畢業(yè)設計（論文）直縫鋼管擴徑機移動回路設計說明書

1、武漢科技大學高職畢業(yè)設計摘 要隨著國家能源項目的進一步開發(fā)及各項長距離輸油輸氣工程的開工，大口徑的石油天然氣輸送管道的需求量劇增，但是國內生產的焊接鋼管均因為沒有擴徑而造成生產的鋼管質量不合格，因此，對焊接鋼管擴徑的研究極其重要。焊管擴徑的作用（1） 對鋼管進行“整形”，提高鋼管的形狀與尺寸精度；（2） 減少或消除由于成型及實驗造成的鮑辛格效應，提高鋼管的屈服強度；（3） 消除鋼管成型和焊接的殘余應力。直縫焊管機械擴徑工藝技術國內外制造大口徑直縫埋弧焊管的成型方法有uoe成型法、排輥成型法(cfe)、ce成型等。對于絕大多數(shù)成型方法的最后一道工序都是對焊接后管坯再進行一次全長擴徑，以提高焊接管

2、形質量。擴徑成為大口徑直縫焊管生產中確保成品管質量的一道重要工序。擴徑是一種利用液壓或機械方式從鋼管內壁加力使鋼管沿著徑向向外擴脹成型的壓力加工工藝。機械方式比液壓方式，設備簡單且效率更高，在世界上最先進的幾條大口徑直縫焊管制管線擴徑工序都被采用，其工藝為：機械擴徑利用擴徑機端部的分瓣的扇形塊沿徑向擴張，使管坯沿長度方向以步進方式，分段實現(xiàn)全管長塑性變形的過程。分為5個階段:1初步整圓階段。扇形塊打開直到所有扇形塊都接觸到鋼管內壁，此時步長范圍內鋼管內圓管中各點半徑大小都幾乎一致，鋼管得到初步整圓。2名義內徑階段。扇形塊從前段位置開始降低運動速度，直到抵達要求位置，這個位置是質量要求的成品管內

3、圓周位置。3彈復補償階段。扇形塊在2階段的位置開始進一步將低速度，直到抵達要求位置，這個位置是工藝設計要求的彈復前鋼管內圓周位置。4保壓穩(wěn)定階段。扇形塊在彈復前鋼管內圓周位置一段時間保持不動，這是設備和擴徑工藝要求的保壓穩(wěn)定階段。5卸荷回歸階段。扇形塊從彈復前鋼管內圓周位置開始迅速回縮，直到抵達初始擴徑的位置，這是擴徑工藝要求的扇形塊最小收縮直徑。在實際應用中，工藝簡化中，2、3步驟可以合并簡化，這對鋼管的擴徑質量沒有影響。國內，能生產x120直縫焊管的寶鋼、太鋼在其擴徑中都采用了以上5階段的機械擴徑工藝技術。關鍵詞： 直縫鋼管; 擴徑; 液壓; 卸荷;目 錄1 緒 論11.1 直縫鋼管擴徑機

4、移動回路工作原理11.2 直縫鋼管擴徑機移動回路主要技術參數(shù)12 系統(tǒng)方案的擬定22.1 擬定直縫鋼管擴徑機移動回路各部分的工作方案22.2 擬定直縫鋼管擴徑機移動回路原理圖33 液壓元件的選擇計算43.1 執(zhí)行機構工作壓力的確定43.2 執(zhí)行元件的計算43.2.1 液壓缸主要尺寸的計算53.2.2 液壓缸所需流量的計算63.2.3 液壓缸工作壓力的計算73.2.4 液壓缸輸入功率的計算73.3 泵的選擇計算83.4 電動機的選擇93.5 管道的計算103.6 液壓控制閥的選擇113.7 油箱的設計計算124 液壓輔助元件的選擇計算134.1 加熱器的選擇計算134.2 冷卻器的選擇計算144

5、.2.1 系統(tǒng)溫升的計算144.2.2 冷卻器的計算154.2.3 冷卻水流量的計算164.2.4 冷卻器型號的選擇164.3 過濾器的選擇174.4 蓄能器的選擇184.5 油箱輔件的選擇194.6 液壓工作介質的選取19結 束 語20參 考 文 獻22致 謝23241 緒 論液壓系統(tǒng)移動回路是液壓系統(tǒng)中最基本的回路，一般用于系統(tǒng)的快速運動。在實際工作中多出現(xiàn)在運送機構、移動機構和定位機構中等輔助機構中。直縫鋼管擴徑機移動回路就是作為擴徑機的輔助機構，完成直縫鋼管的快速移動。1.1直縫鋼管擴徑機移動回路工作原理（1） 電動機為液壓系統(tǒng)提供動力。（2） 液壓系統(tǒng)移動回路主要由泵、油缸、安全溢流

