结晶器液压振动系统设计学位论文.doc

武汉科技大学本科毕业设计
摘 要

设计中介绍了结晶器液压振动系统，系统通过输入正弦电信号给伺服阀，进而控制液压缸的正弦振动。设计过程中系统的分析了系统的工作状况，以及在该工作状况下所系统所要达到的工作要求。设计中针对系统中的液压泵，伺服阀，液压缸等主要元件的选型进行了详细的计算。
在泵站的设计中，核心部分是泵，油箱以及蓄能器的设计计算与选型，三者的关系是相互影响的，同时，液压系统也受外在因素的诸如工作环境和工作温度的影响，这些影响对系统的影响是非常大的，这个因素考虑的不全面直接影响到系统的工作性能。
在系统的各个参数计算中，根据设计内容所给出的条件，计算出系统液压缸的位移振动曲线。根据振动曲线方程可以求解出系统所需的最大流量，根据计算的结果确定整个系统的工作状况。
系统泵的驱动功率的计算，按照在系统振动过程中各个工况条件下所需功率的平均值，正弦振动的平均速度可以通过正弦振动方程计算出。
设计中的大部分元件都是通过相关参数的计算，根据产品的样本经行选型，以达到系统的要求。

关键词： 结晶器； 液压伺服系统； 激振； 正弦振动

Abstract

The system of hydraulic vibration system for crystallizer was introduced in the design,To control the sinusoidal vibration of the cylinder, the sinusoidal signal is input into the servo valve by the computer .In the design, the working conditions is analysed,and the requirements of the system under this conditions is also analysed. For the design of the hydraulic system, the pump,servo valves, hydraulic cylinders and other major components of the Selection are detailed calculated .
In the design of the pumping station, the core are calculation of the pump, storage tank of the design and selection, the relations among each other are impacted, at the same time, The hydraulic systems are also impacted by external factors such as the working environment and temperature The impact of these effects on the system is very great, if this factor is not taken into consideration, There will be direct impact on the performances of the system.
The various parameters of the system is calculated according to the contents of the conditions, and we can calculate the displacement vibration curve of the hydraulic cylinder of the system. According to vibration curve equation,we can work out the most flow of the system , And determine the working conditions according to the results of the whole system.
The calculation of the pump-driven power of the system is the average of the power required in the vibration of the system under the working conditions. And the sine vibration equation can be calculated.
The most components are selected through the calculation of the relevant parameters, based on a sample of the products selection, to meet the system requirements.

Key words: Crystallizer; Hydraulic servo system; Exciting vibration; Sinusoidal vibration

目 录
前 言 1
1 系统设计方案确定 2
1.1 伺服系统设计方案 2
1.2 控制方案 2
1.3 主要技术参数 2
1.4 系统工作情况分析 3
2 设计计算 3
2.1 系统振动 3
2.2 液压缸设计计算 4
2.2.1 油缸的设计原则 4
2.2.2 油缸的选型 4
2.2.3 油缸参数计算 5
2.3 泵的选择计算 6
2.3.1 泵的选择计算原则 6
2.3.2 系统流量计算 6
2.3.3 流量计算 6
2.3.4 泵的参数计算 7
2.4 液压泵的驱动功率及电机的选择 7
2.4.1 驱动功率计算 7
2.4.2 电动机的选择 8
2.5 阀的选择计算 8
2.5.1 伺服阀的选取 8
2.5.2 液控单向阀的选取 9
2.5.3 电磁换向阀的选取 9
3 辅助元件的选择计算 10
3.1 管路 10
3.1.1 壁厚的计算 10
3.1.2 内径计算 11
3.1.3 软管 12
3.1.4 管接头 12
3.2 油箱的设计计算 12
3.2.1 油箱设计原则 12
3.2.2 油箱参数设计计算 13
3.2.3 油箱容量的计算 13
3.2.4 油箱内工作介质体积估算 14
3.3 系统发热功率计算 14
3.3.1 液压泵的功率损失 14
3.3.2 阀的损失功率 14
3.3.3 管路以及其它功率损失 15
3.3.4 系统总的功率损失 15
4 溢流阀的选取 15
4.1 溢流阀的作用 15
5 过滤器的选择 16
5.1 过滤器的配置 16
5.2 压油过滤器 16
5.3 回油过滤器 16
6 循环冷却系统的设计计算 17
6.1 各个参数计算 17
6.2 动力源螺杆泵的选取 17
6.3 驱动电机的选择 18
6.4 循环过滤器的选择 18
6.5 热交换器的选择 18
6.5.1 计算散热面积 18
6.5.2 冷却水量的计算 19
6.6 加热器 19
6.8 压力表的选择 20
7 液位计的选择
8 液压工作介质的选取 20
9 控制阀阀块的设计 20
结束语 22
参考文献 23
致 谢 24

