钢坯称重装置液压系统结构设计.doc

1、 毕业设 计 钢坯称重装置液压系统结构设计 班 级： 11 机械 2 专 业： 机械工程及自动化 所在系： 机械工程系 钢坯称重装置液压系统结构设计 摘 要 液压传动是实达成生产过程自动化，尤其是产业自动化不可缺少的紧要门径，其在冶金装置中的利用非常广泛。 当今 ,钢厂中衡量元件与称重台正常选用刚性联合方法，这样如此衡量元件直接担当钢坯拖动时的摩擦力，从而缩小了元件的利用寿命；同时，摩擦不能传送的基础，导致称重平台破坏。同时摩擦力不能传送到底座，造成了称重台的破损。钢坯称重液压系统选用液压缸将钢坯撑起称重，可以解决以上问题，从而达成称重进程 。 钢坯称重液压系统是冶金行业连铸连轧配置中用于钢坯

2、智能称重的关键配置，该配置机能的好坏直接关系企业生产成本的核算继而感化企业的经济效益，液压系统的功用是联合电气操控对机械部份启动。 本次设计中，经过屡次现场调研，达成了钢坯称重液压系统的设计、安置与调试全过程，并将其整顿成相关文献资料。 关键词 ： 钢坯；称重；液压系统 Design of Hydraulic Winch System ABSTRACT Winch has lifting and pulling characteristics, and has been widely used in lifting transportation, construction, port, geo

3、logical prospecting and other various areas. According to the requirements, the winch has various forms of structures and operation modes. The steel ladle winch introduced here is designed by way of fluid drive. It has strong safety, reliability, smooth operation and convenient installation. Be fami

4、liar with the work of the steel ladle winch. On this basis, a large number of data collections and researches should be done. Finally we can determine the design of hydraulic systems illustrative the components.Calculate the flow of the hydraulic system. Choose hydraulic valves,hydraulic motor and t

5、ank pipes according to the flow and pressure.Design the capacity and hydraulic of the station. Complete the assembly diagram of hydraulic system（ Including the hydraulic pump assembly and oil tank parts diagram） . Key Words:Wich;Hydraulic System;Hydraulic pump station;Oil tank 目 录 第一章 绪论 . 1 1.1 液压传

6、动 系统概论 . 1 1.1.1 传动的类型及液压传动的定义 . 1 1.1.2 液压系统的组成 . 1 1.1.3 液压传动系统的优缺点 . 1 1.2 液压传动的发展史 . 2 1.3 课题的研究意义 . 2 1.4 研究方法及手段 . 2 第二章 系统功效分析 . 4 2.1 工况分析 . 4 2.1.1 已知条件及技术规定 . 4 2.1.2 参数计算 . 4 2.2 拟定液压原理图 . 7 2.2.1 液压回路的选取 . 7 2.2.2 确定液压原理图 . 9 第三章 液压元件选取 . 11 3.1 液压泵的确定 . 11 3.1.1 液压泵的类型及特点 . 11 3.1.2 确定液

7、压泵的流量及压力 . 12 3.1.3 选取液压泵的规格 . 13 3.2 电机的确定 . 13 3.3 液压阀的确定 . 15 3.3.1 压力操控阀 . 15 3.3.2 流量操控阀 . 16 3.3.4 方向操控阀 . 17 3.4 过滤器的选取 . 17 3.4.1 吸油过滤器。 . 18 3.4.2 空气过滤器 . 19 3.5 联轴器的选取 . 20 3.6 选取液位计 . 20 3.7 选取放油塞 . 21 第四章 液压泵站设计 . 23 4.1 液压泵站的组成及类型 . 23 4.2 油箱设计 . 24 4.2.1 油箱的功效 . 24 4.2.2 油箱的类型 . 25 4.2

8、.3 液压油箱的结构与设计 . 26 4.2.4 液压油箱的容积确定 . 28 4.3 液压油箱的外形 . 29 4.4 液压泵站装置图 . 29 致 谢 . 33 天津理工大学中环信息学院 2015 届本科毕业设计说明书 1 第一章 绪论 1.1 液压传动系统概论 1.1.1 传动的类型及液压传动的定义 一部完全的机械都是由原动机、传动装置和动作机组成。 原动机是机械的能源；动作机是机械对外做功的部份；而传动装置则是设立在原动机和动作机之间的部份，用于达成能量的传送、转变和操控，以满意动作机对力（或力矩）、动作速率及位置的规定 1。 依照传动件（或转速）的差别，有机械传动、电气传动、流体传动

9、（液体传动和睦体传动）及复合传动等。 液压传动依靠液压行为动作介质来进行能量传送的一种传动形式，它经过能量转变装置（如液压泵），将原动机（如电动机）的机械能转变为液体的压力能，然后经过封闭管道、操控元件等，有另一种能量装置（如液压缸、液压马达）将液体的压力能转变为机械能 ，以启动负载和达成执行机构所需的直线或旋转运动。因为其的特殊技术优势，已成为当代机械配置与装置达成传动及操控的重要技巧之一。 1.1.2 液压系统的组成 液压传动与操控的机械配置或装配中 ,其液压系统大部份利用具备连续流动性的液压油等动作介质 ,经过液压泵将启动泵的原动机的机械能转变为液体的压力能 ,通过压力、流量、方向等各种

10、操控阀，输送到执行机构（液压缸、液压马达）中，转变为机械能去启动负载。如此液压系统正常都是有动力源、执行器、操控阀、液压附件及液压动作介质等几部份组成 23。 正常来说，可以达成某种特 定功效的液压元件的配合，称为液压回路。为了达成对某一机械或装配的动作规定，将多少特定的根本会路连接或复合而成的整体称为液压系统。 1.1.3 液压传动系统的优缺点 液压系统相比于机械传动、电力传动、气压传动相比，具备下列的优点 1,3,5： .液压传动能在运转中达成无级调速，调速简易且调速范畴很大。 .在等同功率的情况下，液压传动装置的体积小，重量轻，惯性小，布局紧凑（如液压马达的重量只要同功率电动机重量的 1

