SLD水平连铸机液压系统设计.doc

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1、 1引言1.1课题提出的背景和意义我国液压工业发展历程，大致可分为三个阶段，即：20世纪50年代初到60年代初为起步阶段；6070年代为专业化生产体系成长阶段；8090年代为快速发展阶段。其中，液压工业于50年代初从机床行业生产仿苏的磨床、拉床、仿形车床等液压传动起步，液压元件由机床厂的液压车间生产，自产自用。进入60年代后，液压技术的应用从机床逐渐推广到农业机械和工程机械等领域，原来附属于主机厂的液压车间有的独立出来，成为液压件专业生产厂。到了60年代末、70年代初，随着生产机械化的发展，特别是在为第二汽车制造厂等提供高效、自动化设备的带动下，液压元件制造业出现了迅速发展的局面，一批中小企业

2、也成为液压件专业制造厂。1968年中国液压元件年产量已接近20万件；1973年在机床、农机、工程机械等行业，生产液压件的专业厂已发展到100余家，年产量超过100万件，一个独立的液压件制造业已初步形成。这时，液压件产品已从仿苏产品发展为引进技术与自行设计相结合的产品，压力向中、高压发展，并开发了电液伺服阀及系统，液压应用领域进一步扩大。 进入80年代，在国家改革开放的方针指引下，随着机械工业的发展，基础件滞后于主机的矛盾日益突出，并引起各有关部门的重视。为此，原一机部于1982年组建了通用基础件工业局，将原有分散在机床、农业机械、工程机械等行业归口的液压专业厂，统一划归通用基础件局管理，从而使

3、该行业在规划、投资、引进技术和科研开发等方面得到基础件局的指导和支持。从此进入了快速发展期，先后引进了60余项国外先进技术，其中液压40余项，经消化吸收和技术改造，现均已批量生产，并成为行业的主导产品。近年来，行业加大了技术改造力度，19911998年国家、地方和企业自筹资金总投入共约20多亿元，其中液压16亿多元。经过技术改造和技术攻关，一批主要企业技术水平进一步提高，工艺装备得到很大改善，为形成高起点、专业化、批量生产打下了良好基础。近几年，在国家多种所有制共同发展的方针指引下，不同所有制的中小企业迅猛崛起，呈现出勃勃生机。随着国家进一步开放，三资企业迅速发展，对提高行业水平和扩大出口起着

4、重要作用。目前我国已和美国、日本、德国等国著名厂商合资或由外国厂商独资建立了柱塞泵/马达、行星减速机、转向器、液压控制阀、液压系统、静液压传动装置、液压件铸造、机械密封、橡塑密封等类产品生产企业50多家，引进外资2亿多美元。 1.2国内外研究开发水平和发展趋势1.2.1国内外开发水平(1) 基本概况 经过40多年的努力，我国液压行业已形成了一个门类比较齐全，有一定生产能力和技术水平的工业体系。据1995年全国第三次工业普查统计，我国液压工业乡及乡以上年销售收入在100万元以上的国营、村办、私营、合作经营、个体、“三资”等企业约有700余家，其中液压700家。按1996年国际同行业统计，我国液压

5、行业总产值23.48亿元，占世界第6位。 (2) 当前供需概况 通过技术引进，自主开发和技术改造，高压柱塞泵、齿轮泵、叶片泵、通用液压阀门、油缸和各类密封件第一大批产品的技术水平有了明显的提高，并可稳定的批量生产，为各类主机提高产品水平提供了保证。另外，在液压元件和系统的CAD、污染控制、比例伺服技术等方面也取得一定成果，并已用于生产。目前，液压产品总计约有1200个品种、10000多个规格。已基本能适应各类主机产品的一般需要，为重大成套装备的品种配套率也可达60%以上，并开始有少量出口。 1998年国产液压件产量480万件，销售额约28亿元；密封件产量约8亿件，销售额约10亿元。据中国液压气

