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三辊轧机液压升降台液压系统设计[含13张CAD图纸和说明书全套打包]

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摘要

　　　轧钢生产在国民经济中所起的作用是十分显著的。钢铁工业生产中，除少量的钢用铸造或铸造方法制成零件外，炼钢厂生产的钢锭与连铸坯有85～90％以上要经过轧钢车间轧成各种钢材，供应国民经济各部门。可见在现代钢铁企业中，作为使钢成材的轧钢生产，在整个国民经济中占据着异常重要的地位，对促进我国经济快速发展起十分重要的作用。

　　　轧机液压升降台是用于升降和输送轧件，本文主要对三辊轧机液压升降台液压系统设计，包括液压系统的拟定，齿轮齿条油缸的设计，液压站的设计。

关键词：轧机液压升降台，齿轮齿条油缸，液压系统

Abstract

　　Steel rolling production plays a role in the national economy is very significant. The production of iron and steel industry, in addition to the casting or casting method with a small amount of parts made of steel, steel ingot and casting factory production of steel 85 ~ 90% more to go through the mill rolling into various steel products, supply of various sectors of the national economy. In modern iron and steel enterprise, as the steel plate rolling production, occupies a very important position in the whole national economy, to promote China's rapid economic development plays an important role in.

　　Hydraulic lifting platform is used for lifting and conveying workpiece, this paper focuses on the design of the three rolling mill hydraulic system hydraulic lifting platform, including the design of hydraulic system, gear and rack cylinder, the design of hydraulic station.

　　Keywords: hydraulic lifting platform, the gear rack cylinder, hydraulic system

摘要 I

Abstract II

第一章绪论 1

1.1 轧机的概述 1

1.2 轧机液压升降台概述 2

1.3　本论文研究的主要内容 2

第二章轧机液压升降台整体方案的拟定 3

2.1 设计思路 3

2.2 拟定液压原理图 3

2.3 动作分析 4

第三章轧机液压系统的计算 6

3.1 设计主要技术参数 6

3.2 齿轮齿条液压缸的设计 6

3.2.1液齿轮齿条油缸的工作原理 6

3.2.2 液压缸的效率 6

3.2.3 液压缸缸径的计算 7

3.2.4活塞宽度的确定 7

3.2.5 缸体长度的确定 8

3.2.6缸筒壁厚的计算 8

3.2.7 活塞杆强度和液压缸稳定性计算 9

3.2.8缸筒壁厚的验算 11

3.2.9 缸筒的加工要求 12

3.2.10法兰设计 13

3.2.11 (缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算 14

3.2.12密封件的选用 16

第四章轧机升降台液压系统液压元件的选择 18

4.1 油泵的选择 18

4.1.1 油泵工作压力的确定 18

4.1.2 油泵流量的确定 18

4.1.3 油泵电机功率的确定 18

4.2 控制阀的选择 19

4.3 油管内径的确定 19

4.3.1 大泵吸油管内径计算 19

4.3.2 小泵吸油管内径计算 20

4.3.3 大泵压油管内径计算 20

4.3.4 小泵压油管内径计算 20

4.4 油箱容量计算和油箱散热面积的确定 20

第五章压力系统性能的验算 21

5.1 系统的压力损失验算 21

5.1.1 局部压力损失计算 21

5.1.2 沿程损失计算 21

5.2 液压系统发热量的计算 22

第六章液压站的设计 23

6.1 液压油箱的设计 24

6.2 液压泵组的结构设计 26

结论 28

5.1 本论文取得的结果 28

5.2 设计中存在的问题 28

致谢 29

参考文献 30

第一章绪论

1.1 轧机的概述

最早的轧机出现在14世纪的欧洲，1480年意大利人达•芬奇(Leonardo da Vinci)曾设计出轧机的草图。1553年法国人布律利埃(Brulier)轧制出金和银的板材，用以制造钱币。此后，西班牙、比利时和英国相继出现了轧机。1766年英国有了顺列式的小型轧机，至19世纪中叶，第一台可逆式轧机在英国投产，并轧出了船用板材。1838年建成了带活套(见活套轧制)的二列式线材轧机(见横列式轧机)。1848年德国发明了万能轧机，1853年美国开始应用三辊式型材轧机，并用蒸汽机传动升降台，实现了升降动作的机械化

