冷轧重卷开头机液压系统设计课件

1、第IV页辽宁科技大学本科生毕业设计 冷轧重卷开头机液压系统设计摘 要现代工业为了追求更高的材料利用率，重卷机组由单卷生产发展为连续生产，连续式重卷生产具有生产能力大，产品质量好的特点。冷轧重卷开头机是冷轧重卷机组主要设备之一。开头机可接受由钢带卷车移送来的带钢卷，并在穿带和重卷时支承，送出钢带，用于带卷开卷，并与开头机夹送辊之间建立张力，以实现张力开卷。现在的开头机设备存在很多问题，体积大，开卷速度慢，系统的沿程压力损失大，生产效率低，使用寿命短等。针对这些问题，本次对开头机设备进行了改进，本系统主要有三个支路组成：伸缩刮板的水平运动；摆动缸的回转运动；夹送辊的升降运动。在设计过程中，对各支路

2、的受力进行详细的计算，对各元件的选用进行详细的说明，对液压执行元件、液压阀、液压辅助元件和泵站进行详细的设计。关键词：冷轧；重卷；开头机 The Design of Hydraulic Systems for theBeginning Uncoiling Machine of Cold RollingAbstractDue to modern industrial pursuit of higher utilization of materials, Re-coiling mills are from a single production for the continuous product

3、ion. Continuous production features big capacity and better production quality. The Beginning Uncoiling machine of Cold Rolling is an important machine in re-coiling mills。Now start machine equipment has a lot of problems, big volume, open-book slow, the system pressure loss and low production effic

4、iency, service life is short, etc. To solve these problems,to start the machine was improved, this system has three main branch: telescopic scraper level sport, Swing motion cylinder, Clip sends roller lifting movement.In the design process, the slip road on the edge of a detailed calculation, the v

5、arious components of the selection of a detailed description of the hydraulic components and hydraulic valves, hydraulic components and auxiliary pumping stations to conduct detailed design。Key words: Cold rolling; Re-coiling; Beginning machine目 录摘 要IAbstractII1 绪论12 制定系统方案42.1 执行机构的确定42.2 液压系统的选择42

6、.3 液压基本回路的选择42.4 其他辅助元件62.5 拟订的液压系统原理图63 液压元件载荷力的设计与计算73.1 系统的主要参数73.2 负载分析73.2 各液压缸的载荷力计算84 确定主要参数164.1 初选系统工作压力164.2 液压缸的主要结构尺寸计算164.3 计算液压缸所需流量及实际工作压力184.3.1 伸缩缸所需流量和实际工作压力194.3.2 摆动缸所需流量和实际工作压力194.3.3 夹送辊缸所需流量和实际工作压力205 液压元件的选择215.1 液压缸的选用215.2 液压泵的选用215.3 电动机选择225.4 液压阀的选择235.5 管道内径的计算235.6 管接头

7、的选择245.7 油箱容积确定245.8 蓄能器的选择255.9 液压介质的选择266 液压系统性能验算276.1 液压系统压力损失276.1.1 沿程压力损失276.1.2 阀类元件的局部损失的计算286.1.3 总的压力损失的计算286.2 液压系统的发热温升的计算287 阀块的设计318 环保性与经济分析328.1 环保性分析328.2 经济性分析32结 论33致 谢34参考文献35 辽宁科技大学本科生毕业设计 第35页1 绪论冷轧是在19世纪中叶始于德国，当时只能生产宽度2025mm的冷轧钢带。而近年来冷轧钢板及带钢得到较大的发展，冷连轧机末架出口速度可达2541.7m/s,为了提高产

8、量，冷轧卷重已达60t，一套冷轧连轧机年产量可达250万吨。在带钢冷连轧机上，广泛地采用液压弯辊装置或抽动工作辊装置来改善板形，由于冷轧带钢厚度公差要求高，为增加轧机压下装置的响应速度，在冷轧机上采用了液压压下装置及厚度自动控制装置，对于高速、高产量的带钢冷连轧机实现了计算控制。冷轧的工艺流程如下：原料1#和2#钢卷鞍座上卷小车卷径测量开卷机导板夹送辊矫直机切头剪压辊台伸缩导板台转向辊张力测量辊测厚仪干防跳辊机前压紧台对中侧导板六辊冷轧机防缠导卫装置挤干防跳辊吹扫和侧吹装置机后测厚仪事故剪机后转向辊机后导板出口卷取机 重卷机组将来料冷轧卷重卷分卷，并进行钢板测厚，针孔检测，卷取，称量等工序的机

