连铸钢包滑动水口液压系统设计_毕业设计(论文)说明书

连铸钢包滑动水口液压系统设计摘要滑动水口是连铸机浇铸过程中钢水的控制装置，能够精确地调节从钢包到连铸中间包的水流量，使流入和流出的钢水达到平衡，从而使连铸操作更容易控制，是连铸机的关键设备之一。钢水包滑动水口液压系统主要为滑动水口的开启与关闭提供动力并实现位置控制。本文主要针对钢包滑动水口的功能、组成、工作特点以及钢铁厂的实际生产要求，设计一款驱动钢包滑动水口的液压系统。主要包括系统的设计与计算以及液压元件的选型、液压集成块的设计、油箱的设计、泵站的设计、系统验算等。该液压系统要使滑动水口能够在一定负载下按给定速度打开与闭合，并能实现点动，以控制水口开度的大小，从而控制钢水流下的速度。此外系统中还设置了蓄能器回路，使系统在泵停止工作时滑动水口仍能立即关闭，防止事故的发生。关键词连铸；滑动水口；液压系统ABSTRACTSLIDINGGATEISTHECONTROLDEVICEOFTHECONTINUOUSCASTINGPROCESSOFMOLTENSTEEL,TOACCURATELYADJUSTTHEWATERFLOWFROMLADLETOTUNDISH,THEINFLOWANDOUTFLOWOFMOLTENSTEELTOACHIEVEBALANCE,SOTHATTHECONTINUOUSCASTINGOPERATIONMOREEASYTOCONTROL,ISONEOFTHEKEYEQUIPMENTOFCONTINUOUSCASTINGMACHINETHEHYDRAULICSYSTEMOFLADLESLIDEGATEISFORSLIDINGOPENANDCLOSEWATERPOWERANDPOSITIONCONTROLTHISPAPERFOCUSESLADLESLIDEGATEFUNCTION,COMPOSITION,WORKCHARACTERISTICSANDTHEACTUALPRODUCTIONOFIRONANDSTEELPLANTREQUIREMENTS,DESIGNALADLESLIDEGATEDRIVEHYDRAULICSYSTEMINCLUDINGSYSTEMDESIGNANDCALCULATIONASWELLASTHESELECTIONOFHYDRAULICCOMPONENTS,HYDRAULICMANIFOLDDESIGN,THEDESIGNOFTHETANK,PUMPSTATIONDESIGN,SYSTEMCHECKINGANDSOONTHEHYDRAULICSYSTEMMAKETHESLIDINGGATETOACERTAINLOADATAGIVENSPEEDOFOPENINGANDCLOSING,ANDCANACHIEVEJOG,TOCONTROLTHESIZEOFTHEOUTLETOPENINGTOCONTROLTHEFLOWRATEOFTHEMOLTENSTEELINADDITIONTHESYSTEMALSOSETSTHEACCUMULATORCIRCUIT,ALLOWINGTHESYSTEMTOSTOPWORKINGWHENTHEPUMPSLIDEGATESTILLCLOSEDIMMEDIATELY,TOPREVENTACCIDENTSKEYWORDSCASTINGSLIDINGGATEHYDRAULICSYSTEM目录第1章绪论111国内外连铸发展概论112连铸工艺及设备2121连铸工艺2122连铸工艺设备213滑动水口3131滑动水口的工作原理4132滑动水口结构4133滑动水口的故障分析及改进措施5134国内外滑动水口比较614液压传动与液压系统概述7141液压系统工作原理7142液压系统的特点715本课题设计意义及任务8第2章液压系统方案设计921选择基本回路922确定系统原理图1023液压系统工作原理分析11第3章液压系统分析计算1231液压系统的设计步骤及设计要求12311设计步骤12312明确设计要求1232进行工况分析、确定液压系统的主要参数1233液压系统设计要求及参数13331设计系统的要求13332设计参数1334液压缸的尺寸计算13341初选系统工作压力13342液压缸背压选取13343液压缸杆径比的选取14344液压缸主要结构尺寸的计算1535计算液压缸所需流量和最大工作压力16第4章液压元件的设计与选型1741油泵的计算与选型17411油泵的计算17412油泵的选型1742电动机的选择1843联轴器的选型1944液压控制阀的计算与选型19441压力控制阀20442方向控制阀21443流量控制阀2345液压辅件的选型23451过滤器的选择23452蓄能器的选择24453压力表开关的选择24454液位仪表的选择25455空气滤清器的选择2546油箱容量、管道尺寸的设计25461油箱容量的设计25462管道尺寸设计26第5章液压系统性能验算2851液压系统压力损失计算2852液压系统压力效率2853液压系统发热温升计算29第6章液压集成块和液压站的设计3161液压集成块的设计3162液压站的设计32621油箱的结构设计33622液压泵站的结构设计35第7章液压系统的安装与维护3871液压系统的安装38711液压站的安装38712液压阀的安装38713管路安装3972液压系统的维护39结束语40致谢41参考文献42第1章绪论11国内外连铸发展概论国外最早实现全连铸的炼钢车间是前苏联新里别茨克钢铁厂的电炉车间1979年。