钢水包滑动水口液压系统设计
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擦及惯性负载均不大，故忽略不计。
3、工进速度
由任务书给出： 缸1：V1=15mm/s 缸2：V2=15mm/s
4、各工况负载
由于忽略了摩擦及惯性负载，且由任务书可知，整
个工作过程中，工进时负载最大，则把整个工况过程简
化为工进和退回两个过程。
工况 工进 退回
计算公式 缸1（2） 缸驱动力 F=F1 F=Ff 100KN 0N 111112N 0N
液压系统设计、说明书制作
设计步骤
一、负载与运动分析 二、确定液压缸基本参数 三、拟定液压系统图 四、液压辅件的选择
五、确定油箱容量、过滤系 统的设计及液压油的选用
一、负载与运动分析
1、计算工作负载
由任务书给出： 缸1：F1=100KN 缸2：F2=100KN
2、摩擦及惯性负载
由于摩擦及惯性负载须由实验确定，且该系统的摩
表增大倍数为2倍
（三）、液压油的选用
由于钢水包滑动水口液压系统在钢水包附近工作， 工作环境温度较高，且有发生火灾的危险，故采用抗燃 液压油水乙二醇。
Thank you!
2.蓄能器的选择
由以上计算选择力士乐公司的 HAB 20-262-2X/10 G09 2N111-SQLO- 皮囊式
蓄能器
（四）管道的选择
1、管道内径的计算
管道内径计算公式d=1.13 吸油管路: 取v=3m/s d=10.3mm
回油管路：取v=3.5m/s d=9.5mm/s 压油管路：取v=8.5m/s d=6mm/s
三、拟定液压系统图
一）选择基本回路
1.调速回路
由于出口节流调速始终存在背压，故速度稳定性好。
2.油源形式的确定
由第一部分分析看出，系统工作过程中主要由工 进（高压大流量）和退回（低压大流量）两个工况组 成，即泵主要要满足高压大流量的要求，故而，选择 轴向柱塞泵。
3.卸荷回路的选择
3 1
先 导 式 电 磁 卸 荷 溢 流 阀 卸 荷
（二）、过滤系统的设计
2.过滤器精度的选择 （1）系统中最敏感元件为液压泵
（2）由ISO4406标注及水乙二醇为工作介质，选择清洁度为
17/15/13。
welcome to use these PowerPoint templates, New Content design, 10 years experience
取泄露系数K=1.1
3.选择液压泵型号 由以上计算数字查阅产品样本，选用规格相 近的华德公司的A2F 10 R 2 P 1轴向柱塞泵
4.确定驱动液压泵的功率 取泵的总效率=0.8 其中=10ml/r×1500r/min=15l/min=5KW 电机选择Y132M-4
电动机型号 Y132M-4
额定功率 额定转速 r/min KW 7.5 1500
四号方案 姚国新制
采用单缸系统，并利用 换向阀中位锁紧，系统简单 易实现，但单缸系统的液压 缸尺寸计算时，须按有杆腔 提供工作压力计算，导致液 压缸尺寸变大，而由于此液 压缸需要经常拆卸，过大的 液压缸对工人操作不方便， 且对机械机构要求也更高， 而换向阀中位机能锁紧回路 锁紧不可靠。
一 号 方 案
（3）考虑到系统工作的高温环境，及系统的故障可能威胁设备及人 员安全，目标清洁度再增加一级，选择16/14/12。 （4）由目标清洁度选择过滤器清洁度，查表可得过滤精度为5μm。 3.过滤器尺寸确定 （1）根据环境污染状况和对污染物的控制程度，查处环境等级 由于钢厂环境较差，但系统所用缸较少，故选环境等级为5 级。 （2）确定流量增大倍数 选择ZU-H系列高压过滤器，最大允许压力将为0.35MPa，据此查
系 统 的 比 较
二 号 方 案
6.
