步进梁升降液压系统

作为冶金工业的主要工艺设备，步进梁在生产线上起着重要的作用。其性能的好坏直接影响着生产进度，进而影响着经济效益。特别是随着现代化设备向连续、大型、高速、高精度方向发展，对步进梁的模型研究和优化控制提出了越来越高的要求。然而，在步进梁的运输过程中却出现了诸多问题，如运动速度控制不够精确，步进梁升降不同步等。这不仅造成了设备事故，而且还严重影响了生产线的生产进度。鉴于以上问题，本文主要围绕步进梁的液压系统展开了一些研究，主要内容包括以下几个方面：系统地介绍了步进梁设备的特点、工作原理、结构设计、主要参数选择和计算。详细介绍步进梁液压系统的原理和工作过程，针对该系统存在的主要问题，提出了改进措施。对轧钢和带钢生产线的机组设计中输入输出设备的方案选择以及步进梁设备的方案设计和基本设计都具有一定的指导和实用价值。针对步进梁升降速度的电液比例控制系统，提出了“变量泵+比例方向阀+进口压力补偿器”的控制方案。阐述了步进梁电液比例液压系统中主要元件的功能、工作原理，以及选型时应注意的问题。研究结果表明，这种电液比例控制方案可以满足步进梁的工艺曲线要求。对今后同类的项目设计、制造、施工以及使用步进梁都具有一定的指导作用。关键字：步进梁；比例控制；液压系统AbstractAsthemainprocessequipmentinmetallurgicalindustry,walkingbeamplaysanimportantroleinproductionline.Theperformanceofwalkingbeamaffectstheproductionscheduleandeconomicbenefitimmediately.Modernequipmentsaredevelopingtobecontinuous,large-scale,high-speed,highprecision,whichdeliverahigherdemandfortheresearchofwalkingbeammodelingandoptimalcontrol.However,therearemanyproblemsduringthetransportationofwalkingbeam,suchasthecontrolofvelocitynotpreciseenough,thewalkingbeamnottoriseandfallsynchronouslyandsoon.Whichnotonlyhavecausedequipmentaccidents,butalsohaveinfluencedtheproductionscheduleoftheproductionline.Inviewoftheaboveproblem,theresearchofthispaperfocusesonhydraulicsystemofwalkingbeam,andthemaincontentofthispaperincludesthefollowingseveralaspects:Theequipmentfeature,workingprinciple,structuredesign，mainparameterselectionsandcalculationsforwalkingbeamconveyorsaresystematicallyintroducedinthisarticle.Theprincipleandworkingprocessofthehydraulicsystemwereintroducedindetail，andthesolutionwasputforwardtosolvethemainprobleminthishydraulicsystem.Itcouldbeaguidelineandutilityreferenceforplanninginputandoutputequipmentinstriprollingandprocesslines,aswellasforplanningandbasicengineeringofwalkingbeamconveyors.Aimingattheelectro-hydraulicproportionalspeedcontrolsystemforup-downofthewalkingbeam,thecontrolmethodwaspresentedbasedontheproposedcontrolplanningof“variabledisplacementpump+proportionaldirectionvalve+meter-inpressurecompensator".Thefunctionofmainelement,workingprincipleandtheproblemswhichshouldberegardedduringselectingfortheproportionalelectro-hydraulicsystemofwalkingbeamweredescribedinthispaper.Theexperimentalresultshowsthattheelectro-hydraulicproportionalcontrolsystemcanmeetthecontrollingrequirementofthewalkingbeamcraftcurve.Whichprovidesainstructionalguidelineforthesimilarprojectsindesign,manufacture,engineeringconstructionandoperationafterwards.Keywords：Walkingbeam;Proportionalcontrol;HydraulicsystemTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"前言 1\o"CurrentDocument"1 系统设计方案的确定 2\o"CurrentDocument"1.1设计要求 2\o"CurrentDocument"1.2主要技术参数 2\o"CurrentDocument"1.3确定液压执行元件 2\o"CurrentDocument"1.4绘制系统工况图 3\o"CurrentDocument"1.5确定控制和调速方案 3\o"CurrentDocument"1.6草拟液压系统原理图 4\o"CurrentDocument"2步进梁受力分析 7\o"CurrentDocument"2.1关键参数确定 7\o"CurrentDocument"2.2最大推力计算 8\o"CurrentDocument"3液压缸设计计算 11\o"CurrentDocument"3.1油缸的设计原则 11\o"CurrentDocument"3.2油缸的参数计算 11\o"CurrentDocument"3.3油缸的型号选择 12\o"CurrentDocument"4泵的选择计算 13\o"CurrentDocument"4.1泵的选择原则 13\o"CurrentDocument"泵的参数计算 13\o"CurrentDocument"泵的型号选择 14\o"CurrentDocument"5液压泵的驱动功率及电机的选择 15\o"CurrentDocument"5.1驱动功率的计算 15\o"CurrentDocument"5.2电动机的选择 15\o"CurrentDocument"6阀的选择计算 16\o"CurrentDocument"6.1电液比例方向阀 16\o"CurrentDocument"6.2溢流阀的选取 16\o"CurrentDocument"6.3电磁换向阀的选取 17\o"CurrentDocument"6.4压力补偿器选取 17\o"CurrentDocument"6.5单向顺序阀的选取 17\o"CurrentDocument"6.6单向阀的选取 17\o"CurrentDocument"7辅助元件的设计计算 18\o"CurrentDocument"7.1 油箱的设计计算 18\o"CurrentDocument"7.1.1油箱设计原则 18\o"CurrentDocument"7.1.2油箱容量的计算 18\o"CurrentDocument"7.2管路 19\o"CurrentDocument"7.2.1管道内径d的计算 197.2.2管道壁厚8的计算 20软管 21\o"CurrentDocument"管接头的选用 21\o"CurrentDocument"7.3过滤器的选择 22\o"CurrentDocument"7.3.1过滤器的配置 22\o"CurrentDocument"7.3.2压力过滤器 22\o"CurrentDocument"7.3.3回油过滤器 22\o"CurrentDocument"7.4蓄能器的选择 22\o"CurrentDocument"7.5压力表的选择 23\o"CurrentDocument"7.6空气滤清器的选择 24\o"CurrentDocument"7.7液位液温计的选型 24\o"CurrentDocument"8液压系统的验算 25\o"CurrentDocument"8.1系统发热功率计算 25\o"CurrentDocument"8.2油箱的散热功率 25\o"CurrentDocument"9循环冷却系统的设计计算 27\o"CurrentDocument"9.1各个参数计算 28\o"CurrentDocument"9.2动力源螺杆泵的选取 28\o"CurrentDocument"驱动电机的选择 28\o"CurrentDocument"循环过滤器的选择 28\o"CurrentDocument"9.5冷却器的选择 28\o"CurrentDocument"9.6加热器的选择 30\o"CurrentDocument"10液压工作介质的选取 31\o"CurrentDocument"11阀块的设计 32\o"CurrentDocument"12液压系统的安装与维护 33\o"CurrentDocument"12.1液压泵安装要求 33\o"CurrentDocument"12.2油箱安装要求 33\o"CurrentDocument"12.3液压阀安装要求 33\o"CurrentDocument"12.4液压系统的日常维护和定期检查 34\o"CurrentDocument"结束语 35\o"CurrentDocument"参考文献 36致谢 错误!未定义书签。前言在现代化的热轧、冷轧带钢车间和带钢处理线车间中，步进梁是常用的重要工艺设备之一。它在生产线、工艺设备等的连接中起着重要作用，其性能的好坏直接影响着产品质量、钢坯的成材率、轧机设备的寿命以及整个主轧线的有效作业率，进而影响生产进度和企业的经济效益。作为生产线的输入和输出设备，步进梁被布置在生产线的入口段或出口段，完成钢卷的输入或输出任务，并根据工艺的要求，与其周围有关的设备协同工作，实现钢卷的尺寸测量、预处理、对中、转向、称重、打捆等需求。步进梁的结构和工作原理决定了它可以与车间的吊运设备很好地配合，实现多工位的安全上料或卸料，并且与其周围相关的其他生产设备熔为一体来实现生产的快节奏、高产量和生产的自动化。冷轧、热轧和带钢处理线车间的输入输出设备除吊车外，主要有步进梁、链式运输机和钢卷运输小车。与链式运输机相比，步进梁具有停位准确、设备结构简单、刚性好、易维护、设备重量较轻、占地空间较小等优点，因此在现代化的带钢处理线中基本上取代了链式运输机。但在个别热轧车间和一些半自动的钢卷包装机组上还较多采用链式运输机。与钢卷运输小车相比，步进梁虽然运行更可靠，但投资大、设备较复杂。特别是在仅需运输钢卷而不要求进行带头预处理、对中、转向、称重、打捆等项处理以及运输距离较长时，采用钢卷运输小车更为经济可行。对于产量较小的生产线如彩涂线、镀锌线、磨削线等，通常也采用钢卷运输小车。从节省投资考虑，国外已有年产200万吨的处理线采用钢卷小车组进行钢卷的输入和输出的成功应用。将来的发展，步进梁有可能被钢卷运输小车取代。因此，这就对步进梁设备的设计提出更高的要求：即优化结构参数，节省投资，才能利用其特点和优势，使其发挥应有的作用。步进梁的特点之一是能满足高产量、快节奏的要求，因此在高产量的处理线上例如连续酸洗线、酸轧线、连续退火线等生产线上通常被采用。尤其是目前为适应市场需要，生产的小卷多，节奏快，步进梁运输就具有特殊的优势。因此，步进梁在钢铁等行业中是必不可少的。但在实际运行过程中常常由于步进梁升降速度控制不精确，升降液压缸不同步等问题，造成步进梁支架被砸坏、液压缸漏油、液压系统产生严重振动噪声等设备事故，且严重影响了生产线的生产进度。如何能够设计一个符合要求且工作稳定的步进梁液压系统显得尤为关键。本文尝试结合步进梁的特点和应用并着重从升降液压系统方面进行设计计算，供同类项目设计时参考。

