1、 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 页热轧运输链钢卷车液压系统设计摘 要钢卷小车广泛用于轧钢工业生产线，是非常重要的轧钢辅助设备。其作用通过小车横向移动和平台垂直升降将小车升降平台上的钢卷送指定的位置完成其他工序，工艺要求托住钢卷的卸卷小车在向外横移过程中不能下降。钢卷车主要结构是由小车本体和转动装置组成。 现在的钢卷运 输设备存在这很多问题，例如运输距离太长、 压力损失大、运动不稳定和运输效率低、寿命短等 问题。 针对这些问题 ，本次 设计对钢卷钢卷运输设备进行了改进，使运输效率大大提高。本文主要 对钢卷运 输小车的液压系统进行了详细的设计，包括液压执行元件，液压阀 ，液压辅助元件等的 设计，
2、使以往的运输设备的一些问题有了很大的改善。关键词：钢卷车；液压系统；电液比例阀辽宁科技大学本科生毕业设计 第 I 页Transport Chain Of Hot-rolled Coil Car Hydraulic System DesignAbstractCoil cars are widely used in industrial production lines Rolling, rolling is very important auxiliary equipment. Its role through the vehicle lateral movement and vertical
3、platform lift car platform will be the coil to send a designated location to complete other procedures, technological requirements of the unloaded coil volume boosting car in the process of transferring from outside can not be dropped. Coil structure is the owner of a vehicle by the car body and the
4、 composition of rotation devices. Coil transport equipment now exist many problems. For example, transport distance is too long, pressure loss, and movement of instability and low transport efficiency, short life expectancy and so on. Address these issues, the design of the steel coil improved trans
5、port equipment, greatly improved the transport efficiency. In this paper, the main transport vehicle of the coil of the hydraulic system design in detail. Including hydraulic components, hydraulic valves, hydraulic components, such as supporting the design, Transport equipment to make the past a num
6、ber of issues has been greatly improved.Key words: Coil car；Hydraulic system,；Electro-hydraulic proportional valve辽宁科技大学本科生毕业设计 第 II 页目录摘要 IAbstract II1 绪论 11.1 前言 11.2 轧制技术的现状及发展 11.3 热轧带钢的工艺过程 21.4 钢卷运输系统32 设计依据 52.1 动作顺序的确定 52.2 给定参数如下 53 工况分析 63.1 运动分析63.1.1 升降运动的加速度和位移分析 63.1.2 横向往返运动的加速度和位移分析
7、73.1.3 循环周期计算 93.2 负载分析103.2.1 垂直方向负载分析 103.2.2 钢卷车水平方向负载分析 124 初步拟定液压系统原理图 145 初步确定液压系统参数 16辽宁科技大学本科生毕业设计 第 III 页5.1 确定液压缸工作压力 16p5.2 确定液压缸主要结构参数165.3 绘制液压工况图 175.3.1 液压缸压力 计算 175.3.2 液压缸流量计算 195.3.3 液压缸功率计算 206 液压元件的计算和选择 216.1 液压缸的计算 216.1.1 液压缸壁厚及材料的确定 216.1.2 活塞杆的校核 216.2 液压马达的选择 226.2.1 马达转矩的计
