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1、 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 V 页 高炉出铁场泥炮打泡设备液压系统设计摘 要目前由于高炉大型化和高压操作技术的实现以及炉前操作机械化的要求；再加上电动泥炮在实际使用中存在的问题，例如：外形尺寸大，特别是高度太大，妨碍出铁口附近的风口进行机械化更换工作；打泥活塞推力不足，尤其采用无水泥炮时；丝杠及螺母磨损快、更换困难等等原因；促使液压泥炮得到迅速发展。液压泥炮打泥推力大，打泥致密，能适应高炉高压操作；压紧机构具有稳定的压紧力，使炮嘴与泥套始终压得很紧，不易漏泥；泥炮结构紧凑，高度矮小，便于操作；油压装置不装在泥炮本体上，从而简化了泥炮的结构。鉴于液压泥炮的优点和电动泥炮的缺点，国内外都在研
2、制液压泥炮，从而使液压泥炮技术得到了迅速的发展。液压泥炮主要由五个部分组成：打泥机构、压紧机构、回转机构、锁紧机构和液压控制系统。关键词：液压传动、泥炮、炼铁The Design of the Hydraulic System of the Clay Gun on Smelting PlantAbstract At present, because of the blast furnace in front of large-scale and the high-pressured operation technology realization, as well as the request
3、 of the stove operation mechamized, In addition the question which exists in the actual use, of the electrical clay gun. For example: The big external dimension, specially, it is too high. Hindering the gusty which nearby the area of the taphole to carry on the mechanized replacement working. The pu
4、tty pistons thrusting force of hitting the clay is to be insufficient, especially, it is too high. Hindering the gusty which nearby the area of the taphole to carry on the mechanized replacement working. The putty pistons thrusting force of hitting the clay is to be insufficient, especially using th
5、e anhydrous clay gun. The guide screw and the nut will be wearing quickly, difficulty replacing and so on. All of these urge the hydraulic pressure clay gin to obtain the rapid development. The hydraulic pressure clay gun has the big thrust force. It hits the clay to be compact. It can adapt to the
6、high pressure operation. The contract organization has stably contracts strength. It causes the artillery mouth and the putty set to be very tightly. The clay gins structure is compact, highly diminutive, is advantageous for the operation. The oil pressure installment dies not install in the clay gu
