650五机架冷连轧机液压压上系统设计

五机架冷连轧机轧辊冷却控制系统及改进意见
王保元
【期刊名称】《武钢技术》
【年(卷),期】1992()5
【摘要】1 前言板形(包括横向板凸度和纵向平直度)是带钢质量的重要指标。

不断提高板形质量,既是满足用户需要的长期努力方向,也是轧机自身及后步工序(退火,
连续热镀锌、彩色涂层等)正常运行及降低消耗的关键所在,对宽带钢轧机尤其如此。

武钢一米七冷连轧机是国内首家投产的现代宽带钢冷连轧机。

该机虽是70年代从西德引进的技术水平较高的现代化轧机,但在板形控制技术方面比较薄弱。

【总页数】3页(P26-28)
【关键词】冷连轧机;轧辊;冷却装置;改造
【作者】王保元
【作者单位】武汉钢铁公司设计院
【正文语种】中文
【中图分类】TG333.72
【相关文献】
1.鞍钢1450 mm五机架冷连轧机过程控制系统 [J], 李红雨;宋君;王奎越;曹忠华;
李志锋;金耀辉
2.窄带钢五机架冷连轧机电气控制系统 [J], 郝俊强;李永思;郑京生
3.VIPA 300S系列PLC在窄带钢五机架冷连轧机电气控制系统中的应用 [J], 郑京
生;
4.1420mm冷连轧机五机架轧辊不平衡动态仿真 [J], 汪冰;禹营;韩庆大
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液压机液压传动与控制系统设计手册【实用版】目录一、液压机的概述二、液压传动系统的设计1.液压元件的选择2.液压传动系统的原理图设计3.液压传动系统的性能分析三、控制系统的设计1.控制系统的组成2.控制策略的选择3.控制系统的实现四、液压机液压传动与控制系统的实际应用正文一、液压机的概述液压机是一种利用液体压力来传递动力的机械设备，其主要由液压元件、液压传动系统以及控制系统组成。

液压机的工作原理是利用液压油的压力来驱动液压缸，从而实现机械的运动。

液压机的应用广泛，主要用于锻造、冲压、拉伸等工艺过程。

二、液压传动系统的设计1.液压元件的选择液压元件是液压传动系统的核心部分，主要包括液压泵、液压阀、液压缸等。

液压元件的选择主要根据液压机的工作要求、工作环境和液压油的性质来确定。

2.液压传动系统的原理图设计液压传动系统的原理图设计是液压传动系统设计的重要环节。

原理图设计主要包括液压泵、液压阀、液压缸的连接方式和顺序，以及液压油的流动方向和压力分布。

3.液压传动系统的性能分析液压传动系统的性能分析主要包括液压传动系统的工作压力、流量、效率和稳定性等。

通过对液压传动系统的性能分析，可以确保液压传动系统的正常工作和长期稳定性。

三、控制系统的设计1.控制系统的组成控制系统主要由控制器、传感器和执行器组成。

控制器是控制系统的核心部分，主要负责控制液压传动系统的工作。

传感器是控制系统的输入部分，主要用于检测液压传动系统的工作状态。

执行器是控制系统的输出部分，主要用于控制液压传动系统的工作。

2.控制策略的选择控制策略的选择是控制系统设计的重要环节。

控制策略的选择主要根据液压机的工作要求、工作环境和液压油的性质来确定。

常用的控制策略包括比例 - 积分 - 微分控制（PID 控制）、模糊控制和神经网络控制等。

3.控制系统的实现控制系统的实现主要包括控制器程序的设计和执行器的控制。

控制器程序的设计主要采用 MATLAB 仿真软件进行，通过仿真可以验证控制器程序的正确性和有效性。

河钢唐钢冷轧部酸轧液压系统改造在钢铁市场竞争日趋激烈的形势下，为了降低河钢唐钢酸轧生产线液压故障时间及液压油消耗，创新思想、用新办法、新途径解决问题，降低设备运行成本，提升运行效率。

阐述影响河钢唐钢酸轧生产线液压系统运行稳定性的原因并实施改进，达到降低液压故障时间、减少液压油消耗、改善现场环境的目的，为生产线稳定运行提供有力保证。

标签：液压系统；改型、减压阀、控制方式、在线监测2003年河钢唐钢冷轧部酸轧生产线开始筹建，设计年产量220万吨，近年来产量不断升高，2016年产量高达242万吨。

自投产使用至今，虽然先后实施过一些液压设备改造及优化，但是目前仍然存在个别液压设备运行不稳定，制约整体生产节奏。

1 制约生产的液压因素酸轧生产线酸洗段液压运行相对稳定，五连轧故障比较多，归纳起来有以下五个方面：1、酸洗焊机主回油管道振动强烈，主回油管道法兰处焊口经常开焊。

2、五连轧出口挡块销子压力大，销子使用寿命短。

3、五连轧坝辊液压胶管在发生机架内部断带时，容易收到带钢挤压，影响使用寿命。

4、五连轧支撑辊锁紧系统液压控制方式存在泄漏不易发现的隐患。

5、五连轧中、高压液压系统缺少液位在线监测，只有液位低至报警时才会显示报警。

2 改进方案2.1 酸洗焊机主回油管道单向阀改型酸洗焊机主回油管道为碳钢管，主回油管道上安装1个单向阀起到背压的作用，但是单向阀原设计阀芯动作方向与管道油液流动方向垂直，导致系统回油时管道振动强烈。

由于主回油管道通过法兰与油箱顶部连接，油液流回油箱，强烈的振动多次引起油箱底部法兰开焊，液压油沿着开焊的法兰口漏油，虽采取过将单向阀后的碳钢管改为软管，起到消除振动的作用，但是振动没有得到有效改善，主回油管道仍然平均2个月进行焊口补焊。

采取措施：更改单向阀型式，重新选择阀芯动作方向与管道油液流动方向一致的单向阀替换原有单向阀。

改造后，焊机主回油管道振动得到有效控制，基本消除油箱顶部法兰开焊的隐患。

1450mm冷轧机液压压下（或压上）简介一、系统概述；原理和功能简述如下:液压压下（或压上）由双电液伺服阀组成的电液伺服系统。

该系统的动态性能良好。

通过小试验轧机液压压下试验开发，又经冷轧带钢厂工业性试验获得成功后，作为产品，先后在40多套黑色和有色金属冷轧机上应用，有四辊轧机，HC轧机，多辊轧机，连轧机，平整机等。

