7100清洗机组步进梁结构设计.doc

安阳工学院学院本科生毕业设计（论文） 第 41 页1700清洗机组步进梁结构设计摘要近年来，冷轧带钢生产技术的发展主要是通过以下几个方面来提高自动化程度，以及改进轧机结构和生产工艺等。其中包括增加钢卷重量，提高机组和轧机的速度，不断采用新工艺、新设备等工艺改进。我国冷轧宽带钢得生产始于1960年，首先建立了1700mm单机可逆式冷轧机，70年代投产了我国第一套1700mm连续式无机架冷轧机，到2000年我国已建成8套冷连轧机，6套单机架可逆冷轧机，主要生产碳素冷轧板卷;并建成11套多辊冷轧机，生产电工钢及不锈钢冷轧板卷。步进梁主要应用在冷轧各组的进出料运输和过跨运输。该结构具有行走、升降、等功能，设计结构紧凑，操作稳定，自动化程度高等优点。关键词：冷轧机，液压，轴承1700 cleaning crew walking beam structure designAbstractIn recent years, the development of cold-rolled strip production technology mainly through the following aspects to enhance the degree of automation, and improved mill structure and production technologies. Including increased coil weight, increase the speed of rolling mill unit and continuously adopt new technology, new equipment, process improvement. Chinas production of cold rolled wide strip was started in 1960, first established 1700mm Single Reversing Cold Rolling Mill, 70 years of our first set put into continuous no rack 1700mm cold rolling mill, by 2000, China has completed eight sets of cold rolling mill, 6 sets of single stand cold rolling mill, the main production of carbon cold-rolled coils; and built 11 sets of multi-roll cold rolling mill, production of electrical steel and stainless steel cold rolled coilsWalking beam is mainly used in cold and out of each group had cross-feed transport and transport. The structure of walking, lifting, and other functions, design, compact structure, stable operation automatizationKey words ：Cold, hydraulic, bearings are 目 录1 