鋼坯修復(fù)機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1.引言</b></p><p>　　鋼坯表面極易被氧化形成氧化皮，且這層氧化皮會(huì)在生產(chǎn)中產(chǎn)生廢料而影響工作，而采用鋼坯修復(fù)機(jī)的目的將氧化皮去掉，使鋼坯的利用率提高。可用的方法很多，例如：1.可用手持鋼坯的人為方法將其表面的氧化皮去掉，但是會(huì)對(duì)人造成危害，而且效率低，如傳統(tǒng)的砂輪打磨。2.將鋼坯燒紅后磕掉其表面的氧化層，但是這種方法使得被處理后的鋼坯會(huì)在短時(shí)間內(nèi)

2、再被氧化，而且效率低、機(jī)器易磨損，如鋼模板修復(fù)機(jī)。使用鋼坯修復(fù)機(jī)來去除表面的氧化層不但可以提高效率、減少危害，而且可以使被處理過的鋼坯在冷卻后保持一段時(shí)間不被氧化，即使在雨中被淋而產(chǎn)生少量生銹但是不會(huì)有太大影響。</p><p>　　鋼坯修復(fù)機(jī)采用滾筒機(jī)輸送而不采用皮帶輸送是因?yàn)椋簼L筒輸送機(jī)比皮帶輸送機(jī)應(yīng)用廣泛，可用于儲(chǔ)積、分流、合流及較重負(fù)載的運(yùn)輸，另外也應(yīng)用于油污、潮濕及高溫、低溫的環(huán)境。而且滾筒輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

3、單，可靠性高，使用維護(hù)方便。</p><p>　　傳統(tǒng)的鋼坯修磨機(jī)是由一種設(shè)有由窩輪、窩桿等組成的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可使砂輪與鋼坯縱向運(yùn)動(dòng)的夾角在45-90度間變換的長(zhǎng)臂回轉(zhuǎn)式的鋼坯修磨機(jī)。它既能作直磨用，也可以作斜磨用，兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)，該機(jī)修磨范圍較大、質(zhì)量好且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)維修方便，適用于大、中、小形鋼坯和鍛坯的全扒皮修磨。而采用鋼坯修復(fù)機(jī)不但兼顧了鋼坯修磨機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)，而且還有具有效率高的優(yōu)點(diǎn)。</p>

4、<p>　　鋼坯修復(fù)機(jī)的部分操作通過液壓控制，使得鋼坯自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，且具有實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度抵，環(huán)境污染小，鋼坯修整質(zhì)量、精度高的優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)代煉鋼行業(yè)鋼坯修復(fù)的理想設(shè)備。雖然我國(guó)目前沒有生產(chǎn)，只是在大連特鋼廠有兩臺(tái)由意大利引進(jìn)的鋼坯修復(fù)機(jī)，因此需要研制技術(shù)含量高，且質(zhì)量穩(wěn)定的高檔產(chǎn)品來滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的要求和行業(yè)需求，所以鋼坯修復(fù)機(jī)在世界上一定會(huì)有相當(dāng)大的發(fā)展前景?！?5】</p>&l

5、t;p>　　20世紀(jì)60年代到70年代是液壓技術(shù)日臻完善、廣泛應(yīng)用并形成獨(dú)立學(xué)科的年代。70年代末到80年代初中國(guó)學(xué)者路甬祥發(fā)明了電液比例技術(shù)和插裝閥技術(shù)，標(biāo)志著液壓技術(shù)又取得了重要進(jìn)展。近20年來尤其是近10年來，由于人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展的日益重視，加上材料科學(xué)的進(jìn)展，西方各國(guó)家十分重視以純水為介質(zhì)的液壓技術(shù)研究，并在中壓（14MPa～16MPa）液壓系統(tǒng)中成功應(yīng)用，這是液壓技術(shù)令人關(guān)注的發(fā)展動(dòng)向。中國(guó)的浙江大學(xué)和華中科

6、技大學(xué)也在該方面進(jìn)行了研究。1.1.2 液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨著近50年來科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，液壓技術(shù)已成為包括傳動(dòng)、控制和檢測(cè)在內(nèi)，對(duì)現(xiàn)代機(jī)械裝備的技術(shù)進(jìn)步有著重要影響的基礎(chǔ)技術(shù)和基礎(chǔ)學(xué)科；隨著近20年來電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)不僅是一種傳動(dòng)方式，更多地是作為一種控制手段，作為連接微電子技術(shù)和大功率控制對(duì)象之間的橋梁，成為現(xiàn)代控制工程中重要的、不可缺少的環(huán)節(jié)和手段。例如西方發(fā)達(dá)國(guó)家90%的數(shù)控加工中心、95

7、%以上的自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)技術(shù)。因而采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志，世界上各先進(jìn)國(guó)家都對(duì)液壓技術(shù)的發(fā)展給予了</p><p><b>　　2.液壓技術(shù)概況</b></p><p>　　當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲，經(jīng)久耐用，高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的發(fā)展，在完善比例控制，伺服控制，數(shù)字控制等技術(shù)上也有

8、許多新成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化以及微機(jī)控制等開發(fā)性工作方面，日益顯示出顯著的成績(jī)。</p><p>　　今天，為了和最新技術(shù)的發(fā)展保持同步，液壓技術(shù)必須不斷創(chuàng)新，不斷地提高和改進(jìn)元件和系統(tǒng)的性能，以滿足日益變化的市場(chǎng)需求，體現(xiàn)在如下一些比較重要的特征上：</p><p>　　提高元件性能，創(chuàng)制新型元件，體積不斷縮小。為了能在盡可能小的空間內(nèi)傳遞盡可

9、能大的功率，液壓元件的結(jié)構(gòu)不斷地在向小型化方向發(fā)展。</p><p>　　高度的組成化、集成化和模塊化。液壓系統(tǒng)由管式配置經(jīng)板式配置，箱式配置、集成塊式配置發(fā)展到疊加式配置、插裝式配置，使連接的通道越來越短，這種組合件不但結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，而且使用簡(jiǎn)便，也容易維護(hù)保養(yǎng)。模塊化發(fā)展也是非常重要的方面，完整的模塊以及獨(dú)立的功能單元，對(duì)用戶而言，只需要簡(jiǎn)單地進(jìn)行組裝即可投入使用，這樣不僅可以大大節(jié)約用戶的裝配時(shí)間，同

10、時(shí)用戶也無須配備各種經(jīng)專門培訓(xùn)的技術(shù)人員。</p><p>　　和微電子結(jié)合，走向智能化。匯在一起的聯(lián)接體只要一收到微處理機(jī)或者微型計(jì)算機(jī)處送來的信息，就能實(shí)現(xiàn)預(yù)先規(guī)定的任務(wù)。</p><p>　　綜上所述可以看到，液壓工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用實(shí)在是很大的，它常?？梢杂脕碜鳛楹饬恳粋€(gè)國(guó)家工業(yè)水平餓重要標(biāo)志之一。與世界上主要的工業(yè)國(guó)家相比，我國(guó)的液壓工業(yè)還是相當(dāng)落后的，標(biāo)準(zhǔn)化的工作有待于繼續(xù)做

11、好，優(yōu)質(zhì)化的工作須形成聲勢(shì)，智能化的工作則剛剛在準(zhǔn)備起步，為此必須奮起直追，才能迎頭趕上。</p><p>　　液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟大體如下：</p><p>　　1)液壓系統(tǒng)的工況分析</p><p>　　2)擬訂液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　3) 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件</p><p>　　4)對(duì)液壓系統(tǒng)

12、進(jìn)行驗(yàn)算</p><p>　　5)繪制正式工作圖和編制技術(shù)文件</p><p>　　設(shè)計(jì)的最后一步是要整理出全部圖紙和技術(shù)文件。正式工作圖一般包括如下內(nèi)容：液壓系統(tǒng)原理圖；自行設(shè)計(jì)的全套工作圖（指液壓缸和液壓油箱等非標(biāo)準(zhǔn)液壓元件）；液壓泵、液壓閥及管路的安裝總圖。</p><p>　　技術(shù)文件一般包括以下內(nèi)容：基本件、標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及外購(gòu)件匯總表，液壓系統(tǒng)安裝和調(diào)試

