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購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 第 1 章 緒 論 獻綜述 題研究背景 打包機是壓縮包裝機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，適合集裝箱裝運的需要。從而減少運輸成本，增加經(jīng)濟效益。 目前廣泛應(yīng)用的打包機，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，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。 本次課題要求設(shè)計的金屬打包機即屬于后者，是一 種典型的金屬回收機械，它是將機械工業(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，除簡陋及代用設(shè)備（如夾板錘、摩擦壓力機之類）外，分為絲桿傳動和液壓傳動兩大類。由于絲桿傳動的功率損失太大，壓頭力的傳動不穩(wěn)定，加工的包塊的密度低，以及絲桿傳動易磨損等缺點的限制，不能得到發(fā)展，已逐步淘汰；而液壓傳動的金屬打包機具備傳遞壓力大、容易實現(xiàn)自動變速 、傳動平穩(wěn)等優(yōu)點，隨著金屬回收工業(yè)的發(fā)展，液壓金屬打包機的發(fā)展也相當迅速，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，將會對人類環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染；另一方面，人類社會的不斷消耗，各類礦物資源也會逐漸減少。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)。就成為一個重要的研究課題擺在人類面前。打包 機由于能實現(xiàn)對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構(gòu)建節(jié)約型社會的影響下，可以預(yù)見，各行各業(yè)對這類機械的需求量還會日益增加。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 鑒于這種情況，研究設(shè)計金屬打包機的液壓控制系統(tǒng)， 結(jié)合相應(yīng)的單片機 進行控制，實現(xiàn)打包自動化，提高打包質(zhì)量和效率，降低工人勞動強度，是具有一定的現(xiàn)實意義 。 計內(nèi)容簡介 究解決的問題 本文主要是 設(shè)計一臺金屬 打包機。傳統(tǒng)的打包機設(shè)備主要由動力系統(tǒng)、傳動機構(gòu)和工作機構(gòu)組成。動力系統(tǒng)是機器的動力 源；工作機構(gòu)是完成機器工作任務(wù)的直接工作部分；而傳動機構(gòu)則是為了使動力源適應(yīng)工作機構(gòu)對力和速度、以及其他操作性能（停車、換向）要求的裝置。 本次設(shè)計任務(wù)的特點，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 單片機集成控制，取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，設(shè)計集機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、單片機 控制、液壓流體傳動于一體的金屬打包機。并達到如下的工作要求：要求打包負載 1250縮后金屬包體積為 步驟正確，工作安全可靠， 使用維護方便，并能調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力。 體設(shè) 計方法 考慮到打包機的工作不太復(fù)雜，工作相對比較穩(wěn)定，安裝好后不需要頻繁移動機體等特點，在本次設(shè)計中決定采用整體結(jié)構(gòu)，將液壓系統(tǒng)、 氣控制制臺和打包機主體集中安置，這樣設(shè)計，操作者可以適時根據(jù)各工作機構(gòu)的工作狀況而采取合適的指令進行控制，使機器工作安全可靠。 1． 金屬打包機主體的設(shè)計 ⑴ 打包機機體的設(shè)計 ⑵ 壓縮室的設(shè)計 ① 壓縮室的尺寸設(shè)計 ② 進行彎曲強度校核 2． 液壓系統(tǒng)的設(shè)計 ⑴ 液壓泵的選擇： 提供達到一定流量和壓力的油泵作為液壓發(fā)生機構(gòu)。 ⑵ 液壓缸及控制油路的設(shè)計： 要求能實現(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→倒入數(shù)次料后，主缸活塞快速推進數(shù)次→主缸活塞重壓一次（工進）→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。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 ⑶ 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)行機構(gòu)，包括方向閥、壓力閥、流量閥三大類。 ⑷ 輔助裝置的確定： 選擇將上述幾個部分連接起來的管道、油箱、警接頭、濾油器、儀表等。 