金屬打包機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘 要 如今，工業(yè)化的發(fā)展速度越來越快，各個(gè)國家對(duì)于金屬的要求量也日益上升。但是由于對(duì)金屬資源的過度開采和對(duì)現(xiàn)有金屬的使用、保存的不合理，導(dǎo)致自然金屬資源的匱乏。這不禁引起人們的擔(dān)憂，同樣也為對(duì)廢金屬的合理回收、使用、冶煉提出了新的課題。本文為液壓金屬打包機(jī)的設(shè)計(jì)，致力于廢金屬的回收和再利用，提出依靠液壓來對(duì)廢金屬進(jìn)行打包處理，使之成為具有相當(dāng)規(guī)格尺寸的包塊，來方便對(duì)廢金屬進(jìn)行回收、運(yùn)輸、回爐再造，以重新投入到生產(chǎn)。這樣提高了廢金屬的利用率，也在一定程度上緩解了對(duì)金屬資源的需求。 關(guān)鍵詞 廢金屬 ； 回 收 ； 打包 ； 液壓 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 of in is on it is to of of in it a to of is of It is at of is by of in In be it to 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 中文摘要 外文摘要 第 1 章 緒論 1 獻(xiàn)綜述 . 1 題研究背景 . 1 題研究的意義 . 1 計(jì)內(nèi)容簡介 . 2 究解決的問題 . 2 體設(shè)計(jì)方法 . 2 章小結(jié) . 3 第 2 章 打包機(jī)主體的設(shè)計(jì)分析 4 包機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 4 包機(jī)的運(yùn)動(dòng) . 4 包機(jī)的總布局 . 4 包機(jī)壓縮室的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 . 6 頭的強(qiáng)度效核 . 7 縮室的設(shè)計(jì) . 7 第 3 章 打包機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 壓系統(tǒng)的特點(diǎn) . 9 壓系統(tǒng)工況分析 . 9 析系統(tǒng)工況 . 9 定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) . 9 訂液壓系統(tǒng)原理圖 . 11 定供油路線 . 11 壓回路的設(shè)計(jì) . 11 訂液壓系統(tǒng)圖 . 12 壓系統(tǒng)原理圖的分析設(shè)計(jì) . 12 壓系 統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件的選定 . 14 壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 14 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 要參數(shù)的確定 . 14 壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 15 壓缸的排氣與緩沖 . 20 擇液壓元件 . 21 壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 . 24 熱溫升的估算 . 24 第 4 章 制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 制器的選擇 . 26 統(tǒng)控制要求 . 26 29 總結(jié) 30 致謝 31 附錄 32 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 1 章 緒 論 獻(xiàn)綜述 題研究背景 打包機(jī)是壓縮包裝機(jī)械中的主要種類之一，它利用壓縮設(shè)備在一定壓縮條件下，在不破壞材料性質(zhì)的前提下，對(duì)各種松散材料施加壓力，從而減小體積、增大容積密度，壓出外形尺寸統(tǒng)一、 比重大、密度高的包塊，適合集裝箱裝運(yùn)的需要。從而減少運(yùn)輸成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。 目前廣泛應(yīng)用的打包機(jī)，一類是用于將棉、紗、布、麻、羊毛及其制品等松散物壓縮打包的非金屬打包機(jī)，一類是適用于金屬回收加工行業(yè)及有色、黑色金屬冶煉行業(yè)的金屬打包機(jī)。 本次課題要求設(shè)計(jì)的金屬打包機(jī)即屬于后者，是一種典型的金屬回收機(jī)械，它是將機(jī)械工業(yè)的余廢料、即一定厚度下的邊角余料，線材、切屑及小型薄壁金屬容器、包裝物、小型構(gòu)架，廢舊金屬生制品等金屬物料，擠壓成具有一定規(guī)格和緊密度的束塊，便于運(yùn)輸和回爐冶煉。 從所掌握的資料來看，目前國內(nèi) 所擁有并使用的金屬打包機(jī)，除簡陋及代用設(shè)備（如夾板錘、摩擦壓力機(jī)之類）外，分為絲桿傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩大類。由于絲桿傳動(dòng)的功率損失太大，壓頭力的傳動(dòng)不穩(wěn)定，加工的包塊的密度低，以及絲桿傳動(dòng)易磨損等缺點(diǎn)的限制，不能得到發(fā)展，已逐步淘汰；而液壓傳動(dòng)的金屬打包機(jī)具備傳遞壓力大、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速、傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，隨著金屬回收工業(yè)的發(fā)展，液壓金屬打包機(jī)的發(fā)展也相當(dāng)迅速，有一批適合我國國情、不同規(guī)格和品種的設(shè)備投入到各金屬回收單位。 