高线步进式80吨加热炉的设计

1、优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！摘要步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。广泛应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。本次设计任务是设计步进梁加热炉的液压系统，采用普通液压阀，由于在以一个运动周期中，要求能适应不同的负载变化和钢坯运动速度，要通过控制系统的流量来满足这些要求。为了防止步进梁前移时产生的惯性，本系统采用了缓冲阀组成压力补偿回路，起到了缓冲作用。为了保证步进梁下降时平稳下降，在回路上采用了平衡阀，保证了其平稳下降。为了实现钢坯在出现故障的时候能够在任意位

2、置停止，系统加入了液压锁紧装置，以免出现系统失控。关键字： 步进式加热炉； 普通液压阀； 锁紧优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！AbstractWalking beam type furnace use the beam at the bottom of the furnace of the cool steel beam to rise，to go ahead，to come down，to go back.It is widely used in the petroleum，chemical，metalllurgy，machinery，heat treatment，surface tre

3、atment，building materials，electronic，materials，light industry，chemical， pharmaceutical and other industries.The design in mainly to design the hydraulic proportioning system for the walking beam type furnace.,In this design,the normal hydraulic valve will be used.As we know the speed of the beam wil

4、l change at the reason of the change of the load in a circle,so we must change the flow of hydraulic actuating cylinder.In order to avoid the inertia generated when the walking beam goes ahead，the buffering valve is been used.In order to ensure an steady decline when the walking beam goes down.,the

5、balance valve is been used to ensure its steady decline.As the same time,we use locking acuipement to fasting the beam at any location in case of malfunction.Key word:Walking beam type furnace;The normal hydraulic valve;Locking acuipement优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！目 录一绪论61.1 背景及工艺61.2 设计任务61.2.1 设计题目61.2.2 主

6、要技术参数及要求61.3 设计方案6二液压系统的计算与选型72.1 系统工作压力的确定7三计算最大负载7四确定系统压力范围8五按 P确定油缸尺寸， 圆整。9MIN，5.1. 执行元件的计算与选型95.1.1 升降液压缸95.1.2 水平液压缸95.2 执行元件速度的计算9六油缸的进退流量96.3 执行元件流量的计算错误！未定义书签。6.3.1 升降液压缸136.3.2 水平液压缸13七 画出循环时间-流量图.流量循环图错误！未定义书签。八泵流量的确定168.1 液压泵的选择168.1.1 确定液压泵的最大工作压力 PP168.1.2 确定液压泵的流量 QP138.1.3 确定液压泵的驱动功率1

7、6九选择液压元件9.1. 液压阀的选择179.1.1 升降液压缸179.1.2 水平液压缸189.1.3 蓄能器的选择189.2 油箱的选择209.3 滤油器的选择219.4 冷却器的选择229.5 加热器的选择249.6 管道的选择24优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！9.6.1 管道内径计算259.6.1.1 吸油管路259.6.1.2 压力管路259.6.1.3 吸油管路26结束语27参考文献28优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！一 绪论1.1 背景及工艺步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。炉子有固定炉底和步进炉底，

8、或者有固定梁和步进梁。前者叫做步进底式炉， 后者叫做步进梁式炉。轧钢用加热炉的步进梁通常由水冷管组成。步进梁式炉可对料坯实现上下双面加热。同推钢式炉相比，它的优点是：运料灵活，必要时可将炉料全部排出炉外； 料坯在炉底或梁上有间隔地摆开，可较快地均匀加热；完全消除了推钢式炉的拱钢和粘钢故障，因而使炉的长度不受这些因素的限制。改进的步进式加热炉，属于冶金行业生产设施，它包括炉体，炉体的侧墙由内向外分别是低水泥料层、隔热砖层、硅酸铝纤维毡隔热层，炉体分为预热段、加热段、均热段，加热段的两面侧墙上设置调焰烧嘴，均热段的上加热段设置平焰烧嘴，均热段的下加热段设置调焰烧嘴，调焰烧嘴的煤气和空气的混合气管道

