連鑄小方坯液壓剪切機液壓系統(tǒng)設(shè)計【全套CAD圖紙+畢業(yè)答辯論文】

買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 第一章 緒 論 鑄技術(shù)的簡介 連鑄設(shè)備在近些年有了長足的發(fā)展，依據(jù)連鑄機的發(fā)展和演變的不同，連鑄機可分為：立式、立彎式、弧形和水平式。依據(jù)一個機組（即共用一個盛鋼桶的幾臺連鑄機）所澆注坯流數(shù)的不同，連鑄機可分為：單流、雙流和多流連鑄機。工業(yè)中最多為 8流。 連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)所用的設(shè)備，實際上包括在連鑄作用線上的一整套機械設(shè)備。連鑄設(shè)備通?？煞譃橹黧w設(shè)備和輔助設(shè)備倆大部分。主體設(shè)備包括澆鑄設(shè)備 鋼包運載設(shè)備，中間包及中間包小車或旋轉(zhuǎn)臺，結(jié)晶器及振動裝置，二次冷卻支撐導(dǎo)向裝置；拉坯矯直設(shè)備拉坯機 、矯直機、引錠機、脫錠與引錠存放裝置；切割設(shè)備 火焰切割機與機械剪切機（擺式剪切機、步進(jìn)式剪切機等）。輔助設(shè)備主要包括：出坯及精整設(shè)備 輥道、拉（推）鋼機、翻鋼機、火焰清理機等；工藝設(shè)備 中間包烘烤裝置、吹氖裝置、脫氣裝置、保護(hù)渣供給與結(jié)晶潤滑裝置等；自動控制與測量儀表 結(jié)晶器液面測量與顯示系統(tǒng)、過程控制計算機、測溫、測重、測長、測速、測壓等儀表系統(tǒng)。 在連續(xù)鑄鋼的生產(chǎn)線上，出拉坯矯直機脫錠后的連鑄坯需按用戶或下部工序的要求，將鑄坯切成定尺或倍尺。因此在所有的連鑄設(shè)備中，切割設(shè)備是非常重要的一種設(shè)備。由于連 鑄坯必須在連續(xù)的運動過程中實現(xiàn)切割，因而連鑄工藝對切割設(shè)備提出了特殊的要求，既不管采用什么型式的切割設(shè)備都必須與連鑄坯實行嚴(yán)格的同步運動。在連鑄機上采用的切割方法主要有火焰切割和機械切割兩類。采用火焰切割的優(yōu)點是：切割裝置重量輕，切割斷面比較整齊。機械剪切的優(yōu)點是：沒有金屬的燒損，可切成較短的定尺。一般，在板坯和大方坯連鑄機上，多采用火焰切割，在小方坯連鑄機上多采用機械剪切。 交流 14951605 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 連鑄設(shè)備的整個工藝流程如圖 1 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 圖 1買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 連鑄機 : 連鑄機可以把鋼 水直接連續(xù)地澆鑄成鋼坯，由煉鋼跨送來的盛滿鋼水的盛鋼桶裝在連鑄機的鋼包旋轉(zhuǎn)臺上，通過中間包小車，把鋼水注入結(jié)晶器，在那里凝結(jié)成具有一定厚度的坯殼，即由引錠桿牽引著拉出結(jié)晶器，進(jìn)入第一至第八段二次冷卻夾輥，引錠桿是由拉矯輥驅(qū)動的，鑄坯在二次冷卻區(qū)內(nèi)被霧化的冷卻水冷卻，繼續(xù)凝固。當(dāng)它通過最末一段二冷夾輥后，即被拉矯輥矯直，使之沿水平方向前進(jìn)。 鋼包旋轉(zhuǎn)臺： 鋼包旋轉(zhuǎn)臺有不同的運動形式，不同的工作性能，因而有不同的結(jié)構(gòu)形式。最簡單的旋轉(zhuǎn)臺只用一個轉(zhuǎn)臂，就能做旋轉(zhuǎn)運動。一般的旋轉(zhuǎn)臺除了作旋轉(zhuǎn)運動之外，還能使鋼包做升 降運動。多功能的旋轉(zhuǎn)臺還有鋼包傾倒裝置，鋼包蓋升降裝置和吹起裝置等。在鋼包旋轉(zhuǎn)臺上，一般都有連續(xù)側(cè)重裝置，大都是在承托鋼包的鞍座上設(shè)置測力傳感器來實現(xiàn)的。 中間包小車： 中間包是鋼包與結(jié)晶器之間的中間容器。用鋼包運來的鋼水先注入中間包，然后再經(jīng)過中間包注入結(jié)晶器中，使用中間包的作用是減少鋼水的靜壓力，是鋼流平穩(wěn)，以減小鋼流對結(jié)晶器內(nèi)鋼水的沖擊和攪動。鋼水在中間包內(nèi)停留的時間，是非金屬夾雜物有時間上浮。在多流連鑄機上，是通過中間包將鋼水分配到每個結(jié)晶器。進(jìn)行多爐連澆時，可以在中間包內(nèi)存放一定數(shù)量的鋼水，以保證 在更換鋼包時能夠繼續(xù)澆鑄。 