24

前 言

随着高效连铸技术在冶金工业生产中的快速发展和应用，结晶器的振动技术便成了连铸生产过程中的关键技术之一，结晶器的振动参数，直接影响连铸坯的质量。
目前国内还主要以凸轮机构驱动为主，这种方式存在一系列的不足，例如：结晶器振动频率，幅度，波形等不可调等现象。而国外大多采用液压伺服振动方式，振动的参数可根据钢种，拉速等工艺条件而进行改变。
与传统的直流式电机或交流电机驱动的偏心凸轮的结晶器激振系统相比，电液伺服驱动的连铸结晶器激振系统具有能实现非正弦振动，可明显改善结晶器保护渣的润滑，有效地减少铸坯与结晶器之间的摩擦力，从而减少铸坯振痕，提高铸坯质量和金属的收得率。因此，开发可靠性好、控制精度高和响应速度快的电液伺服控制系统具有重要的现实意义。
结晶器电液伺服控制系统主要由电液伺服阀、伺服油缸、液压泵站等几部分组成。结晶器是通过阀控缸液压动力元件驱动振动机构实现其往复振动，将液压缸的位置通过位移传感器反馈到比较端与指令信号比较，得到误差信号，然后通过运算放大器放大后驱动电液伺服阀构成闭环控制系统。利用计算机可非常方便地产生各种指令波形，通过模糊PID控制可以使系统输出跟踪指令信号从而获得所需要的振动规律。
伺服控制器内有两路独立的伺服放大器和将这两路独立的伺服放大器关联在一起的同步控制回路。每路伺服放大器控制1 台伺服缸，它将指令电压信号转换成电流信号经输出端驱动电液伺服阀来使液压缸移动，装在活塞杆上的位移传感器的反馈信号在反馈端输入后与指令信号进行比较，形成位置系统的闭环控制。每1 路都设有开环增益调整、反馈增益调整、零位调整和输入与反馈相位调整，并有电流表显示通过伺服阀的电流状态。同步控制回路是对两台伺服缸出现不同步时的一种补偿，同步控制的原理是对两个单独的反馈信号进行比较，两缸同步，则比较后的差值为零，差值不为零时，这个差值以相反的极性分别送入两个回路各自的输入信号加法点，使“快缸降速，慢缸升速”，进行同步调节。

1 系统设计方案确定
1.1 伺服系统设计方案
结晶器做正弦振动，采用双缸同步驱动方式，每个振动缸控制伺服阀一备一用。根据设计要求，液压伺服激振系统为双缸同步振动过程。
系统主要由电液伺服阀，液压缸，液压泵站等几部分组成。双缸同步振动由两个两个电液伺服阀由电信号精准控制，可以实现两个油缸的同步激振运动，每个振动缸控制伺服阀都有一个备用阀，两个备用阀经液控单向阀连接到系统。
1.2 控制方案
工作中指令信号同时给两个伺服阀，伺服阀通过电信号控制两个液压缸进行振动，输入流量输出位移，液压油经由单向分流阀同时供给两个伺服阀，经阀芯开口进入液压缸驱动其运动，计算机将信号送入伺服阀，控制双缸的正弦振动。

1.3 主要技术参数
（1）液压系统最大工作压力：；
（2）结晶器作正弦振动，最大振幅：±40mm，振动频率范围：1Hz；
（3）负载：30t；
（4）时间：0.5s；
（5）精度：±0.5mm；
（6）幅频宽f-3dB=2Hz，相频宽f-90°=2Hz。
1.4 系统工作情况分析
系统在伺服阀控制下做正弦振动，液压缸活塞杆的伸出和回缩过程符合正弦振动曲线，根据最大振幅和振动频率可以得出系统的振动方程。

