有色金屬冶煉設(shè)備液壓技術(shù)及其應(yīng)用

前言

第1章 緒論 1

1.1 近代有色金屬冶煉概述 1

1.1.1 金屬冶煉的基本概念 1

1.1.2 常用有色金屬冶煉工藝過程 2

1.1.3 有色金屬冶煉新技術(shù) 6

1.2 有色金屬工業(yè)及冶煉技術(shù)裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢 9

1.2.1 有色金屬工業(yè)發(fā)展的重要性及發(fā)展趨勢 9

1.2.2 有色金屬冶煉技術(shù)裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢 10

1.3 有色金屬冶煉設(shè)備與液壓控制系統(tǒng)的對接 12

1.3.1 液壓控制系統(tǒng)在有色金屬冶煉設(shè)備上的應(yīng)用優(yōu)勢 13

1.3.2 有色金屬冶煉設(shè)備對液壓控制系統(tǒng)的要求 14

第2章 液壓傳動與控制技術(shù)的基礎(chǔ)知識 19

2.1 液壓傳動的工作原理及系統(tǒng)組成 19

2.2 液壓傳動的工作介質(zhì) 20

2.2.1 工作介質(zhì)的物理特性 20

2.2.2 工作介質(zhì)的種類 24

2.2.3 工作介質(zhì)的選用 25

2.3 壓力和流量 26

2.3.1 壓力 26

2.3.2 流量 27

2.4 液體的流動狀態(tài) 28

2.5 液體的連續(xù)性方程 29

2.6 液體的能量方程(伯努利方程) 30

2.7 液體流動中的壓力損失計算 31

2.7.1 沿程壓力損失 32

2.7.2 局部壓力損失 32

2.7.3 液壓閥的壓力損失 33

2.7.4 管路系統(tǒng)總的壓力損失 33

2.8 液體流經(jīng)小孔的流量方程 34

2.9 功、功率和效率 35

2.9.1 功 35

2.9.2 功率 36

2.9.3 液壓力所做的功及功率 37

2.9.4 液壓泵的功率 37

2.9.5 液壓系統(tǒng)的總效率 37

第3章 有色金屬冶煉設(shè)備常用液壓動力機構(gòu) 39

3.1 舉升機構(gòu) 39

3.1.1 單液壓缸豎直舉升機構(gòu) 40

3.1.2 雙液壓缸舉升機構(gòu) 40

3.1.3 雙鉸接剪叉式舉升機構(gòu) 41

3.1.4 雙液壓缸四連桿舉升機構(gòu) 41

3.2 輸送機構(gòu) 42

3.2.1 Ⅰ型輸送機構(gòu) 42

3.2.2 Ⅱ型輸送機構(gòu) 43

3.2.3 Ⅲ型輸送機構(gòu) 44

3.2.4 Ⅳ型輸送機構(gòu) 45

3.2.5 Ⅴ型輸送機構(gòu) 45

3.3 分片移載機構(gòu) 46

3.3.1 帶排板裝置的分片移載機構(gòu) 46

3.3.2 傾斜式分片移載機構(gòu) 47

3.3.3 圓盤式分片移載機構(gòu) 48

3.3.4 凸輪式分片移載機構(gòu) 48

3.3.5 采用機械手的分片移載機構(gòu) 49

3.3.6 曲柄搖桿式分片移載機構(gòu) 50

3.3.7 頂板式分片移載機構(gòu) 50

3.4 步進(jìn)機構(gòu) 51

3.4.1 液壓缸直驅(qū)式步進(jìn)機構(gòu) 51

3.4.2 液壓馬達(dá)間驅(qū)式步進(jìn)機構(gòu) 52

3.4.3 推板式步進(jìn)機構(gòu) 53

3.4.4 鏈傳動步進(jìn)機構(gòu) 53

3.5 整形機構(gòu) 54

3.5.1 臥式整形機構(gòu) 54

3.5.2 立式整形機構(gòu) 55

3.5.3 多點整形機構(gòu) 56

