天然气步进炉动梁液压系统设计与优化【字数：14525】
在综合考虑节能、稳定、可靠等非技术性参数后，本文以某有限公司的设备为对象进行设计优化，主要是为适应国家环保部的环保要求，把原来的煤气发生炉和斜底炉进行改造。在本设计中，首先对步进炉的运动过程进行分析，确定步进炉的主要技术参数，计算液压系统的工况，确定升降缸和平移缸的主要尺寸以及所需流量；拟定出液压系统的原理图，按照所需条件选择合适的回路以及元件；利用AMESim软件进行仿真分析，调试出更适合的回路；设计出符合要求的液压站。本课题的研究面向实际的生产需要，对天然气步进炉的液压系统在环保以及节能方面都进行了优化设计。
目录
1.绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 国内外研究的现状与趋势 1
1.3 本课题研究的主要内容 2
1.4 液压系统的节能与环保 3
1.4.1 工作介质 3
1.4.2 振动与噪声控制 4
1.4.3 节能技术 5
2.液压系统及其仿真 5
2.1 步进炉动梁液压系统的工作分析 6
2.2 步进炉动梁液压系统的主要技术参数 6
2.3 步进炉动梁液压系统的工况分析 7
2.3.1 动梁升降过程工况分析 7
2.3.2 动梁平移过程工况分析 8
2.4 液压系统元件的参数计算及选型 10
2.4.1 升降回路液压元件的参数计算及选型 10
2.4.2 平移回路液压元件的参数计算及选型 14
2.4.3 液压系统的管路及管接头的计算与选择 16
2.4.4 升降液压系统原理图及仿真优化 17
3.液压集成块及液压站的设计 23
3.1 液压集成块的设计 23
3.2 液压站的设计 29
结语 34
参考文献 35
致谢 36
1.绪论
课题研究的目的和意义
液压技术在现代工业发展的同时也在迅速地进步着，从民用技术到国防技术、再由一般传动到精确度很高的控制系统，在越来越多的领域被应用到。但随着工业化的发展，国家的能源即将消耗殆尽，而环境也随 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
着国家的不断发展而愈变愈差，可持续发展战略以及生态环保理念的提出，为解决这些问题提供了有效的方向，同时面向环境的设计与制造也正在逐渐成为行业发展的主要方向。
在实际的液压系统的设计中，如若要实现节能这一需求，可以从液压元件的选型、液压回路的设计、管路布局等方面着手。在选择液压元件时要考虑具体工况所需的流量以及压力，并且要避免因型号不适而导致的高能耗或者功率浪费；在设计液压回路时要尽可能做到用简单可靠的回路满足所需要的功能；在布局管路时要尽可能避免因急弯、流道通径忽大忽小而造成的不必要的压力损失。
在环保方面，液压系统主要存在工作介质污染和噪音污染。工作介质的污染来源主要有原生污染物、入侵污染物和生成污染物，在设计过程中主要以预防为主，以治理为辅[1]。为防止污染，在设计阶段除了要合理选择液压系统元件的参数和结构外，还要在节流阀前后装上精滤油器，并且所有元器件、配管等在加工工序后都必须认真清洗，组装前还要做到保持环境的清洁;装配后清洗时要选择与工作介质相容冲洗介质;投入正常使用时，为保证油液的清洁，在新油加入油箱前要先静置沉淀一段时间，过滤后方可加入系统中[1]。噪音污染有机械噪声和流体噪声两种。在液压系统中，电动机、液压泵和液压马达等都具有很高的转速，如果它们的转动部件失去平衡，就会产生周期性的不平衡力，会引起转轴的弯曲振动，当这种振动传到油箱和管路时就会因为共振而发出很大的噪声，此时就需对转子进行平衡试验，并且在产品设计时就要注意防止产生共振[1]。
1.2 国内外研究的现状与趋势
我国的液压技术起步于20世纪50年代初至60年代，经过多年的努力发展，在液压行业形成了一个门类比较齐全、有一定生产能力和技术水平的工业体系[2]。我国的液压工业起步于效仿前苏联设计的磨床、拉床、仿形车床等的液压传动系统，液压元件由机床厂的液压车间生产，主要是自产自用，时至今日，通过不断地引进和改造技术，不断地进行自主创新与开发，我国的技术水平得到了明显的提高，生产的一系列产品不仅可以进行稳定的批量生产，与此同时还为各类主机提高产品水平提供了保证。
帕斯卡早在1662年就已经发现了利用液体可以产生很大的力量的可能性。而在1795年，英国的约瑟夫布拉曼利用这一理论基础在伦敦将水作为工作介质，以水压机的形式使其应用于工业，并取得了第一个手动液压机的专利，而后又于1905年将工作介质由水改为油，取得了进一步的发展。在第一次世界大战后液压传动得到了广泛的应用。液压元件开始进入正规的工业生产阶段是在19世纪末20世纪初的20年间。维克斯在1925年发明了压力平衡式叶片泵，这一发明更是为近代液压元件工业、液压传动的逐步奠定建立了夯实的基础。
虽说我国的液压技术相较以前而言已经取得了很大程度上的进步，但与主机发展需求以及与世界先进水平相比较而言，仍有着不小的差距，这些差距主要反映在产品品种、性能和可靠性等方面。制约着我国液压技术发展的主要原因有：（1）企业不能研发出好的产品，技术的开发水平和速度不能完全与先进的主机产品、重大技术装备和进口设备的配套，也不能满足维修的需要；（2）不少企业的制造工艺、装备水平和处理水平都比较落后，而且注重质量的意识不强，从而导致了产品的性能水平低、质量不稳定、可靠性差等问题。在我国没有能够使用户满意和信赖的名牌产品；（3）行业内生产的产品专业化程度低，企业之间存在着盲目竞争，相互压价，使得企业效益下降，资金缺乏、周转困难，最终导致产品开发和技术改造的资金投入不足，从而严重地制约了整个行业的整体水平的提高和竞争实力的增强；(4）国内市场的国际化程度日益提高，许多外国公司都进入中国市场参与竞争，再加上国内私营、合作经营、个体、三资等企业的崛起，给国有企业造成了愈来愈大的冲击[3]。
目录
1.绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 国内外研究的现状与趋势 1
1.3 本课题研究的主要内容 2
1.4 液压系统的节能与环保 3
1.4.1 工作介质 3
1.4.2 振动与噪声控制 4
1.4.3 节能技术 5
2.液压系统及其仿真 5
2.1 步进炉动梁液压系统的工作分析 6
2.2 步进炉动梁液压系统的主要技术参数 6
2.3 步进炉动梁液压系统的工况分析 7
2.3.1 动梁升降过程工况分析 7
2.3.2 动梁平移过程工况分析 8
2.4 液压系统元件的参数计算及选型 10
2.4.1 升降回路液压元件的参数计算及选型 10
2.4.2 平移回路液压元件的参数计算及选型 14
2.4.3 液压系统的管路及管接头的计算与选择 16
2.4.4 升降液压系统原理图及仿真优化 17
3.液压集成块及液压站的设计 23
3.1 液压集成块的设计 23
3.2 液压站的设计 29
结语 34
参考文献 35
致谢 36
1.绪论
课题研究的目的和意义
液压技术在现代工业发展的同时也在迅速地进步着，从民用技术到国防技术、再由一般传动到精确度很高的控制系统，在越来越多的领域被应用到。但随着工业化的发展，国家的能源即将消耗殆尽，而环境也随 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
着国家的不断发展而愈变愈差，可持续发展战略以及生态环保理念的提出，为解决这些问题提供了有效的方向，同时面向环境的设计与制造也正在逐渐成为行业发展的主要方向。
