高炉炉顶料流调节阀液压系统设计
杨培俊1，赵刚1，张明银2
(1．马钢第二炼铁总厂；2．马钢张庄矿业公司；马鞍山24300)
摘要：介绍了马钢2500m3高炉炉顸料流调节阀液压系统的设计方案，使用结果表明采用比例阀的料流调节阀液压系统工作正常，故障率低，满足了生产要求。
关键词：料流阀；液压系统；比例换向阀；比例放大器
1 概述
马钢2500m3高炉炉顶采用串罐无料钟装料设备，布料方式以多环布料为主，还可实现单环布料、定点布料和扇形布料，采用了料流调节阀加布料溜槽的控制方式来实现炉内的精确布料。料流调节阀的两个半球形料闸由一个液压缸驱动，可根据所需的料流量增大或缩小料口的直径。料闸开口直径750mm，最大开口角度为63°，料流阀最大开启速度15°／s，全开启时间为6s，完全关闭时间为4s。在炉顶布料控制中下料罐料流调节阀的开度(γ角)的控制至关重要，因为只有γ角控制得精确才能有效地控制好料流量，进而更准确地控制好布料厚度、环数及布料的起点和终点。
2 选用电液比例系统控制料流调节阀
液压比例系统即有推力大、动作速度快的特点，又能最大限度地消除系统压力变化对推力的影响，减小对机械系统的冲击，同时又能把控制精度大幅提高。基于以上情况，在马钢2500m3高炉上采用了电液比例控制系统来控制料流调节阀，获得了理想的效果。
2．1电液比例阀的特点
比例阀是一种输出量与输入信号成比例的液压阀。既与输入电信号成比例的输出量是阀芯的位移或流量，并且该输出量随着输入电信号的极性变化而改变运动方向，本质上是一个方向流量控制阀，其特点是：
(1)能实现自动控制、远程控制和程序控制。
(2)能把电气控制的快速、灵活等优点与液压传动功率大等优点结合起来。
(3)能连续、按比例地控制执行元件的力、速度和方向，并能防止压力或速度变化及换向时的冲击现象。
(4)简化了系统，减少了元件。
(5)制造简便，价格比伺服阀低廉，但比普通液压阀高。由于在输入信号与比例阀之间需设置直流比例放大器，相应增加了投资费用。
(6)使用条件、保养和维护与普通液压阀相同，抗污染性能好。
(7)具有优良的静态性能和适当的动态性能，动态性能虽比伺服阀低，但可以满足一般工业控制的要求。
2．2工作原理
液压比例系统的工作原理如图1所示。
当料流阀需要打开时，电磁铁1首先得电顶开液压锁2，此时比例阀3的电磁铁LMG2b 得电，比例阀根据给定的电流大小给油缸提供相应的流量，油缸按相应的速度动作，从而实现用微弱的电信号对料流调节阀的精确控制。为了提高系统的可靠性，还设计了一个手动回路，若比例回路出现故障时可关闭该回路截止阀，通过手动阀4控制油缸，但不能按需要控制料流阀的打开角度。值得提出的是，采用双联液控单向阀组成的液压锁更进一步提高了该系统的可靠性。
2．3比例阀的选型
2．3．1节流阀口的选择
料流阀自带油缸的尺寸如图2所示。
可以计算出无杆腔活塞有效面积与有杠腔活塞有效面积之比为2：1。
由流量公式可知：
因此，在采用等面积阀口时，要使P-A通道的流量增加一倍，其压差就要等于原来的四倍，对于单出杆面积比为2：1的油缸，如果P-A和B-T的节流口面积相同的话，则压差比为4：1。现在为了控制物料流量(即料流阀的开度)，要求有杆腔的活塞必须产生一个比驱动压力高0．25倍的反力。根据上述论断，必须选择一个非对称型的节流阀口。
2．3．2控制方式的选择
(1)系统最大流量：根据工艺要求，料流阀的全开时间为3s，系统所需的流量为74L/min。
(2)系统最小流量：生产工艺要求料流阀半开时间为2．5s，系统所需的流量为31L/min。
(3)像这样大的流量要实现比例控制，必须采用先导式二级或者多级比例方向节流阀，由于阀内含有一级或者二级功率放大，因此足以克服主阀芯上的液动力干扰，在负载变化时具有较高的稳定裕度。在这里选择先导压力控制型比例阀。
2．3．3比例阀额定流量的确定
(1)确定额定流量的原则是实际通过比例方向阀最大流量时对应的输入信号电流应接近额定输入电流的90％。
(2)实际通过比例方向阀最小流量时对应的输入信号电流应超过死区电流。
(3)根据各工序系统流量的要求，参照生产厂家提供的控制特性曲线，选择阀压降为1MPa、公称流量为85L/min的比例节流阀，相应的调节范围为34％~51％，可调范围很大，有较好的分辨率，同时，重复精度造成的偏差当然也很小。
2．3．4比例阀中位机能的确定
根据料流阀的工作要求、定位功能、考虑到液压锁的使用，选用了三位四通Y型换向阀。
2．3．5比例阀电反馈方案
根据使用环境和该液压系统的构成，要求尽量减小温漂，而根据生产厂家的试验，4WRE10电反馈型直接作用式比例换向阀的阀芯位移重复精度为0．01，在温度变化时(20~70℃)位移传感器及连杆的温漂导致的阀芯位移量为0．03～0．04mm，而不带电反馈的4WRZ10先导式比例方向节流阀，重复精度为0．06~0．07，在同样的温度变化时主阀芯却没有偏移，综合考虑，选择了不带电子位置反馈的比例阀。
2．3．6比例阀型号的确定
综合以上几点，料流调节阀液控系统的比例阀选为4WRZ10W8／7XG24／N9ETK4D3M。
3 系统的维护与保养要求
(1)系统安装前所有管道要去毛刺，安装完毕后酸洗管道，而后再清洗滤清器、更换新滤芯、加注新油。
(2)系统运行后250h检查滤清器滤网上的附着物，500h更换滤芯，1000h清洗滤清器，更换滤芯，清洗液压油箱，更换液压油。每隔100h应检测一次液压油，以便及时发现并更换变质油，保证油液清洁度小于NAS7级。
4 结束语
马钢2500m3无料钟炉顶料流调节阀设计采用了先进的比例液压系统控制后，充分利用液压系统推力大、动作速度快的特点，最大限度的消除了系统压力变化对推力的影响，又把控制精度大幅提高，同时减小了对机械系统的冲击，而且安装调试简单，很好的满足了生产的需要，保证了高炉高效顺产。
上料机液压系统设计 说明书 学院：湖北理工学院机电工程学院 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 组员：
