初步确定方案的特点是，整个搅拌和驱动传动装置都固定在升降小车上，随小车一起升降运动，要求驱动和传动装置尽可能的轻便；搅拌工艺要求其能实现无级调速，调节方便；此回转运动属于低转速大转矩、大输出功率的情况。根据以上特征，有2种设计方案可满足设计任务的要求：一种是用变频电机带减速机作为传动控制机构；质量重、装置复杂，则需提高升降小车的卷扬机能力，且不能实现不停机检修。对于液压传动控制方案，一次性投入相对多些，但现场设备简洁、质量轻、调节简单，一般故障可不停机检修。根据以上分析，初步确定采用液压传动控制方案，为提高系统的可靠性、改善系统工况、精简设备和节能则采用开式泵控系统。

　　2液压系统方案的确定与分析本设计采用液压传动及控制方案，有开式泵控液压系统、闭式泵控液压系统、阀控液压系统等3种方式供选择。

　　2. 1开式泵控液压系统确定根据以往的设计经验，本设计拟用开式泵控液压系统，其原因分析如下。

　　2. 1. 1开式泵控液压系统分析相对而言，泵控液压系统具有效率高、响应慢、控制调节方便、控制精度低的特点，开式泵控液压系统除有以上特征外，系统的工作条件显著改善，系统的散热、抗污染能力增强，且维护方便。钢铁企业的脱硫车间工作环境中高温多尘，液压系统工作负载大，液压电机属于低转速（ 120 r/ min） ，要求能方便实现无级调速，而开式泵控液压系统刚好适应这种情况，故其方案为本工程的*佳选择。

　　2. 1. 2闭式泵控液压系统分析在过去的泵、液压控制系统中用得*多的是闭式泵控液压系统。该系统由于从电机出口的油又回到了液压泵的入口，可减小油箱的尺寸，使结构紧凑、占地面积小，系统效率高；缺点是抗污染和散热能力均很差，且液压介质在一封闭的管路中循环，一旦有杂物进入就很难通过过滤器将其排出，也很难将系统中的热量通过循环冷却回路将其带走。另外，系统要求严格密封，当系统总容积效率太低而造成补油不足时，可能会出现闭式泵的气蚀等现象，损坏液压泵的配流盘等内部零件。闭式泵控液压系统不是本设计的*佳选择。

　　2. 1. 3阀控系统分析与泵控系统相比，阀控系统的主要特点是系统效率低、控制精度高、响应快，同时要求液压油箱较大。本工程对精度和响应要求不是很高，系统功率大，系统效率要求高，显然，阀控液压系统方案亦不是本设计的*佳选择。

　　2. 2液压系统中主要部分功能分析2. 2. 1关于单向溢流安全保护单元单向溢流安全保护单元。图中序号1 5组成单向溢流安全保护阀单元，在液压系统开始启动时，序号2不得电，电控插装式溢流阀泄压，液压泵可实现空载启动。液压泵启动后通过2的电磁铁得电，实现液压系统得压，搅拌头开始工作；同时，溢流阀能保证在任何时候系统的压力都不会超过设定的*高工作压力，对液压系统起到保护作用。当要系统停止工作时，液压泵停止供油，由序号6、5、4、7、8组成一个回路，此时电机具有液压泵的功能，通过各种机械阻力和单向阀的作用*终将搅拌头停止下来。

　　2. 2. 2关于回油回路单向阀在本系统中，序号7、8是另一值得注意的元件单元。赫格隆电机是径向，柱塞内没有复位弹簧，只有通过电机排油腔的背压来实现其柱塞的复位，因此电机排油腔的背压（由序号7、8产生的压力）不能太低，否则不能保证柱塞头时刻紧贴电机的内腔壁，在柱塞头和液压电机的曲线内壁之间产生冲击，发出不正常的响声或破坏电机。在样本上有转速、液压电机出口压力曲线，查曲线知CA70液压电机120 r/ min时，电机出口油压为600 kPa；另外，根据液压电机仅用于驱动方式时，电机出口油压力为曲线值的30%，且不低于200 kPa的要求，本工程中液压电机出口的压力选用200 kPa，也就是说序号7， 8的*低开启压力不能低于200 kPa.

　　2. 2. 3关于液压电机冲洗液压电机在工作过程中内部会产生热量，如不能及时将热量带走，其温度会升高而缩短使用寿命。

　　对于其是否需用冲洗油来降温及油量见以下的计算。由于液压电机的发热源自于内部的各种摩擦副和泄漏，且内部泄漏量又是变化的，因此要根据实际情况用流量调节阀来调节冲洗流量。

　　3液压系统计算与主要元器件确定本部分并非对液压系统的每个元器件的选型进行详细的设计与计算，仅对以下几个主要的元器件进行选型计算。

　　3. 1液压电机的确定根据设计的习惯和实际使用经验，选用赫格隆的CA50或CA70型液压电机。

　　CA50液压电机的每转排量为3. 141 L，*大转速200 r/ min，转矩为50 N m；要求液压电机的驱动压降M / T s = 1 200/ 50= 24 M Pa；考虑到液压系统的各种压力损失，其系统工作压力可能达到27 M Pa；系统流量为3. 141 120 1. 2 = 452. 304 L/ min.

