瓊脂壓榨機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
瓊脂壓榨機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),瓊脂壓榨機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),瓊脂,壓榨機(jī),液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì)
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
中 期 檢 查 表
學(xué) 院： 工學(xué)院
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)
2009 級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)（ 2 ）班
指導(dǎo)教師姓名
指導(dǎo)教師職稱
副教授
論文（設(shè)計(jì)）題目
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作進(jìn)度
已完成的主要內(nèi)容
尚需解決的主要問題
查閱資料完成開題報(bào)告
帶鋸床液壓系統(tǒng)基本參數(shù)確定
方案比較
個(gè)零件基本參數(shù)的確定及校核
大部分零件圖沒完成，油路板零件圖有困難
裝配的繪制
整體修改準(zhǔn)備答辯
指導(dǎo)教師意見
簽 名： 年 月 日
組長簽名： 年 月 日
注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。
2.此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。
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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書
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學(xué)生姓名
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學(xué)????號(hào)
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年級(jí)專業(yè)及班級(jí)
2009級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(2)班?
指導(dǎo)教師及職稱
???副教授
學(xué)????院
工學(xué)院?
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2012?年?12?月?????日
填?寫?說?明
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一、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書是學(xué)校根據(jù)已經(jīng)確定的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目下達(dá)給學(xué)生的一種教學(xué)文件，是學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立從事畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作的依據(jù)。此表由指導(dǎo)教師填寫。
二、此任務(wù)書必需針對(duì)每一位學(xué)生，不能多人共用。
三、選題要恰當(dāng)，任務(wù)要明確，難度要適中，份量要合理，使每個(gè)學(xué)生在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)，經(jīng)過自己的努力，可以完成任務(wù)書規(guī)定的設(shè)計(jì)研究內(nèi)容。
四、任務(wù)書一經(jīng)下達(dá)，不得隨意更改。
五、各欄填寫基本要求。
（一）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題來源、選題性質(zhì)和完成形式：
請(qǐng)?jiān)诤线m的對(duì)應(yīng)選項(xiàng)前的“□”內(nèi)打“√”，科研課題請(qǐng)注明課題項(xiàng)目和名稱，項(xiàng)目指“國家青年基金”等。
（二）主要內(nèi)容和要求：
1．工程設(shè)計(jì)類選題
明確設(shè)計(jì)具體任務(wù)，設(shè)計(jì)原始條件及主要技術(shù)指標(biāo)；設(shè)計(jì)方案的形成（比較與論證）；該生的側(cè)重點(diǎn)；應(yīng)完成的工作量，如圖紙、譯文及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等要求。
2．實(shí)驗(yàn)研究類選題
明確選題的來源，具體任務(wù)與目標(biāo)，國內(nèi)外相關(guān)的研究現(xiàn)狀及其評(píng)述；該生的研究重點(diǎn)，研究的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方案；計(jì)算機(jī)應(yīng)用及工作量要求，如論文、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、譯文等。
3．文法經(jīng)管類論文
明確選題的任務(wù)、方向、研究范圍和目標(biāo)；對(duì)相關(guān)的研究歷史和研究現(xiàn)狀簡要介紹，明確該生的研究重點(diǎn)；要求完成的工作量，如論文、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、譯文等。
（三）主要中文參考資料與外文資料：
在確定了畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目和明確了要求后，指導(dǎo)教師應(yīng)給學(xué)生提供一些相關(guān)資料和相關(guān)信息，或劃定參考資料的范圍，指導(dǎo)學(xué)生收集反映當(dāng)前研究進(jìn)展的近1－3年參考資料和文獻(xiàn)。外文資料是指導(dǎo)老師根據(jù)選題情況明確學(xué)生需要閱讀或翻譯成中文的外文文獻(xiàn)。
（四）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的進(jìn)度安排：
1．設(shè)計(jì)類、實(shí)驗(yàn)研究類課題
實(shí)習(xí)、調(diào)研、收集資料、方案制定約占總時(shí)間的20%；主體工作，包括設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪制圖紙、實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析等約占總時(shí)間的50%；撰寫初稿、修改、定稿約占總時(shí)間的30%。
2．文法經(jīng)管類論文
實(shí)習(xí)、調(diào)研、資料收集、歸檔整理、形成提綱約占總時(shí)間的60%；撰寫論文初稿，修改、定稿約占總時(shí)間的40%。
六、各欄填寫完整、字跡清楚。應(yīng)用黑色簽字筆填寫，也可使用打印稿，但簽名欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。
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畢業(yè)論文
（設(shè)計(jì)）題目
瓊脂壓榨機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)?
選題來源
□結(jié)合科研課題???課題名稱：????????????????????????????????????????
■生產(chǎn)實(shí)際或社會(huì)實(shí)際???????????□其他????
選題性質(zhì)
□基礎(chǔ)研究??????■應(yīng)用研究?????□其他
題目完成形式
□畢業(yè)論文??????■畢業(yè)設(shè)計(jì)?????□提交作品，并撰寫論文
主要內(nèi)容和要求
瓊脂壓榨機(jī)液壓系統(tǒng)可以保證瓊脂壓榨機(jī)按預(yù)訂工藝過程的要求（壓力、溫度、速度、時(shí)間）和動(dòng)作程序準(zhǔn)確有效的工作。
主要要求：
一、進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算
二、設(shè)計(jì)油路板
三、繪制液壓系統(tǒng)圖
四、繪制液壓系統(tǒng)安裝簡圖
五、編寫設(shè)計(jì)說明書
說明：設(shè)計(jì)工作量應(yīng)至少完成折合A0號(hào)圖紙三張和一份12000字以上的設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。
注：此表如不夠填寫，可另加附頁。
主要中文參考資料與外文資料
[1]濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2004.2
[2]孫桓,陳作模.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，1999
[3]張世亮.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006
[4]董林福.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006
[5]王積偉.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[6]機(jī)械工程手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械工程手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997
[7]章宏甲，黃?誼[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[8]許福玲.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004
[9]張利平.現(xiàn)代液壓技術(shù)應(yīng)用220例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[10]雷天覺.液壓工程手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996
工作進(jìn)度安排
起止日期
主要工作內(nèi)容
2012.11.06～2012.12.02
選題
2012.12.03～2012.12.05
接受任務(wù)書
2012.12.06～2013.01.13
撰寫開題報(bào)告和開題
2013.01.14～2013.03.29
畢業(yè)設(shè)計(jì)
2013.03.30～2013.04.01
中期考核
2013.04.02～2013.05.06
完善畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)
2013.05.07～2013.05.10
提交正稿與指導(dǎo)老師評(píng)閱
2013.05.11～2013.05.26
專業(yè)委員會(huì)評(píng)閱，答辯與修改定稿
要求完成日期：20????年????月????日????????指導(dǎo)教師簽名：????????????????????????