1系统设计方案的确定1.1设计要求1.1液压系统控制的机械动作[1]步进梁的运动轨迹，如图1.1所示。步进梁正常二作状态，是按正循环运动，只在特殊需要时，步进梁才按逆循环运动或作踏步运动等其他运动方式。后退(b)晰图1.1步进梁的运动轨迹正循环，正常生产状态，步进梁上装满坯料。逆循环，坯料自步进梁退出。踏步循环，步进梁只做升降运动，不做水平运动。中间保持，活动和固定梁同时支撑坯料。1.2对步进机械的要求[1]平稳性：等高位附近对钢坯平稳托放；大质量控制对象的平稳启动和缓冲停止;步进梁下降动作的平稳并安全锁定。准确性：连续的每步进周期启停点的准确性和良好的重复性。可靠性：满足冶金企业连续工作状况对系统可靠性的要求。1.2主要技术参数液压系统工作压力：15MPa；升降时间14s，位移650mm；负载500t；1.3确定液压执行元件由于步进梁及运输工件的质量较大，因此升降液压系统由两个液压缸驱动，实现升降机构的垂直运动。两个升降液压缸以刚性联接实现机械同步。

1.4绘制系统工况图为了消除工件擦痕，避免惯性冲击，保证工件质量，步进梁的升降和平移过程都涉及速度控制，即保证步进梁在接近固定梁时作低速运动，做到对工件的轻托轻放，就是说升降和平移过程中存在着匀速、匀加速、匀减速之间的转化过程。设计时根据工艺和设备的要求，对执行机构（液压缸）的行程、速度、加速度（详见步进梁受力分析部分）作出合理的设定[2],并进行准确的控制，确定符合工况要求的步进梁升降速度曲线和负载曲线如下图所示：图1.2步进梁升降液压系统工况图1.5确定控制和调速方案根据设计要求，为了实现工件的轻托轻放，保证工件与步进梁和固定梁接触时不产生撞击，步进梁升降液压系统需进行速度控制，并需要频繁进行加速、匀速、减速之间的切换，所以采用比例方向阀控制的液压系统回路。选用比例方向阀已成为步进梁机械控制的常规配置。电液比例方向阀可对输出的压力和流量进行连续控制，并可满足步进梁的工况要求。1.6草拟液压系统原理图查阅国内外相关文献[3][4]并根据电液比例控制系统的设计方法，初步拟定的步进梁升降液压系统图如图1.3所示。本液压系统两升降液压缸采用机械同步，采用电液比例方向阀来控制升降液压缸的运动方向和运动速度。其升降工作流程为：步进梁上升：电液比例方向阀右侧电磁铁得电，压力油经过比例方向阀、平衡阀、液控单向阀进入液压缸的无杆腔，推动液压缸上升；回油路通过比例方向阀、回油过滤器组流回油箱。步进梁下降：当步进梁把工件运输到下一个放置位置时，电液比例方向阀左侧电磁铁得电。液压油从液压缸的有杆腔经过比例方向阀、回油过滤器组回油，液压缸下降。无论在上升或下降过程中，速度-位移传感器将实时测量升降缸速度及位移，并反馈至控制系统。控制系统将信号传递给电液比例方向阀，比例方向阀将按比例调节进入两个液压缸的流量，从而调节升降缸的上升或者下降的速度。