9、上设置电磁阀和调节阀，平焰烧嘴的煤气和空气的混合气管道上设置调节阀，空气总管道和煤气总管道设置在炉顶。1.2 设计任务本次任务是设计步进式加热炉液压系统，具体细节如下。1.2.1 设计题目步进式加热炉液压系统设计1.2.2 主要技术参数及要求1. 加热炉横移部件重量 20T，升降部件重量 20T，坯料重量 80T；2. 步进梁垂直位移 600mm，水平位移 2500mm；3. 液压系统最高工作压力不超过20MPa；优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！1.3 设计方案此次设计主要是设计一个步进式加热炉液压系统设计。要求这个液压系统能实现自动化，能进行过载保护，工作平稳，能够在一定范围内进行无级调

10、速，在步进梁式加热炉里，钢坯移动是通过固定梁和载有钢坯的移动梁进行的。步进梁的一个工作周期分为水平，前进，下降，后退四个动作。在步进梁的水平运动和升降运动中，运动过程都是先加速运动，后做匀速运动，最后做减速运动，速度减为 0，然后切换到下一个运动过程。在步进梁的运动中，我们始终要保证其平稳运动，既要控制进入或流出液压缸的流量。为了满足上列工作要求，采用如下方案。1 压力的选定要根据设计任务的要求并考虑压力损失，初步选定液压系统的工作压力不能超过 20MPa，由于系统工作压力应比最高工作压力低 10%-20%,故系统的实际工作压力为 16-18MPa。采用两个升降液压缸来完成步进梁的垂直运动，

11、采用单向节流阀进行回油调速，从而保证升降液压缸的速度平稳，同时采用了平衡阀，保证液压缸在下降时平稳下落。2 平移机构的水平运动用一个水平液压缸来实现，采用了普通差装阀组成压力补偿回路，有效防止了步进梁前移时产生的惯性冲级，起到了缓冲作用。3 在快速运动的液压机械或系统需要大流量时为节省能源，通常采用多泵供油或将蓄能器作为辅动力源供油。为解决大流量的供油问题，本系统设计了用三位无通换向阀组成的差动回路，成功的满足了步进梁下降所需的大流量。4 以上液压缸的动作实现都要用一供一备的变量液压泵来提供压力油。优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！二 液压系统的计算与选型2.1 系统工作压力的确定压力的选定

12、要根据设计任务的要求并考虑压力损失，初步选定液压系统的工作压力不能超过 20MPa，由于系统工作压力应比最高工作压力低 10%-20%,故系统的实际工作压力为 16-18MPa。2.2 执行元件的计算与选型升降液压缸分为上升和下降两个动作，采用两个升降液压缸完成，水平液压缸分为前进和后退两个动作，采用一个水平液压缸完成。要完成液压缸的选取， 先要计算其负载。优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！三 计算最大负载由于活动升降油缸要承受钢坯重量，所以升降油缸所承受负载为最大负载。另外，考虑到惯性载荷的作用，取外载荷为活动部件及钢坯重量的 1.3 倍。活动梁升降油缸的外载为F=1.3mg=1.3*10

13、0000kg*9.8n/kg=1.274*106NW除外载荷外还应考虑摩擦阻力F，由于各种缸的密封材质和密封m形式不一样，密封阻力难以精确计算，一般估算。F =（1- ）*F-（2.2） 为液压缸的机械效率，mmm一半取 0.90-0.95，本设计取 0.95F=F/（2.3）Wm所以活动梁升降油缸的外载荷 F= F/=1.274*106Wm/0.95=1341052.6N三 根据时间确定各执行元件的速度一般托住工件远行时要求比较稳，所以速度也较慢，取 100ms,空载时取 150ms,所以有：（1） 活动梁托住钢坯上升 600mm(6s)（2） 活动梁托住钢坯水平位移 2500mm（25s）

14、（3） 活动梁下降 600mm(4s)（4） 活动梁归为 2500mm(17s)优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！四 确定系统的压力范围技术要求系统最高压力为 20Mpa,系统压力一般取 2/3 PP,故取1218 MPamaxmax,优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！五 按 P，确定油缸尺寸，圆整。min5.1 系统工作压力的确定压力的选定要根据设计任务的要求并考虑压力损失，初步选定液压系统的工作压力不能超过 20MPa，由于系统工作压力应比最高工作压力低 10%-20%,故系统的实际工作压力为 18MPa。5.2 执行元件的计算与选型升降液压缸分为上升和下降两个动作，采用两个升降液压缸

