棒材轧机液压系统设计说明

棒材轧机液压系统设计说明毕业设计棒材轧机液压系统设计说明书目录1.前言 (1)2.绪论 (2)2.1液压技术概况 (2)2.2本课题主要研究内容 (2)2.3设计步骤 (3)3.液压系统的工作要求 (5)3.1液压系统的组成 (5)3.2棒材轧机液压系统工作原理 (5)3.3液压系统参数计算 (5)3.3.1确定液压缸负载 (5)3.3.2液压缸主要尺寸的确定 (6)3.3.3确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格 (7)3.3.4与液压泵匹配的电动机的选定 (8)4.确定液压系统方案、绘制液压系统原理图 (9)4.1确定液压系统方案 (9)4.1.1液压基本回路 (9)4.1.2选择液压回路 (9)4.2绘制液压系统图 (10)4.2.1将基本回路组成系统原理图 (10)4.2.2液压元件选择 (11)4.3液压系统的验算 (11)4.3.1系统压力损失计算 (12)4.3.2系统效率计算 (13)5.液压站的设计 (15)5.1液压站简介 (15)5.2油箱设计 (15)5.2.1油箱有效容积的确定 (16)5.2.2油箱的结构设计 (17)5.3油箱结构 (20)5.4液压站的结构设计 (21)5.4.1液压泵的安装方式 (21)5.4.2液压泵与电动机的连接 (22)5.5辅助元件 (24)5.5.1滤油器 (24)5.5.2空气滤清器 (24)5.5.3液压油 (24)5.5.4液压控制装置的集成 (24)5.6绘制装配图 (25)5.7液压系统清洗、使用与维护 (26)5.7.1清洗液压系统 (26)5.7.2系统的使用和维护 (27)6.结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)外文资料 (32)1.前言毕业设计是我们在学完大学全部课程及进行完生产实习之后进行的，它是对我们大学三年学习的一次深入的综合性考察，也是我们步入社会所要从事工作的提前预测，同时还是我们将在校期间所学到的理论基础知识运用到实践中去解决问题的一次很好的锻炼。

我们应该学会思考问题、解决问题的方法，来提高我们认识、分析和解决问题的能力，从而为我们今后的学习、生活、工作中奠定坚实的理论和实践基础。

毕业设计是我们走向工作岗位之前的一次大练兵，也是提高个人能力的一次良好的机会，同时还是对我们每一个人实际水平的综合评估，因此在设计中我们坚持实事求是、理论联系实际的指导思想，以严肃认真的科学态度完成各项设计内容，这对我们今后的工作、生活都将有重要、深远的意义。

本设计为棒材轧机液压系统设计——精轧部分，它主要实现的功能是对棒线材进行轧制。

设计之初收集了很多关于轧机方面的资料，对其各个部件之间的相对位置以及液压系统所控制的相对应的部分做了分析，明确了设计目标，这台轧机的运动过程为快进—工进—快退，它的加工方式为同时对6条或6条以上线材进行轧制。

系统中主要通过节流阀来控制通过的流量来实现所要求的功能，泵站中采用两个泵，为开一备一的形式，阀的形式为管路连接与叠加阀配合的方式简化了加工工艺。

对本人来讲在设计中投入了很大的精力和热情，以严谨求实的科学态度完成了全部的设计内容。

在设计过程中，承蒙杨国权老师和其他同学给予的帮助，谨表谢意。

限于本人水平有限，经验不足，设计中难免有错误和不妥之处，敬请各位老师指正。

2.绪论2.1液压技术概况当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声，经久耐用，高度集成化等各项要求方面都取得了重大的发展，在完善比例控制，伺服控制，数字控制等技术上也有许多新成就。

此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计，计算机仿真和优化等开发性工作方面，日益显示出显著的成绩。

今天，为了和最新技术的发展保持同步，液压技术必须不断创新，不断地提高和改进元件和系统的性能，以满足日益变化的市场需求，体现在如下一些比较重要的特征上：1)提高元件性能，创制新型元件，体积不断缩小。

为了能在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率，液压元件的结构不断地在向小型化方向发展。

2)高度的集成化和模块化。

液压系统由管式配置经板式配置，箱式配置、集成块式配置发展到叠加式配置、插装式配置，使连接的通道越来越短，这种组合件不但结构紧凑、工作可靠，而且使用简便，也容易维护保养。

模块化发展也是非常重要的方面，完整的模块以及独立的功能单元，对用户而言，只需要简单地进行组装即可投入使用，这样不仅可以大大节约用户的装配时间，同时用户也无须过多配备各种经专门培训的技术人员。

3)和微电子结合，走向智能化。

汇在一起的联接体只要收到微处理机或微型计算机处送来的信息，就能实现预先规定的任务。

综上所述可以看到，液压工业在国民经济中的作用实在是很大的，它常常可以用来作为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。

与世界上主要的工业国家相比，我国的液压工业还是相当落后的，标准化的工作有待于继续做好，优质化的工作须形成声势，智能化的工作则刚刚在准备起步，为此必须奋起直追，才能迎头赶上。

2.2本课题主要研究内容对棒材轧机液压系统进行方案论证、性能计算和结构计算1)棒材轧机液压系统基本概况和研究背景介绍2)液压原理图分析设计3)液压系统结构设计4)绘制液压原理图、总装配图及部分零件图。

5)编写设计计算说明书2.3设计步骤一台机器究竟采用什么样的传动方式，必须根据机器的工作要求，对机械、电力、液压和气压等各种传动方案进行全面的方案论证，正确估计应用液压传动的必要性。