6、动密封件工业协会1998年年报统计，液压产品产销率为97 .5%，密封为98.7%。这充分反映了产销基本衔接。 我国液压业虽取得了很大的进步，但与主机发展需求，以及和世界先进水平相比，还存在不少差距，主要反映在产品品种、性能和可靠性等方面。以液压产品为例，产品品种只有国外的1/3，寿命为国外的1/2。为了满足重点主机、进口主机以及重大技术装备的需要，每年都有大量的液压、气动和密封产品进口。据海关统计及有关资料分析，1998年液压、气动和密封件产品的进口额约2亿美元，其中液压约1.4亿美元，气动近0.3亿美元，密封约0.3亿美元，比1997年稍有下降。按金额计，目前进口产品的国内市场占有率约为3

7、0%。1998年国内市场液压件需求总量约600万件，销售总额近40亿元；气动件需求总量约500万件，销售总额7亿多元；密封件需求总量约11亿件，销售总额约13亿元。由于液压传动具有体积小、操作灵活、输出功率大等优点；也可用简单的管路连接代替复杂的机械传动，因而在收割机和插秧机中得到了广泛关注和大量应用。随着农业机械化的推广与普及，农机研究部门、主机生产厂家和农户对液压系统的认识程度也在不断的提高，他们不仅要求产品有低廉的价格，更要求有较高的品质、可靠的使用性能；作为农业机械推广重点之一的联合收割机、插秧机，其液压系统的配置通过液压件生产厂家近几年的探索与努力，在功能、可靠性、合理性等方面已取得

8、了较大的突破。集成、复合、大通径、多功能已成为新一代农机液压件的开发热点。结构上的集成化便于安装布置；性能上的复合为用户提供了很大方便；通道的大而畅更有利于减少发热与能耗；产品的多功能与农业机械的发展与开创紧密相连。作为液压件，曾经困扰着农业机械的应用与发展，劣质液压元件、配置不合理的液压系统曾一度充斥着农机市场。由此这也成为了液压件生产厂家的一个攻关课题。通过多年的探索与研究，农机液压件的整体配套水平已取得了一个飞跃，并逐步接近了发达国家水平。比如说，带有复合功能的手控、电控的操纵系统替代了功能单一的分配阀，而且性能、功效在不断升级；此外，行走系统采用了静液压无级变速器（HST），大大提高了

9、操纵性能与工作效率。因此，我们必须按照客观规律去办事，不能守旧，一定要有创新，要有突破，相信，液压技术在农机上的应用将更普及一定会达到发达国家水平。液压系统结构紧凑、重量轻、体积小、压力高、自吸性能好。在液压系统的设计中，不但要实现其拖动与调节功能，还要 尽可能地利用能量，达到高效、可靠运行的目的。液压系统的功率 损失会使系统的总效率下降、油温升高、油液变质，导致液压设备发生故障。因此，设计液压系统时必须多途径地考虑降低系统的 功率损失。目前普遍使用着的定量泵节流调速系统，其效率较低(0.385)， 这是因为定量泵与油缸的效率分别为85%与95%左右，方向阀及管路等损失约为5%左右。所以，即使

10、不进行流量控制，也有25%的功率损失。加上节流调速，至少有一半以上的浪费。此外，还有泄漏及其它的压力损失和容积损失，这些损失均会转化为热能导致 液压油温升。所以，定量泵加节流调速系统只能用于小流量系统。为了提高效率减少温升，应采用高效节能回路，上表为几种回路功率损失比较。另外，液压系统的效率还取决于负载。同一种回路，当负载流量QL与泵的最大流量Qm 比值大时回路的效率高。例如可采用手动伺服变量、压力控 制变量、压力补偿变量、流量补偿变量、速度传感功率限制变量、力矩限制器功率限制变量等多种形式，力求达到负载流量Q L与泵的流量的匹配。1.2.2 今后发展走势 (1)影响发展的主要因素 企业产品开

