1、 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 1 页 1 绪论1.1 液压系统泵站为动力源，供给液压机各执行机构及控制机构以高压工作液体。操纵系统属于控制机构，它通过控制工作液体的流向来使各执行机构按照工艺要求完成应有的动作。1.2 液压系统的发展过程过去：随着西方资本主义的发展，蒸汽机的出现引起了工业生产的革命。现代化的大工业代替了手工业，具有悠久历史的锻造工艺也逐步由手工锻造转变为机械锻造。现在：充分发挥现有各种液压设备，引发潜力，提高设备效率。未来：面对日益严格的环保、节能和可持续发展的要求，液压技术因噪声、泄漏、污染、效率低等缺点而受到了电气传动、机械传动强有力的竞争挑战。为提高液压技术的竞争力和
2、扩大其应用领域，文章从提高效率、注重系统设计、降低噪声、研发可生物降解液压油、水液压传动系统、提高工作压力、机电一体化和新材。料、新工艺、新技术的应用等方面阐述了液压技术未来的发展动向。1.3 液压系统的优点1.液压传动具有易于实现直线运动、功率质量之比大也就是在同样体积时的出力大，或者说在同样功率时的体积小。2.液压传动能在大范围内实现无级变速：机械无级变速比较困难，只适用于小功率系统。电气无级变速相对比较方便，但低速时输出转矩小，速度稳定性差液压传动很容易实现无级变速，且输出功率大，特别是在低速状态下能稳定工作，且动态响应快。3.液压传动系统容易实现自动化：液压传动系统对流量，方向和压力的
3、控制有多种操作方式，其中较常用的是电磁操纵，液压系统是plc等计算机控制系统的典型控制对辽宁科技大学本科生毕业设计 第 2 页 象。很容易实现开关控制，顺序控制，以及比例控制，伺服控制等复杂控制。4.液压装置的工作比较平稳。液压传动以液压油为工作介质，油液流动过程中有一定的阻尼作用，因而运动平稳性好，冲击小。液压传动系统容易实现过载保护。液压传动过载时，压力控制能及时溢流，释放压力，有效防止设备损坏。液压执行元件的布置比较灵活，易于实现直线运动液压元件已经实现标准化，系列化和通用化。1.4 液压系统的缺点1.液压传动效率低、噪声大、成本高、泄漏污染环境等缺点降低了它的竞争力，这些缺点明显地不适
4、应环保、节能、可持续发展的社会和工程需要。2.液压传动介质多采用石油基夜压油。石油是有限资源，不可再生资源，液压油的大量使用本身就占用和消耗了大量的石油能源。3.液压传动不能保证严格的传动比。液压传动系统的成本比一般机械传动要高一些，因为液压元件制造精度要求比较高，导致液压传动系统比一般机械要高。4.液压系统在工作过程中常有较多的能量损失。液体流动过程中，尤其是节流控制，溢流控制过程有一定的能量损失。5.液压传动容易造成污染，液压元件制造或使用不当时，会造成液压油外泄，污染周边环境。另一方面，废油的排放与处理不当，也会造成环境的破坏1.5 冷轧生产的工艺特点冷轧工艺是指用热轧钢卷为原料, 经酸
5、洗去除氧化皮后进行冷连轧, 其成品为轧硬卷, 由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降, 因此冲压性能将恶化, 只能用于简单变形的零件。1.金属的加工硬化冷轧是在金属再结晶温度以下进行的轧制。在冷轧中，金属的晶粒被破碎且不能产生再结晶回复，导致金属加工硬化。加工硬化超过一定程度后，因金属过于硬脆而不辽宁科技大学本科生毕业设计 第 3 页 能继续轧制。因此板带钢经一定的冷轧总变形量之后，须经热处理，恢复其塑性，降低变形抗力，以利于继续轧制。2.冷轧中采用工艺润滑与冷却冷轧采用的工艺润滑的主要作用是减少金属的变形抗力、降低能耗、提高轧辊的寿命、改善带钢济钢板厚度的均匀性和
