钢坯提升机称重液压系统的设计毕业设计

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1、I摘 要钢铁企业以其特有的生产方式和特有的原料与产品，使其与称重计量有着密不可分的联系。在钢铁企业里的所有计量工作中，称重计量放在重中之重。而在我国工业企业里唯有冶金企业对称重计量要求更为突出。抓好冶金企业的称重计量工作是冶金生产顺行与发展的需要。本设计主要是对钢坯提升机称重液压系统的设计。其液压系统中的执行机构动作和系统的稳定将直接影响到称重精度，如果液压系统中的执行机构出现不稳定或者液压系统出现不稳定将会对称重精度和设备带来严重的后果。根据对钢坯提升机称重液压系统工艺要求，在生产过程中液压系统要完成以下动作，液压缸：快速提升；液压缸：缓慢提升；液压缸：停止（电子称重设备称重） ；液压缸：缓

2、降；液压缸：快降；液压缸：停止（完成一个称重周期） 。钢坯提升机称重系统主要是轧钢厂用于称量进入加热炉钢坯的重量，以便为检查、分析钢坯在加热过程中的烧损情况，而为精确计算成材率，提供参考数据的装置。 考虑由于钢坯表面的氧化皮受提升机振动的影响而脱落在压力应变电阻片（电子称重设备）上，影响称重精度，导致其不能正常使用。采用钢坯提升机称重系统能很好的处理由钢坯氧化脱落带来的影响。几亿吨的铁矿石和辅料，经过多道工艺周转变成近亿吨钢材，每一步都承受着巨额计量。从排岩到采矿，从磨矿到选矿和铁精矿输出，从烧结的配料到烧结矿的输出，从炼铁的配料到铁水的输出，从炼钢的配料到连铸坯的形成，钢材的轧制与输出，它们

3、承受着最大的计量数额。关键词： 称重计量； 液压系统； 精确计算； 钢坯提升IIAbstractIron and steel enterprises with its unique mode of production and unique raw materials and products to match the weight measurement is inextricably linked. Weight measurement on the top priority in all metrological work in the iron and steel enterprise

4、s. Only metallurgical enterprises in Chinas industrial enterprises, more prominent weight measurement requirements. Anterograde and development of metallurgical production needs to grasp the weight measurement of the metallurgical enterprises.This design is the design billet hoist weighing the hydra

5、ulic system. Executive body movements and stability of the system in its hydraulic system will directly affect the weighing accuracy, if the implementing agency in the hydraulic system instability or hydraulic system instability will have serious consequences for weighing accuracy and equipment. Bil

6、let upgrade a machine weighing hydraulic system process requirements, the hydraulic system to complete the following actions in the production process, hydraulic cylinders: rapid promotion; hydraulic cylinder: slow improvement; hydraulic cylinder: stop (electronic weighing equipment, weighing); hydr

7、aulic cylinder : slow down; hydraulic cylinder: quick drop; hydraulic cylinder: stop (completion of a weighing cycle). The billet hoist weighing system is to enter the weight of the furnace and billet rolling mills used for weighing, in order to check the analysis of the burning of steel billet in t

8、he heating process for the accurate calculation of the finished product rate, to provide reference data for the device. Consider off in the pressure strain resistance film (electronic weighing devices) on the hoist vibration due to the slab surface oxide, affect weighing accuracy, and result from no

9、rmal use. Hundreds of millions of t of iron ore and accessories, multi-channel technology turnover into a hundred million t of steel, every step under a huge amount of measurement. From the row of rocks to the mining, dressing and iron ore concentrate output from the grinding, sintering ingredients

10、to the output of the sinter from ironmaking ingredients to the hot metal output from the steel-making ingredients to the formation of billet, steel rolling and output them to withstand the greatest amount of measurement.Keywords: Weight measurement; Hydraulic system; Accurate calculation; Billet lif

11、ting III目 录前 言.11 系统设计方案的确定.21.1 设计要求.21.11 液压系统控制的机械动作.21.2 主要技术参数.21.3 系统驱动方案的选择.21.4 控制方式.31.5草拟液压系统原理图.32 执行元件主要参数的计算与选型.52.1 液压缸计算与选型.52.1.1 液压缸主要参数计算与选型.52.1.2 液压缸校核.63 泵与电机.73.1 泵的计算.73.1.1 确定泵的工作压力.73.1.2 确定泵的流量.73.1.3 泵的安装.83.2 电机的选择.84 液压元件的选择.94.1 泵入口液压阀的选择.94.1.1 溢流阀的选择.94.1.2 截止阀及减震喉管的选

12、择.94.1.3 单向阀的选择.94.2 执行元件控制阀的选择.104.2.1 提升液压缸回路阀的选择.105 辅助元件的选择计算.115.1 油箱的设计.115.1.1 油箱尺寸的确定.125.1.2 油箱安装.125.2 工作介质的选择.125.3 冷却器的选择与计算.135.4 加热器.145.5 管路选择.155.6 吸油过滤器的选择.175.7 回油过滤器的选择.175.8 空气滤清器的选择.18IV5.9 液位液温计的选择.185.10 压力表的选择.185.11 联轴器的选择.185.12 放油阀的选择.185.13 隔板.195.14 油箱清洗端盖.195.15 液压系统的日常