11、发能力不强，技术开发的水平和速度不能完全满足先进主机产品、重大技术装备和进口设备的配套和维修需要。 不少企业的制造工艺、装备水平和管理水平都较落后，加上质量意识不强，导致产品性能水平低、质量不稳定、可靠性差，服务不及时，缺乏使用户满意和信赖的名牌产品。 行业内生产专业化程度低，力量分散，低水平重复严重，地区和企业之间产品趋同，盲目竞争，相互压价，使企业效益下降，资金缺乏、周转困难，产品开发和技术改造投入不足，严重地制约了行业整体水平的提高以及竞争实力的增强。 国内市场国际化程度日益提高，国外公司纷纷进入中国市场参与竞争，加上国内私营、合作经营、个体、三资等企业的崛起，给国有企业造成愈来愈大的冲

12、击。 (2)发展走势 随着社会主义市场经济的不断深化，液压产品的市场供求关系发生较大变化，长期来以“短缺”为特征的卖方市场已基本成为以“结构性过剩”为特征的买方市场所取代。从总体能力看，已处于供大于求的态势，特别是一般低档次液压件，普遍供过于求；而主机急需的技术含量高的高参数、高附加值的高档产品，又不能满足市场需要，只能依赖于进口。在我国加入WTO后，其冲击有可能更大。因此，“十五”期间行业产值的增长，决不能依赖于量的增长，而应针对行业自身的结构性矛盾，加大力度，调整产业结构和产品结构，也就是应依靠质的提高，促进产品技术升级，以适应和拉动市场需求，求得更大的发展。在工业生产的各个部门都应用液压

13、传动技术。例如，工程机械、矿山机械、压力机械和航空工业中采用液压传动，机床上的传动系统也采用液压传动。液压传动所采用的工作介质为液压油或其它合成液体，气压传动所采用的工作介质为压缩空气。1.3 课题研究目标液压元件将向高性能、高质量、高可靠性、系统成套方向发展；向低能耗、低噪声、低振动、无泄漏以及污染控制、应用水基介质等适应环保要求方向发展；开发高集成化高功率密度、智能化、机电一体化以及轻小型微型液压元件；积极采用新工艺、新材料和电子、传感等高新技术。液压技术正向高压、高速、大功率、高效、低噪声、高性能、高度集成化、模块化、智能化的方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机

14、辅助测试、计算机直接控制、计算机实时控制技术、机电一体化技术、计算机仿真和优化设计技术、可靠性技术，以及污染控制技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向；气压传动技术在科技飞速发展的当今世界发展将更加迅速。随着工业的发展，气动技术的应用领域已从汽车、采矿、钢铁、机械工业等行业迅速扩展到化工、轻工、食品、军事工业等各行各业。气动技术已发展成包含传动、控制与检测在内的自动化技术。由于工业自动化技术的发展，气动控制技术以提高系统可靠性，降低总成本为目标。研究和开发系统控制技术和机、电、液、气综合技术。显然，气动元件当前发展的特点和研究方向主要是节能化、小型化、轻量化、位置控制的高精度化，

15、以及与电子学相结合的综合控制技术。2 液压系统分析2.1液压系统分析的要求本液压系统应用于炼钢厂中浇注及钢锭的加工,具体要求如下:(1) 浇注及钢锭的加工实现顺序控制。(2) 大型机构，同一动作采用双或四个液压缸或液压马达达到精确同步。(3) 中间包倾翻，液压杆升降需精确定位。(4) 本液压系统控制各工作点油缸的动作。(5) 对系统的油液温度、系统压力等实现远程监控，系统结构设计紧凑、操作方便、性能可靠。(6) 为保证安全生产,系统设有安全联锁装置,停电安全联锁装置。2.2 液压原理和主要技术参数本液压系统配置有液位液温器（YWZ-250T）、压力马达、调速阀、电磁阀、溢流阀、安全阀、蓄能器等