—-4—-4①3—图1.3步进梁升降液压系统原理图1.球芯截止阀2.减震喉3.柱塞泵4.电机5.溢流阀6.微型高压胶管接头7.耐震压力表8.单向阀

9.压力过滤器10.安全阀块11.蓄能器12.压力补偿器13,电液比例方向阀14,单向顺序阀15,液控

单向阀16,溢流阀17.截止阀18.电接点压力表19.液压缸20,行程开关21.换向阀22,回油过滤器

各部分功能模块如下：自锁回路及保压回路：本系统使用液控单向阀实现自锁功能，提高了锁紧回路的可靠性。同时，使用液控单向阀及溢流阀实现保压功能，并且，溢流阀能够防止液压缸冲击过高。任意位置停止:为了使步进梁升降时在任何位置均可停止，特增设了电磁换向阀，使其与液控单向阀协同工作，实现任意位置停止。在正常工作状态下，电磁换向阀左位工作，不影响液控单向阀的功能；当需要在下降过程中停止时，通过控制电磁换向阀右位工作，切断并卸荷液控单向阀控制油口的压力油，液控单向阀单向导通，升降液压缸停止。应急下降回路：应急下降通过3个截止阀实现，系统故障停机时，可先手动打开阀1-4与阀1-5，然后缓慢打开截止阀1-6，在步进梁及所装工件自重作用下，油液由工作腔进人非工作腔，从而实现缓慢下降。压力补偿回路：对于给定比例阀的输入信号，通过阀的流量将随着阀上压差的变化而变化。为了实现压力补偿(即让流量与负载或系统压力无关)，必须把压力补偿器与比例方向阀合用。本方案中，用一个定差减压阀和一个梭阀组成一个二通进口压力补偿器。比例方向阀上所保持的压差可通过改变减压阀先导级弹簧设定值来调整。压力补偿器的弹簧调定后，流过比例节流口的压力差就近似为恒定值，即比例方向阀进油口前后压差保持恒定值。当节流口前后压差保持不变时，通过节流口的流量只与节流口的开口面积成正比。对比例方向阀而言，进油节流口的开口面积与比例方向阀的输入电流信号有关，而与负载的变化无关。亦即升降缸的供油流量只与比例方向阀的输入电流信号有关，与负载的变化无关。负载荷保护回路：为了防止比例方向阀出口压力超过进口压力而出现负向负载时，压力补偿器阀芯趋向于全开位置，压力补偿器的功能丧失。特增设了起支承作用的平衡阀(单向顺序阀)。2步进梁受力分析2.1关键参数确定升降加速度[5]步进梁的加速度要合理设计。不管是升降还是平移，其速度的梯形曲线中的斜边不可太陡。加速度过大会带来液压系统和机械构件的冲击，加速构件的磨损；水平加速度过大还有可能引起钢卷的不稳定，严重时会发生钢卷滚动或侧翻的事故。一般油缸的加速度a^1m/s2o本设计中根据经验，取步进梁升降加速度％=0.05”/s2，则油缸的加速度为a=a/sina=0.24m/s2升降辊轮斜轨倾角[6]步进梁升降辊轮斜轨倾斜角度a是步进机构的一个极其重要的技术参数。a角度的大小.直接关系到升降机构举升力的大小，升降轨道和水平导轨的长度，升降油缸的缸径与行程，以及相应机构的结构尺寸要求及其强度大小要求。倾斜角度a选择的正确与否，直接关系到步进机构的合理性、经济性和其运动的可靠性。因此，选择时必须结合各种因素全面分析研究，以便确定出一个正确、合理的斜轨倾斜角度a角。步进梁有效长度较短，举升总质量较小的，可选用较大的倾角；步进梁有效长度较长，举升总质量较大的，应选用较小的倾角。斜轨倾角a的推荐选用值：步进梁有效长度LW8m，举升总质量m<10000kg，可选用a=17°〜30°；步进梁有效长度L=8〜26m，举升总质量m=10000〜250000kg，可选用a=13°〜17°；(1)步进梁有效长度L=16〜32m，举升总质量m=250000〜400000kg，可选用a=10°〜13°本设计方案中步进梁有效长度取L=24m，步进梁升降辊轮斜轨倾角取a=12°。步进梁重量[5]步进梁的重量在方案和预算阶段可按1300-2600kg/m估算。这个每米重量包括步进梁的固定鞍座和支架、盖板等有关的钢结构。对于固定鞍座和轨道由钢结构支承的，取较大数值；对于固定鞍座和轨道由土建基础支承的，取较小数值。本方案中步进梁重量取2500kg/m。2.2最大推力计算XX又—又图2.1步进机构结构简图1.水平移动框架2.水平移动辊轮3.升降框架4.升降辊轮5.倾斜滑轨步进机构正循环的4个过程传动力计算可根据运动形式分为两类，一类为水平框架及以上物体的水平运动，另一类为升降框架、水平框架及以上物体的升降运动。第一类中带料的前进过程比不带料的后退过程所需油缸的力较大：第二类中上升过程主要是靠油缸的推力上升，下降过程则主要是由液压阀控制。因此上升过程所需油缸的推力较大。在计算步进机械时只需计算正循环的水平前进过程和上升过程所需的力。本设计中只计算步进梁上升过程所需的力。为了实现步进梁对工件的轻拿轻放，步进梁抬举工件上升运动时又可分为空载加速启动、空载匀速运行、空载减速运行、空载匀速运行、带料匀速运行、带料加速运行、带料匀速运行、带料减速运行8个过程。其中以带料加速运行所需的推力最大.其受力分析如图2.2所示［7］。

图2.2图2.2步进梁受力分析步进梁上工件总质量：mG=500000kg步进梁、水平移动框架和升降框架总重量：m=24x2500kg=60000kg其中：步进梁和水平移动框架总重量取mL=45000kg升价框架的重量取”广15000kg同一水平运动的所有重量（其中包括工件总重量、水平移动框架及上部支撑工件的部件总重量之和）m=mG+m^=500000+45000=545000kg根据步进梁水平运动时的受力分析图列出平衡方程式：J Fsp=fsp(2.1)(2.2)[N-m^xg=m^xa(2.1)(2.2)根据步进梁升降运动时的受力分析图列出平衡方程式:TOC\o"1-5"\h\zN+f'xsina=(mxg+N')xcosasj sp sj spF-f一(mxg+N')xsina-f'xcosa=mxasjsjsj sp sp sj2其中：a=axsinaN'=Nsp sp水平框架所受的支撑力:N=mxg+mx气=545000x9.8+545000x0.05=5368250N(23)