9、组。现代工业为了追求更高的材料利用率，越来越多的直接使用带钢卷作为坯料进行深加工，这使冷轧带钢生产的板卷材比例达到各半的程度，也促进了分卷生产的发展。重卷机组由单卷生产发展到连续生产，单卷生产的重卷机组多兼有纵剪作业的功能。重卷生产有单卷生产和连续生产两种方式。单卷生产的工艺流程是：上卷-开卷-打印-剪边-分卷-涂油-卷取-捆扎。连续生产的工艺流程是：上卷-开卷-剪边-去毛刺-去尾切剪-焊接-拉矫-打印-图油-分卷-卷取-打捆。显然，开卷无论在单卷生产还是连续生产都必须用到，可见其在冷轧重卷过程中是非常重要的。本系统开头夹送辊由刮板装置、开头机本体、传动装置三部分组成，如图1.1所示。刮板装置

10、包括刮板、摆动液压缸、伸缩液压缸。摆动液压缸驱动刮板上下摆动，以使刮板对准带头。伸缩液压缸驱动刮板向前伸出到工作位置或缩回。开头夹送辊本体包括机架、转向辊、夹送辊、弯曲辊等。机架为焊接式钢结构件，其上有弯曲窗口和转向辊、夹送辊窗口。弯曲辊由液压缸驱动在机架的窗口内升降。液压缸位置手动可控。夹送辊为下辊，由液压缸驱动在机架的窗口内升降，转向辊为固定式上辊。夹送辊有一对液动垂直调节系统，其通过两个液压缸，调节夹送辊的夹紧力适当的夹紧力有利于带钢的传动和对中。夹送辊传动系统由减速电机、万向接轴组成。1伸缩缸2摆动缸3夹送压上缸图1.1 冷轧重卷开头夹送辊机械图1.伸缩缸 2.摆动钢 3.夹送压上缸

11、开卷时，首先摆动液压缸驱动刮板向上摆动，到达适当位置后电磁铁失电，回到换向阀中位，然后刮板伸缩液压缸驱动刮板伸出一定距离，使刮板头定位于适当位置后电磁铁失电，回到换向阀中位。而后开卷机转动，将带头沿刮板送到入夹送辊。夹送辊由液压缸驱动压上，此时液压缸伸出带动夹送辊向上运动到带卷位置并给予适当的力夹紧，而后回到中位，这时夹送辊夹住带材向前送料。开完带头后，刮板伸缩缸缩回，到适当位置后回中位，而后刮板摆动缸带动刮板摆动回初始位置后回到换向阀中位；联动时，夹送辊降下到初始位置后回换向阀中位，然后回到初始位置。这是通过液压电磁阀对开头夹送辊一系列动作的控制，其中还应用了双液控单向阀，即液压锁对竖直缸进

12、行锁紧以免其上升到适当位置后自行滑落，还有控制速度的单向节流阀等。液压传动是以液体为工作介质，通过液体压力能传递能量，与机械传动相比有了不少优点，故近年来发展较快。随着科学技术的发展，经济的腾飞，液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高速集成化等方向发展；同时，新的液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也日益取得显著的成果。本课题是关于冷轧重卷开头夹送辊液压系统设计，其目的是通过液压系统实现开头机刮板伸缩缸、开头机刮板摆动缸、开头机夹送压上缸，进而用开头夹送辊打开带卷料头，并对带头进行弯曲直头，然后将带材向前夹送。液压传动有许多突出的特点，如

13、动力大、力惯量比大、快速响应性高、简单经济、易于实现直接驱动等，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械，压力机械、机床等，行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等，钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等，土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等，发电厂、核发电厂等用的涡轮机调整装置等。本设计是通过液压传动系统实现在对冷轧重卷开头夹送辊的控制。液压系统的设计，应是综合考虑动力源、元件、基本回路等方面的因素，除满足整机的动作循环，静、动态性能要求外，还应在技术、经济、节能、降低噪声、减少液压冲击、使用维修、方便可靠等各方面效果最佳。通过此次毕业设计