当确定采用液压传动后，其设计内容和步骤大体如图2.1所示,这里所述的设计内容和步骤只是一般的系统设计流程，在实际设计过程中不是一成不变的，对于较简单的液压系统，可以简化其设计程序；对于重大工程的复杂液压系统，往往还需在初步设计的基础上进行计算机仿真实验，或者局部地进行实物实验，反复修改，才能确定设计方案。

另外，这些步骤又是相互关联，彼此影响的，因此常需穿插交叉进行。

液压系统的设计步骤大体如下：1)液压系统的工况分析在开始设计液压系统时，首先要对机器的工作情况进行详细的分析，一般要考虑下面几个问题：●确定该机器中哪些运动需要液压传动来完成●确定各运动的工作顺序和各执行元件的工作循环●确定液压系统的主要工作性能。

例如：执行元件的运动速度、调速范围、最大行程以及对运动平稳性要求等●确定各执行元件所承受的负载及其变化范围2)拟订液压系统原理图拟订液压系统原理图一般要考虑以下几个问题：●采用何种形式的执行机构●确定调速方案和速度换接方法●如何完成执行机构的自动循环和顺序动作●系统的调压、卸荷及执行机构的换向和安全等要求●压力测量点的合理选择根据上述要求选择基本回路，然后将各基本回路组合成液压系统。

当液压系统中有多个执行部件时，要注意到它们相互间的联系和影响，有时要采用防干扰回路。

3)液压系统的计算和选择液压元件液压系统计算的目的是确定液压系统的主要参数，以便按照这些参数合理地选择液压元件和设计非标准元件。

具体计算步骤如下：●计算液压缸的主要尺寸以及所需的压力和流量●计算液压泵的工作压力、流量和传动功率●选择液压泵和电动机的类型和规格●选择阀类元件和辅助元件的规格4)对液压系统进行验算必要时，对液压系统的压力损失和发热温升要进行演算，但是有经过生产实践考验过的同类型设备可供类比参考，或者有可靠的试验结果，那么也可以不再进行验算。

5)绘制正式工作图和编制技术文件设计的最后一步是要整理出全部图纸和技术文件。

正式工作图一般包括如下内容：液压系统原理图；液压站总装图；液压泵、液压阀及管路的安装总图。

技术文件一般包括以下内容：基本件、标准件、通用件及外购件汇总表，液压系统安装和调试要求，设计说明书等。

总体步骤如下：图2.1设计总体步骤3.液压系统的工作要求3.1液压系统的组成棒材轧机液压系统若能正常工作必须由以下五部分组成：1)动力元件:它是把原动机输入的机械能转换为液体压力能的能量转换装置，一般由电动机和液压泵组成，其作用是为液压系统提供压力油。

2)执行元件:它是将液体的压力能转换为机械能的能量转换装置，其作用是在压力油的推动下输出力和速度(直线运动)，或力矩和转速(回转运动)。

这类元件包括各类液压缸和液压马达。

3)控制调节元件:它是能控制或调节液压系统中油的压力、流量或方向，以保证执行装置完成预期工作的元件。

这类元件主要包括各种液压阀，如溢流阀、节流阀以及换向阀等。

4)辅助元件:辅助元件是指油箱、蓄能器、油管、管接头、滤油器、压力在以及流量计等。

这些元件分别起散热贮油、蓄能、输油、连接、过滤、测量压力和测量流量等作用，以保证系统正常工作，是液压系统不可缺少的组成部分o5)工作介质:它在液压传功及控制今起传递运动、动力从信号的作用。

工作介质为液压油或其它合成液体。

3.2棒材轧机液压系统工作原理棒材轧机液压系统的工作原理：液压泵首先向系统提供压力油，推动油缸伸出。

当压力升至工作压力时，压力继电器发讯使液压泵电机停止转动，此刻系统处于保压状态，即由蓄能器和液控单向阀构成的保压回路使油缸保持工作压力，从而通过液压缸推动轧机工作。

3.3液压系统参数计算3.3.1确定液压缸外负载表3-1液压缸外负载3.3.2液压缸主要尺寸的确定1) 初选液压系统压力系统压力选定得是否合理，直接关系到整个系统设计的合理程度。

在液压系统功率一定的情况下，若系统压力选得过低，则液压元、辅件的尺寸和重量就增加，系统造价也相应增加；若系统压力选得较高，则液压设备的重量、尺寸会相应降低，但制造精度等要求的提高。

查参考文献[2]，表20-2-11，初定系统压力为25MPa 。

2) 液压缸主要尺寸查参考文献[3]，P14，单活塞杆液压缸无杆腔为工作腔时，计算公式为：21p 4D π⨯=F+()222d p 4D π⨯-+F fc （公式1）式中， p 1——液压缸工作压力，初算时可取系统工作压力，Pp=25MPa ； P 2——液压缸回油背压力(系统压力过大背压可忽略不计)，MPa ；d ／D ——活塞杆直径与液压缸内径之比；F ——液压缸最大负载。

F fc ——液压缸密封处摩擦力，他的精确值不易求得，常用液压缸的机械效率ηcm 进行估算F+ F fc =F/ηcm （公式2） 式中 ηcm ——液压缸的机械效率，一般ηcm 0.9~0.97公式可化简为D2=4(F+ F fc ) /πp 1计算得各个液压缸的内径，查表标准化列表如下：表3-2液压缸内径3) 计算在各工作阶段所需的流量 确定液压缸的流量查参考文献[1]，P18，液压缸的流量计算，24Q D v π=式中， Q ——液压缸的流量，L/min ；D ——液压缸内径，m ；V ——活塞杆的运动速度，m/min 。

计算得负载缸快进时所需流量：Q =π×D 2v/4=3.14×0.42×2÷4 ×60=15L/min 。