【正文】 功能、組成和工作特點(diǎn)以及鋼鐵廠的實(shí)際生產(chǎn)要求，設(shè)計(jì)一款驅(qū)動(dòng)鋼包滑動(dòng)水口的液壓系統(tǒng)，對液壓系統(tǒng)提出如下要求：滑動(dòng)水口能夠快速和和慢速的開閉；當(dāng)事故斷電或其它原因要停止?jié)茶T時(shí)，緊急關(guān)閉滑動(dòng)水口，切斷鋼包的鋼水流入中包；大包在澆鑄位置時(shí)，要求在滿足澆鑄條件時(shí)，能打開和關(guān)閉滑動(dòng)水口； 大包轉(zhuǎn)離澆鑄位置或在等待位置時(shí)，要確?；瑒?dòng)水口液壓缸要處于關(guān)閉狀態(tài)；液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，必要時(shí)又可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。 滑動(dòng)水口系列參數(shù)表 國內(nèi)滑動(dòng)水口發(fā)展展望鋼鐵工業(yè)在前進(jìn),滑動(dòng)水口技術(shù)也在發(fā)展,安全、準(zhǔn)確、方便、迅速是滑動(dòng)水口生產(chǎn)發(fā)展的目標(biāo)。彈簧使用壽命不同。毛坯質(zhì)量不同。 國內(nèi)外滑動(dòng)水口比較國內(nèi)生產(chǎn)的滑動(dòng)水口雖然品種很多,并且也出口到國外,但并不代表國內(nèi)水平與國外相接近,二者主要區(qū)別在以下幾方面:材質(zhì)不同。日本新日鐵和黑崎密業(yè)開發(fā)的YP系列滑動(dòng)水口:有螺栓加壓杠桿加壓、風(fēng)動(dòng)板手加壓、油缸預(yù)加壓和掛鉤后加壓并用等。2)雙水口往復(fù)式:即下滑板上安裝兩個(gè)不同口徑的注口,輪換使用,我國馬鞍山鋼廠也曾使用和開發(fā)過此種水口,只是使用的氣壓彈簧和國外不同。滑動(dòng)框架:裝下滑板用,用來平行位移。 滑動(dòng)水口原理所謂滑動(dòng)水口,就是利用安裝在鋼包底部鐵殼外面的兩塊用耐火材料制成的平板(上面的稱上滑板,下面的稱下滑板),并依靠機(jī)械的力量把兩塊板靠緊,達(dá)到近乎沒有間隙的程度。我國滑動(dòng)水口研制工作起步也很早。同時(shí)澆注工藝也要求提供準(zhǔn)確、迅速、安全、可靠的澆注工具,因而促進(jìn)了滑動(dòng)水口澆注工藝的研究開發(fā)。 （7）引錠裝置：引錠裝置包括引錠頭、引錠桿和引錠桿存 放裝置。中間包的功能與作用有：①穩(wěn)定鋼流，減少鋼流對結(jié)晶器中坯殼的沖刷；②使鋼液在中間包內(nèi)有合適的流場和適當(dāng)長的停留時(shí)間，以保證鋼水溫度均勻及非金 屬夾雜物分離上?。虎蹖Χ嗔鬟B鑄機(jī)由中間包進(jìn)行分流；④在多爐連澆時(shí)，中間包中貯存的鋼水在換包時(shí)起到銜接的作用。按鑄坯斷面大小和形狀可分為板坯、大方坯、小方坯、圓坯、異形坯和薄板坯連鑄機(jī)等。引錠鏈的尾部則夾持在拉坯機(jī)的拉輥中，當(dāng)結(jié)晶器中的鋼水達(dá)到要求高度時(shí)，開動(dòng)拉坯機(jī)，以一定的速度把把引錠桿從結(jié)晶器中拉出。1991年生產(chǎn)鑄坯1881萬t, %。1964年6月24日我國第一臺板坯、方坯兼用弧形連鑄機(jī)投產(chǎn),連鑄機(jī)圓弧半徑為6m,寬為1700mm，這是世界上最早的工業(yè)用弧形連鑄機(jī)之一。隨著鋼水處理、澆鑄工藝、設(shè)備結(jié)構(gòu)及檢測、控制技術(shù)不斷完善, 連鑄技術(shù)在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展。 關(guān)鍵詞：連鑄；滑動(dòng)水口；液壓系統(tǒng)AbstractLadle sliding gate is a key equipment of continuous casting machine which is installed at the bottom of molten steel mould. Ladle sliding gate hydraulic system is designed mainly for providing power for ladle sliding gate’s open, close and realize position control. This article elaborates the position of ladle sliding gate, its working principle and introduces how to design the hydraulicallyactuated system according to the