电气系统选用西门子的S7400系列PLC，及SIMADYN D的FM458功能模块研制开发而成。

位置，压力，厚度PID调节都在功能模块FM458中实现。

系统响应快，稳定。

故装置都是经过实践和考核过的可靠的成熟的产品。

二、系统的功能及特点；1、双阀工作及双阀工作次序的切换；压下（压上）的每个油缸由二个电液伺服阀供油控制。

二个伺服阀控制其分先后导通，即在调节过程中，只须小流量时，仅一个伺服导通工作，参与调节。

另一个伺服阀处于准备状态，不参与工作。

当需大调节流量，第一个伺服阀已饱和时，第二个伺服阀才开始导通。

此功能由电路控制实现。

这样可使系统稳定，动态性能良好。

由于二个伺服阀工作的次序不同，第一个工作的伺服阀工作频繁，磨损较大。

故系统设有工作次序选择切换开关，控制二个阀的磨损程度均衡，提高伺服阀的使用寿命。

如由于伺服阀故障需检修时，系统可选择切换为一个阀工作。

液压压下能继续正常工作。

从而减少停机率。

但必须注意操作侧、传动侧二侧同时选择单阀工作。

此时压下速度减小一半。

2、压下系统的二种闭环调节功能；分别介绍如下：（1）、A.P.C.系统；A.P.C. 系统，由进口的微脉冲位置传感器作为油缸位移的位置实际值，组成位置闭环系统。

系统稳定性好，分辨率高。

可确保分辨0.001mm。

系统设有零辊缝压靠，位置快、慢二挡压下速度给定及快速抬辊。

辊缝倾斜给定、及操作侧、传动侧二侧油缸同步控制环节。

系统能确保压下过程中，轧辊平行移动。

（2）、A.F.C.；（轧制力闭环）A.F.C.由负载腔油压压力传感器作为反馈元件，并经计算机数据处理后作为负载力显示。

压装机液压系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解压装机液压系统的基础理论知识，掌握液压系统的组成、工作原理及主要性能参数。

2. 学生能够了解液压油的选择、维护及液压元件的常见故障分析。

3. 学生掌握压装机液压系统设计的基本流程和步骤，具备分析简单液压系统设计问题的能力。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，进行压装机液压系统的初步设计和计算。

2. 学生能够熟练使用相关绘图软件，绘制液压系统原理图和装配图。

3. 学生具备一定的液压系统故障排除能力，能够解决实际操作中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，培养对液压技术的兴趣，提高工程意识和创新意识。

2. 学生在课程学习过程中，培养团队协作精神和沟通能力，增强解决问题的自信心。

3. 学生了解液压系统在工业生产中的重要性，认识到学习液压技术对个人和社会的意义。

课程性质：本课程为专业选修课，适用于具有一定机械基础和液压基础的学生。

学生特点：学生为高二年级机械制造与自动化专业学生，已学习相关机械基础课程，具有一定的识图能力和动手能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和工程应用能力。

通过课程学习，使学生能够独立完成压装机液压系统的设计和分析任务，为将来的职业发展打下坚实基础。

二、教学内容1. 液压系统基础知识- 液压系统的组成、工作原理及性能参数（对应教材第2章）- 液压油的选择、维护及液压元件功能（对应教材第3章）2. 液压系统设计方法与流程- 压装机液压系统设计要求及步骤（对应教材第5章）- 液压系统原理图、装配图的绘制方法（对应教材第6章）3. 液压系统元件选型与计算- 液压泵、液压马达、液压缸等元件的选型计算（对应教材第7章）- 液压阀的类型及选用方法（对应教材第8章）4. 液压系统故障分析及维护- 常见液压系统故障类型及原因（对应教材第9章）- 液压系统维护方法及故障排除（对应教材第10章）5. 实践教学环节- 压装机液压系统设计实例分析（结合教材实例）- 相关绘图软件操作培训（CAD软件应用）教学内容安排与进度：第1周：液压系统基础知识学习第2周：液压系统设计方法与流程学习第3周：液压系统元件选型与计算第4周：液压系统故障分析及维护第5-6周：实践教学环节，设计实例分析与绘图软件操作培训三、教学方法1. 讲授法：- 对于液压系统的基础理论知识、设计方法与流程等抽象、概念性较强的内容，采用讲授法进行教学，使学生系统地掌握液压系统相关知识点。

课程设计___ ________设计题目：1450不锈钢冷轧带钢轧机液压压下装置设计设计内容及要求设计1450不锈钢冷轧带钢轧机液压压下装置，包括传动方案制定、传动功率计算、传动件参数计算及结构设计。

小组同学共同制定传动方案3种，选择其中一种方案进行具体设计，分工进行参数计算及结构设计，各自完成总装图的绘制（2#图幅），以手工绘制，提交设计说明书1份（字数不少于5000字）：包括打印稿和电子档。

图纸投影正确，标注完善，图纸清洁；说明书格式符合学校制定要求。

设计参数轧制典型钢种：202不锈钢轧制速度：120rpm 轧制力：2.6MN 典型道次：入口高度5mm，压下量Δh=0.5mm ，轧件平均宽度1400mm 压下工作行程：150mm 压下速度：15mm/s进度要求按照教学日历：每周5天时间第1—2天熟悉题目，讨论提出设计基本方案第3—6天进行参数计算及基本结构基本设计第7—10天修正参数及绘图第11-14天编辑设计说明书，修改图纸第14——15提交设计成果及答辩参考资料其它计算机及文字图形软件说明１.本表应在每次实行前一周由负责教师填写二份，院系审批后交院系办备案，一份由负责教师留用。