3.6 翻轉(zhuǎn)機構(gòu) 57

3.6.1 擺動液壓缸翻轉(zhuǎn)機構(gòu) 57

3.6.2 齒輪齒條缸翻轉(zhuǎn)機構(gòu) 58

3.6.3 直線液壓缸翻轉(zhuǎn)機構(gòu) 58

3.6.4 曲柄連桿翻轉(zhuǎn)機構(gòu) 58

3.6.5 帶液壓平衡閥的翻轉(zhuǎn)機構(gòu) 59

3.7 對中機構(gòu) 60

3.7.1 單塊耳部對中機構(gòu) 60

3.7.2 單塊腰部對中機構(gòu) 61

3.7.3 多塊對中機構(gòu) 61

3.8 銑削機構(gòu) 62

3.8.1 立式銑削機構(gòu) 63

3.8.2 臥式銑削機構(gòu) 63

3.9 剝片機構(gòu) 64

3.9.1 Ⅰ型剝片機構(gòu) 64

3.9.2 Ⅱ型剝片機構(gòu) 65

3.9.3 Ⅲ型剝片機構(gòu) 66

3.9.4 Ⅳ型剝片機構(gòu) 67

3.9.5 Ⅴ型剝片機構(gòu) 67

3.9.6 Ⅵ型剝片機構(gòu) 68

第4章 有色金屬冶煉設(shè)備常用液壓元件 70

4.1 高壓液壓泵(液壓馬達(dá)) 70

4.1.1 液壓泵(液壓馬達(dá))的工作原理、特點及性能能參數(shù) 70

4.1.2 軸向柱塞泵 75

4.1.3 液壓馬達(dá) 88

4.2 電液比例控制閥 92

4.2.1 比例控制系統(tǒng)的工作原理、分類及組成 93

4.2.2 比例壓力閥 95

4.2.3 比例流量閥 101

4.2.4 比例方向閥 104

4.2.5 比例伺服閥 108

4.3 冶金液壓缸 109

4.3.1 有色冶金缸的典型結(jié)構(gòu) 109

4.3.2 有色冶金缸的設(shè)計計算 112

4.3.3 有色冶金缸的緩沖裝置 117

第5章 有色金屬冶煉設(shè)備常用液壓回路的分析與設(shè)計 120

5.1 極板制備、整形壓力控制回路 120

5.1.1 溢流閥調(diào)壓回路 121

5.1.2 減壓回路 122

5.1.3 增壓回路 124

5.2 物料輸送速度控制回路 125

5.2.1 增速回路 127

5.2.2 速度切換回路 131

5.2.3 調(diào)速回路 133

5.3 重型拖鏈液壓馬達(dá)回路 138

5.4 油源卸荷回路 139

5.4.1 利用換向閥機能的卸荷回路 139

5.4.2 利用先導(dǎo)溢流閥的卸荷回路 140

5.4.3 插裝閥卸荷回路 141

5.4.4 變量泵的卸荷回路 141

5.5 升降機平衡回路 141

5.6 多機構(gòu)動作同步回路 142

5.7 保壓和卸壓回路 144

5.7.1 保壓回路 144

5.7.2 泄壓回路 145

5.8 插裝閥控制回路 146

5.8.1 壓力控制回路 146

5.8.2 方向控制回路 147

5.8.3 速度控制回路 147

5.8.4 復(fù)合控制回路 148

第6章 有色金屬冶煉設(shè)備電液集成控制技術(shù)及系統(tǒng) 150

6.1 大功率、高精度液壓控制系統(tǒng) 150

6.1.1 疊加集成技術(shù)概述 151

6.1.2 疊加閥的工作原理與性能特性 154

6.1.3 疊加閥基本回路 157

6.1.4 液壓元件集成技術(shù) 162

6.2 電液比例控制技術(shù)及系統(tǒng)集成 164

6.2.1 比例控制系統(tǒng)的工作原理、分類及組成 165

6.2.2 電液比例控制基本回路與集成技術(shù) 168

6.3 電液插裝控制技術(shù)及系統(tǒng)集成 170

6.3.1 概述 170

6.3.2 插裝閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 172

