。圖4.1熱卷箱成形輥和偏轉(zhuǎn)輥系統(tǒng)原理圖5初步確定液壓系統(tǒng)參數(shù)5.1確定液壓缸工作壓力系統(tǒng)壓力由設備類型、載荷大小、結(jié)構(gòu)要求和技術(shù)水平而定，在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，工作壓力高，就會結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省材料，提高相應速度、加大輸出力、提高功率密度和管流速度，并且不發(fā)生執(zhí)行器低速爬行現(xiàn)象，這是液壓發(fā)展的方向。還要注意泄露、噪聲和可靠性問題的妥善處理。通過實習調(diào)查及參考[1，17_2_11]可初步選定液壓缸的工作壓力=8MPa。5.2確定液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)由以上計算可知液壓缸的最大工作負載N由于上行時經(jīng)過單向閥部分，下降時經(jīng)過節(jié)流閥，在回油路上有設有背壓閥，且初選工作壓力p=8MPa,屬于中高壓系統(tǒng)，根據(jù)[1，17_2_14]取背壓。液壓缸的機械效率由活塞及活塞桿的密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失，在額定壓力下，通?？扇。?.90~0.95）。容積效率是由各密封件泄漏所造成，根據(jù)實習現(xiàn)場的詢問和一些相關(guān)的資料顯示，活塞密封采用的是彈性密封，故=1。還有作用力效率是由排出口背壓所產(chǎn)生的反向作用力造成，而本設計采用排油直接回油箱，故=1。所以液壓缸的機械效率為。根據(jù)[2，23_4_5]選取。液壓缸內(nèi)徑mm，d26.076mm通過翻閱機械手冊，確定選用UY型冶金設備標準液壓缸，該類型液壓缸專為冶金及重型機械設計，屬于重負荷液壓缸。它工作可靠、耐沖擊、耐污染，適用于高溫高壓、環(huán)境惡劣的場合。根據(jù)[1，17_6_37]，取D=40mm，便得知活塞桿直徑d=28mm。活塞桿伸出時的理論推力為：N活塞桿縮回時的理論拉力為：N因為N所以所選液壓缸符合要求。5.3繪制液壓工況圖5.3.1液壓缸壓力計算圖5.1（a）啟動(b)反向利用求得的液壓缸有效工作面積和負載如圖5.1所示，并根據(jù)啟動時由式反向時由式求得液壓缸在一個工作循環(huán)中各階段的工作壓力值，即進油腔壓力，其結(jié)果見表5.1。其中出油腔壓力即為系統(tǒng)回油路上的背壓。無桿腔面積：mm2有桿腔面積：mm2面積比：。壓力計算式：啟動:=3.5724MPa勻速前進:=2.4666MPa制動:=1.3308MPa反向啟動:=5.3165MPa勻速返回:=0.9803MPa反響制動：=0.9803MPa表5.1液壓缸的壓力工況啟動勻速前進制動反向啟動勻速返回反響制動壓力/3.57242.46661.33085.31650.98030.9803由負載分析可知，此時負值載荷（與運動方向相同）。故F=0。由此可繪出成形輥和偏轉(zhuǎn)輥液壓缸的壓力循環(huán)圖，如圖5.2，5.3所示。圖5.2成形輥液壓缸壓力循環(huán)圖圖5.3偏轉(zhuǎn)輥液壓缸壓力循環(huán)圖5.3.2液壓缸流量計算利用所求得的液壓缸有效工作面積和已知速度，根據(jù)式q=vA求得液壓缸循環(huán)中各階段的最大流量，繪制流量循環(huán)圖，只需要計算出特殊點的流量。勻速快上：L/min勻速快下：L/min由此可繪出液壓缸的流量循環(huán)圖如圖5.4，5.5。圖5.4成形輥液壓缸流量循環(huán)圖圖5.5偏轉(zhuǎn)輥液壓缸流量循環(huán)圖5.3.3液壓缸功率計算利用所求出液壓缸的壓力和流量，求得液壓缸在循環(huán)中各階段的功率值見表5.2。啟動：=673.04W勻速前進：=464.71W制動：=250.72W反向啟動：=510.65W勻速返回：=94.16W反響制動：=94.16W表5.2液壓缸的功率工況啟動勻速前進制動反向啟動勻速返回反響制動功率/W0→673.04464.71250.72→00→510.6594.1694.16→0由此可繪出液壓缸的功率循環(huán)圖，如圖5.6所示。