轧机AGC系统的液压设计

目 录摘 要 .3Abstract .41 绪论 .51.1国内外 AGC研究与实现现状 .51.2课题的提出 .51.3本课题的主要研究内容 .62 轧机液压 AGC系统原理设计 .73 元件的选取 .103.1 液压系统参数的确定 .103.3 液压泵的选择 .143.4 各种液压阀的选择 .173.5 滤油器的选择 .213.6 蓄能器的选择 .224 液压油箱的设计 .254.1 油箱的作用 .254.2 油箱容积的确定 .254.2.1 按使用情况确定油箱容量 .254.2.2 油箱散热计算 .264.3 油箱的结构设计 .274.4 油箱的附件的选择 .294.4.1 空气滤清器 .294.4.2 液位液温计 .294.4.3 液位控制继电器 .295 泵站的要求和设计 .305.1 冷却器 .305.2 电加热器 .315.3 管路及管接头 .325.4 安装 .345.5 液压油 .355.5.1 液压油的选择 .355.5.2 注意事项 .366 液压集成块设计 .376.1 液压集成回路设计 .376.2 液压集成块设计步骤 .376.2.1制造液压元件样板 .376.2.2决定通道的孔径 .386.2.3集成块液压元件的布置 .386.2.4集成块上液压元件布置程序 .386.2.5集成块零件图的绘制 .386.3 集成块的优缺点 .396.4 集成块的设计 .397 液压传动系统的安装、使用和维护 .407.1 液压传动系统的安装、试压和调试 .40第 页 共 49 页7.1.1液压元件的安装 .407.1.2管道安装与清洗 .417.1.3试压 .427.1.4调试与试运转 .437.2 液压系统的日常检查和定期检查 .44结 论 与 展 望 .47致 谢 .48参考文献 .49第 页 共 49 页摘 要厚度与板形精度是板带产品的两大质量指标。目前随着轧制理论、控制理论和人工智能理论的发展，以及它们在轧制过程中的应用，使得板带产品的厚度精度与板形指标有了很大提高。本文在对唐钢冷轧厂 3#镀锌机组的液压 AGC 研究的基础上，自行设计了一套 AGC 控制的液压系统，具体工作可归纳如下：研究液压 AGC 系统的基本原理，借鉴国内外先进经验技术，自行设计一套液压 AGC 伺服系统。建立系统的原理图，并选择恰当的液压元件、完成泵站的设计、系统的安装调试和运行。关键词：轧机； AGC 系统；液压元件；液压设计第 页 共 49 页AbstractThe accuracy of strip gauge and the strip flatness are the main quality targets of a strip product. Currently, there have been huge advancements in the two targets above with the development of rolling theory, control theory, and artificial intelligence theory and their application in the rolling process. Basis on studying in hydraulic AGC to 3# CGL of Tang Gang cold rolling factory, self design a set of AGC system , The works discussed in this paper are as follows.studying the basic principle of hydraulic AGC system,drawing lessons from the home and abroad advanced experience technology , designing a set of hydraulic AGC servo system , at the same time, Going deep into study about pump station design , hydraulic AGC system theory , the hydraulic component selections and characteristic property, installation, testing and running about hydraulic system.Keywords: mill, AGC system, hydraulic component , hydraulic design第 页 共 49 页1 绪论板厚精度是板带材的两大质量指标之一，板厚控制是板带轧制领域里的两大关键技术之一。