【正文】 在此對(duì)陳老師致以深深的謝意和崇高的敬意。，操作簡(jiǎn)單，且能遠(yuǎn)距離操作，便于安全操作，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。由式()得： =(Mpa)所以推進(jìn)部分系統(tǒng)控制元件的壓力損失為： (MPa)2)回轉(zhuǎn)部分系統(tǒng)控制元件的壓力損失閥10是三位四通電液換向閥，300L/min。所以進(jìn)油路由式()得： =(Mpa)回油路由式()得： =(Mpa)閥11是疊加式疊加式液控單向閥，200L/min?！?則油箱和油管的散熱功率為：由此可見，油箱的散熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足系統(tǒng)散熱的要求，因此不需要另設(shè)冷卻器。1. 液壓系統(tǒng)的總輸入功率 =KW =FS+TWt=+16105016=12382W 式中 ： ———工作周期s； 、———分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)的數(shù)量； 、———分別為第臺(tái)泵的實(shí)際輸出壓力、流量、效率； ———第臺(tái)泵工作時(shí)間s； 、———液壓馬達(dá)的外載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速工作時(shí)間 、rad/s、s； 、———液壓缸外載荷及此載荷時(shí)的行程 N、m。 蓄能器是液壓系統(tǒng)中用于儲(chǔ)存壓力能的裝置。 b. ，工作壓力為14Mpa，查表選取型號(hào)為4WEH16三位四通電液換向閥，最大流量300L/min，最高使用壓力35Mpa。 閥類元件的選擇 液壓閥的選取原則閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。2)泵的流量的確定本系統(tǒng)在工進(jìn)時(shí), 由于液壓缸沒有進(jìn)給運(yùn)動(dòng),所以泵的流量按快進(jìn)、快退時(shí)所需的流量來計(jì)算確定。 推進(jìn)系統(tǒng)油液流動(dòng)情況如下： 進(jìn)油路：液壓泵→→電液換向閥9(右位)→→→液壓馬達(dá)； 回油路：液壓馬達(dá)→→→電液換向閥9(左位)→濾油器2→油箱。使5YA斷電，3YA通電。 開鐵口機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 繼電器、行程開關(guān)及各換向閥動(dòng)作順序表 動(dòng)作順序元件動(dòng) 作動(dòng)作順序元件YJ1YA2YA3YA4YA5YA開鐵口機(jī)旋轉(zhuǎn)到爐口++推進(jìn)部分開始工作+++打鐵口完成退出鐵口++開鐵口機(jī)回轉(zhuǎn)++開鐵口機(jī)回到停放位置+停 止注：+()表示換向閥交替換向。同樣這一系列順序動(dòng)作也可通過行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。采用三位四通換向閥實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)的換向。換向方式確定:為了便于開鐵口機(jī)的回轉(zhuǎn)部分在打鐵口時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使調(diào)整方便，所以采用三位換向閥。 活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算在液壓缸處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，活塞桿受到的軸向負(fù)載力小于穩(wěn)定臨界力時(shí)，由于初始撓度的存在，活塞桿將同時(shí)受到壓縮和彎曲。這里采用蓄能器。作用是防止油液的的泄漏及外界塵埃和異物的侵入，保證液壓設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 液壓缸強(qiáng)度校核 液壓缸聯(lián)接方式及材料選擇 一般情況下缸體、缸蓋采用45號(hào)鋼，缸體并調(diào)質(zhì)到242285HB，缸體內(nèi)徑采用H8配合，缸蓋端按7級(jí)精度選取。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過小，將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保留有一最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。啟動(dòng)和加速階段 =80(mm)恒速階段 =800(mm)減速和制動(dòng)階段 =80(mm)進(jìn)一步可計(jì)算出液壓缸在進(jìn)給階段的速度大小。