立磨机加压系统设计（下载送图纸）

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1、本科毕业设计说明书摘 要辊磨机（又称立磨）是一种用途很广的粉磨兼烘干设备，立式辊磨是目前世界上比较先进而且成型的技术，它不但具有能耗低、产量高、维修工作量小等优点，而且运转周期长，适合与大型窑外分解窑配套。在用立磨粉磨物料时，磨辊和磨盘的磨损比较大、国外一些立磨生产厂在磨辊和磨盘等易碎件上使用了更耐磨的材料。因此，其生产的立磨成功地用于水泥和矿渣粉磨中。本文总结了这些立磨的易损件材料选择的一些成功经验，并将其性能及其磨损情况进行对比分析。 现代的立磨随着液压技术的发展普遍采用液力加压系统向磨辊加力，压力加载是通过油缸实现的，调控液压系统的压力可改变油缸对磨辊压力的情况，可随意调控磨辊对物料粉磨

2、力的大小。液压系统内的储能器对磨辊设施具有保压和过载缓冲的作用，可吸收一部分过载压力。 关键词：立磨；磨损；液压；储能器Abstract The roller gringing machine (has name to stand rubs )is one kind of use very broad powder rubs concurrently dries the equipment .The vertical roller rubs is in the present world quite, advanced the technology which moreover takes s

3、hape ,it not only has the energy consumption lowly .the output high ,the service work load young and soon the characteristic ,moreover the operating cycle is long ,suit decomposes the kiln with the large scale kiln outside to from acompleteset . To reduce the abrasion of rollers and millstones of th

4、e roller mill , the high quality materials have to be used , and then the roller mills arc able to be used to produce cement and GGBS successfully in abroad . In this paper , the successful experience to select the materials for the parts of the mill was sunnrized with the comparison of materials pr

5、operties and rate of abrasion . The modern age stands rubs uses the fluid strength compression system along with the hydraulic technique development to the roll thrust augmentation .the pressure load is generally realizes through the cylinder ,the regulation hydraulic systems pressure may change the

6、 cylinder to the roll thrust augmentation condition ,may regulate the roll to rub the strength at will to the material powder the size . In hydraulic systems accumulator has to the roll facility guarantees pressers and overloads the cushioning effect ,may absorb a part of overload pressure . Ker wor

7、ds : roller mill；abrasion；hydraulic pressure；accumulator 目 录第一章 前言2第二章 总体方案42.1.设计方案4第三章 加压装置结构设计63.1 磨辊宽度的确定63.2 磨盘转速的确定63.3磨辊的压力的确定73.4所需功率的确定83.5液压缸的确定8第四章 液压原理图的确定104.1实现功能104.2 拟定液压原理图11第五章 液压元件的选型与计算125.1 液压系统主要参数计算125.1.1 选系统工作压力125.1.2 液压缸主要参数的确定125.1.3 液压缸强度校核135.1.4 液压缸稳定性校核155.1.5 计算液压缸实际

8、所需流量175.2 液压阀的选择185.2.1 液压阀的作用185.2.2 液压阀的基本要求185.2.3 液压阀的选择185.3 液压泵站195.3.1 液压泵站概述及液压泵站油箱容量系列标准195.3.2 各系列液压泵站的简述205.4 液压泵215.4.1 液压泵的选择215.4.2 液压泵装置225.5 电动机功率的确定235.6 液压管件的确定245.6.1 油管内径确定245.6.2 管接头245.7 滤油器的选择255.7.1 滤油器的作用及过滤精度255.7.2 选用和安装255.8 油箱及其辅件的确定265.8.1 油箱265.8.2 空气滤清器285.8.3 油标28第六章

9、 液压缸的设计计算296.1 液压缸的基本参数的确定296.2 液压缸主要零件的结构、材料及技术要求306.2.1 缸体306.3 缸盖326.3.1 缸盖的材料326.4 活塞336.4.1 活塞与活塞杆的联接型式336.4.2 活塞与缸体的密封336.4.3 活塞的材料346.4.4 活塞的技术要求346.5 活塞杆346.5.1 端部结构346.5.2 端部尺寸356.5.3 活塞杆结构366.5.4 活塞杆材料366.5.5 活塞杆的技术要求366.6 活塞杆的导向、密封和防尘376.6.1 导向套376.6.2 杆的密封与防尘376.7 液压缸的缓冲装置37结论39致 谢40参考文献

10、41买文档送全套图纸 扣扣414951605第一章 前言长期以来，球磨机作为一种传统的粉磨设备，一直垄断着水泥工业粉磨作业的全过程，所消耗的电能约占水泥生产总电耗的70%左右，因此，粉磨作业的节能一直是水泥工作者高度重视的问题之一。球磨机的粉磨机理论基于冲击和研磨作用，其特点：（1） 必须把几十吨，甚至上百吨的研磨体和物料同时带到一定的高度、；（2） 研磨体作用在物料上的力变化较大，非人为所能控制；（3） 研磨体之间以及研磨体与衬板之间存在着无用撞击，大量的能量被白白消耗；（4） 存在过磨现象；（5） 噪音大，一般为100120dB；（6） 研磨体消耗大。由于球磨机粉磨机理存在上述缺陷，导致能

