优秀毕业设计：小型钢坯步进式加热炉液压传动系统设计

1、毕业设计（论文）说明题 目：小型钢坯步进式加热炉液压传动系统作 者：学 号：系 （院）：专 业：扌旨导者：评阅者：毕业设计（论文）中文摘要小型钢坯步进式加热炉液压传动系统摘要 步进式加热炉用于加热小型初轧坯。加热炉炉床由固定梁和步进梁两部分 组成，步进梁由双重轮对的多轴框架支承，其外侧走轮由液压缸驱动，可在倾斜轨 道上滚动，使步进梁作上升或下降运动。其内侧托轮直接托住步进梁，而步进梁则 由另一液压缸带动，可在托轮上作水平前进或后退运动。通过两缸的操作，使步进 梁作矩形轨迹运动，各段运动的行程可以调节，操纵方式可以连续或手动操纵。同 一液压油源供双排炉床的步进梁传动，可以同时或交替动作；并可逆向

2、运动，作为 倒空炉内钢坯之用。由于作升降动作的液压缸和作水平动作的液压缸需要实现无 级调速，所以采用了节流调速回路中的进口节流调速和出口节流调速。通过液压 传动系统的设计，可实现上述各个动作。关键词步进式液压传动加热炉毕业设计（论文）外文摘要title walking into type transmission of hydraulic of heating furnaceof small-scale steel billetabstract the type of tread into heats the stove to used for heating the small scaled

3、 and early steel heat a heat of bed from fix the beam and tread into the beam two parts to constitute, tread into the beam dual round is of many stalk frame pay to accept, its outside side walk the round be pressed the urn by the 1 iquid to drive, can rol 1 over in tilting to one side the orbit, mak

4、ing tread into the beam to make the rising or descend the sport. its seamy side gives the round to give to tread into the beam directly, but tread into the beam then from another a 1 iquid presses the urn to arouse, can make the level headway or retreat the sport in giving the round .pass two urns o

5、perations, make tread into the beam to make the rectangle track sport, the route of travel of the each sport can regulate, manipulate the way and can continue or move to manipulate. same liquid press the oil source to be provided for a bed of a pair of rowses to tread into the beam spreads to move,

6、can at the same time or replace action; also contrary sport, the conduct and actions pours empty steel inside the stove. because of making the liquid of ascend and descend the action to press the urn and make the 1 iquid of the level action to press an urn of demand to carry out to have no the class

7、 to adjust soon, so adopted to reduce expenses to adjust soon back track in of import to reduce expenses to adjust to reduce expenses to adjust with exit soon. press to spread the design of move the system through a liquid, can carry out the above-mentioned each action.keywords the type of tread int

8、o spread to move of hydraulic the heated stove毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目：小型钢坯步进式加热炉液压传动系统学生姓名：学号：系（院）：专 业： 指导教师： 开题扌艮告填写要求1. 开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签 署意见及教研室审查后生效；2. 开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式 （可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3. 学生查阅

9、资料的参考文献应不少于3篇（不包括辞典、手册）；4. 有关年月曰等日期的填写，应当按照国标gb/t 7408-94数据元和交换格式、信 息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26 日”或 “2004-04-26”。毕业设计（论文）开题报告1.本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势随着液压机械自动化程度的不断提高，液压元件应用数量急剧增加，元件小型 化、系统集成化是必然的发展趋势。特别是近十年来，液压技术与传感技术,微电子 技术密切结合，出现了许多诸如电液比例控制阀，数字阀，电认伺服液压缸等机（液） 电一体化元器件,使液压技术在高压、高速、大功率、

10、节能高效、低噪声、使用寿 命长、高度集成化方面取得了重大进展。无疑,液压元件和液压系统的计算机辅助 设计（cad）,计算机辅助试验（cat）和计算机实时控制也是当前液压技术的发展方 向。轧钢厂在热轧钢材时，需要对钢坯进行加热。为更好的保证钢材表面质量，使钢坯受热均 匀，采用了步进加热方式.钢坯在加热过程中其前移为矩形运动：即活动梁上升，将钢坯从固定 梁上托起;活动梁前移，使钢坯往前步进一次；活动梁下降，将钢坯放在固定梁上;活动梁后退到 原始位置，完成一个工作循环。步进加热克服了直推式加热时钢坯下表面与支撑梁（固定梁）移 动摩擦所产生的表面磨损；同时，克服了直推式的钢坯间相互靠拢的情况，可以使钢

11、坯散开通过 炉底，有利于钢坯加热。由于步进加热独特的优越性，使其在现代冶金工厂得到了广泛应用。步 进式钢坯加热炉产品质量好、热效率高、操作灵活，适用于多种型材坯料的连续式加热.步进梁采用液压传动，使传动结构简单，省去了一套凸轮、齿轮机构，占地面积小且传动平 稳,容易实现自动控制，因此步进加热炉传动装置一般都采用液压驱动。步进式加热炉液压驱动 及电控系统中采用独特的油路设计，减少了运动部件因惯性对固定炉床的冲击，解决了炉床 抖动问题;将可编程控制器、继电器、电液阀相结合，实现了机电液计算机一体化控 制系统可靠性高，可扩展性与柔性强。毕业设计（论文）开题报告2. 本课题的基本内容，预计可能遇到的困