16、，可对系统的油液温度、系统压力等实现远程监控，系统结构设计紧凑、操作方便、性能可靠、节约能源是SLD-140水平连铸机液力装置的理想配套液压设备。根据该设计其它部分设计得：最高压力25Mpa，最大流量60L/min。因此，选择如下设备。(1) 双联高压叶片泵：型号YB-E50/25，排量2550ml/r额定压力16Mpa，转速6001500r/min，驱动功率47.5KW。(2) 电机：型号Y180M-4-B35(50HZ、AC380V)，供应商南阳电机，功率18.5Kw，转速1470r/Min，防护等级IP54。(3) 电磁铁电压：DC24V。(4) 工作介质：抗磨液压油L-HM46 ，(建

17、议用美孚油ISOVG46)工作介质污染度等级: NAS8级 (5) 油箱容积：1000L(6) 液压系统压力范围：5-25Mpa3液压系统的方案的设计3.1 确定工作压力压力的选择要根据载荷大小和设备和类型而定。还要考虑执行元件的装配空间和经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况,工作压力低,势必要加大执行元件的结构尺寸,对某些设备来说,尺寸要受到限制,从材料消耗角度看也不经济;反之压力选得太高,对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。一般来说，对于固定的尺寸不太受限的设备，压力可以选低一些，行走机械重载设备压力要选得高一些。具体选择参考表3.1表3.1

18、 按载荷选择工作压力载荷/KN551010202030305050工作压力/MPa0.811.522.5334455所以本系统的工作压力525Mpa。3.2 拟定液压系统原理图SLD水平连铸机液压系统包括：动力站，中间包小车行走、倾翻、前后，引定杆升降，冷床翻钢，滑动水口，拉坯压棍几个部分。本设计研究以下两个系统部分：（1）滑动水口液压系统滑动水口液压系统是通过电气控制系统协调电磁阀YV4来控制液压缸的运动从而控制滑动水口的打开和闭合两个动作。其液压系统原理图如图3.1图3.1滑动水口液压系统原理图（2）引锭杆升降液压系统引锭杆的作用是在开浇时堵住结晶器下口，使钢水不会漏下。钢水在结晶器中和引

19、锭杆上端的引锭头凝结在一起，通过拉辊的牵引，使铸坯向下运行，当引锭杆拉出拉矫机后，完成了引锭的工作，就把引锭杆脱去，进入正常拉坯状态。按引锭杆装入方式分为两种：下装式和上装式。对下装式，引锭杆必须通过拉矫机、二次冷却区再由结晶器下口装入，而上装式则由结晶器上口装入。因此对下装式，必须使前一炉铸坯拉出拉矫机后才能进行装引锭杆的操作。而上装式则不然，只要上炉铸坯的尾部离开结晶器一定距离就可以进行装引锭杆的操作，这种形式装引锭杆操作和拉坯是同时进行，因此上装式极大地缩短了连铸机的生产准备时间，提高了连铸机的作业率。引锭杆升降是通过两个分流节流阀来控制同步，FJL型分流集流阀又称同步阀，内部设置由压力

20、反馈机构，在液压系统中可以使由同一台泵供油的24只液压缸或液压马达，不论负载怎样变化，基本上能达到同步运行。FJL型分流集流阀按固定比例自动分配或集中两股油流，使执行元件双向同步。用两个双向液压锁来给引锭升降动作完成定位锁定。通过电气控制系统协调两个电磁阀YV1和YV2，YV3和YV4来控制引锭杆升降图3.2引定杆升降液压系统原理图对比参照采用伺服阀的同步回路液压系统，当液压系统有很高的同步精度要求时，必须采用比例阀和伺服阀的异步回路。如图3.3所示，伺服阀A根据两个位移传感器B、C的反馈信号，持续不断的调整阀口开度，控制两个液压缸的输入或输出流量，使他们获得双向同步运动。向比较而言，引锭杆升