14、，可以充分把大学四年所学的的基础知识和专业知识得到充分的应用，是对大学期间所学知识的全面考察，是一次很好的亲自思考、自行解决工厂实际问题的基础锻炼，为以后走上工作岗位更好的工作打下了坚实的基础。2 制定系统方案2.1 执行机构的确定本机动作机构均为直线往复运动，根据其运动形式，各直线运动机构均采用单活塞杆双作用液压缸，如图2.1所示。图2.1 单活塞杆液压缸原理图2.2 液压系统的选择系统的类型有开式系统和闭式系统两种。选择系统类型主要取决于它的调速方式和散热方式要求。一般地，采用节流调速和容积调速的系统、有较大空间放置油箱且不需另设散热装置的系统要求结构尽可能简单的系统等宜采用开式系统。由于

15、本系统采用节流调速，且系统结构简单，因此为开式系统。由于要求本系统的液压缸在伸出和缩回时的速度是一致的，所以在液压缸伸出和缩回时液体的流量是变化的，因此本系统选择变量泵来控制流过液压缸的流量。2.3 液压基本回路的选择1速度控制回路对任何液压系统来说，调速回路都是它的核心部分。用来控制系统速度的方法很多，可以用速度阀调速，节流阀调速，伺服阀等来调速。本系统采用单向节流阀对系统进行流量控制，由于系统所需的精度不是很高，且对系统的工作稳定性和效率要求不是很高，故采用节流阀调速完全可以满足系统的要求，如图2.2所示。 图2.2 单向节流阀2方向控制回路 本系统中的四个液压缸均采用三位四通电磁换向阀来

16、控制液压缸的伸出和缩回，其中摆动缸和伸缩缸的换向中位为O型中位机能，夹送压上缸和弯曲辊缸的换向中位为Y型中位机能，如图2.3所示。 图2.3 方向控制回路3平衡及锁紧回路 平衡回路是防止垂直或倾斜放置的液压缸及其工作部件在上位停止时因自重作用而下滑，可以用顺序阀、换向阀O型中位机能及液控单向阀进行控制。本系统中的摆动缸、夹送压上缸和弯曲辊缸都采用液控单向阀来对液压缸进行定位后锁紧，由于本系统中这三个液压缸在竖直方向上受到分力较大且停留一段时间，液压锁的定位精度高且可以防止升降缸在上端停留时下落和在停留时间内保持液压缸的位置固定，使其可以可靠锁紧，如图2.4所示。图2.4 液控单向阀2.4 其他

17、辅助元件 在一个完整的液压回路中还需考虑防油路间干扰，保护泵的溢流阀，冷却装置，泵站加热装置，过滤装置，测温装置，蓄能装置等。2.5 拟订的液压系统原理图图2.5为本系统初步拟订的液压系统原理图，表2.1为液压系统电磁铁动作表。图2.5 液压系统原理图表2.1 电磁铁动作表1YA1YB2YA2YB3YA3YB伸缩缸伸出+伸缩缸缩回+摆动缸上摆+摆动缸下摆+夹送缸夹上+夹送缸缩回+3 液压元件载荷力的设计与计算3.1 系统的主要参数冷轧重卷开头夹送辊液压系统设计参数如下：1负载情况 伸缩缸受卷的冲击力 25kN 伸缩刮板重 4t夹送辊重 800kg夹送辊夹持力 40kN液压缸自重 100kg2缸

18、的速度 伸缩缸 90mm/s摆动缸 90mm/s夹送压上缸 50mm/s3工作行程 伸缩缸行程 500mm 摆动缸行程 200mm夹送压上缸行程 50mm3.2 负载分析1工作负载 2重力负载当工作部件垂直或倾斜放置时，自重也是一种负载。倾斜放置时，只算重力在运动方向上的分力。液压缸上行时重力取正值，反之取负。3惯性负载 惯性负载是运动部件在启动加速或制动减速时的惯性力，其值可按牛顿第二定律求出 (3.1)式中 g重力加速度，；时间内的速度变化值；启动，制动速度转换时间，一般取=0.010.5s。4密封负载F 液压缸工作时还需克服其内部密封装置产生的摩擦阻力，其值一般记入液压缸的机械效率中考虑