13、维护和定期检查.196 控制阀块的设计.206.1.1 设计原则.206.1.2 控制阀安装.206.1.3 注意事项.20结 论.21参考文献.22致 谢.231前 言钢铁企业以其特有的生产方式和特有的原料与产品，使其与称重计量有着密不可分的联系。在钢铁企业里的所有计量工作中，称重计量放在重中之重。而在我国工业企业里唯有冶金企业对称重计量要求更为突出。抓好冶金企业的称重计量工作是冶金生产顺行与发展的需要。几十年来，我国冶金企业的计量工作者和科研、生产厂家合作，为满足生产需要，克服重重困难，解决道道科技难题，在极其恶劣的环境中研制出具有国内外先进水平的工业衡器，如我国最大的电子轨道衡、我国最大

14、的汽车衡、我国最大的吊车秤都源自钢铁企业。它们多而杂，大而全，工作环境极其恶劣，高温、高湿、水浸，重载、冲击、振动，热辐射、磁干扰、雷击电扰；它们又承受着巨大的计量总额；几亿 t 的铁矿石和辅料，经过多道工艺周转变成近亿 t 钢材，每一步都承受着巨额计量。从排岩到采矿，从磨矿到选矿和铁精矿输出，从烧结的配料到烧结矿的输出，从炼铁的配料到铁水的输出，从炼钢的配料到连铸坯的形成，钢材的轧制与输出，它们承受着最大的计量数额。钢坯提升机称重系统主要是轧钢厂用于称量进入加热炉钢坯的重量，以便为检查、分析钢坯在加热过程中的烧损情况，而为精确计算成材率，提供参考数据的装置。物料的称重系统在生产中具有重要作用

15、。在原料进入以及成品出厂等场合会经常使用称重系统，其准确与否直接关系生产的质量及经济效益。由于生产现场环境的复杂性，称重设备在现场的耗损是十分巨大的。一方面会影响生产中计量的准确性，间接地带来巨大的经济效益损失；另一方面称重设备使用寿命的降低，也会增加称重设备维修和更新上的投入。以往的称重系统中，测量元件与称重台采用刚性连接方式，切完的钢坯直接在称重台表面拖动。采用这种结构，导致了两个问题：一是测量元件直接承受拖动时的摩擦力，造成元件寿命低；二是摩擦力不能传递到底座。长期使用后，称重台坍塌，不能工作。以上两个问题的存在给生产带来了很大影响，经常更换称重设备及其零部件，增加了生产费用。 21 系

16、统设计方案的确定1.1 设计要求1.11 液压系统控制的机械动作 钢坯提升机称重液压系统的运动轨迹，如图 1.1 所示。快升慢升称重慢降快降图 1.1 钢坯提升机称重液压系统的运动轨迹 （1）采用双缸同步工作方式；（2）平稳性：等高位附近对钢坯平稳托放；大质量控制对象的平稳启动和缓冲停止；（3）准确性：连续的每步进周期启停点的准确性和良好的重复性；（4）可靠性：满足冶金企业连续工作状况对系统可靠性的要求；（5）对于在称重时期对系统要求要有较高的锁紧精度。1.2 主要技术参数 (1) 液压缸行程 300mm，其中快上 150mm，时间小于等于 2s，慢上 150mm，时间 小于等于 8s；慢下

17、150mm，时间小于等于 8s，快下 150mm，时间小于等于 3s； (2) 动作周期 T 小于等于 25s，称重时间 3s； (3) 系统最高工作压力 12MPa。 1.3 系统驱动方案的选择通常传动机构有机械传动和液压传动两种。钢坯提升机称重液压系统的传动机构选用液压传动。与机械传动相比，液压传动具有功率质量比大、便于无极调速和过载保护、布局灵活方便等多种技术优势；同时，在现代工业生产中，自动化程度越来越高，而液压系统也因为其易于实现自动化，工作平稳等优点而被广泛应用。随着技术的发展，采用液压传动是可靠、合理的，用电磁阀来控制液压执行元件同步和无级调速，可以更好的满足工艺，实现其高产、优

18、质、低消耗的要求。钢3坯提升机称重液压系统需要比较大的驱动功率，驱动装置一般选用液压缸和液压马，这是因为液压元件工作可靠、费用较低。此外，利用液压系统的储能作用，还可以使工作台的能耗较低。1.4 控制方式根据钢坯提升机称重液压系统的工艺要求，在生产过程中液压系统要完成以下动作，液压缸快升、慢上、停留、慢下，速降，其中停留动作要求锁紧精度要高。在举升液压缸的控制回路中，采用液控单向阀锁定回路和进油口节流调速回路。液控单向阀回路容易控制并且锁紧时间较长，利于保障设备安全；同时，根据工况分析，液压缸在运行过程中负载的变化不大，可以采用进油口调速回路控制液压缸的运动速度。供油回路采用液压泵直接提供动力