6、閥、調速法、蓄能器、加熱器、 冷 卻器油箱及其它附件等組成。液壓回路為開式，由發(fā)動機輸出軸直接驅動。整機安裝了一個安全溢流閥以控制系統(tǒng)的最高工作壓力，并可根據(jù)執(zhí)行機構的需要來進行調節(jié)。通過調速法來調節(jié)執(zhí)行液壓缸的移動速度，通過調節(jié)進入執(zhí)行液壓缸流量的大小來實現(xiàn)執(zhí)行液壓缸的快速運動。液壓油箱容積根據(jù)系統(tǒng)流量大小而定，在環(huán)境溫度過高或使用溫度較低時，可根據(jù)液溫選擇開啟冷卻器或者加熱器。液壓工作裝置采用先導式電液比例換向閥操作控制。采用壓力補償變量泵，它由發(fā)動機直接帶動，是液壓系統(tǒng)的動力源。（3） 移動回路工作過程：液壓泵打出的壓力油經(jīng)過換向閥從一端進入執(zhí)行液壓缸，液壓缸的活塞桿升出，當?shù)竭_最大行程

7、后，換向閥換向，壓力油從執(zhí)行液壓缸的另一端進入液壓缸，活塞桿縮回，促使先進油的油缸腔泄油，泄油壓力為零，同樣經(jīng)過換向閥通過回油管回油箱，完成一個回路。1.2 直縫鋼管擴徑機移動回路主要技術參數(shù)（1）液壓缸：執(zhí)行元件數(shù)量行程（mm）時間（s）負載（kn）移動缸1720051102 系統(tǒng)方案的擬定2.1擬定直縫鋼管擴徑機移動回路各部分的工作方案 1） 調速方案液壓系統(tǒng)移動回路中對運動方向和速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)，對于一般大流量的液壓系統(tǒng)，大多通過先導換向閥的有機組合實現(xiàn)所要求的動作。在本設計中，由于系統(tǒng)工作所要求的精度低，采用普通三位四通電液換向閥

8、來實現(xiàn)方向控制，又因為系統(tǒng)工作速度快、流量大、壓力高，故采用蓄能器和旁路節(jié)流調速閥的有機組合來實現(xiàn)速度的控制，既能降低對元件的要求，又能防止油液溫度的升高。 2） 壓力控制方案在本系統(tǒng)方案設計中，由于只有一個執(zhí)行元件液壓缸，所以工作壓力很容易控制，泵出口安裝了一個安全溢流閥以控制系統(tǒng)的最高工作壓力，并可根據(jù)整個回路的壓力降來進行調節(jié)。為了節(jié)省能源提高系統(tǒng)的使用效率，采用一臺壓力補償變量柱塞泵供油和配用一個蓄能器作為輔助動力源，以達到安全節(jié)能的效果。 3） 油箱的設計方案本系統(tǒng)采用矩形外形的密封式油箱 ,并作為機身的支承結構。在油箱頂部設置空氣濾清器，并兼作注油口用。油箱頂部還要預留冷卻器和安全

9、溢流閥閥塊的安裝位置。油箱內部設置隔板將吸、回油管隔開，使液流循環(huán)，將油液中的氣泡與雜質分離和沉淀。根據(jù)實際需要還可以在隔板上安裝濾網(wǎng)。由于過濾器都是采用自封式，所以油箱內部設計非常重要。油箱放油孔設置在油箱的最低部位，還設置清洗孔以便于定期清理油箱內的沉積物。另外，為了能夠觀察向油箱內注油的液位上升情況和在系統(tǒng)工作過程中看見液位高度，設置帶有液位自動監(jiān)測報警裝置的自動液位計。 4）冷卻系統(tǒng)設計方案液壓系統(tǒng)在工作時，如果油液溫度過高（80）將影響系統(tǒng)的工作，一般規(guī)定液壓用油的正常溫度范圍是1565。冷卻系統(tǒng)有兩種工況：一種是水冷卻系統(tǒng)，另一種是空氣冷卻系統(tǒng)。水冷卻系統(tǒng)中所使用的水全部為軟化水，

