直缝钢管升降机液压系统设计说明书.doc

1、摘 要在工业生产中，各种升降机被广泛用作输送和定位的工具，由于液压升降机优良的性能，液压升降机的使用相当广泛，它不仅操作方便，而且可以大大提高工作效率.液压升降机也是冶金行业的重要设备,被广泛应用在冶炼、焊接、喷涂、搬运、装配等工作场合。本设计中的直缝钢管升降机属于液压传动系统，设计过程中根据工况要求系统的分析了系统的工作状况，以及系统所要达到的工作要求，设计了系统原理图，并根据原理图进行了电机及液压元件的选择、管路的排布等具体细节问题.根据工况及预定的工作压力，合理的拟合液压缸运动轨迹及液压马达的动作，计算液压缸和液压马达的主要参数，选择合适的液压缸和液压马达。根据流量要求选择液压泵以及与之

2、匹配的电动机，然后根据各条管路的流量选择液压元件。设计中的大部分元件都是通过相关参数的计算，根据产品的样本经行选型,以达到系统的要求。主要元件选择完毕后,根据需要油液量、生产条件、场地等需要设计油箱,包括油箱上各元件的安装。设计其他的支撑结构，如阀块、电机安装座等。所有的动力元件、液压元件以及支撑结构选择完毕后，最后进行液压泵站的布局和系统管路排布。关键字： 液压系统； 升降机； 液压阀； 液压辅助元件 AbstractIntroduced in the design of hydraulic steel blast straight seam lifting system。 In indus

3、trial production, all kinds of elevator is used for transport and positioning tool, due to the hydraulic lift high performance, the use of the hydraulic lift is quite widespread， it not only convenient operation, and can greatly improve the work efficiency。 Lift is also used in metallurgy industry;

4、the important equipment is widely used in metallurgy， welding, painting， handling, assembling and the workplace. The design of hydraulic drive system, lifts belong to design process according to the analysis of the operating mode requirement system the working conditions of the system, and the syste

5、m to achieve work requirement， design the system diagram， and according to the principle diagram motor and hydraulic components selection, pipe line and other details of the row。According to the working conditions and the given work pressure， reasonable fitting hydraulic cylinder trajectory， the thr

6、ust calculation of hydraulic cylinder， select the appropriate。 According to flow requirements choice of pump and matching motor， then overland flow of pipeline according to choose hydraulic components。 Most of the components are designed by related parameters calculation according to product samples

7、， the line selection， in order to achieve system requirements.After the completion of the main components of choice， according to need oil quantity, production conditions， sites need to design a tank， including fuel tank installation of each element。 Design other supporting structure, such as manifo

8、ld, electrical installation stands, and so on. All the power components， hydraulic components and supporting structure， the last choice after the completion of the hydraulic pump station layout and system pipeline arrangement.Key word： hydraulic system； elevator； hydraulic valve； Hydraulic auxiliary

9、 components目 录前 言.11 系统设计方案的确定 .21。1 主要技术参数 .21.2 系统驱动方案的选择 .21。3 控制方式.22 执行元件主要参数的计算与选型 .42。1 液压缸计算与选型 .42。1.1 液压缸主要参数计算与选型 .42.1。2 液压缸校核 .52。2 液压马达计算 .62。2.1 马达排量计算及选型 .62.2。2 液压马达校核 .73 泵与电机 .93.1 泵的计算.93.1。1 确定泵的工作压力 .93。1.2 确定泵的流量 .93.1.3 泵的安装 .103.2 电机的选择 .114 液压控制元件的选择 .124。1 执行元件控制阀的选择 .124.

10、1.1 举升液压缸回路阀的选择 .124。1。2 小车马达回路阀的选择 .124。1.3 托辊马达回路阀的选择 .134.2 泵入口液压阀的选择 .144.2.1 溢流阀的选择 .144。2。2 截止阀及减震喉管的选择 .144.2.3 单向阀的选择 .144。3 控制阀块的设计 .144。3.1 设计原则 .154.3。2 控制阀安装 .154。3。3 注意事项 .155 辅助元件的选择计算 .175。1 油箱的设计 .175.1。1 油箱尺寸的确定.185。1.2 油箱安装 .185.2 工作介质的选择 .185.3 冷却器的选择与计算 .195。4 加热器.215。5 管路选择 .225

11、.6 吸油过滤器的选择 .245.7 回油过滤器的选择 .255。8 空气滤清器的选择.265.9 液位液温计的选择 .265.10 压力表的选择 .265。11 联轴器的选择 .265.12 放油阀的选择 .275.13 隔板.275。14 油箱清洗端盖 .27结束语 .28参考文献 .29致 谢.30前 言在工业生产中，液压升降机的使用相当广泛,它不仅操作方便，而且可以大大提高工作效率，也广泛应用于直缝钢管的生产流程中.由于焊管与无缝管相比具有壁厚精度搞、成材率高、单位产品投资少、产品成本低等特点，因此在管道选材上焊管已经显现出明显的优势.而直缝钢管逐渐替代螺旋埋弧焊管的趋势,自 20 世