序言11.1中国钢铁工业的发展概况11.2冷轧带钢生产技术的发展21.3我国冷轧板的发展概况31.4我国冷轧板的生产31.5冷轧工艺过程41.6液压传动与控制41.7上料及运输设备41.8钢卷接受及运送装置52方案的选择62.1选用方案62.2.2入口步进梁设备用途72.2.3入口步进梁原理及结构说明73步进梁的设计93.1主要技术参数93.2活动梁的校核93.2.1活动梁受力概述93.2.2活动梁受力分布图103.2.3活动梁各处剪力、弯矩计算113.2.4活动梁的强度校核计算123.3液压缸工作压力的确定133.4步进梁横移液压缸主要技术参数的确定143.4.1液压缸内径D和活塞杆d的确定143.4.2液压缸流量的计算153.4.3横移液压缸参数的计算153.5步进梁升降液压缸主要技术参数的确定163.5.1升降液压缸液压缸内径D和活塞杆直径d的确定163.5.2升降液压缸流量的计算183.6选择液压缸183.6.1使用工况及安装条件183.6.2步进梁横移液压缸的选择193.7液压泵及电机的选择193.7.1确定液压泵的最大工作压力Pp193.7.2确定液压泵的流量Qp203.7.3选择电机204润滑224.1润滑剂的种类224.2滚动轴承的润滑方式分类224.3系统轴承的润滑方式235设备的环保255.1设备的环境污染255.2污染的应对措施26结论28致谢29参考文献30附 录31MODELING AND OPTIMIZATION FOR A 20-H COLD ROLLING MILL311.Force,torque and powe322.Material yield stress adaption333.Friction representation334.Elastic mill stand behavior345.Summary3520-H冷轧机的模型化和优化361.轧制强度，扭转力矩和动力矩372.材料屈服强度自适应373.摩擦表示384.机座弹性变形385.总结391 序言1.1中国钢铁工业的发展概况 新中国成立以来，特别是改革开放20多年来，中国的钢铁产量迅速增加。中国百万钢铁大军以百折不挠的精神，锻造出“钢铁大国”的身躯。目前，中国正在从钢铁大国向钢铁强国迈进。曾几何时，连一根铁钉都要靠外国的轮船运来，因此国人把普通的铁钉称为“洋钉”。作为最先使用铸铁和用生铁炼钢的文明古国，近代以来冶金工业极度落后。从1880年张之洞兴建汉阳铁厂之始，中国钢铁生产由手工业转向机械化生产。然而旧中国外扰内乱使得钢铁工业停滞不前，生产能力低下。直到1949年，我国钢产量只有15.8万吨，尚不足现在一天的产量。新中国成立后，中国的钢铁工业迅速崛起，进入了一个崭新的历史时期。特别是改革开放的20多年间，我国钢铁工业迎来了飞速发展的“黄金季节”。从上世纪50年代恢复时期鞍钢“三大工程”的建设，到上世纪80年代上海宝钢、天津钢管公司等具有世界先进水平的现代化大型钢铁企业的建成投产，我国年钢产量从新中国成立之初的十几万吨，到1996年至今连年突破1亿吨大关，由世界产钢排名第26位跃居世界首位。但是，由于钢铁工业规模分散，产品档次低，技术含量不高，竞争力并不强。我国1亿吨钢分散在1000多家企业生产，年产500万吨以上的冶金企业仅有4家。每年国内无法生产、需要进口的钢材总量高达1000万吨。在摘取“钢铁大国”桂冠的同时，我国开始了向钢铁强国迈进的步伐。钢铁工业在“利用国内外两种资源和资金、开发国内外两个市场”的战略方针指导下，发展道路逐步由外延式发展转向内涵式发展，由过去主要为规模扩张转到优化工业装备和产品结构、提高质量、降低成本、增强竞争力上来。“九五”以来，以宝钢为代表的现代化钢铁企业，在不断引进、消化和吸收当今国际钢铁前沿技术、管理经验的同时，锐意进取，不断创新，开发了大量拥有自主知识产权的产品、技术，并填补了多项国内空白，已跻身世界先进钢铁企业行列。高起点、大规模的技术改造，使目前我国钢铁工业达到世界先进水平的装备提高到20%左右，达到国内先进水平的装备提高到50%以上。