圖5.6成形輥液壓缸功率循環(huán)圖圖5.6偏轉(zhuǎn)輥液壓缸功率循環(huán)圖6液壓元件的計算和選擇6.1液壓缸的計算6.1.1液壓缸壁厚及材料的確定前面已求出液壓缸的活塞直徑D、活塞桿直徑d，在此要確定液壓缸其余主要結(jié)構(gòu)尺寸，并進行必要的校核。根據(jù)[1，17_6_9]選取內(nèi)徑為40mm的冶金液壓缸的外徑為50mm，即壁厚為5mm。對于液壓缸材料的選擇，一般要求有足夠的強度和沖擊韌性，對焊接的缸筒還要有良好的焊接性能。若缸選用45熱軋無縫鋼管，調(diào)質(zhì)處理MPa，屈服強度為MPa，安全系數(shù)通常取n=4,故材料的許用應力為：MPa。根據(jù)[1，17_6_8]的相關(guān)知識，得知：當～0.3時，可用實用公式：驗算壁厚，其中。則在0.08～0.3之間，所以：mm故壁厚取=5mm符合要求。6.1.2活塞桿的校核根據(jù)[1，17_6_16]中相關(guān)知識，進行強度校核、穩(wěn)定性校核，活塞桿選用45鋼，調(diào)制處理。A.強度校核活塞桿在穩(wěn)定工況下，如果只受軸向推力或拉力，可以近似地用直桿承受拉壓載荷的簡單強度計算公式進行計算：MPa而45鋼的許用應力[]=MPa，因為，所以強度足夠，符合要求。B.穩(wěn)定性校核液壓缸的按裝類型是一端固定，一段自由，估計液壓缸計算長度（兩個鉸接點之間距離）為：mm(是考慮結(jié)構(gòu)因素后的增加長度)；活塞桿慣性矩m4；對于鋼，活塞桿材料的彈性模量Pa。所以，臨界載荷：N在實際使用中，為保證活塞桿不產(chǎn)生縱向彎曲，活塞桿實際承受的壓縮載荷要遠小于極限載荷，取安全系數(shù)，則：＜N故足夠穩(wěn)定。6.2液壓泵的選擇6.2.1計算液壓泵的最高工作壓力pb本系統(tǒng)比較管路簡單，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)可以估取壓力損失MPa，管路和各閥的壓力損失MPa。則：MPa6.2.2確定液壓泵的流量qv本系統(tǒng)流量最大的是液壓缸的流量為勻速上升時的流量L/min，系統(tǒng)泄露系數(shù)一般取K=1.1～1.3,計算中K=1.1。由于系統(tǒng)的一條回路中有兩個液壓缸同時工作，根據(jù)：所以求得液壓泵的輸出流量：L/min6.2.3選擇液壓泵的規(guī)格根據(jù)壓力和流量值，根據(jù)[2，23_5_40]，選取25MCY14-1B斜盤式軸向柱塞泵。定量泵工作原理：因該泵的斜盤傾角是固定不變的，從而使泵排出的流量保持不變。技術(shù)規(guī)格：排量為25ml/r、額定壓力為31.5MPa、額定轉(zhuǎn)速r·min-1、功率為10KW.容積效率92%。泵的輸出流量：L/minkW6.3選擇電動機根據(jù)所選液壓泵的功率，查閱[3,29—88]選取Y250M-4三相異步電動機，其技術(shù)規(guī)格：功率75,轉(zhuǎn)速，效率92.7%。6.4液壓控制閥的選擇在液壓缸升降回路中，工作壓力為8MPa，最大流量為11.304L/min。分別選取單向節(jié)流閥、液控單向閥、電液換向閥和溢流閥。選出的液壓控制閥如表6.1。6.4.1節(jié)流閥的選取節(jié)流閥是通過改變節(jié)流截面或節(jié)流長度以控制流體流量的閥門。將節(jié)流閥和單向閥并聯(lián)則可組合成單向節(jié)流閥。節(jié)流閥和單向節(jié)流閥是簡易的流量控制閥，在定量泵液壓系統(tǒng)中，節(jié)流閥和溢流閥配合，可組成三種節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，即進油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)、回油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。