12、纪 70 年代后便已十分明朗，进入 90 年代后,世界上许多石油公司及管道公司已经不允许在油、气管道上选用螺旋埋弧焊管。由于西方发达国家建设直缝钢管生产线比我国早了十几年，我们新建的直缝钢管生产线得以借鉴和吸收国外直缝钢管生产技术和装备在将近半个世纪的发展过程中的所有成果，通过西气东输工程 X-70 大直径直缝钢管的研制开发和 14。2 万吨大批量生产的考验，我国自主开发的 X70 大直径直缝钢管制造技术已经日趋完善，钢管质量稳定。在国外液压技术发展的比较早，各方面技术相对成熟，到目前为止冶金行业的自动化生产程度已经相当高了，升降机已经广泛应用于炼钢、炼铁的各个重要环节，大大节省了工人的劳动了

13、,提高了劳动生产率.直缝钢管液压升降机在直缝钢管生产工艺中主要起运输和定位的作用，在钢板成型与焊接的生产流程中，完成钢管的运输、焊接部位位置调整的动作。要保证焊接的顺利进行和焊接质量,需要在焊接之前，完成对直缝钢管的高度调整、焊缝位置调整.并且要求系统可以根据不同产品需要调整直缝钢管的高度，达到精确调整和控制焊缝位置的要求。1 系统设计方案的确定1。1 主要技术参数 1、运管小车举升液压缸:数量 1 个，负载 58KN，全行程 1270mm，全行程时间5s。2、运管小车马达：数量 2 个，扭矩 200N。M，转速 50rpm.3、运管小车托辊马达:数量 4 个，扭矩 900N.M，转速 33r

14、pm。1.2 系统驱动方案的选择通常传动机构有机械传动和液压传动两种。直缝钢管升降机的传动机构选用液压传动。与机械传动相比，液压传动具有功率质量比大、便于无极调速和过载保护、布局灵活方便等多种技术优势；同时，在现代工业生产中，自动化程度越来越高，而液压系统也因为其易于实现自动化,工作平稳等优点而被广泛应用。随着技术的发展，采用液压传动是可靠、合理的，用电磁阀来控制液压执行元件同步和无级调速，可以更好的满足工艺，实现其高产、优质、低消耗的要求。直缝钢管升降机是较大型的升降机，需要比较大的驱动功率，驱动装置一般选用液压缸和液压马达，这是因为液压元件工作可靠、费用较低.此外，利用液压系统的储能作用，

15、还可以使工作台的能耗较低。1.3 控制方式根据直缝钢管升降机的工艺要求，在生产过程中液压系统要完成以下动作,液压缸：升降;运管小车马达:带动小车整体在水平方向的移动;运管小车托辊马达:利用旋转运动来带动钢管的旋转，来调整焊接部位的位置.在举升液压缸的控制回路中，采用液控单向阀锁定回路和进油口节流调速回路.液控单向阀回路容易控制并且锁紧时间较长，利于保障设备安全；同时,根据工况分析，液压缸在运行过程中负载的变化不大，可以采用进油口调速回路控制液压缸的运动速度.小车马达作为行走机构动力源,采用分流阀同步回路实现马达同步；并在马达泄油回路设置一定的背压。托辊马达采用电液比例调速阀的速度同步回路，保证

16、前后托辊马达的同步精度，同时前、后托辊两组马达分别采用机械连接来完成同步动作要求。供油回路采用液压泵直接提供动力的结构，在吸油管道中采用截止阀和减震喉管串联，用于减震.在目前液压技术水平的基础上，采用比例控制可以使液压缸或马达的起动和停止由于速度的改变而产生的冲击降到最低，实现运动速度变化的平稳过渡；压力控制回路可以实现系统的的加载、卸载和液压马达的安全工作，并能在过压状态下溢流或控制泵用电机断电，以保护整个系统不致因事故而遭致破坏，所以在升降机系统液压中，托辊马达采用比例控制方式。为了实现系统的自动化，执行元件之间的协调可以通过 PLC 来完成，也可以通过继电器来实现。 2 执行元件主要参数

17、的计算与选型2。1 液压缸计算与选型2。1.1 液压缸主要参数计算与选型液压缸活塞面积计算公式为 （2-1)2=4FADP式中：F-液压缸载荷（N）; P液压缸工作压力(Pa） ； D-液压缸内径（m）系统压力初定为 P=16MPa。缸的作用力 F=58000N,全行程距离 s=1270mm，作用时间=5s。1t根据公式(2-1）计算活塞面积 A: （2-6325800016 103.625 10aFAPNPm2）计算液压缸杆速度 v （2-1127050.254/15.24/ minsvtmmsm sm3）由公式(2-1） ，得： (24) 2444 0.0036253.140.067956