6、表面状态，可使轧机生产厚度更小的产品。冷轧过程中由于轧件变形产生的变形热和由于轧件和轧辊摩擦产生的摩擦热，使轧件和轧辊温度升高，故需采用工艺冷却。现代冷轧机的轧制速度愈来愈高，轧制速度愈高，轧件和轧辊的温升亦愈高，工艺冷却就愈显重要。否则，因辊面温度过高会引起淬火层硬度下降，并有可能促使淬火层内发生残余奥氏体的分解，是辊面出现附加的组织应力。3.冷轧中采用张力轧制所谓“张力轧制” ，就是轧件在轧辊中的变形是在一定值的前张力和后张力的作用下实现的。张力在冷轧生产过程中起着非常重要的作用。其一是张力在冷轧中自动地调节带钢的横向延伸，使之均匀化，在张力的作用下，若轧件出现不均匀延伸，则沿轧件宽度方向
7、上的张力分布将会发生相应变化。其二是张力轧制能降低轧制压力，轧制出更薄的产品。在轧制过程中，轧制压力愈大，轧辊辊面的弹性压扁愈大。4.冷轧生产的工艺流程冷轧板带生产的工序和工艺流程与产品紧密相关，随产品的要求不同，工艺流程也有所不同。冷轧板带钢产品以热轧带钢作为原料，因其表面有氧化铁皮，所以在冷轧前要把氧化铁皮清除掉，故酸洗是冷轧生产的第一工序。酸洗后即可轧制，轧制到一定厚度，由于带钢的加工硬化，必须进行中间退火，使带钢软化。退火之前由于带钢表面有润滑油，必须把油脂清洗干净，否则在退火中带钢表面形成油斑，造成表面缺陷。经过脱脂的带钢，在带有保护性气体的炉中进行退火。退火之后的带钢表面是光亮的，
8、所以在进一步的轧制或平整时，就不须酸洗。带钢轧至所需尺寸及精度后，通常进行最辽宁科技大学本科生毕业设计 第 4 页 终退火，为获得平整光洁的表面及均匀的厚度尺寸和调节机械性能要经过平整。带钢在平整之后，根据定货要求进行剪切。成张交货要横切，成卷交货必要时则纵切。综上所述，一般用途冷轧的生产工序是：酸洗、冷轧、退火、平整、剪切、检查缺陷、分类分级以及成品包装。5.冷轧板带的平整带钢的平整是带钢精整生产的一道工序，它决定钢板最终质量。平整是改善带钢表面质量和金属性能的最后工序，带钢平整后将被剪切称为成品钢板，经分选及包装送往用户。冷轧后退火的带钢或热轧后的带钢进行平整，从压下变形看，平整可使带钢在
9、不超过百分之几毫米的深度内表面强化，平整实质是一种小压下率（0.54.0%）的二次冷轧变形。6.冷轧发展方向目前冷轧产品的发展方向是发展高强钢, 同时发展更宽的更薄的产品, 对于高强度钢, 从比较低的强度开始, 有IFHS和BH钢, 它们的强度一般为300一400Mpa, 然后是贝氏体钢和双相钢, 它们的强度上限大约是1000Mpa以TRIP 钢的强度上限也有1000Mpa, 但是它的伸长率更好。现在不锈钢行业的发展与人们生活水平密切相关, 也在一定程度代表着一个国家的冶金工业发展水平。国际不锈钢发展经验表明, 不锈钢的消费增长是GDP的1.5一2倍。过去是由军工带动其发展, 现在不锈钢需求快
10、速增长的原因是民用产品的增长和使用领域的扩大。由于不锈钢日常用品中多数使用板材, 所以总体需求是以板材为主。因此, 发展不锈钢行业首先先水平、国内产能最大、功能最全的宽幅冷轧带钢退火酸洗生产线, 它的建成投产, 填补了我国不锈钢宽幅冷轧板的空白, 实现了不锈钢从冶炼、热轧到冷轧成品卷-体化生产。辽宁科技大学本科生毕业设计 第 5 页 图 1.1 冷轧机组图1.6 课题的设计的内容1皮带辊与液压缸连接插头经常偏移, 不平衡, 引起两个皮带辊上的皮带两侧张力不一样和皮带跑偏, 造成皮带一侧磨损较快, 导致使用寿命低, 更换次数增多, 据统计，平均每月更换一次皮带, 既浪费皮带和劳力, 又增加停机时
11、间。2由于设备设计较落后, 更换皮带时,两个皮带辊必须吊出, 而固定两个皮带辊的挡板是用钢板焊接固定, 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 6 页 图1.2皮带助卷器1上盖板；2调整顶丝；3连杆；4下边杆挂钩；5电缆框架；6皮带；7固定螺丝；8螺栓每次更换皮带时都要用气焊割下挡板后, 才可把两个皮带辊吊出, 换完后再将挡板焊上。不但延长更换皮带时间, 而且皮带辊牌坊因多次割与焊, 使其表面不规则和不美观。3皮带辊移行轮原设计用滚针轴承，该轴承为特殊型号, 全靠进口。轴承损坏后，因备品少无法及时更换, 造成辊子转动不稳定, 影响皮带张紧力, 也会减少皮带使用命。4原助卷器(图2)的下杆与拉杆铰接处为
