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高爐開(kāi)鐵口機(jī)大臂旋轉(zhuǎn)設(shè)備液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文(參考版)

2025-06-21 14:15本頁(yè)面
  

【正文】 也感謝我的室友們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)期間對(duì)我的幫助和支持。在此也向在百忙之中抽出寶貴時(shí)間評(píng)審我論文的各位教師表示感謝。 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)期間陳老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)作風(fēng)、扎實(shí)勤勉的工作態(tài)度和誨人不倦的品質(zhì),時(shí)刻激勵(lì)著我認(rèn)真完成畢業(yè)論文。 總之,本開(kāi)鐵口機(jī)是一種控制靈活,操作簡(jiǎn)單的全液壓開(kāi)鐵口機(jī)。,本開(kāi)鐵口機(jī)在液壓系統(tǒng)的控制自動(dòng)退讓?zhuān)瑥亩蟠鬁p小設(shè)備被鐵水飛濺的可能,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。 通過(guò)對(duì)本液壓開(kāi)鐵口機(jī)液壓系統(tǒng)的整體分析設(shè)計(jì),可以得出以下結(jié)論:,能快速打開(kāi)快干無(wú)水炮泥的鐵口,同時(shí)可減小泥炮打泥阻力。 結(jié) 論本課題研究的是液壓開(kāi)鐵口機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),全液壓開(kāi)鐵口機(jī)液壓控制系統(tǒng)利用液壓控制靈活、迅速的優(yōu)勢(shì),一改以往人工操縱換向?yàn)槿簤合到y(tǒng)識(shí)別自動(dòng)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(kāi)整個(gè)鐵口過(guò)程的壓力損失推進(jìn)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(gè)過(guò)程的最大壓力損失推進(jìn)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(jì)算可知,盡管計(jì)算出的壓力損失略小于估取值,滿(mǎn)足工作需求,所以整個(gè)系統(tǒng)不必再進(jìn)行更正驗(yàn)算。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,300L/min。進(jìn)油路由式()得: =(Mpa),140L/min, L/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)為層流,沿程阻力系數(shù)為: 進(jìn)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(jìn)時(shí)回油管的流量約為進(jìn)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(jìn)、回轉(zhuǎn)三部分匯流點(diǎn)的管長(zhǎng)小,沿程損失可不計(jì)。②控制元件的壓力損失推進(jìn)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(jìn)油路由式()得: =(Mpa),140L/min。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。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。 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(jìn)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(jìn)時(shí)回油管的流量約為進(jìn)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(jìn)、回轉(zhuǎn)三部分匯流點(diǎn)的管長(zhǎng)小,沿程損失可不計(jì)。 7 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算 快進(jìn)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 根據(jù)工藝布置估算該部分系統(tǒng)的進(jìn)油管長(zhǎng)度為3m,管徑為34mm,選用46??鼓ヒ簤河停ぷ鳒囟认碌恼扯?,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(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。開(kāi)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(jì)算油箱用以?xún)?chǔ)存油液,以保證供給液壓系統(tǒng)充分的工作油液,同時(shí)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(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)液壓分冊(cè)》。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(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的沖擊壓力,使壓力不會(huì)劇增。應(yīng)用于間歇需要大流量的系統(tǒng)中,達(dá)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(jìn)部分和轉(zhuǎn)釬部分的系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí),(L/min),取=,所以由式()得 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)液壓分冊(cè)》,可按標(biāo)準(zhǔn)選取外徑d=50,公稱(chēng)壓力的無(wú)縫鋼管。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=。 同樣根據(jù)所擬定的總體液壓系統(tǒng)原理圖,計(jì)算分析每個(gè)液壓閥油液的最高壓力和流量,然后選擇各液壓閥的型號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)為DBW10B25X/20,額定流量250 L/min,調(diào)壓范圍5~20Mpa。