2 设计计算
2.1 系统振动
系统最高工作压力：；正弦振动振幅：；振动频率： ；结晶器静态重量：
列出系统正弦振动方程：
振动位移方程：
代入数据得出：

由 可求出液压缸活塞杆的速度公式

其中: 为液压缸活塞的位移
为液压缸的振动角频率，
液压缸的最大速度

给定设计条件中系统最大工作压力为，即在工作中不能超出所给定的系统最大工作压力，选取系统的工作压力为

设计要求系统最大输出力，由于双缸同步，每个液压缸负载

2.2 液压缸设计计算
2.2.1 油缸的设计原则
根据主机的动力分析和运动计算，确定液压缸的主要性能参数和尺寸。液压缸的推力，伸出回缩的速度，作用时间，内径，行程，及活塞杆直径等。根据选定的工作压力和材料进行液压缸的结构设计，如液压缸的壁厚，缸盖的结构，密封形式，排气与缓冲等。
2.2.2 油缸的选型
油缸的选型中，应通过所给定的技术参数来计算油缸的基本参数，进而选型。油缸的基本参数有：液压缸的内径，活塞杆的外径，油缸的公称压力等。计算出基本参数，根据液压传动设计手册油缸参数综合比对进行选型。
油缸按作用类型非为：单作用油缸和双作用油缸，本设计中油缸是由伺服阀控制振动缸，液压缸上装有位移传感器，将活塞杆的位移传至计算机控制系统，进而控制双缸的同步振动。考虑到液压缸的高温工作环境，为了防止粉尘颗粒等杂物进入液压缸，对于液压缸的密封方式也要特别注意。
根据主机的要求，按设计手册表23.6-39（液压传动与控制设计手册），选择的液压的类型，按表23.40选择液压缸的安装方式。根据主机的动力分析和运动计算，确定液压缸的主要性能参数和尺寸。如：液压缸的推力，伸出回缩的速度，作用时间，内径，行程，及活塞杆直径等。根据选定的工作压力和材料进行液压缸的结构设计，如液压缸的壁厚，缸盖的结构，密封形式，排气与缓冲等。

单活塞杆油缸示意图

图 单活塞杆液压油缸示意图

2.2.3 油缸参数计算
液压缸内径：
其中

代入数据得出

活塞杆直径：，取值为2，由表（）代入数据得出
由液压设计手册表（)选取液压缸参数：
内径：
活塞杆直径：
液压缸的行程（表）选取

2.3 泵的选择计算
2.3.1 泵的选择计算原则
泵的选型主要根据系统的工况来选择液压泵，泵的主要参数有压力、流量、转速、效率。为了保证系统正常运转和泵的使用寿命，一般在固定设备系统中，正常工作压力为泵的额定工作压力的80%左右；要求工作可靠性较高的系统或运动的设备，系统工作压力为泵的额定工作压力的60%左右。泵的流量要大于系统的最大工作流量。为了延长泵的使用寿命，泵的最高压力与最高转速不宜同时使用。

2.3.2 系统流量计算
工况分析：液压缸作正弦振动，在振动过程中进入液压缸的液压油是变换的，正弦振动液压缸达到最大伸出速度时对应系统的最大流量。
2.3.3 流量计算
进入（流出）液压缸的流量（）即为系统的流量。
由公式 和公式 得

其中 为液压缸活塞的速度（）
为液压缸内径（）
为单个液压缸伸缩时所需流量（）
最大流量：
其中：
代入得：
双缸同步得：

2.3.4 泵的参数计算
初步定泵的转速为：
可计算出泵最大排量为：
工作压力为：
由此参考设计手册表（）选择泵，选择泵的类型为轴向斜盘式柱塞泵， 型号为: ；排量：；额定转速为：；容积效率

2.4 液压泵的驱动功率及电机的选择
2.4.1 驱动功率计算
由于泵的选择中选择了排量比实际要求排量要大的泵，而缸的运动中所需的功率比按泵的额定排量计算出的功率要小，因此要按泵的实际工况来选择计算泵的驱动功率。
根据机械设计与制造简明手册公式：

