提升液压系统设计方案.doc

提升液压系统设计方案 1 系统设计方案的确定 1.1 设计要求 1.11 液压系统控制的机械动作 钢坯提升机称重液压系统的运动轨迹，如图1.1所示。 图1.1 钢坯提升机称重液压系统的运动轨迹 （1）采用双缸同步工作方式； （2）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； （3）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； （4）可靠性：满足冶金企业连续工作状况对系统可靠性的要求； （5）对于在称重时期对系统要求要有较高的锁紧精度。 1.2 主要技术参数 (1) 液压缸行程300mm，其中快上150mm，时间小于等于2s，慢上150mm，时间 小于等于8s；慢下150mm，时间小于等于8s，快下150mm，时间小于等于3s； (2) 动作周期T小于等于25s，称重时间3s； (3) 系统最高工作压力12MPa。 1.3 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。钢坯提升机称重液压系统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。钢坯提 升机称重液压系统需要比较大的驱动功率，驱动装置一般选用液压缸，这是因为液压工作可靠、费用较低。此外，利用液压系统的储能作用，还可以使工作台的能耗较低。 图1.2 钢坯提升机称重液压系统 其工作流程如下：在系统工作时，首先，三位四通换向阀1YA通电，油液经过平 衡阀、调速阀、分流集流阀、液控单向阀，最后进入液压缸下端无杆腔，使两个缸的 活塞杆同时上升，完成移动横梁的快速上升动作。当吊钩达到钢坯下方时光电信号开关1SQ控制1YA、3YA通电，即完成减速缓慢上升工况，当钢坯达到轨道上方100mm时，具有延时功能的光电转换开关2SQ控制5YA通电，延时期内只有二位二通电磁阀5YA通电，其余所有电磁阀均不通电，液控单向阀关闭，活塞杆也停止下降，钢坯处于停止状态，称重设备在2SQ延时期间完成称重、取值任务。延时结束后2YA、4YA同时通电，完成慢下动作。当钢坯达到轨道后，1SQ发信号，2YA通电，活塞杆快速下降，到达底端后3SQ发信号各阀处于断电状态，活塞杆停止下降，一次称重结束。 2 执行元件主要参数的计算与选型 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） 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=14MPa。缸的作用力F=20KN，全行程距离s=150mm，作用时间=3s。 根据公式（2-1）计算活塞面积A： 计算液压缸杆速度V： 由公式（2-1），得： 根据行程速比系数，计算活塞杆的直径d： 查文献[1]，表17-6-2 圆整液压缸的内径D=50mm， 圆整液压缸的活塞杆直径d=36mm。 查文献[1]，表17-6-3油缸的流量公式 式中：--油缸的容积效率 取0.95 D--单位为m V--单位为m/min 选择武汉油缸厂液压缸UYTF10 50×36×300×267/21 WF—端部法兰式，10--活塞杆为外螺纹连接方式， 21--压力级别21MPa 2.1.2 液压缸校核 液压缸实际工作所需的压力 式中：--回油背压，取0.5MPa； --无杆腔面积； --无杆腔面积。 计算得：＜P，即系统提供压力要不小于10.5MPa。 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 因正常工作中进油管路有压力损失，所以系统工作压力为 (3-1) 式中：--系统工作压力（MPa）； --执行元件最大工作压力（MPa）； --系统压力损失（MPa）。