液压缸计算说明书

首钢 3500 轧机 AGC 液压系统计算说明冶金自动化院设计所20018轧制力：7000 X 103kg 缸：Q 1450 1350 X 50mm压下速度： 29mm/s缸：QV =5747 / 2= 2032 l / min平衡力： 400X103kg面积比： 7.5:1（杆腔容量 11L, 无杆腔容量 82.6L）=219 .7barL兀2 x x 145 2 cm 24考虑摩擦力及背压时PL227bar 泵：P =227+70=297bar （SV 处有 70bar 压降）S兀双缸所需无杆侧流量 ql =2 x 4x 14.52 dm 2 x 29 x 10 -2 dm /60 -1min5747 l / min杆侧流量：兀Q = 2 x （ 14 .52 一 13 .52）dm 2,x29 x 10 -2 dm / 60 -1 min = 765 l / min 杆41 选 SV系统中SV当作三通阀用，每台缸所需伺服阀流量：公称流量786.5L/min系统压力350bar滞环0.5%分辨率0.5%压力零偏2.0%频响2dB以内-900 相位内泄 阀芯阶跃响应 温度 过滤PV=70bar 时）选伺服阀为：79F2012B3-HR5 （MOOG 产品）两台并联三155HZ供油压力210bar，输入信号100%下三 110HZV9.6L/min6ms供油压力：210bar下-20 C +80CB 10三75先导 SV 为：760C946A-HP5额定流量： 26.5L/min额定压力：350bar （推荐210280bar）内泄 V2.95L/min频响 -900相位2250HZ按工艺要求：最大压下速度29mm/s （MAS轧制）时，轧制力为（40005000）X103kg 按最大5000X 103kg考虑，此时54也=73%最大轧制力7400则 SV 压降为： PV=PSPL =297163=134barI A P此时的SV流量为：Q = Q n片A PNQ =786.5L/minNP =70barN实际 P =300barsP=Pv=137bar.Q=786.5 2032L/min （29mm/s压下速度时要求的） 当满足最大轧制力时，该SV可达速度：786.5/min x 2V =a 16mm/snx 14.5 2 dm 242. 选主泵选 A4VSO250DR/2X4 台（3 用 1 备）该泵性能：公称压力350bar尖峰压力400bar调压范围20350bar响应时间0 Vmax150ms,20bar 时100ms,330bar 时Vmax 060ms,350bar 时，最大转速1500rpm（S 口处压力为 1bar 绝对压力）极限转速1800rpm（s 口处压力增加或排量减少）重量184kg外形尺寸：长 449+轴 105宽 424高 389mm 压力口： SAE11/2“吸油口： SAE3“ 泄油口： M42X 2， 20 深 最低清洁度： NAS9 工作温度：-25 C+90 C 吸油口绝对压力： 0.830bar主泵电机：选电机为： Y2-355M1-6160kw,990rpm,电流 291.5A,效率 94.5% （满载时）躁声87dB,净重：1600kgB35安装（与泵共用一个法兰，顶出线） 外形尺寸：长1530宽730高1010mm除去ACC,仅靠主泵供油，缸V =250 l / min x 3a 3.78 mm / s兀x 1450 2 mm 2 x 243主泵后安全阀选用 LC32AA20E6X控制盖板：LFA32D6X/CA10F工作压力至 420bar 开口压力 0.5bar 背压Y至315bar最大流量至 300L/min温度一30C +80C4. 蓄能器MAS 轧 制 （ 29mm/s ）油液 NAS9 级 时 的 油 量 考 虑 全 部 由 蓄 能 器 供 给 ： 每 台 缸 需兀Q = x 14 .52 dm 2 x 29 x 10 -2 dm / 60 -1 m i n4=2873L/minMAS 轧制长度按 200mm 考虑，此时轧速为 0.5 1 m/s （轧速范围 06.6m/s）坯料尺寸：厚220长18003000mm宽12001800按200mm长MAS轧制，轧速lm/s压下速度29mm/s，轧200mm长所需时间为:200 mm= 0.2s1 x 10 3 mm / s则200mm长度内压下量为：29mm/s