升降运动时水平框架所受到的阻力:f=Nxo=5368250x0.018=96628.5N式中：支撑辊运动时的阻力系数o2k+园…2x0.6+0.012x150o=Bx —=2.4x =0.018D 400其中：B——辊轮的附加阻力因数(1.2〜3.0),取B=2.4k——辊轮的滚动摩擦因数(0.5〜0.6),取k=0.6R——轴承的摩擦因数滑动轴承U=0.08〜0.1滚动轴承U=0.01〜0.015取U=0.012d 辊轮轴直径(mm)，取d=150mmD 辊轮外圆直径(mm)，取D=400mm升降运动时水平框架对升降框架的反作用力：fp=/=96628.5N升降框架所受斜面的支撑力N=(mxg+N')xcosa—f'xsinasj sj sp sp=(15000x9.8+5368250)xcos12。—96628.5xsin12。=5374638N升价运动时升降框架所受到斜面的阻力f=N'xo=5374638x0.018=96743N联立求得步进梁抬举工件加速上升时沿升降导轨斜面的推力:F=f+(mxg+N')xsin以+f'xcos以+mxasj sj sj sp sp sj2=96743+(15000x9.8+5368250)xsin12。+96628.5xcos12。+15000x0.05/sin12。(2.4)(2.5)((2.4)(2.5)(2.6)(2.7)(2.8)3液压缸设计计算3.1油缸的设计原则根据主机的动力分析和运动计算，确定液压缸的主要性能参数和尺寸。液压缸的推力，伸出回缩的速度，作用时间，内径，行程，及活塞杆直径等。根据选定的工作压力和材料进行液压缸的结构设计，如液压缸的壁厚，缸盖的结构，密封形式，排气与缓冲3.2油缸的参数计算步进梁加速上升所需最大推力尸.SJ由上面的受力分析可知，步进梁加速上升时沿升降导轨斜面所需的最大推力为：F=1341552N密封负载Fs在未完成液压系统设计之前，不知道密封装置的参数，其值无法计算，一般通过液压缸的机械效率加以考虑，常取机械效率值为0.90-0.97，本设计中取七耸=0.95背压负载F mb根据机械设计手册表20-2-14执行元件的回油背压，选取回油背压为1MPa，根据机械设计手册表21-6-3，取速比中=2,液压缸的进油腔的有效作用面积初估值为气=0.03心，有杆腔活塞面积气=0.015们心，则背压负载为：Fb=pA=1x106x0.015=15000N （3.1）综上，在受力最大阶段（即带料加速运行阶段），作用在液压缸上的最大总载荷为：(3.2)(3.3)(3.4)F总=(F+2Fb/=(1341552+2x15000)/0.95=1443738N作用于单个液压缸上的总载荷为：(3.2)(3.3)(3.4)F=F总/2=1443738/2=721869N液压缸的结构尺寸和工作压力=4.80x10=4.80x10-2m2=0.247mp15x106D= 1''兀

