關(guān)于5.5m焦?fàn)t純水液壓交換機(jī)系統(tǒng)特性分析

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1、機(jī)械管理開發(fā)總第149期MECHANICALMANAGEMENTANDDEVEL0PMENTTotalof1492015年第7期No．72015設(shè)計(jì)試驗(yàn)5．5m焦?fàn)t純水液壓交換機(jī)系統(tǒng)特性分析孫旭東。張軍(太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西太原030024)摘要：設(shè)計(jì)了一套5．5rn焦?fàn)t用純水液壓交換機(jī)系統(tǒng)，并運(yùn)用Matlab軟件對其速度特性和負(fù)載特性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的水液壓交換機(jī)系統(tǒng)能夠滿足焦?fàn)t生產(chǎn)要求。同時(shí)，該分析也為純水液壓傳動(dòng)技術(shù)在焦?fàn)t機(jī)械設(shè)備上的推廣應(yīng)用提供了參考。關(guān)鍵詞：焦?fàn)t液壓交換機(jī)；純水液壓傳動(dòng)；節(jié)流調(diào)速中圖分類號：TP271．31文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003

2、．773X(2015)07．0021．03DoI：10．16525／i．cnki．cn14．1134／th．2015．07．008引言作，即保證液壓缸在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定行程的純水液壓傳動(dòng)技術(shù)是以天然淡水為工作介質(zhì)動(dòng)作。考慮到交換機(jī)液壓缸速度的可調(diào)節(jié)性及運(yùn)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，相比于礦物油介質(zhì)，水介質(zhì)具有動(dòng)的平穩(wěn)性，本文設(shè)計(jì)的純水液壓交換機(jī)系統(tǒng)采清潔安全、成本低、來源廣泛、不燃等特點(diǎn)，有著廣用回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，如圖1所示，主要由水液壓泛的應(yīng)用前景。泵、水壓電磁溢流閥、水壓單向節(jié)流閥、水壓二位焦?fàn)t交換設(shè)備是焦?fàn)t生產(chǎn)設(shè)備的重要組成部二通電磁換向閥、水壓液控單向閥和雙作用水液分，主要用于切換焦

3、爐加熱系統(tǒng)的氣體流動(dòng)方向，包壓缸等組成。其中，4個(gè)二位二通電磁換向閥組合括交換機(jī)和交換傳動(dòng)裝置[1]。其中，交換機(jī)是焦?fàn)t成1個(gè)三位四通電磁換向閥，實(shí)現(xiàn)水液壓缸的運(yùn)交換設(shè)備的動(dòng)力裝置，它通過帶動(dòng)各傳動(dòng)拉條運(yùn)動(dòng)動(dòng)及換向。來實(shí)現(xiàn)交換功能，分為機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩類。相比于機(jī)械交換機(jī)，液壓交換機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制操作方便等優(yōu)勢，被焦化廠廣泛選用。5．5m搗固焦?fàn)t是國內(nèi)焦化廠生產(chǎn)應(yīng)用的主要爐型之一，本文借鑒應(yīng)用于其上液壓交換機(jī)的工作機(jī)理及工況，設(shè)計(jì)了一套以水為工作介質(zhì)的液壓交換機(jī)系統(tǒng)，對其速度特性和負(fù)載特性作了分析，并和同樣參數(shù)條件下使用液壓油介質(zhì)的交換機(jī)系統(tǒng)作了比較。1系統(tǒng)及參數(shù)在5．5m

4、搗固焦?fàn)t加熱交換設(shè)備中，液壓交換機(jī)的主要功能是通過雙作用液壓缸控制煤氣拉1一水箱；2一電機(jī)；3一水液壓泵；4一過濾器；5一水壓單條和廢氣拉條按一定的時(shí)間要求進(jìn)行和完成動(dòng)向閥；6一水壓電磁溢流閥；7一水壓二位二通電磁換向閥；8一水壓液控單向閥；9一水壓單向節(jié)流閥；1O一煤氣水液壓缸；11一壓力表；12一廢氣水液壓缸收稿日期：2015-06—13圖1純水液壓交換機(jī)系統(tǒng)第一作者簡介：孫旭東(1989一)，男，碩士，助煤氣水液壓缸和廢氣水液壓缸在完成交換工理工程師，現(xiàn)就職于太原重工技術(shù)中心。藝時(shí)需滿足下頁圖2所示的行程一時(shí)問關(guān)系曲機(jī)械管理開發(fā)jxglkfbjb@126．corn·22·第3

5、0卷煤氣或廢氣拉條拉力，N。00：g0∞0弱0∞00∞00∞00加00們000O：80∞O弱O∞0O們00∞00加0佰0伯050通過水壓節(jié)流閥的流量方程為：EEq—c√(2)式中：q為通過水壓節(jié)流閥的水介質(zhì)流量，m。／s；C艇長為水介質(zhì)流經(jīng)錐閥時(shí)的流量系數(shù)，一般為0．85～0．95[；A為節(jié)流閥的過流面積，rn。；p為水的密度，kg／m。。時(shí)間，s2．1正向交換水液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度：一q(3)E由公式(1)、(2)和(3)可以推導(dǎo)出水液壓缸的E運(yùn)動(dòng)速度：塔CdAr2(p~-F／A)一一——^v．。(L4)燃D其中，水液壓缸的有效作用面積：6554433A===4-(-一)(50)5O

6、505O時(shí)間，s2．2反向交換式中：D為水液壓缸活塞直徑，m；d為水液壓缸活圖2煤氣、廢氣水液壓缸行程一時(shí)間關(guān)系曲線塞桿直徑，rn。線要求。設(shè)計(jì)的純水液壓系統(tǒng)交換機(jī)系統(tǒng)主要工2．2速度特性作參數(shù)見表1。以煤氣水液壓缸為例，利用Matlab軟件繪制表l純水液壓交換機(jī)系統(tǒng)主要工作參數(shù)了拉條拉力分別為70kN、65kN和60kN時(shí)，水額定工作壓9煤氣水液壓缸460廢氣水液壓缸9O液壓缸運(yùn)動(dòng)速度隨水壓節(jié)流閥過流面積大小變化力／MPa212作行程／ram最大拉力／kN的曲線，如圖3所示。在其他參數(shù)相同的條件下，電機(jī)轉(zhuǎn)速煤氣水液壓缸廢氣水液壓缸610活塞直徑儲140／901440拉條拉力為70

7、kN時(shí)，使用液壓油介質(zhì)的交換機(jī)／(r·min_1)工作行程／mm塞桿直徑／mm系統(tǒng)液壓缸速度特性曲線也見圖3。水液壓泵排廢氣水液壓缸煤氣水液壓缸7O活塞直徑儲160／1002O量／(mL·r)最大拉力／kN塞桿直徑／mm2特性分析．EEE2．1公式推導(dǎo)設(shè)計(jì)的純水液壓交換機(jī)的系統(tǒng)工作壓力不臀高，水介質(zhì)在工作過程中的壓縮性表現(xiàn)不明顯，忽蚓略它對傳動(dòng)系統(tǒng)特性的影響。同時(shí)忽略雙作用水蜒液壓缸的摩擦阻力以及泄漏等的影響，活塞在按U24681012141618圖1所示方向穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)