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wj083 武钢 炼钢 rh 液压 系统 设计

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本科毕业论文外文翻译 外文译文题目（中文） ： 机械技术在橡胶工业中的应用概述 学 院 : 机械自动化学院 专 业 : 机械电子工程 学 号 : 201003133102 学生姓名 : 赵康 指导教师 : 黄浩 日 期 : 2014 年 6 月 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 1 译文： 机械技术在橡胶工业中的应用概述 在人类社会发展的现代进程中橡胶工业也是一门不可缺少的经济产业。而在橡胶工业发展过程中，橡胶工艺及橡胶机械（或机电）技术的进步和发展起了重要的推动作用。橡胶工业的发展，橡胶工业技术及橡胶机械技术构成了橡胶制品的全部技术过程和产业技术体系。 1820 年英国制成了由人力驱动的单辊式炼胶机。 1826 年双辊筒式的开放式炼胶机投入生产，拉开了人类橡胶机械生产的序幕。至今，人类社会橡胶机械的应用已有 180 多年的历史了。 1839 年以来一系列的橡胶机械设备陆续问世，除适应橡胶 硫化技术应用的硫化设备外，其他橡胶机械 ,如柱塞式胶管挤出机（ 1858 年） ,螺杆挤出机（ 1879年），橡胶压延机（ 1843 1900 年），密闭式炼胶机（ 1916 年）。等橡胶机械设备。先后投入当时的橡胶工业生产过程，对推动橡胶工业的发展起了一定的促进作用。 1904 年，氧化铅、氧化镁等无机硫化剂的发现，特别是 1919 年有机硫化促进剂 D、 M 的发现和应用，进一步促进了生产效率的提高，大大改善了橡胶制品的使用性能，扩大了使用范围。 1920 年把炭黑加入橡胶中，才使得橡胶制品的性能得以全面改善和提高。因此，炭黑的应 用又促进了橡胶工业进步和全面发展。 20 世纪初及中叶，苏联、美国、英国、德国、法国等国家，先后发明了合成橡胶工业技术。并建立了一系列橡胶合成生产装置及工厂。再加上东南亚地区的天然橡胶资源生产的规模化，为人类现代橡胶工业的全面发展开辟了物质资源基础。 橡胶是一种高弹性的典型材料，其物理性能十分复杂。大多数橡胶的加工成型过程都有近似熔体的流动和变形过程，而且在橡胶产品的加工过程中，生胶要经过塑炼、混炼、压型、成型、硫化的工艺程序，才能成为产品。在现代化工产品中，诸如橡胶、塑料、油漆、纤维、润滑油、陶瓷等一类 材料的生产及工程技术的应用，对其材料的复杂力学性质依据单纯的弹性力学、粘性理论或塑性理论都不能满足这些材料加工过程的形变要求。于是一种基于对复杂介质力学性质的研究课题 流变学理论便提到了人类新学科研究的议事日程。 1928 年，美国成立了 “流变学会 ”， 1940 年，英国成立了流变学俱乐部（后改为流变学会）。此外，荷兰、西德、法国、日本等国家也相应成立了流变学会。 1948 年召开了武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 2 国际流变学会。 1953 年成立了国际流变协会。从此一门涉及到应用数学、物理学、弹性力学、材料力学、流体力学、地质学、工程学及其他学科的边 缘学科 流变学应运而生，并逐渐得到广泛应用。流变学不仅在橡胶、塑料、涂料、印刷、硅酸盐、食品等工业生产中得到广泛应用，还涉及到基本建设、机械、运输、水利、化学工业等众多工业部门：涉及到许多物质从固体到液体的变化过程。流变学在橡胶工业中。广泛应用于橡胶制品加工成型的研究和应用。如对橡胶的混炼、压延、挤出、注射成型等加工过程。高聚物由于它的大分子链状结构和运动特点，在物理聚集态上呈现出 4 种物理状态：即 1 个结晶态和 3 个非结晶态（玻璃态、高弹态、粘流态）。橡胶在正常使用情况下是高弹态而在加工成型过程中是粘流态， 只有在硫化处理后才基本失去流动性，而变成以高弹性为主的弹性体材料。 由于 19 世纪末和 20 世纪初，对橡胶工艺理论的原理探索和发明。特别是流变学理论的研究和应用使得橡胶工业的发展，无论是在填充剂、硫化促进剂方面，还是在工艺原理方面都发生了深刻变化。对橡胶工业的发展产生了一次质的变化。同时，各种橡胶机械也有了很大的进步和发展。当时的橡胶机械不仅名目众多，而且其结构、规格、品种等都巳达到一定水平的规模化、精细化、自动化和联动化程度。如有的橡胶机械传动功率达到数百干瓦至数千千瓦，机器重量达到几百吨。在橡胶制品生 产过程的塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化六个工艺过程中都有了配套齐全的机械装置。 炼胶机械是橡胶工业的基本设备之一。目前生产的开放式炼胶机械达数十种。主要用于生胶的塑炼，胶料的混炼；压片机用于压片、供胶；热炼机主要用于胶料预热和供胶；破碎机用于天然橡胶的破碎等，洗胶机用于除去生胶和废胶中的杂质；粉碎机主要用于废胶块的粉碎；精炼机主要用于除去再生胶中的硬杂质；再生胶混炼机，主要用于再生胶的捏炼；烟胶压片机用于烟胶片压片等；绉片压片机，主要用于绉片压片工作；实验用炼胶机，主要用于各种少量胶料的实验工作等 。 橡胶压延机，也是橡胶制品加工过程中的基本设备之一。自 1843 年三辊压延机应用以来，已有 160 多年的发展历史了。从近代到现代各种不同规格和新型的压延机不断涌现，其规格大、速度快、半制品精度高、机器自动化程度高，已成为现代压延机械的主要结构特征。