21、降系统则无需很高精度，照样能完成动作，达到了简洁方便的效果图3.3采用伺服阀的同步回路根据各部分单独的液压系统图绘制液压系统总图如图3.4图3.3液压系统原理图4 液压元件的选择和专用件的设计4.1 液压泵的选择和泵的参数的计算（1） 液压泵的工作压力的确定+ (4.1)-是执行元件的最高工作压力,对于本系统的最高工作压力是中间包倾翻油缸的入口压力-是从液压泵出口液压缸之间的管路损失。管路复杂，进口有调速阀，则取=1Mpa。（2）确定液压泵的流量多液压缸或液压马达同时工作时，液压泵的输出流量应为其中K为系统泄露系数，一般取K=1.11.3 表示同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量，对于在工作

22、过程中用节流调速的系统，还需加上溢流阀的最小溢流量，一般取0.510m/s系统使用蓄能器作辅助动力源时 式中 K- 系统泄漏系数，一般取K=1.2 - 液压设备工作周期 s - 每一个液压缸或液压马达在工作周期中的总耗油量 z- 液压缸或液压马达的个数选择液压泵的规格 根据以上求得的和值，按系统中拟定的液压泵的形式，从产品样本或机械设计手册选择相应的液压泵。为使液压泵有一定的压力储备，所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大。确定液压泵的驱动功率 在工作循环中，如果液压泵的压力和流量比较恒定，则 式中 -液压泵的最大工作压力 Pa -液压泵的流量 液压泵的总效率，参考表4.1选择表4.1液压泵类

23、型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵总效率0.60.70.650.800.600.750.800.85限压式变量叶片泵的驱动功率，可按流量特性曲线拐点处的流量、压力值计算。可取，则 KW (4.2) 式中 -液压泵的最大工作压力Pa Qm -液压泵的额定流量 字工作循环中，如果液压泵的流量和压力变化较大，即（Q-t）（P-t）曲线起伏变化较大，则须分别计算出各个循环阶段内所需的功率，驱动功率取其平均功率： KW (4.3) 式中 、- 指一个循环系统中每一个动作阶段内所需的时间 s 、- 一个循环中每一动作阶段内所需的功率 KW按平均功率选出电动机功率后，还要验算一下每一阶段内电动机超载量是否都在允许范

24、围内。电动机允许的短时间超载量一般为25%。（3） 选择液压泵的规格根据以上求的泵的排量、和、的值，按系统中给定的液压泵的形式，从机械设计手册第五卷得双联叶片油泵：型号YB-E50/25，排量25/50ml/r额定压力16MPa，系统设定压力小流泵10Mpa，大流量油泵为8Mpa。4.2 电动机的选择液压缸在整个循环运动中，系统的压力和流量都是变化的。所需功率变化较大，为满足整个工作循环的需要，需按大功率段来确定电动机的功率。从液压原理图可以看出，快速运动时系统的压力和流量都较大，这时，大小泵同时参加工作，小泵排油压力和流量均较大。此时，大小泵同时参与工作小泵排油除保证锁紧力外，还通过顺序阀将

25、压力油供给加料门油缸。前面的计算已知，小泵供油压力为=6.9 MPa,考虑大泵到销锁油缸路损失，大泵供油压力应为=6. 4Mpa 取泵的总效率=0.8，泵的总驱动功率为： (4.4) 考虑安全系数,故取18KW;查机械设计手册电机参数表得：电机型号Y180M-4-B35(50Hz、AC380V)功率-18.5KW 转速-1470r/min 防护等级-IP54 4.3液压控制阀的选择选择液压阀主要根据阀的工作压力和通过阀的流量。本系统工作压力在10Mpa左右，所以液压阀都选用中、高压阀。液压阀的作用是控制液压系统的油流方向、压力和流量，从而控制整个液压系统。系统的工作压力，执行机构的动作顺序，工

