畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紡織品打包機(jī)設(shè)計(jì)

1、7mpa)9。所以活塞桿直徑：取標(biāo)準(zhǔn)直徑：。（5）液壓泵的選擇與計(jì)算1）確定液壓泵的最大工作壓力 （2-4）液壓執(zhí)行元件中的最大工作壓力；系統(tǒng)中總壓力損失。注：流速不大，一般節(jié)流調(diào)速和管路簡單的系統(tǒng)??； 高壓大流量，油路有調(diào)速閥及管路復(fù)雜的系統(tǒng)取。（?。?；則考慮到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)壓力及油泵的使用壽命等，選擇油泵的額定壓力比工作壓力大25%60%，即所以取2）油泵的流量 (2-5)載荷系數(shù)，取1.11.3；系統(tǒng)中同時(shí)動(dòng)作的各個(gè)并聯(lián)執(zhí)行元件所需的最大總流量。3）油泵的電機(jī)效率 (2-6)式中 油泵的最大工作壓力pa；所選油泵的額定油量，一般僅稍大于即可；油泵的總效率，齒輪油泵取0.60.8，柱塞泵取0.

2、80.95。2.4.3 按最佳壓縮比設(shè)計(jì)取安全系數(shù)為1.1壓縮室的橫截面積所需的壓實(shí)力：（1）油缸的推力 (2-7)油缸的機(jī)械效率，取。油缸產(chǎn)生的推力要大于所需的壓實(shí)力；取的液壓缸，油缸的工作壓力為：（2）液壓缸的工作時(shí)間 (2-8)液壓缸的作用面積；液壓缸的容積。在本設(shè)計(jì)方案中?。ㄟM(jìn)程），（回程）。（3）確定油缸所需的流量通常按油缸在工作循環(huán)中最大移動(dòng)速度來計(jì)算所需流量。 (2-9)式中：缸活塞的有效工作面積()；油缸活塞的最大移動(dòng)速度()。選取壓實(shí)油缸行程s為1200mm?；钊麠U伸出速度 活塞桿縮進(jìn)速度 d為油缸內(nèi)徑，d為活塞桿直徑。（4）按強(qiáng)度條件取活塞桿直徑 (2-10)其中：材料的許

3、用應(yīng)力，；材料的屈服極限；45鋼正火狀態(tài)=360；安全系數(shù)，一般。所以當(dāng)活塞桿受壓是，一般取，(工作壓力7mpa)。所以活塞桿直徑：取標(biāo)準(zhǔn)直徑：。（5）液壓泵的選擇與計(jì)算1）確定液壓泵的最大工作壓力 (2-11) 液壓執(zhí)行元件中的最大工作壓力；系統(tǒng)中總壓力損失；注：流速不大，一般節(jié)流調(diào)速和管路簡單的系統(tǒng)??；高壓大流量，油路有調(diào)速閥及管路復(fù)雜的系統(tǒng)取；（?。?。則考慮到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)壓力及油泵的使用壽命等，選擇油泵的額定壓力比工作壓力大25%60%，即 (2-12)所以 (2-13)取。2）油泵的流量 (2-14)載荷系數(shù)，取1.11.3；系統(tǒng)中同時(shí)動(dòng)作的各個(gè)并聯(lián)執(zhí)行元件所需的最大總流量；3）油泵的電

4、機(jī)效率 (2-15)式中 油泵的最大工作壓力pa；所選油泵的額定油量，一般僅稍大于即可；油泵的總效率，齒輪油泵取0.60.8，柱塞泵取0.80.95。2.4.4 按棉花所能承受的最大壓力設(shè)計(jì)棉花所能承受的最大壓力2.15mpa壓縮室的橫截面積所需的壓實(shí)力：（1）油缸的推力 (2-16)油缸的機(jī)械效率，?。挥透桩a(chǎn)生的推力要大于所需的壓實(shí)力取的液壓缸，油缸的工作壓力為：（2）液壓缸的工作時(shí)間 (2-17)式中 液壓缸的作用面積；液壓缸的容積。在本設(shè)計(jì)方案中取（進(jìn)程），（回程）。（3）確定油缸所需的流量通常按油缸在工作循環(huán)中最大移動(dòng)速度來計(jì)算所需流量。 (2-18)式中 缸活塞的有效工作面積()；油