3、單片機 程序及控制線路的設(shè)計 ⑴ 設(shè)計單片機的控制線路 ⑵ 選擇單片機的控制器 在選擇好 相 應(yīng)的 單片機和確定了控制對象的控制任務(wù)后，即可根據(jù)工藝、信息流程具體安排輸入、輸出的配置。從而完成以下幾個自動控制過程： ① 上輔缸快退，料斗門打開，金屬廢料從料斗中倒入壓縮室； ② 上輔缸快進，關(guān)閉料斗門；主缸快進，壓緊廢料，主缸壓力達到設(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； ③ 主缸工進，重壓一次，壓力達到設(shè)定值后，主缸停止幾秒，保壓； ④ 主缸快退卸壓； ⑤ 下輔缸上升，頂開壓縮室前門，主缸快進，將壓縮包推出壓縮室； ⑥ 主缸快退，下輔缸下降，關(guān)閉壓縮室前門； ⑦ 完成一個周期，可進行下一次打包； 章小結(jié) 根據(jù)生產(chǎn)需要和技術(shù)、經(jīng)濟要求，完成打包機液壓控制系統(tǒng)、機構(gòu)設(shè)計和軟件開發(fā)。要求能夠?qū)崿F(xiàn)所設(shè)計的打包機經(jīng)濟實用、性能可靠，使用、維護方便，液壓系統(tǒng)采用 單片機 控制，控制過程簡單、靈活、可靠，能較好地滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求 藝加工手段效果好。能廣泛運用于有色金屬加工行業(yè)。且還能使本機具備以下特點：工作效率高、能耗低、加工成本低、無金屬損耗和環(huán)境污染。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 第 2 章 打包機主體的設(shè)計分析 打包機主體 設(shè)計分析的主要任務(wù)是進行打 包機 的結(jié)構(gòu)設(shè)計、以及主缸壓包和輔缸出包的運動結(jié)構(gòu)形式，并對相關(guān)部分進行強度校核。 包機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 打包機機體設(shè)計的基本任務(wù)是根據(jù)工作要求以及推桿推壓金屬廢料塊的運動方式選定合適的機體結(jié)構(gòu)，并合理地選定有關(guān)的結(jié)構(gòu)尺寸，然后設(shè)計出滿足條件的打包機的壓縮室。所以，對打包機的推壓包塊的運動過程進行分析，是完成機體設(shè)計的前提。 包機的運動 打包機從加料后開始工位運轉(zhuǎn)，到包 塊 的 推出，運動停止，為一個單次工作循環(huán)。其程序如下： 1、 合蓋，封閉進料口，形成壓縮室。在上輔缸關(guān)閉進料口門后，主缸快進，對松 散的金屬廢料進行一次予壓縮。壓縮室的高即為 包 塊高。 2、 主缸壓頭繼續(xù)前進，向 至廢料壓縮成 包 塊達到包塊寬度位置時止。這樣，在壓縮室的前端形成一個高壓室。 3、 再次加料后，主缸循環(huán)快進、工進，提供高壓，這級壓力是在高壓室內(nèi)，對已初步形成的束塊，進行整形定性的最終擠壓，形成緊密度較高的束塊。達到包塊的長度要求。 4、 包 塊成形后，松泄主壓頭壓力，下輔缸作用推開機身側(cè)邊的出包門。 5、 利用主壓頭繼續(xù)前進，將 包 塊從側(cè)門推出機外。 6、 主、側(cè)壓頭退回，側(cè)門關(guān)閉，機蓋啟開。即可進行下一個工作循環(huán)的加料。上述這 幾個程序是基本的工位循環(huán)，其間還有一些輔助運動，如持續(xù)加壓，保壓、泄壓等。 包機的總布局 打包機一般分為二大部分 —— 主機部分和動力系統(tǒng)。 1、 主機部分。 根據(jù)對打包機運動情況的分析可知，主缸系統(tǒng)應(yīng)水平安置在機體上，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構(gòu)，這樣就構(gòu)成了機器進行打包工作的部分，即主機部分。按構(gòu)成的結(jié)構(gòu)分，應(yīng)該包括： (1)機體 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 機體是安裝機器各部分的基礎(chǔ)。其結(jié)構(gòu)是個上開式的箱形型式，亦是容納物料的料箱，機體的基本構(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 (斷裂或某些地方嚴重磨損 )、則需更換新構(gòu)件或修補。 （ 2)上輔缸系統(tǒng) 上輔缸系統(tǒng)是控制進料口進料的機構(gòu)。由上輔缸及輔缸推壓頭組成。 其功能是將金屬物料送進料箱內(nèi)的，并推向高壓室 。上輔缸裝在機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，由一個大螺栓從端面中間緊固，再蓋以側(cè)壓頭護板。由于側(cè)壓頭在料箱內(nèi)還要組成高壓室的一壁，其位置是有嚴格要求的，所以在側(cè)壓頭與活塞桿接觸的臺階處， 有一個調(diào)整墊圈，為使活塞桿的行程終了時，側(cè)壓頭護板的前面與主壓頭護板側(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 加壓機構(gòu)，其橫臥安裝于機體的前架一端，與機體垂直組合裝配成一體，整個系統(tǒng)主要由主缸總成、主缸橫梁、主壓頭、門梁及圓螺母等組成，其功能就是對被側(cè)壓頭推壓到高壓室內(nèi)的較疏松的束塊，進行第二級擠壓，使其達到一定的密度，主壓頭的最大推力，就是打包機的公稱壓力，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，機器在加料、擠壓工作時，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 出料 門在滑道內(nèi)往復(fù)滑動，對側(cè)架上的門洞進行開關(guān)。