【正文】 也感謝我的室友們在畢業(yè)設(shè)計期間對我的幫助和支持。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。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(yán)謹(jǐn)?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(rèn)真完成畢業(yè)論文。 總之，本開鐵口機是一種控制靈活，操作簡單的全液壓開鐵口機。，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。 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。結(jié) 論本課題研究的是液壓開鐵口機的液壓系統(tǒng)設(shè)計，全液壓開鐵口機液壓控制系統(tǒng)利用液壓控制靈活、迅速的優(yōu)勢，一改以往人工操縱換向為全液壓系統(tǒng)識別自動控制換向。由式()得： =(Mpa)所以回轉(zhuǎn)部分系統(tǒng)控制元件的壓力損失為： (MPa) 總壓力損失的確定①本系統(tǒng)從停放位置回轉(zhuǎn)到爐口位置，即回轉(zhuǎn)部分的壓力損失為：(MPa)②本系統(tǒng)打開整個鐵口過程的壓力損失推進部分的壓力損失為：(MPa)③本系統(tǒng)從鐵口退出到停止工作這個過程的最大壓力損失推進部分的壓力損失為：(MPa)回轉(zhuǎn)部分的壓力損失為 (MPa)由前面的計算可知，盡管計算出的壓力損失略小于估取值，滿足工作需求，所以整個系統(tǒng)不必再進行更正驗算。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。進油路由式()得： =(Mpa)，140L/min， L/min。由式()得： =(Mpa)(MPa) 快退時壓力損失的驗算①管路沿程壓力損失1)推進部分的系統(tǒng)沿程損失，所以油液流速可由下式計算： (m/s) 故管中的流態(tài)為層流，沿程阻力系數(shù)為： 進油管上的壓力損失可由式()得：(MPa)所以推進部分系統(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算：判斷管中油液的流態(tài)(m/s) 故管中的流態(tài)為層流，沿程阻力系數(shù)為： 進油管上的壓力損失由式()得： (MPa)由于回轉(zhuǎn)液壓缸的有效面積，所以工進時回油管的流量約為進油量的兩倍，因此回油管上的壓力損失為：(MPa)所以回轉(zhuǎn)部分系統(tǒng)的沿程損失為： (MPa)泵出口至推進、回轉(zhuǎn)三部分匯流點的管長小，沿程損失可不計。②控制元件的壓力損失推進部分系統(tǒng)控制元件的壓力損失閥9是三位四通電液換向閥，300L/min。所以進油路由式()得： =(Mpa)，140L/min。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。1)推進部分系統(tǒng)控制元件的壓力損失9是三位四通電液換向閥，300L/min。 判斷管中油液的流態(tài)(m/s)故管中的流態(tài)為層流，沿程阻力系數(shù)為： 進油管上的壓力損失由式()得： (MPa) 由于回轉(zhuǎn)液壓缸的有效面積，所以快進時回油管的流量約為進油量的一半，因此回油管上的壓力損失為：(MPa)所以回轉(zhuǎn)部分系統(tǒng)的沿程損失為：(MPa)泵出口至轉(zhuǎn)釬、推進、回轉(zhuǎn)三部分匯流點的管長小，沿程損失可不計。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?？鼓ヒ簤河?，工作溫度下的粘度，密度。查表取油溫，環(huán)境溫度為。前面初步確定了郵箱的各個邊長也可根據(jù)安裝的空間大小及安裝器件的位置大小進行調(diào)整。開式油箱中油液的液面與大氣相通，而閉式油箱中油液的液面與大氣隔絕。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。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《機械設(shè)計手冊液壓分冊》。在此液壓系統(tǒng)中安裝蓄能器的作用為吸收液壓沖擊，蓄能器通常安裝在換向閥或油缸之前，可以吸收或緩和換向閥突然換向，油缸突然停止運動產(chǎn)生的沖擊壓力，使壓力不會劇增。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。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(biāo)準(zhǔn)選取外徑d=50，公稱壓力的無縫鋼管。②回轉(zhuǎn)系統(tǒng)油管內(nèi)徑的確定 ，查《機械設(shè)計手冊液壓分冊》取管內(nèi)允許流速=。 同樣根據(jù)所擬定的總體液壓系統(tǒng)原理圖，計算分析每個液壓閥油液的最高壓力和流量，然后選擇各液壓閥的型號規(guī)格。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。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。②電液溢流閥的選擇 電液溢流閥(、)，工作壓力16Mpa，選取該閥的型號為DBW10B25X/20，額定流量250 L/min，調(diào)壓范圍5~20Mpa。同時閥的型式，還應(yīng)按安裝和操作方式選擇。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。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，%。 所以所選液壓泵符合要求。③液壓泵的選擇由上面的計算可見，推進和回轉(zhuǎn)這兩部分運動時，所需液壓泵的流量很大，而且從經(jīng)濟方面考慮，這兩部分系統(tǒng)可供用一個液壓泵。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。 =+4=(Mpa)式中 ———各個閥的壓力損失之和。6 液壓元件的選擇及輔助裝置的確定 液壓泵的選擇①推進部分所需液壓泵的流量 由推進部分設(shè)計可知， (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，所以只有等到計算完系統(tǒng)壓力損失后，才能最終確定。換向閥10處于右位，這樣，轉(zhuǎn)臂以較快的速度回退；當(dāng)轉(zhuǎn)臂回退快接近起點時，轉(zhuǎn)臂回到起點，停止轉(zhuǎn)動，與此同時，2YA斷電，系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài)，整機停止工作。②轉(zhuǎn)臂自動快速退讓。當(dāng)鐵口被鉆穿時由于推進負(fù)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。推進系統(tǒng)油液流動情況如下： 進油路：液壓泵3→→電液換向閥9(左位)→→→液壓馬達； 回油路：液壓馬達→→→電液換向閥9(右位)→濾油器2→油箱。 總液壓系統(tǒng)控制下的自動作業(yè)過程 總液壓系統(tǒng)鉆孔前的控制過程開始作業(yè)之前，按下電液換向閥按鈕，1YA通電，電液溢流閥不卸荷，同時2YA通電，轉(zhuǎn)臂朝著爐口方向回轉(zhuǎn)；當(dāng)回轉(zhuǎn)快到位時，使2YA斷電，4YA通電，則推進馬達驅(qū)動鉆沖部分朝爐口方向前進。開鐵口機回轉(zhuǎn)到停放位置，使3YA失電，開鐵口機停止運動。1YA通電，電液溢流閥不卸荷，開鐵口機旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)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。 電液換向閥10控制著各工作機構(gòu)的工作狀態(tài)。各濾油器將液壓油過濾(開鐵口機各部分,特別是沖擊、轉(zhuǎn)釬部分對油液清潔度要求高，故采用二次濾油)。 總液壓控制系統(tǒng)組成及控制原理。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()。同時對本系統(tǒng)的壓力控制也相當(dāng)重要，在各支路進油處設(shè)置壓力表，以隨時觀察其油路的壓力。②換向閥的選取 根據(jù)此系統(tǒng)高度自動化的特點，很多部分的順序動作采用了行程開關(guān)和行程換向閥，本機的換向閥大多使用了電液換向閥，即時接受控制信號，快速完成換向。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。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。即開鐵口機從停放位置到爐口，打開鐵口再回到停放位置，整個過程不需人工干預(yù)，液壓巖機自動旋轉(zhuǎn)、推進，打開鐵口后自動停沖、停鉆，反退、最后開鐵口機轉(zhuǎn)臂自動快速回到初始位置。為避免此類事故，避讓動作快速、協(xié)調(diào)是關(guān)鍵，而僅靠操縱工的專心和快速反應(yīng)是難以做到的。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。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。采用三位四通換向閥實現(xiàn)其運動的換向。從而可以初步繪出回轉(zhuǎn)部分的液壓系統(tǒng)原理圖。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。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。從而可以繪制出此液壓缸的裝配圖，如附圖所示。 液壓缸固定螺栓的校核計算液壓缸固定螺栓直徑在工作過程中同時受拉