活塞杆直径(机械设计手册表21-6-16)：'①一1 ,'2—1TOC\o"1-5"\h\zd=D:—=0.247x 0.175m (3.5)、，甲 V2活塞杆的行程：L=H/sina=650/sin12°=3126mm=3.13m (3.6)由机械设计手册表21-6-2选取标准直径油缸内经：D=250mm活塞杆直径：d=180mm活塞行程：L=3200mm3.3油缸的型号选择查阅Rexroth公司产品样本RC17331(液压缸)，选取液压缸型号为：型号：CDH1MP5/250/180/3200A2X/B1CGUMWW，公称压力：25MPa，最大行程:6000mm液压缸实际计算的工作压力为：(3.7)(3.8)4F4x721869(3.7)(3.8)p= = =14.7x106Pa兀D2 兀x0.2502实际选取的工作压力为p=17x106Pa根据上面确定的液压缸直径，油缸有效工作面积为:A=-D2=-x0.2502=4.9x10-2m214 44泵的选择计算4.1泵的选择原则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(例如车辆)，系统工作压力为泵额定压力的60%左右。泵的流量要大于系统工作的最大流量。为了延长泵的寿命，泵的最高压力与最高转速不宜同时使用。4.2泵的参数计算在系统的结构布局未定之前，可用局部损失代替总的压力损失，管路的局部压力损失一般取(5—10)X105Pa，现选取进出油路上阀和管道总的压力损失为kp=10x105Pa(含回油路上的压力损失折算到进油腔)，则液压泵的最高工作压力为：TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"p=p+询I=17x106+1x106=18x106Pa=18MPa (4.1)上述计算所得的pp是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力，另外确保一定的压力贮备量，并确保泵的使用寿命，其正常工作压力为泵的额定压力的80%左右，因此选泵的额定压力pp应满足：\o"CurrentDocument"p=p/0.8=18/0.8=22.5MPa (4.2)当步进梁的上升速度最大时，所需的最大流量之和为q =2x-D2xv=2x-x0.2502x0.06\o"CurrentDocument"max 4 max 4(4.3)=5.89x10-3m3/s=353.4L/min按照常规选取液压系统的泄漏系数匕=1.1〜1.3，现取勺=1.1，则液压泵的最大总流量为：q=kq =1.1x353.4=388.7L/min (4.4)单个液压泵的最大流量为：q=q/2=388.7/2=194.4L/min (4.5)4.3泵的型号选择由于液压系统的工作压力高，负载压力大，功率大。大流量。所以选轴向柱塞变量泵。柱塞变量泵适用于负载大、功率大的机械设备（如龙门刨床、拉床、液压机），柱塞式变量泵有以下的特点：（1） 工作压力高。因为柱塞与缸孔加工容易，尺寸精度及表面质量可以达到很高的要求，油液泄漏小，容积效率高，能达到的工作压力，一般是（200~400）x105Pa，最高可以达到1000x105Pa。（2） 流量范围较大。因为只要适当加大柱塞直径或增加柱塞数目，流量变增大。（3） 改变柱塞的行程就能改变流量，容易制成各种变量型。（4） 柱塞油泵主要零件均受压，使材料强度得到充分利用，寿命长，单位功率重量小。但柱塞式变量泵的结构复杂。材料及加工精度要求高，加工量大，价格昂贵。本设计中采用三台液压泵提供动力，正常运作时两台泵工作，一台泵备用。根据以上算得的q和P查阅Rexroth公司产品样本RC92711（A10VSO型变量泵），选取轴向柱塞变量泵型号为：A10VSO140DR/31R-PPB12N00，排量：V=140ml/r，额定压力：28MPa，额定转速：n=1500r/min5液压泵的驱动功率及电机的选择5.1驱动功率的计算由前面得知，本液压系统最大功率出现在步进梁加速上升的最后阶段。门为泵的总效率，由液压设计手册查出门广(81〜88)%，取门p=82%，则泵的驱动功率为：=71122W=71.12KW(5.1)18X106X194.4 1=71122W=71.12KW(5.1) X 0.82 1000x605.2电动机的选择电动机有交流电动机和直流电动机之分，一般工厂都采用三相交流电，因而多采用交流电动机，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Y系列三相异步电动机。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。对本系统中的三种电机，考虑到液压泵的额定转速为1500r/min，故可选择电机转速为1500r/min，则液压泵的流量仍可满足系统的要求。在电动机的选择中，为了避免系统临时出现故障所出现的系统所需功率突然增大的现象，一般选择电机功率时考虑比实际需求功率较大的额定功率，按照系统计算所得出的驱动功率做参考进行选择。查阅机械设计手册第4卷表17-1-35Y系列(IP44)三相异步电动机，选择电动机的型号为：Y280S-4型三相异步电动机额定功率:75KW，满载转速：n=1480r/min，效率：n=92.7%6阀的选择计算对液压阀的基本要求：（1） 动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。油液流过时压力损失小。（2） 密封性能好。结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大液压阀的选择依据：主要依据是根据该阀在系统工作的最大工作压力和通过该阀的实际流量，其他还需考虑阀的动作方式，安装固定方式，压力损失数值，工作性能参数和工作寿命等条件来选择阀的规格。6.1电液比例方向阀步进梁液压系统工作压力为：p=17MPaq=q(Ap/q=q(Ap/Ap)1/2=388.7x(一1一)1/2=256.3L/minv rL 17-14.7比例阀选型流量，L/min；(6.1)式中：qvqL 工作油缸的最大流量，L/min；Ap——比例阀基准压降为1MPa；ApL——比例阀前后压差，MPa。查看Rexroth公司产品样本RC29115（比例方向阀），选取电液比例方向阀型号为:4WRZE25W8-325-7X/6EG24ETK31/A1D3M通径：25mm，额定流量：325L/min，最高工作压力：350bar6.2溢流阀的选取定压溢流作用：在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。安全保护作用：系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10%〜20%）。实际应用中一般有：作卸荷阀用，作远程调压阀，作高低压多级控制阀，作顺序阀，用于产生背压（串在回油路上）当考虑全部流量经溢流阀流回油箱时，对应的最大流量为：q=140x1480=207200ml/min=207.2L/min=3.45x10-3m3/s，系统压力稳定在17MPa。查看Rexroth公司产品样本RC25802（先导式溢流阀），选取溢流阀型号为：DB10-2-5X/200，额定流量：250L/min，最高设置压力：200bar6.3电磁换向阀的选取电磁换向阀控制接到液控单向阀高压油的通断，最大工作压力17MPa。因液控单向阀的控制容积较小，选用较小流量的换向阀即可。查看Rexroth公司产品样本RC22049（电磁方向阀），选取二位三通电磁换向阀型号为：M-3SED6UK-1X/350CG24N9K4,最大工作压力为：350bar，最大流量：q=25L/min。6.4压力补偿器选取压力补偿器的型号应与电液比例方向阀相匹配，比例阀的额定流量为325L/min，最高工作压力为17Mpa。查看Rexroth公司产品样本RE29224（压力补偿器），选取压力补偿器型号为：ZDC25P-2X/M，通径：25mm，额定流量：325L/min，最大压力：350bar6.5单向顺序阀的选取通过单向顺序阀的最大流量为388.7L/min，最高工作压力为17MPa。查看Rexroth公司产品样本RC26391（单向顺序阀），选取单向顺序阀型号为：DZ20-1-5X/200，通径25mm，最高工作压力200bar，最高流量400L/min6.6单向阀的选取液控单向阀的选取系统液压油工作压力为17MPa，单向阀所需最大流量为：q=388.7/2=194.4L/min。查看Rexroth公司产品样本RC21468（液控单向阀），选取液控单向阀型号为：SL20PA1-4X，最大工作压力为：315bar，最大流量为：q=350L/mim普通单向阀的选取最大流量为：q=388.7/2=194.4L/min，最高工作压力为：17MPa。查看Rexroth公司产品样本RC20375（单向阀），选取液控单向阀型号为：S25A1.0，最高工作压力：315bar，最大流量：350L/min7辅助元件的设计计算在液压系统中，液压辅助元件是指那些既不直接参与能量转换，也不直接参与方向、压力、流量等控制的但又必不可少的元件或装置，主要包括滤油器、蓄能器、液压导管和管接头、油箱等。虽然它们起辅助作用。但由于数量较多，辅助元件的故障可能造成整个液压系统的故障。因此，对辅助元件的选择计算必须给与足够的重视。7.1油箱的设计计算7.1.1油箱设计原则油箱的设计是整个系统设计中的重点之一，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。油箱可分为开式和闭式油箱两种，开式油箱中，油箱液面与大气相通，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，本设计中采用开式油箱。油箱的设计中必须有足够大的容积，首先要满足散热的要求，同时也要满足容纳系统中所有工作介质；吸油管和回油管要插入最低液面以下，以防止吸油或回油飞溅产生气泡，管口与箱底箱壁距离一般小于管径的3倍；吸油管和回油管的距离应进可能的远些，中间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样有利于散热，达到分离空气及杂质的效果；隔板高度为液面高度的2/3到3/4；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，注油及通气一般都由一个空气过滤器完成；为了便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低处设置放油阀，对于不易开盖的油箱，要设置清洗孔以便油箱内部的清洗；油箱底部应距地面150mm以上，以便于搬运放油和散热等实际工况需要。7.1.2油箱容量的计算参照《机械设计手册》成大先P20-767,油箱有效容量一般为泵每分钟流量的3〜7倍，对于行走机构，冷却效果比较好的设备，油箱容量可选择小些；对与固定设备，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为每分钟流量的7〜10倍，锻压机械的油箱容量通常取为每分钟流量的6〜12倍。本设计中取8倍，其有效容积：匕=8q=8x388.7=3109.6L应当注意：设备停止运转后，设备中的那部分油液会因重力作用而流回液压油箱。为了防止液压油从油箱中溢出，油箱中的液压油位不能太高，一般不应超过液压油箱高度的80%。所以，油箱的体积为：V=V/0.8=3887L1实际选取的油箱体积为4000L。油箱一般为长六面体，其长、宽、高之比可依主机总体布置决定，约在1：1：1〜1：2：3之间；本设计中取长、宽、高分别为2m、1.6m、1.25m。根据筒形油箱的外形尺寸，可估算其散热面积为：A=(2x1.6+2x1.25+1.6x1.25)x2=15.4m27.2管路油管系统中使用的油管种类很多，有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，必须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。本设计中油管采用钢管，因为本设计中所须的压力是高压，P=18MPa(P>6.3MPa)，钢管能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，但装配是不能任意弯曲，常在装拆方便处用作压力管道，中、高压用无缝管，低压用焊接管。本设计在弯曲的地方可以用管接头来实现弯曲。尼龙管用在低压系统；塑料管一般用在回油管用。胶管用做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。低压胶管是麻丝或棉丝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，成本很高，因此非必要时一般不用。吸油管路取 vW0.5〜2m/s压油管路取 vW2.5〜6m/s；短管道及局部收缩处取vW5〜10m/s；回油管路取 vW1.5〜3m/s；泄油管路取 vW1m/s。7.2.1管道内径d的计算d>4.61x■—(mm) (7.1)vQ一液体流量，L/min

