環(huán)境管理_2t鐵水包車液壓系統(tǒng)設(shè)計

本科畢業(yè)設(shè)計（論文）2T鐵水包車液壓系統(tǒng)設(shè)計劉江波燕 山 大 學(xué)2011年6月本科畢業(yè)設(shè)計（論文）2T鐵水包車液壓系統(tǒng)設(shè)計學(xué)院（系）：機械工程學(xué)院 專 業(yè)：機電控制 學(xué)生 姓名：劉江波 學(xué) 號：3 指導(dǎo) 教師：劉濤 副教授 答辯 日期：2011.06.23 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書學(xué)院：機械工程學(xué)院 系級教學(xué)單位：液壓研究所 學(xué)號3學(xué)生姓名劉江波專 業(yè)班 級07級機電控制1班題目題目名稱2T鐵水包車液壓系統(tǒng)設(shè)計題目性質(zhì)1.理工類：工程設(shè)計 （ ）；工程技術(shù)實驗研究型（ ）；理論研究型（ ）；計算機軟件型（ ）；綜合型（ ）2.管理類（ ）；3.外語類（ ）；4.藝術(shù)類（ ）題目類型1.畢業(yè)設(shè)計（ ） 2.論文（ ）題目來源科研課題（ ） 生產(chǎn)實際（ ）自選題目（ ） 主要內(nèi)容撰寫文獻綜述和開題報告；設(shè)計液壓系統(tǒng)圖、閥塊圖、油箱圖、泵站撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書基本要求1. 液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計（A0）2. 閥塊設(shè)計（A0）3. 郵箱的設(shè)計（A0）4. 油箱裝配圖（A0）參考資料液壓元件、液壓傳動、電液伺服控制技術(shù)、液壓工程手冊周 次第 周第 周第 周第 周第 周應(yīng)完成的內(nèi)容熟悉題目；查閱消化參考資料、科技論文；文獻綜述、開題報告開題；總體方案設(shè)計；計算；繪制草圖2張中期答辯；繪制油箱、泵站撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書、翻譯外文資料審圖、改圖；準(zhǔn)備答辯畢業(yè)答辯指導(dǎo)教師：劉濤職稱：副教授 2011年 2月 27日系級教學(xué)單位審批： 年 月 日注：表題黑體小三號字，內(nèi)容五號字，行距18磅。（此行文字閱后刪除）努力了的才叫夢想，不努力的就是空想！如果你一直空想的話，無論看多少正能量語錄，也趕不走滿滿的負(fù)能量！你還是原地踏步的你，一直在看別人進步。摘要本系統(tǒng)為2T鐵水包車液壓系統(tǒng)，該項目針對的是LG公司鐵水運轉(zhuǎn)改造項目，改造后的鐵水運轉(zhuǎn)車全面提升了其自動化程度。該系統(tǒng)采用電磁比例控制系統(tǒng)，通過位置傳感器和電磁比例閥形成閉環(huán)，從而控制大臂、小臂及轉(zhuǎn)臺的位置精度，同時通過液壓輔助支腿出的壓力傳感器與電磁比例閥形成閉環(huán)來控制配重缸的動作，以使其能準(zhǔn)確調(diào)整車體重心。該系統(tǒng)具有切實的可靠性和實用性。其中關(guān)于元件、閥塊、油箱、泵站的設(shè)計與計算在本文中都有相關(guān)的說明。關(guān)鍵詞鐵水轉(zhuǎn)運 電磁比例 傳感器 閉環(huán)AbstractThis system is for 2 T the molten iron charter hydraulic system, this project aims at iron transmission reconstruction project of the LG company , after the transformation the hot car has a hcomprehensive upgrade of the its automation. The system adopts the electro-hydraulic proportional control system, with the position sensor and electromagnetic proportional valve closed loop control, thus formed arm, forearm and the position of the turntable is guaranteed, and at the same time with the pressure sensor and electromagnetic proportional valve closed loop to control formation of cylinder action is formed, counterweight to the body accurately adjust focus. The system has a practical reliability and practicability. Among them about components, the piece, oil tank, the design and calculation of pumping station in this paper has relevant instruction.Keywords the molten iron transportion electro-hudraulic proportion sensor