如图3—1所示，液压泵14由电动机15驱动旋转，从油箱2吸油。液压油经过冷却器18、过滤器17流回油箱。冷却器采用的是水冷却，冷却水由19.2流入冷却器，从19.1流出。 3.8本章小结
本章主要是对电弧炉的电极横臂升降系统、电极夹紧系统、炉盖提升和旋转系统、炉体倾动系统、EBT出钢系统、蓄能器装置系统、液压泵系统及冷却系统的液压系统原理进行了论述。并对各液压回路及各液压元件的功能进行了分析。
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第四章 40t电弧炉液压系统参数设计计算
4.1 电极横臂升降和夹紧装置液压系统
液压缸作为液压系统中的执行元件，以直线往复运动或回转摆动的形式，将液压能转变为机械能输出。液压缸结构简单，制造容易，用来实现直线往复运动尤其方便，其应用范围广泛。
按结构形式可将液压缸分为活塞缸、柱塞缸和伸缩缸。 4.1.1 电极横臂升降液压系统
由前分析可知，电极在上升过程中是需要有动力的，而在下降过程中则可以利用电极的自重，使其液压缸自动下降。所以选用柱塞缸就可以满足工作需求。
柱塞缸有缸筒、柱塞、导套、密封圈和压盖等零件组成，柱塞和缸筒内壁不接触，因此缸筒内孔不需精加工，工艺性好，成本低。
极横臂由三套铜钢复合导电横臂、三套电极夹紧放松机构及三个电极夹头和三套电极喷淋装置组成。电极的工作要求为： 电极的重量： 960kg
电极行程：
3600mm
上升6.0m/min，下降4.0m/min（自动模式）
电极升降速度：
上升9.0m/min，下降6.0m/min（手动模式）
柱塞缸的示意图如图4-1
图4-1 柱塞缸的示意图
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由参考资料[19、22、23、24]可以得出柱塞缸产生的推动力：
F?Ap?m??4D2p?m （4—1）
F—柱塞缸产生的推动力； A—柱塞的有效面积；
p—柱塞缸的进口压力，系统的工作压力为12MPa ；
?m—柱塞缸的机械效率，选取为?m=0.95；
D—柱塞的直径。 所以柱塞缸的有效面积：
A?F960?9.8 (m2) ?6p?m12?10?0.95 ?825 (mm2) 柱塞的直径：
D?4A?32.4 (mm)
?由参考资料[19]可以得出柱塞缸产生的运动速度：
4q?v （4—2） v?2?Dv—柱塞的运动速度；
q—柱塞缸的输入流量；
?v—柱塞缸的容积效率，选取为?v=0.96。
则柱塞缸的输入流量：
22mv?D29.0(min)???32.4(mm)q???7.74 (L)。
min4?V4?0.96而目前应用的40t炼钢电弧炉中，电极提升装置的液压系统液压缸的直径为
D0?140 (mm)
安全系数为：S?D0140??4.3。 D32.44.1.2 电极夹紧液压系统
电极夹紧装置是电极升降系统中非常重要的一部分，电极的夹紧是利用碟簧夹紧
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的，采用的是单作用活塞缸。当活塞缸有液压油输入时，活塞向前运动，使电极夹紧。当在更换点击或者是加长电极是，则依靠活塞缸顶端的碟簧将活塞退回。 电极的工作要求为：
电极夹紧装置： 电极夹紧力： 电极夹紧行程：
液压放松 / 碟形弹簧夹紧 >260KN
50 mm
电极夹紧时间： 3s
由参考资料[19]可以得出活塞缸产生的推动力：
F?Ap?m?所以活塞缸腔内的有效面积：
?4D2p?m （4—3）
F260?103 A??6p?m12?10?0.95(mm2) ?2280 7(m2)
活塞的直径：
D?4A?170.4 (mm)。
?由参考资料[19]可以得出活塞缸产生的运动速度：
4q?v （4—4） v?2?D则活塞缸的输入流量：
22mv?D21.0(min)???170.4(mm)q???23.76 (L)。
min4?V4?0.964.2 炉盖提升和旋转机构及炉体倾动液压系统 4.2.1 炉盖提升装置
炉体包括炉壳、水冷炉壁、炉门机构、偏心炉底出钢机构等。炉壳由上下两部分构成。在电弧炉炼钢过程中，炉盖需要上升、旋转，以方便加入炼钢原料，
炉盖提升机构的两个液压缸及传动装置皆安装在旋转架内， 炉盖提升装置的工作要求：
炉盖提升高度： 400mm； 炉盖提升速度： 40mm /s； 炉盖下降速度： 40mm /s；
由工作要求可知，炉盖在上升和下降过程中的速度是相等的。当向缸内供的液压
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油的压力和流量不变时，差动连接则可以满足炉盖上升和下降过程中的速度相等。图4—2所示就是差动连接的示意图。
图4—2 差动连接缸
当活塞缸的两腔同时通入相同压力的液体时，如图4—2所示，由于无杆腔受力面积大于有杆腔的受力面积，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此活塞杆作伸出运动，并讲有杆腔的液压油挤出，流进无杆腔，加快活塞杆的伸出速度，缸的这种连接方式称为差动连接。
当为使炉盖上升时，采用差动连接，有杆腔排出流量q'并进入无杆腔，则有
v3A1?q?v3A2 （4—5）
v3—活塞杆的伸出速度；
A1—无杆腔的有效作用面积； A2—有杆腔的作用面积。
在考虑了缸的容积效率?v后，活塞杆的伸出速度v3为
v3?d—活塞杆的直径。
q?v4q?2?v (4-6)
A1?A2?d
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