1、 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 I 页热锯机液压系统设计摘 要型钢是一种有一定截面形状和尺寸的条型钢材，在社会生产中起到了重要作用。主要用于各种钢轨的生产，也广泛用于大型船舶的制造和建筑工程等，而一些热轧圆钢和方钢等则用于制造各种机械零件、自行车配件、螺栓螺母。型钢的种类很多，每种型钢都有其特点及用途。这就需要根据不同的用途来选择合适的型钢，为了使生产出的型钢长度达到要求则必须用锯机将其切断，同时也保证了下个工序正常的进行。本设计主要是针对热锯机的液压系统进行设计，本系统主要有四个支路组成：锯片的升降、机座的横移、轨道的卡紧及轧材的夹紧。在设计过程中，对各支路的受力进行详细的计算，对各元件的
2、选用进行详细的说明。关键词：液压系统；热锯机；液压阀；泵站 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 II 页hydraulic system design of Hot saw machine AbstractThe type steel is a kind of type steel material, there is important function in the social production.Mainly used for the production of various steel rail, also extensively used for the manufacturing
3、 and construction engineering etc. of large ships, but some hot Ya circle the steel and square steel classes and grades is used for making various machine spare parts, bicycle accessories and stud bolt Luo a mother.The category of type steel is a lot of, each type steel has it characteristics and us
4、e.This needs to choose a suitable type according to the different use a steel, then have to use to saw machine to cut off for the sake of making the type steel length of producing attained to request it, also promised in the meantime next work preface as usual carry on.This design is mainly the hydr
5、aulic system that aims at heat to saw machine to carry on a design, this system mainly has four roads to constitute:Saw the rise and fall of slice, machine of horizontal move, the card of orbit is tight and the clipping of Ya material is tightly.In the process of designing in, is carried on by dint
6、to each road detailed calculation, carry on expatiation to the choice of each component, carry on a detailed design to the hydraulic performance component, hydraulic valve and hydraulic assistance component and the pump station.Key words: Hydraulic system；Hot saw machine ；Hydraulic valve；Umping stat