设计目的：液压系统的设计是整机设计的重要组成部分,主要任务是综合运用前面各章的基础知识,学习液压系统的设计步骤、内容和方法。通过学习，能根据工作要求确定液压系统的主要参数、系统原理图，能进行必要的设计计算，合理地选择和确定液压元件，对所设计的液压系统性能进行校验算，为进一步进行液压系统结构设计打下基础。 设计步骤和内容： (1)明确设计要求，进行工况分析； (2)确定液压系统的主要性能参数； (3)拟订液压系统原理图； (4)计算和选择液压元件； (5)验算液压系统的性能； (6)液压缸设计； (7)绘制工作图，编写技术文件，并提出电气控制系统的设计任务书。 一.明确设计要求，进行工况分析 1.1 明确设计要求 设计一台上料机液压系统，要求驱动它的液压传动系统完成快速上升→慢速上升→停留→快速下降的工作循环。采用90度V型导轨，垂直于导轨的压紧力为60N，启动和制动的时间均为0.5s，液压缸的机械效率为0.9。其垂直上升工作的重力为4500N，滑台的重量为800N，快速上升的行程为300mm，其最小速度为40mm/s;慢速上升行程为
100mm ，其最小速度为10mm/s ；快速下降行程为400mm ，速度要求45mm/s. 1.2 工况分析 负载分析就是研究各执行元件在一个工作循环内各阶段的受力情况。工作机构作直线运动时，液压缸必须克服的负载为：F=F C +F f +F I 式中F C 为工作阻力，F f 为摩擦阻力，F I 为惯性阻力. (1)工作负载 此系统的工作阻力即为工件的自重与滑台的自重。 F c =F G =（4500+800）N=5300N (2)摩擦负载 此系统的摩擦阻力为滑台所受阻力，与导轨的形状，放置情况和运动状态有关。此系统为v 型导轨，垂直放置，故为F f =fF N /sin 2 a 取静摩擦系数为f s =0.2，动摩擦系数为f d =0.1 静摩擦负载为F fs =0.2×120/sin ?45=33.94N 动摩擦负载为F fd =0.1×120/sin ?45=16.97N (3)惯性负载 惯性负载是运动部件的速度变化时，由其惯性而产生的负载，可用 牛顿第二定律计算：F a =ma=t v g △△G ，g=9.8m/s 2 加速：F a1=t v g △△G =8.95300×5.004 .0=43.265N 减速：F a2= t v g △△G =8.95300×5 .001 .0-04.0=32.449N
1.液压阀——方向控制阀 按用途分为单向阀和换向阀。单向阀：只允许流体在管道中单向接通，反向即切断。换向阀：改变不同管路间的通﹑断关系﹑根据阀芯在阀体中的工作位置数分两位﹑三位等;根据所控制的通道数分两通﹑三通﹑四通﹑五通等;根据阀芯驱动方式分手动﹑机动﹑电动﹑液动等。图2为三位四通换向阀的工作原理。P 为供油口，O 为回油口，A ﹑B 是通向执行元件的输出口。当阀芯处於中位时，全部油口切断，执行元件不动;当阀芯移到右位时，P 与A 通，B 与O 通;当阀芯移到左位时，P 与B 通，A 与O 通。这样，执行元件就能作正﹑反向运动。 60年代后期，在上述几种液压控制阀的基础上又研制出电液比例控制阀。它的输出量(压力﹑流量)能随输入的电信号连续变化。电液比例控制阀按作用不同，相应地分为电液比例压力控制阀﹑电液比例流量控制阀和电液比例方向控制阀等。 2.液压阀——流量控制阀 利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所产生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。流量控制阀按用途分为5种。 (1)节流阀：在调定节流口面积后，能使载荷压力变化不大和运动均匀性要求不高的执行元件的运动速度基本上保持稳定。(2)调速阀：在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定值。这样，在节流口面积调定以后，不论载荷压力如何变化，调速阀都能保持通过节流阀的流量不变，
从而使执行元件的运动速度稳定。(3)分流阀：不论载荷大小，能使同一油源的两个执行元件得到相等流量的为等量分流阀或同步阀;得到按比例分配流量的为比例分流阀。(4)集流阀：作用与分流阀相反，使流入集流阀的流量按比例分配。(5)分流集流阀：兼具分流阀和集流阀两种功能 3.液压阀——压力控制阀 按用途分为溢流阀﹑减压阀和顺序阀。(1)溢流阀：能控制液压系统在达到调定压力时保持恒定状态。用於过载保护的溢流阀称为安全阀。当系统发生故障，压力升高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。(2)减压阀：能控制分支回路得到比主回路油压低的稳定压力。减压阀按它所控制的压力功能不同，又可分为定值减压阀(输出压力为恒定值)﹑定差减压阀(输入与输出压力差为定值)和定比减压阀(输入与输出压力间保持一定的比例)。(3)顺序阀：能使一个执行元件(如液压缸﹑液压马达等)动作以后，再按顺序使其他执行元件动作。油泵产生的压力先推动液压缸1运动，同时通过顺序阀的进油口作用在面积A 上，当液压缸1运动完全成后，压力升高，作用在面积A 的向上推力大於弹簧的调定值后，阀芯上升使进油口与出油口相通，使液压缸2运动。 4.液压阀的作用和简介 用于降低并稳定系统中某一支路的油液压力，常用于夹紧、控制、润滑等油路。有直动型、先导型、叠加型之分。
文安县新钢钢铁有限公司 601m3高炉无料钟炉顶设备 技术协议书 项目名称：文安县新钢钢铁有限公司 无料钟炉顶设备 项目建设地点：河北省文安县新钢钢铁有限公司技术协议编号： 合同编号： 委托方（甲方）：文安县新钢钢铁有限公司 受托方（乙方）北京中鼎泰克冶金设备有限公司 签订地点：文安县新钢钢铁有限公司 签订日期：2007年4月19日
附件一 技术数据和动力介质①甲方的技术条件和要求 ②紧凑Ⅱ型无料钟炉顶技术数据