1.2冷轧带钢生产技术的发展 近年来，冷轧带钢生产技术的发展主要是通过以下几个方面来提高自动化程度，以及改进轧机结构和生产工艺等。 1）增加钢卷重量。增加钢卷重量是提高设备生产能力的有效方法，因为冷轧带钢是以钢卷方式生产的，每一个钢卷在送到机组内轧制或处理前，都必须经过拆捆、开卷、穿带，然后加速到正常速度工作，在每一卷终了时又需要有减速、剪切、卷取及卸卷的过程，占用较多的生产时间。钢卷重量增大后，可相应地增加作业的时间，而且由于每卷带钢长度的增加，带钢在稳定速度下轧制的时间也相应增加，机组的速度才能真正得到提高，带钢的质量也才能得以改善。然而，钢卷重量也不可无限制地增加，它受到开卷机、卷取机等机械设备的结构与强度的限制，也受到电动机调速范围的限制，而且卷重太大还会给车间内钢卷的运输和存放带来困难。目前，冷轧带卷的重量已达40吨，个别的达到60吨，以带钢单位宽度计算的卷重达到30公斤/毫米至36公斤/毫米。 2）提高机组和轧机的速度。以五机架轧机为例，五十年代大都在20米/秒左右，六十年代以来已逐步提高到30米/秒左右，最高轧制速度达37.5米/秒。六机架冷连轧机的最高轧制速度已超过了40米/秒。但是，轧制速度的进一步提高会受到工艺润滑材料与方式的限制。其他作业线（如单机架平整机组、双机架平整机组、各剪切机组、连续热镀锌机组、酸洗机组、电镀锡机组等）的机组速度也都相应提高。 3）为提高冷轧带钢的厚度精确度，在冷轧机上采用了全液压压下装置，以便增加轧机压下装置的反应速度，并采用了带钢厚度自动控制装置。对于高速、高产量的带钢冷连轧机，实现了计算机控制。4）在带钢冷连轧机上，广泛采用液压弯辊装置来改善板型。5）在生产操作自动化方面，普遍采用各种形式的极限开关、光电管等，对每个动作实行自动程序控制。实现了钢卷对中、带钢边缘纠偏、机组中带钢速度的自动调整、剪切钢板的自动分类等自动化操作和控制。6）1971年以来，出现了全连续式冷连轧机。这种轧机只要第一次引料穿带后，就可实现连续轧制。此时，后续带卷的头部通过焊接机与前一带卷尾部焊接在一起。为了保证带钢能够连续轧制，在连轧机入口端设置了活套装置。在冷连轧机组出口端设置了分卷用的飞剪机，并设置了两台卷取机，以便交替地卷取带钢。全连续式冷连轧机即使在换辊时，带钢依然停留在轧机内。换辊一结束，轧机可立即进行轧制。采用全连续式冷连轧机，可以提高生产率3050，产品质量和收得率也都得到提高。7）不断采用新工艺、新设备，例如深冲钢板连续退火作业线和浅槽盐酸酸洗、HC轧机和异步轧制等，以简化冷轧工艺过程，提高冷轧带钢的精确度和节省能量。.3我国冷轧板的发展概况我国冷轧宽带钢得生产始于1960年，首先建立了1700mm单机可逆式冷轧机，以后陆续投产了1200mm单机可逆式轧机，MKW1400mm偏八辊轧机、1150mm二十辊轧机和1250mmHC单机可逆式冷轧机等，70年代投产了我国第一套1700mm连续式无机架冷轧机，1988年建成了2030mm无机架连续冷轧机。到2000年我国已建成8套冷连轧机，6套单机架可逆冷轧机，主要生产碳素冷轧板卷;并建成11套多辊冷轧机，生产电工钢及不锈钢冷轧板卷。.4我国冷轧板的生产冷轧坯料在轧制前必须经过连续酸洗机组清除氧化铁皮,以保证带钢表面光洁,顺利地实现冷轧及其后的表面处理。酸洗之后即可轧制,但是由于冷轧的工艺特点,轧到一定厚度必须进行退火使钢软化。但是轧制过程中,带钢表面有润滑油,而油脂在退火炉中会挥发,挥发物残留在带钢表面上形成的黑斑又很难除去。因此,在退火之前,应洗刷干净带钢表面的油脂,即脱脂工序。脱脂之后的带钢,在保护气体中进行退火。退火后的带钢表面光亮,进一步轧制或平整时,就不必酸洗。退火之后的带钢必须进行平整,以获得平整光洁的表面,均匀的厚度,并使性能得到调整。平整之后,可根据定货要求对带钢进行剪切。普通薄钢板一般采用厚度为1156 mm 的热轧带钢作为冷轧坯料。