液壓驅(qū)動金屬打包機設(shè)計,液壓驅(qū)動金屬打包機設(shè)計,液壓,驅(qū)動,金屬,打包機,設(shè)計 大 連 大 學(xué)本 科 畢 業(yè) 論 文 (設(shè) 計 )開 題 報 告論 文 題 目 ： 液 壓 驅(qū) 動 金 屬 打 包 機 設(shè) 計 學(xué) 院 ： 機 械 工 程 學(xué) 院專 業(yè) 、 班 級 ： 機 英 132學(xué) 生 姓 名 ： 邱 耀指 導(dǎo) 教 師 （ 職 稱 ） ： 何 容 國 （ 導(dǎo) 師 ）2016 年 12 月 27 日 填 一 、 選 題 依 據(jù)1 論 文 （ 設(shè) 計 ） 題 目液 壓 驅(qū) 動 金 屬 打 包 機 設(shè) 計2 研 究 領(lǐng) 域機 械 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 和 液 壓 系 統(tǒng) 設(shè) 計3 論 文 （ 設(shè) 計 ） 工 作 的 理 論 意 義 和 應(yīng) 用 價 值隨 著 科 學(xué) 技 術(shù) 發(fā) 展 和 人 民 生 活 水 平 的 提 高 ， 各 種 生 活 金 屬 廢 品 和 工 業(yè) 金 屬 廢 料 也日 益 增 多 ， 過 度 開 采 也 導(dǎo) 致 各 類 礦 產(chǎn) 資 源 不 斷 減 少 。 怎 樣 利 用 這 些 金 屬 廢 棄 物 ， 不 使其 污 染 環(huán) 境 ， 又 變 廢 為 寶 ， 達 到 可 持 續(xù) 發(fā) 展 的 目 的 成 為 一 個 重 要 的 研 究 課 題 擺 在 人 們面 前 。 液 壓 金 屬 打 包 機 就 是 在 這 種 需 求 下 產(chǎn) 生 的 。 金 屬 打 包 機 主 要 是 用 來 將 廢 鐵 、 廢 鋁 、 廢 鐵 、 線 材 以 及 一 些 輕 薄 金 屬 板 材 余 料 等 壓 縮 成 塊 打 包 ， 提 供 給 鋼 廠 作 為 回 爐 熔煉 的 合 格 爐 料 。 這 樣 既 加 快 了 廢 金 屬 的 回 收 和 利 用 ， 減 少 了 廢 料 的 運 輸 成 本 和 冶 煉 成本 ， 又 方 便 儲 存 運 輸 ， 提 升 回 爐 速 度 。 提 高 了 生 產(chǎn) 效 率 和 經(jīng) 濟 效 益 。4 目 前 研 究 的 概 況 和 發(fā) 展 趨 勢當(dāng) 前 ， 中 國 的 打 包 機 還 是 以 模 仿 為 主 ， 對 外 國 的 產(chǎn) 品 略 有 改 善 ， 沒 有 實 質(zhì) 的 發(fā) 展 ，而 在 企 業(yè) 管 理 中 ， 往 往 只 注 重 生 產(chǎn) 加 工 、 輕 研 究 開 發(fā) ， 創(chuàng) 新 不 夠 。我 國 的 液 壓 剪 切 機 和 液 壓 打 包 機 在 20 世 紀 80 年 代 中 期 就 開 始 起 步 研 制 應(yīng) 用 。 當(dāng)時 國 家 已 經(jīng) 將 廢 鋼 鐵 回 收 列 入 節(jié) 能 項 目 中 ， 這 主 要 是 為 了 從 宏 觀 政 策 上 鼓 勵 發(fā) 展 。 國家 物 資 總 局 和 商 業(yè) 部 ， 為 了 廢 鋼 鐵 回 收 價 能 夠 正 常 實 施 ， 特 別 從 捷 克 、 美 國 、 日 本 、西 德 等 國 家 分 別 組 織 引 進 了 一 部 分 打 包 機 以 及 廢 鋼 剪 切 機 。 首 先 對 京 、 津 等 大 中 型 城 市 進 行 武 裝 ， 我 國 非 金 屬 加 工 設(shè) 備 的 生 產(chǎn) 體 系 ， 通 過 隨 后 不 斷 的 技 術(shù) 合 作 和 引 進 先 進技 術(shù) 等 多 種 形 式 逐 漸 形 成 。 雖 然 自 20 世 紀 80 年 代 后 期 引 進 國 外 的 廢 鋼 打 包 機 械 距 今已 有 20 幾 年 ， 中 國 加 入 世 界 貿(mào) 易 組 織 也 有 多 年 ， 世 界 經(jīng) 濟 一 體 化 進 程 不 斷 加 快 ， 但是 我 國 液 壓 打 包 機 的 開 發(fā) 近 況 仍 舊 存 在 許 多 令 人 不 太 滿 意 的 地 方 ： （ 1） 新 產(chǎn) 品 開 發(fā)研 制 的 動 力 、 財 力 不 足 。 （ 2） 經(jīng) 久 耐 用 簡 單 可 行 的 設(shè) 備 受 歡 迎 。具 初 步 統(tǒng) 計 ， 國 外 的 金 屬 打 包 機 設(shè) 備 產(chǎn) 品 種 類 大 概 有 200 種 ， 成 套 數(shù) 量 多 ， 并 且不 斷 有 新 的 技 術(shù) 和 產(chǎn) 品 推 出 。 國 外 打 包 機 設(shè) 備 產(chǎn) 品 一 方 面 向 高 精 度 、 大 型 化 發(fā) 展 ， 另一 方 面 向 多 功 能 方 向 發(fā) 展 。 我 國 的 打 包 機 械 產(chǎn) 品 數(shù) 量 較 少 ， 僅 有 60 多 種 ， 缺 乏 高 精度 、 大 型 化 打 包 機 械 產(chǎn) 品 ， 并 且 在 很 多 領(lǐng) 域 還 處 在 空 白 狀 態(tài) 。 行 業(yè) 需 要 自 動 化 程 度 高 、生 產(chǎn) 效 率 高 、 具 有 流 水 線 形 式 的 廢 鋼 鐵 綜 合 加 工 機 械 ， 對 一 機 多 功 能 設(shè) 備 更 加 青 睞 。 比 如 韓 國 大 模 技 術(shù) 有 限 公 司 生 產(chǎn) 的 DMS 系 列 的 金 屬 打 包 機 能 夠 360 度 自 由 旋 轉(zhuǎn) ， 并 且 功 率 大 ， 適 用 于 大 鋼 廠 料 作 業(yè) ； 詹 陽 動 力 重 工 公 司 生 產(chǎn) 出 來 的 液 壓 履 帶 式 抓 鋼 機 附帶 電 磁 吸 盤 和 散 料 抓 斗 ， 一 機 多 用 深 受 鋼 鐵 企 業(yè) 歡 迎 。結(jié) 合 現(xiàn) 有 生 產(chǎn) 力 和 社 會 發(fā) 展 水 平 ， 相 信 金 屬 打 包 機 械 在 未 來 的 發(fā) 展 態(tài) 勢 將 會 呈 現(xiàn)以 下 特 點 ：（ 1） 高 效 化 、 低 能 耗 、 高 速 化 。 提 升 器 械 的 工 作 效 率 ， 減 少 生 產(chǎn) 成 本 。（ 2） 自 動 化 、 智 能 化 。 打 包 機 的 自 動 化 與 智 能 化 是 今 后 發(fā) 展 的 必 然 趨 勢 ， 高 效打 包 機 械 將 在 生 產(chǎn) 發(fā) 揮 越 來 越 重 要 的 作 用 ， 不 論 是 在 降 低 成 本 和 提 高 效 率 方 面 ， 都 有著 巨 大 的 貢 獻 。 全 自 動 打 包 機 還 能 減 少 因 為 人 為 因 素 產(chǎn) 生 的 失 誤 。（ 3） 機 電 液 一 體 化 。 綜 合 利 用 各 相 關(guān) 技 術(shù) 優(yōu) 勢 ， 揚 長 避 短 ， 增 進 整 個 液 壓 系 統(tǒng)的 完 善 程 度 ， 取 得 系 統(tǒng) 優(yōu) 化 的 效 果 ， 有 著 顯 著 的 社 會 效 益 和 技 術(shù) 經(jīng) 濟 效 益 。 （ 4） 液 壓 元 件 的 標(biāo) 準(zhǔn) 化 ， 集 成 化 。 標(biāo) 準(zhǔn) 化 的 液 壓 元 件 為 設(shè) 備 的 維 修 帶 來 方 便 ，而 集 成 化 有 效 地 阻 止 了 泄 露 和 污 染 。（ 5） 安 全 性 。 運 用 先 進 的 安 全 防 護 裝 置 ， 保 證 操 作 者 和 檢 修 人 員 的 人 身 安 全 。 二 、 論 文 （ 設(shè) 計 ） 研 究 的 內(nèi) 容1.重 點 解 決 的 問 題打 包 機 的 整 體 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 ， 機 座 部 分 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 、 材 料 選 擇 ， 擠 壓 部 分 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 、 材料 選 擇 ， 液 壓 系 統(tǒng) 設(shè) 計 、 元 件 選 擇 。2.擬 開 展 研 究 的 幾 個 主 要 方 面 （ 論 文 寫 作 大 綱 或 設(shè) 計 思 路 ）（ 1） 打 包 機 的 總 體 方 案 設(shè) 計 ： 確 定 必 要 的 設(shè) 計 依 據(jù) 對 加 工 工 件 的 工 藝 分 析 打包 機 的 整 體 布 局 機 械 原 理 分 析（ 2） 打 包 機 主 要 參 數(shù) 的 確 認 ： 打 包 機 的 尺 寸 參 數(shù) 運 動 參 數(shù) 等（ 3） 打 包 機 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 ： 整 體 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 機 座 部 分 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計（ 4） 液 壓 系 統(tǒng) 設(shè) 計 ： 明 確 液 壓 系 統(tǒng) 的 使 用 要 求 進 行 負 載 特 性 分 析 確 定 回 路 方 式 選 擇 液 壓 元 件 進 行 安 全 校 核 等（ 5） 打 包 機 設(shè) 計 一 系 列 圖 樣 的 繪 制3.本 論 文 （ 設(shè) 計 ） 預(yù) 期 取 得 的 成 果通 過 學(xué) 習(xí) 及 查 閱 相 關(guān) 資 料 了 解 液 壓 金 屬 打 包 機 的 基 本 工 作 原 理 ， 掌 握 對 液 壓 金 屬打 包 機 各 組 成 部 件 的 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 的 計 算 、 強 度 校 核 、 驗 算 過 程 等 ， 了 解 液 壓 金 屬 打 包 機的 發(fā) 展 趨 勢 和 相 關(guān) 技 術(shù) 。 通 過 自 主 設(shè) 計 選 擇 最 合 理 的 方 案 設(shè) 計 能 夠 得 到 以 下 結(jié) 果 ：（ 1） 液 壓 金 屬 打 包 機 的 工 作 原 理 及 總 體 方 案 設(shè) 計（ 2） 設(shè) 計 說 明 書（ 3） 主 要 部 件 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 （ 相 關(guān) 裝 配 圖 、 零 件 圖 ） （ 4） 液 壓 金 屬 打 包 機 系 統(tǒng) 相 關(guān) 的 一 篇 外 文 翻 譯 （ 不 少 于 2000 字 ） 三 、 論 文 （ 設(shè) 計 ） 工 作 安 排1.