15、完成，水平液压缸分为前进和后退两个动作，采用一个水平液压缸完成。要完成液压缸的选取， 先要计算其负载。5.2.1 升降液压缸由上图可知：p图 2.1液压缸受力图p´ D2 ´ P41= F +´(D2 - d 2 ) ´ P + F42fc（2.1）由（2.1）式可得：优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！4FphPìï1 cm ïîí1-P éP êë2 ê1- çæ d ö2 ùüï÷ 

16、0;ý1è D ø úûïþD =（2.2）1式中 P液压缸工作压力，初算时可取系统工作压力2P液压缸回油腔背压力，初算时无法准确确定，根据液压系统设计简明手册表 2-2，取 P2 为 2MPa。d/D活塞杆直径与液压缸内径之比，根据液压系统设计简明手册表 2-3，取 d/D=0.7.F工作循环中最大的外负载。F fc液压缸密封处摩擦力，它的准确值不易求得，常用液压缸的机械效率hcm进行估算F + F=fcFhcm（2.3）式中cmcmh液压缸的机械效率，一般h=0.90.97，这里取h=0.95。cm外负载 F=100&#

17、215;103×9.8=980000N由于由两个液压缸同时作用，所以单个液压缸的负载为外负载的一半。所以 F=490000N代入（2.2）式得D=196.7mm d=0.7D=137.6mm根据机械设计简明手册表 2-4，D 圆整到 200mm，d 圆整到 140mm。 由于升降缸的垂直位移是 600mm，查机械设计手册，采用升降缸的型号为ZQ-200/140X630优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！5.2.2 水平液压缸其中外负载 F=100×103×9.8×0.1=980000N取 P1=18MPa,P2=2Mpa,cm=0.95,d/D=0.7代

18、入（2.2）式得D=87.98 d=0.7D=61.59mm根据机械设计简明手册表 2-4，D 圆整到 80mm，d 圆整到 60mm由于水平缸的水平位移为 2500mm，查机械设计手册，采用水平缸的型号为ZQ-80/60X2600优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！六油缸进退流量6.1 升降液压缸基本参数 D=200mm，d=140mm， V上=60mm/s， V下=120mm/s上升时进入升降缸的流量：下降时进入升降缸的流量：6.2 水平液压缸基本参数 D=90mm，d=60mm， V=250mm/s， V=500mm/s前后前进时进入水平缸的流量： 后退时进入水平缸的流量：由于升降缸是由

19、两个缸同时作用，故其流量是两个液压缸流量之和。优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！七 画出循环时间-流量图.优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！八泵流量的确定多液压缸或液压马达同时工作时，液压泵的输出流量应为式中 K-系统泄漏系数，一般取 K=1.11.3，这里取 1.2；PmaxQ K（Q）（2.6）Qmax同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量，可从（Q-t）图上查得。对于在工作过程中用节流调速的系统，还须加上溢流阀的最小溢流量，一般取0.5×10-4m3/s。根据上述计算，Qmax=192L/min，QP1.2×（192+0.05×60）=234L/min。

20、优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！九 液压元件的选择和专用件设计9.1.1 液压泵的选择P9.1.1.1 确定液压泵的最大工作压力 P（2.5）P³ P +åDPP1式中 P1液压缸或液压马达最大工作压力；p从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。p 的准确计算要待元件选定并绘出管路图时才能进行，初算时可按经验数据选取；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，这里取 1.2Mpa。由于上述计算的最大压力 P1=25.99Mpa，所以 pP27.19Mpa。9.1.1.1 确定液压泵的驱动功率

21、由于在工作循环中，液压泵的压力和流量比较大，即（ Q-t），（P-t）曲线起伏较大，所以必须分别计算出各个动作阶段内所需功率，驱动功率取其平均功率N 2 t+ N2t+ . . .2+1122nt +t +.+t12nnN=Ntp e r（2.7）式中t ，t t一个循环内每一动作阶段内所需要的时间（s）；12nN ，N N一个循环内每一动作阶段内所需要的功率（W）。12n其中 N =14.14KW, N =3.56KW,N =0,N =14.31KW。t =10s, t =10s,t =5s,t =5s1代入上式得 Nper234=10.24KW。1234查阅机械设计手册第四卷表 17-1-