19、的结构，在吸油管道中采用截止阀和减震喉管串联，用于减震。为了实现系统的自动化，执行元件之间的协调可以通过 PLC 来完成，也可以通过继电器来实现。1.5草拟液压系统原理图在对钢坯称重的流程进行认真分析，草拟了钢坯提升机称重液压系统原理图，钢坯提升机称重液压系统如 1.2 所示：152152图 1.2 钢坯提升机称重液压系统4其工作流程如下：在系统工作时，首先，三位四通换向阀 1YA 通电，油液经过平衡阀、调速阀、分流集流阀、液控单向阀，最后进入液压缸下端无杆腔，使两个缸的活塞杆同时上升，完成移动横梁的快速上升动作。当吊钩达到钢坯下方时光电信号开关 1SQ 控制 1YA、3YA 通电，即完成减速

20、缓慢上升工况，当钢坯达到轨道上方100mm 时，具有延时功能的光电转换开关 2SQ 控制 5YA 通电，延时期内只有二位二通电磁阀 5YA 通电，其余所有电磁阀均不通电，液控单向阀关闭，活塞杆也停止下降，钢坯处于停止状态，称重设备在 2SQ 延时期间完成称重、取值任务。延时结束后 2YA、4YA 同时通电，完成慢下动作。当钢坯达到轨道后，1SQ 发信号，2YA通电，活塞杆快速下降，到达底端后 3SQ 发信号各阀处于断电状态，活塞杆停止下降，一次称重结束。52 执行元件主要参数的计算与选型2.1 液压缸计算与选型2.1.1 液压缸主要参数计算与选型液压缸活塞面积计算公式为： （2-2=4FADP

21、1）式中：F-液压缸载荷（N） ； P-液压缸工作压力（Pa） ； D-液压缸内径（m） 。系统压力初定为 P=14MPa。缸的作用力 F=20KN，全行程距离 s=150mm，作用时间=3s。1t根据公式（2-1）计算活塞面积 A： 23m105 . 11220000MPaNPFA计算液压缸杆速度 V： min/5 . 4/7521501msmmsmmtSV由公式（2-1） ，得： mmAD44105 . 1442根据行程速比系数，计算活塞杆的直径 d：Dd7 . 0mmDd08.30447 . 07 . 0查文献1，表 17-6-2 圆整液压缸的内径 D=50mm， 圆整液压缸的活塞杆直径

22、 d=36mm。查文献1，表 17-6-3 油缸的流量公式9.3L/min104.50.050.95410VD4AVQ3232式中：-油缸的容积效率 取 0.95v D-单位为 m V-单位为 m/min 选择武汉油缸厂液压缸 UYTF10 5036300267/21WF端部法兰式，10-活塞杆为外螺纹连接方式， 21-压力级别 21MPa62.1.2 液压缸校核液压缸实际工作所需的压力MPaMPPAAAFP12a5.105.005.0036.005.0420000222b121g式中：-回油背压，取 0.5MPa；bP-无杆腔面积；1A-无杆腔面积。2A计算得：P，即系统提供压力要不小于 1

23、0.5MPa。gP73 泵与电机3.1 泵的计算泵的选型主要根据系统的工况来选择液压泵，泵的主要参数有压力、流量、转速、效率。为了保证系统正常运转和泵的使用寿命，一般在固定设备系统中，正常工作压力为泵的额定工作压力的 80%左右；要求工作可靠性较高的系统或运动的设备，系统工作压力为泵的额定工作压力的 60%左右。泵的流量要大于系统的最大工作流量。为了延长泵的使用寿命，泵的最高压力与最高转速不宜同时使用。3.1.1 确定泵的工作压力因正常工作中进油管路有压力损失，所以系统工作压力为 (3-1)MPaPPPxs.116 . 05 .10max式中：-系统工作压力（MPa） ；sP -执行元件最大工

24、作压力（MPa） ；maxP-系统压力损失（MPa） 。 xP系统工作压力定为 11.1 MPa。故泵的工作压力1.311.1=14.5MPanP3.1.2 确定泵的流量泵的最大流量计算公式： (3-2)max( )pLqKq 式中：q -液压泵的最大流量；p -同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值；max( )q K -系统泄漏系数，一般取 1.11.3。L由于本系统采用双缸同步工作方式，故取主弯曲油的流量 20 L/min。根max( )q据公式(3-2)，得： min/24min/202 . 1maxLLqKqLp采用斜轴式柱塞泵，采用该泵型号为 25MCY-1 B，此泵的基本参数为

25、：排量为25ml/r，额定压力为 MPa，最高转速为 1500r/min，最大流量为 37.5L/min,效率为 92%，功率为 24.6。本系统采用两台泵一工一备，在此选用一样的。83.1.3 泵的安装液压泵装置安装要求如下：（1）液压泵与原动机之间的联轴器的型式及安装要求必须符合制造厂的规定。（2）外露的旋转轴、联轴器必须加装防护罩。（3）液压泵与电动机的安装底座必须有足够的刚性，以保证运转始终同轴。（4）液压泵的进油管路应短而直，避免拐弯增多，断面突变。在规定的油液度范围内，必须使泵的进油压力和其他条件符合泵制造厂家的规定。（5）液压泵的进油管路密封必须可靠，不得吸入空气。（6）高压、大