題研究的意義 留心觀察我們的生活，不難發(fā)現(xiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的 提高，各工業(yè)部門的金屬下腳料及生活用金屬制品的廢棄物都日益增多，一方面，這些廢棄物的隨意丟置，將會(huì)對(duì)人類環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染；另一方面，人類社會(huì)的不斷消耗，各類礦物資源也會(huì)逐漸減少。因此，如何利用金屬廢棄物，既防止環(huán)境污染，又變廢為寶，資源永續(xù)。就成為一個(gè)重要的研究課題擺在人類面前。打包機(jī)由于能實(shí)現(xiàn)對(duì)廢舊金屬的打包回收，充分將資源再利用，因而在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要的地位，有著廣闊的應(yīng)用前景。尤其在目前黨中央大力倡導(dǎo)構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)的影響下，可以預(yù)見，各行各業(yè)對(duì)這類機(jī)械的需求量還會(huì)日益增加。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 鑒于這種情況，研究設(shè)計(jì) 金屬打包機(jī)的液壓控制系統(tǒng)，結(jié)合相應(yīng)的單片機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)打包自動(dòng)化，提高打包質(zhì)量和效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，是具有一定的現(xiàn)實(shí)意義 。 計(jì)內(nèi)容簡介 究解決的問題 本文主要是 設(shè)計(jì)一臺(tái)金屬 打包機(jī)。傳統(tǒng)的打包機(jī)設(shè)備主要由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作機(jī)構(gòu)組成。動(dòng)力系統(tǒng)是機(jī)器的動(dòng)力源；工作機(jī)構(gòu)是完成機(jī)器工作任務(wù)的直接工作部分；而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)則是為了使動(dòng)力源適應(yīng)工作機(jī)構(gòu)對(duì)力和速度、以及其他操作性能（停車、換向）要求的裝置。 本次設(shè)計(jì)任務(wù)的特點(diǎn)，是要結(jié)合現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，嘗試采用一種新型且被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的單 片機(jī)集成控制，取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)集機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、單片機(jī)控制、液壓流體傳動(dòng)于一體的金屬打包機(jī)。并達(dá)到如下的工作要求：要求打包負(fù)載 1250縮后金屬包體積為 步驟正確，工作安全可靠， 使用維護(hù)方便，并能調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力。 體設(shè)計(jì)方法 考慮到打包機(jī)的工作不太復(fù)雜，工作相對(duì)比較穩(wěn)定，安裝好后不需要頻繁移動(dòng)機(jī)體等特點(diǎn)，在本次設(shè)計(jì)中決定采用整體結(jié)構(gòu)，將液壓系統(tǒng)、 氣控制制臺(tái)和打包機(jī)主體集中安置，這樣設(shè)計(jì)，操作者可以適時(shí)根據(jù)各工作機(jī)構(gòu)的工作狀況而采取合適的指令進(jìn)行控制，使機(jī)器工作安全可靠。 1 金屬打包機(jī)主體的設(shè)計(jì) 打包機(jī)機(jī)體的設(shè)計(jì) 壓縮室的設(shè)計(jì) 壓縮室的尺寸設(shè)計(jì) 進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核 2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 液壓泵的選擇： 提供達(dá)到一定流量和壓力的油泵作為液壓發(fā)生機(jī)構(gòu)。 液壓缸及控制油路的設(shè)計(jì)： 要求能實(shí)現(xiàn)如下工作過程：從料斗中倒入要壓制的廢金屬料主缸活塞快速推進(jìn)倒入數(shù)次料后，主缸活塞快速推進(jìn)數(shù)次主缸活塞重壓一次（工進(jìn)）輔缸打開壓縮室門主缸活塞從壓縮室快速推出金屬包，再退出壓縮室輔缸關(guān)閉壓縮室門。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 液壓閥的選擇： 選擇系統(tǒng)的控制、 調(diào)節(jié)裝置，將工作液體按一定的方向、一定的壓力、一定的流量送往各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括方向閥、壓力閥、流量閥三大類。 