其中：
为泵的额定工作压力（）；
为泵的额定流量（）；
为泵的总效率，由液压设计手册查出其中 ，取

带入公式计算得出

2.4.2 电动机的选择
在电动机的选择中，为了避免系统临时出现故障所出现的系统所需功率突然增大的现象，一般选择电机功率时考虑比实际需求功率较大的额定功率，按照系统计算所得出的驱动功率做参考进行选择。根据西门子电机样本选型：
电机型号为：型三相异步电动机
电机的额定功率：；转速：；效率：
2.5 阀的选择计算
2.5.1 伺服阀的选取
对于伺服阀的选取，应设计的要求，伺服阀通过电信号控制两个液压缸进行振动，输入流量输出位移，同时将位移误差进行反馈。本设计中拟采用二级滑阀型位置反馈式伺服阀，该类型的电液伺服阀由电磁部分，控制滑阀和主滑阀组成，通过电信号控制动圈和一级阀芯，进而控制主阀芯的升降，以达到控制液压油流量的目的。该型电液伺服阀具有结构简单，工作可靠容易维护等特点，可在现场进行调试，对液压油清洁度要求不高。
除了流量参数外，在选择伺服阀时，还应考虑以下因素：伺服阀的流量增益线性好，在位置控制系统中，一般选用零开口的流量阀；伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求，一般伺服阀的频宽应大于系统的频宽的5倍，以减小伺服阀对系统响应特性的影响。
伺服阀的零点漂移，温度漂移和不灵敏度区要尽量小，保证由此引起的系统误差不超过设计要求；其他要求，比如零位泄露，抗污染能力，电功率，寿命和价格等都有一定的要求。
参数计算
液压缸的最大伸出速度为
伺服阀的负载流量为：

其中为液压缸活塞面积
代入数据得出

伺服阀最大工作压力：；计算负载流量：
选择Rexroth公司四通伺服阀方向阀产品：
伺服阀机能符号：

图 1 伺服阀机能符号

伺服阀型号：型
最高工作压力：
最大工作流量：
输入信号： Error! No bookmark name given.
2.5.2 液控单向阀的选取
2.5.2.1 液控单向阀的作用
液控单向阀在伺服阀的两端分别控制两端的油路的通断，进而可以实现备用伺服阀的在线切换，保证生产的持续进行。高压油通过一个电磁换向阀控制通入液控单向阀，保证单向阀的开启和关闭。
2.5.2.2 液控单向阀选型参数
系统高压油最高工作压力为，参看Rexroth 公司产品样本，选取液控单向阀型号为：；最高工作压力为：，最大流量为：
2.5.3 电磁换向阀的选取
电磁换向阀控制接到液控单向阀高压油的通断。
参看Rexroth 公司产品样本，选取电磁换向阀型号为：二位二通电磁换向阀，最高工作压力为，最大流量：。

3 辅助元件的选择计算
在液压系统中，液压辅助元件是指那些既不直接参与能量转换，也不直接参与方向、压力、流量等控制的但又必不可少的元件或装置，主要包括滤油器、蓄能器、液压导管和管接头、油箱等。虽然它们起辅助作用。但由于数量较多，辅助元件的故障可能造成整个液压系统的故障。因此，对辅助元件的选择计算必须给与足够的重视。

3.1 管路
在液压传动中常用的管子有钢管、铜管、橡胶软管以及尼龙管等。内径和壁厚是选择液压导管的重要参数。导管内径尺寸应与要求的通流能力相适应，壁厚应满足工作压力和管材的强度要求。
管道内径
管道内径主要由油液的流速与液体流量来确定，直径小，流速高，压力损失大，甚至产生噪音；直径大，难于弯曲，体积和重量都会增加，显然，合理的选择计算导管内径是很重要的。
导管内径按照通过的最大流量和允许的流速确定：

其中对于金属管内油液的流速一般的推荐值为：
吸油管路取 ；
压油管路取 ；
短管道及局部收缩处取 ；
回油管路取 ；
泄油管路取 。
3.1.1 壁厚的计算
计算公式

钢管：
铜管：
其中 为工作压力
为导管内径
为许用应力
为抗拉强度
为安全系数，当时，；时，；时，

3.1.2 内径计算
管路最大流量
吸油管路，取 内径：
压油管路，取 内径：
回油管路，取 内径：
泄露管路，取 内径：
壁厚的计算参看液压设计手册第8章表（）选取。