8、算 226.2.2 液压马达流量和工作压力的计算 236.3 液压泵和电动机的选择 236.3.1 计算液压泵的最高工作压力 23bp6.3.2 确定液压泵的流量 23vq6.3.3 选择液压泵的规格 236.3.4 选择电动机246.4 液压控制阀的选择 246.4.1 电液比例方向阀的选择 246.4.2 其它阀的选择 256.4.3 电液比例控制系统设计计算266.5 油箱有效容积的初步确定296.6 管道尺寸的确定 29辽宁科技大学本科生毕业设计 第 IV 页6.7 蓄能器的选择 296.7.1 类型的选择306.7.2 蓄能器的容积计算 306.7.3 过滤器的选择 327 液压系统
9、性能验算 337.1 液压系统压力损失 337.2 液压系统的发热及升温计算 367.2.1 液压系统的发热功率 367.2.2 计算散热功率 367.2.3 冷却器所需要冷却面积的计算 378 集成块设计 388.1 块体结构388.2 结构尺寸的确定 388.3 封堵工艺38结 论 40致 谢 41参考文献 42辽宁科技大学本科生毕业设计 第 0 页1 绪论1.1 前言在国民经济中应用最广，用量最大的是金属材料，而其钢的用量占金属材料的 85%左右。钢具有强度高、韧性好、易加工和焊接等特性，所以它是一种优良的结构材料。改变钢中的含金元素及其数量可以获得各种不同性能的合金钢，从而满足制造各种
10、工具和设备的要求。此外，由于铁矿石贮藏丰富，便于冶炼和加工，可以进行大规模工业化生产，因此钢铁工业成为国民经济的重要基础工业。冶金工业的迅速发展，对大型机械设备的性能和使用条件提出了许多新的要求，在更高的层次上，要求设备能满足高速、重载、长寿命，自动化和精密控制的要求，由此涉及到许多结构问题和关键的力学问题。另一方面，计算机技术的发展和应用， 促进了力学问题研究方法和研究体系的变化，以现代化设计计算理论代替过去的经典力学的计算方法，已显得十分重要。1.2 轧制技术的现状及发展热轧板带钢生产一直是轧制行业中高新技术应用最为集中、人们最为关注的领域。新世纪到来之际，回顾过去，展望未来，将有利于我们
11、把握方向，追踪国际上的进展，不断提高我国热轧板带钢生产的技术水平，努力促使热轧板带生产成为我国从钢铁产量大国向钢铁技术强国迈进的排头兵。板带材主要用于冲制各种零部件，因此要求精度高，板型平直，以利用提高冲模寿命和冲压件的精度。板带材出对厚度和板型精度要求外，由于板带要进行涂镀加工，因而对钢板表面粗糙度也有特殊的要求。20 世纪 6070 年代完成了轧钢设备的大型化、高速化、连续化和自动化。80 年代以来，轧制技术发展的主要目的是提高轧制精度、性能，扩大品种，降耗增效，并进一步扩大连续化。伴随着近些年来相关技术领域的技术进步，热带连轧生产中的高精度轧制技术、智能化轧制技术、规格轧制技术、自由程序
12、轧制技术、热带无头轧制技术、组织性能控制技术等新技术的发展与应用情况入手，热轧带钢生产和研究领域新技术层出不穷。辽宁科技大学本科生毕业设计 第 1 页1.3 热轧带钢的工艺过程带钢热连轧生产，按照主要工序的先后，一般分为四个区：加热区、粗轧区、精轧区和卷取区。生产工艺过程按照下列工序进行：板坯准备板坯加热粗轧精轧轧后冷却卷取精整。下面对各个工序进行简要说明：（1）板坯准备。板坯由炼钢连铸车间的连铸机出坯辊道直接送到热轧车间板坯库，直接热装的钢坯送至加热炉的装炉辊道装炉加热，不能直接热装的钢坯由吊车吊入保温坑，保温后由吊车吊运至上料台架，然后经加热炉装炉辊道装炉加热，并留有直接轧制的可能。连铸板
13、坯由连铸车间通过板坯上料辊道或板坯卸料辊道运入板坯库，当板坯到达入口点前，有关该板坯的技术数据已由连铸车间的计算机系统送到了热轧厂的计算机系统，并在监视器上显示板坯有关数据，以便工作人员进行无缺陷合格板坯的核对和接收。 （2）板坯加热。当连铸和热轧的生产计划相匹配时，合格的高温连铸板坯通过加热炉上料辊道运到称量辊道，经称重、核对，进入加热炉的装炉辊道，板坯在指定的加热炉前测长、定位后，由装钢机装入加热炉进行加热，加热到设定温度后，准备出炉。在距加热炉出料端一定距离处安装出炉检测器，用来检测板坯是否前进到加热炉出口，当板坯使出炉检测器接通时，步进梁就自动停止前进，并周期地上抬下放，以使加热均匀，
14、直到出炉。（3）粗轧。加热好的板坯按照计算机设定的轧制节奏，由抽钢机从炉内托出，并且被放置在出炉辊道中心线上，向粗轧区运送。加热好的板坯出炉后通过输送辊道输送，经过高压水除鳞装置除鳞后，将板坯送入定宽压力机根据需要进行侧压定宽。然后由辊道运送进入第一架二辊可逆粗轧机轧制及第二架四辊可逆粗轧机进轧制，根据工艺要求将板坯轧制成厚度约为 30-60mm 的中间坯。R3 、 R4 机架前均设有高压水除鳞装置，在各粗轧机前的立辊轧机可对中间坯的宽度进行控制。在 R2 与飞剪之间设有中间废坯推出装置，用于将中间废坯推到中间辊道的操作侧台架上。中间坯由带保温罩的中间辊道输送到切头飞剪处切头、切尾，保温罩有利
