BG型液压泥炮的计算.doc

BG型液压泥炮的计算1 打泥机构的计算泥炮最主要的两个参数是泥缸有效窖和泥塞对炮泥的单位压力。泥缸有效容积应保证一次能打入足够的炮泥量，能有效地堵塞出铁口通道和修补炉缸前墙。泥塞对炮泥的单位压力应能保证炮泥在泥缸和过渡管中受到压力损失后，挤出的炮泥仍能克服炉缸内和出铁口通道中的阻力，将炮泥顺利打入出铁口。原电动泥炮泥缸的有效容积是考虑一次堵口失败时不用加泥就可以再次进行堵口操作的，因此普遍偏大。打泥能力应以泥塞上炮泥的单位压力来表示。当采用有水炮泥时，对于10001500m3的高压操作高炉，一般炮嘴出口处的炮泥压力应达到4MPa，泥缸和过渡管中的压力损失为1MPa，故泥塞处的单位压力有5MPa就够。随着无水炮泥的推广，若尼炮使用无水炮泥，则设计时取炮嘴出口处的压力为610MPa，泥缸和过渡管中的损失为34MPa。A 泥缸直径和油缸直径的计算 油缸直径Do和泥缸直径D1的关系式为： （5-1）式中 泥塞对炮泥的单位压力，MPa；油缸的工作油压，MPa。工作油压愈高，泥炮的结构愈紧凑，考虑国内液压元件的供应配套情况，用于大高炉的BG型泥炮取为25MPa。B 油缸有效行程的计算， （5-2）式中泥缸有效容积，m3；泥缸直径，m。C打泥推力P的计算 （5-3）在计算打泥机构主要零件和计度和计算活塞杆受压的稳定性时，应以此处计算出的实际最大推力为依据。D 泥塞移动速度的计算 （5-4）式中t打泥时间，一般4060s。炮嘴吐泥速度为： （5-5）式中D2炮嘴出口处内径，m。一般吐泥速度以0.2m/s为宜。由于油缸中的流量可以通过节流阀进行调节，故泥炮的波士顿泥速度也是可调节的。2 压炮装置的计算压炮力的大小应考虑因泥缸活塞打泥过程中炮泥对炮嘴产生的反作用力因而炮嘴和泥套之间仍有一定压紧力，以保证打泥时炮泥不从炮嘴和泥巴套之间漏出。因此，压炮力的计算式为： （5-6）式中打泥时产生的对炮嘴的最大泥反力，kW；最小压紧力，kN。最大打泥反力由下式计算 （5-7）式中炮嘴内径，m；炮嘴出口处的炮泥压力，MPa。最小压紧力是出现最大打泥反力时，炮嘴对泥套的剩余压炮力，一般在2030压炮力可计算压炮油缸走私并由经过修正后的油缸直径再计算实际最大压炮力。3 旋转装置的计算BG型液压泥炮旋转机构计算筒图如图5-21所示。当活塞式往复油缸5带动V型杆4绕点旋转时，连杆3使泥炮转臂2绕点旋转。A 旋转装置油缸活塞杆的受力分析由于BG型泥炮没有锚钩装置，所以压炮时的压炮反力将通过相应的杆件和旋转油缸的活塞杆传到泥炮基础上。当旋转油缸活塞杆的最大受力发生在压炮时，泥炮在打泥过程中，虽然增加了对炮身的打泥反力，但炮嘴与泥套间的压紧力以与打泥反力相同的数量减少，所以，活塞杆的受力在打泥前和打泥过程中是不变的。如忽略杆件锁轴的摩擦阻力，压炮时杆件3的受力可由下式求出（图5-22）： （58）式中P压炮力；太坏炮时炮身与水平面所形成的倾角；R臂架同杆件3铰接点至回转点的距离；L转臂长度；在压炮位置时杆件3的位置角。同图5-23可得到活塞杆受力P6为： 式中的n和Q分别为P3和P6到回转点的力臂，上式中也忽略了销轴的摩擦阻力。由图5-23可见：实际计算时，应计入铰链点处的摩擦阻力，可用杆机构总效率来考虑。总效率可取0.80.85。B 旋转油缸行程的计算当泥炮达到最大旋转角160o所需的油缸行程及转臂在其间的任一位置时，旋转油缸活塞杆的行程均可用图解法较方便地看到。当要对旋转村机构的参数进行优化分析和要得到转臂旋转过程中的速度变化曲线时，就必须导出油缸行程的数学表达式。当泥炮的转臂转过角度时，V形杆将转过一个相应的角度，在推导和的关系式时，取V形杆的回转点为坐标原点（图5-24），则式中：由 得 将上式展开，移项整理后得：在杆件3的初始位置角和各杆件的长度以及回转点位置选定后，可由上式求出泥炮转臂在不同转角时V形杆的转角。根据V形杆转过角时油缸行程J可由图5-25求出。压炮状态旋转油缸与V形杆4的铰接点为K。当V形杆转过角后，K点移至K位置，油缸的行程为：当泥炮的尺寸参数一定时，可利用这些公式用计算机算出转臂在任意转角时的油缸活塞行程，并可画出旋转油缸等速伸长或缩短时转臂旋转速度的变化曲线，也可利用这些关系式对旋转杆机构的参数进行优化计算。4 液压系统计算4.1 泥炮各油缸所需流量的计算液压泥炮的旋转、压炮、打泥动作是按顺序相继完成的，计算液压站油泵的需要流量时，应取各油缸流量中的最大值。4.1.1 打泥油缸流量打泥油缸在打泥时是无杆腔进油，则 式中 打泥油缸直径； 打泥油缸的有效行程； 打泥时间，一般取4060s。4.1.2 压炮油缸流量 压炮装置在压炮时也是无杆腔进油。 式中 t2压炮时间，5s（式中乘2是因为有两个压炮油缸同步动过）4.1.3 旋转油缸流量 旋转油缸在泥炮向堵口位置旋转时时无杆腔进油。 式中 旋转油缸全行程的动作时间，一般取12 15s。 4.2 液压泵的选取4.2.1液压泵的最大工作压力 PMAX=P+式中 P油缸的额定工作压力；液压回路中的总压力损失，可取0.51MPa。4.2.2液压泵流量Q泵=KQmax 式中 上述Q1、Q2、Q3中的最大值 K系统流量泄漏系数，可取1.11.2.4.2.3液压泵规格选取 根据计算的压力和流量值，查机械设计手册选取相应规格的液压泵。2.3 电机的选取根据油泵的最大工作压力个流量，油泵的驱动功率 在正常情况下，泥炮液压站的电动机属于短暂工作状态。高炉一般要两小时以上才出一次铁，需要堵口时才启动油泵。