11、量有效利用率极低，据资料报道，一般为13%。以往水泥工业粉磨系统的节能改造工作都局限在球磨机本身及其系统的改造上，如改进磨机衬板、隔仓板、调整研磨体级陪、磨内通风、改开流系统为闭和系统、降低入磨物料粒度等等，都取得了一定的增产节能效果，但没有从根本上解决球磨机理上存在的问题。从国外二十年代末发明了立式磨技术以来，在水泥工业作为原料的烘干兼粉磨设备，节能效果十分明显。立式磨采用料床原理粉磨物料，主要有以下特点：（1）物料受挤压，冲击和剪切作用，能量利用率高、电耗低，比球磨机节.电2030%。（2）烘干能力大。立式磨采用气体输送物料，在粉磨水份较大的物料时可控制入磨风温，在对物料进行粉磨、选粉、输

12、送的过程中进行烘干；是产品达到要求的水份。在立式磨内可烘干粉磨水份高达1015%的物料。（3）入磨物料粒度大，可达辊磨直径底5%，所以大中型立式磨可以省掉二级破碎。（4）产平的化学成份及细度稳定。物料在立式磨内停留时间仅23分钟，而球磨机则要1520分钟。所以立式磨系统产品的化学成份可一很快测定、校正，成份波动小，有利于均化。此外，立式磨内的合格产品能及时分离出来，避免了过粉磨现象。产品细度可通过调节分离器转子转速迅速改变，细度稳定，粒度均齐，有利于煅烧。（5）工艺流程简单、占地面积小、建筑面积小。立式磨集破碎、粉磨、烘干、选粉、输送无道工序于一体，工艺简单、布局紧凑。（6）噪音低、扬尘少，操

13、作环境整洁立式摸的噪音仅为8085Db，系统在负压下工作，无粉尘飞扬，操作环境清洁。（7）研磨体消耗少，寿命长、运转率高。由于立式磨辊套与衬板之间不直接接触，磨损小，研磨体寿命长、运转率高。同时，磨机的控制系统也一直是人们所关心的问题，随着计算机在工业控制领域的应用迅速发展，我国水泥工业自动化程度正日益提高。计算机控制系统和各种新型仪表不断的推广使用，所以说设计出一个比较好的控制系统也是提高水泥的生产质量、效率的一个可靠的保证。本文以89C51为CPU，TLC2543A/D转换器、X25045复位电路、独立式中断键盘、LCD夜晶显示器、并扩展8255A芯片作为控制单元共同组成了一个完整的数据采

14、集控制系统。此系统不仅仅满足于此立式磨的控制，还能对多路模拟量和开关量信号采集和控制，此外本文还介绍了控制系统的各个模块的程序设计。由于立式磨在粉磨机理上比球磨机有重大突破，而且它的控制系统也是处于领先地位，它可对多路模拟量和开关信号进行采集和控制，正因为有这么多的优点，所以此系统水泥工业节能降低、推动粉磨技术的发展和重大的进步有着极为重要的作用。第二章 总体方案2.1.设计方案 (1) 磨盘及磨辊是立式磨最重要的部件之一,合理的磨盘形状配以相适应的磨辊,对提高粉磨效率、减少研磨体消耗有着极为重要的作用.通过具体的分析,选择了一种具有两个辊的辊式磨,磨盘为平面、磨辊为锥台、磨辊轴与水平面呈15

15、夹角.(2) 立式磨的传动装置安置在磨机的下部,它既要带动磨盘转动,还要承受磨盘、物料、磨辊的重量以及加压装置施加的碾磨压力，是立式磨中最重要的部件之一。由于要承受很大的垂直压力及冲击载荷，所以传动装置采用圆锥-圆柱传动的减速机。 (3) 加压方式的确定除摆辊外，所有型号的立式磨均有两种加压方式，即弹簧加压和液压加压。弹簧加压有三个严重的缺点：第一，由于磨辊和衬板逐渐磨损，对物料的加压逐渐减小，致使粉磨能力下降；第二，立式磨必须在满负荷状态下起动，要求电动机动力矩大，起动困难；第三，弹簧的压力不能自动调节，当磨内进入较大的物料或铁块等杂物时，磨机会严重过载，不利于呆板权运行。随着液压技术的发展

16、以及对立式磨性能要求的提高，目前除大中型立式磨采用液压加压以外，小型的立式磨也采用液压加压，这重加压方式解决了弹簧加压的问题，碾磨压力稳定，调节方便，并且可以在运行中进行调节，当立式磨内进入铁块等杂物时，磨辊可以跳起越过杂物，此时由于蓄能器的缓冲吸振作用使磨机不会过载，此外，用这种加压方式还能很方便地抬起磨辊，使磨机能轻载或空载起动。因此，此重立式磨也采用液压方式提供碾磨压力。加压装置结构如图2.11、蓄能器 2、液压缸 3、管接头 4、限位螺栓 5、螺母 6、垫圈 7、销轴 8、支撑轴 9、检修油缸 10、支撑轴 11、转动轴 12、磨辊图2.1 加压装置加压时，油缸2活塞前伸，磨辊通过转动