X 0.2s=5.8mm若轧速为3m/s，则MAS轧制200mm长所需时间为:300 mm= 0.07 s3 x 10 3mm / s则 200mm 长度内压下量为 29mm/sX0.07s=1.93mm按压下量 5.8mm 考虑，则每台缸所需油量为：兀x 14 .52dm 2 x 5.8 x 10 -2dm a 9.6/4该油量应该在 0.2s 内提供ACC 供油速度三 9.6L/0.2s=48L/s亦即 MAS 轧制时每台缸所需供油流速为兀x 14 .52 dm 2 x 29 x 10 -2 dm / s a 48 l / s4以上是仅考虑带载压下时缸所需油量由于消除轧材偏差 H (取100 “ m )，缸位移 S所需供油容积：每台缸A - A SA - A HQA V =x K =- K1 1000 1000 M兀 x 14.52 cm 2 x 0.01 cm= x (0.55)x 11000=0.08260.826 (L)取大值 0.826L轧机刚度：1000吨/mm轧件刚度：500吨/mm则总的ACC需满足每台缸 V =9.6+0.826=10.426L轧速2.5m/s时，每台缸需6.5L在0.12s内ACC的充油过程可看作是绝热过程ACC有效气体容量V =00.7140.714I P2P2最高工作压力=300bar2：系统要求压力波动小，P,最低工作压力p 才1：11.05300286 bar1.05(若 P 2 - p 1 10%，P=273bar) p11P0予充压力=(0.60.9) P=171.6 258Bar参照：武钢 285Bar 予充 193Bar 酒钢 305Bar 予充 120Bar 午阳 285 予充 100Bar 设予充 175Bar=44110(175 0.714(175 V 286 丿V 300 丿10 .426 l0.714参照：八、鞍钢缸 Q 1120/4950X25V 压卜=16mm/s总 420L ACC武钢缸 Q 1200 1000X100V 压卜=5mm/s总 280LACC酒钢缸 Q 1180X40V 压卜=20mm/s总 256LACC午钢缸 Q 1180X40V压下=总 74LACC首钢缸 Q 1450/1350X50V 压卜 =29mm/s总 800LACC说明：若予充压力提高，ACC容量还可减少。若 P0=200bar 则： V0010 .4260.7140.714心 4011 4411( P0=175 )V 286 丿V 300 丿P2/P0=300/175=1.71/1(HYDAC要求48L/s （要求的） 验算 ACC 工作时能否排空ACC 充油是等温状态P V =P V =P V =常数0 0 1 1 2 2P0 = 1 7 5barP2=300bar P1=286barV0=47.5LP V 175 x 47.5V = -o_o =沁 27 .7 L2 P 3002每台 ACC 最大蓄油量为： V0-V2=47.5-27.7=19.8L在0.3s内最大排出油量为：15L/sX0.3=4.5L5 台可排 5X4.5L=22.5L10.426L（要求的） 验算最低工作压力时ACC内油量是否10%公称容量最低工作压力时，气体容量v =1P V0 0P1175 x 47.5286此时ACC内油液量为：V0-V=47.5-29=18.5L10%X50L （公称容量） 这样保证了 ACC较长寿命 验算 ACC 是否满足稳定系统压力的要求ACC 排油是绝热过程PV n = P V n =常数1 1 2 2对 N2， n=1.4P V n 300 x 27 .7 1.4P =2 2 =Q 95 %V n29 1.41基本满足W5%压力波动要求 验算油泵往ACC补充油坯料厚180250，长2500，宽1600头、尾各200mm为MAS车L制，非MAS轧制最短长度为1600-2 X200=1200mm 轧速按 1m/s则非MAS轧制所需t =1200 mm=1.2 s1 x 10 3 mm / s除去主泵0Vmax响应滞后100ms，还能提供：3/2X250L/minX（1.2s-100ms） =6.875L道次转换时间最短（手动轧钢时）估计为1s左右， 设为 1s，贝y 1s 内提供油为 3/2X250L/minX1s=6.25L 总供油量为：5.625+6.25=11.875L10.426L （要求的） 综合考虑，选取ACC 8个50L/缸，两台缸 总800L ACC 6.