一般機(jī)械=~；本系統(tǒng)各取1s,回轉(zhuǎn)機(jī)械一般取=2~10(),取=~ m/； ———回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件對(duì)機(jī)身回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()；而 () ———回轉(zhuǎn)半徑(m)，可由下式進(jìn)行估算。 推進(jìn)部分液壓系統(tǒng)原理圖1,2濾油器；3液壓泵；4溢流閥；5單向閥；6三位四通電液換向閥；7疊加式節(jié)流閥；8液壓馬達(dá) 回轉(zhuǎn)部分從停放位置到工作位置需旋轉(zhuǎn)105176。 液壓馬達(dá)工作壓力的計(jì)算其實(shí)際工作壓力可由下式進(jìn)行計(jì)算： ()式中 ———液壓馬達(dá)的載荷轉(zhuǎn)矩；———液壓馬達(dá)每轉(zhuǎn)排量()； ———液壓馬達(dá)的機(jī)械效率，此處取。據(jù)此可進(jìn)行下面推進(jìn)部分液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)釬部分由液壓馬達(dá)提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；沖擊部分通過液壓缸提供動(dòng)力，活塞桿正反運(yùn)動(dòng)，高頻率地沖擊鉆桿尾部；推進(jìn)部分也由一個(gè)送進(jìn)液壓馬達(dá)通過鏈條為鉆桿提供一個(gè)鉆進(jìn)的推進(jìn)力；回轉(zhuǎn)部分液壓缸活塞桿的伸縮驅(qū)動(dòng)，使回轉(zhuǎn)臂實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以使整機(jī)轉(zhuǎn)到工作位置或停機(jī)位置。另外,目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)高爐均已采用全液壓矮身泥炮堵塞出鐵口,選用全液壓開鐵口機(jī)可以和泥炮共用液壓泵站,因此,全液壓開鐵口機(jī)必將成為其他各種開鐵口機(jī)的替代產(chǎn)品。大臂轉(zhuǎn)動(dòng)是電機(jī)變速后帶動(dòng)回轉(zhuǎn)，因其為全電動(dòng)，電機(jī)使用壽命不長(zhǎng)，近年來在使用中已逐步改為電動(dòng)轉(zhuǎn)臂、氣動(dòng)鉆削、氣動(dòng)前進(jìn)后退。它集旋轉(zhuǎn)、振打、逆打、吹掃為一體，鉆桿、鉆頭、水霧化為一體，整機(jī)各部位結(jié)構(gòu)緊湊，克服了其它機(jī)型在加大沖擊功，加大扭矩情況下易松動(dòng)的問題。 隨著高爐的大型化和現(xiàn)代化的進(jìn)程，對(duì)開鐵口機(jī)的要求也在不斷的提高，特別是近年來，我國(guó)一批大型高爐開始引進(jìn)消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，使我國(guó)高爐爐前設(shè)備的硬件水平進(jìn)入一個(gè)新的階段。開鐵口機(jī)從回轉(zhuǎn)開始工作到工作結(jié)束回到停放位置，均采用液壓全自動(dòng)控制，不需人工干預(yù)，提高了開孔能力和開孔速度，適應(yīng)了現(xiàn)代化大型高爐的要求。4)20世紀(jì)末，DDS公司與PW公司重組，組建為TMT公司。 日本岡崎工業(yè)株式會(huì)社—框架式框架式開鐵口機(jī)：該開鐵口機(jī)主機(jī)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)在高爐框架立柱上，整套機(jī)構(gòu)為全氣動(dòng)式；德國(guó)DDS公司—立柱高架式開鐵口機(jī)：該開鐵口機(jī)有一龐大立柱，轉(zhuǎn)臂以此為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 全液壓開鐵口機(jī) 與風(fēng)動(dòng)開鐵口機(jī)相比較,液壓鑿巖機(jī)鉆削、沖打能量大,工作可靠,結(jié)構(gòu)緊湊輕便,可省去專用空壓機(jī),液壓開鐵口機(jī)可以和液壓泥炮共用一個(gè)液壓泵站,節(jié)省投資,特別是由于鉆削和沖打的能量大,開孔速度明顯加快,可大大減少鉆桿和鉆頭的消耗。沖擊部分的沖擊頻率40～50HZ，而沖擊能量為250～300J。 開鐵口時(shí)，～,反退速度為1m/s，工作周期16～18mm。 快退時(shí)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速的計(jì)算由式()可得 式中 ———快退時(shí)鉆頭的反退速度,即鏈輪的反退速度。