由于 出料 門是在高壓室位置，直接承受主缸的擠壓力，工作時開門前的主缸卸壓的步驟和時間一定要保證，否則，門將打不開或者損壞機件。 2、 動力系統(tǒng) 動力系統(tǒng) 就是機器的液壓發(fā)生、控制機構(gòu)。布置在機器的后部、側(cè)缸的兩側(cè)。而電控操縱箱則置于機器同主缸的一側(cè)。整個系統(tǒng)由下列部分組成： (1)油箱部分 油箱部分 是動力系統(tǒng)的支承基礎(chǔ)，亦是機器液壓傳動的油源，整個油箱是個長方行的封閉箱體，裝于主機的后端。 (2)油泵 — 電機組 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 油泵 — 電機組 機器的主動力源，由柱塞泵和三相交流電動機組成，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。 (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 是機器的電控中心，機器各運動程序的自動選擇、控制均通過此箱進行，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，機器的主要電氣元件均置于柜內(nèi)。 整個機器就由以上部分構(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)計中就沒有進行設(shè)計分析了。 圖 打包機總裝圖 包機壓縮室的設(shè)計與強度校核 打包機的強度校核包括對活塞桿的彎曲強度校核、壓頭的剪切強度的校核以及壓縮室門的剪切強度校核，因為在液壓系統(tǒng)設(shè)計部分已對活塞桿進行校核，故本章節(jié)的校核主要是對壓頭和壓縮室門板進行的。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 頭的強度校核 因壓頭為焊接式厚為 20 縮室的設(shè)計 壓縮室的尺寸設(shè)計 ： 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） 拉強度：160（ 壓縮時推力為 1250力為 21用壁厚 t=40塞與壓縮室之間的擠壓強度。 [= 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)行機構(gòu)的運動要求而定 ,但為簡化工藝 ,降低成本 ,增加產(chǎn)品通用性 ,應(yīng)盡量采用標準系列值 ,在此取 S=1100(計算各工作階段液壓缸所需的流量： q 快進 = d?4/? 2? 快進 =q 工進 = D*4/? 2? 工進 =,所以在本設(shè)計中并沒有對上下輔缸的流量進行過多的計算分析 ,以及隨后的液壓缸的設(shè)計計算也是只對主缸進行的 . 壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、缸筒 （ 1）主要技術(shù)要求 ○ 1 有足夠的強度 ,能長期承受最高工作壓力及短時期動態(tài)實驗壓力而不會產(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 ,確保活塞密封 . （ 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)點和缺點 ,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)計中采用的是半環(huán)聯(lián)接的形式 ,其特點為 :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 號的無縫鋼管 . （ 4） 缸筒計算 ○ 1 缸筒厚度計算： ? =? 0+ 式中 ? 0m) m) 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 缸筒厚度的計算可有以下幾種情況 : 當 ? /D≤ ,按薄壁缸筒計算 ? 0≥ ? 2[? ]） =42（ 式中 m) 缸筒內(nèi)最高工作壓力 ,當工作壓力 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 不對稱 對稱 鋼 3 5 8 12 鐵 4 6 10 15 缸筒外徑 +2? =404(○ 2 缸筒厚度驗算： 對缸筒壁厚要作以下驗算： 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 m) m) 缸筒底部厚度： 當缸底為平面且無油孔時缸底厚度 ： h=[ ]? 10? (3購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 式中 m) D [? ]缸筒聯(lián)接計算： 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)接式強度高，便于拆裝、容易加工，成本低能承受高壓；焊接式強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 , 螺栓主要受拉伸應(yīng)力的破壞 缸筒的危險截面 （ ： ? = （ 2220 . 