5、缸活塞的最大移動(dòng)速度 ()。選取壓實(shí)油缸行程s為1200mm活塞桿伸出速度 活塞桿縮進(jìn)速度 d為油缸內(nèi)徑，d為活塞桿直徑（4）按強(qiáng)度條件取活塞桿直徑 (2-19)式中 材料的許用應(yīng)力，材料的屈服極限45鋼正火狀態(tài)=360安全系數(shù)，一般所以當(dāng)活塞桿受壓是，一般取，(工作壓力7mpa)。所以活塞桿直徑：取標(biāo)準(zhǔn)直徑：（5）液壓泵的選擇與計(jì)算1）確定液壓泵的最大工作壓力 (2-20)式中 液壓執(zhí)行元件中的最大工作壓力系統(tǒng)中總壓力損失注：流速不大，一般節(jié)流調(diào)速和管路簡單的系統(tǒng)??；高壓大流量，油路有調(diào)速閥及管路復(fù)雜的系統(tǒng)取。（?。?。則考慮到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)壓力及油泵的使用壽命等，選擇油泵的額定壓力比工作壓力大2

6、5%60%，即 所以 取 2）油泵的流量 (2-21)式中 載荷系數(shù)，取1.11.3系統(tǒng)中同時(shí)動(dòng)作的各個(gè)并聯(lián)執(zhí)行元件所需的最大總流量3）油泵的電機(jī)效率 (2-22)式中 油泵的最大工作壓力pa所選油泵的額定油量，一般僅稍大于即可油泵的總效率，齒輪油泵取0.60.8，柱塞泵取0.80.952.5 根據(jù)油泵的驅(qū)動(dòng)功率選擇電動(dòng)機(jī)根據(jù)比較，按棉花較佳壓縮比選油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)：y160l-4型，功率15kw，轉(zhuǎn)速1500r/min，88.7%，30.3a，b3機(jī)座82.6 液壓缸和液壓泵的選取根據(jù)所選用柱塞泵的額定壓力為25mpa，流量選用柱塞泵型號(hào)為：25ycy14-1b(f)7；選用主油缸型號(hào)為：yhg

7、1e-280/2001270。2.7 液壓系統(tǒng)的節(jié)能和打包機(jī)的安全問題的分析和改善2.7.1 液壓系統(tǒng)的節(jié)能問題的分析和改善5節(jié)能是通過降低能量損耗來實(shí)現(xiàn)的，液壓系統(tǒng)的能量損耗主要包括各種不作用于執(zhí)行器的壓力損耗、流量損耗和原動(dòng)機(jī)損耗，本文將分別就上述3方面的節(jié)能途徑加以分析探討。（1）降低壓力損耗的節(jié)能設(shè)計(jì)降低液壓系統(tǒng)壓力損耗的途徑主要應(yīng)從合理選擇控制類元件的類型、布局及連接形式等方面來考慮13。圖 2-6 液壓系統(tǒng)圖圖2-6為采用內(nèi)控形式、中位卸載機(jī)能電液換向閥的液壓系統(tǒng)。圖中單向閥的作用為： 提供換向閥所需最低控制壓力，一般為0.51mpa；平衡垂直缸下落部分重力使空載下行動(dòng)作平穩(wěn)。經(jīng)分

8、析可知，上述作用只分別在換向動(dòng)作瞬間和空載下行時(shí)才是必要的，在其余時(shí)間是壓力損耗，從節(jié)能的角度來看，這種為了滿足某一局部需求而增加系統(tǒng)額外損耗的設(shè)計(jì)是不合理的。圖 2-7 液壓系統(tǒng)圖圖2-7為仍采用內(nèi)控形式電液換向閥的液壓系統(tǒng)，但沒有利用換向閥中位卸載機(jī)能而采用電磁溢流閥控制系統(tǒng)加載和卸載，取消了單向閥，避免了相應(yīng)的壓力損耗。在液壓缸有桿腔與換向閥間接入單向節(jié)流閥，通過調(diào)整節(jié)流閥開度獲得液壓缸空載下行平穩(wěn)所需的背壓，避免了其他運(yùn)行狀態(tài)的壓力損耗。采用單向節(jié)流閥的原因是：調(diào)節(jié)范圍大，可避免平衡閥控制壓力選擇不當(dāng)帶來的弊端；當(dāng)采用變量泵系統(tǒng)時(shí)可獲得更好的節(jié)能效果。因平衡閥提供的是固定背壓，而節(jié)流閥