V一允许的流速，m/s(按推荐值选定)在液压泵的出口，主吸油管按流量388.7L/min，支路吸油管按流量194.4L/min,泄油管路的流量按50L/min计算主吸油管路，取v=1m/s，内径：d>4.61x'—=90.9mmv支路吸油管路，取v=1m/s，内径：d>4.61x'—-64.3mmv主压油管路，取v=3m/s，内径：d>4.61x■—=52.5mmv支路压油管路，取v=3m/s，内径:d支路压油管路，取v=3m/s，内径:d>4.61x-37.1mm回油管路，取v=2m/s，内径:d>4.61x=64.2mm—泄油官路，取v=0.9m/s，内径：d>4.61x,一=34.4mmv7.2.2管道壁厚8的计算8>_^_(mm) (7.2)2b

p钢管：b=二铜管：b<25MPa其中d一一导官内径p——工作压力，MPab——许用应力，MPabb——抗拉强度，MPan一一安全系数，当P<7Mpa时，n=8；P<175Mpa时，n=6；P>175Mpa时，n=4按照液压设计手册表(20-8-2)选取油管列表如下：主吸油内径100mm外径120mm壁厚5mm支路吸油内径65mm外径75mm壁厚3.5mm主压油内径65mm外径75mm壁厚8mm支路压油内径40mm外径50mm壁厚5.5mm

回油内径泄油内径65mm夕卜径75mm 壁厚3mm回油内径泄油内径40mm外径50mm 壁厚2.5mm7.2.3软管软管是用于连接具有相对运动部件或为减少振动的传递而使用的管件，分为高压和低压两种，高压软管是以钢丝编织或钢丝缠绕为骨架的橡胶软管，用于压力油路。低压软管是以麻线或者棉线编织体作为骨架的橡胶软管，用于压力较低的回油路或气动管路中。本设计中的软管主要是用与电机泄油口与油箱实体相连接处，以减少电机在工作时产生的振动传递给油箱。7.2.4管接头的选用管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式联接件，它必须具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各种条件。管接头的种类很多，液压系统中油管与管接头的常见联接方式有：焊接式管接头、卡套式管接头、扩口式管接头、扣压式管接头、固定铰接管接头。管路旋入端用的连接螺纹采用国际标准米制锥螺纹（ZM）和普通细牙螺纹（M）。锥螺纹依靠自身的锥体旋紧和采用聚四氟乙烯等进行密封，广泛用于中、低压液压系统；细牙螺纹密封性好，常用于高压系统，但要求采用组合垫圈或O形圈进行端面密封，有时也采用紫铜垫圈。液压系统中的泄漏问题大部分都出现在它管系中的接头上，为此对管材的选用，接头形式的确定（包括接头设计、垫圈、密封、箍套、防漏涂料的选用等），管系的设计（包括弯管设计、管道支承点和支承形式的选取等）以及管道的安装（包括正确的运输、储存、清洗、组装等）都要考虑清楚，以免影响整个液压系统的使用质量。国外对管子的材质、接头形式和连接方法上的研究工作从不间断，最近出现一种用特殊的镍钛合金制造的管接头，它能使低温下受力后发生的变形在升温时消除一一即把管接头放入液氮中用芯棒扩大其内径，然后取出来迅速套装在管端上，便可使它在常温下得到牢固、紧密的结合。这种“热缩”式的连接已经在航空和其它一些加工行业中得到了应用，它能保证在40〜55Mpa的工作压力下不出现泄漏。本设计根据需要，选择卡套式管接头。要求采用冷拔无缝钢管。7.3过滤器的选择7.3.1过滤器的配置在油箱的回油口设置系统所要求的回油过滤器以保持返回油箱的油液具有允许的污染等级；在油箱的排油口（即泵的吸口）为了防止意外落入油箱的污染物，设置一个吸油网式过滤器；在压油管路设置系统工作要求过滤精度的过滤器。对于回油过滤器和液压泵出口的过滤器均采用带有污染等级指示和自动报警装置的过滤器，而且采用过滤器并联的方式，设置一个过滤器备用。过滤器是清除液压系统工作介质中的固体污染物，使工作介质保持清洁，延长元件的使用寿命，保证液压元件工作性能可靠。液压系统故障的75%左右是由介质的污染造成的。因此过滤器对于液压系统来说是十分重要的辅件。过滤器的主要性能参数有过滤精度，过滤能力，纳垢容量，工作压力，允许压力降等。过滤器的选择要考虑使用的目的，安装形式等因素。过滤器应具有足够大的通油能力，并且压力损失要小，过滤精度要满足所使用介质的要求，并且有足够的强度。过滤器的强度和以及压力损失是选择时需要重点考虑的因素，安装过滤器后会对系统造成局部压降或产生背压。选择过滤器的通油能力时，一般应大于实际通过流量的2倍以上。7.3.2压力过滤器过滤器最大工作压力为：17MPa；一般压油过滤器的额定流量应选择为系统流量的2倍左右：q=2x388.7=777.4L/min。查看黎明液压样本（PLF系列压力管路过滤器），选取压力管路过滤器型号为：PLF-H660X20FP；公称流量：660L/min；过滤精度：20um；公称压力：32MPa。7.3.3回油过滤器一般回油路压力不高，工作压力取p=1MPa，流量q=388.7L/min；查看黎明液压样本（RFA系列微型直回式回油过滤器），选取回油过滤器型号为：RFA-630X20F-Y；公称流量：630L/min；过滤精度：20um；通径90mm；公称压力：1.6MPa。7.4蓄能器的选择蓄能器是将压力液体的液压能转换为势能储存起来，当系统需要时再由势能转化为液压能而做功的容器。因此，蓄能器可以作为辅助的或者应急的动力源，可以补充系统