18、7.95DAADmmm 根据行程速比系数,计算活塞杆的直径 d/0.7d D （2-5)0.70.7 67.9547.57dDmm 查文献1 ，表 1762圆整液压缸的内径 D=63mm,圆整液压缸的活塞杆直径 d=45mm。查文献1，表 1763 油缸的流量公式 （26)23231040.06315.24 104 0.9549.98 / minvQAvD vL 式中：-油缸的容积效率 取 0.95vD-单位为 mV单位为 m/min选择武汉油缸厂液压缸 10/ 6345 1600/ 21UYWF WF-尾部法兰式，10-活塞杆为外螺纹连接方式， 21-压力级别 21MPa2.1。2 液压缸校

19、核液压缸实际工作所需的压力 （2-7）21122580000.04500.0630.063418.87. 5gbFAPPAAMPa 式中：-回油背压，取 0。5MPa；bP无杆腔面积；1A无杆腔面积。2A计算得：,即系统提供压力要不小于。pgP 18.87MPa2.2 液压马达计算液压马达的排量与载荷扭矩和压差有着密切的关系，具体计算公式为： （2-8)2mTqp 式中：T-液压马达的载荷转矩（Nm）p=p1-p2（MPa）-马达效率；取 0.85m马达流量计算公式为 Q=qn (2-9）式中：q-马达排量（Lr-1） n-马达转速（）/ minr液压马达进出口压差初定为 10MPa；2.2.

20、1 马达排量计算及选型小车马达扭矩 T1=200Nm，转速，动作时间。根据公式155 / minnr 25t = s(2-8）计算小车马达排量，得： (210)1 -66m1m1rml6.7147105.8010102002p2qT选宁波液压马达型号为根据公式(29）计算小车马达流量,得： 压力 aMP型号排量 Lr1额定最高转速 r/ m i n转矩 Nm1020.32QJM 0。34610165320483 Qm1=qm1n1= 0.34655 （2-11）=19。03 Lmin-1 托辊马达扭矩 T1=900Nm，转速，动作时间。根据公133 / minnr 22ts 式(28）计算托辊

21、马达排量，得: （212）1 -66m2m2r.9ml664105.8010109002p2qT选宁波液压马达型号为根据公式（2-9）计算托辊马达流量，得:Qm2=qm2n2= 0。66433 （2-13)=21。912 Lmin-12.2。2 液压马达校核马达的实际工作压差 (214)2mmmvTPq 式中:T-马达扭矩（Nm）;-马达排量（） ；mq1-rml-马达容积效率,取 0.92。mv压力 aMP型号排量 Lr1额定最高转速 r/ m i n转矩 Nm1210.8QJM 0。664162522501572根据公式（211）,计算小车马达实际工作压差 (2111322200100.3

22、460.923.946mmmvTPq MPa 15）根据公式（211）,计算托辊马达实际工作压差 (2-16)222322900100.6640.92952m. 2mmvTPq MPa 3 泵与电机3。1 泵的计算泵的选型主要根据系统的工况来选择液压泵，泵的主要参数有压力、流量、转速、效率。为了保证系统正常运转和泵的使用寿命,一般在固定设备系统中,正常工作压力为泵的额定工作压力的 80左右；要求工作可靠性较高的系统或运动的设备，系统工作压力为泵的额定工作压力的 60%左右。泵的流量要大于系统的最大工作流量。为了延长泵的使用寿命，泵的最高压力与最高转速不宜同时使用。3。1。1 确定泵的工作压力因

23、正常工作中进油管路有压力损失,所以系统工作压力为 (31）max18.870.619.5SxPPPMPa 式中：系统工作压力（） ；SPMPa -执行元件最大工作压力（） ；maxPMPa-系统压力损失（） 。 xPMPa系统工作压力定为.故泵的工作压力19.5MPa (3-2)1.3 19.525.5nPMPa3。1.2 确定泵的流量泵的最大流量计算公式 (3-3）max( )pLqKq 式中：q -液压泵的最大流量；p-同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值;max( )q K 系统泄漏系数，一般取 1.11。3。L由于本系统中各执行元件单独动作,故直接取主弯曲油的流量 88 max(

24、)qL/min。根据公式（3-3） ，得：max( )1.2 88 / min105/ min. 6pLqKqLL 查力士乐相关资料,斜轴式柱塞泵，该泵的基本参数为：型号排量 mlr1额定压力MPa最高转速rmin1最大 流量 Lmin1效率00功率KW440/1013 00A VSODFRXPPBN 403532001059735-61本系统采用两台泵一工一备，在此选用一样的。图 3.1 A4VSO40DFR/10X-PPB13N00 斜轴式柱塞泵功率流量关系图3.1.3 泵的安装液压泵装置安装要求如下：（1）液压泵与原动机之间的联轴器的型式及安装要求必须符合制造厂的规定。(2）外露的旋转轴