審查日期：20????年????月????日????????????專業(yè)委員會(huì)主任簽名：??????????????????
批準(zhǔn)日期：20????年????月????日????????????學(xué)院指導(dǎo)委員會(huì)簽名（公章）：???????????
接受任務(wù)日期：20????年????月????日????????學(xué)生本人簽名：????????????????????????
注：簽名欄必須由相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。
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湖?南?農(nóng)?業(yè)?大?學(xué)
全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)?
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瓊脂壓榨機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
HGJFGH
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學(xué)生姓名：
學(xué)????號(hào)：
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)：2009級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其
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指導(dǎo)老師及職稱：?副教授
學(xué)????院：工學(xué)院
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湖南·長沙
提交日期：2013??年?05?月
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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
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學(xué)生姓名
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學(xué)????號(hào)
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年級(jí)專業(yè)及班級(jí)
2009級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(2)班
指導(dǎo)教師及職稱
?副教授
學(xué)????院
工學(xué)院
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2013?年???01?月???07?日
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畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目
瓊脂壓榨機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等，不少于1000字）
一??主要功能結(jié)構(gòu)
瓊脂是從海洋植物中提取的一種高蛋白制品，具有極高的食用和藥用價(jià)值，是食品、保健品、制藥、化工等產(chǎn)品中必不可少的輔料添加劑，其在國際國內(nèi)具有廣闊的消費(fèi)市場，隨著我國人民生活水平和保健水平的不斷提高，整個(gè)社會(huì)對(duì)這種產(chǎn)品的需求量也會(huì)越來越大。同時(shí)，從海洋植物中提取瓊脂，也是我國開發(fā)利用豐富海洋資源的一項(xiàng)具體措施。在從海洋中提取瓊脂的過程中，除了一系列的提取工藝外，將已提取好的瓊脂中所含的水份去除干凈是確保瓊脂質(zhì)量的一道重要工序。
二??研究意義
由于瓊脂在壓榨（去除水份）前是膠質(zhì)狀態(tài)，因此壓榨瓊脂時(shí)要將膠質(zhì)狀的瓊脂包裹在過濾布中，然后將包裹著瓊脂的過濾布一層層地疊起放人壓榨箱中；在對(duì)瓊脂的壓榨過程中既要保持壓板壓榨的瓊脂具有一定的壓榨力，又要保持壓板以一定的速度緩慢下移，以確保膠質(zhì)狀的瓊脂在去除水份的過程中，不被從過濾布中擠出來而浪費(fèi)原料。傳統(tǒng)的瓊脂壓榨機(jī)都是采用機(jī)械螺旋式壓榨原理，該壓榨機(jī)由于其本身固有的缺點(diǎn)，很難做到壓榨的過程既要保持對(duì)壓榨瓊脂具有一定的壓榨力，又要保持壓板以一定的緩慢速度平穩(wěn)下移的工作要求，因而在壓榨時(shí)存在著壓榨效率低、浪費(fèi)原料大、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作繁瑣等缺點(diǎn)。
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三??國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國內(nèi)第一臺(tái)ＹＰ３２８０型液壓自動(dòng)壓磚機(jī)在廣東佛陶集團(tuán)力泰陶瓷機(jī)械有限公司研制成功。這是國家經(jīng)貿(mào)委２０００年立項(xiàng)的國家重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化創(chuàng)新項(xiàng)目的內(nèi)容之一?,也是佛陶力泰集團(tuán)對(duì)國外先進(jìn)陶瓷機(jī)械技術(shù)經(jīng)過１０多年的消化吸收和不斷創(chuàng)新?,為我國陶瓷裝飾磚自動(dòng)生產(chǎn)線中最關(guān)鍵技術(shù)含量最高的設(shè)備全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化系列化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。ＹＰ３２８０型液壓自動(dòng)壓磚機(jī)是將陶瓷粉料壓制成磚坯的機(jī)械設(shè)備?,集機(jī)械、電子、液壓和陶瓷工藝技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品?,也是陶瓷裝飾磚自動(dòng)生產(chǎn)線上最關(guān)鍵最復(fù)雜的設(shè)備。該機(jī)制造技術(shù)要求高?,難度大?,具有全自動(dòng)?,高效率?,穩(wěn)定可靠?,安全節(jié)能?,性能價(jià)格比高等特點(diǎn)。其主機(jī)結(jié)構(gòu)采用優(yōu)化設(shè)計(jì)?,使其滿足強(qiáng)度和剛度?,代表了國產(chǎn)自動(dòng)壓磚機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。
四??參考文獻(xiàn)
[1]?楊培元.朱福元.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004.7?
[2]?雷天覺.新編液壓工程手冊(cè).北京：北京理工大學(xué)出版社.1998.12?
[3]?成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004.1?
[4]?張利平.液壓站設(shè)計(jì)與使用.北京：海洋出版社.2004.2?
[5]?中國機(jī)械工程學(xué)會(huì).中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典編委會(huì).中國模具設(shè)計(jì)大典[M].南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社.2002?
[6]?馮開平.左宗義.畫法幾何與機(jī)械制圖[M].廣州:?華南理工大學(xué)出版社.2001?
注：此表如不夠填寫，可另加頁。
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研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）
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1.?根據(jù)給定工況，完成液壓系統(tǒng)原理圖。????????????????????????????????????????????????????????????????????
2.?設(shè)計(jì)計(jì)算液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件。??????????????????????????????
3.?完成加工示意圖。???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
4.?完成液壓泵站裝配圖。?????????????????????????????????????????????????????????????????????
5.?完成PLC外部接線圖及梯形圖設(shè)計(jì)。????????????????????????????????????????
6.?編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
進(jìn)程計(jì)劃（各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)度、完成程度等）
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1.?熟悉題目、收集資料、寫開題報(bào)告???????????????????????????1周???????????????????????????????????????
2.?根據(jù)給定工況，完成液壓系統(tǒng)原理圖?????????????????????????1周?
3.?設(shè)計(jì)計(jì)算液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件。?????????????????????????2周?
4.?完成液壓泵站裝配圖。?????????????????????????????????????2周????????????????????????????????????????????