我国近年来从发达国家引进的一些大型的现代化的板带轧机，其关键技术是高精度的板厚控制和板形控制。板厚精度关系到金属的节约、构件的重量以及强度等使用性能，为了获得高精度的产品厚度，AGC 系统必须具有高精度的压下调节系统及控制系统的支持。厚度自动控制(Automatic Gauge Control，简称AGC)是提高带材厚度精度的重要方法，其目的是控制板带材纵向厚度的均匀性从而生产出合格产品。目前，厚度控制已成为现代化板带生产中不可或缺的组成部分。1.1 国内外 AGC 研究与实现现状目前，连轧机AGC技术己基本成熟，己经开发出多种厚度自动控制系统，在这个领域主要的问题是技术应用方面的创新问题。连轧机AGC控制目前基本都采用前馈控制和反馈控制相结合的方式。上世纪70年代武钢引进的热连轧机AGC系统由以下部分组成：GM-AGC(头部镇定相对AGC)、FF-AGC、MN-AGC和活套补偿。目前武钢以GM-AGC+MN-AGC+活套补偿为基本内容投入控制，由于生产稳定，带培温度较匀，AGC 精度达到了50m。90年代中期,各电气公司纷纷提出的FFF-AGC(Force Feed Forward-AGC) 10-11控制。实质为:利用轧制力信号，检测( 或识别 )由温度变动而造成的变形阻力或硬度变化，并用于前馈控制。新的AGC控制思想为以硬度变化来控制厚度，而过去的思想是以厚度偏差来控制厚度。1.2 课题的提出（1）在 10 余年的实际工作中，对轧辊生产过程、生产环境和设备工作状况比较了解，对液压设备的运行、维护、检修、参数整定等方面比较熟悉，为课题的完成奠定了实践基础；（2）通过多年来的学习，对液压 AGC 技术的理论已初步掌握，特别是进入北京科技大学进修专升本以来，使自己的理论水平有了很大提高，为课题的研究准备了一定的理论基础。（3）通过大量文献的查阅，对液压 AGC 技术的发展状况、各种 AGC 的应用等都有了一定的了解，为本次液压 AGC 系统的设计做了较充分的准备工作。1.3 本课题的主要研究内容液压 AGC 系统设计，要在理解液压传动及控制原理的基础上，综合流体力学和液压元件的原理和特性，要考虑整个系统的控制精确、响应快速、运行平稳高效，元件选型要经济合理，并要验证其能到达系统的控制特性。具体研究内容如下：（1）根据实际生产要求，设计液压 AGC 系统原理图；（2）根据系统原理图，对给定的目标参数进行计算，完成液压元件选型；（3）设计完全能实现系统功能的阀块；（4）给出系统的安装、使用和维护需要注意的事项； 第 页 共 49 页2 轧机液压 AGC 系统原理设计2.1 轧机液压 AGC 控制系统的组成液压 AGC 系统的主要设备由一套以计算机检测元件为主的控制装置和以一套液压系统（包括泵站、控制阀台等） ，液压伺服油缸为主的执行机构组成。每台机架配有 2 个 AGC 油缸，每个 AGC 油缸的中心安装一个索尼磁尺，用于检测 AGC 油缸活塞的位移，其分辨率为 1m，同时，在每个 AGC 油缸的活塞侧和活塞杆侧均配有压力传感器，检测 AGC 油缸两侧的压力，从而得出轧机的轧制力。为了提高系统的响应速度，控制AGC 油缸动作的伺服阀及其控制阀块直接安装在缸体上，为了减少系统压力的脉动，每个伺服阀还配有一组蓄能器组。所有轧机共用 1 个液压泵站，向每个机架的 AGC 系统和弯辊系统及轧机的中间辊串辊和弯辊系统供油。轧机液压压下装置，主要由液压泵站、伺服阀台、压下液压缸、电气控制装置以及各种检测装置所组成。压下液压缸安装在轧辊下支承两侧的轴承座下（推上） ，也可安装在上支承辊轴承之上（压下） ，以上两种结构习惯上都称之为压下。调节液压缸的位置，即可调节两工作辊的开口度（辊缝）的大小。