目前生产的压延机最大规模已达到10553000 毫米以上，辊筒线速度高达 120 米分以上，压延的半成品其厚度误差已达到 米以内。并达到采用电子计算机和全程控制的自动化水平。 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 3 密闭式炼胶机（简称密炼机），是橡胶的塑炼和混炼的主要设备之一。现 代密炼机的发展，具有高速、高压和高效能的特点，并分为低速（转子转速为 20转分）、中速（转速为 30 40 转分）和高速（转速为 60 转分） 3 种。近年来还出现转速在 80 转分以上的高速密炼机械。 橡胶挤出机（螺杆挤出机），自 1879 年世界第一台螺杆挤出机诞生以来，各种形式的螺杆挤出机械大量出现，不同规格品种已配套齐全，已适应不同产品性能特点的要求。如压型挤出机，主要用于各种断面形状的半成品生产；滤胶挤出机，用于除去混炼胶和生胶中的杂质；塑炼挤出机，用于生胶的连续塑炼：造粒挤出机，用于胶料和生胶的造粒；压 片挤出机用于胶料的压片；脱硫挤出机用于再生胶的脱硫：挤压脱水挤出机用于合成胶和再生胶的脱水干燥：电缆挤出机，用于电缆的包覆成型；排气挤出机用于排出混入胶料中的空气和水分及低分子挥发物等。这些规格齐全的挤出机械，对橡胶工业的发展立下了汗马功劳。成为各种橡胶制品加工的动力和优选设备之一。注射成型机，又称为注压机，主要用于生产各种橡胶模压制品。注压机械，按其结构形式，又分为卧式注压机、立式注压机、角式注机及多工位注压机 4 种。每种注压机又分为许多大小不同的规格品种。 轮胎是橡胶工业最为庞大的头号产品。无论 从橡胶原料的使用量和橡胶产品的生产量来看它都占据橡胶制品市场的大部分份额，消耗约 80的橡胶资源量。因此，轮胎成型机械也十分重要。自 1888 年发明充气轮胎后，随着汽车工业的发展，各种规格、各种性能的橡胶轮胎大量涌现。一辆高性能、高质量的汽车，要是没有相应性能和质量的轮胎支撑，就等于废铁一般。而轮胎工业的发展轮胎的成型机械参与也是至关重要的。无论是内胎或外胎它们都需要有一定的成型机械模具来定型。特别是外胎的成型，是轮胎生产过程中的核心工序，是外胎各种“零部件 ”的组装过程，即将帘布、钢丝圈、包布、胎面等各种部件 组合贴合加工成轮胎胎胚。故轮胎成型机械在很大程度上决定着轮胎的性能和质量。随着人类社会经济文化的进步和发展，各式各样的车辆大量涌现。因而各种类型和规格性能的轮胎也层出不穷诸如小轿车、客车、货车、工程车和其他各种专用车辆及飞机等，都有自己的专用轮胎品种和规格。近年来又出现高强度和高耐磨性能的钢丝骨架子午胎，使得汽车轮胎的结构性能及质量又上了一个新台阶。这都不断给轮胎成型机械提出了更高的要求。 轮胎成型机的种类很多，按成型方法分有：套筒法和层贴法 2 种；按成型鼓武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 4 的轮廓分有：鼓式、半鼓式、芯轮式和半芯轮式 4 种。此外，其他所有不同形状及用途的橡胶制品，基本都有一个成型的过程。因此各种各样的橡胶制品成型机具更是千姿百态和琳琅满目。仅各式各样的密封圈品种就达数万种之多。可见橡胶工业的成型机械也是十分繁杂和极为重要的。 硫化机械，是各种橡胶制品的最后一道工序的加工机械，主要用于各种橡胶制品、胶带、胶板等制品的硫化加工。其主要结构有 3 种形式：一种是平板硫化机，另外是硫化罐（包括水压硫化罐）和鼓式硫化机。平板硫化机的使用范围较广，种类也多。除直接用于橡胶制品的硫化加工外，还可用于塑料工业中的热固性塑料或热塑性塑料的 压制加工。因为他们的工作原理和机体结构都基本相同。其种类及形态繁多。按用途来分，大体有橡胶模型制品平板硫化机、平带平板硫化机、三角带平板硫化机、胶板平板硫化机等。硫化罐是橡胶制品生产中应用最早的硫化设备之一，主要用于橡胶制品硫化工作。硫化罐还可用来硫化鞋底、涂胶胶布及模型制品等。故有 “万能 ”硫化机之称。鼓式硫化机，有 “平带 ”和 “三角带 ”两大类。主要用来硫化表面形状和表面质量有特殊要求的薄型橡胶板带制品，如花纹胶板、印刷胶板及印染导带等。若配上必要的配件装置，还可用于硫化运输带、传动带及其他类似橡胶制品的硫化 加工。鼓式硫化机可连续硫化，容易实现自动化和形成流水作业生产线。大大减轻劳动强度，提高工效和产品质量。 对于橡胶工业的发展，机械技术及工艺研究决定着其发展速度和水平，决定着产品的性能和质量。一般说来，产业和产品工艺研究的周期变化频率较快一些。而机械技术的变化周期则较慢，它的周期变化决定着机器设备的使用寿命、工作效率和产品质量。正因为机器设备有一个明确使用寿命，才使得它具有一定的运行惯性。从而给人们一个不易变化或也不需要较快变化的直接感受。这也是造成现实社会的许多人们甚至包括一些科研部门只十分重视工艺技 术的革新变化而忽视机械技术的进步和发展的主要原因之一。人们的观念意识是决定行为的变化和发展。任何物质性产品的生产首先起源于对现实社会生产实践的客观需求。 对于橡胶工业发展来说，不仅正常的橡胶制品生产过程越来越需要机械技术与工艺技术的深入研究及协同发展，现代商品市场的竞争态势也容不得人们再坐等观望或延误时机，而且除人类物质文化生活资料的日益丰富，需要橡胶工业的快速发展外，大量堆积如山的废旧橡胶制品，也急待需要人们去面对和有效处理。这不仅是节约橡胶资源的需要，也是保人类生存环境的要求。要解决橡胶工业的正 常发展及废弃橡胶资源的回收利用问题，只有机械技术与工艺技术的协同武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 5 发展才能达到目的。