【正文】 18 液壓缸工作面積的計算 18 液壓缸尺寸的計算 19 液壓缸強度校核 20 液壓缸聯(lián)接方式及材料選擇 20 缸筒壁厚和外徑計算 21 活塞桿強度驗算 22 液壓缸固定螺栓的校核計算 23 液壓缸工作壓力、流量和功率的計算 24 液壓缸工作壓力的計算 24 液壓缸輸入流量的計算 24 液壓缸輸入功率的計算 25 液壓系統(tǒng)圖的擬定 255 總液壓系統(tǒng)圖的確定 26 總液壓系統(tǒng)的分析 27 液壓回路的選擇 27 總液壓系統(tǒng)原理圖的確定 27 總液壓控制系統(tǒng)組成及控制原理 30 總液壓系統(tǒng)控制下的自動作業(yè)過程 31 總液壓系統(tǒng)鉆孔前的控制過程 31 總液壓系統(tǒng)在鐵口鉆穿后的控制過程 316 液壓元件的選擇及輔助裝置的確定 32 液壓泵的選擇 33 閥類元件的選擇 34 液壓閥的選取原則 34 液壓閥的選擇 35 液壓輔件的確定 36 油箱容積的確定 37 油管尺寸的確定 37 38 39 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率的計算 40 液壓系統(tǒng)的散熱功率的計算 417 液壓系統(tǒng)性能的驗算 42 系統(tǒng)壓力損失的驗算 43 快進時壓力損失的驗算 43 工進時壓力損失的驗 46 快退時壓力損失的驗算 47 總壓力損失的確定 50 閥及壓力繼電器調(diào)整壓力的確定 51結(jié) 論 51致 謝 52參考文獻 531緒論 開鐵口機是高爐出鐵時打開鐵口的重要機械，它的可靠性和使用性能直接關(guān)系到高爐的生產(chǎn)效率。2005年1月，三峽工業(yè)設(shè)計研究院組織專班成立項目組，走科研與生產(chǎn)結(jié)合道路，用了近半年時間對使用CHY4000A型全液壓開口機現(xiàn)場進行觀察、跟蹤、了解，對泥炮、鐵口、鉆頭、鉆桿、開口機給進機構(gòu)以及風(fēng)壓、水壓、油壓等進行了反復(fù)研究、解剖、試驗、分析，終于在2006年逐一解決了以上六個重點問題，并研究開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)CHY4000A型全液壓開口機，該機主要針對2000m3以上高爐的爐前開鐵口作業(yè)。開鐵口機、行走馬達為全氣動式；美國喬伊公司生產(chǎn)的開鐵口機是一種全電動開鐵口機：該開鐵口機打開鐵口后能自動退回原位，具有電動進給、電動鉆削、無沖擊振打功能。與氣動式開鐵口機相比,全液壓開鐵口機鉆削開口的工作油壓是風(fēng)動開鐵口機風(fēng)壓的20~30倍,故鉆削、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,節(jié)省投資；與電動開鐵口機相比較,開口速度明顯加快,開出的孔道平直光滑。而本機的液壓系統(tǒng)主要包括沖擊部分、轉(zhuǎn)釬部分、推進部分和回轉(zhuǎn)部分共四部分的液壓控制系統(tǒng)。鏈條帶動的小車及鑿巖機總重量約1500kg，鏈條節(jié)距p=,齒數(shù)z=17。額定壓力16Mpa,轉(zhuǎn)速10~200r/min，額定轉(zhuǎn)矩1815，機械效率。繼而可以初步繪出推進部分的液壓系統(tǒng)原理圖。所以由式()可得 =(KN)②開鐵口機快進階段的負載 ()式中 ———動摩擦阻力，查《機械設(shè)計手冊液壓分冊》及根據(jù)工廠經(jīng)驗取其摩擦系數(shù)為=；———開鐵口機慣性力，其大小可按下式計算 ()———回轉(zhuǎn)運動部件總慣性力矩； ———起動或制動過程中角速度增量()； ———起動或制動時間(s)。(s)再根據(jù)液壓缸活塞桿行程960mm，可大致計算出液壓活塞桿在每個工作階段的行程。