節(jié)流閥沒有流量負反饋功能，不能補償由負載變化所造成的速度不穩(wěn)定，一般僅用于負載變化不大或?qū)λ俣确€(wěn)定性要求不高的場合。節(jié)流閥的應用1.起節(jié)流調(diào)速作用在定量泵供油的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，節(jié)流閥與溢流閥配合使用，調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運動速度。其調(diào)速原理將在第七章的速度調(diào)節(jié)回路中講述。2.起負載阻尼作用有些液壓系統(tǒng)流量是一定的，改變節(jié)流閥的開口面積將導致閥的前后壓力差的改變。此時節(jié)流閥起負載阻尼作用，稱之為液阻。節(jié)流口面積越小液阻越大。節(jié)流元件的阻尼作用被廣泛用于液壓元件的內(nèi)部控制中。3.起壓力緩沖作用在液流壓力容易發(fā)生突變的地方安裝節(jié)流元件可以延緩壓力突變的影響，防止液壓沖擊，起保護元件作用。典型的例子是壓力表前的阻尼孔—可調(diào)式壓力表開關(guān)；又如液壓缸中的節(jié)流緩沖裝置。根據(jù)參考文獻[2,23_7_201]選取單向節(jié)流閥型號Z2FS10工作壓力31.5MPa,通徑10mm，重量0.8kg根據(jù)參考文獻[2,23_7_198]選取液控單向閥型號Z2S10A_3X工作壓力31.5MPa,通徑10mm，重量2kg6.4.2換向閥的選取換向閥是具有兩種以上流動形式和兩個以上油口的方向控制閥。是實現(xiàn)液壓油流的溝通、切斷和換向，以及壓力卸載和順序動作控制的閥門。根據(jù)參考文獻[2,23_7_105]選取電液換向閥型號4WEH10工作壓力28MPa,通徑10mm，重量6.8kg6.4.3溢流閥的選取一種液壓壓力控制閥。在液壓設備中主要起定壓溢流作用和安全保護作用。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。安全保護作用：系統(tǒng)正常工作時，閥門關(guān)閉。實際應用中一般有：作卸荷閥用，作遠程調(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）。根據(jù)參考文獻[2,23_7_2]選取電液換向閥型號DBDH10G工作壓力40MPa,通徑10mm，重量3.7kg表6.1升降回路各類閥件元件名稱型號規(guī)格數(shù)量電液換向閥4WEH1028MPa,160L/min,通徑10mm1液控單向閥Z2S10A_3X31.5MPa,80L/min,通徑10mm1單向節(jié)流閥Z2FS1031.5MPa,160L/min，通徑10mm1溢流閥DBDH10G40MPa,250L/min,通徑10mm16.5油箱容積的確定油箱的作用是儲油，散發(fā)油的熱量，沉淀油中雜質(zhì)，逸出油中的氣體。其形式有開式和閉式兩種：開式油箱油液液面與大氣相通；閉式油箱油液液面與大氣隔絕。開式油箱應用較多。油箱容量應保證液壓系統(tǒng)工作時其最低液面高于濾油器上端200mm以上，以防止泵吸入空氣；液壓系統(tǒng)停止工作時，其最高液面高度不得超過油箱高度的80%；而當液壓系統(tǒng)中油液全部返回油箱時，油液不能溢出油箱外。據(jù)相關(guān)資料得知，油箱的有效容積一般為泵每分鐘流量的3～7倍，對于行走機械，冷卻效果好的設備，油箱容量可以選擇小些。工作溫度允許達到65℃，特殊情況下可以達到80℃，。對于高壓系統(tǒng)，為減少漏油，最好不要超過50℃。6.5.1油箱設計要點(1)油箱應有足夠的容積以滿足散熱，同時其容積應保證系統(tǒng)中油液全部流回油箱時不滲出，油液液面不應超過油箱高度的80%。(2)吸箱管和回油管的間距應盡量大。(3)油箱底部應有適當斜度，泄油口置于最低處，以便排油。(4)注油器上應裝濾網(wǎng)。(5)油箱的箱壁應涂耐油防銹涂料。6.5.2油箱容量計算油箱的有效容量V可近似用液壓泵單位時間內(nèi)排出油液的體積確定。V=KQ