12、难，提出解决问题的方法和措施步进式加热炉用于小型初轧坯。加热炉炉床由固定梁和步进梁组成。步进 梁由双重轮对的多轴框架支承，其外侧走轮由液压缸驱动，可在倾斜轨道上滚 动，使步进梁作上升或下降运动。其内侧托轮直接拖住步进梁，而步进梁则由 另一液压缸带动，可在托轮上作水平前进和后退运动。通过两缸的操作，使步 进梁做矩形轨迹运动，各段运动的形成可以调节，操作方式可以连续或手动操 纵，同一液压油源供步进梁传动，可以同时或交替动作；并可以逆向运动，作 为倒空炉内钢坯之用。工艺参数：炉长：19000mm; 炉内宽 5400mm;钢坯断面：110*110, 130* 130mm3. 本课题拟采用的研究手段（途

13、径）和可行性分析本系统最大的特点： 对液压系统中的压力补偿,通常采用电液比例控制或伺服阀来实现。本 系统采用了普通插装阀组成压力补偿回路，有效防止了步进梁前移时产生的惯 性冲击，起到了缓冲作用。 在快速运动的液压机械或系统需要大流量时为节省能源，通常采用多泵 供油或将蓄能器作为辅动力源供油。为解决大流量的供油问题，本系统设计了用 插装阀组成的差动回路,成功的满足了步进梁下降所需的大流量。本系统采用插装阀件，实现相同功能的元件少，结构紧凑，可靠性高，投资 少。由此可见，这种研究手段是完全可行的。 钢坯长度：22004400mm;步进梁行程：50300mm;步进梁动作最大周期：18s （其中上升或

14、下降5. 5s;前进或后退3. 5s ）在设计的过程中，应该考虑到步进梁平移时可能会产生很大的惯性冲 击，下降的时候需要很大的流量，解决的方法是采用压力补偿回路和差动回路。毕业设计（论文）开题报告指导教师意见：* （亲笔签名） 年 月（亲笔签名）年 月（对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测）指导教师:日教研室审查意见：教研室负责人：1引言12 设计要求及原始数据22. 1设计要求 22. 2工艺参数 33 设计计算及说明33. 1负载分析及负载循环图 34 拟定液压系统原理图74. 1液压回路的的选择74. 2综合考虑其他问题105 确定液压系统的主要参数125. 1液压零件的

15、选择 125. 2液压油的选择 165. 3液压系统性能验算 18结论24致谢25参考文献 261引言液压传动是利用液体静止能来传递动力的液体传动，它是以液体为工作体质，进行能 量传递和控制的一种传动方式。本世纪50年代，液压技术迅速由军事工业转向民用工业，在机床、工程机械、压力机 械、船泊机械、冶金机械、农业机械及汽车等行业得到了广泛的发展。60年代以后，随着 原子能技术、空间技术、电子技术等的迅速发展,使其应用更为广泛。液压传动及其控制 在某些领域内已占有压倒性的优势。其特点如下：(i )借助油管的连接可以方便,灵活地布置传动机构，这是比较机械传动而言其优越 的地方。执行元件可以布置地离原

16、动机较远的地方，方位也不受限制，由于液压缸推力很大, 又加之极易布置，在工程机械中已得到广泛的应用，不仅操纵方便，而且外观美观大方。(ii) 液压传动与电力传动和气压传动相比，有重量轻，体积小的突出特点。如液压泵和 液压马达单位功率的重量指标可达到目前发电机和电动机的十分之一，液压类可达到 0. 025n/w,发电机和电动机约为0. 03n/w,而用于直线往复运动的电动加力缸，单位功率的 重量比是液压缸的八十七倍，电动受到磁饱和的限制，单位面积上的切向力不到lobar,而 液压力可达到350bar,所以，液压泵和液压马达能容大。(iii) 可方便的无级调速,调速范围大。传动中借助阀和变量泵，变

17、量马达,可以实现大 的无级调速，这是一般机械传动无法实现的，而液压传动的调速范围比可达到100: 1,柱塞 式液压马达最低稳定转速为lr/niin,这也是电力传动彳艮难达到的。仃v)液压传动与电力传动相比有慢性小，响应速度高的优点。(v) 液压系统可借助安全阀实现过载保护，同时以油为工作介质时，相对运动表面可 自动润滑，帮使用寿命长。(vi) 液压传动可借助各种控制阀，可实现机器运行的自动化，特别是采用电液联合控 制后，不但可实现玩高程度的控制过程，而且可以实现遥控。尽管液压传动系统具有如此独特的优点，但任何事物都不是尽善尽美的，同样，它也是 具有一些缺点：(1) 由于液体流动的阻力损失和泄漏