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内容简介：: 摘要轧钢生产在国民经济中所起的作用是十分显著的。钢铁工业生产中，除少量的钢用铸造或铸造方法制成零件外，炼钢厂生产的钢锭与连铸坯有8590以上要经过轧钢车间轧成各种钢材，供应国民经济各部门。可见在现代钢铁企业中，作为使钢成材的轧钢生产，在整个国民经济中占据着异常重要的地位，对促进我国经济快速发展起十分重要的作用。轧机液压升降台是用于升降和输送轧件，本文主要对三辊轧机液压升降台液压系统设计，包括液压系统的拟定，齿轮齿条油缸的设计，液压站的设计。关键词：轧机液压升降台，齿轮齿条油缸，液压系统AbstractSteel rolling production plays a role in the national economy is very significant. The production of iron and steel industry, in addition to the casting or casting method with a small amount of parts made of steel, steel ingot and casting factory production of steel 85 90% more to go through the mill rolling into various steel products, supply of various sectors of the national economy. In modern iron and steel enterprise, as the steel plate rolling production, occupies a very important position in the whole national economy, to promote Chinas rapid economic development plays an important role in.Hydraulic lifting platform is used for lifting and conveying workpiece, this paper focuses on the design of the three rolling mill hydraulic system hydraulic lifting platform, including the design of hydraulic system, gear and rack cylinder, the design of hydraulic station.Keywords: hydraulic lifting platform, the gear rack cylinder, hydraulic system目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1 轧机的概述11.2 轧机液压升降台概述21.3本论文研究的主要内容2第二章轧机液压升降台整体方案的拟定32.1 设计思路32.2 拟定液压原理图32.3 动作分析4第三章轧机液压系统的计算63.1 设计主要技术参数63.2 齿轮齿条液压缸的设计63.2.1液齿轮齿条油缸的工作原理63.2.2 液压缸的效率63.2.3 液压缸缸径的计算73.2.4活塞宽度的确定73.2.5 缸体长度的确定83.2.6缸筒壁厚的计算83.2.7 活塞杆强度和液压缸稳定性计算93.2.8缸筒壁厚的验算113.2.9 缸筒的加工要求123.2.10法兰设计133.2.11 (缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算143.2.12密封件的选用16第四章轧机升降台液压系统液压元件的选择184.1 油泵的选择184.1.1 油泵工作压力的确定184.1.2 油泵流量的确定184.1.3 油泵电机功率的确定184.2 控制阀的选择194.3 油管内径的确定194.3.1 大泵吸油管内径计算194.3.2 小泵吸油管内径计算204.3.3 大泵压油管内径计算204.3.4 小泵压油管内径计算204.4 油箱容量计算和油箱散热面积的确定20第五章压力系统性能的验算215.1 系统的压力损失验算215.1.1 局部压力损失计算215.1.2 沿程损失计算215.2 液压系统发热量的计算22第六章液压站的设计236.1 液压油箱的设计246.2 液压泵组的结构设计26结论285.1 本论文取得的结果285.2 设计中存在的问题28致谢29参考文献30IVXXX大学本科毕业设计（说明书）第一章绪论1.1 轧机的概述最早的轧机出现在14世纪的欧洲，1480年意大利人达芬奇(Leonardo da Vinci)曾设计出轧机的草图。