輥底式均熱爐： 設(shè)在鑄機和軋機之間的輥底式均熱爐，是連接鑄機和軋機的唯一工藝設(shè)備，其作用是連續(xù)不斷的接收鑄機產(chǎn)生的高溫板坯，經(jīng)過加熱和均熱后及時供給軋機合乎加熱質(zhì)量要求的薄板坯。當(dāng)軋機正常生產(chǎn)換工作輥，或者下游設(shè)備臨時出現(xiàn)故障時其調(diào)節(jié)和緩沖作用，也即在 性”機組之間增加了爐子的“柔性”環(huán)節(jié)，使 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 當(dāng)兩機兩流工藝時，連接段的爐子還起到連續(xù)不斷轉(zhuǎn)運遠(yuǎn)離軋線鑄機的連鑄熱坯任務(wù)，為擺動的轉(zhuǎn)運方式。 目前， 產(chǎn)線的連接段多采用直通輥底式爐型， 爐型結(jié)構(gòu)簡單，并方便在線自動控制的要求。因它僅需通過對每個爐輥速度變化的控制，就可完成與前面鑄機和后面軋機對鑄坯速度的同步要求，以及在爐內(nèi)快速運坯拉開前后鑄坯間的間隙，使?fàn)t子具有緩沖與協(xié)調(diào)的能力。板坯還可根據(jù)軋線的工藝要求在爐內(nèi)正向運送和反向運送，或待軋時，鑄坯在爐內(nèi)出料端進(jìn)行前后擺動等待。 兩機兩流工藝間距 25 米時采用兩座雙線輥底式均熱爐生產(chǎn)線并具有擺動功能。爐子均為四段爐型（加熱爐段、運輸爐段、擺動爐段、存儲爐段）， 26個溫度控制區(qū)進(jìn)行側(cè)部上、下供熱。產(chǎn)生的煙氣，由爐子頂部三個排煙口分別進(jìn)入水平煙道，經(jīng) 滲冷稀釋、助燃空氣換熱器，爐膛壓力電動調(diào)節(jié)煙閘，最后通過三座自立式鋼煙囪自然排出，并完成爐膛壓力三段（加熱與運輸爐段、擺動爐段、存儲爐段）自動控制。 全爐共有 161 個水冷式爐輥，每個爐輥的速度均可通過變頻器（一個爐輥一個）和每個爐輥所配置的 頻齒輪電機進(jìn)行單獨變速。5m/可正向或者反向轉(zhuǎn)動。 板坯加熱溫度通常為 1100，溫差 10。為此加熱爐段的爐溫為 1200，其他爐段的爐溫為 1130用于均熱和保溫。不同的鑄速下板坯入爐溫度、爐溫與加熱制度、各爐段的控制區(qū)數(shù)量 、燒嘴數(shù)量及供熱能力是不同的。 擺動爐段的的爐體鋼結(jié)構(gòu)系安放在下面框架式的擺動車上，并通過擺動車的支撐、定心、擺動、對中定位、密封五個主要的環(huán)節(jié)完成板坯在高溫下的轉(zhuǎn)運工作。 切機的類型、特點及選型 用于對軋件進(jìn)行切頭，切尾或剪切成規(guī)定尺寸（定尺）的機械稱為剪切機。根據(jù)剪切機刀片形狀，配置以及剪切方式等特點，剪切機可分為平行刀片剪切機，斜刀片剪切機，圓盤式剪切機和飛剪機。按驅(qū)動力來分，可分為電動和液買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 壓兩類剪切機。 平行刀片剪切機：兩個刀片彼此平行。用于橫向熱剪初軋坯（方坯，板坯）和其它方形和矩形斷面 的鋼坯，故又稱為鋼坯剪切機。有時，也用兩個成型刀片來冷軋管坯及小型圓鋼等。 斜刀片剪切機：兩個刀片中有一個刀片相對于另一刀片是成某一角度傾斜布置的，一般是上刀片傾斜，其傾斜角為 1 6。它用來橫向冷剪或熱剪鋼板，帶鋼，薄板坯，故又稱為鋼板剪切機。有時，也用于剪切成束的小型鋼材。 圓盤式剪切機：兩個刀片均成圓盤狀。用來縱向剪切運動中的鋼板（帶鋼）的邊，或?qū)摪澹◣т摚┘舫烧瓧l。一般均布置在連續(xù)式鋼板軋機的縱切機組的作業(yè)線上。 飛剪機；剪切機刀片在剪切軋件時跟隨軋件一起運動。用來橫向剪切運動中的軋件（鋼坯，鋼 板，帶鋼和小型型材，線材等），一般安裝在連續(xù)式軋機的軋制線上或橫切機組作業(yè)線上。 平行刀片剪切機 根據(jù)剪切軋件時刀片的運動特點，平行刀片剪切機可分為上切式和下切式兩大類。 1上切式平行刀片剪切機 這種剪切機的特點實際下刀固定不動，上刀則是上下運動的。剪切軋件的動作由上刀來完成，其剪切機構(gòu)由最簡單的曲柄連桿機構(gòu)組成。除了剪切機本體之外，一般還配有定尺機構(gòu)，切頭收集與輸送裝置等。由于下刀固定不動，為使剪切工作順利進(jìn)行，剪切的軋件厚度大于 30 60，需在剪切機后裝設(shè)擺動臺或擺動輥道，其本身無驅(qū)動裝置。剪切 時，上刀壓著軋件下降，迫使擺動臺也下降。當(dāng)剪切完畢，上刀上升時，擺動臺在其平衡裝置作用下也回升至原始位置。