closed-loop目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 課題背景11.1.1 電液比例控制技術(shù)的發(fā)展1第2章 液壓系統(tǒng)原理圖的設(shè)計32.1設(shè)計要求32.1.1系統(tǒng)原理圖的初步設(shè)計32.2液壓系統(tǒng)總圖5第3章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算和元件選擇73.1液壓缸的設(shè)計與計算：73.2泵的計算與選型83.3電機計算與選擇93.4閥類元件的選擇93.5過濾器的選擇103.5.1泵吸油口過濾器的選擇113.5.2回油過濾器的選擇113.6蓄能器的選擇113.6.1蓄能器壓力的選擇113.6.2蓄能器容積的選擇123.7 冷卻器的選擇123.8壓力傳感器的選擇143.9空氣濾清器的選擇143.10壓力表的選擇143.11管路的選擇153.11.1概述153.11.2管路內(nèi)徑15第4章 集成塊及閥組裝配設(shè)計174.1集成塊的概念174.2集成塊的設(shè)計原則174.3集成塊的設(shè)計步驟18第5章 油箱的設(shè)計215.1概述215.2油箱的設(shè)計計算215.2.1油箱容量計算215.2.2油箱的結(jié)構(gòu)與設(shè)計要點22第6 章 液壓泵站的設(shè)計256.1 液壓泵的安裝方式256.2 電動機與液壓泵的聯(lián)接方式256.3 油路管道的布置26結(jié)論28參考文獻29致謝31附錄1 開題報告33附錄2 文獻綜述43附錄3 外文翻譯及原文51第1章 緒論1.1 課題背景鐵水運輸是冶金企業(yè)關(guān)鍵工藝之一，隨著鋼鐵生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展，鋼鐵企業(yè)的不斷發(fā)展壯大，鐵水運輸方式也在不斷發(fā)展。目前很多大型企業(yè)采用的是內(nèi)部專用鐵軌運輸方式，然而為了適應(yīng)某些企業(yè)的特定環(huán)境的需要出現(xiàn)了其他一些特殊的運輸方式，如半掛式運輸?shù)?。鐵水罐車是鋼鐵企業(yè)鐵水運輸?shù)闹匾ぞ?，目前國?nèi)主要鐵水罐車有2種，一種是敞口式鐵水車，一種是魚雷形混鐵車(簡稱魚雷罐車)。敞開式鐵水車是鐵水鐵路運輸?shù)闹饕ぞ咧?，?yīng)用已極為廣泛，但其有很多缺點，運行速度低、保溫效果差、安全可靠性差等。隨著冶金工業(yè)的快速發(fā)展，冶金企業(yè)逐步向產(chǎn)量大型化、地域廣闊化發(fā)展，這種運輸方式已越來越不適應(yīng)未來的發(fā)展，而保溫性能好、載重大、儲存能力強魚雷罐車越來越備受青睞。為應(yīng)對國內(nèi)鋼鐵行業(yè)的競爭，降低生產(chǎn)成本，首鋼擬采用“一包到底”的鐵水運輸方式?！耙话降住钡蔫F水運輸方式是用鐵水包直接到高爐承接鐵水，然后通過火車運輸，直接將鐵水兌入轉(zhuǎn)爐，既可以去掉魚雷罐設(shè)備，也避免了鐵水溫度的損失，是節(jié)約能源的有效途徑，也是鋼鐵企業(yè)冶煉生產(chǎn)的發(fā)展新趨勢。日本JFE京濱制鐵所于上世紀(jì)70年代中期采用“一包到底”工藝，采用310t鐵水車運輸鐵水。目前該技術(shù)在我國尚處于開發(fā)研制階段。 該課題針對的是LG電子公司鐵水轉(zhuǎn)運車改造項目。鐵水轉(zhuǎn)運車的主要作用是是將煉鐵爐內(nèi)的鐵水快速、安全地運送到造型線澆注機上，并將鐵水傾倒到澆注包中，該課題即是為了提高其效率又提高了其自動性。1.1.1 電液比例控制技術(shù)的發(fā)展 電液比例伺服閥控制原理簡單、控制精度高、抗污染能力強、價格適中、其靜動態(tài)特性足以滿足大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用的要求等特點，受到人們的普遍重視。目前電液比例技術(shù)己經(jīng)成熟，并有了推廣運用，比如波克蘭叉車使用了電比例控制系統(tǒng)，又如德國博世公司開發(fā)的農(nóng)業(yè)拖拉機液壓提升器電子控制系統(tǒng)引入了比例閥等。液壓工業(yè)己成了全球性的工業(yè)，國際液壓界一些著名公司如美國的派克漢汾公司、德國的博世力士樂公司、日本的日立公司等居世界領(lǐng)先地位。電液比例控制的理論研究和技術(shù)的發(fā)展是液壓工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的大趨勢，是液壓工業(yè)又一個新的技術(shù)熱點和增長點對于電液比例控制技術(shù)國內(nèi)外對此展開了深入研究，并且已取得很大成果。本系統(tǒng)應(yīng)用電液比例技術(shù)，對大臂、小臂等執(zhí)行機構(gòu)進行閉環(huán)控制，從而確保其動作準(zhǔn)確可靠。 第2章 液壓系統(tǒng)原理圖的設(shè)計2.1設(shè)計要求 因車輛要求泵站集成性高，精簡，故該系統(tǒng)擬采用疊加閥。轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)、大臂回轉(zhuǎn)、小臂回轉(zhuǎn)以及重心調(diào)整等動作通過位置傳感器、壓力傳感器、電液比例閥實現(xiàn)閉環(huán)控制，保證動作精度。