7、ion辽宁科技大学本科生毕业设计 第 III页目 录1 绪论.11.1 型钢生产 的发展概况 .11.2 热锯机的主要结构及形式 .21.3 液压传动的特点发展.21.4 课题的研究方法和内容.32 液压系统的相关设计参数.53 制定系统方案和拟定液压系统图.63.1 液压系统的组成及设计要求.63.2 制定系统方案.63.3 拟定液压系统原理图.74 载荷的组成和计算.94.1 液压缸载荷组成.94.2 各液压缸载荷的计算.104.2.1 轧材卡紧缸的载荷计算 .104.2.2 锯片升降缸的载荷计算 .104.2.3 机座横移缸的载荷计算 .114.2.4 轨头夹紧缸的载荷计算 .115 计
8、算液压缸的的主要结构尺寸.125.1 初选系统工作压力.125.2 液压缸的主要结构尺寸计算.125.2.1 液压缸的主要结构尺寸组成 .125.2.2 液压缸的主要结构尺寸计算 .135.3 计算液压缸所需流量及实际工作压力.145.3.1 轧材卡紧缸所需流量和实际工作压力 .15辽宁科技大学本科生毕业设计 第 IV 页5.3.2 锯片升降缸所需流量和实际工作压力 .155.3.3 机座横移缸所需流量和实际工作压力 .155.3.4 轨头夹紧缸所需流量和实际工作压力 .166 液压元件的选择.176.1 液压缸的选用.176.2 液压泵的选用.176.3 电动机的选用 .186.4 液压阀的
9、选用 .186.5 油管尺寸的计算 .196.5.1 管道内径的计算 .196.5.2 管道的选择 .206.5.3 管接头的选择 .216.6 油箱容积确定.216.7 蓄能器的选择.226.8 液压介质的选择.236.9 其余液压辅助元件的选择.237 液压系统性能验算.257.1 液压系统压力损失.257.1.1 沿程压力损失 .257.1.2 局部压力损失 .267.1.3 总的压力损失 .267.2 液压系统的发热温升计算 .267.2.1 计算液压系统的发热功率 .267.2.2 计算油箱的散热功率 .298 阀块的设计.30辽宁科技大学本科生毕业设计 第 V 页9 泵站的设计.3
10、110 环境性能分析.3210.1 环境污染简介.3210.2 机械工业（尤指液压）对环境的危害和防治.3310.2.1 液压工业对环境的危害 .3310.2.2 解决方法 .3310.3 液压系统经济性分析.34结 论 .35致 谢 .36参考文献 .37辽宁科技大学本科生毕业设计 第 1 页1. 绪论1.1 型钢生产的发展概况型钢用途很广，如修建铁路、桥梁、矿山、工厂以及船只、汽车、农机等制造部门都需要大量的型钢。世界各国型钢生产占钢材比重各自不同，工业较发达的国家的型钢生产比重较小；发展中国家型钢的比重较大。型钢生产的总的趋势是占生产钢材的比重越来越小，但其产量和品种是逐年增加的。194
11、8 年全国缸的年产量只有 7.6 万吨，只能生产少量的简单断面型钢，如方、圆、扁、工、槽、角钢和轻轨等产品。绝大多数钢材依靠外国进口。解放后在政府的领导下，我国钢铁工业得到了迅速的发展。经过三年恢复时期，绝大多数轧钢厂都恢复了生产，1952 年钢材产量就超过了解放前最高生产水平。在第一个五年计划期间，除新建一批中、小型轧钢厂外，还对原有轧钢厂进行了改建和扩建，大搞技术革新和技术革命，使这些轧机的机械化和自动化水平有所提高，改善了工人劳动条件，技术水平不断提高，机时产量增加，生产品种不断扩大，许多复杂断面型钢已经开始生产，改变了我国型钢生产的落后状态。到目前为止，已经建成了一大批现代化粗轧机、轨
12、梁轧机、冷弯型轧机。近年来，随着操作技术水平的不断提高，品种不断扩大，轧机产量不断增加，不少中型轧机的主电机的能力加大了，为实现交叉和多根轧制轻型薄壁钢材创造了有力条件。为了适应轧钢机的能力，改进了热锯工艺，除采用滚轮式热锯外，还采用了二路锯的新工艺。拿 H 型钢的生产工艺流程举例：辽宁科技大学本科生毕业设计 第 2 页1.2 热锯机的主要机构及形式热锯机的主要机构有三部分：锯片传动机构、锯片送进机构和调整定尺的锯机横移机构。锯片的传动方式有两种：由电动机直接传动及电动机经三角皮带或其他方式传动。前者因其传动效率高，空载能耗少，大型热锯机都采用这种方式。但是为了防止电动机工作时受热态轧件的热辐
13、射影响，必须要采用防护措施。热锯机大致可分为固定式和可动式两大类。固定式热锯机机体不动，钢材靠另外机构送到锯口处锯断；可动式热锯机载工作时，靠锯机机体移动将停放着的钢材锯断。一般地说，固定式热锯机结构简单，易于维护，运行平稳，造价便宜。但是由于送进机构的影响，钢材的切头质量部够稳定。雨固定式热锯机相配合的钢材送进机构，有曲柄连杆式和风动小车式等。风动小车送进速度较快，而且送进速度可借操作风动开关调节。可动式热锯机有摆式、杠杆式、滑座式、滚轮式、四连杆式等。摆式热锯机有占用位置小的优点，但它锯切过程不够稳定，尤其是工作行程较小，所以现在已很少采用。杠杆式热锯机结构简单，操作方便但生产效率低，现在