当代橡胶工业的发展，使废旧橡胶资源的回收利用必须走机器改良和化学进步联合发展的道路才是唯一正确的途径。而机器的改良就是机械技术的本质工作之一，化学的进步则是工艺技术的核心内容，它们联合发展也正是现代橡胶工业得以快速高效和优化发展的内在促动力。当然还包括科学管理技术的决策组织因素在内。 机械、物理、化学（或化工）、生物 4 项基本技术构成了人类社会发展的自然科学技术体系，并称为硬性科学技术体系，而社会管理技术则是软性科学技术体 系。两者软硬结合成为一种较为完整的科学技术体系。橡胶工业的发展也与橡胶产业技术与产业科学管理技术相结合的产业经济结构形态相关是体现橡胶工业发展 “软硬兼施 ”的科学措施。机械技术是属于硬属性技术，工艺技术是属于软属性技术，这是一种 “软硬兼施 ”的技术形态。 在机械技术中又有软硬属性技术之分。凡是属于调查研究、设计技术方法的工作，都是软属性技术；凡是涉及施工制造方面的技术属于硬属性技术，前期软性技术的成果主要体现在设计施工图纸及其说明书上；后一阶段的硬性技术成果集中在各种物质产品的产出上。这也是一个软硬技术转 化成果的客观过程。橡胶工业的发展，必须重视机械技术与工艺技术的协同发展。强化橡胶机械技术的作用，重视机械技术的开发应用，不仅是整个社会发展物质文化产品生产的需要，也是人类生态环境和谐发展的需要，更是对橡胶予以珍惜、巧用和俭用行为的需要。 原文： 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 6 in in 0n of is is an In in of or to of an in of of 820 by 1826 of So of 80 of 839. A of in to of as 1858), 1879), 1843 1900), 1916) At of of a 1904, as of in 919 to , , of of of 1920 to be an in of in 汉科技大学本科毕业设计外文翻译 7 In 0th of a of a of s of up of Is a of of to in of to go in to In as of on or of So on of of be to on 1928, up 1940, up In up a 1948 953 of of is on of in to to in in of as 汉科技大学本科毕业设计外文翻译 8 of of on of a in is of In of in a of 9th 0th of is of of of of in or in On of is a At of At so a of of If to of to of to a in of in of a of is of At to of as to in a of . 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 9 is in of of 843 we 60 of to to of a of of At 1055 3000 ( of up 20(m / of is of of a is 20 to 0 0 / 60 to 3. In to in 0 / at s 879of of in a of to of If of To as of as of It of of as of 汉科技大学本科毕业设计外文翻译 10 is . is of is of of s of 0% of of is of 888, of of a of A if is no of is to of is or to be to is in of of of to a of As a of a of is as In of to a a of to of of by of In of is a a of a a of is of of on is 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 11 a of of in as of of is of is In to of be in or of is to of is of of be to of of of as as If by be to of of of of in is it to of of It is of a it of a or do in is a to in 汉科技大学本科毕业设计外文翻译 12 of of of is to of in on of or is of is of a in in 械技术在橡胶工业中的应用概述 布莱恩费瑞 琼普莱斯 美国科研出版社 本科毕业论文开题报告 题目 ： 武钢 2炼钢 250吨 学 院 : 机械自动化学院 专 业 : 机械电子工程 学 号 : 201003133102 学生姓名 : 赵康 指导教师 : 黄浩 日 期 : 2014年 4 月 1 1 设计题目 ： 武 钢 2 炼钢 250吨 2 主要技术参数： 1、钢水及钢水罐重 250T；钢水车重 50T； 2、钢水车垂直位移 1500移比例控制； 3、钢水车横移 3000 4、钢包紧固油缸位移 250 5、系统最高工作压力约 30 3 课题设计的背景技术 空精炼技术产生于 50 年代末期。在近 30 年的时间里 ,功能和精炼的钢种范围不断扩大 ,发展成为多功能真空精炼技术 ,在炉外精炼中占主导地位。至今 ,全世界已有 100 余台。