19、，通常取=0.900.95。5背压负载F 背压负载是指液压缸回油所造成的阻力。 (3.2)式中 A液压缸回油腔的有效工作面积； p液压缸的背压，通常取p=26bar，本系统取3bar。3.2 各液压缸的载荷力计算1伸缩缸载荷（1）伸缩缸的负载计算 伸缩缸受力分析如图4.1所示。图3.1伸缩缸受力图1）工作负载F =mg=39.8kN 2）重力负载 =0.98kN 由于液压缸倾斜水平30放置，所以 =0.98sin30=0.49kN3）惯性负载F = =0.09kN4）密封负载F 取=0.925）背压负载F 取背压为0.3MPa，估算背压力F=0.3kN（2）伸缩缸运动循环各阶段的负载启动时 F

20、= =20.16kN加速时 F=22.27kN恒速时 F= =22.22kN减速时 F=22.17kN制动时 F= =21.9kN反向加速时 F=kN 反向恒速时 F=kN 反向减速制动时 F=kN（3）伸缩缸工作负载图 伸缩缸工作负载随时间的变化关系如图3.2所示。 图3.2 伸缩缸速度图及负载图2摆动缸载荷（1）摆动缸的负载计算 摆动缸的受力分析如图3.3所示。图3.3 摆动缸受力图摆动最高点 =74 sin=0.961摆动最低点 =68.8sin=0.9321）工作负载 =mg=40009.8=39.2kN2）重力负载 =0.98kN 3）惯性负载 = =3.69kN4）密封负载 取=0

21、.925）背压负载 取背压为0.3MPa，估算背压力=0.5kN（2）摆动缸运动循环各阶段的负载启动时 = =40.704kN加速时 =44.940kN恒速时 = = F=41.202kN42.468kN减速时 =38.614kN制动时 = =41.971kN反向加速时 =反向恒速时 = F=反向减速制动时 =（3）摆动缸工作负载图 摆动缸工作负载随时间的变化关系如图3.4所示。图3.4 摆动缸速度图及负载图3夹送辊缸运动循环各阶段的负载（1）夹送辊缸的负载计算1）工作负载F F=mg=800kN 2）重力负载F F=1009.8=0.98kN 3）惯性负载F F= =0.81kN4）密封负载

22、F 取=0.925）背压负载F 取背压为0.3MPa，估算背压力F=0.3kN（2）夹送辊缸运动循环各阶段的负载启动时 = =9.587kN加速时 F=10.793kN恒速时 F= =00=09.913kN减速时 F=9.033kN制动时 F= =9.587kN反向加速时 F=-8.38kN 反向恒速时 F=-9.26kN 反向减速制动时 F=-10.141kN（3）夹送辊缸工作负载图 夹送辊缸工作负载随时间的变化关系如图3.5所示。图3.5 伸缩缸速度图及负载图4 确定主要参数4.1 初选系统工作压力压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等

23、的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看也不经济；反之，压力选得太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。一般来说，对于固定的尺寸不太受限的设备，压力可以选低一些，行走机械重载设备压力要高些。具体参考表4.1。表4.1 工作压力初选表载荷kN50工作压力MPa0.811.522.5334455系统工作压力选定得是否合理，关系到整个系统的合理程度。在本液压系统中，其中抬起缸具有最大工作压力。根据以上计算可知系统最大负载约为44.94kN，参照表4.1可知工作压力应大于5MPa，故初选

24、系统的工作压力为12MPa。4.2 液压缸的主要结构尺寸计算活塞杆受压时 (4.1) 活塞杆受拉时 (4.2)式中 A1=4D2无杆腔活塞有效作用面积（m2）； A1=4（D2-d2）有杆腔活塞有效作用面积（m2）； P1液压缸工作腔压力（Pa）； P2液压缸回油腔压力（Pa），即背压力。其值很据回路的具体情况而定，初算时可参照表4.2取值，差动连接时要另行考虑；D活塞直径（m）；d活塞杆直径（m）。表4.2 背压选择标准系统类型背压力MPa简单系统或轻载节流调速系统0.20.5回油节流调速阀的系统0.40.6回油路设置有背压阀的系统0.51.5用补油泵的闭式回路0.81.5回油路较复杂的工程

25、机械1.23回油路较短，且直接回油箱可忽略不计一般，液压缸在受压状态下工作，其活塞面积为运用上式须事先确定 A1与 A2 的关系，或是活塞杆径d与活塞直径D的关系，令杆径比 =dD，其值可按表4.3选取表4.3 杆径比选择标准工作压力MPa5.05.07.07.0d/D0.50.550.620.700.7 (4.3) 液压缸直径 D 和活塞杆径 d 的计算值要按国标规定的液压缸的有关标准进行圆整。如与标准缸参数相近，最好选用国产标准液压缸，免于自行设计加工。1）伸缩缸的主要结构尺寸根据外载荷力选取工作压力为4，根据系统取背压为0.3MPa，即P按工作压力选取 =dD，见表4.3取。由公式(4.