2.1.1系統(tǒng)原理圖的初步設(shè)計圖2.1為控制轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的齒條擺動缸的液壓系統(tǒng)圖，因為轉(zhuǎn)臺上所載物體重量很大，又其來回旋轉(zhuǎn)慣性很大，制動時難免會有沖擊，故缸體兩端加上雙向溢流閥，從而有助于其制動，但是由于其慣性很大，制動后缸體內(nèi)會出現(xiàn)真空，故在缸體兩側(cè)加上如圖示單向閥，從而在缸體內(nèi)出現(xiàn)真空時可以從回油路補油，而不致使缸體內(nèi)出現(xiàn)震動現(xiàn)象，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 圖2.1 由于大、小臂液壓缸所受負(fù)載大，則連接兩缸道內(nèi)壓力很高，又與兩缸連接的管路為軟管，軟管一旦爆裂便會造成缸體迅速下落，極度危險，后果不堪設(shè)想，同時泵排出的油便會噴出系統(tǒng)外，造成很大的浪費。此在兩缸軟管兩端加上防爆閥，從而避免危險事故發(fā)生，同時也避免了浪費。為避免比例閥誤動作在回路上加上液控單向閥。為使大、小臂缸在動作時平穩(wěn)并且在停止時保持鎖緊狀態(tài)，在其兩端加上雙作用平衡閥，從而使缸的鎖緊有足夠的可靠性。其液壓控制回路如圖2.2所示： 圖2.2在系統(tǒng)中加入節(jié)流調(diào)速閥，以防止液壓缸在啟動時產(chǎn)生沖擊。在對平衡性及穩(wěn)定性要求不高的系統(tǒng)中加入液控單向閥對其進行鎖緊。2.2液壓系統(tǒng)總圖液壓系統(tǒng)總圖如圖2.3所示圖2.3第3章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算和元件選擇3.1液壓缸的設(shè)計與計算：初選系統(tǒng)壓力為15MPa，鋼水包重（1）大臂液壓缸根據(jù)理論力學(xué)公式算得大臂缸負(fù)載為F大臂 =19.89t=N，取缸機械效率為。大臂缸活塞面積為；大臂缸活塞直徑為；行程速比系數(shù)為；活塞桿直徑為 。（2）小臂液壓缸根據(jù)理論力學(xué)公式算得小臂缸負(fù)載為Fg=14.1t=N，慣性載荷為Fa=141000.1=1410N,總載荷F=FgFa=N，由行程速比系數(shù) 可以求得d=0.56D,其中d為活塞桿直徑，D為活塞直徑，取缸機械效率為。缸有效作用面積為，又，聯(lián)立以上各式解得小臂活塞缸的活塞直徑D=136.2mm，d=76.7mm，綜合以上各式所得結(jié)果，考慮到缸的行程和缸的互換性等問題選取相同型號的缸，其活塞直徑為D=140mm，d=80mm。（3）輔助支腿液壓缸工作載荷Fg=3t=30000N，慣性載荷，取缸機械效率為，總載荷為F總=Fg+Fa=30450，單個缸載荷為=7612.5N，液壓缸有效工作面積為,活塞直徑為， 行程速比系數(shù)， ，考慮到支腿缸行程問題，選取活塞直徑D=50mm，d=30mm的缸。（4）配重缸該缸只克服導(dǎo)軌之間的摩擦力，其負(fù)載力F=Ff=250N，在滿足行程的前提下選取最小直徑的液壓缸D=40mm，d=22mm（5）開蓋缸、傾包缸鑒于這兩個缸的負(fù)載很小，在滿足行程的前提下，選取最小直徑的缸，即D=40mm，d=22mm。（6）齒條擺動缸轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)角速度為，扭矩為T=7500N.m,選取D=80mm的齒條擺動缸，型號為UBFZS型法蘭式軸輸出雙齒條型，廠家是天津優(yōu)瑞納斯油缸有限公司。3.2泵的計算與選型液壓泵流量的計算：系統(tǒng)工作最大流量為大臂缸、小臂缸、配重缸一同工作時所需的流量，其中，小臂缸工作最大速度v小=5mm/s，流量q小=A小v小=0.0769L/s；大臂缸工作最大速度v大=15mm/s，流量q大=A大v大=0.231L/s；配重缸工作最大速度v配=30mm/s，流量q配=A配v配=0.00377L/s；最大流量為q=q小+q大+q大=0.347L/s=20.7L/min。液壓泵流量：，因有節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，加上溢流閥的最小溢流量：qvp=24.9L/min+0.05L/s=27.9L/min，確定泵的最大工作壓力為15MPa，為使泵有一定的壓力儲備，選取泵的額定壓力為P=151.4MPa=21MPa。泵型號為F3PVB10-RS-30-S30-C-11，額定壓力21MPa。3.3電機計算與選擇電機功率，選擇電機功率為11KW，考慮到泵的轉(zhuǎn)速，選取電機型號為：Y3-160M1-2。3.4閥類元件的選擇 本液壓系統(tǒng)采用的閥是疊加閥,考慮到流量壓差的問題及閥的互換問題分別采用了6通徑閥和10 通徑閥，其中控制大臂和小臂的閥采用的是10通徑閥，其余都為6通徑閥。另外，泵出口的安全閥也為10通徑溢流閥，為使系統(tǒng)不工作時泵直接卸荷而不是從溢流閥溢流出去，采用二位二通電磁換向閥進行控制。其中閥的型號如下：6通徑閥：溢流閥ZDB6-VB-3-40B；三位四通電磁換向閥：4WE6J50B/AG24NB10；液控單向閥MPA-01-4-X-40；減壓閥：MRP-01-B-30；雙向溢流閥Z2DBD6VC-1-10B/210；補油單向閥MCA-01-10；節(jié)流調(diào)速閥Z2FS63-40B1Q；液壓鎖單向閥Z1S6E2-30B；電磁比例閥：4WRE6E18-10B/24Z4/M；10通徑閥：溢流閥ZDB10-VB-3-40B；電磁比例閥：4WRE10E18-10B/24Z4/M；液控單向閥MPA-01-4-X-40；二通電磁換向閥 S-DSG-03-2B2-D24-N；雙向平衡閥VBCF-X-Y-K-Z。