【正文】 billet. The hydraulic system of shearing machine mainly consists of three parts: the system of downcut bed, the driving system of table roller vehicle and the system lifted by topcut set. Its downcut bed`s shearing system. Mainly controls advancement and retreat of the downcut slice. The driving system of table roller vehicle is used to keep the shearing machine having the same speed with billet an resets quickly after finishing shearing. The lifting system of topcut table can drift the topcut bed. And the shear cylinder of downcut bed is driven by variable pump independently, while the cylinder of table roller and lifting vat of topcut bed are used a quantitative pump, and the operation is done by using reversing valve. Key Words： shearing machine。其中，刀架系統(tǒng)主要控制刀具的進刀和快退；載物臺抬升系統(tǒng)用來移動工件；工件夾緊系統(tǒng)用來固定工件。 切斷機液壓系統(tǒng)主要由三部分組成。下切式切斷機的上下兩個刀片都是運動的，蛋剪切軋件的動作由下刀片來完成的。所以從各個角度看選擇液壓切斷機是比較合理的。切斷機液壓系統(tǒng) 第 1 頁 共 50 頁 摘 要 切斷機廣泛地被運用在軋鋼機械中，本文中涉及的是切斷機對各種型號的鋼坯進行尺寸處理。液壓切斷機比火焰切割機運行成本低，而在同等體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更大的動力；同樣在同等的功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓切斷機是用液壓作為主傳動系統(tǒng)的切斷機，該切斷機采用平行刀片式的下切式。目前被廣泛應用于初扎和鋼坯車間。分別是刀架系統(tǒng)、 載物臺抬升系統(tǒng)和工件夾緊系統(tǒng)。其中，刀架系統(tǒng)單獨采用變量泵驅(qū)動，而載物臺抬升系統(tǒng)和工件夾緊系統(tǒng)共用一個定量泵，其動作由換向閥實現(xiàn) 。 hydraulic system。 液壓傳動是用液體作為介質(zhì)來傳遞能量的。 液壓傳動的基本目的就是用液壓介質(zhì)來傳遞能量，而液壓介質(zhì)的能量是由其具有的壓力及流量來表現(xiàn)的。因此液壓基本回路的作用就有三個方面：控制壓力、流量的大小，控制流動的方向。 1） 切斷機特點 一般有全自動鋼筋切斷機，和半自動鋼筋切斷機之分。而半自動的是人工控制切口，從而進行剪切鋼筋操作。 鋼筋切斷機分類 適用于建筑工程上各種普通碳素鋼、熱扎圓鋼、螺紋鋼、扁鋼、方鋼的切斷。 1)國外切斷機偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機偏心距 24mm，而國內(nèi)一般為 17mm．看似省料、齒輪結(jié)構(gòu)偏小些，但給用戶帶來麻煩，不易管理．因為在由切大料到切小料時 ，不是換刀墊就是換刀片，有時還需要轉(zhuǎn)換角度。 4)國內(nèi)切斷機每分鐘切斷次數(shù)少．國內(nèi)一般為 28～ 31 次，國外要高出 15～ 20次，最高高出 30 次，工作效率較高。 6)國內(nèi)切斷機外觀質(zhì)量、整機性能不盡人意；國外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)設(shè)備上舍得投入，自動化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。而國內(nèi)一些一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長，但沒有一家形 成規(guī)模，加之設(shè)備老化，加工過程拼體力、經(jīng)驗，生產(chǎn)工藝幾十年一貫制，所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差。 