26、作部件的运动速度、方向，以及变换频率，输出力和力矩等。在液压系统中，液压阀的选择是非常重要的。可以使系统的设计合理，性能优良，安装简便，维修容易，并保证系正常工作的重要条件。不但要按系统功需要选择各种类型的液压控制阀，还需要考虑额定压力，通过流量，安装形式，动作方式，性能特点因素。（1）根据液压阀额定压力来选择选择的液压阀应使系统压力适当低于产品标明的额定值。对液压阀流量的选择，可以按照产品标明的公称流量为依据，根据产品有关流量曲线来确定。（2） 液压阀的安装方式的选择是指液压阀与系统的管路或其他阀的进出油口的连接方式，一般有三种，螺纹连接方式，板式连接方式，法兰连接方式。安装方式的选择要根据

27、液压阀的规格大小，以及系统的简繁及布置特点来确定。（3） 液压阀的控制方式的选择液压阀的控制方式一般有四种，有手动控制，机械控制，液压控制，电气控制。根据系统的操纵需要和电气系统的配置能力进行选择。（4）液压阀的结构形式的选择液压阀的结构方式分为：管式结构，板式结构。一般按照系统的工作需要来确定液压阀的结构形式 根据以上的要求来选择液压控制阀，所选的液压阀能满足工作的需要。所以本液压系统所选的液压阀有中、高压阀。具体规格型号和名称见表4.2表4.2 液压控制阀序号代 号名称及规格材料数量14WE10J31/CG24NZ5L电磁阀成品22YJZQ-J15W高压球阀成品63FJL-B10H分流集流

28、阀成品24Z2S10-1-20双液控单向阀成品254WE10D31/CG24NZ5L电磁阀成品24.4滑动水口液压缸的选择和参数确定4.4.1液压缸主要几何尺寸的计算液压缸的主要几何尺寸，包括液压缸的内径，活塞杆的直径，液压缸行程等。滑动水口负载为100KN，初选液压缸的工作压力为。 表4.3 和的关系工作压力速度比1.331.46；22表4.4 和的关系1.151.251.331.462根据系统工作压力，选取速度比再根据速度比选取和的关系： （4.5）根据载荷力的大小和系统压力来计算液压缸内径D查机械设计手册，按标准取：，最大行程查机械设计手册，选取最大行程液压缸的有杆腔工作压力： （4.6

29、）4.4.2活塞杆稳定性验算因为活塞杆长为，而活塞直径为，需要对活塞杆进行稳定性验算。活塞杆弯曲失稳临界负荷,可按下式计算 （4.7）在弯曲失稳临界负荷时,活塞杆将纵向弯曲。因此活塞杆最大工件负荷按下式验证。 （4.8）式中 活塞杆材料的弹性模数，钢材：活塞杆横截面惯性矩，圆截面：安装及导向系数安全系数，一般取安装距经计算活塞杆稳定性验算合格。4.4.3 液压缸的有效面积根据上面的结果，则液压缸的有效面积为：无杆腔面积 （4.9）有杆腔面积 （4.10）4.4.4 液压缸的行程液压缸的行程为。4.4.5液压缸缸筒的长度液压缸缸筒的长度由液压缸的行程决定，液压缸缸筒长度。4.5 滑动水口液压缸结

30、构参数的计算液压缸的结构参数，主要包括缸筒壁厚，油口直径、缸底厚度、缸头厚度等。油缸与管路之间采用软管连接。4.5.1 缸筒壁厚的计算和校核（1） 壁厚的计算查机械设计手册，由上求得缸体内径标准值，得外径。可知 （2）液压缸的缸筒壁厚的校核缸的额定压力,取。液压缸缸壁的材料选45号钢，查金属工艺学表6-5（GB699-88），得其材料抗拉强度。取安全系数为， （4.11）当 时，液压缸缸筒属于中等壁厚，此时 （4.10）式中为强度系数，对于无缝钢管，=1；C为计入壁厚公差及腐蚀的附加厚度，通常圆整到标准厚度值。经计算壁厚合适。（3） 液压缸油口直径的计算 （4.12）式中 液压缸油口直径 液压