26、3)可得： 2）摆动缸的主要结构尺寸根据外载荷力选取工作压力为4根据系统取背压为0.458，即按工作压力选取 =dD，见表4.3取。由公式(4.3)可得：3）夹送辊缸的主要结构尺寸回转缸的主要结构尺寸根据外载荷力选取工作压力为2，根据系统取背压为0.3MPa，即。按工作压力选取 =dD，见表4.3取。 由公式(4.3)可得： 4.3 计算液压缸所需流量及实际工作压力液压缸工作时所需流量Q为 (4.4) 式中 A液压缸有效作用面积（m2）； v活塞与缸体的相对速度（ms）。实际工作压力有公式：转化为： (4.5) 4.3.1 伸缩缸所需流量和实际工作压力1）所需流量由公式(4.4)可得无杆腔工作

27、时所需流量Q为 L/min有杆腔工作时所需流量Q为 L/min2）实际工作压力由公式(4.5)可得4.3.2 摆动缸所需流量和实际工作压力1）所需流量由公式(4.4)可得无杆腔工作时所需流量Q为 L/min有杆腔工作时所需流量Q为 L/min 2）实际工作压力由公式(4.5)可得4.3.3 夹送辊缸所需流量和实际工作压力1）所需流量 由公式(4.4)可得无杆腔工作时所需流量Q为 L/min有杆腔工作时所需流量Q为 L/min2）实际工作压力由公式(4.5)可得5 液压元件的选择5.1 液压缸的选用根据计算的尺寸和液压系统的主要数据,选择液压缸升降缸为：YHG1E125/90 移送缸为： YHG

28、1E100/56 缸为： YHG1E100/70 5.2 液压泵的选用1）液压泵的最大工作压力的确定 (5.1)式中 P1-液压缸或液压马达最大工作压力，对于本系统，最高压力为3.9MPa；P-从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间的总的管损失。P的准确计算要待元件选定并绘出管路图时才能进行，初算时可按工作经验选取：管路简单、流速不大的，取 P=（0.20.5）MPa；管路复杂，进口有调速阀的，取P=（0.51.5）MPa。本系统取P=0.5 MPa。 由式(5.1)可得液压泵的最大工作压力为2）液压泵流量的确定 (5.2)式中 K-系统泄漏系数，一般取 K =1.11.3；Qmax-同时工作

29、的液压缸或液压马达的最大总流量（L/min）。从系统的工作原理可知，本系统的各液支路独自工作。又因为在这个系统中有节流调速系统的存在，所以需要加 0.5x10-4m3/s 的最小流量。取泄漏系数K为1.2，则有： L/min3）液压泵的选择查表选择CY14-1B型柱塞泵，其性能指标见表5.1。表5.1 CY14-1B型柱塞泵型号排量/（ml/r）压力/MPa转速/(rmin)驱动功率/kW质量/kg160SCY14-1B16032100094.51404）液压泵的驱动功率确定在工作循环中，如果液压泵的压力和流量比较恒定，则液压泵的驱动功率为： (5.3)式中：P泵液压泵的驱动功率（W）；pp液

30、压泵的最大工作压力（MPa）； Qp液压泵的流量（m3/s）； p液压泵的总效率。 取p=0.85，由公式(5.3)可得液压泵的驱动功率为 5.3 电动机选择取联轴器为HL型弹性柱销联轴器，其工作效率为0.95。 kW所以选择大于7KW的电机即可满足要求,选择型号Y180M。额定功率：22 kW 额定转速：1470 r/min 5.4 液压阀的选择 液压阀的型号及其主要指标如表5.2所示。表5.2 液压阀的选择表 序号名称选用规格数量通过流量（L/min）工作压力(MPa)1电磁换向阀4WE10E210031.52电磁换向阀4WE10J110031.53叠加液控单向阀Z2S1038031.54