1553年法国人布律利埃(Brulier)轧制出金和银的板材，用以制造钱币。此后，西班牙、比利时和英国相继出现了轧机。1766年英国有了顺列式的小型轧机，至19世纪中叶，第一台可逆式轧机在英国投产，并轧出了船用板材。1838年建成了带活套(见活套轧制)的二列式线材轧机(见横列式轧机)。1848年德国发明了万能轧机，1853年美国开始应用三辊式型材轧机，并用蒸汽机传动升降台，实现了升降动作的机械化。接着美国又出现了三辊式劳特轧机(见厚板轧机)，1859年建造了第一台连续式轧机，1862年英国人贝德森(GBedson)取得了平辊立辊交替配置的连续式线材轧机(见平立交替精轧机组)的专利。轧制型材的带立辊的万能轧机是1872年问世的，20世纪初期建造了半连续式带钢轧机。20世纪60年代以来各类轧机在设计、研究和制造方面取得了很大进展，并朝着连续化、自动化、高速化和专业化的方向发展，相继出现了轧制速度高达每秒钟130m的各种类型的线材轧机、全连续式的冷、热带钢轧机、宽度为5500mm的厚板轧机和连续式H型钢轧机(见H型钢)以及连续轧管机组等一系列先进设备，并在液压技术、电子计算机技术和各种测试仪表的应用以及轧制产品的实物质量和内部性能的控制等方面都有许多突破，使得轧机所用原料单重不断增大，产品的质量和产量不断提高，轧制的品种与规格日益增多。中国于1871年在福州船政局所属拉铁厂首先应用轧机，用以轧制厚度为15mm以下的钢板，6120mm的方、圆钢。1890年湖北汉冶萍公司汉阳铁厂装有宽为2450mm的用蒸汽机拖动的二辊中板轧机、横列式三机架二辊轨梁轧机以及350mm/300mm的小型轧机。随着钢铁工业的不断发展和科学技术的日益进步，中国已有用来生产钢板、钢管、型钢和线材的多种类型的现代化轧机。轧机的主要设备有工作机座和传动装置。工作机座由轧辊、轧辊轴承、机架、轨座、轧辊调整装置、轧辊平衡装置、导卫装置以及换辊装置等组成。此外还有无牌坊轧机。传动装置由电动机、减速机、齿轮机座和连接轴、接手等组成。齿轮机座的作用是将传动力矩分送到两个或两个以上受力的轧辊上。如采用直流电机躯动轧机，可不设减速装置。轧机的附属设备主要是轧机前后的升降装置、移送装置、翻转装置以及工作辊道和延伸辊道等。1.2 轧机液压升降台概述轧机升降台的升降机构采用了液压传动。该升降台由齿轮齿条液压缸、重锤、升降台、轧辊等组成。齿轮齿条液压缸1通过齿轮轴直接驱动升降台3的升降机构，重锤2用来平衡机构，平衡装置在升降台处于中间位置时保持平衡状态，面升降台上升至上部位置时呈欠平衡状态，升降台处在下部位置时属于过平衡状态，这种平衡条件利于液压系统设计和合理利用率。1.3本论文研究的主要内容本人系统学习了液压系统和轧机升降台技术的知识，查阅了一些相关的文献资料，在此基础上，结合本人的设想和设计工作中需要解决的任务，主要进行了以下几项工作：(1) 拟定轧机液压升降台液压液压原理图。(2) 完成轧机液压升降台齿轮齿条油缸的设计。(3) 完成轧机液压升降台液压站的设计。（4）对液压系统进行校核设计第二章轧机液压升降台整体方案的拟定2.1 设计思路冶金工业中使用的三辊轧机前后都有升降台，用于升降和输送轧件。轧机升降台的升降机构采用了液压传动。该升降台由齿轮齿条液压缸、重锤、升降台、轧辊等组成。齿轮齿条液压缸1通过齿轮轴直接驱动升降台3的升降机构，重锤2用来平衡机构，平衡装置在升降台处于中间位置时保持平衡状态，面升降台上升至上部位置时呈欠平衡状态，升降台处在下部位置时属于过平衡状态，这种平衡条件利于液压系统设计和合理利用率。其结构示意图如图1所示2.2 拟定液压原理图系统的油源为两台同规格定量泵1和泵2，一台为工作泵，一台为备用泵；两泵出口并联有起安全保护作用的先导式溢流阀3和阀4，泵的出口设有防止油液倒灌的单向阀5和阀6。执行器为齿轮齿条式液压缸14，升降台工作过程中，在平衡装置作用下，液压缸的工作压力是变化的，升降台下降或上升，都经过一个加速或减速过程，升降台再到达中间位置前加速，过了中间位置减速，对应于加速过程，液压缸的工作压力较低甚至负压；而减速过程，液压缸工作压力为正值，为溢流阀的设定压力；从液压系统回路效率、功率利用有理情况以及升降台对速度平稳性要求不高等条件考虑，系统采用单向调速阀8的旁路节流调速方式。液压缸14的运动方向由Y型滑阀机能的三位四通电液换向阀11控制，并通过两个液控单向阀12和阀13实现锁定，以保证升降台再任意位置可靠停留，换向可靠；蓄能器10再系统中起蓄能补油与缓冲作用。