单驱动移盖机的设计及仿真设计[机械毕业论文 答辩通过]

需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载单驱动移盖机设计摘要随着钢铁工业的迅速发展，对钢铁生产过程中高炉铁水出口区的操作及管理提出了更高的要求。从提高装备水平、改善铁口区及风口区的操作条件和除尘效果、降低工人的劳动强度等方面考虑，炉前移盖机已在大型高炉炉前操作上充分体现出了它的优越性，移盖机是现代高炉炉前必不可少的主要设备之一，它的结构型式及性能对高炉炉前的操作、布置、除尘等均有直接的影响。在现代钢铁生产中，根据高炉的不同条件设计出结构颖、动作灵活、可靠性好、操作维护方便的移盖机已是炉前设备走向先进化和现代化的大势所趋，根据国内外移盖机现状，针对上述问题，本设计选定为落地式专用移盖机。为四杆机构，结构简单，易损件少，整机使用寿命长，维修方便。关键字移盖机；单驱动；四杆机构；液压ABSTRACTWITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFSTEELINDUSTRYBLASTFURNACEMOLTENIRONINTHEIRONANDSTEELPRODUCTIONPROCESSEXPORTZONE,OPERATINGANDMANAGEMENTPUTFORWARDHIGHERREQUESTFROMRAISINGIRONKOUOUANDTHEEQUIPMENTLEVEL,TOIMPROVETHEOPERATINGCONDITIONSANDTHEDUSTREMOVALEFFECT,REDUCETHELABORINTENSITYOFWORKERSANDSOONINTOCONSIDERATION,THEFURNACEFORWARDCOVERBEFORETHEMACHINEHASBEENINLARGEBLASTFURNACEOPERATIONFULLYEMBODIESITSSUPERIORITY,MOVETHEMACHINEATONEOFTHEMAINEQUIPMENTISESSENTIALBEFOREMODERNBLASTFURNACE,ITSSTRUCTUREANDPROPERTIESOFBLASTFURNACEOPERATION,BEFOREDECORATE,DUST,ETCALLHAVEDIRECTINFLUENCEINMODERNIRONANDSTEELPRODUCTION,ACCORDINGTOTHEDIFFERENTCONDITIONSOFBLASTFURNACEDESIGNCLEVERSTRUCTURE,FLEXIBLEMOTION,GOODRELIABILITY,EASYOPERATIONANDMAINTENANCEOFMOVINGCOVERMACHINEISALREADYBEFORETHEFURNACEEQUIPMENTTOADVANCEDANDMODERN,THETRENDOFTHETIMES,ACCORDINGTOTHESITUATIONOFOFFSHORINGDOMESTICMACHINE,ACCORDINGTOTHEABOVEPROBLEM,THISDESIGNSELECTEDFORTHEFLOORDEDICATEDMACHINEFORFOURBARLINKAGE,SIMPLESTRUCTURE,LESSWEARINGPARTS,THEMACHINE需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载HAVELONGSERVICELIFE,CONVENIENTMAINTENANCEKEYWORDSMOVINGCOVERMACHINESINGLEDRIVEFOURBARLINKAGETHEHYDRAULIC需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载目录单驱动移盖机设计1目录31引言11高炉炉前移盖机的产生512国内外移盖机的发展状况513国内外专用移盖机的形式与特点8131国内外专用移盖机的形式8132移盖机的结构及工作原理1014移盖机的发展趋势和展望112课题背景及开展研究的意义1221课题背景1222开展研究的意义1223设计思路和方案确定133机构设计计算1731机构总体布置1732运用实体建立模型；1733运动仿真1834应力分析2035强度校核214液压传动系统的设计计算2441明确设计要求制定基本方案2442制定液压系统的基本方案24421确定液压缸的类型25422确定液压缸的安装方式25423缸盖联接的类型25424拟订液压执行元件运动控制回路26425液压源系统2643确定液压系统的主要参数26需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载431载荷的组成与计算2644液压缸31441初选系统压力31442计算液压缸的主要结构尺寸32443确定液压泵的参数34444管道尺寸的确定35445油箱容量的确定36446缸体36447活塞37448活塞杆3845液压原理图405安装及维护4251设备安装42511安装形式42512设备的重心确定42513膨胀螺栓选型、设计42514膨胀螺栓设计计算43515安装方法4352液压管路安装4353液压管路配管4554液压阀类元件安装4655液压泵安装4756液压缸安装4757液压系统维护的主要内容48571具体内容48572处理方法48573检查过程说明50参考文献53致谢55需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载1引言11高炉炉前移盖机的产生随着现代炼铁新技术的发展,高炉的容积和风口平台出铁场呈现出大型化的趋势,而高炉的大型化以及文明环保生产,则对高炉的炉前机械化提出了新的更高要求。