10、軟化水系統(tǒng)是控制冷卻水質量的設備，軟化水的使用有利于延長設備的使用壽命。本設計方案采用的是水冷方式，這種冷卻方式散熱效果好，熱傳系數(shù)可達230815。為了防止油溫過低(15),可以在油箱內部設置電加熱裝置，在冷卻器和加熱器之間采用溫度自動控制器，以便實現(xiàn)油溫自動控制。 5） 過濾器的設置方案因為液壓系統(tǒng)和元件發(fā)生故障的重要原因之一就是工作油液被污染，因此任何液壓設備，在各種使用工作狀態(tài)下，都必須注意工作油液的被污染問題。因此，必須首先保證給液壓系統(tǒng)提供盡可能干凈的工作油液，以保證不會因提供的油液不符合清潔要求而影響系統(tǒng)性能。因此在系統(tǒng)的壓油路和回油路分別安裝有過濾器，在油箱的排油口(即泵的吸口

11、）為了防止意外落入油箱的污染物，設置一個吸油過濾器；在油箱的回油口設置系統(tǒng)所要求的回油過濾器以保持返回油箱的油液具有允許的污染等級；為了防止來自空氣中的灰塵，需采用密閉油箱，并在呼吸器中采用適當?shù)目諝鉃V清器。新添加的油液并不是干凈的，所以在注油口也一定要設置過濾器。在回油過濾器和泵出口的過濾器上安裝有污染等級指示和壓差報警裝置,提醒人們注意濾芯堵塞。 2.2擬定直縫鋼管擴徑機移動回路原理圖 圖2.1 直縫鋼管擴徑機移動回路原理圖1電機；2液壓泵；3吸油截止閥；4吸油過濾器；5加熱器；6回油過濾器；7液位液溫計；8空氣濾清器；9單向閥；10溢流閥；11壓力表；12蓄能器；13流量計；14換向閥；

12、15單向閥；16調速閥；17冷卻器；18壓油截止閥；19液壓缸；20過濾器；21油箱3 液壓元件設計計算3.1 執(zhí)行機構工作壓力的確定系統(tǒng)工作壓力要根據(jù)載荷的大小和設備類型而定，同時需要考慮執(zhí)行元件的裝配空間，經(jīng)濟條件，安全性，管路承載能力及其他元件供應情況的限制，同時還要進行廣泛的市場調研，工作壓力的選取要符合液壓行業(yè)習慣。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的尺寸，反之，壓力選得太高，對缸、閥等元件的材質，密封，制造，精度等要求也高。一般可參考同類型的液壓系統(tǒng)的工作壓力選取。表3.1 常用機械類型的工作壓力精加工0.8-2mpa農業(yè)機械、工程機械輔助機構10-16mpa半精加

13、工3-5 mpa液壓機、重型機械、起重機20-32mpa精加工和重型機床5-10 mpa礦山采掘機械10-25mpa綜合考慮本執(zhí)行機構行程大、速度快等特點，現(xiàn)初取系統(tǒng)工作壓力為。3.2 執(zhí)行元件的計算3.2.1 液壓缸主要尺寸的計算計算缸筒內徑時，通常有兩種計算方法：一種是根據(jù)液壓缸所承受的負載和系統(tǒng)給定的工作壓力來計算，另一種方法是根據(jù)活塞運動速度和輸入流量來計算。本次設計采用單活塞桿式液壓缸，如圖（圖3.1）所示為雙作用單活塞桿液壓缸，活塞桿只從液壓缸的一端伸出，當向液壓缸兩腔分別供油，且壓力流量都不變時，活塞在兩個方向上的運動速度和推力都不相等，即運動具有不對稱性。在這里我們選擇第一種方

14、式：圖3.1 雙作用單活塞桿液壓缸當無桿腔進油時，活塞受到壓力和負載,在不考慮液壓缸容積效率和機械效率的情況下，有公式： (3.1) (3.2)式中：液壓缸的負載液壓缸的容積效率液壓缸的機械效率液壓缸的有效工作面積進油壓力活塞直徑，即缸筒直徑活塞桿直徑將數(shù)值上述各式，計算得：查機械設計手冊，對照其中液壓缸標準系列表最接近的標準缸徑，所以確定執(zhí)行液壓缸的內經(jīng)。從單桿活塞缸的工作特點可以看出：，所以液壓缸往復運動時的速度比為： （3.3）液壓缸的內徑和活塞桿直徑可根據(jù)最大總負載、傳動比和選取的工作壓力來確定。液壓行業(yè)習慣中，工作壓力、缸徑、傳動比有如表3.2和表3.3的關系：表3.2 液壓缸工作壓