由于大、小臂液壓缸所受負(fù)載大，則連接兩缸的管道內(nèi)壓力很高，又與兩缸連接的管路為軟管，軟管一旦爆裂便會造成缸體迅速下落，極度危險，后果不堪設(shè)想，同時泵排出的油便會噴出系統(tǒng)外，造成很大的浪費。此在兩缸軟管兩端加上防爆閥，從而避免危險事故發(fā)生，同時也避免了浪費。防爆閥型號為VUBA-X-Y-K-Z。3.5過濾器的選擇過濾器一般由濾芯和殼體組成由濾芯上無數(shù)微小間隙和小孔組成通流面積。當(dāng)混入液壓介質(zhì)的污染物粒子的尺寸大于微小間隙活小孔時，雜質(zhì)被阻隔分離出來。過濾器按精度分可分為粗過濾器和精過濾器兩種；按過濾方式分為表面性過濾器、深度性過濾器和中間型過濾器三種；按濾芯的結(jié)構(gòu)分為網(wǎng)式過濾器、線隙式過濾器、紙式過濾器、磁性過濾器、燒結(jié)式過濾器、不銹鋼纖維式過濾器和合成樹脂過濾器。選擇過濾器時，應(yīng)考慮以下幾方面：(1) 根據(jù)使用目的選擇過濾器的類型，根據(jù)安裝位置情況選擇過濾器的安裝形式。(2) 過濾器應(yīng)有足夠大得通油能力，并且壓力損失要小。(3) 過濾精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)或元件的所需清潔度要求。(4) 濾芯使用的濾材應(yīng)滿足所使用工作介質(zhì)的要求，并且有足夠的強度。(5) 過濾器的強度及壓力損失是選擇是需要重點考慮的因素，安裝過濾氣候會對系統(tǒng)造成局部壓降或產(chǎn)生背壓。(6) 濾芯的更換及清洗要方便。(7) 應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的需要選擇合適的濾芯保護附件。(8) 結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單、緊湊、安裝形式合理。3.5.1泵吸油口過濾器的選擇流量要求：精度要求：，選擇過濾器為WU型網(wǎng)上回油過濾器，型號為WU-63*80,廠家：黎明液壓有限公司。3.5.2回油過濾器的選擇流量要求：，選用過濾器為油箱回油過濾器，型號：YLH63*10C，為油箱箱上回油過濾器，公稱流量為，最大壓力為1MPa，精度，廠家：黎明液壓有限公司。3.6蓄能器的選擇3.6.1蓄能器壓力的選擇液壓系統(tǒng)中蓄能器是一種能量儲存裝置，它的作用是在適當(dāng)?shù)臅r候把具有一定壓力的液壓油存儲起來，以便在需要時系統(tǒng)從新放出。蓄能器的種類很多，如氣囊式、活塞式、氣瓶式、重錘式、彈簧式等。選擇蓄能器應(yīng)考慮以下因素：工作壓力及耐壓性；公稱容積及允許吸(排)流量或氣體容積；允許使用的工作介質(zhì)及介質(zhì)溫度等等。其次還要考慮到蓄能器的重量級占用的空間問題；價格、質(zhì)量及使用壽命；安裝維修的方便。蓄能器為壓力容器，必須有生產(chǎn)許可證才能生產(chǎn)，所以，一般不能自行設(shè)計，制造蓄能器，應(yīng)選擇專業(yè)廠家的產(chǎn)品。本系統(tǒng)中選用氣囊式蓄能器。對于氣囊式蓄能器，從保護膠囊，延長使用壽命的角度出發(fā)，一般充氣壓力，則泵站高壓處蓄能器充氣壓力，低壓處蓄能器充氣壓力大約為0.9MPa。3.6.2蓄能器容積的選擇本液壓系統(tǒng)在泵出口裝有蓄能器，其主要功能是作為應(yīng)急動力源，突然斷電的情況下可以向系統(tǒng)內(nèi)供入油液，以使系統(tǒng)可以繼續(xù)動作，主要是使小臂缸和配重缸由相應(yīng)動作，從而可以使鐵水包里的鐵水傾倒入事先準(zhǔn)備好的應(yīng)急器具，而不致于使鐵水凝固于鐵水包內(nèi)，造成鐵水包失效。作為應(yīng)急動力源，蓄能器有效工作容積計算公式為：其中為要求應(yīng)急動作液壓缸總的工作容積，K為油液損失系數(shù)，取K=1.2。應(yīng)急動作需要滿足的情況是小臂缸收回動作時間t=30s，傾包缸伸出動作時間為t2=30s，其中小臂缸收回動作所需流量為Q1=q小t=0.076930=2.31L傾包缸伸出所需流量為Q2=q傾t=0.025300.75LQ= Q1+ Q2=2.31+0.75=3.06LQ總=2Q=23.06=6.12L所需蓄能器的有效工作容積為選取容量為10L的皮囊式蓄能器，型號為NXQ2-L10/10-H。3.7 冷卻器的選擇液壓系統(tǒng)中的油溫，一般控制在3050范圍內(nèi)。最高不應(yīng)高于65，最低不應(yīng)低于15。油溫過高，將使油液迅速老化變質(zhì)，同時使油液粘度降低，造成元件內(nèi)泄漏量增加，系統(tǒng)效率降低；油溫過低，使油液粘度過大，造成泵吸油困難。油溫過高或過低都會引發(fā)系統(tǒng)工作不正常，為保證油液能在正常的范圍內(nèi)工作，需對系統(tǒng)油溫進行必要的控制，即采用加熱或冷卻方式。在選擇冷卻器時應(yīng)首先要求冷卻器安全可靠、有足夠的散熱面積、壓力損失小、散熱效率高、體積小、重量輕等。然后根據(jù)使用場合，作業(yè)環(huán)境情況選擇冷卻器。本系統(tǒng)采用風(fēng)冷。1.系統(tǒng)發(fā)熱功率一般系統(tǒng)發(fā)熱功率按泵功率的30%計算，如此得液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率為P =P30%= 30%=2.8KW2.