为了减少高炉出铁场渣铁沟处逸出的粉尘和烟气，降低高炉炉前工人的劳动强度，以及改善现场操作环境，在大中型高炉的渣铁沟上均设有沟盖板，然而在使用开铁口机打开铁口并使用泥炮封堵出铁口时,主铁沟沟盖板在开铁口以及堵铁口时需要被移开，从而为开铁口机和泥炮让出操作空间。基于这个目的，就产生了专门用于起吊和移放主沟盖的专用设备移盖机（又称揭盖机）。国内外的高炉生产实践证明,移盖机是现代化大型高炉实现炉前机械化所不可缺少的关键设备之一。1高炉主铁沟的炉前移盖机是上世纪90年代发展起来的高炉炉前新设备，其主要结构有车架、提升机构、走行机构和接近开关。移盖机在发展初期，无论是国内还是国外，主要采用的形式是气动悬挂式的。然而经过多年的运行实践,，气动悬挂式移盖机暴露出了一些问题,受气动驱动形式的限制，该型移盖机的外形体积较大，结构较复杂，故障隐患点也多，制造加工的难度大，安装检修苦难等。针对这些暴露的问题，国内外专家们又研制出来液压驱动的移盖机，液压式移盖机与气动式相比，具有以下的特点（1）驱动机构相对简单、杆件的几何尺寸合理、整体结构紧凑、车体强度高、设备重量轻。（2采用全液压驱动,可以用液压缸来完成沟盖的提升和车体的走行动作,运行平稳且无冲击,操作控制容易。（3在机械结构和液压系统中设置了多重的保护装置,因而保证了动作的安全性和可靠性。212国内外移盖机的发展状况高炉炉前渣铁沟上设沟盖板是控制出铁场烟尘排放、减少污染以及改善操作条件的基础。而主铁沟的第一段沟盖需要在开、堵铁口时被移开，从而让出泥炮和开口机工作所需的位置，操纵这段沟盖的移盖机或称揭盖机是炉前的主要设备之一。目前在用的揭盖机主要可以分为悬臂吊式和专用移盖机两大类。在国外，绝大多数的高炉都使用的是多种型式的专用揭盖机，然而在国内任然有近50座1000M3以需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载上的高炉包括宝钢1、2号高炉在内，绝大多数采用的是悬臂吊式移盖机。悬臂吊式这类移盖机的特点是它与沟盖板间以较长的钢丝绳或链子等柔性件相联接，目前国内在用的这类设备主要有以下几种形式1无小车行走机构的墙式悬臂吊唐钢1260M3高炉；2无小车行走机构的柱式悬臂吊马钢2500M3高炉；3有小车行走机构的墙式悬臂吊宝钢1、2号高炉。6专用移盖机的特点是它与沟盖板间大都采用的是刚性联接，目前国内外在用的主要由以下几种形式1气动或液压横移台车式移盖机。这类移盖机在风口平台下面设两根直轨道，台车沿轨道行走，台车上具有回转机构和沟盖升降杠杆。目前日、德、英等国的多家公司就是生产这种设备，如下图L所示图1横移台车式移盖机L升钩；2提升杠杆；3提升缸；4行走轮；5顶轮；6侧轮；7走行气马达；8传动链；9旋转台架；10旋转气缸2）液压连杆式揭盖机。这类移盖机通过两套连杆机构分别实现沟盖的升降与横移，设备基础则在出铁场上，有的带有回转机构。德国DDS公司、卢森堡PW公司现在两家公司已经合并为TMT公司等就是生产的这种设备，目前改型设备已用于欧洲和韩国的多座高炉上，如下图2所示需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载图2液压连杆式移盖机吊钩带回转机构且与行走小车间为硬联接的墙式悬臂吊移盖机。这种设备早在70年代就已经用于日本的高炉了，1998年千叶6号高炉大修时就采用了机构与之相似的移盖机，因为该高炉铁口夹角较小只有45度，一台移盖机就能操纵相邻两条主沟上的沟盖了。如下图3所示图3吊钩带旋转机构的悬臂吊式移盖机芬兰RAUTARUUKKI厂采用了类似伸缩式的全液压汽车吊的移盖机。改型移盖机使用的时候，沟盖挂在主臂头部，主臂可以伸缩、倾动以及回转，同时移盖机布置在风口平台外侧的出铁场上。西班牙有两座2731M3的高炉则采用了升降一回转式的移盖机，移盖机设在出铁场上。4需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载两类移盖机之间进行比较，我们发现悬臂吊式移盖机除了移动沟盖外，还可用于其它作业，但它与专用移盖机相比具有以下两点不足1）前者需要在沟盖中部上方的风口平台处开个豁口，使该处风口平台变得窄小。然而因为操作空间狭小以及主沟的热辐射作用，导致了风口设备的日常检查与更换的工作环境很差。比如宝钢1、2号高炉采用的是悬臂吊式移盖机，高炉主沟上方风口平台最窄处宽度仅为21M，小于换风口机轨道的长度，因此检修风口设备时需要加上活动盖板，十分的不方便。2设备与沟盖间采用的是柔性件相联，因此操作中不可避免地会存在沟盖晃动的不稳现象，沟盖就位比较烦锁、费时，沟边溅渣相对较多。3通过对比和国内外的实践证明，专用移盖机比悬臂吊式移盖机具有更加明显的优势与特点，它在世界高炉炉前生产中的应用也越来越广泛。