25、、联轴器必须加装防护罩.（3)液压泵与电动机的安装底座必须有足够的刚性,以保证运转始终同轴.（4）液压泵的进油管路应短而直，避免拐弯增多,断面突变。在规定的油液粘度范围内，必须使泵的进油压力和其他条件符合泵制造厂家的规定。(5）液压泵的进油管路密封必须可靠，不得吸入空气。（6）高压、大流量的液压泵装置推荐采用：泵进油口设置橡胶弹性补偿接管、泵出油口连接高压软管、泵装置底座设置弹性减震垫。3.2 电机的选择电动机有交流电动机和直流电动机之分，一般工厂都采三相交流电动机，而且多采用 Y 系列三相异步电动机.其结构简单，起动性能好，工作可靠，价格低廉，维护方便。由于液压泵通常在空载下启动，故对电动机

26、的启动转矩没有过高要求,负荷变化比较平稳，起动次数不多，因此可以采用系列笼型异步电动机。电动机与液压泵之间通常采用联轴器连接，电动机的转速应在液压泵的最佳转速范围内。 选择 2750r min/工况下选择的，故可选择与其相近的电机转速，则液压泵的流量仍可满足系统 2800r min/的要求。系统的总电动机的功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏。如果所选电机的功率小于工作要求，则不能保证系统正常工作，使电机经常过载而提早损坏;如果所选电机的功率过大，则电动机经常不能满载运行，功率因数和效率较低，从而增加电能损耗，造成浪费。因此在设计中一定要选择合适的电动机功率。根据泵的功率要求选择重

27、庆电机有限公司生产的 Y2 系列三相异步电动机,所需的两台电机选一样。电机参数：型号功率 KW转速 r/min效率22802/35YSB 75287094。54 液压控制元件的选择为了方便各液压阀的选择,将总系统拆分为四个分系统、，分别对应举升液压缸缸系统、小车马达系统、托辊马达系统和油源系统，各系统管路流量圆整后，如下表:表 4。1 各分回路管路流量表系统工作时压力 MPa最大流量 L/min19。5501038总回路19。588前、后托辊马达回路19。544压油路25.5105回油路51054.1 执行元件控制阀的选择4。1。1 举升液压缸回路阀的选择根据分系统的流量为 50L/min，工

28、作压力为 19。5MPa，并根据液压站控制阀台的设计实际选用叠加阀，各阀型号：节流阀:210 33/2Z FSBXS电磁换向阀：410 3/2494WEJ X CGN K液控单向阀：2 10 33Z SAX4。1.2 小车马达回路阀的选择根据分系统的流量为 38L/min，工作压力为 10MPa，并根据液压站控制阀台的设计实际选用叠加阀,各阀型号:减压阀：634/150ZDR DPXY溢流阀：634/100ZDB VBX电磁换向阀:46 6/2494WE J XEGN K分集流阀：31050FJLKLH4。1。3 托辊马达回路阀的选择根据分系统的总回路流量为 88L/min,工作压力为 19.

29、5MPa，前、后托辊马达回路流量为 44L/min，工作压力为 19.5Mpa，并根据液压站控制阀台的设计实际选用叠加阀，各阀型号：比例调速阀:2104/54FREXLBK M电磁换向阀:410 3/2494WEJ X CGN K单向阀：10 21SPB对于比例阀的选取，应设计的要求，比例阀通过托辊马达位置检测电信号,控制前、后托辊速度同步，输入电信号输出流量，同时将速度误差进行反馈。除了流量参数外，在选择比例阀时，还应考虑以下因素:比例阀的流量增益线性好。 在速度同步控制系统中，比例阀的零点漂移，温度漂移和不灵敏度区要尽量小，可以更好保证由此引起的系统误差不超过设计要求;其他要求，比如零位泄

30、露，抗污染能力,电功率，寿命和价格等都有一定的要求。根据流量 40L/min 和压力 19。5MPa，伺服阀选用力士 2104/54FREXLBK M。图。4。1 比例调速阀流量与电压设定值关系4。2 泵入口液压阀的选择4。2.1 溢流阀的选择作为泵的的出口的安全用阀，根据泵的的流量 105L/min，工作压力为 35Mpa，调定压力 20MPa，先导式溢流阀选用 DBW10A15X/200G24N9K4通径 10mm，底板安装，5X 安装连接尺寸不变，压力等级 200bar。4.2.2 截止阀及减震喉管的选择泵入口处的低压球式截止阀,查文献1表 177-253 选用型号3PC-Q11F-16