２.若填写内容较多可另纸附后。

3.一题多名学生共享的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。

教研室主任：指导教师： 2012-12-21目录摘要1Abstract21 绪论31.1 课题背景31.1.1 AGC概述31.1.2AGC控制的发展情况31.1.3AGC控制的发展趋势41.1.4AGC控制存在的问题42 方案论述及确定62.1液压压下装置的特点62.2方案论证及确定63液压系统主要参数计算及元件选择93.1 初选系统工作压力93.2 液压缸尺寸计算及选择93.2.1缸尺寸的确定93.2.2 负载压力的计算93.2.3系统流量计算10表3-3系统流量103.3液压缸主要尺寸确定113.4 液压缸强度和稳定性计算：123.4.1缸筒壁厚的校核123.5 液压泵和电动机的选择123.5.1选择液压泵123.5.2选择电动机133.6 液压辅助元器件选择143.6.1过滤器选择143.6.2蓄能器的选择143.6.3其他元器件15表3-4 液压系统各元件一览表153.7油箱尺寸计算163.7.1油箱容量的经验公式163.7.2油箱结构的设计163.7液压压下系统性能验算174 液压压下系统的安装与维护204.1液压压下系统的安装204.2 液压压下系统的维护205 总结错误！未定义书签。

薄板坯连铸连轧设备生产热轧薄宽钢带的液压系统设计与优化液压系统在薄板坯连铸连轧设备中起着至关重要的作用。

正确设计和优化液压系统可以提高设备的生产效率、稳定性和可靠性。

本文将重点讨论薄板坯连铸连轧设备生产热轧薄宽钢带的液压系统的设计和优化。

在薄板坯连铸连轧设备中，液压系统主要用于控制轧机的辊缸、抓轧装置、翻板装置和皮带传送装置等部件的运动。

液压系统应当能够根据实际生产需求提供足够的动力和稳定的控制性能。

同时，液压系统还需要具备高速响应、准确度高、稳定性好以及操作简便等特点。

首先，液压系统的中心元件应当选择高性能的液压泵和液压阀。

液压泵的选择应基于设备的工作条件和流量要求。

在产生高压的同时，泵的噪音和振动要尽量降低。

液压阀的选择则应考虑其控制性能、稳定性和可靠性。

合理的液压阀配置可以确保系统的稳定工作和高速响应能力。

其次，液压系统中的液压缸在设计时需要考虑到工作的负载要求和位置精度要求。

液压缸的尺寸、材料和密封件等都需要根据实际条件进行合理选择。

此外，为了提高液压缸的工作效率和响应速度，可以采用适当的阻尼和排挤装置。

在液压系统的设计中，还需要充分考虑系统的能源利用和能效优化。

通过合理配置节流阀、减压阀、流量调节阀等元件，可以实现能量的回收利用和节能减排。

此外，还可以考虑使用可再生能源和高效电机等进行能源的优化利用。

除了设计方面的考虑，液压系统的优化也是至关重要的。

首先，通过对系统的动态特性进行分析和优化，可以提高系统的控制性能和稳定性。

采用先进的控制算法和调节器，可以实现系统的快速响应和动态控制。

其次，通过系统的模拟、仿真和试验分析，可以对系统进行改进和优化。

通过减小油液泄漏和回油压力的损失，可以降低系统的能量损耗并提高系统的效率。

此外，合理布置和优化系统组件的布局，可以简化系统结构，并提高系统的可靠性。

最后，液压系统的维护和保养也是确保其正常运行和延长寿命的关键。

定期检查和更换油品、过滤器和密封件等，可以减少系统的故障和停机时间。

课程设计___ ________2012-12-21．目录摘要1Abstract21 绪论31.1 课题背景31.1.1 AGC概述31.1.2AGC控制的发展情况31.1.3AGC控制的发展趋势41.1.4AGC控制存在的问题42 方案论述及确定62.1液压压下装置的特点62.2方案论证及确定63液压系统主要参数计算及元件选择93.1 初选系统工作压力93.2 液压缸尺寸计算及选择93.2.1缸尺寸的确定93.2.2 负载压力的计算93.2.3系统流量计算10表3-3系统流量103.3液压缸主要尺寸确定113.4 液压缸强度和稳定性计算：123.4.1缸筒壁厚的校核123.5 液压泵和电动机的选择123.5.1选择液压泵123.5.2选择电动机133.6 液压辅助元器件选择133.6.1过滤器选择143.6.2蓄能器的选择143.6.3其他元器件15表3-4 液压系统各元件一览表153.7油箱尺寸计算163.7.1油箱容量的经验公式163.7.2油箱结构的设计163.7液压压下系统性能验算174 液压压下系统的安装与维护204.1液压压下系统的安装204.2 液压压下系统的维护205 总结错误！未定义书签。