按照液压设计手册表（）选取油管列表如下：
项
目
类
别

内径
（mm）

外径
（mm）

管接头连接螺纹
（mm）

壁厚
（mm）
吸油
50
63

3
压油
25
34

5
回油
32
42

2
泄露
40
50

2.5
3.1.3 软管
软管是用于连接具有相对运动部件或为减少振动的传递而使用的管件，分为高压和低压两种，高压软管是以钢丝编织或钢丝缠绕为骨架的橡胶软管，用于压力油路。低压软管是以麻线或者棉线编织体作为骨架的橡胶软管，用于压力较低的回油路或气动管路中。本设计中的软管主要是用与电机吸油口与油箱实体相连接处，以减少电机在工作时产生的振动传递给油箱。
3.1.4 管接头
管接头是油管与油管，油管与液压元件间可拆卸的联接件，应满足联接牢固、密封可靠、液阻小、结构紧凑、拆装方便等要求。按其与油管的联接方式可分为焊接式、卡套式、扩口式、扣压式和快速接头等。
在液压系统中，管子与元件或管子与管子之间，除外径大于50mm的金属管一般采用法兰连接外，对于小直径的油管普遍采用管接头连接，管接头的形式和质量直接影响油路阻力和连接强度，而且其密封性能是影响系统外泄漏的重要原因。

3.2 油箱的设计计算
3.2.1 油箱设计原则
油箱的设计是整个系统设计中的重点之一，油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热分离油液中的气泡，沉淀杂质等作用。
油箱可分为开式和闭式油箱两种，开式油箱中，油箱液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器，开式油箱结构简单，安装维护方便，本设计中采用开式油箱。油箱的设计中必须有足够大的容积，首先要满足散热的要求，同时也要满足容纳系统中所以工作介质；吸油管和回油管要插入最低液面以下，以防止吸油或回油飞溅产生气泡，管口与箱底箱壁距离一般小于管径的3倍；吸油管和回油管的距离应进可能的远些，中间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样有利于散热，达到分离空气及杂质的效果；隔板高度为液面高度的2/3到3/4；为了保证油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油及通气一般都由一个空气过滤器完成；为了便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低处设置放油阀，对于不易开盖的油箱，要设置清洗孔以便油箱内部的清洗；油箱底部应距地面150mm以上，以便于搬运放油和散热等实际工况需要。
3.2.2 油箱参数设计计算
1>系统损失功率（发热功率）：

2>不考虑管路的散热，油箱的散热面积为：

其中:
是散热系数，考虑通风条件良好，
为液压油与周边环境的温差，取油温，
计算散热面积：

3.2.3 油箱容量的计算
设定油箱长宽高的比值为
设长度，油箱的边长则为 ，，
由设计手册有公式：

长宽高各个边的实际长度：

油箱的体积：

3.2.4 油箱内工作介质体积估算
油箱中油的液位一般为油箱总体高度的倍，从而可以计算出液压油在油箱的体积

3.3 系统发热功率计算
3.3.1 液压泵的功率损失（）

其中为泵的输入功率，为泵的效率
3.3.2 阀的损失功率（）

其中为系统工作压力，为经过溢流阀的流量。
液压缸的振动速度方程 ，振动频率，周期。
时间内位移：

可得
伸出液压缸的平均流量 =
双缸同步工作流量为
泵向系统中提供的流量：
可得通过溢流阀的流量为：
可得
3.3.3 管路以及其它功率损失（）

3.3.4 系统总的功率损失，即发热功率为：

4 溢流阀的选取
4.1 溢流阀的作用
定压溢流作用：在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。
安全保护作用：系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10％～20％）。
实际应用中一般有：作卸荷阀用，作远程调压阀，作高低压多级控制阀，作顺序阀，用于产生背压（串在回油路上）