9、提供的背壓與流量有關(guān)，當(dāng)因負(fù)載的增加，系統(tǒng)壓力增高至泵變量狀態(tài)時(shí)，實(shí)際上已無需以背壓來保持液壓缸下行的平穩(wěn)性，節(jié)流閥與流量同步減小的背壓更接近于符合這一要求，所以比采用平衡閥更合理。在圖2-6或圖2-7所示系統(tǒng)中，換向閥與液壓缸油口應(yīng)選擇合理的匹配方案。因換向閥內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)的差異，各油口間具有不同的壓降特性，國外產(chǎn)品大多提供這類特性曲線。對于一般油口非對稱設(shè)置的較大通徑的換向閥，其a - t油口壓降小于b- t油口壓降。對上述系統(tǒng)而言，因液壓缸無桿腔排量大于有桿腔排量，故應(yīng)將液壓缸無桿腔與換向閥a口連接，有桿腔與換向閥b口連接，以降低壓力損耗對于系統(tǒng)實(shí)際排量接近或短時(shí)間大于換向閥額定排量時(shí)，這

10、種選擇尤為必需。所降低的壓力損耗可從閥的流量特性曲線查出。小通徑換向閥也存在這類油口選擇問題，但一般影響較小。這也是設(shè)計(jì)者容易忽視的問題。當(dāng)系統(tǒng)需要流量接近或相同而壓力不同的多種功能要求時(shí)，應(yīng)盡可能采用多級(jí)恒壓泵或由先導(dǎo)式溢流閥、小通徑換向閥、遠(yuǎn)程調(diào)壓閥或疊加式溢流閥組合控制的多級(jí)壓力系統(tǒng)，避免采用減壓閥獲得相應(yīng)壓力，以降低壓力損耗。液壓系統(tǒng)的管路和過濾器配置不當(dāng)也會(huì)造成過高的壓力損耗，應(yīng)根據(jù)具體情況合理確定所需規(guī)格。（2）降低流量損耗的節(jié)能設(shè)計(jì)6降低液壓系統(tǒng)流量損耗的途徑主要應(yīng)從合理選擇動(dòng)力源類型方面來考慮，也就是選擇與負(fù)載要求的壓力2流量特性盡可能適應(yīng)的液壓泵。對于要求壓力接近或相同，流量

11、變化較大的液壓系統(tǒng)，如節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)、泵保壓系統(tǒng)、要求快速響應(yīng)的中位常閉換向閥系統(tǒng)、蓄能器系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和電液比例換向閥系統(tǒng)等，一般應(yīng)采用恒壓變量泵作為動(dòng)力源，避免采用定量泵2溢流閥系統(tǒng)和旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，以降低溢流或旁流流量損耗。恒壓變量泵的主要特征是：在系統(tǒng)壓力達(dá)到泵的設(shè)定壓力前為定量泵特性；達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，泵的流量隨負(fù)載需要自動(dòng)調(diào)整；無負(fù)載時(shí)，泵的流量自動(dòng)降至0，但其輸出壓力維持恒定。由于沒有多余的流量損耗，故在上述液壓系統(tǒng)中能取得良好的節(jié)能效果。對于功率較大、負(fù)載緩慢增加且有較長保壓時(shí)間要求的系統(tǒng)，也可采用恒壓恒功率變量泵。上述兩種泵的壓力2流量輸出特性見圖2-8。圖 2-8 壓力流

12、量輸出特性曲線對于要求分別具有不同壓力、不同流量的多執(zhí)行器系統(tǒng)，可采用雙壓、雙流量恒壓變量泵或負(fù)載傳感變量泵。雙壓、雙流量恒壓變量泵的輸出特性可調(diào)整為相當(dāng)于2臺(tái)不同壓力、不同流量的恒壓變量泵，利用泵上附設(shè)的電磁閥來轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)，適合于雙執(zhí)行器系統(tǒng)。負(fù)載傳感變量泵的輸出特性為：在泵的額定壓力和流量范圍內(nèi)，其實(shí)際輸出壓力和流量能同時(shí)隨負(fù)載需要自動(dòng)調(diào)整；無負(fù)載時(shí)，泵的流量自動(dòng)降至0，且輸出壓力亦較低，適合于多執(zhí)行器系統(tǒng)。由于上述2種泵能同時(shí)降低壓力和流量損耗，故具有更好的節(jié)能效果。上述多執(zhí)行器系統(tǒng)也可采用電液比例2恒壓變量泵，但這種泵及控制系統(tǒng)的成本較高，主要適用于計(jì)算機(jī)控制的液壓系統(tǒng)。附帶指出，對

