重卷卷边机液压系统设计

辽宁科技大学本科生毕业设计 第 I 页重卷卷边机液压系统设计摘 要在带钢冷轧生产线上，废边的卷取不仅影响带钢的质量和产量，其大量堆积还会损坏到设备， 给机组的稳定运行 带来严重影响。另外， 废边是冷轧生产后的废料，以节约资源的角度来看，废边重卷是 资源回收的第一步。因此对重卷卷边机液压系统进行研究和分析具有很重要的现实意义和经济意义。参照鞍钢冷轧 2#生产线重卷机组的实际情况，本文对卷边机液压系统进行设计。系统由阀控制液压缸运动，从而使重卷机组运行时，卷边机同时进行工作。本文分析了阀控缸各环节的工作情况，以及一些重要参数对系统稳定性和精度的影响，列出相应计算式， 计算各需求参数。通过分析，液压系统能够同时满足稳定性、快速性和准确性的要求。本文就液压系 统进行了设计，确定了液 压系统原理图，对 液压动力元件、阀件和辅件进行计算和选用， 对阀台等液压元件进行设计，并通过计算液压系统的压力损失、散热能力来对液压系统进行验算。结果证明，所 设计的液压系统满足了设计要求。关键词：冷轧；卷边机；液压系统辽宁科技大学本科生毕业设计 第 II 页The Design of Hydraulic System of Re-roll machineAbstractIn the production line of the cold rolling, re-rolling not only seriously affects the quality and yield of the strip, but also seriously damages equipments, even have a serious impact on the stable operation of generating units, so study and control the system have a very important practical and economic significance.According to the actual situation of No.2 cold-rolled production line of Anshan Steel Company, this paper designed the hydraulic control system of rerolling. In the system，we use servo valve to make the cylinder move. Contents includes analyzing every parts work and stress status in cylinder controlled by value units as well as influences that some key parameters made to system stability and precision. Through the analysis, we found the control system can simultaneously meets the requirements of stability, speed and accuracy. This paper has also carried on the design of hydraulic system, established the hydraulic system schematic diagram, calculated and selected the hydraulic power parts, the valves and auxiliary parts, designed hydraulic elements such as valve block, checked the hydraulic system by calculating its loss of hydraulic pressure and the cooling capacity. Checking results show that the design of the hydraulic system meet the design requirements.keywords：Cold