15、于减少辽宁科技大学本科生毕业设计 第 2 页中间坯的热量损失和带坯头尾温差。飞剪前设有边部加热器，边部加热器可减少中间坯边部与中间部位的温度差，提高带钢性能的均匀性，提高轧件板型质量。（4）精轧。带坯一离开粗扎机组，计算机开始设定精轧有关参数，并将轧件送入中间辊道，轧件由设置在精轧机入口侧的切头剪切去不规则头部，根据成品规格，有的还需要切去尾部以便可以是轧件顺利地通过精轧机组，经过高压水除鳞装置去掉粗轧之后生成的二次氧化铁皮进入精轧机组进行连轧。一般带钢的终轧温度控制在 850左右。精轧机组的穿带速度、加速度、最大轧制速度、各机架压下量、工作辊窜辊行程、各机架弯辊力等均由计算机控制系统按轧制带
16、钢的品种和规格进行计算和设定实现板形的闭环控制。为了有效的控制带钢质量，在 F7 精轧机出口处设有凸度、平直度、厚度、宽度、温度等轧线检测仪表。（5）轧后冷却。带刚从精轧机架炸出之后，进入卷取之前，在输出辊道上由带钢层流冷却系统采用相应的冷却制度，将热轧带钢由终轧温度冷却到规定的卷取温度。带钢的冷却方式，冷却水量都由计算机根据不同钢种、规格、终轧温度、卷取温度进行计算设定和控制，卷取温度一般控制在 650左右。（6）卷取。当卷取机咬入带钢之前即穿带时，输出辊道、夹送辊、助卷辊和卷筒的速度均超前于末机架轧制速度；当带钢被卷取机咬入以后，输出辊道、夹送辊、卷取机随精轧机同步进行升速轧制；当带钢尾部
17、离开末机架后，输出辊道、夹送辊要减速即滞后于卷取机卷取速度直到热轧钢卷尾部。（7）精整。精整加工线上有纵切机组、横切机组、平整机组。1.4 钢卷运输系统充分了解常用的运输设备，通过合理布置生产设备来改进工艺流程，以便最经济地采用运输设备，这是十分重要的。在设计和选择运输设备时，必须考虑尽量减少事故危险，这是某一运输设备好坏的出发点之一，还有钢带的无损伤运输也是重点考虑的一个方面。早些年前主要采用吊车运输方式，但是吊车是起重工具，而不是运输工具。吊车的有效负载与自重之比很低，正由于这种原因，又出现许多运输设备，如串杆是搬运辽宁科技大学本科生毕业设计 第 3 页小车、前叉式装卸车、侧面叉式装卸车等
18、无轨运输方式，不仅能够减轻吊车负担，而且能够提高经济效益。在现代的热轧生产线上，钢卷运输机构可分为两类：卧卷式运输机和立卷式运输机。为了避免钢卷翻转后的垂直放置造成带钢折边从而影响成品的质量，目前已热轧生产线上采用钢卷卧式运输方式。因此运输连上通常具有一系列用于固定钢卷防止其滚动的马鞍座，每个马鞍座下设有升降行走机构，称之为钢卷运输小车。钢卷的运输系统的机械设备主要包括钢卷车系统，往返小车系统和液压系统。本次设计的着重点是热轧运输连钢卷车系统。结构如图 1.1 所示。图 1.1 钢卷车结构示意图钢卷升降运输小车广泛用于轧钢工业生产线，是地下卷取机的关键设备,该钢卷小车具有精度高、结构紧凑、运行
19、平稳等优点。它的结构根据不同生产线的需要可以设计成不同的类型，行走机构是十分重要的组成部分。其作用: 通过小车横向移动和平台垂直升降将小车升降平台上 20t 左右的钢卷送入开卷机上进行后继的工序的矫直和剪切或其他工序。工艺要求托住钢卷的卸卷小车在向外横移过程中不能下降，卸卷小车的升降是用液压缸来完成的，横移采用液压马达控制。液压传动与机械传动相比，液压传动更容易实现其运动参数(流量)和动力参数(压力)的控制。由于具有传递效率高，可进行恒功率输出控制，功率利用充分，系统结构简单，液压传动在工程机械中得到了广泛的应用。几乎所有工程机械装备都能见到液压技术的踪迹，其中不少已成为主要的传动和控制方式。
20、极限负荷调节闭式回路，发辽宁科技大学本科生毕业设计 第 4 页动机转速控制的恒压，恒功率组合调节的变量系统开发，给液压传动应用于工程机械行走系提供了广阔的发展前景。2 设计依据2.1 动作顺序的确定本机用于钢卷的远距离运输，液压缸升起后托起钢卷向前行走，到达指定位置后卸卷返回，循环动作，其具体工作过程如下：上升动作：启动加速上升匀速上升减速上升制动。横向前进：启动加速前进匀速前进减速前进制动。下降动作：反向启动加速下降匀速下降减速下降制动。横向返回：反向启动加速返回匀速返回减速返回制动。2.2 给定参数如下钢卷重 25 T0m钢卷车升降高度 300 mmhs钢卷车横移行走距离 10 ml钢卷车升降缸上升速度 55 mm/s1v钢卷车升降缸下降速度 93 mm/s2钢卷车行走马达转速 400 r/minmn小车横向行走是靠车轮和轨道，启动、制动的时间均为 =0.5 s。示意图如图t1.1：