18、较大，因此液压传动的效率较低,一般为75% - 80% 左右，如果处理不当，泄漏不但污染场地，而且当附近有火种存在，可引起火灾或爆炸事故， 所以经常受用而温高压油。(2) 工作时受温度变化影响大,温度变化会引起液体粘度发生变化，随之泄漏也变化。(3) 噪声较大,近年来正在研究克服，某些泵的噪声值已下降到70分贝。(4) 液压元件制造精度要求高，而且价格较贵,使用和维修要求有较高的技术水平，和 一定的专业知识。(5) 对污染敏感，污染的液压油会使液压元件磨损和堵塞，性能变坏，甚至破坏。(6) 液压系统故障分析及排除困难，系统安装，使用维护的技术水平要求高。人们取长补短，发挥其优点，改善预防其缺点

19、，在各行各业中发挥了是日益重要的作 用。液压传动系统，除以油液为传动介质外，通常由以下几个部分组成：(1) 动力源部分一液压泵及原动机。它将原动机输出的机械能转变成液体的压力能。(2) 执行部分一它包括液压缸和液压马达,其作用是把工作液体的压力能量重新转变 为机械能，推动负载运动。(3) 控制部"一包括压力，流量，方向控制阀等。通过它们控制和调节液压系统中的压 力，流量和流向，以保证执行部件所要求的输出力，速度和方向。(4) 辅助部分一它包括油箱、管道、滤油器、蓄能器以及指示仪表等，以保证系统的 正常工作。随着工业的进一步发展，机械化、自动化程度日益提高，对液压元件及液压装置的标 准

20、化、集成化、微型化提出了更高的要求。于是，出现了由液压系统组成的液压站。液压 站不仅满足日益发展的数控机床，组合机床自动线及一般专用组合床对液压系统的要求， 而且用于小批非单件生产的非标准设备。目前，液压技术为我国社会主义现代化事业的需要和发展作出了很大的贡献。液压 技术特别是液压集成块技术在我国很多工业部门被广泛采用。液压技术正向着高压化、 高速化、大流量、大功率、高效率、低噪声方向发展。计算机辅助设计液压系统已有广 泛应用，它将推动液压技术更进一步的发展。2设计要求及原始数据2. 1设计要求：步进式加热炉用于加热小型初钢坯。加热炉炉床由固定梁和步进梁两部分组成，步进 梁由又重轮对的多轴框架

21、支承,其外侧走轮由液压缸驱动，可在倾斜轨道上滚动，使步进梁 作上升或下降运动，其内侧托轮直接托住步进梁，而步进梁则由另一液压缸驱动各段运动 的行程都可以调节，操纵方式可以连续或手动操纵。同一液压油源供双排炉床的步进梁传 动，可以同时或交替动作；并可逆向运动，作为倒空炉内钢坯之用。2.2工艺参数：炉长：19000mm; 炉内宽 5400mm;钢坯断面：1 1 0*1 1 0, 1 30*1 30mm2钢坯长度：2200_4400mm;步进梁行程：50_300mm;步进梁动作最大周期：18s (其中上升或下降5. 5s;前进或后退3. 5s )3设计计算及说明3. 1负载分析及负载循环图负载分析就

22、是研究一部机器在工作中它的执行机构的受力情况.对本系统来说，也就 是液压缸的负载随时间的变化过程.工作机构作直线往复运动时，液压自由式必须克服的外负载为：f = fe + ff + fi式中：fe工作负载ff摩擦负载fi惯性负载本次设计任务书给的工作循环为：步进梁依次上升、水平前进、下降、水平后退运动. 又由所给参数得：上升时，工作负载为22. 05吨,速度为9 mm/s;水平前进时、工作负载为115吨、速度为23 mm/s;下降时，工作负载为16. 05吨,速度为9mm/s;水平后退时，工作负载为8. 38吨,速度为23 mm/s;给定液压缸的直径：升降缸22. 5 mm,行走缸125 mm

23、;取液压缸的机械效率为n cm = 0. 94,液压缸的驱动力为fo = f/ n cm 式中：f为工作负载那么液压缸各阶段的驱动力分别为：上升时 fo = f/ ncm = 22. 05 / 0. 94 = 23. 46 吨水平前进时 fo = f/ ncm = 122. 3 / 0. 94 = 12. 23 吨下降时 fo = f/ ncm = 160. 5 / 0. 94 = 17. 07 吨水平后退时 fo = f/ ncm = 83. 8 / 0. 94 = 8. 91 吨又根据公式 fo = (3.14/4) xdxdxqcmxp式中：p为工作压力； d为液压缸直径； 才艮据上面求