計算液壓系統(tǒng)的散熱功率P =KAT式中，K 油箱的散熱系數(shù) A油箱的散熱面積 T油溫與環(huán)境溫度之差計算油箱散熱面積時，有油部分視為全散熱面，無油部分視為半散熱面，一般取油面高度為油箱高度的0.8倍，則散熱面積為A=1.8h(a+b)+1.5ab =1.80.46（1.0+0.65）+1.51.00.65m =2.35m2K 在通風(fēng)較差的情況下取28(W/)P =KAT=282.35(50-20 )=1.97KW.風(fēng)冷式冷卻器的面積計算 式中 Nh液壓系統(tǒng)發(fā)熱量（W）；Nhd液壓系統(tǒng)散熱量（W）； a污垢系數(shù)，一般a=1.5；散熱系數(shù)，平均溫差（）。 式中 t1、t2進口、出口空氣溫度（）； 空氣流量（m3/s）空氣密度（kg/ m3）取其值為1.4 kg/ m3空氣比熱容（J/(kg. )，取其值為1005 J/(kg. 空氣流量為 m3/s，mm2選風(fēng)冷式冷卻器，型號為ACE5M，生產(chǎn)廠家為四平四環(huán)冷卻器廠。3.8壓力傳感器的選擇根據(jù)行程和控制要求，壓力傳感器選擇MPM388-17-DC1.5-I-A,上海儀表公司。3.9空氣濾清器的選擇開式油箱上部的通氣孔上必須配置空氣濾清器，兼作注油口用。本系統(tǒng)擬定選用EF系列液壓空氣濾清器。型號：EF3-4035該產(chǎn)品采用空氣過濾和加油過濾兩部分組成，不僅可以防止液壓系統(tǒng)工作時，由空氣帶入油箱內(nèi)的塵埃，又可以防止加油過程中混入顆粒雜質(zhì)，從而簡化了油箱結(jié)構(gòu)，又有利于油液的凈化。 液位溫度計用來監(jiān)測油箱內(nèi)油面并測量油液的溫度。本系統(tǒng)擬訂選用ywz系列液位計。型號：CYW1503.10壓力表的選擇液壓系統(tǒng)的靜態(tài)壓力測量一般采用彈簧式壓力表，在壓力表與壓力表開關(guān)之間應(yīng)設(shè)置緩沖阻尼器，以保護壓力表不因動態(tài)壓力沖擊而損壞。壓力表選用時應(yīng)合理的選取測量精度、測量范圍、表面直徑及安裝形式。一般選擇原則為：(1)國家標(biāo)準(zhǔn)在液壓元件實驗方法中將壓力的測試精度定為A、B、C三級，壓力平均指示值允許的變化范圍為0.5、1.5、2.5。常用的壓力表為1.5級，即B級。若需精密測量可用0.5級的標(biāo)準(zhǔn)壓力表。(2)壓力表的測量范圍在060MPa之間分有若干級，選擇壓力表的測量范圍時應(yīng)使其被測量力不超過壓力表上限的2/3，不低于壓力表下限的1/3，以保證良好的線性和工作的可靠性。若被測的壓力范圍較大，可采用多級測量的方法，測高壓時，由限壓切斷閥對低級壓力表進行自動保護。(3)若需要將靜壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號，可選用電接觸點壓力表，工作時上下限觸點的壓力值可以按需要調(diào)節(jié)。(4)若需要測量動態(tài)壓力，應(yīng)選用壓力傳感器它將壓力信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出，由事先表定的電壓壓力表關(guān)系即可得知壓力值。本系統(tǒng)擬訂選用Y60壓力表,型號為Y60ZT。3.11管路的選擇3.11.1概述管路是液壓系統(tǒng)中液壓元件之間傳送液體的各種管道的總稱。管接頭用于管道之間的連接，以及管道與液壓元件之間的連接。為保證液壓系統(tǒng)工作可靠，管路與管接頭應(yīng)有足夠的強度，良好的密封，壓力損失要小，拆裝方便。3.11.2管路內(nèi)徑管路內(nèi)徑的大小取決于管路的種類及管內(nèi)流速的大小。在流量一定的情況下，內(nèi)徑小則流速高，壓力損失大，容易產(chǎn)生噪聲；內(nèi)徑大則難于安裝，所占空間大，重量大。管路內(nèi)徑一般由下式確定：式中：Q通過管道的最大流量(m3/s)v管道內(nèi)液流允許速度(m/s)d管道內(nèi)徑(m)由流體力學(xué)知道，提高流速會使壓力損失增大，減小流速勢必增加管道內(nèi)徑及附件的體積和重量，同時流速與液壓沖擊密切相關(guān)，流速增大，則沖擊壓力增大。另外，管內(nèi)液流速度與元件、回路的正常工作也有密切關(guān)系，如液壓泵吸油管路上的壓力降即流速就不能太大，否則會造成泵的氣穴現(xiàn)象，回油壓力損失過大，會造成高的背壓，影響元件的正常工作性能。因此在設(shè)計系統(tǒng)管路時要限制流速。系統(tǒng)管路的推薦流速值：吸油管路取 v12m/s，本系統(tǒng)取v=0.8m/s，由公式算得吸油管直徑為mm，取d=32mm；壓油管路取v36m/s，本系統(tǒng)取v=4m/s，由公式算得壓油管直徑為mm，取d=15mm；回油管路取v1.52.5m/s，本系統(tǒng)取v=1.5m/s，由公式算得回油管直徑為mm，取d=25mm。第4章 集成塊及閥組裝配設(shè)計4.1集成塊的概念通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。管式元件通過油管實現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。因此，管式元件一般用于結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)。板式元件安裝在板件上，分為液壓油路板連接、集成塊連接和疊積閥連接三種。集成塊就是將若干元件組合在一起，省去連結(jié)用的管子而構(gòu)成液壓系統(tǒng)的部分回路。