6.3.3 插裝閥控制的基本回路 176

第7章 有色金屬冶煉設(shè)備液壓系統(tǒng)的設(shè)計與分析 181

7.1 銅電解陽極板整形機電液比例壓力控制系統(tǒng) 182

7.1.1 整形機結(jié)構(gòu)和工作原理 182

7.1.2 整形機電液比例控制系統(tǒng)設(shè)計 183

7.2 銅電解陽極板矯耳銑耳機電液比例速度控制系統(tǒng) 185

7.2.1 矯耳銑耳機結(jié)構(gòu)和工作原理 185

7.2.2 矯耳銑耳機電液比例速度控制系統(tǒng)設(shè)計 187

7.3 銅電解始極片制備機組沖鉚機電液比例控制系統(tǒng) 189

7.3.1 沖鉚機的結(jié)構(gòu)和工作原理 189

7.3.2 沖鉚機電液比例控制系統(tǒng)設(shè)計 190

7.4 鉛電解陽極立模澆注成型機液壓系統(tǒng) 192

7.4.1 立模澆注機工作原理 192

7.4.2 立模澆注機電液控制系統(tǒng)設(shè)計 193

7.5 鉛電解殘陽極洗滌機電液比例控制系統(tǒng) 195

7.5.1 殘陽極洗滌機的結(jié)構(gòu)和工作原理 195

7.5.2 鉛電解殘極洗滌機電液比例控制系統(tǒng)設(shè)計 197

7.6 鉛電解陰極板抽棒洗滌機電液比例控制系統(tǒng) 199

7.6.1 抽棒洗滌機結(jié)構(gòu)和工作原理 199

7.6.2 鉛電解陰極板抽棒洗滌機電液比例控制系統(tǒng)設(shè)計 202

7.7 鋁箔軋機電液伺服控制系統(tǒng) 204

7.7.1 液壓壓上調(diào)厚系統(tǒng)的工作原理 205

7.7.2 液壓快速彎輥及平衡系統(tǒng)的工作原理 206

第8章 有色金屬冶煉設(shè)備液壓系統(tǒng)使用、維護及故障診斷 208

8.1 液壓系統(tǒng)及管道的安裝與清洗 208

8.1.1 液壓泵的安裝 208

8.1.2 液壓閥的安裝 209

8.1.3 液壓缸的安裝 210

8.1.4 液壓管道的安裝 210

8.2 液壓系統(tǒng)的清洗 212

8.2.1 液壓件裝配中的污染控制 213

8.2.2 液壓件運輸中的污染控制 214

8.2.3 液壓系統(tǒng)總裝的污染控制 214

8.2.4 油箱加油 214

8.2.5 液壓系統(tǒng)的組裝 214

8.3 液壓回路的循環(huán)沖洗 215

8.3.1 沖洗參數(shù)的確定 215

8.3.2 沖洗方法 215

8.4 液壓系統(tǒng)的調(diào)試 216

8.4.1 液壓系統(tǒng)調(diào)試前的準(zhǔn)備工作 216

8.4.2 液壓系統(tǒng)調(diào)試步驟 217

8.4.3 液壓系統(tǒng)的驗收 218

8.5 有色金屬冶煉液壓設(shè)備的使用與維護 218

8.5.1 液壓設(shè)備的使用保養(yǎng)要求 218

8.5.2 定期維護內(nèi)容與要求 220

8.5.3 液壓設(shè)備的主動保養(yǎng)預(yù)防維護 221

8.6 液壓元件常見故障分析與診斷處理 223

8.6.1 液壓泵常見故障分析與診斷處理 223

8.6.2 液壓閥常見故障分析與診斷處理 226

8.6.3 液壓缸常見故障分析與診斷處理 232

8.6.4 液壓馬達(dá)常見故障分析與診斷處理 233

8.7 液壓系統(tǒng)在線狀態(tài)監(jiān)控及故障診斷 235

8.7.1 液壓系統(tǒng)在線狀態(tài)監(jiān)測的目的與內(nèi)容 235

8.7.2 液壓系統(tǒng)在線監(jiān)測的基本要求 236