此類剪切機由于結(jié)構(gòu)簡單，廣泛用于剪切中小型鋼坯。此外，隨著快速換刀的生產(chǎn)需要，也出現(xiàn)了能快速換刀的上切式平行刀片剪切機，用來剪切初軋鋼坯和軋板。當(dāng)然，其設(shè)備重量會有較大的增加，結(jié)構(gòu)也稍復(fù)雜些。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 2. 下切式平行刀片剪切機 這種剪切機的特點是：上下刀都運動，但剪切軋件的動作由下刀來完成，剪切時上刀不運動。由于剪切時下刀臺將軋件抬離輥道，故在剪切機后不設(shè)擺動臺，而且這種剪切機的機架不承受剪切力。由于上述兩個 特點，下切式平行刀片剪切機普遍用來剪切中型和大型鋼坯和板坯，以減輕整個剪切機組的設(shè)備重量。 本次設(shè)計所剪的鋼坯為連鑄小方坯 160 160和 180 225 ，因此選用平行刀片下切式剪切機。 剪切機按照驅(qū)動力來劃分，可分為電動和液壓兩類。 電機驅(qū)動又有直流電動機和交流電動機兩種。大中型剪切機多采用直流電動機驅(qū)動，并以啟動工作制進(jìn)行剪切。在大型剪切機上，除了采用電動機驅(qū)動外，還可以采用液壓驅(qū)動。采用液壓驅(qū)動比電動機驅(qū)動有許多優(yōu)點： 在同等的體積下，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。 1)液壓裝置工作比較平穩(wěn)，便于實現(xiàn)頻繁及平穩(wěn)的換向； 2)液壓裝置能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速 ,還可以在運行過程中進(jìn)行調(diào)速； 3)與電氣或壓縮空氣配合后液壓驅(qū)動易于實現(xiàn)自動化； 4)液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護(hù)，液壓缸和液壓馬達(dá)都能長期在失速狀態(tài)下工作而不會發(fā)熱，這時電氣驅(qū)動裝置和機械傳動裝置無法辦到的。此外，液壓元件能自行潤滑，使用壽命較長； 5)液壓元件易于實現(xiàn)通用化和自動化； 6)用液壓驅(qū)動來實現(xiàn)直線運動遠(yuǎn)比機械傳動簡單。 綜上所述，雖然電動剪切機在操作和維護(hù)方面簡單，但與 液壓剪切機相比，它的體積和重量大；而液壓剪切機卻不同，目前液壓技術(shù)已成熟，使操作和維護(hù)已不成問題，故本設(shè)計選用液壓剪切機。 因此，本次設(shè)計的最終選型為平行刀片下切式液壓剪切機。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 第二章 液壓剪切機的設(shè)計計算 設(shè)計參數(shù) 剪切機型式： 油壓小車移動式 被剪鋼坯斷面尺寸： 180 180 165 225 表鋼種： 27切溫 度： 750 拉坯速度： 2m/切小車及橫移輥道重量： 坯定尺長度： 片行程 刀片計算公式 H=h+f+q1+q2+s （ 2 式中： H 刀片行程（指刀片的最大行程）； h 被切鋼坯的斷面高度，這里取 h=180 f 是為了保證鋼坯有一些翹頭時 ，仍能通過剪切機的必要儲備，通常50 75，這里取 60； 為了避免上刀片受鋼坯沖撞，而使壓板低于上刀的距離， 50取 0s 上下刀片的重疊量，取 s=5 20里取 s=10； 下刀低于輥道表面的距離， 20 里取 0； 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 故有： H=180+60+20+20+20=300片行程關(guān)系如圖 2示 圖 2行刀片剪切機刀片行程 1234片尺寸的確定 刃長度 因為所設(shè)計的方坯剪切機，且屬于中型剪切機（ P=所以剪刃長度按如下公式計算： L=（ 2 （ 2 式中： L 刀刃長度， 被切鋼坯橫斷面的最大寬度， 25則： L=（ 2 （ 2 225=450 562.5 L=500 片斷面高度及寬度 h =(1.5)h (2b =h /(3) (2式中： h 刀片斷面高度， 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 h 被切鋼坯斷面高度， b 刀片斷面高度， 由鋼坯斷面尺寸： 180 180 165 225 ： h =(1.5)h =( 180=117 270 h =210mm b = h /(3)=70 84 b =70后根據(jù)表 8軋鋼機械（第三版） 剪切刀片的尺寸最后確定為 b h =70 210 800 由（表 8定的熱鋼坯剪切機基本參數(shù)。