【導(dǎo)讀】鑄機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備之一。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。本文主要針對(duì)鋼包滑動(dòng)水口的功能、組成、工作特點(diǎn)以及鋼鐵廠的實(shí)際生產(chǎn)要求，主要包括系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算以及液壓元件的。選型、液壓集成塊的設(shè)計(jì)、油箱的設(shè)計(jì)、泵站的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)驗(yàn)算等。的大小，從而控制鋼水流下的速度。此外系統(tǒng)中還設(shè)置了蓄能器回路，使系統(tǒng)在泵停。止工作時(shí)滑動(dòng)水口仍能立即關(guān)閉，防止事故的發(fā)生。

　　

【正文】 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 43 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及參數(shù) 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的要求 （ 1）系統(tǒng)可以正常的工作完成所需要的相應(yīng)的動(dòng)作； （ 2）安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、操作方便、維護(hù)容易； （ 3）發(fā)熱及噪聲較低、閥塊及閥站布局合理； （ 4）閥塊及閥站布局合理、緊湊美觀。 設(shè)計(jì)參數(shù) （ 1）滑動(dòng)水口液壓缸：最大負(fù)載 200KN，行程 250mm （ 2）滑動(dòng)水口事故關(guān)閉： (3) 滑動(dòng)水口快速動(dòng)作：開時(shí)速度 ，關(guān)時(shí)速度 （ 4）滑動(dòng)水口慢速動(dòng)作：開關(guān)速度均為 液壓缸的尺寸計(jì)算 初選系統(tǒng)工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來說，尺寸要受到 限制，從材料消耗角度來看也不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來說，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選得高一些。具體可以參考下面表格選?。? 表 31 按載荷選擇工作壓力 載荷 /KN 5 5～ 10 10～ 20 20～ 30 30～ 50 50 工作壓力 /Mpa ～ 1 ～ 2 ～ 3 3～ 4 4～ 5 ≥ 5 表 32 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)械類型 機(jī) 床 農(nóng)業(yè)機(jī) 械 小型工程機(jī)械 液壓機(jī) 大中型挖掘機(jī) 磨 床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉 床 工作壓力/Mpa ～ 2 3～ 5 2～ 8 8～ 10 10～ 18 20～ 32 根據(jù)上表可以選擇系統(tǒng)壓力： MpaP 201 ? 液壓缸背壓選取 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 43 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 表 執(zhí)行元件背壓力 系統(tǒng)類型 背壓力 /Mpa 簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) ≥ ～ 回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng) ～ 回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng) ～ 用補(bǔ)油泵的 閉式回路 ～ 回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 ～ 3 回油路較短，且直接回油箱 可忽略不計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)原理圖可知回路可選背壓： MpaP 12 ? 液壓缸桿徑比的選取 液壓缸直徑 D 和活塞桿直徑 d 的計(jì)算要按國標(biāo)規(guī)定的液壓缸的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整。具體參考下表進(jìn)行選取： 表 按工作壓力選取 /dD 工作壓力 /Mpa ? ～ ? /dD ～ ～ 表 按速比要求確定 /dD 12/vv 2 /dD 注： 1v 無桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度； 2v 有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度。 根據(jù)上表可以選擇桿徑比： ?? 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 43 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 圖 液壓缸計(jì)算簡圖 活塞桿退回時(shí)受到外負(fù)載作用，如圖 。則有桿腔通壓力油 時(shí)，有桿腔為工作腔。 mFAPAP ?/1221 ?? （ 31） 上式： 1A — 液壓缸無桿腔的有效面積； 2A — 液壓缸有桿腔的有效面積； F — 外負(fù)載 m? — 液壓缸機(jī)械效率，一般取 — ，此處取 。 則有： )2(101))()2((1020 326226 ?????????? ?? DDD 計(jì)算可得： D=， d=== 其中， D 和 d 需要圓整。 表 液壓缸的缸筒內(nèi)徑尺寸系列（單位 :mm） 8 40 125 (280) 10 50 (140) 320 12 63 160 (360) 16 80 (180) 400 20 (90) 200 (450) 25 100 (220) 500 32 (110) 250 注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為非優(yōu)先選用者。