22、29，选取电动机型号为 Y4-160M2-2.其参数为：额定功率 P =15KW，转速 n=2930r/min，效率 =0.89。额p根据以上求得的P和值，按系统中拟定的液压泵的形式，从产品样本或QP手册中选择相应的液压泵。为使液压泵有一定的压力储备，所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大 25%60%。排量 Vgmax(cm3/r) 180最高转速 nmax(rpm) 1800最大流量( L/min) 当 n=nmax 324当 n=1500rpm 270最大功率(KW) 当 n=nmax 189参照力士乐柱塞泵样本，选取力士乐 a4vso180 系列柱塞泵，其性能参数如下所示:优秀完整毕业

23、设计资料，欢迎下载借鉴！当 n=1500rpm 158最大扭矩P=35MPa(Nm) 1002扭矩P=10MPa(Nm) 286重量近似值(Kg) 103注:1)只要在吸油 S 处有 0.1 MPa 的绝对压力则所示的数值成立。液压泵工作压力范围S 口进油口的绝对压力 Ps min=0.08MPa Ps max=3 MPaB 口出油口的压力 额定压力 P=35MPa 峰值压力=40 MPa9.2 液压阀的选择选择阀根据系统的工作压力和实际通过阀的最大流量，选择有定型产品的阀件，溢流阀按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，要考虑最小稳定流量应满足执行机构的最低稳定速度的要求。控制阀地 流

24、量一般要选的比实际通过的流量大一些，必要时也允许有 20%的以内的短时间过流量。9.2.1 升降液压缸下图为升降液压缸原理图:图 2.6升降回路原理图根据以上计算得，上升时的流量为 188.4L/min，下降时的流量为 192L/min； 电磁换向阀：查阅力士乐液压样本，选取 4WEH16J7XO/6EG24K4 力士乐系列三位斯通电磁换向阀，1 个。单向节流阀：查阅力士乐液压样本，选取 Z2FS16-3X/SV 力士乐系列单向节流阀，2 个。液压锁：查阅力士乐液压样本，选取 Z2S16-2-5X/V 力士乐系列液压。平衡阀：查阅机械设计手册，选取 FD16PA10 平衡阀.优秀完整毕业设计资

25、料，欢迎下载借鉴！9.2.2 水平液压缸 下图为水平液压缸原理图图 2.7水平液压缸根据以上计算得，水平液压缸前进时的流量为 158.96L/min，水平液压缸后退时的流量为 176.6L/min.。电磁换向阀：查阅力士乐液压样本，选取5-WE10J3X/CG24K4/V 力士乐系列三位四通电磁换向阀，1 个。双单向节流阀：查阅力士乐液压样本，选取 Z2FS10-5-3X/V 力士乐系列单向节流阀，2 个。液压锁：查阅力士乐液压样本，选取 Z2S10-1-3X/V 力士乐系液压锁液控式单向阀。其它阀的选择:电磁溢流阀：查阅力士乐液压样本，选取DBW10A12-50 电磁溢流阀。单向阀：查阅机械

26、设计手册，选取 S30A3O 单向阀。截止阀：查阅机械设计手册，选取 YJZQ-H10N 截止阀。9.3 蓄能器的选择蓄能用的蓄能器包括“做辅助动力源”，“补偿泄漏保持恒压”，“做应急动力源”，“改善频率特性”和做液压空气弹簧等。由于本系统为高压系统，故选用皮囊式蓄能器。蓄能器总容积的计算：蓄能器的总容积 V，即充气容积（对活塞式蓄能器0而言，是指气腔容积与液腔容积之和）。根据玻尔定律：P V n =PV n =P V n =C（2.8）001122蓄能器工作在绝热过程（t<1min）时，n=1.4，其总容积：优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！V =èø0é