如下表 : 表 2最大剪切力 片行程 刃長 度 刀片斷面尺寸 理論空行程次數(shù) 次 /00 300 70 210 12 16 切機理論空行程次數(shù) 剪切機的每分鐘理論空行程次數(shù)代表了剪切機的生產(chǎn)率。理論空行程次數(shù)的提高受到電動機功率和剪切機結(jié)構(gòu)形式的限制。理論剪切次數(shù)是指每分鐘內(nèi)剪刃能夠不間斷的上下運動的周期次數(shù)。因此，實際剪切次數(shù)小于理論空行程次數(shù)。依據(jù)設(shè)計要求和軋鋼機械（第三版） 8擇理論空行程次數(shù)為： 12 16次 / 切機能力參數(shù)計算 切過程分析 軋 件的整個剪切過程可氛圍兩個階段，即刀片壓入金屬與金屬滑移。壓入階段作用在軋件的力，如圖 2 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 圖 2件的剪切過程 當(dāng)?shù)镀瑝喝虢饘贂r，上下刀片對軋件的作用力 a，此力矩是軋件沿圖方向轉(zhuǎn)動，而上下刀片側(cè)面對軋件的作用力 c 將力圖阻止軋件的轉(zhuǎn)動，隨著刀片的逐漸壓入，軋件轉(zhuǎn)動角度不斷增大，當(dāng)轉(zhuǎn)過一個角度后便停止轉(zhuǎn)動，此時力矩平衡，即 c。 軋件停止轉(zhuǎn)動后，刀片壓入達(dá)到一定深度時，為克服了剪切面上金屬的剪切阻 力，此時，剪切過程由壓入階段過渡到滑移階段，金屬沿剪切面開始滑移，直到剪斷為止。 行刀片剪切機的剪切力與剪切功 切公稱能力的確定 剪切機的力能參數(shù)包括剪切力和電機功率。剪切力是剪切機的主要參數(shù)，驅(qū)動剪切機的電機功率及剪切機主要零件尺寸的確定，完全使用或充分發(fā)揮剪切機的能力都與剪切力有關(guān)。 在設(shè)計剪切機時，首先要根據(jù)所剪軋件最大斷面尺寸來確定剪切機公稱能力，它是根據(jù)計算的最大剪切力并參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和資料來確定的。 1） 235最大剪切力為： 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 (2式中： 被剪軋件最大的原始斷面面積， 被剪軋件材料在相應(yīng)剪切溫度下最大的單位剪切阻力， 軋鋼機械），取 00K 考慮由于刀刃磨鈍、刀片間隙增大而使剪切力提高的系數(shù)，其數(shù)值根據(jù)剪切機能力選擇，中型剪切機， K= 按鋼坯斷面尺寸： 180 180 80 180=32400 按鋼坯斷面尺寸： 165 225 165 225=37125 ： 100 165 225=N 2） 當(dāng)軋件材料為 27因為該剪切材料無單位剪切阻力實驗數(shù)據(jù)，所以最大剪切力為： (2式中： K 同軋件材料 K= 被剪軋件材料在相應(yīng)剪切溫度下的強度極限， 據(jù)表 8軋鋼機械），取 00 軋件最大的原始斷面面積， 根據(jù)上述 1） 中計算可知， 200 165 225=N 綜合以上計算結(jié)果，并考慮到今后剪切軋件品種的擴大，且結(jié)合我國國標(biāo)所規(guī)定的系列標(biāo)準(zhǔn)，將剪切機公稱剪切力確定為 N。而實際工程中，考慮到我們設(shè)計結(jié)構(gòu)的要求，確定為 N，相當(dāng)于 500 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 切功的計算 根據(jù)剪切功可以近似而方便的計算出鍵切機功率。剪切功與剪切力和刀片行程有關(guān)，當(dāng)不考慮刀片磨鈍等因素時，可按以下公式計算： A= h (2式中： A 剪切功， N m h 鋼坯厚度， m 最大剪切力， N 則： A= h=180 1000=963000 N m 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 第三章 液壓 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 液壓系統(tǒng)是液壓機械的一個組成部分，液壓系統(tǒng)的設(shè)計要同主機的總體設(shè)計同時進(jìn)行。著手設(shè)計時，必須從實際情況出發(fā)，有機地結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。 