③上料参数 ④与炉顶设备配套的辅助系统包括 4．1 水冷系统 4.1.1 闭路水冷系统（下述两种方式可选其中之一） 建立闭路水冷系统，由于气密箱的水冷系统（不锈钢水冷管组成的冷却模块，没有上、下水槽）与大气和高炉压力完全隔绝，如需要可对水冷系统增压，以强化冷却。为避免结垢，应定期对溜槽传动齿轮箱的冷却水管进行酸洗(详见乙方提供的维修手册)。 4.1.2开路水冷系统 直接采用高炉冷却壁的冷却水，在气密箱入口处的压力应大于0.3MPa，为避免结垢，应定期对溜槽传动齿轮箱的冷却水管进行酸洗(详见乙方提供的维修手册)。 4．2 液压系统 各个阀的开度是通过由中央液压站驱动的液压缸的动作实现的。该系统由油箱、主泵、液压蓄能器、液压阀和连接管线组成。系统工作压力为16-18Mpa，液压介质是N46耐磨液压油。 4．3中央润滑系统 中央干油润滑系统是双路润滑系统，一路润滑系统为每45分钟润滑一次（溜槽传动齿轮箱、下密、料流调节驱动机构）。另外一路为每4小时润滑一次（其它）。该系统主要由油泵、油箱、换向阀、干油分配器和连接管线组成。 4．4 电控系统 就地控制通过就地控制箱。自动和远程手动控制通过控制台和模拟盘或控制站上的PLC，CRT显示。PLC用于顺序控制和布料。
毕业设计<论文）开题报告 题目：刨床工作台液压系统设计 及液压缸结构确定 系部：自动化工程系 专业：机电一体化 姓名： 学号： 指导教师： 时间：2018年10月13日
一．文献综述 1．课题来源：指导老师 2．选题依据,背景情况 液压传动元件以其功率大,安装布置简便,易于控制,操作方便舒适,故障率低,便于维护等优点,非常适用于结构形态多变,工作条件恶劣地机械地应用.几十年来,液压技术不仅在农机,机床,工程机械,建筑机械,航天航空设备等得到越来越多地应用,而且形成了庞大地市场.全世界液压元件市场销售额已超过二百亿一,我国液压行业产值已近八十亿人民币.按其重要程度计算,在国外发达国家,农机用液压元件市场份额始终属于前五名,我国农机用液压元件需求量在四百万件以上,在国内各行业中,数量最多.进入二十一世纪,液压技术在农机上地应用,呈现出快速发展地势头.b5E2RGbCAP 液压传动技术不仅用于传统地机械操作,助力装置,也用于机械地模拟加工,转速控制,发动机燃料进给控制,以及车辆动力转向,主动悬挂装置和制动系统,同时也扩展到航空航天和海洋作业等领域.p1EanqFDPw 在新世纪中,我国液压机械行业将有明显地进步,液压技术在农机上地应用将显出强大地生命力,包括拖拉机联合收割机电液自动化作业检测技术和控制技术.DXDiTa9E3d 3.国内外研究现状,发展动态 液压油缸是基于以密闭容器中地静压力传递力和功率这一原理实现工作目地地.目前以其可实现大范围地无极调速,体积小,质量轻,结
构紧凑,惯性小,易于实现自动化,过载保护以及良好地标准化,系列化,通用化等特点,广泛应用于工程领域.当前正继续向着以下几个方面发展：RTCrpUDGiT （1）节能 近年来,由于世界能源地紧缺,各国都把液压传动地节能问题作为液压技术发展地重要课题. （2）与微电子,计算机技术地结合 随着微电子,计算机技术地发展,出现了各种数字阀和数字泵. （3）运行地可靠性 液压元件地设计中,研究工作地广泛开展,以及新材料,新工艺地发展等,使得运行地可靠性得以实现,使得液压元件地寿命得到提高.5PCzVD7HxA （4）高度集成化 机,电,液于一体地高度集成化. （5）高压,低噪音,提高密闭性等 4.主要参考文献 液压传动设计手册 机械设计手册液压分册 机械制造装备设计 机械设计师手册 机械工程材料 机械制造装备设计
液压与气压传动课程设计任务书 系别机械与汽车工程学院 专业机械制造设计及其自动化 班级机制0811 姓名严磊 学号2010516007 指导老师邬国秀
目录 一、设计题目 (3) 二、负载分析 (3) 2.1 负载与运动分析 (3) 2.2负载动力分析 (3) 2.3负载图与运动图的绘制 (3) 三、设计方案拟定 (5) 3.1 液压系统图的拟定 (5) 3.2液压系统原理图 (5) 3.3 液压缸的设计 (6) 四、主要参数计算 (7) 4.1 初选液压缸工作压力 (8) 4.2 计算液压缸主要尺寸 (9) 4.3 活塞杆稳定性校核 (9) 4.4 计算循环中各个工作阶段的液压缸压力，流量和功率 (9) 五、液压元件选择 (11) 5.1 确定液压泵的型号及电动机功率 (11) 5.2 选择阀类元件及辅助元件 (12) 5.3液压系统原理图上部分阀类功能.............................. 六、液压系统性能验算 (13) 6.1 验算系统压力损失 (13) 6.2 验算系统发热与温升 (15) 七、小结 (15) 八、参考文献 (16)
一、设计题目 题目：设计一台上料机液压系统，要求驱动它的液压传动系统完成快速上升→慢速上升→停留→快速下降的工作循环。其结构示意图如图1所示。其垂直上升工作的重力为N 5000，滑台的重量为N 1000，快速上升的行程为mm 350，其最小速度为s mm /45≥;慢速上升行程为mm 100，其最小速度为s mm /8；快速下降行程为mm 450，速度要求s mm /55≥。滑台采用V 型导轨，其导轨面的夹角为 ?90，滑台与导轨的最大间隙为mm 2，启动加速与减速时间均为s 5.0，液压缸的机械效率（考虑密封阻力）为0.91。 上料机示意图如下：
溢流阀在液压系统中起着控制压力的作用，如果出现故障，将会影响整个系统的稳定性、可靠性、运动粘度及正常工作。因此，对溢流阀出现的故障应引起足够重视，现介绍几种常见故障及维修方法。 1 ．系统压力升不高 ( 1 )溢流阀主阀芯锥面密封差产生的原因有：①主阀芯锥面磨损或不圆。②阀座锥面磨损或不圆。③锥面处有脏物粘住。④主阀芯锥面与阀座锥面不同心。⑤主阀苍工作时有别劲现象，使阀芯与阀座配合不严密。⑥主阀压盖处有泄漏( 如密封垫损坏，装配不良，压盖螺钉有松动等) 。 ( 2 )先导阀故障调压弹簧弯曲或太弱、太短。锥阀与阀座结台处密封差( 如锥阀与阀座磨损，锥阀接触面不圆，接触面太宽容易进^脏物或被胶质粘住) 。 ( 3 )远控口电磁阀故障电磁阀常闭位置时内泄严重；阀口处阀体与滑阀磨损严重；滑阀换向未达到最终位置，造成油封长度不足；远控口管接头处有外泄漏维护方法：清洗、修配阀芯与阅座．使之密封良好，必要时更换溢流阀，消除外泄漏。 2．