采用三位換向閥，此時(shí)推進(jìn)部分處于中位，就能滿足這些要求，同時(shí)推進(jìn)部分有前進(jìn)和后退運(yùn)動(dòng)，要求液壓馬達(dá)有正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以采用三位四通換向閥來控制。 開鐵口機(jī)回轉(zhuǎn)部分示意圖 。 ()式中 ———沖擊頻率(HZ)； ———由釬桿到炮泥的傳遞系數(shù)，； ———鉆頭直徑(cm)，8cm； ———釬頭換算系數(shù)，查《礦山機(jī)械手冊(cè)》取=； ———破碎單位體積炮泥所需能量(J)，查《礦山機(jī)械手冊(cè)》取=60J。 液壓缸工作面積的計(jì)算①液壓缸有效工作面積(㎡)液壓缸內(nèi)徑=(m) 所以，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)—液壓分冊(cè)》按冶金設(shè)備用UY型液壓缸系列（GB/T 23481993),選UYWE2012596025取標(biāo)準(zhǔn)值D=，活塞桿直徑d=。④活塞桿的長(zhǎng)度活塞桿的長(zhǎng)度應(yīng)大于最大工作行程、活塞的寬度、缸頭、缸蓋及隔套C的長(zhǎng)度之和。耐磨鑄鐵的導(dǎo)向套，用耐摩材料做，前端蓋用碳素鋼制成，這樣摩擦阻力小，使用壽命長(zhǎng)，導(dǎo)向環(huán)的溝槽容易加工，磨損后更換也比較方便。④緩沖裝置緩沖裝置防止和減少液壓缸活塞及活塞桿等運(yùn)動(dòng)部件在運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)缸底或端蓋的沖擊，在它們行程終端實(shí)現(xiàn)速度的遞減，直至為零。 ()式中 ———液壓缸最大工作壓力(Mpa)； ———缸筒內(nèi)徑(m)； ———缸筒材料的許用應(yīng)力；=，為材料抗拉強(qiáng)度，本液壓缸的材料選用45鋼，45鋼的=600，n為安全系數(shù)，一般取n=5，所以=600/5=120Mpa。從而可以繪制出此液壓缸的裝配圖，如附圖所示。采用三位四通換向閥實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)的換向。即開鐵口機(jī)從停放位置到爐口，打開鐵口再回到停放位置，整個(gè)過程不需人工干預(yù)，液壓巖機(jī)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、推進(jìn)，打開鐵口后自動(dòng)停沖、停鉆，反退、最后開鐵口機(jī)轉(zhuǎn)臂自動(dòng)快速回到初始位置。同時(shí)對(duì)本系統(tǒng)的壓力控制也相當(dāng)重要，在各支路進(jìn)油處設(shè)置壓力表，以隨時(shí)觀察其油路的壓力。 電液換向閥10控制著各工作機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)。推進(jìn)系統(tǒng)油液流動(dòng)情況如下： 進(jìn)油路：液壓泵3→→電液換向閥9(左位)→→→液壓馬達(dá)； 回油路：液壓馬達(dá)→→→電液換向閥9(右位)→濾油器2→油箱。6 液壓元件的選擇及輔助裝置的確定 液壓泵的選擇①推進(jìn)部分所需液壓泵的流量 由推進(jìn)部分設(shè)計(jì)可知， (L/min)②回轉(zhuǎn)部分所需液壓泵的流量1)泵工作壓力的確定泵的工作壓力可按缸的工作壓力加上元件的壓力損失來確定，所以只有等到計(jì)算完系統(tǒng)壓力損失后，才能最終確定。 所以所選液壓泵符合要求。②電液溢流閥的選擇 電液溢流閥(、)，工作壓力16Mpa，選取該閥的型號(hào)為DBW10B25X/20，額定流量250 L/min，調(diào)壓范圍5~20Mpa。②回轉(zhuǎn)系統(tǒng)油管內(nèi)徑的確定 ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)液壓分冊(cè)》取管內(nèi)允許流速=。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)液壓分冊(cè)》。前面初步確定了郵箱的各個(gè)邊長(zhǎng)也可根據(jù)安裝的空間大小及安裝器件的位置大小進(jìn)行調(diào)整。1)推進(jìn)部分系統(tǒng)控制元件的壓力損失9是三位四通電液換向閥，300L/min。由式()得： =(Mpa)(MPa) 快退時(shí)壓力損失的驗(yàn)算①管路沿程壓力損失1)推進(jìn)部分的系統(tǒng)沿程損失，所以油液流速可由下式計(jì)算： (m/s) 故管中的流態(tài)為層流，沿程阻力系數(shù)為： 進(jìn)油管上的壓力損失可由式()得：(MPa)所以推進(jìn)部分系統(tǒng)的沿程損失為：(MPa)2)回轉(zhuǎn)部分的系統(tǒng)沿程損失，所以油液流速可由下式計(jì)算：判斷管中油液的流態(tài)(m/s) 故管中的流態(tài)為層