5.?整理說明書、外文資料翻譯、準(zhǔn)備答辯???????????????????????1周
論證小組意見
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??????????????????????????????組長簽名：
????????????????????????????????????????????????20????年???月???日
專業(yè)委員會(huì)意見
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??????????????????????????????專業(yè)委員會(huì)主任簽名：
???????????????????????????????????????????????20???年???月???日
注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。
2.此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
開題論證記錄
學(xué) 院： 工學(xué)院 記錄人：
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)
2009級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(2)班
指導(dǎo)教師姓名
指導(dǎo)教師職稱
副教授
論文（設(shè)計(jì)）題目
瓊脂壓榨機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
論證小組質(zhì)疑：
學(xué)生回答簡要記錄：
論證小組
成員簽名
論證地點(diǎn)： 論證日期： 年 月 日
注：此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。記錄、簽名欄必須用黑色筆手工填寫。
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
誠 信 聲 明
本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名：
2013 年 月 日
湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)
全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
瓊脂壓榨機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
DESIGN OF HYDRAULIC PRESSURE SYSTEM FOR THE AGAR MILL
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（2）班
指導(dǎo)老師及職稱：副教授
學(xué) 院：工學(xué)院
湖南·長沙
提交日期：2013年5月
目 錄
摘 要 1
關(guān)鍵詞 1
1 前言 1
2 瓊脂壓榨機(jī)的組成及液壓傳動(dòng)性能特點(diǎn) 2
2.1 瓊脂壓榨機(jī)的組成 2
2.2傳動(dòng)性能特點(diǎn) 3
4 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4
4.1 壓榨機(jī)工作循環(huán) 4
4.2 工況分析 4
4.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 5
4.3.1 確定供油方式 5
4.3.2 調(diào)速方式的選擇 5
4.3.3 速度換接方式的選擇 5
5 液壓執(zhí)行元件載荷計(jì)算及元件的選擇 7
5.1 各液壓缸的載荷力計(jì)算 7
5.1.1 壓榨缸的載荷力 7
5.1.2 頂出缸載荷力 7
5.1.3 計(jì)算頂出液壓缸在工作循環(huán)各階段的壓力、流量和功率值 8
5.2 液壓缸主要尺寸的確定 9
5.3 確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格 11
5.4 液壓閥的選擇 13
5.5 其它輔助元件及液壓油 13
6 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 15
6.1 壓力損失計(jì)算 15
6.2 估算系統(tǒng)效率、發(fā)熱和溫升 16
7 總結(jié) 17
參考文獻(xiàn) 18
致 謝 19
瓊脂壓榨機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
學(xué) 生：武海東
指導(dǎo)老師：劉啟定
(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，長沙 410128)
摘 要：首先明確瓊脂壓榨機(jī)機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求，然后通過給定的技術(shù)參數(shù)表里的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)，確定液壓執(zhí)行元件的載荷力、系統(tǒng)工作壓力以及液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，制定系統(tǒng)方案，擬定液壓系統(tǒng)圖，然后進(jìn)行液壓元件的選擇，最后對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行驗(yàn)算。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要是針對(duì)系統(tǒng)中涉及到的閥類元件的安裝，油路板的設(shè)計(jì)等。
關(guān)鍵詞： 瓊脂；液壓系統(tǒng)；工作壓力
Design of hydraulic pressure system for the Agar Mill
Student:Wu Haidong
Tutor: Liu Qiding
(College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)
Abstract: First ,clear about the hydraulic pressure system request of agar mill, then passes the technique outside and inside fluid department which decides, the definite fluid good part's Dutch strength, the department working strength as well as the fluid cylinder's main construction size, the formulation is a plan, decides the fluid department, however next the fluid part, finally is the performance line calculated. In the concrete construction, is mainly part's peaceful which in the department involves, oil duct board and so on
Key words: agar mill; hydraulic pressure system; working pressure
1 前言
瓊脂是從海藻、海草等海洋植物中提取的一種高蛋白制品，具有極高的食用、營養(yǎng)和藥用價(jià)值，是食品、保健品、制藥、化工等產(chǎn)品中必不可少的添加材料。瓊脂產(chǎn)品在國際、國內(nèi)具有廣闊的消費(fèi)市場，在東南亞地區(qū)銷量很大。隨著我國人民生活水平和保健水平的不斷提高，整個(gè)社會(huì)對(duì)這種產(chǎn)品的需求量將會(huì)越來越大。在我國、我省廣闊的海洋領(lǐng)域中擁有豐富的海藻海草植物，從這些海洋植物中提取瓊脂產(chǎn)品，也是開發(fā)利用我國豐富海洋資源的一項(xiàng)具體措施。在從海洋植物中提取瓊脂的過程中，除了一系列的提取工藝外，將已提取好的瓊脂半流體中所含的水份去除干凈是確保瓊脂質(zhì)量的一道重要工序[1-3]。