擬 采 用 的 主 要 研 究 方 法 （ 技 術(shù) 路 線 或 設(shè) 計 參 數(shù) ） ；（ 1） 參 閱 相 關(guān) 產(chǎn) 品 的 技 術(shù) 資 料 ， 如 液 壓 金 屬 打 包 機 設(shè) 計 方 案 等 ， 擬 確 定 各 結(jié)構(gòu) 設(shè) 計 方 案 ， 從 而 能 安 全 實 現(xiàn) 生 產(chǎn) 液 壓 金 屬 打 包 機 的 功 能 。（ 2） 要 從 各 種 方 案 中 選 擇 合 適 的 方 案 ， 分 析 出 各 方 案 的 優(yōu) 缺 點 ， 綜 合 優(yōu) 化 各種 方 案 設(shè) 計 ， 從 而 確 定 本 次 設(shè) 計 的 最 后 設(shè) 定 方 案 。（ 3） 從 經(jīng) 濟 性 、 適 用 性 、 節(jié) 能 性 出 發(fā) ， 設(shè) 計 各 個 部 分 。（ 4） 要 完 成 動 力 驅(qū) 動 部 分 的 設(shè) 計 與 校 核 ， 主 缸 系 統(tǒng) ， 鎖 緊 機 構(gòu) 等 零 部 件 的 設(shè)計 與 校 核 。（ 5） 完 成 總 裝 配 圖 、 零 件 圖 ， 部 件 圖 設(shè) 計 和 說 明 書 的 撰 寫 。 2.論 文 （ 設(shè) 計 ） 進 度 計 劃（ 1） 第 一 周 第 四 周 ， 查 找 、 收 集 相 關(guān) 文 獻 資 料 ， 研 讀 文 獻 并 完 成 文 獻 綜 述 ，撰 寫 開 題 報 告 ；（ 2） 第 五 周 第 七 周 ， 完 成 外 文 翻 譯 工 作 和 整 體 方 案 設(shè) 計 選 擇 ， 根 據(jù) 選 擇 的 方案 進 行 打 包 機 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 ；（ 3） 第 七 周 第 九 周 ， 完 成 打 包 機 上 蓋 、 水 平 擠 壓 部 分 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 、 材 料 選 擇 、參 數(shù) 計 算 和 校 核 ；（ 4） 第 九 周 第 十 二 周 ， 液 壓 動 力 系 統(tǒng) 的 方 案 設(shè) 計 與 液 壓 動 力 系 統(tǒng) 的 相 關(guān) 參 數(shù)計 算 、 校 核 ， 液 壓 系 統(tǒng) 圖 的 繪 制 及 液 壓 元 件 的 選 擇 ；（ 5） 第 十 三 周 第 十 六 周 ， 完 成 零 件 圖 、 裝 配 圖 的 繪 制 ， 撰 寫 說 明 書 ， 打 印 材 料 ， 準(zhǔn) 備 答 辯 。 四 、 需 要 閱 讀 的 參 考 文 獻1洪 震 ， 賀 元 成 . 全 自 動 液 壓 打 包 機 改 進 設(shè) 計 J. 機 械 ， 2015 年 09 期2王 青 云 . 金 屬 打 包 機 液 壓 系 統(tǒng) 設(shè) 計 J. 橡 塑 技 術(shù) 與 裝 備 ， 2015 年 16 期3楊 賀 明 . 日 產(chǎn) 120t 液 壓 打 包 機 的 設(shè) 計 校 核 J. 國 際 紡 織 導(dǎo) 報 ， 2013 年 04 期4賀 正 權(quán) ， 華 延 功 . PLC 控 制 的 液 壓 打 包 機 在 鋁 加 工 行 業(yè) 的 應(yīng) 用 探 析 J. 科 協(xié) 論壇 ， 2013 年 09 期5陳 輝 . 廢 紙 板 打 包 機 液 壓 系 統(tǒng) 設(shè) 計 J. 液 壓 氣 動 與 密 封 ， 2013 年 08 期6郭 銳 ， 石 玉 ， 趙 靜 一 . 液 壓 泵 可 靠 性 短 時 試 驗 方 法 研 究 J. 農(nóng) 業(yè) 機 械 學(xué) 報 ， 2016 年 03 期7劉 保 杰 ； 楊 清 文 ， 吳 翔 . 液 壓 系 統(tǒng) 故 障 診 斷 技 術(shù) 研 究 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 趨 勢 J. 液 壓 氣 動 與 密 封 ， 2016 年 08 期8王 琳 高 壓 大 流 量 液 壓 系 統(tǒng) 設(shè) 計 中 的 關(guān) 鍵 因 素 J. 鍛 壓 技 術(shù) ， 2016 年 08 期9羅 才 君 ， 楊 洪 波 . 主 鏡 液 壓 支 撐 系 統(tǒng) 性 能 優(yōu) 化 分 析 J. 計 算 機 仿 真 ， 2016 年 04期 10陳 麗 君 ， 姚 建 勇 . 機 載 液 壓 系 統(tǒng) 故 障 診 斷 與 健 康 管 理 J. 航 空 精 密 制 造 技 術(shù) ， 2016 年 02 期11周 貴 花 ， 李 傳 鐸 ， 孫 松 林 ， 王 書 磊 . 液 壓 傳 動 機 構(gòu) 在 金 屬 打 包 機 改 造 中 的 應(yīng) 用J. 山 東 冶 金 ， 2011 年 01 期12楊 芳 ， 楊 閩 ， 毛 武 榮 . 預(yù) 壓 打 包 機 組 液 壓 原 理 及 液 壓 系 統(tǒng) 維 護 M. 機 電 設(shè) 備 ，2004 13劉 延 俊 .液 壓 與 氣 壓 傳 動 M. 北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 201214張 立 勛 ， 黃 筱 調(diào) ， 王 亮 . 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設(shè) 計 M. 北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 ， 200715XIN De-zhong ， CHEN Song-ling ， WANG Qing-feng. Technology ofload-sensitivity used in the hydraulic system of an all-hydraulic core rigJ. Journal ofCoal Science & Engineering(China)， 200916Yongjun Bai， Feng Gao， Weizhong Guo. Design of mechanical press driven bymulti-servomotorJ. Journal of Mechanical Science and Technology， 201117Deliang Gu， Kuisheng Chen， Xinbo Qian， Congchang Zhan. ReliabilityAnalysisof Drilling Mud Pump Pressure Cylinder Hydraulic SystemJ. 2016 Third InternationalConference on Trustworthy Systems and theirApplications(TSM)， 2016 18曹 少 泳 ， 李 雄 華 . 基 于 PLC 打 包 機 控 制 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 J.硅 谷 ,2011 年 21 期 附 ： 文 獻 綜 述 或 報 告金 屬 打 包 機 作 為 一 種 廢 金 屬 回 收 器 械 目 前 已 廣 泛 應(yīng) 用 在 工 業(yè) 生 產(chǎn) 領(lǐng) 域 中 ， 是 現(xiàn) 階段 實 現(xiàn) 降 低 污 染 、 金 屬 資 源 重 復(fù) 利 用 的 一 種 重 要 工 具 。 金 屬 打 包 機 的 發(fā) 展 ， 也 反 映 出各 個 國 家 現(xiàn) 如 今 的 科 學(xué) 技 術(shù) 發(fā) 展 水 平 與 工 業(yè) 生 產(chǎn) 水 平 。一 、 金 屬 打 包 機 主 要 是 由 壓 縮 板 頭 ， 壓 縮 室 ， 驅(qū) 動 系 統(tǒng) ， 控 制 系 統(tǒng) 等 部 分 組 成 。工 作 時 ， 金 屬 廢 料 先 進 入 壓 縮 室 ， 然 后 壓 縮 板 頭 通 過 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 驅(qū) 動 ， 對 金 屬 廢 料 進 行壓 縮 ， 最 后 打 包 成 塊 ， 推 出 壓 縮 室 。 現(xiàn) 階 段 大 部 分 金 屬 打 包 機 還 是 采 用 傳 統(tǒng) 的 繼 電 控制 ， 設(shè) 備 自 動 化 程 度 不 高 。 而 新 式 打 包 機 由 PLC 控 制 ， 設(shè) 備 自 動 化 程 度 高 ， 降 低 了人 為 操 作 帶 來 的 失 誤 等 。二 、 根 據(jù) 驅(qū) 動 方 式 的 不 同 ， 目 前 國 內(nèi) 擁 有 并 使 用 的 金 屬 打 包 機 大 致 分 為 絲 桿 傳 動 驅(qū) 動 和 液 壓 傳 動 驅(qū) 動 兩 大 類 。 絲 桿 傳 動 驅(qū) 動 的 金 屬 打 包 機 ， 主 要 由 電 動 機 、 減 速 器 、絲 桿 及 螺 母 進 行 傳 動 ， 人 工 取 包 或 是 機 械 頂 住 包 塊 。 這 類 金 屬 打 包 器 械 ， 其 優(yōu) 點 是 結(jié)構(gòu) 簡 單 ， 易 于 制 造 。 但 是 其 缺 點 也 很 明 顯 ， 絲 桿 傳 動 的 功 率 損 耗 大 ， 磨 損 大 ， 體 積 大 ，所 以 在 金 屬 打 包 機 發(fā) 展 過 程 逐 漸 被 液 壓 傳 動 式 所 替 代 。 而 液 壓 驅(qū) 動 金 屬 打 包 機 ， 采 用液 壓 系 統(tǒng) 作 為 打 包 機 的 驅(qū) 動 系 統(tǒng) ， 相 對 絲 桿 傳 動 式 金 屬 打 包 機 來 說 ， 占 地 面 積 稍 小 ，結(jié) 構(gòu) 與 之 相 比 更 為 緊 湊 ， 更 容 易 獲 得 大 的 壓 力 。 兩 種 打 包 機 的 驅(qū) 動 方 式 雖 然 不 同 ， 但是 其 主 機 的 結(jié) 構(gòu) 基 本 都 相 同 。 打 包 機 的 具 體 運 動 基 本 都 為 ： （ 1） 合 蓋 封 閉 料 箱 ，形 成 壓 縮 室 。 即 預(yù) 壓 過 程 （ 2） 第 一 極 壓 頭 加 壓 X 向 加 壓 （ 3） 第 二 級 加 壓 Y 向 加壓 。 即 最 終 加 壓 ， 形 成 密 度 較 高 的 束 塊 。 （ 4） 開 側(cè) 門 ， 推 出 束 塊 ， （ 5） 回 位 主 、側(cè) 壓 頭 退 回 ， 側(cè) 門 關(guān) 閉 ， 機 蓋 啟 開 。 等 待 下 一 工 作 循 環(huán) 加 料 。 三 、 液 壓 驅(qū) 動 式 金 屬 打 包 機 的 核 心 部 分 便 是 液 壓 系 統(tǒng) ， 液 壓 系 統(tǒng) 的 性 能 直 接 影 響到 打 包 機 的 工 作 性 能 。 打 包 機 的 液 壓 系 統(tǒng) 主 要 由 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 組 成 。 液 壓 金 屬 打 包 機 對 液 壓 系 統(tǒng) 的 要 求 為 ：（ 1） 合 理 的 動 力 裝 置 。 