压力波动、不稳定、不规则的压力变化原因：油液中有微小灰尘，使主阀芯滑动不灵活，有时会使阀卡住，产生不规则的压力变化，或者主阀芯时堵时通。不顺畅。其次是主阀芯阀面与阀座锥面接触不良，磨损不均。阻尼L 径太大，阻尼作用差。先导阀调整弹簧弯曲锥阀与锥阀座接触不好、磨损不均。调节压力的螺钉由于锁紧螺母松动而使压力变动。 维护方法：无论是新旧机床的液压系统，在使用前和维修后，油箱和管路都要进行清洗，进入系统的液压油要过滤；阀类要拆卸清洗，修配或更换不合格的零件或整个阀，适当减小阻尼孔径。 3．压力完全加不上去 ( 1 )主阀故障由于主阀芯阻尼孔被堵，主阀芯在开启位置卡住卡死．主阀芯复位弹簧折断或弯曲，使主阀芯不能复位一维护方法：清洗阻尼孔，使之畅通；油液过滤或更换；拆开检修，重新装配，更换折断或弯曲的弹簧；阀盖紧固螺钉拧紧力要均匀。 ( 2 )先导阀的故障调压弹簧折断或未装入，锥阀或钢球未装，锥阀碎裂维护方法：更换或补装零件，使之正常工作。 ( 3 )远控口电磁阀故障电磁阀未通电( 常开)或滑阀卡死。维护方法：检查线路，接通电源，检修，更换零件。 ( 4 )装错进出油口装错了，要纠正过来。 ( 5 )液压泵故障滑动表面问间隙过大；叶片泵的太多数叶片在转子槽内卡死；叶片和转子方向装反。维护方法：修配间隙，清洗、纠正装错方向。 4．压力突然升高 ( 1 )主闽故障主阀芯工作不灵敏，在关闭状态突然卡死( 如零件加工精度低，装配质量差，油液中杂质多等) 。 ( 2 )先导闻故障先导阀阀芯与阀座结合面被粘住、脱不开；调压弹簧弯曲、别劲。维护方法：清洗、修配、更换溢流阈。 5 ．压力突然下降
液压与气压传动 课程设计 姓名：廖聪
学号：27 层次：本科 专业：机械电子工程 班级：15机电2班 指导教师：刘方方 2017年12月 目录 任务书 (1) 一、明确系统设计的要求，进行工况分析 (2) 明确系统设计的要求 (2) 分析液压系统工况 (2) 二、确定液压缸主要参数 (6) 初选液压缸的工作压力 (6) 计算液压缸主要参数 (6) 各工作阶段的时间计算 (7) 计算液压缸流量、压力和功率 (8)
绘制液压缸的工况图 (9) 三、液压系统图的拟定 (10) 液压系统的拟定 (10) 拟定液压系统原理图 (11) 四、计算与选择液压元件 (12) 确定液压泵的型号及电动机功率 (12) 选择阀类元件及辅助元件 (13) 五、验算液压系统的主要性能 (15) 压力损失验算 (15) 液压系统的发热和温升验算 (18) 参考文献 (19) 设计心得 (20)
任务书 设计一台上料机液压系统，要求该系统完成：快速上升——慢速上升（可调速）——快速下降——下位停止的半自动循环。采用90°V型导轨，垂直于导轨的压紧力为60N，启动、制动时间均为，液压缸的机械效率为。设计原始数据如下表所示。 滑台 自重 （N） 工件 自重 （N） 快速上升 速度 （mm/s） 快速上 升行程 （mm） 慢速上升 速度 （mm/s） 慢速上 升行程 （mm） 快速下降 速度 （mm/s） 快速下 降行程 （mm）800450040350≤1010045400 请完成以下工作： 1、进行工况分析，绘制工况图。 2、拟定液压系统原理图（A4）。 3、计算液压系统，选择合适的液压元件。 4、编写液压课程设计说明书。 上料机示意图如下： 图1 上料机示意图
液压传动课程设计 题目：上料机液压系统设计 院系：物理与机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：2011 级机械（1）班 姓名：卫世军 学号：2011043511 指导老师：张雪华 起止日期：2013 年5 月20 日—5 月24 日 摘要 现代机械一般多是机械、电气、液压三者紧密联系，结合的一个综合体。液压传动与机械传动、电气传动并列为三大传统形式，液压传动系统的设计在现代
机械的设计工作中占有重要的地位。因此，《液压传动》课程是工科机械类各专业 都开设的一门重要课程。它既是一门理论课，也与生产实际有着密切的联系。为 了学好这样一门重要课程，除了在教学中系统讲授以外，还应设置课程设计教学 环节，使学生理论联系实际，掌握液压传动系统设计的技能和方法。 液压传动课程设计的目的主要有以下几点： 1、综合运用液压传动课程及其他有关先修课程的理论知识和生产实际只是，进行液压传动设计实践，是理论知识和生产实践机密结合起来，从而使这些 知识得到进一步的巩固、加深提高和扩展。 2、在设计实践中学习和掌握通用液压元件，尤其是各类标准元件的选用 原则和回路的组合方法，培养设计技能，提高学生分析和嫁接生产实际问题的能 力，为今后的设计工作打下良好的基础。 3、通过设计，在计算、绘图、运用和熟悉设计资料（包括设计手册、产品样 本、标准和规范）以及进行估算方面得到实际训练。 液压课程设计题目及上料机示意图 题目:设计一台上料机液压系统：要求工作循环为快速上升——慢速上升—— 停留——快速下降。工件的重量为630KG,滑台的重量为118KG，快速上升速度要求≥43mm/s；慢速上升要求≥8mm/s;快速下降速度要求≥58mm/s;滑台采用V 形导轨，导轨面的夹角为90 度，滑台与导轨的最大间隙为2mm,起动加速与减速时间均为0.5s，液压缸的机械效率为0.91（考虑密封阻力）。 上料机示意图
实用文档 液压与气压传动课程设计任务书 系别机械与汽车工程学院专业机械制造设计及其自动化班级机制0811 姓名严磊 学号2010516007 指导老师邬国秀