27、;æ 1 ö0.715æ 1 ö0.715 ù(2.9) 0.715 êç÷ç÷úêëè øúû0P充气压力，MPa1P最低工作压力，MPa2P最高工作压力，MPaVV以上压力均为绝对压力，相应的气体容积分别为，01wn-指数，绝热过程 n=1.4（对氮气和空气）， V有效工作容积，L。（1） 计算 P1作为辅助动力源来说，蓄能器的最高工作压力为11maxP =（P ）max+( p)（2.10）1（P ）max最远液压机构的

28、最大工作压力，MPa( p)max蓄能器到最远液压机构的压力损失之和，MPa1max11max由系统图和计算可得，（P ）max=25.99MPa. ( p)=0.5MPa×3=1.5MPa。所以 P =（P ）max+( p)=25.99MPa+1.5MPa=27.49MPa。2（2） 计算 P作为辅助动力源的蓄能器，为使其在输出有效工作容积过程中液压机构的压力相对稳定些，一般推荐12P =（0.60.85）P2这里取 P =25MPa。0（1） 计算 P在保护胶囊，延长其使用寿命的条件下：01P =（0.80.85）P（2.10）01这里取 P =0.8P =0.8×2

29、7.49MPa=21.99MPa（2） 计算 VW对于作为辅助动力源的蓄能器，可按下式粗算：V=ånWi=1VK-iåQ tp（2.11）60åni=1V最大耗油量处，各执行元件耗油量总和，LiA i液压缸工作腔有效面积，m2优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！l液压缸的行程，miK-系统泄漏系数，一般取 K-=1.2åQ泵站总供油量，L/minpt泵的工作时间，sV应急操作时，各执行元件耗油量，Li其中 åni=1V =101.66L/min´ 5s=8.47LipQt=188.4L/min×10s+192L/min

30、15;10s+158.96L/min×5s+176.6L/min×5s=91.36LW将以上参数带入公式（2.11），得：V=19.53L0将以上求得参数代入公式（2.9）得 V =102.9L查力士乐样本，选取 NXQ1-108/30-L-H 型蓄能器，其公称容积为 108L，其公称压力为 30MPa。查力士乐样本，选取安全阀组 ABZSS30M30/330B/S307G24K49.4 油箱的选择油箱在系统中的功能，主要是储油和散热，也起着分离油液中的气体及沉淀污染的作用。根据系统的具体条件，合理选用油箱的容积，形式和附件，以使油箱充分发挥作用。油箱有开式和闭式两种。开式

31、油箱应用广泛，箱内液面与大气相通，为防止油液被大气污染，在油箱顶部设置空气滤清器，并兼作注油口用。闭式油箱一般指箱内液面不直接与大气相通，而将通气孔与具有一定压力的惰性气体相接，充气压力可达到 0.05MPa。油箱的形状一般采用矩形，而容量大于 2m3 的油箱采用圆筒形结构比较合理，设备重量轻，油箱内部压力可达0.05MPa。油箱必须有足够大的容量，以保证系统工作时能够保证一定的液面高度，为满足散热要求，需要设置冷却装置。油箱的回油口一般都设置系统所需要求的过滤精度的回油过滤器，以保持返回油箱具有允许的污染登记，油箱的排油口为了防止意外落入油箱中的污染物， 要装吸油网式滤油器。油箱中需设置隔板

32、将吸回油管隔开，使液流循环，油流中的气泡与杂质分离与沉淀。油箱的排油口与回油口之间的距离应尽可能远些，管口都应插入最低油面之下，以免发生吸空和回油冲溅产生气泡。管口制成 45 度的斜角，以增大吸油及出油的截面。优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！油箱有效容量一般为泵每分钟流量的 37 倍。对于行走机械，冷却效果比较好的设备，油箱的容量可选择小些；对于固定设备，空间，面积不受限制的设备，则应采用较大的容量，如冶金机械液压系统的油箱容量通常取每分钟流量的710 倍，锻压机械的油箱容量通常取为每分钟流量的 612 倍。PPP本系统为冶金机械的设计，故V=（710）Q ，其中V 为油箱容积，Q 为泵的

