【正文】 機(jī)；液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)；液壓全自動(dòng)控制ABSTRACTTaphole drill is a key equipment to open the taphole blast furnace, With modern smelting technology in the development and progress, Easy open old iron deficiencies machine gradually exposed, Has been unable to satisfy the requirements of modern blast furnace, Taphole drill restructuring inevitable. This topic research is entire hydraulic pressure opens the iron gate machine hydraulic system design, The control system uses hydraulic control flexibility, rapid advantages, as soon as changed formerly the manual control mutation for the hydraulic system recognition automatic control mutation. The Taphole driller from the beginning of the end of the work to return to the work space for parking, adopted hydraulic automatic control, does not need the manual intervention, enhanced has opened the hole ability and opens the hole speed, adapted the modernized largescale blast furnace request. This system mainly of the impact, the extension rock drill, advances and rotates four part of hydraulic control system position, The design of the topics issues of this part of the four hydraulic systems, And the total hydraulic system, the position and properties of checking system, It also explains the parts of the design process and calculating the necessary strength check.Key words taphole trill；hydraulic hystem design；hydraulic system recognition automatic control mutation55 / 63目 錄摘 要 IABSTRACT II目 錄 III1緒論 1 1 1 1 2 2 3 3 3 全液壓開鐵口機(jī) 3 3 32 .本課題的總體設(shè)計(jì)方案 5 設(shè)計(jì)要求 5 設(shè)計(jì)方案 5 5 7 7 工作載荷力矩的計(jì)算 7 小車在軌道上靜摩擦力的計(jì)算 8 開鐵口時(shí)所需驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 8 液壓馬達(dá)的選擇 8 工進(jìn)時(shí)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速的計(jì)算 8 快退時(shí)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速的計(jì)算 9 液壓馬達(dá)的選擇 9 液壓馬達(dá)工作壓力的計(jì)算 9 液壓馬達(dá)實(shí)際流量的計(jì)算 9 液壓系統(tǒng)圖的擬定 10 11 回轉(zhuǎn)部分各參數(shù)計(jì)算 12 參數(shù)的計(jì)算 12 各階段的負(fù)載計(jì)算 13 執(zhí)行元件工作壓力的確定 18 液壓缸尺寸的計(jì)算 18 液壓缸工作面積的計(jì)算 18 液壓缸尺寸的計(jì)算 19 液壓缸強(qiáng)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(jì)算 21 活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算 22 液壓缸固定螺栓的校核計(jì)算 23 液壓缸工作壓力、流量和功率的計(jì)算 24 液壓缸工作壓力的計(jì)算 24 液壓缸輸入流量的計(jì)算 24 液壓缸輸入功率的計(jì)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(dòng)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(jì)算 40 液壓系統(tǒng)的散熱功率的計(jì)算 417 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 42 系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算 43 快進(jìn)時(shí)壓力損失的驗(yàn)算 43 工進(jìn)時(shí)壓力損失的驗(yàn) 46 快退時(shí)壓力損失的驗(yàn)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(xiàn) 531緒論 開鐵口機(jī)是高爐出鐵時(shí)打開鐵口的重要機(jī)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。開鐵口機(jī)從回轉(zhuǎn)開始工作到工作結(jié)束回到停放位置，均采用液壓全自動(dòng)控制，不需人工干預(yù)，提高了開孔能力和開孔速度，適應(yīng)了現(xiàn)代化大型高爐的要求。高爐開鐵口機(jī)大臂旋轉(zhuǎn)設(shè)備液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要開鐵口機(jī)是完成打開高爐鐵口的關(guān)鍵設(shè)備，隨著在現(xiàn)代冶煉技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步, 老式簡易開鐵口機(jī)的不足逐漸暴露出來，已不能滿足現(xiàn)代化高爐的要求，開鐵口機(jī)的改制勢(shì)在必行。本課題研究的是全液壓開鐵口機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該控制系統(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)橐簤合到y(tǒng)識(shí)別自動(dòng)控制換向。