7、n main body. These simplified the clay gun structure. In view of the fact that the hydraulic pressure clay guns merit and the electrical clay guns shortcoming, domestic and foreign are all begin to develop the hydraulic pressure clay gin. These enable the hydraulic pressure clay gin technology to ob
8、tain the rapid development. The hydraulic pressure clay gun mainly is composed by five parts: Hitting mechanism, Contracts mechanism, Rotary mechanism, Lock mechanism and the Hydraulic control system.Key word: Hydraulic transmission, Clay gin, Iron-smelting 目 录摘 要IAbstractII目 录III1 绪论11.1高炉泥炮及其工作过程简
9、介11.2泥炮结构常见故障及对策11.3高炉泥炮类型及优缺点比较11.3.1泥炮的类型及优缺点21.3.2液压泥炮优点21.3.3液压泥炮结构21.4高炉泥炮在国内外发展历程31.4.1泥炮国内外发展31.4.2液压泥炮主要类型31.5高炉液压泥炮课题研究意义以及设计方法32 泥炮简介52.1高炉对泥炮的要求52.2 泥炮基本参数的确定62.2.1 作用在活塞上的压力62.2.2 泥缸容积62.2.3 炮嘴吐泥速度72.2.4设计参数73 计算部分83.1 打泥机构的计算83.1.1 泥缸直径和油缸直径的计算83.1.2 油缸有效行程的计算93.1.3 实际最大炮泥单位压力的计算103.1.4
10、 打泥推力打的计算103.1.5 泥塞移动速度的计算113.2 压炮装置的计算113.2.1 压炮力的计算113.2.2 压炮油缸直径的计算123.2.3 实际压炮力的计算133.3 旋转装置的计算133.3.1 旋转装置活塞杆的受力分析133.3.2 旋转油缸直径的计算143.4 锁紧装置的计算153.5 液压系统的计算153.5.1 泥炮各油缸所需流量的计算153.5.2 液压泵计算163.5.3 液压泵用电动机的计算173.6 液压辅件的确定183.6.1油箱有效容积的确定183.6.2油箱散热功率的计算183.6.3 油管尺寸的确定193.7 液压泥炮的组合图203.8 液压系统的工作
11、原理及流程203.8.1 工作原理203.8.2 油的流程214 元件的选取234.1 液压泵及电机的选取234.2 液压缸的选取234.2.1 打泥油缸的选取234.2.2 压炮油缸的选取234.2.3 旋转油缸的选取234.2.4 锁紧油缸的选取244.3 控制阀的选取244.3.1 电磁溢流阀244.3.2 减压阀244.3.3 单向阀244.3.4 双单向节流阀244.3.5 手动换向阀254.3.6液压锁254.4 压力表及压力表开关的选取254.4.1 压力表254.4.2 压力表开关254.5 滤油器的选择264.6 蓄能器的选择264.7 液压油的选择285 液压系统性能验算3
12、05.1 打泥系统的压力损失计算305.1.1 管路的沿程压力损失计算305.1.2 管路的局部压力损失计算335.1.3 阀类元件的局部压力损失计算335.1.4 系统校核345.2 液压系统的发热温升计算345.2.1液压系统的发热功率计算346液压系统油路块的设计367 液压站的设计378 液压系统的使用与维护388.1污染的途径388.2污染的危害388.3油液污染的控制及管理389 环保性分析399.1噪声污染399.2水污染399.3能源的浪费39结 论41致 谢42参考文献43 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 45 页 1 绪论1.1高炉泥炮及其工作过程简介泥炮属于炉前设备，高炉