33、最大流量，由泵的技术参数可知，1800r/min 时 最大流量为 324L/min，取 V=10 Q ，所以 V=324L/min×10=3240L/min,故可取油箱容量为 3300L，所以采用矩形油箱。9.5 滤油器的选择滤油器是液压系统中的重要元件。他可以清除液压油中的污染物，保持油液清洁度，确保液压元件工作的可靠性。滤油器按其过滤精度的不同，有粗过滤器，普通过滤器，精密过滤器和特精过滤器四种。在选用滤油器时，应注意以下几点。（1） 有足够的过滤精度，过滤精度是指通过滤芯的最大坚硬颗粒的大小，以其直径 d 的公称尺寸表示。其颗粒越小，精度越高。不同的液压系统有不同的过滤精度要求

34、。应该指出，近年来，有一种推广使用高精度滤油器的观点，实践证明，采用高精度滤油器，液压泵，液压马达的寿命可延长410 倍，可基本消除阀的污染，卡紧和堵塞故障，并可延长液压油和滤油器本身的寿命。（2） 有足够的通油能力，通油过滤能力是指在一定压降和过滤精度下允许通过滤油器的最大流量，不同类型的滤油器可通过的流量值有一定的限制，需要时可查阅有关样本和手册。滤芯便于清洗和更换。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。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。线隙式滤油器：一般用于中，低压系统，这种滤油器阻力小，通流能力

35、大， 但不宜清洗。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。这种滤油器有用于高压管路的和低压管路上的两种。可安装压差发讯装置。用于要求过滤质量高的液压系统中。烧结式滤油器：是由烧结青铜滤芯作为过滤元件，加上钢质壳体而成的。这种滤油器耐高压，高温，有时颗粒脱落影响精度，堵塞后不易清洗。用于要求过滤质量高的液压系统中。片式滤油器：用于一般过滤，油流速度比超过 0.51m/s。磁性滤油器：用于吸附铁屑与其他滤油器合用。优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！查阅液压设计手册(电子版)，回油路上的过滤器选用 SRFA -160×10FC 回油过滤器，过滤精度为 10 u

36、m，系统流量为 147.18L/min，滤油器通油能力为160L/min，满足系统要求。9.6 冷却器的选择液压系统工作时，因液压泵，液压马达，液压缸的容积损失和机械损失，或控制元件及管路的压力损失和机械损失，或控制元件及管路的压力损失和液体摩擦损失等消耗的能量，几乎全部转换成热量，这些热量使油液和元件的温度升高， 如果油液温度过高，将严重影响液压系统的正常工作，因此，我们必须采取强制冷却的方法，通过冷却器来控制油液的温度，使之适合系统工作的要求。对冷却器的基本要求：（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小。（4）结构力求紧凑，坚固，体积小，重量轻。冷却器的选择依据

37、：（1）系统的技术要求。（2）系统的环境。（3）安装条件。（4）经济性。（5）可靠性及寿命要求。冷却器的计算（1）散热面积的计算冷却器的计算主要根据热交换量确定散热面积和冷却水量根据热平衡方程式：21H =H-H（2.12）式中H=P-P =P （1- ）（2.13）PcPp c m= ååp q式中h1 1Cp q（2.14）ppåH t液压系统在一个动作循环内的平均发热量H=i i（2.15）T2当液压系统处于长期连续工作状态时，为了不使系统温升增加，必须使系统产生的热量全部散发出去，即 H =H2若 H 0，则不设冷却器冷却器的散热面积：A=H2(2.16)

38、kDtm（t+ ）t （t+）tDt=1式中m22- 11222（2.17）H系统的发热功率，WPP油泵的总输入功率，W优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！p油泵的效率m -液压执行元件的效率，对液压缸一般按 0.95 计算c液压回路效率1 1p q各液压执行元件工作压力和输入流量乘积总和p pp q各油泵供油压力和输出流量乘积总和T循环周期，s1H油箱散热功率，W2H冷却器的散热功率，Wm1t 油和水之间的平均温差，K t液压油进口温度，K2t液压油出口温度，K11t冷却水进口温度，K22t冷却水出口温度，Kk冷却器的传热系数，初步计算可按下列值选取：蛇形管式水冷 k=110175W/（m2