輔助裝置的確定： 選擇將上述幾個(gè)部分連接起來的管道、油箱、警接頭、濾油器、儀表等。 3、單片機(jī)程序及控制線路的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)單片機(jī)的控制線路 選擇單片機(jī)的控制器 在選擇好相應(yīng)的單片機(jī)和確定了控制對(duì)象的控制任務(wù)后，即可根據(jù)工藝、信息流程具體安排輸入、輸出的配置。從而完成以下幾個(gè)自動(dòng)控制過程： 上輔缸快退，料斗門打開，金屬廢料從料斗中倒入壓縮室； 上輔缸快進(jìn)，關(guān)閉料斗門；主缸快進(jìn)，壓緊廢料，主 缸壓力達(dá)到設(shè)定值后快退到初始位；上輔缸快退，料斗門打開，繼續(xù)加料；重復(fù)以上步驟 5 主缸工進(jìn)，重壓一次，壓力達(dá)到設(shè)定值后，主缸停止幾秒，保壓； 主缸快退卸壓； 下輔缸上升，頂開壓縮室前門，主缸快進(jìn)，將壓縮包推出壓縮室； 主缸快退，下輔缸下降，關(guān)閉壓縮室前門； 完成一個(gè)周期，可進(jìn)行下一次打包； 章小結(jié) 根據(jù)生產(chǎn)需要和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)要求，完成打包機(jī)液壓控制系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)。要求能夠?qū)崿F(xiàn)所設(shè)計(jì)的打包機(jī)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、性能可靠，使用、維護(hù)方便，液壓系統(tǒng)采用單片機(jī)控制，控制過程 簡單、靈活、可靠，能較好地滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 藝加工手段效果好。能廣泛運(yùn)用于有色金屬加工行業(yè)。且還能使本機(jī)具備以下特點(diǎn)：工作效率高、能耗低、加工成本低、無金屬損耗和環(huán)境污染。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 第 2 章 打包機(jī)主體的設(shè)計(jì)分析 打包機(jī)主體設(shè)計(jì)分析的主要任務(wù)是進(jìn)行打包機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、以及主缸壓包和輔缸出包的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，并對(duì)相關(guān)部分進(jìn)行強(qiáng)度校核。 包機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 打包機(jī)機(jī)體設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是根據(jù)工作要求以及推桿推壓金屬廢料塊的運(yùn)動(dòng)方式選定合適的機(jī)體結(jié)構(gòu)，并合理地選定有關(guān)的結(jié)構(gòu)尺寸，然 后設(shè)計(jì)出滿足條件的打包機(jī)的壓縮室。所以，對(duì)打包機(jī)的推壓包塊的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析，是完成機(jī)體設(shè)計(jì)的前提。 包機(jī)的運(yùn)動(dòng) 打包機(jī)從加料后開始工位運(yùn)轉(zhuǎn)，到包塊的推出，運(yùn)動(dòng)停止，為一個(gè)單次工作循環(huán)。其程序如下： 1、 合蓋，封閉進(jìn)料口，形成壓縮室。在上輔缸關(guān)閉進(jìn)料口門后，主缸快進(jìn)，對(duì)松散的金屬廢料進(jìn)行一次予壓縮。壓縮室的高即為包塊高。 2、 主缸壓頭繼續(xù)前進(jìn)，向 至廢料壓縮成包塊達(dá)到包塊寬度位置時(shí)止。這樣，在壓縮室的前端形成一個(gè)高壓室。 3、 再次加料后，主缸循環(huán)快進(jìn)、工進(jìn)，提供高壓，這級(jí)壓力是在高壓 室內(nèi)，對(duì)已初步形成的束塊，進(jìn)行整形定性的最終擠壓，形成緊密度較高的束塊。達(dá)到包塊的長度要求。 4、 包塊成形后，松泄主壓頭壓力，下輔缸作用推開機(jī)身側(cè)邊的出包門。 5、 利用主壓頭繼續(xù)前進(jìn)，將包塊從側(cè)門推出機(jī)外。 6、 主、側(cè)壓頭退回，側(cè)門關(guān)閉，機(jī)蓋啟開。即可進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)的加料。上述這幾個(gè)程序是基本的工位循環(huán)，其間還有一些輔助運(yùn)動(dòng)，如持續(xù)加壓，保壓、泄壓等。 包機(jī)的總布局 打包機(jī)一般分為二大部分 主機(jī)部分和動(dòng)力系統(tǒng)。 1、 主機(jī)部分。 根據(jù)對(duì)打包機(jī)運(yùn)動(dòng)情況的分析可知，主缸系統(tǒng)應(yīng)水平安置在機(jī)體上，側(cè) 門系統(tǒng)垂直于主缸系統(tǒng)安置，上輔缸系統(tǒng)安置在主缸上方，另外再加上一些輔助機(jī)構(gòu)，這樣就構(gòu)成了機(jī)器進(jìn)行打包工作的部分，即主機(jī)部分。按構(gòu)成的結(jié)構(gòu)分，應(yīng)該包括： (1)機(jī)體 機(jī)體是安裝機(jī)器各部分的基礎(chǔ)。