rolling；Re-roll machine ；Hydraulic system辽宁科技大学本科生毕业设计 第 III 页目 录摘 要 .IAbstract.II目 录 .III1 绪论 .11.1 国内外冷轧生产简介.11.2 重卷卷边机的作用和工作目的.21.3 冷轧重卷卷边机结构简介.21.3.1 结构简介：.21.3.2 卷边机的工作过程.31.3.3 运行件的动作范围.41.4 本次设计研究的内容.52 重卷卷边机液压系统设计 .62.1 毕业设计主要参数要求.62.1.1 控制对象的有关参数.62.1.2 其他要求.62.2 重卷机液压系统的构成.63 液压系统的设计 .83.1 液压系统的组成及工作原理.83.1.1 拟定系统方案.83.2 确定液压缸有关参数及型号.83.2.1 供油压力的确定.83.2.2 液压油的选择.83.2.3 负载分析.93.2.4 液压缸有关参数的确定.93.2.5 液压缸流量计算.11辽宁科技大学本科生毕业设计 第 IV 页4 液压能源的选择 .134.1 液压元件的选择.134.1.1 液压泵的选择.134.1.2 液压泵有关参数计算.134.1.3 液压泵规格的选择.144.1.4 电动机的选择.155 液压辅助装置的选择 .175.1 管道尺寸的确定.175.1.1 管道类型的选择.175.1.2 管子内径的计算.175.1.3 管子壁厚的计算.185.2 蓄能器的选择.185.2.1 蓄能器类型的选择.185.2.2 蓄能器基本参数的计算.205.2.3 蓄能器辅件的选择.215.3 油箱的设计.215.3.1 油箱类型的选择.215.3.2 油箱容积的计算.225.3.3 空气滤清器的选择.225.4 滤油器的选用.225.5 压力表的选用.236 阀的选择和阀块设计 .246.1 液压阀的选择.246.1.1 电磁换向阀的选择.246.1.2 截止阀的选择.256.1.3 其它阀的选用.256.2 阀块设计.266.2.1 块体结构的选择.266.6.2 阀块结构尺寸的确定.26辽宁科技大学本科生毕业设计 第 V 页7 液压系统性能验算 .277.1 液压系统的压力损失.277.1.1 管路的沿程压力损失计算.277.1.2 管路的局部压力损失计算.297.1.3 阀类元件的局部压力损失计算.297.1.4 系统校核.297.2 液压系统的发热温升计算.307.2.1 液压系统的发热功率计算.307.2.2 散热功率的计算.317.2.3 冷却器所需冷却面积的计算.318 经济性分析 .338.1 设备的经济性评价.338.2.1 投资回收期的计算.338.2.2 设备合理更新期的计算.1结 论 .2致 谢 .3参考文献 .4辽宁科技大学本科生毕业设计 第 1 页1 绪论1.1 国内外冷轧生产简介随着现代化工业的发展，各行各业对钢铁产品特别是冷轧带钢的需求量不断增加，同时对其质量要求也越来越高，随着我国汽车制造业和高档家电业等行业的蓬勃发展，这一要求将显着更加迫切，而产量和产品质量被认为是钢铁行业将来发展的重要方向之一。钢的冷轧在 19 世纪中叶始于德国，当时只能生产宽度 2025mm 的冷轧带钢。美国于 1859 年建立了 25mm 冷轧机，1887 年生产出宽度为 150mm 的低碳钢带。1880 年以后冷轧钢带钢生产在美国、德国发展很快，产品宽度不断扩大，并逐步建立了附属设备，产品质量也有了很大提高。宽的冷轧钢带是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。首先是美国早在 1920 年第一次成功地轧制出宽带钢，并很快由单机不可逆轧制而跨入单机可逆式轧制。1926 年阿姆柯公司巴特勒工厂建成四机架冷连轧机。原苏联开始冷轧生产是在 20 世纪 30 年代中期，第一个冷轧车间建在伊里奇冶金工厂，是四辊式，用单张的热轧板作原料。1938 年在查波罗什工厂开始安装从国外引进的三机架 1680mm 冷连轧机，及 1680mm 可逆式冷轧机，生产厚度为 0.52.5mm，宽度为 1500mm 的钢板。以后为了满足汽车工业的需要，该厂又建立了一台 2180mm 可逆式冷轧机。1951 年原苏联建设了一套 2030mm 全连续式五机架冷连轧机，年产 250 万t，安装在新利佩茨克。日本 1938 年在东洋钢板松下工厂安装了第一台可逆式冷轧机，开始了冷轧薄板的生产。