薄钢板酸洗机组双柱头开卷机液压系统设计

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摘 要：对开卷机的工况进行了分析，对开卷机液压原理进行了设计，确定了系统中所使用的液压元件的型号，完成了开卷机液压站的设计。

关键词：开卷机；液压系统； 液压站

一、液压系统原理设计

系统工作原理如下：

（1）柱头胀缩回路：左右两个柱头胀缩缸1的运动由电液换向阀3操纵，当阀的右边电磁铁通电时，活塞前进，两柱头同时胀开；当阀的左边电磁铁通电时。活塞后退，两柱头同时收缩。两缸的同步运行速度由单向节流阀2进行调整。回路的工作压力为单向减压阀4的二次压力，共有二级：当电磁溢流阀16溢流口关闭时，则减压阀4的二次压力即为该阀本身的调定压力（较大）；当电磁溢流阀16溢流口开启时，则减压阀4的二次压力即为电磁溢流阀的调定压力（较小）。

（2）柱头轴向移动回路：两个柱头移动缸6可以分别用电液换向阀12、13进行操纵，此时电磁换向阀7、9处于断电位置。当电液换向阀12、13右边电磁铁通电时，两柱头相背离开；当两阀的左边电磁铁通电时，两柱头相向靠拢。也可以用电磁换向阀9进行操纵，此时换向阀12、13断电处于中位，电磁换向阀7接电，接通两缸的串联油路。当阀9右边电磁铁通电，两缸同时向右对准机组中心线微动；左边电磁铁通电，两缸同步向左。

根据要求拟定的液压原理图如图1所示：

图1 液压系统原理图

1、确定液压系统的工作压力

液压泵的工作压力：Pp≥p+ ∑pi

式中： p-执行元件的最高工作压力； ∑pi-进油路上总的压力损失。

计算出油液流过进油路上的控制、调节元件和管道的各项压力损失，∑pi =1Mpa；执行元件的最高工作压力计算得：p=6.272 Mpa，则可得液压泵的工作压力Pp≥7272Mpa 。

2、确定液压泵的最大供油量

液压泵的最大供油量为 qp ≥k∑qmax

式中：K-系统的泄漏修正系数，取K=1.2； ∑qmax-同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值，计算得75.4L/min。

如果液压泵的供油量是按工进工况选取时，其供油量应考虑溢流阀的最小流量。

则： qp ≥1.2 .4=90.5（L/min）

3、电机功率的确定

系统压力和流量都是变化的，所需功率也相应变化较大，为满足整个工作循环的要求，按最大功率来确定电动机的功率。

驱动泵的电动机功率为： N=

式中： `p-液压泵的总效率，取0.7。

计算得： N==13050W≈13KW

由此确定电机功率：N=15KW ，型号：Y180L-6。

4、液压元件的确定

液压泵的规格型号按计算的压力、流量值在产品样本中选取，为了使液压泵工作安全可靠，液压泵应有一定的压力储备量，通常泵的额定压力可比工作压力高25%-60%。泵的额定流量则宜与计算的值相当，不要超过太多，以免造成过大的功率损失。选取的泵为叶片泵，型号为Y-BD，该泵理论排量为100ml/r，额定压力为10Mpa。

各种阀类元件的规格型号，按计算的压力、流量值从产品样本中选取，各种阀的额定压力和额定流量，一般与其工作压力和最大通过流量相接近，必要时，可允许其最大通过流量超过额定流量的20%。选取的主要液压阀的型号为：电磁溢流阀YFD-O-B20H3-S；单向减压阀AJF3-E20B；单向阀I-100；电磁换向阀34DF3O-E16B-A和24DF3O-E16B-A；电液换向阀34DYF3-E10B-L和 24DYF3-E10B-L；单向节流阀ALF3-E10B。

二、液压站设计

1、油箱容积的确定

油箱的作用是储油，散发油的热量，沉淀油中杂质，逸出油中的气体。冶金机械液压系统的油箱通常取泵每分钟流量的7～10倍[，故取油箱容量837L。

2、管道的确定

本系统选用冷轧无缝钢管。

钢管内径： d≥1130

式中 q -液体流量 L/min； v-液体流速m/s，按推荐值选定。

吸油管道d≥1130 =40（mm），选取d=40mm

压油管道d≥1130 =17.9（mm） ，选取d=18mm

回油管道d≥1130 =28（mm） ，选取d=28mm

3、集成块设计

集成块材料选用35钢锻件。本系统中液压元件均安装在集成块上，集成块与阀的油口相通孔道的直径，都与液压阀的油口直径相同；工艺孔加工后均用螺塞堵死；通油孔间的最小壁厚为7mm。

4、其它附件的选择

联轴器选用弹性套柱销联轴器TL-3，传递公称扭矩为6.3～16000N・m。

本系统中所选液压油的粘度范围在37～154mm2/s，选择抗磨液压油，其代号为YB-N100。

系统中所用管接头均为卡套式管接头。

系统油液采用回油过滤，过滤器型号PZU-630x10Y，过滤精度10e。

通过热平衡计算冷却器冷却面积为0.8m2，考虑到冷却器的长期使用，设备腐蚀和油垢，水垢对传热的影响，本系统采用的冷却器型号为GLC，有效散热面积为1.0m2。

三、结论

本液压传动系统是用来对金属板材校平的专用设备，用于校平线钢板，不平整板可根据相关配置组成开卷、校平、剪切生产线和其他板材制品生产线。适用于机械、车辆、金属制品家用电器、钢构、装饰等行业。而且开卷机也是轧钢成卷生产必不可少的设备，保证开卷机顺利工作对提高轧机生产率有很重要的意义。

参考文献：

[1]成大先.机械设计手册：第五卷[M].化学工业出版社，2008.

[2张利平.液压站设计与使用[M].海洋出版社，2003.

作者简介：马卫宏（1966.11-）， 山西清徐人，太原理工大学后勤管理处，工程师， 研究方向：液压传动与控制 。