14、也很少采用。滑座式热锯机是应用比较广泛的，它生产效率较高、工作行程大、冲除切屑方便、切口整齐是主要优点；但是它存在着滑板磨损的严重缺点，给维修造成很大困难。另外，它的体重较大，惯性较大，需要有一定时间进行启动、加速、停止、退回等过程，延长了句切周期，限制了热锯机生产效率的提高。滚轮式热锯机和四连杆式热锯机，除了具备滑座式热锯机的优点外，它还克服了滑座式热锯机的滑板磨损现象，维护方便，而且进退锯速度较快；因此，目前它正逐步地取代滑座式热锯机。应该指出，它仍然存在着体积大、惯性大的弱点。1.3 液压传动的特点发展液压传动是以液体为工作介质，通过液体压力能传递能量，与机械传动相比有了不少优点，故近年
15、来发展较快。随着科学技术的发展，经济的腾飞，液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高速集成化等方向发展；同时，新的液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也日益取得显著的成果。液压传动具有很多不可替代的优点，主要如下：辽宁科技大学本科生毕业设计 第 3 页1、在同等的体积下，液压装置能比电气装置产生出更大的动力，因为液压系统中的压力可以比电枢磁场中的磁力大出 3040 倍。在同等功率的情况下，液压装置的体积小，重量轻，结构紧凑。液压马达的体积和重量只有同等功率电动机的 12左右。2、液压装置工作比较平稳。由于重量轻、惯性小、反应快液压装置易于实
16、现快速启动、制动和频繁的换向。液压装置的换向频率，在实现往复回转运动是时可达每分钟 500 次，实现往复直线运动时可达到每分钟 1000 次。3、液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达 2000） ，还可以在液压装置运行的过程中进行调速。4、液压传动容易实现自动化，因为它对液体的压力、流量或流动方向进行控制或调节，操纵很方便。当液压控制和电气控制或气动控制结合在一起使用时，能实现复杂的顺序动作和远程控制。5、液压装置易于实现过载保护。液压缸和液压马达都能长期在失速状态下工作而不会过热，这是电气传动装置和机械传动装置无法办到的。液压件能自行润滑，使用寿命较长。6、由于液压元件已实现了标准
17、化、系列化和通用化，液压系统的设计、制造和使用都比较方便。液压元件的排列布置也具有较大的机动性。7、用液压传动来实现直线运动远比用机械传动简单。液压系统的设计，应是综合考虑动力源、元件、基本回路等方面的因素，除满足整机的动作循环，静、动态性能要求外，还应在技术、经济、节能、降低噪声、减少液压冲击、使用维修、方便可靠等各方面效果最佳。1.4 课题的研究方法和内容在型材生产车间，一般都是采用热锯将钢材锯成所需要的定尺长度。这是因为钢材在局段时，端部断面的几何形状不容易变形，而且热锯比冷锯速度快，节省能量。本次设计的是热锯机液压系统设计。锯切做为型钢生产工艺的重要组成部分，它直接影响到型钢的出厂规格
18、，为了达到要求需要达到一定的准确度,从而影响产品的质量。本次设计的执行动作主要由液压传动来实现的，主要有机座的水平移动、锯片的升降、轧材的卡紧和轨头的夹紧，均采用液压缸做为执行机构。由上得出系统需用四个液压缸来实现其动作。辽宁科技大学本科生毕业设计 第 4 页由于需要对液压缸抬起速度和步进速度进行控制，故需要在升降支路上布置二个单向节流阀，以实现对其进油和回油路的速度调节；同理在机座横移缸系统回路中也加入了用来调速的单向节流阀；在轧材卡紧缸回路中，为了缓和冲击力，在油路上装有安全溢流阀；同时为了避免系统回油和产生一定的背压力在轧材卡紧缸回路和轨头夹紧缸回路中加入了单向阀。为了吸收系统的脉动需加
19、入蓄能器来完善系统。除了蓄能器还需在主回路中加入起调压作用的电磁溢流阀，同时为了使油液在长期工作状态下保持系统需要的质量要求，则需在一些地方加过滤器来保证。2 液压系统的相关设计参数辽宁科技大学本科生毕业设计 第 5 页工艺参数如下：锯切轧材的断面尺寸（高合金钢） 30100mmf锯片直径 1300mm锯片转速 1460r/min锯片最大行程 355mm锯片常用行程 255mm锯片最大上升速度 0.04m/s锯片最大下降速度 0.03m/s锯片质量 90kg机座横移行程 400mm机座横移最大速度 0.15m/s轧材卡紧装置卡紧速度 0.03m/s轧材卡紧装置松开速度 0.06m/s注意：在机座横移时，轨头夹紧装置必须松开，锯机不能进行锯切工作，同时轧材卡紧装置必须呈松开状态，锯片处于上限位置，反之在锯切时，轨头夹紧装置必须夹紧，机座不能移动。