technical requirement in detail. It includes the design and calculation of system, the selection of ponents, the design of integrated blocks, the design of the tank, the design of pump station and so on. This system will make the ladle sliding gate open and close at given speed under certain load, realizing the point control: Control the speed of molten steel’s flowing by controling the size of the ladle sliding gate’s opening. At the same time, considering the power off situation, accumulator is set up in system. Although pump stops working, ladle sliding gate can still switch 2 to 3 times in order to prevent the molten steel from cooling solidification in copper mold .The design of hydraulic system can meet the practical production requirements of a certain steel factory.Key words: continuous casting；ladle sliding gate；hydraulic system目 錄中文摘要英文摘要第1章 緒論 1 連鑄設(shè)備發(fā)展概況 1 連鑄工藝簡介 2 滑動(dòng)水口綜述 5 滑動(dòng)水口起源 5 滑動(dòng)水口的發(fā)展 5 滑動(dòng)水口原理 6 滑動(dòng)水口的組成 6 滑動(dòng)水口的分類 7 國內(nèi)外滑動(dòng)水口比較 8 國內(nèi)滑動(dòng)水口發(fā)展展望 9 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 10 設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃表 10第2章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 液壓傳動(dòng)概述 11 液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況 11 液壓傳動(dòng)的基本原理 11 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 12 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 12 明確設(shè)計(jì)依據(jù)進(jìn)行工況分析 13 設(shè)計(jì)依據(jù) 13 負(fù)載分析與運(yùn)動(dòng)分析 14 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 14 計(jì)算液壓缸尺寸 14 計(jì)算系統(tǒng)壓力 16 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 17 選擇基本回路 17 組成系統(tǒng)圖 21 液壓系統(tǒng)原理圖分析 21第3章 液壓元件的選擇 24 油泵的選擇 24 電動(dòng)機(jī)的選擇 25 聯(lián)軸器的選用 26 控制閥的選用 26 壓力控制閥 27 流量控制閥 28 方向控制閥 29 過濾器的選擇 34 蓄能器的選擇 36 冷卻器的選擇 38 管道尺寸的確定 38 油箱容量的確定 40 其他元件的選擇 41第4章 液壓集成油路的設(shè)計(jì) 43 液壓閥塊簡介 43 集成塊的設(shè)計(jì) 43第5章 液壓站的設(shè)計(jì) 46 液壓站的結(jié)構(gòu)形式 46 液壓泵的安裝方式 46 油箱的設(shè)計(jì) 46 油箱有效容積的確定 47 油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 47 51第6章 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 53 系統(tǒng)壓力損失計(jì)算 53 系統(tǒng)效率計(jì)算 54 系統(tǒng)發(fā)熱與溫升的計(jì)算 54第7章 總結(jié) 56參考文獻(xiàn) 57致謝 59IV第1章 緒 論 連鑄設(shè)備發(fā)展概況在推廣氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼之后，鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展，軋鋼生產(chǎn)發(fā)展得很快, 鑄錠與煉鋼的矛盾日趨尖銳。