傳統(tǒng)的瓊脂壓榨機(jī)都是采用機(jī)械螺旋式壓榨原理[1-2]，該壓榨機(jī)由于其本身固有的缺點(diǎn), 很難做到壓榨的過程既要保持對(duì)壓榨瓊脂具有一定的壓榨力，又要保持壓板以一定的緩慢速度平穩(wěn)下移的工作要求，因而在壓榨時(shí)存在著壓榨效率低、浪費(fèi)原料大、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作繁瑣等缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)的螺旋式機(jī)械壓榨機(jī)相比，液壓自動(dòng)壓榨機(jī)安全、可靠、快捷、自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量高。為了滿足瓊脂在榨過程的上述工作要求， 本文將瓊脂壓榨機(jī)設(shè)計(jì)成液壓壓榨機(jī)，利用流體傳動(dòng)與控制技術(shù)傳動(dòng)平穩(wěn)準(zhǔn)確、輸出推力大、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到多機(jī)同時(shí)時(shí)工作并自功完成壓榨過程的目的。
2 瓊脂壓榨機(jī)的組成及液壓傳動(dòng)性能特點(diǎn)
2.1 瓊脂壓榨機(jī)的組成
瓊脂液壓壓榨機(jī)是以海洋植物為原料提取一種高蛋白制品的主要設(shè)備，主要由機(jī)架、壓榨缸、壓榨板、壓榨箱、壓榨箱底板、頂出缸、液壓系統(tǒng)及電控系統(tǒng)組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
圖1瓊脂壓榨機(jī)示意圖
Fig.1 agar mill structure schematic drawing
1 頂出缸 2 壓榨箱底板3 機(jī)架 4 壓榨箱 5 液壓站 6壓榨板 7壓榨缸
2.2傳動(dòng)性能特點(diǎn)
壓榨機(jī)經(jīng)常產(chǎn)生較強(qiáng)的重吸作用，大大降低抽出效果。這主要是由于壓榨機(jī)中的有效壓縮時(shí)間和排汁面積不足，而且在瓊脂壓榨機(jī)輥?zhàn)娱g蔗層較緊密處壓出的蔗汁，大部分是向著較疏松處(即入蔗口方向)流動(dòng)再落到輥?zhàn)颖砻嫔吓抛?，蔗汁穿過蔗層的方向和蔗層前進(jìn)的方向正好相反，這就大大增加了排汁困難和增強(qiáng)重吸作用。
瓊脂壓榨機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)消耗的動(dòng)力很大，其一由于瓊脂在壓榨（去除水份）前是膠質(zhì)狀態(tài)，因此壓榨瓊脂時(shí)要將膠質(zhì)狀的瓊脂包裹在過濾布中，然后將包裹著瓊脂的過濾布一層層地疊起放入壓榨箱中；在對(duì)膠質(zhì)狀瓊脂的壓榨過程中既要保持壓板對(duì)被壓榨瓊脂具有一定的壓榨力，又要保持壓板以一定的壓榨工藝速度緩慢下移，以確在保膠質(zhì)狀瓊脂水份被除去的過程中，瓊脂不被從過濾布中擠出，而浪費(fèi)原料。其二消耗于排脂：因?yàn)楹Ｑ笾参锏谋韺臃浅＞o密，纖維之間的空隙很少，對(duì)通過的液體有很大的阻力；要將瓊脂壓過植物標(biāo)尺排出，必須克服這些阻力，因?yàn)闀r(shí)間短而汁量大，必然要消耗很大的動(dòng)力。而且，壓榨機(jī)中壓出的瓊脂向入口方向排出，自然被剛進(jìn)入的原料吸收，隨后又再將它壓出，周而復(fù)此，重復(fù)作功，更大幅度增加了動(dòng)力消耗[3]。3 設(shè)計(jì)要求及給定參數(shù)
由于瓊脂在壓榨(去除水份) 前是膠質(zhì)狀態(tài), 因此壓榨瓊脂時(shí)要將膠質(zhì)狀的瓊脂包裹在過濾布中, 然后將包裹著瓊脂的過濾布一層層地疊起放人壓榨箱中; 在對(duì)瓊脂的壓榨過程中既要保持壓板壓榨的瓊脂具有一定的壓榨力, 又要保持壓板以一定的速度緩慢下移, 以確保膠質(zhì)狀的瓊脂在去除水份的過程中, 不被從過濾布中擠出來而浪費(fèi)原料。其主要由機(jī)架1、壓榨缸2、壓板3、壓榨箱4、壓榨箱底板5、頂出缸6、液壓和電氣控制系統(tǒng)7等部分組成。瓊脂在壓榨前要將它們分別裝進(jìn)許多預(yù)先準(zhǔn)備好的過濾袋中, 并將過濾袋的口反折好, 防止壓榨過程中脂從過濾袋中擠出來；然后將它們一層層疊好放入壓榨箱底板5上(此時(shí)壓榨箱底板5被頂出缸6推至壓榨箱4的上面,以便于工人裝卸料), 再將壓榨箱底板5落至壓榨箱4的底部；隨后讓壓板3快速接近壓榨箱4,當(dāng)壓板3與要壓榨的瓊脂開始接觸時(shí), 壓板3變成慢速移動(dòng)并逐漸開始進(jìn)人壓榨瓊脂的狀態(tài)；為了提高壓榨的工作效率應(yīng)使壓板開始?jí)赫キ傊乃俣认鄬?duì)較快,當(dāng)壓板的壓榨行程達(dá)到總行程的三分之一左右時(shí),壓板3 壓榨瓊脂的速度將減慢,直致壓榨完成； 此后壓板3快速退回到其原始位置, 與此同時(shí)頂出缸6將壓榨好的瓊脂從壓榨箱4中頂出, 這樣就完成了一個(gè)壓榨循環(huán)。上述壓榨缸的工作循環(huán)為：快速下降一慢速l下移一慢速2下移一終點(diǎn)停止一快速上移一原點(diǎn)停止；壓榨箱頂出缸的工作循環(huán)為:頂出一復(fù)位。瓊脂壓榨過程中各階段的壓榨速度根據(jù)其工藝要求可以在一定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)； 壓板的壓榨力根據(jù)其工藝要求也可以在一定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。另外兩臺(tái)壓榨主機(jī)工作時(shí)應(yīng)能獨(dú)立或同時(shí)使用, 且彼此的工作狀況不受干擾；工作參數(shù)的調(diào)節(jié)應(yīng)方便、靈活、快捷。
表1 設(shè)計(jì)要求和給定參數(shù)
Table 1 Design requirements and certain parameters
項(xiàng)目
符號(hào)
參數(shù)
單位
整機(jī)質(zhì)量
M
1000
Kg
壓榨箱尺寸
LxBxH
0.8x0.8x1.5
m
最大壓榨行程
S
1.2
m
額定壓榨力
壓榨工進(jìn)速度一
壓榨工進(jìn)速度二
FN
V1
V2
400
50-60
15-30
KN
cm/h
cm/h
快進(jìn)速度
V快
1-2
m/min
供油壓力
Ps
21
MPa
4 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 壓榨機(jī)工作循環(huán)
要求壓榨機(jī)完成的整個(gè)工作循環(huán)是：快進(jìn) → 工進(jìn)一 → 工進(jìn)二 → 終點(diǎn)停止 → 快退 → 原位停止。工作循環(huán)圖如圖2所示。
快退
起點(diǎn)
工進(jìn)二
工進(jìn)一
快進(jìn)
終點(diǎn)停止
圖2 工作循環(huán)
Fig.2 working cycle
4.2 工況分析
負(fù)載分析即確定主機(jī)負(fù)載的變化規(guī)律，通常用負(fù)載-時(shí)間（F-t，T-t）或負(fù)載-位移（F-x，T-θ）曲線表示，稱負(fù)載循環(huán)圖。液壓系統(tǒng)承受的負(fù)載可由主機(jī)規(guī)格或樣機(jī)實(shí)測確定，也可由理論分析得出。當(dāng)理論分析確定實(shí)際負(fù)載時(shí)，應(yīng)考慮工作負(fù)載、摩擦負(fù)載、慣性負(fù)載等。主機(jī)負(fù)載即液壓缸負(fù)載、液壓馬達(dá)負(fù)載。
首先根據(jù)已知條件（由壓榨行程1.2m，查出液壓杠的行程取1.25m，并且，工進(jìn)一的行程是在壓榨工作行程的2處轉(zhuǎn)換為工進(jìn)二的，即約在總行程950mm處），繪制運(yùn)動(dòng)部件的速度循環(huán)圖，如圖3所示。然后計(jì)算各階段的外負(fù)載并繪制負(fù)載圖。壓榨機(jī)快進(jìn)時(shí)，沒受到作用力，所以快進(jìn)時(shí)外負(fù)載約等到于零；工進(jìn)時(shí)，外負(fù)載取約等于額定壓榨力400kN；快退時(shí)，外負(fù)載也約等于壓板重力。故負(fù)載循環(huán)圖如圖4所示。