26、流量的液压泵装置推荐采用：泵进油口设置橡胶弹性补偿接管、泵出油口连接高压软管、泵装置底座设置弹性减震垫。3.2 电机的选择电动机有交流电动机和直流电动机之分，一般工厂都采三相交流电动机，而且多采用 Y 系列三相异步电动机。其结构简单，起动性能好，工作可靠，价格低廉，维护方便。由于液压泵通常在空载下启动，故对电动机的启动转矩没有过高要求，负荷变化比较平稳，起动次数不多，因此可以采用系列笼型异步电动机。电动机与液压泵之间通常采用联轴器连接，电动机的转速应在液压泵的最佳转速范围内。 选择 2750r min/工况下选择的，故可选择与其相近的电机转速，则液压泵的流量仍可满足系统 2800r min/的

27、要求。系统的总电动机的功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏。如果所选电机的功率小于工作要求，则不能保证系统正常工作，使电机经常过载而提早损坏；如果所选电机的功率过大，则电动机经常不能满载运行，功率因数和效率较低，从而增加电能损耗，造成浪费。因此在设计中一定要选择合适的电动机功率。根据泵的功率要求选择重庆电机有限公司生产的 Y2 系列三相异步电动机，所需的两台电机选一样。有参数选定电机型号 Y200L-4，功率为 30KW，转速为 1470r/min，效率为 95%94 液压元件的选择为了方便各液压阀的选择，将总系统拆分为两个个分系统、，分别对应举升液压缸缸系统和油源系统，各系统管路

28、流量圆整后，如下表：表 4-1 各分回路管路流量表系统工作时压力 MPa最大流量 L/min1220压油路14.537.5回油路537.54.1 泵入口液压阀的选择4.1.1 溢流阀的选择作为泵的的出口的安全用阀，根据泵的的流量 37.5L/min，工作压力为 32Mpa，调定压力 15MPa，先导式溢流阀选用 DBW10A1-5X/1700-G24N9K4通径 10mm，底板安装，5X 安装连接尺寸不变，压力等级 150bar。4.1.2 截止阀及减震喉管的选择泵入口处的低压球式截止阀，查文献1表 17-7-253 选用型号YJZQ -H 15M通径 10 mm，管式连接，最大流量 37.5

29、L/min，生产商：威海广元液压联合公司。泵入口处的减震管，根据上海液压件总厂，选用型号 HXK（1）-65，通径10mm。 图 4.2 高压球式截止阀4.1.3 单向阀的选择泵出口处的单向阀，根据北京华德产品资料，选用型号 S20P5-0.0B，通径20mm。104.2 执行元件控制阀的选择4.2.1 提升液压缸回路阀的选择根据分系统的流量为 20L/min，工作压力为 12MPa，并根据液压站控制阀台的设计实际选用叠加阀，各阀型号：液控单向阀：Z2S16 40分流集流阀：FJL-B 10-H二位二通电磁阀：GAB410-4-8 ZG1/2直控单项顺序阀：XD2F-B10HH 17-431三

30、位四通电磁阀：34 DY-H10B-T-Z单向调速阀：AQF3-E10B115 辅助元件的选择计算5.1 油箱的设计考虑到要保证系统工作时油箱能够保持一定的液位高度，油箱必须有足够大的容量，而不能仅仅是够用即可，一般以装三分之二的油为好。油箱的排油口与回油口之间的距离应尽可能远些，管口都应插入最低液面之下，以免发生吸空和回油冲溅产生气泡。管口制成 45的斜角，以增大吸油及出油的截面，本系统中的回油管和泄油管均须设置斜角。为了使油液流动时速度变化不致过大，管口应面向箱壁。油箱设计时应考虑如下几点：油箱必须有足够大的容积，一方面尽可能的满足散热要求，另一方面在液压系统停止时油箱应能容纳系统中的所有

31、工作介质，而工作时又能保持适当的液位。吸回油管应插入最低液面之下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡，管口与箱底、箱壁的距离一般不小于管径的 3 倍，吸油管口可安装 100左右的网式或线隙式过m滤器，安装位置要便于装卸和清洗过滤器。回油管口斜切成并面向管壁，以防止45回油冲击油箱底部的沉积物，同时也便于散热。吸油管和回油管之间的距离应尽量远，之间应设置隔板，以加大液流循环，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。隔板高度为液面的 2/33/4。为了保证油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油和通气一般都由一个空气过滤器来完成。为便于放油和清理，箱底应有一定的斜度，并在最低处设置

32、放油。 ，对于不易开盖的油箱，应设置清洗孔，以便油箱内部的清理。箱底应距地面 150mm 以上，便于搬运、放油和散热，在油箱的适当位置要设置吊耳，以便于吊运，同时还应设置液位计以监视液位。对油箱内表面的处理要给予充分的注意。常用的方法有：（1）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。（2）喷丸后直接涂防锈油。适用于一般矿物油和合成液压油，不适合水液压液。因不受处理条件限制，大型油箱见多采用此法。（3）喷砂后热喷涂氧化铝。适用于除水-乙二醇外的所有介质。（4）喷砂后进行喷塑。适用于所有介质。但受烘干设备限制，油箱不能过大。考虑油箱内表面的防腐处理，不但要顾及与介质的相容性