液 壓 泵 和 電 機 的 選 擇 直 接 關(guān) 系 到 動 力 源 的 利 用 率 ， 因 此 ，選 擇 液 壓 泵 和 電 機 時 應(yīng) 選 擇 最 合 理 最 節(jié) 能 的 。 液 壓 泵 的 基 本 參 數(shù) 為 ： 壓 力 、 轉(zhuǎn) 速 、 流量 、 效 率 ， 一 般 應(yīng) 該 根 據(jù) 系 統(tǒng) 的 實 際 工 況 來 選 取 。 選 擇 液 壓 泵 的 另 外 因 素 就 是 泵 的 流量 或 者 是 排 量 ， 液 壓 泵 的 流 量 與 實 際 工 作 狀 況 有 關(guān) ， 選 擇 的 液 壓 泵 流 量 需 大 于 液 壓 系統(tǒng) 工 作 時 候 的 最 大 流 量 。 最 后 結(jié) 合 液 壓 泵 的 結(jié) 構(gòu) 特 點 和 性 能 來 確 定 型 號 ， 一 般 需 要 達到 液 壓 泵 變 量 機 構(gòu) 慣 性 小 、 工 作 壓 力 高 、 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 體 積 小 、 重 量 輕 、 成 本 較 低 等 特 點 。 需 要 注 意 的 是 ， 為 了 使 液 壓 泵 工 作 安 全 可 靠 ， 應(yīng) 使 液 壓 泵 的 額 定 壓 力 大 于 工 作 壓力 ， 通 常 高 0.250.60， 而 液 壓 泵 的 額 定 流 量 與 實 際 流 量 相 當(dāng) ， 不 需 要 超 過 太 多 。（ 2） 執(zhí) 行 裝 置 的 可 靠 性 。 執(zhí) 行 裝 置 液 壓 缸 的 選 擇 ， 首 先 需 要 根 據(jù) 設(shè) 計 的 實 際要 求 ， 計 算 參 數(shù) ， 經(jīng) 過 強 度 校 核 后 ， 確 定 其 是 否 符 合 實 際 生 產(chǎn) 要 求 ， 才 能 夠 確 定 液 壓缸 的 型 號 。 通 常 ， 液 壓 金 屬 打 包 機 需 要 用 到 3 個 或 以 上 的 液 壓 缸 ， 主 要 用 途 為 ： （ a）機 蓋 啟 開 或 預(yù) 壓 （ b） 主 壓 力 缸 （ c） 側(cè) 壓 力 缸 等（ 3） 方 便 的 控 制 裝 置 。 液 壓 控 制 元 件 選 擇 。 考 慮 打 包 機 的 運 動 工 作 循 環(huán) ， 在 壓縮 過 程 中 ， 應(yīng) 保 持 穩(wěn) 定 狀 態(tài) ， 不 允 許 受 到 各 種 干 擾 ， 同 時 要 求 各 個 液 壓 缸 只 能 單 獨 動作 ， 不 能 同 時 動 作 ， 主 缸 、 側(cè) 缸 、 蓋 缸 都 能 在 任 意 位 置 停 止 運 動 ， 基 于 此 來 選 擇 液 壓油 路 。 而 選 擇 的 各 種 控 制 閥 應(yīng) 保 證 液 壓 系 統(tǒng) 的 安 全 可 靠 性 ， 同 時 考 慮 各 個 液 壓 缸 的 互 鎖 機 制 ， 結(jié) 合 控 制 閥 的 中 位 機 能 ， 達 到 減 少 系 統(tǒng) 的 功 率 損 失 ， 便 于 卸 荷 的 效 果 。（ 4） 輔 助 元 件 選 擇 。 由 于 液 壓 系 統(tǒng) 工 作 時 會 產(chǎn) 生 一 系 列 因 素 ， 如 油 液 可 壓 縮 性以 及 油 液 升 溫 等 ， 此 類 因 素 在 系 統(tǒng) 靜 止 時 不 會 對 系 統(tǒng) 系 能 產(chǎn) 生 影 響 ， 但 是 在 工 作 時 這一 系 列 因 素 會 導(dǎo) 致 液 壓 系 統(tǒng) 性 能 無 法 達 到 設(shè) 計 的 要 求 ， 所 以 需 要 選 擇 一 系 列 輔 助 元件 ， 如 在 液 壓 系 統(tǒng) 的 回 油 路 裝 冷 卻 器 ， 調(diào) 節(jié) 油 溫 ： 在 主 壓 缸 的 加 載 缸 進 油 口 裝 壓 力 表和 安 全 閥 等 ， 讓 液 壓 金 屬 打 包 機 滿 足 工 作 循 環(huán) 中 各 種 壓 力 、 流 量 變 化 的 要 求 。四 、 打 包 機 的 控 制 系 統(tǒng) ， 市 面 上 常 見 的 金 屬 打 包 機 控 制 系 統(tǒng) 大 致 也 分 為 兩 種 ， 通過 繼 電 器 控 制 ， 和 采 用 PLC 作 為 控 制 軟 件 控 制 系 統(tǒng) 。 （ 1） 傳 統(tǒng) 的 繼 電 器 控 制 方 式 ，雖 然 控 制 形 式 簡 單 ， 但 是 有 的 控 制 全 都 是 采 用 電 氣 元 件 來 完 成 ， 接 線 較 為 麻 煩 ， 在 系統(tǒng) 發(fā) 生 問 題 時 ， 查 找 起 來 非 常 困 難 ， 并 且 通 過 人 工 操 縱 桿 實 現(xiàn) 打 包 機 的 運 動 控 制 ， 不 能 達 到 控 制 精 確 ， 甚 至 可 能 導(dǎo) 致 操 作 失 誤 而 帶 來 不 必 要 的 損 失 。 所 以 這 種 控 制 方 式 終將 被 淘 汰 （ 2） 新 式 打 包 機 通 過 運 用 PCL 控 制 系 統(tǒng) ， 作 為 新 一 代 可 編 程 控 制 器 的 PLC，在 生 產(chǎn) 過 程 中 的 自 動 控 制 和 順 序 邏 輯 控 制 可 根 據(jù) 要 求 和 加 工 流 程 來 實 現(xiàn) ， 通 過 計 算 機收 集 數(shù) 據(jù) 信 息 ， 然 后 進 行 數(shù) 據(jù) 分 析 與 處 理 ， 再 進 行 系 統(tǒng) 的 總 體 控 制 ， 控 制 相 對 精 確 ，所 以 在 控 制 現(xiàn) 場 中 PLC 不 僅 被 廣 泛 應(yīng) 用 ， 同 時 也 取 得 了 很 好 的 控 制 效 果 。 并 且 采 用PLC 控 制 ， 在 檢 查 系 統(tǒng) 問 題 時 也 相 對 簡 單 。五 、 液 壓 系 統(tǒng) 的 故 障 檢 測 。 隨 著 液 壓 技 術(shù) 與 微 電 子 技 術(shù) 、 計 算 機 控 制 技 術(shù) 、 傳 感技 術(shù) 等 新 技 術(shù) 的 緊 密 結(jié) 合 ， 使 得 液 壓 系 統(tǒng) 向 著 復(fù) 雜 化 、 精 密 化 和 自 動 化 的 方 向 快 速 發(fā)展 ， 而 且 用 途 越 來 越 多 ， 涉 及 的 領(lǐng) 域 也 越 來 越 廣 。 在 機 、 電 、 液 一 體 化 的 耦 合 系 統(tǒng) 中 ，液 壓 系 統(tǒng) 發(fā) 生 的 故 障 具 有 隨 機 性 、 隱 蔽 性 和 復(fù) 雜 性 等 特 點 ， 所 以 開 展 針 對 液 壓 系 統(tǒng) 的 故 障 診 斷 的 研 究 顯 得 尤 為 重 要 。 依 據(jù) 液 壓 系 統(tǒng) 的 故 障 診 斷 技 術(shù) 特 點 ， 可 分 為 以 下 三 個 發(fā) 展 階 段 ：（ 1） 原 始 診 斷 階 段 。 該 階 段 由 于 機 器 裝 備 比 較 簡 單 ， 故 障 診 斷 主 要 依 靠 專 家 或維 修 人 員 通 過 感 官 、 經(jīng) 驗 和 簡 單 儀 表 ， 對 故 障 進 行 診 斷 并 排 除 。 通 常 采 用 的 方 法 有 感官 診 斷 法 、 邏 輯 分 析 法 、 圖 論 法 和 儀 器 檢 測 法 。 每 種 方 式 方 法 的 應(yīng) 用 時 機 ， 需 要 視 具體 的 應(yīng) 用 場 合 與 故 障 發(fā) 生 狀 況 而 定 。 該 發(fā) 展 階 段 的 故 障 診 斷 方 法 ， 其 優(yōu) 點 是 建 模 簡 單 ，分 析 過 程 和 結(jié) 果 易 于 理 解 。 但 它 過 于 依 賴 檢 修 人 員 的 判 斷 能 力 和 實 際 經(jīng) 驗 ， 只 能 對 故障 進 行 簡 單 的 定 性 分 析 ， 做 不 到 定 量 分 析 。 另 外 ， 當(dāng) 系 統(tǒng) 復(fù) 雜 時 ， 使 用 此 類 診 斷 方 法將 會 變 得 非 常 困 難 ， 費 時 費 力 ， 而 且 診 斷 正 確 率 不 高 ， 滿 足 不 了 現(xiàn) 代 液 壓 系 統(tǒng) 的 要 求 。（ 2） 基 于 傳 感 器 與 計 算 機 技 術(shù) 診 斷 階 段 。 這 個 階 段 由 于 傳 感 器 技 術(shù) 和 動 態(tài) 測 試技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 使 得 對 液 壓 系 統(tǒng) 個 中 診 斷 新 號 （ 壓 力 、 流 量 、 振 動 等 ） 的 測 量 變 得 容 易 和 快 捷 ， 微 機 和 信 號 處 理 技 術(shù) 的 快 速 發(fā) 展 ， 使 數(shù) 據(jù) 處 理 的 效 率 大 大 提 高 ， 從 而 出 現(xiàn) 了各 種 狀 態(tài) 監(jiān) 測 和 故 障 診 斷 方 法 。 主 要 是 時 域 分 析 法 、 頻 域 分 析 法 、 時 頻 分 析 法 、 狀 態(tài)空 間 分 析 法 、 動 態(tài) 過 程 分 析 法 、 參 數(shù) 估 計 法 等 。 該 階 段 的 診 斷 方 法 ， 需 要 建 立 系 統(tǒng) 的數(shù) 學(xué) 模 型 或 者 提 取 系 統(tǒng) 的 特 征 參 數(shù) ， 而 液 壓 系 統(tǒng) 是 一 個 非 線 性 時 變 系 統(tǒng) ， 具 有 強 耦 合 、滯 后 、 參 數(shù) 時 變 等 非 線 性 特 征 ， 導(dǎo) 致 液 壓 系 統(tǒng) 故 障 特 征 參 數(shù) 提 取 困 難 ， 數(shù) 學(xué) 模 型 極 其復(fù) 雜 甚 至 數(shù) 學(xué) 模 型 無 法 建 立 的 情 況 ， 很 難 得 到 較 準(zhǔn) 確 的 在 線 狀 態(tài) 估 計 或 參 數(shù) 估 計 。（ 3） 智 能 化 診 斷 階 段 。 這 一 階 段 的 特 點 是 將 人 工 智 能 的 研 究 成 果 （ 專 家 經(jīng) 驗 的總 結(jié) 、 模 糊 邏 輯 和 人 工 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 等 ） 應(yīng) 用 到 液 壓 系 統(tǒng) 故 障 診 斷 領(lǐng) 域 中 ， 它 以 常 規(guī) 信 號處 理 和 診 斷 技 術(shù) 為 基 礎(chǔ) ， 以 人 工 智 能 技 術(shù) 為 核 心 ， 構(gòu) 建 智 能 化 故 障 診 斷 模 型 和 系 統(tǒng) 。此 時 ， 故 障 診 斷 過 程 由 以 知 識 處 理 為 核 心 取 代 了 以 數(shù) 據(jù) 處 理 為 核 心 。 目 前 ， 基 于 人 工 智 能 的 液 壓 系 統(tǒng) 故 障 診 斷 法 主 要 有 基 于 模 糊 邏 輯 的 診 斷 法 、 基 于 專 家 系 統(tǒng) 的 診 斷 法 和基 于 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 的 診 斷 法 以 及 它 們 之 間 的 融 合 等 。 