压力继电器9为二位二通电磁换向阀7的法新装置。拟定原理图如图2所示2.3 动作分析（1）升降台上升（液压缸右行）电磁铁1YA通电使三位四通电液换向阀11切换至左位，液压泵5的压力油经单向阀5、发11和液控单向阀12进入液压缸14左腔，同时反向导通液控单向阀13，液压缸右腔阀经阀13，和阀11回油，液压缸右行带动升降台快速上升，蓄能器10可向液压缸补油，如出现负值负载（超越负载），邮箱可直接进行补油。升降台过了中间位置后，随着负载增加，当系统压力增值力继电器9的设定值时发信，电磁铁3YA通电，二位二通电磁换向阀7切换至下位，液压缸继续右行，此时系统处于高压，至升降台到达上端位置，行程开关发出信号，使电磁铁1YA断电，换向阀11复制中位，升降台锁定在上端位置。（2）升降台下降（液压缸左行）当电磁铁2YA通电时，换向阀11切换至右位，液压泵1的压力油经单向阀5、阀11和液控单向阀13进入液压缸14右腔，同时反向导通液控单向阀12，液压缸左腔回油，液压缸带动升降台下降。升降台升降过程中的速度由单向调速阀8的开度间接决定（即缸的速度与调速阀开度大小成反比），系统最高工作压力由溢流阀3限定。（3）当所有电磁铁全部断电时，液压泵5输出的油液一部分经二位二通换向阀7和调速阀排回油箱，另一部分挤入蓄能器，系统处于低压状态，液压缸两腔闭锁，从而升降台停留在任意位置。（4）技术特点 1）升降台的整体重量轻，功率利用合理。 2）与常用的偏心轮式机械驱动升降台比较，结构简单，操作方便，运行可靠，造价低廉，液压元件更容易、方便，并有利于缩短维修时间。 3）为了提高液压系统乃至升降台的可靠性，油源采用了冗余结构（双泵中，一台工作，一台备用）。 4）液压系统采用旁路节流调速方式，液压泵的共有压力跟随负载变化，有利于节能。系统采用了蓄能器，有利于向液压缸补油和缓冲。 5）液压系统采用液压站结构形式并安置在平台上，通过油管与工作机构连接，大大改善了工作环境，便于使用、维护、管理。 6）齿轮齿条液压缸采用开沟槽缓冲装置，工作台工作平稳、无冲击，避免了机械升降机构由于冲击而造成的较高的故障率，提高了生产效率；缸的两端没有可调定位机构，能方便地调节液压缸形成，确定升降台的摆动幅度，从而方便地调整升降台的上下极限位置。第三章轧机液压系统的计算3.1 设计主要技术参数主要技术参数：压力7MPa；流量150L/Min；所需驱动电机功率30kW；升降重量18t；升降高度488mm,升降一次时间1.96s。3.2 齿轮齿条液压缸的设计3.2.1液齿轮齿条油缸的工作原理齿轮齿条摆动液压缸(即旋转液压缸)的原理是将液压缸的往复运动通过齿条带动齿轮,转化成齿轮轴的正反向摆动旋转,同时将往复缸的推力转化。其主要是由齿轮，齿形活塞杆，齿轮齿条箱体和两个当作用缸套组成。3.2.2 液压缸的效率油缸的效率由以下三种效率组成： A.机械效率，由各运动件摩擦损失所造成，在额定压力下，通常可取=0.9 B.容器效率，由各密封件泄露所造成，通常容积效率为：装弹性体密封圈时 1 装活塞环时 0.98 C.作用力效率，由出油口背压所产生的反作用力而造成。一般取=0.9 所以 =0.9 =1 =0.9 总效率为。 3.2.3 液压缸缸径的计算内径D可按下列公式初步计算：液压缸的负载为推力式（3-1）式中液压缸实际使用推力15000（N）；液压缸的负载效率，一般取0.507；液压缸的总效率，一般取=0709；计算=0.8；液压缸的供油压力，一般为系统压力（MPa）本次设计中液压缸已知系统压力=7MPa；根据式（3-1）得到内径：=49.3mm查缸筒内径系列/mm(GB/T 2348-1993)可以取为50mm。活塞杆外径：齿轮齿条油缸的正转和反转的速度一样，这里我们选取最大的活塞杆的直径以满足强度的要求。表3-1 活塞杆直径系列活塞杆直径系列/mm(GB/T 2348-1993)4、5、6、8、10、12、16、18、20、22、25、28、32、36、40、45、50、56、63、70、80、90、100、110、125、140、160、180、200、220、250、280、320、360所以取d=45mm3.2.4活塞宽度的确定活塞的宽度一般取=（0.6-1.0）即=（0.6-1.0）50=（30-50）mm取=35mm 3.2.5 缸体长度的确定液压缸缸体内部的长度应等于活塞的行程与活塞宽度的和。缸体外部尺寸还要考虑到两端端盖的厚度，一般液压缸缸体的长度不应大于缸体内径的20-30倍。即：缸体内部长度233mm 3.2.6缸筒壁厚的计算在中、低压系统中，液压缸的壁厚基本上由结构和工艺上的要求确定，壁厚通常都能满足强度要求，一般不需要计算。