22献文考参．摘要本设计系统为1450五机架冷连轧初轧机工作辊液压压下系统，钢板轧机的轧辊的位置偏差进行反馈纠正，通过这套伺服控制系统，可以精确控制轧机轧制钢板的厚度.本文主要分析了AGC系统国内外发展现状和存在的问题，进行方案设计，原理分析，参数设计，液压元器件选择，还对系统安装维护做出分析，针对已有的设计存在的问题进行创新改善，保证在轧机在轧制过程中控制.油箱AGC 液压冷轧机关键词AbstractThe design system for the1450 five stand cold rolling mill hydraulic AGC control system for steel mill roll position feedback error correction is a servo control system. Mill at home and abroad are introduced the development of hydraulic AGC control of the state and development trends and existing problems. The design principles include tank Manifold design, Design, valve assembly design, system component selection, design and pump station design, the spirit of reasonable co-exist with a certain margin system . of the the requirements, ensure the process the principles of design cost to plate steel thickness control can control this Through servo system precisely the of rolling mill.Cold Rolling MillHydraulic AGCPumping Station Keywords1 绪论1.1 冶金AGC系统在国内外发展现状及存在的问题1.1.1 AGC概述AGC（Automation Gauge Control）,即为厚度自动控制.厚度是板带钢最主要的尺寸之一，随着技术的进步，厚度自动控制已成为现代化板带钢生产中不可缺少的重要组成部分.厚度自动控制（AGC-Automation Gauge Control）的基本方式是通过测厚仪或者其他传感器对带钢的实际轧出厚度进行连续测量，根据实测值与给定值相比较得到的偏差信号，借助各种测量装置调整压下量、张力或压下速度，将轧机出口厚度控制在允许的偏差范围内.其基本方式就是通过测厚仪或者其他传感器对带钢的实际轧出厚度进行连续测量，根据实测值与给定值相比较得到的偏差信号，借助各种测量装置调整压下量、张力或压下速度，将轧机出口厚度控制在允许的偏差范围内.1.1.2AGC控制的发展情况图1-1 AGC控制方式简图近30年来，国外轧机的装备水平发展很快.在冷带轧机上广发利用液压压下、液压弯辊、厚度自动控制、板形控制和计算机控制等技术、在新技术运用方面均已采用液压AGC系统与计算机控制相结合的DCS，装设了测量精度高的三测仪表（测厚、测压、测张），且装设了板形检测装置.而国内轧机设备还比较落后，特别是自动控制系统.即使60年代中期从日本、美国等引进的当时属于较先进的单机架轧机，由于当时技术水平的限制，多数未达到设计目标，面临着改造.在采用新技术方面，部分设备采用了液压压下，少数设备将原有的机液伺服改成了电液伺服系统，并装设了AGC系统，安装了三测仪表，实现了张力闭环控制，但是精度不高.面对国内轧机的这种情况及资金短缺的实情，在吸收国外AGC先进控制的基础上，开发实用性、高精度自控系统装备现有的设备，能使我国钢铁冷轧设备的控制水平进一步提高.由于轧机自动化水平及对板带材的质量要求越来越高，对轧机执行机构及控目前，液压技术的应用程度和水平，已成为冶金设.制系统性能的要求也越来越高．备技术水平高低的一项衡量指标.其中液压AGC(Automatic Gauge Control)系统是所有冶金设备中液压技术应用的典型代表，是现代化轧机设备的核心技术.液压AGC系统运行状态的好坏，直接决定了轧机的工作可靠性.长期以来，由于机械设备水平的整体差距，我国的轧机设备主要依赖进口，在技术特别是核心技术方面受到限制.虽然近年来在先进技术的应用方面有重大突破，但仍局限在单机应用的水平.因此，开展液压AGC系统故障诊断技术的研究不仅对提高轧机设备的生产率、提高设备的维护管理水平具有重要意义，同时也对提高国产轧机设备的应用水平具有重要的社会意义.1.1.3AGC控制的发展趋势在连轧工艺发展过程中，轧制过程模型研究一直为钢铁研究企业所重视，由于轧制内部机理十分复杂，目前对数学模型研究多集中在轧机体系模型，分析轧制过程中某一因素对厚度的影响，如张力、轧辊变形等，所建的模型缺乏全面、完整性.因此，建立一个全面、完整、正确的机电一体化轧制模型，进行轧机体系在轧制过程中的实时动态研究是目前的发展趋势.采用智能控制技术（如神经网络）提高自适应学习的精度.模型计算过程中考虑单元细化，如有限元方法和有限元思想的使用.在控制策略的研究方向，基于反馈控制理论，控制模型出现了两个研究方向.一是复合控制，即在常规PID控制的基础上，加入前馈、压力、秒流量等控制策略.这种方法在轧钢工业中得到广泛应用，效果良好；二是利用被控对象建模的新方法（如人工神经网络）、自适应控制、预测控制、优化控制的新算法，构造单环反馈系统，由于这些算法在理论推到研究上有许多假设条件，与实际有很大差距，随着算法的进一步改进，这个方向无疑有很大的发展前景.1.1.4AGC控制存在的问题虽然AGC在各个方面都有了不同程度的发展，但是，由于各方面因素的限制以及AGC控制方式很多，各种AGC复合体统往往相互关联，相互影响，实际上存在最优组合方案.存在的问题和带来的难点主要有：1) 建立真实反映被控对象内在本质的数学模型比较复杂.冷轧机阀控液压系统是一个多变量、非线性、强耦合、参数时变的且带有随机干扰的不确定系统.