1940 年在新日铁广钿厂建立了第一套四机架 1420mm 冷连轧机。我国冷轧宽带钢的生产开始于 1960 年，首先建立了 1700mm 单机可逆式冷轧机，以后陆续投产了 1200mm 单机可逆式冷轧机，MKW1400mm 偏八辊轧机，1150mm 二十辊冷轧机和 1250mmHC 单机可逆式冷轧机等。70 年代投产了我国第一套 1700mm 连续式五机架冷轧机，1988 年建成了 2030mm 五机架全连续冷轧机。90 年代至今，我国国民经济建设飞速发展，取得了令人瞩目的成就，市场(如家电业、汽车业等) 对冷轧钢板产品的需求不断增大。虽然几年来我国在冷轧板的生产方面辽宁科技大学本科生毕业设计 第 2 页取得了骄人的成绩，但我国冷轧板生产与工业发达的国家相比仍有差距，总的装备水平、产品质量还有待提高。板管比、冷轧板比较低，产量和质量等方面还不能满足国内需求，每年还要从国外大量进口。因此，我国在冷轧技术、设备、产品质量、产能等方面还有很大提升空间，我们必须增建新轧机，改造现有冷轧机，大力发展冷轧生产6,12。 1.2 重卷卷边机的作用和工作目的卷边机设置在机组作业线操作侧同盘剪旁边，距离机组中心线约 6 米处。用于将园盘剪切下的废边卷成 700X900 的废卷，并将废卷卸入废料筐中。1.3 冷轧重卷卷边机结构简介1.3.1 结构简介：图 1.1 卷边机主视图 卷边机的结构如图 1.1 所示，其主要由卷轴移动与传动装置、机架装置、排线装压 辊卷 轴减速装置 电动机辽宁科技大学本科生毕业设计 第 3 页置、固定底座及液压润滑配管等组成。移动与传动装置由交流变频电机、制动器、装有卷轴的卧式减速机、移动底座等零部件组成。其润滑方式为油池润滑。机架装置固定在大底座上，它主要由压辊、推料板、卷轴支撑、机架、活动及固定挡板等组成。设置压辊的目的是为了将废卷卷紧卷实，压辊的运动是由液压缸驱动的。液压缸活塞杆端压力可调，保证在卷取过程中，压辊对带卷保持适当压力。在机架装置上设置最大卷径测量用接近开关，当废卷达到最大直径时，接近开关发出信号，卷边机停车，然后压辊抬起，卷轴移出，推料板摆动，将废卷推出机架外料筐中。卷轴移动与推板摆动也是通过两个不同液压缸来实现的。在机架装置上还设置了另外一个接近开关，用来检测推料板处于最低位置，保证在卷取或卷轴未移出机架时推料板不能动作，保证了进料通道通畅。在机架装置中还设置了卷轴外端支撑，避免了卷轴工作时处于悬臂状态。在机架装置机架内两侧还装有两个圆盘，这两个圆盘能够随废边卷一起转动，避免了废卷沿轴向向两端扩展，避免了废卷与机架间的摩擦。另外卸卷时传动侧的圆盘可以轴向移动，使废卷不易卡在两园盘之间，使卸料容易方便。在机架装置的入口处设置了排线机构，该机构装有立辊排线框架，由液压缸驱动，使立辊沿卷轴方向连续往复运动，对废边起导向作用，使废边沿卷轴均匀卷取。液压缸换向信号靠机构上方两端两个接近开关检测和发讯。在固定底座上除装有卷轴移动油缸外还装有两个接近开关，检测卷轴移动的极限位置，提供联锁信号。1.3.2 卷边机的工作过程卷边机工作过程由 4 个液压缸（卷轴移动缸，卷边压轴缸，推料缸和排线缸）动作而完成的。由人工分别控制 4 个电磁换向阀和电机开关而控制 4 个液压缸的动作和电机以完成整个卷边机构的卷边动作。第一步：接头。由工人利用工具，将钢卷废边与卷边机卷轴连接。此时 4 个电磁阀都失电。第二步：动作，卷料。工人启动开关，电机工作。排线缸动作，做来回运动为了让废料卷辽宁科技大学本科生毕业设计 第 4 页卷的均匀。压辊重 3500Kg，靠压辊自重即可把废料卷压均匀。此时 控制排线缸的 4 号电磁阀工作，控制排线缸左右动作。电机转速与重卷台同步。第三步：卸料。当废料卷卷完毕，工人控制开关。电机停机；4 号电磁阀失电，排线缸停止动作。1 号电磁阀得电，卷轴移动缸动作，卷轴撤出。卷轴撤出后，3 号电磁阀得电。推料缸动作，推动推料板将废料卷推出至废料框。第四步：复位工人控制开关，液压缸动作，将卷轴和推料板推回原位。1.3.3 运行件的动作范围压辊处于最底位置时，辊面与卷轴之间为 35mm，压辊升到最高位置时，辊面与卷轴之间距离约为 370mm。 推料板在最低位置时，其上表面与水平面之间夹角为 30。拨料时，拨料板与水平面最大夹角为 105。卷轴左极限位置为卷轴插入箱体并与支撑锥套接触，卷轴右极限