圖3 速度循環(huán)圖 圖4負(fù)載循環(huán)圖
Fig.3 velcocity cycle Fig.4 load cycle
4.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖
4.3.1 確定供油方式
瓊脂液壓自動(dòng)壓榨機(jī)的液壓系統(tǒng)，在壓榨缸快速下移和快速退回的工作過程中，其液壓系統(tǒng)為空載狀態(tài)，即液壓系統(tǒng)是一種低壓大流量的工作狀態(tài)；而該機(jī)在壓榨工作進(jìn)給的過程中需要很低的速度和很大的壓榨力，即液壓系統(tǒng)是一種高壓小流量的工作狀態(tài)。為了使液壓系統(tǒng)獲得較高的系統(tǒng)效率，并具有多缸工作互不干擾的性能，在該液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中需采用低壓大排量泵和高壓小排量泵組成的雙泵供油回路多速、多壓控制系統(tǒng)，故泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油。此設(shè)計(jì)采用雙聯(lián)齒輪泵[4-10]。
4.3.2 調(diào)速方式的選擇
在中小型的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥?？紤]到該設(shè)備在工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特性沒什么要求，決定采用調(diào)速閥調(diào)速。這種調(diào)速方法有調(diào)速容易、結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)[4-10]。
4.3.3 速度換接方式的選擇
本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也比較容易，但速度換接的平穩(wěn)性比較差。若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。但在此設(shè)計(jì)中，對(duì)平穩(wěn)性要求不高，故此回路滿足[4-10]。
最后把所選的液壓回路組合起來，即可組合成圖5所示的液壓系統(tǒng)原理圖。
圖5 液壓系統(tǒng)原理圖
Fig.5 schematic diagram of hydraulic pressure system
此液壓系統(tǒng)工作原理：為了使液壓系統(tǒng)獲得較高的系統(tǒng)效率，并且有多缸工作互不干擾的性能，液壓系統(tǒng)采用雙聯(lián)齒輪泵（即低壓大排量泵3和高壓小排量泵2組成的雙泵供油回路）供油，泵2、3的工作壓力分別由溢流閥4和電磁溢流閥5調(diào)定，當(dāng)系統(tǒng)的任何一個(gè)液壓缸需要快速進(jìn)和快速退回時(shí)，系統(tǒng)通過低壓大排量泵3實(shí)現(xiàn)供油，當(dāng)泵3不工作時(shí)，可通過電磁溢流閥5實(shí)現(xiàn)其卸荷；當(dāng)系統(tǒng)的任何一個(gè)壓榨缸需要工作進(jìn)給時(shí)，通過高壓小排量泵2與溢流閥4調(diào)速閥10、11、18、19和壓榨缸12、13等組成節(jié)流調(diào)速回路，來滿足各壓榨缸的壓榨工作要求，由于高壓泵2的排量很小，盡管其壓力較高，但功率并不大，因此可以不考慮該泵的卸荷問題；壓榨缸12、13和頂出缸14、15的換向分別由電磁換向閥8、9和電磁換向閥22、23完成；單項(xiàng)順序閥16、17用作平衡閥，防止壓榨缸12、13在重力的作用下滑，使壓榨缸能在任何位置停住，以確保壓榨過程的安全。本設(shè)計(jì)壓榨過程的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換采用行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，其電氣控制部分可采用可編程控制器（PLC）控制方式。
瓊脂壓榨機(jī)的液壓系統(tǒng)電磁鐵的動(dòng)作順序如表1所示.
表2 電磁閥動(dòng)作循環(huán)表
Tab.2 operating cycle of valve
工況
電磁塊
1YA
2YA
3YA
4YA
5YA
6YA
7YA
8YA
9YA
快速下行
+
+
+
慢速一
+
+
+
+
慢速二
+
+
快速退回
+
+
+
原位停止
5 液壓執(zhí)行元件載荷計(jì)算及元件的選擇
5.1 各液壓缸的載荷力計(jì)算
5.1.1 壓榨缸的載荷力
壓榨缸在壓榨板快進(jìn)過程中是輕載，其外載荷主要是壓榨板及其聯(lián)動(dòng)部件的啟動(dòng)慣性力和導(dǎo)軌的摩擦力。
工進(jìn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)，其外載荷就是擠壓時(shí)的載荷力。
終點(diǎn)停止時(shí)，液壓缸除要保持一定的壓力，還要保持壓板以一定的速度緩慢下移。
根據(jù)鋸架液壓缸的工作要求選擇雙作用活塞缸[4-10]，設(shè)液壓缸兩有效面積為A1和A2，且A1=2A2,即d=0.707D。為防止液壓缸發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸回油腔背壓P2取0.6MPa，而液壓缸快退時(shí)背壓取0.5MPa。
5.1.2 頂出缸載荷力
頂出缸的載荷力在整個(gè)壓榨過程中式變化的，計(jì)算時(shí)，只需求出最大載荷力。
(2)
式中d—頂桿直徑，由給定參數(shù)知：d=0.03mm；
P—最大壓力，已知p=185.22MPa；
由此求得131KN
表3 各液壓缸的載荷力
Tab. 3 Various hydraulic cylinders' loading force
液壓缸名稱 工況 液壓缸外載荷 活塞上載荷力
快進(jìn) 300 333
壓榨缸 終點(diǎn)停止 4000 4444
快速退回 980 1088
頂出缸 頂出 1000 1111
復(fù)位 200 222
根據(jù)頂出缸的工作情況選雙作用活塞缸，設(shè)液壓缸兩有效面積為A1和A2，且A1=2A2,即d=0.707D。為防止液壓缸發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸回油腔背壓P2取0.6MPa，而液壓缸快退時(shí)背壓取0.5MPa。
各液壓缸的外載荷力計(jì)算結(jié)果列于表3，取液壓缸的機(jī)械效率為0.9，求得想要的作用于活塞上的載荷力，并列于上表4。
表4 壓榨液壓缸在工作循環(huán)各階段的壓力、流量和功率值
Tab.4 The circulation work pressure, flow and power value of
sash hydraulic cylinder in every stage
工作循環(huán)
計(jì)算公式
負(fù)載F/KN
回油背壓p2/MPa
進(jìn)油壓力p1/MPa
輸入流量q1/10-3m3s-1
輸入功率P/KW
快
進(jìn)
快進(jìn)
恒速
p1=[F+A2(P2-P1)]/(A1-A2)
q1=(A1-A2)V1
P=p1q1
333
222
p2=p1+0.5
1.03
0.58
——
0.50
——
0.299
工進(jìn)一
p1=(F+A2p2)/A1
q1=A1V1
P=p1q1
4000
0.6
3.42
0.0031
0.019
0.011
0.065
快
退
工進(jìn)二
快退
p1=(F+A1p2)/A2
q1=A2V1
P=p1q1
p1=[F+A2(P2-P1)]/(A1-A2)
4000
333
0.6
0.5
1.53
1.08
1.03
-
0.50
-
0.54
5.1.3 計(jì)算頂出液壓缸在工作循環(huán)各階段的壓力、流量和功率值
差動(dòng)時(shí)液壓缸有桿腔壓力大于無桿腔壓力，取兩腔間回路及閥上的壓力損失為0.5MPa，則p2=p1+0.5MPa，計(jì)算結(jié)果見表5。
表5 頂出液壓缸在工作循環(huán)各階段的壓力、流量和功率值
Tab. 5 The circulation work pressure, flow and power value of
gripping hydraulic cylinder in every stage
工作循環(huán)
計(jì)算公式