13国内外专用移盖机的形式与特点131国内外专用移盖机的形式根据不同的高炉大小以及出铁场的布局特点，目前国内外出铁场处的专用移盖机大小和型号种类较多，但总的来说有两种形式一种是悬挂式移盖机，这种移盖机安装在风口平台下沿，沿轨道移动杠杆升降，其主要动作为杠杆升降，小车行走及回转。韩国光阳的高炉以及宝钢3号高炉就是采用了这种设备。此种设备可以采用气动或液压来进行驱动，如下图4和5所示图4液压悬挂式1油缸；2曲臂；3缓冲器；4驱动装置；43215678需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载5吊挂小车；6连杆；7挂板；8沟盖图5气动悬挂式L升钩；2提升杠杆；3提升缸；4行走轮；5顶轮；6侧轮；7走行气马达；8传动链；9旋转台架；10旋转气缸另一种是落地式移盖机，这种移盖机则坐落在出铁场平台上，杠杆机构采用液压来驱动，它主要以德国DDS（现已和PW合并成为TMT公司）生产的设备为代表，其主要动作为机座回转，主臂伸缩及升降，目前欧洲大部分的高炉以及国内主要的大中型高炉采用的是这种设备。如下图6所示图6液压落地式1起吊油缸；2位移油缸；3底座；4曲臂；5大臂需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载以上两种设备与沟盖板均采用硬连接，能较好的解决悬臂吊车在操作中产生的问题，从而使这种设备在世界各大高炉上得以迅速推广。9132移盖机的结构及工作原理在现代出铁场处，为了防止高炉出铁的时候铁水及其热辐射侵蚀高炉的炉前设备，如泥炮、开口机还有高炉的风口平台，会在铁口正前方设置一个适当重量的铁沟盖。出铁时，我们需要将该沟盖盖在铁沟上方从而将铁沟与周围的环境隔开，减少对周围环境的热辐射作用，堵铁口的时候，需要再把沟盖撤回，而移盖机就是用来移放铁沟盖的设备。如下图4所示，这是一个悬臂式全液压式的移盖机工作简图移盖机主要由走行油缸，拖链，提升机构，车架以及导轨等组成。走行油缸一端与车架相连，另一端固定在风口平台下钢梁上，由提升油缸和连杆机构组成的升降机构连接在车架内，车架通过四个车轮悬挂在与风口平台下钢梁相固定的轨道上，液压系统通过装有高压软管的拖链与移盖机相连，从而保证其行走自如。当铁口打开后，先将提升机构落下并将沟盖挂上并提起，然后走行油缸将推动车架把沟盖移动至铁沟正上方，再将沟盖下落盖在铁沟沿上，之后移盖机撤走。同理，堵铁口的时候，移盖机将把沟盖挂起并提起撤回至地面，从而使泥炮能顺利上去堵住铁口。5图4移盖机的工作简图需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载14移盖机的发展趋势和展望随着钢铁工业的迅速发展，对钢铁生产过程中高炉铁水出口区的操作及管理提出了更高的要求。从提高装备水平、改善铁口区及风口区的操作条件和除尘效果、降低工人的劳动强度等方面考虑，炉前移盖机已在大型高炉炉前操作上充分体现出了它的优越性。由于移盖机的工作环境及其恶劣高温、多尘且空间狭小。此外当移盖机出现故障时，会直接影响高炉的出铁，从而给企业造成巨大的经济损失，因此要求在设计移盖机的时候，移盖机的结构尽量简单，可靠性要好，能保证长期在恶劣的环境下工作，并且便于平时的维护和维修。总之，移盖机是现代高炉炉前必不可少的主要设备之一，它的结构型式及性能对高炉炉前的操作、布置、除尘等均有直接的影响。在现代钢铁生产中，根据高炉的不同条件设计出结构颖、动作灵活、可靠性好、操作维护方便的移盖机已是炉前设备走向先进化和现代化的大势所趋需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载2课题背景及开展研究的意义21课题背景众所周知，现代工业生产作业中，国家和企业已不单单只关注产能和效益了，我们同时对生产作业中的操作环境以及生产过程中对环境的污染也越来越重视。无论是国内还是国外，钢铁生产永远都是这个国家整个工业生产链的基础，而高炉炼铁又可以说是钢铁生产链中的基础。然而炼铁厂的生产环境之恶劣又是大家所关心和担忧的地方。当前，随着国家钢铁产业振兴计划的实施，我国正在逐步淘汰能耗过高的小型高炉，整合资源进行大中型高炉改建、扩建、新建，从而达到节能降耗、优化资源、高效利用的目的。同时，为了积极响应国家对环境保护的号召，各钢厂在生产过程中不断提出环保措施，积极改善各生产厂的工作环境和污染排放。而在高炉炼铁厂，出铁场环境可以说是非常恶劣的。原因是在高炉炼铁的生产过程中，高炉出铁沟是高温铁水或熔渣流经的通道，其衬体主要受铁水、熔渣及微量元素的冲刷侵蚀及浸润。这要求出铁沟需要使用耐火材料，该材料不仅要对渣铁水的侵蚀性有较强的抵抗性，而且抗高温的性能也要好。同时，烟气、灰尘、粉粒等对周围具有一定的污染作用，因此出铁场环境较为恶劣。为了改善出铁口的生产环境和减少对大气的污染排放，现代钢铁企业基本均采用沟盖来防尘，效果比较明显，显著的改善了相对恶劣的炉前工作环境，对于人体和设备的保养都起到了一定的保护作用。在高炉渣铁沟上设沟盖虽然是控制出铁场烟尘、减少污染、改善操作条件的基础，但主铁沟的沟盖板在开、堵铁口时需要移开，从而让出泥炮、开口机工作的所需位置，为了解决这一问题，专家们就研制出了一种专门设备移盖机。22开展研究的意义当前国内有不少高炉炼铁厂使用的一些移盖机，特别是气动式的的移盖机普遍存在以下一些问题（1）由于移盖机的走行轨道上常因出铁喷溅，铁渣产生附加阻力，尽管有是四轮驱动的小车，但有时仍走行不顺；（2有些高炉的沟盖设计重量为10吨，移盖机的提升力设计为12吨，由于沟盖与铁渣粘接等因素，导致移盖机的提升力偏小；（3因气缸速度不易控制，沟盖惯性大，造成旋转气缸损坏；（4由于炉前温度高，给设备的润滑带来问题。