2.2 系统原理设计液压压下装置的液压回路如图 21 所示 SVVS 下下下下图 21 AGC 液压回路系统原理图电磁铁动作顺序表：1DT 2DT 3DT 4DT 5DT 6DY 7DT操作侧压下 + 第 页 共 49 页操作侧抬辊 + + +传动侧压下 + 传动侧抬辊 + + +表(2-1)由恒压变量泵提供压力恒定的液压油，经两次精密过滤后送至两侧的伺服阀台，两侧的油路完全相同。以操作侧为例，压下液压缸 401 的位置由伺服阀 371 控制，液压缸的升降即产生了辊缝的改变。液控单向阀231 可使液压缸快速回油；蓄能器 271 是为了减少泵站的压力脉动，而蓄能器 272 则是为了吸收液压冲击。泵 12 是为了整个系统提供系统压力；泵 11 是为冷却和过滤回路提供低压，对系统油液不断进行循环冷却过滤，以保证油液的清洁度和油温，当油液超温时，通过冷却器 17 进行冷却，当油液温度过低时，通电过加热器 6 进行加热。由于液压压下系统的压力较高，工作过程中的流量变化大，所以其油源多采用恒压变量泵蓄能器式，以提高其工作效率；但由于恒压变量泵结构复杂，调节不够灵敏，当系统需要的流量变化较大时，就会产生泵的流量赶不上负载需要，从而引起较大的压力变化。所一定要配备大容量的蓄能器（蓄能器 271） ，同时应尽量采用粗而短的连接管道。伺服阀台一般安装在靠近压下液压缸的位置，这样有利于提高液压缸负载环节的固有频率。蓄能器272 体积一般比较小，多为 2.5L 或 1.6L，以便为伺服阀提供瞬时的高频流量需求。油液在进入伺服阀台以前，要经过 3m过滤器过滤（过滤器 14） ，以确保到阀台的油液有较高的清洁度。技术要点：液压压下装置能否正常工作和满足现代化生产的要求，有如下几点需要特别注意：1、由于伺服阀多采用喷嘴挡板阀，故对油的清洁度要求较高，一般情况下为 WAS1638-5-7 级，因此就需要在系统中设置高效率的过滤装置，以确保油液的清洁度。同时油箱和管道均采用不锈钢材质。2、液压缸负载环节的摩擦力在系统中有至关重要的影响，较大的摩擦力，就会产生较大的死区，从而产生较大的控制误差，同时又会影响到系统的频宽和稳定性。因此，除了应尽量减少轴承座和牌坊之间的摩擦力外，还应注意减少液压缸的摩擦力。一般认为摩擦力应小于 1。3、为了提高控制精度，首先需要有高精度的位置传感器、压力传感器及性能优良的控制装置。第 页 共 49 页3 元件的选取3.1 液压系统参数的确定压力和流量是液压系统最主要的参数。根据这两个参数来计算和选择液压元件，辅助元件和原动机的规格型号，系列号。系统压力选定后，液压缸的主要尺寸一定确定。即可根据液压缸的速度来确定流量。初选系统工作压力：系统压力的选定的是否合理，直接关系到整个系统的设计的合理程度。在液压系统功率一定的情况下，若系统压力选的合理程度，在液压系统功率一定的情况下，若系统压力选得过低，则液压元件尺寸与重量就会增加，而系统造价就会相应降低。然而，若系统压力过高，由于液压元件、辅助元件的材质、密封精度等要求较高，从而增加液压设备的造价，使系统故障相应的增加并且使用寿命也会相应下降。因此，系统压力的选择要视具体情况，综合各个方面的因素而定。一般来说，压力的选择主要根据载荷的大小和设备的类型而定，同时还需要考虑执行元件的装备空间，经济条件及元件的供应情况等。国家标准 GB/T7938-1987 规定了液压缸额定压力系列如表 31表 31 液压缸额定压力系列 (单位:Mpa)0.63 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0 25.0 31.5 40.03.2 电液伺服阀的选择系统中是一个伺服阀控制一个油缸，油缸为非对称形式，即阀的控制腔是一个，管道连接形式为阀控差动液压缸。因此所选用的零开口四边滑阀实际上只有两个边工作，另两边为非工作状态。其示意图如下：图 3 1 三 通 阀 控 液 压 缸ArPc AhQLXvPo=0p Xp* (Ps-P)Ps图 3-2 三通阀控液压缸图中处表示减压阀，减压阀减压 P ，油缸有杆腔压力为 (Ps-P) ，以用来提起活塞（对应系统中即抬辊） ，同时有杆腔有一定背压，以免活塞动作剧烈。3.3 液压泵的选择选取泵及电机规格的选择直接关系到动力源的利用率，因此选泵及电机应选择最合适最节能的。下面看一下动力源的节能问题。不同工况时液压设备的能源消耗往往有很大差别。供过于求，动力源的输出流量过剩和压力过剩是造成能耗的根本原因。