鋼水包滑動(dòng)水口液壓系統(tǒng)主要為滑動(dòng)水口的開啟與關(guān)閉提供動(dòng)力并實(shí)現(xiàn)位置控制。1946年美、英等國第一批工業(yè)性試驗(yàn)連續(xù)澆鑄裝置問世。1990年末, 擁有連鑄機(jī)的國家和地區(qū)已達(dá)89個(gè), 擁有各種類型連鑄機(jī)1360臺, 。為了吸收國外連鑄的經(jīng)驗(yàn), 用先進(jìn)的技術(shù)來改造我們傳統(tǒng)的鋼鐵工業(yè),1978年,該機(jī)的機(jī)械化自動(dòng)化程度較高,工藝裝備配套,代表了國外70年代的水平。我國已經(jīng)形成機(jī)型齊全、規(guī)格較多的連鑄生產(chǎn)體系。這樣，鑄坯不斷被拉出，鋼水連續(xù)的從上注入結(jié)晶器內(nèi)，便形成了連續(xù)鑄坯的過程。 （1）鋼包回轉(zhuǎn)臺：鋼包回轉(zhuǎn)臺設(shè)置在轉(zhuǎn)爐跨與連鑄跨之間，它的本體是一個(gè)具有同一水平高度兩端帶有鋼包支撐架的轉(zhuǎn)臂，繞回轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)。結(jié)晶器要求：①具有良好的導(dǎo)熱性能，能使鋼液在結(jié)晶器內(nèi)迅速凝固成足夠厚度的初生坯殼；②結(jié)構(gòu)剛性好，易于制造、拆裝、調(diào)整和維修方便；③有較好的耐磨性和壽命；④振動(dòng)平穩(wěn)可靠；⑤有足夠的強(qiáng)度和硬度。分為火焰切割和機(jī)械切割兩種。直到20世紀(jì)60年代,隨著耐火材料制造工藝的發(fā)展,為滑動(dòng)水口提供了較理想的材料,同時(shí)連鑄工藝又迫切需要,這才促成了滑動(dòng)水口澆注工藝的全面發(fā)展。雖然當(dāng)時(shí)因各種原因未能成功,但實(shí)踐證明這種思路是正確的,其先進(jìn)性甚至超過了現(xiàn)今的滑動(dòng)水口。當(dāng)上、下注孔錯(cuò)開時(shí),則注口關(guān)閉,澆注作業(yè)停止。防熱罩、防濺板:防止鋼水飛濺和熱輻射。(2)旋轉(zhuǎn)式滑動(dòng)水口上下滑板圓弧形、旋轉(zhuǎn)移動(dòng),分別在鋼包、中間包(定徑多水口)、出鋼口及特殊用途(主要用于有色金屬精密配料上,作為流量控制,其直接安裝在爐壁內(nèi)襯中)上使用。按驅(qū)動(dòng)方式分人力驅(qū)動(dòng):我國有些中小鋼廠滑動(dòng)水口仍用人力驅(qū)動(dòng)。所以國內(nèi)的滑動(dòng)水口使用一段時(shí)間后,變形要比國外嚴(yán)重。液壓密封件不同。價(jià)格不同。為了盡早趕超國際水平,還要在質(zhì)量上下功夫,尤其是元器件的質(zhì)量要提高,這就需要做更多細(xì)致的工作。直到20世紀(jì)30年代它才較普遍地用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械?，F(xiàn)在，我國的液壓元件隨著從國外引進(jìn)一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進(jìn)行自行設(shè)計(jì)，現(xiàn)已形成了系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。其中，油缸做直線運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 這是合理確定液壓執(zhí)行元件的類型、工作范圍、安裝位置及尺寸所必須的。 通常應(yīng)了解如下幾方面：(1)機(jī)器對負(fù)載特性、運(yùn)動(dòng)方程和精度的要求 由分析可知，機(jī)器對工作負(fù)載的類型是阻力負(fù)載，由于活塞桿的工作行程較短，水口打開與關(guān)閉的時(shí)間與整個(gè)周期相比很小，故可忽略摩擦及慣性負(fù)載，認(rèn)為負(fù)載為恒值負(fù)載。 負(fù)載分析與運(yùn)動(dòng)分析負(fù)載分析就是研究一部機(jī)器在工作過程中，它的執(zhí)行部件的受力情況。