目前轧机系统的模型都用二阶惯性环节简化代替，由此利用经典的控制方法设计的.控制器很难进一步提高厚度控制的精度，难以适应轧制工艺2) 对于闭环系统而言，系统设定值的精度难以保证，从而限制了AGC的控制精度.3) 影响出口厚度波动的因素很多..测厚仪的安装位置，导致了检测到的出口厚度在反馈控制上的滞后4)2 方案论述及确定2.1液压压下装置的特点随着工业的发展，带钢的轧制速度不断提高，产品的尺寸精度日趋严格.特别是采用厚度自动控制（AGC）系统以后,电动压下装置已远远不能满足工艺要求.目前，新建的冷连轧机组生产线几乎全部采用液压压下装置，热带钢连轧机精轧机组最后一架轧机也往往装有液压压下装置.所谓全液压压下装置，就是取消了电动压下装置，其辊缝的调整均由带位移传感器的液压缸来完成.与电动压下装置比较，全液压压下装置有以下特点：1.快速响应性好，调整精度高；2.过载保护简单可靠；3.采用液压缸压下可以根据需要改变轧机当量刚度，轧机实现从“恒辊缝”；4.到“恒压力”轧制，以适应各种轧制及操作情况；5.较机械传动效率高；6.便于快速换辊，提高轧机作业率.2.2方案论证及确定经过小组讨论，针对该设计要求的工序动作，拟定以下三种方案：第一种方案原理分析：该系统采用双变量液压泵作为油源，一台工作，一台备用，这样可以减少故障带来的经济损失，采用伺服变量泵可以调节流量，来控制系统运行速度，达到调速的目的，在控制油路上采用三位四通电磁伺服阀来进行调平，当系统出现倾斜时，位移传感器和压力传感器反馈信息，控制伺服阀调整进油，以保持两个液压缸同步，该系统将冷却油路设在系统回油路上，不需要另外的液压泵进行循环，这样减少了液压站投资.该系统结构紧凑，既能达到调速.的目的，又能实现双缸同步运行方案一图2-1第二种方案原理分析：辅泵有三个作用：给主泵柱塞泵供油以延长主泵工作寿命、给执行元件液压缸有杆腔产生被压、使多余流量通过溢流阀形成冷却循环；主泵定为恒压变量泵，保证阀台伺服阀的工作稳定性；主泵出口的电磁溢流阀做安全阀用，蓄能器作为辅助动力源，两个温度控制器的作用是保证冷却器和加热器使用时的适当温度.该系统冷却回路单独使用液压泵进行循环，这样减少了系统回路的压力损失，在总油路上有一个较大的蓄能器进行保压蓄能，在两个液压缸的压下油路上没有进行保压，不能及时补充压下压力.：方案二图2-2第三种方案原理分析：该系统使用定量泵进行供油，使用伺服阀进行变换油路，而且该系统使用的是单作用缸，需要另外使用平衡缸，该系统也没有调速回. 路，不能实现变速，也没有保压蓄能设备，不能及时补充系统压力方案三2-3 图综合分析以上三种方案的优缺点，第一种方案经济，结构紧凑，又能达到设.案方种一第择选故，作动的求需计．3液压系统主要参数计算及元件选择3.1 初选系统工作压力，初定系统工作压力根据各种机械常用的系统工作压力数据，由表3-1Ps=10Mpa各种机械常用的系统工作压力图3-1 表类型重型机械、拉床龙门刨床磨床建筑机械、机床起重运输机械液压凿岩机工作压0.8～2 3～5 2～8 8～10 10～18 20～32/MPa力3.2 液压缸尺寸计算及选择3.2.1缸尺寸的确定前面初选系统压力Ps=10Mpa已知：总轧制力Fmax=2.6MN则液压缸最压下力Fmax1 = 1.3MN液压缸压下速度Vc=15mm/s液压缸最大行程S=150mm1)活塞直径D的确定4F4?1.3D???0.441m0?KP3.14?0.85?10S（3-1）D=500mm取K=0.85 K为负荷系数，取其中d）确定活塞杆直径20.6 因为取d的比值大于与Do0.7Do＝d 所以?500=350mmd=0.7得出负载压力的计算3.2.2d?500mm轧辊直径1d?900mm支承辊直径2??32?3?7.8?2500?10.21)t?1450?m?10?(14??32?3?7.8?107.)19?m?1450?10t?(900?244N104?g?9.(F?m?m)?231P?0.5MPP为系统背压，根据参考，估计BB22dD?c??0.512D（3-2）??JJ?0.92gg液压缸的机械效率，取表3-2 各工况负载压力压力计算式工况数值610?1F.31?0.51?2P??cp?.1?B1快下8.27MP?JA292500?.?0g14610?F.312???51?0.?2.1cpP?B28.27MP慢下?JA292.500??0g144F104?9.3?0cp?.51?2.1P???B1快上2.09MP?JA2292.(500?300)??0g243.2.3系统流量计算系统流量3-3表工况速度计算式数值??23mL6010.018?500???0Aq?v?快下211.9518?v111mins41??23mL60???.?Av?q0015500?10慢下15?v176.6122mins42?32?260??028?(50010?300?)q?vA?0.液压缸主要尺寸确定3.3L=150mm 液压缸的最大行程1) 最小导向长度2)是指活塞杆全部伸出时，从活塞宽度的中点到导向套滑动面H最小导向长度.中点的距离500150LDmm260H?????）H=350mm （3-3 取max22202B=(0.6~1)D 根据液压缸工作压力和密封方式确定，一般取活塞宽度B300mm?500?B?0.6D?0.6所以）缸筒壁厚计算3DP max?????2（3-4）40512.275?8.?P?1.5P?1.)MP (P取最大工作压力max?MP?353取安全系数45热轧无缝钢管，调质处理，屈服强度缸体选用s?????88.4353/?25/n?MP n=5 材料的许用应力为???2?88.225s PD12.405?500max???35?.14mm??500?2?240?580mmD?D??mm40?，缸的外径考虑一定的刚度取14）缸筒底部厚度P1.5?8.27max??0.433?500?.?0433D?81.17mm???88.25底部设计为平面?mm?85取）导向套滑动面长度5A?(0.6~1)d 80mm?D导向套滑动面长度，时，取A?0.6d?0.6?350?210mm 所以．为保证最小导向长度，不宜过分的增大导向套长度和活塞宽度，最好的办法度长K，其加装一个隔离套之是在导向套与活塞间mm95?300)/2??B)/2?350-(210HC?