在西欧、日本、美国得到普遍推广 ,仅日本就有40 余台 ,1989 年 日本转炉钢真空精炼率达 新日铁大分厂、川崎制铁水岛厂已全量进行 践证明 ,空精炼技术是提高产品质量 ,降低成本 ,扩大品种 ,提高炼钢生产能力 ,保证连铸顺行 ,实现全连铸 ,优化炼钢生产工艺的重要手段。 随着钢铁工业的技术进步和迅猛发展 ,钢材市场的竞争不断增强。为了适应市场发展的需要 ,进一步提高钢材质量 ,国内各大钢铁企业 ,特别是急于拓宽钢种的企业在炼钢的设备和工艺处理方面逐步增加了一些二次精炼手段 ,炼装置就是其中的一种方法。它可以扩大可产钢种、提高生产效率、改善产品质量 ,以满足市场要 求。 空精炼装置由于其生产能力大 ,脱气效果好 ,钢水纯净度高等优点而被广泛应用 ,已成为现代化大型钢厂生产优质钢的首选精炼设备。 到 1992 年止 ,我国只有 10 台 备 (其中 3 台在机电部机械厂 ),除宝钢 武钢 2 号 备水平较高外 ,其余的水平较低 ,功能有限。 从钢铁工业发展来看 ,炉外精炼已成为炼钢生产不可缺少的重要工序 ,铁水预处理 转炉复合吹炼 炼 (炉外精炼 ) 连铸是现代炼钢厂的最佳工艺流程。而我国 及率很低 ,1990 年全国冶金系统不包括吹氩、喂丝的钢水精炼比为 其中电炉钢 转炉、平炉钢精炼比 真空精炼比仅 预计未来 5 10 年里 ,将有 7 10 家企业采用 空精炼技术。 日本川崎钢铁公司 1988 年开发成功的 术将 术发展推向一个新阶段。在三年多的时间里已发展到 10 台 ,并已有几个国家表明准备新建或在原 采用 术 ,到 1997 年止已建成 31 台 功能真空精炼 2 炉， 功能真空精炼是 90 年代炉外精炼的一种新工艺。它除具有常规 气、脱 C、去除夹杂、均匀和调整钢液成分外 ,还有如下功能 : (1)加速脱碳反 应； (2)热补偿； (3)吹氧加 温； (4)喷粉脱硫 由于有以上功能 ,消化吸收和开发应用该项技术对满足高质量钢需求的增长和降低生产成本、提高生产效率具有重要意义。 1992 年冶金部批复了武汉钢铁 (集团 )公司委托武汉钢铁设计研究院编制的国家重大引进技术消化吸收项目技术开发可行性研究报告 ,同年 10 月 ,在国家经贸委和冶金部的组织下 ,武钢作为总承包单位与参加 功能真空精炼技术开发的 12 个单位分别签订了专项合同 ,并批复了武钢第二炼钢厂 1 号 。此后 ,武汉钢铁 (集团 )公司与武汉钢铁设计研究院、西安重型机器厂、西安冶金机械厂、北京冶金液压机械厂、冶金部钢铁研究总院、冶金部自动化研究院、北京冶金设备研究院、北京科技大学、上海大学、东北大学、武汉冶金科技大学等单位共同承担了 功能真空精炼技术项目 ,并着手在武钢第二炼钢厂炼钢车间建成 1 号 外精炼炉。 自从同国家主管部门签订专项合同以来 ,在冶金工业部、机械部的组织和领导下 ,武钢把这项工作列为公司的重点科技开发项目 ,进行了认真组织、协调和落实 ,在各开发单位的共同努力下 ,为全面按合同 完成开发任务做了大量的工作 ,并完成了开发合同规定的主要任务。在武钢二炼钢厂建成了 1 号 功能真空精炼炉 ,并投入了正常运转。 4武钢二炼钢厂及 1号 武钢二炼钢厂现有 1台 座 902台 4台弧型单流板坯连铸机以及钢包吹 生产能力 240万 t,主要生产硅钢、深冲钢、涂层钢等优质冷轧薄板。 新 1号 0万 t,钢水容量 80t,循环速率为 30t/空泵的抽气能力为 400kg/h。主要 处理硅钢、深冲钢等超低碳、高质量钢种。 功能真空精炼炉的构成 (即新 1 号 号 其主要设备布置在过渡跨 ,辅助作业布置在模注跨。主控室、电器室布置在过渡跨的 台上。地面布置有插入管烘烤装置、液压室及各种车辆等设备。 3 功能真空精炼炉采用双真空室平移式配有水冷弯头及其运输车 ,在车上装有煤气烘烤。 蒸汽喷射泵系统由 6级蒸汽喷射泵和三级辅助真空泵、 5级冷凝器、真空滑阀、气冷器、伸缩接头等组成。 铁合金系统由上料系统和加料系 统组成。上料系统包括运送皮带和 18 个高位料仓 ;加料系统由 3个称量斗、 2个真空料斗和 3个加料电振组成。 枪升降装置、密封装置、贮粉罐、输送罐、喷吹罐等设备组成。 过程检测和控制系统主要由基础自动化和计算计控制系统组成。基础自动化配有 3 台 155U 型和三台 115U 型 算机系统主要由 400 255及软件所组成。 此外还有钢包车及运输系统、钢包液压顶升系统、插入管喷补系统、 样测温及风动送样系统等。 5 武钢 功能真空精 炼炉冶金效果 1997年 10月 16日 ,武钢二炼钢厂 投产以来已处理 2000 余炉钢 ,其中 ,有冷轧取向硅钢、无取向硅钢、冷轧薄板等 30 种钢 ,1998年 6月达到了设计的生产能力月处理钢水 563炉。 吹氧和喷粉采用同一支顶枪 ,理低碳和超低碳钢 ,理低硫钢 ,根据过程温度需要 ,用铝热法对钢水升温。通过真空环流使成分和温度均匀化 ,处理后的钢水经连铸成板坯。 功能真空脱碳的效果 在 空顶吹氧技术 ,从两个方面对 (1)提高脱碳 速度 ,缩短 空脱碳时间 空脱碳按如下反应进行 : C + O 经过脱碳反应 ,可以使 C降到 20 10代转炉吹炼终点碳 ,钢含氧量足够脱碳反应的需要 ,并有剩余。决定真空脱碳反应速度的主要因素是钢中碳的传递速度 ,从这个角度来说是不需要吹入氧气来促进碳氧反应的。利用 空精炼炉进行自然脱碳 ,经过 13 17脱碳 ,可以达到降碳的目的。 对 空吹氧技术给真空脱碳的反应的影响进行研究结果表明 :在真空脱碳的反应初期 ,真空度低 ,气体传质阻力大 ,这时经 枪供氧 ,可以有效地促进脱碳反应 ,提高脱碳速度。 (2)提高 转炉冶炼时为防止钢水过氧化 ,提高转炉终点含碳量 ,按照 C O 平衡原理 ,钢中含氧量随之减少 ,不能充分满足真空脱碳反应的需要。