三 号 方 案
四 号 方 案
综合以上分析， 将一号方案作为 最终选定系统。
四、液压辅件的选择
（一）选择液压泵及驱 动电机
请在此添加段落内容……
请在此添加段落内容……
四、液压辅件的选择
（一）选择液压泵及驱动电机 1.确定液压泵最大工作压力 P1=16MPa 由于系统管路简单，取ΔP=0.5MPa 2.确定液压泵的流量
钢水包滑动水口液压系统设计
指导老师：刘涛 学生姓名：王滋佳 姚国新 赵鑫拓 赵阳阳0801010102064 汇报时间：2011.12.16
小组贡献及分工
姓名
王滋佳 赵鑫拓
课题组分工
液压系统设计、系统参数计算及元 件选型、阀块设计
l
液压系统设计、电器系统设计
赵阳阳
姚国新
液压系统设计、实验测试分析报告 制作、PPT制作
节流调速，故初取系统背压P2=1MPa
2、计算液压缸主要尺寸
A1=F/(η_cm (p_1-p_2/2)) 取η_cm=0.9 则A1=7168.46×〖10〗^(-6) m^2=71.6846〖cm〗 ^2 则液压缸直径 D=√((4A_1)/π)=√((4×71.6846)/π)=9.56cm 去标准值D=100cm 由d/D=0.7，则A1=2A2，i=0.7 则d=70mm 则液压缸的有效面积： A1=π•D^2/4=78.5〖cm〗^2 A2=π•(D^2d^2)=40.1〖cm〗^2 活塞杆直径A=A1-A2=38.4〖cm〗^2
5、各工况时间
将启动和减速过程忽略
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
工进：t1=7.33s
退回：t2=7.33s
二、确定缸的基本参数
1、初选系统压力
welcome to use these PowerPoint templates, New 由任务书给出系统工作压力P1=16MPa，液压 Content design, 10 years experience 缸工作过程中，活塞杆主要受压，故取d/D=0.7 系统对活塞杆速度有要求，初步构想采用出口
满载转速 r/min 1440 2.3 2.3
（二）控制阀的选择
1.先导式溢流阀 溢流阀通过的最大流量即为泵的额定流量， q=15L/min，最大调定压力p≥16MPa 选择华德公司的DBW 10A-2-30B/315X/V
2.换向阀 通过换向阀最大流量为系统工进时流量 q=7.065L/min，工作压力p=16MPa 系统电磁换向阀选择4WE6 J 50B/ A G24 V 系统手动换向阀选择H-4WMM 6JB/V
二号方案中，从动缸采用差 动连接，并靠主动缸推动滑动水 口为从动缸提供机械力，使从动 缸运动，在主动缸停止运动时， 从动缸可能会在惯性作用下继续 运动，从而造成滑动水口的开度 定位不精确，且此系统复杂，使 系统搭建、调试以及发快的设计 变得复杂。
二号方案 赵鑫拓制
三号方案 赵阳阳制
采用先导式卸荷 溢流阀，卸荷溢流 阀流量大，且系统 简单。
管道的选择
液压泵至阀块之间管道的选择:由泵的p口螺纹尺寸为 Content design, 10 years experience M22×1.5，选择M22×1.5的卡套式管接头，据此选择泵至 阀块之间的管道为外径φ18，内径φ12的钢管。 阀块至油箱之间管道的选择：由回油管路的上述计算， 取内径φ10mm，外径φ14mm的钢管，选择M18×1.5的卡 套式管接头。 阀块上A、B口至液压缸之间的管道选择：由亚油管路计 算，选择内径φ6mm，外径φ10mm的钢管，管接头选择 M14×1.5的卡套式管接头。
2
换 向 阀 卸 荷
先 导 式 溢 流 阀 卸 荷
4.锁止回路的确定
由于钢水包滑动水口要求在任何位置停止 并锁紧，以稳定的调节钢水流出速率，故采用 液控单向阀的锁紧回路。
一 号 方 案
三 号 方 案
系 统 图 的 最 终 确 定
二 号 方 案
下一节
5.
四 号 方 案
一号方案 王滋佳制 一号方案采用双缸串 联机构，工作中从动缸可 随主动缸动作，从动缸的 启动与停止完全跟随主动 缸动作，运动控制精确， 且系统简单，易实现。
3.调速阀及液控单向阀 调速阀及液控单向阀的最大流量为系统工进工况时 的流量q=7.065L/min，工作压力p=16MPa 调速阀选择Z2F 6-30B/S2 V 单向阀选择Z2S 6-40 B/V
（三）蓄能器的选择
1.蓄能器的参数计算 welcome to use these （1）蓄能器充气压力的确定 PowerPoint templates, New 蓄能器的最低工作压力应由实验确定，但由于条件的限制， Content design, 10 years experience 在此定位12MPa。 则蓄能器的充气压力 （2）蓄能器总容积V0的计算 由于蓄能器做应急能源使用，并要求在泵不工作时，靠蓄 能器可工作2-3次，以下按工作三次计算 则蓄能器有效工作容积 ΔV=A1·S·3·ζ 其中取ζ=1.2 ΔV=3.2L 工作过程可看做等温过程 则
welcome to use these PowerPoint templates, New
五、确定油箱容量、过滤系统的设计及液压油的选用
（一）、确定油箱容量 油箱容量由经验公式确定：V=α·q q=15L/min，取α=6 即油箱容量V=90L
（二）、过滤系统的设计 1.过滤器的位置设置 系统采用轴向柱塞泵，受泵的吸油特性限制，不采用吸油过 滤由系统要求知道，系统大部分时间处于卸荷状态，故只采用压油 路过滤，且过滤器装在溢流阀的上游，既可起到对泵下游液压元件 的保护，又可保证流回油箱油液的清洁。
3、工进速度
由任务书给出： 缸1：V1=15mm/s 缸2：V2=15mm/s
4、各工况负载
由于忽略了摩擦及惯性负载，且由任务书可知，整
个工作过程中，工进时负载最大，则把整个工况过程简
化为工进和退回两个过程。
工况 工进 退回
计算公式 缸1（2） 缸驱动力 F=F1 F=Ff 100KN 0N 111112N 0N
液压系统设计、说明书制作
设计步骤
一、负载与运动分析 二、确定液压缸基本参数 三、拟定液压系统图 四、液压辅件的选择
五、确定油箱容量、过滤系 统的设计及液压油的选用
一、负载与运动分析
1、计算工作负载
由任务书给出： 缸1：F1=100KN 缸2：F2=100KN
2、摩擦及惯性负载
由于摩擦及惯性负载须由实验确定，且该系统的摩
表增大倍数为2倍
（三）、液压油的选用
由于钢水包滑动水口液压系统在钢水包附近工作， 工作环境温度较高，且有发生火灾的危险，故采用抗燃 液压油水乙二醇。
Thank you!