31、液控单向阀S10A143031.55.5 管道内径的计算 管子内径d（单位：mm），按流速选取 (5.4)式中 流经油管的流量（）；流经油管内的允许流速（），吸油管道取，回油管道和压油管道取。吸油管道： 回油和压油管道： Q=69.3L/min=0.0012m3/s 选取金属油管。1）吸油管道的选择：见表5.3所示。表5.3 吸油管道通径外径（mm）管接头连接螺纹壁厚（mm）公称压力 8（MPa）推荐流量（L/mm）（mm）（in）50263M6023.56302）压油，回油管道的选择： 由于直径相同，故所选型号一样，见表5.4所示。表5.4 压油，吸油管道通径外径（mm）管接头连接螺纹壁厚（

32、mm）公称压力8（MPa）推荐流量（L/mm）（mm）（in）203/428M27221005.6 管接头的选择上述所选钢管均需与管接头连接使用才能与液压执行元件和液压泵相连，所以选择要管接头，取焊接式端直通管接头JBT966-1997。公称压力32MPa；工作温度t=-2580；型号分别为： ，。5.7 油箱容积确定油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。油箱中安装有很多辅件，如温度仪表、压力仪表、空气过滤器及液位计等。油箱可分为开式油箱和闭式油箱两种。开式油箱，箱中液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器。开式油箱结构简单，安装维护方便，液压系统普遍采用这

33、种形式。闭式油箱一般用于压力油箱，内充一定压力的惰性气体，充气压力可达0.05MPa。如果按油箱的形状来分，还可分为矩形油箱和圆罐型油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液压器件，所以被广泛采用。本系统使用的是开式矩形油箱。油箱设计时应考虑如下几点。1）油箱必须有足够大的容积。2）吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。3）吸油管和回油管之间的距离要尽可能地远些，之间应设置隔板，以加大液流循环的途径。 4）为保持油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油及通气一般有一个空气过滤器来完成。5）油箱底部应距地面150mm以上，以便搬运、放油和散热。6）对油箱

34、内表面的防腐处理要给予充分的准备。初设计时，先按下式确定油箱的容量，待系数确定后，再按散热的要求进行校核。油箱容量的经验公式为 式中 Qv-液压泵每分钟排出压力油的容积； -经验系数，冶金机械通常取 =10。 L/min5.8 蓄能器的选择根据蓄能器在液压系统中的功用，确定其类型和主要参数。由于此蓄能器主要缓和液压冲击时的容量计算。所以计算公式用： (5.5)式中 V0蓄能器的容量，单位为L； qv阀口关闭前管内流量，单位为L/min； p2阀口关闭前管内压力（绝对压力），单位为MPa； P1系统允许的最大冲击压力（绝对压力），单位为MPa； L发生冲击的管长，即压力油源到阀口的管道长度，单位

35、为m； t阀口关闭时间，单位为s，突然关闭时取t=0；故选取型号为NXQ-L10/20-A5.9 液压介质的选择液压介质应该具有适宜的粘度和良好的粘温特性，油膜强度要求高，具有较好的润滑性能，抗氧化，稳定性好，腐蚀作用小，对涂料、密封材料等具有良好的适应性；同时具有一定的消泡能力。考虑本系统的环境温度，工作压力，执行机构速度的因素，进行如下选择：1）介质种类的选择根据工作介质性能比较和应用范围选择矿物型液压油。2）介质粘度的选择轴向柱塞泵在工作温度为情况下用油粘度推荐值为，由设计可知整个系统的温度变化不大，对液压油的各项要求不高，故选择普通液压液即可，具体型号型号为N46。此液压油的运动粘度为

36、 ，密度为850-960kg/m。6 液压系统性能验算液压系统初步设计是在某些估计参数情况下进行的，当各回路形式、液压元件及联接管路等完全确定后，针对实际情况对所设计的系统进行各项性能分析。对一般的液压传动系统来说，主要是进一步确切的计算液压回路各段压力损失、容积损失及系数效率，压力冲击和发热温升等。根据分析计算发现问题，对某些不合理的设计要进行重新调整，或许采取其他必要的措施。6.1 液压系统压力损失压力损失包括管路的沿程损失P1 ，管路的局部压力损失P2 和阀类元件的局部损失P3 ，总的压力损失为 (6.1)6.1.1 沿程压力损失沿程压力损失主要是从阀台到各个液压缸的压油管的压力损失。油