凡是能使泵供给系统的流量自动得和需要相适应、没有流量过剩的液压动力源，即成为“流量适应动力源”。他能将流量损失减到最小的程度。故可以提高系统的效率，达到节能的目的。实现流量适应控制必须采用变量泵。按实现变量的控制方式划分，有三种基本形式：(1) 压力反馈是变量泵(2) 流量感控制变量泵第 页 共 49 页(3) 恒压变量泵所谓恒压变量泵就是指特性很硬，当输出流量在调节范围内调节时，其出口压力能做到几乎不变。由于弹簧的作用力与压缩两成正比，所以直接采用强弹簧与泵输出压力压力比较，是难以获得压力变动很小的恒压变量性质的。目前较成熟的一种恒压变量泵采用双作用变量缸，利用两端压力自身相比较的原理。这种变量缸能获得压力变动限制在 0.1Mpa 以内的良好恒压特性。泵出口压力始终保持调定的压力值，响应快，几个执行元件可以同时动作。综上所述，泵的选择可用恒压变量泵，其特点是流量损失小，响应快，并能保持压力变动在小限度内，这很适合伺服系统的需要。3.3.1 主泵的选取 液压泵工作压力的确定 1p式中 是液压执行元件的最高压力，对于本系统，最高压力是进入伺服阀口的最高压力 ；1p 24SpMa是泵到伺服阀的总的管路压力损失，取 。0.5Mpa液压泵的工作压力为 (24.)p 液压泵流量的确定 。maxvpqKQ取 1.2, ,则 Kmax13.09/inQL1.3.091.46/minvpqL选择液压泵的规格：为使液压泵有一定的压力储备，选择泵的额定压力一般要比最大工作压力大 ，设所选泵的压力250%:为 ，则有p .24.510%p34.pMa查询机械设计手册 4P23-105 柱塞泵产品，采用斜盘式轴向柱塞泵，型号为 A7V28DR1RSFO,生产厂：北京华德液压泵分公司。技术规格压力/Mpa 排量/ -1mlr:最高转速/ 1in额定最高 最大 最小吸口压力吸口压力流量（1/minL:）450r功率/(35)kWMpa转矩/()Nm:重量/kg35 40 28.1 8.1 3000 3600 39.5 24 156 19确定液压泵的驱动功率液压泵的压力和流量比较恒定，则 3350.681/27.096pvqMasPk电动机一般允许短时间超载 25，则 1.85PW查产品样本，选用 22kWsw 的电动机。型号为 Y200L1-6。3.3.2 冷却用循环泵的选取根据系统要求和所选元件参数，制定系统执行元件工况图如下：第 页 共 49 页PpqO图 33 执行元件工况图3.4 各种液压阀的选择3.4.1 溢流阀的选择在液压系统中，用来控制流体压力的阀统称为压力控制阀，简称压力阀。按用途，压力阀可分为溢流阀、遥控阀、安全阀、电磁溢流阀、卸荷阀、溢流阀、制动法、背压阀、平衡阀、缓冲阀、压力继电器、压力表保护阀等。压力控制阀的安装联结方式可分为螺纹式、板式和法兰式，其中罗文是连接的管口结构及技术条件可参见国家标准 GB/T2878-93溢流阀是使系统中多余流体通过该阀溢出，从而维持其进口的压力近于恒定的压力控制阀。在液压系统中，溢流阀可作定压阀，用以维持系统压力恒定，实现远程调压或多级调压；做安全阀，防止液压系统过载；做制动阀，对执行机构进行缓冲、制动；做背压阀，给系统加载或提供背压；它还可与电磁阀组成电磁溢流阀，控制系统卸荷。溢流阀可分为：直动式、先导式。直动式稳态力平衡方程为：(31)AxkP/)(0式中 P进口压力 (Pa)A-阀芯有效承压面积(mm)k-弹簧刚度(N/m)-弹簧欲压缩量(m)0xx阀开口量(m)由(3-1)可以看出，只要保证 时，可使 ，这就表明，当溢流0x000/)(CAKxxkP量变化时，直动式溢流阀的进口压力是近于恒定的。先导式稳态力平衡方程是:(3412)AkAxkPc)()(010P第 页 共 49 页图 33 溢流阀示意图本系统中溢流阀作为安全阀用，其中溢流阀 22 为带换向阀的常闭换向阀，当 1DT 动作时，泵卸荷，不动作时作为一般安全阀使用，选用北京华德液压阀厂生产的 DBW10A-2-5V/350VG24NZ5L,属于常闭板式溢流阀。其中溢流阀 25 为常用的安全阀，选用北京华德液压阀厂生产的 DB10-1-5X/350。3.4.2 单向阀的选取在液压系统中，用来控制流体方向的阀称为方向控制阀，按安装连接方式可分为螺纹式、板式和法兰式，参见国家标准 GB/T2878-93。a. 单向阀的选择单向阀是只允许液流向一个方向流动，而不允许反向流动的阀。