39、.K） 多管式水冷 k=116 W/（m2.K）平板式水冷 k=465 W/（m2.K）根据推荐的 k 值按上式算出的冷却器散热面积是选择冷却器的依据，考虑到冷却器工作过程中由于污垢和铁锈的存在，导致实际散热面积减少，因此在选择冷却器时，一般将计算出来的散热面积增大 20%30%。已知 参数 P=15Kw, =0.9 =0.95, =0.9，T=45,求得系统的发热量 H= PPpmcP（1-pcm）=15Kw×（1-0.9×0.95×0.9）=3.46Kw同时由于在前面已经初步计算求得油箱的有效容积为 1.6m3，一般油面的高度为油箱高 h 的 0.8 倍，与油

40、直接接触的表面算全散热表面，与油不直接接触的表面算是半散热面。按 V=0.8abh 求得油箱的各边之积，abh=1.6/0.8=2m3，取油箱的长度 a=2m， 油箱的宽 b=1m，高度 h=1m。油箱的散热面积为：A=1.8h（a+b）+1.5ab=8.4m2 油箱的散热功率为：H1=KAT式中：K-油箱的散热系数，查表取 K=15W/（m2.oC）；T油温与环境温度之差，取T=25 oC求得 H1=15×7.875×25=3.13Kw所以 H2=H-H1>0,要设置冷却器。取冷却器的冷却系数多管式水冷 k=116 W/（m2.K），取液压油进口温度 t1=60oC

41、，液压油出口温度t2=50 oC，冷却水进口温度t11=25 oC，冷却水出口温度t22=30优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！oC。m将上述参数带入公式（2.17），求得：t =27.5 oC2m所以冷却器的散热面积为：A=H /kt =0.16m2将计算出来的散热面积增大 30% ， 所以冷却器实际的散热面积为A=0.16m2×(1+30%)=0.21m2查阅液压设计手册（电子版），选取 2LQFW-A1.0F 管型冷却器。9.7 加热器的选择在低温环境工作，为保持合适的油温，油箱须进行加热。可用蒸汽加热或电加热。加热器的发热能力，可按下式估算：H ³ CgVDt/

42、T（2.18）式中C-油的比热（矿物油），J/（kg.K），取 C=16752093J/（kg.K）-油的密度，kg/m3，取 =900 kg/m3V油箱容积，m3油加热后温升，oCT加热时间，s由上述计算可知，基本参数 C=1800 J/（kg.K），=900 kg/m3 ，V=1500L取 =30 oC，T=40min=2400s。将以上参数代入H C V /T，得 H30.375Kw因为电加热器的功率：N=H/， 为热效率，取 0.60.8，这里取 0.7所以电加热器的功率 N=30.375/0.7=43.39Kw查液压设计手册（电子版），选取 GYY4-220/8 型加热器，其加热功率

43、为8Kw。9.8 管道的选择在液压传动中常用的管子有钢管，铜管，橡胶软管以及尼龙管等。钢管能承受较高的压力，价廉；但弯制比较苦难，弯管半径不能太小，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（P 3.610MPa）,经过加热冷却处理后，紫铜管软化，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，塑料管一般只做回油管用。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。高压胶管是钢丝编织踢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。低压胶管是麻绳或者棉线编织踢为骨架的胶管

44、，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。优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！由于本次设计的液压系统属于高压系统，故考虑用钢管。而对于联接两个相对运动部件的管路则采用那个软管联接。软管分高低压两种，压力油路中采用以钢丝编织或钢丝缠绕为骨架的高压软管，压力较低的回油路或气动回路中则采用以麻线或棉线编织体为骨架的橡胶软管。9.8.1 管道内径计算d=4.61Q(2.19)V式中Q通过管道内的流量（L/min）V管内允许流速（m/s），见下表表 3-1管道与流速的选择管道液压泵吸油管道 液压系统压油管道液压系统回油管道短管道及局部收缩处泄油管道推荐流速0.52，一般常取 1 以下2.56，压力高，管道短，粘度小取最大值1.53510019.8.1.1 吸油管路由于液压泵的最大流量为 156L/m