11、0 20），而且能传送较大的力或转矩。 .液压传动动作较平稳，响应快，冲击小，能高速发动 、制动和换向。液压传动装置的换向频率、反转运动可达 500 次 /min，来去直线运动最大可达 1000 次 /min。 天津理工大学中环信息学院 2015 届本科毕业设计说明书 2 当然液压传动系统也有缺点 ,主要包括 3： .由于正常采用液体为动作介质，易泄露，油液可压缩，所以不能用于传动比规定精确的场合。 .在液压传动中，由于有机械损失、压力损失、泄漏损失，所以效率较低，故不适于远距离传动。 . 液压传动需要有单独的能量源，液压能不能向电能那样从远处传来。 1.2 液压传动的发展史 液压传动和睦压传

12、动统称为流体传动，是按照 17世纪帕斯卡建议的液体静压力传动道理而发 展起来的一门新兴技能， 1795 年英国的约瑟夫 布拉曼（ JosepBraman),在伦敦用水做介质，以水压机的形式将其应用在工业生产中，出生了世界上第一台水压机。 1905年又将动作介质改变为油，水压机得到进一步改善 1。 1.3 课题的研究意义 钢坯提升机称重装置是轧钢厂用于称重进入加热炉钢坯的重量，以便检查、分析钢坯在加热过程中烧损情况，为精确计算成材率提供参考数据的装置。采用将钢坯吊起后再称重方案，可以解决传统称重配置由于钢坯表面的氧化皮受提升机振动的感化而脱落在压力应变电阻片（电子称重配置）上， 感化称重精度，导

13、致不能正常利用的问题。 1.4 研究方法及手段 对钢坯称重装置液压系统结构的设计，必须在熟悉钢坯称重装置液压系统结构动作原理的前提下，大量的搜集资料、调研，最后确定设计方案，拟定系统原理图，完成液压系统总装图（包括油箱零件图液压站的装置图）。以上是完成设计所需要做的研究内容，在完成研究内容的过程中需要用到多种计算、绘图工具。 设计中鉴于大量绘图动作，必须熟练 Auto CAD 软件的利用，最后液压泵站装置图和液压油箱零件图都利用此绘图工具出图。 液压系统设计中，首先分析液压绞车的各种工艺， 并在此基础上，进行液压系统原理图的设计，确定液压系统的各个元件。经过对资料的分析、整顿，掌握机械设计相关

14、技术和设计方法。计算整个液压系统的流量，并根据流量和压力选取液压阀的类型和各天津理工大学中环信息学院 2015 届本科毕业设计说明书 3 个辅助元件，设计液压站装置。计算整个系统的功率，最后在满意动作压力、流量的前提下确定最终方案。 天津理工大学中环信息学院 2015 届本科毕业设计说明书 4 第二章 系统功效分析 2.1 工况分析 2.1.1 已知条件及技术规定 本设计已知条件 : 1） . 系统有较好的速率稳定性和加工精度； 2） . 液压缸总行程 200mm，总时间小于 20s； 3） . 液压缸快速上升 100mm/2s，慢速 上升 100mm/6s，称重 4s，慢速下降 100mm/

15、6s，快速下降 100mm/2s。 4） . 钢坯最 大称重为 100 吨，建议系统最高动作压力 16MPa。 2.1.2 参数计算 液压缸所受外力负载 F 包括三种类型，即 afw FFFF (2-1) 式中： wF 动作负载 NF w 9 8 0 0 0 08.9101 5 ； aF 运动部件速率变化时的惯性负载； fF 导轨摩擦阻力负载，由于运动元件动作仅为升降，故导轨摩擦负 载力为 0。 a GvF gt(2-2) 式中： G 运动部件的重力， NFG w 980000 ； g 重力加速率； t 加速或减速时间，正常 st 5.001.0 ，本设计为 st 05.0 ； 上升： NFa

16、 200001 ； 下降： NFa 200002 按照上述计算 成果，列出各动作阶段所受的外负载。 天津理工大学中环信息学院 2015 届本科毕业设计说明书 5 表 2.1 动作循环各阶段的外负载 Table 2.1 operating cycle each phase of the external load 动作循环 外负载 F/N 动作循环 外负载 F/N 快速上升 NFFFaw 2 2 0 0 0 01 快速下降 NFFFaw 1 8 0 0 0 02 慢速上升 NFFw 980000 慢速下降 NFFw 980000 上升制动 NFFFaw 9 6 0 0 0 01 下降制动 NFF

17、Faw 2 2 0 0 0 02 称重 NFFw 980000 钢坯称重装置液压系统配置属于重型机器，此系统为高压系统，初算背油压可忽略不计。由于本次设计采用双杠刚 醒同步机构。液压缸负载为总压力的一半。 液压活塞面积计算公式： 42DPFA (2-3) 式中： F 液压缸负载（ N） P 液压缸动作压力（ Pa） D 液压缸内径（ m） 系统初定压力 16MPa。全行程距离 200mm。 根据公式计算活塞面积： 20 3 0 6.0164 9 0 0 0 0 mM P aNPFA (2-4) mmAD 2 0 04 (2-5) 计算液压杠速率 : smmsmmV 5021 0 01 smmsmmV 1761 0 02 根据行程数比系数 mmDd 1407.0 查文献， 确定液压缸的内径为 D=200mm 确定液压缸的活塞杆直径为 d=140mm 油箱流量计算公式 :