13、要求，設(shè)計(jì)說明書等。【15】</p><p>　　3.液壓系統(tǒng)性能與參數(shù)的初步確定</p><p><b>　　3.1工況分析</b></p><p>　　工況分析是分析機(jī)械工作過程的具體情況，其內(nèi)容包括負(fù)載分析、速度分析和功率變化規(guī)律的分析。對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析其目的就是要查明它的每個(gè)執(zhí)行元件在各個(gè)動(dòng)作階段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度和所承受的負(fù)載并繪制成

14、圖。而液壓執(zhí)行元件的工況圖是選擇系統(tǒng)液壓元件和基本回路的依據(jù)。這是因?yàn)椋?lt;/p><p>　　1) 液壓泵和各種控制閥的規(guī)格是根據(jù)工況圖中的最大壓力和最大流量選定的；</p><p>　　2) 各種液壓回路及其油源形式都是按工況圖的不同階段內(nèi)的壓力和流量變化情況初選后，再通過相互比較確定的；</p><p>　　3) 將工況圖所反映的情況與調(diào)研得來的參考方案進(jìn)行對(duì)比

15、，可以對(duì)原來設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性做出鑒別，或進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　3.1.1液壓缸的負(fù)載分析</p><p>　　通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研獲知，此液壓系統(tǒng)的液壓缸的工作行程為5m，鋼坯尺寸為長(zhǎng)10m寬150mm高150mm,鋼坯密度取7.8kg/m3,動(dòng)摩擦系數(shù)為1.5，且在水平位置時(shí)外負(fù)載最大，大約為25800N。</p><p>　　3.1.2液壓缸的速度分析<

16、/p><p>　　通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研得知，此液壓系統(tǒng)的液壓缸速度在0.1m/s-0.2m/s之間，具體數(shù)值沒有要求，但是要保證鋼坯運(yùn)行過程平穩(wěn)，液壓缸鎖緊使系統(tǒng)沖擊小，因此取活塞桿伸出時(shí)速度為0.1m/s,活塞桿退回時(shí)速度為0.2m/s?！?2】</p><p>　　3.2 液壓系統(tǒng)參數(shù)的初步確定</p><p>　　3.2.1確定液壓缸的主要參數(shù)</p>&l

17、t;p>　　液壓缸是液壓傳動(dòng)中的主要執(zhí)行元件之一，它是把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，廣泛應(yīng)用于機(jī)械的液壓傳動(dòng)中。目前，工業(yè)中常用的液壓缸的結(jié)構(gòu)形式有活塞缸、柱塞缸、擺動(dòng)缸三大類?；钊缀椭卓蓪?shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，輸出速度和推力；擺動(dòng)缸則實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，輸出角速度（轉(zhuǎn)速）和轉(zhuǎn)矩。形式如下：</p><p><b>　　活塞缸</b></p>&

18、lt;p><b>　　單桿活塞缸</b></p><p>　　單桿活塞缸是活塞的一端帶有活塞桿的液壓缸。結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。這種油缸由于活塞兩側(cè)受力面積不等，活塞往返運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的推力和速度各不相等。活塞桿外伸時(shí)，油缸產(chǎn)生的推力大，速度??；而活塞桿作差動(dòng)連接時(shí)，可實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。故這種油缸工業(yè)上常用來實(shí)現(xiàn)“快速進(jìn)給”、“慢速工進(jìn)”和“快速回位”。</p><p>

19、<b>　　圖1 單桿活塞缸</b></p><p><b>　　雙桿活塞缸</b></p><p>　　雙桿活塞缸是活塞的兩端都帶有活塞桿的液壓缸。結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。其工作原理與單桿活塞缸相同，由于活塞兩側(cè)受壓面積相同，油缸兩端的供油壓力P和供油量Q相同時(shí)，其往返運(yùn)動(dòng)速度及產(chǎn)生的推力都分別相等。</p><p><

20、;b>　　圖2 雙桿活塞缸</b></p><p><b>　　柱塞缸</b></p><p>　　柱塞缸是單作用缸，結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，回程依靠自重或外力，常傾斜或豎直安裝。柱塞與缸體內(nèi)壁不接觸，油缸內(nèi)孔只需粗加工，簡(jiǎn)化了缸體的加工工藝，制造簡(jiǎn)便。工作時(shí)總是承受壓力。因此柱塞必須有足夠的剛度，直徑比較大，且只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，特別適應(yīng)在行程比較

21、長(zhǎng)的場(chǎng)合。</p><p><b>　　圖3 柱塞缸</b></p><p><b>　　擺動(dòng)缸</b></p><p>　　常用的擺動(dòng)缸有單葉片式和雙葉片式兩種。這類油缸是靠轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)來傳動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的。輸出的是周期性的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其回轉(zhuǎn)角小于300°。這種液壓缸由于密封性較差等原因，一般只用于低壓系統(tǒng)，如送料夾緊

22、和工作臺(tái)回轉(zhuǎn)的輔助運(yùn)動(dòng)裝置。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)要求動(dòng)作可靠，且為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)采用活塞缸。而且單作用活塞缸可以輸出多種速度，差動(dòng)連接時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，并且體積較雙桿活塞缸小，結(jié)構(gòu)緊湊。本液壓系統(tǒng)只要求動(dòng)作可靠，滑動(dòng)水口打開速度要快，綜合考慮上述兩種活塞缸的適應(yīng)場(chǎng)合、制造成本及體積大小等因素，本液壓系統(tǒng)采用差動(dòng)式單作用活塞缸?！?2】</p><p>　　3.2

23、.2確定液壓缸的尺寸</p><p>　?、俪踹x液壓缸工作壓力</p><p>　　液壓缸的推力F是由液壓缸的工作壓力p和活塞的有效工作面積A來確定的，而活塞的運(yùn)動(dòng)速度v由輸入缸的流量Q和活塞的有效工作面積A確定的，</p><p>　　即 F=A p</p><p><b>　　v=Q／A&

24、lt;/b></p><p>　　式中 F —— 缸（或活塞）的推力（N）；</p><p>　　p —— 進(jìn)油腔的工作壓力（MPa）；</p><p>　　A —— 活塞的有效工作面積（m2）；</p><p>　　Q —— 輸入液壓缸的流量（L/min）；</p><p>　　V —— 缸（或活塞）

25、的運(yùn)動(dòng)速度（m/min）。</p><p>　　由上兩式可見，當(dāng)缸的推力一定時(shí)，工作壓力p取的越高，活塞的有效面積A就越小，缸的結(jié)構(gòu)就緊湊，但液壓元件的性能及密封要求要相應(yīng)提高；工作壓力p取的越低，活塞的有效面積A就越大，缸的結(jié)構(gòu)尺寸就越大，要使工作機(jī)構(gòu)得到同樣的速度就要求有較大的流量，這樣使有關(guān)的泵、閥等液壓元件的規(guī)格相應(yīng)增大，有可能導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的龐大。因此，液壓缸的工作壓力常采用類比法或通過試驗(yàn)確定。設(shè)計(jì)時(shí)，

26、液壓缸的工作壓力可根據(jù)負(fù)載大小和設(shè)備的類型，選擇工作壓力：</p><p>　　表1 各類液壓設(shè)備常用的工作壓力</p><p>　　表2 液壓缸推力與工作壓力之間的關(guān)系</p><p>　　由于本液壓系統(tǒng)設(shè)備屬于運(yùn)輸機(jī)械，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，采用中低壓液壓系統(tǒng)時(shí)，液壓缸的尺寸小、體積小，而且成本較低。綜合考慮各種因素，再參考表1、表2本系統(tǒng)選用中低壓系統(tǒng)，選取工作壓