此外这些移盖机普遍还带有结构2需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载笨重，造价偏高，高温下可靠性不够，维修维护不够方便等问题，针对这些问题，本次课题希望能在老师的指导下设计出一种既满足技术要求，又结构相对简单，成本较低，动作灵活，可靠性较好的单驱动液压落地式移盖机。通过此次的研究和设计，对我国高炉炉前设备的国产化具有一定的现实意义，现阶段我国国内的高炉炉前设备普遍都是国外厂家设计生产的，价格昂贵，维护和维修又不方便，该型移盖机若能设计成功，将有可能大大缩小炉前设备的投资成本，并能逐步摆脱我国钢铁生产设备对国外的依赖，这对如今不是特别景气的钢铁行业无疑具有比较好的意义。23设计思路和方案确定移盖机作为高炉炉前重要设备，具有以下的特点1工作环境极其恶劣高温、多尘以及空间狭小；2若设备发生故障，则会直接影响高炉的出铁；3移盖机的结构型式、性能与炉前设备的布置状况、炉前操作、风口平台布置以及风口设备检修更换等都密切相关；4要能能把沟盖移到足够远处，以便于进行铁口、主沟的维修操作。需要更换沟盖的时候，能方便地把沟盖移到出铁场的吊车作业区内。移盖机除了具有以上的特点外，还应具备以下的功能1设备稳定性要好，要能在恶劣的环境下长期稳定的工作；设备高度要低这里指的是高于出铁口中心线部分，该处风口平台不开豁口；3移盖机与主沟盖之间最好能采用硬联接方式，因为这样能实现沟盖迅速又准确的就位；4要能把沟盖移到足够远处，以便于进行铁口、主沟维修操作。需要更换沟盖的时候，能方便地把沟盖移到出铁场的吊车作业区内。根据国内外移盖机现状，针对上述问题，本设计选定为落地式专用移盖机。为四杆机构，结构简单，易损件少，整机使用寿命长，维修方便，本设计的关键是油缸的受力和布置。先对以下四种方案进行分析方案一如下图，提升高度600，横向移动距离2857，提升轨迹的角度大于456度，油缸固定在四杆中固定杆中部。优点结构紧凑，占地面积小，工作状态为油缸大腔受力，可使相同作用力下，需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载油缸内部压力小。缺点油缸离沟盖距离较小，受到热影响大，油缸在整个运行过程中，力臂相对较小；左侧杆件为受压部件，不能调节长度，应对复杂情况的能力差。方案二如下图，提升高度600，横向移动距离2857，提升轨迹的角度大于456度，油缸固定在四杆中固定杆中部并向上移。优点工作状态为油缸大腔受力，可使相同作用力下，油缸内部压力小油缸在整个运行过程中，力臂相对最大。缺点油缸离沟盖距离较小，受到热影响大，油缸固定位置受限，横向尺寸大；左侧杆件为受压部件，不能调节长度，应对复杂情况的能力差。方案三如下图，提升高度600，横向移动距离2857，提升轨迹的角度大于456度，油缸固定在四杆中固定杆外部。需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载方案三如下图，提升高度600，横向移动距离2857，提升轨迹的角度大于456度，油缸固定在四杆中固定杆中部外侧。优点油缸离沟盖距离较大，受到热影响小。缺点占地面积大，工作状态为油缸小腔受力，可使相同作用力下，油缸内部压力大，油缸在整个运行过程中，力臂相对较小；左侧杆件为受压部件，不能调节长度，应对复杂情况的能力差。方案四如下图，提升高度600，横向移动距离2857，提升轨迹的角度大于456度，油缸固定在四杆中固定杆内部部。优点油缸离沟盖距离较大，受到热影响小；右侧杆件为受拉部件，可以设计为可调节长度的杆件，能应对复杂情况的，抵消误差和不利因素的影响。需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载缺点油缸离沟盖距离较小，受到热影响大，油缸在整个运行过程中，力臂相对较小。对以上四种方案进行分析，方案一工作状态为油缸大腔受力，可使相同作用力下，油缸内部压力小油缸在整个运行过程中，力臂相对较大。方案二工作状态为油缸大腔受力，可使相同作用力下，油缸内部压力小油缸在整个运行过程中，力臂相对最大。但是，油缸固定位置受限，使横向尺寸大，占地面积大，不能满足窄小空间的要求。方案三上，油缸离沟盖距离较大，受到热影响小，可是同时存在占地面积大，受力状态差的缺点，而方案四，从力臂上略处劣势，但是从空间布置上，和对复杂情况的适应性强，综合分析，选定为最优方案，也是本设计的最终方案。需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载3机构设计计算31机构总体布置其余详细部分见工程图32运用实体建立模型；本机构运用PRO/E软件的关联性，通过至上而下设计方法，逐步建立整套实体模型，实体三视图如下需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载主要由底座、撑杆、拉杆、主梁和液压系统组成。33运动仿真在实体模型里选择程序自带的机构分析模块；添加机构接头，如下图需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载四杆之间通过销轴连接，油缸自身为滑动杆连接，油缸和四杆为销钉连接，然后添加马达，根据实际设计参数，在油缸上添加马达，参数如下然后运行机构分析命令，添加时间，机构类型为运动学，得出分析结果。