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 43 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 表 液壓缸的缸筒內(nèi)徑尺寸系列 (單位： mm) 4 18 45 110 280 5 20 50 125 320 6 22 56 140 360 8 25 63 160 10 28 70 180 12 32 80 200 14 36 90 220 16 40 100 250 根據(jù)上表可得： D=140mm,d=60mm。 計(jì)算液壓缸所需流量和最大工作壓力 無桿腔面積： 22221 5 31 5 3 8 6)21 4 0()2( cmmmDA ?????? ?? （ 32） 有桿腔面積： 222222 2 5))26()214(())2()2(( cmdDA ??????? ?? （ 33） （ 1） 事故關(guān)閉 m i n/??????? ?? （ 2） 液壓缸快速動(dòng)作 m i n/??????? ?? m i n/????? ? （ 3） 液壓缸慢速動(dòng)作 m i n/5 3 ??????? ? m i n/??????? ? 計(jì)算實(shí)際最大工作壓力： M papaA APFP m ?? ???????? ? ?? (34) 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 43 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 4 章 液壓元件的設(shè)計(jì)與選型 液壓元件主要包括有：油泵，電機(jī)，各種控制閥，管路，過濾器等。有液壓元件的不同連接 組合構(gòu)成了功能各異的液壓回路，下面根據(jù)液壓控制系統(tǒng)的要求進(jìn)行液壓元件的選擇計(jì)算 。 油泵的計(jì)算與選型 油泵的計(jì)算 （ 1）液壓泵工作壓力的確定 ???? PPPp 1 ， (41) p??? 從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間總的管路損失。 p?? 的準(zhǔn)確計(jì)算要待元件選定并繪出管路圖時(shí)才可以進(jìn)行，初算時(shí)可按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。航Y(jié)構(gòu)簡單、流速不大時(shí)，取 p??? （ ～ ） Mpa。管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的，取 p??? （ ～） Mpa。取 ? ?? MpaP 1 。 則， M p aM p aP p )( ??? （ 2）液壓泵流量 的確定 maxKqqp ? (42) 此處，由于事故關(guān)閉時(shí)間很短而且不會(huì)經(jīng)常發(fā)生。為了提高泵的工作效率， maxq取正常工作條件下的最大流量，取 m in/ a x Lq ? 。事故關(guān)閉所需流量由泵和蓄 能器同時(shí)提供，滿足滑動(dòng)水口緊急關(guān)閉的需要。 式中 K? 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 ~ ? 。 則： m in/ in/ LLq p ??? 油泵的選型 選用軸向柱塞油泵作為系統(tǒng)的動(dòng)力源，與齒輪油泵和葉片泵相比它有以下特點(diǎn)： (1)工作壓力高 由于密封容積是由缸體中的柱塞孔和柱塞構(gòu)成，其配合表面質(zhì)量和尺寸精度容易達(dá)到要求，密封性好，結(jié)構(gòu)緊湊，容積效率高。此外，柱塞泵的 主要零件在工作中處于受壓狀態(tài)，使零件材料的機(jī)械性能達(dá)到充分利用，所以零件前度高。基于上述兩點(diǎn)，這類泵的工作壓力一般為 2040MPa。 (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。 (3)流量范圍大 只要改變柱塞直徑或數(shù)量，便可得到不同的流量。 為使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，所以泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25%～ 60%。根據(jù)手冊中表 和 ，見 ［ 8］ 選擇 63SCY141B 型斜盤式軸 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 43 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 向柱塞泵，參數(shù)如下： 排量： 63ml/r； 額定 壓力： ； 額定轉(zhuǎn)速： 1500r/min； 驅(qū)動(dòng)功率： ； 容積效率≥ 92%； 重量： 65Kg 當(dāng)轉(zhuǎn)速為 729r/min 時(shí)，泵的輸出流量： m i n/44m i n/ 3 LLvnq pvp ?????? ?? (43) 上式中： pq — 泵的實(shí)際輸出流量； v — 泵的排量； n — 泵的轉(zhuǎn)速； pv? — 泵的容積效率 泵的輸出功率： KWqPPpp 36 ?????? ? (44) 上式中： P— 泵的輸出功率； p — 泵的輸出壓力，由溢流閥調(diào)定； qp — 泵的輸出流量； 則泵的輸入功率，即電動(dòng)機(jī)的輸出功率： KWKWPP p ???? ? (45) 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇范圍包括：電動(dòng)機(jī)的種類、類型，容量、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速及其各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。而且對(duì)這些參數(shù)要綜合進(jìn) 行考慮。選擇電動(dòng)機(jī)的容量是電力傳動(dòng)系統(tǒng)能否經(jīng)濟(jì)和可靠運(yùn)行的重要問題。如果電動(dòng)機(jī)容量大小，長期處于過載運(yùn)行。造成電動(dòng)機(jī)絕緣過早地?fù)p壞；如果容量過大，不僅造成設(shè)備上的浪費(fèi)，而且運(yùn)行效率低，對(duì)電能的利用不經(jīng)濟(jì)。因此，選擇