33、，还要考虑处理后的可加工性、制造到投入使用之间的时间间隔及经济性，条件允许时采用不锈钢制油箱无疑是最理想的选择。 本设计中采用开式矩形油箱，材料不锈钢，详见油箱焊接图（WUSTHC2012-04） 。125.1.1 油箱尺寸的确定该系统那个有两台工作泵，每台流量为 37.5L/min，由于泵是一工一备，总流量也为 24L/min，查文献 1，第 17 篇第 5.2 节液压油箱有效容积 V=(37) =(37)37.5=112.5262.5 （5-1）nq油箱的外型尺寸比（长：宽：高）一般为 1：1：11：2：3。同时考虑泵站的安装方便及合理，设计油箱的尺寸为10005001000=500L（容

34、积为 500L） 油箱出油口距离油箱底部 200mm，液面最低面应高于出油口液面 200mm，则该邮箱的有效容积 LV2408 . 06005001000有效考虑到泵在最大流量下工作的时间不是很长，油箱有效容积 240L 是合适的。5.1.2 油箱安装（1）油箱应仔细清洗，用压缩空气干燥后，再用煤油检查焊缝质量。（2）必须有足够的支持面积，以便在装备和安装是用垫片等进行调整。油箱应设置隔板将吸、回油管隔开，使液流循环，油液中的气泡与杂质分离和沉淀。隔板结构有很多，另外还可根据需要在隔板上安置过滤网。油箱可分为开式油箱和闭式油箱两种。开式油箱，箱中液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器。开式油

35、箱结构简单，安装维护方便，液压系统普遍采用这种形式；闭式油箱一般用于压力油箱，内充一定压力的惰性气体，充气压力可达 0.05MPa。按油箱形状分可分为矩形油箱和圆灌形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液压器件，所以被广泛采用；圆灌形油箱强度高，重量轻，易于清扫，但制造较难，占用空间较大，在大型冶金设备中经常采用。本设计中采用开式矩形油箱，材料不锈钢，详见油箱焊接图（WUSTHC2012-04） 。5.2 工作介质的选择液压工作介质的要求（1）粘度合适，随温度的变化小，润滑性良好，抗氧化性能，剪切安定性良好，防锈和不腐蚀金属，同密封材料相容，消泡和抗泡沫性，抗乳化性性，洁净度以及良好的化学稳定

36、性等。（2）润滑性良好。工作介质对液压系统中的各运动部件起润滑作用，保证系统能够长时间正常工作。（3）抗氧化。工作介质与空气接触会产生氧化变质，而且氧化生成的粘稠物会13堵塞元件的孔隙，影响系统正常工作。（4）防锈和不腐蚀金属。（5）同密封材料相容。（6）消泡和抗泡沫性。（7）清洁度。根据液压设计手册选取液压工作介质型号为：32 液压油的工作介质，LHM运动粘度等级为： 。2132mms5.3 冷却器的选择与计算冷却器除通过管道散热面积直接吸收油液中的热量以外，还使油液流动出现紊流，通过破坏边界层来增加油液的传热系数。冷却器的基本要求有：（1）有足够的散热面积。（2）散热效率高。（3）油液通过

37、时压力损失小。（4）结构力求紧凑、坚固、体积小、重量轻。系统发热功率计算公式为 （5-2）(1)ppcmHP 式中：1 1cppp qp q-系统发热功率，WH-油泵的中输入功率，WpP-油泵的效率，油泵的容积效率为 85%，机械效率为 95%p-液压执行元件的效率，对液压缸一般按 95%计算m-液压回油效率c-各液压执行元件工作压力和输入流量乘积总和1 1p q-各油泵供油压力和输入流量乘积总和ppp q由于各执行元件是顺序工作，分段求出各段的发热功率由于电机一直处于工作状态，故 保持不变。 1min219156 .14LMpaqppP液压缸快速上升和快速下降各用时 03s 111min8

38、.11686 .14LMpaqp 14 =53.34% %1002198 .116c发热功率： KwH9 . 4%95%34.53%15.921%92101031该段持续时间：st31液压缸慢升和慢降各同时 08s 122min04.354 . 26 .14LMpaqp=16% %10021904.35c发热功率： KwH9 . 7%95%16%15.921%92101031该段持续时间：st32总的发热功率KwttHtHH722289 . 7239 . 4222211式中 t-总时间（s）冷却器的算热面积 （5-3）A=mHk t式中:，t1液压油进口温度（K） ，t2液压油出口温度（K）

39、，121222mtttttt1、冷却水进口温度（K） ，t2、冷却水出口温度（K）冷却器的传热系数，初步计算多管式水冷2116/()kWmK将数据带入公式得 （5-4）23452030922mtK237 . 69116107mA冷却器选择型号为生厂商：营口液压机械厂FALQFL0 . 125.4 加热器加热器的加热功率： （5-C VHT5）式中 -油的比热C/()jkg K-油的密度，3/kg m15 V-油箱容积，3m-油加热后温升，KT-加热时间，s初算321700/()900/1.125103600CJkg Krkg mVmKTs得：1700 900 1.125 102.693600H