实用文档 目录一、设计题目............................................. . (3) 二、负载分析............................................. . (3) 2.1 负载与运动分 析............................................ .. 3 2.2 负载动力分析.......................................... (3) 2.3 负载图与运动图的绘制 (3) 三、设计方案拟定 (5) 3.1 液压系统图的拟定 (5) 3.2 液压系统原理 图......................................... . 5 3.3 液压缸的设计.......................................... (6) 四、主要参数计算................................................. ...7 4.1 初选液压缸工作压力 (8) 4.2 计算液压缸主要尺寸 (9) 4.3 活塞杆稳定性校核 (9) 4.4 计算循环中各个工作阶段的液压缸压力，流量和功率............... ...9 五、液压元件选择................................................. ..11 5.1 确定液压泵的型号及电动机功率 (11) 5.2 选择阀类元件及辅助元件 (12) 5.3 液压系统原理图上部分阀类功能...................................................................... ... 13 六、液压系统性能验算 6.1 验算系统压力损失 (13) 6.2 验算系统发热与温升 (15)
液压控制阀的分类及作用 液压控制阀是液压系统中控制油液方向、压力和流量的元件。借助于这些阀，便能对执行元件的启动、停止、方向、速度、动作顺序和克服负载的能力进行控制与调节，使各类液压机械都能按要求协调地进行工作。 液压阀的分类 A【按用途分】 液压阀可分为方向控制阀（如单向阀和换向阀）、压力控制阀（如溢流阀、减压阀和顺序阀等)和流量控制阀（如节流阀和调速阀等）。这三类阀还可根据需要相互组合成为组合阀，如单向川页序阀、单向节流阀、电磁溢流阀等，使得其结构紧凑，连接简单，并提高了效率。 B【按工作原理分】 液压阀可分为开关阀（或通断阀）、伺服阀、比例阀和逻辑阀。开关阀调定后只能在调定状态下工作，本章将重点介绍这一使用最为普遍的阀类。伺服阀和比例阀能根据输入信号连续地或按比例的控制系统的数据。逻辑阀则按预先编制的逻辑程序控制执行元件的动作。 C【按安装连接形式分】 按安装连接形式，液压阀可分为： (1)螺丝式（管式)安装连接。阀的油口用螺丝管接头和管道及其他元件连接，并由此固定在管路上。这种方式适用于简单液压系统。 (2)螺旋式安装连接。阀的各油口均布置在同一安装面上，并用螺丝固定在与阀有对应油口的连接板上，再用管接头和管道与其他元件连接；或者把这几个阀用螺丝固定在一个集成块 的不同侧面上，在集成块上打孔，沟通各阀组成回路。由于拆卸阀时无需拆卸与之相连的其他元件，故这种安装连接方式应用较广。 (3)叠加式安装连接。阀的上下面为连接结合面，各油口分别在这两个面上，且同规格阀的油口连接尺寸相同。每个阀除其自身的功能外，还起油路通道的作用，阀相互叠装便成回路，无需管道连接，故结构紧凑，阻力损失很小。 (4)法兰式安装连接。和螺丝式连接相似，只是法兰式代替螺丝管接头。用于通径！32_
高炉炉顶料流调节阀液压系统设计 杨培俊1，赵刚1，张明银2 (1．马钢第二炼铁总厂；2．马钢张庄矿业公司；马鞍山24300) 摘要：介绍了马钢2500m3高炉炉顸料流调节阀液压系统的设计方案，使用结果表明采用比例阀的料流调节阀液压系统工作正常，故障率低，满足了生产要求。 关键词：料流阀；液压系统；比例换向阀；比例放大器 1 概述 马钢2500m3高炉炉顶采用串罐无料钟装料设备，布料方式以多环布料为主，还可实现单环布料、定点布料和扇形布料，采用了料流调节阀加布料溜槽的控制方式来实现炉内的精确布料。料流调节阀的两个半球形料闸由一个液压缸驱动，可根据所需的料流量增大或缩小料口的直径。料闸开口直径750mm，最大开口角度为63°，料流阀最大开启速度15°／s，全开启时间为6s，完全关闭时间为4s。在炉顶布料控制中下料罐料流调节阀的开度(γ角)的控制至关重要，因为只有γ角控制得精确才能有效地控制好料流量，进而更准确地控制好布料厚度、环数及布料的起点和终点。 2 选用电液比例系统控制料流调节阀 液压比例系统即有推力大、动作速度快的特点，又能最大限度地消除系统压力变化对推力的影响，减小对机械系统的冲击，同时又能把控制精度大幅提高。基于以上情况，在马钢2500m3高炉上采用了电液比例控制系统来控制料流调节阀，获得了理想的效果。 2．1电液比例阀的特点 比例阀是一种输出量与输入信号成比例的液压阀。既与输入电信号成比例的输出量是阀芯的位移或流量，并且该输出量随着输入电信号的极性变化而改变运动方向，本质上是一个方向流量控制阀，其特点是： (1)能实现自动控制、远程控制和程序控制。 (2)能把电气控制的快速、灵活等优点与液压传动功率大等优点结合起来。 (3)能连续、按比例地控制执行元件的力、速度和方向，并能防止压力或速度变化及换向时的冲击现象。 (4)简化了系统，减少了元件。 (5)制造简便，价格比伺服阀低廉，但比普通液压阀高。由于在输入信号与比例阀之间需设置直流比例放大器，相应增加了投资费用。 (6)使用条件、保养和维护与普通液压阀相同，抗污染性能好。 (7)具有优良的静态性能和适当的动态性能，动态性能虽比伺服阀低，但可以满足一般工业控制的要求。 2．2工作原理 液压比例系统的工作原理如图1所示。
液压传动课程设计说明书 上料机液压系统设计 学院： 专业： 姓名：姓名：姓名：指导老师：学号： 学号： 学号： 职称：讲师 成绩： 二○一四年六月
课程设计（论文）指导教师成绩评定表 目录 绪论.............................................................................................. 错误！未定义书签。