-(A 3-5 （）3.4 液压缸强度和稳定性计算：3.4.1缸筒壁厚的校核DP y?????2，由《机械设计手册》公式23.6—22??????,—缸体材料许用应力，取MPa）=120（Py =1.25P 则，Py -实验压力，取DP251.900x20x y mm?105??93.75mm???120?22?.由于故缸筒壁厚符合要求=105mm >102.5mm,活塞杆稳定性验算3.4.2与活塞杆直L因为活塞杆在工作时承受很大的压力，所以当活塞杆计算长度活塞杆计算长度就是就是在它.之比大于10时，则应该校核活塞杆的稳定性D径，L=0.45m全部伸出时活塞杆端支点与缸安装点之间的距离，本液压缸计算长度. ，故不作活塞杆稳定性校核因为L/D=0.45/0.5<10液压泵和电动机的选择3.53.5.1选择液压泵快速上行时工作压力最大，估取沿程压力1）计算液压泵的最高工作压力.（MP0.5??p?损失1MP775?8.0??p?p?8.27?.?p）（3-61b）计算液压泵的流量，根据前面的流量计算结果，并取系统泄漏修正因2（K=1.1数'min14L?.95233.??q?Kq1.1211快速上行需泵流量b1''q?Kq?1.1?176.6?194.26Lmin慢速上行需泵流量b2．'''minL168.147?184.96q?Kq?1.1?慢速下行需泵流量b3选择液压泵的规格(3)根据压力和流量值，查相关液压元件产品目录，选取变量柱塞泵，排量为r250mLV?min1000rn? 32MP，额定转速为，容积效率为0.95，额定压力为b. 250CCY14-1B，变量方式为伺服控制，生产厂家：启东高压泵厂型号为液压泵3-1 图3??minL1000?237.5?n?25010?0.95?q?V则：泵的实际流量（3-bvbb 7）3.5.2选择电动机从前面的压力计算图可知，快速上行时，液按液压泵最大功率确定电机功率. 此时液压泵的压力为压缸压力最大.MP77?8.??8.270.5?p?p??p）（3-81b流量为3??minL.595?1000?q?Vn?250?102370?.）（3-9 bvbb 则电动机功率3?6)q(p105?77?10?237..8maxbb KW.578.W?38?P??38571b?60?0.9 3-10（）b980rmin，型号为Y250M45KW选用功率为，转速为的电动机.液压辅助元器件选择3.63.6.1过滤器选择1）过滤器一般由滤芯和壳体组成由滤芯上无数微小间隙和小孔组成通流面积.当混入液压介质的污染物粒子的尺寸大于微小间隙活小孔时，杂质被阻隔分离出来.过滤器按精度分可分为粗过滤器和精过滤器两种；按过滤方式分为表面性过滤器、深度性过滤器和中间型过滤器三种；按滤芯的结构分为网式过滤器、线隙式过滤器、纸式过滤器、磁性过滤器、烧结式过滤器、不锈钢纤维式过滤器和合成树脂过滤器.选择过滤器时，应考虑以下几方面：(1) 根据使用目的选择过滤器的类型，根据安装位置情况选择过滤器的安装形式.(2) 过滤器应有足够大得通油能力，并且压力损失要小.(3) 过滤精度应满足液压系统或元件的所需清洁度要求.(4) 滤芯使用的滤材应满足所使用工作介质的要求，并且有足够的强度.(5) 过滤器的强度及压力损失是选择是需要重点考虑的因素，安装过滤气候会对系统造成局部压降或产生背压.(6) 滤芯的更换及清洗要方便.(7) 应根据系统的需要选择合适的滤芯保护附件.(8) 结构应尽量简单、紧凑、安装形式合理.2）辅泵出口过滤器的选择选用过滤器为泵出口过滤器，型号号 ZUH-63 10S，数量：1，过滤精度为?.10.为精过滤器）回油过滤器的选择3选用过滤器为油箱回油过滤器，为油箱内置回油过，过滤精度为2，数量：滤器，型号号 XU-63 50S?.50蓄能器的选择3.6.2）蓄能器压力的选择1．蓄能器是液压系统中一种能量储存装置，它存储多余的压力油液，并在需要蓄能器的种类很多，分为重力式、弹.时放出来供给系统，补充系统流量和压力选择蓄..常用的是充气式，它又分为活塞式，气囊式和隔膜式三种簧式和充气式流量或气体容)(排能器应考虑以下因素：工作压力及耐压性；公称容积及允许吸其次还要考虑到蓄能器的重量级占用积；允许使用的工作介质及介质温度等等.蓄能器为压力容.的空间问题；价格、质量及使用寿命；安装维修的方便器，必须有生产许可证才能生产，所以，一般不能自行设计，制造蓄能器，应选蓄能器3-2图择专业厂家的产品.本系统中选用气囊式蓄能器.2）蓄能器容积的选择气囊式蓄能器惯性小，反应灵敏，结构紧凑，质量轻，充气方便，一次充气后能长时间的保存气体，在液压系统中应用广泛.估算系统压力，选取管路中蓄能器型号，NXQ1-L4，公称容积4L，公称通径32mm，公称压力31.5MP，生产厂家：上海东方液压件产泵站的蓄能器作用是：做辅助动力源，根据经验选用>20L所以，主泵出口处选择型号：NXQ1-L25，公称容积25L，公称通径40mm，公称压力31.5MP，生产厂家：南京锅炉厂.3.6.3其他元器件根据在系统中各阀的最大工作压力和流量选择液压阀.选出的液压阀如下表：表3-4 液压系统各元件一览表3.7油箱尺寸计算3.7.1油箱容量的经验公式?q?V（3-11）b式中，q液压泵的额定流量——b a 与系统压力有关的经验系数，——～107，高压取8低压取2～4，中压取5～L1625?250?5q?6.5V?6.3-3蓄能器图取b油箱主要设计参数如图所示.选取油箱长b、宽a、高h之比为2：1：1，则V=abh得a=1175mm，b=1175mm，h=1175mm3?1622?1175LV油箱容量应能保证液压系统工作时，其最低油面高于滤油器上端200mm以上，以防止泵吸入空气.液压系统停止工作时，其最高液面不得超过油箱高度的80%.而当液压系统中的油液全部返回油箱时，油液不能溢出油箱外.3.7.2油箱结构的设计1）过滤器的设置油箱的回油口一般都设置系统所要求的过滤精度的回油滤油器，以保持返回油箱的油液具有允许的污染等级.油箱的排油口（即泵的吸油口）为了防止意外落入油箱中的污染物，有时也装设吸油网式过滤器.由于这种过滤器侵入油箱深处，不好清理，因此，即使设置，过滤网目也是很低的，一般为60目以下.