但是，当液压缸的工作压力较高和缸筒内径较大时，必须进行强度校核。当时，称为薄壁缸筒，按材料力学薄壁圆筒公式计算，计算公式为式（3-2）式中，缸筒内最高压力；缸筒材料的许用压力。=, 为材料的抗拉强度，n为安全系数，当时，一般取。当时,按式（3-3）计算 (该设计采用无缝钢管) 式（3-3）根据缸径查手册预取=30此时最高允许压力一般是额定压力的1.5倍，根据给定参数，所以： =71.5=10.5MP=100110（无缝钢管），取=100，其壁厚按公式（3-3）计算为满足要求，就取壁厚为6mm。 3.2.7 活塞杆强度和液压缸稳定性计算A.活塞杆强度计算活塞杆的直径按下式进行校核式中，为活塞杆上的作用力；为活塞杆材料的许用应力，=,n一般取1.40。满足要求B.液压缸稳定性计算活塞杆受轴向压缩负载时，它所承受的力不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载，以免发生纵向弯曲，破坏液压缸的正常工作。的值与活塞杆材料性质、截面形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。若活塞杆的长径比且杆件承受压负载时，则必须进行液压缸稳定性校核。活塞杆稳定性的校核依下式进行式中，为安全系数，一般取=24。 a.当活塞杆的细长比时 b.当活塞杆的细长比时式中，为安装长度，其值与安装方式有关，见表1；为活塞杆横截面最小回转半径，；为柔性系数，其值见表3-2；为由液压缸支撑方式决定的末端系数，其值见表1；为活塞杆材料的弹性模量，对钢取；为活塞杆横截面惯性矩；为活塞杆横截面积；为由材料强度决定的实验值，为系数，具体数值见表3-3。表3-2液压缸支承方式和末端系数的值支承方式支承说明末端系数一端自由一端固定1/4两端铰接1一端铰接一端固定2两端固定4表3-3 、的值材料铸铁5.61/160080锻铁2.51/9000110钢4.91/500085c.当时,缸已经足够稳定，不需要进行校核。此设计安装方式中间固定的方式，此缸已经足够稳定，不需要进行稳定性校核。3.2.8缸筒壁厚的验算下面从以下三个方面进行缸筒壁厚的验算： A液压缸的额定压力值应低于一定的极限值，保证工作安全：式（3-4）根据式（3-4）得到：显然，额定油压=7MP，满足条件；B为了避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力值应与塑性变形压力有一定的比例范围：式（3-5）式（3-6）先根据式（3-6）得到：=41.21再将得到结果带入（3-5）得到：显然，满足条件；C耐压试验压力，是液压缸在检查质量时需承受的试验压力。在规定的时间内，液压缸在此压力下，全部零件不得有破坏或永久变形等异常现象。各国规范多数规定: 当额定压力时（MPa）D为了确保液压缸安全的使用，缸筒的爆裂压力应大于耐压试验压力： (MPa）式（3-7）因为查表已知=596MPa，根据式（3-7）得到：至于耐压试验压力应为：因为爆裂压力远大于耐压试验压力，所以完全满足条件。以上所用公式中各量的意义解释如下：式中: 缸筒内径（）；缸筒外径（）；液压缸的额定压力（）液压缸发生完全塑形变形的压力（）；液压缸耐压试验压力（）；缸筒发生爆破时压力（）；缸筒材料抗拉强度（）；缸筒材料的屈服强度（；缸筒材料的弹性模量（）；缸筒材料的泊桑系数钢材：=0.3 3.2.9 缸筒的加工要求缸筒内径采用H7级配合，表面粗糙度为0.16，需要进行研磨；热处理：调制，HB240；缸筒内径的圆度、锥度、圆柱度不大于内径公差之半；刚通直线度不大于0.03mm；油口的孔口及排气口必须有倒角，不能有飞边、毛刺；在缸内表面镀铬，外表面刷防腐油漆。3.2.10法兰设计液压缸的端盖形式有很多，较为常见的是法兰式端盖。本次设计选择法兰式端盖（缸筒端部）法兰厚度根据下式进行计算：式（3-8）式中， -法兰厚度（m）；密封环内经d=40mm（m）；密封环外径（m）；=50mm系统工作压力（pa）；=7MPa附加密封力（Pa）；值取其材料屈服点353MPa；螺钉孔分布圆直径（m）；=55mm密封环平均直径（m）；=45mm法兰材料的许用应力（Pa）；=/n=353/5=70.6MPa法兰受力总合力（m）所以=13.2mm为了安全取=14mm 3.2.11 (缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算连接图如下：图3-1缸体端部法兰用螺栓连接1-前端盖；2-缸筒螺栓强度根据下式计算：螺纹处的拉应力:(MPa) 式（3-9）螺纹处的剪应力(MPa) 式（3-10）合成应力 (MPa) 式（3-11）式中, 液压缸的最大负载，=A，单杆时，双杆是螺纹预紧系数，不变载荷=1.251.5，变载荷=2.54；液压缸内径；缸体螺纹外径；螺纹内经；螺纹内摩擦因数，一般取=0.12;变载荷取=2.54；材料许用应力，,为材料的屈服极限，n为安全系数，一般取n=1.21.5；Z螺栓个数。