在这种情况下 , O 4 的传质速度就成了 空脱碳反应的决定因素 ,经 给氧气 ,就可以有效地防止脱碳速度的下降。采用 就可以较大幅度地提高 即转炉吹炼终点的碳含量 ,一般可以提高 200 10上 ,这主要取决于各个钢厂转炉、 铸机的生产周期 的相互配合关系。若转炉、连铸机的生产周期允许 ,则转炉吹炼终点的碳含量可以提高到 700 10 热补偿能力 功能真空精炼过程的热补偿能力是 主要冶金功能之一。因采用 术 ,可以使转炉出钢温度下降 ,防止 空室内结瘤 ,并在 脱硫 采用 粉剂脱硫 ,处理普碳钢时 ,脱硫效率随粉剂用量增加而增大。在初始硫含量 190 10件下 ,喷吹 t 粉剂获得 47%的脱硫效率 ,改善了以往常规 统概述 统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备。整个钢水冶金反应是在砌有耐火衬的真空槽内进行的。真空槽的下部是两个带耐火衬的浸渍管，上部装有热弯管。被抽气体由热弯管经气体冷却器至真空泵系统排到厂房外。 钢水处理前，先将浸渍管浸入待处理的钢包钢水中。当真空槽抽真空时，钢水表面的大气压力迫使钢水从浸渍管流入真空槽内 (真空槽内大约 可使钢水上升 度 )。与真空槽连通的两个浸渍管，一个为上升管，一个为下降管。由于上升 管不断向钢液吹入氩气，相对没有吹氩的下降管产生了一个较高的静压差，使钢水从上升管进入并通过真空槽下部流向下降管，如此不断循环反复。在真空状态下，流经真空槽钢水中的氩气、氢气、一氧化碳等气体在钢液循环过程中被抽走。 经 理的钢水优点明显 :合金基本不与炉渣反应，合金直接加入钢水之中，收得率高 ;钢水能快速均匀混合 ;合金成分可控制在狭窄的范围之内 ;气体含量低，夹杂物少，钢水纯净度高 ;还可以用顶枪进行化学升温的温度调整，为连铸机提供流动性好、纯净度高、符合浇铸温度的钢水，以利于连铸生产的多炉连浇。 7 压系统设计 备用途 在 炼装置中 ,包升降液压系统是其中一个重要的组成部分。 包升降液压系统是用于在真空处理位 ,通过顶升钢包台车或框架来升降盛有钢水 5 的钢包 ,使 空槽浸渍管插入钢水液面下一定深度后进行真空脱气的处理系统 ;待钢水处理结束后 ,再将钢包台车降到钢包台车轨道上 ,其运行的稳定性和可靠性直接影响吹氧脱硫工序的正常进行。 要设备组成及其功能描述 包升降系统由顶升框架和钢包升降液压系统组成。顶升框架安装在 顶升框架沿导轨由钢包顶升液压缸驱动其上 下运动 ,从而实现对钢包台车上盛有钢水的钢包进行顶升动作。 1)升降缸 包升降缸采用柱塞缸结构 ,钢包顶升的负载一般为 400 600t,空处理时为了保证顶升的钢包高度保持不变 ,在进入顶升液压缸前主管路上设有液控单向阀 (即液压锁 ),确保钢包高度保持恒定 ,并实现高度安全。 2)供液压传动和控制。主要由油箱、主泵装置、控制系统 ,循环过滤冷却装置及控制阀台等组成。 本系统的主泵采用轴向柱塞泵 ,钢包上升时 ,主泵处于泵状态 ,此时电机驱动主泵向升降 缸提供压力油驱动钢包上升 ;下降状态时 ,主泵处于马达状态 ,钢包等顶升负载的重力作用使油液产生压力驱动处于马达状态的主泵旋转 ,此时主泵电机处于发电状态 ,产生反扭转以平衡钢包下降重力的作用。钢包的上升、下降及速度控制由控制系统和控制阀块完成。 另外针对紧急事故状态 ,因此设置手动阀台 ,安装在主控室旁边 ,方便操作人员在事故或检修状态下 ,手动操作放下钢包。 3)液压系统的设计主要包括两个方面 :一是根据设备类型、载荷大小来确定钢包顶升液压缸的规格与系统工作压力 ;二是对液压系统的流量进行计算 ,为液压产品 的选型提供数据参考。 系统工作压力由设备类型 ,载荷大小、结构要求确定。工作压力高 ,结构紧凑 ,重量轻 ,是现在液压的发展方向 ,但由于压力选的过高 ,对泵、缸、阀等液压元件的材质、密封、制造精度等要求也提高 ,必然提高设备成本。 p=4F/式中 p 液压系统工作压力 , 液压缸承受载荷 ,t 6 D 液压缸最大内径 ,mm 选用合适的液压泵型号和数量。 Q=D 2V/4 式中 Q 液压缸工作时的最大流量 ,L/ 液压缸最大内径 , 液压缸工作时的最大速度 ,m/s 柱塞泵的效率一般选 择电机 4)由主控 室由 主操作台上操作。 由于 压系统相对一般的液压系统比较复杂。因此液压系统的启动必须严格按照一定的顺序。设备开启时 ,首先打开循环冷却过滤系统对油箱的油液进行过滤冷却 ,然后开启控制泵 ,随后再顺序开启各主泵 ,待系统压力达到正常工作压力后 ,才允 许进行钢包顶升。 在钢包下降过程中 ,有关电磁阀的带电也必须按照一定的顺序 ,否则由于不能打开液控单向阀而导致钢包无法下降。 进度安排： 1. 毕业实习 1 2. 调研及开题报告查阅 3. 方案设计，完成毕业设计的前期工作，包括开题报告，文献综述 1 4. 确定系统设计方案，完成系统参数计算，测试系统中各元件选型及回路设计 2 5. 制图 3 6. 设计计算说明书及设计图纸等修改，完成外文翻译 3 7. 答辩前准备工作 2 主要参考资料 ： 压工程手册，机械工业出版社， 1988 液比例控制与数字控制系统，北京，机械工业出版社， 第一、三、四、五册 徐灏 机械工业出版社 1991 系统设计简明手册 李培元、朱福元 机械工业出版社 7 武汉科技大学本科生毕业设计 I 摘 要 包升降系统由顶升框架和钢包升降液压系统组成。顶升框架安装在 空槽下方的升降坑内 ,顶升框架沿导轨由钢包顶升液压缸驱动其上下运动 ,从而实现对钢包台车上盛有钢水的钢包进行顶升动作。 