本油箱选择的是XU-63 50S，数量：22）设置油箱的主要油口油箱的排油口与回油口之间的距离尽可能远些，管口应插入最低油面之下，以免发生吸空和回油冲溅产生气泡.泵的吸油管所装过滤器的下端距油箱底面距离回油管管口应插入最低油面以下，离油箱底面距离应大于管径的20mm.不小于.45度斜口，以增大液流面积倍.吸油管和回油管管口宜切成2～3 ）油箱隔板布置3隔板将吸油、回油管路隔开，防止回油被直接吸走，油流中的气泡与杂质分3/4.～.隔板的高度为油面高度的2/3离和沉淀.本设计的隔板为整体式，底部有过油孔油箱.）在开式油箱上部的通气孔上必须配置空气滤清器.兼作注油口的作用4的注油口一般不从油桶中将油液直接注入油箱，而是经过过滤车从注油口注入，.这样可以保证注入油箱中的油液具有一定的污染等级.）放油孔的安装5放油口要设置在油箱的底部最低位置，使患有换油时油液和污物能顺利地从在设计油箱，从结构上应考虑清洗换油的方便，设置清油孔，以便于.放油孔流出.油箱内沉淀物的定期清理.该油箱的放油孔根据要求设置在油箱的底部，直接焊接管接头连接截止阀5341268109图3-3 1—吸油管2—过滤器3—空气过滤器4—回油管5—盖板1—吸油管 2—过滤器 3—空气过滤器 4—回油管6—液位指示器7、9—隔板8—放油管液压压下系统性能验算3.7板 6—液位指示器 7.9—隔板 8—放油管盖5—:1) 进油路沿程压力损失: 主要是液压缸推动下刀架在实施剪切时进油路中的压力损失.30?时的运动粘C,20890kg/m为液压油，其密度L-HL32本系统压力较高，故选用．2?4，进、，管路直径d=30mm度为,油路中流量为泵的流量为250L/min s10m1.0?20m. 回油路管长约250L/min流量：3?q410250?4?1流速：（3-12）5.9m/s???v22??60?0.d03?3.0.9?0vd5?R?，属层流雷诺数：=1770<2320?）=75/1770=0.042e4??101?（沿程阻力因数：3-13=75/6?22?10?5.l9v?20890???p?0.433MP?0.042??沿程压力损失12030.d2，两个个三局部压力损失：进油路经过两个三位四通换向阀?=1.12个直角弯头位四通伺服阀阀7，一个单向阀MP10.?P?，?1117?p()2??p()???p?2?p()3-（3e2?vqqq223e2er11e2qqq3ee2e1 14）6?10890?250250250222?121.()?7?(2?)?2?0.1?)?0.2?(?2?0.212008080=7.8MP回油路2):沿程压力损失流量：min5L250?127.q?cq?0.51?12?3q410?127.54?13.008m/s（3-15）流速：v???22???60.03d?0vd3.008?0.03?R?=902.4<2320 雷诺数：，属层流?=75/沿程阻力因数：=75/902.4=0.083e?4?1?1022?6?10?.20890?3l008v???2228.MPp?0?.083??0沿程压力损失1d20.032个直角5，局部压力损失：进油路经过两个三位四通换向阀?=1.12弯头2?vq2?25)?(?2?p?p（3-16）1r2e2q1e?6105890?127.2?0.2?()?2?5?1.12??1.02MP802进回油路总压力损失：进油路：=8.233MPa：=1.2428MPa路油回4 液压压下系统的安装与维护4.1液压压下系统的安装液压系统安装质量的好坏是关系到液压系统能否可靠工作的关键.必须科学、正常、合理地完成安装过程中的每个环节，才能使液压系统能够正常运行；充分发.挥其效能1. 安装前的准备工作1）明确安装现场施工程序及施工进度方案.2）熟悉安装图样，掌握设备分布及设备基础情况.3）落实好安装所需人员、机械、物资材料的准备工作.4）做好液压设备的现场交货验收工作，根据设备清单进行验收.通过验收掌握设备名称、数量、随机备件、外观质量等情况，发现问题及时处理.5）根据设计图纸对设备基础和预埋件进行曲检查，对液压设备地脚尺寸进行复核，对不符合要求的地方进行处理，防止影响施工进度.2 .液压设备的就位1）液压设备应根据平面布置图对号吊装就位，大型成套液压设备，应由里向外依次进行吊装.2）根据平面布置图测量调整设备安装中心线及标高点，可通过调整安装螺栓旁的垫板达到将设备调平找正，达到图纸要求.3）由于设备基础相关尺寸存在误差，需在设备就位后进行微调，保证泵吸油管处于水平、正直对接状态，4）油箱放油口及各装置集油盘放污口应在设备微调时给予考虑，应是设备水平状态时的最低点.5）应对安装好的设备做适当防护，防止现场脏物污染系统.6）设备就位调整完成后，一般需对设备底座下面进行混凝土浇灌，即二次灌浆.4.2 液压压下系统的维护加油时液压油必须过滤加注，加油工具应可靠清洁.不能为了提高加油速度而去掉油箱加油口处的过滤器.加油人员应使用干净的手套和工作服，以防固体杂质和纤维杂质掉入油中.保养时拆卸液压油箱加油盖、滤清器盖、检测孔、液压油管等部位，造成系统油道暴露时要避开扬尘，拆卸部位要先彻底清洁后才能打开.如拆卸液压油箱加油盖时，先除去油箱盖四周的泥土，拧松油箱盖后，清除残留在接合部位的杂物（不能用水冲洗以免水渗入油箱），确认清洁后才能打开油箱盖.如需使用擦拭材料和铁锤时，应选择不掉纤维杂质的擦拭材料和击打面附着橡胶的专用铁锤.液压元件、液压胶管要认真清洗，用高压风吹干后组装.选用包装完好的正品滤芯（内包装损坏，虽然滤芯完好，也可能不洁）.换油时同时清洗滤清器，安装.滤芯前应用擦拭材料认真清洁滤清器壳内底部污物．参考文献[1].邹家祥，轧钢机械，北京，冶金工业出版社 2005[2].朱新才等，液压传动【M】，重庆，重庆大学出版社 2009[3].金兆光，冷轧机压下油缸的设计，北京，化学工业出版社 1998[4].机械设计手册缩委会，机械设计手册（单行本），液压传动与控制【M】，北京，机械工业出版社 2007[5].成大先，机械设计手册，北京，化学工业出版社 20062006张利平，液压控制系统及设计，北京，化学工业出版社[6]. 2009[7].朱新才，液压传动与气压传动，北京，冶金毕业出版社 2008600例，北京，化学工业出版社陆望龙，典型液压元器件结构[8].[9].陈晶，液压缸，北京，化学工业出版社 2009。