隨著液壓系統(tǒng)向高壓化、高精度方向發(fā)展，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式也向著集成化方向發(fā)展，在這種趨勢下尤其顯出液壓集成化的優(yōu)越性。集成塊內(nèi)的油通道，用來聯(lián)系各個控制元件，構(gòu)成單元回路及液壓控制系統(tǒng)。油液流經(jīng)塊體內(nèi)通道的壓力損失與塊體的油通孔的孔徑尺寸形狀及表面光滑程度有關(guān)。通道孔徑過小，拐彎過多，內(nèi)表面粗糙，工藝孔過多，會使壓力損失變大。而油道孔徑過大，壓力損失減小，但增大了集成塊尺寸。提高管道表面光潔度會使壓力損失降低，但又會增加制造成本。綜上所述，設(shè)計集成塊時，對以上各點應(yīng)多方面考慮。4.2集成塊的設(shè)計原則集成塊加工質(zhì)量的好壞直接影響到系統(tǒng)和設(shè)備的工作性能。集成塊在設(shè)計時應(yīng)合理布置油道，盡可能節(jié)省工藝孔，以減少加工與成本。集成塊的設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：1. 合理選擇集成塊的個數(shù)，若集成的塊太多，會使閥塊的體積過大，設(shè)計、加工困難；集成的閥太少，集成的意義又不大。2. 在閥塊設(shè)計時，塊內(nèi)的油路應(yīng)盡量的簡捷，盡量減少深孔、斜孔，閥塊中的孔徑要與通過的流量相匹配，特別要注意相貫通的孔必須有足夠的通流面積。3. 閥塊設(shè)計時應(yīng)注意進出油口的方向和位置，應(yīng)與系統(tǒng)的總體布置及管道連接形式匹配，并考慮安裝便利。4. 閥塊設(shè)計時還要考慮有水平或垂直安裝要求的閥，必須符合要求。需要調(diào)節(jié)的閥應(yīng)放在便于操作的位置，需要經(jīng)常檢修的閥應(yīng)安裝在閥塊的上方或外測。5. 集成塊設(shè)計時要設(shè)計足夠數(shù)量的測壓點，以供集成塊調(diào)試用。6. 重量較大的集成塊，應(yīng)設(shè)置起吊螺釘孔。具體到實際有要求為：1.進出管方向要符合工藝要求。2.閥間的距離不小于15mm，管接頭間尺寸要利于安裝，要考慮扳手空間。3.孔間的距離不小于5mm。4.調(diào)節(jié)鈕及測壓接頭盡量安裝在正面或者容易操作的地方。4.3集成塊的設(shè)計步驟1. 本設(shè)計為壓下部分的集成塊，首先了解原理圖，對系統(tǒng)元件進出口行標(biāo)號。該圖所示系統(tǒng)由6通徑的疊加閥構(gòu)成，如圖4.1所示。 圖4.12、明確安裝元件，確定尺寸,包括元件的外形尺寸、管接頭的最大外形尺寸、管接頭的接頭尺寸、螺紋大小。閥塊三維圖如圖4.2所示。圖4.23. 閥塊內(nèi)部管路走向如圖4.3所示圖4.34. 6通徑閥塊裝配圖如圖4.4所示 圖4.4第5章 油箱的設(shè)計5.1概述油箱在系統(tǒng)中的功能，主要是儲油與散熱，也起著分離油液中的氣體及沉淀污染物的作用。根據(jù)系統(tǒng)的具體條件，合理選用油箱的容積、形式和附件，以使油箱充分發(fā)揮作用。油箱有開式和閉式兩種。（1）開式油箱開式油箱應(yīng)用廣泛，箱內(nèi)液面與大氣相通，為防止油液被大氣污染，在油箱頂部設(shè)置空氣濾清器，并兼作注油口用。（2）閉式油箱閉式油箱一般指箱內(nèi)液面不直接與大氣相通，而將通氣孔與具有壓力的惰性氣體相接，充氣壓力可達0.05Mpa。油箱的形狀一般采用矩形、而容量大于2的油箱采用圓筒形結(jié)構(gòu)比較合理，設(shè)備重量輕，油箱內(nèi)部壓力可達0.05Mpa。5.2油箱的設(shè)計計算5.2.1油箱容量計算油箱的有效容量一般為泵每分鐘流量的37倍。對于行走機械，冷卻效果比較好的設(shè)備，油箱的容量一般為泵每分鐘流量的1.52.5倍；對于固定設(shè)備，空間面積不受限制的設(shè)備，則應(yīng)采用較大的容量。如冶金機械液壓系統(tǒng)的油箱容量通常取為每分鐘流量的710倍，鍛壓機械的油箱容量通常取為每分鐘流量的612倍。油箱中的油液溫度一般推薦3050，最高不應(yīng)超過65，最低不低于15。對于工具機及其它固定裝置，工作溫度允許在4055。行走機械，工作溫度允許達65。在特殊情況下可達80。對于高壓系統(tǒng)，為了減少漏油，最好不超過50。油箱的有效容積可由下式計算：式中：n經(jīng)驗系數(shù)； Q液壓系統(tǒng)每分鐘的流量(L/min)；綜上所述，根據(jù)實際情況，取則為了避免油液的外溢，油箱的注油高度為油箱高度的0.8倍，既油箱的油箱容量為油箱尺寸的高、寬、長之比為(1：1：1)(1：2：3)，本系統(tǒng)油箱油箱的長、寬、長分別為1000mm，650mm，460mm。5.2.2油箱的結(jié)構(gòu)與設(shè)計要點(1)油箱容量油箱必須有足夠大的容量，以保證系統(tǒng)工作時能夠保持一定的液位高度；為滿足散熱要求，對于管路比較長的系統(tǒng)，還應(yīng)考慮停車維修時能夠容納油液自由流回油箱時的容量；在油箱容積不能增大而又不能滿足散熱要求時，需要設(shè)置冷卻裝置。(2)設(shè)置過濾器油箱的回油口一般都設(shè)置系統(tǒng)所要求的過濾精度的回油過濾器，以保證返回油箱的油液具有允許的污染等級。油箱的排油口(即泵的吸油口)為了防止意外落入油箱中污染物，有時也裝設(shè)吸油網(wǎng)式過濾器。由于這種過濾器浸入油箱的深處，不好清理，因此，即使設(shè)置，過濾網(wǎng)目也是很低的，一般為60目以下。