的泄漏，稳定系统的工作压力，以及吸收泵的脉动和回路上的液压冲击等。蓄能器有效容积V:WV=1LVK—ZQp=2xlx0.252X3.13x1.2-414.4*14=9.34L （7.3）^ 1 60 4 60i=1其中：才七一一最大耗油量处，各执行元件耗油量总和，Li=1K——系统泄漏系数，一般取K=1.2zQ——泵站总供油量，L/mint——泵的工作时间，s蓄能器的总容积V0:V w V w P1/n[（一）1/n—（一）1/n]0P p2P19.34 r… ; ; =77.7Lf 1、 /1、r12.60.715X[（一）0.715—（二）0.715]14 17（7.4）其中：p1——最低工作压力，MPa，P1=14MPa最高工作压力，MPa，p2=17MPa充气压力，MPa，p0=（0.7—0.9）p1=0.9x14=12.6MPa充气压力，MPa，n——指数，绝热过程n=1.4（对氮气或空气），则1/n=0.715查看Rexroth公司产品样本RC50135（蓄能器），选取蓄能器型号为:ABSBG-B50，有效容积50L，数量选2个。查看Rexroth公司产品样本RC50131（安全阀块），选取安全阀块型号为:ABZSS30E3X/210E/G24K4V，数量选2个。7.5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。泵出口压力表查阅液压设计手册表（20-8-167），选取耐震压力表型号为：YTGN-100，测量范围0〜25MPa。阀出口压力表查阅液压设计手册表（20-8-168），选取电接点压力表型号为：YTXG-200，标度0〜25MPa。7.6空气滤清器的选择液压空气滤清器工作时空气流速越低，抗污过滤能力就越好，故在选用液压空气滤清器时应有一定能够的裕度，一般选用空气流量为泵排量的1.5倍左右。1.5x（140x1480x2+16.1x1000-60）x10-3=889.9L/minQUQ产品具有体积轻巧，结构合理，外形设计美观新颖，过滤性能稳定，安装使用方便等优点，连接尺寸与国外同类产品一致。查阅黎明液压样本（QUQ系列液压空气滤清器），选用型号为QUQ2.5-20X1.0的空气滤清器即可。过滤精度20um，空气流量1.0m3/min，温度适应范围-20〜+100°C。7.7液位液温计的选型YWZ系列液位液温计是油箱，，润滑装置，冷却箱和和齿轮传动箱上的必备附件，它可指示液位及液温的高低。查阅黎明液压样本（YWZ-76〜500系列液位液温计），选取液位液温计型号为：YWZ-500T。8液压系统的验算上面已经计算出该液压系统中进，回油管的内径。但是由于系统的具体管路布置和长度尚未确定，所以压力损失无法验算。8.1系统发热功率计算液压泵的功率损失（H1）H1=p（1—门）=75x（1-0.82）=13.5KW （8.1）其中：p——液压泵的输入功率门一一液压泵的总效率阀的功率损失（H2）H2=pq （8.2）其中：p——溢流阀的调整压力，Paq——经过溢流阀流回油箱的流量，m3/s系统所需的平均流量：q=V/1=2x-xD2xL/1=2x-x0.252x3.13/14=4.56x10-3m3/s4 4泵向系统中提供的流量：qq=2xnv=2x1480x140=414400ml/min=414.4L/min=6.9x10-3m3/s可得经过溢流阀流回油箱的流量为：q=q'=q=6.9x10-3-4.56x10-3=2.34x10-3m3/s可得H=pq=17x106x2.34x10-3=39780W=39.78KW管路及其他功率损失（H3）H3=（0.03~0.05）P=（0.03~0.05）x75KW （8.3）取H3=3KW系统总的功率损失H=ZH=13.5+39.78+3=56.28KWi8.2油箱的散热功率因管路散热量与其发热量基本平衡，故液压系统的散热一般只考虑油箱的散热。油箱的散热功率可由下式计算:(8.4)H1=KA(t1-12)=KA(8.4)式中：K——油箱的散热系数；采用循环水强制冷却时，K在(110~175)x10-3KW/(m2-oC)之间取值，本系统取K=160W/(m2-oC)A——油箱散热面积(m2)；At——系统的温升(°C),At=t1-t2；11——系统中的油温(C)；12——环境温度(C)。油箱中油液温度一般推荐30〜50C，最高不应超过65C，最低不低于15C。取t1=45C，12=35C，则At=10。H1=KA-At=160x15.4x10=24640W=24.64KW9循环）令却系统的设计计算在高温等恶劣条件或者油箱容积较大的情况下工作的系统，要保证液压油的工作温度，必须设计液压油的循环冷却系统，循环冷却系统中液压油经过泵至热交换器，过滤器，而后以较低的温度回流油箱。保证了工作介质的正常工作状况，同时也保证了油液的清洁。循环冷却系统的组成循环冷却系统主要由：螺杆泵，驱动电机，热交换器，循环过滤器等主要原件组成。初步拟定的循环冷却系统图如图9.1所示。CD」CD」图9.1循环冷却系统原理图1.截止阀2.减震喉3.螺杆泵4.电机5.溢流阀6.微型高压胶管接头7.耐震压力表8.冷却器9.双筒过滤器9.1各个参数计算1＞确定循环周期：油箱内液压介质的体积为：V=3887L；每循环一次的时间设定为10-20min选择循环周期为t=15min。2＞循环系统流量：q=巴=—259.1L/min （9.1）t153＞循环系统的工作压力：循环系统为低压系统，一般取工作压力为：p=0.6MPa9.2动力源螺杆泵的选取螺杆泵是一种单螺杆式输运泵，它的主要工作部件是偏心螺旋体的螺杆（称转子）和内表面呈双线螺旋面的螺杆衬套（称定子）。螺杆泵的工作原理其工作原理是当电动机带动泵轴转动时，螺杆一方面绕本身的轴线旋转，另一方面它又沿衬套内表面滚动，于是形成泵的密封腔室。螺杆每转一周，密封腔内的液体向前推进一个螺距,随着螺杆的连续转动，液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔,最后挤出泵体。螺杆泵是一种新型的输送液体的机械,具有结构简单、工作安全可靠，使用维修方便、出液连续均匀、压力稳定等优点，很适合作为循环油液的动力元件。循环系统的工作压力p=0.6MPa；循环系统流量q—259.1L/min参照螺杆泵样本选择，型号：2GC2LB/15；转速：n—960r/min，流量：q=16.1m3/h；功率：p=5.2kw；工作压力：p=0.6MPa9.3驱动电机的选择参照液压泵的工作功率选择驱动功率，p=5.5kw。选择电动机的型号为：Y132M2-6，同步转速为：n—1000r/min，满载转速：n=960r/min，额定功率为：p=5.5kw9.4循环过滤器的选择工作压力为p=0.6MPa，取过滤器流量为：q=259.1L/min；参看黎明液压样本（SRFA系列双筒微型直回式回油过滤器），选择循环过滤器型号：SRFA-400X20F-Y；公称流量400L/min；过滤精度：20um；通径为65mm；公称压力：1.6MPa。9.5冷却器的选择泵会使油液的温度上升，当然还有系统自身的压力损失以及周围环境的温度。这些热量除了一部分散发到周围空间，大部分是使油液及元件的温度升高，当油箱来不及散热时油温过高，将使油液迅速变质，则必须采用冷却器。通过冷却器来降低油液的温度，使之适合系统的工作要求。一般规定液压油的正常温度范围为15°C〜65°C之间冷却器换热面积冷却器必需的散热面积为A（m2）：A=KAtm(9.2)t+1t1+11At=-4 --4 2m2 2(9.3)式中：H2——冷却器热流量，应等于系统发热功率与散热功率之差，（W）Atm——油和水之间的平均温度差，（C）K——冷却器的传热系数，（W/（m2-K））ti——液压油的进口温度，（C）12——液压油的出口温度，根据系统对油温的控制要求确定，（c）t——冷却介质（水或风）的进口温度，一般为环境温度（C）1tf——冷去介质的出口温度，（C）2取K=465W/（m2.K）。取t=55C，t=40C，t'=30°C，tf=45C，12 12则有：At=55+45-30+45=10Cm2 2H2=H-H1=56.28-24.64=31.64KW31.64x103 =6.80m2465x104HA= =KAtm冷却器冷却水量式中Q，cP('1-t2)Q

