轧钢车间液压系统设计

轧钢车间液压系统设计

概述：

在轧钢车间，液压系统是一个非常重要的辅助系统。随着市场竞争的日益激烈，对液压系统的设计也提出了更高的要求。设计时要保证在实现功能要求的同时，满足系统简单，节能及成本最小化。本文主要介绍在轧钢车间液压系统设计时的一些思路和方法。

1.1设计前期准备

液压系统设计前，应根据执行机构的的特点，明确每个执行机构的控制过程，运动速度周期，工作压力，工作环境等。

轧钢车间液压站一般服务于多个执行机构，有些执行机构有可能同时动作，因此时序图作为一项重要的设计资料，对液压系统降低成本，节约能源有着非常重要的作用。

1.2液压站系统设计

以某普碳钢1250mm推拉酸洗线为例。通过时序图分析，发现执行机构中卷取机涨缩缸与运卷小车升降缸消耗量最大，并有可能同时动作。因此其作为液压站参数确定的一个关键因素必须重点考虑。

以下为卷取机涨缩缸与运卷小车升降缸的基本参数：

根据上表及公式：

最大流量=工作速度x缸径x缸径/3.14

经计算得出,卷取机涨缩缸最大耗量为92L/min，运卷小车升降缸最大耗量为63L/min。考虑其他执行机构动作周期间隔时间较长，有充分时间对蓄能器补能，因此为了保证液压站可靠性的基础上，利用部分蓄能器内液压油作为油源。

卷取机涨缩缸比运卷小车升降缸工作时间短，但耗量大。因此通过分析考虑用卷取机涨缩缸最大耗量为92L/min作为确定液压泵能力的重要参考指标，蓄能器作为动力源的放油量也以卷取机涨缩缸工作时间和耗量作为依据。这样能满足卷取机涨缩缸动作蓄能器放油后，运卷小车升降缸动作的同时，保证液压泵能向蓄能器中补油，减小系统的波动。

蓄能器计算依据卷取机涨缩缸的总耗量，其计算公式为

总耗量=耗量x时间

经计算，卷取机涨缩缸的总耗量为7.6L。因此蓄能器放油量也为7.6L。

根据蓄能器计算公式：

经计算，确定一台63L皮囊蓄能器即可满足要求。

根据以上计算分析确定液压站可选一台100L/min的液压泵作为动力源，一台63L的皮囊蓄能器作为辅助动力源。

1.3执行机构液压回路设计

执行机构液压回路设计作为液压系统设计的精髓，需要在满足功能的前提下，尽量简洁。这样减少液压阀，不但节约成本，更为重要的在于降低了生产故障率和维护成本。

以运卷小车升降缸为例，其工况特点为：上升时要慢速低压，避免碰坏卷取机涨缩筒。下降时则要求快速稳定，以便提高生产效率和避免液压系统失稳发生生产事故。

下图为运卷小车升降缸液压回路图：

其中阀1,2,3组成的二级减压回路用于系统高低压切换。在减压阀1出口压力由该阀本身调定，当阀3切换后，减压阀1的出口压力由阀2调定的另一个较低压力决定。

溢流阀4和单向阀5组成的差速回路，可使液压缸快速下降，同时顺序阀4又避免了系统失稳。

1.4总结

液压系统的设计，不但要局限于液压系统本身，更需与现场实际相结合，才能设计出结构简单，运行可靠，安全节能的液压系统。