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轧机其它零件的设计与计算案例综述

1.1压下油缸的设计

1.1.1布置形式及设计要求

压上式和压下式为常见的两种液压缸压下布置形式。轧机牌坊窗口上部放置着压下

油缸，其为压上式；轧机牌坊窗口下部放置着压下油缸，为压下式。

在设计压下油缸时，除了满足一般通用油缸的设计要求外，提高控制系统的响应频

率及轧制工艺等问题也需要被考虑：

(1)尽量减小摩擦阻力。对液压压下装置的响应频率影响较大的有许多方面，摩擦

阻力是其中较为明显的方面。在工作载荷作用下，摩擦阻力应该不高于于总载荷的1%。

因此，应该选用摩擦系数高的材料作为压下油缸的密封环及导向环，同时提高摩擦副的

加工精度和表面粗糙度，即粗糙度V-0.4-0.Um。

(2)压下油缸的固有频率应大于系统的截至频率。为了使压下油缸的固有频率不致

影响系统的性能，一般满足下式：

Wc

Wn-0.2-0.3

式中，Wn——压下油缸的固有频率，rad/s;

Wc——系统的截至频率，rad/So

(3)适当提高供油压力。系统的反应速度和精度控制的提高，是供油压力提高的表

现。25Mpa为目前常用的供油压力。供油压力的提高受到液压元件的加工精度和液压系

统发热的限制。

(4)尽量加大油缸的导向长度，以避免因油缸的受力而产生过大倾斜，压下油缸应

该设有导向套和导向杆等装置，尽量加大油缸的导向长度。

(5)要有良好的密封装置。工作中常用的油缸密封装置有3种：型聚安脂密封圈,

其特点是摩擦阻力小，制造方便，密封性能好，但不足的是尺寸较大，只能单向密封；

压下油缸广泛采用的一种形式是组合式密封装置；分段式密封装置也是其中一种。为了

便于工人安装，抛分式是压下油缸中的导向环采用的一般形式，压下油缸的导向环材料

一般为聚四氟乙烯化合物。

(6)位置传感器既要能灵活又需要正确地测量活塞的位移量。工人师傅为了正确地

测量活塞相对于缸体的位置，一般将传感器安装在油缸地中心，或者将两个位置传感器

分别安装在油缸轴线对位置来测量。

1.1.2压下式和压上式油缸的特点

表6-1压下式和压上式油缸比较

布置形式压下油缸主要类型特点

压下式活塞缸工作条件好，便于维护检修；

可实现活塞往返动作，便于油缸的调试和操

作；

在换车昆时需要一套吊挂装置，结构复杂；

液压缸密封要求高，绝对不允许漏油；

外形尺寸较大。

压上式柱塞杠工作条件差，要防止冷却水和氧化铁侵蚀；

为了便于柱塞回程，需要增设机个小回程杠；

外形尺寸小，液压缸拆卸方便，结构较简单，

换程操作也较方便；

控制系统的控制盘可布置在地下室，可提高控

制系统的灵敏度。

据上述分析，结合我们所需设计的液压缸的条件，选用压上式柱塞缸。

1.1.3压上式液压缸的要参数

压下油缸的主要参数是缸底、油压缸内径、厚度、壁厚、行程等。

恒定的背压被设计为油压缸的回程，故外负荷回程力之和就是油缸总负荷，此时可

按照下式来计算油缸内径：

n4(P+F°)

D-

」仍

式中，D——压下油缸的内