基 于 專 家 系 統(tǒng) 的 診 斷 法 ， 是 根 據(jù) 人們 在 長 期 的 實 踐 中 積 累 起 來 的 大 量 故 障 診 斷 經(jīng) 驗 和 知 識 設(shè) 計 出 的 一 套 計 算 機 程 序 ， 其診 斷 結(jié) 果 直 觀 、 形 象 ， 易 于 理 解 ， 并 且 克 服 了 模 型 診 斷 法 對 模 型 的 依 賴 性 。 但 是 ， 專家 系 統(tǒng) 存 在 知 識 獲 取 比 較 困 難 ； 當(dāng) 規(guī) 則 較 多 時 ， 推 理 中 存 在 匹 配 沖 突 、 組 合 爆 炸 等 問題 ， 導(dǎo) 致 推 理 速 度 變 慢 、 效 率 低 下 。 基 于 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 的 診 斷 法 ， 是 利 用 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 具 有高 度 的 自 適 應(yīng) 性 、 較 強 的 自 學(xué) 習(xí) 能 力 和 容 錯 性 以 及 分 布 式 并 行 信 息 處 理 功 能 等 ， 較 好地 解 決 了 專 家 系 統(tǒng) 中 出 現(xiàn) 的 無 窮 遞 歸 、 組 合 爆 炸 及 匹 配 沖 突 等 問 題 ， 并 使 計 算 速 度 大大 提 高 。 但 是 ， 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 故 障 診 斷 存 在 學(xué) 習(xí) 算 法 收 斂 速 度 慢 ， 訓(xùn) 練 樣 本 獲 取 困 難 ， 不能 解 釋 推 理 過 程 和 推 理 結(jié) 果 等 問 題 。 結(jié) 合 目 前 的 人 工 智 能 、 只 能 計 算 、 信 息 處 理 等 計 算 機 等 相 關(guān) 技 術(shù) 領(lǐng) 域 的 發(fā) 展 ， 將 相 關(guān) 學(xué) 科 和 領(lǐng) 域 的 新 技 術(shù) 、 新 理 論 不 斷 引 入 并 與 現(xiàn) 有 的 故 障 診 斷 技 術(shù) 相 融 合 ， 必 將 促進 液 壓 系 統(tǒng) 故 障 診 斷 技 術(shù) 的 進 一 步 發(fā) 展 。 液 壓 驅(qū) 動 金 屬 打 包 機 設(shè) 計總 計 ： 畢 業(yè) 論 文 ： 31 頁表 格 ： 7 表插 圖 ： 4 幅 指 導(dǎo) 教 師 ： 何 容 國評 閱 人 ：完 成 時 間 ： I 摘 要伴 隨 現(xiàn) 代 科 技 水 平 的 不 停 發(fā) 展 ， 對 各 個 國 家 來 說 ， 金 屬 資 源 變 得 越 來 越 重 要 。 在 工業(yè) 發(fā) 展 中 ， 對 金 屬 資 源 的 不 合 理 使 用 以 及 過 渡 開 采 ， 浪 費 了 大 量 的 金 屬 資 源 。 金 屬 資 源的 不 斷 減 少 引 起 了 人 們 的 擔(dān) 憂 ， 在 此 情 況 下 ， 如 何 實 現(xiàn) 廢 棄 金 屬 的 回 收 再 利 用 ， 成 了 工業(yè) 發(fā) 展 中 尤 為 重 要 的 課 題 。 金 屬 打 包 機 就 在 這 種 形 式 下 孕 育 而 出 。打 包 機 整 體 結(jié) 構(gòu) 的 設(shè) 計 ， 機 座 部 分 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 、 材 料 選 擇 ， 液 壓 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 、 元 件 選擇 以 及 打 包 機 液 壓 原 理 圖 設(shè) 計 等 是 本 次 設(shè) 計 的 主 要 內(nèi) 容 。 本 次 設(shè) 計 告 別 傳 統(tǒng) 的 絲 桿 傳動 ， 而 采 用 液 壓 傳 動 的 形 式 ， 為 打 包 裝 置 傳 遞 更 大 的 工 作 壓 力 。 本 次 設(shè) 計 的 打 包 機 采 用主 、 側(cè) 雙 液 壓 缸 進 行 工 作 ， 側(cè) 液 壓 缸 放 在 投 放 物 料 倉 室 的 后 方 ， 主 液 壓 缸 則 放 在 投 放 物料 倉 室 的 側(cè) 方 。 壓 縮 室 的 設(shè) 計 及 其 材 料 的 選 擇 是 整 體 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 的 主 要 內(nèi) 容 。 而 活 塞 桿 以及 缸 筒 的 計 算 校 核 等 是 液 壓 缸 設(shè) 計 的 主 要 內(nèi) 容 。 在 本 次 設(shè) 計 的 打 包 機 中 ， 除 去 主 、 側(cè) 兩 個 液 壓 缸 完 成 打 包 工 作 外 ， 還 包 含 有 前 門 液 壓 缸 、 上 蓋 液 壓 缸 和 鎖 緊 液 壓 缸 ， 它 們 分 別完 成 各 自 的 工 作 ， 從 而 完 成 整 個 打 包 過 程 。本 次 設(shè) 計 完 成 了 上 述 液 壓 金 屬 打 包 機 所 需 要 的 設(shè) 計 。 整 個 液 壓 金 屬 打 包 機 具 有 很 大的 優(yōu) 點 ， 成 本 造 價 低 廉 ， 具 有 快 速 、 高 效 的 工 作 效 率 ， 應(yīng) 用 廣 泛 。關(guān) 鍵 詞 ： 廢 金 屬 的 回 收 ； 金 屬 打 包 機 ； 液 壓 II ABSTRACTWiththedevelopmentofmodernscienceandtechnology,metalresourcesarebecomingmoreandmoreimportanttoindividualcountries.Theexcessiveuseofmetalresourcesandtheexploitationofthetransitionhavewastedalotofmetalresources.Metalresourcesdeclinehascausedpeoplesconcern,inthiscase,howtorealizethescrapmetalrecycling,becametheindustrialdevelopmentisparticularlyimportanttopic.Charterplaneswereborninthissituation.Designofthewholestructureofbalingpress,standpartofthestructuredesign,materialselection,hydraulicsystemdesign,componentselectionandpackerhydraulicprinciplediagramdesignisthemaincontentofthisdesign.Thisdesigndoesnotusethetraditionalscrewdrive,butthehydraulicdriveisusedtoprovidethepowerforthemachine.Adoublehydrauliccylinderisusedforwork,themainhydrauliccylinderisplacedinthebackofthe compressionchamber,andthesidehydrauliccylinderisonthesideofthecompressionchamber.Thedesignofthecompressionchamberanditsmaterialselectionarethemaincontentoftheoverallstructuredesign.Inthedesignofthepackingmachine,removethemainhydrauliccylinder,sidetwocompletepackagingworkoutside,stillhavethreeauxiliaryhydrauliccylinder,respectively,tocompletethewholeprocess.Thisdesigncompletesthedesignofthehydraulicmetalpress.Thewholehydraulicmetalpackingmachinehasalotofadvantages,notonlycostlow,butalsowidelyusedbyenterprises.Key Words： Scrap metal recycling;Metal baling press;hydraulic pressure I 目 錄摘 要 .IABSTRACT.II1 緒 論 .11.1 文 獻 綜 述 .11.2 設(shè) 計 內(nèi) 容 簡 介 .21.3 本 章 小 結(jié) .32 打 包 機 主 體 的 設(shè) 計 分 析 .42.1 打 包 機 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 .42.2 打 包 機 壓 縮 室 設(shè) 計 與 強 度 校 核 .7 3 打 包 機 液 壓 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 .93.1 液 壓 系 統(tǒng) 的 特 點 .93.2 液 壓 系 統(tǒng) 工 況 分 析 .93.3 液 壓 缸 的 計 算 .113.4 擬 定 液 壓 系 統(tǒng) 回 路 .143.5 液 壓 系 統(tǒng) 壓 力 分 析 .173.6 液 壓 元 件 的 選 擇 .184 結(jié) 論 .21參 考 文 獻 .22附 錄 1： 外 文 翻 譯 .23附 錄 2： 外 文 原 文 .26致 謝 .32 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 1 - 1 緒 論1.1 文 獻 綜 述1.1.1 課 題 研 究 背 景近 乎 所 有 的 打 包 機 都 是 同 一 個 原 理 ： 讓 廢 棄 的 、 原 來 散 亂 、 占 用 空 間 大 的 材 料 經(jīng) 過設(shè) 備 的 壓 縮 、 打 包 ， 變 為 同 一 規(guī) 格 的 小 體 積 、 比 重 大 而 且 容 易 回 收 和 運 輸 的 包 塊 。 目 前打 包 機 分 為 金 屬 打 包 機 和 非 金 屬 打 包 機 兩 種 。 本 設(shè) 計 選 擇 適 用 于 各 類 金 屬 與 相 應(yīng) 的 金 屬制 品 材 料 的 壓 縮 和 打 包 3。 金 屬 打 包 機 的 主 要 作 用 是 將 廢 棄 金 屬 物 料 以 及 一 些 輕 薄 金 屬板 材 余 料 壓 縮 打 包 成 塊 ， 打 包 成 塊 后 作 為 回 爐 熔 煉 的 合 格 爐 料 ， 實 現(xiàn) 再 利 用 。 這 樣 不 僅可 以 減 少 了 廢 棄 物 料 的 運 輸 成 本 以 及 冶 煉 成 本 ， 又 方 便 運 輸 儲 存 4， 可 以 大 大 提 高 生 產(chǎn)效 率 和 經(jīng) 濟 效 益 。