1966年该厂新建了第一转炉车间,并最早开创了连铸与氧气转炉相配合的先例。1972年，该厂又新建了第二转炉车间，并配置了弧形连铸机，使两个转炉车间实现了全连铸，年产量达800万吨。此外,前苏联新图拉钢铁厂也于70年代实现了全连铸。但是，由于前苏联的炼钢生产一直以平炉为主，氧气转炉炼钢发展迟缓,因此,限制了连铸的发展。70年代以后,日本、德国等工业发达国家后来居上。尤其是日本,60年代后期才从前苏联德国等国家引进连铸技术,接着投入大量人力、物力进行消化、吸收和科研开发,促进了连铸技术的应用和发展。但是,日本在70年代以前,连铸机主要设置在电炉钢厂,以生产小方坯为主,大型钢铁联合企业几乎没有连铸机,因此,连铸比很低,1970年仅为56。70年代后,经过两次能源危机,使连铸技术得到迅速发展。1980年,日本连铸化已增加到595。再经过十年的大发展,到1992年,日本的连铸比已达到954。据1991年统计,日本4家最大的钢铁公司的连铸比都创历史最好水平,其中新日铁为989,日本钢管987,川崎制铁977,住友金属949,基本买现了全连铸。我国在连铸技术方面起步是比较早的。1957年第一台工业性试验铸机在上钢公司设计建成；次年年底,第一台生产性立式连续铸造机就在重钢三厂投产。60年代后,中国连铸技术开发与应用曾掀起一股高潮,突出表现在对弧形连铸技术的开发上。但在80年代以前,由于缺乏与国外的技术交流,不能及时有效地借鉴国外的先进技术,我国连铸生产技术水平与国外的差距被拉开。80年代中后期,国家对发展连铸技术给予高度重视。1988年召开了第一次全国连铸工作会议,首次提出了发展连铸的生产技术方针,明确了大力发展连铸的战略思想,成为加速发展连铸的转折点。从1989年起,连铸坯产量的增长成为中国钢产量增长的主要部分。从1994年起,连铸坯产量的增长超过了钢产量增长的绝对量,带动了中国钢产量的迅速增长。1998年中国钢铁工业的连铸比达到67。常规连续铸造技术在钢铁制造过程中已经全面取代了模铸,成为占统治地位的材料生产技术。目前,就总的成品钢生产来讲,世界上大部分国家的连铸比已超过90。90年代后,连续铸造技术的发展出现了一些新的动向,主要表现在两个方面一是开发和完善新的连铸技术二是在连铸技术的基础上开发新材料。12连铸工艺及设备121连铸工艺转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。连铸自动化控制主要有连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等控制技术。图11连铸工艺流程122连铸工艺设备连续铸钢设备必须适应高温钢水由液态变成液固态，又变成固态的全过程。其间进行着一系列比较复杂的物理化学变化。连续铸钢具有连续性强、工艺难度大和工作条件差等特点。连铸生产对机械设备提出了较高的要求，主要有应具有抗高温、抗疲劳强度的性能和足够的刚度，制造和安装精度要高，易于维修和快速更换，要有充分的冷却和良好的润滑等。主体设备主要有浇铸设备钢包运载设备、钢包回转台、中间包及中间包小车或旋转台、结晶器及振动装置、二次冷却装置、拉矫装置、引锭杆、脱锭与引锭杆存放装置；切割设备火焰切割机与机械剪切机摆式剪切机、步进式剪切机等。辅助设备主要有出坯及精整设备辊道、拉推钢机、翻钢机、火焰清理机等；工艺性设备中间包烘烤装置、保护渣供给与结晶润滑装置等；自动控制与测量仪表结晶器被面测量与显示系统、过程控制计算机、测温、测重、测长、测速、测压等仪表系统。钢包回转台是在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件6部分组成。钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用。钢包回转台的回转情况基本上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情况，单个钢包重量已超过140吨。无论在何种情况下，都要保证钢包回转台旋转平稳，定位准确，起停时要尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波动和温降，要缩短旋转时间。中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。中间包是连铸机钢水包和结晶器之间钢水过渡的装置，用来稳定钢流，减小钢流对坯壳的冲刷，以利于非金属夹杂物上浮，从而提高铸坯质量。中间包是由钢板焊结的壳体，其内衬有隔热层；永久层和工作层，近年来为提高中间包使用寿命，在工作层上喷涂一层1030MM厚的碱性耐火材料涂层。为了钢水保温，在上部设置有中间包盖。中间包容量一般取钢包容量的2040，为了多炉连浇，中间包容量还必须大于更换钢包期间浇注的钢水量。中间包钢水深度为6001000MM。中间包形状有长方形、三角形等。在连续铸造、真空吸铸、单向结晶等铸造方法中，使铸件成形并迅速凝固结晶的特种金属铸型。结晶器是连铸机的核心设备之一，直接关系到连铸坯的质量。在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之一，拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的性能又在其中发挥着重要作用。