主要工序有酸洗、冷轧、脱脂、退火、平整、剪切(横切、纵切) ,如果生产镀层板,还有电镀锡、热涂锡、热涂锌等镀层或涂层工序。冷轧的生产工艺流程是:热轧板卷(原料) 酸洗冷轧脱脂退火平整剪切成品交货。1.5冷轧工艺过程下图为工艺流程图。表1.1 薄板、镀锌板和涂塑料板的生产1热轧带钢仓库 2连续酸洗 3连轧机组 4可逆式轧机 5重卷机 6脱脂 7罩式退火 8平整机 9预处理 10涂塑料或漆 11电镀锌 12后步处理 13连续退火炉 14热镀锌 15矫直 16重卷机和切边机 17横剪机和重剪机 18平整机 19二次冷轧机 20带卷预处理 21电镀锌 22横剪机 23热镀锡表1.2 镀锌板得生产1.6液压传动与控制 液压技术近几年发展的速度是非常迅猛的，尤其在电子技术、微机控制日益发展的今天，液压技术已迅速渗入到各个学科领域。确切地说，“液压”是电子和机械技术之间的一种技术，把“传动”和“控制”结合起来是液压技术发展的必然结果。冷轧厂的步进梁，就是应用水平和横移液压缸传动带卷的，通过自动控制，来达到运送带卷的目的。1.7上料及运输设备 在带卷生产车间里往往要完成带卷运输、翻卷、回转及称量等动作，构成连续化作业过程。着就是带卷运输设备。除此之外，还有带卷装入悬臂开卷机卷筒上，或双圆柱开卷机的圆柱头上的上料设备；以及把带卷从卷取机卷筒上卸下来的卸卷设备。 运输机基本上分为两大类：用来运输卧卷的运输机和用来运输立卷的运输机。这两者在结构上无原则差别，但其链条小车上支撑架的形式不同。 悬臂式开卷机的精轧机组，多半采用垂直上料。在这种情况下，设有移动式上料升降台。这种上料设备，不仅用于上卷，有时还可以用来卸卷。由车间吊车将带卷吊至固定架上，运送小车由水平液压缸带动，将运送小车拉到固定台架下面。此时运送小车上的垂直液压缸动作，使运送小车上的升降托架升起，托起带卷，将带卷升至开卷机卷筒中心线的标高。然后，依靠水平液压缸动作，移动运送小车，将带卷放入开卷机卷筒上，完成上卷动作。为了保证精整机组连续正常生产，常储运两卷。因此，要求设有双联运送小车的上料装置。1.8钢卷接受及运送装置 在轧机入口侧接受酸洗过的热轧钢卷并将钢卷运送到开卷机前和在出口侧把钢卷运出轧制线，一般都采用链式运输机或步进梁运输机。步进梁运输机采用液压操作，具有工作平稳可靠、结构简单等特点，是一种用途广泛、经济性高的大钢卷运输设备，防范应用于冷轧各机组的进出料运输和过跨运输。步进梁的动作通过液压缸实现，步进梁运输机只能抬起带卷，前移，再放下来。也就是说，它只能步进工作。它把带卷一步一步地往前移送。它抬起放在固定梁上的带卷，按一定的步距往前移，然后把带卷重新放在两侧的固定梁上。通过液压缸动作，实现升降和走行。步进梁可以分为互相连接的若干个段。通过分段有可能填补带卷放置不均而形成的空缺位置。有空缺位置时，可以使一段梁升起，另一段梁下降。步进梁可以在两台链式运输机之间转运带卷，还可以进行横向运输。 步进梁运输机比链式运输机优越之处是，能把与运输方向相同的卧放带卷，直接转送至带卷小车或另移个装置上，而不需设置卸卷装置。步进梁运输机的另一优点是地坑浅，地基较平。步进梁运输机供送带卷的方向与机组中心线相垂直。这种供卷方式特别使用于较厚的带钢，在酸洗进料段使用效果很好。台板的结构形式有鞍座式、平板式、弧板式和槽形几种，以适应立式或卧式钢卷的运输。2方案的选择2.1选用方案 此设计方案拟采用液压传动，因为这种方案有如下优点： 1）液压传动与机械、电力和气动相比较，在输出同等功率的条件下，其结构紧凑，体积小，重量轻；同容积下承载能力强，并可与电、气、机联合应用，充分发挥各自的优点，实现复杂的自动工作循环。 2）动作灵敏，气动、制动迅速，运动平稳，可以快速无冲击的换向和变速。 3）液压系统有卸荷、减压、增压和保压等装置和回路，很容易实现自动控制的力。 