工 業(yè) 科 技 的 不 斷 飛 速 發(fā) 展 ， 使 廢 棄 金 屬 的 產(chǎn) 量 急 劇 增 加 ， 所 謂 廢 金 屬 是 指 包 括 廢 包裝 物 、 線 材 、 邊 角 余 料 、 切 屑 等 ， 這 些 不 能 夠 直 接 再 投 入 生 產(chǎn) 使 用 的 金 屬 物 料 。金 屬 資 源 的 過 度 浪 費 雖 然 引 起 了 國 內(nèi) 企 業(yè) 的 擔(dān) 憂 ， 但 還 是 沒 有 引 起 相 當(dāng) 的 重 視 。 而且 當(dāng) 前 ， 中 國 的 打 包 機 還 是 以 模 仿 為 主 ， 對 外 國 的 產(chǎn) 品 略 有 改 善 ， 沒 有 實 質(zhì) 的 發(fā) 展 ， 而在 企 業(yè) 管 理 中 ， 往 往 只 注 重 生 產(chǎn) 加 工 、 輕 研 究 開 發(fā) ， 創(chuàng) 新 不 夠 ， 所 以 我 們 要 勇 于 開 發(fā) 和創(chuàng) 新 ， 在 自 身 的 方 面 進 行 摸 索 研 究 并 實 踐 ， 提 高 自 身 的 能 力 ， 為 中 國 打 包 機 的 發(fā) 展 做 出貢 獻 。 相 比 于 國 外 ， 我 國 的 打 包 機 械 產(chǎn) 品 種 類 和 數(shù) 量 都 比 較 少 。 國 外 的 打 包 機 械 產(chǎn) 品 已 經(jīng)走 向 節(jié) 能 化 、 智 能 化 和 高 科 技 化 。 而 國 內(nèi) 引 進 國 外 廢 金 屬 打 包 機 距 今 已 有 20多 年 ， 但是 打 包 機 械 的 發(fā) 展 卻 依 然 沒 有 跟 上 工 業(yè) 科 技 發(fā) 展 的 腳 步 。結(jié) 合 現(xiàn) 有 生 產(chǎn) 力 和 社 會 發(fā) 展 水 平 ， 相 信 金 屬 打 包 機 械 在 未 來 的 發(fā) 展 態(tài) 勢 將 會 呈 現(xiàn) 以下 特 點 ：高 效 化 、 低 能 耗 、 高 速 化自 動 化 、 智 能 化 。機 電 液 一 體 化 。液 壓 元 件 的 標(biāo) 準(zhǔn) 化 ， 集 成 化 。從 一 些 資 料 上 能 夠 了 解 到 ， 目 前 國 內(nèi) 擁 有 和 使 用 的 金 屬 打 包 機 主 要 分 為 ： 絲 桿 傳 動以 與 液 壓 傳 動 金 屬 打 包 機 兩 類 。 然 而 現(xiàn) 在 ， 由 于 采 用 絲 桿 傳 動 ， 這 類 傳 動 其 功 率 損 耗 太大 ， 壓 頭 力 的 傳 動 不 穩(wěn) 定 ， 加 工 成 型 的 包 塊 密 度 比 較 低 ， 結(jié) 合 絲 桿 傳 動 自 身 的 v弊 端 和 限 制 ， 所 以 采 用 絲 桿 傳 動 的 金 屬 打 包 機 幾 乎 已 經(jīng) 被 淘 汰 掉 了 ； 而 采 用 液 壓 傳 動 的 金 屬 打 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 2 - 包 機 與 絲 桿 傳 動 相 比 較 來 說 ， 液 壓 打 包 機 能 夠 傳 遞 更 大 的 壓 力 ， 工 作 效 率 也 更 高 ， 并 且速 度 能 夠 自 動 控 制 。1.1.2 課 題 研 究 的 意 義從 我 們 的 周 邊 環(huán) 境 ， 易 覺 察 到 ， 現(xiàn) 在 很 多 企 業(yè) 工 廠 的 金 屬 廢 料 以 及 日 常 生 活 中 遺 棄的 金 屬 制 品 都 在 與 日 俱 增 ， 這 是 工 廠 和 企 業(yè) 在 飛 速 發(fā) 展 以 及 人 們 的 生 活 質(zhì) 量 也 變 得 越 來越 高 的 原 因 。 然 而 ， 這 種 原 因 也 自 然 的 給 我 們 周 圍 的 環(huán) 境 和 社 會 的 發(fā) 展 帶 來 了 相 對 的 影響 。 并 且 ， 各 類 礦 產(chǎn) 資 源 屬 于 不 可 再 生 資 源 ， 會 隨 著 工 業(yè) 發(fā) 展 而 逐 漸 減 少 。 因 此 ， 如 何對 這 類 廢 棄 金 屬 材 料 采 取 回 收 和 利 用 已 是 一 個 刻 不 容 緩 的 問 題 。 加 快 廢 金 屬 的 回 收 和 利用 ， 不 僅 是 人 心 所 向 ， 也 是 工 業(yè) 發(fā) 展 的 實 際 需 求 。 金 屬 打 包 機 就 是 在 這 種 需 求 下 產(chǎn) 生 的 。打 包 機 在 國 民 經(jīng) 濟 發(fā) 展 中 有 著 不 可 代 替 的 作 用 ， 因 為 它 能 實 現(xiàn) 對 金 屬 廢 料 的 打 包 回 收 和再 利 用 ， 符 合 可 持 續(xù) 發(fā) 展 的 道 路 ， 前 景 開 闊 。 不 使 環(huán) 境 污 染 變 得 更 嚴 重 ， 變 廢 為 寶 ， 資 源 回 收 再 利 用 ， 達 到 可 持 續(xù) 發(fā) 展 的 目 的 是必 須 要 的 。 但 是 ， 我 們 目 前 面 臨 更 多 的 問 題 是 如 何 降 低 回 收 的 成 本 ， 并 且 提 高 回 收 的 效率 。 現(xiàn) 在 國 外 的 打 包 機 正 在 朝 著 智 能 化 、 自 動 化 、 高 效 化 的 方 向 發(fā) 展 。 而 國 內(nèi) 對 于 新 產(chǎn)品 的 研 究 和 開 發(fā) 的 缺 乏 動 力 、 財 力 ， 使 得 如 今 打 包 機 的 技 術(shù) 仍 然 處 于 落 后 的 不 良 局 面 。在 日 益 激 烈 的 競 爭 下 ， 企 業(yè) 的 自 主 研 究 成 果 無 法 與 大 眾 分 享 ， 而 相 關(guān) 的 部 門 又 缺 少 科 研經(jīng) 費 的 投 入 ， 使 得 我 國 在 這 一 領(lǐng) 域 的 空 白 很 難 填 補 。綜 合 以 上 所 述 的 情 形 ， 本 文 研 究 設(shè) 計 的 液 壓 驅(qū) 動 金 屬 打 包 機 相 比 于 過 去 的 打 包 機 ，是 具 有 一 定 研 究 意 義 的 。1.2 設(shè) 計 內(nèi) 容 簡 介1.2.1 研 究 解 決 的 問 題 傳 統(tǒng) 的 打 包 機 械 設(shè) 備 主 要 包 含 傳 動 機 構(gòu) 、 動 力 系 統(tǒng) 和 工 作 機 構(gòu) 。 動 力 系 統(tǒng) 為 打 包 機械 設(shè) 備 提 供 動 力 源 ； 打 包 機 械 的 運 作 是 依 靠 傳 動 機 構(gòu) 來 實 現(xiàn) 的 ； 而 傳 動 機 構(gòu) 的 作 用 則 是為 了 讓 動 力 源 滿 足 運 行 機 構(gòu) 對 速 度 、 力 、 以 及 其 他 運 行 功 能 要 求 的 裝 置 6。確 定 初 始 數(shù) 據(jù) ： 確 定 公 稱 推 力 ： 1150KN 確 定 壓 縮 室 的 尺 寸 ： 1100 650 550mm 確 定 包 塊 尺 寸 ： （ 240-350） 250 250mm 確 定 包 塊 密 度 ： 1800kg/m3 確 定 生 產(chǎn) 效 率 ： 900-1200kg/h 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 3 - 1.2.2 整 體 設(shè) 計 方 法（ 1） 金 屬 打 包 機 主 體 的 設(shè) 計 打 包 機 機 體 設(shè) 計 壓 縮 室 設(shè) 計a.壓 縮 室 尺 寸 設(shè) 計b.進 行 強 度 校 核（ 2） 液 壓 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 選 擇 液 壓 泵 設(shè) 計 能 實 現(xiàn) 足 夠 流 量 和 工 作 壓 力 的 液 壓 油 泵 當(dāng) 中 液 壓 源 的 產(chǎn) 生 機 構(gòu) 設(shè) 計 液 壓 缸 及 控 制 油 路 ： 要 求 能 實 現(xiàn) 的 工 作 過 程 為 ： 啟 動 ， 上 蓋 缸 合 上 ， 鎖 緊機 構(gòu) 鎖 上 側(cè) 缸 快 進 ， 到 達 一 定 位 置 后 切 換 為 工 進 當(dāng) 側(cè) 缸 壓 力 達 到 一 定 值 后 ， 側(cè) 缸 保壓 主 缸 快 進 ， 到 達 一 定 位 置 后 切 換 為 工 進 當(dāng) 主 缸 壓 力 達 到 一 定 值 后 ， 主 缸 保 壓 保 壓 一 定 時 間 ， 兩 缸 泄 壓 ， 主 缸 回 到 起 始 位 置 鎖 緊 機 構(gòu) 松 開 打 開 上 蓋 打 開 前 門 側(cè)缸 將 包 塊 推 出 壓 縮 室 側(cè) 缸 快 退 ， 回 到 初 始 位 置 關(guān) 上 前 門 等 待 下 一 次 填 料 。 輔 助 裝 置 的 確 定 ： 采 用 以 上 提 到 的 各 個 部 位 相 互 連 接 通 道 和 接 口 。 液 壓 原 理 圖 的 設(shè) 計1.3 本 章 小 結(jié)根 據(jù) 市 場 需 求 和 制 造 能 力 ， 完 成 打 包 機 的 研 發(fā) 制 造 。 要 求 能 夠 達 到 工 作 安 全 、 步 驟準(zhǔn) 確 、 便 于 維 護 、 并 且 能 夠 使 所 設(shè) 計 的 打 包 機 滿 足 經(jīng) 濟 實 惠 、 性 能 穩(wěn) 定 的 目 標(biāo) ， 采 用 液壓 系 統(tǒng) 控 制 ， 控 制 容 易 、 便 捷 ， 可 以 非 常 好 的 滿 足 市 場 的 需 求 。 加 工 工 藝 很 好 7。 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 4 - 2 打 包 機 主 體 的 設(shè) 計 分 析這 一 章 主 要 設(shè) 計 打 包 機 的 外 形 ， 以 及 確 定 主 要 工 作 液 壓 缸 、 輔 助 液 壓 缸 在 打 包 工 作過 程 中 的 的 具 體 運 動 形 式 ， 然 后 分 析 各 個 受 力 部 分 ， 校 核 其 強 度 。2.1 打 包 機 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計打 包 機 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 包 括 機 體 設(shè) 計 ， 根 據(jù) 已 定 條 件 進 行 打 包 機 運 動 形 式 設(shè) 計 以 及 壓 縮設(shè) 計 室 。 這 設(shè) 計 過 程 中 ， 想 要 設(shè) 計 出 合 理 的 結(jié) 構(gòu) ， 對 打 包 機 的 具 體 運 動 的 分 析 ， 是 達 到本 次 設(shè) 計 目 的 的 重 要 前 提 8。2.1.1 打 包 機 的 運 動打 包 機 運 動 程 序 如 下 ：（ 1） 投 料 后 ， 上 蓋 關(guān) 閉 ， 形 成 壓 縮 室 ， 然 后 鎖 緊 機 構(gòu) 工 作 ， 防 止 在 壓 縮 過 程 中 上蓋 被 頂 開 。