②最小導(dǎo)向長度H當(dāng)活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到導(dǎo)向套滑動面中點的距離稱為最小導(dǎo)向長度H。所以考慮實際工作環(huán)境和連接的需要，=960+700+82=1742mm。②活塞的密封活塞與缸筒之間采用組合密封裝置，提高密封性能，降低摩擦阻力無爬行現(xiàn)象；具有耐摩，安裝溝槽簡單，裝拆方便。緩沖過程中避免出現(xiàn)壓力脈沖及過高的緩沖腔壓力峰值，使壓力的變化為漸變過程。②缸筒外徑缸筒壁厚確定后，由下式可計算出缸筒外徑： 查表取其標準值。液壓缸在工作循環(huán)各階段的工作壓力如下：快進階段 恒速階段 工進階段 =(Mpa)快退階段 =(Mpa) 液壓缸輸入流量的計算快進快退速度均為v=；工進速度v=0m/s；則液壓缸各階段的輸入流量如下：快進階段 快退階段 （m3/s） 液壓缸輸入功率的計算液壓缸在各階段的輸入功率如下：快進階段 =(KW)快退階段 =(KW) 液壓系統(tǒng)圖的擬定 確定執(zhí)行元件的類型:根據(jù)這部分系統(tǒng)的特點和快進快退速度相同，所以可選用無桿腔面積等于兩倍的有桿腔面積的液壓缸。②回轉(zhuǎn)部分液壓缸回路 由開鐵口機回轉(zhuǎn)部分運動過程知，該部分要求實現(xiàn)快進、快退、停止動作。打完鐵口，推進馬達需反轉(zhuǎn)，迅速將鉆進部分帶出鐵口，然后推進部分也停止工作，回轉(zhuǎn)快速縮回，帶動開鐵口機回到停放位置。經(jīng)過上面的分析，便可擬定出本開鐵口機完整的液壓系統(tǒng)原理圖,，同時列出電液鐵和行程開關(guān)、換向閥的動作順序表()。1YA通電，電液溢流閥不卸荷，開鐵口機旋轉(zhuǎn)對準爐口，使2YA斷電，4YA通電；推進馬達帶動鉆進部分運動接近爐口，讓4YA繼續(xù)通電。當(dāng)鐵口被鉆穿時由于推進負載在穿孔的瞬間突然降低至接近于零，推進速度突然大幅度升高，節(jié)流閥的出口壓力在瞬間升高，當(dāng)油液壓力達到調(diào)定值，壓力繼電器14動作，4YA斷電，5YA通電，換向閥9換向，鉆進部分在馬達的帶動下開始回退。 =+4=(Mpa)式中 ———各個閥的壓力損失之和。若取油路的壓力損失=，液壓泵的總效率=，則電動機的功率為 (KW)查電動機產(chǎn)品選用Y2280S4型異步電動機，額定功率75KW，轉(zhuǎn)速為1480r/min，%。④三位四通電液換向閥的選擇 ，該部分系統(tǒng)的工作壓力為15Mpa，查表選取型號為4WEH16的三位四通電液換向閥，最大流量300L/min，最高使用壓力35Mpa。③主系統(tǒng)部分共用油管內(nèi)徑的確定推進部分和轉(zhuǎn)釬部分的系統(tǒng)同時工作時，(L/min)，取=，所以由式()得 查《機械設(shè)計手冊液壓分冊》,可按標準選取外徑d=50，公稱壓力的無縫鋼管。計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 式中 ： ———液壓系統(tǒng)的總輸入功率W； ———輸出的有效功率W。查表取油溫，環(huán)境溫度為。由式()得： =(Mpa)所以推進部分系統(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。進油路由式()得： =(Mpa)，140L/min， L/min。 通過對本液壓開鐵口機液壓系統(tǒng)的整體分析設(shè)計，可以得出以下結(jié)論：，能快速打開快干無水炮泥的鐵口，同時可減小泥炮打泥阻力。