液压传动课程设计任务分析...................................................... 错误！未定义书签。 1.课程设计目的................................................................... 错误！未定义书签。 2.课程设计题目.................................................................... 错误！未定义书签。 3.机构运动分析.................................................................... 错误！未定义书签。 一、工况分析.............................................................................. 错误！未定义书签。 1.1工作负载计算................................................................. 错误！未定义书签。 1.2时间计算........................................................................ 错误！未定义书签。 1.3绘制F-t图和v-t图.................................................... 错误！未定义书签。 二、液压缸主要参数的确定...................................................... 错误！未定义书签。 2.1初定液压缸的工作压力................................................ 错误！未定义书签。 2.2计算液压缸尺寸............................................................ 错误！未定义书签。 2.3液压缸压力、流量和功率计算.................................... 错误！未定义书签。 三、液压系统原理图的拟定...................................................... 错误！未定义书签。 3.1 供油方式....................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 调速回路....................................................................... 错误！未定义书签。 3.3 速度换接回路............................................................... 错误！未定义书签。 3.4 平衡及锁紧................................................................... 错误！未定义书签。 3.5中位机能........................................................................ 错误！未定义书签。 3.6液压系统工作过程分析................................................ 错误！未定义书签。 四、液压元件的选择.................................................................. 错误！未定义书签。 4.1液压泵型号和电机的选择........................................... 错误！未定义书签。 4.2辅助元件的选择............................................................ 错误！未定义书签。 4.3确定管道尺寸................................................................ 错误！未定义书签。 4.4确定油箱容积................................................................ 错误！未定义书签。 五、液压系统性能验算.............................................................. 错误！未定义书签。 5.1回路压力损失验算........................................................ 错误！未定义书签。 5.2油液温升验算................................................................ 错误！未定义书签。 六、液压缸结构设计.................................................................. 错误！未定义书签。 6.1液压缸设计需要注意的事项........................................ 错误！未定义书签。 6.2液压缸结构设计............................................................ 错误！未定义书签。 6.3强度校核........................................................................ 错误！未定义书签。 6.4液压缸主要零件的材料和技术要求............................ 错误！未定义书签。 七、总结与展望.......................................................................... 错误！未定义书签。 绪论