式中：K為系數(shù)，低壓系統(tǒng)取2～4，中、高壓系統(tǒng)取5～7；Q為同一油箱供油的各液壓泵流量總和。初步確定油箱的有效容積，已知所選泵的流量為37.5L/min，經(jīng)驗系數(shù)取4，所以油箱的容積為：m3根據(jù)[2，23_9_1]選擇公稱系列油箱，即選40L的油箱。油箱的長寬高比例約在1：1：1～1：2：3之間，起內(nèi)常設隔板，將回油區(qū)和吸油區(qū)隔開，防止回油被直接吸入，隔板的高度為油面高度的～。泵的吸油管所裝的濾油器的下端距離箱底不得小于200mm，回油管和吸油管管口處切成45°斜口，以增大液流面積。6.6管道尺寸的確定1.油管類型的選擇液壓系統(tǒng)中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管應有足夠的通流截面和承壓能力，同時，應盡量縮短管路，避免急轉(zhuǎn)彎和截面突變。(1)鋼管：中高壓系統(tǒng)選用無縫鋼管，低壓系統(tǒng)選用焊接鋼管，鋼管價格低，性能好，使用廣泛。(2)銅管：紫銅管工作壓力在6.5～10MPa以下，易變曲，便于裝配；黃銅管承受壓力較高，達25MPa，不如紫銅管易彎曲。銅管價格高，抗震能力弱，易使油液氧化，應盡量少用，只用于液壓裝置配接不方便的部位。(3)軟管：用于兩個相對運動件之間的連接。高壓橡膠軟管中夾有鋼絲編織物；低壓橡膠軟管中夾有棉線或麻線編織物；尼龍管是乳白色半透明管，承壓能力為2.5～8MPa，多用于低壓管道。因軟管彈性變形大，容易引起運動部件爬行，所以軟管不宜裝在液壓缸和調(diào)速閥之間。本系統(tǒng)最小工作壓力為8，屬于中壓系統(tǒng)，且最在的相對運動，故選用橡膠軟管。根據(jù)（參考文獻1）中相關(guān)知識得知，有關(guān)的允許流速是（對于吸油管；對于壓油管；對于回油管）。對于壓力高，管道短，粘度小可取大值，故取。對于液壓缸升降回路來說，液壓缸最大流量為11.304L/min，所以管的內(nèi)徑為：根據(jù)[1，17_8_4]將管的內(nèi)徑圓整到8mm,成品軟管外徑為18.3mm。6.7蓄能器的選擇6.7.1優(yōu)點和功用蓄能器在液壓系統(tǒng)中用來存儲和釋放能量的裝置。氣囊式蓄能器的主要優(yōu)點有：液氣可靠隔離、密封可靠、無泄漏、油液不易老化；氣囊慣性小、反應靈敏；結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕。蓄能器的主要功用(1)在短時間內(nèi)供應大量壓力油液:實現(xiàn)周期性動作的液壓系統(tǒng),在系統(tǒng)不需大量油液時,可以把液壓泵輸出的多余壓力油液儲存在蓄能器需要時再由蓄能器放給系統(tǒng).這樣就可使系統(tǒng)選用流量等于循環(huán)周期內(nèi)平均流量qm的液壓泵,以減小電動機功率消耗,降低系統(tǒng)溫升.

(2)維持系統(tǒng)壓力:在液壓泵停止向系統(tǒng)提供油液的情況下,蓄能器能把儲存的壓力油液供給系統(tǒng),補償系統(tǒng)泄漏或充當應急能源,使系統(tǒng)在一段時間內(nèi)維持系統(tǒng)壓力,避免停電或系統(tǒng)發(fā)生故障時油源突然中斷所造成的機件損壞.

(3)減小液壓沖擊或壓力脈動:蓄能器能吸收,大大減小其幅值.6.7.2類型的選擇分類：蓄能器主要有彈簧式和充氣式兩大類,其中充氣式又包括氣瓶式,活塞式和皮囊式三種,過去有一種重力式蓄能器,體積龐大,結(jié)構(gòu)笨重,反應遲鈍,現(xiàn)在工業(yè)上已很少應用氣囊式蓄能器的工作溫度一般為-20～70℃，工作壓力小于32MPa，最大氣體容積為，可以滿足系統(tǒng)的工作要求?？捎糜趦Υ婺芰?、穩(wěn)定壓力，減小液壓泵功率，補償泄漏、吸收脈動和壓力沖擊。且有定型產(chǎn)品供貨，便于購買。使用蓄能器須注意如下幾點:充氣式蓄能器中應使用惰性氣體(一般為氮氣),允許工作壓力視蓄能器結(jié)構(gòu)形式而定,例如,皮囊式為3.5～32MPa.不同的蓄能器各有其適用的工作范圍,例如,皮囊式蓄能器的皮囊強度不高,不能承受很大的壓力波動,且只能在-20～70℃的溫度范圍內(nèi)工作.皮囊式蓄能器原則上應垂直安裝(油口向下),只有在空間位置受限制時才允許傾斜或水平安裝.裝在管路上的蓄能器須用支板或支架固定.