(3)設(shè)置油箱主要油口油箱的排油口與回油口之間的距離應(yīng)盡可能遠些，管口都應(yīng)插入最低油面之下，以免發(fā)生吸空和回油沖濺產(chǎn)生氣泡。管口制成45的斜角，以增大吸油及出油的截面，使油液流動時速度變化不致過大。管口應(yīng)面向箱壁。吸油管離箱底距離H2D(D為管徑)，距箱邊不少于3D?；赜凸茈x箱底距離H3D。(4)設(shè)置隔板將吸、回油管隔開，使液流循環(huán)，油液中的氣泡與雜質(zhì)分離和沉淀。隔板結(jié)構(gòu)有溢流式標(biāo)準(zhǔn)型、回油式及溢流式等幾種。另外還可根據(jù)需要在隔板上安置濾網(wǎng)。(5)在開式油箱上部的通氣孔上必須設(shè)置空氣濾清器。兼作注油口用。油箱的注油口一般不從油桶中將油直接注入油箱，而是經(jīng)過濾車將油液從注油口注入，這樣可以保證注入油箱中的油液具有一定的污染等級。(6)放油孔要設(shè)置在油箱底部最低位置，使換油時油液和污染物能順利的從放油孔流出。在設(shè)計油箱時，從結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮清洗換油的方便，設(shè)置清洗孔，以便于油箱內(nèi)沉淀物的定期清理。(7)當(dāng)液壓泵和電機安裝在油箱蓋板上時，必須設(shè)置安裝板。安裝板在油箱蓋板上通過螺栓加以固定。(8)為了能夠觀察向油箱注油的液位上升情況和在系統(tǒng)工作過程中看見液位高度，必須設(shè)置液位計。(9)油箱的底部應(yīng)離地面150mm以上，以便于搬移、放油和散熱。(10)為了防止油液可能落在地面上，可在油箱下部或上蓋附近四周設(shè)置油盤。油盤必須有排油口，以便于油盤的清潔。(11)油箱的內(nèi)壁應(yīng)進行拋丸或噴砂處理，以清除焊渣和鐵銹。待灰砂清理干凈后，按不同工作介質(zhì)進行處理或者層。對于礦物油，常采用磷化處理。對于高水基或水、乙二醇等介質(zhì)，則應(yīng)采用與介質(zhì)相容的涂料進行涂刷，以防油漆剝落污染油液。綜上所述設(shè)計要點，設(shè)計本系統(tǒng)所用油箱時取油箱壁厚為6mm，箱蓋厚度為10mm，進出油口和附件安裝固定都應(yīng)加以密封，防止外界臟油、水、灰塵、雜物等進入油箱。 考慮到該系統(tǒng)泵站空間的限制，泵站采用上置式立式安裝，又因為在系統(tǒng)工作過程中油箱需要來回運動以維持車體重心穩(wěn)定，故在箱底焊接上了燕尾形導(dǎo)軌，利用滑動導(dǎo)軌來使箱體可以移動。第6 章 液壓泵站的設(shè)計液壓系統(tǒng)的連接形式可分為管式連接和無管連接。管式連接只適用于簡單的液壓系統(tǒng)。目前，由于現(xiàn)代機械制造業(yè)向著高效、高精度的方向發(fā)展，液壓回路越來越復(fù)雜，難以制造和安裝，因此，目前很少用這種方法，而多采用無管連接。無管連接有可分為操縱板式、組合化式連接。與管式連接比較有以下優(yōu)點：（l）利用標(biāo)準(zhǔn)件，按典型動作組成標(biāo)準(zhǔn)回路，縮短設(shè)計、制造時間；（2）省去大量管子和管接頭，使結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，占地面積?。海?）元件距離小，管路近，壓力損失小，效率高；（4）無管子引起的震動，泄漏小，穩(wěn)定性好；（5）安裝、調(diào)試、使用、維修，拆卸方便。6.1 液壓泵的安裝方式 液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵，驅(qū)動電機及聯(lián)軸器等，其安裝方式分為立式和臥式兩種。（1）立式安裝將液壓泵和與之相聯(lián)的油管放在油壓箱內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時電動機與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可直接回油箱，并節(jié)省占地面積，但安裝維修不方便，散熱條件不好。（2）臥式安裝 液壓泵及管道都安裝在油箱外面，安裝維修方便，散熱條件好，但電動機與泵的同軸度不容易保證。6.2 電動機與液壓泵的聯(lián)接方式電動機與液壓泵的聯(lián)接方式可分為法蘭式、支架式和支架法蘭式。(1)法蘭式 液壓泵安裝在法蘭上，法蘭在與帶法蘭盤的電動機聯(lián)接，電動機與液壓泵依靠法蘭盤上的止口來保證同軸度，這種結(jié)構(gòu)裝拆很方便。(2)支架式 液壓泵站安裝在法蘭上，然后依靠支架的底面與底板相連，再與帶底帶的電動機相聯(lián)。這種結(jié)構(gòu)對于保證同軸度比較困難。為了防止安裝誤差產(chǎn)生的振動，常用帶有彈性的聯(lián)軸器。(3)法蘭支架式 電動機先與液壓泵以法蘭連接，法蘭與支架連接，最后支架再裝在底板上。6.3 油路管道的布置1.管道的種類液壓系統(tǒng)中的管路按其作用分為：主管路、泄油管路、控制管路。主油路包括吸油管路、壓油管路、回油管路，用來實現(xiàn)壓力能傳遞。泄油管路是將液壓元件的泄漏油液導(dǎo)入油箱的管路?？刂乒苈肥怯脕韺崿F(xiàn)液壓元件的控帶或調(diào)節(jié)以及與檢測儀表相連的管路。液壓系統(tǒng)所用的管路分為硬管和軟管，硬管常選用無縫鋼管，無縫鋼管因耐高壓、變形小、耐油、抗腐蝕，裝配后不易變形，且低碳鋼的無縫鋼管具有良好的可焊性，因此在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。若管路經(jīng)常裝拆，可用快速接頭，軟管連接則采用軟管頭（可拆式和扣壓式）。常用的鋼管連接接頭有焊接式和卡套式。焊接式管接頭結(jié)構(gòu)簡單，制造方便、耐高壓、且密封性能好。而卡套式管接頭利用卡套前端的外表面與接頭體內(nèi)錐面之間形成球面接觸密封。不需其他密封件。其缺點是制造工藝高，接管的尺寸精度較高。2.布置管路的注意事項（1）布管時應(yīng)使管路最短，轉(zhuǎn)彎數(shù)量要少，管路之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)木嚯x以防干擾、振動。（2）管路較長的硬管為避免管路向下彎曲，減少由于液壓沖擊引起的振動、噪聲，在管路長度方向應(yīng)用管夾加以牢固支撐。（3）硬管彎曲半徑為管直徑3倍以上。（4）液壓泵、馬達、閥的泄漏油管應(yīng)單獨引回油箱。（5）橡膠軟管應(yīng)盡可能的短，以避免設(shè)備在運行中發(fā)生軟管嚴(yán)重彎曲與變形，安裝和使用應(yīng)使其扭轉(zhuǎn)變形最小。泵站三維圖如圖所示結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于2T鐵水車液壓系統(tǒng)的設(shè)計，其是針對的是LG公司鐵水轉(zhuǎn)運改造項目，它減少了改造前鐵水轉(zhuǎn)運過程中的缺點，該系統(tǒng)所配備的自動電氣控制大大提高了鐵水轉(zhuǎn)運的自動化和效率，同時該系統(tǒng)的自動調(diào)整重心功能和報警裝置對提高系統(tǒng)的安全性具有很大的幫助，總的來說該系統(tǒng)滿足該公司鐵水轉(zhuǎn)運改造的目的。但是由于時間所限，本次畢設(shè)只對其液壓進行了詳細(xì)的設(shè)計，而沒有對該系統(tǒng)的電氣控制和自動化控制進行深入的研究，今后應(yīng)該在這些方面多加努力。參考文獻1 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Metallurgist,2003, 47致謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生，由于經(jīng)驗的匱乏，本論文難免有許多考慮不周全的地方，希望各位老師和同學(xué)批評指正。 在論文寫作過程中，我得到了劉濤老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，劉老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在畢業(yè)設(shè)計這一段時間，通過和老師的交流令我發(fā)現(xiàn)交流也是一種能力，每次在設(shè)計上遇到的問題都會在跟老師的交流中迎刃而解，這使我深深感受到與人交流的重要性。劉老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩劉老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向劉老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 在論文即將完成之際，我的心情非常激動，從開始進入課題到論文的順利完成，有很多同學(xué)、老師無私的指點和教導(dǎo)，有了他們的幫助我才順利完成了畢業(yè)設(shè)計，在此向所有幫助過我的老師和同學(xué)表示真誠的感謝，祝各位同學(xué)和老師在以后的工作和學(xué)習(xí)中一切順利。附錄1 開題報告燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告課題名稱：2T鋼水包車液壓系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)院（系）： 機械工程學(xué)院 年級專業(yè)： 07機電控制1班 學(xué)生姓名： 劉江波 指導(dǎo)教師： 劉濤 完成日期： 2011/3/23 一、國內(nèi)外研究動態(tài)及選題的依據(jù)和意義20世紀(jì)中葉之后，冶金工業(yè)發(fā)展迅猛，技術(shù)不斷更新、完善，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，鋼鐵企業(yè)向大規(guī)模聯(lián)合企業(yè)發(fā)展鐵水運輸是冶金企業(yè)關(guān)鍵工藝之一，隨著鋼鐵生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展，鋼鐵企業(yè)的不斷發(fā)展壯大，鐵水輸方式也在不斷發(fā)展。采用不同的鐵水運輸車輛，對于鋼鐵生節(jié)奏和鋼鐵質(zhì)量會產(chǎn)生不同的影響,同時在生產(chǎn)效益方面也會有很大不同。國內(nèi)外鐵水車種類及鐵水運輸方式介紹如下：1、鐵水車種類（1）鐵水罐車鐵水罐車是鐵路運輸?shù)闹饕\輸工具之一，運用已極為普遍，現(xiàn)已形成系列化產(chǎn)品，主要有ZT35、ZT65、ZT100、ZT140、ZT170型鐵水車。鐵水罐車主要用于將煉鐵高爐的鐵水運往鑄鐵機鑄鐵或倒入混鐵爐煉鋼。由于車輛構(gòu)造速度、冶金企業(yè)線路技術(shù)狀況的限制，以及貨物高溫、液態(tài)的特殊性，致使鐵水的鐵路運輸一直在速度低、溫降大、安全性差以及煉鐵、煉鋼工藝銜接效率低的問題，限制了敞開式鐵水車的進一步應(yīng)用。（2）魚雷罐車 魚雷罐車是供冶金企業(yè)運輸高爐鐵水至煉鋼倒(折)罐站進行傾翻鐵水作業(yè)的