[7] 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)壓力與流量是液壓系統(tǒng)最主要的兩個(gè)參數(shù)。系統(tǒng)壓力損失包括管路的沿程壓力損失 、局部壓力損失和液壓閥類元件的局部壓力損失。通過改變流量控制閥口的開度來控制流入或流出執(zhí)行元件的流量，調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度?；赜凸?jié)流調(diào)速回路與進(jìn)口節(jié)流調(diào)速比較有以下優(yōu)點(diǎn)：可承受負(fù)向載荷（即和運(yùn)動(dòng)方向相同的負(fù)載），缸有背壓，空氣不易滲入，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；油液通過節(jié)流閥發(fā)熱后直接流回油箱冷卻，溫升較小，可減少對系統(tǒng)泄漏的影響。這種調(diào)速回路泵的泄漏對速度影響很大。2. 油路循環(huán)形式與油源形式的確定液壓系統(tǒng)油路循環(huán)形式有開式和閉式兩種。本系統(tǒng)采用三位換向閥實(shí)現(xiàn)液壓缸的換向，并采用Y型中位機(jī)能，因?yàn)閾Q向閥中位時(shí)希望液控單向閥的控制油路立即失壓，單向閥才能關(guān)閉，定位鎖緊精度高。 液壓系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)原理圖分析自動(dòng)控制回路分析電磁換向閥11處于中位時(shí)，兩個(gè)液控單向閥構(gòu)成液壓鎖。通過設(shè)置壓力繼電器，可以實(shí)現(xiàn)水口開關(guān)的自動(dòng)控制。工作原理如下：正常工作情況下，電磁換向閥12在彈簧作用下處于左位，由于單向閥的單向通流作用，此回路對水口的開啟與關(guān)閉不產(chǎn)生任何影響。所謂液壓泵卸荷，就是讓液壓泵以很小的輸出功率運(yùn)轉(zhuǎn)，或以很低的壓力運(yùn)轉(zhuǎn)，或讓液壓泵輸出很小流量的液壓油。正常工作時(shí)，手動(dòng)換向閥9處于中位，此回路對系統(tǒng)工作不產(chǎn)生影響。正常工作時(shí)，電磁換向閥4通電，處于左位。(2)易于變量 只要改變柱塞行程便可以改變液壓泵的流量，并且易于實(shí)現(xiàn)單向或雙向變量。此外，對于采用單活塞桿液壓缸的系統(tǒng)，要注意活塞外伸和內(nèi)縮時(shí)的回油流量的不同：內(nèi)縮時(shí)無桿腔回油與外伸時(shí)有桿腔回油的流量之比，與兩腔面積之比相等。對于液控單向閥，除了本款換向閥中相關(guān)的注意事項(xiàng)外，為避免引起系統(tǒng)的異常振動(dòng)和噪音，還應(yīng)注意合理選用其泄壓方式：當(dāng)液控單向閥的出口存在背壓時(shí)，宜選用外泄式，其他情況可選內(nèi)泄式。 液控單向閥外形尺寸 液控單向閥安裝尺寸6. 單向閥 單向閥示意圖查表177134，P17483，見［16］，可選：S10A0O型單向閥，參數(shù)如下：通徑10mm； 管式連接；開啟壓力0MPa； ；最大流量：30L/min； 單向閥外形及安裝尺寸 參看P17609,見［16］，可選用：JZQH10L型球芯截止閥，參數(shù)如下：通徑10mm； 公稱壓力：；螺紋連接型； 過濾器的選擇過濾器的選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：(1)具有足夠大的通油能力，壓力損失小，一般過濾器的通油能力大于實(shí)際流量的二倍，或大于管路的最大流量。本設(shè)計(jì)在彎曲的地方可以用管接頭來實(shí)現(xiàn)彎曲。泄油管路：將液壓元件泄露的油液導(dǎo)入回油管或郵箱.控制管路：用來實(shí)現(xiàn)液壓元件的控制或調(diào)節(jié)以及與檢測儀表相連接的管路。在這里取=7。油路板邊長不宜大于 400mm。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修方便，壓力損失小，外形美觀。若產(chǎn)品樣本中的液壓元件配有底板，則樣板可按底板提供的尺寸來制作。3．集成塊上液壓元件的布置。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道﹑集成塊固定螺孔相通。集成塊的視圖比較復(fù)雜，視圖應(yīng)盡可能少用虛線表達(dá)。（1）集中式 這種型式將液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置獨(dú)立于機(jī)器之外，單獨(dú)設(shè)置一個(gè)液壓站。 液壓泵的安裝方式液壓站裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其