蓄能器與管路系統(tǒng)之間應安裝截止閥,供充氣,檢修時使用.蓄能器與液壓泵之間應安裝單向閥,防止液壓泵停車時蓄能器內(nèi)儲存的壓力油液倒流.其結(jié)構(gòu)圖如圖6.1和圖所示。圖6.1氣囊式蓄能器結(jié)構(gòu)圖1——充氣閥；2——殼體；3——皮囊；4——提升閥6.7.3蓄能器的容積計算蓄能器最重要的參數(shù)是蓄能器的容積，蓄能器作為不同用途時，其容積的計算方式也不同。在本次設計系統(tǒng)中但其最重要的作用是緩和沖擊。其容量的計算與管路布置、液態(tài)流態(tài)、阻尼及泄漏大小等因素有關(guān)，準確計算比較困難。所以，一般按經(jīng)驗公式來計算蓄能器的容積：式中——閥口關(guān)閉前管內(nèi)的流量(L/min)?！獮殚y口關(guān)閉前管內(nèi)壓力（Pa）。——允許最大沖擊壓力，一般取(Pa)，——為發(fā)生沖擊的管長，即壓力油源到閥口的管道長，估計為5米。t——閥口關(guān)閉的時間，估計為0.05s。當液壓缸升降時，所需蓄能器容積：=L根據(jù)所計算得到的值，按系統(tǒng)中擬定的蓄能器的類型選擇相應的產(chǎn)品，查參考文獻[2，23_8_5]可知型號為NXQ1-L的氣囊式蓄能器可滿足使用要求，該型號蓄能器的技術(shù)規(guī)格如表6.1所示。表6.1蓄能器的技術(shù)規(guī)格型號容積L壓力MPa通徑mm重量kgNXQ1-L6.3/20-H2520M42×225.57液壓系統(tǒng)性能演算7.1液壓系統(tǒng)壓力損失本液壓系統(tǒng)屬于中高壓系統(tǒng)，外加工作介質(zhì)的經(jīng)濟性，相對來講，選用礦物油比較經(jīng)濟實惠，故選用L-HL32液壓油，其密度890，20℃時運動粘度為。系統(tǒng)中兩條進、出油路管長都估計為10m，油管內(nèi)徑8mm。壓力損失較大的是升降缸上升時的損失和液壓馬達承載前進時的損失。本系統(tǒng)包括兩條支路，壓力損失分別計算。7.1.1液壓缸勻速快上時①進油路沿程壓力損失流量為液壓缸：L/min流速：m/s雷諾數(shù)：＜2000，可見油液在管道內(nèi)流態(tài)屬于層流。沿程阻力因數(shù)：沿程壓力損失：MPa②進油路局部壓力損失局部壓力損失包括管路中折管和管接頭等處的壓力損失，以及通過控制閥的局部損失。其中折管和管接頭在本系統(tǒng)中較少，壓力損失相對要小得多，故此忽略，主要計算控制閥的局部壓力損失。油路有二位四通電液換向閥，單向節(jié)流閥，根據(jù)所選閥查機械工業(yè)出版社的機械設計手冊單行本液壓傳動與控制得出壓力損失MPa；MPa，qe1,qe2分別為閥的流量故控制閥的局部壓力損失為：MPa所以，油路總壓力損失：MPa7.1.2液壓缸勻速快下時①進油路沿程壓力損失流量為液壓缸：5.765L/min流速：1.912m/s雷諾數(shù)：153.00＜2000，屬于層流。沿程阻力因數(shù)：沿程壓力損失：MPa②進油路局部壓力損失油路上只有倆位四通電液換向閥，壓力損失，故控制閥的局部壓力損失為：MPa所以，油路總壓力損失：MPa當活塞上升減速到制動一段，系統(tǒng)負載最大，管內(nèi)流速也最高，是最危險工況。前面計算中初估的背壓值以及進油路壓力損失值與此處的計算值相比可知，計算值小于初估值，所以，前面設計是安全的。8.液壓控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試和故障處理近年來，液壓技術(shù)在各個領(lǐng)域中得到了廣泛的運用，液壓系統(tǒng)已成為主機設備中最關(guān)鍵的部分之一。但是，由于設計、制造、安裝、使用和維護等過程中存在的不足和缺陷，影響了液壓系統(tǒng)的正常運行。因此，只有了解了液壓系統(tǒng)的工作原理以及液壓系統(tǒng)的設計、制造、安裝、使用和維護方面的知識，才能保證液壓系統(tǒng)的正常運行和充分發(fā)揮其技術(shù)的優(yōu)勢。