計要求 設(shè)計要求是進(jìn)行每項工程設(shè)計的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分的設(shè)計之前，必須把設(shè)計要求以及與該設(shè)計內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。 1)剪體結(jié)構(gòu)比較簡單，最大的剪切力受工作液體壓力限制 ，且要能夠保證不致過載和損壞。 2)液壓剪切機工作循環(huán)： 上刀下降，鎖緊 小車右移 下刀上升，剪切鋼坯 下刀下降（快退） 上刀升起 小車左移（快退）。 3)剪切運動要平穩(wěn)，為使機構(gòu)具有所要求的精確運動，需要依靠上下刀臺的平穩(wěn)和附加的約束來獲得，這均需由 液壓系統(tǒng)來控制。 計參數(shù) 剪切機型式： 油壓小車移動式 被剪鋼坯斷面尺寸： 180 180 165 225 表鋼種： 27切溫度： 750 拉坯速度： 2m/文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 剪切小車及橫移輥道重量： 坯定尺長度： 定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 壓缸的載荷計算 如圖 3有關(guān)系數(shù)標(biāo)注圖上，其中 作用在活塞桿上的外載荷包括工作載荷 軌的摩擦力 于速度變化而產(chǎn)生的慣性力 圖 3壓缸受力情況 切缸的載荷力 工礦分析： 剪切缸運動分為啟動、工進(jìn)、快退三個動作循環(huán)。 當(dāng)剪切缸啟動時，液壓缸 負(fù)載只有下刀臺本身的重力， =4100N 式中： 工進(jìn)時，活塞桿承受剪切力，其外載荷是剪切力及下刀臺自重。 =106+4100 106N； 快退時 ,工作負(fù)載主要是下刀臺本身重力，其值為負(fù)。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 G= 移缸的載荷力 橫移缸在啟動過程中，其外載荷主要是小車和橫移輥道對導(dǎo)軌的摩擦力。 （ 3 式中： s 靜摩擦系數(shù)， s=表 3G 小車及剪體總重， N； 表 3 摩擦系數(shù) 導(dǎo)軌類型 導(dǎo)軌材料 運動狀態(tài) 摩擦系數(shù) 滑動導(dǎo)軌 鑄鐵對鑄鐵 啟動時： 低速（ ） 高速（ ） 動導(dǎo)軌 鑄鐵對滾柱（珠） 淬火鋼導(dǎo)軌對滾柱 壓導(dǎo)軌 鑄鐵 =2+ 小車及橫移輥道重量， 7800N； 鋼坯重量， 239N； 剪體重量， 0000N； G=2+25239N； 外載荷： 3786N； 小車右移時，橫移缸外載荷為小車鋼坯、剪體、橫移輥道的重力和剪 切力對導(dǎo)軌產(chǎn)生的摩擦阻力，即車輪踏面在軌道上的滾動摩擦阻力和車輪軸承的摩擦阻力。 摩擦阻力矩： 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 G+ d/2）； （ 3 式中： G 輥道車，剪體，鋼坯總重， G=225239N； 剪切力， 610 ； K 滾動摩擦系數(shù)， K= 車輪軸承摩擦系數(shù)， = 車輪外徑， 50 d 軸承內(nèi)徑， d=70 故： 225239+610 ） （ 250/2+70/2） =610 N/載荷： 610 /125=62080N （ 3 小車左移時，小車受剪體及橫移輥道的重力對導(dǎo)軌產(chǎn)生的摩擦阻力，即車輪踏面在軌道上的滾動摩擦阻力和車輪軸承的摩擦阻力。 同上 + d/2） =（ 178000+40000）（ 250/2+70/2） =303020N/ 外載荷： 03020/125= 升缸的負(fù)載力 抬升缸在抬升和下降過程均只受上刀臺及其相連機構(gòu)的自重相對于軸心向下的轉(zhuǎn)矩 T=G 800 404N m （ 3 式中： G 上刀臺及其相連機構(gòu)自重， G=7800N； 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 上刀臺重心到軸心距離，約為 故上刀臺下降時，抬升缸抬升，其外載荷 265N； （ 3 同理，上刀臺上升時，抬升缸下降，其外載荷 3265N； 各液壓缸的外載荷力計算結(jié)果列 于表 3公式： 活塞上載荷力 F= （ 3 m液壓缸的機械效率，一般取 里取m= 求得相應(yīng)的作用于活塞上的載荷力，并列于表 3 3 