13、在炼铁时需要定时出铁，出完铁后要立即将高炉铁口堵住。堵塞出铁口的办法就是用泥炮将一种特制的炮泥推入到出铁口内，炉内高温将泥炮烧结从而实现堵住铁口的目的。在下次出铁时再用泥炮开口机将出铁口打开。泥炮需要在高炉不停风的全风压情况下把堵铁口泥压进出铁口，其压力应大于炉缸内压力，并能顶开放渣铁后填埋铁口内侧的焦炭。因而对泥炮就要有一定的要求，首先泥炮的泥缸应具有足够的容量，以保证供应足够的堵铁口炮泥，能一次堵住出铁口，同时打泥活塞应具有足够大的推力，以克服比较密实的堵铁口炮泥的运动阻力，并将堵铁口泥分布在炉缸内壁上；此外，炮嘴应具有一定的运动轨迹，并能使炮嘴在进入出铁口泥套时，尽量沿直线运动，以免损伤
14、泥套，在工作位置上应有一定的倾斜角度并能进行远距离操作。这样就能做到可靠的工作，并安全实施生产。1.2泥炮结构常见故障及对策液压泥炮的曲臂因为需要承受大的冲击力，故会常常发生断裂现象。因此为满足其强度要求，其曲臂不能太薄。针对故障原因应制定如下对策：（1）重新调定液压泥炮液压站极限压力，安排检修工人不间断检查，严防超压运行。（2） 对现有曲臂备件进行彻底加固，增强其承载能力. 对泥缸变形采取防护措施，泥缸底部加隔热罩，灌水渣，并要求向隔热罩里通水冷却泥缸，从而有效防止泥缸变形，延长其使用寿命，减少打不动泥次数。根据泥缸变形情况及时更换打泥机构，减少因泥缸变形而增加的返泥。根据泥缸情况及时更换磨
15、损的泥饼，减少返泥。定期清理泥缸干泥，尤其是加泥孔后部干泥，减少干泥造成的摩擦力，减少打不动泥的次数。 1.3高炉泥炮类型及优缺点比较1.3.1泥炮的类型及优缺点泥炮的类型按其驱动形式可分有气动，电动，和液压传动泥炮。高炉出铁厂相关设备要求能够适应高温,多粉尘，多烟气的恶劣工作环境，并且能够满足工作人员维修方便的要求。泥炮是用来堵铁口的设备，设计时必须考虑到泥炮活塞上的推力，和克服炮泥在缸筒内，铁口和炉内压力对其的总阻力。气动式泥炮由于活塞推力小以及打泥压力不稳定而被淘汰。随着冶炼强度的提高和无水炮泥的推广，电动泥炮在生产实践中也普遍暴露出不少的缺点，主要是打泥能力不足，常达不到所要求的出铁口
16、深度；打泥、压炮机构中的丝杠螺母磨损快，维修费用高、维修工作量大；泥炮本身高度大，影响泥炮附近风口的更换等。某些厂虽然对电动泥炮的机构做了某些改进，提高了打泥推力，但其他缺点始终未能改进。所以现代大型高炉上泥炮都采用液压系统控制。1.3.2液压泥炮优点液压泥炮液压泥炮打泥推力大，打泥致密，能适应高炉高压操作；压紧机构具有稳定的压紧力，使炮嘴与泥套始终压得很紧，不易漏泥；泥炮结构紧凑，高度矮小，便于操作；油压装置不装在泥炮本体上，从而简化了泥炮的结构。具有重量轻、结构简单、运行平稳可靠、效率高、操作方便、价格低廉等优点。鉴于液压泥炮的优点和电动泥炮的缺点，国内外都在研制液压泥炮。1.3.3液压泥
17、炮结构液压泥炮由打泥机构、压紧机构、回转机构、锁紧机构、和液压控制系统组成。打泥机构的液压缸与泥缸在同一种心线上，泥缸在前，液压缸在后。液压缸和泥缸之间用法兰和螺栓连接起来，并吊挂在炮架的小车上。在压紧机构中，用液压缸来代替电动泥炮压紧机构中的电动机、齿轮和螺母传动。液压缸活塞的前端与泥炮移动小车前轮的轴相联结。活塞杆做前后转移时就带动小车沿炮架的导向槽移动。回转机构采用特殊的回转油缸，由定叶用联接键和联接螺栓与固定的中心轴套相固定，动叶则用联接键和联接螺栓与回转缸体相固接。1.4高炉泥炮在国内外发展历程1.4.1泥炮国内外发展液压泥炮在国内外得到了迅速的发展，在许多国家的大型高炉上均使用了液
18、压泥炮。目前国内还有为数众多的大中型高炉采用50年代定型的电动泥炮。国外从60年代开始，逐渐普遍采用液压矮泥炮堵塞高炉出铁口。所谓矮泥炮是指泥炮在非堵口位置时，完全处于风口平台以下，在堵口位置时，铁口处的风口平台也能连起来，这就可以不因为泥炮而影响机械化更换风口的实现。1.4.2液压泥炮主要类型目前比较有代表性的液压泥炮有MHG型、IHI型和PW型。1） IHI型液压泥炮是由日本石川岛播磨公司设计制造的。我国首钢2号高炉使用了这种液压泥炮。使用过程中发现压紧机构的滑道易于积灰而迅速磨损，并经常出现因移动阻力大，炮嘴压不紧泥套等问题。2） MHG型液压泥炮是由日本三菱重工公司设计制造的。其由打泥