15、力與活塞桿徑液壓缸工作壓力5mpa57 mpa7mpa推薦活塞桿直徑（0.50.55）d（0.60.7）d0.71 d 表3.3 液壓缸往復運動速度比推薦值液壓缸工作壓力10mpa1020 mpa20mpa往復運動比1.331.46-22所以參照表3.2和表3.3，再對照機械設計手冊上標準活塞桿徑，選取。3.2.2 液壓缸所需流量的計算液壓缸所需流量的計算公式為: （3.4）式中: 液壓缸所需流量 液壓缸活塞桿外伸速度 液壓缸最大有效作用面積則由公式（3.12）可以看出液壓缸的工作速度取決于系統(tǒng)的流量，所以要確定液壓缸所需的流量，首先要確定執(zhí)行液壓缸的工作速度。由于本執(zhí)行液壓缸是個移動缸，我們

16、可以把它的工作過程擬合為“勻加速勻速勻減速”三個階段。通常在液壓設備中要求執(zhí)行液壓缸在0.5s內，從速度為0升到 ,在0.5s內 降為0，所以可得圖：圖3.1根據(jù)設計任務書液壓缸技術參數(shù)要求：, 由圖得： （3.5）解得: 因此：液壓缸入口 （3.6）液壓缸出口 （3.7）式中：液壓缸容積效率，取。所以我們取系統(tǒng)最大工作流量為。3.2.3 液壓缸工作壓力的計算 液壓缸工作壓力的計算公式為 （3.1）式中: 液壓缸工作壓力液壓缸的工作負載液壓缸的有效工作面積則根據(jù)已經(jīng)確定的缸徑和返回公式（3.1）中再計算，得移動油缸的工作壓力為：3.2.4 液壓缸輸入功率的計算 液壓缸輸入功率的計算公式為： （

17、3.8）式中: 液壓缸的輸入功率（）液壓缸的工作壓力（）液壓缸的流量()則由式（3.8）計算得移動油缸的輸入功率為： 通過對執(zhí)行元件的尺寸計算結果、工作壓力、工作流量及執(zhí)行元件工況的分析，我們選擇執(zhí)行液壓缸型號為：cdm1ms2/80/56/8000/a1xf2chdmcy7200 rexroth公司 3.3 泵的選擇計算主要根據(jù)系統(tǒng)的工況來選擇液壓泵。泵的主要參數(shù)有壓力、流量、轉速、效率。常見的液壓泵主要有齒輪泵，葉片泵，柱塞泵，螺桿泵。一般說來，葉片泵在低壓的情況下選用比較好，因為葉片泵的葉片可能不能承受太大的壓力。中壓下選用齒輪泵比較適合，高壓下宜用柱塞泵。葉片泵與齒輪泵相比對油液污染較

18、為敏感，結構也比較復雜。柱塞泵的精度高，密封性能好，工作壓力高，因此得到廣泛應用。為了保證液壓系統(tǒng)正常運轉和泵的使用壽命，一般在固定設備系統(tǒng)中，正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右，泵的流量要大于系統(tǒng)工作的最大流量。為了延長泵的壽命，泵的最高壓力與最高轉速不宜同時使用。液壓泵的工作壓力公式為 （3.9） 公式中：液壓泵的額定工作壓力 執(zhí)行液壓缸工作壓力 系統(tǒng)整個回路的壓力損失初設計時一般取之間，考慮到直縫鋼管擴徑機移動回路單一，元件較少，管路簡單等多方面因素，此時選，因此。根據(jù)液壓泵的額定工作壓力確定原則，應比系統(tǒng)最大工作壓力大，同時查機械設計手冊中標準公稱壓力系列，最終確定液壓泵的額定工作

19、壓力為。根據(jù)之前計算的泵的流量和液壓泵的額定工作壓力選擇液壓泵，考慮到系統(tǒng)流量較大，壓力較大，單個液壓泵難以滿足要求，所以選擇2個型號為：250ycy14-1b壓力補償變量泵。該泵的技術參數(shù)如表3.4：表3.4 泵的規(guī)格技術參數(shù)型號額定壓力額定轉速每轉排量驅動功率容積效率重量250ycy14-1b32mpa1000r/min250ml/r148kw92%255kg3.4 電動機的選擇電動機選擇的一般原則： 選擇在結構上與所處環(huán)境條件相適應的電動機。如根據(jù)使用場合的環(huán)境條件選用相適應的防護方式及冷卻方式的電動機。 選擇電動機應滿足生產機械所提出的各種機械特性要求。如速度、速度的穩(wěn)定性、速度的調節(jié)