各液壓缸載荷力 液壓缸名稱 工況 液壓缸外載荷 活塞上載荷力 F/N 剪切缸 啟動 4100 4316 工進(jìn) 106 106 快退 4316 橫移缸 啟動 33786 35564 右移 62080 65342 左移 2424 2552 抬升缸 下降 3265 3437 上升 3437 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，對某些元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對某些設(shè)備來買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經(jīng) 濟，反之，壓力選得太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必須要提高設(shè)備成本。一般來說，對于固定的尺寸不太受限制的設(shè)備，壓力可以選的低一些。具體選擇可參考下表 3表 3 3載荷選擇工作壓力 載荷（ 50 工作壓力（ ，取 n=4 b 管道材料的抗拉強度，取 b=450道內(nèi)的流速可以參考表 3 表 3管道 推薦流速（ m/s） 液壓泵吸油管道 以下 液壓系統(tǒng)壓油管道 3 6 壓力高、油管短、粘度小取小值 液壓系統(tǒng)回油管道 3要管路內(nèi)徑表 管路名稱 通過流量（ L/ 允許速度（ m/s） 管內(nèi)徑 （ 管道壁厚（ 管內(nèi)工作壓力（ 所選管道的內(nèi)徑與壁厚（ 高壓吸油管 364 7 1 80， 10 高壓壓油管 268 5 34 0 40， 壓回油管 268 8 0， 3 低壓吸油管 171 0 65， 4 低壓壓油管 26 2， 壓回油管 41 0， 3 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 箱的有效面積的確定 油箱容量的經(jīng)驗公式： V= （ 3 式中： a 與系統(tǒng)有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù) ，（由文獻(xiàn)液壓系統(tǒng)設(shè)計圖集表 壓系統(tǒng)取 a=10 q 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積，64+171=535L/： V=10 512=5350L 選標(biāo)準(zhǔn)值： V=6300L。 壓系統(tǒng)性能驗算 算回路中的壓力損失 移缸回路的壓力損失 管路系統(tǒng)上的壓力損失由管路的沿程損失1P、管件局 部損失2P和控制閥的壓力損3P三部分組成： 1 2 3P P P P （ 3 1） 由于液體在同一管路中，液體的平均流速越大，它的沿程壓力損失就越大，因此，我門所需考慮的是橫移缸流量最大時即快速退回時進(jìn)油路的壓力損失。此管長 L=12，管內(nèi)徑 d=速退回時，通過流量 Q=10 3/用 礦物油型液壓油，正常運轉(zhuǎn)后油的運動黏度取524 . 6 1 0 /v m s ，油的密度為 38 5 0 /kg m 。 油液在管路中的實際流速為： 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 3222 . 6 8 1 0 3 . 7 9 /3 . 1 4 0 . 0 344Qv m （ 3 雷諾數(shù) e 53 . 7 9 0 . 0 3R 2 4 7 24 . 6 1 0 （ 3 Q 圓形光滑管道，其臨界雷諾數(shù) 300L e 液流為紊流。 沿程壓力損失： 21 2d （ 3 式中： 沿程阻力系數(shù)，0 . 2 50 . 3 1 6 4 0 . 0 4 5 L 管道長度， L=12m d 管道內(nèi)徑， d=v 液體流速， v=s 液體的密度， =850 3/kg m 則： 211 2 3 . 7 90 . 0 4 5 8 5 0 0 . 1 10 . 0 3 2 P 2） 22 4 2 （ 3 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 式中： 局部阻力系數(shù)， = v 液體流速， v =s； 液體密度， =850 3/kg m 則： 228 5 0 3 . 7 94 1 . 1 2 0 . 