统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备。整个钢水冶金反应是在砌有耐火衬的真空槽内进行的。真空槽的下部是两个带耐火衬的浸渍管，上部装有热弯管。被抽气体由热弯管经气体冷却器至真空泵系统排到厂房外。在 炼装置中 ,包升降液压系统是其中一个重要的组成部分。 包升降液压系统是用 于在真空处理位 ,通过顶升钢包台车或框架来升降盛有钢水的钢包 ,使 空槽浸渍管插入钢水液面下一定深度后进行真空脱气的处理系统 ;待钢水处理结束后 ,再将钢包台车降到钢包台车轨道上 ,其运行的稳定性和可靠性直接影响吹氧脱硫工序的正常进行 。 空精炼装置由于其生产能力大 ,脱气效果好 ,钢水纯净度高等优点而被广泛应用 ,已成为现代化大型钢厂生产优质钢的首选精炼设备 。 关键词 ： 真空炼钢 ； 液压系统； 钢包 武汉科技大学本科生毕业设计 H is of H at of a by up so as to on of RH is a of in of is of of is is is by a to to of In H RH is of RH is in of or to H by to RH to is is a of of 录 绪论 . 1 1 设计任务 . 2 题目名称 . 2 主要技术参数及要求 . 2 设计方案 . 2 2 液压系统计算与选型 . 3 载荷的组成分析与计算 . 3 液压缸的载荷分析与计算 . 3 液压马达载荷的分析与计算 . 3 初选系统工作压力 . 4 计算液压缸的主要结构尺寸和液压马达的排量 . 4 计算液压缸的主要结构尺寸 . 4 计算液压马达的排量 . 6 计算液压缸和液压马达所需要的流量 . 7 液压缸工作时所需的流量 . 7 液压马达的流量 . 7 确定液压系统的工况 . 7 压力循环图的绘制 . 8 流量循环图的绘制 . 9 3 制定基本方案和绘制液压系统图 . 11 制定基本回路方案 . 11 选择液压动力源 . 13 4 液压元件与专用件的选择及设计 . 13 液压泵的选择 . 13 电机的选择 . 14 液压阀的选择 . 14 液压缸回路元件的选择 . 14 液压马达回路元件的选择 . 15 蓄能器的选择 . 15 管道尺寸的确定 . 17 管道的分类 . 17 管道的计算与选择 . 17 油箱容量的确定 . 18 滤油器的选择 . 19 加热器的选择 . 19 5 液压系统性能验算 . 21 武汉科技大学本科生毕业设计 验算回路中的压力损失 . 21 管路沿程损失 . 21 管路的局部损失 . 23 阀类元件的局部损失 . 23 液压系统的发热温升计算 . 23 液压系统的发热功率的计算 . 23 液压系统散热功率的计算 . 24 冷却器的计算与选择 . 24 6 液压站的设计 . 26 液压站的结构设计 . 26 液压站叠加回路的设计 . 26 液压系统的安装 . 27 管路的安装与清洗 . 29 液压站的维护 . 29 结束语 . 30 参考文献 . 31 致谢 . 32 武汉科技大学本科毕业设计 1 绪论 空精炼技术产生于 50 年代末期。在近 30 年的时间里 ,功能和精炼的钢种范围不断扩大 ,发展成为多功能真空精炼技术 ,在炉外精炼中占主导地位。至今 ,全世界已有 100 余台。在西欧、日本、美国 得到普遍推广 ,仅日本就有 40 余台 ,1989 年日本转炉钢真空精炼率达 新日铁大分厂、川崎制铁水岛厂已全量进行 空精炼。实践证明 ,空精炼技术是提高产品质量 ,降低成本 ,扩大品种 ,提高炼钢生产能力 ,保证连铸顺行 ,实现全连铸 ,优化炼钢生产工艺的重要手段。 随着钢铁工业的技术进步和迅猛发展 ,钢材市场的竞争不断增强。为了适应市场发展的需要 ,进一步提高钢材质量 ,国内各大钢铁企业 ,特别是急于拓宽钢种的企业在炼钢的设备和工艺处理方面逐步增加了一些二次精炼手段 ,炼装置就是其中的一种方法。它可以扩 大可产钢种、提高生产效率、改善产品质量 ,以满足市场要求。 空精炼装置由于其生产能力大 ,脱气效果好 ,钢水纯净度高等优点而被广泛应用 ,已成为现代化大型钢厂生产优质钢的首选精炼设备。 到 1992 年止 ,我国只有 10 台 备 (其中 3 台在机电部机械厂 ),除宝钢 号 备水平较高外 ,其余的水平较低 ,功能有限。 从钢铁工业发展来看 ,炉外精炼已成为炼钢生产不可缺少的重要工序 ,铁水预处理 转炉复合吹炼 炼 (炉外精炼 ) 连铸是现代炼钢厂的最佳工艺流程。而我国 及率很低 ,1990 年全国冶金 系统不包括吹氩、喂丝的钢水精炼比为 其中电炉钢 转炉、平炉钢精炼比 真空精炼比仅 预计未来 5 10 年里 ,将有 7 10 家企业采用 空精炼技术。 1992 年冶金部批复了武汉钢铁 (集团 )公司委托武汉钢铁设计研究院编制的国家重大引进技术消化吸收项目技术开发可行性研究报告 ,同年 10 月 ,在国家经贸委和冶金部的组织下 ,武钢作为总承包单位与参加 功能真空精炼技术开发的 12 个单位分别签订了专项合同 ,并批复了武钢第二炼钢厂 1 号 空处理装置技术改造可行性研究报告 。此后 ,武汉钢铁 (集团 )公司与武汉钢铁设计研究院、西安重型机器厂、西安冶金机械厂、北京冶金液压机械厂、冶金部钢铁研究总院、冶金部自动化研究院、北京冶金设备研究院、北京科技大学、上海大学、东北大学、武汉冶金科技大学等单位共同承担了 功能真空精炼技术项目 ,并着手在武钢第二炼钢厂炼钢车间建成 1 号外精炼炉。 自从同国家主管部门签订专项合同以来 ,在冶金工业部、机械部的组织和领导下 ,武钢把这项工作列为公司的重点科技开发项目 ,进行了认真组织、协调和落实 ,在各开发单位的共同努力下 ,为 全面按合同完成开发任务做了大量的工作 ,并完成了开发合同规定的主要任务。