24、出的fo和已知的d,可以求出工作压力p,所以：可得到：上升时p = 5. 9 mpa水平前进时p = 6. 1 mpa下降时p = 4. 3 mpa后退时p = 7. 3 mpa根据机械设计手册第三版(化学工业出版社)表19-6-20,并根据液压缸的压力和 拉力确定：d = (1/3 1/5)d 公式，附表 2-4, 2-5经圆整取,得到：升降缸活塞杆直径d = 45 mm ,行走缸直径d = 25 mm所以根据流量量计算公式,q = v a,得到：上升时 q=（兀/4 ） x （ 225 2 -45 2 ） x 9 =20. 6 l/min水平前进时 q= （ 711 ） x （1252-2

25、5巧 x 23 =16. 2 l/min下降时 q=（龙/4 ） x 225 2 x 9 =21. 5 l/min后退时 q=（兀/4 ） x 125 2 x 23 =16. 9 l/min根据功率p = p q得：上升时 p = 5.9x20.6 60 =2. 02 kw水平前进时 p = 6.1x16.2- 60 =1. 65 kw下降时 p = 4.3x21.5 60 =1. 54 kw后退时 p = 7.3x16.9 60 =2. 06 kw按照给定的条件画出负载循环图，运动分析及运动循环图和液压缸的f-t图，v-t图和 p_t图，q-t图和p-t图，分别为：f/ton250220.5

26、200150160.583.8100504681012141618液压传动系统ft图v/mm/sao2325151051012141618液压传动系统v-tt/st/sp/kw024681012141618液压传动系统p-t图q/l/min2520 151050246810 丘 141618液压传动系统qt图t/s t/sp/kw液压传动系统pt图4拟定液压系统原理图液压系统图是表示液压系统的组成和工作原理的图样。4. 1 液压回路的选择首先应该确定基本回路，它是决定主机动作和性能的基础，是组成系统的骨架。然后在 基本回路的基础上再增设其他辅助回路，便可组成一个完整的液压系统。选择回路时，首先

27、要抓住各类机器液压系统的主要矛盾。如对变速，稳速要求严格的机 器（如机床液压系统）速度的调节，换接和稳定是系统设计的核心，常常是调速方式确定后， 系统的其他方面也就相应地解决了，即调速回路和速度变换回路是此种系统的主要回路。 而对速度无严格要求的但对输出力，力矩或功率调节有主要要求的机器（如大型挖掘机液 压系统），功率的调节和分配是系统设计的核心，其系统特点是采用复合油路。选择基本回路的主要依据是主液压缸（或液压马达）工况图所提出的主要要求。通过工 况图的分析，可以确定液压系统的主要回路。4. 1. 1 调速回路液压调速又分为节流调速和容积调速两大类。究竟采用哪种液压调速方式，主要根据 功率，

28、调速范围的大小，对系统温升，工作平稳性的要求来选择。（一）节流调速回路根据流量控制阀在回路中安放位置的不同分为进油节流调速、回油 节流调速、旁油节流阀调速三种基本形式。1. 进油、回油节流调速回路。将节流阀串联在液压泵和液压缸之间，用它来控制进入液压缸的流量达到调速的目的, 为进油节流调速回路;将节流阀串联在液压缸的回油路上，借助节流阀控制液压缸的排油 流量来实现速度调节，为回油节流调速回路。定量泵多余的油液通过溢流阀流回油箱，这是 进、回油节流调速回路能够正常工作的必要条件。进油调速回路与回油节流调速回路在以下几个方面的性能有明显的差别，在选用时应 予以注意。承受负值负载的能力 所谓负值负载

29、就是作用力的方向和执行元件运动方向相同 的负载。回油节流调速回路的节流阀在液压缸的回油腔形成一定背压，在负值负载作用下 能阻止工作部件前冲。如果要使进油节流调速回路承受负值负载，就得在回油路上加背压 阀。但这样做要提高泵的供油压力，增加功率消耗。运动平稳性 回油节流调速回路同于回油路上始终存在背压，可有效地防止空气从 回油路吸入，因而低速运动时不易爬行，高速运动时不易颤振，即运动平稳性好。进油节流 调速回路在不加背压阀时不具备这种长处。油液发热时对泄漏的影响 进油节流调速回路中通过节流阀发热了的油液直接进 入液压缸，会使缸的泄漏增加，而回油节流调速回路油液经节流阀温升后直接回油箱，经冷 却后再

30、进入系统，对系统泄漏影响较小。取压力信号实现程序控制的方法进油节流调速回路的进油腔压力随负载而变化， 当工作部件碰到死挡铁停止运动后，其压力将升至溢流阀调定压力，取此压力作控制顺序 动作的指令信号。而在回油节流调速回路中是回油腔压力随负载而变化，工作部件碰上死 挡铁后压力将下降至零，故取此零压发讯。因此在死扌当铁定位的节流调速回路中，压力继电 器的安装位置应与流量控制阀同侧，且紧靠液压缸。启动性能回油节流调速回路中若停车时间较长，液压缸回油腔的油液会泄漏回油 箱，重新启动时背压不能立即建立，会引起瞬间工作机构的前冲现象。对于进油节流调速， 只要在开车时关小节流阀即可避免启动冲击。2. 旁油节流