19、机构、压紧机构、回转机构、锁紧机构和液压装置组成。我国宝钢1号高炉使用了这种液压泥炮。3） PW型液压泥炮是由卢森堡PW公司设计的，用于欧洲的一些高炉上。4） 我国主要是有北京科技大学研制开发的BG系列泥炮，还有新近引进或二手购进的德国DDS型和卢森堡的PW型泥炮，现已推广使用。5） 液压泥炮基本是由打泥装置，压炮装置，旋转装置，液压系统和电控装置组成的，对于DDS型泥炮，旋转和压炮是一次完成的。1.5高炉液压泥炮课题研究意义以及设计方法高炉液压泥炮在国内外应用已经十几年，仅液压系统就经过了，从普通电液换向阀，逻辑插装阀，叠加阀以及各种阀的混合型到目前比较成熟的手动换向阀回路的过程。经过多年的
20、生产实践，目前的液压系统已经趋于稳定，设计简洁可靠，制造基本标准化。随着高炉大型化和高压操作技术的实现以及炉前操作机械化的要求，液压泥炮将会得到更广泛的使用，成为将来泥炮机构中的最主要类型。设计计算泥炮时，首先需要确定打泥活塞推力，它是泥炮能力的主要标志，也是设计计算各机构的受力和选择驱动装置的基本参数。在堵出铁口时，作用在泥炮活塞上的推力必须克服堵出铁口泥在泥缸内、铁口槽孔及在炉缸内运动时所产生的总阻力。这次我所做的课题就是高炉炼铁泥炮液压系统设计。通过这次设计能使我更多的了解高炉炼铁中有关液压方面的知识，对以后的学习工作带来很大的帮助并可以增强自己在很多方面的能力。2泥炮简介如下图为一简易
21、液压泥炮简图：图2.1 液压泥炮简图2.1高炉对泥炮的要求高炉炉前是生产环境恶劣，劳动强度大操作岗位，是高炉生产全盘机械化自动化的最薄弱的环节。随着高炉冶炼的强化和高炉容积的不断扩大，以及无水炮泥等坚硬泥料的广泛应用，大大提高了对堵塞出铁口用泥炮的要求。对泥炮的主要要求是：1）有足够的打泥量，能有效地堵塞出铁口通道和修补炉缸前墙，使前墙厚度达到所要求的出铁口深度。2）有足够的打泥推力，使泥塞对炮泥能产生较大的单位压力，以克服炉内压力和出铁口通道的助力，把较硬的无水炮泥挤入出铁口。3）结构紧凑，自身高度小，以改善炉前工人的操作条件，使出铁口附近的风口平台可以连起来，有利于更换风口作业的机械化。4
22、）工作可靠，能适应高炉炉前高温、多粉尘、多烟气的恶劣环境。5）维修方便。如果零部件出现故障，应能在两次出铁的间隔时间内将炮身或某零件整体更换，以避免因泥炮故障而造成高炉休风。2.2 泥炮基本参数的确定（1） 设计计算泥炮时，首先需要确定打泥活塞推力，它是泥炮能力的主要标志，也是设计计算各机构的受力和选择驱动装置的基本参数。（2） 在堵出铁口时，作用在泥炮活塞上的推力必须克服堵出铁口泥在泥缸内、铁口槽孔及在炉缸内运动时所产生的总阻力。该阻力与下列因素有关：1）出铁口的状态，它的长度、直径和形状。2）靠近出铁口附近炉缸中焦炭的分布状态及出铁口内是否有焦炭。3）堵出铁口泥的机械和物理性质。4）在出铁
23、口中心线水平上的铁水、渣和煤气等的压力。5）堵铁口泥由炮嘴吐出的速度。6）泥缸的几何尺寸和炮嘴的过渡管的几何形状。前三个因素是主要的，对堵铁口泥的运动阻力影响最大。2.2.1 作用在活塞上的压力目前尚没有可靠的计算方法。打泥活塞上的推力是根据作用在活塞上的压力决定的，堵铁口泥经过泥缸和过渡管从炮嘴吐出。堵铁口泥经过这一运动过程又有一定的压力损失。在设计计算中，为了简化计算，往往根据各种泥炮的使用经验和试验研究而确定的经验数据进行计算。过去的设计中，通常取炮嘴出口处的压力=34MPa，在泥缸内的压力损失=0.81.0MPa，但由于近年高炉冶铁的强化和无水炮泥的使用，过去设计的泥炮能力不足，因此必
24、须加大及压力损失，根据炉顶压力不同，建议参考下列范围选取：1) 炉顶压力0.15MPa的中型高炉，采用11%水分的炮泥时，取=46MPa，压力损失=22.5MPa。2) 炉顶压力0.20.25MPa的中型和大型高炉，采用无水炮泥时， =810MPa，压力损失45MPa。故作用在活塞上的压力为：=+，MPa。2.2.2 泥缸容积我国过去设计制作的电动泥炮泥缸容积为0.20.5m3。实践证明这个容积是偏大的。设计时取这个容积是因为这些泥炮在打泥过程中产生漏泥，为了可靠的堵住出铁口，故使用大泥缸。解决漏泥问题和使用无水泥炮，可减少泥缸的有效容积。高炉容积在5000m3以下时，一般可取泥缸有效容积0.