回油回路ACC选择 设抬升速度最大为： 29mm/s 则杆侧所需最大流量：每台缸为Q = 4 .52 一 13 .52）dm 2 x 29 x 10 -2 dm / 60 -1 min 4a 383 l / min按200mmMAS轧制，1m/s轧速抬起时，每台缸杆侧需补油为:兀丫)200 mm单 口缸： 一4 .52 - 13 .52)dm 2 xx 29 mm / s 1.28 (l)41000 mm / s选取 ACC：型号： SB330-50A1/112A-330A最高工作压力 330bar公称容量 50L实际气体容量： 47.5L重量： 117.5kg外形尺寸：高1931mm 外径（p 229mm最大油排量： 15L/s仅由主泵所提供油量时杆侧最大抬升速度为：3 250x x 29 a 28 mm / s最低工作压力： P1=45bar2383最高工作压力： P2=50bar 在 tmax 时的予充压力maxP0t =0.9R=0.9 X 45=40.5bar0 max 1 在 tmin 时的予充压力t + 273P t = P t x min0 min 0 max t + 273 maxa 36 bar30 + 273 =40.5 x50 + 273 理想的气体容量：V=0理想0.7140.714/ 36、0.714（36、145丿150丿1(Pt I P1丿a 1610.714 P2/P1=50/45=1.11修正系数约为Vl.l （HYDAC图中未示出）实际气体容量：V01.1X16=17.6L0 实际 确定在20C工作时予充压力P0t + 273P = P t x 0 020 C0 max t + 273max20 + 273，小亠、=40.5 xa 36 bar (绝对)50 + 273所以共选取二台50LACC供应两台缸杆侧足够7. 杆侧回路减压阀选择减压阀型号：LC50DR40D-6x/ 温度：-20+80 C油口 A、B的工作压力：最高315Bar 公称规格： 50 关闭压力： 4bar 最大流量： 800L/min8. SV至缸间的快泄阀（电磁溢流阀） 所要泄的流量为：兀x 14 .52 dm 2 x 29 x 10 -2 dm / 60 -1 min a 2873 l / min4型号：LC63DB20 E-6x/50ms 开启，公称规格 63标准型提升阀温度： -20C+80C油口 A、B的工作压力：最高420BarX 口： 350barY,T 口： 315bar（静态时）9. 过滤器选择（泵出口）DFBN/HC660F5C1 X /-WL24 HYDAC安装位置垂直温度： -10C+100CP =420barmax滤芯的允许压力差： 25bar公称流量： 660L/min滤芯：5p m初始压损： 0.9bar过滤比：p 520010循环过滤器选择RFBN/H21300DP5C1 X/-L24安装位置垂直温度：-10C+100CPmax=25bar 滤芯的允许压力差： 25bar公称流量： 1300L/min 滤芯：5p m初始压损： 0.4bar过滤比： p 520011先导伺服阀前过滤器选择RFBN/HC330G3C1.X/-L24安装位置垂直温度： -10C+100CP =420barmax 滤芯的允许压力差： 25bar 公称流量： 330L/min 滤芯：3m 初始压损： 0.9bar 过滤比： p 5200 无旁通12. 循环过滤泵选择3GR70x2-2.4/1.6天津工业泵厂转速： 1450rpm电机功率： 11KW额定压力： 10bar, 排量 430L/min吸入口直径： 100mm排出口直径： 65mm13. 油箱计算：油箱有效容积是按三个泵每分钟流量之和的4倍计算为：750L/minX4=3000L系统发热计算H：系统的发热功率H1：油箱散热功率系统总发热功率可取为：132KWX3X20%=79.2KW14. 冷却器选择：选用瑞典 SWEP 不锈钢板片水冷却器GX-18x75油进口温度： 550C油出口温度： 450C油流量： 430L/min水进口温度：330C 水出口温度： 380C 水流量： 600L/min 板片数： 75 片 换热面积为： 13.14m2热交换量：116KW工作压力： 16bar测试压力： 21bar工作温度：80C重量： 220kg 可散发主泵最大热量的 29%