上料机液压系统设计液压系统在上料机中的设计是非常重要的，它是实现上料机正常工作的关键组成部分。

本文将从液压系统的组成、工作原理、设计要求及优化等方面进行详细介绍。

一、液压系统组成液压系统主要由液压源、执行元件、控制元件、辅助元件及液压工作介质等组成。

1.液压源：通常由液压泵提供动力，将机械能转化为液压能。

2.执行元件：主要有液压缸、液压马达等。

在上料机中，液压缸用于实现上料斗的升降和倾斜等动作。

3.控制元件：包括阀门、阀芯、阀座等。

通过对液压油流进行控制和调节，实现液压系统各个部件的协调工作。

4.辅助元件：主要有油箱、滤清器、冷却器等。

油箱提供液压油的贮存和冷却，滤清器用于过滤液压油中的杂质，冷却器用于降低液压油的温度。

5.液压工作介质：通常采用液压油作为液压系统的工作介质。

液压油具有一定的粘度和热稳定性，能够在高温和高压力下正常工作。

二、液压系统工作原理液压系统的工作原理是基于帕斯卡定律。

即压力在静态液体中传递时，作用在液体上的力是与所受面积成正比的。

根据这一原理，液压系统通过控制液压油的流量和压力，实现对液压缸的控制。

当液压系统启动时，液压泵将液压油从油箱中吸入，在压力作用下，向执行元件（液压缸）提供动力。

通过控制元件的控制，可以实现液压油的流向和压力调节，从而实现上料斗的升降和倾斜等动作。

三、液压系统设计要求1.性能要求：液压系统在上料机中的设计应保证系统的工作性能稳定可靠，具有较高的工作效率和运行平稳性。

2.安全要求：液压系统设计应考虑到系统的安全性，包括液压元件的强度和稳定性，系统的漏油及漏压检测与报警等。

3.节能要求：液压系统设计应尽可能降低能源损耗，提高系统的能源利用率。

4.维修保养要求：液压系统的设计应便于维修和保养，包括易于检修和更换液压元件，便捷的油液更换与滤清以及液压系统的保养周期等。

四、液压系统设计优化针对上述设计要求，可以通过以下方式对液压系统进行优化设计：1.选择合适的液压元件：根据上料机的工作条件和需求，选择适合的液压泵、液压缸和控制阀等元件，保证其质量和性能符合要求。

摘要本次毕业设计为压力机总体及控制系统设计。

压力机主要由主机、液压系统和电气控制系统三部分组成。

本文重点对电气控制系统进行了设计和编程，对压力机主机进行了简单的设计，并设计了压力机控制系统配套电气控制柜。

压力机的主机主要由横梁、滑块、工作台、导柱、主缸和顶出缸等组成，通过对主机载荷的分析，对横梁、滑块、工作台和导柱及其互相间的连接进行了简单的设计,进而完成了总体结构设计。

由给定设计参数，通过对压力机工作过程的分析,绘制了压力机工作流程图，确定了控制方案，完成了PLC选型、输入输出分配、器件选择及硬件接线等设计过程,并进行了相应的程序分析和编程。

对其中的保压过程闭环控制进行了一定的分析计算，确定了一些设计参数。

所设计控制系统能实现压力机启停、送料、手动/自动工作和安全互锁等工作要求,保证液压机安全准确工作.最后，本文对专用控制柜进行了设计，包括柜体外形尺寸、室内结构分布、器件安装、通风散热方案等.关键词压力机控制系统 PLCABSTRACTThe graduation design is general structure and control system design of 6300kN hydraulic press。

Hydraulic press mainly composed of three parts: the mainframe，the hydraulic system and the electrical control system。

This paper focuses on the design and programming of the electrical control system, and gives a simple design for the mainframe, and designed the complete electrical control cabinet of the machine。

液压机的液压系统设计
液压机的液压系统最基本的组成部分就是液压源，加工设备和液压执行元件。

一般常见的液压系统主要包括油泵、控制阀、液压缸、油箱和管路等各个部分。

常规液压系统的设计流程一般分为如下几个步骤：
1. 确定加工设备的工作需求：设计师需要了解液压机工作载荷、速度、精度以及循环时间等各方面的工作要求。

2. 根据工作要求配置液压源：一般情况下，液压源包括液压泵、油箱、冷却器和滤芯等部件，根据用户需要，液压机可以使用不同的液压泵，如齿轮泵、柱塞泵和推进式泵等。

3. 选定控制阀：液压控制阀是确定液压动作的关键部件。

设计师需要选择合适的控制阀类型和规格以及确定液压回路的组合。

4. 设计液压缸：设计师应该根据工作载荷和速度的要求，选定合适的液压缸型号和规格。

5. 设计管路系统：液压管路的设计包括液压管材料、管路尺寸选择、并联和分流等元素的确定。

6. 确定液压系统的相关参数：设计师需要根据实际情况，确定油液压力、设备的各个动作速度以及循环时间等参数。

液压机的液压系统设计需要根据工作场景和工作要求进行综合
考虑，充分了解设备的性能参数和工作条件，才能发挥设备的最佳工作状态。

液压压力机设计步骤液压压力机是一种常用的工业设备，用于对工件进行压力加工。

设计液压压力机需要经过一系列的步骤，以确保其功能正常、性能稳定。

以下是液压压力机设计的一般步骤：1. 确定设计需求：首先，需要明确设计液压压力机的具体需求，包括工件的尺寸、压力要求、加工方式等。

这些需求将成为设计的基础。

2. 确定压力机类型：根据设计需求，确定液压压力机的类型，例如C型、H型、四柱式等。

不同类型的压力机有不同的结构和功能，选择合适的类型可以提高工作效率和加工质量。

3. 计算压力和力：根据设计需求，计算出所需的压力和力。

这涉及到液压系统的设计，包括液压缸的尺寸和工作压力的确定等。

通过合理计算，可以确保液压系统能够提供足够的压力和力。

4. 设计液压系统：根据计算结果，设计液压系统的各个组成部分，包括液压缸、油泵、油箱等。

液压系统的设计需要考虑压力和流量的平衡，以及系统的安全性和可靠性。

5. 设计机械结构：同时，还需要设计液压压力机的机械结构，包括床身、滑块、导轨等。

机械结构的设计需要考虑工件的固定和移动，以及机械部件的刚度和稳定性。

6. 选配液压元件：根据设计需求，选配适合的液压元件，包括液压阀、油管、接头等。

选配合适的液压元件可以提高液压系统的工作效率和可靠性。

7. 进行结构强度计算：为了确保液压压力机的结构强度和稳定性，需要进行结构强度计算。

这涉及到材料的选择、结构的布局和连接方式的设计等。

8. 进行系统测试：在完成液压压力机的设计后，需要进行系统测试，验证其性能和功能是否符合设计要求。

通过测试，可以发现并解决潜在的问题，确保液压压力机的工作正常。

9. 完善设计文档：最后，需要将液压压力机的设计结果整理成设计文档，包括设计图纸、设计计算和测试报告等。

这些文档将成为生产和使用液压压力机的依据。

通过以上步骤，可以完成液压压力机的设计。

设计过程中需要考虑多个因素，包括设计需求、液压系统、机械结构和结构强度等。

只有综合考虑这些因素，才能设计出功能正常、性能稳定的液压压力机。