31、缸内径 液压缸最大输出速度油口液流速度=0.015m=15mm（4） 缸底厚度h的计算该液压缸为平形缸底且有油孔，其材料是45号钢。 （4.13）式中 缸底厚度缸底油孔直径试验压力液压缸内径缸底材料的许用应力，取安全系数n=5，则。由于缸的额定压力，所以取。 （4.14）（5）缸头与法兰的联结，联结方式：螺钉联结4.5.2 缸头厚度的计算本液压缸选用螺钉联结法兰，其计算方法如下： （4.15）式中 法兰厚度法兰受力总和密封环内径密封环外径螺钉孔分布圆直径密封环平均半径法兰材料的许用应力均压槽一般宽为0.4mm，深为0.8mm，O型密封圈的压缩率为W=（，缸头和法兰的联结是固定的，其密封也是固定

32、的，取W=20%，即=0.2得，为密封圈直径，选用GB1235-76 O型密封圈（100*3.1）。 （4.16）上式中p为系统工作压力(Pa),q为附加密封力，其他同4.15。， （4.17） 4.5.3 缸头直径和缸盖直径 取两者相同，即=+ （4.18） 4.5.4 缸盖的联结，联接方式：螺纹联接4.5.5 法兰直径和厚度的确定 法兰直径取与缸头直径相同，即 法兰厚度4.5.6 液压缸主要尺寸的确定（1）最小导向长度 （4.20）（2）活塞的宽度（3）导向套长，取4.6 引锭杆升降的油缸设计计算4.6.1液压缸主要几何尺寸的计算引锭杆升降部分负载为200KN，初选液压缸的工作压力为。根据

33、表4.3，且系统工作压力，选取速度比再根据表4.4及其速度比选取和的关系： 根据载荷力的大小和系统压力来计算液压缸内径D查机械设计手册，按标准取：，最大行程查机械设计手册，选取最大行程液压缸的有杆腔工作压力： 4.6.2活塞杆稳定性验算因为活塞杆长为，而活塞直径为，则不需要对活塞杆进行稳定性验算，活塞杆稳定性合格。4.6.3 液压缸的有效面积根据上面的结果，由公式（4.9），（4.10）则液压缸的有效面积为：无杆腔面积 有杆腔面积 4.6.4 液压缸的行程液压缸的行程为。4.6.5液压缸缸筒的长度液压缸缸筒的长度由液压缸的行程决定，液压缸缸筒长度。4.7 引锭杆升降液压缸结构参数的计算液压缸的

34、结构参数，主要包括缸筒壁厚，油口直径、缸底厚度、缸头厚度等。油缸与管路之间采用软管连接。4.7.1 缸筒壁厚的计算和校核（1） 壁厚的计算查机械设计手册，由上求得缸体内径标准值，得外径。可知 （2）液压缸的缸筒壁厚的校核缸的额定压力，取。液压缸缸壁的材料选45号钢，查金属工艺学表6-5（GB699-88），得其材料抗拉强度。取安全系数为， 当 时，液压缸缸筒属于中等壁厚，此时 由公式（4.10） 式中为强度系数，对于无缝钢管，=1；C为计入壁厚公差及腐蚀的附加厚度，通常圆整到标准厚度值。经计算壁厚合适。（3） 液压缸油口直径的计算由（4.12） 式中 液压缸油口直径 液压缸内径 液压缸最大输出