27、力為P=8MPa。</p><p>　?、谟?jì)算出液壓缸的內(nèi)徑D</p><p>　　通過調(diào)查可知系統(tǒng)在取工作壓力為8MPa時(shí)，系統(tǒng)P2被壓可按0.8MPa（回油路帶背壓閥的回路中背壓為0.5-1.5MPa）估算。</p><p><b>　　由最大負(fù)載按公式</b></p><p>　　A2=F/[ηcm(P1*ψ-P2

28、)],A1=ψ*A2</p><p><b>　　計(jì)算液壓缸面積.</b></p><p>　　其中: </p><p>　　F —缸的最大外負(fù)載；</p><p>　　P1—缸的最大工作壓力；</p><p><b>　　P2—缸的背壓；</b><

29、;/p><p>　　A1—缸無桿腔有效面積；</p><p>　　A2—缸有桿腔有效面積；</p><p><b>　　ηcm—機(jī)械效率；</b></p><p>　　ψ—缸往返速比 ψ=1/λ2 </p><p>　　λ— λ=d/D (λ為直徑比)</p><p>　　

30、本系統(tǒng)工作壓力為8MPa，大于7 MPa，活塞桿受壓力，故選取λ為0.7帶入上式后算得</p><p><b>　　D=69mm</b></p><p>　　按國(guó)標(biāo)可圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑 D=80mm</p><p><b>　?、塾?jì)算活塞桿直徑d</b></p><p><b>　　活塞桿直徑

31、d為</b></p><p>　　d=D×λ=80×0.7=56 mm</p><p>　　按國(guó)標(biāo)可圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑 d=56mm</p><p>　　由此可得液壓缸的兩腔的實(shí)際面積為</p><p>　　液壓缸無桿腔面積A1</p><p>　　A1=πD2/4=3.14×0.

32、82 =50.24mm</p><p>　　液壓缸無桿腔面積A2 </p><p>　　A2=π(D2 -d2 )/4=25.62mm</p><p>　　式中 D—液壓缸缸筒直徑</p><p>　　d—液壓缸活塞桿直徑</p><p>　　對(duì)選定后的液壓缸內(nèi)徑D，必須進(jìn)行最小穩(wěn)定速度的驗(yàn)算。要保證液壓缸節(jié)

33、流腔的有效工作面積A，必須大于保證最小穩(wěn)定速度的最小有效面積Amin,即A>Amin</p><p>　　Amin=qmin/vmin</p><p>　　式中 qmin—流量閥的最小穩(wěn)定流量，一般從選定流量閥的產(chǎn)品樣本中查得 取q=0.05L/min</p><p>　　vmin—液壓缸最低速度,由設(shè)計(jì)給定 取v=0.1m/s</p>&

34、lt;p>　　將數(shù)值帶入Amin=0.05L/min/0.1m/s=8×10-6 m2 <A</p><p>　　可見此液壓缸尺寸符合要求。</p><p><b>　?、芤簤焊纵o件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　液壓缸缸蓋設(shè)計(jì)</b></p><p>　　液壓缸的缸

35、蓋可以選用35、45鍛鋼或ZG35、ZG45鑄鋼或HT200、HT350鑄鐵等材料。當(dāng)缸體本身優(yōu)勢(shì)活塞桿的導(dǎo)向套時(shí)，缸蓋最好選用鑄鐵。同時(shí)，應(yīng)在導(dǎo)向表面上熔堆黃銅、青銅或其他耐磨材料。也可以在缸蓋中壓入導(dǎo)向套。【10】</p><p>　　3.2.3繪制系統(tǒng)工況</p><p>　　根據(jù)上面算得的D與d的值，估算液壓缸在各個(gè)工作階段中的流量。</p><p>　　進(jìn)

36、油腔的流量 Q1 = V2 A1</p><p>　　= 0.15m/s×50.24 cm2</p><p>　　= 45.24L/min</p><p>　　式中 A1 —— 液壓缸進(jìn)油腔（無桿腔）的面積（cm2）；</p><p>　　V2 —— 活塞桿移動(dòng)速度（m/min）；<

37、/p><p>　　Q1 —— 液壓缸進(jìn)油腔的流量（L/min）。</p><p>　　回油腔的流量 Q2 = V2 A2</p><p>　　= 0.15 m/s×25.62cm2</p><p>　　= 23.06 L/min</p><p>　　式中 A2 ——

38、液壓缸回油腔（有桿腔）的面積（cm2）；</p><p>　　V2 —— 活塞桿移動(dòng)的速度（m/min）；</p><p>　　Q2 —— 液壓缸回油腔的流量（L/min）。</p><p>　　實(shí)際壓力為 p1 =(F/ηcm+ p1 A2) / A1</p><p>　　=[(25800/0.95+0.8×

39、106×25.62×10-4 )/50.24×10-4 ]×106</p><p><b>　　=5.81MPa</b></p><p>　　根據(jù)上述算得的液壓缸在各個(gè)階段的流量和進(jìn)油腔的工作壓力，估算液壓缸輸入功率</p><p>　　P = p1 Q1</p><p>　

40、　= 5.81MPa×45.24L/min</p><p><b>　　= 4.36kw</b></p><p>　　3.3系統(tǒng)回路的選擇</p><p>　　擬定液壓系統(tǒng)圖是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要步驟。這一步要做的主要工作：一是選擇基本回路，二是把選出的回路組成液壓系統(tǒng)?！?】</p><p>　　3.3

41、.1 采用液控單向閥的鎖緊回路</p><p>　　鎖緊回路的功用是使液壓缸能在任意位置上停留，且停留后不會(huì)因外力作用而移動(dòng)位置。在液壓回路中雙液控單向閥應(yīng)用廣泛，主要利用液控單向閥的良好密封性，在鎖緊回路中，鎖緊的可靠性及鎖定位置的精度，僅僅受油缸本身內(nèi)泄露的影響，在保壓回路中可保證將活塞鎖定在任何位置，并可防止由于換向閥的內(nèi)部泄露而引起的帶有負(fù)載的活塞桿下降。</p><p>　　在實(shí)

42、際中選用的液控單向閥，一方面應(yīng)考慮打開時(shí)所需要的控制壓力，此外還應(yīng)該考慮系統(tǒng)壓力變化對(duì)控制油路壓力變化的影響，以免出現(xiàn)誤開啟。另外一方面因該考慮在油流反向出口無背壓的油路中選用內(nèi)泄式，否則需要外泄式，以降低控制油壓力，而外泄式的油口必須無壓回油，否則會(huì)抵消一部分控制壓力。</p><p>　　雙向鎖的鎖緊回路：當(dāng)換向閥左位接入時(shí)，壓力油經(jīng)左邊液控單向閥進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)通過控制口打開右邊液控單向閥，使液壓缸右腔

43、的回油可經(jīng)右邊液控單向閥回油箱，活塞向右運(yùn)動(dòng)。反之，活塞向左運(yùn)動(dòng)。到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因閥的中位為“H”型機(jī)能（“Y”型也可）,所以兩個(gè)液控單向閥均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊。由于本系統(tǒng)需要在上升過程中將鋼坯固定，因此需要設(shè)置鎖緊回路，且采用上述雙向鎖的鎖緊回路?！?】</p><p>　　3.3.2 采用分流集流閥的同步回路</p><p>　　經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研可知，鋼坯在被舉

44、升的過程中兩液壓缸需要達(dá)到同步，才能使鋼坯平穩(wěn)的被舉起，否則會(huì)使鋼坯因不同步被舉起而滑落。如果只是選用一般的同時(shí)進(jìn)出油達(dá)到的同步會(huì)因兩個(gè)液壓缸所受負(fù)載不同而不能滿足要求，如調(diào)速閥，同步精度容易受到其性能和油溫的影響，系統(tǒng)效率較低。因此選用分流集流閥來達(dá)到舉升鋼坯的同步。</p><p>　　FJL型分流集流閥又稱同步閥，該閥具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，維護(hù)方便等特點(diǎn)。此閥是按固定比例自動(dòng)分配或集中兩股油流，使執(zhí)行元件雙