3 8 4 1 6 . 5( 0 . 3 8 4 - 0 . 0 2 5 ) 0 . 3 2??= (3滿足強度要求。 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 ,擴沖擊 ,廣泛用于固定密封和運動密封具有振動場合的特點。 （ 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、應(yīng)用在高壓、負載大、有振動場合。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 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)強度校核 活塞的理論拉力 F 為 1250切力校核 : 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 A= 42D? =4 t=3101250 ? =96 ,導向套的滑動面的長度取 (1.0)d,其中 d 為活塞桿直徑。 導向套的長度 ： L=16(5、缸頭厚度計算 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 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， q=s?0D—— 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)會混入空氣 ,影響運動的平穩(wěn)性 ,如活塞低速運動時產(chǎn)生爬行 ,啟動時造成沖擊，換向時降低精度等。因此在設(shè)計液壓缸時 ,必需考慮空氣的排除 求較高的液壓缸和大型液壓缸 ,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液壓缸帶動工作部件運動時 ,因運動件的質(zhì)量較大 ,運動速度較高 ,則在到達行程終點時 ,會產(chǎn)生液壓沖擊 ,甚至使活塞與缸筒端蓋之間產(chǎn)生 機械碰撞 甚至嚴重影響工作精度和引起整個系統(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 工作原理都是當活塞行程快到終點而接近缸蓋時 ,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)計選用的是固定式恒節(jié)流面積 當活塞移進缸蓋時 ,活塞上的凸臺進入缸蓋的凹腔 ,將封閉在回油腔的油液從凸臺和凹腔之間的環(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。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 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 ? ? q??3/ 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 ? 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 術(shù)規(guī)格：排量： 650ml/r；額定壓力： 25驅(qū)動功率： 47速范圍： 300～4000r/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 電動機功率的確定 打包機在打包的整個工作過程中，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)油泵電動機的功率。 當截割部阻力達到所測結(jié)果最大時，升降缸、牽引部和截割部的壓力均達到最大值，此時泵壓力達到最大；由前述所知泵的供油額定壓力為： 32的流量為： m a 2 / m ?那么泵的驅(qū)動功率為： 查電動機樣本 ； 選型號為 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。一個形狀相同的閥，可以因為作用機制不同，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)動閥心動作的元部件（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，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： 動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和震動??； 油液流過時壓力損失??； 密封性能好； 結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護方便，通用性大。 閥的選擇原理： 1．閥的規(guī)格 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實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?。贿x擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機構(gòu)最低穩(wěn)定速度要求?？刂崎y的流量一般要選得比實際通過的 流量大一些，必要時也允許有 20%以內(nèi)的短時間過流量。 