31、调速回路这种节流调速回路是装在液压缸并联的支路上。定量泵输出的流量一部分通过节流阀 溢回油箱，一部分进入液压缸，使活塞获得一定运动速度。调节节流阀的通流面积，即可进 入液压缸的流量，从而实现调速。由于溢流功能由节流阀来完成，故正常工作时溢流阀处于 关闭状态，溢流阀作安全阀用，其调定压力为最大负载压力的1.1-1. 2倍。液压泵的供油 压力取决于负载。旁油节流调速回路只有节流损失，而无溢流损失，因而功率损失比前两种调速回路小， 效率高。这种调速回路一般用于功率较大且对速度稳定性要求不高的场合。节流调速系统简单，价格低廉,使用维修方便，能在较大范围内实现无级调速，在功率 不大的液压系统中应用广范。

32、（二）变量泵容积调速回路变量泵容积调速回路是指通过改变液压泵（马达）的流量（排量）调节执行元件的运动 速度或转速的回路。按改变泵排量的方法不同又分为手动调节容积调速回路和自动调节容 积调速回路。后者由压力补偿变量泵与节流元件组合而成，节流元件在回路中既为控制元 件，又为检测元件。它将检测的流量信号转换为压力信号，反馈作用改变泵的排量,使液压 泵输出的流量适应系统的需要，这种回路通常称为容积节流调速回路。容积调速多为变量泵或变量马达的调速，既无流量损失也无压力损失（无节流阀），发 热小，因而油液温度升得不会太高，效率较低，且在大功率的液压系统中使用较高。综上所述，因为该系统功率小，回路调速范围大

33、，温升较大,低速稳定性好，故升降缸 动作采用回油节流调速回路，水平缸动作采用进油节流调速回路。4. 1. 2 调压回路系统的压力控制有恒压和限压两种方式在节流调速系统中常用溢流阀组成恒压控制 回路；容积调速和容积节流调速系统常用压力阀作安全阀以组成限压控制回路.节流调速 系统中，若要求低压卸载时，需设置卸荷回路。4. 1. 3 油路的循环形式系统的油路循环形式有开式和闭式两种：1. 开式循环的特点： 一般工况均能适应，液压泵可向多支路供油； 结构简单;散热方便,但油箱较大； 抗污染能力较差，可采用压力油箱来改善； 管路损失大，用节流调速时，效率低。2. 闭式循环的特点： 限于要求换向平稳，换向

34、速度高的一部分容积调速系统。一般一个液压泵不能向多 支路供油； 结构较复杂，散热也较复杂，须用辅助液压泵换油冷却； 抗污染能力较好，但油路过滤要求较高； 管路损失较小，用容积调速时，效率较高。由于是节流调速回路，该系统采用开式循环，这时，系统回油直接至油箱，油箱大，冷却 条件好。4.2综合考虑其他问题根据前面选定的液压回路，再综合考虑以下问题，即可组成完整的液压系统。1. 组合基本回路时，要特别注意防止回路间可能存在的相互干扰；2. 提高系统效率，防止系统过热：提高液压系统效率防止其过热的方法，通常有如下几个方面：(1) 在液压元件、辅件，油液的参数选择方面； 选择高效率的液压元件、辅件； 正

35、确选用油液及其粘度范围； 减少液压元件或回路中的压力损失，如合理选择油管内径，避免油液流速过高；合理 配置油管，减少油管长度和宽度等。(2) 在选择基本回路方面 一般说来、液压油经过溢流阀回油箱产生的热量最大，为此，系统应有卸荷回路。 减压阀、节流阀都是产生热量的根源，除非十分必要,应尽量不采用。 采用效率较高的液压回路,这是最根本的方法。3. 避免系统中存在多余回路完成机器的动作的回路应力求简便、可靠。回路愈复杂，产生事故的机会愈多，功率损 失愈大。4. 防止液压冲击在液压系统中，由于工作机构运动速度的变换(起动、变速、制动)，工作负载突然消失 以及冲击性负载等原因，往往会发生冲击现象,影响

36、系统的正常工作，需采取措施防止。对于由于工作机构运动速度的变换而引起的液压冲击，其防止措施有：1) 在保证换向精度和生产效率的前提下,尽量减慢换向，换接速度，有的可用电液换向 阀或带行程阀的液控换向阀；2) 为了减慢滑阀开启及关闭时速度的急剧变化，可以在滑阀控制边上开槽或作成半锥 角为2。 3°的节流锥面。(2) 对于负载情况发生突变时，如工作负载突然消失，在回油路上可加背压阀；若是冲 击性负载，可在液压缸或液压马达入口处高超载安全阀，组成缓冲回路。(3) 适当加大管径，缩短管道长度，尽量避免不必要的弯曲回路，以改善系统管路中的 液压冲击。5. 确保系统稳定可靠液压系统运行中的不安全