最大推力为：使用4个螺栓紧固缸盖，即：=4螺纹外径和底径的选择：=10mm =8mm系数选择：选取=1.3=0.12根据式（3-9）得到螺纹处的拉应力为：=根据式（3-10）得到螺纹处的剪应力为：根据式（3-11）得到合成应力为：=367.6MPa由以上运算结果知，应选择螺栓等级为12.9级；查表的得：抗拉强度极限=1220MP;屈服极限强度=1100MP；不妨取安全系数n=2可以得到许用应力值：=/n=1100/2=550MP证明选用螺栓等级合适。 3.2.12密封件的选用A.对密封件的要求在液压元件中，液压缸的密封要求是比较高的，特别是一些特殊液压缸，如摆动液压缸等。液压缸不仅有静密封，更多的部位是动密封，而且工作压力高，这就要求密封件的密封性能要好，耐磨损，对温度的适应范围大，要求弹性好，永久变形小，有适当的机械强度，摩擦阻力小，容易制造和装拆，能随压力的升高而提高密封能力和利于自动补偿磨损。密封件一般以断面形状分类，有O形、Y形、U形、V形和Yx形等。除O形外，其他都属于唇形密封件。B. O形密封圈的选用液压缸的静密封部位主要有活塞内孔与活塞杆、支撑座外圆与缸筒内孔、端盖与缸体端面等处。静密封部位使用的密封件基本上都是O形密封圈。C.动密封部位密封圈的选用由于O型密封圈用于往复运动存在起动阻力大的缺点，所以用于往复运动的密封件一般不用O形圈，而使用唇形密封圈或金属密封圈。液压缸动密封部位主要有活塞与缸筒内孔的密封、活塞杆与支撑座（或导向套）的密封等。活塞环是具有弹性的金属密封圈，摩擦阻力小，耐高温，使用寿命长，但密封性能差，内泄漏量大，而且工艺复杂，造价高。对内泄漏量要求不严而要求耐高温的液压缸，使用这种密封圈较合适。V形圈的密封效果一般，密封压力通过压圈可以调节，但摩擦阻力大，温升严重。因其是成组使用，模具多，也不经济。对于运动速度不高、出力大的大直径液压缸，用这种密封圈较好。U形圈虽是唇形密封圈，但安装时需用支撑环压住，否则就容易卷唇，而且只能在工作压力低于10MPa时使用，对压力高的液压缸不适用。比较而言，能保证密封效果，摩擦阻力小，安装方便，制造简单经济的密封圈就属Yx型密封圈了。它属于不等高双唇自封压紧式密封圈，分轴用和孔用两种。综上，所以本设计选用Yx型圈，聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料组合使用，可以显著提高密封性能：a.降低摩擦阻力，无爬行现象；b.具有良好的动态和静态密封性，耐磨损，使用寿命长；c.安装沟槽简单，拆装简便。这种组合的特别之处就是允许活塞外园和缸筒内壁有较大间隙，因为组合式密封的密封圈能防止挤入间隙内，降低了活塞与缸筒的加工要求，密封方式图如下：图3-2 密封方式图第四章轧机升降台液压系统液压元件的选择4.1 油泵的选择4.1.1 油泵工作压力的确定油泵工作压力为： =P+P 式（4-1）由于在轧机液压系统中,压力所经过的阀的数量不多多,故压力损失P不大,参照表1-10选取P=0.1MP。摆动油缸最大工作压力P可根据表3-1取为7.1MP于是油缸工作压力即为： =7+0.1=7.1MPA 所选油泵的额定工作压力应为： =1.25=1.257.1=8.875MPA 4.1.2 油泵流量的确定油泵流量为： K（Q）=1.1150=165L/min （4-2）选用的油泵为YYB-BC165/48B双联叶片油泵4.1.3 油泵电机功率的确定选用的电机为Y2-180M-6电机 4.2 控制阀的选择根据本系统的工作压力和通过该阀的最大流量分别选择各种阀。轧机液压升降台选用的标准原件列于表4-1中。表4-1 轧机液压升降台液压系统控制阀代号原件名称型号额定流量（L/min）工作压力范围（MP）13/4溢流阀YF-B20B1000.5721溢流阀YF-B32B2500.5731/4二位二通电磁阀24D0-B8C-T221443/4单向阀DF-B20K1003551三位四通电液阀34DY0-B32H-T1902161单向节流阀LDF-B32C190217液控单向阀AF3-Ea20B19021 4.3 油管内径的确定4.3.1 大泵吸油管内径计算油管内径可按式4.4计算（4-3）已知大泵流量为165 L/min，吸油管允许流速V为0.51.5m/s,取V=0.85 m/s,则: 实际选取内径为50毫米的2有缝钢管。