其結(jié)構(gòu)是個(gè)上開式的箱形型式，亦是容納物料的買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 料箱，機(jī)體的基本構(gòu)件由于是幾大塊拼接而成，其位置和形式都是一定的，沒有什么調(diào)節(jié)、修定的要求，所以裝拆均容易 (一般也不用拆卸 )。使用中也不容易損壞。若出現(xiàn)損壞 (斷裂或某些地方嚴(yán)重磨損 )、則需更換新構(gòu)件或修補(bǔ)。 （ 2)上輔缸系統(tǒng) 上輔缸系統(tǒng)是控制進(jìn)料口進(jìn)料的機(jī)構(gòu)。由上輔缸及輔缸推壓 頭組成。其功能是將金屬物料送進(jìn)料箱內(nèi)的，并推向高壓室。上輔缸裝在機(jī)體后架中間的大孔內(nèi)，并用大園螺母從后面鎖緊。壓頭直接套裝在側(cè)缸活塞桿伸出端，由一個(gè)大螺栓從端面中間緊固，再蓋以側(cè)壓頭護(hù)板。由于側(cè)壓頭在料箱內(nèi)還要組成高壓室的一壁，其位置是有嚴(yán)格要求的，所以在側(cè)壓頭與活塞桿接觸的臺(tái)階處，有一個(gè)調(diào)整墊圈，為使活塞桿的行程終了時(shí)，側(cè)壓頭護(hù)板的前面與主壓頭護(hù)板側(cè)邊剛好要接觸并有一定的問隙，就靠調(diào)整墊圈的厚度來保證。 (3)主缸系統(tǒng) 主缸系統(tǒng)是加壓機(jī)構(gòu)，其橫臥安裝于機(jī)體的前架一端，與機(jī)體垂直組合裝配成一體，整個(gè)系統(tǒng)主要 由主缸總成、主缸橫梁、主壓頭、門梁及圓螺母等組成，其功能就是對(duì)被側(cè)壓頭推壓到高壓室內(nèi)的較疏松的束塊，進(jìn)行第二級(jí)擠壓，使其達(dá)到一定的密度，主壓頭的最大推力，就是打包機(jī)的公稱壓力，經(jīng)主壓頭擠壓最后形成的包塊，其長度尺寸大致是一致的。主缸將束塊壓成尺寸要求后即停止。 （ 4） 出料門系統(tǒng) 出料門系統(tǒng)是控制出料門的開閉，使主缸將擠壓成功的包塊推出機(jī)外的部分。由出料門、輔助缸總成、支座等主要零、部件組成。它的功能只是起輔助作用，機(jī)器在加料、擠壓工作時(shí)，由出料門將壓縮室的門洞封閉，包塊成形后，將出料門推開，便于包塊從門洞內(nèi) 推出，出料門裝在由門梁和側(cè)架貼合形成的滑道內(nèi)，輔助缸裝在側(cè)架外壁上，輔助缸活塞桿與出直接鉸接，由輔助缸帶動(dòng)出料門在滑道內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)，對(duì)側(cè)架上的門洞進(jìn)行開關(guān)。由于出料門是在高壓室位置，直接承受主缸的擠壓力，工作時(shí)開門前的主缸卸壓的步驟和時(shí)間一定要保證，否則，門將打不開或者損壞機(jī)件。 2、 動(dòng)力系統(tǒng) 動(dòng)力系統(tǒng)就是機(jī)器的液壓發(fā)生、控制機(jī)構(gòu)。布置在機(jī)器的后部、側(cè)缸的兩側(cè)。而電控操縱箱則置于機(jī)器同主缸的一側(cè)。整個(gè)系統(tǒng)由下列部分組成： (1)油箱部分 油箱部分是動(dòng)力系統(tǒng)的支承基礎(chǔ)，亦是機(jī)器液壓傳動(dòng)的油源，整個(gè)油箱是個(gè)長方行 的封閉箱體，裝于主機(jī)的后端。 (2)油泵 電機(jī)組 油泵 電機(jī)組機(jī)器的主動(dòng)力源，由柱塞泵和三相交流電動(dòng)機(jī)組成，二者用減速箱聯(lián)接，安裝在油箱面上，通過油管與各類液壓元件相連成油路。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 (3)控制閥組 控制閥組液壓系統(tǒng)的控制裝置，由液壓系統(tǒng)中所需要的各種液壓元件及通路體組成，安裝于油箱面上，各液壓閥選用板式結(jié)構(gòu)，集中安裝，結(jié)構(gòu)非常緊湊，各元件拆卸維修都很方便。 (4)管路系統(tǒng) 管路系統(tǒng)是將各元器件連接起來形成通路體的部分。 (5)操縱箱 操縱箱是機(jī)器的電控中心，機(jī)器各運(yùn)動(dòng)程序的自動(dòng)選擇、控制均通過此箱進(jìn)行，電控箱主 要分上下兩部分，箱上部分及面板，集中裝沒有顯示壓力和調(diào)整壓力的壓力表、操縱按紐；下部是電器柜，機(jī)器的主要電氣元件均置于柜內(nèi)。 整個(gè)機(jī)器就由以上部分構(gòu)成，另外還有一些液壓管道、電氣管道及行程開關(guān)等部分，在本次設(shè)計(jì)中就沒有進(jìn)行設(shè)計(jì)分析了。 圖 打包機(jī)總裝圖 包機(jī)壓縮室的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 打包機(jī)的強(qiáng)度校核包括對(duì)活塞桿的彎曲強(qiáng)度校核、壓頭的剪切強(qiáng)度的校核以及壓縮室門的剪切強(qiáng)度校核，因?yàn)樵谝簤合到y(tǒng)設(shè)計(jì)部分已對(duì)活塞桿進(jìn)行校核，故本章節(jié)的校 核主要是對(duì)壓頭和壓縮室門板進(jìn)行的。 頭的強(qiáng)度校核 因壓頭為焊接式厚為 20紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 壓應(yīng)力可忽略不計(jì)固不作要求 . 縮室的設(shè)計(jì) 壓縮室的尺寸設(shè)計(jì)： 根據(jù)壓縮后金屬包體積為 確定壓縮室尺寸為： 選用材料為 件壁厚（ 30 50） 拉強(qiáng)度：160（ 壓縮時(shí)推力為 1250力為 21用壁厚 t=40塞與壓縮室之間的擠壓強(qiáng)度。 = M P 5 0 23 50 工作壓力 / 活塞桿直徑 d ( ( ( 壓缸的行程 主要依據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求而定 ,但為簡化工藝 ,降低成本 ,增加產(chǎn)品通用性 ,應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)系列值 ,在此取 S=1100(計(jì)算各工作階段液壓缸所需的流量： q 快進(jìn) = d4/ 2 快進(jìn) =q 工進(jìn) = D*4/ 2 工進(jìn) =,所以在本設(shè)計(jì)中并沒有對(duì)上下輔缸的流 量進(jìn)行過多的計(jì)算分析 ,以及隨后的液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算也是只對(duì)主缸進(jìn)行的 . 壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、缸筒 （ 1）主要技術(shù)要求 1 有足夠的強(qiáng)度 ,能長期承受最高工作壓力及短時(shí)期動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)壓力而不會(huì)產(chǎn)生永久性變形 . 2 有足夠的剛度 ,能承受活塞側(cè)向力和裝置的反作用力 ,而不至于產(chǎn)生彎曲 . 3 內(nèi)表面在活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下 ,能長期工作 ,且摩損極少 ,幾何精度高 ,確?；钊芊?. （ 2）結(jié)構(gòu)形式 通常根據(jù)缸筒與缸蓋的 連接形式來選用缸筒結(jié)構(gòu) ,不同的連接形式有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) ,要依據(jù)額定的工作壓力 用途 使用環(huán)境等因素合理選用缸筒結(jié)構(gòu) ,本設(shè)計(jì)中采用的是半環(huán)聯(lián)接的形式 ,其特點(diǎn)為 :結(jié)構(gòu)較簡單 ,易加工 ,易裝卸 ,使用廣泛。 （ 3）材料 缸筒的材料一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性 ,根據(jù)液壓缸的參數(shù) 用途和毛坯的來源 ,可選用碳素鋼 45號(hào)的無縫鋼管 . （ 4）缸筒計(jì)算 1 缸筒厚度計(jì)算： = 0+ 式中 0m) m) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 缸筒厚度的計(jì)算可有以下幾種情況 : 當(dāng) /D ,按薄壁缸筒計(jì)算 0 2 ） =42（ 式中 m) 缸筒內(nèi)最高工作壓力 ,當(dāng)工作壓力 20; = b/n=600/5=105(式中 b參考表 n=5。 表 全系數(shù) n 材料 靜載荷 交變載荷 沖擊載荷 不對(duì)稱 對(duì)稱 鋼 3 5 8 12 鐵 4 6 10 15 缸筒外徑 +2 =404( 2 缸筒厚度驗(yàn)算： 對(duì)缸筒壁厚要作以下驗(yàn)算： 額定工作壓力 底于一定極限值 ,以保證工作安全 S（ 2/ 4避免塑性變形 ,額定工作壓力應(yīng)滿足 (中 式中 S 屈服強(qiáng)度 (m) m) 缸筒底部厚度： 當(dāng)缸底為平面且無油孔時(shí)缸底厚度 ： h= 10 (3買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 式中 m) D 缸筒聯(lián)接計(jì)算： 缸筒的主要聯(lián)接形式有：法蘭聯(lián)接式、焊接式，整體式 。 法蘭聯(lián)接式強(qiáng)度高，便于拆裝、容易加工，成本低能承受高壓；焊接式強(qiáng)度不高但不便于拆裝，而整體式結(jié)構(gòu)復(fù)雜加工不便。故選用法蘭聯(lián)接式。 缸筒與缸蓋采用法蘭環(huán)聯(lián)接時(shí) , 螺栓主要受拉伸應(yīng)力的破壞 缸筒的危險(xiǎn)截面 （ ： = （ 2220 . 3 8 4 1 6 . 5( 0 . 3 8 4 - 0 . 0 2 5 ) 0 . 3 2= (3滿足強(qiáng)度要求。 式中 缸筒的寬度， m）； m） L=m） H 卡環(huán)厚度（ m） H=m） 2、活塞 （ 1）結(jié)構(gòu)形式 活塞根據(jù)密封裝置的型式來選用其結(jié)構(gòu)形式 ,按工作壓力、環(huán)境溫度、介質(zhì)等條件來選定密封形式為活塞與缸筒采用 Y 密封圈與活塞桿的密封采用 O 型密封圈的活塞 摩擦因數(shù)小 ,安裝空間小 ,擴(kuò)沖擊 ,廣泛用于固定密封和運(yùn)動(dòng)密封具有振動(dòng)場合的特點(diǎn)。 （ 2）活塞與活塞桿的聯(lián)接形式 活塞與活塞桿的聯(lián)接形式采用卡環(huán)聯(lián)接如圖 3聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便不易松動(dòng)、應(yīng)用在高壓、負(fù)載大、有振動(dòng)場合。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 活塞卡環(huán)活塞套密封圈O 型 圈圖 3活塞聯(lián)接方式 （ 3）材料 選用碳素鋼 20或者 35或 45鋼。 3、活塞桿 （ 1）結(jié)構(gòu) 外端部結(jié)構(gòu)形式為焊接聯(lián)接 ,內(nèi)端部結(jié)構(gòu)形式為卡環(huán)聯(lián)接其中活塞桿與緩沖套之間采用螺紋聯(lián)接。 活塞與活塞桿為卡環(huán)時(shí)卡環(huán)主要受擠壓或者剪切應(yīng)力的影響發(fā)生破壞 . 