25、20.3m3。2.2.3 炮嘴吐泥速度我国过去设计的电动泥炮炮嘴吐泥速度=0.20.5m/s。经验证明，降低值会使炮泥在炉缸内壁粘得更牢固些。因此在新的设计中，可取=0.10.2m/s。2.2.4设计参数打泥装置：泥缸有效容积0.28m3 泥缸直径580mm 炮嘴内径140mm 打泥时间80s 工作油压25Mpa压炮装置：压炮力170N 压炮角度16 压炮油缸的移动速度0.05m/s 压炮时间10s 回程时间6s旋转装置：工作转角160 移动速度0.05m/s 油缸直径180 mm 旋转时间1215s 工作油压25Mpa锁紧装置 ：移动速度0.05m/s适用高炉10002500 m3 3 计算
26、部分3.1 打泥机构的计算泥炮最主要的两个参数是泥缸有效容积和泥塞对泥炮的单位压力，这也是高炉冶炼工艺对泥炮的两个最主要的要求。泥缸有效容积应保证一次打入足够的炮泥量，能有效地堵塞出铁口通道和修补炉缸前墙。泥塞对泥炮的单位压力应保证炮泥在泥缸和过渡管中受到压力损失后，挤出的炮泥仍能克服炉缸内和出铁口通道中的阻力，将炮泥顺利打入出铁口。原电动泥炮的泥缸有效容积是考虑如果一次堵口失败时不用加泥就可以再次进行堵口操作，因此普遍偏大。泥缸容积过大会造成炮泥在泥缸中滞留时间过长而引起干结和增大打泥阻力。随着无水炮泥的应用和在出铁过程中抗机械冲刷和抗化学侵蚀性能好的优质炮泥的出现，所需的堵泥量趋于减少。习
27、惯上是以泥塞的最大推力表示泥炮打泥能力的大小，这是沿袭原电动泥炮的习惯。确切的说，打泥能力应以泥塞上炮泥的单位压力来表示。采用有水炮泥时，对于10001500m3的高压操作高炉，一般炮嘴出口处的炮泥压力应达到4MPa，泥缸和过渡管中的压力损失为1MPa，故泥塞处的单位压力有5MPa就够，过去电动机泥炮都是按这一数据进行设计的。随着无水炮泥的推广，目前对于无水炮泥的泥炮，设计时取炮嘴出口处的压力为610MPa，泥缸和过渡管中的损失为34MPa。本次设计的泥炮为用于取炉顶压力0.2-0.25MPa的高炉中。工作油压取=25MPa，炮嘴出口处的压力为8MPa，压力损失为4MPa。故泥塞对炮泥的单位压
28、力=12MPa。设高炉容积5000m3，取泥缸有效容积为0.28m3，直径为0.58m。3.1.1 泥缸直径和油缸直径的计算关系式： （3.1）得： 式中：泥塞对炮泥的单位压力，MPa 油缸的工作油压，MPa 油缸直径，m 泥缸直径，m圆整后取=0.40m，选取。式中：活塞杆直径 mm，则 =155mm图3.1 打泥机构计算简图 工作油压越高，泥炮的机构越紧凑，考虑到国内液压元件的供应情况，用于此高炉的泥炮取=25MPa。在保证泥缸有效容积和炮泥压力的情况下，泥缸直径增大，炮身会变得短粗，会增大门形框架的尺寸，一般从泥缸直径和油缸直径砸机构上的匹配关系来确定。计算出的油缸直径值应圆整和尽量选用
29、标准直径序列。3.1.2 油缸有效行程的计算关系式： , m 得： （3.2） 式中： 泥缸有效容积，m3 D1 泥缸直径，m泥缸有效行程是指从装泥口前沿至泥塞前极限位置的尺寸，相应的容积为泥缸有效容积。泥塞最大行程max以泥塞在后极限位置时装泥口能全部露出的原则，从机构上加以确定。油缸的最大行程等于泥缸的最大行程。油缸有效行程： 圆整后取：3.1.3 实际最大炮泥单位压力的计算由于计算出的油缸直径值必须圆整并选用标准值，故选定油缸直径后必须重新按下式计算在选定的工作油压下实际的最大炮泥单位压力。关系式： （3.3）得： 式中的应代入最后选定值，按此式计算出的是指在额定工作油压下泥塞上能够产生