4）液压传动的装置的控制、调节比较简单，操作比较方便。易于实现过载保护，工作安全可靠。另外由于工作介质为油液，相对欲动的表面能自动润滑，减少了磨损，延长了使用寿命。 5）液压元件大部分已标准化、系列化、通用化，因此便于设计、制造和推广，有利于组织成批和大量生产，提高质量、降低成本。 而其它传动方案在动作的灵敏性、响应速度、启动制动速度以及实现复杂自动工作循环上都有一定的差距，所以采用液压传动方案。 链传动有如下缺点： 1)瞬时传动比是变化的，不适用于传动比要求为常数的场合。 2）工作时有冲击和噪声，仅适用于平行轴向的传动。 3）制造成本高，安装要求精确，需要适当的润滑和张紧措施。 齿轮传动有如下缺点： 1）需要专门的制造工具与设备。 2）再高速运行时，需求较高的制造及安装精度，否则传动的噪声和振动较大。 3）不宜用于两轴间距较大的场合，否则要增加惰轮，使机构结构复杂。根据上述原因，步进梁需要安全稳定的运送坯料，就必须选择液压传动，采用双液压缸互锁的方式，达到运送的目的，所以最后确定选用液压传动方案。2.2.1入口步进梁设备组成步进梁结构简图如图2.1所示：图2.1 步进梁结构示意图1钢坯 2小车液压缸 3走行车轮 4活动梁 5液压缸支座6横移液压缸 7升降液压缸 8连杆2.2.2入口步进梁设备用途 接受上一组设备送来的钢卷，通过升降液压缸和横移液压缸互锁动作，使钢卷沿钢卷运输方向完成一定的步距，达到既协调与其它设备工作又运输钢卷的目的，本设备运动为“矩形”运动，即按照“上升、前进、下降、后退”的顺序循环工作。2.2.3入口步进梁原理及结构说明 1）由于步进梁必须完成“矩形”运动，因此配备了升降液压缸和横移液压缸，为保证升降和横移的确定性，升降液压缸和横移液压缸采用互锁。 2）固定梁采用倒“门”形结构，这样可满足活动梁运动;所有钢卷台放置钢卷处均在支架中心；为了适应活动梁车轮运动，固定梁上安装有钢轨梁和止推轨道；固定梁所有零部件考虑倒装拆方便，均用螺栓连接。 3）活动梁升降运动采用液压缸驱动曲柄连杆机构来实现，这种结构可做到无负载时力臂较小，有负载时力臂大，满足不同工况对驱动转矩的要求，同时可使钢卷抬升或下降配合横移液压缸来实现，驱动点设置在活动梁下部，这样可节约占地面积，同时合理地布置液压缸支座位置，使活动梁带负载上升后前进时，横移液压缸所发出的水平力最大。 4）液压缸的行程为满行程，这样可减轻液压缸重量与造价；同时由于液压缸购买要求两端带缓冲，可有效防止启动、停止时的冲击。 5）框架轴承座采用剖分结构，方便制造与装配。3步进梁的设计3.1主要技术参数 工作压力： 16MPa 带卷重量： 28T 动梁步进行程： 2500mm 动梁提升高度： 166mm 小车自重： 2T 钢卷直径： 0900-02100mm 钢卷宽度： 700-1380mm 活动梁重量： 8.25T3.2活动梁的校核3.2.1活动梁受力概述 活动梁受到上面的五个带卷的重力，又受到下面摆臂的支撑力，当升降液压缸运作后，摆臂垂直于活动梁，此时所行成的平衡状态，即是下图所示的分布，然后根据平衡方程，可以求得静定梁再载荷作用下得支座反力，于是作用于梁上的外力皆为已知量，进一步就可以研究各横截面上的内力。以梁的平放方向为X轴，以垂直它的方向为Y轴,F1 ,F2,F3,F4和F5 为作用于梁上得载荷，F6 和F7为支座反力。在F2和F6中间假想一截面，使梁分成两部分，并以左段为研究对象。由于原来的梁处于平衡状态，所以梁的左段仍应处于平衡状态。作用于左段上的力，除了F6 和F7外，在截面还有右段对它作用的内力。把这些力投影于Y轴，其总和应等于零。这样就求出那个与横截面相切得内力，即剪力FS。它是与横截面相切得分布内力系的合力。若把左段上的所有外力和内力对截面得形心取矩，其力矩总和应等于零。这样就得到以各内力偶矩M，即为横截面得弯矩。