2.蓄能器的选择
由以上计算选择力士乐公司的 HAB 20-262-2X/10 G09 2N111-SQLO- 皮囊式
蓄能器
（四）管道的选择
1、管道内径的计算
管道内径计算公式d=1.13 吸油管路: 取v=3m/s d=10.3mm
回油管路：取v=3.5m/s d=9.5mm/s 压油管路：取v=8.5m/s d=6mm/s
三、拟定液压系统图
一）选择基本回路
1.调速回路
由于出口节流调速始终存在背压，故速度稳定性好。
2.油源形式的确定
由第一部分分析看出，系统工作过程中主要由工 进（高压大流量）和退回（低压大流量）两个工况组 成，即泵主要要满足高压大流量的要求，故而，选择 轴向柱塞泵。
3.卸荷回路的选择
3 1
先 导 式 电 磁 卸 荷 溢 流 阀 卸 荷
（二）、过滤系统的设计
2.过滤器精度的选择 （1）系统中最敏感元件为液压泵
（2）由ISO4406标注及水乙二醇为工作介质，选择清洁度为
17/15/13。
welcome to use these PowerPoint templates, New Content design, 10 years experience
取泄露系数K=1.1
3.选择液压泵型号 由以上计算数字查阅产品样本，选用规格相 近的华德公司的A2F 10 R 2 P 1轴向柱塞泵
4.确定驱动液压泵的功率 取泵的总效率=0.8 其中=10ml/r×1500r/min=15l/min=5KW 电机选择Y132M-4
电动机型号 Y132M-4
额定功率 额定转速 r/min KW 7.5 1500
四号方案 姚国新制
采用单缸系统，并利用 换向阀中位锁紧，系统简单 易实现，但单缸系统的液压 缸尺寸计算时，须按有杆腔 提供工作压力计算，导致液 压缸尺寸变大，而由于此液 压缸需要经常拆卸，过大的 液压缸对工人操作不方便， 且对机械机构要求也更高， 而换向阀中位机能锁紧回路 锁紧不可靠。
一 号 方 案
（3）考虑到系统工作的高温环境，及系统的故障可能威胁设备及人 员安全，目标清洁度再增加一级，选择16/14/12。 （4）由目标清洁度选择过滤器清洁度，查表可得过滤精度为5μm。 3.过滤器尺寸确定 （1）根据环境污染状况和对污染物的控制程度，查处环境等级 由于钢厂环境较差，但系统所用缸较少，故选环境等级为5 级。 （2）确定流量增大倍数 选择ZU-H系列高压过滤器，最大允许压力将为0.35MPa，据此查
系 统 的 比 较
二 号 方 案
6.