由以上计算出的经过溢流阀的平均流量：，溢流阀在系统中主要起调压作用，将系统压力稳定在，避免大的波动。当考虑全部流量经溢流阀流回油箱时，对应的最大流量为：

根据设计手册选取溢流阀为型电磁溢流阀，型号为
额定流量为：；额定压力：；通径为：

5 过滤器的选择
5.1 过滤器的配置
在油箱的回油口设置系统所要求的回油过滤器以保持返回油箱的油液具有允许的污染等级；在油箱的排油口（即泵的吸口）为了防止意外落入油箱的污染物，设置一个吸油网式过滤器；在压油管路设置系统工作要求过滤精度的过滤器。对于回油过滤器和液压泵出口的过滤器均采用带有污染等级指示和自动报警装置的过滤器，而且采用过滤器并联的方式，设置一个过滤器备用。
过滤器是清除液压系统工作介质中的固体污染物，使工作介质保持清洁，延长元件的使用寿命，保证液压元件工作性能可靠。液压系统故障的75%左右是由介质的污染造成的。因此过滤器对于液压系统来说是十分重要的辅件。过滤器的主要性能参数有过滤精度，过滤能力，纳垢容量，工作压力，允许压力降等。过滤器的选择要考虑使用的目的，安装形式等因素。过滤器应具有足够大的通油能力，并且压力损失要小，过滤精度要满足所使用介质的要求，并且有足够的强度。过滤器的强度和以及压力损失是选择时需要重点考虑的因素，安装过滤器后会对系统造成局部压降或产生背压。选择过滤器的通油能力时，一般应大于实际通过流量的2倍以上。

5.2 压油过滤器
过滤器最大工作压力为：；一般压油过滤器的额定流量应选择为系统流量的两倍左右：。
根据液压设计手册过滤器产品中选择高压管式过滤器：
型号为：；额定工作压力：；额定流量：。
5.3 回油过滤器
一般回油路压力不高，工作压力取，流量；
根据液压设计手册过滤器产品中选择低压过滤器：
型号为：；额定工作压力为： ；额定流量
6 循环冷却系统的设计计算
在高温等恶劣条件或者油箱容积较大的情况下工作的系统，要保证液压油的工作温度，必须设计液压油的循环冷却系统，循环冷却系统中液压油经过泵至热交换器，过滤器，而后以较低的温度回流油箱。保证了工作介质的正常工作状况，同时也保证了油液的清洁。
循环冷却系统的组成
循环冷却系统主要由：螺杆泵，驱动电机，热交换器，循环过滤器等主要原件组成。
6.1 各个参数计算
1> 确定循环周期：油箱内液压介质的体积为：；每循环一次的时间设定为选择循环周期为。
2> 循环系统流量：
3> 循环系统的工作压力：循环系统为低压系统，一般取工作压力为：
6.2 动力源螺杆泵的选取
螺杆泵是一种单螺杆式输运泵,它的主要工作部件是偏心螺旋体的螺杆（称转子）和内表面呈双线螺旋面的螺杆衬套（称定子）。
螺杆泵的工作原理
其工作原理是当电动机带动泵轴转动时,螺杆一方面绕本身的轴线旋转,另一方面它又沿衬套内表面滚动,于是形成泵的密封腔室。螺杆每转一周,密封腔内的液体向前推进一个螺距,随着螺杆的连续转动,液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔,最后挤出泵体。螺杆泵是一种新型的输送液体的机械,具有结构简单、工作安全可靠,使用维修方便、出液连续均匀、压力稳定等优点，很适合作为循环油液的动力元件。
循环系统的工作压力 ；循环系统流量
参照螺杆泵样本选择，型号：；
转速：，流量：；功率：；工作压力：
6.3 驱动电机的选择
参照液压泵的工作功率选择驱动功率，。选择电动机的型号为：，同步转速为：，满载转速：，额定功率为：
6.4 循环过滤器的选择
工作压力为，取过滤器流量为：；参看液压设计手册，选择低压线隙式过滤器，型号：；通径为，额定流量为：；额定压力为：。

6.5 热交换器的选择
液压系统在工作时，如果油液温 度过高（80℃）将影响系统的工作，一般规定液压用油的正常温度范围是15℃～65℃。对于冷却器一般有水冷式、风冷式和冷媒式，本设计方案采用的式波纹板式水冷方式，这种冷却方式散热效果好，热传系数可达230～815。为了防止油温过低（<15℃）,可以在油箱内部设置电加热装置，在冷却器和加热器之间采用温度自动控制器，以便实现油温自动控制。
6.5.1 计算散热面积