它可以用于液压泵的出口，防止系统油液倒流，用于隔开油路之间的联系，防止油路相互干扰，也可于其他阀组合。b. 液控单向阀本系统中，液控单向阀 35 采用“SV10PB1-30”型液控单向阀， ，北京华德液压阀厂生产，公称直径 10，板式连接。主要由换向阀 36 控制，当抬辊时可迅速回油。3.4.3 电磁换向阀的选用电磁换向阀是用电磁铁推动阀芯，从而变换流体流动方向的控制阀。电磁阀有滑阀和球阀两种结构。电磁换向阀可直接用在液压系统，控制油路的通断和切换，也可以用作先导阀，用来操作其它阀。性能特性：工作可靠性；压力的损失；内泄流量；换向和复位时间；换向频率快；使用寿命长3.4.4 压力表开关的选择本系统中压力表开关均采用“KF-L8/20E”，温州黎明液压件厂制造。3.4.5 球形截止阀球形截止阀用来手动控制油路的通断，本系统采用了管式连接。球阀 8 采用“Q21F-64P-25”，温州黎明液压件厂制造；球阀 15 采用 “Q11F-16P”，温州黎明液压件厂制造；球阀 39 采用“Q11F-16P” ，温州黎明液压件厂制造。3.4.6 节流截止阀DV/DRV 型节流阀是一种简单而又精确地调节执行元件速度的流量控制阀，完全关闭时又是截止阀。3.5 滤油器的选择滤油器是本系统中对油液进行过滤净化的重要元件。过滤是目前应用最广泛的油液净化方法。过滤是利用多空隙可透性介质滤除浮在油液中的固体颗粒污染物，其主要机制可归纳为阻截和吸附作用。3.5.1 吸油滤油器吸油滤油器的作用主要是保护液压泵，防止吸油时将较大的颗粒污染物吸入泵内。安装在侧部的吸油滤油器具有结构紧凑，管道简单和更换滤芯方便等优点。第 页 共 49 页吸油滤油器的压差受液压泵吸油特性的限制使用中最大压差一般不打鱼 0.02Mpa。压差过大，容易造成液压泵吸空而导致气蚀损坏。因而吸油滤油器一般采用 100180m低精度滤芯。3.5.2 回油过滤器从安装位置来说，在系统回油路中安装滤油器是比较理想的。在系统油液回油箱之前，滤油器将外界侵入系统的和系统内产生的污染物滤净。然而，回油滤油器承受的压力为回油路的背压，一般不超过 1Mpa，因而结构尺寸可适当的加大，以提高纳垢量。回油滤油器可采用高精度滤芯，最大允许压差一般为 0.35Mpa。回油缓冲式滤油器在回油管路上装有扩散器，该扩散器能大大减缓回油冲击，经过滤油过滤的油液通过扩散器均匀分布到油箱的四周，而不将油箱的底部沉积物搅起，这能延长系统吸油滤油器的平均无故障时间，同时由于会有冲击的减轻，使吸油滤油器的工况得以改善，从而，提高了吸油过滤的效果及整个系统的可靠性。3.5.3 工作点处系统滤油器在压油管路上可以安装各种形式的经过滤器，用于保护出液压泵以外的其它液压元件，如电液伺服阀。过滤精度一般为 320m工作滤芯的最大压差一般为 0.350.5Mpa，且过滤器要有一定的强度。3.6 蓄能器的选择蓄能器是液压系统中的一种能量储存装置，它利用力的平衡原理使工作液体的体积发生变化，从而达到贮存和释放液压能的一种装置。蓄能器一般分为重力加载式、弹簧加载式和气体加载式三类。根据各种蓄能器的特点及经验，我选择了气囊式蓄能器。气囊式蓄能器的特点：气腔与油腔之间是气囊，密封可靠，二者之间无泄漏，胶囊惯性小，反应灵敏，结构紧凑，尺寸小，重量轻，维护简单。蓄能器的用途：用作辅助源，补偿泄漏，稳定压力，吸收液压冲击，消除液压泵脉动，作为紧急动力源等。本系统中蓄能器的用途是，吸收冲击和吸收泵的脉动。3.6.1 吸收冲击的蓄能器蓄能器用于吸收由于液流的速度和方向急剧变化所产生的液压冲击，使其压力波动幅值大大减小。如换向阀突然换向，液压泵突然刹车，执行元件突然停止运动，紧急制动等原因是液流速度和方向急剧变化，产生液压冲击，系统中虽设有安全阀，但其反映慢，压力增高，其值可大于正常压力的几倍以上，往往造成系统强烈的震动，造成仪表、原件等的损坏，甚至引起管道破裂。如果在控制阀或冲击源前设置蓄能器，可吸收和缓解这种液压冲击。3.6.2 吸收泵的脉动蓄能器蓄能器 27 可用来消除由液压泵所引起的冲击和脉动，保护液压系统免遭冲击和震动之害，并消除噪声。管式蓄能器对于脉动阻尼场合最为有效。