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： — 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，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： 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： 6D，最高壓力： 21薦流量： 245ml/節(jié)范圍：產(chǎn)廠家：保定液壓集團公司。 ○ 3 單向調(diào)速閥 12的選擇： 型號： 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，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、換向頻率響應(yīng)時間、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： 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： 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，用以保護液壓泵。型號： 250× F，壓力： 25量： 350mL/徑： 15濾精度： 100產(chǎn)廠家：天津濾油器廠。 （ 5） 壓力繼電器的選擇： 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 型號： 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： 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行計算 差動時流量 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 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 壓系統(tǒng)的性能驗算 熱溫升的估算 本系統(tǒng)屬中高壓系統(tǒng)，無迅速起動、制動要求，在設(shè)計中已考慮了防沖擊、可調(diào)環(huán)節(jié)及相 關(guān)的防沖措施，故不必進行沖擊驗算。僅做發(fā)熱溫升驗算。 能耗和溫升已成為誘發(fā)各種故障的重要潛在原因，雖然曾進行了能耗控制設(shè)計，但完成各設(shè)計步驟匯總成整體液壓系統(tǒng)后，發(fā)熱和溫升估算仍需進行，以便修改方案采取進一步提高效率的措施或判定是否加設(shè)專門的強迫冷卻裝置等。 系統(tǒng)發(fā)熱主要是由泵及液動機能量轉(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。 工進在整個工作循環(huán)中所占的時間比例較大，為了簡化計算，主要考慮工進時的發(fā)熱量，一般情況下，工進速度大時發(fā)熱量大。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 工進時 0.3 此時泵的效率為 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 由此可見工進時的功率損失為最大 ,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。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 第 4 章 制系統(tǒng)設(shè)計 使用范圍廣、維護方便、速度快、休積小；具有邏輯、順序、定時、計數(shù)、運算等能很容 易地達到人們所期望的目標 。 制器的選擇 控制系統(tǒng)采用 控制方式，取代原來的繼電器控制方式。 ○ 1 可靠性高。 0000～ 50000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)或機床，組合式適于集控制系統(tǒng)。最少的 有 6點，而 統(tǒng)的容量達 128000點。 ○ 3 功能 強大。 ○ 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、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、調(diào)試周期短。 ○ 7 與 格低、性價比高。 ○ 8 當前 主要類型有： 西門子、三菱、歐姆龍 本次設(shè)計 擬采用日本三菱公司 其優(yōu)點如下： 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 、 高速運算 ， 外部機器通訊簡單化 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。其具有很強的數(shù)學運算功能。輸人信號直接將按鈕、行程開關(guān)、壓力繼電器等各種信號觸點接到對應(yīng)的 人點上；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)個電磁鐵按一定的順序通斷，從而控制液壓系統(tǒng)動作。 統(tǒng)控制要求 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 系統(tǒng)控制的要求是利用 而驅(qū)動伺服油缸，實現(xiàn)液壓閥的準確動作。 