8.7.3 液壓系統(tǒng)在線監(jiān)測系統(tǒng)的框架 236

8.7.4 液壓系統(tǒng)在線狀態(tài)監(jiān)測的軟硬件組成 238

8.8 鉛電解陰極抽棒機液壓設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)與故障診斷 242

8.8.1 鉛電解陰極抽棒機的工況 242

8.8.2 液壓系統(tǒng)的工作原理 242

8.8.3 系統(tǒng)硬件 243

8.8.4 在線監(jiān)測畫面 243

8.9 智能化電液控制銅電解陽極機組的在線監(jiān)測與故障診斷 246

8.9.1 智能化電液控制銅電解陽極機組的工況 246

8.9.2 液壓系統(tǒng)的組成 246

8.9.3 系統(tǒng)硬件 246

8.9.4 在線監(jiān)測畫面 246

第9章 有色金屬冶煉設(shè)備液壓系統(tǒng)節(jié)能和環(huán)保技術(shù) 252

9.1 節(jié)能和環(huán)保技術(shù)的重要性 252

9.1.1 產(chǎn)業(yè)綠色化的"綠色浪潮"勢在必行 252

9.1.2 綠色液壓系統(tǒng)的定義和要求 252

9.1.3 綠色液壓傳動技術(shù)迅速發(fā)展 254

9.1.4 綠色液壓系統(tǒng)的分類及其發(fā)展趨勢 256

9.2 環(huán)保節(jié)能技術(shù)基礎(chǔ)理論 257

9.2.1 液壓系統(tǒng)的能量損失 257

9.2.2 液壓系統(tǒng)的效率 258

9.2.3 液壓系統(tǒng)的振動和噪聲 260

9.2.4 環(huán)保型液壓工作介質(zhì) 264

9.2.5 水壓工作介質(zhì)的特性 267

9.3 液壓系統(tǒng)的節(jié)能方法和措施 274

9.3.1 節(jié)能途徑 274

9.3.2 液壓系統(tǒng)的功率匹配 275

9.3.3 能量的儲存及回收 279

9.4 環(huán)境友好型液壓系統(tǒng)的設(shè)計與分析 281

9.4.1 水壓傳動技術(shù)的發(fā)展歷史與展望 281

9.4.2 水壓傳動基本回路 287

9.4.3 水壓系統(tǒng)的應(yīng)用實例 292

參考文獻(xiàn) 294

本書主要介紹當(dāng)代有色金屬電解冶煉的概況、設(shè)備特點、電解冶煉設(shè)備對液壓技術(shù)的要求及應(yīng)用前景;液壓傳動技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本計算和主要計算公式;有色金屬冶煉設(shè)備常用液壓動力機構(gòu)，并分析了各類動力機構(gòu)的工作原理和應(yīng)用場合;有色金屬冶煉設(shè)備常用液壓元件，包括高壓柱塞泵，電液比例閥和冶金工程液壓缸等;有色金屬冶煉設(shè)備常用液壓回路的分析和設(shè)計;有色金屬冶煉設(shè)備電液集成控制技術(shù)及系統(tǒng);銅、鉛、鋁等有色金屬冶煉設(shè)備液壓系統(tǒng)的設(shè)計與分析方法，并給出了幾種關(guān)鍵設(shè)備的工作原理和電液比例控制系統(tǒng)的設(shè)計實例;有色金屬冶煉設(shè)備液壓系統(tǒng)使用、維護及故障診斷;有色金屬冶煉設(shè)備液壓系統(tǒng)節(jié)能和環(huán)保技術(shù)。

本書既可供有色金屬冶煉設(shè)備的設(shè)計、使用和維護人員參考，也可作為教材，供大專院校相關(guān)專業(yè)師生使用，同時也可作為有色冶金行業(yè)培訓(xùn)用書。

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