37、因素是不规则的。例如异常的负载，停电，外部条件的急剧变 化,操作人员的误动作等，都必须有相应的安全回路或措施，确保人身和设备安全。比如，为 了防止工作部件的漂移，下滑，超速等，应有锁紧，平衡，限速等回路；为了防止同于操作者 的误动作，或由于液压元件失灵而产生的误动作时，应有误动作防止回路等。6. 从系统的生产成本和生产周期考虑系统组成要简单，无辅助件尽量要少；还应冬量采 用标准元件，减少自彳帀殳计的专用元件。7为了高速和维修上的方便，在拟定液压系统时，就应在需要检测系统参数的地方，设 置工艺接头以便于安装检测仪表。因为检测液压系统有关部位处的参数，是调整和寻找系 统故障的重要依据之一。根据以上

38、设计要求，反复修改后拟定以下液压系统原理图。5确定液压系统主要参数5. 1液压零件的选择5. 1. 1确定液压泵的最大工作压力pppp > pl + ap式中pl执行元件的最大工作压力 p从液压泵出口到液压缸入口之间总的管路损失。初算时可按经验选取:管路 简单，流速不大的，取ap =(0. 2 - 0. 5) mpa,管路复杂的，进口有调速阀的取 ap =(0.21. 5) mpa.所以，系统最大工作压力pp为：pp = pl + ap = 6. 3 + 0. 6 = 6. 9mpa5. 1. 2确定液压泵的流量qpqp > k (eqmax) dm3/m式中k =系统泄漏系数,一

39、般取k = 1. 1 1. 3e qma x同时动作的液压缸的最大总流量qp = k(eqmax) = 1. 2 x 127. 5 = 153 l/min5. 1. 3选择液压泵的规格由上述要求,选择液压泵为单级叶片泵。型号yb-160j,额定压力8mpa,转速960r/min输入功率21 kw,排量160l/m5. 1. 4确定液压泵的驱动功率p = pp qp/ n p (kw),其中pp液压泵的最大工作压力ppq n厂液压泵的流量qp = n v =1. 53 x 103 m3/ s所以 pl = pp qp/ q p = (6. 9 x 106 x 153 x io)/(60 x 0.

40、 7)=25. 1 kw所选电机型号为y200l-45. 1. 5 液压阀的选择1选择依据选择依据为：额定压力、最大流量、动作方式、安装固定方式、压力损失数值、工作 性能参数和工作寿命等.2 .选择控制阀应注意的问题应尽量选择标准定型产品，除非不得已时才自行设计专用控制阀等元件。(2) 选择溢流阀时，按液压泵的最大流量选取;选择节流阀和调速阀时，要考虑其最小 稳定流量满足机器低速性能的要求。(3) 一般选择控制阀的额定流量应比系统管路实际通过的流量大一些，必要时允许通 过阀的最大流量超过其额定流量的20%。(4) 应注意差动液压缸由于面积差形成不同回油量对控制阀正常工作的影响。根据系统的工作压

41、力和实际通过该阀的最大流量，从样本中选择相对应的阀件。溢流 阀按泵的最大流量选取;控制阀的流量一般需要比实际流量大一些。单向阀型号 crg06电磁换向阀型号 ye63b溢流阀 型号 yf-b10电液换向阀型号 dshg-06叠加式单向节流阀 型号 msw-06单向节流阀型号 srcg-06压力表yxc-1505.1.6管道和管接头的选择油管和管接头是连接液压元件,输送液压油的一种连接件。选用时要求： 流量的液阻要小，即要求有足够的通流面积，并要求管道短，内壁光滑，弯曲和断面 突变少； 能承受足够的压力，并且保证在工作压力下无泄漏； 拆装方便一. 油管的选用液压系统中，常用的油管有钢管、铜管、耐

42、油橡胶管、尼龙管和塑料管等。其特点和 适用范围如下： 10. 15钢冷拔无缝钢管，适用压力为2532mpa,它耐高温、高压、刚性好、廉价，但 不易弯曲。 紫铜管用于压力小于lompa黄铜管用于可承受较高压力（可达25mpa）0紫铜管的抗 震能力弱，易氧化，是贵重的材料,尽可能少用。 橡胶管用于连接有相对运动的液压件。由耐油橡胶夹以13层钢丝编织网或钢丝 缠绕层做成。层数愈多，耐压愈高，可高达3540mpa。夹帆布的耐压橡胶管可达1. 5 8 mpa0其特点是装拆方便，能吸收液压冲击，但价贵，寿命短。 塑料管用于回油路或泄漏油路,耐压为0. 5mpa.其特点是装拆方便、价廉。但，只能 用于低压且

43、不耐高温，低温时接口易断裂。根据以上综合考虑选取的油管为紫铜管、橡胶软管和塑料管。二. 油管管径的确定根据流径管内的流量确定管子的内径dd = 2 jq/和式中q流过管道的流量v管道中允许流速。由液体力学知道,提高流速会使压力损失增大，减小流速势必增加管道内径及其辅件 的体积和重量。同时流速与液压冲击密切相关，流速增大，冲击压力增大。另外，管内液流速度与元件、回路的正常工作也有密切关系。如液压泵吸油管路上的 压力降即流速就不能太大，否则会赞成泵的所穴现象，回油管路压力损大过大会产生高的 背压，影响元件正常工作。因此，在设计液压系统管路时,要限制流速。根据液压传动系统p168表7-7知道，装有过

