毕业设计论文-小型钢坯步进式加热炉液压传动系统.doc

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1 引言
液压传动是利用液体静止能来传递动力的液体传动,它是以液体为工作体质,进行能量传递和控制的一种传动方式。
本世纪50年代,液压技术迅速由军事工业转向民用工业,在机床、工程机械、压力机械、船泊机械、冶金机械、农业机械及汽车等行业得到了广泛的发展。60年代以后,随着原子能技术、空间技术、电子技术等的迅速发展,使其应用更为广泛。液压传动及其控制在某些领域内已占有压倒性的优势。其特点如下:
(Ⅰ) 借助油管的连接可以方便,灵活地布置传动机构,这是比较机械传动而言其优越的地方。执行元件可以布置地离原动机较远的地方,方位也不受限制,由于液压缸推力很大,又加之极易布置,在工程机械中已得到广泛的应用,不仅操纵方便,而且外观美观大方。
(Ⅱ)液压传动与电力传动和气压传动相比,有重量轻,体积小的突出特点。如液压泵和液压马达单位功率的重量指标可达到目前发电机和电动机的十分之一,,,而用于直线往复运动的电动加力缸,单位功率的重量比是液压缸的八十七倍,电动受到磁饱和的限制,单位面积上的切向力不到10bar,而液压力可达到350bar,所以,液压泵和液压马达能容大。
(Ⅲ)可方便的无级调速,调速范围大。传动中借助阀和变量泵,变量马达,可以实现大的无级调速,这是一般机械传动无法实现的,而液压传动的调速范围比可达到100:1,柱塞式液压马达最低稳定转速为1r/min,这也是电力传动很难达到的。
(Ⅳ)液压传动与电力传动相比有慢性小,响应速度高的优点。
(Ⅴ)液压系统可借助安全阀实现过载保护,同时以油为工作介质时,相对运动表面可自动润滑,帮使用寿命长。
(Ⅵ)液压传动可借助各种控制阀,可实现机器运行的自动化,特别是采用电液联合控制后,不但可实现玩高程度的控制过程,而且可以实现遥控。
尽管液压传动系统具有如此独特的优点,但任何事物都不是尽善尽美的,同样,它也是具有一些缺点:
(1)由于液体流动的阻力损失和泄漏较大,因此液压传动的效率较低,一般为75%~80%左右,如果处理不当,泄漏不但污染场地,而且当附近有火种存在,可引起火灾或爆炸事故,所以经常受用而温高压油
。
(2)工作时受温度变化影响大,温度变化会引起液体粘度发生变化,随之泄漏也变化。
(3)噪声较大,近年来正在研究克服,某些泵的噪声值已下降到70分贝。
(4)液压元件制造精度要求高,而且价格较贵,使用和维修要求有较高的技术水平,和一定的专业知识。
(5)对污染敏感,污染的液压油会使液压元件磨损和堵塞,性能变坏,甚至破坏。
(6)液压系统故障分析及排除困难,系统安装,使用维护的技术水平要求高。
人们取长补短,发挥其优点,改善预防其缺点,在各行各业中发挥了是日益重要的作用。
液压传动系统,除以油液为传动介质外,通常由以下几个部分组成:
(1) 动力源部分—液压泵及原动机。它将原动机输出的机械能转变成液体的压力能。
(2) 执行部分—它包括液压缸和液压马达,其作用是把工作液体的压力能量重新转变为机械能,推动负载运动。
(3) 控制部分—包括压力,流量,方向控制阀等。通过它们控制和调节液压系统中的压力,流量和流向,以保证执行部件所要求的输出力,速度和方向。
(4) 辅助部分—它包括油箱、管道、滤油器、蓄能器以及指示仪表等,以保证系统的正常工作。
随着工业的进一步发展,机械化、自动化程度日益提高,对液压元件及液压装置的标准化、集成化、微型化提出了更高的要求。于是,出现了由液压系统组成的液压站。液压站不仅满足日益发展的数控机床,组合机床自动线及一般专用组合床对液压系统的要求,而且用于小批非单件生产的非标准设备。
目前,液压技术为我国社会主义现代化事业的需要和发展作出了很大的贡献。液压技术特别是液压集成块技术在我国很多工业部门被广泛采用。液压技术正向着高压化、高速化、大流量、大功率、高效率、低噪声方向发展。计算机辅助设计液压系统已有广泛应用,它将推动液压技术更进一步的发展。
2 设计要求及原始数据
设计要求:
步进式加热炉用于加热小型初钢坯。加热炉炉床由固定梁和步进梁两部分组成,步进梁由又重轮对的多轴框架支承,其外侧走轮由液压缸驱动,可在倾斜轨道上滚动,使步进梁作上升或下降运动,其内侧托轮直接托住步进梁,而步进梁则由另一液压缸驱动各段运动的行程都可以调节,操纵方式可以连续或手动操纵
。同一液压油源供双排炉床的步进梁传动,可以同时或交替动作;并可逆向运动,作为倒空炉内钢坯之用。
工艺参数:
炉长:19000mm; 炉内宽5400mm;钢坯断面:110*110,130*130mm2
钢坯长度:2200~4400mm;步进梁行