8.1液壓控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試8.1.1液壓系統(tǒng)的安裝液壓系統(tǒng)在安裝質(zhì)量好壞，是關(guān)系到液壓系統(tǒng)能否可靠工作的關(guān)鍵，因此必須正確、合理地完成安裝過程中的每個環(huán)節(jié)。液壓系統(tǒng)在安裝以前，要仔細觀察安裝現(xiàn)場，和設計圖紙相配合比較，做出最好的安裝方案和液壓系統(tǒng)的布置。液壓系統(tǒng)的安裝布置要能滿足安裝和維護的方便，要有足夠的安裝和維護的空間。在安裝以前要將各安裝件清洗干凈，液壓閥在安裝時要對位安裝不能將進油口和回油口裝反，否則會發(fā)生事故；液壓管件在安裝時進行現(xiàn)場配管，管件焊接后要清理干凈焊渣，檢查焊縫周圍有沒有裂紋、氣孔、夾雜物和飛濺，并且焊接要保證油路的密封性；管接頭的安裝不應太松弛，密封性要好。安裝設備應根據(jù)實際平面布置圖對號裝位，電動機和液壓泵在安裝時應滿足液壓泵和電機軸的中心線在同一直線上，聯(lián)軸器在安裝時應加保護罩，防止污染。液壓系統(tǒng)安裝完成后要仔細檢查元件的安裝是否正確對位，管件是否安裝正確，管接頭是否松弛，液壓油路走向，最后要檢查液壓油路的密封性看是否有漏油現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)問題及時解決，解決問題后再檢查，檢查無誤后進行調(diào)試。8.1.2液壓系統(tǒng)的調(diào)試液壓設備在安裝完成后都要進行調(diào)試，使其在滿足各項技術(shù)參數(shù)的前提下，按實際生產(chǎn)工藝要求進行必要的調(diào)整，使其在超過負載的情況下也能正常工作。調(diào)試前要根據(jù)液壓原理圖系統(tǒng)的裝配圖等技術(shù)文件，再次檢查管路連接是否正確、可靠，油箱內(nèi)的油液是否達到規(guī)定的高度和各元件的位置是否正確。在檢查完畢后確認液壓系統(tǒng)周圍無雜物，調(diào)試現(xiàn)場要安放明顯的安全設施標志，并由專人看管和調(diào)試設備。調(diào)試時先將泵吸油口處、主油路上、控制油路和回油路上的截止閥打開，將液壓比例閥的開口調(diào)到最小，用手旋轉(zhuǎn)電機與泵之間的聯(lián)軸器，確認無干涉并能靈活轉(zhuǎn)動，點動電動機，判斷電動機的轉(zhuǎn)向是否與泵的轉(zhuǎn)動方向一致，檢查無誤后開啟電動機啟動系統(tǒng)開始工作。當液壓系統(tǒng)工作時，檢查液壓系統(tǒng)管路的密封性和液壓缸的工作情況，觀察液壓缸能否正常的伸出和縮回，調(diào)試時可以逐步改變液壓比例閥的開口度大小和增加負載，對系統(tǒng)的最高壓力和流量進行檢測，看系統(tǒng)能不能工作在最高壓力和流量，如果一切正常，則對系統(tǒng)增加到最大負載，檢查系統(tǒng)的工作情況是否正常，并對系統(tǒng)的壓力、流量、速度、油液溫度和液位進行測量并記錄。調(diào)試完畢后，對調(diào)試所記錄下的數(shù)據(jù)進行分析和思考，如不滿足要求則需要進一步改進，直到調(diào)試結(jié)果滿足設計要求為止。8.2液壓系統(tǒng)容易出現(xiàn)的故障和維護液壓系統(tǒng)在設計完成并調(diào)試成功后在運作的過程中也可能會出現(xiàn)各種故障，某些故障的出現(xiàn)可能是多種因素共同造成的，液壓系統(tǒng)是一個多中元件共同配合運作的，因此，某一故障的出現(xiàn)可能導致系統(tǒng)運作不正常，所以要對可能出現(xiàn)的故障提前做出估計和維護準備。液壓系統(tǒng)容易出現(xiàn)的故障及維護：1．液壓泵出現(xiàn)噪音過大：噪音過大可能是液壓油中夾雜有雜質(zhì)，因為該系統(tǒng)運用的是液壓柱塞泵，當液壓有進入液壓泵時，在柱塞與缸體之間發(fā)生摩擦造成噪音過大，如不及時處理會使液壓泵損壞，縮短液壓泵的使用壽命。解決辦法是：將油液的清潔度提高或選用相同類型的高精度液壓油。2．液壓管道噪音大：液壓管道噪聲大是由于液壓油的流速過高或管道中的管接頭過多造成油液劇烈運動發(fā)生碰撞。解決辦法是：改變管道通徑，選用較大的管道，并將流速控制在允許的范圍之內(nèi)，或少用彎頭多的管子采用曲率較小的彎管，或在管道中加消聲器。