負(fù)載F/KN
回油背壓p4/MPa
進(jìn)油壓力p3/MPa
輸入流量q3/10-3m3s-1
輸入功率P/KW
頂出
復(fù)位
p3=(F+A4p4)/A3 q3=A3V3
P=p3q3
p3=(F+A4p4)/A3
q3=A3V3
P=p3q3
1000
200
0.6
0.6
1.92
0.056
0.108
5.2 液壓缸主要尺寸的確定
工作壓力可根據(jù)負(fù)載大小及機(jī)器的類型來初步確定?，F(xiàn)取液壓缸的工作壓力為液壓系統(tǒng)壓力21MPa。
由上面的參數(shù)知道最大負(fù)載力為kN。由公式
（3）
式中 ——液壓缸工作壓力，初算時(shí)可取系統(tǒng)工作壓力；
——液壓缸回油腔背壓力，初算時(shí)無法準(zhǔn)確計(jì)算，估計(jì),本設(shè)計(jì)取 =0；
——活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比，本設(shè)計(jì)??；
——工作循環(huán)中最大的外負(fù)載；
——液壓缸的機(jī)械效率，一般cm=0.9~0.97，本設(shè)計(jì)取。
得： mm
將壓榨液壓缸的內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑mm，活塞桿直徑按及活塞桿直徑系列取mm。
選定缸后,再算出液壓缸的壓力為
（4）
式中 ——液壓缸壓力；
——工作循環(huán)中最大的外負(fù)載；
——液壓缸的有效工作面積。
代入數(shù)據(jù)得：
對(duì)選定后的液壓缸內(nèi)徑，必須進(jìn)行最小穩(wěn)定速度的驗(yàn)算。要保證液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積，必須大于保證最小穩(wěn)定速度的最小有效面積，即
（5）
式中 ——流量閥的最小穩(wěn)定流量，一般從選定的流量閥的產(chǎn)品樣本中查得，在本設(shè)計(jì)查得調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量為L/min；
——液壓缸的最低速度，由設(shè)計(jì)要求給定，在本設(shè)計(jì)中為cm/h。
把所選的數(shù)據(jù)代入式（5）得：
液壓缸節(jié)流腔的有效面積上面也算出為
cm
滿足式，液壓缸能達(dá)到所需低速。
快進(jìn)與快退時(shí)都是由大泵供油的，故可算
出快進(jìn)的速度為
m/min
液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定[11]。
本設(shè)計(jì)中壓榨缸的行程是根據(jù)壓榨箱的長度來選的，在本設(shè)計(jì)中壓榨的長度為mm，故可選液壓缸的最大行程為mm。
根據(jù)以上參數(shù),可選用工程用液壓缸(雙作用單活塞桿式液壓缸)[12-14],主要生產(chǎn)廠有: 長江液壓件廠、武漢液壓油缸廠、大連液壓件廠、重慶液壓件廠。
型號(hào)為 01-180/125 -4 1 2 1-1250。
5.3 確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格
考慮到正常工作中進(jìn)油路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為
（6）
式中 ——液壓泵最大工作壓力；
——執(zhí)行元件最大工作壓力，本設(shè)計(jì)中MPa；
——進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)簡單系統(tǒng)可取MPa，復(fù)雜系統(tǒng)取MPa，本設(shè)計(jì)中取MPa。
把上面所取數(shù)據(jù)代入式（6）中得
大流量泵： MPa
小流量泵： MPa（背壓力取0.5MPa）
上述計(jì)算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過度階段的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力貯備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。在本設(shè)計(jì)中取，故：
大流量泵： MPa
小流量泵： MPa
液壓泵的最大流量應(yīng)為
（7）
式中 ——液壓泵的最大流量；
——同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所須流量之和的最大值。如果這時(shí)溢流閥正進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量L/min；
——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取，現(xiàn)取。
大流量泵： L/min
小流量泵： L/min
根據(jù)算得的和選取雙聯(lián)齒輪泵，該泵的基本參數(shù)見表6[12-14]。
表6 齒輪泵技術(shù)規(guī)格參數(shù)
Tab.6 parameters of CBN-G302/325 gear technical
技 術(shù) 規(guī) 格
型
號(hào)
公稱排量（mL/r）
壓力
（MPa）
轉(zhuǎn)速
（r/min）
驅(qū)動(dòng)功率（壓力和轉(zhuǎn)速為額定值）（kW）
容積
效率
（%）
總效率（%）
額定
最
大
額
定
最
大
2/25
25
32
2500
3500
2.5
首先分別算出快進(jìn)與工進(jìn)兩種不同工況時(shí)的功率，由于在此設(shè)計(jì)中選用的是雙聯(lián)泵，即快進(jìn)時(shí)是大流量泵供油，工進(jìn)時(shí)是小流量泵供油，故電動(dòng)機(jī)的功率選擇的依據(jù)是兩者之和。
首先計(jì)算快進(jìn)時(shí)的功率，快進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率為
kW (8)
快進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率為
kW
kW
第五卷電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本[15]，選用Y100L-2型電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)參數(shù)見表7。
表7 Y100L-2電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)
Tab.7 technical parameter of Y100L-2 electric motor
型
號(hào)
額定功率/kw
滿 載 時(shí)
額定電流/A
轉(zhuǎn)速
效 率/%
功 率 因 數(shù)
Y100L-2
3
6.39
2870
82
0.87
2.2
7.0
2.2
5.4 液壓閥的選擇
根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)圖，按通過各元件的最大流量和最大壓力，查產(chǎn)品樣本所選擇液壓元件的規(guī)格如表8所示。
表8 液壓元件明細(xì)表
Tab.8 detail list of hydraulic component
序 號(hào)
名 稱
型號(hào)規(guī)格
通過流量(L/min)
1
過濾器
XU-J100X100
67.5
4、5
二位四通電磁閥
24EO-H6B
0.25
6、7
調(diào)速閥
2FRM5/0.2Q
0.135
8、9
調(diào)速閥
2FRM5/0.6Q
0.25
10、11
二位二通電磁閥
22DO-H6B
0.25
22、23
三位四通電磁閥
34WE6EE5/AW220-50
26
24、25
單向順序閥
DZ6DP1-5/2.5Y
26
26
溢流閥
DB101-1/315/W220-50
3
27
電磁溢流閥
DBW10B1-1/50/W220-50
62.5