20、以及啟動、制動時間等。 選擇電動機的功率能被充分利用，防止出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。通過計算確定出合適的電動機功率，使設備需求的功率與被選電動機的功率相接近。 所選擇的電動機的可靠性高并且便于維護。 互換性能要好，一般情況盡量選擇標準電動機產品。 綜合考慮電動機的極數(shù)和電壓等級，使電動機在高效率、低損耗狀態(tài)下可靠運行。前面選擇的泵的驅動功率為，但實際工作中還應考慮沖擊、振動等各種功率損耗，因此選用的電機功率應大于。根據(jù)以上要求，本回路選用y系列電動機，同時滿足同步轉速為才能與泵相匹配，所以查找y系列電機型號大全，選擇電機型號為y355m1-6， 該電機詳細參數(shù)規(guī)格如表3.5所列。表3.5 電動

21、機具體規(guī)格參數(shù)系列同步轉速額定功率效率y1000r/min160kw，94.1%型號轉速額定電流功率因數(shù)y355m1-6990r/min300a0.93.5 管道的計算1）內徑的計算導管內徑主要由油液的流速確定。導管內徑按照通過的最大流量和允許的流速確定： 或者 （3.10）液壓系統(tǒng)各個部分的油液流速都有相應的規(guī)定。對于金屬管內油液的流速一般的推薦值為：吸油管路取；壓油管路??；短管道及局部收縮處??；回油管路??；泄油管路取。2）壁厚的計算對于金屬管道，其壁厚可按下式計算： （3.11）式中：導管內油液最大工作壓力導管內徑導管材料許用應力，是材料的抗拉強度極限，為安全系數(shù)。一般規(guī)定安全系數(shù)。對于振

22、動沖擊較大的地方，取8；對于振動沖擊不太大的地方，取6，一般情況取4。在根據(jù)式（3.10）（3.11）計算的各管道的內徑和壁厚后可根據(jù)機械設計手冊第四卷表17-8-2將其圓整到標準值。（如表3.6）表 3.6 管道計算取整值管道類型通過流量l/min推薦流速m/s管道內徑mm管道外徑mm泵壓油管2505.53242合壓油管50055065回油管49736585泵吸油管2501.56585合吸油管500280100泄油管、旁路回油管內徑為32mm、外徑為42mm3.6 液壓控制閥的選擇根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過該閥的最大流量,選用標準閥類或設計專用液壓件。溢流閥按照液壓泵的最大流量和最大壓力選??；

23、選擇旁路調速閥時，調速閥調節(jié)流量范圍應滿足在系統(tǒng)穩(wěn)定流量與執(zhí)行液壓缸所需流量差值之間，以做到精確調速；方向控制閥的流量一般要選的比實際通過的流量大一些，必要時也允許有20以內的短時間過流量，但不宜過大,以免引起發(fā)熱、噪聲、壓力損失增加和閥的性能變壞；選擇單向閥時要考慮到通過流量的大小、開啟壓力和安裝形式等；選擇截止閥時要根據(jù)管路壓力大小，來選擇適合高壓、低壓、甚至是負壓的不同截止閥。同時各種閥的選取應該考慮與之連通的管徑大小。根據(jù)本回路流量大、壓力高的特點和對壓力、流量、和各管道的計算結果，選取各種控制閥的規(guī)格：（1）先導溢流閥y2hd32：y溢流閥；2二級同心結構；h公稱壓力；d調壓范圍；3

24、2通徑；板式連接。（2）先導式電液換向閥4wrz52e100-7xf/6eg24n9k31/v：4wrz先導式三位四通方向閥，最大工作壓力，最大流量；52通徑；eo型機能；1000有壓差時的額定流量；7x標準安裝尺寸；g24電控電壓24v；n9帶手動保護應急操作；k4帶插座；v氟橡膠密封。（3）調速閥qah32：qa單向調速閥；h壓力；32通徑；調節(jié)流量范圍。（4）直角單向閥aj-hb32l、aj-hb32b：aj直角式單向閥；h公稱壓力；b開啟壓力；32通徑；l螺紋連接；b板式連接。（5）球芯截止閥cjzq-h80f：cjzq高壓球閥；h公稱壓力80通徑；f法蘭連接。（6）吸油蝴蝶閥dg34

25、3f46-16c：d蝶閥；g設計規(guī)范g-gb/t 12238；3蝸輪傳動；4法蘭連接；3斜板偏心式；f46密封材料si橡膠；16公稱壓力；c閥體材料鑄鋼。表3.7 液壓控制閥的規(guī)格名稱型號個數(shù)供應商先導溢流閥y2hd321上海液壓件二廠先導式電液換向閥4wrz52e100-7xf/6eg24n9k4/v1rexroth公司調速閥qah322上海液壓件二廠直角單向閥aj-hb32l1上海液壓件二廠aj-hb32b2上海液壓件二廠球芯截止閥cjzq-f80f3上海航海儀器廠吸油蝴蝶閥dg343f46-16c(通徑80)1永嘉尼威閥門有限公司3.7 油箱的設計計算 油箱容積包括總容積和有效容積，有效

26、容積是指液面高度占油箱高度的80時的油箱容量。有效容積的確定除必須保證液壓系統(tǒng)的油液正常循環(huán)外，還要考慮散熱的需要。油箱的有效容積一般可根據(jù)經(jīng)驗公式求得。 （3.12）式中：經(jīng)驗系數(shù)，一般取4-7液壓缸或馬達工作時候的最大所需流量在本系統(tǒng)中，油箱的有效容積按照泵每分鐘流量之和6倍計算。由式（3.12）得油箱的有效容積為：,則油箱的容積為：查機械設計手冊得油箱的散熱面積計算公式為： (3.13)由式（3.13）得油箱的散熱面積為：為提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時，可將油箱的容量予以增大，考慮油箱加工過程中切割材料的方便和節(jié)省材料，?。?油箱的長寬高= 油液在油箱內高度 （3.14）所以： 滿

27、足油箱液面要求。油箱采用自制鋼板焊接油箱，在油箱制作過程中要充分考慮油箱的承壓能力，防止在加油過程中壓力過大，撕裂焊縫，所以在油箱內部必要處采用加強肋板等結構工藝處理。4 液壓輔助元件的選擇計算4.1 加熱器的選擇計算油箱中的油溫，一般在范圍內工作比較合適，最高不大于，最低不小于。過高，使油液迅速變質，同時泵的容積效率也降低；過低，泵的啟動吸入困難。所以必要時，要對油液進行加熱或冷卻。在低溫情況下工作我們必須對油液進行加熱，常用加熱形式有蒸汽加熱和電加熱，這里我們選擇電加熱。由電加熱器的發(fā)熱功率公式 ： （4.1）式中：油的比熱，。一般取，此處可??；油的密度；油箱的容積；油加熱后的溫升。一般情

28、況下該系統(tǒng)不會停機，故加熱前溫度不會太低，可取最低溫度為，要加熱到，溫升為；加熱時間。由于油箱較大，可??；加熱器的加熱效率。它的范圍為之間，這里取為將數(shù)值代入公式（4.1）所以加熱器的功率為： 查機械設計手冊選擇常用電加熱器，最大功率才，所以選擇2個型號為sry2-220/8電加熱器,具體參數(shù)為（如表4.1）：表 4.1 sry2-220/8電加熱器參數(shù)功率電壓浸入油中長生產廠8kw220v825mm上海電熱電氣廠4.2 冷卻器的選擇計算4.2.1 系統(tǒng)溫升的計算系統(tǒng)發(fā)熱功率為泵輸出功率-執(zhí)行元件輸出功率的，即系統(tǒng)發(fā)熱功率為： （4.2） 式中 ：泵的輸出功率 系統(tǒng)發(fā)熱功率 執(zhí)行元件輸出功率

29、由于是初設計計算， , 所以得： 油箱散熱面積： 系統(tǒng)熱量全部由散發(fā)時，在平衡狀態(tài)下油液達到的溫度： （4.3） 式中： 環(huán)境溫度，取 散熱系數(shù)， 超過最高允許溫度,所以此回路在工作過程中需要安裝冷卻器進行降溫。4.2.2 冷卻器的計算 1）計算冷卻器的熱交換量 油箱的散熱量為： （4.4）式中： 油箱的散熱系數(shù)，取為9；油箱的散熱面積，；油加熱的起始溫度所以油箱的散熱量為： 則冷卻器的散熱量為： （4.5） 2）冷卻器散熱面積的計算冷卻器的散熱面積為： （4.6） 式中： 冷卻管的傳熱系數(shù)，由于溫度過高，溫差大，本系統(tǒng)選用的冷卻方式是多管式式水冷，?。挥团c水的平均溫差；在這里我們初步預計：進

30、水口水溫；出水口水溫；進油口油溫；出油口油溫；則： （4.7） 考慮到冷卻器在使用過程中的污染等因素，將冷卻器的散熱面積再擴大一些，所以根據(jù)經(jīng)驗將散熱面積擴大1.3倍，4.2.3 冷卻水流量的計算冷卻器的冷卻水吸收的熱量應等于液壓油放出的熱量，即 （4.8）式中：，油及水的流量，；，油及水的比熱，取，油及水的密度， 在這里我們取油的比熱，則冷卻水量為： （4.9） 按上式計算出的冷卻水量，應保證水在冷卻器內的流速不超過，否則應增大冷卻器的過水斷面面積。通過冷卻器的油液流量應適中，以便使油液通過冷卻器時的壓力損失在范圍內。4.2.4 冷卻器型號的選擇根據(jù)以上計算的、結果，綜合考慮，查機械設計手冊

31、，對照冷卻器選用圖，根據(jù)計算的冷卻面積，所以冷卻器需要用a-14f型，為達到充分冷卻效果，我們必須要保證冷卻水的流量，綜合三者考慮，選擇冷卻器的型號為：2lqfw-a14f 如圖4.1。圖 4.1 冷卻器4.3 過濾器的選擇液壓系統(tǒng)的故障大多數(shù)是由油液中的雜質而造成的，油液中的污染物會使液壓元件運動副的結合面磨損，堵塞閥口，卡死閥芯，使系統(tǒng)工作的可靠性大為降低。在系統(tǒng)中安裝濾油器，是保證液壓系統(tǒng)正常工作的必要手段。選擇過濾器的基本要求： 過濾精度應滿足液壓系統(tǒng)的要求（如表4.2）； 具有足夠大的過濾能力，壓力損失??； 濾芯及外殼應有足夠的強度，不致因油壓而破壞； 有良好的抗腐蝕性，不會對油液造

32、成化學的或機械的污染； 在規(guī)定的工作溫度下，能保持性能穩(wěn)定，有足夠的耐久性； 清洗維護方便，更換濾芯容易； 結構盡量簡單、緊湊； 價格低廉。過濾器有很多種，有網(wǎng)式的，也有不銹鋼纖維的。按照安裝位置不同，分為吸油過濾器、壓油過濾器和回油過濾器。選擇過濾器時既要能滿足精度要求、流量要求、又要滿足壓力要求。本系統(tǒng)中三種位置過濾器都有：吸油過濾器多為粗濾器，選擇型號為tf630x80l-sl吸油過濾器，通徑80mm，公稱流量630l/min，過濾精度80；回油過濾器為低壓濾油器，選擇型號為xu-a630x30fs過濾器，通徑80mm，公稱流量630 l/min，過濾精度30；壓油過濾器為高壓精濾器，回

33、路中有電液控制閥對過濾精度要求高，所以選擇型號為zu-h25010-fs，通徑為38mm,公稱流量為250l/min，過濾精度10。表4.2 常見液壓系統(tǒng)的過濾精度要求系統(tǒng)類別工作壓力mpa過濾精度潤滑系統(tǒng)0-2.51001425-50傳動系統(tǒng)14-32253210伺服系統(tǒng)2154.4 蓄能器的選擇 蓄能器主要用于儲存油液的壓力能，其功能： （1）輔助動力源 工作周期較短的間歇工作系統(tǒng)或一個循環(huán)內速度差別很大的系統(tǒng)，在系統(tǒng)不需要大流量時，可以把液壓泵輸出的多余壓力油儲存在蓄能器中，到需要時再由蓄能器快速向系統(tǒng)釋放，這樣可以減小液壓泵的容量和電動機的功率消耗，從而降低系統(tǒng)溫升。系統(tǒng)中使用了蓄能器

34、，系統(tǒng)設計時可按平均流量選用較小流量規(guī)格的泵。 （2）系統(tǒng)保壓 在液壓泵停止向系統(tǒng)提供油液的情況下，蓄能器所儲存的壓力油向系統(tǒng)補充，補償系統(tǒng)泄漏或充當應急能源，使系統(tǒng)在一段時間內維持系統(tǒng)壓力，避免系統(tǒng)在油源突然中斷是所造成的機件損壞。 （3）吸收系統(tǒng)脈動、緩和液壓沖擊 蓄能器能吸收系統(tǒng)壓力突變時的沖擊，如液壓泵突然啟動或停止，液壓閥的突然關閉、開啟或換向，液壓缸突然運動或停止；也能吸收液壓泵工作時的流量脈動所引起的壓力脈動，相當于油路中的平滑濾波。所以系統(tǒng)中常選用有蓄能器，蓄能器的選擇一般根據(jù)蓄能器所需要的容積和系統(tǒng)工作壓力來選定，通常使用較多的為皮囊是蓄能器，這里我們也使用皮囊蓄能器，由于本

35、移動回路中不需要蓄能器提供壓力源，只是需要蓄能器起安全保護作用，所以對蓄能器公稱容積沒用計算上的要求。移動回路總流量為，加之回路中又有旁路調速閥進行旁路調泄，所以我們把蓄能器公稱容積選取為150l就夠了，公稱壓力31.5mpa，通徑與所選管路對應為50mm。所以選用型號為：nxq2-l150/31.5-f-h皮囊式蓄能器（如圖4.2），并配用cqj-16充氣工具。圖 4.24.5 油箱輔件的選擇4.5.1 空氣濾清器型號的選擇空氣濾清器的作用是使油箱與大氣相通，保證泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜質，有時兼作加油口，一般布置在頂蓋上靠近油箱邊緣處。選擇型號為：quq310x4.0空氣濾清器,黎