45、向同步?！?】</p><p>　　3.3.3采用節(jié)流閥的調(diào)速回路</p><p>　　在液壓系統(tǒng)中，調(diào)速回路往往是擬訂液壓系統(tǒng)的核心。調(diào)速方式一經(jīng)確定，其它回路的形式也就基本定了下來。因此，液壓回路的選擇工作必須從選擇調(diào)速回路（包括決定油路的循環(huán)形式和油源結(jié)構(gòu)形式）開始。目前，液壓系統(tǒng)中常用的調(diào)速回路有節(jié)流調(diào)速回路、容積調(diào)速回路和容積節(jié)流調(diào)速回路三大類。此液壓系統(tǒng)中采用了節(jié)流調(diào)速回路。&

46、lt;/p><p><b>　　節(jié)流調(diào)速回路</b></p><p>　　節(jié)流調(diào)速回路采用定量泵供油,由節(jié)流閥(或調(diào)速閥)改變進(jìn)入或流出執(zhí)行元件(油缸或馬達(dá))的流量來實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的方法.這種回路的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用維護(hù)方便、調(diào)速范圍大,所以在機(jī)壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于它的能量損失大、效率低、發(fā)熱大,故一般多用在功率不大的場(chǎng)合。例如各類機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)裝置中

47、。節(jié)流調(diào)速回路按照節(jié)流閥(或調(diào)速閥)在系統(tǒng)中的安裝位置的不同,又可分為進(jìn)口節(jié)流調(diào)速、出口節(jié)流調(diào)速和旁路節(jié)流調(diào)速三種方式。</p><p>　　1) 進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路</p><p>　　進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路是將節(jié)流閥安裝在液壓缸的進(jìn)油路上。如下圖所示</p><p>　　該回路的優(yōu)點(diǎn)是：油缸回油腔和回油管路中的壓力較低。當(dāng)采用活塞桿油缸并在工作行程時(shí)使油液進(jìn)入無桿活塞

48、腔，就可以獲得較大推力的同時(shí)，得到較低的工作速度。其主要缺點(diǎn)是：油缸沒有背壓，運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，容易產(chǎn)生振動(dòng)和爬行。在回油路上加一背壓閥可以改善這種情況，但背壓閥要消耗一定的能量。此外，油液通過節(jié)流閥時(shí)要發(fā)熱，使進(jìn)入油缸的油溫升高，增加泄漏。但是經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研可知，這種調(diào)速回路在低速下的速度剛性較好；在負(fù)載變化的情況下，負(fù)載小時(shí)的速度剛性比負(fù)載大時(shí)要好。因此，進(jìn)油口節(jié)流調(diào)速回路不宜用在負(fù)載較重，速度較高或負(fù)載變化較大的場(chǎng)合。</p>

49、<p>　　圖4 進(jìn)口節(jié)流調(diào)速</p><p>　　2）出口節(jié)流調(diào)速回路</p><p>　　出口節(jié)流調(diào)速回路是將節(jié)流閥安裝在液壓缸的回油路上，如圖所示。</p><p>　　出口節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性與進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路是完全相同的。出口節(jié)流調(diào)速回路能承受負(fù)性負(fù)載。油缸有一定的背壓，空氣不易滲入，運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)。此外，油液通過節(jié)流閥發(fā)熱后直接回到油箱

50、，溫升較小，油缸泄露較小。缺點(diǎn)是：油缸工作腔和回油腔的壓力都比進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路要高（在相同負(fù)載的情況下）。特別是回油腔，它的背壓力有時(shí)非常高。一般只用于功率小，負(fù)載變化不大的液壓系統(tǒng)中。但由于出口節(jié)流調(diào)速回路運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，因此應(yīng)用較多。</p><p><b>　　圖5 出口節(jié)流調(diào)速</b></p><p>　　3) 旁路節(jié)流調(diào)速回路</p><

51、p>　　旁路節(jié)流調(diào)速回路是將節(jié)流閥安裝在與液壓缸并聯(lián)的旁支油路上，如下圖所示。旁路節(jié)流調(diào)速回路的優(yōu)點(diǎn)是：油泵供油壓力隨負(fù)載變化而變化。負(fù)載減小時(shí)，供油壓力也減小，加上無溢流損失，故在能量利用上較上述兩種調(diào)速回路合理。它的機(jī)械特性曲線如下圖所示。因此，旁路節(jié)流調(diào)速回路用于功率大，對(duì)平穩(wěn)性要求不高的場(chǎng)合。</p><p>　　圖 6 旁路節(jié)流調(diào)速</p><p>　　因考慮到系統(tǒng)需要在活

52、塞桿伸出和退回過程都調(diào)速，因此需要在進(jìn)出油口都加入調(diào)速裝置，選用單向節(jié)流閥對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行單向調(diào)速?！?】</p><p>　　3.3.4 采用三位四通閥的換向回路</p><p>　　三位四通閥的使用場(chǎng)合：能使元件在任意位置上停止運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行元件正反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，回油方式相同。經(jīng)過比較本系統(tǒng)采用三位四通電磁換向閥（“Y”和“O”型）的換向回路。</p><p>　　在擬定液壓

53、系統(tǒng)時(shí)，注意了以下幾方面向題：</p><p>　　1)防止回路間可能存在的相互干擾。</p><p>　　2)確保系統(tǒng)安全可靠 液壓系統(tǒng)運(yùn)行中的不安全因素是多種多樣的。例如異常的負(fù)載、停電，外部環(huán)境條件的急劇變化，操作人員的誤操作等，都必須有相應(yīng)的安全回路或措施，確保人身似設(shè)備安全。例如，為了防止工作部件的漂移、下滑、超速等，應(yīng)有鎖緊、平衡、限速等回路；為了防止操作者的誤操作，或由干液

54、壓元件失靈而產(chǎn)生誤動(dòng)作，應(yīng)有誤動(dòng)作防止問路等?！?】</p><p>　　綜上各種油路的選擇，可得到如下圖所示的鋼坯修復(fù)機(jī)系統(tǒng)原理圖：</p><p>　　圖7 液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　1-液壓泵 2-進(jìn)油過濾器 3-三位四通電磁換向閥Y機(jī)能 4-疊加式雙單向節(jié)流閥 5-雙向鎖 6-分流集流閥

55、 7-三位四通電磁換向閥O機(jī)能 8-壓力表 9-壓力表開關(guān) 10-回油過濾器 11-液位液溫計(jì)</p><p>　　3.4液壓系統(tǒng)原理的擬定及元件的選擇</p><p>　　擬定液壓系統(tǒng)原理圖包含兩項(xiàng)內(nèi)容：一是通過分析、對(duì)比選出合適的液壓回路；二是把選出的回路組合成液壓系統(tǒng)【2】</p><p>　　3.4.1

56、液壓元件的選擇</p><p>　　液壓元件的選擇主要依據(jù)計(jì)算出的元件的工作壓力和流量、電機(jī)的功率等的結(jié)果。選擇的原則是盡量選用標(biāo)準(zhǔn)元件。</p><p><b>　?、俦煤碗姍C(jī)的選擇</b></p><p>　　在選擇油泵時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力源的要求，確定油泵的額定壓力和額定流量，然后根據(jù)系統(tǒng)的工作環(huán)境、工作條件、系統(tǒng)對(duì)油泵精度的要求以及

57、油泵本身的工作性能來選取油泵的類型、型號(hào)、規(guī)格。</p><p>　　目前工業(yè)上常用的油泵類型，主要有齒輪泵、雙作用葉片泵、限壓式變量葉片泵和軸向柱塞泵。表3列出了上述幾種泵的主要性能及優(yōu)缺點(diǎn)。從表中可以看出：外嚙合齒輪泵主要適用于中高壓及中低壓系統(tǒng)，特別是低壓系統(tǒng)。目前常把它用于精度要求不高的一般機(jī)床及工程機(jī)械上。中高壓齒輪泵常用于航空及造船等方面。鑄造設(shè)備中常把低壓齒輪泵作為輔助油泵使用。葉片泵由于工作平穩(wěn)，

58、流量脈動(dòng)小，因此特別適用于中壓、中速及精度要求較高的液壓系統(tǒng)中。鑄造設(shè)備、機(jī)床及一般工程機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛。柱塞泵具有許多優(yōu)點(diǎn)，雖然價(jià)格昂貴及維修較困難，但是性能比其他液壓泵要高?！?】</p><p>　　表3 油泵性能及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)照表</p><p>　　本次設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)屬于中低壓系統(tǒng)，精度要求較高，綜合考慮上述幾種泵的優(yōu)缺點(diǎn)，選取葉片泵。</p><p>　　計(jì)

59、算液壓泵的工作壓力和額定壓力</p><p>　　1） 液壓泵的工作壓力</p><p>　　液壓泵的工作壓力是根據(jù)執(zhí)行元件的工作性質(zhì)來確定的。</p><p>　　pp ≥ p1 + ∑△p1</p><p>　　式中 pp —— 執(zhí)行元件的最大工作壓力；</p><p>　　∑△p1 ——

60、 進(jìn)油路上的壓力損失，系統(tǒng)管路未曾畫出以前，按經(jīng)驗(yàn)資料選取：</p><p>　　一般節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和管道簡(jiǎn)單的系統(tǒng)取</p><p>　　∑△p1 = 2×105～5×105Pa</p><p>　　進(jìn)油路有調(diào)速閥的系統(tǒng)及管道復(fù)雜的系統(tǒng)取</p><p>　　∑△p1 = 5×105～15

61、5;105Pa</p><p>　　液壓泵的最大工作壓力pp = p1 + ∑△p1 </p><p><b>　　=5.81+0.5</b></p><p><b>　　=6.31MPa</b></p><p>　　2) 液壓泵的額定壓力</p><p>　　系統(tǒng)在工作

62、的過程中常因過渡過程內(nèi)的壓力超調(diào)或周期性的壓力脈動(dòng)而存在著動(dòng)態(tài)壓力，其值遠(yuǎn)超過靜態(tài)壓力。所以液壓泵的額定壓力應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力大25%-60%。本系統(tǒng)負(fù)載變化不大，且無沖擊載荷，故取額定壓力為：</p><p>　　pn = (1.25-1.6)pp</p><p>　　= 6.31×1.25</p><p>　　= 7.89 MPa<

63、;/p><p>　　計(jì)算液壓泵的額定流量</p><p>　　油泵的額定流量應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)中同時(shí)工作的執(zhí)行元件所需要的最大流量之和。本系統(tǒng)只有一個(gè)執(zhí)行元件，故其流量為：</p><p>　　Qp ≥ K (∑Q)max</p><p>　　式中 Qp —— 油泵的額定流量（L/min）；</p>

64、;<p>　　K —— 系統(tǒng)泄露系數(shù)(約取1.1～1.3)；</p><p>　　(∑Q)max —— 系統(tǒng)中同時(shí)工作的執(zhí)行元件所需的最大流量之和(L/min)</p><p>　　在本系統(tǒng)，液壓缸工作所需的最大流量為45.24L/min，取系統(tǒng)泄露系數(shù)K=1.1,則</p><p>　　泵的額定流量Qp為： </p><

65、;p>　　Qp ≥ 1.1×45.24L/min</p><p>　　= 49.74 L/min</p><p>　　根據(jù)計(jì)算出的額定壓力及額定流量，查閱液壓手冊(cè)及產(chǎn)品樣本，選定量泵的具體型號(hào)規(guī)格為YBN型葉片泵（額定壓力pp=10MPa，額定流量為75L/min）。</p><p>　?、诖_定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率</p><p

66、>　　由系統(tǒng)可知，P-L和Q-L曲線變化比較平穩(wěn)，電機(jī)所需功率按下式計(jì)算，即： Pp = pp QP / ηP</p><p>　　式中 ηP —— 液壓泵的總效率，查液壓手冊(cè)可以知道，該泵的效率為80%；</p><p>　　pp —— 液壓泵的工作壓力（MPa）；</p><p>　　QP ——

67、液壓泵的額定流量（L/min）。</p><p>　　故所需電機(jī)的功率為：pp = 49.74L/min×6.31MPa／0.80</p><p><b>　　= 6.54kw</b></p><p>　　按電機(jī)產(chǎn)品目錄，綜合考慮選取7.5 kw的電動(dòng)機(jī)，其型號(hào)為：Y132S2-2,(P=7.5kw,n=2900r/min)<

68、;/p><p>　　Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)是：效率高，節(jié)能，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高，噪聲低，振動(dòng)小，運(yùn)行安全可靠。作為一般用途的電動(dòng)機(jī)，適用于驅(qū)動(dòng)無特殊性能要求的各種機(jī)械設(shè)備，如金屬切削機(jī)床，該系列電動(dòng)機(jī)的定額是以連續(xù)工作為基準(zhǔn)的連續(xù)定額。</p><p>　　表4 液壓泵的總效率</p><p>　　3.4.2其它元件的選擇</p><p><

69、;b>　?、龠x擇控制閥</b></p><p>　　選擇液壓閥應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品。首先根據(jù)使用要求包括用途，動(dòng)作方式，壓力損失數(shù)值，工作壽命和閥的生產(chǎn)條件確定閥的形式，然后根據(jù)流經(jīng)這個(gè)閥的油液的最大工作壓力和流量來確定閥的規(guī)格。</p><p>　　液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中的功用是通過控制調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的油液的流向、壓力和流量，使執(zhí)行器及其驅(qū)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)獲得所需的運(yùn)動(dòng)方

70、向、推力（轉(zhuǎn)矩）及運(yùn)動(dòng)速度（轉(zhuǎn)速）等。所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)，將來能否按照既定要求正?？煽窟\(yùn)行，在很大程度上取決于其中所采用的各種液壓閥的性能優(yōu)劣及參數(shù)匹配是否合理。</p><p>　　各種液壓控制閥的規(guī)格型號(hào)，可以系統(tǒng)的最高壓力和通過閥的實(shí)際流量為依據(jù)，并考慮閥的控制特性、穩(wěn)定性及油口尺寸、外形尺寸與重量、安裝連接方式、操縱方式、適應(yīng)性與維修方便性、貨源及產(chǎn)品歷史等，從相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本中選取。</p&g

71、t;<p>　　各液壓控制閥的額定壓力和額定流量一般應(yīng)與其使用壓力和流量相接近。對(duì)于可靠性要求較高的系統(tǒng)，閥的額定壓力應(yīng)高出其使用壓力較多。如果額定壓力和額定流量小于使用壓力和流量，則易引起液壓卡緊和液動(dòng)力，并對(duì)閥的工作品質(zhì)產(chǎn)生不良影響；對(duì)于系統(tǒng)中的順序閥和減壓閥，其通過流量不應(yīng)遠(yuǎn)小于額定流量，否則易產(chǎn)生振動(dòng)或其他不穩(wěn)定現(xiàn)象。對(duì)于流量閥，應(yīng)注意其最小穩(wěn)定流量。【6】</p><p>　　根據(jù)上述選擇

72、閥的原則，選擇該系統(tǒng)所需的各個(gè)閥的型號(hào)及規(guī)格如下表5所示</p><p>　　表5 液壓閥的型號(hào)規(guī)格</p><p><b>　?、跒V油器的選擇</b></p><p>　　選過濾器時(shí)，主要根據(jù)液壓系統(tǒng)對(duì)濾油器的性能指標(biāo)的要求以及系統(tǒng)的工作壓力大小，從產(chǎn)品樣本中選取。根據(jù)過濾器在系統(tǒng)中的安裝位置不同，可以分為：吸油口過濾器、壓油口過濾器、回油

73、口過濾器三種安裝方式，在此液壓系統(tǒng)中選用吸油口過濾器。在液壓泵的吸油口安裝過濾器的主要目的是，防止泵在吸油的同時(shí)將污物吸進(jìn)油路，主要防止大顆粒物的進(jìn)入。但是必須注意過濾器的壓差必須滿足泵的吸油特性，過濾器的壓差過大容易造成吸油困難，而出現(xiàn)氣穴，氣穴現(xiàn)象是泵的最大危害之一?！?】</p><p><b>　　濾油器的性能指標(biāo)：</b></p><p><b>

74、　　1. 工作壓力</b></p><p>　　不同結(jié)構(gòu)形式的濾油器所允許的工作壓力不同，在選擇時(shí)應(yīng)考慮其最高工作壓力。本系統(tǒng)最高工作壓力為14.5MPa。</p><p><b>　　2. 過濾精度</b></p><p>　　過濾精度是指油液通過濾油器時(shí)，濾芯能夠?yàn)V除的最小機(jī)械雜質(zhì)的顆粒度的公稱尺寸，系統(tǒng)的過濾精度一般按下列兩因

75、素考慮：一是污垢顆粒應(yīng)小于運(yùn)動(dòng)零件滑動(dòng)面的配合間隙或油膜厚度，以免引起劃傷和磨損；二是污垢顆粒應(yīng)小于系統(tǒng)中節(jié)流小孔的最小截面積，以免堵塞小孔。</p><p>　　液壓系統(tǒng)對(duì)過濾精度的要求，隨系統(tǒng)壓力不同而不同。系統(tǒng)壓力越高，運(yùn)動(dòng)零部件的配合間隙越小，過濾精度要求越高，表6給出了各種壓力下的液壓系統(tǒng)及控制元件對(duì)過濾精度的要求。</p><p>　　表6 濾油器過濾精度的選擇</p&g

76、t;<p>　　根據(jù)上表選?。簽V油器型號(hào)為ZU-H160及RAF160 。</p><p>　　3.4.3油箱的選擇</p><p>　　1. 油箱的主要作用：</p><p>　　1) 貯存充足的油液，以滿足液壓系統(tǒng)正常工作的需要；</p><p>　　2) 散發(fā)熱量，保證油溫不超過規(guī)定值（≤60℃）；</p>

77、<p>　　3) 使油中污染物沉淀，空氣逸出。</p><p>　　2. 油箱的計(jì)算與選擇</p><p>　　油箱的容量主要依據(jù)散熱的需要來確定,同時(shí)還必須保證在液壓系統(tǒng)工作的整個(gè)過程中,無論流量如何波動(dòng),油箱中的油面都能保持一定的高度,使?jié)B入油液中的空氣和污染物有足夠的時(shí)間分離出來.對(duì)于一般的開式液壓系統(tǒng),其油箱的有效容量可按下列經(jīng)驗(yàn)公式確定:</p>&l

78、t;p>　　對(duì)于低壓系統(tǒng)(P＜2.5Ma) </p><p>　　V = ( 2 ～ 4 ) Q</p><p><b>　　對(duì)于中壓系統(tǒng)</b></p><p>　　V = ( 5 ～ 7 ) Q</p><p><b>　　對(duì)于高壓系統(tǒng)</b></p><p>　

79、　V = ( 6 ～ 12 ) Q</p><p>　　式中 V —— 油箱的容積（L）;</p><p>　　Q —— 泵的額定流量(L/min)。</p><p>　　各式中的系數(shù)選擇原則是:不連續(xù)工作時(shí)取小值,連續(xù)工作時(shí)取大值;使用變量泵時(shí)取小值,使用定量泵時(shí)取大值.對(duì)于本液壓系統(tǒng),壓力P＞8Ma,故油箱的有效容積 V為：</p>

80、<p>　　V = 5 Q</p><p>　　= 5×49.74</p><p>　　= 248.7 L</p><p>　　對(duì)于本液壓系統(tǒng)，由于油箱蓋用來作為液壓泵、電機(jī)、液壓閥等元件的安裝底版，故要求體積足夠大，油箱的有效容積選為400L。油箱有效容積大時(shí)，有利于散熱，油液中的雜質(zhì)能夠充分沉淀，滲入在油液中的空氣也可以充分逸出

81、。</p><p><b>　　3.油箱輔件的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　液位計(jì)的控制及顯示</b></p><p>　　油箱內(nèi)液位計(jì)的控制可以通過液位發(fā)訊器或液位計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。前者當(dāng)液位低于要求時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，目前應(yīng)用的有浮子式液位發(fā)信裝置。后者需要人工進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)液位低于要求時(shí)進(jìn)行人工補(bǔ)油。</p&

82、gt;<p><b>　　油箱內(nèi)油溫控制</b></p><p>　　為了保證液壓系統(tǒng)的正常工作，必須將工作介質(zhì)的溫度控制在一定范圍內(nèi)，油箱的溫度控制采用與電接點(diǎn)溫度計(jì)相配合的溫度控制器。當(dāng)溫度低于要求的最低值時(shí)，電接點(diǎn)溫度計(jì)通過繼電器電路通電，加熱器開始工作，當(dāng)溫度升到調(diào)定值時(shí)，加熱電路斷電，加熱器停止工作。同理，當(dāng)溫度高于要求的最高溫度值時(shí)，使冷卻器電路通電，冷卻器開始工作

83、；當(dāng)油溫降至調(diào)定值時(shí)，冷卻器電路斷電，冷卻器停止工作。油溫控制的范圍可以通過電接點(diǎn)溫度計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。③箱體確定</p><p>　　油箱體 油箱體由Q235鋼板焊接而成,取鋼板厚度5~8mm，箱體大者取大值，本粗軋機(jī)的油箱板厚度為8mm。在油箱側(cè)壁上安裝油位指示器。在油箱與隔板垂直的一個(gè)壁上常常開清洗孔，以便于清洗油箱。油箱底部 油箱底部采用傾斜的方式，用焊接方法與壁板焊接而成，采用這種結(jié)構(gòu)，便于排油，底部

84、最低處有排油口。</p><p>　　油箱隔板 為了使吸油區(qū)和壓油區(qū)分開，便于回油中雜質(zhì)的沉淀，油箱中設(shè)置了隔板。隔板的安裝方式主要有兩種，第一種：回油區(qū)的油液按一定方向流動(dòng)，既有利于回油中的雜質(zhì)、氣泡的分離，又有利于散熱。第二種：回油經(jīng)過隔板上方溢流至吸油區(qū)，或經(jīng)過金屬網(wǎng)進(jìn)入吸油區(qū)，更有利于雜質(zhì)和氣泡的分離。在本次設(shè)計(jì)中，采用隔板的方式，主要為了將沉淀的雜質(zhì)分開。隔板的位置在油箱的中間，將吸油區(qū)和回油區(qū)分開，

85、隔板的高度，最低為油面的1/2。隔板的厚度等于油箱側(cè)壁厚度。</p><p><b>　?、芸諝鉃V清器</b></p><p>　　空氣濾清器是對(duì)空氣進(jìn)行凈化的裝置，它由殼體和濾芯組成，濾芯布置在殼體內(nèi)。大氣中有各種異物，例如灰塵、砂粒等，會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)的油液造成污染，它們將加速系統(tǒng)的磨損，從而降低系統(tǒng)的使用壽命。空氣濾清器能防止出現(xiàn)這種情況。查參考文獻(xiàn)[3]，表6-6

86、8，選擇EF6-80型空氣濾清器。</p><p><b>　　4.減少油箱噪音</b></p><p>　　防噪音問題是現(xiàn)代機(jī)械裝備設(shè)計(jì)中必須考慮的問題之一。油路系統(tǒng)的噪音源，以泵站為首，因此，進(jìn)行油箱設(shè)計(jì)時(shí)，從下列幾方面減輕噪音：</p><p>　　1)油箱與箱蓋間增加防振橡皮墊：</p><p>　　2)用地腳螺

87、栓將油箱牢固固定在基礎(chǔ)上；</p><p>　　3)油泵排油口用橡膠軟管與閥類元件相連接；</p><p>　　4)回油管管接頭振動(dòng)噪音較大時(shí)，改變回油管直徑或增設(shè)一條回油管，使每個(gè)回油管接頭的通路減少?！?】</p><p>　　3.4.4其它輔助元件的型號(hào)和規(guī)格的選擇</p><p>　　其他輔助元件的型號(hào)如下表：</p>

88、<p>　　表7 輔助元件的型號(hào)規(guī)格</p><p>　　3.4.5確定管道尺寸</p><p><b>　　確定油管直徑d</b></p><p>　　根據(jù)參考書得知，油管的規(guī)格尺寸（管道內(nèi)徑和壁厚）可由下面的公式算出后，查閱有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)選定。</p><p><b>　　D ≥ 4.6</b&

89、gt;</p><p>　　式中 D —— 油管內(nèi)徑；</p><p>　　q —— 管內(nèi)流量；</p><p>　　v —— 管中油液的流速。</p><p><b>　　油液流速參考數(shù)據(jù)</b></p><p>　　吸油管：取流速v=2m/s，則

90、吸油管的直徑為：</p><p><b>　　d ≥ 4.6</b></p><p>　　= 4.6（50L/min÷2m/s）1/2</p><p><b>　　= 23 mm</b></p><p>　　壓油管：取流速v=4m/s，則壓油管的直徑為：</p><p&

91、gt;<b>　　d ≥4.6 </b></p><p>　　= 4.6(50L/min ÷4m/s)1/2</p><p>　　= 16.26 mm</p><p>　　回油管：取流速v=2.m/s，則回油管的直徑為：</p><p><b>　　d ≥ 4.6</b></p>

92、;<p>　　= 4.6（50L/min÷2m/s）1/2</p><p><b>　　= 23 mm</b></p><p>　　圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑后，選取吸油管內(nèi)徑25mm，壓油管內(nèi)徑18mm，回油管內(nèi)徑25mm。</p><p>　　3.4.6液壓站的設(shè)計(jì)</p><p>　　液壓裝置按其總體配

93、置分為分散配置型和集中配置型兩種主要結(jié)構(gòu)類型，而集中配置型即為通常所說的液壓站。因?yàn)楸菊n題要研究的是液壓站，所以對(duì)分散型結(jié)構(gòu)不予說明。【5】</p><p>　?。?）分散配置型液壓裝置是將液壓系統(tǒng)的液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)、執(zhí)行器、液壓控制閥和輔助元件按照機(jī)器的布局、工作特性和操縱要求等分散安設(shè)在主機(jī)的適當(dāng)位置上，液壓系統(tǒng)各組成元件通過管道逐一連接起來。例如有的金屬加工機(jī)床采用此種配置時(shí)，可將機(jī)床的機(jī)身、立柱或底座等

94、支撐件的空腔部分兼作液壓油箱，安放動(dòng)力源，而把液壓控制閥等元件安設(shè)在機(jī)身上操作者便于接近和操縱調(diào)節(jié)的位置。</p><p>　　分散配置型液壓裝置的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省安裝空間和占地面積；缺點(diǎn)是元件布置零亂，安裝維護(hù)較復(fù)雜，動(dòng)力源的振動(dòng)、發(fā)熱還會(huì)對(duì)機(jī)床類主機(jī)的精度產(chǎn)生不利影響。所以此種結(jié)構(gòu)類型主要適宜結(jié)構(gòu)安裝空間受限的移動(dòng)式機(jī)械設(shè)備采用。</p><p>　?。?）集中配置型液壓裝置通常是將系統(tǒng)的執(zhí)

95、行器安放在主機(jī)上，而將液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)、輔助元件等安裝在主機(jī)之外，即集中設(shè)置所謂液壓站。</p><p>　　按照操作執(zhí)行器的液壓控制裝置（液壓控制閥及其安裝油路板或油路塊等連接體的統(tǒng)稱）的安放位置及液壓站的功能，又可進(jìn)一步將液壓站分為動(dòng)力型液壓站和復(fù)合型液壓站兩種結(jié)構(gòu)類型。</p><p>　　執(zhí)行器及其操縱控制閥等散裝在主機(jī)各適當(dāng)位置上的動(dòng)力型液壓站，其形態(tài)較為簡(jiǎn)單，它主要由液壓泵及

96、其驅(qū)動(dòng)電機(jī)、油箱及其附件、少數(shù)必要的壓力控制閥等組成，因此經(jīng)常稱之為液壓泵站。其主要功能是為液壓執(zhí)行器提供一定壓力和流量的油液，而系統(tǒng)的控制主要由散裝在主機(jī)各處的控制閥來?yè)?dān)當(dāng)。</p><p>　　（3）復(fù)合型液壓站是將系統(tǒng)中液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)、油箱及其附件、液壓控制裝置及其他輔助元件等均安裝在主機(jī)之外，系統(tǒng)的執(zhí)行器仍然安裝在主機(jī)上。復(fù)合型液壓站不僅具有向執(zhí)行器提供液壓動(dòng)力的功能，同時(shí)還兼具控制調(diào)節(jié)功能。按照液壓

97、控制裝置是否安裝在液壓泵站上，此種液壓站又可進(jìn)一步分為整體式液壓站和分離式液壓站兩類。整體式液壓站是將液壓控制裝置及蓄能器等均安裝在液壓泵上，而分離式液壓站則是將液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)和油箱及其附件、液壓控制裝置和蓄能器等分裝成液壓泵站、液壓閥站（一組或多組）和蓄能器器站等幾部分（根據(jù)液壓閥站的安放位置又有閥架式、機(jī)身式和執(zhí)行器搭載式三種），各部分之間按照液壓系統(tǒng)原理圖中確定的油路關(guān)系通過管路進(jìn)行連接。</p><p&g

98、t;　　液壓站的優(yōu)點(diǎn)是外形整齊美觀，便于安裝維護(hù)，便于采集和檢測(cè)電液信號(hào)以利于自動(dòng)化，可以隔離液壓系統(tǒng)振動(dòng)、發(fā)熱等對(duì)主機(jī)精度的影響。缺點(diǎn)是占地面積大，特別是對(duì)有強(qiáng)烈熱源和煙霧、粉塵污染的機(jī)械設(shè)備，有時(shí)還需為安放液壓站建立專門的隔離房間或地下室。</p><p>　　根據(jù)以上的闡述結(jié)合自己所設(shè)計(jì)的課題，本課題液壓站的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)采用集中配置型液壓裝置中的整體式液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式。</p><p&g

99、t;<b>　?、僖簤罕玫陌惭b方式</b></p><p>　　液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵．驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其聯(lián)軸器等。其安裝方式分為上置式和非上置式兩種。</p><p>　　1) 上置式安裝 將液壓泵和與之相聯(lián)的油管放在液壓油箱內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可直接回液壓油箱，并節(jié)省內(nèi)地面積。</p>

100、<p><b>　　圖8</b></p><p>　　2）非上置式安裝 將液壓泵和與電動(dòng)機(jī)放在液壓油箱旁，如圖所示，這種結(jié)構(gòu)，振動(dòng)較小，油箱的清洗比較容易，但占地面積較大，吸油管與泵連接要求嚴(yán)格，應(yīng)用于較大型液壓站。</p><p><b>　　圖9</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的Y132S-2型，

101、體積適中，因此可用為上置式。</p><p>　?、诖_定控制裝置的集成方式。</p><p>　　液壓控制裝置的集成主要有板式集成、塊式集成和疊加閥式集成。</p><p>　?。?）板式集成液壓控制裝置，是把若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)板式液壓控制閥用螺釘固定在一塊公共底板（油路板，亦稱閥板）上，按系統(tǒng)要求，通過油路板中鉆、銑或鑄造出的孔道實(shí)現(xiàn)各閥之間的油路聯(lián)系，構(gòu)成一個(gè)回路。對(duì)于

102、較復(fù)雜的系統(tǒng)，則需將系統(tǒng)分解成若干個(gè)回路，用幾個(gè)油路板來安裝標(biāo)準(zhǔn)板式液壓元件，各個(gè)油路板之間通過管道來連接。通常將油路板上安裝閥的一面稱為正面，不安裝閥的一面稱為背面。</p><p>　　板式集成的特點(diǎn)是對(duì)于動(dòng)作復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，會(huì)因液壓元件數(shù)量的增加，導(dǎo)致所需油路板的尺寸和數(shù)量的增大，致使有些孔道甚至無法鉆出，而銑槽往往出現(xiàn)滲漏串腔現(xiàn)象。此外，油路板是根據(jù)特定的液壓系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)制造的，不易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，不

103、易組織專業(yè)生產(chǎn)。特別是當(dāng)需要更改回路或追加元件時(shí)，油路板就要重新設(shè)計(jì)加工，而其中的差錯(cuò)可能會(huì)使整塊油路板報(bào)廢。</p><p>　　總之，板式集成液壓控制裝置適合不太復(fù)雜的低壓液壓系統(tǒng)采用。</p><p>　?。?）塊式集成是按典型液壓系統(tǒng)的各種基本回路，做成通用化的6面體油路塊（集成塊），通常其四周除1面安裝通向液壓執(zhí)行器（液壓缸或液壓馬達(dá)）的管接頭外，其余3面安裝標(biāo)準(zhǔn)的板式液壓閥及少

104、量疊加閥或插裝閥，這些液壓閥之間的油路聯(lián)系由油路塊內(nèi)部的通道孔實(shí)現(xiàn)，塊的上下兩面為塊間疊積結(jié)合面，布有由下向上貫穿通道體的公用壓力油孔P、回油孔O（T）、泄油孔L及塊間連接螺栓孔，多個(gè)回路塊疊積在一起，同過4只長(zhǎng)螺栓固緊后，各塊之間的油路聯(lián)系通過公用油孔來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　塊式集成有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)；2）設(shè)計(jì)靈活，更改方便；3）易于加工，專業(yè)化程度高；4）結(jié)構(gòu)緊湊，裝配維護(hù)方便；5）系統(tǒng)運(yùn)行

105、效率較高。</p><p>　　塊式集成的主要缺點(diǎn)是集成塊的孔系設(shè)計(jì)和加工容易出錯(cuò)，需要一定的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　?。?）疊加閥是在集成塊的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,液壓元件間的連接不需要另外的連接塊,而是以特殊設(shè)計(jì)的疊加閥的閥體作為連接體,通過螺栓將液壓閥等元件直接疊積并固定在最底層的基塊(底板)上.基塊側(cè)面開有螺紋孔,通過管接頭作為通向執(zhí)行器、液壓泵或油箱的孔道,并可以根據(jù)需要

106、用螺塞封堵打開,只要把同一規(guī)格的疊加閥按一定順序疊加起來,再將板式換向閥直接安裝于這些疊加閥的上面,即可構(gòu)成各種典型液壓回路.</p><p>　　疊加閥的特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕,占地面積小。疊加閥安裝簡(jiǎn)便，裝配周期短，系統(tǒng)有變動(dòng)增減元件時(shí)，重新組裝較為方便。使用疊加閥，元件間無管連接，消除了因管接頭引起的漏油、振動(dòng)和噪聲。使用疊加閥系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單，元件規(guī)格統(tǒng)一，外行整齊美觀，維修保養(yǎng)容易。采用我過疊加閥

107、組成的集中供油系統(tǒng) 節(jié)電顯著。 </p><p>　　由于規(guī)定尺寸限制，由疊加閥組成的回路形式少，通徑較小，一般使用于工作壓力小于20Mpa，流量小于200L/min的機(jī)床，輕工機(jī)械，工程機(jī)械等行業(yè)。綜上比較可以得出此液壓系統(tǒng)適用的塊式集成為疊加式。</p><p><b>　?、蹌?dòng)力源裝置確定</b></p><p>　　液壓動(dòng)力源一般由液壓

108、泵組、油箱組件、控溫組件和過濾器組件等相對(duì)獨(dú)立的部分組成。盡管這幾個(gè)部分相對(duì)獨(dú)立，但設(shè)計(jì)者在液壓動(dòng)力源裝置設(shè)計(jì)中，除了根據(jù)機(jī)器設(shè)備的工況特點(diǎn)和使用的具體要求合理進(jìn)行取舍外，經(jīng)常需要將它們進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，合理構(gòu)成一個(gè)部件。例如，油箱上常需將控溫組件中的油溫計(jì)、過濾器組件作為油箱附件而組合在一起構(gòu)成液壓油箱等等。</p><p>　　按液壓泵組布置的方式分上置式液壓動(dòng)力源、非上置式液壓動(dòng)力源和柜式液壓動(dòng)力源三種方式。

109、本設(shè)計(jì)采用上置式液壓動(dòng)力源設(shè)計(jì)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)臥式安裝，液壓泵置于油箱之上時(shí)，稱為臥式液壓動(dòng)力源。當(dāng)電動(dòng)機(jī)立式安裝于油箱之上時(shí)，稱為立式液壓動(dòng)力源。上置式液壓動(dòng)力源占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓泵置于油箱內(nèi)的立式安裝動(dòng)力源，躁聲低且便于收集漏油。綜合考慮本設(shè)計(jì)決定采用臥式液壓動(dòng)力源布置?！?6】</p><p><b>　　3.5繪制裝配圖</b></p><p>　　泵站部分

110、的原理結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因此直接使用管道連接，在這里采用焊接式管接頭，焊接式管接頭的特點(diǎn)是連接牢固、密封可靠、耐高壓，但焊接工作量大。根據(jù)原理圖連接管路，在控制閥的部分采用疊加閥式集成，將疊加閥通過基板連接在一起固定在油箱上。因?yàn)殇撆餍迯?fù)機(jī)液壓系統(tǒng)不止這些部分，因此留出其余的部分的油路入口和出口?！?4】</p><p>　　將以上內(nèi)容綜合可得液壓系統(tǒng)裝配圖為：</p><p><b&g

111、t;　　圖10</b></p><p>　　3.6液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算</p><p>　　系統(tǒng)主要技術(shù)性能含壓力損失計(jì)算、發(fā)熱與溫升計(jì)算及液壓沖擊計(jì)算等。因本系統(tǒng)管路結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，油箱容量足夠大，各執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)，故壓力損失、發(fā)熱與溫升及液壓沖擊的驗(yàn)算省略。【4】</p><p>　　3.7液壓系統(tǒng)的清洗與維護(hù)</p><p>

112、　　液壓系統(tǒng)在制造、試驗(yàn)、使用和儲(chǔ)存中都會(huì)受到污染，而清洗是清除污染，使液壓油、液壓元件和管道等保持清潔的重要手段。生產(chǎn)中，液壓系統(tǒng)的清洗通常有主系統(tǒng)清洗和全系統(tǒng)清洗。全系統(tǒng)清洗是指對(duì)液壓裝置的整個(gè)回路進(jìn)行清洗，在清洗前應(yīng)將系統(tǒng)恢復(fù)到實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。清洗介質(zhì)可用液壓油，清洗時(shí)間一般為2-4小時(shí)，特殊情況下也不超過10小時(shí)，清洗效果以回路濾網(wǎng)上無雜質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　清洗時(shí)注意事項(xiàng)：　　1、一般液壓系統(tǒng)

113、清洗時(shí)，多采用工作用的液壓油或試車油。不能用煤油、汽油、酒精、蒸氣或其它液體，防止液壓元件、管路、油箱和密封件等受腐蝕；</p><p>　　2、在清洗油路的回路上，應(yīng)裝過濾器或?yàn)V網(wǎng)。剛開始清洗時(shí)，因雜質(zhì)較多，可采用80目濾網(wǎng)，清洗后期改用150目以上的濾網(wǎng)；　　3、清洗時(shí)間一般為（48-60）小時(shí)，要根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度、過濾精度要求和污染程度等因素決定；</p><p>　　4、清洗后

114、要將回路內(nèi)的清洗油排除干凈。</p><p>　　另外系統(tǒng)應(yīng)該定期維護(hù)，檢查系統(tǒng)的油溫，壓力和是否漏油，而且應(yīng)定期檢查過濾器和空氣濾清器等設(shè)備。【2】</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　此液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)的是鋼坯修復(fù)機(jī)液壓系統(tǒng)，修復(fù)機(jī)主要采用液壓控制系統(tǒng)，不但提高了液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)性，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能較高。<