，进而求得此梁的强度和刚度，然后再和材料所能承受的最大刚度和强度进行校核，从而得到活动梁的校核全过程。3.2.2活动梁受力分布图图3.1 受力剪力弯矩图3.2.3活动梁各处剪力、弯矩计算由已知可得到各段的数据L1=750mm; L2=1900mm; L3=600mm; L4=2500mm; L5=2500mm； L6=225mm； L7=2275mm； L8=1115mm由已知可得到各处的压力F1 =G卷+G车 =281000g+21000g =3105NF2=F3=F4=F5=281000g=2.8105N根据上页剪力图，由静力平衡方程MB=0 ; MA=0求得支反力为F6 =F1+F2+F3+F4+F5-F7 =42.8105 +3105-7.4105 =6.8105N如剪力图所示，根据各卷重量和支撑力可求得各点剪力FS1=-3105N Fs2=F6-F1=6.8105-3105=3.8105NFs3=F6-F1-F2=6.8105-3105-2.8105 =1105 NFs4=F3-Fs3=2.8105-1105=1.8105NFs5=F7-F5=7.4105-2.8105=4.6105NFs6=-2.8105N根据剪力和各点距离，求得各点的弯矩M1=-F1L2 =-31051900 =-5.7108NmmM2=F6L3-F1(L2+L3) =6.8105600-3105(1900+600) =-3.42108NmmM3=-F1(L2+L3+L4)-F2L4+F6(L3+L4) =-3105(1900+600+2500)-2.81052500+6.8105(600+2500) =1.58108NmmM4=F6(L3+L4+L5)-F1(L2+L3+L4+L5)-F2(L4+L5)-F3L5 =6.8105(600+2500+2500)-3105(1900+600+2500+2500)-2.8105(2500+2500)-2.81052500=-5.42108NmmM5=-F5L7 =-2.81052275 =-6.37108Nmm3.2.4活动梁的强度校核计算梁的横截面示意图如下 图3.2 梁得横截面示意图利用下面公式由材料力学书154页公式5.13可知所以此梁满足应力强度条件，经校核合格。由横截面求得面积A=40080+72060=32000+43200=75200mm2V=AL=A(L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8) =75200(750+1900+600+2500+2500+225+2275+1115) 892000000=8.92108mm3=0.892m3q=V=78500.892=7002.2kg=1.178由上可知梁的总质量为8.25T3.3液压缸工作压力的确定液压缸工作压力主要是根据载荷大小和液压设备的类型而定，对于不同用途的液压设备，由于工作条件的不同，通常采用的压力范围也不同。参照下表步进梁属于中型机械，故选取工作压力P1为16MPa下表为液压设备常用的工作压力：表3.1液压设备常用的工作压力机械类型机 床中小型工程机械建筑机械液压机大中型挖掘机重型机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力MPa0.82.0352881010182032由机械手册执行元件背压力表查得回油路较复杂的工程机械的背压力为1.23，本系统选取液压缸回油腔压力P2=2MPa。3.4步进梁横移液压缸主要技术参数的确定3.4.1液压缸内径D和活塞杆d的确定步进梁横移液压缸示意图如图所示图3.3横移液压缸的简易图液压缸内径D和活塞杆直径d按工作压力的关系表3.2工作压力表工作压力MPa 5.0 5.07.0 7.0d/D 0.50.55 0.620.70 0.7由表可以看出系统的工作压力为16MPa7MPa，所以选取d/D=0.7。