3．液壓缸的壓力不足：液壓缸壓力不足可能是泵的轉(zhuǎn)動速度過低或已損壞，油液壓力提升不起來，也可能是所設計的集成塊油路錯誤或發(fā)生油路的交叉。解決辦法是：先檢查泵是否工作的需要的轉(zhuǎn)動速度下，如果無誤則檢查閥塊的油路與所安裝的閥是否安裝正確。4．液壓缸運作不連續(xù)或有噪音：液壓缸內(nèi)壁與活塞之間的摩擦在有液壓油的情況下是很小的，只有當液壓缸中的密封圈損壞造成液壓缸缸體與活塞直接接觸時才會發(fā)生不連續(xù)和噪音。解決辦法是：如果是密封圈損壞缸體完好，則更換密封圈，如兩者均損壞則需要更換液壓缸。9.環(huán)境性能分析9.1液壓工業(yè)對環(huán)境的危害1．水污染液壓系統(tǒng)中水污染也同樣需要防治，這是由于液壓系統(tǒng)中用需要大量使用液壓油驅(qū)動液壓設備工作。工作油液經(jīng)循環(huán)使用后變?yōu)閺U液需要排放。但如果廢液排放不慎，就會造成下游水域的污染。2．噪聲污染噪聲污染是液壓生產(chǎn)過程中最容易產(chǎn)生也最難以克服的難題。液壓系統(tǒng)中，發(fā)電機、馬達、泵等在工作時，不可避免的會發(fā)出刺耳的噪聲；一些液力驅(qū)動的沖壓、冷軋、鍛造機床等，更是無休止的發(fā)出巨大惱人的聲響，對工人甚至是周邊地區(qū)的人造成危害，所以，液壓工業(yè)中的噪聲污染最值得我們關(guān)注。3．能源的浪費由于液壓系統(tǒng)多數(shù)情況需要多個液壓元件進行配合工作，液壓設備又普通比較笨重巨大。而同時液壓系統(tǒng)的精求要求很低，所以往往造成液壓系統(tǒng)的效率十分低下，從而造成電能、化學能、水能、風能等能源的嚴重浪費。9.2解決方法1．對于污染的防治針對液壓系統(tǒng)中容易出現(xiàn)的噪聲污染和水污染，主要解決辦法有：(1)工廠盡量遠離市區(qū)；增強對車間噪聲的控制，消除減弱噪聲源，通過研制和選用低噪聲設備，改進生產(chǎn)加工工藝，達到減少發(fā)生體數(shù)目或降低發(fā)生體中的輻射功率。(2)改革生產(chǎn)工藝，合理充分的使用液壓油，提高其重復利用率；同時建立合理完善的管理制度，控制廢液的排放。2．液壓系統(tǒng)效率的提高方法(1)改進加工工藝，采用一些提高效率的工藝手段，同時提高對系統(tǒng)控制的精度；(2)定期更新工廠設備，用新的高效的先進設備代替原有設備，提高液壓系統(tǒng)效率和能源的利用率。

每一個環(huán)境污染的實例，可以說都是大自然對人類敲響的一聲警鐘。為了保護生態(tài)環(huán)境，為了維護人類自身和子孫后代的健康，必須積極防治環(huán)境污染。結(jié)語通過三個多月的努力，在老師的指導下，設計圓滿完成了，在本設計的過程中遇到的很多問題都已得到解決。在設計完成后我認識到做一個完整的系統(tǒng)設計要經(jīng)過以下幾個步驟：分析系統(tǒng)的運用場合與作用，分析液壓系統(tǒng)的工作原理，液壓系統(tǒng)的工況分析，液壓執(zhí)行元件主要參數(shù)的計算，液壓元件的選擇（液壓元件的選擇要合理，主要是根據(jù)液壓元件所在管路的流量和壓力進行選擇，元件在選擇時還要考慮到液壓元件的安裝位置和安裝形式，如果是安裝在集成塊上的則最好是選擇板式安裝以減小工藝孔的數(shù)量，避免油路的交叉。），液壓系統(tǒng)傳遞函數(shù)的推導（主要包括液壓執(zhí)行元件和液壓動力元件的傳遞函數(shù)），計算選擇液壓輔件和管道，最后繪制系統(tǒng)系統(tǒng)原理圖、集成塊、液壓閥臺裝配圖和編寫說明書。在本設計完成后我從中學到了許多知識，了解了液壓系統(tǒng)的基本工作原理和各元件的結(jié)構(gòu)、工作過程，能夠?qū)⑺鶎W知識結(jié)合起來，也是對所學知識的一個綜合回顧和運用，對今后的工作有很大的幫助。同時在設計的過程中學會了許多以前沒接觸到方面，比如說集成塊的設計、液壓閥的疊加?？偟膩碚f，對于還在校園中的我們第一次參加液壓系統(tǒng)的設計是大有幫助的，我們從中都學到了知識，開闊了視野，對以后的工作有了一次很好的演練和鋪墊。