4.3.2 小泵吸油管内径计算已知小泵流量为48 L/min，取吸油管允许流速为V=1.5m/s，则：实际选取内径为32mm的有缝钢管。4.3.3 大泵压油管内径计算取压油管允许流速为V=1.5m/s，则：实际选取内径为32mm的有缝钢管。4.3.4 小泵压油管内径计算实际选取内径为20mm的有缝钢管。4.4 油箱容量计算和油箱散热面积的确定油箱容量可按中压系统计算即： V=(56)Q=5165=825 L 第五章压力系统性能的验算5.1 系统的压力损失验算5.1.1 局部压力损失计算局部压力损失主要是流经各控制阀的压力损失叠加。即：（5-1）表5.1 注射阶段系统的压力损失计算代号Q(L/min)Q(L/min) (MP) (MP) 6 4 716543.61501901001900.10.10.40.050.020.34其中可由表5-1查取。由于阀V与阀V并联，而，所以仅取计算即可。于是： =0.05+0.34+0.02=0.41MPA 5.1.2 沿程损失计算进油管长1.5m通过流量Q=150 L/min=2.5。选用20号机油，机器正常运转后油的运动粘度，油的重度=9000N/m。管子内径d=32mm。则：管内流速： V= （5-2）雷诺数： R （5-3）故为紊流。沿程损失可按下式计算： = （5-4）总的压力损失故能满足要求。5.2 液压系统发热量的计算液压系统产生的热量，主要包括油泵（或油马达）的功率损失所产生的热量、溢流阀的溢流损失所产生的热量以及液流通过各控制阀及管道的压力损失等所产生的热量。一般只粗略计算前两项所产生的热量。液压系统发热量计算如表5.2所示。由表5-2可知，轧机在整个动作循环中，系统的发热量是变化的，一般按平均发热量来计算。即：（5-5）经计算复合要求第六章液压站的设计液压站是由液压油箱、液压泵装置及液压控制装置三大部分组成。液压油箱装有空气滤清器、滤油器、液面指示器和清洗孔等。液压泵装置包括不同类型的液压泵、驱动电机及其它们之间的联轴器等。液压控制装置是指组成液压系统的各阀类元件及其联接体。机床液压站的结构型式有分散式和集中式两种类型。1集中式，这种型式将机床液压系统的供油装置、控制调节装置独立于机床之外，单独设置一个液压站。这种结构的优点是安装维修方便，液压装置的振动、发热都与机床隔开，缺点是液压站增加了占地面积。2分散式，这种型式将机床液压系统的供油装置、控制调节装置分散在机床的各处。例如，利用机床床身或底座作为液压油箱存放液压油。把控制调节装置放在便于操作的地方。这种结构的优点是结构紧凑，泄漏油易回收，节省占地面积，但安装维修不方便。同时供油装置的振动、液压油的发热都将对机床的工作精度产生不良影响，故较少采用，一般非标设备不推荐使用。液压站的结构布置，液压站上各部件、元件的布置要均匀，便于装配、调试、使用与维护，适当注意外形整齐和美观；液压控制装置在液压油箱上的安放位置应便于压力阀、流量阀的调节，应便于电磁阀的手动调整和装拆，应便于压力表与压力表开关的观察和调整。在液压站结构总成设计中还应特别注意污染控制、泄漏控制、液压冲击控制、振动与噪声控制等。液压动力源（即液压泵组）是多种元、附件组合而成的整体，是为一个或几个系统存放一定清洁度的工作介质，并输出一定压力、流量的液体动力，兼作整体式液压站安放液压控制装置基座的整体装置。液压动力源一般由液压泵组、油箱组件、控温组件、过滤组件和蓄能器组件等5个相对独立的部分组成。液压动力源装置按液压泵组布置方式的分为：上置式液压动力源、非上置式液压动力源、柜式液压动力源。上置式液压动力源，泵组布置在油箱之上的上置式液压动力源，当电动机卧式安装，液压泵置于油箱之上时，称为卧式液压动力源。当电动机立式安装，液压泵置于油箱之内时，称为立式液压动力源。上置式液压动力源占地面积小，结构紧凑，液压泵置于油箱内的立式安装动力源，噪声低且便于收集漏油。这种结构在中、小功率液压站被广泛使用。当采用卧式动力源时，由于液压泵置于油箱之上，必须注意各类液压泵的吸油高度，以防止液压泵进油口处产生过大的真空度，造成吸空或气穴现象。叶片泵的吸油高度500mm.6.1 液压油箱的设计1油箱的作用：存储液压油液、散发油液热量、逸出空气、沉淀杂质、分离水分和安装元件。2油箱通常可分为整体式油箱、两用油箱和独立油箱三类。整体式油箱是指在液压系统或机器的构件内形成的油箱。两用油箱是指液压油与机器中的其他目的用油的公用油箱。3油箱的容量油箱的总容量包括油液容量和空气容量。油液容量是指油箱中油液最多时，即液面在液位计的上刻线时的油液体积。在最高液面以上要留出等于油液容量的1015的空气容量，以便形成油液的自由表面，容纳热膨胀和泡沫，促进空气分离，容纳停机或检修时靠自重流回油箱的油液。