在武钢二炼钢厂建成了 1 号 功能真空精炼炉 ,并投入了正常运转。 1997 年 10 月 16 日 ,武钢二炼钢厂 功能真空精炼炉投入生产 ,投产以来已处理2000 余炉钢 ,其中 ,有冷轧取向硅钢、无取向硅钢、冷轧薄板等 30 种钢 ,1998 年 6 月达到了设计的生产能力月处理钢水 563 炉 。 吹氧和喷粉采用同一支顶枪 ,理低碳和超低碳钢 ,理低硫钢 ,根据过程温度需要 ,用铝热法对钢水升温。通过真空环流使成分和温度均匀化 ,处理后的钢水经连铸成板坯 。 武汉科技大学本科毕业设计 2 1 设计任务 本次主要是针对液压系统的设计，其细节如下。 题目名称 武钢 2炼钢 250吨 主要技术参数及要求 量 250T， 刚水车 重量 50T； 直位移 1500位移比列控制 000 50 0 设计方案 此次设计主要是对 武钢 2炼钢 现代工业生产中，自动化程度越来越高，而液压系统也因为其易于实现自动化，又易于实现过载保护，工作 平稳，可无级调速，控制精度高等优点而被广泛应用。在冶金行业方面采用液压系统是发展趋势，现在也已经广泛应用于实践中。本设计要求液压系统更安全、更可靠，而且要求能够平稳、准确地完成方形钢材夹取的一系列动作。 设计 钢包紧固机构 固定在小车上，整个装置在搬运 钢包 时的机械运动过程如下： 1 钢包 下降 150015s） 2 紧固 闭合， 紧固钢包 （ 3 钢包 上升 15005s） 4小车前进 330s） 5 钢包 下降 150015s） 6 紧固 打开，放开 钢包 （ 7 钢包 上升 150015s） 8 小车后退 3m，回到原位，准备下一个循环（ 30s）。 其中， 钢包 升降动作由 钢包 升降油缸实现， 紧固 开闭动作由 紧固 开闭油缸实现，而整个装置的前进与退回由液压马达驱动小车底部的齿轮转动，齿轮与类似于齿条的导向轨道啮合，使整个装置沿导向轨道运动。本设计的特殊之处是在一 个工作循环中，夹钳升降液压缸在不同时间段行程不同，故采用一个液压缸结合行程开关解决该问题，在计算相关参数时，为了保证各项符合强度要求，运用大行程状态时相关数值代入计算。为了保证夹钳升降与开闭安全性及小车的位置，在设计方案的时候考虑到锁紧状态，本设计中采用液压锁紧种方式，提高系统的可靠性，液压锁紧采用一个双液控单向阀。由于液压马达是驱动小车运动的关键，并且负载比较大，是设计的重点。 本设计为了提高系统的可靠性，采用一工一备形式的电机泵组和蓄能器提供压力油，武汉科技大学本科毕业设计 3 保证在有一个液压泵不能正常工作的情况下系统也能正常工作 。夹钳升降油缸，夹钳开闭油缸以及液压马达是顺序工作的，整个系统还设计有油过滤保证液压油的清洁度。 2 液压系统计算与选型 液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤之间往往要互相穿插进行。此次设计是从实际情况出发，有机的结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压系统，其设计步骤如下。 载荷的组成分析与计算 液压系统的载荷一般有液压缸的载荷和液压马达的载荷，这两种不同执行元件的载荷计算是不同的，在本设计中有以下计算步骤。 液压缸的载荷分析与计算 液压缸的载荷来源一般有工作载荷 轨摩擦载荷 g。在本设计中，钢包 升降油缸， 钢包 开闭油缸交替工作。可知对于 钢包 升降油缸，其工作载荷近似等于所 承受钢包 的重量，有考虑到惯性载荷的作用，取外载荷为方钢重量的 钢包开闭油缸，由于它只是起到固定 钢包 的作用，由 紧固 的结构可知其所受的外载荷不是大。 由此可见： 钢包 升降油缸的外载荷为 =500010=3250000N， 紧固 开闭油缸的外载荷为 =500000N 除外载荷 用于活塞上的载荷还包括液压缸密封处的摩擦阻力 于各种缸的密封材质和密封形式不一样，密封阻力难以精确计算，一般估算为： (1 (式中 般取为 设计中取为 (所以夹钳升降油缸外载荷顶顶 =3250000/ 夹钳开闭油缸外载荷 500000/ 液压马达载荷的分析与计算 液压马达的载荷矩和液压缸一样分为工作载荷力矩 颈摩擦力矩 本设计中采用比例驱动系统，所以炉底的转动冲击大大降低，可以忽略不计。 根据题目要求，给出的负载质量为： M=（ 250+50） 1000=300000 武汉科技大学本科毕业设计 4 由运动过程求小车加减速过程加速度： )220(2218 1121 其中 t=10s，解得： a=s 工作载荷力矩： R=3000000300/2/1000*0000 计算液压马达载荷转矩 m（ m= （ 取 m= (每个马达的实际转矩 T=90000/m =94700 。 初选系统工作压力 压力的选择要根据载荷的大小和设备而定，同时需要考虑执行元件的装配空间，经济条件及元件供应情况的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的尺寸，反之，压力选得太高，对缸、阀等元件的材质，密封，制造、精度等要求也高 。 根据本次的设计任务要求系统最高工作压力不高于 30虑到系统工作压力应比最高工作压力低 10%20%，系统的最小工作压力应比最高工作压力低 30%40%。故取系统额定工作压力为 4系统的最小工作压力为 8了保证在最小工作压力的情况下仍然能够工作，在本设计中 用 为工作压力来计算选型。 计算液压缸的主要结构尺寸和液压马达的排量 液压缸的选型与其在具体工况的实际需要有关系 ， 液压马达的排量与其型号也有密切的关系。