利用下公式求：式中工作循环中最大的外载荷；液压缸的机械效率，一般取0.90.97；杆径比，d/D。3.4.2液压缸流量的计算 液压缸的流量与缸径和活塞运动有关。当液压缸供油量Q不变时，除去在行程开始时有个一个加速区和在行程结束钱有一个减速区外，活塞在行程的中间大多保持恒定运动速度vm。 液压缸的流量为： 式中 液压缸的容积效率。 受活塞和活塞杆密封圈以及行程末端缓冲机构所能承受的动能限制，活塞运度不宜过大。3.4.3横移液压缸参数的计算 由上面所选，工作压力为16MPa，故选择杆径比=0.7，背压为2MPa。横移液压缸在拖动带卷横移时角度近乎水平且同时水平拖动5个带卷，还有梁的重量8.25105N，故负载 F=N=0.1(3105+2.81054+8.25105) =2.245105N 式中 摩擦因数，由电子版机械设计手册常用材料的摩擦因数查得有润滑的钢-钢的摩擦因数为0.1所以液压缸内径为： 活塞杆d=0.7D=0.7141=98.7mm 查电子版机械设计手册液压缸的主要参数，将所求值圆整可得D=160mm,d=125mm。横移液压缸流量的计算： 3.5步进梁升降液压缸主要技术参数的确定3.5.1升降液压缸液压缸内径D和活塞杆直径d的确定图3.4 升降液压缸的简易图由步进梁概述及装配图可知活动梁升降运动采用液压缸驱动曲柄连杆机构来实现，曲柄连杆机构简图如下图3.5 曲柄连杆简图对曲柄连杆机构进行受力分析，示意图如 图3.6 受力分析示意图由简图可知，由以上条件可得故可推出由理论力学平面力系分析的相关知识可知若要求力F，需将此机构上的所有力对P点取矩，该机构作用活塞杆驱动力F，和G，又因为活动梁由两部分连杆机构支撑，故对P点取矩可得下式：可求得F=6.81105N已知升降液压缸的工作压力P1=16MPa,故可求得：D=0.233m=233mm查电子版机械设计手册液压缸的主要参数，将所求值圆整可得D=250mm,d=180mm。3.5.2升降液压缸流量的计算3.6选择液压缸3.6.1使用工况及安装条件 1）工作中由剧烈冲击时，液压缸的缸筒、端盖不能用脆性材料，故选用无缝钢管。 2）排气阀需装在液压缸液空腔的最高点，以便排除空气。 3）采用长行程液压缸时，需综合考虑选用足够刚度的活塞杆和安装中隔圈。 4）当工作环境污染严重，有较多的灰尘、砂、水分等杂质时，需采用活塞杆防护 套。 5）安装方式与负载导向。安装方式与负载导向直接影响活塞杆的弯曲稳定性。 （a）耳环安装 作用力处在一平面内。 （b）耳轴安装 作用力处在一平面内。通常较多采用的是前端耳轴和中间耳轴。后端耳轴只用于小型短行程液压缸上，因它的支撑长度较大，影响活塞弯曲稳定性。 （c）法兰安装 作用力支承中心处在同一轴线上。法兰与支承座的连接应使法兰面承受作用力，而不应使固定螺钉承受拉力。 （d）底座安装 前端底座需用定位螺钉或定位销，后端底座则用较松螺孔，以允许液压缸受热时，缸筒能伸缩。 （e）负载安装 液压缸活塞不应承受侧面负载力，否则，必然使活塞杆直径过大，导向套长度过长。因此通常对负载加装导向装置。3.6.2步进梁横移液压缸的选择见下表表3.3液压缸型号型号 活塞杆直径/mm 推力/N 拉力/N 最大行程/mmHSG F-140/100E-4-8-2-1-1250 125 608210 286510 26403.7液压泵及电机的选择3.7.1确定液压泵的最大工作压力Pp式中 P1液压缸最高压力MPa； 从液压泵出口到液压缸入口之间总的管路损失。可按经验数据选取：管路简单、流速不大，取=（0.11）MPa。管路复杂，进口有调速阀的系统取=（12）MPa.本系统初选=2MPa。