卡環(huán)材料為 45鋼 表 處理 S b S ) HB 40 510 716 934 54 528 829 （ 2）卡環(huán)強(qiáng)度校核 活塞的理論拉力 250切力校核 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 A= 42D =4 t=3101250 =96 ,導(dǎo)向套的滑動(dòng)面的長度取 (1.0)d,其中 d 為活塞桿直徑。 導(dǎo)向套的長度： L=16(5、缸頭厚度計(jì)算 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 螺釘連接法蘭： 03 ( ) dh m (3式中： F 法蘭所受的總 力， 2 2 2()44 HF d p d d q d 密封環(huán)內(nèi)徑（ 密封環(huán)外徑（ P 系統(tǒng)工作壓力（ q 附加密封力（ 若采用金屬材料密封時(shí)， q=s0D 螺釘孔分布圓直徑（ 密封環(huán)平均直徑（ 2Hm m m 法蘭材料的許用應(yīng)力。 壓缸的排氣與緩沖 由于各種原因 ,液壓系統(tǒng)會(huì)混入空氣 ,影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性 ,如活塞低速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生爬行 ,啟動(dòng)時(shí)造成沖擊，換向時(shí)降低精度等。因此在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí) ,必需考慮空氣的排除 則需要設(shè)置排氣裝置 ,如排氣塞或排氣閥等 ,排氣塞 (閥 )通常安裝在液壓缸的最高處 ,雙作用液壓缸應(yīng)安裝兩個(gè)排氣塞(閥 )先打開排氣塞 (閥 ),讓活塞全行程空載往復(fù)數(shù)次 (高壓系統(tǒng)應(yīng)將 壓力降至 1把空氣排凈后 ,再將排氣塞 (閥 )擰緊關(guān)閉 閥體材料為 30或 45碳素鋼 ;針閥材料為不銹鋼 3部熱處理至硬度 38 44液壓缸帶動(dòng)工作部件運(yùn)動(dòng)時(shí) ,因運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量較大 ,運(yùn)動(dòng)速度較高 ,則在到達(dá)行程終點(diǎn)時(shí) ,會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊 ,甚至使活塞與缸筒端蓋之間產(chǎn)生機(jī)械碰撞 甚至嚴(yán)重影響工作精度和引起整個(gè)系統(tǒng)及元件的損壞 ,為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生 ,因此 ,在大型高速或要求較高的液壓缸中 ,往往在行程末端設(shè)置緩沖裝置 工作原理都是當(dāng)活塞行程快到終 點(diǎn)而接近缸蓋時(shí) ,增大液壓缸回油阻力 ,使回油腔中產(chǎn)生足夠大的緩沖壓力 ,使活塞減速 ,從而防止活塞撞擊缸蓋 . 此次設(shè)計(jì)選用的是固定式恒節(jié)流面積 當(dāng)活塞移進(jìn)缸蓋時(shí) ,活塞上的凸臺(tái)進(jìn)入缸蓋的凹腔 ,將封閉在回油腔的油液從凸臺(tái)和凹腔之間的環(huán)狀縫隙中擠壓出去 ,使回油腔中壓力升高而形成緩沖壓力 ,從而使活塞減慢了移動(dòng)速度。 這樣做能使液壓缸的結(jié)構(gòu)簡單化 ,有利于加工 ,降低液壓缸的成本 ,而且緩沖的效果較好。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 缸體 排氣閥 圖 3氣裝置 擇液 壓元件 1 液壓泵的選擇 （ 1） 液壓泵工作壓力的確定 考慮到正常工作中進(jìn)油管路有一定的壓力損失 ,所以泵的工作壓力為 : 1 P （ 3 式中 液壓泵最大工作壓力， 是液壓執(zhí)行元件中的最高工作壓力， P 是泵到執(zhí)行元件間的總的管路損失，初算時(shí)簡單系統(tǒng)可取 復(fù)雜系統(tǒng)可取 此取 P = 故液壓泵的工作壓力為： = 上述計(jì)算所得的 p 是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力 ,考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力 并確保泵的壽命 ,因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足 (p,中底壓取小值 ,高壓系統(tǒng)取大值 （ 2） 液壓泵流量的確定： 液壓泵的最大流量應(yīng)為 q3/ 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 q 一般取 取 液壓泵的泄漏系數(shù) K= 求得液壓泵流量為： （ 3） 選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上算得的1p和 查閱有關(guān)手冊 ,現(xiàn)選用柱塞泵，型號(hào) 術(shù)規(guī)格：排量： 650ml/r；額定壓力： 25驅(qū)動(dòng)功率： 47速范圍： 3004000r/生產(chǎn)廠家 :榆次液壓元件廠按意大利埃托斯公司技術(shù)生產(chǎn)。 2 電動(dòng)機(jī)功率的確定 打包機(jī)在打包的整個(gè)工作過程中，壓力是不斷變化的，所需要的功率變化很大，為滿足整個(gè)工作工程的需要，按最大功率段來確定液壓系統(tǒng)油泵電動(dòng)機(jī)的功率。 