1.镔鑫特钢1#高炉液压系统共有4个液压系统和一个润滑系统—炉顶润滑系统。1#高炉4个液压系统分别为:1个炉顶液压系统;1个热风炉液压系统和2个炉前液压系统,所有液压、润滑系统中间配管的管道材质均为20#钢的无缝钢管,液压系统施工工序主要包括液压站、系统管路酸洗、配管及油冲洗,液压站设备调试,液压站系统调试及配合液压执行元件试车等。 炉前液压系统主要用来控制左右泥炮、开铁口机的动作,炉前液压系统主要包括液压站、系统管路及泥炮、开铁口机。液压站分别位于出铁场平台上,站内设备由液压泵、油箱和阀台组组成,液压站设备为设备厂家成套提供。站外系统配管为：Φ28*4无缝钢管约400m，Φ34*5无缝钢管约150m。 炉顶液压系统主要用来控制炉顶设备液压缸及炉顶均压阀、放散阀的液压缸的相关动作，炉顶液压系统主要包括液压站、系统管路及液压执行元件。液压站布置在高炉主卷扬机室，站内设备由液压泵、油箱、蓄能器和阀台组组成，液压站设备为设备厂家成套提供。站外系统配管为：Φ22*3无缝钢管约1300m。 炉顶甘油系统主要为上、下密封箱、料闸、气密箱及柱塞阀提供甘油润滑，炉顶甘油系统主要包括甘油站、系统管路及机体配管，甘油站为设备厂家成套提供，设备机体配管为设备厂家出厂前已配完。站外系统配管只需配到设备机体配管的分配器上即可，站外系统配管为：Φ18*3无缝钢管约250m。 热风炉液压系统主要用来控制热风炉区各阀门的动作，热风炉液压系统控制的阀门有：热风阀3台、燃烧阀3台、倒流休风阀1台、混风切断阀1台，煤气切断阀3台、空气切断阀3台、冷风阀3台、烟道阀3台、废气阀3台等，热风炉液压系统主要包括液压站、系统管路及阀门。热风炉液压站设备位于热风炉西侧液压站房内，站内设备由液压泵、油箱、蓄能器和阀台组组成，液压站设备为设备厂家成套提供。站外系统配管为：Φ28*3无缝钢管约7000m。 2.工程特点 （1）施工管道线路长，液压系统数量多，施工工期短。 （2）施工工序复杂，施工质量要求高。 （3）管道大多高空作业，且立体交叉作业，存在较多事故隐患。 （4）液压油属易燃物，液压系统压力高，存在较多安全隐患。
液压与气压传动 课程设计 姓 名：廖聪
学 号：27 层 次：本科 专 业：机械电子工程 班 级：15机电2班 指导 教师：刘方方 2017年12月 目录 任务书 (1) 一、明确系统设计的要求，进行工况分析 (3) 明确系统设计的要求 (3) 分析液压系统工况 (3) 二、确定液压缸主要参数 (7)
初选液压缸的工作压力 (7) 计算液压缸主要参数 (7) 各工作阶段的时间计算 (8) 计算液压缸流量、压力和功率 (9) 绘制液压缸的工况图 (10) 三、液压系统图的拟定 (11) 液压系统的拟定 (11) 拟定液压系统原理图 (12) 四、计算与选择液压元件 (14) 确定液压泵的型号及电动机功率 (14) 选择阀类元件及辅助元件 (15) 五、验算液压系统的主要性能 (17) 压力损失验算 (17) 液压系统的发热和温升验算 (19) 参考文献 (21) 设计心得 (22)
任务书 设计一台上料机液压系统，要求该系统完成：快速上升——慢速上升（可调速）——快速下降——下位停止的半自动循环。采用90°V型导轨，垂直于导轨的压紧力为60N，启动、制动时间均为，液压缸的机械效率为。设计原始数据如下表所示。 请完成以下工作： 1、进行工况分析，绘制工况图。 2、拟定液压系统原理图（A4）。 3、计算液压系统，选择合适的液压元件。 4、编写液压课程设计说明书。 上料机示意图如下：
图1 上料机示意图
一、明确系统设计的要求，进行工况分析 明确系统设计的要求 上料机是由通用部件和部分专用部件组成的高效、专用、自动化程度较高的机器。机器将材料从低的位置运到高的位置，当材料取走后按下按钮，机器从高的位置回到低的位置。实现沿垂直向方向的“快速上升——慢速上升（可调速）——快速下降——下位停止”的半自动循环。工作循环拟采用液压传动方式来实现。故拟选定液压缸作执行机构。 分析液压系统工况 1）运动分析 根据各执行在一个工作循环内各阶段的速度，绘制其循环图，如图所示： 图上料机动作循环图 2）负载分析 a）工作负载： b）摩擦负载：，由于工件为垂直起开，所以垂直作用于导航的载荷可由间隙和结构尺寸，可知，取, , V型角，一般为90°，则
摘要 现代机械一般多是机械、电气、液压三者紧密联系，结合的一个综合体。液压传动与机械传动、电气传动并列为三大传统形式，液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位。因此，《液压传动》课程是工科机械类各专业都开设的一门重要课程。它既是一门理论课，也与生产实际有着密切的联系。为了学好这样一门重要课程，除了在教学中系统讲授以外，还应设置课程设计教学环节，使学生理论联系实际，掌握液压传动系统设计的技能和方法。 液压传动课程设计的目的主要有以下几点： 1、综合运用液压传动课程及其他有关先修课程的理论知识和生产实际只是，进行液压传动设计实践，是理论知识和生产实践机密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深提高和扩展。 2、在设计实践中学习和掌握通用液压元件，尤其是各类标准元件的选用原则和回路的组合方法，培养设计技能，提高学生分析和嫁接生产实际问题的能力，为今后的设计工作打下良好的基础。 3、通过设计，学生应在计算、绘图、运用和熟悉设计资料（包括设计手册、产品样本、标准和规范）以及进行估算方面得到实际训练。
目录 1任务分析 (1) 1.1系统机构的主要构成 (1) 2方案选择 (2) 2.1方案的拟定 (2) 2.2方案的确定 (2) 3总体设计 (3) 3.1 负载分析 (3) 3.1.1工作负载 (3) 3.1.2摩擦负载 (3) 3.1.3 惯性负载 (3) 3.2 速度负载图 (4) 3.3主要参数的确定 (5) 3.3.1工作压力 (5) 3.3.2 液压缸尺寸 (5) 3.3.3 活塞杆稳定性 (5) 3.3.4 液压缸最大流量 (5) 3.3.5 工况图 (6) 3.3.6 其他参数 (7) 3.4 液压系统图的拟订 (8) 3.5 液压元件的选择 (10) 3.5.1液压泵和电机的选择 (10) 3.5.2 阀类元件及辅助元件的选择 (10) 3.6液压系统性能的验算 (12) 3.6.1压力损失的确定 (12) 3.6.2 系统的发热与温升 (14) 参考文献 (15)