37、路段：管道长为0.5m，当液压系统正常工作时，液压油的运动粘度为 ,密度为900kg/m 。1）吸油管路此管路长0.5m，管内径0.04m，通过流量m3/s。油在管路中的实际流速为 因此油在管路中呈层流流动状态，其沿程阻力系数为 2）压油，回油管路这两个管路长5m，管内径0.02m ，通过流量0.0012。油在管路中的实际流速为 因此油在管路中呈层流流动状态，其沿程阻力系数为 =+=0.00042+0.06157=0.0061996.1.2 阀类元件的局部损失的计算三位四通电磁换向阀的局部损失=0.4 叠加式溢流阀的局部损失=0.35 叠加式单向节流阀的局部损失=0.8所以 =+=0.4+0.

38、8+0.35=1.556.1.3 总的压力损失的计算6.2 液压系统的发热温升的计算液压系统工作时，除执行元件驱动外载荷输出有效功率外，其余全部损失功率转化为热量，使油温升高。液压系统的功率损失主要有以下几种形式：1）液压泵的功率损失Ph12）液压执行元件的功率损失Ph23）溢流阀的功率损失Ph34）油液流经阀或管路的功率损失Ph4 (6.2)由于此液压系统比较复杂，所以一一计算各个环节功率损失太麻烦了，可以用总的输入功率减去输出的有效功率来求的。即： 式中 Pr液压系统的总输入功率； Pc输出的有效功率。 (6.3) (6.4)式中 工作周期； Z液压泵的数量； m液压缸的数量； n液压缸的

39、数量； 第i台泵的实际输出压力；第i台泵的实际输出流量；第i台泵的实际输出功率；第i台泵工作时间；液压马达的外载转矩；液压马达的外载转速；工作时间；液压缸外载荷及此载荷时的行程。由于系统各支路是顺序动作的，故需要对每个支路进行验算。各支路的参数带入可求得以下数据。1）升降缸工作时的发热功率当升降缸工作时，液压泵提供的压力为系统所需的最高压力3.8MPa，因为升降缸有两个，所以流量为59.4L。则 2）移送缸工作时的发热功率当移送缸工作时，液压泵提供的压力为系统所需的最高压力3.9MPa，流量为64.8L。则 3）回转缸工作时的发热功率回转缸工作时，液压泵提供的压力为系统所需的最高压力2MPa，

40、流量为18L(加入流量损失)。则 7 阀块的设计阀块是液压系统的重要部件，阀座是其主体，由于阀座是各类阀的安装体，所以其加工精度要求很高。由于座体上要加工各类阀口以及联接孔口，故设计时则必须考虑到加工时各孔口不得有位置上的冲突，同时应相通的孔口必须保证相通，不相通的孔口绝对不可相通，且相临的孔口之间应有一定的距离。阀座在设计安装时应综合考虑多方面因素。主要是重要尺寸设计时，尊重设计时理论数值，一般情况下，小数点后仅有一位数值时（单位为毫米），不得对非整数尺寸进行进位或退位圆整。阀块布置时阀块间距一般不应小于10毫米，布置时不得有任何干涉现象出现。同时还应考虑易于加工，在可以实现预期功能以及安装

41、方便的前提下应尽量减小阀座尺寸，从而节省材料，降低加工强度和难度，减少成本。参与叠加的阀分别为，叠加式电磁换向阀（三个）、叠加式双向节流阀（两个）、液压锁（一个）。阀块长183mm，宽150mm，阀块上各工艺孔位置、深度以及其余具体尺寸见阀块零件图。8 环保性与经济分析8.1 环保性分析环保机械作为我国正在迅速崛起的新兴行业，将为液压气动密封件行业开辟出一个新的市场领域。密封制品在国防、化工、煤炭、石油、冶金、交通运输和机械制造工业等方面的应用越来越广泛，已成为各种行业中基础配件和部件；密封性能也成为评价机械产品质量的一个重要指标。密封既是机械设备中非常重要的环节，但又容易被忽略，是长期困扰我国的油液泄漏问题。液压系统的泄漏造成巨大的经济损失，污染环境。液压系统对环境的污染主要是由于液压油的泄漏引起的，所以要减少液压系统对环境的污染主要从减少液压油的泄漏这个方面来考虑。本系统考虑到液