致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計論文是在陳曉紅老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在畢業(yè)設(shè)計期間陳老師嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)作風(fēng)、扎實勤勉的工作態(tài)度和誨人不倦的品質(zhì)，時刻激勵著我認真完成畢業(yè)論文。在此也向在百忙之中抽出寶貴時間評審我論文的各位教師表示感謝。，本開鐵口機在液壓系統(tǒng)的控制自動退讓，從而大大減小設(shè)備被鐵水飛濺的可能，延長設(shè)備的使用壽命。進油路由式()得： =(Mpa)回油路由式()得： =(Mpa)閥11是疊加式疊加式液控單向閥，300L/min。所以進油路由式()得： =(Mpa)，140L/min。7 液壓系統(tǒng)性能的驗算 系統(tǒng)壓力損失的驗算 快進時壓力損失的驗算①管路沿程壓力損失1)推進部分的系統(tǒng)沿程損失 根據(jù)工藝布置估算該部分系統(tǒng)的進油管長度為3m，管徑為34mm，選用46＃抗磨液壓油，工作溫度下的粘度，密度。因此液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率為： W 液壓系統(tǒng)的散熱功率的計算油箱用以儲存油液，以保證供給液壓系統(tǒng)充分的工作油液，同時還具有散熱，使?jié)B入油液中的空氣逸出以及使油液中的污染物沉淀等作用。應(yīng)用于間歇需要大流量的系統(tǒng)中，達到節(jié)約能量、減少投資的目的。⑤疊加式節(jié)流閥的選擇，查表根據(jù)工作壓力選取其型號為Z2FS16。溢流閥按液壓泵的最大流量選??；選擇節(jié)流閥時，應(yīng)考慮最小穩(wěn)定流量要滿足本系統(tǒng)該部分最低穩(wěn)定速度的要求。同時液壓缸采用差動連接，活塞桿面積約等于有桿腔有效面積，故在速度相同的情況下，快退需要的流量等于快進所需的流量。②轉(zhuǎn)臂自動快速退讓。開鐵口機回轉(zhuǎn)到停放位置，使3YA失電，開鐵口機停止運動。 總液壓控制系統(tǒng)組成及控制原理。在打開鐵口后，為了避免鐵水飛濺到設(shè)備上，推進部分需快速反向運動，帶動鉆進部分退出鐵口。為了保持開口機旋轉(zhuǎn)動作的平衡性，在進、回油路上采用疊加式節(jié)流閥控制。閥的中位機能的選擇對保證系統(tǒng)工作性能有很大作用，能保證開鐵口時,活塞桿不縮回,直到開鐵口機順利打開出鐵口，此處選擇“Y”型中位機能，使換向閥處于中位時油液完全流回油箱，不對疊加式疊加式液控單向閥產(chǎn)生推力。本系統(tǒng)液壓缸可按下式進行強度驗算： ()式中 ———活塞桿外徑； ———液壓缸最大推力(或拉力)；———活塞桿材料的許用應(yīng)力；=，其中為材料的屈服極限，這里取，為安全系數(shù)，通常取。⑤缸筒的連接方式缸筒與缸底采用焊接的方式進行連接，而缸筒與缸蓋本處采用螺栓進行連接。 活塞與活塞桿之間采用間隙密封，配合之間的密封為固定密封，采用O型圈密封，密封槽開在活塞桿上?；钊捎媚湍ヨT鐵，活塞外徑對內(nèi)孔的徑向跳動公差值按7級精度選取，端面對內(nèi)孔軸線垂直公差值按7級精度選取，外徑的圓柱度公差值按10級精度選取。對于一般的液壓缸，當(dāng)液壓缸的最大行程為L，缸筒直徑為D時，最小導(dǎo)向長度可由下式計算。 =160 =160 、所示液壓缸的速度與時間工況圖、。 =(m)由式()可得 ()由式()可得 =(KN)由式()得 =(KN)③開鐵口機恒速階段的負載 ===(KN)④減速制動階段的負載其大小可由以下公式計算: ===)⑤開鐵口機工進階段的負載 ()=+=(KN)⑥開鐵口機快退階段的負載==(KN)將以上計算的數(shù)據(jù)列于表格()。的角度，旋轉(zhuǎn)時間12～14