步进炉液压源系统设计及热平衡分析【字数：10334】
本文主要进行液压源的设计，通过设计液压原理图，进行各种元件的选型。重点设计集成块，并画出工程视图。接着对液压缸进行仿真分析，再对油箱进行设计，最后进行热平衡计算。
目 录
1. 绪论 1
2. 液压系统设计及仿真 2
2.1液压原理图的设计 2
2.2 步进炉的工况分析 2
2.3液压泵的选择 5
2.4 其他元件的选择 6
2.4.1 电动机的选择 6
2.4.2 液压阀的选择 6
2.4.3 蓄能器的选择 7
2.5液压缸的仿真分析 9
3. 集成块设计 16
3.1 液压装置布局 16
3.2集成块设计 16
3.2.1孔径的确定 16
3.3.2 集成块的相关图 16
4. 油箱的设计及热平衡计算 24
4.1 油箱容量的确定 24
4.2管路系统压力损失的验算 25
4.2.1 液压系统压力损失 25
4.2.2 沿程压力损失 26
4.2.3 局部损失 26
4.2.4 总的压力损失 28
4.3 液压系统的发热温升计算 28
4.3.1 系统发热量的计算 28
4.3.2 系统的散热计算 28
4.3.3 系统热平衡温度的验算 29
5. 热平衡的二次分析及液压站总体设计 30
5.1油箱表面散热对热平衡的影响 30
5.2 冷却器对热平衡的影响 30
5.2.1 计算液压系统的发热量 31
5.2.2 实现系统热平衡所需要的散热面积 31
5.3对热平衡分析的新设想 32
5.3.1 系统新增热量的计算 32
5.3.2 计算是否需要热补偿 33
5.4 冷却器的流量计算 33
5.4.1 计算冷却水所需要的流量 33
5.4.2 计算冷却板所需要的面积 34
5.5液压泵站 34
总结 37 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
参考文献 38
致谢 39
1. 绪论
我国目前对于集成块的规模可以说是日益增加，并且受到了国内外的重点关注，专业应用软件开发技术、方法和工具都在不断的成长。从过去五年的中国市场的数据来看，液压集成块的消费规模日益增长，成长潜力巨大。这反反映出我国的液压水平集成块水平日益提高。
从各个角度来看，液压集成块的分类针对不同行业、区域、应用领域、档次都有不同的消费规模。但是这个市场的潜力远不止这样，液压集成块具有高附加值，它的开发不仅仅能满足许多企业的液压集成块的需求，而且还能走上专业化的商品市场。
未来液压集成块的发展方向是软件化，利用各种软件工具辅助液压集成块的完成，实现效率性，准确性。在当前的各种各样的机械生产企业，他们的技术人员设计集成块的方法还是十分落后的，集成块的三维设计为这些技术人员提供了直观、便于修改的工具，相对二维设计来说优点重重。降低的员工劳动强度，缩短了设计时间，还有助于生产设计的产品早点上市。但集成块始终是个技术活，需要技术人员有丰富的设计经验，并通过辅助软件来提高设计效率。
本液压系统控制的是步进炉的步进梁。通过液压系统的设计来实现对整体控制。在液压源系统中，集成块的设计好坏直接对系统的简易程度有着重大影响。本次采用的是叠加式集成阀，具有许多不可替代的优点。另外对整体系统的热平衡分析也为整套系统的安全保驾护航。
2. 液压系统设计及仿真
2.1液压原理图的设计
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图21 液压原理图
根据液压原理图的分析，通过电动机带动泵旋转供油，经过三位四通电液比例阀调整流量大小及供油的时间带动升降缸的运动。通过减压阀降低压力后的流量流过三位四通电液比例阀流进平移缸带动缸的运动。在主油路出添加溢流阀以保证油路安全。
2.2 步进炉的工况分析
如图所示步进炉有四个运动过程，这四个过程由升降组成，由升降过程来实现步进炉的送料。升降缸的运动顺序为：
升降液压缸出来，动梁抬起；
平移液压缸出来，动梁推送；
升降液压缸收缩，动梁下降：
平移液压缸收缩，动梁收回。
/
/
在整个过程中，首先得实现液压缸按照所设定的轨迹运送动梁。由于在动梁的运送中，钢坯的重量大，具有的惯性也要加以控制，对此要设计执行机构的速度。保证所有的运行平稳。如图23这是1s3S内上升，3s7s内前进，79s内下降，1014s后退。在每次的运行开始和结束时都要有对应的缓冲来确保平稳运行。
/
/
天然气步进炉的的主要技术参数如表21所示：
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动梁自重2*104 N，动梁上每次可放25根钢坯，钢坯的总重量为2.25*104N，当动梁上升、前进时，总重量约为5*104N，当动梁卸下钢坯下降、后退时，总重量约为2.5*104 N（其中包括动梁下方的冷却回路等）。取升降，平移液压系统的静摩擦因数分别为μs1=0.2，μs2=0.1，动摩擦系数分别为μd1=0.12，动摩擦因数μd2=0.05。液压缸的机械效率ηcm设为0.95。
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1. 绪论 1