30、的最大炮泥力。打泥过程中的实际单位压力取决于颅内压力和出铁口通道及炮嘴、泥缸中的阻力，通常小于计算出的最大值，所以，打泥油缸中的实际工作油压往往小于额定值。3.1.4 打泥推力打的计算关系式： （3.4） 得： 圆整后取 =3200KN3.1.5 泥塞移动速度的计算 关系式： （3.5） 式中：为打泥时间,这里取80S。得：v1 =0.013m/s炮嘴吐泥速度的计算关系式： （3.6） 式中：D1 泥缸直径，m 炮嘴出口处内径，m。 取D2 =0.14m。得：v2 =m/s 一般取v2 =0.2m/s由于液压系统中各油缸的流量可以通过节流阀进行调整，故泥炮的吐泥速度也是可以调节的。3.2 压炮
31、装置的计算3.2.1 压炮力的计算压炮装置的作用是使炮嘴直线进入出铁口。并紧压住出铁口泥套。在炮嘴对泥套的压炮力达到一定值后，压炮油缸停止进油，但油缸中的油压必须保持住，使炮嘴对泥套能始终保持压紧力。所需压炮力的大小是考虑因泥缸活塞打泥过程中炮泥对炮嘴产生的反作用力，因而炮嘴和泥套之间仍有一定的压紧力，以保证打泥时炮泥不从炮嘴和泥套之间泄漏出。因此，压炮力的计算式为： （3.7） 式中：打泥时产生的对炮嘴的最大打泥反力，KN 最小压紧力，KN最大打泥反力可由下式计算： （3.8） 式中：炮嘴内径，m 炮嘴出口处炮泥压力，MPa 即 最小压紧力是出现最大打泥反力时，炮嘴对泥套的剩余压炮力，一般在
32、2030KN。取=20KN，即=20+141.3=161.3KN。圆整后取。3.2.2 压炮油缸直径的计算 关系式： ,KN 得： （3.9） 式中：压炮油缸工作油压，MPa 取=25MPa 则: 圆整后取。选取， 则 =50mm。3.2.3 实际压炮力的计算 3.3 旋转装置的计算3.3.1 旋转装置活塞杆的受力分析液压泥炮旋转机构计算简图如下图所示。当活塞式往复油缸5带动V形杆4绕O2点旋转时，连杆3使泥炮转臂2绕O2点旋转。如忽略杆件销轴的摩擦阻力，压炮时杆件3的受力可由下式求出（参看图3.2）： 公式： 得： （3.10） 式中： 压炮力； 压炮时炮身与水平面所形成的倾角； 臂架同杆件
33、3铰接点至回转点O1的距离 ； 转臂的长度； 在压炮位置时杆件3的位置角。由简图3.3得活塞杆6受力为：公式： 得： （3.11）式中： 到回转点的力臂 到回转点的力臂上式中也忽略了销轴的摩擦阻力。图3.2 计算简图图3.3 计算简图图3.4 计算简图1-炮身；2-转臂；3-连杆；4-V形杆；5-旋转油缸；6-油缸活塞杆3.3.2 旋转油缸直径的计算由关系式： 得： （3.12） 式中： 旋转油缸工作压力，取为25MPa 圆整后取。选取， 则 =75mm。3.4 锁紧装置的计算由于锁紧装置所需的油液工作压力比较小，故选油液工作压力为=5MPa，油缸直径为=0.04m。选取，则 =20mm。3.
34、5 液压系统的计算3.5.1 泥炮各油缸所需流量的计算液压泥炮的旋转、压炮、锁紧、打泥等动作是按顺序相继完成的。相应的泥炮上的旋转油缸、压炮油缸、锁紧油缸、打泥油缸的动作也是相继进行的，不会，也不允许油缸同时动作。故计算液压站油泵的需要流量时，不是取各油缸的流量之和，而是取各油缸流量中的最大值。1）打泥油缸在打泥时是无杆腔进油，这时所需流量： 公式： 得： （3.13）式中： 打泥油缸直径，m打泥油缸的移动速度，m/s 2）压炮油缸在压炮时也是无杆腔进油，这时所需流量：公式： （3.14）式中： 压炮油缸直径，m 压炮油缸的移动速度，m/s 3）旋转油缸在泥炮向堵口位置旋转时是无杆腔进油，这时
35、所需流量：公式： （3.15） 式中： 旋转油缸直径，m 旋转油缸的移动速度，m/s 4）锁紧油缸也是无杆腔进油，故所需流量：公式： （3.16）式中： 锁紧油缸直径，m锁紧油缸的移动速度，m/s 3.5.2 液压泵计算1）液压泵流量的计算：公式： （3.17）式中： 上述、中的最大值，m3/s系统泄露系数，泥炮的系统较简单，可取1.11.2 圆整后取：2）液压泵的工作压力： （3.18）式中：系统中油缸的额定工作压力，MPa液压回路中的总压力损失，可取0.51MPa粗略取0.6MPa，则： =25.6MPa3）液压泵的驱动功率： （3.19）式中：液压泵的总效率，由所选泵的类型从有关手册中选