36、明液壓機電廠。4.5.2 液位液溫計型號的選擇由于傳感技術的發(fā)展，各種傳感器的靈敏度大大提高，各種利用傳感器技術做成的測量儀器也相當精細并且一體化。油箱的液位液溫計就將液位計和液溫計合為一體，既美觀，又節(jié)省安裝空間，安裝也簡單。這里我們也選擇合為一體的液位液溫計，型號為：ywz400t,常州市瑞明儀表廠。4.6 液壓工作介質的選取液壓工作介質的要求：（1） 有適當?shù)恼扯群土己玫恼硿靥匦?；?） 氧化安定性和剪切安定性好；（3） 抗乳化性、抗泡沫性好；（4） 閃點、燃點要高，能防火、防暴；（5） 有良好的潤滑性和防腐性，不腐蝕金屬和密封件；（6） 對人體無害、成本低。選擇液壓工作介質應考慮的因素

37、有：（1）液壓系統(tǒng)所處的工作環(huán)境 直縫鋼管擴徑機一般是在室內工作，周圍無明火或高溫熱源，對防火安全、保持室內環(huán)境清潔、防止污染等無特殊要求。（2）液壓系統(tǒng)的工況 直縫鋼管擴徑機移動回路液壓系統(tǒng)選用壓力補償變量泵，系統(tǒng)工作溫度為，工作壓力為32mpa,屬于高壓系統(tǒng)。液壓缸動作的精密程度要求較高。（3）經(jīng)濟性、穩(wěn)定性 由于控制閥對供油系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定性、油液的清潔度、油溫以及液壓品質等均有較高的要求，因此，液壓系統(tǒng)中一般對液壓油源要求比較高。 綜合考慮以上因素，本系統(tǒng)選用型號為l-hm46的液壓油。其各項指標如下：粘度等級：；運動粘度：結 束 語歷時兩個月的畢業(yè)設計在老師的指導、同學的幫助和自己的努

38、力下順利完成了，畢業(yè)設計是我們在學習完了大學的全部公共基礎課、技術基礎課、專業(yè)必修課以及專業(yè)選修課和完成金工實習、生產實習以及畢業(yè)實習之后進行的一次有針對性的知識能力綜合應用考察，也是大學對學生的最后一道考核。畢業(yè)設計的目的：一、培養(yǎng)學生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術問題的獨立工作能力，拓寬和深化學生的知識。 二、培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想，設計構思和創(chuàng)新思維，掌握工程設計的一般程序規(guī)范和方法。 三、培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想和使用技術資料、國家標準等手冊、圖冊工具書進行設計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術文件等方面的工作能力。 四、培養(yǎng)學生進行調查研究，面向實際，面向生產，向工人和技術人員學習的

39、基本工作態(tài)度，工作作風和工作方法。通過這次畢業(yè)設計，我了解了我所設計液壓系統(tǒng)的用途及工作原理，熟悉了液壓系統(tǒng)的設計步驟以及每個元件的計算方法和選型原則。同時也認識到到，設計要從實際出發(fā)，液壓系統(tǒng)的設計是一個統(tǒng)一的整體，每個元件的選擇和安裝都要進行嚴格的計算和安排。設計出來的系統(tǒng)一定要有縝密性、安全性、可行性和可靠性。此次畢業(yè)設計，我收獲甚多，比如學會了查找相關資料相關標準，提高了自己的知識信息的檢索能力；學會了將實際問題轉化為數(shù)字問題，提高了自己的數(shù)據(jù)分析能力；通過對系統(tǒng)原理圖、零件圖、裝配圖的繪制，使我對autocad繪圖軟件的使用能力得到進一步的提高。與此同時這次畢業(yè)設計也暴露出自己的很多不足之處，比如說專業(yè)知識不夠扎實，對液壓知識的了解僅僅停留在那幾節(jié)液壓傳動課上。理論聯(lián)系實際的能力還有待加強，缺乏專業(yè)知識的綜合應用能力等。在今后的學習工作中，我一定會以這次設計過程作借鑒，努力提高自己的專業(yè)水平，改正自己的不足之處，不斷提高自己的綜合能力。結束語意味著一件事情的結束，同時也意味著另一件事情的開始。畢業(yè)設計結束了，意味著我們的大學也將結束了，同時也意味著即將踏入社會工作崗位的我們新角色的扮演也開始了。以后的路還有很長