0 2 72 P 3）控制閥的壓力損失 23 （ 3 式中： 閥的額定壓力損失， 通過閥的實際流量， L/Q 閥的 額定流量， L/據(jù)液壓原理圖，橫移缸快退時，壓力油從葉片泵出口到橫移缸的進(jìn)油路上，依次經(jīng)過單向閥，其額定壓力損失為 液換向閥，其額定壓力損失為 單向閥，其額定壓力損失為 則： 2 2 231 6 5 . 7 1 6 0 . 7 1 6 0 . 70 . 2 0 . 3 1 0 . 2 4 32 6 0 3 0 0 2 5 0 P 4） 1 2 3 0 . 1 1 0 . 0 2 7 0 . 2 4 3 0 . 3 8 P P M P 經(jīng)驗算，實際壓力損失比估計的壓力損失小一些，符合要求。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 升缸回路的壓力損失 管路系統(tǒng)上的壓力損失由管路的沿程損失1P、管件局部損失2P和控制閥的壓力損3P三部分組成： 1 2 3P P P P 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，它的沿程壓力損失就越大，因此，我門所需考慮的是橫移缸流量最大時即快速退回時進(jìn)油路的壓力損失。此管長 L=12，管內(nèi)徑 d=速退回時，通過流量 Q=10 3/用 礦物油型液壓油，正常運轉(zhuǎn)后油的運動黏度取524 . 6 1 0 /v m s ，油的密度為 38 5 0 /kg m 。 油液在管路中的實際流速為： 3220 . 0 7 1 0 0 . 1 4 /3 . 1 4 0 . 0 2 544Qv m 雷諾數(shù) e 50 . 1 4 0 . 0 2 5R 7 64 . 6 1 0 Q 圓形光滑管道，其臨界雷諾數(shù) 300L e 液流為層流。 沿程壓力損失： 21 2d 式中： 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 沿程阻力系數(shù)， 2R L 管道長度， L=12m d 管道內(nèi)徑， d=v 液體流速， v=s 液體的密度， =850 3/kg m 則： 211 2 0 . 1 40 . 8 4 2 8 5 0 0 . 0 0 3 40 . 0 2 5 2 P 2）局部壓力損失 22 4 2 式中： 局部阻力系數(shù)， = v 液體流速， v =s； 液體密度， =850 3/kg m 則： 228 5 0 0 . 1 44 1 . 1 2 0 . 0 0 0 0 72 P 3）控制閥的壓力損失 23 式中： 閥的額定壓力損失， 通過閥的實際流量， L/文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 閥的額定流量， L/據(jù)液壓原理圖，橫移缸快退時，壓力油從葉片泵出口到橫移缸的進(jìn)油路上，依次經(jīng)過液控單向閥，其額定壓力損失為 液換向閥，其額定壓力損失為 則： 2234 . 4 1 4 . 4 10 . 2 0 . 3 0 . 0 . 0 2 76 0 1 5 P 4）進(jìn)油路上的壓力總損失 1 2 3 0 . 0 0 3 4 0 . 0 0 0 0 7 0 . 0 2 7 0 . 0 3 0 4 7 P P M P 經(jīng)驗算，實際壓力損失比估計的壓力損失小一些，葉片泵的工作壓力滿足。 因橫移缸和抬升缸共用葉片泵，故其總壓力損失為： 0 0 . 5 9 4 0 . 0 3 0 . 6 2 4 M P 則定量泵各階段出口壓力分別為： 橫移小車啟動時：1 1 . 1 7 0 . 6 2 4 1 . 7 9 4 P a 剪切前： 2 3 . 5 1 0 . 6 2 4 4 . 1 3 4 P a 剪切后： 3 1 . 1 8 0 . 6 4 2 1 . 8 2 2 P a 壓力損失 管路系統(tǒng)上的壓力損失由管路的沿程損失1P、管件局部損失2P和控制閥的壓力損3P三部分組成： 1 2 3P P P P 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 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，它的沿程壓力損失就越大，因此，我門所需考慮的是橫移缸流量最大時即剪切工進(jìn)時進(jìn)油路的壓力損失。此管長 L=12，管內(nèi)徑 d=速退回時 ，通過流量 Q=268L/10 3/用 礦物油型液壓油，正常運轉(zhuǎn)后油的運動黏度取524 . 6 1 0 /v m s ，油的密度為 38 5 0 /kg m 。 油液在管路中的實際流速為： 3224 . 4 7 1 0 3 . 5 6 /3 . 