2. 液压系统设计及仿真 2
2.1液压原理图的设计 2
2.2 步进炉的工况分析 2
2.3液压泵的选择 5
2.4 其他元件的选择 6
2.4.1 电动机的选择 6
2.4.2 液压阀的选择 6
2.4.3 蓄能器的选择 7
2.5液压缸的仿真分析 9
3. 集成块设计 16
3.1 液压装置布局 16
3.2集成块设计 16
3.2.1孔径的确定 16
3.3.2 集成块的相关图 16
4. 油箱的设计及热平衡计算 24
4.1 油箱容量的确定 24
4.2管路系统压力损失的验算 25
4.2.1 液压系统压力损失 25
4.2.2 沿程压力损失 26
4.2.3 局部损失 26
4.2.4 总的压力损失 28
4.3 液压系统的发热温升计算 28
4.3.1 系统发热量的计算 28
4.3.2 系统的散热计算 28
4.3.3 系统热平衡温度的验算 29
5. 热平衡的二次分析及液压站总体设计 30
5.1油箱表面散热对热平衡的影响 30
5.2 冷却器对热平衡的影响 30
5.2.1 计算液压系统的发热量 31
5.2.2 实现系统热平衡所需要的散热面积 31
5.3对热平衡分析的新设想 32
5.3.1 系统新增热量的计算 32
5.3.2 计算是否需要热补偿 33
5.4 冷却器的流量计算 33
5.4.1 计算冷却水所需要的流量 33
5.4.2 计算冷却板所需要的面积 34
5.5液压泵站 34
总结 37 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
参考文献 38
致谢 39
1. 绪论
我国目前对于集成块的规模可以说是日益增加，并且受到了国内外的重点关注，专业应用软件开发技术、方法和工具都在不断的成长。从过去五年的中国市场的数据来看，液压集成块的消费规模日益增长，成长潜力巨大。这反反映出我国的液压水平集成块水平日益提高。
从各个角度来看，液压集成块的分类针对不同行业、区域、应用领域、档次都有不同的消费规模。但是这个市场的潜力远不止这样，液压集成块具有高附加值，它的开发不仅仅能满足许多企业的液压集成块的需求，而且还能走上专业化的商品市场。
未来液压集成块的发展方向是软件化，利用各种软件工具辅助液压集成块的完成，实现效率性，准确性。在当前的各种各样的机械生产企业，他们的技术人员设计集成块的方法还是十分落后的，集成块的三维设计为这些技术人员提供了直观、便于修改的工具，相对二维设计来说优点重重。降低的员工劳动强度，缩短了设计时间，还有助于生产设计的产品早点上市。但集成块始终是个技术活，需要技术人员有丰富的设计经验，并通过辅助软件来提高设计效率。
本液压系统控制的是步进炉的步进梁。通过液压系统的设计来实现对整体控制。在液压源系统中，集成块的设计好坏直接对系统的简易程度有着重大影响。本次采用的是叠加式集成阀，具有许多不可替代的优点。另外对整体系统的热平衡分析也为整套系统的安全保驾护航。
2. 液压系统设计及仿真
2.1液压原理图的设计
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图21 液压原理图
根据液压原理图的分析，通过电动机带动泵旋转供油，经过三位四通电液比例阀调整流量大小及供油的时间带动升降缸的运动。通过减压阀降低压力后的流量流过三位四通电液比例阀流进平移缸带动缸的运动。在主油路出添加溢流阀以保证油路安全。
2.2 步进炉的工况分析
如图所示步进炉有四个运动过程，这四个过程由升降组成，由升降过程来实现步进炉的送料。升降缸的运动顺序为：
升降液压缸出来，动梁抬起；
平移液压缸出来，动梁推送；
升降液压缸收缩，动梁下降：
平移液压缸收缩，动梁收回。
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在整个过程中，首先得实现液压缸按照所设定的轨迹运送动梁。由于在动梁的运送中，钢坯的重量大，具有的惯性也要加以控制，对此要设计执行机构的速度。保证所有的运行平稳。如图23这是1s3S内上升，3s7s内前进，79s内下降，1014s后退。在每次的运行开始和结束时都要有对应的缓冲来确保平稳运行。
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天然气步进炉的的主要技术参数如表21所示：
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动梁自重2*104 N，动梁上每次可放25根钢坯，钢坯的总重量为2.25*104N，当动梁上升、前进时，总重量约为5*104N，当动梁卸下钢坯下降、后退时，总重量约为2.5*104 N（其中包括动梁下方的冷却回路等）。取升降，平移液压系统的静摩擦因数分别为μs1=0.2，μs2=0.1，动摩擦系数分别为μd1=0.12，动摩擦因数μd2=0.05。液压缸的机械效率ηcm设为0.95。
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