准确计算比较困难，实际应用常采用以下经验公式：(3412)130012(/)nAkLpV式中：A缸的有效面积（ ）2mL柱塞行程（m）k与泵的类型有关的系数：单缸单作用，0.60；单缸双作用，0.25；双缸单作用，0.25；双缸双作用，0.15；三缸单作用，0.13；三缸双作用，0.06充气压力，按系统工作压力的 60充气0p计算如下：第 页 共 49 页13 3100 112(/).60.25(24/.05)3.4290./)nAkLpV L故选用 ，温州黎明液压件厂生产。/.5NXQH4 液压油箱的设计4.1 油箱的作用(1) 贮存供油系统的工作循环所需要的油量;(2) 散发系统工作过程中产生的一部分热量；(3) 促进油液中空气分离机消除泡沫；(4) 为系统提供元件的安装位置。本泵站设计过程中由于系统的流量和油箱的入量较大，所以采用的是开式旁置式油箱，油箱内的液面高与泵的吸油口，使液压泵具有较好的吸油效果。4.2 油箱容积的确定油箱容积的确定，是设计油箱的关键。油箱的容积应能保证当系统有大量供油而无回油时，最低液面应在进口过滤器之上，保证不会吸入空气；当系统有大量回油而无供油，或系统停止运转，油液返回油箱时，油液不会溢出。4.2.1 按使用情况确定油箱容量使用公式为 pVQ经验系数泵的流量（ ）3/min表 41 经验系数 行走机械 低压系统 中压系统 锻压系统 冶金系统12 24 57 612 10取 ，则0330(39.58)0.875pVQmL4.2.2 油箱散热计算发热量只考虑液压泵和溢流阀的发热量，散热量只考虑又想的散热量（无冷却器时） ，系统贮存热量只考虑油及油箱温升所需的热量。达到热平衡时，系统平衡温度： 12HtKA取油箱传热系数 5/()wmk:对于高压系统，为防止漏油，油的温度不宜过高，由机械允许的最高油温和环境温度，已知液压系统的平均发热功率 ，按下式计算：Hmin12()t表 42 常用机械液压系统的油温机械类型 正常工作温度 允许最高温度 允许温升粗加工及无屑加工机械 40 70:60 90:35 40:取温升 40泵的功率损失 (28.7953)0.26.94pkw则 2min12641)/()HAmKt:油箱的长、宽、高比例范围是 1：1：11：2：3，所以定油箱的长为 ，宽为 ，高为15793m第 页 共 49 页，即外形尺寸为 。579m1572m9357m计算其散热面积 ，a、b、c 为长、宽、高。.8.Aab代入值，得故符合散热要求。221.3916294675.14.95.m4.3 油箱的结构设计在一般设备中，油箱多采用钢板焊接式。(1) 容量油箱的用途主要是储油和散热,因此油箱必须有足够大的容量,以满足散热的要求。停止工作时能容纳液压系统中所有的油,工作时能保持一定的液位高度要求。(2) 隔板隔板的安装形式有多种，可以设计成高出液压油面，使液压油从隔板侧面流过，还可以把隔板设计成低于液压油面，其高度为最低油面的 2/3，使液压油从隔板上方流过，隔板的下部开有缺口，便于清洗油箱、放油，同时使吸油侧的油液沉淀物可以经缺口流至回油侧，然后经放油口放出。(3) 吸油管与回油管回油管出口形式有直角口、斜口、弯管直口、带散热器出口等几种形式，斜口应用较多，一般为 45 度斜口。为了防止液压波动，可以再回油管口装扩散器。回油管必须放在液面以下，一般距离液压油箱底面的距离大于 300mm,回油管出口绝对不允许放在液面以上。单独设置回油管当然是理想的，但不得以时则应使用回油集关，不要人为地施以背压。泄露油管的直径和长度要适当，管口应该在液压面以上，以免产生背压。泄油油管以单独配管为好，尽量避免与回油集流配管的方法。吸油管前一般应设置滤油器，其精度为 100200 的网式或线隙式滤油器。滤油器要有足够的容量，避免阻力过大。滤油器与箱底的距离应不小于 20mm，吸油管应插入液压油面以下，防止吸油时卷吸空气或因流入液压油箱的液压油搅动液面，致使油中混入气泡。为了使油液流动具有方向性，要综合考虑隔板、吸油管和回油管的配置，尽量把吸油管和回油管用隔板隔开。为了不使回油管的压力波动波及吸油管，吸油管及回油管的斜口方向应一致，而不是相对着。(4) 防止杂质入侵(5) 顶盖及清洗孔在液压油箱顶盖上装设冷却器、阀块、空气滤清器时，必须十分牢固。液压油箱同它们的接合面平整光滑，将密封填料、耐油橡胶密封垫圈以及液压密封胶衬入其间，以防止杂质、水和空气侵入，并防止漏油。同时，不允许有阀和管道泄漏在箱盖上的液压油流回油箱。油箱上的清洗孔应最大限度地易于清洗液压油箱内的各个角落和取出箱内的元件。