設(shè)計參數(shù) 快進負載 G1=200N 切斷負載 G2=12020N 返回負載 G3=300N 快進返回速度 V1=1m/min 工進速度 V2=切斷缸活塞直徑 D1=80mm 切斷缸活塞桿直徑 d1=40mm 撥盤缸活塞直徑 D2=40mm 撥盤缸活塞桿直徑 d2=28mm 液壓缸機械效率 η = 回油腔背壓 pb= 夾緊缸夾緊時工作壓力 5 MPa， 夾緊缸與撥盤缸型號相同 切斷機工作環(huán)境溫度 10℃ ~35℃ 進行工況分析，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 液壓缸的載荷計算 活塞上載荷力 ： F=G/η η 液壓缸的機械效率，一般取 ~，這里 η = 求得相應的作用與活塞上的載荷力 ，并列于表 21 表 21 各液壓缸載荷力 液壓缸名稱 工況 液壓缸外負載 G/N 活塞上載荷 F/N 切斷缸 快進 200 200/= 切斷機液壓系統(tǒng) 第 8 頁 共 50 頁 工進 12020 12020/=13333.33 返回 300 300/= 撥盤缸 快進 200 200/= 返回 300 300/= 初選系統(tǒng)的工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備的類型來定，還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟條件及元件的供應情況等的限制。一般來說，對固定的尺寸不太受限制的設(shè)備，壓力可以選的低一些。 表 22 按載荷選工作壓力 載荷(KN) ＜ 5 5~10 10~20 20~30 30~50 ＞ 50 工作壓力（ MP） ＜~1 ~2 ~3 3~4 4~5 ≥ 5 參考參考同 類型組合機床，初定液壓缸的工作壓力為 1p =40 510 Pa 計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 切斷缸 已知： 快進負載 G1=200N 切斷負載 G2=12020N 返回負載 G3=300N 切斷機液壓系統(tǒng) 第 9 頁 共 50 頁 快進返回速度 V1=1m/min 工進速度 V2=活塞直徑 D=80mm 活塞桿直徑 d=40mm 液壓缸機械效率 η = 背壓 pb= 按標準直徑算出 液壓缸有效面積 A1=4π D2=4π (80 103)2m2= 104 m2 A2=4π （ D2 d2） = 4π (80 10340 103)2m2= 104 m2 活塞桿強度校核 σ =24maxdπF≤【 σ 】 式中： Fmax活塞桿所受的最大載荷， Fmax=12020N d活塞桿直徑， d=40 103m 所以有： σ = 5414 0)1040( 12 000 ??? ?Pa 活塞桿材料為碳鋼 【 σ 】 =100~120M Pa ∵ σ ≤【 σ 】 ∴強度符合，校核完畢。 計算液壓執(zhí)行元件 實際所需流量 根據(jù)已經(jīng)確定的液壓缸的尺寸結(jié)構(gòu)，可以計算出各個執(zhí)行元件在各個工作階段的實際所需流量。 表 24 切斷缸所需的 實際壓力和功率 工作循環(huán) 計算公式 負載 F 進油壓力jp 回油腔背壓bp 輸入功率 P N ap Pa kW 快進 jp=12A ApF b? P=jpq 2 106 4 105 1 工進 jp=12A ApF b? P=jpq 13333.33 3 106 4 105 3 切斷機液壓系統(tǒng) 第 12 頁 共 50 頁 返回 jp=21A ApF b? P=jpq 3 106 4 105 7 表 25 撥盤缸所需的實際壓力和功率 工作循環(huán) 計算公式 負 載 F 進油壓力jp 背壓bp 輸入功率 P N ap Pa kW 快進 jp=12A ApF b? P=jpq 2 106 4 105 1 返回 jp=21A ApF b? P=jpq 3 106 4 105 1 表 26 夾緊缸所需的實際壓力和功率 工作循環(huán) 計算公式 負載 F 進油壓力jp 背壓bp 輸入功率 P N ap Pa kW 夾緊 P=jpq 2 106 4 105 放松 0 4 105 切斷機液壓系統(tǒng) 第 13 頁 共 50 頁 P=jpq 3 制定液壓系統(tǒng)基本方案和擬定液壓系統(tǒng)圖 制定基本方案 確定切斷機液壓系統(tǒng)的總主組成及作用 用于將工件剪切成規(guī)定尺寸的機械稱為切斷機。