31、P-50通径 50 mm，板式连接，最大流量 160L/min,生产商:黎明液压件厂。泵入口处的减震管,根据上海欣昌产品资料，选用型号 KXT50S10，通径50mm， 图 4.2 低压球式截止阀4.2.3 单向阀的选择泵出口处的单向阀，根据北京华德产品资料，选用型号 S20P5-0.0B,通径 20mm,4.3 控制阀块的设计阀块的选用材料一般为铸铁或锻钢。低压固定设备可用铸铁,高压强震场合要用锻钢,整体结构加工成正方体或长方体。4.3.1 设计原则（1)块体内油路通道应尽量简捷，尽量减少深孔、斜孔和工艺孔。(2）对于有垂直或水平安装要求的元件，必须按其安装要求设计集成块.（3）集成块体的外

32、形尺寸，应根据所安装元件的外形尺寸，并保证块体内油道孔的最小允许壁厚，力求结构紧凑、体积小、重量轻。（4)要把工作中需要经常调整的元件（如溢流阀、调速阀等）,安装在便于操作和观察的位置上.（5）块体上要设置足够数量的测压点，以便在作其功能、耐压等调试试验时使用。（6）集成块与外界连接的油口，如连接液压泵的油口、通油箱的回油口、通各种传感器的油口等，要留有安装法兰盘和管接头的足够空间。（7)对于重 30kg 以上的集成块,应设置起吊螺钉孔。（8）考虑钻头刚性及加工偏移，深孔流道的孔深与孔径之比，一般不大于10。(9）两边对钻的深孔，其交接处的过流断面，必须不小于其中-个孔的横断面积.4.3。2

33、控制阀安装（1）阀的安装方式应该符合厂家规定。(2）为了保证安全，阀的安装必须考虑重力，冲击，震动对阀内零件的影响.（3）应注意进油口与回油口的方位,某些阀如将进油口与回油口装反,会造成事故。(4）为了避免空气的渗入，连接处应保证有良好的密封性.(5）方向控制阀的安装，一般应使轴线安装在水平位置上.（6）一般调整的阀件，顺时针方向旋转时,增加流量、压力；反时针旋转时，则减少流量、压力.4。3.3 注意事项 阀块的设计必须注意以下问题： 同一个液压回路的液压元件应布置在同一块阀块上，尽量减少连接管道. 液压阀阀芯应处于水平方向，防止阀芯自重影响液压阀的灵敏度,特别是换向阀一定要水平布置。控制阀块

34、零件图详见 WJES11-02，控制阀装配图详见 WJES11-03。5 辅助元件的选择计算5.1 油箱的设计考虑到要保证系统工作时油箱能够保持一定的液位高度，油箱必须有足够大的容量，而不能仅仅是够用即可，一般以装三分之二的油为好。油箱的排油口与回油口之间的距离应尽可能远些，管口都应插入最低液面之下,以免发生吸空和回油冲溅产生气泡。管口制成 45的斜角，以增大吸油及出油的截面,本系统中的回油管和泄油管均须设置斜角。为了使油液流动时速度变化不致过大，管口应面向箱壁.油箱设计时应考虑如下几点:油箱必须有足够大的容积，一方面尽可能的满足散热要求，另一方面在液压系统停止时油箱应能容纳系统中的所有工作介

35、质，而工作时又能保持适当的液位。吸回油管应插入最低液面之下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡，管口与箱底、箱壁的距离一般不小于管径的 3 倍,吸油管口可安装 100左右的网式或线隙式过滤m器，安装位置要便于装卸和清洗过滤器。回油管口斜切成并面向管壁,以防止回45油冲击油箱底部的沉积物，同时也便于散热。吸油管和回油管之间的距离应尽量远，之间应设置隔板，以加大液流循环，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果.隔板高度为液面的 2/33/4。为了保证油液清洁,油箱应有周边密封的盖板,盖板上装有空气过滤器，注油和通气一般都由一个空气过滤器来完成.为便于放油和清理，箱底应有一定的斜度，并在最低处设置放油.

36、，对于不易开盖的油箱，应设置清洗孔，以便油箱内部的清理。箱底应距地面 150mm 以上，便于搬运、放油和散热，在油箱的适当位置要设置吊耳，以便于吊运，同时还应设置液位计以监视液位。对油箱内表面的处理要给予充分的注意。常用的方法有：（1)酸洗后磷化。适用于所有介质，但受酸洗磷化槽的限制,油箱不能太大。（2）喷丸后直接涂防锈油。适用于一般矿物油和合成液压油，不适合水液压液。因不受处理条件限制，大型油箱见多采用此法。（3）喷砂后热喷涂氧化铝。适用于除水-乙二醇外的所有介质。(4）喷砂后进行喷塑。适用于所有介质。但受烘干设备限制,油箱不能过大。考虑油箱内表面的防腐处理,不但要顾及与介质的相容性，还要考