44、滤器的吸油管路允许流速范围为0. 5 1. 5s,回油管路v=2 3m/s,压油管路v=3 5m/s取吸油管路v=l. 4m/s,回油管路v=2. 4m/s, 压油管路v=4. 5m/s,所以，吸油管路 d=l. 13迈兀13 x 72550/1.4 =48. 2 mm取标准管道内径d=48 mm,外径d=56 mm取吸油管路公称直径为56 mm压力油管路 d=l. 13迈兀=1. 13 x 72550/4.5 =26. 8 mm取标准管道内径d=27 mm.外径d=33 mm回油管路 d=l 13逅77=1. 13 x 72550/2.4=36. 8 mm取标准管道内径d=37 mm,外径d

45、=43 mm三管接头的选择在选择管接头时，必须使它具有足够的通油能力和较小的压力损失，同时做到装卸方 便，连接牢固、密封可靠、外形紧凑。管接头包括四种:卡套式、焊接式、薄壁扩口式管接头和钢丝纺织胶管接头。卡套式管接头适用于油、气为介质的管路系统。适用的压力范围有二级：中压级 (z) 160 kg f/cm 2,高压级(g) 320 kg f/cm 2特点：结构先进，性能良好、重量轻、体积小，使用方便，不用焊接等一系列优点.但卡套式管接头要 求配用冷拔钢管，且卡套制造精度较好.焊接式管接头适用于油为介质的管路系统。工作压力为 320kgf/cm2 工作温度为- 25+80°c。特点：具

46、有结构简单、易制造、密封性好等优点，但缺点是安装时焊接量大，要求焊接 质量高，且装拆不便。薄壁式扩口管接头适用于中低压油压管路系统，对于水和气压管路系统亦可选用， 最大工作压力取决于管材和管径,规定为35 160kgf/cm 2。特点：具有结构先进、性能良好、何种小、加工方便、成本低和使用简便等优点，因此, 在飞机、汽车及机床等行业中有广泛的应用。综上所述，决定选用焊接式管接头，软管用钢丝编织胶管接头。所选管接头规格为：jb97077管子外径d=56 mm,螺纹m60 x 2的直通管接头。管子外径d=33 mm,螺纹m38 x 2的直通管接头。管子外径d=43 mm,螺纹m48 x 2的直通管

47、接头。d=28 mm,三层钢丝,1=1000的a型扣压式胶管接头,jb1885-77.四.确定油箱容量 合理确定油箱容量是保证液压系统正常工作的重要条件，根据经验公式：有效容积v°油箱容量,单位为l;q 液压泵总额定流量，单位为1/min;a 一经验系数，其数值大体如下： 低压系统a =2 4;中、高压系统q=510。对行走设备或经常间断工作的设备，其系数可取较小值，对安装空间允许的固定设备, 其系数可取大值。根据实际情况及经验公式v=l. 25 vo所以,v=l. 25 x 5. 5 x 153=1051l=l. 05m3取油箱容量v=l. 05 m3从有利于散热角度出发，在油箱容

48、积一定的条件下其散热面积越大越好。油箱的容积 必须保证在设备停止运转时，系统中油液在自重作用下能全部返回油箱。为了能很好地分 离空气和沉淀杂质，油箱有效容积通常取每分钟流量的5 7倍。焊接油箱钢板厚度可经验选取，侧板厚度取8 mm,箱体部分（包括前、下、后面）取7 mm,盖板由于承受电动机及集成块管道的重量取为12 mm。5. 1. 7滤油器的选择选择滤油器的主要依据是:过滤精度、通油能力、工作压力、允许压降等。如果工作管道上宜过高的工作阻力，或者过滤器不宜在高压下工作，则安装在回油管 路上。这种安装方法不能直接防止液压机件中侵入杂质，仅仅是经常的清除系统中的杂质。 它要求回油管路中有一定的压

49、力。本次设计中，采用吸油过滤，以避免吸入杂质。选用wu-250 x 180f型网式滤油器。5. 1. 8 冷却器的选用油箱中的油温，一般在305（rc范围内工作，比较合适，最高不大于6（rc,最小不低于 15°c。过高，将使油液迅速变质，同时使泵的容积效率下降;过低油泵吸入困难。冷却器采用水冷式的管式冷却器，冷却器的散热功率ap应等于液压系统总的功率损 失（发热功率）p|与油箱散热功率匕之差。根据计算，选用2lqfw-a0. 5f型管式冷却器。 5. 2 液压油的选择液压油是液压传动及控制系统的工作介质，又是液压元件的润滑计。它对液压传动及控制系统工作 的可靠性、耐久性和工作性能有很

