发布时间 : 星期六 文章钢坯称重毕业设计说明书更新完毕开始阅读c37bd46c524de518974b7d2a
3.2确定主要参数
钢坯在线称重液压系统设备属于重型机械，此系统为中高压系统，初算背
压可忽略不计（表9?7[2]）。根据现场的要求、空间布局，选用单杆式液压缸，
其初定缸筒内径D?80mm，活塞杆直径d?56mm。则液压缸各面积为： 液压缸无杆腔面积：A1??D24?? 液压缸有杆腔面积：A2?(D2?d2)?(802?562)?25.64cm2；
444???802?50.26cm2；
杆的面积：A?A1?A2?(50.26?25.64)cm2?24.62cm2。
由负载图知最大负载为F?204000N，液压缸的机械效率?cm?0.95，则其 系统压力p由公式 p?FA?Fp?cm可知：
?202000?20.12MPa?21MPa
4A?cm4?24.62?10?4?0.95 满足工作要求，故液压缸的实际有效面积：
2?D?50.26cm2； A1?4? A2?(D2?d2)?25.64cm2；
4 A?A1?A2?24.62cm2。
注意到上升瞬间液压缸尚未移动，假定回油压力损失为0.6MPa,下降时假
定回油压力损失为0.7MPa，液压锁液流流动方向开启压力为0.7MPa。最大上
升速度 v1?15mm/s，最大下降速度v2?20mm/s。
根据上述假定条件可算出液压缸在工作循环中各阶段内的压力、流量和功
率值（见表3.3），并绘制出其工况图（见图3.3）。
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表3.3 液压缸在各阶段内的压力、流量和功率 工作循序 计算公式
负载F(N)
输入流
回油腔工作腔
量
压力压力
Q(L/min) p2(MPa)p1(MPa)
10.26 10.59 10.34 10.09 0.7 0.7 0.7 0.7
— — 4.52 — — — 3.08 —
输入功率P(Kw)
上升
下降
启动 加速 恒速 停止 启动 加速 恒速 停止
196000 —
?cm?p2A2200800 0.6 p1?4A1F— — 0.78 — — — — —
Q?A1v1 P?p1Q
196000 0.6 191200 0.6
F4A1196000 10.35
?cm?p1A2190000 10.04 p1?Q?A2v2 P?p1Q
196000 10.35 202000 11.45
F稳定
p1?4A1?cm
196000 — 10.26 — —
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图3.3 液压缸的工况图
3.3拟定液压系统原理图
3.3.1液压回路的选择
1）循环方式的选择：液压传动系统一般分为开式系统与闭式系统。开式系统的油液经液压泵从油箱中吸取，经过控制阀进入执行元件，再经控制阀回油箱，在油箱内进行冷却、沉淀杂质等，其结构相对闭式系统简单，成本低，根据调研，现场有较大的空间放置油箱且要求结构尽可能简单，故采用开式系统。
2）液压泵类型的选择：泵源一般有叶片泵、齿轮泵、柱塞泵等几种形式。其中柱塞泵为中高压泵，其余为中低压泵，本系统工作负载大，为大钢坯称重系统故采用中高压泵，故选用柱塞泵，考虑系统的速度变化不大，可选用手动变量式柱塞泵。
3）执行元件的选择：执行元件一般有实现往复直线运动的液压缸与实现连续转动的液压马达两种元件。本设计主要完成钢坯的起升与下降，故选用的执行元件为液压缸，根据调研采用四缸同步动作。
4）多执行元件的同步回路选择：此系统为多执行元件，其对位置同步精度要求高，故必须采用相应的同步控制方案，其一般有多个普通节流阀或者调速阀同时使用；使用分流集流阀；使用同步马达；使用伺服阀配合液压缸位置传感器四种方案，炼钢厂钢坯辊道升降控制是非常庞大的系统，与其他设备还有配合要求，且对其可靠性比要求较高，一旦控制功能发生故障，将会引起严重的后果和巨大的经济损失。为了达到高可靠性，这里优先选择机械原理的同步控制方案，因此比例伺服阀加位置传感器的同步控制方法这里不合适；由于此设备运动时同步要求比较高，所以普通的分流集流阀在这里精度达不到要求。为了满足上述动作要求，使用同步马达在这里比较合适，即可满足设备的同步控制要求，又能确保了设备的可靠性。
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5）换向回路的选择：换向回路中的换向阀一般根据实际操作与系统特点来选，此液压设备要求的自动化程度较高，且流量不是很大，故采用电磁换向阀保障换向平稳；如流量过大，可选用电液换向阀。
PAOB PO 图3.4电液换向阀与电磁换向阀
6）调速回路的选择：调速回路根据控制元件的不同可分为节流调速、容积调速和容积节流调速回路。本系统采用手动变量式泵，一旦调定泵的压力它就相当于定量泵，故采用节流调速回路。此调速回路结构简单，工作可靠，且成本低便于维护。
图3.5节流调速回路与容积调速回路
7）锁紧回路的选择：由于此系统用于钢坯称重，故要求有相对静止的环境，为保持执行元件停止运动或微小位移的情况下系统压力保持基本不变，且负载可以锁紧在任意位置，宜采用锁紧回路。锁紧一般可以通过三位换向阀的中位O形或M形等滑阀机能实现，同时还可以通过液控单向阀锁紧，或者采用平衡阀锁紧。其中换向阀的中位机能虽能实现，但由于滑阀的泄漏，锁紧精度不高，故采用液压锁保障锁紧精度。图3.4是厂方提供的一种锁紧回路，即通过液控单向阀锁紧，但考虑到由于泵站距执行元件距离较远，且管路较细，在动作改变时，压力来不及调整，且还会影响其稳定性，故将其拆除，因此本设计在泵站上安装液压锁来实现锁紧，同时也避免了阀组10对系统的不稳定性影响。
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