（ 2） 側(cè) 液 壓 缸 快 速 前 進 ， 到 一 定 形 成 轉(zhuǎn) 換 為 工 作 進 給 ， 工 進 直 到 金 屬 打 包 塊 達 到預(yù) 定 尺 寸 之 后 ， 側(cè) 液 壓 缸 停 止 。（ 3） 側(cè) 液 壓 缸 停 止 后 ， 主 液 壓 缸 快 速 前 進 ， 與 側(cè) 液 壓 缸 一 樣 ， 到 一 定 位 置 后 轉(zhuǎn) 換成 工 進 ， 同 樣 工 進 到 廢 棄 金 屬 打 包 塊 達 到 預(yù) 定 的 尺 寸 之 后 ， 主 液 壓 缸 停 止 。 兩 個 完 成 打包 工 作 的 液 壓 缸 經(jīng) 過 一 段 時 間 的 保 壓 之 后 ， 馬 上 快 退 回 到 初 始 位 置 。（ 4） 廢 棄 金 屬 打 包 成 塊 后 ， 鎖 緊 機 構(gòu) 松 開 ， 上 蓋 打 開 。 （ 5） 開 啟 前 門 ， 側(cè) 缸 將 打 包 塊 快 速 推 出 ， 切 換 成 快 退 ， 運 行 到 起 始 位 置 。（ 6） 關(guān) 閉 前 門 ， 進 入 下 一 次 的 工 作 循 環(huán) 。2.1.2 打 包 機 的 總 體 布 局（ 1） 主 體 布 局側(cè) 液 壓 缸 放 置 于 投 放 物 料 室 的 后 方 ， 投 放 物 料 倉 室 的 側(cè) 方 安 放 進 行 主 要 工 作 的 液 壓缸 ， 上 蓋 液 壓 缸 安 置 于 側(cè) 液 壓 缸 的 上 方 ， 鎖 緊 系 統(tǒng) 置 于 上 蓋 上 面 ， 前 門 系 統(tǒng) 置 于 前 門 ，這 就 是 打 包 機 的 主 體 布 局 。 而 打 包 機 的 總 體 可 分 為 ： 機 體為 保 證 機 體 安 裝 起 來 和 拆 卸 起 來 都 相 對 比 較 容 易 ， 而 且 在 工 作 過 程 中 也 不 容 易 被 損壞 ， 整 個 機 體 由 多 個 大 板 塊 拼 接 而 成 ， 為 方 便 整 個 機 械 設(shè) 備 的 維 修 與 安 裝 ， 使 整 個 機 體的 位 置 形 式 固 定 。 上 蓋 液 壓 缸 系 統(tǒng)上 蓋 缸 系 統(tǒng) 由 液 壓 缸 和 上 蓋 構(gòu) 成 。 打 包 機 在 工 作 之 前 ， 上 蓋 液 壓 缸 推 動 上 蓋 落 下 ， 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 5 - 形 成 密 閉 的 壓 縮 室 ， 此 時 壓 縮 室 的 高 度 就 是 打 包 塊 的 高 度 。 上 蓋 需 要 焊 接 加 強 筋 。 鎖 緊 系 統(tǒng)鎖 緊 系 統(tǒng) 置 于 上 蓋 上 面 ， 打 包 機 在 進 行 打 包 工 作 之 前 ， 鎖 緊 系 統(tǒng) 依 靠 靠 鎖 緊 液 壓 缸推 動 銷 軸 導(dǎo) 入 前 門 擋 板 的 銷 孔 內(nèi) ， 使 上 蓋 與 前 門 擋 板 鎖 緊 。 這 樣 就 能 避 免 打 包 機 工 作 過程 中 由 于 過 大 的 擠 壓 力 將 上 蓋 頂 開 ， 產(chǎn) 生 危 險 事 故 。 前 門 上 的 孔 道 要 足 夠 大 ， 目 的 是 為了 避 免 由 于 廢 料 的 干 擾 ， 導(dǎo) 致 銷 軸 不 能 正 確 推 入 到 前 門 的 銷 孔 內(nèi) ， 造 成 意 外 事 故 。 主 、 側(cè) 液 壓 缸 系 統(tǒng)主 液 壓 缸 、 側(cè) 液 壓 缸 系 統(tǒng) 是 金 屬 打 包 機 的 主 要 工 作 系 統(tǒng) ， 它 的 主 要 工 作 是 完 成 廢 棄物 料 的 壓 縮 過 程 ， 使 打 包 塊 具 有 一 定 的 密 度 ， 形 成 一 個 一 定 尺 寸 的 打 包 塊 。 前 門 系 統(tǒng)前 門 系 統(tǒng) 的 作 用 是 ， 當(dāng) 包 塊 打 包 成 形 后 ， 前 門 液 壓 缸 將 前 門 打 開 ， 使 金 屬 打 包 塊 從前 門 被 推 出 。 因 為 前 門 直 接 與 高 壓 室 相 連 ， 在 打 包 機 工 作 過 程 中 直 接 承 受 來 自 側(cè) 液 壓 缸 系 統(tǒng) 的 壓 力 ， 所 以 應(yīng) 當(dāng) 確 保 開 門 前 ， 側(cè) 液 壓 缸 的 已 經(jīng) 卸 壓 ， 不 然 可 能 會 導(dǎo) 致 前 門 無 法 正常 開 啟 ， 更 嚴 重 的 可 能 是 造 成 部 件 直 接 被 損 壞 。（ 2） 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計打 包 機 壓 縮 室 的 尺 寸 為 355.065.01.1 m ， 為 了 使 計 算 過 程 變 得 更 加 簡 便 以 及 縮 短液 壓 缸 的 工 作 行 程 ， 現(xiàn) 確 定 經(jīng) 過 壓 縮 的 打 包 塊 尺 寸 為 mm250250300 ， 那 么 可 以計 算 出 以 下 液 壓 缸 的 工 作 行 程 ：側(cè) 液 壓 缸 工 作 行 程 ： mmL 80030011001 ；主 液 壓 缸 工 作 行 程 ： mmL 400250-6502 ；前 門 液 壓 缸 工 作 行 程 ： mmL 3002505503 。根 據(jù) 壓 縮 室 的 大 小 ， 考 慮 到 各 個 液 壓 缸 的 行 程 、 各 結(jié) 構(gòu) 板 塊 的 厚 度 以 及 液 壓 缸 位 置的 安 放 ， 整 個 打 包 機 的 長 度 取 mmS 2200 ； 為 了 便 于 設(shè) 備 的 安 裝 調(diào) 試 與 維 修 ， 將 主 液 壓 缸 不 安 置 于 主 機 體 內(nèi) ， 置 于 壓 縮 室 側(cè) 面 ， 根 據(jù) 其 行 程 和 位 置 ， 確 定 打 包 機 機 體 寬 度 取值 為 mmL 1800 ； 上 蓋 缸 系 統(tǒng) 置 于 側(cè) 杠 系 統(tǒng) 上 方 ， 綜 合 打 包 機 壓 縮 的 高 度 與 上 蓋 系 統(tǒng) 的高 度 ， 為 了 便 于 上 蓋 的 打 開 ， 現(xiàn) 取 總 打 包 機 機 體 高 度 mmH 1100 。上 蓋 的 尺 寸 主 要 根 據(jù) 已 定 壓 縮 室 的 尺 寸 設(shè) 計 ， 為 了 便 于 上 蓋 的 安 裝 ， 取 上 蓋 的 寬 度等 同 于 壓 縮 室 寬 度 ， 即 mmL 650上 ； 由 于 上 蓋 是 由 個 板 塊 拼 接 構(gòu) 成 ， 上 蓋 上 方 需 要 與液 壓 缸 連 接 ， 控 制 上 蓋 落 下 與 前 門 閉 合 形 成 壓 縮 室 ， 并 且 還 要 在 上 蓋 上 安 放 鎖 緊 裝 置 ，為 了 確 保 鎖 緊 裝 置 的 合 理 位 置 ， 所 以 設(shè) 計 上 蓋 總 長 度 mmS 1000上 ， mmH 320上 。 根據(jù) 上 蓋 尺 寸 計 算 出 上 蓋 缸 的 工 作 行 程 mmL 12004 。鎖 緊 裝 置 采 用 兩 平 行 銷 軸 穿 過 前 門 實 現(xiàn) 上 蓋 與 前 門 的 鎖 緊 ， 為 了 確 保 提 供 足 夠 的 鎖 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 6 - 緊 力 ， 兩 銷 軸 軸 徑 尺 寸 為 mm40 ， 采 用 連 接 板 與 兩 銷 軸 固 定 ， 兩 銷 軸 置 于 上 蓋 中 的導(dǎo) 向 孔 內(nèi) ， 兩 銷 軸 間 距 取 200mm， 材 料 選 擇 為 45#鋼 ， 許 用 切 應(yīng) 力 28.69 MP。進 行 剪 切 應(yīng) 力 校 核 ： AFs （ 2-1）式 中 ： 2FFs （ 根 據(jù) 前 文 已 知 ， F=1150KN）42dA （ d=40mm）經(jīng) 過 計 算 得 出 30.18 MP ， 所 以 滿 足 要 求 。為 了 合 理 安 放 鎖 緊 缸 ， 以 及 保 證 鎖 緊 缸 的 工 作 ， 現(xiàn) 確 定 鎖 緊 裝 置 的 總 體 尺 寸 為mmS 340 鎖 ， mmL 250鎖 ， 190鎖H 。 取 鎖 緊 缸 行 程 mmL 1505 。 圖 2.1 打 包 機 總 裝 圖（ 3） 動 力 系 統(tǒng)動 力 系 統(tǒng) 置 于 打 包 機 后 面 。 本 次 設(shè) 計 不 對 動 力 系 統(tǒng) 做 主 要 分 析 ， 只 進 行 一 個 簡 要 說明 。 動 力 系 統(tǒng) 由 以 下 部 分 組 成 ： 油 箱 部 分 油 泵 電 機 組 部 分 管 路 系 統(tǒng) 部 分 控 制 閥 組 部 分 操 縱 箱 部 分操 縱 箱 放 置 一 些 主 要 電 氣 元 件 ， 作 為 控 制 電 路 的 操 作 中 心 9。 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 7 - 2.2 打 包 機 壓 縮 室 設(shè) 計 與 強 度 校 核2.2.1 壓 縮 室 的 設(shè) 計壓 縮 室 的 尺 寸 校 核 ：根 據(jù) 前 文 ， 完 成 壓 縮 后 的 打 包 塊 體 積 為 30.25)m0.250.350.24 （ ， 為 便 于 計 算 和縮 小 主 缸 的 工 作 行 程 ， 現(xiàn) 在 確 定 完 成 壓 縮 后 的 打 包 塊 體 積 為 3m0.250.250.30 ）（ 。壓 縮 室 采 用 用 鋼 板 進 行 焊 接 ， 考 慮 經(jīng) 濟 性 問 題 ， 所 以 選 擇 材 料 為 45#鋼 ， 它 的 屈 服強 度 355q （ MPa） ， 抗 拉 強 度 為 600l （ MPa） ,根 據(jù) 前 文 所 取 公 稱 推 力 F=1150K,選定 40mm厚 度 的 壁 厚 進 行 計 算 校 核 。 表 2.1 安 全 系 數(shù) n材 料 靜 載 荷 交 變 載 荷 沖 擊 載 荷 不 對 稱 對 稱鋼 3 5 8 12鐵 4 6 10 15參 考 表 2.1， 應(yīng) 該 取 安 全 系 數(shù) 5n ， 則 ：許 用 拉 應(yīng) 力 ： 1l = l /n=120（ MPa） （ 2-2）許 用 壓 應(yīng) 力 ： 1q = q /n=71（ MPa） （ 2-3）許 用 剪 切 應(yīng) 力 ： jq = 1 3l =69.28（ MPa） （ 2-4）活 塞 和 壓 縮 室 的 擠 壓 強 度 。 bs = MPaAF 33.1525.03.01150 103 1q （ 2-5）側(cè) 壁 和 前 門 的 剪 切 應(yīng) 力 ： MPaAFbs 28.2555.040.01150 1031 jq （ 2-6）式 中 : NFF 211502 1031 （ 2-7） 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 8 - mAbs 2110.055.002.0 （ 2-8）前 門 和 側(cè) 壁 的 拉 壓 應(yīng) 力 ：已 知 最 大 剪 力 FC=1150KN 圖 2-2 剪 切 強 度 圖 圖 2-3 彎 曲 強 度 圖WMmaxmax （ 2-9）62bhW （ 2-10）2max 18M Fl （ 2-11）計 算 得 出 最 大 彎 矩 值 maxM =93400N.m, 33106.77 mW ,公 式 2-8計 算 得 到 ：滿 足 強 度 要 求 。 