13、于零流量時(shí)輸出壓力較高的各種恒壓變量泵，一般仍需設(shè)置卸載回路，因這類泵在高壓零流量時(shí)的功率損耗和磨損均大于零壓全流量時(shí)的功率損耗和磨損。（3）降低電機(jī)損耗的節(jié)能設(shè)計(jì)三相異步電機(jī)是液壓系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的原動(dòng)機(jī)，電機(jī)的節(jié)能途徑主要應(yīng)從降低空載或輕載運(yùn)行時(shí)的損耗來達(dá)到。根據(jù)電機(jī)原理，額定功率為接法的三相異步電機(jī)在低于臨界負(fù)載率運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)換成y接法運(yùn)行，可降低損耗和提高功率因數(shù)。一般電機(jī)的臨界負(fù)載率約為0.33，即電機(jī)實(shí)際負(fù)載功率在額定功率的0.33倍以下運(yùn)行時(shí)采用y接法具有節(jié)能效果。一般液壓系統(tǒng)的空載或輕載運(yùn)行狀態(tài)在時(shí)間上占一定比例。顯然，只要在系統(tǒng)需圖 2-9 電機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)換運(yùn)行控制電路輸出較大功率時(shí)提

14、供相應(yīng)的控制信號(hào)，使電機(jī)接成接法運(yùn)行，在系統(tǒng)卸載或輕載狀態(tài)時(shí)使電機(jī)接成y接法運(yùn)行，就能實(shí)現(xiàn)上述節(jié)能要求。圖2-9為電機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)換運(yùn)行控制電路，圖中k1-1、k1-2為運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換發(fā)信開關(guān)。電機(jī)起動(dòng)時(shí)為y接法，當(dāng)要求系統(tǒng)在達(dá)到一定壓力電機(jī)轉(zhuǎn)換成接法運(yùn)行時(shí)，k1可采用壓力繼電器；當(dāng)要求系統(tǒng)在執(zhí)行某一動(dòng)作電機(jī)轉(zhuǎn)換成接法運(yùn)行時(shí)，k1可直接利用該動(dòng)作執(zhí)行電器的一組觸點(diǎn)來聯(lián)鎖控制；當(dāng)要求系統(tǒng)在執(zhí)行某一動(dòng)作到達(dá)某一位置(行程)電機(jī)轉(zhuǎn)換成接法運(yùn)行時(shí)，k1可采用檢測該位置的行程開關(guān)所控制的繼電器的組觸點(diǎn)亦可采用其；他速度、流量信號(hào)來控制轉(zhuǎn)換。但對于負(fù)載壓力不穩(wěn)定的系統(tǒng)不宜采用壓力繼電器控制形式。上述轉(zhuǎn)換壓力可根據(jù)

15、電機(jī)的臨界負(fù)載功率、系統(tǒng)流量來計(jì)算得到。當(dāng)系統(tǒng)需要功率較小的其他動(dòng)作時(shí)，應(yīng)盡可能將所需功率限制在電機(jī)的臨界負(fù)載功率內(nèi)，以便電機(jī)運(yùn)行在y接法狀態(tài)。2.7.2 打包機(jī)的安全問題的分析和改善10液壓打包機(jī)在使用過程中行程開關(guān)容易損壞。原因是多方面的，一是提箱高度，二是壓縮棉包包箱總成變形。若不及時(shí)更換或采用直接接通的應(yīng)急辦法，事必會(huì)對打包機(jī)安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重后果。圖 2-10 行程開關(guān)移動(dòng)示意圖1.行程開關(guān) 2. 角鐵 3.角鐵 4. 鋼管 5. 框架立柱為減少事故的發(fā)生，一是對打包機(jī)操作工進(jìn)行操作規(guī)程教育，二是制定獎(jiǎng)罰制度，三是加強(qiáng)定位銷的檢查和定位行程開關(guān)的位移是十分必要。為了提高安全性，特意對打

16、包機(jī)定位行程開關(guān)的位置進(jìn)行了選擇。如圖2-10，把一根長度為150mm的角鐵用m8螺栓固定在打包機(jī)副框立柱上。上面打孔固定行程開關(guān)，下面做跑道，可以左右移動(dòng)?？蚣芰⒅瞎潭ń氰F，垂直于框架立柱，角鐵上焊鋼管，長60、直徑。它的優(yōu)點(diǎn)是：（1）行程開關(guān)使用壽命長。因?yàn)榘惭b在副框立柱上，受沖擊小。（2）撞塊改為圓鋼管，轉(zhuǎn)箱時(shí)和高度無關(guān)。（3）設(shè)計(jì)安裝簡單，調(diào)節(jié)方便。這樣進(jìn)行行程開關(guān)的移位，一是方便了行程開關(guān)的更換；二是提高了打包機(jī)的安全性能，充分發(fā)揮打包機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率，減少意外事故的發(fā)生，具有重要的意義。3 結(jié) 論棉花是紡織業(yè)生產(chǎn)的主要原料之一。針對棉花體積大，重量輕，不能充分利用運(yùn)輸設(shè)備的額定運(yùn)載能力，

17、導(dǎo)致運(yùn)輸成本過高的問題。解決此問題是要對棉花進(jìn)行壓實(shí)打包，棉花壓縮打包機(jī)是解決我國棉花儲(chǔ)運(yùn)的重要手段。本文主要是棉花壓縮打包機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以滿足生產(chǎn)單位的實(shí)際需求，并對棉花打包機(jī)的液壓系統(tǒng)的節(jié)能和打包機(jī)的安全問題進(jìn)行了分析和改善。得出了如下結(jié)論：（1）從經(jīng)濟(jì)效益總結(jié)棉花經(jīng)過棉花壓縮打包機(jī)壓縮后，生產(chǎn)率：17包/小時(shí)；包重：22710；外型尺寸：106053078014從而可以充分利用運(yùn)輸工具的額定運(yùn)載能力，降低運(yùn)輸成本，節(jié)省包裝費(fèi)用。（2）從自動(dòng)化方面總結(jié)棉花壓縮打包機(jī)的打包機(jī)構(gòu)，它能自動(dòng)地供繩，結(jié)扣和打包，解決了以往手動(dòng)打包及打包后松散的不足，而采用自動(dòng)進(jìn)料和自動(dòng)打包。這不僅減少了工人的勞

18、動(dòng)強(qiáng)度，而且提高了棉花壓縮打包的效率。（3）從節(jié)能方面總結(jié)節(jié)能是液壓技術(shù)面臨的新課題之一。本文設(shè)計(jì)的棉花打包機(jī)的液壓系統(tǒng)中，采用了一些低成本的節(jié)能方案，取得了較為滿意的效果。即滿足了具有適宜的性能價(jià)格比、不提高綜合運(yùn)行成本的前提下又達(dá)到最大的節(jié)能效果。（4）從安全方面總結(jié)針對市場上已有棉花打包機(jī)常出現(xiàn)的行程開關(guān)易損壞問題進(jìn)行了分析和解決，對行程開關(guān)進(jìn)行了移位，一是方便了行程開關(guān)的更換，二是提高了打包機(jī)的安全性能，充分發(fā)揮打包機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率，減少意外事故的發(fā)生，具有重要的意義。此次設(shè)計(jì)包含了大量的工作，所跨學(xué)科范圍很廣，包括材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、機(jī)械制圖、機(jī)械加工及計(jì)算機(jī)繪圖cad軟件的應(yīng)用等

19、各學(xué)科的內(nèi)容。在本次設(shè)計(jì)中，雖然接觸了許多先進(jìn)的理論和方法，但由于經(jīng)驗(yàn)有限，時(shí)間倉促，不能對每種理論每種方法都作深入的研究，因此，以下部分內(nèi)容仍須進(jìn)一步研究15：（1）棉花的預(yù)壓裝置的設(shè)計(jì)及優(yōu)化（2）棉花打包機(jī)的全自動(dòng)化（3）棉花打包機(jī)的切刀傳感器的設(shè)計(jì)參 考 文 獻(xiàn)1 趙延偉等.包裝技術(shù)與機(jī)械設(shè)備m.長沙:湖南大學(xué)出版社,1986,242 王衛(wèi)兵.打包機(jī)的發(fā)展趨勢j.廣西化纖通訊,1999,(2):18-213 劉 茜,于偉東.纖維集合體壓縮性能的研究及展望j.東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,31(3):127-1324 王鴻云,木片壓縮打包機(jī)的設(shè)計(jì)及木片壓縮應(yīng)力松弛研究d.黑龍江:東

20、北林業(yè)大學(xué).20035 繆維平,淺談液壓系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)j.液壓與氣動(dòng),1999,(5):7-96 徐繩武.恒壓變量泵的節(jié)能、應(yīng)用和發(fā)展j.液壓與氣動(dòng),1998(3):23-317 王守城,段俊勇.液壓元件及選用m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007,908 閻國華,閻恩剛.三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行速查表m.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995，389 王守城,段俊勇.液壓元件及選用m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007,15210楊春東,移位定位行程開關(guān)提高打包機(jī)操作安全j,中國棉花加工,2003,(1);1911 neuber h.theory of stress concentration for shear strained prismatic bodies with arbitrary nonlinear stress-strain lawm.journal of applied mechanics, 1