50、大影响。因此，必须掌握液压油的性质，以便正确选用。5. 2. 1 液压油的分类液压传动及控制系统所采用的液压油可分为两大类：一类为矿物系，一类为不燃或难 燃性油系。矿物油系液压油的主要成分是石油，加入各类添加剂（抗氧、耐高温等）精制而 成.根据其性质和使用场合不同，矿物油系液压油有多种牌号（如20号机械油、30号汽轮机 油等）。矿物系液压油的润滑性好，腐蚀性小，化学安定性较好，帮被大多数机器液压系统所 采用。不燃或难燃性液压油系中分水基液压油和合成性液压油两种。水基液压油的主要成分 是水，加入某些防锈、润滑等添加剂。水基液压油价格便宜，不怕火；其缺点是润滑性差，腐 蚀性大及适用范围小，故只在液

51、压机（水压机）上使用。合成液压油是由多种磷酸酯和（三正 丁磷酸酯、三甲酚磷酯）和添加剂化学方法组合而成，国内已研制成功4611、4602-1等多 种品种，其润滑性较好、凝固点低、防火性能好等。5. 2. 2 液压油的要求1粘度要适当；2.粘温性好；3防锈性好；4.抗氧化性好；5抗乳化性好；6. 抗泡沫性好；7润滑性能好；&凝固点低；9.闪点要高，以免发生火灾；10.含有尽量少的机械杂质，如沥青、灰分等。5. 2. 3选择液压油的依据1.选择液压油的主要依据在对液压油的要求中，最重要的是粘度。它是液压系统正常工作的必要条件。因此，选 择液压油的主要依据是粘度。确定粘度要考虑的主要因素是：

52、周围环境温度高，应采用高难度的油，相反则采用低粘度的油；寒冷地带宜采用低凝 点低粘度的油；在野外工作的机械，如液压挖掘机，当冬季和夏季温差较大时，应在不同的 季节采用不同粘度的油。系统压力高时，用高粘度的油，相反则用低粘度的油。液压执行元件速度较低时应采用高粘度的油，相反则用低粘度的油。某些泵，阀产品规定了使用液压油的粘度，应按其规定使用。2综合考虑其他因素由最低使用温度,可确定低流动点和粘度指数。由最高使用温度，可确定粘度指数。有火灾危险时，宜采用抗燃或不燃性油。使用加热器时，宜采用抗氧化性好的油。环境污染严重时，采用廉价常更换的油。漏油较多时，采用廉价常更换的油。无法保养保管场所，宜采用寿

53、命长稳定性好的油。水分可能混入系统时，宜采用抗乳化性好的油。根据以上几点考虑，本设计中选用hl机械油，40°c时运动粘度为2& 835. 2cst° 5. 3液压系统性能验算在液压系统设计过程中或设计终了，需要对它的某些技术性能进行验算，以使所设计 的系统更加可靠与完善。这些验算包括：系统损失计算，系统效率计算，系统发热与温升计算，液压冲击计算等。 5. 3. 1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ap计算。它包括管路的 沿程压力损失ap"局部压力apw及阀类元件的局部损失ap?,即ap=apz1 + ap/2 + ap2

54、其中»“一管道长度，d 管道内径v液流平均速度，° 一液压油密度兄一局部阻力和沿程阻力系数。q“ 一液压阀的额定流量q 通过液压阀的实际流量 p”一液压阀的额定压力损失。计算系统压力损失，必须知道管道的直径和管道的长度。管道直径按选定元件的接口尺寸 确定为d=27 mm,进回油管道长度都定为l=lm;油液的运动粘度取v=l x 104m2 /s,运动油液 的密度取p=0. 9174 x 103kg/m先判断流动状态，由雷诺数rr=vd/v=4q/ (-dv2)可知，在油液粘度v,管道内径d 定的条件下，re的大小与q成 正比。d a /( a 2 4xl53xl(r'

55、; “仃r =4q/ (;rdv2)= =1202”6oxx27xlo'3xlxl()此雷诺系数为最大雷诺数。因为最大的re小于临界雷诺数(2000),故可推出：各工况 下的进、回油路中油液的流动状态全为层流。5. 3.2计算系统压力损失为了计算上的方便，首先将计算沿程压力损失公式化简。为此，将适用于层流动状态的 阻层阻力系数2=t5/ rr=75-dv/ (4q)和溶液在管道内的流速v=4q/ (-dv2),同时代入沿程 压力损失计算公式，并将已知数据代入后， 得ap/(=4 x 75pv/ q/ (2 7 ) = 4x75x0.9174x 103x,xl° q/2;rx (27x10)4 =0. 8246 x 107 q可见，沿程压力损失的大小与其通过的流量成正比，这是由层流流动所决定的。管道的局部压力损失常按下式作经验计算，即 p/2=0. 1 apnp门由产品样本查出，电液换向阀和单向调速阀的额定压力损失都为0. 3mpa,单向阀的 额定压力损失为0. 015mpa.而根据上述公式，p“=0 02103mpa, ap/2=0. 002103mpa所以，系统的压力损失：a