c'P"t'—t')

21Q 油及水的流量(L/min)；(9.4)c，c'——油及水的质量热熔，c=(1675〜2093)J/(kg-K)，c'=4186.8J/(kg-K)；P，p' 油及水的密度，p=900kg/m3，p'=1000kg/m取c=2000J/(kg-K)，则有(9.5)Q=2000x900x(55-4°)xJ%乙原^=83.83〃mm(9.5)查阅液压设计手册表20-8-114,冷却水量：160L/min4186.8x103x(45-30)查阅液压设计手册表20-8-114,冷却水量：160L/min选取2LQFW型冷却器：A7.2F，换热面积：7.2m3,一般在30~500C范围内工作比较合适，最高不大油泵起动吸入困难。当油箱中的油温过低(<一般在30~500C范围内工作比较合适，最高不大油泵起动吸入困难。当油箱中的油温过低(<150C)在生产现场中，油箱中的油温，于600C，最低不小于150C，过低，时，因油液粘度较高，不利于液压泵的吸油和起动，因此需要加热将油液温度提高到15。。以上。液压系统常用的预加热方法有：采用蛇形管蒸汽加热、利用电加热器加热。本设计中采用电加热器加热。加热器的发热能力，可按下式估算：(9.6)H>*(W)

T(9.6)式中：C——油的比热容，J/(kg-K)，CF675〜2093J/(kg-K)Y 油的密度，kg/m，，取丫2900kg/m3；V——油箱容积，m3At——油加热后温升，K；T——加热时间，s取C=2000J/(kg-K)，At=10K，T=1h=3600s，则有:(9.7)3600采用电加热，则电加热器的功率可按下式计算:p=H/860nH>2000x900x4x10=20000W=20(9.7)3600采用电加热，则电加热器的功率可按下式计算:p=H/860n(9.8)式中：n 热效率，取n=0.6〜0.8，这里取n=0.6代入数据得出：p=38.76KW查阅液压设计手册表(20-8-164)选择电加热器型号为SRY4-220/8，数量选择5个。10液压工作介质的选取对液压工作介质的主要要求：粘度合适，随温度的变化小，润滑性良好，抗氧化，剪切安定性好，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，洁净度，良好的化学稳定性、低温流动性、抗燃性，以及无毒、无臭，在工作压力下，具有充分的不可压缩性等。选择液压工作介质应考虑的因素：液压系统所处的工作环境，液压系统的工况，液压工作介质方面的情况，经济性，选择的意义、根据等因素。本设计中液压工作介质环境恶劣，工作压力为p=17MPa，属中高压场合。根据液压设计手册（表20-4-4）选择液压工作介质品种，并根据（表20-4-24）选择液压工作介质粘度，选型号为：L-HM32的工作介质，运动粘度为：32mm/s11阀块的设计通常使用的液压元件有板式和管式两种结构。管式元件通过油管来实现相互之间的连接，液压元件的数量越多，连接的管件越多，结构越复杂，系统压力损失越大，占用空间也越大，维修、保养和拆装越困难。因此，管式元件一般用于结构简单的系统。板式元件固定在板件上，分为液压油路板连接、集成块连接和叠加阀连接。集成块连接是把液压元件分别固定在几块集成块上，再把各集成块按设计规律装配成一个液压集成回路。这种方式与油路板比较，标准化，系列化程度高，互换性能好，维修，拆装方便，元件更换容易。集成块可进行专业化生产，其质量好，性能可靠而且设计生产周期短。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，高压强振场合要用锻钢，整体结构加工成正方体或长方体。P油孔，液压泵输出的压力油经过调压后进入公用压力油孔P，作为供给各单元回路的压力油的公用油源。T油孔，各单元回路的回油均通过公用回油孔T流回油箱。阀块结构尺寸设计原则外形尺寸要满足阀件的安装，孔道布置及其它工艺要求。为减少工艺孔，缩短孔道长度，阀的安装位置也要仔细考虑，使相通油孔尽可能在同一水平面或是同一竖直面。各油孔的内径要满足允许流速的要求，油孔之间的壁厚不能太小，一方面要防止使用过程中，由