油箱的容量通常可按式，-液压泵的总额定流量（L/min）；-与系统压力有关的经验系数：低压系统=24，中低压系统=57，高压系统=10124油箱的设计1）箱顶、通气器（空气过滤器）、注油口油箱的箱顶结构取决于它上面安装的元件。例如，如果液压泵布置在油箱内部液面以下，则箱顶应为或应有可拆卸的盖。箱盖及管子引出口之类的所有开口都要妥为密封。箱顶上安装液压泵组时，顶板的厚度应为侧板厚度的四倍，以免产生振动。液压泵组与箱顶之间应设置隔振垫。为了便于布置和维修，有时采用装在箱顶上的回油过滤器。箱顶上一般要设置通气器（空气过滤器）、注油口，通气器通常为附带注油口的结构，取下通气帽可以注油，放回通气帽即成通气过滤器。2）箱壁、清洗孔、吊耳（环）、液位计对于钢板焊接的油箱，用来构成油箱体的中碳钢的最小厚度。箱顶上安装液压泵组时，侧板厚度应适当加大。当箱顶与箱壁之间为不可拆连接时，应在箱壁上至少设置一个清洗孔。清洗孔的数量和位置应便于用手清理油箱所有内表面。清洗口法兰盖板应该能由1个人拆装。法兰盖板应配有可以重复使用的弹性密封件。为了便于诱降的搬运，应在油箱四角的箱壁上方焊接吊耳（也称吊环）。吊耳有圆柱形和钩形两种。液位计通常为带有温度计的结构。液位计一般设在油箱外壁上，并近靠注油口，以便注油时观测液面。液位计的下刻线至少应比吸油过滤器或吸油管口上缘高出75mm，以防止吸入空气。液位计的上刻线对应着油液的容量。液位计与油箱的连接处有密封措施。3）箱底、放油塞、支角应在油箱底部最低点设置放油塞（M181.5），以便油箱清洗和油液更换。为此，箱底应朝向清洗孔和放油塞倾斜，倾斜坡度通常为1/251/20；这样可以促使沉积物（油泥或水）聚集到油箱中的最低点。为了便于放油和搬运，应该把邮箱架起来，油箱底至少离开地面150 mm。油箱应设有支脚，支脚可以单独制作后焊接在箱底边缘上，也可以通过适当增加两侧壁高度，以使其经弯曲加工后兼作油箱支脚。支脚应该有足够大的面积，以便可以用垫片或契铁来调平。4）隔板、除气网为了延长油液在油箱中逗留的时间，促进油液在油箱中的环流，促使更多的油液参与在系统中的循环，从而更好地发挥油箱的散热、除气、沉淀等功能，油箱中，尤其在油液容量超过100L的油箱中应设置内部隔板。隔板要把系统回油区与吸油区隔开，并尽可能使油液在油箱内沿着油箱壁环流。隔板缺口处要有足够大的过流面积，使环流流速为0.30.6m/s。隔板结构有溢流式标准型、溢流式和回流式等多种型式。溢流式隔板的高度不应低于液面高度的2/3；隔板下部应开有缺口，以使吸油侧的沉淀物经此缺口至回油侧，并经放油口排出。为了有助于油液中的气泡浮出液面，可在油箱内设置除气网，除气网用网眼直径0.5 mm的金属网制作，并倾斜1030布置。5）过滤网的配置过滤网可以设计成将液压油箱内部一分为二，使吸油管与回油管隔开，这样液压油可以经过一次过滤。过滤网通常使用50100目左右的金属网。6）管路的配置液压系统的管路要进入油箱并在油箱内部终结。（1）吸油管和回油管液压泵的吸油管和系统的回油管要分别进入由隔板隔开的吸油区和回油区，管端应加工成朝向箱壁的45斜口，这样既可增加开口面积，又利于沿箱壁环流。为了防止空气吸入空气（吸油管）或混入（回油管），以免搅动或吸入箱底沉积物，管口上缘至少要低于最低液面75mm，管口下缘至少离开箱底最高点50mm。回油管流速过高时，可在回油管端装设钻有许多小孔的油管形扩散器。吸油管前必须安装粗过滤器，以清除较大颗粒杂质，保护液压泵；建议在回油管上安装精过滤器，以滤除细微颗粒杂质，保护液压元件。（2）泄油管泄油管应尽量单独接入油箱并在液面以上终结。如果泄油管通入液面以下，要采取措施防止出现虹吸现象。（3）穿孔的密封6.2 液压泵组的结构设计液压泵组是指液压泵及驱动泵的原动机和联轴器及传动底座组件。液压泵组的结构设计要点如下：1液压泵组的布置方式可根据主机的结构布局、工况特点、使用要求及安装空间的大小，合理确定液压泵组的布置方式2液压泵组的连接确定液压泵与原动机的轴间连接和安装方式首先考虑的问题是：液压泵轴的径向和轴向负载的消除或防止。由于本设计中泵轴在结构上不能承受额外的径向和轴向载荷，所以液压泵最好由原动机经联轴器直接驱动，并使泵轴与驱动轴之间严格对中，轴线的同轴度误差不大于0.08mm.原动机与液压泵之间的联轴器宜采用带非金属弹性元件的挠性联轴器.例如GB-5272-1985中规定的梅花形弹性联轴器,具有弹性、耐磨性、缓冲性及耐油性较高，制造容易，维护方便等优点。3液压泵组的安装方式本设计中采用钟形罩立式安装，通过液压泵上的轴端法兰实现泵与钟形罩的连接，钟形罩再与带发兰的立式电动

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