(6) 液压油箱内的液面高度应便于观察，应在油箱的侧面安装液面指示计，指示最高、最低油位。本系统设计中的液位计选用带温度计的。(7) 液压油箱的防锈：为了防止液压油箱内生锈，应在油箱内壁涂耐油防锈涂料。(8) 为了提高液压系统工作的稳定性，应使系统在适宜的温度下工作。液压油温度一般希望保持在 3050 C范围内，最高不超过 60 C，最低不低于 15C。(9) 对液压装置而言，从工厂装配开始，到最终送到用户，再经过反复装配，所以在液压装置整体上或块上应装上吊钩、吊环螺钉或吊耳环。(10) 油箱底面应有一定的斜度，并在最低位置设置油塞，以备放油。设置油箱底面斜度为 1：201：25，向回油侧倾斜的单斜面。(11) 系统中泄露油管单独接入油箱。第 页 共 49 页4.4 油箱的附件的选择4.4.1 空气滤清器一般在油箱盖上设置空气滤清器，它包括空气过滤装置和注油过滤网。选用温州黎明液压件厂生产的 QUQ 系列液压空气滤清器，选用型号为 2.510.QU其中 2.5 为型号序列，10 为空气过滤精度（ ） ，1.0 为空气流量（ ） 。m3/min4.4.2 液位液温计液位液温计是油箱、润滑装置，冷却箱上的必备附件，它可指示液位及液温的高低。选用温州黎明液压件厂生产的 YWZ 系列液压空气滤清器，选用型号为: 125YWZT其中 125 表示安装螺钉中心距，T 表示带温度计，其工作温度范围为20100，其承受工作压力为。0.15Mpa4.4.3 液位控制继电器采用温州黎明液压件厂生产的 YKJD 系列液位控制继电器，这种新型液面高度电发讯控制装置主要用于油箱及其他容器内液体位置与液体动力源电机自动控制或报警，具有结构紧凑、控制灵敏和安装简便等特点。继电器工作时浮子随液面升高或降低，当液面将浮子上升或降到发讯位置时，继电器工作：常闭触点断开，常开触点闭合，以实现自动停机或报警。选用型号为: YJKD24350-200-100第 页 共 49 页5 泵站的要求和设计泵站包括以下元件：油箱及其附件、主油泵电机组、循环泵、电机、联轴器、单向阀若干、截止阀若干、吸油滤油器、溢流阀、电磁溢流阀、冷却器、蓄能器、压力继电器等，以及各种管接头。 5.1 冷却器1、系统产生的热量及散热见第 12 页，散热情况与环境温度有很大关系，与季节、地区、工作环境等都有很大关系。液压系统工作时，各种能量损失都转化为热能，这些热能除通过油箱、管道等外界交换外，大部分使油液温度升高，当温度升高到某一定值时，系统温度将达到热平衡。温度过高（ ） ，将严重影响液压系Ct80统正常工作，如泄露严重等。因此在某些散热情况不好的时候，单靠油箱和管道就不能控制油温的升高，这时就必须采取强制冷却的办法，通过冷却器来限制油温的升高，使之符合液压系统的工作要求。在泵站装配中，冷却器装在系统的回油路上，使回油冷却后再回油箱。2、冷却器的选择滤清器除通过管道散热面积直接吸收油液中的热量外，还使油液流动出现紊流来增加油液的传热系数。对冷却器的基本要求是：保证散热面积足够大，散热效率高和压力损失小的前提下，要求结构紧凑、坚固、体积小、重量轻，最好有自动控制油温装配，以保证油温控制的准确性。冷却器分为水冷式和风冷式。设计中选用的是水冷式，水冷式又分为多管式、板式、片式，选用的是较常用的多管式。这种冷却器采用强制对流的方式，传热效率较高，冷却效果较好。因滤清器对油液有一定的阻力，使油液通过冷却器有压力损失，因此可在冷却器上并联一截止阀，当油液不需要冷却时打开截止阀，使油液直接回油箱。5.2 电加热器油液的加热可采用电加热或蒸汽加热等方式，为避免油液过热变质，一般加热管表面温度不允许超过120，电加热管表面功率密度不应超过 。23/wcmTQVCNC油比热，取 C=16802094J/(kg) ;油的密度，取 ；390/kgV油箱内油液体积；-加热后温升（ ）;QT加热时间（S） 。代入数值，得 18609.3510963.0Nwk则电加热器的功率： 取482.kp5w选择温州黎明液压件厂生产的 GYY 系列加热器，型号为 0/GY2电加热器类型；220加热电压（V） ；5功率（kw）.5.3 管路及管接头 管路是液压系统中液压元件之间传递液体的各种管道的总称，管接头用于管道之间的连接。1、管路系统工作压 24MP，因此管路与管接头应有足够的强度，良好的密封，压力损失要小，拆装方便。