37、虑处理后的可加工性、制造到投入使用之间的时间间隔及经济性,条件允许时采用不锈钢制油箱无疑是最理想的选择。 本设计中采用开式矩形油箱，材料不锈钢，详见油箱焊接图（WJES1104)。5.1.1 油箱尺寸的确定该系统那个有两台工作泵,每台流量为 105L/min，由于泵是一工一备,总流量也为 105L/min，查文献 1，第 17 篇第 5。2 节液压油箱有效容积 (5-1）(3 7)(3 7) 105315 735nVqL 油箱的外型尺寸比（长:宽：高)一般为 1：1：11：2:3。同时考虑泵站的安装方便及合理，设计油箱的尺寸为 （容积为 1125L） （5-2)1500 750 1000112

38、5L 油箱出油口距离油箱底部 200mm，液面最低面应高于出油口液面 200mm，则该邮箱的有效容积 （5-3）1500 750 600 0540有效. 8LV 考虑到泵在最大流量下工作的时间不是很长，油箱有效容积 540L 是合适的.5.1。2 油箱安装（1）油箱应仔细清洗，用压缩空气干燥后，再用煤油检查焊缝质量。（2）必须有足够的支持面积，以便在装备和安装是用垫片等进行调整。油箱应设置隔板将吸、回油管隔开，使液流循环，油液中的气泡与杂质分离和沉淀。隔板结构有很多，另外还可根据需要在隔板上安置过滤网。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

39、式油箱结构简单，安装维护方便，液压系统普遍采用这种形式；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。按油箱形状分可分为矩形油箱和圆灌形油箱。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；圆灌形油箱强度高，重量轻，易于清扫，但制造较难，占用空间较大，在大型冶金设备中经常采用.本设计中采用开式矩形油箱，材料不锈钢，详见油箱焊接图（WJES11-04）.5.2 工作介质的选择液压工作介质的要求（1）粘度合适，随温度的变化小，润滑性良好，抗氧化性能，剪切安定性良好，防锈和不腐蚀金属，同密封材料相容，消泡和抗泡沫性，抗乳化性性，洁净度以及良好的化学稳定性等。

40、（2）润滑性良好.工作介质对液压系统中的各运动部件起润滑作用，保证系统能够长时间正常工作。（3）抗氧化。工作介质与空气接触会产生氧化变质，而且氧化生成的粘稠物会堵塞元件的孔隙，影响系统正常工作。（4）防锈和不腐蚀金属。(5）同密封材料相容。(6)消泡和抗泡沫性。（7）清洁度.根据液压设计手册选取液压工作介质型号为：32 液压油的工作介质，LHM运动粘度等级为： 。2132mms5.3 冷却器的选择与计算冷却器除通过管道散热面积直接吸收油液中的热量以外，还使油液流动出现紊流，通过破坏边界层来增加油液的传热系数。冷却器的基本要求有：（1)有足够的散热面积。(2）散热效率高.（3）油液通过时压力损失

41、小.（4)结构力求紧凑、坚固、体积小、重量轻.系统发热功率计算公式为 （5-4)(1)ppcmHP 式中：1 1cppp qp q-系统发热功率，WH-油泵的中输入功率,WpP-油泵的效率,油泵的容积效率为 85%，机械效率为 95p液压执行元件的效率，对液压缸一般按 95%计算m液压回油效率c-各液压执行元件工作压力和输入流量乘积总和1 1p q-各油泵供油压力和输入流量乘积总和ppp q由于各执行元件是顺序工作，分段求出各段的发热功率由于电机一直处于工作状态,故 保持不变。 (5-5）119.5 1052203minppp qMpa L05s （5-6）11 119.5 50975minp

42、 qMpa L (5-7）97542.8%2203c发热功率： 33136.7 1092% (1 92.15% 42.8% 95%)23 10HW该段持续时间： 15ts510s （5-8）12210 19.03 2380.6minp qMpa L （5-9）380.617.27%2203c发热功率: 33236.7 1092% (1 92.15% 17.27% 92%)31.3 10HW该段持续时间: 25ts1012s （510)13319.5 22 41672minp qMpa L （511）167275.88%2203c发热功率： 33336.7 1092% (1 92.15% 75.