得 3.7.2确定液压泵的流量Qp 多个液压执行元件同时动作的系统，其液压泵的最大流量要大于同时动作的执行元件所需的最大流量，并考虑系统的泄漏，即 式中K系统的泄漏系数，一般取（1.11.3） 大流量取小值，小流量取大值，本系统K=1.2。 同时动作的液压执行元件的最大流量。对于工作过程节流调速的系统，还须加上溢流阀的最小溢流量，一般取0.510-4m3/s,本系统三个缸不是同时动作，选取流量最大的横移液压缸估算液压泵的流量，即 =144.69L/min得 本液压系统选用二个液压泵，一台工作，一台备用。在一台出现故障时，可以启动备用泵，以保证系统正常工作，从而避免较大的损失。又由以上计算出的泵的流量选取柱塞泵，该泵具有精度高、密封性好、工作压力高等特点。技术参数如下表3.4泵的参数表型号 排量（mL/r） 额定压力(MPa) 额定转速（r/min） 驱动功率/KW160MCY14-1B 160 32 1000 94.53.7.3选择电机 电机驱动液压泵工作，根据液压泵的驱动功率进行选择。选择Y3系列三相异步电机，Y3系列是在Y系列、Y2系列基础上采用新材料，新工艺设计的。该系列电动机采用优质的冷轧硅钢片作为导磁材料，具有设计新颖、造型美观、噪声低、转矩高、起动性能好、结构紧凑、使用维护方便等特点。具体选择型号见下表Y3型电机的主要技术参数表3.5电机参数表型号 额定功率/KW满载时电压/v 转数r/min 电流/A 效率（%）Y3-315S-2 110 380 2975 193.5 94.54润滑4.1润滑剂的种类 润滑的目的就是为了减少工作表面的摩擦及由此造成的能量损失，减少工作表面的磨损及发热，提高其寿命，保持机器的工作精度及提高机器的工作效率；此外，润滑剂还有冲洗污物、防止表面腐蚀的功能。 润滑剂的分类： 润滑剂按其物理状态可分为液体润滑剂，半固体润滑剂，固体润滑剂和气体润滑剂等四类。 液体润滑剂：其作用是润滑工作表面，以达到减少工作阻力，提高效率和延长机器寿命，同时还能起到冲洗，冷却摩擦面，缓冲减振、防锈、排污等作用。 半固体润滑剂:主要是指各种润滑脂。它是润滑油和稠化剂的稳定混合物。其特点密封简单，不经常更换，对减少高速电机自动装置及不易加油的设备的摩擦意义重大，润滑脂受温度影响不大，对载荷性质，运动速度的变化有较大的适用范围，在垂直面上不易流失。其缺点是流动性差，导热系数小，不能做循环润滑剂，因其产生的摩擦阻力较大，故机械效率低。 固体润滑剂：是任何可以形成固体膜以减少摩擦阻力的物质，如石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。其优点是可在高温、高压、高真空、高辐射、低温等恶劣的工作环境中工作。 气体润滑剂：任何气体都可以作为气体润滑剂，其中用的最多的是空气，它主要用于气体轴承中。4.2滚动轴承的润滑方式分类 根据使用的润滑剂种类不同，滚动轴承的润滑方式有油润滑、脂润滑和固体润滑3类。 1、油润滑：特点：（a）适用于高速、高温和重载荷条件。（b）设备保养和更换润滑剂方便。 （c）系统中的摩擦副可同时润滑。 （d）润滑装置复杂，密封苦难。 润滑方法： 滴油润滑、油浴润滑、飞溅润滑、压力供油润滑、喷雾润滑、油气润滑。 2、脂润滑： 特点： （a）适用于低、中速和中等温度条件。 （b）密封装置简单。 （c）维修费用低，润滑脂成本较低。 （d）摩擦较大，散热能力差。 润滑方法： 填脂法、油杯油抢注脂法、压力供脂法。 3、固体润滑： 特点： （a）适用于油润滑和脂润滑不适用的特殊条件。 （b）适用温度范围宽，在真空环境能起润滑作用。 （c）抗辐射、耐腐蚀、不污染环境。 （d）寿命短，制作工艺复杂。 润滑方法： 固体粉末润滑、固体润滑剂涂层润滑、覆膜润滑。4.3系统轴承的润滑方式脂润滑有如下优点： 1、首先是润滑轴承的各部分，减小进口轴承的摩擦和磨损； 2、使轴承的滚动接触面经常形成适当的油膜，延长