在实际的液压系统的设计中，如若要实现节能这一需求，可以从液压元件的选型、液压回路的设计、管路布局等方面着手。在选择液压元件时要考虑具体工况所需的流量以及压力，并且要避免因型号不适而导致的高能耗或者功率浪费；在设计液压回路时要尽可能做到用简单可靠的回路满足所需要的功能；在布局管路时要尽可能避免因急弯、流道通径忽大忽小而造成的不必要的压力损失。
在环保方面，液压系统主要存在工作介质污染和噪音污染。工作介质的污染来源主要有原生污染物、入侵污染物和生成污染物，在设计过程中主要以预防为主，以治理为辅[1]。为防止污染，在设计阶段除了要合理选择液压系统元件的参数和结构外，还要在节流阀前后装上精滤油器，并且所有元器件、配管等在加工工序后都必须认真清洗，组装前还要做到保持环境的清洁;装配后清洗时要选择与工作介质相容冲洗介质;投入正常使用时，为保证油液的清洁，在新油加入油箱前要先静置沉淀一段时间，过滤后方可加入系统中[1]。噪音污染有机械噪声和流体噪声两种。在液压系统中，电动机、液压泵和液压马达等都具有很高的转速，如果它们的转动部件失去平衡，就会产生周期性的不平衡力，会引起转轴的弯曲振动，当这种振动传到油箱和管路时就会因为共振而发出很大的噪声，此时就需对转子进行平衡试验，并且在产品设计时就要注意防止产生共振[1]。
1.2 国内外研究的现状与趋势
我国的液压技术起步于20世纪50年代初至60年代，经过多年的努力发展，在液压行业形成了一个门类比较齐全、有一定生产能力和技术水平的工业体系[2]。我国的液压工业起步于效仿前苏联设计的磨床、拉床、仿形车床等的液压传动系统，液压元件由机床厂的液压车间生产，主要是自产自用，时至今日，通过不断地引进和改造技术，不断地进行自主创新与开发，我国的技术水平得到了明显的提高，生产的一系列产品不仅可以进行稳定的批量生产，与此同时还为各类主机提高产品水平提供了保证。
帕斯卡早在1662年就已经发现了利用液体可以产生很大的力量的可能性。而在1795年，英国的约瑟夫布拉曼利用这一理论基础在伦敦将水作为工作介质，以水压机的形式使其应用于工业，并取得了第一个手动液压机的专利，而后又于1905年将工作介质由水改为油，取得了进一步的发展。在第一次世界大战后液压传动得到了广泛的应用。液压元件开始进入正规的工业生产阶段是在19世纪末20世纪初的20年间。维克斯在1925年发明了压力平衡式叶片泵，这一发明更是为近代液压元件工业、液压传动的逐步奠定建立了夯实的基础。
虽说我国的液压技术相较以前而言已经取得了很大程度上的进步，但与主机发展需求以及与世界先进水平相比较而言，仍有着不小的差距，这些差距主要反映在产品品种、性能和可靠性等方面。制约着我国液压技术发展的主要原因有：（1）企业不能研发出好的产品，技术的开发水平和速度不能完全与先进的主机产品、重大技术装备和进口设备的配套，也不能满足维修的需要；（2）不少企业的制造工艺、装备水平和处理水平都比较落后，而且注重质量的意识不强，从而导致了产品的性能水平低、质量不稳定、可靠性差等问题。在我国没有能够使用户满意和信赖的名牌产品；（3）行业内生产的产品专业化程度低，企业之间存在着盲目竞争，相互压价，使得企业效益下降，资金缺乏、周转困难，最终导致产品开发和技术改造的资金投入不足，从而严重地制约了整个行业的整体水平的提高和竞争实力的增强；(4）国内市场的国际化程度日益提高，许多外国公司都进入中国市场参与竞争，再加上国内私营、合作经营、个体、三资等企业的崛起，给国有企业造成了愈来愈大的冲击[3]。
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