40、W电加热器安装在油箱中，为了防止加热器管子表面烧焦液压油，在加热管的外边装上套管。加热器的使用安装要求：加热管部分应全部浸入液压油中，不允许因液面降低而使加热管部分外露；为保证电加热器加热管部分全部浸入液压油中，应使之水平安装；使用电加热器的时候，应同时加一个热电偶，当液压油温度升高至预定值时，加热器自行断电。在低温环境工作，为保证合适的油温，油箱须进行加热。可用蒸汽加热或电加热。SRY4 型适合在循环系统内加热油类用，其最高工作温度为 300。故选择 SRY 型油用管状电加热 型号：,功率 1kw，选用三个。浸入中 250mm，生产商：上海电热4220/1SRY电气厂。5.5 管路选择管道的

41、作用是保证油路的连通，并便于拆卸、安装；根据工作压力、安装位置确定管件的连接结构；与泵、阀等连接的管件应由其接口尺寸决定管径。在液压传动中，常用的管子有钢管、铜管、胶管、尼龙管和塑料管等。钢管能承受较高的压力，价廉；但弯制比较困难，弯曲半径不能太小，多用在压力较高、装置位置比较方便的地方。一般采用无缝钢管，当工作压力小于 1.6MPa时，也可用焊接钢管。紫铜管能承受的压力较低（） ，经过加热冷却处理后，紫铜管软3.6 10paMP 化，装配时可按需要进行弯曲；但价贵且抗振能力较弱。尼龙管用在低压系统；塑料管一般只作回油管用。胶管作联接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高、低压两种。高雅胶管是1

42、6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。低压胶管是麻绳或棉线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，成本高，因此非必要时不用。导管内径尺寸应与要求的通流能力相适应，壁厚应满足工作压力和管材的强度要求。内径和壁厚是选择液压导管的重要参数。液压系统各个部分的油液流速 都有相应的规定。对于金属管内油液的流速一v般的推荐值为：吸油管路取；压油管路取；短管道及0.5 2/vm s2.5 6/vm s局部收缩处取；回油管路取；泄油管路取。5 10/vm s1.5 3/vm s1/vm s根据公式 （5-6）4qdv 计算主要油道的直径，主吸油管路得：m

43、mmqd28028. 0601105 .37443查文献1，第 17 篇表 17-8-2，圆整为 32mm,低压，壁厚取 3mm。压油管路得：mmmqd10010. 0605 . 41020443查文献1，第 17 篇表 17-8-2，圆整为 15mm,高压，壁厚取 2mm。回油管路得：mmmqd19019. 0602105 .37443查文献1，第 17 篇表 17-8-2，圆整为 25mm,低压，壁厚取 2mm。泄漏油管路得：mmmqd14014. 0605 . 0105443查文献1，第 17 篇表 17-8-2，圆整为 15mm,低压，壁厚取 1.6mm。结合实际情况，各管路选择如下表

44、 2：表 5-1 管路选择表管路名称最大流量公称通径外径管接头连接螺纹壁厚主吸油管道37.53234M332317压油管道201522M221.52泄漏油管道51522M221.51.6回油管道37.52528M271.51.6管路的安装一般在所连接的设备和元件安装完毕后再进行。钢管路酸洗应在管路配置完毕，且已具备冲洗条件后进行。管路酸洗复位后，应尽快进行循环冲洗，以保证清洁与防锈。5.6 吸油过滤器的选择过滤器在液压系统中，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，使油液保持清洁，延长液压元件使用寿命，保证系统工作的稳定性。液压系统 75%左右的故障是由介质的污染造成的，所以应

45、在系统中设置滤油器。根据滤油器在液压系统中所处的位置不同，滤油器的种类也多种多样。线隙式滤油器，一般用于中、低压系统。这种滤油器阻力小、通流能力大，但不易清洗。网式滤油器，装在液压泵吸油管路上，用以保护液压泵。它具有结构简单、通油能力大、阻力小、易清洗等特点。纸质滤油器，比一般其它类型滤油器过滤精度高，可滤除油液中的微细杂质上的两种。这种滤油器有高压管路的和低压管路，可安装压差发讯装置，可用于要求过滤质量高的液压系统中。过滤器选择有两点最基本的要求：1.过滤精度满足要求。2.具有足够大的过滤能力，压力损失小。系统工况：压力，过滤精度，系统最大流量 37.5L/min。10MPa25 m高压管式