一個完整的液壓系統(tǒng)由五部分組成 ，即動力組件、執(zhí)行組件、控制組件、輔助組件和液壓油。 執(zhí)行組件的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動負載作直線往復運動。 切斷機控制組件在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。壓力控制閥又可分為溢流閥、減 壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流閥、集流閥等；方向控制閥包括單向閥、換向閥等。系統(tǒng)中將用到大部分常見控制組件，實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化。起連接、輸油、貯油、過濾、貯存壓力和測量等作用。有各種礦物油、乳化油和合成型液壓油幾大類。 切斷機液壓系統(tǒng) 第 14 頁 共 50 頁 擬定液壓執(zhí)行組件運動控制回路 切斷缸 基本回路的確定 1） .容積節(jié)流調(diào)速回路 容積節(jié)流調(diào)速回路一般用變量泵供油，用流量控制閥 調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與所需油量相適應。此種調(diào)速回路 效率也較高，速度穩(wěn)定性好，但結(jié)構(gòu)較復雜。詞匯錄用變量泵供油，故在回路中設(shè)置安全閥起保護作用。它能在液壓缸不工作時使活塞迅速平穩(wěn)、可靠且長時間的被鎖緊，不為向上的剪切力所移動。但由于液控單向閥有一定泄露，因此，鎖緊時間不能太長。 圖 22 撥盤缸基本回 路 夾緊缸基本回路的確定 切斷機液壓系統(tǒng) 第 16 頁 共 50 頁 壓力繼電器起安全保護作用，實現(xiàn)壓力互鎖，即只有在元件被夾緊后，才能正常工作。 液壓元的選擇 切斷缸承受負載壓力大，屬于中（高）壓系統(tǒng)。 撥盤缸與夾緊缸所承受負載不 是很大，屬于低壓系統(tǒng)，可使用定量葉片泵為動力源。 2）液壓泵流量的確定 Qp≥ K∑ Qmax 式中： K—— 系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取 K=~，這里取 K=； ∑ Qmax—— 高壓系統(tǒng)液壓 缸最大總流量，∑ Qmax= L/min； 則： Qp= 5=6 L/min 故選用 A7V20 型斜軸式軸向柱塞泵，其額定壓力為 35MPa,額定流量為 L/min，額定轉(zhuǎn)速為 4100r/min。 2）液壓泵流量的確定 Qp≥ K∑ Qmax 式中： K—— 系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取 K=~，這里取 K=； ∑ Qmax—— 高壓系統(tǒng) 液壓缸最大總流量，∑ Qmax= L/min； 則： Qp= = L/min 故選用 型 葉片 泵，其額定壓力為 ,額定流量為 ，額定轉(zhuǎn)速為 1450r/min。 低壓系統(tǒng)電動機的確定 驅(qū)動液壓泵的功率為： P=?310NNQP 式中 : PN—— 液壓泵最大工作壓力， PN= 106Pa QN—— 液壓泵額定流量， QN= L/min η—— 液壓泵總效率， η= 則： P= 36 ?? ?? = 考慮到剪切時間很短，而電動機一般允許在短時間內(nèi)超載25%，因此， P= ?% 故根據(jù)《機械設(shè)計手冊（第五版）》第五卷，選定 Y26322型三相異步電機，其額定電流為 ，轉(zhuǎn)速為 2820r/min，效率為 68%。液壓缸的進、出油管按輸入、排出的最大流量來計算。 切斷機液壓系統(tǒng) 第 24 頁 共 50 頁 液壓系統(tǒng)性能的驗算 驗算回路中壓力 損失 切斷缸回路的壓力損失 管路系統(tǒng)上的壓力損失由管路的沿途損失 △ P管件局部損失△ P2和控制閥的壓力損失△ P3三部分組成： △ P=∑ △ P1+∑ △ P2+∑ △ P3 1）沿程壓力損失 由于液體在同一管路中，液體的平均流速越大，他的沿程壓力損失就越大，因此，所需考慮的是切斷缸流量最大時即快進時的進油路壓力損失 。選用L— HM46 號礦物油型液壓油，正常運轉(zhuǎn)后的運動粘度取 v= 105 m2/s，油的密度為 ? =850kg/ m3。通過各閥的局部損失，結(jié)果列于下表 表 211 部分閥類元件局部壓力損失 元件名稱 額定流量 實際通過流量 額定壓力損失 實際壓力損失切斷機液壓系統(tǒng) 第 25 頁 共 50 頁 1/ minnqL ?? 1