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 9 - 3 打 包 機 液 壓 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計3.1 液 壓 系 統(tǒng) 的 特 點（ 1） 能 夠 實 現(xiàn) 無 級 調(diào) 速 ， 且 調(diào) 速 區(qū) 間 相 對 大 一 些 ， 比 例 可 為 12000：（ 2） 重 量 較 輕 ， 體 積 較 小 ；（ 3） 傳 動 平 穩(wěn) ；（ 4） 能 夠 完 成 過 載 保 護 ， 液 壓 油 在 打 包 過 程 中 還 可 以 主 動 潤 滑 各 個 傳 動 部 件 ， 增加 設(shè) 備 的 使 用 壽 命 ；（ 5） 容 易 操 作 ， 還 可 以 輕 易 的 實 現(xiàn) 自 動 化 ；（ 6） 液 壓 元 件 可 以 實 現(xiàn) 系 列 化 、 通 用 化 、 標(biāo) 準(zhǔn) 化 ， 選 擇 液 壓 傳 動 能 夠 使 機 械 內(nèi) 部結(jié) 構(gòu) 更 加 趨 于 簡 單 ， 因 此 可 以 減 少 機 械 的 內(nèi) 部 零 部 件 數(shù) 目 11 。3.2 液 壓 系 統(tǒng) 工 況 分 析 3.2.1 分 析 系 統(tǒng) 工 況打 包 機 的 具 體 運 動 為 :將 需 要 打 包 壓 縮 的 廢 料 投 入 打 包 機 的 壓 縮 室 中 上 蓋 液 壓 缸 驅(qū) 動 上 蓋 運 動 關(guān) 閉 上蓋 為 防 止 打 包 機 工 作 時 的 擠 壓 力 過 大 頂 起 蓋 ， 需 要 鎖 緊 側(cè) 液 壓 缸 快 進 工 作 到 達 一定 的 位 置 觸 發(fā) 行 程 開 關(guān) 后 ， 切 換 成 工 進 ， 將 打 包 塊 壓 縮 到 到 預(yù) 定 長 度 主 液 壓 缸 工 作 形式 與 側(cè) 液 壓 缸 一 致 完 成 打 包 工 作 后 ， 主 、 側(cè) 液 壓 缸 進 行 泄 荷 由 前 門 缸 直 接 驅(qū) 動 前 門開 啟 ， 側(cè) 缸 將 已 經(jīng) 打 包 好 的 廢 料 推 出 側(cè) 液 壓 缸 ， 前 門 液 壓 缸 分 別 退 回 到 起 始 位 置 ， 進入 下 一 個 打 包 循 環(huán) 。 上 述 就 是 打 包 機 的 工 作 流 程 。3.2.2 確 定 液 壓 系 統(tǒng) 的 主 要 參 數(shù)（ 1） 前 文 給 定 的 參 數(shù) 如 下 : 打 包 機 公 稱 推 力 1150kN 打 包 完 成 后 包 塊 的 體 積 為 0.30*0.25*0.25m3 打 包 機 主 缸 行 程 400mm， 側(cè) 缸 行 程 800mm 前 門 缸 行 程 300mm， 上 蓋 缸 行 程 1200mm， 鎖 緊 缸 行 程 150mm 包 塊 密 度 ： 1800kg/m3 生 產(chǎn) 效 率 ： 900-1200kg/h根 據(jù) 上 述 數(shù) 據(jù) 經(jīng) 計 算 得 到 ：每 個 包 塊 的 重 量 /25.025.030.0/1800 33 mmkg 塊每 小 時 應(yīng) 打 包 的 塊 數(shù) 為 3036塊 。 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 10 - 依 據(jù) 計 算 所 得 數(shù) 據(jù) ,應(yīng) 用 類 比 法 確 定 各 個 液 壓 缸 的 進 給 速 度 值 :側(cè) 液 壓 缸 :快 進 速 度 v1=50mm/s工 進 速 度 v2=20mm/s推 出 包 塊 速 度 v3=50mm/s快 退 速 度 v4=50mm/s上 蓋 液 壓 缸 :快 進 速 度 v5=120mm/s快 退 速 度 v 6=120mm/s鎖 緊 液 壓 缸 :快 進 速 度 v7=75mm/s快 退 速 度 v8=75mm/s前 門 液 壓 缸 :快 進 速 度 v9=100mm/s快 退 速 度 v10=100mm/s主 液 壓 缸 :快 進 速 度 v11=50mm/s工 進 速 度 v 12=20mm/s快 退 速 度 v13=50mm/s根 據(jù) 以 上 選 定 的 速 度 值 通 過 計 算 后 ， 得 到 完 成 整 個 打 包 工 作 過 程 的 總 用 時 約 為st 85 ， 能 夠 滿 足 設(shè) 計 所 需 生 產(chǎn) 效 率 。（ 2） 液 壓 系 統(tǒng) 的 壓 力 分 析 : F PA （ 3-1）qA （ 3-2）根 據(jù) 以 上 倆 式 ,需 要 考 慮 到 照 機 械 部 件 的 運 動 、 部 件 的 制 造 能 力 以 及 其 他 各 方 面 因素 ， 才 能 選 擇 液 壓 缸 的 工 作 壓 力 。 參 照 表 3.1、 表 3.2 ,取 25p MP作 為 系 統(tǒng) 的 工 作 壓力 來 進 行 接 下 來 的 計 算 . 表 3.1 各 類 主 機 設(shè) 備 常 用 的 系 統(tǒng) 壓 力表 3.2 不 同 負 載 常 用 的 液 壓 缸 工 作 壓 力負 載 /KN 50工 作 壓 力/MPa 0.8 1 1.5 2 2.5 3 3 4 45 57 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 11 - 3.3 液 壓 缸 的 計 算3.3.1 液 壓 缸 主 要 參 數(shù) 的 確 定根 據(jù) 液 壓 缸 的 具 體 運 動 分 析 ,所 以 采 用 雙 作 用 式 單 活 塞 桿 方 式 。 分 析 運 動 和 動 力 進行 設(shè) 計 計 算 ,設(shè) 計 計 算 過 程 如 下 ：液 壓 缸 的 工 作 壓 力 ： 25MPaP液 壓 缸 的 內(nèi) 徑 :根 據(jù) 公 稱 推 力 力 1150KNF ， 結(jié) 合 選 定 的 液 壓 缸 工 作 壓 力25MPaP ， 計 算 得 到 缸 筒 的 內(nèi) 徑 DD= pF/1057.3 2 =247（ mm） （ 3-3）式 中 F-液 壓 缸 的 輸 出 力p-供 油 壓 力 表 3.4 缸 筒 內(nèi) 徑 D系 列參 照 表 3.4， 選 取 最 近 的 標(biāo) 準(zhǔn) 值取 D=250(mm)活 塞 桿 直 徑 :由 表 3.5可 知 ， 應(yīng) 該 取 d=0.7D,計 算 得 到 d=175(mm)表 3.5 液 壓 缸 活 塞 桿 的 直 徑 推 薦 值 根 據(jù) 計 算 所 得 d， 參 照 表 3.6， 最 后 取 值 d=180（ mm）液 壓 缸 的 行 程 的 確 定 需 要 依 據(jù) 執(zhí) 行 機 構(gòu) 的 運 行 條 件 來 確 定 ,但 是 為 了 使 低 制 造 成 本低 廉 ,制 造 工 藝 簡 單 ， 以 及 為 了 增 加 產(chǎn) 品 的 通 用 性 【 12】 ,這 里 取 標(biāo) 準(zhǔn) 化 了 的 行 程L=1100(mm)。本 次 設(shè) 計 不 再 對 上 蓋 、 鎖 緊 、 前 門 液 壓 缸 做 具 體 的 分 析 ， 因 為 這 三 個 輔 助 液 壓 缸 沒有 參 與 具 體 的 打 包 壓 縮 過 程 。 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 12 - 表 3.6 活 塞 桿 直 徑 d系 列3.3.2 液 壓 缸 的 校 核 計 算（ 1） 缸 筒 校 核 計 算 主 要 技 術(shù) 要 求a.足 夠 的 強 度b.足 夠 的 剛 度 c.內(nèi) 表 面 在 活 塞 密 封 件 及 導(dǎo) 向 環(huán) 的 長 期 反 復(fù) 摩 擦 作 用 下 ,還 能 夠 長 期 正 常 工 作 ,并且 近 乎 沒 有 摩 損 ,要 求 有 很 高 的 幾 何 精 度 ,能 夠 良 好 保 證 活 塞 的 密 封 性 14。 結(jié) 構(gòu) 形 式為 了 使 液 壓 缸 的 結(jié) 構(gòu) 相 對 簡 單 、 便 于 加 工 、 方 便 裝 卸 因 此 采 用 半 環(huán) 聯(lián) 接 的 形 式 。 材 料綜 合 考 慮 到 液 壓 缸 的 毛 坯 選 型 、 主 要 參 數(shù) 以 及 用 途 ,選 擇 的 缸 筒 材 料 必 須 要 有 一 定的 強 度 及 一 定 的 沖 擊 韌 性 ,這 里 選 擇 45#鋼 . 缸 筒 計 算a.缸 筒 厚 度 的 計 算 = 0 +c 1 （ 3-6）式 中 0 -缸 筒 材 料 強 度 的 最 小 值c1-缸 筒 的 外 徑 公 差 余 量液 壓 缸 的 缸 筒 壁 厚 在 計 算 時 有 兩 種 情 況 :當(dāng) 0.08/ D 時 ,為 薄 壁 ， 計 算 如 下 0 DPmax /（ 2 ） =33.33（ mm） （ 3-7）式 中 D-缸 筒 內(nèi) 徑 ；maxP -缸 筒 試 驗 壓 力 ,當(dāng) 額 定 壓 力 16p Mpa,則 maxP 等 于 1.5P; 當(dāng)16p Mpa時 , maxP =1.25P； -缸 筒 材 料 的 許 用 應(yīng) 力 ， = nRm/ ， mR 是 材 料 抗 拉 強 度 ， n為 安 全系 數(shù) ， 一 般 取 5n 。 根 據(jù) 以 上 計 算 ， 取 缸 筒 的 壁 厚 0 =40mm。 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 13 - 缸 筒 的 外 徑 ： 1D =D+2 0 =330(mm) （ 3-8）b.缸 筒 厚 度 的 驗 算為 保 證 系 統(tǒng) 正 常 工 作 ， 額 定 工 作 壓 力 Np 要 滿 足Np 0.35 S 21221 /)( DDD =37.02MPa （ 3-9）為 避 免 材 料 變 形 ,額 定 工 作 壓 力 Np 還 要 滿 足 ：Np (0.35 0.42) 1pp =34.46 41.35MPa （ 3-10）式 中 1pp -缸 筒 塑 性 變 形 的 壓 力 .1pp =2.3 s lg 1DD =98.45 （ 3-11）式 中 s -缸 筒 制 造 材 料 的 屈 服 強 度 ， 為 355MPa1D -缸 筒 外 徑D-缸 筒 內(nèi) 徑Np -額 定 工 作 壓 力缸 底 厚 度 h是 ： 3max 10/433.0 pDh =55.9（ mm） (3-12)式 中 D-缸 筒 內(nèi) 徑 ；maxp -缸 筒 內(nèi) 的 最 大 工 作 壓 力 ； -缸 筒 底 部 的 許 用 應(yīng) 力 。