同時(shí)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取;選擇節(jié)流閥時(shí),應(yīng)考慮最小穩(wěn)定流量要滿(mǎn)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(dòng)機(jī)的功率為 (KW)查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品選用Y2280S4型異步電動(dòng)機(jī),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(jì)算可見(jiàn),推進(jìn)和回轉(zhuǎn)這兩部分運(yùn)動(dòng)時(shí),所需液壓泵的流量很大,而且從經(jīng)濟(jì)方面考慮,這兩部分系統(tǒng)可供用一個(gè)液壓泵。同時(shí)液壓缸采用差動(dòng)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(jìn)所需的流量。 =+4=(Mpa)式中 ———各個(gè)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(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(lái)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。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(diǎn)時(shí),轉(zhuǎn)臂回到起點(diǎn),停止轉(zhuǎn)動(dòng),與此同時(shí),2YA斷電,系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài),整機(jī)停止工作。②轉(zhuǎn)臂自動(dòng)快速退讓。當(dāng)鐵口被鉆穿時(shí)由于推進(jìn)負(fù)載在穿孔的瞬間突然降低至接近于零,推進(jìn)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(dá)到調(diào)定值,壓力繼電器14動(dòng)作,4YA斷電,5YA通電,換向閥9換向,鉆進(jìn)部分在馬達(dá)的帶動(dòng)下開(kāi)始回退。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。 總液壓系統(tǒng)控制下的自動(dòng)作業(yè)過(guò)程 總液壓系統(tǒng)鉆孔前的控制過(guò)程開(kāi)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(shí)2YA通電,轉(zhuǎn)臂朝著爐口方向回轉(zhuǎn);當(dāng)回轉(zhuǎn)快到位時(shí),使2YA斷電,4YA通電,則推進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鉆沖部分朝爐口方向前進(jìn)。開(kāi)鐵口機(jī)回轉(zhuǎn)到停放位置,使3YA失電,開(kāi)鐵口機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。1YA通電,電液溢流閥不卸荷,開(kāi)鐵口機(jī)旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)爐口,使2YA斷電,4YA通電;推進(jìn)馬達(dá)帶動(dòng)鉆進(jìn)部分運(yùn)動(dòng)接近爐口,讓4YA繼續(xù)通電。 電液換向閥10控制著各工作機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)。各濾油器將液壓油過(guò)濾(開(kāi)鐵口機(jī)各部分,特別是沖擊、轉(zhuǎn)釬部分對(duì)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(guò)上面的分析,便可擬定出本開(kāi)鐵口機(jī)完整的液壓系統(tǒng)原理圖,,同時(shí)列出電液鐵和行程開(kāi)關(guān)、換向閥的動(dòng)作順序表()。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。②換向閥的選取 根據(jù)此系統(tǒng)高度自動(dòng)化的特點(diǎn),很多部分的順序動(dòng)作采用了行程開(kāi)關(guān)和行程換向閥,本機(jī)的換向閥大多使用了電液換向閥,即時(shí)接受控制信號(hào),快速完成換向。在打開(kāi)鐵口后,為了避免鐵水飛濺到設(shè)備上,推進(jìn)部分需快速反向運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)鉆進(jìn)部分退出鐵口。打完鐵口,推進(jìn)馬達(dá)需反轉(zhuǎn),迅速將鉆進(jìn)部分帶出鐵口,然后推進(jìn)部分也停止工作,回轉(zhuǎn)快速縮回,帶動(dòng)開(kāi)鐵口機(jī)回到停放位置。即開(kāi)鐵口機(jī)從停放位置到爐口,打開(kāi)鐵口再回到停放位置,整個(gè)過(guò)程不需人工干預(yù),液壓巖機(jī)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、推進(jìn),打開(kāi)鐵口后自動(dòng)停沖、停鉆,反退、最后開(kāi)鐵口機(jī)轉(zhuǎn)臂自動(dòng)快速回到初始位置。為避免此類(lèi)事故,避讓動(dòng)作快速、協(xié)調(diào)是關(guān)鍵,而僅靠操縱工的專(zhuān)心和快速反應(yīng)是難以做到的。為了保持開(kāi)口機(jī)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的平衡性,在進(jìn)、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(kāi)鐵口機(jī)回轉(zhuǎn)部分運(yùn)動(dòng)過(guò)程知,該部分要求實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、快退、停止動(dòng)作。采用三位四通換向閥實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)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(jī)能的選擇對(duì)保證系統(tǒng)工作性能有很大作用,能保證開(kāi)鐵口時(shí),活塞桿不縮回,直到開(kāi)鐵口機(jī)順利打開(kāi)出鐵口,此處選擇“Y”型中位機(jī)能,使換向閥處于中位時(shí)油液完全流回油箱,不對(duì)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(jìn)階段 恒速階段 工進(jìn)階段 =(Mpa)快退階段 =(Mpa) 液壓缸輸入流量的計(jì)算快進(jìn)快退速度均為v=;工進(jìn)速度v=0m/s;則液壓缸各階段的輸入流量如下:快進(jìn)階段 快退階段 (m3/s) 液壓缸輸入功率的計(jì)算液壓缸在各階段的輸入功率如下:快進(jìn)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(lèi)型:根據(jù)這部分系統(tǒng)的特點(diǎn)和快進(jìn)快退速度相同,所以可選用無(wú)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(jì)算液壓缸固定螺栓直徑在工作過(guò)程中同時(shí)受拉
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