43、88% 92%)13.1 10HW该段持续时间： 32ts总的发热功率 （512）1 12 23 33323 531.3 5 13 2101224.8 10H tH tH tHtW 式中 t-总时间(s）冷却器的算热面积 （5-13）A=mHk t式中：,t1液压油进口温度（K） ，t2液压油出口温度（K） ，121222mtttttt1、冷却水进口温度（K)，t2、冷却水出口温度（K）冷却器的传热系数,初步计算多管式水冷k=465W/（m2K）2116/()kWmK将数据带入公式得 （523452030922mtK14） (5-15)3224.8 10A=5.9465 9m冷却器选择型号为

44、生厂商：营口液压机械厂342.1LQFWAF5。4 加热器加热器的加热功率： （5C VHT16）式中 -油的比热C/()jkg K-油的密度，3/kg m V-油箱容积,3m-油加热后温升，KT-加热时间，s初算321700/()900/1.125103600CJkg Krkg mVmKTs代式(5-16)，得： （5-17）1700 900 1.125 102.693600HW电加热器安装在油箱中，为了防止加热器管子表面烧焦液压油，在加热管的外边装上套管.加热器的使用安装要求:加热管部分应全部浸入液压油中，不允许因液面降低而使加热管部分外露；为保证电加热器加热管部分全部浸入液压油中，应使之

45、水平安装;使用电加热器的时候，应同时加一个热电偶，当液压油温度升高至预定值时，加热器自行断电。在低温环境工作，为保证合适的油温，油箱须进行加热.可用蒸汽加热或电加热。SRY4 型适合在循环系统内加热油类用，其最高工作温度为 300.故选择 SRY 型油用管状电加热 型号:，功率 1kw，选用五个个.浸入中 250mm，生产商:上海电热4220/1SRY电气厂。5.5 管路选择管道的作用是保证油路的连通，并便于拆卸、安装；根据工作压力、安装位置确定管件的连接结构；与泵、阀等连接的管件应由其接口尺寸决定管径.在液压传动中，常用的管子有钢管、铜管、胶管、尼龙管和塑料管等。钢管能承受较高的压力,价廉；

46、但弯制比较困难，弯曲半径不能太小，多用在压力较高、装置位置比较方便的地方。一般采用无缝钢管，当工作压力小于 1.6MPa时，也可用焊接钢管.紫铜管能承受的压力较低（） ，经过加热冷却处理后,紫铜管软3.6 10paMP 化，装配时可按需要进行弯曲;但价贵且抗振能力较弱.尼龙管用在低压系统;塑料管一般只作回油管用。胶管作联接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高、低压两种.高雅胶管是钢丝编织体为骨架或钢丝缠绕体为骨架的胶管，可用于压力较高的油路中。低压胶管是麻绳或棉线编织体为骨架的胶管，多用于压力较低的油路中。由于胶管制造比较困难，成本高,因此非必要时不用。导管内径尺寸应与要求的通流能力相适应，壁

47、厚应满足工作压力和管材的强度要求。内径和壁厚是选择液压导管的重要参数.液压系统各个部分的油液流速 都有相应的规定。对于金属管内油液的流速一v般的推荐值为：吸油管路取;压油管路取；短管道及局0.5 2/vm s2.5 6/vm s部收缩处取；回油管路取；泄油管路取。5 10/vm s1.5 3/vm s1/vm s表 5.1 钢管公称通径、外径、壁厚、连接螺纹及推荐流量表公称通径Dg/mm公称通径Dg/in钢管外径/mm管接头连接螺纹/mm公称压力25MPa时的壁厚/mm公称压力8MPa时的壁厚/mm公称压力16MPa时的壁厚/mm公称压力25MPa时的壁厚/mm公称压力315MPa 时的壁厚/

48、mm推荐管路流量/(L/min)203/428M2721.622.53。5410025134M3322234。55160321 1/442M42222。5456250401 1/250M4822。534.55。5740050263M60233。556。58。5630根据公式 （518) 4qdv 计算主要油道的直径，得：主吸油管路3104 1054600.055553.14 1qdmmmv 查文献1,第 17 篇表 17-82,圆整为 65mm,低压，壁厚取 3。5mm。压油管路3104 1054600.022223.14 5qdmmv 查文献1,第 17 篇表 17-82，圆整为 25mm，

49、高压,壁厚取 5mm.回油管路3104 1054600.030303.14 2qdmmmv 查文献1 ，第 17 篇表 1782，圆整为 32mm，低压,壁厚取 2.5mm。泄漏油管路3104 154600.12123.14 0.5qdmmmv 查文献1，第 17 篇表 1782，圆整为 15mm,低压，壁厚取 1.6mm。结合实际情况,各管路选择如下表 2：表 5.2 管路选择表管路名称最大流量/L公称通径Dg/mm外径/mm管接头连接螺纹/mm壁厚/mm主吸油管道1055063M6023。5压油管道1052534M3325泄漏油管道151522M221。51.6回油管道1053242M42