液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能多的由標(biāo)準(zhǔn)液壓控制元件組成，液壓控制元件的主要選擇依據(jù)是閥所在的油路的最大工作壓力和通過該閥的最大實(shí)際流量。因此，首先根據(jù)所選擇的液壓泵規(guī)格及系統(tǒng)工作情況，算出液壓缸在各階段的實(shí)際進(jìn)出流量、運(yùn)動(dòng)速度和持續(xù)時(shí)間，以便為其他液壓控制閥及輔件的選擇及系統(tǒng)的性能計(jì)算奠定基礎(chǔ)[16-18]。
5.5 其它輔助元件及液壓油
常用的油管有硬管和軟管兩類。選擇的主要依據(jù)是工作壓力、工作環(huán)境和液壓裝置的總體布局等。同于硬管流動(dòng)阻力小，安全可靠性高且成本低，所以除非油管與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)部分一并移動(dòng)，一般應(yīng)盡量選用硬管。油管內(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。油管內(nèi)徑和壁厚按如下公式計(jì)算出后，即可按管材有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選取合適的油管：
（9）
（10）
式中 ——通過油管的最大流量；
——油管中允許流速，工進(jìn)高壓取=4m/s，快進(jìn)低壓取=2.5m/s；
——壓力為時(shí)，泵的輸出流量；
——油管內(nèi)徑；
——油管壁厚；
——油管內(nèi)最高工作壓力；
——管材的抗拉強(qiáng)度；
——安全系數(shù)，本設(shè)計(jì)取=4。
故快進(jìn)油管： mm
工進(jìn)油管： mm
同時(shí)考慮到制作方便，兩種油管都統(tǒng)一選用內(nèi)徑為15mm，厚度為3.5mm的10號(hào)冷拔無縫鋼管；查手冊(cè)得管材的抗拉強(qiáng)度為412MPa，按式（10）對(duì)管子的強(qiáng)度進(jìn)行校核：
=2mm
所選管子壁厚安全。
選擇液壓油液要考慮的因素有：工作環(huán)境（易燃、毒性和氣味等）、工作條件（粘度、系統(tǒng)壓力、溫度、速度等）、油液質(zhì)量和經(jīng)常性。上述因素中，最重要的是液壓油液的粘度[19]。盡管各種液壓元件產(chǎn)品都指定了應(yīng)使用的液壓油液，但考慮到液壓泵是整個(gè)系統(tǒng)中工作條件最嚴(yán)峻的部分，所以通?？筛鶕?jù)泵的要求來確定液壓油液的粘度及牌號(hào)。選用牌號(hào)為的油液，其運(yùn)動(dòng)粘度為32mm/s。
油箱容積可按經(jīng)驗(yàn)公式（11）計(jì)算出來。
（11）
式中 ——油箱的有效容積（L）；
——液壓泵的總額定流量（L/min），本設(shè)計(jì)L/min；
——與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：低壓系統(tǒng)，中壓系統(tǒng)，高壓系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)取。
故 L
選用容量為400的油箱，型號(hào)為。
6 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算
驗(yàn)算的目的在于對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量做出評(píng)價(jià)和評(píng)判，如果發(fā)生矛盾，則應(yīng)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行修正或改變液壓元件規(guī)格。
6.1 壓力損失計(jì)算
驗(yàn)算的目的在于了解執(zhí)行器能否得到所需的壓力。系統(tǒng)壓力損失的計(jì)算，它包括管路的沿程壓力損失、局部壓力損失及閥類元件的局部損失，即
（12）
(13）
（14）
式中 ——管道長度（m）；
——管道內(nèi)徑（m）；
——液流平均速度（m/s）；
——液壓油密度（kg/m）；
，——局部阻力和沿程阻力系數(shù)；
——閥的額定流量（m/s）；
——通過閥的實(shí)際流量（m/s）；
——閥的額定壓力損失（Pa）。
由于本系統(tǒng)的管路布局尚未確定，故僅按式（14）估算閥類元件的壓力損失。
快進(jìn)階段：三位四通電磁閥的壓力損失為MPa，單向順序閥的壓力損失為MPa。此階段閥類元件的總壓力損失為
MPa (15)
工進(jìn)階段：二位二通電磁閥的壓力損失為MPa，二位三通電磁閥的壓力損失為MPa，調(diào)速閥的壓力損失為MPa，溢流閥的壓力損失為MPa，此階段閥類元件的總壓力損失為
MPa
快退階段：快退階段與快進(jìn)階段都是相同的閥類元件在工作，故兩者的總壓力損失也相同。
盡管上述計(jì)算結(jié)果與估取值不同，但不會(huì)使系統(tǒng)工作壓力超過其能達(dá)到的最高壓力，故無需修改原設(shè)計(jì)。
6.2 估算系統(tǒng)效率、發(fā)熱和溫升
液壓系統(tǒng)效率是系統(tǒng)的輸出功率(即執(zhí)行元件的輸出功率) 與其輸入功率(即液壓泵的輸入功率) 之比，可由下式計(jì)算：
（16）
式中 —— 液壓泵的總效率；
——執(zhí)行元件的總效率；
——回路效率。
液壓回路效率可按下式計(jì)算：
（17）
式中 ——各執(zhí)行器的負(fù)載壓力和負(fù)載流量（輸入流量）乘積的總和；
——各個(gè)液壓泵供油壓力和輸出流量乘積的總和。
本液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)持續(xù)時(shí)間中，快進(jìn)與快退僅占一小部分時(shí)間，而工進(jìn)占了絕大部分時(shí)間，所以系統(tǒng)效率、發(fā)熱和溫升可略用工進(jìn)時(shí)的數(shù)值來代表。根據(jù)式（17）可算出工進(jìn)階段的回路率
（最高進(jìn)給速度時(shí)）
（最低進(jìn)給速度時(shí)）
前已取液壓泵的總效率=0.8和液壓缸的總效率=0.9，則按式（16）即可算得本液壓系統(tǒng)的效率
足見工進(jìn)時(shí)液壓系統(tǒng)效率很低，這主要是由于溢流損失和節(jié)流損失造成的。
液壓系統(tǒng)的壓力、容積和機(jī)械損失構(gòu)成總的能量損失，這些能量損失轉(zhuǎn)化為熱量，使系統(tǒng)油溫升高，由此產(chǎn)生一系列不良影響。為此，必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)熱計(jì)算，以便對(duì)系統(tǒng)溫升加以控制。液壓系統(tǒng)發(fā)熱的主要原因，是由于液壓泵和執(zhí)行元件的功率損失以及溢流閥的溢流損失所造成的，當(dāng)液壓油溫度升高后，會(huì)引起油液粘度下降，從而導(dǎo)致液壓元件性能的變化，壽命降低以及液壓油老化。因此，液壓油必須在油箱中得到冷卻,以保證液壓系統(tǒng)正常工作。系統(tǒng)的總發(fā)熱量可按下式計(jì)算：
（18）
式中 ——液壓泵的輸入功率（kW）；
——系統(tǒng)總效率。
所以可求得： kW=995W
液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，同系統(tǒng)中各個(gè)散熱面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。因?yàn)楣艿赖纳崦嫦鄬?duì)較小，且與其自身的壓力損失產(chǎn)生的熱量基本平衡，故一般略去不計(jì)。當(dāng)只考慮油箱散熱時(shí)，其散熱量可用下式進(jìn)行估算：
（19）
式中, ——油箱的散熱系數(shù) [W/(mC)]，本設(shè)計(jì)取W/(mC)；
——油箱散熱面積（m）；
——系統(tǒng)溫升值（C）。
其中，油箱的散熱面積可以用下式估算：
（20）
式中 ——油箱的有效容積（L）。
所以：
此溫升在許用范圍內(nèi)，故系統(tǒng)溫升驗(yàn)算合格。
7 總結(jié)
目前,在我國生產(chǎn)瓊脂的廠家還不是很多, 傳統(tǒng)瓊脂壓榨機(jī)都是采用機(jī)械螺旋式壓榨原理，該壓榨機(jī)由于其本身固有的缺點(diǎn)，很難做到壓榨過程既保持對(duì)壓榨瓊脂具有一定的壓榨力，又保持壓板以一定的緩慢速度平穩(wěn)下移連續(xù)工作的要求，因而在壓榨時(shí)存在著壓榨效率低、浪費(fèi)原料大、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作繁瑣等缺點(diǎn)。