當(dāng)截割部阻力達(dá)到所測結(jié)果最大時(shí)，升降缸、牽引部和截割部的壓力均達(dá)到最大值，此時(shí)泵壓力達(dá)到最大；由前述所知泵的供油額定壓力為： 32的流量為： m a 2 / m 取 那么泵的驅(qū)動(dòng)功率為： 查電動(dòng)機(jī)樣本；選型號(hào)為 定功率 70p 額定轉(zhuǎn)速為1500r/ 3 閥類元件及輔助元件 （ 1） 液壓閥的選擇 液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液的流動(dòng)方向或調(diào)節(jié)其壓力和流量的，因此它可以分為方向閥、壓力閥和流量閥三大類。一個(gè)形狀相同的閥，可以因?yàn)樽饔脵C(jī)制不同，具有不同的功能。壓力閥和流量閥利用通流截面的節(jié)流作用控制著系統(tǒng)的壓力和流量，而方向閥則利用通流通道的更換控制著油液的流動(dòng)方向。也 就是說，盡管液壓閥存在著各種各樣的類型，它們之間還保留著一些基本共同之處，例如： 1 在結(jié)構(gòu)上，所有的閥都由閥體、閥心（座閥或滑閥）和驅(qū)動(dòng)閥心動(dòng)作的元部件（如彈簧、電磁鐵等）組成。 2 在工作原理上，所有閥的開口大小，閥進(jìn)，出口間的壓差以及流過閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，僅是各種閥的控制參數(shù)不同而已。 液壓系統(tǒng)中所用的閥有如下基本要求： 動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和震動(dòng)??； 油液流過時(shí)壓力損失??； 密封性能 好； 結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大。 閥的選擇原理： 1閥的規(guī)格 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 22 根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選??；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度要求?？刂崎y的流量一般要選得比實(shí)際通過的流量大一些，必要時(shí)也允許有 20%以內(nèi)的短時(shí)間過流量。 2閥的型式 按照安裝和操作方式選擇。在本系統(tǒng)中工作壓力 16以液壓閥選中、高壓閥。 所選閥的規(guī)格如下： （ 1） 齒輪泵相連的溢流閥的選擇： 型號(hào)： 徑 10量： 350ml/壓范圍 :7產(chǎn)廠家：上海液壓件。 （ 2） 流量控制閥的選擇： 選擇流量控制閥時(shí)主要依據(jù)的是流量閥所在的最大工作壓力和通過該閥的最大流量。同時(shí)，還要考慮流量的調(diào)節(jié)范圍、流量 壓力特性、最小穩(wěn)定流量。 1 單向閥 5的選擇： 型號(hào)： 徑： 10量： 240產(chǎn)廠家：榆次液壓元件廠。 2 調(diào)速閥 10和 13的選擇： 型號(hào)： 6D，最高壓力： 21薦流量： 245ml/節(jié)范圍：產(chǎn)廠家：保定液壓集團(tuán)公司。 3 單向調(diào)速閥 12的選擇： 型號(hào)： 2徑： 10量： 250產(chǎn)廠家：上海液壓元件二廠。 （ 3） 方向控制閥的選擇： 選擇方向控制閥時(shí)，主要依據(jù)方向閥所在油路的最大工作壓力和通過該閥的最大流量，此外，還應(yīng)考慮到方向閥的特點(diǎn)、換向頻率響應(yīng)時(shí)間、操縱方式、閥口壓力損失大小以及閥內(nèi)卸漏的大小等。 1 二位二通電磁 換向閥 11的選擇： 型號(hào)： 22 63B，壓力： 21量： 100L /產(chǎn)廠家：榆次液壓元件廠。 2 三位四通電磁換向閥 7、 8、 9的選擇： 型號(hào)： 高壓力： 21量： 380mL/徑： 10產(chǎn)廠家：榆次液壓元件廠。 （ 4） 濾油器 1的選擇： 濾油器裝在液壓泵吸油管路上，用以保護(hù)液壓泵。型號(hào)： 250 F，壓力： 25量： 350mL/徑： 15濾精度： 100產(chǎn)廠家：天津?yàn)V油器廠。 （ 5） 壓力繼電器的選擇： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 23 型號(hào)： 1徑： 6力調(diào)整范圍： 4 20敏度： 斷調(diào)節(jié)區(qū)間： 3 12泄量： 產(chǎn)廠家：榆次液壓元件廠。 （ 6） 壓力表開關(guān)的選擇： 壓力表用來測量液壓系統(tǒng)的壓力。型號(hào)： 用壓力： 16產(chǎn)廠家：高行液壓元件廠。 4 管道尺寸的確定 管道內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定 ,也可按管路允許流速進(jìn)行計(jì)算 差動(dòng)時(shí)流量 q=L/油管的允許流速取 v=m/s,則內(nèi)徑 （ 3 式中 通過管道的內(nèi)的流量 v 管內(nèi)允許的流速 為了方便聯(lián)接管道內(nèi)徑由管接頭確定 管接頭選用 密封焊接端直通圈柱管螺紋管接頭管外徑為 10 0料為鋼絲編織膠管通徑 10,二層鋼絲 ,工作壓力 25最小彎曲半徑 160. 5 液壓油箱容積的確定 在 中高壓或高壓大功率系統(tǒng)中 (P可取 V=(6 12)其中 效容量 , 現(xiàn)選用容量為 3000 熱溫升的估算 本系統(tǒng)屬中高壓系統(tǒng)，無迅速起動(dòng)、制動(dòng)要求，在設(shè)計(jì)中已考慮了防沖擊、可調(diào)環(huán)節(jié)及相關(guān)的防沖措施，故不必進(jìn)行沖擊驗(yàn)算。