分析油壓操縱系統(tǒng)原理圖后可知，具體的控制要求為： ○ 1 啟動主機液壓電機； ○ 2 用邏輯錐閥控制系統(tǒng)工作和非工作時段，工作時，多余的流量通過溢流閥流回油箱，非工作時，邏輯錐閥打開，通過錐閥流回油箱，降低功率損耗同時也降低溫升。 ○ 3 油壓系統(tǒng)中設(shè)有壓力繼電器和時間繼電器，壓力繼電器用來保持系統(tǒng)壓力在允許的壓力范圍，當壓力達到限定范圍時，觸發(fā)時間繼電器，實現(xiàn)對系統(tǒng)的保壓延時； ○ 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動；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，控制主液壓油缸進給運動的速度。 ○ 5 系統(tǒng)中要有必要的限位保護。 ○ 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 齒輪 泵的啟動和停止按鈕各 1個，液壓電機的控制按鈕 1個，因此，共需要開關(guān)輸入 3點。 自動操作方式啟動按鈕 1個，需要開 關(guān)輸入 1點 油路中的壓力繼電器 1個，需要開關(guān)輸入 1點。 壓縮金屬塊的行程開關(guān) 1個，主缸、上輔缸的左右限位開關(guān)各 1個，共需要開關(guān)輸入 3點；下輔缸的上下限位開關(guān)各 1個，共需要開關(guān)輸入 2點。 因此，總共需要開關(guān)量輸入 10點。 （２）輸出設(shè)備的數(shù)量 控制液壓電機啟動的交流接觸器 1個，因此，共需要開關(guān)量輸出 1 點。 三位四通閥上的電磁閥 1、 2、 3、 4、 6、 7 的交流接觸器各 1個，二位二通閥上的電磁閥 5的交流接觸器各 1個。因此，共需要開關(guān)量輸出 7點。 主泵和備用泵的啟動指示燈各 1個，主泵和備用泵的卸荷指示燈各 1個，擠壓工作 和回程指示燈各 1個，穿孔工作和回程指示燈各 1個，因此，共需要開關(guān)量輸出 8點。 因此，總共需要開關(guān)量輸出 10點。 （３） 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 考慮到 I/0%的余量，應(yīng)選開關(guān)量輸入 48點，開關(guān)量輸出 48 點的 定選用三菱的 流程圖 與 梯形圖 以及 編寫單片機程序 略 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 參考文獻 [1]、化學工業(yè)出版社，《機械設(shè)計手冊》 (?第三版?第４卷 )[M]， 1996 [2]、楊培元 主編， 《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》 [M] ，機械工業(yè)出版社 1998 [3]、駱簡 文、雷寶蓀、張衛(wèi)主編，《液壓傳動與控制》 [M]，重慶大學出版社 2000 [4]、陳榕林、陸同理主編，《新編機械工程師手冊》 [M]，中國輕工業(yè)出版社， 2003 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是大學學習階段最后一個重要環(huán)節(jié)，是對大學幾年學習的總結(jié)，對所學知識的一次綜合檢測，在整個大學教學任務(wù)中事關(guān)重要的一環(huán)。對提高我們綜合運用基礎(chǔ)知識能力、理論聯(lián)系實際能力和專業(yè)技能都有很大幫助。從資料搜集、閱讀相關(guān)文獻到設(shè)計任務(wù)的完成，本人在各個方面都得到了很大的鍛煉與收獲，真正體會到了做學問的嚴謹，也體會到了實際工程設(shè)計的要實用、經(jīng)濟，更重要的是，在設(shè)計過程中認識到實際設(shè)計過程中要注意的問題。 本次畢業(yè)設(shè)計是在隆文革老師的指導和幫助下完成的。在設(shè)計的整個過程中，從方案確定到設(shè)計的完成都得到了隆文革老師的熱心指 導 ,指出不少內(nèi)在問題及提出合理的解決方案才使我們克服層層困難 ,避開絆腳石的阻撓 ,讓本次設(shè)計順利的完成。另外，在畢業(yè)設(shè)計期間，我們同組同學各個都很熱情，在努力完成自己設(shè)計任務(wù)的前提下，充分發(fā)揮團結(jié)互助的精神，樂于幫忙、共同進步，在此我對指導我的老師和幫助我的同組成員表示衷心的感謝 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 致 謝 畢業(yè)之際，借此機會向 幾 年來給予我教導的各位老師表示由衷的感謝，是他們的辛勤勞動、孜孜教誨使我具備了扎實的基礎(chǔ)知識，構(gòu)建了完整的專業(yè)知識體系，為此次畢業(yè)設(shè)計作了最好的理論鋪墊，也為將來 能杰出地工作打下了堅實地基礎(chǔ)。同時感謝機械系的老師們這幾年來對我辛勤的引導、教育，讓我能夠樹立正確的人生觀和世界觀 ,為往后的人生道路打下堅定的基礎(chǔ) ;同時也感謝給予我?guī)椭耐瑢W們。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 附 錄 1. 畢業(yè)實習報告 2. 課題 任務(wù)書 3. 外文翻譯 4. 打包機裝配圖 (5. 液壓缸裝配圖（ 6. 缸蓋 (7. 前缸套 (8. 后缸套 (9. 緩沖套 (10. 活塞 (11. 活塞套 (12. 活塞桿 (13. 缸體 (