35、速度油口液流速度=0.014m=14mm（4） 缸底厚度h的计算该液压缸为平形缸底且有油孔，其材料是45号钢。由4.13可以得 由于缸的额定压力，所以取。 （5）缸头与法兰的联结，联结方式：螺钉联结4.7.2 缸头厚度的计算本液压缸选用螺钉联结法兰，其计算方法如下：由（4.15）可得 式中 法兰厚度法兰受力总和密封环内径密封环外径螺钉孔分布圆直径密封环平均半径法兰材料的许用应力均压槽一般宽为0.4mm，深为0.8mm，O型密封圈的压缩率为W=（，缸头和法兰的联结是固定的，其密封也是固定的，取W=20%，即=0.2得，为密封圈直径，选用GB1235-76 O型密封圈（130*3.1）。 由（4.

36、16） 上式中p为系统工作压力(Pa),q为附加密封力，其他同4.15。， 将数据代入（4.15）算出 4.7.3 缸头直径和缸盖直径 取两者相同，即=+ 4.7.4 缸盖的联结，联接方式：螺纹联接4.7.6 液压缸主要尺寸的确定（1）最小导向长度由（4.20）得 （2）活塞的宽度（3）导向套长，取4.8 其他液压元件的选择4.8.1 压力继电器的选择能够自动感到压力变化，当压力达到预定压力时，可以自动将电路进行通断的仪表。压力预定值是根据压力控制要求，预先在压力校验台还是调定的点触点动作的压力值。根据要求查机械设计手册得：HED10A20/35L24/2 压力继电器4.8.2 压力表由液压系

37、统的压力来选择压力表，查机械设计手册得：YN100-0-25Mpa 压力表4.8.3 测压软管和测压排气接头根据系统的压力来选择测压软管和测压排气接头，查机械设计手册得：HF测压软管的有关参数：公称通经22mm,最大动态压力30Mpa，适用温度2。软管通径23 mm，最大静大压力40Mpa，化学性能，耐酸性溶剂。A-223W 测压软管 公称通径22mm， 最大压力30MpaKX-1 橡胶接头DN404.8.4液位液温器，液位控制器和空气滤清器的选择依据液压系统的压力和流量，系统的发热量来选择，由机械设计手册得：液位液温器 YWZ-250T液位控制器 YKJQ24-600-450空气滤清器 QU

38、Q2-101.04.9蓄能器的设计计算根据蓄能器在液压系统中的功用，确定类型和主要参数。在本液压系统中，液压缸在短时间内快速运动，由蓄能器来补充供油，则计算公式为：V=K- (4.22) A-液压缸有效作用面积L液压缸的行程K油液损失系数，一般取K=1.2-液压泵流量V=35.7Lt-动作时间由以上公式得V=35.7L考虑安全系数和其他方面V取40L,查机械设计手册得：NXQ2-L63/200H 蓄能器4.10 确定油箱的有效容积初步确定油箱的有效容积,跟据经验公式来确定油箱的容量, (4.23) 式中-液压泵每分钟排出的压力油的容积 -经验系数已知所选泵的总流量为157.924L/min,这

39、样,液压泵每分钟排出的压力油体积为157.924L,查表4.5表4.5系统类型行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金系统12245761210得=5故V=50.157924=0.8 4.11 管道尺寸的确定4.11.1 非橡胶管道的选择(1)管道内径的计算本系统管路很复杂，取其中主要的几条来计算，按照公式：d (4.24) -液体流量-流速，对于吸油管v=12m/s,一般取1m/s以下，对于压油管v36m/s,对于回油管v1.52.5m/s。再按照 (4.25) 算出管道内径：-液体流量-流速表4.6 计算数值管路名称通过流量/(L/s)允许流速/(m/s)管道内径/m实际取值/m大泵吸油管2.50.80.06210.065小泵吸油管0.6350.90.03020.034大泵排油管2.5640.0270.034小泵排油管0.6254.50.0090.010查机械设计手册得：102、343、6544.11.2胶管的选择根据工作压力和按公式得管子的内径选择胶管的尺寸规格。高压胶管的工作压力