电磁搅拌器的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内，就在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，从而能推动钢水运动。13滑动水口滑动水口是安装在钢包底部的装置，一千多度的钢水，就是经过它进入中间包或激振器内，滑动水口可以随时开闭，起到控制钢温、调节钢流的作用，保护着钢包下面的设备和操作人员的安全。从塞棒式控制钢流开始，逐步开始发展到装在包外的滑动水口机构，从刚性机构发展到稳定的弹性机构，安全性答复提高。现在，国内各大钢厂越来越多地使用先进的滑动水口，但大多数是进口的，国产化程度还有待提高。131滑动水口的工作原理所谓滑动水口,就是利用安装在钢包底部铁壳外面的两块用耐火材料制成的平板上面的称上滑板,下面的称下滑板,并依靠机械的力量把两块板靠紧,达到近乎没有间隙的程度。通过外部的驱动力量,移动下滑板,使上、下滑板产生平行位移,由于上、下滑板上都有同样大小的注孔,且上滑板注孔连接上水口砖,直通钢包内钢水,下滑板注孔连接下水口砖。当上、下注口在移动中重合时,钢包内钢水,可通过上水口砖、上滑板、下滑板、下水口砖流出,进行浇注作业。当上、下注孔错开时,则注口关闭,浇注作业停止。由于滑板的移动是和水口连接在一起进行的,所以称之为滑动水口。132滑动水口结构（1）耐火材料部分以福州中钢公司使用的GZHS50120为例,如图1所示,由座砖、上水口座、上滑板、下滑板、下水口砖组成。图12滑动水口的耐材部分（2）配套机构部分为把上述耐材部分固定安装在钢包底部,因而需要配套机构,如图13所示。固定框架装上滑板用,固定在钢包上。滑动框架装下滑板用,用来平行位移。开闭框架连接固定框架,托起滑动框架,施加面压,安装下水口砖。下水口顶座托起下水口砖,将下水口砖与下滑板顶紧。防热罩、防溅板防止钢水飞溅和热辐射。传动机构连接杆、传动臂,把油缸的垂直动力转为水平动力,推动下滑板移动。冷却机构由风冷管道组成,通过冷风降低机构的温度,对弹簧进行冷却,防止变形。驱动机构由电动缸或油缸组成。图13滑动水口的配套机构示意133滑动水口的故障分析及改进措施以唐山钢铁公司为例由于唐山钢铁公司一炼钢厂原用滑动水口系统存在一定缺陷，导致滑动机构使用的可靠性不强，且浇钢用滑板砖仅使用一次。这不但增加了工人的劳动强度及周转钢包数量，而且不利于钢包温度的提高，同时也造成浇钢系统耐火材料消耗较高。鉴于此，通过采取改进钢包滑动机构，调整滑板孔径和提高滑板质量等措施，解决了滑板面使用一次后即出现拉钢的现象以及时常出现的滑板刺钢事故，实现了钢包滑板连用。（1）滑动水口系统存在的问题滑板孔径一炼钢供小方坯用钢包滑板直径50工作压力/MPA08115225334455表32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液压机大中型挖掘机工作压力/MPA082352881010182032根据上表可以选择系统压力MPAP01342液压缸背压选取表33执行元件背压力系统类型背压力/MPA简单系统或轻载节流调速系统0205回油路带调速阀的系统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，且直接回油箱可忽略不计根据系统原理图可知回路可选背压MPAP12343液压缸杆径比的选取液压缸直径和活塞杆直径的计算要按国标规定的液压缸的有关标准进行圆DD整。具体参考下表进行选取表34按工作压力选取/DD工作压力/MPA50507070/DD0505506207007表35按速比要求确定/D12/V1151251331461612/DD030405055062071注无杆腔进油时活塞运动速度；1V有杆腔进油时活塞运动速度。2根据上表可以选择杆径比40344液压缸主要结构尺寸的计算图31液压缸计算简图活塞杆退回时受到外负载作用，如图31所示。则有杆腔通压力油时，有杆腔为工作腔。（3MFAP/1211）上式液压缸无杆腔的有效面积；1液压缸有杆腔的有效面积；2外负载F液压缸机械效率，一般取09097，此处取095。M则有950/1210240102366DD计算可得D0131M，D04D04X01310053其中，D和D需要圆整。表36液压缸的缸筒内径尺寸系列（单位MM）84012528010501403201263160360168018040020902004502510022050032110250注括号内数值为非优先选用者。表37液压缸的缸筒内径尺寸系列单位MM418451102805205012532062256140360825631601028701801232802001436902201640100250根据上表可得D140MM,D60MM。35计算液压缸所需流量和最大工作压力无杆腔面积（3222218615386140CMDA2）有杆腔面积（32222D3）（1）事故关闭IN/39/1086530186533541LSMVAQ（2）液压缸快速动作IN/7/206534421LSVAQI96/1833SM（3）液压缸慢速动作IN/57/0625341VQ2491832LSA计算实际最大工作压力34MPAPFM371065813/02/443211第4章液压元件的设计与选型液压元件主要包括有油泵，电机，各种控制阀，管路，过滤器等。