点击插入轨迹曲线选择吊耳中心点为轨迹参照点，点击确定，系统自动获得沟盖运动轨迹。通过点击回放捕捉可以得到运动仿真视频。需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载34应力分析在整个机构上，主梁是主要受力部件，其强度直接影响结构的安全和运行，现运用PRO/E进行有限元分析，步骤如下打开实体模型进入有限元分析模块添加载荷和约束，指定材质和分配，运行静力学分析得出应力分布图需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载由分析可知，主梁受力最大为91MP，选择Q235材质钢板即可满足使用要求。35强度校核调节杆选用有级调节方式，调节杆收拉力，整个拉力值在运行中的数值及变化重实体分析中可以得出定义测量得出测量结果需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载重结果上看出调节杆受拉力最小值为905T，最大值为125T。添加受力，为了可靠分析，把所有力施加在一个受力面上，进行有限元分析，得出需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载从分析结果可以看出，最大应力为9584MP，选用普通碳钢即可满足强度需要。需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载4液压传动系统的设计计算41明确设计要求制定基本方案设计之前先确定设计产品的基本情况，再根据设计要求制定基本方案。以下列出了本设计单驱动移盖机的一些基本要求主机的概况主要用途用于高炉炉前沟盖起升，便于维修，占地面积小，适用于室外，总体布局简洁；主要完成起升与下降沟盖的动作，速度较缓，液压冲击小；最大载荷量定为10吨，采用单液压缸控制四杆机构升降动作。最大起升高度大于400；运动平稳性好；人工控制操作，按钮启动控制升降；工作环境工作环境极其恶劣高温、多尘以及空间狭小；性能可靠，成本低廉，便于移动，无其他附属功能及特殊功能；42制定液压系统的基本方案确定液压执行元件的形式液压执行元件大体分为液压缸或液压泵。前者实现直线运动，后者完成回转运动，二者的特点及适用场合见下表。名称特点适用场合双活塞杆液压缸双向对称双作用往复运动单活塞杆液压缸有效工作面积大、双向不对称往返不对称的直线运动，差动连接可实现快进，A12A2往返速度相等柱塞缸结构简单单向工作，靠重力或其他外力返回摆动缸单叶片式转角小于360度双叶片式转角小于180度小于360度的摆动小于180度的摆动需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载齿轮泵结构简单，价格便宜高转速低扭矩的回转运动叶片泵体积小，转动惯量小高转速低扭矩动作灵敏的回转运动摆线齿轮泵体积小，输出扭矩大低速，小功率，大扭矩的回转运动轴向柱塞泵运动平稳、扭矩大、转速范围宽大扭矩的回转运动径向柱塞泵转速低，结构复杂，输出大扭矩低速大扭矩的回转运动注A1无杆腔的活塞面积A2有无杆腔的活塞面积对于本设计实现单纯并且简单回转运动的机构，可以采用柱塞液压泵及单活塞杆液压缸，这样不仅简化液压系统降低设备成本，而且能改善运动机构的性能和液压执行元件的载荷状况。421确定液压缸的类型工程液压缸主要用于工程机械、重型机械、起重运输机械及矿山机械的液压系统。重载液压缸分为CD型单活塞杆双作用差动缸和CG型双活塞杆双作用等速缸两种，特别适用于环境恶劣、重载的工作状态，用于钢铁、铸造及机械制造等场合。根据主机的运动要求，选择液压缸的类型为缸杆140、缸径200，额定压力35MP，安装距1600，行程1000，查表知等速时推力为5607KN。422确定液压缸的安装方式工程液压缸均为双作用单活塞式液压缸，安装方式多采用耳环型。由于本设计中液压缸在作用过程中是一端固定，一端在垂直面上自由摆动的形式，因此根据表3776选择液压缸的安装方式为尾部耳环联接。423缸盖联接的类型按缸盖与缸体的联接方式，可分为外螺纹联接式、内卡键联接式及法兰联接式三种。这里采用法兰联接。需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载424拟订液压执行元件运动控制回路液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟订液压回路的核心问题。方向控制用换向阀或是逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多数通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对于高压大流量的液压系统，现多采用插装阀于先导控制阀的组合来实现。本设计单驱动移盖机其特点起升压力大，运行缓慢、平稳，能人工控制起升至某一固定高度时并保持该高度自锁。425液压源系统液压系统的工作介质完全由液压源提供，液压源的核心是液压泵。在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经过溢流阀回油箱，溢流阀同时起到开展并稳定油源压力的作用。容积调速系统多数是用变量泵供油，用安全阀限定系统的最高压力。为节省能源并提高效率，液压泵的供油量要尽量于系统所需流量相匹配。对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况下，则采用多泵供油或变量泵供油。对于本设计，由于工作周期短，循环次数少，供油量可以适当减少以节省能源，采用单泵供油即可，不需蓄能器储存能量。对于油液的净化油液的净化装置在液压源中是必不可少的。一般泵的入口要装有粗滤油器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精滤油器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁过滤或其他形式滤油器。根据液压设备所处环境及对温升的要求，还要考虑加热、冷却等措施。43确定液压系统的主要参数液压系统的主要参数是压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。431载荷的组成与计算缸头耳环处油缸受力，根据上面分析运用分析软件PROE得出油缸受力图需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载在上图中的受力点处，在抬起沟盖并移动过程中，变化规律如下图由上图受力点的受力可以看出，油缸在起始时受力较大，为374KN，随后受力减少，当油缸支撑立柱为垂直时受力最小，随后受力变大，最后增加到最大压力为4275KN。需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载以上为不计摩擦时受力，最大受力为起盖结束时为压力4275KN。当考虑摩擦因素时，重新计算得由上图受力点的受力可以看出，油缸在起始时受力较大，为389KN，随后受力减少，当油缸支撑立柱为垂直时受力最小，随后受力变大，最后增加到最大压力为410KN。以上为计摩擦时受力，最大受力为起盖结束时为压力410KN。在上图中的受力点处，在沟盖从打开位置移动到工作位置时中，变化规律如下图需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载由上图受力点的受力可以看出，油缸在起始时受力最大，为4275KN，随后受力减少，当油缸支撑立柱为垂直时受力最小，随后受力变大，最后增加到压力为370KN。以上为不计摩擦时受力，最大受力为起盖结束时为压力4275KN。当考虑摩擦因素时，重新计算得需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载由上图受力点的受力可以看出，油缸在起始时受力最大，为449KN，随后受力减少，当油缸支撑立柱为垂直时受力最小，随后受力变大，最后增加到压力为354KN。以上为计摩擦时受力，最大受力为起盖结束时为压力449KN。综上可知液压油缸受力最大时为放置沟盖开始时，为449KN。需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载44液压缸本图表示一个以液压缸为执行元件的液压系统计算简图。各有关参数标注于图上，其中是作用在活塞杆上的外部载荷，是活塞与缸壁以及活塞杆与导向套WFMF之间的密封阻力。作用在活塞杆是的外部载荷包括工作载荷，导轨的摩擦力G和由于速度变化而产生的惯性力。FA（1）工作载荷GF常见的工作载荷有作用于活塞杆上轴线的重力、切削力、挤压力等，这些作用力的方向与活塞的运动方向相同为负，相反为正。在实际工作过程中，由于载荷量较大，活塞自身的重力可以忽略不计，切削力与挤压力共同组成的外力即为工作载荷，P。由于本设计按最大载荷量定为41吨来计算，所以每个液压缸GFP4123KN。（2）导轨摩擦载荷FF对于直动型安装的液压缸一般都附有活塞导轨以固定其运动方向，导轨摩擦相对于总载荷可以忽略不计，因此0。F（3）惯性载荷AF，。AMVT速度变化量M/SV起动或制动时间，S。一般机械0105S，对轻度载荷低速运动部件取T小值，对重载荷高速部件取大值。行走机械一般取0515S441初选系统压力液压缸的选择要遵循系统压力的大小，要根据载荷的大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看也不是很经济；反之，压力选的太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。一般来说，对于固需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载定尺寸不太受限的设备，压力可选低一些，行走机械重载设备压力要选的高一些。按下表初步选取35MPA。各种机械常用的系统工作压力机床机械类型磨床组合机床龙门刨床拉床农业机械小型工程机械建筑机械液压机大中型挖掘机重型机械工作压力MPA0802352881010182032442计算液压缸的主要结构尺寸液压缸的相关参数和结构尺寸液压缸有关的设计参数见图所示图34液压缸设计参数图A为液压缸活塞杆工作在受压状态，图B表示活塞杆受拉状态。活塞杆受压时12WMFPA活塞杆受拉时式中121WMP无杆腔活塞有效工作面积214AD2M有杆腔活塞有效工作面积22D2液压缸工作腔压力PA1P需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载液压缸回油腔压力PA，其值根据回路的具体情况而定，一般可以按照2P下表估算D活塞直径MD活塞杆直径M执行元件背压力表系统类型背压力MPA简单系统或轻载节流调速系统0205回油带调速阀的系统0406回油路设置有背压阀的系统0515用补油泵的闭式回路0815回油路较复杂的工程机械123回油路较短，可直接回油路可忽略不计在这里我们取背压力值20PMPA在本设计中，液压缸不存在受拉的状态，所以只考虑其收压。一般液压缸在收压状态下工作时，其活塞面积为211FPA用运此公式须事先确定与的关系，或是活塞杆径D与活塞直径D的关系，1A2令杆径比D/D，其比值可按下表选取。按工作压力选取D/D工作压力MPA50507070D/D050530620707按速度比要求确定D/D需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载（21/V）12513314601612D/D0405055062071注速度比，为活塞两侧有效面积与之比。即1A221ADD如按工作压力应选取D/D07，则相应的速度比2，由于活塞不受拉力作用，所以活塞杆收缩时可以适当提高其速度，2也是完全可以的。运用直径求法公式，可以求出D133MM。2214493018715FDMP液压缸的直径D和活塞杆径D的计算值要按国家标准规定的液压缸的有关标准进行圆整，如与标准液压缸参数相近，最好选用国产液压缸，免于自行设计加工。按照机械手册中工程液压缸的技术规格表3777可以选择圆整后的参数缸径200MM，活塞杆140MM,速度比2，工作压力265MPA，推力5607KN。443确定液压泵的参数确定液压泵的最大工作压力PA，1PPP式中液压缸最大工作压力，根据可以求出1P12WMFA21106FAMPA从液压泵出口到液压缸入口之间的总的管路损失。初算可按经验数P据选取管路简单、流速不大的取0205MPA；管路复杂，进油口有调速阀的，取0515MPA。这里取05MPA。即26057PPMPA确定液压泵的流量QMAXPQK3/SK系统泄漏系数，一般取1113，这里取12液压缸的最大流量，对于在工作中用节流调速的系统，还需加上溢流AX需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载阀的最小溢流量，一般取43051M/S在前面已经初步选定台面速度变化量015M/S，求出动作时间为21S由V1000MM行程可知，则活塞的运动速度应用公式1M0476/S2SV33131014710/QAMS选择液压泵的规格根据以上求得的和值，按系统中拟订的液压泵的形式，从手册中选择相应的液压泵产品。为使液压泵油一定的压力储备，所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大2560。查找手册P211173选择A2F系列斜轴式轴向柱塞泵，其参数如下表压力转速型号排量额定最高额定最高特点生产厂A2F94500354015005000定量泵北京华德确定液压泵的驱动功率在工作中，如果液压泵的压力和流量比较恒定，则，其中液压泵的总效率，参考下表选择07310PPQKWPP液压泵类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵总效率0607065080060075080085则，据此可选择合适的电机型号。333514706408PPQKW444管道尺寸的确定在液压、气压传动及润滑的管道中常用的管子有钢管、铜管、胶管等，钢管能承受较高的压力，价廉，但安装时的弯曲半径不能太小，多用在装配位置比较方便的地方。这里我们采用钢管连接。管道内径计算需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载M4QD/SV式中Q通过管道内的流量3/SV管道内允许流速，取值见下表/S允许流速推荐值油液流经的管道推荐流速M/S液压泵吸油管道0515，一般取1以下液压系统压油管道36，压力高，管道粘度小取大值液压系统回油管道1526取08M/S，4M/S,2M/S分别应用上述公式得V吸V压V回202MM,107MM,152MM。根据内径按标准系列选取相应的管子。按表D吸D压D回3791经过圆整后分别选取20MM，107MM,15MM。对应管子壁厚吸D压D回。16M445油箱容量的确定在确定油箱尺寸时，一方面要满足系统供油的要求，还要保证执行元件全部排油时，油箱不能溢出，以及系统最大可能充满油时，油箱的油位不低于最低限度。初设计时，按经验公式选取。4VPAQ3M式中液压泵每分钟排出压力油的容积VQ经验系数,按下表取4A系统类型行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金机械12245761210则。460195VPL液压缸主要零件结构、材料及技术要求446缸体缸体端部联接模式采用简单的焊接形式，其特点结构简单，尺寸小，重量轻，使用广泛。缸体焊接后可能变形，且内径不易加工。所以在加工时应小心注意。主要用于柱塞式液需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载压缸。缸体的材料（45号钢）液压缸缸体的常用材料为20、35、45号无缝钢管。因20号钢的机械性能略低，且不能调质，应用较少。当缸筒与缸底、缸头、管接头或耳轴等件需要焊接时，则应采用焊接性能比较号的35号钢，粗加工后调质。一般情况下，均采用45号钢，并应调质到241285HB。缸体毛坯可采用锻刚，铸铁或铸铁件。铸刚可采用ZG35B等材料，铸铁可采用HT200HT350之间的几个牌号或球墨铸铁。特殊情况可采用铝合金等材料。缸体的技术要求缸体内径采用H8、9配合。表面粗糙度当活塞采用橡胶密封圈时，RA为0104，当活塞用活塞环密封时，RA为0204。且均需衍磨。MM缸体内径D的圆度公差值可按9、10或11级精度选取，圆柱度公差值应按8级精度选取。缸体端面T的垂直度公差可按7级精度选取。当缸体与缸头采用螺纹联接时，螺纹应取为6级精度的公制螺纹。当缸体带有耳环或销轴时，孔径或轴径的中心线对缸体内孔轴线的垂直公差值应按9级精度选取。为了防止腐蚀和提高寿命，缸体内表面应镀以厚度为3040的铬层，镀M后进行衍磨或抛光。447活塞活塞与活塞杆的联接型式见下表联接方式备注说明整体联接用于工作压力较大而活塞直径又较小的情况螺纹联接常用的联接方式半环联接用于工作压力、机械振动较大的情况下这里采用螺纹联接。活塞与缸体的密封结构，随工作压力、环境温度、介质等条件的不同而不同。常用的密封结构见下表密封形式备注说明间隙密封用于低压系统中的液压缸活塞的密封需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载活塞环密封适用于温度变化范围大，要求摩擦力小、寿命长的活塞密封O型密封圈密封密封性能好，摩擦系数小；安装空间小，广泛用于固定密封和运动密封Y型密封圈密封用在20MPA下、往复运动速度较高的液压缸密封结合本设计所需要求，采用O型密封圈密封比较合适。活塞的材料液压缸常用的活塞材料为耐磨铸铁、灰铸铁（HT300、HT350）、钢及铝合金等，这里采用45号钢。活塞的技术要求活塞外径D对内孔的径向跳动公差值，按7、8级精度选取。1端面T对内孔轴线的垂直度公差值，应按7级精度选取。外径D的圆柱度公差值，按9、10或11级精度选取。画图448活塞杆端部结构活塞杆的端部结构分为外螺纹、内螺纹、单耳环、双耳环、球头、柱销等多种形式。根据本设计的结构，为了便于拆卸维护，可选用内螺纹结构外接单耳环。活塞杆的技术要求活塞杆的热处理粗加工后调质到硬度为229285HB，必要时，再经过高频淬火，硬度达HRC4555。在这里只需调质到230HB即可。活塞杆和的圆度公差值，按911级精度选取。这里取10级精度。活塞杆的圆柱度公差值，应按8级精度选取。活塞杆对的径向跳动公差值，应为001MM。端面T的垂直度公差值，则应按7级精度选取。活塞杆上的螺纹，一般应按6级精度加工（如载荷较小，机械振动也较小时，允许按7级或8级精度制造）。活塞杆上工作表面的粗糙度为RA063,为了防止腐蚀和提高寿命，表面M应镀以厚度约为40的铬层，镀后进行衍磨或抛光。M活塞杆的导向、密封和防尘导向套需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载导向套的导向方式、结构见下表导向方式备注说明缸盖导向减少零件数量，装配简单，磨损相对较快管通导向套可利用压力油润滑导向套，并使其处于密封状态可拆导向套容易拆卸，便于维修。适用于工作条件恶劣、经常更换导向套的场合导向套导向球面导向套导向套自动调整位置，磨损比较均匀由于本设计举升机，主要用于车辆的维修，在工作过程中液压缸伸缩的次数相对较少，所以磨损程度也相对较少。为了减少零件数量，降低成本可以采用缸盖导向的导向方式。导向套材料导向套的常用材料为铸造青铜或耐磨铸铁。由于选用的是和缸盖一体的导向套，所以材料和缸盖也是相同的，都选用耐磨铸铁。导向套的技术要求导向套的内径配合一般取为H8/F9，其表面粗糙度则为RA063125。M活塞杆的密封与防尘这里仍采用O型密封圈，材料选择薄钢片组合防尘圈，防尘圈与活塞杆的配合可按H9/F9选取。薄钢片厚度为05MM345液压缸的排气装置排气阀用于排除液压缸内的空气，使其工作稳定。通常将排气阀安装在液压缸的端部，双作用液压缸应安装两个排气阀。常用的排气阀结构尺寸如图需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载其余技术要求锥面热处理硬度材料3标记排气塞图35排气阀结构45液压原理图各液压元件采用国产标准件，在图中按国家标准规定的液压元件职能符号的常态位置绘制。对于自行设计的非标准元件可用结构原理图绘制。在系统图中注明了各液压执行元件的名称和动作、各液压元件的序号以及各电磁铁的代号，并附有相关说明。首先考虑，工作载荷变化情况，根据以上分析可以知道，在移盖的过程中，载荷是先是压力，随后逐渐减小，直至为零后再逐渐增大并且力的方向变为拉力。根据实际工况，在拉力情况下，必须控制回油，并且回油能保持一定的背压，改进后系统图如下需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载改进后如下图所示，液压系统所做的改变包括变换向阀的中位机能为M型；性能可靠，成本低廉，便于移动，无其他附属功能及特殊功能；需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载5安装及维护51设备安装511安装形式本机构为大型重型设备，设备的安装设计计算非常重要,必