液压系统在高炉上的应用 摘要：本文结合M钢铁厂的生产实际状况，如炉前液压炮系统在开炉时出现堵口困难或能力不足等问题，对钢铁厂的正常生产产生了较大的影响。在参照以往使用的液压炮经验，介绍液压系统的工作原理和特点，对该钢铁厂的液压系统进行了一定的改进和完善，使其满足钢铁厂生产工作的需要。 关键词：高炉液压系统应用液压炮 在当前各大钢铁厂的炼铁设备水平不断提升的形势下，液压转动和其功率的密度较大，在钢铁厂高炉中应用液压系统，可以使高炉在运行过程中更为平稳，实现较大范围的无极调速，从而提升钢铁厂生产工作的效率。本文以M钢铁厂为例，选取其新建的1750m？高炉为研究对象，对其中液压系统的应用状况加以分析。该高炉存在的问题如下：高炉泥炮经过铁沟时速度过慢，引起泥炮外漏的现象；泥炮在回转时产生不稳定的现象；堵口困难和能力不足情况。针对其中出现的一些问题，结合液压系统特点和M钢铁厂高炉生产特点对其加以改进，取得了良好的效果。 一、液压系统技术概述 液压系统中的液控单向阀能够有效控制系统动作打泥或转炮动作保压的问题，在进行工作时，要将工况的保压数据控制在30mm内，且应力变化不能大于5MPa。液压系统通过对压强的改变使其作用力得到预期的增大，通常，液压系统主要包括控制系统、动力系统、执行系统、辅助系统以及液压油等部分。总体来说，液压系统的结构可分为信号控制部分与液压动力部分组成。 二、高炉中存在的问题 该钢铁厂的1750m3高炉在投入使用初期存在着较多的问题，具体如下： 第一，液压泥炮质量过大，回转速度较快，其行程长且回转油缸活塞的直径也较大，达到了30cm以上。由于液压系统中所需流量较大，使用普通的手动液压换向阀很难对其加以有效的控制，无法将铁口堵住，使设备被烧坏，从而引起高炉休风的现象，需要采取相应的改进措施加以解决。 第二，高炉液压泵站与泥炮位置、泥炮操作室距离过远。连接高炉液压泵站和泥炮操作室的管线较长，且液压系统流量较大，管道内部液体流速很快，容易导致其产生较大的阻力损失。 第三，高炉液压系统在保压过程中，出现液控单向阀不保压的现象，致使高炉压力迅速降低，容易出现跑泥或退炮的情况，影响到高炉的正常运行状态。 三、高炉中存在的问题分析
高炉炉顶液压控制系统适应性改造探讨 本文通过分析莱钢股份炼铁厂3#750m3高炉炉顶顶采用PW紧凑型串罐式无料钟炉顶,研究高爐炉顶液压控制系统适应性改造,以提高高炉炉顶液压控制系统运行稳定性。 标签：液压故障改进系统校核 0 引言 3#750m3高炉炉顶采用PW紧凑型串罐式无料钟炉顶,由一套液压控制系统实现炉顶上料柱塞阀、上密封阀、料流调节阀、下密封阀、均压阀以及均压放散阀的开关动作,完成高炉装料作业。由于生产节奏的加快,高炉利用系数提高,该系统在工作过程中出现的液压故障严重制约了高炉的稳定生产。通过对其增加备用控制系统,以及柱塞阀油缸适应性改造,液压系统的重新校核验算及优化完善,来提高液压系统的运行稳定性。 1 炉顶液压系统实际应用中的缺点 炉顶液压系统在实际应用中,暴露出诸多问题,故障排查时间长,影响炉顶设备的正常运行,造成高炉控风作业甚或休风,严重制约了高炉生产的稳定运行。液压系统运行中,常发生以下故障: 1.1 料流调节阀液控单向阀阀芯断裂故障; 1.2 液压控制系统电磁阀换向阀线圈烧损故障; 1.3 上下密节流阀阀芯弹簧失效故障,节流阀阀芯断裂故障; 1.4 柱塞阀多次打不开或关闭动作慢故障等。其中柱塞阀打不开故障表现的相当突出,自2006年以来共计有36次打不开故障。 2 高炉炉顶液压控制系统改进过程 液压系统故障均表现在阀组在线使用时,故障排查时间是制约生产的关键因素,因此需要考虑如何实现阀组的离线检修而不影响生产;柱塞阀故障表现尤为突出,高炉强化冶炼后,生产节奏加快,料批重量增加,柱塞阀油缸提升能力受限,需要增大其提升能力。在炉顶30m液压站增加一套备用控制阀台,满足高效生产组织要求。备用阀台液压阀选用在线使用原控制阀台阀类规格型号,保证备件的统一性、互换性,便于备件管理和减少备件储存量。炉顶液压控制阀台一用一备,可实现故障状态下的快速切换,满足高炉炉顶正常装料要求,同时为故障排查赢得了时间。
起重运输机械设计与制造专业《液压传动》课程设计说明书 班级：起机202 学号： 100125230 姓名：费墨斯
一、液压传动课程设计的目的 1、巩固和深化已学的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤。 2、锻炼机械制图，结构设计和工程运算能力。 4、提高学生使用计算机绘图软件（如AUTOCAD、PRO/E等）进行实际工程设计的能力。 二、液压课程设计题目 题目（二）设计一台上料机液压系统，要求该系统完成：快速上升——慢速上升（可调速）——快速下降——下位停止的半自动循环。采用900V型导轨，垂直于导轨的压紧力为60N，启动、制动时间均为0.5s，液压缸的机械效率为0.9。设计原始数据如下表所示。 试完成以下工作： 1、进行工况分析，绘制工况图。 2、拟定液压系统原理图（A3）。 3、计算液压系统，选择标准液压元件。 4、绘制液压缸装配图（A1）。 5、编写液压课程设计说明书。 上料机示意图如下： 图2 上料机示意图 数 参据 数 数据 I II III IV V√ 滑台自重（N）800 1000 1200 1400 1600 工件自重（N）4500 5000 5500 5800 6000 快速上升速度（mm/s）40 45 50 55 60 快速上升行程（mm）350 350 400 420 450 慢速上升速度（mm/s）≤10 ≤13 ≤16 ≤18 ≤20 慢速上升行程（mm）100 100 100 100 100 快速下降速度（mm/s）45 55 55 60 65 快速下降行程（mm）400 450 500 550 600
目录 一．工况分析 (2) 二．负载和速度图的绘制 (4) 三．液压缸主要参数的确定 (5) 四．液压系统的拟定 (7) 五．液压元件的选择 (9) 六．液压缸的设计及装配图的绘制 (11) 七．致谢 (16) 八. 参考文献 (17)