50、22.5举升液压缸501522M221.53小车马达201522M221.53托辊马达882028M2724。5管路的安装一般在所连接的设备和元件安装完毕后再进行。钢管路酸洗应在管路配置完毕，且已具备冲洗条件后进行。管路酸洗复位后，应尽快进行循环冲洗,以保证清洁与防锈。5.6 吸油过滤器的选择过滤器在液压系统中，滤除外部混入或者系统运转中内部产生的液压油中的固体杂质，使油液保持清洁，延长液压元件使用寿命，保证系统工作的稳定性.液压系统 75%左右的故障是由介质的污染造成的,所以应在系统中设置滤油器。根据滤油器在液压系统中所处的位置不同，滤油器的种类也多种多样.线隙式滤油器，一般用于中、低压系统

51、。这种滤油器阻力小、通流能力大，但不易清洗。网式滤油器，装在液压泵吸油管路上，用以保护液压泵。它具有结构简单、通油能力大、阻力小、易清洗等特点。纸质滤油器,比一般其它类型滤油器过滤精度高，可滤除油液中的微细杂质上的两种。这种滤油器有高压管路的和低压管路，可安装压差发讯装置,可用于要求过滤质量高的液压系统中.过滤器选择有两点最基本的要求：1.过滤精度满足要求.2。具有足够大的过滤能力，压力损失小。图 5.1 吸油过滤器系统工况：压力，过滤精度,系统最大流量 160L/min。10MPa25 m高压管式纸质过滤器 生厂商：黎明液压机电厂； 160 80YCXLC额定压力：32MPa；额定流量：40

52、0L/min；过滤精度：80；压力损失：m0.2MPa。5。7 回油过滤器的选择油箱的回油口一般都设置系统所要求的过滤精度的回油滤油管,以保证返回油箱的油液具有允许的污染等级。由于此系统选用的双筒回油过滤器直接安装在油箱上,故在油箱上方回油管一侧设置两个连接法兰，以安装双筒回油过滤器。一般来说，是过滤器的过滤精度越高,滤芯堵塞越快，过滤清洗或更换周期就越短，成本所以,在选择过滤器时应根据具体情况合理的选择过滤精度，以达到所需要的油液清洁度。另外,应考虑过滤器允许的最高工作压力和在一定压差下允许通过的最大流量.为了保持滤芯不破坏或系统的压力损失不至过大，要限制过滤器最大允许压力降.过滤器的最大允

53、许压力降取决于滤芯的强度。本系统回油路压力不高，工作压力取，流量；1pMPa105 / minqL根据液压设计手册过滤器产品中选择低压回油过滤器，其型号:CHL-16020LC 。额定压力：1.6MPa;额定流量：400L/min;过滤精度:20；压力损失m，生厂商：黎明液压机电厂。0.075 0.35MPa该过滤器安装在油箱顶部，同题部分浸于油箱内并设置旁通阀、扩散器、滤芯污染堵塞发信号器等装置。5.8 空气滤清器的选择在开式油箱上部的通气孔上必须配置空气滤清器.兼作注油口用。在油箱顶部设一连接法兰以安装空气滤清器，法兰尺寸参照所选空气滤清器的安装尺寸设计。若油箱上方空间不够，也可将空气滤清

54、器设在清洗盖上。型号:QUQ110/0.25过滤精度：10,生产商：黎明液压机电厂；m本系统空气滤清器安装在油箱上方。5.9 液位液温计的选择为了能够观察向油箱注入油液的上升情况和在系统过程中看见液位的高度，必须设置液位计。在油箱一侧设置两个连接法兰，以安装液位计。查黎明液压件厂相关资料,选用液位温度计型号：YWZ500T。5.10 压力表的选择在整个系统中,压力表主要安装在阀台的控制架上,显示系统工作时的压力状况，方便工作人员较容易的观测系统的稳定性以及实时压力。选用一般的压力表，压力表的量程应在系统最高工作压力的 150200%之间选用，查黎明液压件厂相关资料,选用 YTXG100/00。

55、25/AC2505.11 联轴器的选择根据电机的轴径 75mm，查相关成铭液压件厂资料选用 65 规格.型号：GICL 型联轴器MT3 250。生产商：成铭液压件厂.165 14232 60JJ B 5。12 放油阀的选择放油阀选择常闭的截止阀，查文献1 ，表 17-7253 选用型号 YJZQ-H15W，通径 15mm,生产商：成铭液压件厂.5。13 隔板 在油箱中间设置隔板以增长液压油流动循环时间，将吸、回油管隔开,除去沉淀的杂质，分离，清除水和空气，调整温度，吸收液压油压力的波动及防止液面的波动。在隔板上安装过滤网，使吸油管与回油管隔开，这样液压油可以经过一次过滤.过滤网使用目左右的金属网。设计上隔板长 1500mm,高 550mm,板厚 12mm;下隔板长 1500mm,高 450mm，板厚 12mm。(详见油箱焊接图 WJES11-04)5.14 油箱清洗端盖在设计油箱时，从结构上应考虑清洗换油的方便，设置清洗孔,以便于油箱内沉积物的定期清理。由于油箱被隔板一分为二，故在油箱顶