三 号 方 案
四 号 方 案
综合以上分析， 将一号方案作为 最终选定系统。
四、液压辅件的选择
（一）选择液压泵及驱 动电机
请在此添加段落内容……
请在此添加段落内容……
四、液压辅件的选择
（一）选择液压泵及驱动电机 1.确定液压泵最大工作压力 P1=16MPa 由于系统管路简单，取ΔP=0.5MPa 2.确定液压泵的流量
钢水包滑动水口液压系统设计
指导老师：刘涛 学生姓名：王滋佳 姚国新 赵鑫拓 赵阳阳0801010102064 汇报时间：2011.12.16
小组贡献及分工
姓名
王滋佳 赵鑫拓
课题组分工
液压系统设计、系统参数计算及元 件选型、阀块设计
l
液压系统设计、电器系统设计
赵阳阳
姚国新
液压系统设计、实验测试分析报告 制作、PPT制作
节流调速，故初取系统背压P2=1MPa
2、计算液压缸主要尺寸
A1=F/(η_cm (p_1-p_2/2)) 取η_cm=0.9 则A1=7168.46×〖10〗^(-6) m^2=71.6846〖cm〗 ^2 则液压缸直径 D=√((4A_1)/π)=√((4×71.6846)/π)=9.56cm 去标准值D=100cm 由d/D=0.7，则A1=2A2，i=0.7 则d=70mm 则液压缸的有效面积： A1=π•D^2/4=78.5〖cm〗^2 A2=π•(D^2d^2)=40.1〖cm〗^2 活塞杆直径A=A1-A2=38.4〖cm〗^2
5、各工况时间
将启动和减速过程忽略
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
工进：t1=7.33s
退回：t2=7.33s
二、确定缸的基本参数
1、初选系统压力
welcome to use these PowerPoint templates, New 由任务书给出系统工作压力P1=16MPa，液压 Content design, 10 years experience 缸工作过程中，活塞杆主要受压，故取d/D=0.7 系统对活塞杆速度有要求，初步构想采用出口
满载转速 r/min 1440 2.3 2.3
（二）控制阀的选择
1.先导式溢流阀 溢流阀通过的最大流量即为泵的额定流量， q=15L/min，最大调定压力p≥16MPa 选择华德公司的DBW 10A-2-30B/315X/V
2.换向阀 通过换向阀最大流量为系统工进时流量 q=7.065L/min，工作压力p=16MPa 系统电磁换向阀选择4WE6 J 50B/ A G24 V 系统手动换向阀选择H-4WMM 6JB/V
二号方案中，从动缸采用差 动连接，并靠主动缸推动滑动水 口为从动缸提供机械力，使从动 缸运动，在主动缸停止运动时， 从动缸可能会在惯性作用下继续 运动，从而造成滑动水口的开度 定位不精确，且此系统复杂，使 系统搭建、调试以及发快的设计 变得复杂。
二号方案 赵鑫拓制
三号方案 赵阳阳制
采用先导式卸荷 溢流阀，卸荷溢流 阀流量大，且系统 简单。
管道的选择
液压泵至阀块之间管道的选择:由泵的p口螺纹尺寸为 Content design, 10 years experience M22×1.5，选择M22×1.5的卡套式管接头，据此选择泵至 阀块之间的管道为外径φ18，内径φ12的钢管。 阀块至油箱之间管道的选择：由回油管路的上述计算， 取内径φ10mm，外径φ14mm的钢管，选择M18×1.5的卡 套式管接头。 阀块上A、B口至液压缸之间的管道选择：由亚油管路计 算，选择内径φ6mm，外径φ10mm的钢管，管接头选择 M14×1.5的卡套式管接头。
2
换 向 阀 卸 荷
先 导 式 溢 流 阀 卸 荷
4.锁止回路的确定
由于钢水包滑动水口要求在任何位置停止 并锁紧，以稳定的调节钢水流出速率，故采用 液控单向阀的锁紧回路。
一 号 方 案
三 号 方 案
系 统 图 的 最 终 确 定
二 号 方 案
下一节
5.
四 号 方 案
一号方案 王滋佳制 一号方案采用双缸串 联机构，工作中从动缸可 随主动缸动作，从动缸的 启动与停止完全跟随主动 缸动作，运动控制精确， 且系统简单，易实现。
3.调速阀及液控单向阀 调速阀及液控单向阀的最大流量为系统工进工况时 的流量q=7.065L/min，工作压力p=16MPa 调速阀选择Z2F 6-30B/S2 V 单向阀选择Z2S 6-40 B/V
（三）蓄能器的选择
1.蓄能器的参数计算 welcome to use these （1）蓄能器充气压力的确定 PowerPoint templates, New 蓄能器的最低工作压力应由实验确定，但由于条件的限制， Content design, 10 years experience 在此定位12MPa。 则蓄能器的充气压力 （2）蓄能器总容积V0的计算 由于蓄能器做应急能源使用，并要求在泵不工作时，靠蓄 能器可工作2-3次，以下按工作三次计算 则蓄能器有效工作容积 ΔV=A1·S·3·ζ 其中取ζ=1.2 ΔV=3.2L 工作过程可看做等温过程 则
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五、确定油箱容量、过滤系统的设计及液压油的选用
（一）、确定油箱容量 油箱容量由经验公式确定：V=α·q q=15L/min，取α=6 即油箱容量V=90L
（二）、过滤系统的设计 1.过滤器的位置设置 系统采用轴向柱塞泵，受泵的吸油特性限制，不采用吸油过 滤由系统要求知道，系统大部分时间处于卸荷状态，故只采用压油 路过滤，且过滤器装在溢流阀的上游，既可起到对泵下游液压元件 的保护，又可保证流回油箱油液的清洁。