17、轴11转动压紧。油缸10作用是在磨辊需要修理是调整磨辊的位置方便维修。第三章 加压装置结构设计立式磨设备的工艺参数与设备的性能有着密切的联系，但各工艺参数之间又存在一定系，由于各种立式磨的结构形式不一样，各工艺参数之间的关系各不相同。迄今为止，国内外均没有任何公司或制造厂商公开有关的计算公式，所以在设计时，主要通过类比和统计资料确定各个工艺参数。3.1 磨辊宽度的确定在磨辊对物料施加的碾压力以及磨辊直径一定的情况下，磨辊越宽，单位面积上的压力越小。不利于粉磨物料。磨辊越窄，对物料的压强越大，碾压过的物料细粉比例越大，但碾压的物料总量少，而且磨损较大。所以选择合适的磨辊宽度对提高粉磨效率、保证设

18、备的使用寿命是非常重要的。根据统计资料MPS立式磨的磨辊宽度与直径之比为0.35左右。考虑到所设计的立式磨磨辊的形状与MPS立式磨基本相同，同时考虑磨盘转速等因素的影响，并考虑到磨损的均匀性，取该比值为0.32。即：0.3200.323.2 磨盘转速的确定磨盘转速是立式磨的一个主要参数，与其他结构参数的确定有着密切的联系。如碾磨的压力，磨机的产量，传动功率，减速机的传动比等。不同形式的立式磨转速均不相同，但物料要求有一定的离心力并且相等，即F=m =m（）（2）式中：F物料受到的离心力 m物料的质量 R碾磨轨迹半径 D磨盘的直径 N磨盘的转速从上可看出，在相同的离心力下，磨盘的转速n与磨盘直径

19、D的负-1/2 次方成正比，但各种立式磨比例常数不一样，根据 有关资料介绍,LM磨:n= ;MPS磨:n=45.8据收集到的资料,立式磨磨盘转速与磨盘直径之间的关系大致为: 所以此立式磨磨盘的转速大致为:n=58.53.3磨辊的压力的确定研磨压力的大小,直接影响磨机的产量和设备的性能.压力太小,则不能压碎物料、粉磨效率低、产量小、吐渣也大。压力大、产量高主电机功率消耗也增大，辊套和衬板的磨损也增大。因此，研磨压力是立式磨非常重要的参数之一，确定其大小时既要考虑所要粉磨的物料性能，又要考虑单位产品电耗，磨耗等诸多因素。 由于辊磨的挤压方式决定了其料床的被挤压区内无论沿磨辊的周向还是沿磨辊的轴向的

20、压力分布都是不均匀的，存在压力分布梯度、（如下图），且这种压力分布梯度是随磨辊的结构绝对尺寸及辊径与辊宽的比值而变化。 假设每个磨辊的总的施加压力F，那么作用于料床的被挤压区的单位面积内沿磨辊周向的平均压力为：P=2F（）令：并把定义为辊磨的名义压力假设作用于料床的被挤压区的单位面积内沿磨辊轴向的最大压力为：从以上的几个公式可得：将值代入上式得：实验结果表明：虽然辊磨的工作压力越大，其消耗的功率就越多，产量也就越高，但是为了保证实际运转中磨辊与磨盘中受挤呀压的料床不失稳，保证辊磨能稳定可靠的运行，对于生料磨其研磨辊轴向的最大压力Pa，max应控制在： Pa，max30MPa以下，即名义压力Pn

21、应控制在：Pn0.9MPa所以我们取即可得出：F=辊径和辊宽和角度都是已知的，然后在根据Pn的最小值从而求出压力F30KN3.4所需功率的确定设计一台辊磨时，不仅需要考虑到生产工艺上如喂料粒度等方面的要求，而且还需要考虑到具体的机械结构等因素，那么磨辊的名义直径Dr、磨辊的名义宽度Br、磨辊的个数z等参数就可以确定了，再考虑到和Pn的取值可得：辊磨消耗的净功率Ne与其磨盘名义直径Dt的2.5次方成正比，即：Ne=那么辊磨的装机功率为： 3.5液压缸的确定根据强度计算：然后再根据活塞杆直径和缸径的比例关系如下图所示： 缸 径 3240506380901001101251.061012162022

22、2528321.121012162025283236401.251418222836404550561.321620253240455056631.41822283645505663701.620253240505663708022228364556637080902.5253240506370809010054556708090100110即可选出一个缸径，考虑到经济和其他方面的的问题，此次设计选了缸径为63。缸的厚度为： h=0.443 h=0.443第四章 液压原理图的确定 4.1实现功能 根据选定的设计方案，设计了具有液压加压、缓冲吸振以及安全保障功能的液压系统。该系统有电动机、油泵、

23、滤油器、溢流阀、电磁换向阀、液控单向阀、电接点压力表、压力变送器、油缸、蓄能器、球心截止阀等组成。在磨机启动时，可利用液压系统对油缸左腔冲油，使磨辊抬起，以便磨机轻载起动。磨机起动完毕后，开动油泵电机给油缸腔充油，对物料施加粉磨压力，一旦达到所要求的压力，则油泵电机停止工作，液控单向阀对系统保压，蓄能器起缓冲、吸振作用使油泵以及系统不会因过载而造成损坏。 需检修、更换磨辊辊套时，可对油缸左腔冲油，使磨辊翻出机外达到所需要的检修位置，然后关闭球芯截止阀，磨辊就会停留在该位置上，即可进行检修、更换。检修、更换完毕后。检修、维护十分方便。由于立式磨加压系统对加压速度、翻滚速度没有要求，且工作时间短，

24、所以就选择了高压、低流量齿轮油泵。根据磨辊的质量和其在翻滚过程中的几何位置关系、以及行程，确定了其安装位置。液压系统的一些元件均采用标准件，以利于保证质量、降低造价以及维护、保养。4.2 拟定液压原理图图4.1 液压原理图第五章 液压元件的选型与计算5.1 液压系统主要参数计算5.1.1 选系统工作压力压力的选择要根据载荷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经济；反之，压力选得太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然

25、要提高设备成本。一般来说，对于固定的尺寸不太受限的设备，压力可以选低一些，行走机械重载设备压力要选得高一些。该加压装置一般情况下，载荷不会太高，参考资料2表37.5-3，初步确定系统工作压力为4MPa。5.1.2 液压缸主要参数的确定1 液压缸设计中应注意的的问题液压缸的设计和使用正确与否，直接影响到它的性能和易否发生故障。在这方面，经常碰到的是液压缸安装不当、活塞杆承受偏载、液压缸或活塞下垂以及活塞杆的压杆失稳等问题。所以，在设计液压缸时，必须注意如下几点：1）尽量使活塞杆在受拉状态下承受最大负载，或受压状态下具有良好的纵向稳定性。2）考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题。缸内如

26、无缓冲装置和排气装置，系统中需有相应的措施。但是并非所有的液压缸都要考虑这些问题。3）正确确定液压缸的安装、固定方式。如承受弯曲的活塞杆不能用螺纹连接，要用止口连接。液压缸不能在两端用键或销定们，只能在一端定位，为的是不致阻碍它在受热时的膨胀。如冲击载荷使活塞杆压缩，定位件须设置在活塞杆端，如为拉伸则设置在缸盖端。4) 液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计，尽可能做到结构简单、紧凑，加工、装配和维修方便。2 液压缸主要参数的确定鉴于液压系统的最大工作压力P1=8Mpa7Mpa由参考文献1表5-2推荐初定d=0.7D取液压缸=0.9 则此时活塞所受推力 N 由式 （5-1）=

27、69.45 cm2 （5-2）=9.38 cm则d= 0.7D =6.07 cm参考文献2表37.5-8及表37.5-9对这些直径圆整成就近标准值时得： D =100 mm d =70 mm由此求得液压缸两腔的实际有效面积为： cm2 cm25.1.3 液压缸强度校核液压缸的缸筒壁厚、活塞杆直径d和缸盖处固定螺栓直径在高压系统中必须进行强度校核。 取：液压缸材料为45#钢，无缝钢管活塞杆材料45#钢1 壁厚强度校核根据参考文献2表37.7-64及表37.7-65选择液压缸外径为121mm即液压缸壁厚=10.5mm对于本系统： 10 为厚壁按壁筒计算： （5-3）式中，D为缸筒内径；Py为缸筒试

28、验压力,当缸的额定压力Pn 16Mpa时，取Py=1.5 Pn ；为缸筒材料的许用应力，为材料抗拉强度，n为安全系数，一般取n = 5 。 所以:Py=1.54=6 Mpa （5-4）式中 N/mm2n = 5则 N/m2得 mm mm故缸体壁厚强度满足。2 液压缸内活塞杆直径校核 活塞杆的直径d按下式进行校核 （5-5）式中，F为活塞杆上的作用力；为活塞杆材料的许用应力, 则 ：mm d故活塞杆强度满足。3 液压缸盖固定螺栓直径计算液压缸盖固定螺栓直径按下式计算： （5-6）式中，F为液压缸负载；Z为固定螺栓个数；K为螺纹拧紧系数；K=1.121.5，取K=1.3；MPa则：mm取 ds=1

29、0 mm5.1.4 液压缸稳定性校核活塞杆受轴向压缩负载时，它所承受的力F不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载Fk，以免发生纵向弯曲，破坏液压缸的正常工作。Fk的值与活塞杆材料性质、截面形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。活塞杆稳定性的校核依下式进行： （5-7）式中，nk为安全系数，一般取nk = 2 4，这里取nk = 4。当活塞杆的细长比 时 （5-8）当活塞杆的细长比 时，且= 20 120 时，则 （5-9）式中，l为安装长度，其值与安装方式有关， 为活塞杆横截面最小回转半径， ；为柔性系数；为由液压缸支承方式决定的末端系数，其值见表5-1；E为活塞杆材料的弹性模量，

30、对钢取E=2.061011N/M2；J为活塞杆横截面惯性矩；A为活塞杆横截面积，f为由材料强度决定的实验值，为系数，具体数值均见表5-2。表5-1 液压缸支承方式和末端系数2的值支承方式支承说明末端系数2一端自由一端固定1/4两端铰接1一端铰接一端固定2两端固定4表5-2 f、a、1的值材料f 108 N/M21铸铁5.680锻铁2.5110软钢3.490硬钢4.985由此，根据实际设计的可得： N/M2 ； （5-10）而l125mm， 取l=175mm 则活塞杆稳定性按式：进行校核。代入数据： N而 （5-11）式中，FW为活塞所受最大推力 Pmax为系统最大压力为8Mpa 。 A1为液压

31、缸无活塞杆腔的截面积，A1 = 78.5 cm2 FW = 81067.8510-3 = 6.28104 N显然，FW 所以，活塞杆稳定性满足。5.1.5 计算液压缸实际所需流量根据最终确定的液压缸的结构尺寸及其运动速度或转速，计算出液压缸实际所需流量，见表5-3。表5-3 液压缸实际所需流量工况活塞下行(工进)活塞上行(快退)运动速度10-2 m/s = 4.5 = 13结构参数 10-3 m2A1 = 7.85A2 = 4.0 流量 10-4 m3/sQ1 = 3.53 Q2 = 5.21计算公式Q = A5.2 液压阀的选择5.2.1 液压阀的作用液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向

32、或调节其压力和流量的，因此它可以分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。一个形状相同的阀，可以因为作用机制的不同，而具有不同的功能。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量，而方向阀则利用通流通道的更换控制着油液的流动方向。这就是说，尽管液压阀存在着各种各样不同的类型，它们之间还是保持着一些基本共同之点。例如：1）在结构上，所有的阀都由阀体、阀心（座阀或滑阀）和驱使阀心动作的元、部件（如弹簧、电磁铁）组成。2）在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口间的压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。5.2.2 液压阀的基本要求液压系统中所用的

33、液压阀，应满足如下要求：1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。2）油液流过时压力损失小。3）密封性能好。4）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。5.2.3 液压阀的选择1）阀的规格，根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量，选择有定型产品的阀件。溢流阀按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，要考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。控制阀的流量一般要选得比实际通过的流量大一些，必要时也允许有20%以内的短时间过流量。2）阀的型式，按安装和操作方式选择。本系统工作压力在4MPa左右，所以液压阀均选用中压阀。所选阀的规格型号见表5-4。表5-4 25KN单柱液压

34、机液压阀名细表名称选用规格单向调速阀AQF3-E10B电磁溢流阀YDF3-E10B-B电磁换向阀34DF30-E10B-D单向顺序阀AXF3-E10B5.3 液压泵站5.3.1 液压泵站概述及液压泵站油箱容量系列标准1 液压泵站的概述目前我国生产液压泵站的厂家很多，液压泵站的种类也繁多，但多数厂家根据用户的具体要求设计和制造，尚未完全系列化、标准化。现在只有液压泵站的油箱公称容量系列有国家标准。2 液压泵站油箱公称容量系列（GB 287681）表5-5 油箱容量GB 2876-81 L46.3102540631001602503154005006308001000125016002000315

35、04000500063005.3.2 各系列液压泵站的简述1 YZ系列液压泵站YZ系列液压泵站，油箱容量有256300L等18种规格。选用各种不同的泵，得到各种不同流量、压力的规格。外形结构上有上置式（有立式及卧式）和非上置式。 YZ系列液压泵站生产厂有：上海高行液压件厂、长沙液压件厂、南京液压件三厂等。2 YG型液压柜YG型液压柜规格性能为油箱容量250350L，压力6.3MPa，流量有40、63和100L/ min。上海液压件一厂生产。3 YZS型液压站YZS型液压泵站，油箱容量100L，压力6.3MPa，流量16L/min。常州液压件厂生产。4 YGC型液压柜YGC型液压柜油箱容量160

36、L，压力6.3MPa，流量有12、25L/min，由北京椿树机械厂生产。5 CJZ型液压站CJZ型液压泵站油箱容量有100L与160L两种，压力为5MPa，流量为2063L/min范围。有定量泵与变量泵两种型式，成都液压元件一厂生产。6 YH型液压站YH型液压站油箱容量1202000L，压力为14 MPa，流量在10250L/min范围，由沈阳重型机器厂生产。7 SE型液压泵站SE型液压泵站油箱容量1400L，压力7 MPa，流量6.75m3/s，上海冶金设计院设计。8 上重型液压站上海重型机器厂液压站油箱容量1200L与2200L两种，1200L的工作压力为1.5 MPa，2200L的为5

37、MPa，流量均为320L/min。5.4 液压泵5.4.1 液压泵的选择液压泵是一种能量转换装置，它把驱动电机的机械能转换成输到系统中去的油液的压力能，供液压系统使用。液压泵的工作压力是指泵实际工作时的压力。液压泵的额定压力是指泵在正常工作条件下按试验标准规定的连续运转的最高压力，超过此值就是过载。液压泵的额定流量是指在正常工作条件下，按试验标准规定必须保证的流量，亦即在额定转速和额定压力下由泵输出的流量。（1）液压泵工作压力的确定 （5-12）P1是液压缸的工作压力，对于本系统： MPa 是泵到液压缸间总的管路损失。由系统图可见，从泵到液压缸之间串接有一个单向调节器速阀和一个电磁换向阀，取=

38、 0.6MPa液压泵工作压力为：PP = 4.4 + 0.6 = 5 MPa (2) 液压泵流量的确定 （5-13）由工况图看出，系统最大流量发生在快退工况，m3/s，泄漏系数 K = 1.2,求得液压泵流量:m2/s (37.8 L/mm)选用YB1-40 型双联叶片泵。双联叶片泵是在一个泵体内安装两个双作用叶片泵，用同一个传动轴驱动。安装大小不同的单泵，可以得到两种大小不同的流量，以适应液压系统各种不同速度的要求。双作用叶片泵的工作原理是泵由转子、定子、叶片、配油盘和端盖等件所组成。定子的内表双作用叶片泵的工作原理：面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个组成，且定子和转子是

39、同心的。叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。在转子顺时针方向旋转的情况下，密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区；在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。这种泵的转子每转一转，每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次，所以称为双作用叶片泵。泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的，作用在转子上的液压力径向平衡，所以又称为平衡式叶片泵。5.4.2 液压泵装置液压泵装置是指将电能转变为液压能所需要的设备、元件及其辅

40、助元件。具体而言，主要指电机、联轴器、液压泵、吸油管、排油管以及吸油管口的滤油器。正确地设计尤其是正确地安装液压泵装置，是液压系统正常工作的重要保证，必须予以足够的重视。1 液压泵的安装方式金属切削机床的液压站，多用定量或限压式变量叶片泵。变量叶片泵仅能卧式安装，而定量叶片泵，无论是单泵还是双联泵，都可以有立式和卧式两种安装方式。齿轮泵与柱塞泵一般为卧式安装。卧式安装的液压泵，其位置又可分为上置式与非上置式两种。上置式指液压泵装置安装在油箱上，立式安装的液压泵皆为上置式。安装液压泵应注意的问题： 为了防止振动与保证液压泵的使用寿命，液压泵必须牢固地紧固在箱盖或基础上，注意经常检查连接螺钉是否松

41、动。 调整好液压泵与电机的联轴器，使二者同心，用手拨动联轴器时不能有松紧不一致的现象。 在有条件的情况下，尽量将液压泵（齿轮泵、定量叶片泵、螺杆泵）安装在油液内。 液压泵吸油管路的安装必须注意密封可靠及油管插入油液有足够的深度，以防止空气被吸入液压泵。 安装液压泵时，应注意各类液压泵的吸油高度，正确确定液压泵与油液液面的距离。各类液压泵的吸油高度见表5-6：表5-6各类油泵吸油高度油泵类型齿轮泵叶片泵柱塞泵螺杆泵吸油高度（mm）300400不大于500不大于50050010002 液压泵与电机的联接液压泵与电机之间的联轴器，一般用简单型弹性圈柱销联轴器或弹性圈柱销联轴器，其二者的共同特点是传递

42、扭矩范围较大，转速较高，弹性好，能缓冲扭矩急剧变化引起的振动，能补偿轴位移。但在使用中应定期检查弹性圈，发现其损坏后及时更换。上述两种联轴器中，简单型弹性圈柱销联轴器的结构简单，装卸方便，使用寿命较长，帮比弹性圈柱销联轴器用得多些。应用上述二种联轴器时，一定要注意弹性圈材料必须用耐油橡胶。安装联轴器的技术要求是： 半联轴器I尽量做主动件。 半联验算其他工况时，液压泵的驱动功率均小于此值。查产品样本，选用5.5KW 的电动机。 立式辊磨机在整个动作循环中，系统的压力和流量都是变化的，所需功率变化较大，为满足整个工作循环的需要，按较大功率段来确定电动机功率。由前面的计算已知泵的供油压力应为 PP

43、= 5MPa，取泵的总效率P = 0.65，泵的总驱动功率为 毂强度。 最大同轴度偏差不大于0.1mm(上海机床厂经验数据)，轴线倾斜角不大于40。轴器与电动机轴配合时采用配合，与其他轴端则采用低于的配合，否则应验算轮毂强度。 最大同轴度偏差不大于0.1mm(上海机床厂经验数据)，轴线倾斜角不大于40。5.5 电动机功率的确定 立式辊磨机在整个动作循环中，系统的压力和流量都是变化的，所需功率变化较大，为满足整个工作循环的需要，按较大功率段来确定电动机功率。由前面的计算已知泵的供油压力应为 PP = 5MPa，取泵的总效率P = 0.65，泵的总驱动功率为 （5-14） KW验算其他工况时，液压

44、泵的驱动功率均小于此值。查产品样本，选用5.5KW 的电动机。5.6 液压管件的确定5.6.1 油管内径确定由于本系统并未对油管内油液的流速作出规定，因此在整个系统中只需保证各处的流量满足要求即可。初定泵吸油管处流速为1m/s，则由式 计算得d = 8mm，由于油管的管径不宜选得过大，以免使液压装置的结构庞大；但也不能选得过小，以免使管内液体流速加大，系统压力损失增加或产生振动和噪声，影响正常工作。在强度保证的情况下，管壁可尽量选得薄些。薄壁易于弯曲，规格较多，装接较易，采用它可减少管系接头数目，有助于解决系统泄漏问题。考虑到与各液压阀的连接，也为了尽量减少管路中油压的损失，故统一取油管内径为

45、10mm。5.6.2 管接头管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式连接件，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、工艺性好等各项条件。液压系统中的泄漏问题大部分都出现在它管系中的接头上，为此对管材的选用，接头形式的确定（包括接头设计、垫圈、密封、箍套、防漏涂料的选用等），管系的设计（包括弯管设计、管道支承点和支承形式的选取等）以及管道的安装（包括正确的运输、储存、清洗、组装等）都要慎审从事，以免影响整个液压系统的使用质量。5.7 滤油器的选择5.7.1 滤油器的作用及过滤精度滤油器在液压系统中，滤除外部混入或者系统运转中内部产生的液压油中的固体杂质，使液压

46、油保持清洁，延长液压元件使用寿命，保证液压系统的工作可靠性。一般认为75%以上液压系统故障是由于液压油的污染所造成的。因此滤油器对液压系统来说，是不可少的重要组成部分。滤油器的过滤精度用从液压油中过滤掉的杂质的颗粒大小表示，一般可分为粗滤油器、普通滤油器、精密滤油器和特精滤油器四种，它们分别能滤去大于100m、10100m、510m和15m大小的杂质。液压系统压力越高，要求液压元件的滑动间隙越小，因些系统压力越高，要求的过滤精度也越高，其关系见表5-7：表5-7 过滤精度与液压系统压力的关系系统类别一般液压系统伺服系统压力 MPa 773521颗粒大小m255025105滤油器按其滤心材料的过

47、滤机制来分，有表面型滤油器、深度型滤油器和吸附型滤油器三种。5.7.2 选用和安装选用滤油器时，要考虑下列几点：1） 过滤精度应满足预定要求。2） 能在较长时间内保持足够的通流能力。3） 滤心具有足够的强度，不因液压的作用而损坏。4） 滤心抗腐蚀性能好，能在规定的温度下持久地工作。5） 滤心清洗或更换简便。因此，滤油器应根据液压系统的技术要求，按过滤精度、通流能力、工作压力、油液粘度、工作温度等条件来选定其型号。在本设计中，选用网式滤油器，它具有结构简单、通油能力大、阻力小、易清洗等特点。网式滤油器属于粗滤油器，一般安装在液压泵的吸油路上，这种安装方式主要作用是保护液压泵。5.8 油箱及其辅件

48、的确定5.8.1 油箱油箱在液压系统中除了储存油液外，还起着散发油液中的热量（在周围环境温度较低的情况下则是保持油液中热量）、分离油液中的气泡、沉淀固体杂质等作用。油箱中安装有很多辅件，如空气滤清器及液位计等。1 油箱的设计要点设计油箱时应考虑如下几点：a .油箱必须有足够大的容积。以满足散热要求，停车时能容纳液压系统中所有的油；而工作时又保持适当的油位要求等。b. 吸油管及回油管应插入最低油位以下。以防止吸油管吸入空气；回油管飞溅产生气泡。管口一般与油箱底、箱壁的距离不小于管径的3倍。吸油管应安装80或100m的网式或线隙式滤油器，安装位置要便于装卸或清洗滤油器。回油管口斜切45角并面向箱壁

49、，以防回油冲击油箱底部的沉积物。c. 吸油管和回油管的距离尽可能远一点，中间要设置隔板，使油液在油箱中流动速度缓慢一点，时间长一些，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。d. 为了保持油液清洁，油箱应有密封的顶盖，顶盖上应没有带滤油网的注油口及带空气滤清器的通气孔，注油及通气一般都由一个空气滤清器来完成。为了便于放掉油，油箱底应有一定倾斜度，最低处设放油阀。e. 箱壁上应考虑安装液面指示器、冷却器。加热器及温度计等位置。f.油箱也可以设计成完全密封的充压式油箱，用以改善液压的吸油状况。一般充气压力为0.070.1MPa。根据以上六点设计要点以及对照本设计的需要，绘制油箱简图如下：图5-1

50、油箱简图2 油箱容量的确定初始设计时，先按经验确定油箱的容量，待系统确定后，再按散热的要求进行校核。经验公式为： m3 （5-15）式中， 液压泵每分钟排出压力油的容积 m3 经验系数，见表5-8表5-8 经验系数系统类型行走机械低压系统中压系统锻压 机械冶金机械1 22 45 76 1210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，以及系统中最大可能充满油时，油箱的油位不低于最低限度。初始设计时，先按经验公式确定油箱的容量，待系统确定后，再按散热的要求进行校核。由此初定油箱容积取为200L，其结构参数如表5-9：表5-9油箱结构参数长 mm80箱

51、盖厚度 mm15宽 mm50箱底厚度 mm4高 mm50箱底倾角 mm153 确定油箱的有效容积按经验公式（5-15）来初步确定油箱的有效容积： 已知所选泵的总流量37.8 L/min，这样，液压泵每分钟排出压力油的体积37.8L。参照表3-3，取 = 5，算得有效容积为：V = 537.8 =189 L5.8.2 空气滤清器一般在油箱盖上应设置空气滤清器，它包括空气滤清装置和注油过滤网。在此，我们选择EF2-32 型空气滤清器，其技术性能见表5-10：表5-10 EF2-32型空气滤清器技术性能表规格EF2-32加油流量L/min14空气流量L/min100油过滤面积 cm2120螺钉（四只

52、均布）mmM410空气过滤精度mm0279油过滤精度125m（120目/英寸）5.8.3 油标在油箱侧壁上一般应设置油标，以此作为油箱中油位的指示器。考虑到控制油箱温度的重要性，选择YWZ型带温度计的液位指示器。第六章 液压缸的设计计算6.1 液压缸的基本参数的确定表6-1 液压缸的基本参数缸径D mm63活塞杆直径d mm32最大行程L mm48缸体壁厚 mm106.2 液压缸主要零件的结构、材料及技术要求6.2.1 缸体1 缸体端部联接结构 缸体端部的联接结构见表6-2：表6-2 缸体端部联接型式连接方式特点焊接结构简单，尺寸小，重量轻，使广泛缸体焊后可能变形，且内径不易加工。主要用于柱塞

53、式液压缸螺纹联接径向尺寸小，重量较轻，使用广泛缸体外径需加工，且应与内径同轴；装卸需专用工具；安装时应防止密封圈扭曲法兰联接结构较简单，易加工，易装卸，使用广泛径向尺寸较大，重量比螺纹联接的大。非焊接式法兰的缸体端部镦粗拉杆联接结构通用性好。缸体加工容易，装卸方便，应用较广表6-2 缸体端部联接型式连接方式特点拉杆联接外形尺寸大，重量大。用于载荷较大的双作用缸半外半环重量比拉杆联接轻，缸体外径需加工环半环槽削弱了缸体，为此缸体壁厚应加厚联内半环结构紧凑，重量轻接安装时端部进入缸体较深，密封圈有可能被进油孔边缘擦伤钢丝联接结构简单，尺寸小，重量轻注：1.对于固定机械，若尺寸与重量没有特殊要求时，

54、建议采用法兰联接或拉杆联接。 2.对于活动机械，若尺寸和重量有特殊要求时，推荐采用外螺纹联接或外半环联接。 2 缸体的材料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焊接时，则应采用焊接性能较好的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。缸体毛坯也可采用锻钢、铸钢或铸铁件。铸钢可采用ZG35B等材料，铸铁可采用HT200HT350间的几个牌号或球墨铸铁。特殊情况下，可采用铝合金等材料。3 缸体的技术要求（图6-1） 缸体内径采用H8、H9配合。表面粗糙度：当活塞采用

55、橡胶密封圈密封时，为0.10.4m，当活塞用活塞环密封时，为0.20.4m。且均需珩磨。 缸体内径AL（图6-1）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（图6-1）的垂直度公差值可按7级精度选取。图6-1 缸体(4)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。(5)为了防止腐蚀和提高寿命，缸体内表面应镀以厚度为3040m的铬层，镀后进行珩磨或抛光。6.3 缸盖6.3.1 缸盖的材料液压缸的缸盖可选用35、45号锻钢或ZG35、ZG45铸钢或HT200、HT300、HT350铸铁等材料。当缸盖本身又是活塞杆的导向套时，缸盖最好选用铸铁。

56、同时，应在导向表面上熔堆黄铜、青铜或其他耐磨材料。如果采用在缸盖中压入导向套的结构时，导向套材料则应为耐磨铸铁、青铜或黄铜等。6.3.2 缸盖的技术要求（图6-2） 直径d（基本尺寸同缸径）、D2（活塞杆的缓冲孔）、D3（基本尺寸同活塞杆密封圈外径）的圆柱度公差值，应按9、10或者11级精度选取。图6-2 缸盖 D2、D3与d的同轴度公差值为0.03mm。 端面A、B与直径d轴心线的垂直度公差值，应按7级精度选取。 导向孔的表面粗造度为1.25m。6.4 活塞6.4.1 活塞与活塞杆的联接型式 活塞与活塞杆的联接型式见表6-3：表6-3 活塞杆联接型式联接方式备注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6.4.2 活塞与缸体的密封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。常用的密封结构见表6-4：表6-4 活塞与缸体的密封结构密封形式备注间隙密封用于低压系统中的液压缸活塞的密封活塞环密封适用于温度变化范围大，要求摩擦力小、寿命长的活塞的密封O型密封性能好，摩擦系数小；安装空间小，密密封圈广泛用于固定密封和运动密封