12、挂钩连接, 挂钩2前端钩在下杆的槽中, 挂钩尾部用3螺丝固定, 形成圆弧形, 构成与拉杆的铰接点。该结构形式不仅拆装不便, 而且连接不紧固, 挂钩经常脱落, 又不安全。图1.3下杆简图A改造前；b改造后；1下杆；2挂钩；3链接螺栓5原拉杆(图3)与曲柄连接, 拆装助卷器皮带时连杆向前滑动, 上端曲柄会因重力而下落, 拉杆的位置不固定给安装造成十分辽宁科技大学本科生毕业设计 第 7 页 图1.4连杆装配图 1挡板；2焊接挡板；3拉杆焊接不便, 同时也不交全。6皮带棍舌头弧形导板原固定螺丝为(图1中8) 使用中经常损坏, 固定不住只好焊上。更换皮带时再割开, 每更换一次舌头弧形导板要2h以上时间方
13、可。7电缆安装板原用两排螺丝固定在助卷器支座上, 每次更换助卷器皮带时电缆安装板都要拆下吊出来, 而电缆板的两排螺丝，其中一排在电缆板方孔架内, 拆时十分不方便, 也不好安装, 因此占用停机时间长。辽宁科技大学本科生毕业设计 第 8 页 2 液压系统的相关设计参数工艺参数如下：带钢厚度：0.2-3.0 毫米带钢宽度：550-1530 毫米卷筒外径：450，610 毫米系统参数如下：助卷器移动缸 1： 毫米270行 程移动速度 290 毫米/秒负载力 F=48200N皮带张紧缸 2： 毫米10行 程移动速度 300 毫米负载力 F=89000N摆动辊摆动缸 3： 毫米510行 程移动速度 200
14、 毫米/秒辽宁科技大学本科生毕业设计 第 9 页 负载力 F=160000N助卷器质量 7 吨3 制定系统方案和拟定液压系统原理图3.1 液压系统的组成及设计要求液压传动是借助于密封容器内液体的加压来传递能量或动力的。一个完整的液压系统由能量（压力）发生源、能量控制和分配装置及工作执行机构四个部分组成。在本设计系统中，采用油泵作为系统的液压发生机构，即压力源；采用液压缸作为工作的执行机构，将压力能转化为机械能。在它们之间通过管道以及附件进行能量传递；通过各种阀作为控制机构进行控制。通常液压系统的一般要求是：1保证工作部件所需要的动力；2实现工作部件所需要的运动、工作循环，保证运动的平稳性和精确
15、性；3要求传动效率高，工作液体升温低；4结构简单紧凑，工作安全可靠，操作容易，维修方便等。同时，在满足工作性能的前提下，应力求简单、经济及满足环保要求。液压系统工作介质最常用的是乳化液和油。由于乳化液的粘性小易泄漏，润滑性差，易腐蚀，并且实现自动控制比较困难等缺陷。现在越来越多的液压系统采用油液辽宁科技大学本科生毕业设计 第 10 页 作为工作介质。本液压系统通过对负载力和流量的初步估算，初步定为中高压系统，即为P6.3Mpa。3.2 制定系统方案1执行机构的确定，本系统执行机构均是以液压缸作往复运动带动执行机构执行运动的机械结构。根据需要初步选择一个移送缸完成助卷器水平移动和两个升降缸完成摆
16、动辊摆动和皮带张紧动作。2升降缸动作回路：升降缸要实现摆动辊摆动，此液压缸的动作由电液换向阀控制，系统要求动作平稳。系统采用容积节流阀调速进行回油节流调速。在缸停止时，采用液控单向阀进行锁紧。同时实现皮带张紧，此液压缸的动作由电液换向阀控制，系统要求动作平稳。系统采用容积节流阀调速进行回油节流调速。蓄能器通过继电器控制压力油反馈皮带张紧程度3移送缸动作回路：移动缸要实现对助卷器的水平移送动作，此液压缸的动作由电液换向阀控制，助卷器空载退回，在缸的回油路上用容积节流阀调速；活塞杆推动助卷器前进，要求速度稳定可靠，因此，在回油路上采用容积节流调速；当换向阀位于位置零时，用两个液控单向阀将液压缸活塞锁在要求的位置上，助卷器停止不动。不管助卷器运行或停止，如受到外部载荷，缸内油压增高，超过供油压力而达到溢流阀的调定压力时，则液压缸活塞回动（或前动） ，活塞后腔（或前腔）的油通过溢流阀溢出。3.3 拟定液压系统原理图通过上述对执行机构、基本回路的设计，将它们有机的结合起来，再加上一些辅助元件，便构成了设计的液压原理图。见图 3.1