在本设计中对其计算如下。 计算液压缸的主要结构尺寸 液压缸有关的设计参数如图 示，其中图 (a)为液压缸活塞杆工作在受压状态时的受力，图 (b)为活塞杆工作在受拉状态时的受力 9。 武汉科技大学本科毕业设计 5 图 塞杆受力示意图 活塞杆受压时，其受力为： 2211 (活塞杆受拉时，其受力为： 1221 (式中： 21 为无杆腔的有效作用面积 （ ； ）（ 222 为有杆 腔的有效作用面积 （ 液压缸在受压状态下，其活塞面积为1221 p 。 运用上式必须先确定 D 与 d 的关系，根据机械设计手册 10表 工作压力选取 =d/D=取背压 。根据这一比例关系，结合公式 (（ 1）对于夹钳升降油缸 缸径计算公式为 21 代入数据，得 D=塞杆直径为 11 代入数据得 d=汉科技大学本科毕业设计 6 无杆腔的 面积 为 4211 (代入数据得： 。 结合 上述 公 式有 杆腔的 面积 为 (（ 2）对于夹钳开闭油缸 缸径计算公式为 22 代入数据，得 塞杆直径为 22 代入数据得 杆腔的 面积 为 4221 代入数据得： 。 结合 上述 公 式有 杆腔的 面积 为 考虑到液压缸活塞杆的强度，需要将液压缸的尺寸放大，结合冶金设备用标准液压缸系列查机械设计手册 200择型号为00/320/15001液压缸作为 钢包 升降油缸，选择型号为00/140/2501液压缸作为 紧固 开闭油缸。 计算液压马达的排量 液压马达的排量与载荷扭矩和压差有着密切的关系，具体计算公式为： 2q (式中： T 为液压马达的载荷转矩 （ Nm） ； p=液压马达进出口压差 （ 。 由于在计算时已经将 的很小，这里不再考虑背压，即 。 代入数据得： 武汉科技大学本科毕业设计 7 q=2*4700/18000000=r。 计算液压缸和液压马达所需要的流量 液压缸和液压马达的流量是其工作特性指标之一，对流量的计算有助于我们对液压系统的了解，在本设计中作了如下计算。 液压缸工作时所需的流量 Q= (式中： A 为液压缸有效作用面积 （ ； v 为活塞与缸体的相对速度 （ m/s）。 V=100mm/s， 则 1V 升 =1000L/ 2V 锁 =1000L/ 液压马达的流量 液压马达流量的确定要根据其排量和转速确定，由于液压马达的排量是一定的，所以在本设计中先选取液压马达的型号，再计算出转速，最后确定马达的排量。 (1) 液压马达的选取 由题目可知 0据上面的计算得知马达的排量为 r，马达的载荷转矩为 T=94700Nm ，根据以上参数查机械设计手册 20取液压马达型号为各项参数如下： q=40 L/r； 6 5 n=12r/ 14480Nm (2) 马达转速的计算 液压马达驱动小车前进是通过齿轮与导向轨道上的齿条的啮合实现的。初定齿轮半径 r=题目要求知道 v=s。 = (马达的转速为： n= /2 / (3) 马达流 量的确定 根据机械设计手册 10,马达的流量为 :Q=中： q 为马达的排量 (m3/r); n 为马达的转速 (r/s)。 则 Q 马 =40* （ 确定液压系统的工况 工况图包括压力循环图、流量循环图、和功率循环图。它们是调整参数、选择液压武汉科技大学本科毕业设计 8 泵、阀等元件的依据。因为功率是由压力和流量决定的，所以在本设计中只绘制压力循环图和流量循环图。 压力循环图的绘制 （ 1） 确定液压缸的工作压力的确定 钢包 升降油缸 下降 （活 塞 伸出 ）时，由公式 (： M P 0 5211 。 钢包 升降油缸 上升 （活塞 收回 ）时， 取背压 由公式 (： M P 5 0 52 662121 。 紧固开 闭油缸夹紧（活塞 收回 ）时，由公式 (： 。 紧固开闭 油缸张开（活塞 伸出 ）时，由公式 (： M 。 （ 2） 液压马达的工作压力的确定 马达正常工作时候的压力 M P 6 ， (因为正常工作时的运动过程： 1 钢包 下降 150015s） 2 紧固 闭合，抓紧 钢包（ 3 钢包 上升 150015s） 4 小车前进 330s） 5 钢包 下降 150015s） 6 紧固 打开，放开 钢包 （ 7 钢包 上升 150015s） 8 小车后退3m，如此形成一个循环，因此系统的压力循环图如图 图 力循环图武汉科技大学本科毕业设计 9 流 量循环图的绘制 在整个系统正常工作过程中 : 1 钢包 下降（ 15s） m i 4 0601001 9 0 0 降 2 紧固 闭合，抓紧方钢（ m 02 升 3 钢包 上升 150015s） Q= m i 0 4 5 升 4 小车前进 330s） Q= 5 钢包 下降 150015s） Q= 6 紧固 打开，放开 钢包 （ Q= m 9 2 开 7 钢包 上升 150015s） Q=武汉科技大学本科毕业设计 10 8 小车后退 3m Q=均流量 Q 均 = Q 总 /总 因 此其流量循环图如图 图 量循环图 武汉科技大学本科毕业设计 11 3 制定基本方案和绘制液压系统图 对于不同的工况我们采用的具体方案不一样 ，对控制要求不高的系统就采用一般的液压系统，但是本设计中控制要求比较高，所以本设计采用比例的控制系统。具体方案设计如下。 制定基本回路方案 根据设计任务可知，本次设计主要设计三个液压回路： 钢包 升降油缸回路、 紧固 开闭油缸回路和液压马达回路。其中夹钳升降油缸回路负载较大，系统对其要求较高，工作压力要比液压马达回路的正常工作的压力大，所以在本设计中就利用平衡阀实现调速 以及 减压。另外在系统正常工作的时候，回路加双液控单向阀，起到液压锁的作用，提高其可靠性。其设计原理图如图 图 钳升降油缸原理图 紧固