有液压元件的不同连接组合构成了功能各异的液压回路，下面根据液压控制系统的要求进行液压元件的选择计算。41油泵的计算与选型411油泵的计算（1）液压泵工作压力的确定，41PP1从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。的准确P计算要待元件选定并绘出管路图时才可以进行，初算时可按照经验数据选取结构简单、流速不大时，取（0205）MPA管路复杂，进口有调速阀的，取P（0515）MPA。取。PMPA1则，APP378137（2）液压泵流量的确定42MAXKQ此处，由于事故关闭时间很短而且不会经常发生。为了提高泵的工作效率，取正常工作条件下的最大流量，取。事故关闭所需流量由泵MAXQMIN/6837MAXLQ和蓄能器同时提供，满足滑动水口紧急关闭的需要。式中系统泄漏系数，一般取。1K则IN/451IN/68371LLP412油泵的选型选用轴向柱塞油泵作为系统的动力源，与齿轮油泵和叶片泵相比它有以下特点1工作压力高由于密封容积是由缸体中的柱塞孔和柱塞构成，其配合表面质量和尺寸精度容易达到要求，密封性好，结构紧凑，容积效率高。此外，柱塞泵的主要零件在工作中处于受压状态，使零件材料的机械性能达到充分利用，所以零件前度高。基于上述两点，这类泵的工作压力一般为2040MPA。2易于变量只要改变柱塞行程便可以改变液压泵的流量，并且易于实现单向或双向变量。3流量范围大只要改变柱塞直径或数量，便可得到不同的流量。为使液压泵有一定的压力储备，所以泵的额定压力一般要比最大工作压力大2560。根据手册中表23539和23540，见8选择63SCY141B型斜盘式轴向柱塞泵，参数如下排量63ML/R；额定压力315MPA；额定转速1500R/MIN；驱动功率592KW；容积效率92；重量65KG当转速为729R/MIN时，泵的输出流量43MIN/4I/95072163LVNQP上式中泵的实际输出流量；泵的排量；泵的转速；泵的容积效率PV泵的输出功率44KWQPP136041378上式中P泵的输出功率；泵的输出压力，由溢流阀调定；P泵的输出流量；则泵的输入功率，即电动机的输出功率45KP38160/13/42电动机的选择电动机的选择范围包括电动机的种类、类型，容量、额定电压、额定转速及其各项经济指标等。而且对这些参数要综合进行考虑。选择电动机的容量是电力传动系统能否经济和可靠运行的重要问题。如果电动机容量大小，长期处于过载运行。造成电动机绝缘过早地损坏；如果容量过大，不仅造成设备上的浪费，而且运行效率低，对电能的利用不经济。因此，选择电动机时，首先应是在各种工作方式下选择电动机的容量。根据前面求出来的电动机的功率可以得出液压泵需要1638KW以上功率的电动机。根据一般设计的需要，一般采用Y系列小型笼型异步电动机，Y系列电动机是按国际电工委员会（IEC）标准全国统一设计的新系列产品，适用于传动无特殊性能要求的各种机械设备。查表3514，35112，见9，选择YZR250M18型三相异步电动机，其参数如下额定功率22KW；满载转速729R/MIN且外型为机座带底脚，便于和底座连接；端盖上有凸缘，便于和油泵连接。43联轴器的选型此联轴器用于连接泵和电动机。连轴器的选择应根据负载情况，计算转矩，轴端直径和工作转速来选择。计算转矩由下式求出46MNNPKTWC93217869501950上式中计算转矩；工况系数，在这里取15；传递的功率；W工作转速；N据此，查表87，见10，可选用弹性柱销联轴器主动端Z型轴孔，C型键槽，D40MM，L112MM；从动端J型轴孔，B型键槽，D60MM，L107MM；记为LX联轴器GB/T50142003107624JZ其公称转矩2500，许用转速3870R/MIN，满足使用要求。MN44液压控制阀的计算与选型液压传动系统，选择合适的液压阀，是使系统的设计合理，性能优良，安装简便，维修容易，并且保证该系统正常工作的重要条件。除按系统功能需要选择各种类型的液压控制阀以外，还需考虑额定压力、通过流量、安装形式、动作方式、性能特点等因素。（1）液压阀额定压力的选择可根据系统设计的工作压力选择相应压力级的液压阀，并应使系统工作压力适当低于产品标明的额定压力。对液压阀流量的参数的选择可依产品标明的公称流量为依据。如果产品能提供不同时的有关性能曲线，则对元件的选择使用就更为合理了。（2）液压阀的安装方式的选择是指液压阀与系统管路或其他阀的进出油口的连接形式。一般有三种螺纹连接型、板式连接型和法兰连接型。安装方式的选择，要根据所选择的液压阀的规格大小，以及系统的简繁及布置特点而定。（3）液压阀的控制方式的选择有手动控制、机械控制、液压控制或电气控制等多种类型，可根据系统的操纵需要和电气系统的配置能力进行选择。在许多场合，采用电磁换向阀，容易与电气系统组合，以提高系统的自动化程度。而某些场合，为简化电气控制系统，并使操作简单，则宜选用手动换向阀等。（4）液压阀结构形式的选择液压系统性能要求的不同，对所选择的液压阀的性能要求也不同，而许多性能又收到结构特点的影响。如用于保护系统的安全阀，要求反应灵敏，压力超调量小，以避免大的冲击压力，且能吸收换向阀换向时产生的冲击。如使用液控单向阀，且反向出油背压较高，但控制压力又不可能提得很高的场合，则应选择外泄式或者先导式的结构。液压系统应尽可能多的由标准液压控制元件组成，液压控制元件的主要选择依据是阀所在的油路的最大工作压力和通过该阀的最大实际流量，下面根据该原则依次进行压力控制阀，流量控制阀和换向阀的选择。441压力控制阀本系统用到的压力阀为溢流阀。查表1773，P17376，见8，选用DBDH6P10/315,DBD型直动式溢流阀，参数如下直动型；调节方式手动调节；通径6MM；连接方式板式阀；系列号10工作压力315MPA；工作流量60L/MIN；生产厂商北京华德液压公司；图41溢流阀外型及安装尺寸442方向控制阀本系统应到的方向控制阀较多，具体可分为（1）自动控制电磁换向阀图42电磁换向阀示意图查表237126和表237127，见8，可选用4WE6J50/BG24型电磁换向阀，各字母意义如下4三位四通；WE电磁换向阀；6通径6MM；J中位机能Y；5050系列；B大功率电磁铁；G24直流24V；参数如下额定流量60L/MIN；工作压力315MPA；（2）紧急关闭电磁换向阀图43紧急关闭电磁换向阀示意图查表237126和表237127，见8，可选用4WE10EA20/AG24型电磁换向阀，各字母意义如下4二位四通；WE电磁换向阀；10通径10MM；D如图所示；2020系列；B湿式标准电磁铁；G24直流24V；参数如下额定流量100L/MIN；工作压力315MPA；（3）手动换向阀图44手动换向阀示意图查表237162与图237119，见8，可选用4WMM6J50型手动换向阀，各字母意义如下4通数4；WMM手动换向阀；6通径6MM；J中位机能Y；50设计号；参数如下最高工作压力A、B、P口315MPA，T口16MPA；流量60L/MIN；（4）液控单向阀图45液控单向阀示意图查表237106，见8，可选SV10PB130型液控单向阀，各字母的意义如下SV内泄式；10通径10MM；P板式连接；B直动型；1开启压力约03MPA；3030系列；参数如下工作压力0315MPA（5）单向阀图46单向阀示意图查表237106，见8，可选RVP10型单向阀，参数如下通径10MM；板式连接；开启压力005MPA；最大工作压力315MPA；最大流量60L/MIN；6高压球阀查表238127，见8，可选YJZQJ32N型高压球阀，参数如下公称通径32MM；公称压力315MPA连接形式内螺纹连接；（7）蓄能器截止阀查表23810，见8，可选XJF32/10型蓄能器专用截止阀，参数如下公称通径32MM；公称压力315MPA公称流量160L/MIN443流量控制阀图47单向节流阀本系统用到的流量阀为单向节流阀。查表23775，见8，可选用SRCG06型单向节流阀，各字母意义如下SRC单向节流阀；06通径6MM；E压力等级16MPAG板式连接技术规格如下额定流量85L/MIN；最大工作压力25MPA；使用油温1570度；45液压辅件的选型451过滤器的选择过滤器的选择应考虑以下几点1具有足够大的通油能力，压力损失小，一般过滤器的通油能力大于实际流量的二倍，或大于管路的最大流量。2过滤精度应满足设计要求，一般液压系统的压力不同，对过滤精度的要求也不同，系统压力越高，要求液压元件的间隙越小，所以过滤精度要求越高，过滤精度与液压系统压力的关系如下所示表41过滤精度与液压系统的压力关系系统类型压力MPA过滤精度一般液压系统伺服系统735102（3）滤芯应有足够的强度，过滤器的实际压力应小于样本给出的工作压力。（4）滤芯抗腐蚀性能好，能在规定的温度下长期工作。回油过滤器的选择查表23832，见8，选择YLH6320型箱上回油过滤器，参数如下公称流量63L/MIN；公称压力16MPA；过滤精度20UM；发信号器发信号压力035MPA；吸油过滤器的选择查表23816，见8，选择WU100180型网式过滤器，参数如下公称流量100L/MIN；过滤精度180UM；连接形式管式连接；452蓄能器的选择蓄能器在液压系统中是用来储存、释放能量的装置。主要用途为；可作为辅助液压源在短时间里提供一定数量的压力油，满足系统对速度、压力的要求。如可实现某支路液压缸的增速、保压、缓冲、吸收液压冲击、降低压力脉动、减小系统驱动功率等。由原理图分析可知，本课题蓄能器作为辅助液压源。其总容积计算如下已知系统最低压力MPAP3718系统最高压力2预充气压力MPA2155010蓄能器作为辅助液压源时可按绝热过程计算，此时。设所需蓄能器的容4N积为，则有0V47NXPV/1200其中，为蓄能器的有效容积。断电等紧急情况下，系统依靠蓄能器能够使滑X动水口快速关闭，则48LAVX1上式中系数，在这里取11。计算得,代入上式中可得LVX24。LV450查表2385，见8，选择NXQ1L25/315H型气囊式蓄能器，各字母意义如下NXQ囊式；1囊端为小口；25公称容积25L；H介质为矿物油；L螺纹连接型；公称压力315MPA个数2；453压力表开关的选择查23887，见8，选择AF6EP30/Y250型压力表开关，指示范围025MPA。454液位仪表的选择查表可选择YWZ80T型液位计，参数如下测量范围1001000MM；精确度1MM；水压测试10MPA；抗拉强度6075MPA；冲击强度1213KJ/M2；耐温20至100C防腐性高；图48液位计外形尺寸455空气滤清器的选择查表23895，见8，选择型空气过滤器，过滤精度0279。32EF2M生产厂商黎明液压46油箱容量、管道尺寸的设计461油箱容量的设计合理的确定油箱的容量是保证液压系统正常工作的重要条件。按下列经验公式确定油箱容积（4VQ9）上式中V油箱容积，单位L；Q液压泵的总额定流量，单位L/MIN；经验系数；的确定，对于固定设备，空间面积不受限制的设备，则应采用较大的容量，如冶金机械液压系统的油箱容量通常取。在这里取5。35表442油箱容量JB/T79381999（单位L）4631025406310016025031540050063080010001250160020003150400050006300所以，33501MQV462管道尺寸设计油管系统中使用的油管种类很多，有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，必须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。本设计中油管采用钢管，因为本设计中所须的压力是高压，P20MPA，钢管能承受高压，价格低63PMA廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，但装配是不能任意弯曲，常在装拆方便处用作压力管道一中、高压用无缝管，低压用焊接管。本设计在弯曲的地方可以用管接头来实现弯曲。尼龙管用在低压系统；塑料管一般用在回油管用。胶管用做联接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高、低压两种。高压胶管是钢丝编织体为骨架或钢丝缠绕体为骨架的胶管，可用于压力较高的油路中。低压胶管是麻丝或棉丝编织体为骨架的胶管，多用于压力较低的油路中。由于胶管制造比较困难，成本很高，因此非必要时一般不用。管路按其在液压系统中的作用可以分为压力油管路包括吸油管路，压油管路和回油管路，用来实现压力能的传递。泄油管路将液压元件泄露的油液导入回油管或邮箱控制管路用来实现液压元件的控制或调节以及与检测仪表相连接的管路。（1）管接头的选用管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式联接件，它必须具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各种条件。管接头的种类很多，液压系统中油管与管接头的常见联接方式有焊接式管接头、卡套式管接头、扩口式管接头、扣压式管接头、固定铰接管接头。管路旋入端用的连接螺纹采用国际标准米制锥螺纹（ZM）和普通细牙螺纹（M）。锥螺纹依靠自身的锥体旋紧和采用聚四氟乙烯等进行密封，广泛用于中、低压液压系统；细牙螺纹密封性好，常用于高压系统，但要求采用组合垫圈或O形圈进行端面密封，有时也采用紫铜垫圈。（2）管道尺寸的计算表32液压系统各管道流速推荐值油液流经的管道推荐流速M/S液压泵吸油管0515液压系统压油管道36，压力高，管道短粘度小取大值液压系统回油管道1526压力油管道计算取压油管液流速度V5M/S,则管道内径（4MVQD65120864410）管道壁厚的计算（411）2PD上式式中P管道内最高工作压力PAD管道内径M管道材料的许用应力PA，BN管道材料的抗拉强度PABN安全系数，对钢管来说，时，取N8；时，7PMPA175PMPA取N6；时，取N4。175PMPA我们选钢管的材料为45钢，由此可得材料的抗拉强度600MPA，B，计算可得0759MM，604查表2392,见8，可选择公称通径15MM，钢管外径22MM。吸油管道计算如上述计算，同理可以得到D2828MM,17MM，查表2392，见8，可选择材料45钢，公称通径32MM，钢管外径42MM回油管计算如上述计算，同理可以得到D2309MM,0077MM，查表23。92,见8，可选择材料45钢管，公称通径25MM，钢管外径34MM泄漏油管路泄漏油管路油液流速V1M/S,泄漏流较小，查表2392可选择公称通径4MM，外径8MM。第5章液压系统性能验算液压系统初步设计是在某些估计参数情况下进行的，当各回路形式、液压元件及连接管路等完全确定后，针对实际情况对所设计的系统进行各项性能分析。对一般液压传动系统来说，主要是进一步确切地计算液压回路各段压力损失、容积损失及系统效率，压力冲击和发热温升等。根据分析计算发现问题，对某些不合理的设计要进行重新调整，或采取其他必要的措施。51液压系统压力损失计算当系统元、辅件规格和管道尺寸确定后，即可进行系统压力损失的计算。包P括管路的沿程压力损失、局部压力损失及液压阀类的局部压力损失1LP2LPVP，及（52LLV1）（51LPD2）（52LV3）（52VNQP4）计算可得；05；MPAVDLPL109826301521由于管道的结构复杂，局部压力损失常按下式作经验确定；（5MPALL015）各类阀的压力损失查表237128，见8，可得电磁换向阀的压力损失；PAPV401查表237109，见8，可得液控单向阀的压力损失；M2查表23775，见8，可得单向节流阀的压力损失；V53所以回路中的总压力损失约为；PLL21计算所得压力损失值与预先估计的1MPA值相差很小，精度满足系统要求。52液压系统压力效率液压系统的效率是系统的输出功率预期为输入功率之比值。系统的输出功率即液压缸的输入功率（5KWQP9106837103106）系统的输入功率即油泵的输出功率（5MPAQP136043787）其中PP1所以该回路的效率（5218390C8）已知柱塞泵的总效率约为92，液压缸的总效率约为70，则整个系统的总效率。（5653MPC9）53液压系统发热温升计算（1）计算发热功率液压系统的功率损失全部转换为热量。按照下式计算发热功率（5CRHP10）其中整个工作循环中泵的平均输入功率；RP系统的输出有效功率；C（5ZPIVRTQT111）由于滑动水口快速动作时发热量较大，故以此工况计算。RP（5KWQPPR6106845371312）（5FVTSC9213）总发热功率为KPCRH716（2）计算散热功率前面初步求得油箱有效容积为05。按V08ABH求得油箱各边之积为3M3362508/5MABH取A为1M，B为1M，H为0625M。根据下式求得油箱散热面积为（571118AAT14）油箱散热功率为（5TAKPTHC15）式中为油箱散热系数，查表23412，见8，取；TK/163CMW为油箱与环境温度之差，取度。T35则有，HRHCWP1235716由此可见，油箱的散热远远不能满足系统散热的需要，而管路散热是极小的，因此需要另设冷却器。（3）冷却器所需冷却面积的计算冷却面积为（5MHCRTKPA16）式中，K传热系数，用管式冷却器时，取；/162CMW平均温升，MT221TTTM取油进入冷却器的温度60，油流出冷却器的温度，冷却水入口CT502温度，冷却水出口温度。计算得。CT251T302MT7所需冷却器的散热面积为23541760A考虑到冷却器长期使用时，设备腐蚀和油垢、水垢对散热的影响，冷却器面积应比计算值大30，实际选用冷却器的散热面积为205413MA查表23857，见8，选择2LQFWA/21F型冷却器。第6章液压集成块和液压站的设计61液压集成块的设计液压集成块的设计步骤（1）制作液压元件样板。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油口位置的尺寸，按照轮廓线剪下来，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，则样板可按底板提供的尺寸来制作。若没有底板，则要注意，有的样本提供的是元件的俯视图，做样板时应把产品样本中的图翻成180。（2）决定通道的孔径。集成块上的公用通道，即压力油孔P回油孔T泄露孔L有时不用及四个安装孔。压力油孔由液压泵流量决定，回油孔一般不小于压力油孔。直接与液压元件连接的液压油孔由选定的液压元件规格确定。孔与孔之间的连接孔（即工艺孔）用螺塞在集成块表面堵死。与液压油管连接的液压油孔可采用米制细牙螺纹或英制管螺纹。（3）集成块上液压元件的布置。把做好的液压元件样板放在集成块各视图上进行布局，有的液压元件需要连接板，则样板应以连接板为准。电磁阀应布置在集成块的前后面上，要避免电磁阀两端的电磁铁与其它部分进行相碰。液压元件的布置应以在集成块上加工的孔最少为好。孔道相通的液压元件尽可能布置在同一水平面，或在直径D的范围内，否则要钻垂直中间油孔，不通孔之间的最小壁厚H必须进行强度校核。液压元件在水平面上的孔道若与公共孔道相通，则应尽可能地布置在同一垂直位置或在直径D范围内，否则要钻中间孔道，集成块前后与左右连接的孔道应互相垂直，不然也要钻中间孔道。设计专用集成块时，要注意其高度应比装在其上的液压元件的最大横向尺寸大2MM,以避免上下集成块上的液压元件相碰，影响集成块紧固。（4）集成块上液压元件布置程序。电磁换向阀布置在集成块的前面和后面，先布置垂直位置后布置水平位置，要避免电磁换向阀的固定螺孔与阀口通道集成块固定螺孔相通。液压元件泄露孔可考虑与回油孔合并。水平位置孔道可分三层进行布置。根据水平孔道布置的需要，液压元件可以上下左右移动一段距离。溢流阀的先导部分可伸出集成块外，有的元件如单向阀，可以横向布置。（5）集成块零件图的绘制集成块的六个面都是加工面，其中有三个面要装液压元件，一个侧面引出管道。块内孔道纵横交错，层次多，需要由多个视图和23个剖视图才能表达清楚。孔系的位置精度要求较高，因此尺寸公差及表面粗糙度应标注清楚，技术要求也应予说明。集成块的视图比较复杂，视图应尽可能少用虚线表达。为了便于检查和装配集成块，应把单向集成回路图和集成块上液压元件布置图绘在旁边。而且应将各孔道编上号，列表说明各个孔的尺寸深度以及与哪些孔相交等情况。图61液压集成块62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。液压站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。它是液压系统的动力源，可按机械设备工况需要的压力、流量和清洁度，提供工作介质。液压站装置包括不同类型的液压泵、驱动电动机及其联轴器等。其安装方式为常用的有立式和卧式两种。（1）立式安装将液压泵和与之相联接的油管放在液压油箱内，这种结构型式紧凑、美观，同时电动机与液压泵的同轴度能保证，吸油条件好，漏油可直接回液压油箱，并节省占地面积。但安装维修不方便，散热条件不好。（2）卧式安装液压泵及管道都安装在液压油箱外面，安装维修方便，散热条件好，但有时电动机与液压泵的同轴度不易保证。考虑到空间，占地面积等方面的要求。本设计中采用卧式安装。621油箱的结构设计油箱字液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中气泡、沉淀杂质等作用。油箱中安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。油箱的设计要点（1）满足散热的要求，另一方面在液压系统停止工作时应能容纳系统中的所有工作介质，而工作时又能保持适当的液位。（2）吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。管口与箱底、箱壁距离一般不小于管径的3倍。吸油管可安装100UM左右的网式或线隙式过滤器，安装位置要便于装卸和清洗过滤器。回油管口要斜切45度角并面向箱壁，以防止回油冲击油箱底部的沉积物，同时也也有利于散热。（3）吸油管和回油管之间距离要尽可能远些，之间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。隔板高度为液面高度的2/33/4。（4）为了保持油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气滤清器，注油及通气一般都由一个空气过滤器来完成。为便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低处设置放油阀。对于不易开盖的油箱，要设置清洗孔，以便于油箱内部的清理。（5）油箱底部应距离地面150MM以上，以便于搬运、放油和散热。在油箱适当的位置要设吊耳，以便于吊运，还要设置液位计，以监视液位。（6）对油箱内表面的防腐处理要给予充分的注意。常用方法有酸洗后磷化。适用于所有介质，但受酸洗磷化槽的限制，油箱不能太大。喷丸后直接涂防锈油。适用于一般矿物油和合成液压油，不适宜含水液压液。因不受处理条件限制，大型油箱较多采用此方法。喷砂后热喷涂氧化铝。适用于除水乙二醇外的所有介质。喷砂后进行喷塑。适用于所有介质，但受烘干设备限制，油箱不能太大。油箱零件图如下图所示图62油箱主视图图63油箱俯视图图64油箱左视图622液压泵站的结构设计（1）液压装置中各部件、元件的布置要均匀、便于装配、调整、维修和使用，并且要适当地注意外观的整齐和美观。（2）考虑液压油箱的大小与刚度，液压泵与电动机装在液压油箱的盖子上或装在液压油箱之外。（3）在阀类元件的布置中，行程阀的安放位置必须靠近运动部件。手动换向阀的位置必须靠近操作部位。换向阀之间应留有一定的轴向距离，以便进行手动调整或装拆电磁铁。压力表及其开关应布置在便于观察和调整的地方。（4）压泵与机床相联的管道一般都先集中接到机床的中间接头上，然后再分别通向不同部件的各个执行机构中去，这样做有利于搬运、装拆和维修。（5）硬管应贴地或沿着机床外形壁面敷设。相互平行的管道应保持一定的间隔，并用管夹固定。随工作部件运动的管道可采用软管、伸缩管或弹性管。软管安装时应避免发生扭转，影响使用寿命。泵站装配图如下所示图65泵站主视图图66泵站俯视图图67局部K向视图第7章液压系统的安装与维护71液压系统的安装711液压站的安装液压站是液压传动系统的核心，是一种精密压力元件。正确的高精度的安装，对其使用保养、维修、寿命都是有益的。一般来说对压力高、传动功率大时，由于电机泵的重量及运动引起的振动，不采用自吸式。当安装形式定了，动手施工时，要注意以下几点（1）电机、联轴器、液压泵应尽量做到同轴心，其同轴度一般取005。为保证上述精度，实际中常采用在泵底座下加垫片组调整（2）液压泵与电机的安装不仅要管路走向合理，还应考虑到维修时拆装方便。（3）安装一定要为以后的生产试车运转着想，转动部位应转动灵活自如，固定部位要稳妥可靠。712液压阀的安装它的安装主要应根据其压力、流量、通径、控制方式的不同，而采用不同形式。（1）通常安装方式为板式、螺纹、插装、叠加等四种。安装中除符合管道布置的机理性原则之外，还应注重排列美观。（2）阀的轴心线应尽量水平安置。通径大于50MM的换向阀，轴心线不允许倾斜竖直。（3）在安装之前，要清点阀的名称、规格、通径、型号、数量、生产厂家是否与图纸标注要求一致。同时，要注意是否有合格证书。否则不予安装。（4）液压阀安装时，必须同时考虑操作、调整与维修的方便。压力表及其它需调整流量、压力使其便于观察。（5）为了保证阀的控制精度，通常必须安装在牢固的基础上。螺纹联接的阀不准采用管道支撑。如非不可，应再作支撑架之类的加固处理。（6）伺服阀和比例阀的安装，必须在系统管路清洗完毕后进行。并特别注意伺服系统的防振和抗干扰性。（7）安装中各种紧固螺钉栓的拧紧力必须均匀，不宜过紧。接油口的同轴度为05MM。板式连接阀的结合面的平面度为01MM，粗造度RA为32UM。（8）电磁阀的电路安装，先检查电源电压与标牌的数值是否一致，接线头要清洁牢固。（9）安装电磁换向阀要用检查各通道是否与图纸标注一样。（10）检查阀块组件时，一定要作压力性能实验后方可接入主管道。713管路安装管子是连接各种元件和执行机构的元件。除压力、流量外、对系统的传动精度反应不太放感。其安装也有它的特殊性。（1）根据油站和执行机构的布局，管道连接尽量短些。（2）管子安装要遵循横平竖直原则。（3）管子弯曲时的曲率半径，应采用有关郭家和部级标准（4）管子安装除保证本身的安装、维修方便外，还应