致謝本畢業(yè)設計已全部完成，在此，特別感謝學校給了我們一次將在學校學到的理論知識與工程生產(chǎn)實際相結(jié)合起來的機會，讓我們在走上工作崗位之前有了一次很好的認識和演練，做設計之前我們對工程一無所知，但在設計完成后我們初步的了解了工程實際的運作和原理，也懂得了各液壓系統(tǒng)中元件的工作過程和作用。在做畢業(yè)設計的過程中我得到了指導老師姚瑤的大力支持。姚老師從一開始就嚴格要求我們按照工程實際生產(chǎn)來設計液壓系統(tǒng)，讓我們對工程實際有了一定的了解，現(xiàn)在感覺工程實際并不陌生。而且姚老師能在百忙之中為我解決設計上遇到的難題，詳細的為我講解，還能從中拓寬到其他液壓系統(tǒng)中并為我講解液壓系統(tǒng)的各部分原理，在此，特別感謝姚老師。同時在設計過程中不可能遇到問題就找指導老師解決，因此我在經(jīng)過自己的思考后還和同學共同討論，同學們都積極的幫我想辦法，幫我解決了實際困難，在此也特別感謝我的同學們。相信在設計過程中還有很多人在默默支持我，雖然我不知道，但在此我也感謝所有支持和關(guān)心我做畢業(yè)設計的人，謝謝你們的大力支持。參考文獻[1]成大先，機械設計手冊（第二版第4卷）北京化學工業(yè)出版社，2002.[2]王文斌，機械設計手冊液壓傳動與控制（第四版）單行本.北京：機械工業(yè)出版社2007[3]機械零件設計手冊下冶金工業(yè)出版社[4]黎啟柏.電液比例控制與數(shù)字控制系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社，1997[5]機械設計手冊（第二版）下冊.北京：化學工業(yè)出版社，2005[6]劉長年.液壓伺服系統(tǒng)優(yōu)化設計理論.北京.冶金工業(yè)出版社，1989[7]王春行.液壓控制系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社，1999[8]李壽剛.液壓傳動系統(tǒng).北京：北京理工大學出版社，1994[9]機械設計手冊新版4卷.北京：機械工業(yè)出版社，2004[10]楊叔子，楊克沖.機械工程控制基礎(chǔ).武漢：華中科技大學出版社，2007[11]張利平.液壓閥原理、使用與維護.北京：化學工業(yè)出版社，2005[12]楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994[13]吳根茂，王慶豐等.新編實用電液比例技術(shù).浙江：浙江大學出版社，2006[14]張利平.液壓控制系統(tǒng)及設計.北京：化學工業(yè)出版社，2006[15]張利平.液壓傳動系統(tǒng)及設計.北京：化學工業(yè)出版社，2005[16]雷天覺，楊爾莊，李壽剛.新編液壓工程手冊（上、下冊）.北京：北京理工大學出版社，2005[17]鄒家祥.軋鋼機械（第3版）.北京：冶金工業(yè)出版社，2005[18]吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊（第二版）.北京：高等教育出版社，2004[19]大連理工大學工程畫教研室機械制圖（第五版）.北京：高等教育出版，2004.[20](美)GeorgeR.keller.Hydraulicnetworkanalysis[M].1緒論 11.1熱卷箱技術(shù) 11.2提出研究熱卷箱的要求 11.3熱卷箱的發(fā)展歷史 11.4熱卷箱的主要優(yōu)勢 21.5熱卷箱相關(guān)區(qū)域設備組成 21.6熱卷箱工作過程 31.7成形輥 41.8偏轉(zhuǎn)輥 42設計依據(jù) 62.1工作過程 62.2給定參數(shù)如下： 63工況分析 73.1運動分析 73.1.1加速度和位移分析 73.2循環(huán)周期計算 103.2.1成形輥： 103.2.2偏轉(zhuǎn)輥： 113.3負載分析 113.4負載力計算 124初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖 145初步確定液壓系統(tǒng)參數(shù) 165.1確定液壓缸工作壓力 165.