36、取。 3.5.3 液压泵用电动机的计算液压系统的拖动电机通常是在卸荷状态下启停的，驱动刚性软，一般选用为连续工作的Y系列电机。电动机的功率是根据系统额定压力和流量确定的。选择的原则应当是在能够胜任负载要求的情况下，选定最经济、合理的电机功率。如果功率选的过大，会造成浪费，设备投资增大，而且电机欠载运行，效率及功率因数较低，运行费用高；反之，如果功率选小了，电机将会长期过载运行，温升超过最高允许温度而过早损坏。泥炮液压站的电动机属于短暂工作状态。高炉一般要两小时以上才出铁一次，需要堵口时才启动油泵。完成堵口后直至下一次堵口的时间里，除了向泥炮加泥时要轻负荷动作一个短时间外，大部分时间油泵的电动机
37、处于停止状态，完成一次堵口的操作时间也不过二、三分钟，故电动机不存在发热问题，不应按发热选取电动机。由于本系统的液压泵启动时，对电动机的启动转矩没有过高的要求，负荷变化也比较平稳，电动机的转速与液压泵的转速相适应。电动机与液压泵之间通常采用联轴器连接，要求电动机的转速在液压泵的最佳转速范围内，电动机的转速过高或过低都会使液压泵的效率下降。计算电动机的功率：其计算公式为： （3.20） 式中: 电动机的过载系数，泥炮液压站应取2，过载能力较强的电机合理。计算得： 3.6 液压辅件的确定3.6.1油箱有效容积的确定 油箱用以储存油液，以保证供给液压系统充分的工作油液，同时还具有散热，使渗入油液中的
38、空气逸出以及使油液中的污染物沉淀等作用。油箱分为开式油箱和闭式油箱两种。开式油箱中油液的液面与大气相通，而闭式油箱中油液的液面与大气隔绝。液压系统多数采用开式油箱。油箱有效容积一般为液压泵流量(L/min)的27倍，这里选取6倍。 V=6QpL （3.21）油箱长、宽、高尺寸为：，油面高度为油面高与油箱高之比 3.6.2油箱散热功率的计算散热面积为 m2散热功率 式中 ； m2； 。查表取油温，环境温度为。 则油箱的散热功率为 3.6.3 油管尺寸的确定 管道内径确定 由下式得： （3.22）式中：通过管道内的流量， 管道内允许流速，m/s根据系统要求得，本系统的所有管道允许流速为：=3m/s
39、。故打泥机构支路的管道内径为：故压炮机构支路的管道内径为： 故旋转机构支路的管道内径为： 故锁紧机构支路的管道内径为： 经过以上的计算，查手册可按标准选取油管的尺寸打泥机构油管为外径d=28 mm,壁厚为2.5 mm，公称压力25MPa的无缝钢管。 压炮机构油管为外径d=18 mm,壁厚为1.6mm，公称压力25MPa的无缝钢管。旋转机构油管为外径d=22 mm,壁厚为2 mm，公称压力25MPa的无缝钢管。锁紧机构油管为外径d=6 mm,壁厚为1 mm，公称压力16MPa的无缝钢管。3.7 液压泥炮的组合图如下图所示为液压泥炮组合示意图。由打泥机构、压紧机构、旋转机构、锁紧机构和液压控制系统
40、组成。图3.5 液压泥炮组合示意图3.8 液压系统的工作原理及流程3.8.1 工作原理 压力油由油泵供给。在油泵开动时，“Y”型换向阀处于中位。当油泵卸荷时，换向阀的阀芯处于无压状态，可减少油的漏损。当需要某个机构工作时，则使阀换向，在这同时，油泵停止卸荷。于是油缸一端进压力油，另一端排油。实现打泥、压紧、回转和锁紧的动作。3.8.2 油的流程1） 打泥机构：作用是将炮泥由炮嘴压入出铁口。打泥机构的特点是打泥油缸采用了固定式活塞和可动式油缸带动泥缸活塞的移动. 打泥进油流程：柱塞泵1单向阀2手动换向阀3（右位）液控单向阀7双单向节流阀10油缸20左端。至打泥油缸左端推动活塞向前进。打泥回油流程:
