機械系統(tǒng)設(shè)計論文 蘆葦打包機液壓系統(tǒng)改進

1、鍵入公司名稱蘆葦打包機液壓系統(tǒng)改進機械系統(tǒng)設(shè)計課程論文學院： 專業(yè)： 姓名： 學號： 目錄蘆葦打包機液壓系統(tǒng)改進3一蘆葦簡介3二打包機原理4三蘆葦打包機的結(jié)構(gòu)和工作過程5四蘆葦打包機黑箱法6五蘆葦打包機專利6六液壓系統(tǒng)設(shè)計71液壓泵的選定72液壓缸的選定83閥的選定84輔助裝置95工作介質(zhì)9七液壓系統(tǒng)存在的問題101.打包機在運轉(zhuǎn)過程中主壓的保壓效果不理想102.主壓缸的支承問題10八液壓系統(tǒng)的改進設(shè)計101.主壓保壓液壓系統(tǒng)的改進112.主壓支承液壓系統(tǒng)的改進12九打包過程中出現(xiàn)的液壓問題以及解決方法13十總結(jié)14十一參考文獻15蘆葦打包機液壓系統(tǒng)改進機械系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵詞：蘆葦 打包機 液壓系

2、統(tǒng) 摘 要：隨著技術(shù)進步，液壓元件的日益更新，打包機的液壓系統(tǒng)采用了插裝閥集成控制，這大大優(yōu)化了打包機液壓系統(tǒng)的整體性能，降低了系統(tǒng)的故障率。但在實際應用中，液壓系統(tǒng)仍存在一些問題影響打包機的正常運轉(zhuǎn)。因此，需要進一步改進設(shè)計以提高打包機液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保打包機的高效運行。正 文：一蘆葦簡介蘆葦生于低濕地或淺水中。植株高大，地下有發(fā)達的匍匐根莖。莖稈直立，稈高13米，節(jié)下常生白粉。葉鞘圓筒形，無毛或有細毛。蘆葦?shù)墓麑崬榉f果，披針形，頂端有宿存花柱。具長、粗壯的匍匐根狀莖，以根莖繁殖為主，蘆葦是經(jīng)常見到的水邊植物或干枯的水塘里，蘆葦常會和寒芒搞混，區(qū)別是蘆葦?shù)那o是中空的，而寒芒不是，另外，寒

3、芒到處可見，蘆葦是擇水而生。蘆葦為保土固堤植物。葦稈可作造紙和人造絲、人造棉原料，也供編織席、簾等用；嫩時含大量蛋白質(zhì)和糖分，為優(yōu)良飼料；嫩芽也可食用；花絮可做掃帚；花絮可填枕頭；根狀莖叫做蘆根，中醫(yī)學上入藥，性寒、味甘，功能清胃火，除肺熱；有健胃、鎮(zhèn)嘔、利尿之功效。蘆葦生長在水源豐富的濕地,因此蘆葦產(chǎn)地都比較偏遠, 不宜建廠進行生產(chǎn)。蘆葦?shù)倪\輸過程是控制生產(chǎn)成本的關(guān)鍵, 如果散裝運輸在運輸過程中不安全, 而且裝載量較少。在產(chǎn)地如果能把蘆葦打成方包運輸就能解決問題。二打包機原理打包機又稱捆包機或捆扎機，是使用捆扎帶纏繞產(chǎn)品或包裝件,然后收緊并將兩端通過熱效應熔融或使用包扣等材料連接的機器。打包

4、機的功用是使塑料帶能緊貼于被捆扎包件表面，保證包件在運輸、貯存中不因捆扎不牢而散落，同時還應捆扎整齊美觀三蘆葦打包機的結(jié)構(gòu)和工作過程蘆葦打包機從最早的人工打包到現(xiàn)在的液壓打包機已經(jīng)發(fā)展了好幾代。現(xiàn)在的液壓打包機推草、切草、翻蓋都是通過液壓系統(tǒng)來完成,主要包括動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、機架部分。動力系統(tǒng)主要是柴油機,通過皮帶把動力傳遞給齒輪泵,帶動液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)主要有齒輪泵、油管、方向控制閥、油缸等部分組成。機架部分是結(jié)構(gòu)件,由槽鋼、角鐵、中板、彈簧鋼板等焊接而成,主要由行走輪、機體、推草裝置、切草裝置和壓蓋裝置組成。打包機工作時，先把前方設(shè)備送來的蘆葦由打包機的推料箱推入壓縮箱，預壓缸進行預壓縮

5、。當壓縮箱中的蘆葦達到要求的重量，轉(zhuǎn)箱裝置帶動壓縮箱轉(zhuǎn)動，將盛滿蘆葦?shù)膲嚎s箱轉(zhuǎn)到主壓側(cè)，這時主壓缸壓縮，將蘆葦壓實，然后再進行捆包操作。四蘆葦打包機黑箱法飛絨噪聲振動 蘆葦打包機（黑箱） 松散蘆葦 一定規(guī)格的蘆葦 驅(qū)動能量 驅(qū)動信號 工作機構(gòu)能量溫度濕度五蘆葦打包機專利田振江;高璞玉.臥式液壓同步蘆葦打包機設(shè)計 專利號:ZL99254891.8 田振江;高璞玉.附小油缸式蘆葦液壓打包機 專利號: CN2877256田振江;高璞玉.一種液壓裁切捆包機 專利號:CN2453666田振江;高璞玉.一種液壓裁切捆包機 專利號:CN2453666董立華;楊帥;池津維.可移動式液壓打包機 專利號:CN20

6、2035305U六液壓系統(tǒng)設(shè)計打包機的液壓系統(tǒng)主要包括動力裝置,液壓泵;執(zhí)行裝置,液壓缸;控制調(diào)節(jié)裝置,手動方向閥,壓力控制閥;輔助裝置,油箱,油管,接頭,密封件,壓力表等;工作介質(zhì),液壓油。隨著技術(shù)進步，液壓元件的日益更新，打包機的液壓系統(tǒng)采用了插裝閥集成控制，這大大優(yōu)化了打包機液壓系統(tǒng)的整體性能，降低了系統(tǒng)的故障率。但在實際應用中，液壓系統(tǒng)仍存在一些問題影響打包機的正常運轉(zhuǎn)。因此，需要進一步改進設(shè)計以提高打包機液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保打包機的高效運行。1液壓泵的選定打包機的液壓系統(tǒng)根據(jù)蘆葦?shù)膲嚎s比和葦包的大小情況,設(shè)計為中壓系統(tǒng),系統(tǒng)的工作壓力為16MP。由于結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,液壓泵選用左

7、旋外嚙合齒輪泵。系統(tǒng)流量根據(jù): Q=q×nQ- 流量(ml/min)q- 排量(ml/r)n- 轉(zhuǎn)速(r/min)每分鐘的理論循環(huán)量為75100升,可滿足工作要求。設(shè)計齒輪泵的排量50ml/r,轉(zhuǎn)速為15002000r/min,可以達到使用要求。因此選用齒輪泵型號為CB-E550,排量50ml/r,可調(diào)轉(zhuǎn)速2000r/min。2液壓缸的選定在打包過程中推草油缸所需的推力是基本恒定的,平均每包蘆葦?shù)闹亓繛?0kg,蘆葦?shù)膲嚎s比為3系統(tǒng)工作壓力為16MP,所用推力需12噸。切草油缸所需的推力是瞬時的,瞬時的剪切力在8 噸力左右壓蓋油缸所需的壓力不大,有幾百公斤壓力就可以, 只是來回翻動壓

8、蓋,油缸大小都可以。油缸全部選用雙作用油缸。3閥的選定方向閥選用手動三位四通方向閥,型號: ZFS- L20H- YT- 30, 流量: 100L/min。工作時使用一個動力同時帶動兩臺機,可同時操作使壓縮過程與切割過程分步進行,提高了工作質(zhì)量和工作效率。因此,六路方向閥并聯(lián)使用。壓力閥選用溢流閥。型號: YF- L20H3,流量: 100L/min。工作的過程中整個系統(tǒng)的工作壓力是一定的,三個油缸的規(guī)格型號是一定的,但是由于切草裝置所用的切力是瞬時的,為了能順利完成切草動作, 系統(tǒng)壓力可能要調(diào)到接近額定壓力。整個系統(tǒng)的壓力一定時, 每單個回路的壓力不能全部相同, 要根據(jù)各個回路自身的性能來調(diào)

9、節(jié)自身的壓力,因此要在每個回路上裝上一個溢流閥。4輔助裝置油箱的主要作用是儲油,同時還有沉淀液壓油中的污物和使液壓油中的空氣逸出的作用。油箱分吸油區(qū)和回油區(qū)兩部分,由隔板隔開,這樣可以分離回油帶進來的氣泡和雜質(zhì)。油箱隔板的高度約為油面的2/3,油箱底面有適當傾斜度,并在最底處設(shè)置放油塞。吸油管和回油管盡量分開,回油管的底端應在最底油面之下,管端加工成45°斜口形狀。油箱的容積約80升。油管選用橡膠軟管,便于移動和裝接。膠管代號22-160,額定壓力為16MP,三層鋼絲的軟管。管接頭采用鋼絲編織膠管接頭,拆卸方便。5工作介質(zhì)冬季氣溫在0以下時液壓油應選用低溫46#液壓油,其它季節(jié)選用抗

10、磨46#液壓油。工作時,通過柴油機帶動齒輪泵工作,經(jīng)過手動方向閥的作用,使帶壓的液壓油作用于液壓缸,從而帶動推草裝置、切草裝置和壓蓋裝置工作達到打包的目的。每個工作行程依次為:先壓縮翻蓋油缸,使打包機形成一個封閉的狀態(tài);再壓縮推草油缸,使蘆葦壓縮成方包;最后壓縮切草油缸,切掉長出部分,完成打包過程?；匚粫r,先回切草油缸,然后回推草油缸,最后回翻蓋油缸,完成一個工作過程。在打包過程中,使用一個動力同時帶動兩臺機,可同時操作使翻蓋過程、壓縮過程與切割過程分步進行,提高了工作質(zhì)量和工作效率。七液壓系統(tǒng)存在的問題在主壓缸工作過程中，液壓系統(tǒng)卻出現(xiàn)了下面的問題。1.打包機在運轉(zhuǎn)過程中主壓的保壓效果不理想

11、主壓缸對化纖進行壓縮時，當主壓缸的活塞桿推動主壓頭下降到一定的高度后，為了保持化纖不反彈，工藝要求主壓油缸上腔壓力在5 min的時間內(nèi)壓力降不大于35 MPa。經(jīng)測試證實，壓力降達不到此要求，主壓缸的保壓效果不理想。2.主壓缸的支承問題打包機在安裝調(diào)試過程中，主壓頭正在下行時突然停止，主壓壓力繼續(xù)升高，主壓頭依然不動，呈卡死狀態(tài)，導致主壓缸活塞被打成盤狀，缸筒被撐大，嚴重變形，造成主壓缸報廢。狀態(tài)，導致主壓缸活塞被打成盤狀，缸筒被撐大，嚴重變形，造成主壓缸報廢。八液壓系統(tǒng)的改進設(shè)計針對以上問題，通過對打包機液壓原理的分析和研究，找到了問題產(chǎn)生的原因和解決問題的方法。1.主壓保壓液壓系統(tǒng)的改進打

12、包機打包時，主壓頭運行到下限位，所有電磁閥斷電，液壓泵處于卸載狀態(tài)，主壓缸上腔的高壓油通過控制油路，將插裝閥CVl和CV2關(guān)閉，于是，主壓缸上腔的高壓油原則上無處泄漏，因而能夠?qū)崿F(xiàn)保壓(如圖l所示)。但是，控制油路先經(jīng)過電磁球閥進入插裝閥CVl的上腔，這時錐閥單元的A腔與c腔都是引自主壓缸上腔，是高壓腔，而B腔則與回油路連通，是低壓腔。保壓時由于此閥上下腔壓力高低不同，主壓上腔的壓力油會沿閥芯和閥套之間的間隙流向回油路，這樣實際上是在靠滑閥式的間隙密封來進行保壓，而不是利用錐閥錐面密封無泄漏的優(yōu)勢，因而導致保壓效果不理想。為了解決這個問題，對液壓系統(tǒng)進行改進設(shè)計(如圖2所示)。將錐閥單元的B腔

13、與缸上腔連通，這樣C腔與B腔的控制油壓力相同，但C腔的受力面積大于B腔，所以閥芯依然能夠關(guān)閉。同時，因為B腔與C腔的油壓相同，所以控制油就不會由閥芯和閥套之間的間隙流向B腔了，而且泄漏量完全由錐閥錐面密封控制。經(jīng)過改進，保壓效果明顯提高。2.主壓支承液壓系統(tǒng)的改進打包機的工藝要求主壓頭在上限停留24 h，下滑量不大于10 mln。為了防止主壓頭在上限因重力作用而下滑，在主壓缸下腔的回路上增加一個背壓支承閥，但是效果并不理想。于是又增加液控換向閥CV5(如圖3所示)。正常工作時主壓頭要下行，需使主壓缸下腔壓力達到某一設(shè)定值(此值的設(shè)定應略大于主壓頭的自重與主壓缸下腔環(huán)狀面積的比值)，這時主壓缸上

14、腔引出的控制油路才能控制CV5的液控換向閥換向，CV5才能開啟，主壓缸才能順利下行。但液控換向閥在事故發(fā)生時沒有換向，處于閉死狀態(tài)，由于它的非正常工作導致CV5終未開啟，于是主壓缸下腔至CV5閥之問組成了一個封閉的高壓腔，導致事故發(fā)生。對主壓缸進行受力分析，根據(jù)流體靜力學公P1P2=A2A1=D2-d2D2,則P2=P1×D2D2-d2式中P1為主壓缸上腔(無桿腔)的壓強；P2為主壓缸下腔(有桿腔)的壓強；A1為主壓缸上腔(無桿腔)的面積；A2為主壓缸下腔(有桿腔)的面積；D為活塞的直徑，取D=320 mm；d為活塞桿的直徑，取d=280mm；系統(tǒng)壓力設(shè)定為25 MPa，即P1=25

15、 MPa。所以P2=P1×D2D2-d2=25×32023202-2802=106.67MPa。實際上，壓力還沒有達到這個極限值，液壓缸就已經(jīng)變形。為了解決這個問題，對液壓系統(tǒng)進行改進設(shè)計(如圖2所示)。取消液控換向閥CV5，同時更換背壓支承閥的型號。采用綜合性能指標都比較高、啟閉可靠性高、內(nèi)泄小的背壓支承閥。更換背壓支承閥后，打包機的主壓缸運行良好，并且主壓頭在上限的下滑量達到了工藝的要求，起到了對主壓缸的支承作用。九打包過程中出現(xiàn)的液壓問題以及解決方法1.液壓泵間隙過大, 出油口壓力小, 達不到系統(tǒng)額定壓力, 造成打包機無法正常工作。解決辦法: 更換液壓泵；2.接頭處泄

16、漏, 造成系統(tǒng)壓力減小。解決辦法: 把有泄露的接頭處重新接好；3.控制調(diào)節(jié)裝置壓力調(diào)節(jié)過大, 易造成油管爆裂。解決辦法: 調(diào)節(jié)溢流閥的工作壓力;4.系統(tǒng)油路堵塞, 易造成流量減少, 壓力變小, 打包機無法正常工作。解決辦法: 清洗系統(tǒng)油路;5.各液壓元件的密封件出現(xiàn)損壞, 液壓油泄露, 造成壓力變小。更換O 型圈、密封圈、密封墊等。十總結(jié)經(jīng)過改進設(shè)計的打包機液壓系統(tǒng)，有效解決了打包機在運轉(zhuǎn)過程中主壓的保壓效果不理想和主壓缸的支承問題，優(yōu)化了打包機的液壓系統(tǒng)。打包機整體運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，并且各項指標都達到了工藝的要求，提高了打包機的質(zhì)量。提高打包機的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性是一項極其復雜的工作，因而作為打包機的核心部件液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計就顯得尤為重要。隨著對液壓系統(tǒng)的深入探索與研究，越來越合理的液壓系統(tǒng)將為打