其中：为系统总的发热功率，
值为冷却器的散热系数[W/(m2﹒K)]，与冷却器的种类、型号有关，具体计算时可查样本或手册，取
——液压油和冷却介质之间的平均温度差

代入数据得出：

在循环冷却系统中，一般选择工作压力为：，参看液压设计手册表选择热交换器，型号为：；散热面积为：。
6.5.2 冷却水量的计算
采用水冷式冷却器时，冷却器中冷却水的吸热量应等于工作介质释放的热量，由此得出需要的冷却水流量为

式中
、——油及水的流量（）
、——油及水的比热容；液压油的 ；水的
,—油及水的密度，液压油的=900kg/m3,水的=103 kg/m3。
代入数据得出

按上式计算出的冷却水量，应保证水在冷却器内的流速不超过1.2 m/s，否则应增大冷却器的过流面积。通过冷却器的油液流量也要适中，以便使油液通过冷却器时的压力损失在(0.05~0.08)MPa范围内。一些冷却器的产品样本中，给出了不同规格的冷却器中油和水的流量及压力损失，计算出的冷却水流量和油液流量与它相差不能太大，流动速度过低会降低传热效率。
6.6 加热器
在生产现场中，油箱中的油温，一般在范围内工作比较合适，最高不大于，最低不小于，过低，油泵起动吸入困难。当油箱中的油温过低（<）时，因油液粘度较高，不利于液压泵的吸油和起动，因此需要加热将油液温度提高到以上。液压系统常用的预加热方法有：采用蛇形管蒸汽加热、利用电加热器加热。本设计中采用电加热器加热。

加热器所需要的功率

式中 为系统的发热功率；
为加热器的效
代入数据得出
参看液压设计手册表（）选择电加热器型号为，数量选择5个。
6.8 压力表的选择
在整个系统中，压力表主要安装在阀台的控制架上，显示系统工作时的压力状况，方便工作人员较容易的观测系统的稳定性以及实时压力。
参看液压设计手册表（），选取压力表型号为
7 液压工作介质的选取
液压工作介质的要求
粘度合适，随温度的变化小，润滑性良好，抗氧化性能，剪切安定性良好，防锈和不腐蚀金属，同密封材料相容，消泡和抗泡沫性，抗乳化性性，洁净度以及良好的化学稳定性等。
本设计中液压工作介质环境恶劣，属高温高压场合，工作压力为。
根据液压设计手册选取液压工作介质型号为：的工作介质，运动粘度为：

8 控制阀阀块的设计
阀块的选用材料一般为铸铁或锻钢。低压固定设备可用铸铁，高压强振场合要用锻钢，整体结构加工成正方体或长方体。
P油孔，液压泵输出的压力油经过调压后进入公用压力油孔P，作为供给各单元回路的压力油的公用油源。
T油孔，各单元回路的回油均通过公用回油孔T流回油箱。
阀块结构尺寸设计原则
外形尺寸要满足阀件的安装，孔道布置及其它工艺要求。为减少工艺孔，缩短孔道长度，阀的安装位置也要仔细考虑，使相通油孔尽可能在同一水平面或是同一竖直面。各油孔的内径要满足允许流速的要求，油孔之间的壁厚不能太小，一方面要防止使用过程中，由于油的压力而击穿，另一方面避免加工时，因油孔的偏斜而误通。对于中低压系统，壁厚不小于5mm，高压系统壁厚应选择较大值。

结束语

本次毕业设计是我们从大学毕业生走向社会的最关键的一步。设计开始从最初开题到计算、绘图直到完成设计。整个设计其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。
通过这次实践，我了解了我所设计液压系统的用途及工作原理，熟悉液压系统的设计步骤，每个元件的计算和选型。我了解到，整个液压系统的设计是一个统一的整体，每个元件的选择和安装都要进行严格的计算和安排。
比如油箱的设计当中，包括了油箱的尺寸以及其他辅助元件的位置尺寸，还有油箱自身的各个操作部位。都要经过精细的计算。
油缸的设计中，应通过所给定的技术参数来计算油缸的基本参数，进而选型。油缸的基本参数有：液压缸的内径，活塞杆的外径，油缸的公称压力等。计算出基本参数，根据液压传动设计手册油缸参数综合比对进行选型。
此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固。
毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分