該系統(tǒng)主要由沖擊、轉(zhuǎn)釬、推進(jìn)及回轉(zhuǎn)四部分的液壓控制系統(tǒng)組成，本課題主要設(shè)計(jì)了這四部分中推進(jìn)與回轉(zhuǎn)部分的液壓控制系統(tǒng)，及對(duì)這兩部分液壓系統(tǒng)的組合和系統(tǒng)性能驗(yàn)算，同時(shí)論述了各部分的計(jì)算設(shè)計(jì)過程和必要的強(qiáng)度校核。 隨著高爐的大型化和現(xiàn)代化的進(jìn)程，對(duì)開鐵口機(jī)的要求也在不斷的提高，特別是近年來，我國一批大型高爐開始引進(jìn)消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)，使我國高爐爐前設(shè)備的硬件水平進(jìn)入一個(gè)新的階段。 2)20世紀(jì)90年代初期，DDS公司第二代開口機(jī)(CHQ2000)在武鋼3BF使用，采用沖鉆分離式，此機(jī)與CHQ1000型相比，轉(zhuǎn)速提高了25%，扭矩提高了30%，沖擊功提高了40%。此外，該機(jī)還根據(jù)國外開口工藝增設(shè)了逆打裝置，1999年10月三峽工業(yè)設(shè)計(jì)研究院將其國產(chǎn)化，并迅速在國內(nèi)1000m3以上至2000m3以下高爐推廣。21世紀(jì)初，該公司生產(chǎn)的HS573—GH型全液壓開口機(jī)，隨著爐前設(shè)備的引入，先后在武鋼6BF、7BF，馬鋼新區(qū)1BF、2BF，韶鋼6BF，太鋼8BF，本鋼6BF、7BF、8BF和寶鋼4BF使用，這一新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)提高中國爐前設(shè)備自動(dòng)化水平起到了積極的推動(dòng)作用。它集旋轉(zhuǎn)、振打、逆打、吹掃為一體，鉆桿、鉆頭、水霧化為一體，整機(jī)各部位結(jié)構(gòu)緊湊，克服了其它機(jī)型在加大沖擊功，加大扭矩情況下易松動(dòng)的問題。改寫了國內(nèi)大高爐無大功率、無逆打裝置液壓開口機(jī)的歷史。這一新技術(shù)的應(yīng)用使國內(nèi)爐前操作水平、管理水平都將有一個(gè)新的提高。大臂旋轉(zhuǎn)、傾動(dòng)機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)為全液壓式。大臂轉(zhuǎn)動(dòng)是電機(jī)變速后帶動(dòng)回轉(zhuǎn)，因其為全電動(dòng)，電機(jī)使用壽命不長，近年來在使用中已逐步改為電動(dòng)轉(zhuǎn)臂、氣動(dòng)鉆削、氣動(dòng)前進(jìn)后退。 進(jìn)人21世紀(jì)，國內(nèi)外高爐開始向大型化和特大型化方向發(fā)展，在高爐操作中，爐前設(shè)備面臨著比較突出的問題，即現(xiàn)有各機(jī)型開口機(jī)在功能與功率方面滿足不了開鐵口工藝要求，尤其是2000m3等級(jí)以上的高爐，冶煉強(qiáng)度高、鐵口深，采用高強(qiáng)度無水炮泥堵鐵口，炮泥在鐵口中燒結(jié)時(shí)間長，且變素很大，造成開口困難、鐵口孔道不規(guī)則、出鐵時(shí)間難以控制影響爐內(nèi)操作、鐵口深度不穩(wěn)定且難維護(hù)等，集中反映六個(gè)問題: l)開鐵口時(shí)間長10min—30min； 2)鉆桿消耗大3—5根/爐； 3)鐵口侵蝕快； 4)正點(diǎn)率較差67%； 5)鐵口合格率較差51%； 6)泥炮的打泥量不穩(wěn)； 對(duì)我國300m3以上的206座高爐進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，各機(jī)型開鐵口機(jī)使用情況大致如下：%，%，%，%，%，%。因?yàn)橐簤汗ぷ鲏毫Ω?、可壓縮性小、運(yùn)行平穩(wěn)、功率大、可較好地防止鉆削過程中轉(zhuǎn)臂的后移，能夠保證整機(jī)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。目前,高爐開鐵口機(jī)根據(jù)動(dòng)力源可以分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液壓三種類型。另外,目前國內(nèi)絕大多數(shù)高爐均已采用全液壓矮身泥炮堵塞出鐵口,選用全液壓開鐵口機(jī)可以和泥炮共用液壓泵站,因此,全液壓開鐵口機(jī)必將成為其他各種開鐵口機(jī)的替代產(chǎn)品?；剞D(zhuǎn)部分從停放位置到工作位置需旋轉(zhuǎn)105176。打鐵口時(shí)，鉆頭直徑60～80mm，轉(zhuǎn)速范圍0～300r/min，～,反退速度為1m/s。 設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)主要對(duì)全液壓驅(qū)動(dòng)開鐵口機(jī)的液壓系統(tǒng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)釬部分由液壓馬達(dá)提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；沖擊部分通過液壓缸提供動(dòng)力，活塞桿正反運(yùn)動(dòng)，高頻率地沖擊鉆桿尾部；推進(jìn)部分也由一個(gè)送進(jìn)液壓馬達(dá)通過鏈條為鉆桿提供一個(gè)鉆進(jìn)的推進(jìn)力；回轉(zhuǎn)部分液壓缸活塞桿的伸縮驅(qū)動(dòng)，使回轉(zhuǎn)臂實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以使整機(jī)轉(zhuǎn)到工作位置或停機(jī)位置。進(jìn)行總體運(yùn)動(dòng)狀況分析，開鐵口中，轉(zhuǎn)釬部分、沖擊部分和推進(jìn)部分運(yùn)動(dòng)時(shí)，這時(shí)回轉(zhuǎn)部分不能運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)液壓缸的活塞桿需保持固定的伸長值，使鉆桿軸線與鐵口軸線一致，順利完成對(duì)鐵口的打開；同時(shí)當(dāng)回轉(zhuǎn)部分運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)鉆進(jìn)部分轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)釬部分、沖擊部分和推進(jìn)部分這三部分也不能運(yùn)動(dòng)，不然可能破壞某些部件，發(fā)生事故。最后再對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行各方面的校核和驗(yàn)算。根據(jù)開鐵口機(jī)推進(jìn)部分機(jī)械設(shè)計(jì)得知，該開鐵口機(jī)在工作時(shí)所需的推進(jìn)力F=20KN，工作壓力為16Mpa。據(jù)此可進(jìn)行下面推進(jìn)部分液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。分度圓直徑 由式()可得：式中 ———鐵口軸線與開鐵口機(jī)鉆頭中心線的夾角。由式()可得 開鐵口時(shí)所需驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 由以上的計(jì)算結(jié)果可計(jì)算出開鐵口的驅(qū)動(dòng)力： 液壓