管路的材料选用无缝钢管，无缝钢管耐压高，变形小，耐油，抗腐蚀，虽装配时不易弯曲，但装配后能长久保持原状，第 页 共 49 页用于中高压系统。无缝钢管有冷轧和热轧两种。无缝钢管具体直径见泵站、阀台图。压力油路用 182.5 冷拔无缝钢管，低压油路如回油路用 221.6，冷拔无缝钢管,吸油路用 221.6 冷拔无缝钢管，泄露回路用 81 冷拔无缝钢管。 在泵站中由于主泵与电机正常工作时有振动产生，为防止油液将这种振动传递到系统或油箱从而影响系统正常工作，在泵的进出油口加软管以消除这种振动或在电机座下安装减振垫消除振动。设计中选用的是橡胶补偿接管和胶管接头总成，安装在泵的进出油口。管路的安装不合理时，不仅会给安装检修带来麻烦，而且会造成大的压力损失，以至于出现振动噪声等现象。2、管接头液压系统中，金属管之间，金属管与元件之间的连接，可采用焊接连接、法兰连接和管接头连接。直接焊接时，焊接工作要在现场进行，安装后拆卸不便，焊接质量不易检查，因此很少选用。法兰连接工作可靠，拆卸方便，但尺寸较大，因此，只有在管道外径较大时采用。一般情况下，多采用管接头连接。管接头的形式包括焊接管接头、卡套式管接头、快速接头。5.4 安装由于系统对油液的精度要求较高，全部管路应进行二次安装。一次安装后拆下管道，清洗后干燥，涂油以及进行压力试验。最后安装时不准有污物如砂子、氧化物铁屑等进入管道和阀内。全部安装后，必须对油路、油箱进行清洗，使之能正常工作。在设计中，考虑到泵站部分占用空间尽量小，因此整个泵站各个元件（滤油器、油泵电机、油箱等）在位置布置上显得紧凑，辅助泵、吸油滤油器及回油滤油器都装在油箱盖板侧壁上。具体见一下装配图：图 5.1 泵站原理图第 页 共 49 页图 5.2 泵站装配图三视图5.5 液压油5.5.1 液压油的选择液压工作介质一般称作液压油(有部分液压介质已不含油的成分 )。液压介质的性能对液压系统的工作状态有很大影响，液压系统对工作介质的基本要求如下：(1) 有适当的粘度和粘温特性(2) 氧化安定性和剪切安定性好(3) 抗乳化性和抗泡沫性好(4) 闪电、燃点要高，能防火、防爆。(5) 有良好的润滑性和防腐蚀性，不腐蚀金属和密封件。(6) 对人体无害，成本低。经科学地分析，根据实际的情况，选取液压油为：5.5.2 注意事项(1) 要保证系统的清洁，无油腻，无水分，无金属屑。换油时，要彻底清洗系统，加入新油必须过滤。(2) 油箱内壁不得涂刷油漆，以免溶于油中产生沉淀。(3) 采取以下措施防止空气进入和保证系统的密封：a. 6 液压集成块设计6.1 液压集成回路设计通常使用的液压元件有板式和管式两种结构。管式元件通过油管来实现相互之间的连接，液压元件的数量越多，连接的管件越多，结构越复杂，系统压力损失越大，占用空间越大，维修、保养和拆卸越困难，因此，管式元件一般用于结构简单的系统。板式元件固定在板件上，分为液压油路板连接、集成块连结和叠加阀连接。把一个液压回路中各个元件合理的布置在一块液压油路板上，元件之间有液压油路板上的孔道沟通。板式元件的液压系统安装、调试和维修方便，压力损失小，外形美观，但是其标准化程度差，互换性不好，结构不够紧凑，制造加工困难，使用受到限制。集成块可以进行专业化生产其质量好，性能可靠而且设计生产周期短。回路划分为若干单元回路，每个单元回路一般由三个元件组成，采用通用的压力路 P 和回油路 T，这样的单元回路称为液压单元集成回路。设计液压单元集成回路时，优先选用液压单元集成回路，以减少集成块设计工作量，提高通用性。把各个液压单元集成回路连接起来，组成液压集成回路。一个完整的液压集成回路由底板、供油回路、压力控制回路、方向回路、调速回路及测压回路等单元液压集成回路组成。6.2 液压集成块设计步骤6.2.1 制造液压元件样板制做液压元件的样板。根据产品样本，对照实物绘制液压元件顶视图轮廓尺寸，虚线绘出液压元件底面各第 页 共 49 页油口位置的尺寸，依照轮廓绕剪下来，便是液压元件样板。若产品样本与实物有出入，则以实物为准。若产品样本中的液压元件配有底板，则样板可按底板所提供的尺寸来制做。若没有底板，则要注意，有的样本中提供的是元件的俯视图，做样板时应把产品样本中的图翻转 1806.2.2 决定通道的孔径集成块上的通用通道，即压力油孔 P、回油孔 T 及四个安装孔。压力油孔由液压泵流量决定，