46、纸质过滤器 YCX-2520LC 生厂商：黎明液压机电厂; 额定压力：32MPa；额定流量：37.5L/min；过滤精度：80；压力损失：m0.2MPa。5.7 回油过滤器的选择油箱的回油口一般都设置系统所要求的过滤精度的回油滤油管，以保证返回油箱的油液具有允许的污染等级。由于此系统选用的双筒回油过滤器直接安装在油箱上，故在油箱上方回油管一侧设置两个连接法兰，以安装双筒回油过滤器。一般来说，是过滤器的过滤精度越高，滤芯堵塞越快，过滤清洗或更换周期就越短，成本所以，在选择过滤器时应根据具体情况合理的选择过滤精度，以达到所需要的油液清洁度。另外，应考虑过滤器允许的最高工作压力和在一定压差下允许通过

47、的最大流量。为了保持滤芯不破坏或系统的压力损失不至过大，要限制过滤器最大允许压力降。过滤器的最大允许压力降取决于滤芯的强度。18考虑到生产的因素，在生产过程中不能让液压系统因为回油滤芯堵塞而停止工作。因此选用 STF 型双筒自封式吸油过滤器。STF-4080 F-C40-公称流量为 40L/min，80-过滤进度为 80/m，F-出油口连接方式为法兰连接，C-带压差信号器生厂商：远东液压配件厂。该过滤器安装在油箱顶部，同题部分浸于油箱内并设置旁通阀、扩散器、滤芯污染堵塞发信号器等装置。5.8 空气滤清器的选择在开式油箱上部的通气孔上必须配置空气滤清器。兼作注油口用。在油箱顶部设一连接法兰以安装

48、空气滤清器，法兰尺寸参照所选空气滤清器的安装尺寸设计。若油箱上方空间不够，也可将空气滤清器设在清洗盖上。型号：QUQ1-10/0.25过滤精度：10，生产商：黎明液压机电厂;m本系统空气滤清器安装在油箱上方。5.9 液位液温计的选择为了能够观察向油箱注入油液的上升情况和在系统过程中看见液位的高度，必须设置液位计。在油箱一侧设置两个连接法兰，以安装液位计。查黎明液压件厂相关资料，选用液位温度计型号：YWZ-500T。5.10 压力表的选择在整个系统中，压力表主要安装在阀台的控制架上，显示系统工作时的压力状况，方便工作人员较容易的观测系统的稳定性以及实时压力。选用一般的压力表，压力表的量程应在系统

49、最高工作压力的 150%200%之间选用，查黎明液压件厂相关资料，选用 YTXG-100/0-0.25/AC2505.11 联轴器的选择根据电机的轴径 62mm，查相关成铭液压件厂资料选用 65 规格。型号：联轴器。生产商：成铭液压件厂。3 .8854/84321125531TJBBJGICL195.12 放油阀的选择放油阀选择常闭的截止阀，查文献1，表 17-7-253 选用型号 YJZQ-H15W，通径 15mm，生产商：成铭液压件厂。5.13 隔板 在油箱中间设置隔板以增长液压油流动循环时间，将吸、回油管隔开，除去沉淀的杂质，分离，清除水和空气，调整温度，吸收液压油压力的波动及防止液面的

50、波动。在隔板上安装过滤网，使吸油管与回油管隔开，这样液压油可以经过一次过滤。过滤网使用目左右的金属网。5.14 油箱清洗端盖在设计油箱时，从结构上应考虑清洗换油的方便，设置清洗孔，以便于油箱内沉积物的定期清理。由于油箱被隔板一分为二，故在油箱顶部隔板两侧各设一个清洗孔。清洗孔的孔口大小应能够使一个人自由出入。查黎明液压件厂资料，选 YG500。5.15 液压系统的日常维护和定期检查液压设备通常采用“日常检查”， “定期检查”的方法，以保证设备的正常运行。液压传动系统常见故障及排除方法：液压系统某个回路的某项液压功能出现失灵，失效，失控，失调或功能不全称为液压系统故障。它会导致液压机构某些技术指

51、标和经济指标偏离正常值或正常状态，如液压机构不能动作，输出不稳定，运动不符合要求，运动不稳定，运动方向不准确，产生爬行或者液压冲击等，这些故障一般都可以从液压系统的压力，流量，液流方向去查找原因，并采取相应对策来排除。液压系统的故障大都属于突发性故障和磨损性故障，这些故障的液压系统的调试期，运行的初期，中期和后期表现形式与规律也不一样。应尽早采用状态检测技术，努力做到早期诊断及排除。还有，一般来说液压系统发生故障的因素约有 85%是由液压油（液）受到污染所造成的。 206 控制阀块的设计阀块的选用材料一般为铸铁或锻钢。低压固定设备可用铸铁，高压强震场合要用锻钢，整体结构加工成正方体或长方体。6

52、.1.1 设计原则 （1）块体内油路通道应尽量简捷，尽量减少深孔、斜孔和工艺孔。 （2）对于有垂直或水平安装要求的元件，必须按其安装要求设计集成块。 （3）集成块体的外形尺寸，应根据所安装元件的外形尺寸，并保证块体内油道孔的最小允许壁厚，力求结构紧凑、体积小、重量轻。 （4）要把工作中需要经常调整的元件(如溢流阀、调速阀等)，安装在便于操作和观察的位置上。 （5）块体上要设置足够数量的测压点，以便在作其功能、耐压等调试试验时使用。 （6）集成块与外界连接的油口，如连接液压泵的油口、通油箱的回油口、通各种传感器的油口等，要留有安装法兰盘和管接头的足够空间。 （7）对于重 30kg 以上的集成块，

