液压缸计算说明书.docx

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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

2001．8

轧制力：

7000×103kg平衡力：

400×103kg

缸：

φ1450/φ1350×50mm面积比：

7.5:

1（杆腔容量11L,无杆腔容量82.6L）

压下速度：

29mm/s

缸：

考虑摩擦力及背压时PL≈227bar

泵：

PS=227+70=297bar（SV处有70bar压降）

双缸所需无杆侧流量

杆侧流量：

1．选SV

系统中SV当作三通阀用，每台缸所需伺服阀流量：

选伺服阀为：

79F2012B3-HR5（MOOG产品）两台并联

公称流量786.5L/min（PV=70bar时）

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≥155HZ供油压力210bar，输入信号100%下

-900相位≥110HZ

内泄＜9.6L/min

阀芯阶跃响应≤6ms供油压力：

210bar下

温度-20℃～+80℃

过滤β10≥75

先导SV为：

760C946A-HP5

额定流量：

26.5L/min

额定压力：

350bar（推荐210～280bar）

内泄＜2.95L/min

频响-900相位≥250HZ

按工艺要求：

最大压下速度29mm/s（MAS轧制）时，轧制力为（4000～5000）×103kg

按最大5000×103kg考虑，此时

最大轧制力

则SV压降为：

PV=PS—PL

=297—163=134bar

此时的SV流量为：

QN=786.5L/min

△PN=70bar

实际Ps=300bar

△P=Pv=137bar

∴Q=786.5

两台阀为：

1100×2=2200L/min＞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：

2.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20～350bar

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：

M42×2，20深

最低清洁度：

NAS9

工作温度：

-25℃～+90℃

吸油口绝对压力：

0.8～30bar

主泵电机：

选电机为：

Y2-355M1-6

160kw,990rpm，电流291.5A，效率94.5%（满载时）

躁声87dB,净重：

1600kg

B35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

3．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—30℃～+80℃

油液NAS9级

4.蓄能器

MAS轧制（29mm/s）时的油量考虑全部由蓄能器供给：

每台缸需

=2873L/min

MAS轧制长度按200mm考虑，此时轧速为0.5～1m/s

（轧速范围0～6.6m/s）

坯料尺寸：

厚220长1800～3000mm宽1200～1800

按200mm长MAS轧制，轧速1m/s

压下速度29mm/s，轧200mm长所需时间为：

则200mm长度内压下量为：

29mm/s×0.2s=5.8mm

若轧速为3m/s，则MAS轧制200mm长所需时间为:

则200mm长度内压下量为29mm/s×0.07s=1.93mm

按压下量5.8mm考虑，则每台缸所需油量为：

该油量应该在0.2s内提供

ACC供油速度≥9.6L/0.2s=48L/s

亦即MAS轧制时每台缸所需供油流速为：

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100μm），缸位移△S所需供油容积：

每台缸

=0.0826～0.826（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

P2：

最高工作压力=300bar

系统要求压力波动小，一般取

P1：

最低工作压力

（若

，P1=273bar）

P0：

予充压力=（0.6～0.9）P1

=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

参照：

鞍钢缸φ1120/4950×25V压下=16mm/s总420LACC

武钢缸φ1200/φ1000×100V压下=5mm/s总280LACC

酒钢缸φ1180×40V压下=20mm/s总256LACC

午钢缸φ1180×40V压下=总74LACC

首钢缸φ1450/1350×50V压下=29mm/s总800LACC

说明：

若予充压力提高，ACC容量还可减少。

若P0=200bar则：

P2/P0=300/175=1.71/1（HYDAC要求≤4/1，符合要求,P0=0.61P1,要求≤0.9P1,亦符合要求）

若P1=273bar,P0=175bar,则V0=220L，下降许多。

选取ACC:

ACC型号：

SB330-50A1/112A-330

公称容量：

50L

最高工作压力：

330bar

有效气体容量：

47.5L

重量：

117.5kg

温度：

-10℃～+80℃

外形尺寸：

高1931mm直径φ229mm

最大高压油流量：

15L/S

⑴验算供油流量

伺服阀前5台ACC并联5×15L/s=75L/s＞48L/s（要求的）

⑵验算ACC工作时能否排空

ACC充油是等温状态

P0V0=P1V1=P2V2=常数

P0=175bar

P2=300bar

P1=286bar

V0=47.5L

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/s×0.3=4.5L

5台可排5×4.5L=22.5L＞10.426L（要求的）

⑶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

此时ACC内油液量为：

V0-V1=47.5-29=18.5L＞10%×50L（公称容量）

这样保证了ACC较长寿命

⑷验算ACC是否满足稳定系统压力的要求

ACC排油是绝热过程

对N2，n=1.4

基本满足≤5%压力波动要求

⑸验算油泵往ACC补充油

坯料厚180～250，长2500，宽1600

头、尾各200mm为MAS轧制，非MAS轧制最短长度为1600-2×200=1200mm

轧速按1m/s

则非MAS轧制所需

除去主泵0～Vmax响应滞后100ms，还能提供:

3/2×250L/min×（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,则1s内提供油为3/2×250L/min×1s=6.25L

总供油量为：

5.625+6.25=11.875L＞10.426L（要求的）

综合考虑，选取ACC8个50L/缸,两台缸总800LACC

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

按200mmMAS轧制，1m/s轧速抬起时，每台缸杆侧需补油为：

单台缸：

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φ229mm

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：

最高工作压力：

P2=50bar最低工作压力：

P1=45bar

1在tmax时的予充压力

P0tmax=0.9P1=0.9×45=40.5bar

2在tmin时的予充压力

3理想的气体容量：

4P2/P1=50/45=1.11

修正系数约为＜1.1（HYDAC图中未示出）

实际气体容量：

V0实际=1.1×16=17.6L

⑤确定在20℃工作时予充压力P0

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℃

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/min

8．SV至缸间的快泄阀（电磁溢流阀）

所要泄的流量为：

型号：

LC63DB20E-6x/50ms开启,

公称规格63

标准型提升阀

温度：

-20℃～+80℃

油口A、B的工作压力：

最高420Bar

X口：

350bar

Y,T口：

315bar（静态时）

9．过滤器选择（泵出口）

DFBN/HC660F5C1×/-WL24HYDAC

安装位置垂直

温度：

-10℃～+100℃

Pmax=420bar

滤芯的允许压力差：

25bar

公称流量：

660L/min

滤芯：

5μm

初始压损：

0.9bar

过滤比：

β5>200

10．循环过滤器选择

RFBN/H21300DP5C1·X/-L24

安装位置垂直

温度：

-10℃～+100℃

Pmax=25bar

滤芯的允许压力差：

25bar

公称流量：

1300L/min

滤芯：

5μm

初始压损：

0.4bar

过滤比：

β5>200

11．先导伺服阀前过滤器选择

RFBN/HC330G3C1.X/-L24

安装位置垂直

温度：

-10℃～+100℃

Pmax=420bar

滤芯的允许压力差：

25bar

公称流量：

330L/min

滤芯：

3μm

初始压损：

0.9bar

过滤比：

β5>200

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：

65mm

13.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/min×4=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：

132KW×3×20%=79.2KW

14.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：

80℃

重量：

220kg

可散发主泵最大热量的29%