1 4 0 . 0 4 044Qv m 雷諾數(shù) e 53 . 5 6 0 . 0 4 0R 3 0 9 64 . 6 1 0 Q 圓形光滑管道，其雷諾數(shù) 5 0 0 R 1 0 液流為層流。 沿程壓力損失： 21 2d 式中： 沿程阻力系數(shù)，0 . 2 5 3 1 6 4 0 . 0 4 2R L 管道長度， L=12m d 管道內(nèi)徑， d=v 液體流速， v=s 液體的密度， =850 3/kg m 則： 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 211 2 3 . 5 60 . 0 4 2 8 5 0 0 . 0 6 80 . 0 4 0 2 P 2）局部壓力損失 22 2 2 式中： 局部阻力系數(shù)， = v 液體流速， v =s； 液體密度， =850 3/kg m 則： 228 5 0 3 . 5 62 1 . 1 2 0 . 0 1 22 P 3）控制閥的壓力損失 23 式中： 閥的額定壓力損失， 通過閥的實際流量， L/Q 閥的額定流量， L/據(jù)液壓原理圖，橫移缸工進(jìn)時，壓力油從葉片泵出口到橫移缸的進(jìn)油路上，依次經(jīng)過單向調(diào)速閥，其額定壓力損失為 液換向閥，其額定壓力損失為 則： 2232 6 8 2 6 80 . 2 0 . 3 0 3 9 93 0 0 3 0 0 P 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 4）進(jìn)油路上的壓力總損失 1 2 3 0 . 0 6 8 0 . 0 1 2 0 . 3 9 9 0 . 4 1 1 P P M P 由以上 計算結(jié)果，得小車 =啟動、右移、左移時，葉片泵的出口壓力分別為： 122 0 . 0 0 . 4 1 1 2 0 . 4 1 10 . 9 5 0 . 4 1 1 1 . 3 6 1 P P a 經(jīng)驗算，實際壓力損失比估計的壓力損失小，柱塞泵的工作壓力滿足使用要求。 算液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升 統(tǒng)的發(fā)熱功率 液壓系統(tǒng)工作時，除執(zhí)行元件驅(qū)動外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高。 由于系統(tǒng)較復(fù)雜，故用下式計算發(fā)熱功率： P（ 3 式中： p 工作循環(huán)輸入主系統(tǒng)的平均功率， 執(zhí)行元件的平均有效功率， 對于本系統(tǒng)來說， 片泵的平均輸入功率： 11 n i i ii （ 3 式中： t 一個工作循環(huán)所用的總時間； iP，iQ， 分別為第 量、效率； 第 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 具體的iP，iQ，見表 3 表 3工況兩泵輸入功率 工況 額定流 量（ L/ 出口壓力（ 總輸入功率（ 時間 （ s） 變量泵 定量泵 變量泵 定量泵 變量泵 定量泵 小車啟動 364 171 - - 很短 上刀下降 小車右移 364 171 - 鎖緊上刀 下刀上升 364 171 9 各缸快退 + 171 柱塞泵工作正常時，p=荷時p= 葉片泵工作正常時，p=： 1 4 . 0 8 5 1 2 4 . 8 1 9 4 . 0 8 1 9 1 1 . 9 6 7 . 0 6 1 0 2 . 03 0 0 . 7 5 0 . 8 5 0 . 7 5 0 . 8 5 0 . 7 5P K W 系統(tǒng)總輸出功率為 11 nw i ： （ 3 式中： 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 t 個工作循環(huán)所用的總時間， s 液壓缸外負(fù)載， N； 液壓缸的行程， m。 由前面計算結(jié)果及給定參數(shù)可知： 表 3壓缸的負(fù)載與行程表 工況 液壓缸外負(fù)載 F（ N） 行程（ 上刀下降 3265 450 小車啟動 33786 小車右移 62080 800 下刀上升 5350000 300 下刀下降 4100 300 上刀上升 3265 450 小車左移 2424 800 則： 61 3 2 6 5 0 . 4 5 6 2 0 8 0 0 . 8 5 . 3 5 1 0 0 . 3 4 1 0 0 0 . 3 3 2 6 5 0 . 4 5 2 4 2 4 0 .