缸 筒 聯(lián) 接 方 式 ：焊 接 式 聯(lián) 接 強 度 高 ， 卻 不 易 拆 裝 ， 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 不 便 加 工 。 法 蘭 式 聯(lián) 接 強 度 稍 低 ， 但 拆 裝 方 便 、 結(jié) 構(gòu) 簡 單 成 本 低 ， 能 夠 承 受 較 高 的 壓 力 ； 所 以 選 擇 法 蘭 式 聯(lián) 接 。選 擇 法 蘭 式 連 接 缸 筒 內(nèi) 危 險 截 面 所 承 載 的 拉 伸 應(yīng) 力 為 ： = )/( 2121max DhDDp = 2 2 2 0.330 25.5(0.330-0.016) 0.25 =76.93（ MPa） (3-13)滿 足 強 度 要 求 。式 中 1D -缸 筒 寬 度 ， 1D =0.330（ m）h-卡 環(huán) 的 寬 度 （ m） ， h=0.016（ m）D-卡 環(huán) 的 厚 度 （ m） ， D=0.016（ m） 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 14 - maxp -系 統(tǒng) 的 最 高 工 作 壓 力 （ MPa） maxp =25.5（ MPa）（ 2） 活 塞 桿 校 核 計 算 結(jié) 構(gòu)外 端 部 采 用 焊 接 連 接 ,內(nèi) 端 部 采 用 螺 紋 連 接 方 式 。 材 料選 擇 45#鋼 活 塞 桿 的 強 度 驗 算根 據(jù) 前 文 已 確 定 的 行 程 l對 活 塞 桿 進 行 驗 算 。當(dāng) 10/ dl 時 ， 活 塞 桿 為 短 行 程 ， 應(yīng) 該 校 核 拉 壓 強 度 ：62 10ssFnd = 6 61.2 10 4 410s =131.24（ mm） (3-14) 式 中 F -活 塞 桿 的 最 大 推 力 （ N） ， 為 1150F （ KN）d -活 塞 桿 的 直 徑 （ mm） ， 180d （ mm）sn -安 全 系 數(shù) ， sn =2 4； 取 sn =4s -活 塞 桿 材 料 的 屈 服 強 度 ， 取 355s MPa所 以 這 樣 設(shè) 計 滿 足 強 度 和 穩(wěn) 定 性 的 要 求 。3.4 擬 定 液 壓 系 統(tǒng) 回 路3.4.1 液 壓 回 路 設(shè) 計首 先 ， 設(shè) 計 調(diào) 速 回 路 。 液 壓 系 統(tǒng) 的 調(diào) 速 回 路 需 要 滿 足 如 下 要 求 ：（ 1） 要 滿 足 能 夠 非 常 良 好 的 控 制 執(zhí) 行 元 件 運 行 速 度 的 要 求 。（ 2） 要 滿 足 當(dāng) 外 負 載 變 化 時 ,系 統(tǒng) 的 變 速 區(qū) 間 應(yīng) 該 比 較 小 的 要 求 。 （ 3） 要 滿 足 能 提 供 的 足 夠 的 轉(zhuǎn) 矩 和 力 的 要 求 。（ 4） 要 滿 足 盡 量 減 少 功 率 損 耗 和 熱 損 耗 的 要 求 。調(diào) 速 回 路 的 選 擇 ：系 統(tǒng) 的 調(diào) 速 回 路 分 為 三 種 ： 節(jié) 流 調(diào) 速 回 路 、 容 積 調(diào) 速 回 路 以 及 容 積 節(jié) 流 調(diào) 速 回 路 16。選 用 調(diào) 速 回 路 需 要 注 重 效 率 性 和 經(jīng) 濟 性 。 采 用 節(jié) 流 調(diào) 速 回 路 ， 是 結(jié) 構(gòu) 可 靠 ， 維 修 過 程 中不 復(fù) 雜 ， 成 本 不 高 ， 但 同 面 臨 工 作 效 率 不 高 ， 發(fā) 熱 大 的 問 題 。 采 用 容 積 調(diào) 速 回 路 的 話 ，其 優(yōu) 點 是 系 統(tǒng) 壓 力 損 失 較 小 ， 系 統(tǒng) 的 冷 卻 快 ， 效 率 比 節(jié) 流 調(diào) 速 高 ， 但 是 這 種 調(diào) 速 回 路 隨著 外 負 載 的 增 大 ， 容 積 效 率 將 變 小 。 采 用 容 積 節(jié) 流 調(diào) 速 回 路 ， 其 特 點 是 發(fā) 熱 小 、 效 率 高 ，并 且 速 度 剛 性 比 容 積 調(diào) 速 回 路 好 17。 綜 合 本 次 設(shè) 計 的 具 體 情 況 ， 系 統(tǒng) 采 用 容 積 節(jié) 流 調(diào) 速回 路 。 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 15 - 速 度 換 接 方 式 的 選 擇 。 為 輕 易 控 制 液 壓 缸 的 行 程 、 使 閥 的 安 裝 簡 單 容 易 、 使 系 統(tǒng) 的結(jié) 構(gòu) 更 為 簡 便 ， 本 次 設(shè) 計 的 系 統(tǒng) 采 用 電 磁 換 向 閥 。壓 力 控 制 回 路 。 選 擇 先 導(dǎo) 式 溢 流 閥 來 使 系 統(tǒng) 負 載 完 成 卸 壓 。3.4.2 選 擇 液 壓 系 統(tǒng) 回 路 方 式液 壓 系 統(tǒng) 的 回 路 方 式 有 開 式 和 閉 式 和 開 式 回 路 兩 種 。 采 用 閉 式 回 路 ， 缺 點 比 較 明 顯 ，系 統(tǒng) 構(gòu) 造 復(fù) 雜 ， 工 作 過 程 中 不 利 于 油 路 中 熱 量 的 散 發(fā) ， 不 能 很 好 的 解 決 油 液 冷 卻 降 溫 的問 題 ； 而 采 用 開 式 回 路 系 統(tǒng) ， 系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 相 對 來 說 簡 單 明 了 ， 能 夠 解 決 散 熱 困 難 的 問 題 ，冷 卻 條 件 良 好 ， 并 且 經(jīng) 濟 性 很 高 ，綜 合 上 述 兩 種 回 路 的 特 點 分 析 ， 開 式 回 路 更 為 適 合 本 次 設(shè) 計 ， 所 以 選 擇 開 式 回 路 作為 本 次 設(shè) 計 的 液 壓 系 統(tǒng) 回 路 方 式 。3.4.3 液 壓 系 統(tǒng) 原 理 圖 的 分 析 設(shè) 計 考 慮 到 本 次 設(shè) 計 采 用 容 積 節(jié) 流 調(diào) 速 回 路 ， 然 后 從 打 包 機 在 工 作 過 程 中 的 要 求 出 發(fā) ，在 工 作 時 ， 要 滿 足 快 進 時 載 荷 小 、 速 度 高 ， 工 進 時 速 度 低 、 載 荷 大 的 要 求 ,最 后 從 降 低熱 損 失 的 目 的 出 發(fā) ,所 以 采 用 直 軸 式 變 量 柱 塞 泵 供 油 。 綜 合 分 析 前 文 所 采 用 的 幾 個 回 路 ，系 統(tǒng) 液 壓 原 理 圖 如 圖 3.1所 示 。打 包 的 工 作 流 程 如 下 ：啟 動 電 源 開 關(guān) ， 泵 源 工 作 ， 1Y 通 電 ， 使 換 向 閥 換 向 ， 啟 動 上 蓋 缸 推 動 上 蓋 落 下 ， 形成 密 閉 的 打 包 室 ；上 蓋 缸 運 行 到 一 定 行 程 之 后 ， 觸 發(fā) 行 程 開 關(guān) ， 使 1Y 斷 電 ， 3Y 通 電 ， 讓 鎖 緊 缸 工 作 ，推 動 鎖 緊 機 構(gòu) 運 行 ， 完 成 鎖 緊 工 作 ， 避 免 工 作 過 程 中 上 蓋 被 頂 起 ；鎖 緊 缸 完 成 工 作 以 后 ， 使 7Y 得 電 ， 換 向 閥 換 向 ， 側(cè) 液 壓 缸 開 始 工 作 。側(cè) 液 壓 缸 運 行 到 一 定 位 置 ， 使 11Y 通 電 ， 換 向 閥 換 向 ， 讓 工 作 油 液 流 經(jīng) 調(diào) 速 閥 7，這 樣 側(cè) 缸 就 由 快 速 進 給 完 成 了 切 換 ； 側(cè) 液 壓 缸 繼 續(xù) 運 行 ， 完 成 第 一 次 打 包 壓 縮 后 ， ， 使 7Y 、 8Y 同 時 失 電 ， 完 成 系 統(tǒng) 的保 壓 延 時 ， 實 現(xiàn) 打 包 塊 的 定 型 。 5Y 通 電 ， 而 后 主 液 壓 缸 快 進 ；主 液 壓 缸 打 包 壓 縮 運 行 到 達 一 定 行 程 ， 使 12Y 通 電 ， 換 向 閥 換 向 ， 使 液 壓 油 流 經(jīng) 調(diào)速 閥 7， 這 樣 主 液 壓 缸 就 由 快 進 過 程 轉(zhuǎn) 換 為 工 進 過 程 ；主 液 壓 缸 繼 續(xù) 進 行 打 包 壓 縮 ， 直 至 打 包 壓 縮 完 成 ， 完 成 工 作 之 后 ， 使 得 5Y 、 6Y 同時 斷 電 ， 這 樣 整 個 打 包 壓 縮 的 工 作 過 程 就 結(jié) 束 了 ；經(jīng) 過 一 定 時 間 延 時 保 壓 后 ， 主 、 側(cè) 液 壓 缸 開 始 泄 壓 ， 當(dāng) 主 、 側(cè) 液 壓 缸 泄 荷 完 全 后 ，使 6Y 、 8Y 通 電 ， 實 現(xiàn) 換 向 之 后 ， 主 、 側(cè) 液 壓 缸 快 退 回 到 起 始 位 置 ；待 兩 缸 都 退 回 到 起 始 位 置 時 ， 4Y 通 電 ， 控 制 換 向 閥 換 向 ， 使 鎖 緊 缸 退 回 到 初 始 位 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 - 16 - 置 后 ， 2Y 、 9Y 通 電 ， 控 制 換 向 閥 換 向 ， 打 開 上 蓋 和 前 門 ；前 門 缸 回 到 初 始 位 置 后 ， 7Y 通 電 ， 控 制 換 向 閥 換 向 ， 側(cè) 主 液 壓 缸 打 包 的 物 料 送 出壓 縮 室 ；最 后 ， 當(dāng) 包 塊 被 推 出 壓 縮 室 后 ， 8Y 通 電 ， 控 制 換 向 閥 換 向 ， 側(cè) 缸 快 退 回 到 起 始 位置 ， 當(dāng) 側(cè) 液 壓 缸 退 回 到 初 始 位 置 后 10Y 通 電 ， 前 門 回 到 初 始 位 置 ， 13Y 通 電 ， 系 統(tǒng) 泄 荷 ，完 成 本 次 工 作 循 環(huán) 。 表 3.3 控 制 通 電 表序 號工 作 流 程 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y10 Y11 Y12 Y13 上 蓋 合 上 + - - - - - - - - - - - -上 蓋 鎖 緊 - - + - - - - + - - - - -側(cè) 缸 快 進 - - - - - - + - - - - - -側(cè) 缸 工 進 - - - - - - + - - - + - -側(cè) 缸 保 壓主 缸 快 進 - - - - + - - - - - - - -主 缸 工 進 - - - - + - - - - - - + -主 側(cè) 缸 保 壓 - - - - - - - - - - - - +主 側(cè) 缸 泄 壓 - - - - - + - + - - - - -鎖 緊 松 開 - - - + - - - - - - - - -開 上 蓋 前 門 - + - - -