53、应设置起吊螺钉孔。 （8）考虑钻头刚性及加工偏移，深孔流道的孔深与孔径之比，一般不大于 10。 （9）两边对钻的深孔，其交接处的过流断面，必须不小于其中个孔的横断面积。6.1.2 控制阀安装 （1）阀的安装方式应该符合厂家规定。 （2）为了保证安全，阀的安装必须考虑重力，冲击，震动对阀内零件的影响。 （3）应注意进油口与回油口的方位，某些阀如将进油口与回油口装反，会造成事故。 （4）为了避免空气的渗入，连接处应保证有良好的密封性。 （5）方向控制阀的安装，一般应使轴线安装在水平位置上。 （6）一般调整的阀件，顺时针方向旋转时，增加流量、压力；反时针旋转时，21则减少流量、压力。6.1.3 注意

54、事项 阀块的设计必须注意以下问题： 同一个液压回路的液压元件应布置在同一块阀块上，尽量减少连接管道。 液压阀阀芯应处于水平方向，防止阀芯自重影响液压阀的灵敏度，特别是换向阀一定要水平布置。控制阀块零件图详见 WUSTHC2012-02，控制阀装配图详见 WUSTHC2012-03。结 论 提升机称重系统主要是轧钢厂用于称量进入加热炉钢坯的重量，以便为检查、分析钢坯在加热过程中的烧损情况，而为精确计算成材率，提供参考数据的装置。在传统的钢坯称重系统中，由于钢坯表面的氧化皮受提升机振动的影响而脱落在压力应变电阻片(电子称重设备)上，影响称重精度，导致其不能正常使用。通过对钢坯称重中可能影响到称重结

55、果的因素，在原称重系统上进行了新的设计。新的称重液压系统具有系统原理简单、维护方便、造价低和符合生产实际等优点。改进了传统称重系统中对于钢坯氧化和原件容易损坏等缺点。本设计也对钢坯称重液压系统进行了系统的计算和验证。在液压系统的设计流程和设计时需要注意的问题有了更多和更真切的认识。由于本人初次做此类设计，理论和实践经验均不足，加之时间紧促，资料收集不全，设计中难免存在不合理甚至错误之处，敬请指导老师和审阅老师耐心指正，本人不胜感激！ 参考文献1 成大先机械设计手册M北京：化学工业出版，20042 陈奎生液压与气压传动M武汉：武汉理工大学出版社，2005 3 张利平. 现代液压技术应用 220

56、例 M北京：化学工业出版，2009.54 张利平. 液压传动系统及设计 M北京：化学工业出版，2005.65 雷天觉.液压工程手册M.北京：机械工业出版社，19906 许益民.电液比例控制系统分析与设计M.北京：机械工业出版社，2005227 杨培元，朱福元.液压系统设计简明手册M.北京：机械工业出版社 ，2000.58 雷天觉主编，新编液压工程手册M，北京理工大学出版社，20009 史宸兴等，实用连铸冶金技术M，北京：冶金工业出版社，199810 叶庆泰，我国钢铁企业称重技术的应用和发展N，自动化仪表，1999 (10)11 上海煤矿机械研究所编，液压传动设计手册M，上海人民出版社，1976

57、12 BUCHER.Safety for Hydraulics“Cindy”Leak-Free Load Control Valves, manifold Mounting Design. Reference：300-P-9050013-E02/03,04：BUCHER 200213 Herbert E.Merritt Hydraulic Control SystemM Product Development Department Cincinnati Milling Machine Company 196714 R.B.Walters.Hydraulic and electric-hydra

58、ulic control system M Dordrecht, Boston: Kluwer Acadamic Publishers, 200015 Lin, S-C. J., and Akers, A.1990, Modeling and Analysis of the Dynamics of a Flow Control Servovalve That Uses a Two-Spool Configuration, Proceedings of the ASME Winter Annual Meeting, Vol. WA90/FPST-3 16 Franklin, Gene F., P

59、owell, J., David, and Emami-Naeini, Abbas, 1995, Feedback Control of Dynamic Systems, Addison Wesley, third edition, NY.致 谢 通过大学四年的学习，在老师辛勤的指导下，我学到了很多的专业知识，我即将踏入工作岗位，这些知识将帮助我更好的完成工作。在此感谢我的指导老师 XX 老师和同办公室的 XX 老师。毕业设计期间，他们更是不厌其烦地指导我们解决设计过程中遇到的问题，并不时地督促与鼓励我们，为我的本次设计提供了极大的帮助，我衷心地感谢他们！同时也感谢给过我帮助的同学们！在设计过程中，包括方案的确定，元件的计23算和选型，都给了我莫大的帮助，使得我的设计能够更顺利的完成。在此对他们表示我衷心的感谢！通过几个月的努力我的毕业论文钢坯提升机称重液压系统终于完成了，这意味着我的大学生活即将结束。在此对给与无私教导和帮助的老师及同学表示由衷的感谢。