钢坯称重毕业设计说明书

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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，应选用柱塞泵，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，应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，故必需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；使用伺服阀协同液压缸位置传感器四种方案，炼钢厂钢坯辊道升降控制是十分巨大的系统，与其他设备还有协同要求，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适合；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适合，即可满足设备的同步控制要求，又能确保了设备的可靠性。

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。

PAOBPO图3.4电液换向阀与电磁换向阀

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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，为保持执行元件中止运动或微小位移的状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。

图3.6厂方给定的系统原理图执行元件部分

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8）调压回路的选择：调压回路是用来控制系统的工作压力，使系统工作不超过一定的压力值，或是使系统工作在不同的压力状态。调压回路采用电磁溢流阀。这种叠合式电磁溢流阀结构紧凑、所占空间小、减少管路连接、装配简单用于液压系统的卸载，且能改善系统和回路的性能，提高抗振和抗冲击性，并减少管路的振动等现象。

3.7调压回路

9）辅助回路的选择：冷却回路，此设备用于钢坯连铸车间，外部环境温度高，故应设有冷却装置；过滤回路，为了保障进油路油液的清洁，应有过滤装置，但为了避免吸油时泵的进油口吸油不畅，故在泵的出口设置高压过滤器，为了避免回油杂质进入油箱，保障油箱内的油质清洁，在回油路上设置相应的回油过滤器。

10）其他：考虑到此系统应用于现场生产，对其连续工作要求较高，为了不使因某一部件的损坏而影响整个生产线的生产，整套系统应为开一备一。为了便于检修，应在一定的位置安装阀门，以便随时拆卸检修。为了及时发现异常现象，采用一定的监测报警装置。

3.3.2拟定液压原理系统图

综合上述分析和拟定的方案，将各种回路合理地组合成为该液压系统原理图，如图3.8、3.9所示。

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图3.8系统原理图

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图3.9系统原理图

1-泵电机组2-空气过滤器3-液位计4-冷却器5-高压过滤器6-回油过滤器7-电磁溢流阀8-单向阀9-二位三通电磁阀10-三位四通电磁阀11-液压锁12-测压接头13-叠加式双单向节流阀14-分流液压马达15-无缝钢管16-高压球阀17-高压软管18-快换接头19-液压缸20-高压球阀21-软连接22-电接点温度计23-液位控制继电器

系统实现上升—稳定—下降—稳定的动作循环。上升与下降之间的切换用三位四通电磁换向阀完成。用单向节流阀实现上升与下降过程速度控制。通过液压锁可使负载中止在任意位置，并防止其窜动。设置电磁溢流阀可以实现系统的卸荷，协同液压锁可以避免泵的连续高负载运行，减少能源浪费。分流液压马达可实现自动补油。

原理如图3.8、3.9所示，具体分析如下：初始状态，换向阀10处于中位；系统采用1.1泵电机组工作，则7YA不得电，换向阀9工作在左位，否则工作在右位；当钢坯过来时，3YA得电，换向阀10工作在右位，油液经液压锁11.1、单向节流阀13.1进入液压缸的下腔，将负载支撑上升，稳定时期，1YA得电，电磁溢流阀7.1卸荷，液压锁11.1将液压缸