　　9 CA 70液压电机的每转排量为4. 401 L，*大转速180 r/ min，转矩为70 N m；要求液压电机的驱动压降M/ T s = 1 200/ 70 = 17. 2 M Pa；考虑到液压系统的各种压力损失，其系统工作压力可能达到20 M Pa；系统流量为4. 401 120 1. 2= 633. 8 L/ min.

　　3. 2液压系统压力和流量的确定液压系统压力P s =工作压降+各种压力损失；流量Q= 1. 2 P电机液压电机转速；设系统各种压力损失为2 3 M Pa.

　　选用CA50时，系统工作压力约为27 M Pa，系统流量为452. 4 L/ min；选用CA70时，系统工作压力约为20 MPa，系统流量为633. 8 L/ min.

　　3. 3液压泵的确定无论是CA50还是CA70型的液压电机，液压系统的压力都是低于31. 5 M Pa.从压力方面考虑，公称压力为31. 5 MPa的液压泵均能满足压力要求；从液压泵流量方面考虑，可采用排量为500 mL/ r的泵1用1备或每转排量为250 mL的泵2用1备。

　　本文认为用每转排量250 mL的电控泵较好， 2用1备，电机转速1 500 r/ min，选用CA70液压电机。因采用进口液压泵，采用250 mL的电控泵，流量上属于中等，是*常用的泵种，价位低，质量可靠，备件充足。

　　3. 4液压系统电机与油箱的确定电机功率N =电机力矩电机转速/效率= 1200 120 3. 1415 10/ （ 0. 8 60） = 94 224 W= 94. 224 kW；转速n =需要流量/泵排量= 633. 8/（ 0 25 2） 1 267. 6 r/ min；根据电机手册的数据，选用90 kW电机， 2用1备。本工程中考虑设计余量采用Y2 315 4 B35型电机，转速为1 490 r/ min，功率为135 kW.当液压泵全流量排出时，系统压力为20 M Pa，系统流量为648 L/ min，可使液压电机转速达到147. 24 r/ min （理论值）。当液压电机保持120 r/ min时，液压系统的压力可达到25. 56 M Pa.从以上讨论看出，液压系统工作能力具有较大的余量。

　　根据液压系统相关设计规范的规定，油箱为系统流量的3 7倍，由于本系统是泵电机系统，发热量较小，系数可取较小值，故油箱容积选用3 m 3。

　　3. 5液压电机冲洗流量的设计计算CA型液压电机的效率很高，可在很多种工况下应用，但为避免液压电机壳体的高温，须及时带走其内部热量，否则会降低电机的工作能力和缩短使用寿命。液压电机的效率比减变速箱要高，但对于连续工作的工况，当CA70的电机*大输出功率大于50 kW时，仍要求对液压电机循环冲洗冷却。

　　对于CA70的液压电机，假如设计的环境温度为20，允许液压电机壳体*高温度为50 时，直接散发到空气中的热功率E 3 = 0. 4 kW.

　　液压电机的冲洗冷却流量计算：E 1 = C p high n V i / 600 = 0. 025 200 120 4. 4/ 600 = 4. 4 kW E 2 = q l p high / 600= 200 q 1 / 600 = q 1 / 3= 3. 52 kW q 1 = （ 1- ）Q= （ 1- ）（ 120 4. 4）= 10. 56 L/ min要求电机的*高温度比冲洗油温只高10，冲洗油的量为：Q flushing = 3. 4 （ E 1 + E 2 - E 3）= 3. 4 （ 7. 92- 0. 4）= 24. 9 L/ min

　　4液压系统的电气控制

　　液压系统中还有一比例回路作用在电控变量泵的变量机构上，通过比例阀调节变量机构的位置来调节比例泵的输出流量，从而达到调节液压电机转速的目的。为此，每台电控变量泵均配有一个比例阀，比例阀电磁铁输入的电信号须通过其前置比例放大器，同时在液压电机的轴上串有一测速旋转编码器（ T RD GK400 BZ型） ，通过改变前置比例放大器输入信号的大小，让输入信号和测速旋转编码器反馈回来的信号在比例放大器中进行比较，*后输出值作用在电控变量泵的比例阀电磁铁上，从而控制电控变量泵的输出流量，控制液压电机转速。

　　液压电机启动、工作和停转的过程为：首先启动电控变量泵的比例阀油源泵，再启动电控泵，延时10 s左右， SOL8得电，然后比例放大器才可有信号输出到比例电磁铁。在工作过程中，根据脱硫工艺的转速要求，给比例放大器输入一个相应的信号值，液压电机的转速达到设定值。工作过程中如压力超高或超低则PHSH5发出信号，提醒值班人员要根据现场情况进行处理。当系统要停止运转时，调节电控变量泵的流量直至为零，然后液压泵的电机停转，电磁铁SOL8失电，液压电机自动停转。根据工艺要求在电机旋转过程中要急停时，可通过电磁铁SOL8的失电来实现液压电机的急停。