僅做發(fā)熱溫升驗(yàn)算。 能耗和溫升已成為誘發(fā)各種故障的重要潛在原因，雖然曾進(jìn)行了能耗控制設(shè)計(jì)，但完成各設(shè)計(jì)步驟匯總成整體液壓系統(tǒng)后，發(fā)熱和溫升估算仍需進(jìn)行，以便修改方案采取進(jìn)一 步提高效率的措施或判定是否加設(shè)專門的強(qiáng)迫冷卻裝置等。 系統(tǒng)發(fā)熱主要是由泵及液動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)換中的功率損失和系統(tǒng)的壓力和溢流、泄漏等流量損失所造成的。 工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中所占的時(shí)間比例較大，為了簡化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量，一般情況下，工進(jìn)速度大時(shí)發(fā)熱量大。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 24 工進(jìn)時(shí) 0.3 此時(shí)泵的效率為 泵的出口壓力為 25 605 （ 3 M 輸出 （ 3 則功率損失 P = 輸出輸入（ 3 由此可見工進(jìn)時(shí)的功率損失為最大 ,發(fā)熱也為最大 . 假定系統(tǒng)的散熱狀況一般 ,取 231010油箱的散熱面 積為 : 3 2 即 V=2500L 系統(tǒng)溫升為 : 即滿足要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 25 第 4 章 制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 使用范圍廣、維護(hù)方便、速度快、休積小；具有邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)、運(yùn)算等能很容易地達(dá)到人們所期望的目標(biāo) 。 制器的選擇 控制系統(tǒng)采用 代原來的繼電器控制方式。 1 可靠性高。 0000 50000h 以上，有的在 10 20 萬 h，且均有完善的自診斷功能。 2 結(jié)構(gòu)形式多樣，模塊化組合靈活。有固定式適于小型系統(tǒng)或機(jī)床，組合式適于集控制系統(tǒng)。最少的 有 6點(diǎn)，而 統(tǒng)的容量達(dá) 128000 點(diǎn)。 3 功能強(qiáng)大。 4 編程方便，控制具有極大靈活性。 5 適應(yīng)工業(yè)環(huán)境。適應(yīng)高溫、振動(dòng)、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境以及電磁干擾環(huán)境。 6 安裝簡單、維修方便。系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試周期短。 7 與 格低、性價(jià)比高。 8 當(dāng)前 主要類型有： 西門子、三菱、歐姆龍 本次設(shè)計(jì)擬采用日本三菱公司 優(yōu)點(diǎn)如下： 系統(tǒng)配置既固定又靈活 ， 編程簡單 ， 備有可自由選擇 、 豐富的品種 ， 令人放心的高性能 、 高速運(yùn)算 ， 外部機(jī)器通訊簡單化 以及 共同的外部設(shè)備 。且 制液壓系統(tǒng)具有高可靠性且控制精確、穩(wěn)定。其具有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算功能。輸人信號(hào)直接 將按鈕、行程開關(guān)、壓力繼電器等各種信號(hào)觸點(diǎn)接到對(duì)應(yīng)的 人點(diǎn)上；輸出為繼電器方式，將功率元件電磁鐵接在輸出端。繼電器組成具有一定邏輯關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)，控制數(shù)個(gè)電磁鐵按一定的順序通斷，從而控制液壓系統(tǒng)動(dòng)作。 統(tǒng)控制要求 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 26 系統(tǒng)控制的要求是利用 而驅(qū)動(dòng)伺服油缸，實(shí)現(xiàn)液壓閥的準(zhǔn)確動(dòng)作。分析油壓操縱系統(tǒng)原理圖后可知，具體的控制要求為： 1 啟動(dòng)主機(jī)液壓電機(jī)； 2 用邏輯錐閥控制系統(tǒng)工作和非工作時(shí)段，工作時(shí)，多余的流 量通過溢流閥流回油箱，非工作時(shí)，邏輯錐閥打開，通過錐閥流回油箱，降低功率損耗同時(shí)也降低溫升。 3 油壓系統(tǒng)中設(shè)有壓力繼電器和時(shí)間繼電器，壓力繼電器用來保持系統(tǒng)壓力在允許的壓力范圍，當(dāng)壓力達(dá)到限定范圍時(shí)，觸發(fā)時(shí)間繼電器，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的保壓延時(shí)； 4 三位四通閥上的電磁閥 1、 2、 3、 4、 6、 7 的通電和斷電來控制油液的流向，控制各液壓油缸的運(yùn)動(dòng)；二位二通閥上的電磁閥 7 的通電和斷電來控制油液的流速，控制主液壓油缸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度。 5 系統(tǒng)中要有必要的限位保護(hù)。 6 系統(tǒng)中要有必須的狀態(tài)指示。 ，可以確定系統(tǒng)輸入和輸出設(shè)備的數(shù)量。 （ 1）輸入設(shè)備的數(shù)量 齒