本設(shè)計(jì)克服以上缺點(diǎn)，為瓊脂生產(chǎn)提供一種新型高效高質(zhì)量的自動(dòng)化設(shè)備,以更有效率方法的提取瓊脂。為了滿足瓊脂在壓榨過程的工作要求，將瓊脂壓榨機(jī)設(shè)計(jì)成液壓壓榨機(jī)，利用流體傳動(dòng)與控制技術(shù)傳動(dòng)平穩(wěn)準(zhǔn)確、輸出推力大、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到多機(jī)同時(shí)工作并自動(dòng)完成壓榨過程的目的。本設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)出一個(gè)液壓系統(tǒng)，使整個(gè)工作循環(huán)都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并結(jié)合所選液壓閥的各參數(shù)，按實(shí)際生產(chǎn)要求設(shè)計(jì)出液壓站,并優(yōu)化其液壓系統(tǒng)原理和使整體布局更具合理性。本設(shè)計(jì)中的壓榨機(jī)具備拆裝方便、工作安全可靠、控制準(zhǔn)確方便、完全符合瓊脂生產(chǎn)工藝要求等優(yōu)點(diǎn)。
經(jīng)過一段時(shí)間的論文設(shè)計(jì)，至此已基本完成了任務(wù)書所規(guī)定的任務(wù)。本設(shè)計(jì)
涉及的課程很多，涉及到液壓傳動(dòng)、流體動(dòng)力學(xué)、液壓、電氣控制等相關(guān)課程的知識(shí)。通過完成該設(shè)計(jì)，自我感覺收獲很多，能力提高很大。首先，對(duì)大學(xué)四年所學(xué)過的主要專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了一遍較系統(tǒng)的復(fù)習(xí)。在論文完成的過程中，基本上是在不斷翻閱課本，加以總結(jié)和聯(lián)系的基礎(chǔ)上獨(dú)立來完成的，因此，可以說通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使自己在專業(yè)知識(shí)方面得到了一次較大的提高。其次，設(shè)計(jì)的過程中，不免會(huì)遇到很多問題和難點(diǎn)，在問題面前，我學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考解決問題和協(xié)作。在論文完成的過程中，我通過查找資料，請(qǐng)教老師和同學(xué)，使難點(diǎn)和問題逐個(gè)擊破，感覺很充實(shí)，收獲頗多。再次，通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)鍛煉了群毆的思想，感覺只要靜下心來做一件事，成功的機(jī)會(huì)還是很大的。
參考文獻(xiàn)
[1]張世亮，柯明利，李日福.瓊脂液壓自動(dòng)壓榨機(jī)的研究[J].機(jī)床與液壓，2001（1）:49-50.
[2]陳靜，劉克銘，王伏林.甘蔗壓榨機(jī)液壓傳動(dòng)方案分析.[J]液壓與氣動(dòng)，2004（2）：40-43.
[3]王伏林.甘蔗壓榨機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及其靜動(dòng)態(tài)特性數(shù)字仿真與糖廠壓榨提汁生產(chǎn)線PLC集成控制研究[D]廣西大學(xué)，2001，廣西南寧
[4]雷天覺.[M].機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)北京，機(jī)械工業(yè)出版社 2001年
[5]王文斌.[M].《機(jī)械工程手冊(cè)》北京，機(jī)械工業(yè)出版社 2001年
[6]許賢良、王傳禮.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)[M].北京，國防工業(yè)出版社，2008年
[7]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本-液壓控制[M].北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年
[8]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本-液壓傳動(dòng)與控制[M].北京，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)，2007年
[9]王守成，段俊勇.液壓元件及選用[M].北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2007年
[10]范存德.《液壓技術(shù)手冊(cè)》[M].遼寧,遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004年
[11]王積偉、章宏甲、黃宜.液壓傳動(dòng)[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2004年
[12]張利平.液壓控制系統(tǒng)及設(shè)計(jì)[M].北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年
[13]劉延俊.液壓系統(tǒng)使用與維修[M].北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年
[14]周恩濤.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)元器件選型手冊(cè)[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2007年
[15]徐學(xué)林.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].長沙，湖南大學(xué)出版社,2005.8
[16]張金蘭，夏長發(fā)[M].中小型電機(jī)選型手冊(cè).北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1998
[17]G.E.McCreey.Liquid flow and vapor formation phenomena a flat heat pipe.Heat Transfer Engineering.1994(4):33-41
[18]李洪.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京，北京出版社,1990.12
[19]聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2010
[20]周世昌.液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行禁忌[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2002
致 謝
本論文是在劉啟定老師的悉心指導(dǎo)下完成的。畢業(yè)設(shè)計(jì)是考驗(yàn)我們大學(xué)四年來所學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合性環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)我們資料收集能力、自學(xué)能力、觀察能力等綜合能力的一個(gè)練習(xí)，它包括了畢業(yè)實(shí)習(xí)、資料收集、外文翻譯、課題設(shè)計(jì)等過程。
大學(xué)四年，劉老師一直都是很有耐心地教導(dǎo)我們，在此，我要深深的感謝老師的幫助，從老師身上我不僅學(xué)會(huì)了很多專業(yè)知識(shí)，而且學(xué)會(huì)了很多做人的道理這對(duì)我以后步入社會(huì)有很大的幫助。
同時(shí)要感謝論文答辯組專家的精心指導(dǎo)。
即將畢業(yè)，感觸良多，但愿能成為一個(gè)有價(jià)值的人。
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