金屬打包機的液壓系統設計【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】

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購買文檔就送對應 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，它利用壓縮設備在一定壓縮條件下，在不破壞材料性質的前提下，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，增加經濟效益。 目前廣泛應用的打包機，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，目前國內所擁有并使用的金屬打包機，除簡陋及代用設備（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，隨著科學技術的發(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 機由于能實現對廢舊金屬的打包回收，充分將資源再利用，因而在國民經濟中占據著重要的地位，有著廣闊的應用前景。尤其在目前黨中央大力倡導構建節(jié)約型社會的影響下，可以預見，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 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 鑒于這種情況，研究設計金屬打包機的液壓控制系統， 結合相應的單片機 進行控制，實現打包自動化，提高打包質量和效率，降低工人勞動強度，是具有一定的現實意義 。 計內容簡介 究解決的問題 本文主要是 設計一臺金屬 打包機。傳統的打包機設備主要由動力系統、傳動機構和工作機構組成。動力系統是機器的動力 源；工作機構是完成機器工作任務的直接工作部分；而傳動機構則是為了使動力源適應工作機構對力和速度、以及其他操作性能（停車、換向）要求的裝置。 本次設計任務的特點，是要結合現代化生產的需要，嘗試采用一種新型且被廣泛應用于工業(yè)生產的 單片機集成控制，取代傳統的繼電器控制系統，設計集機械結構設計、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，并能調節(jié)系統壓力。 體設 計方法 考慮到打包機的工作不太復雜，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，在本次設計中決定采用整體結構，將液壓系統、 氣控制制臺和打包機主體集中安置，這樣設計，操作者可以適時根據各工作機構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計 ⑴ 打包機機體的設計 ⑵ 壓縮室的設計 ① 壓縮室的尺寸設計 ② 進行彎曲強度校核 2． 液壓系統的設計 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。 ⑵ 液壓缸及控制油路的設計： 要求能實現如下工作過程： 從料斗中倒入要壓制的廢金屬料→主缸活塞快速推進→倒入數次料后，主缸活塞快速推進數次→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→輔缸關閉壓縮室門。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 ⑶ 液壓閥的選擇： 選擇系統的控制、調節(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，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計 ⑴ 設計單片機的控制線路 ⑵ 選擇單片機的控制器 在選擇好 相 應的 單片機和確定了控制對象的控制任務后，即可根據工藝、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，關閉料斗門；主缸快進，壓緊廢料，主缸壓力達到設定值后快退到初始位；上輔缸快退，料斗門打開，繼續(xù)加料；重復以上步驟 5； ③ 主缸工進，重壓一次，壓力達到設定值后，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，關閉壓縮室前門； ⑦ 完成一個周期，可進行下一次打包； 章小結 根據生產需要和技術、經濟要求，完成打包機液壓控制系統、機構設計和軟件開發(fā)。要求能夠實現所設計的打包機經濟實用、性能可靠，使用、維護方便，液壓系統采用 單片機 控制，控制過程簡單、靈活、可靠，能較好地滿足系統的設計要求 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 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 第 2 章 打包機主體的設計分析 打包機主體 設計分析的主要任務是進行打 包機 的結構設計、以及主缸壓包和輔缸出包的運動結構形式，并對相關部分進行強度校核。 包機的結構設計 打包機機體設計的基本任務是根據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構，并合理地選定有關的結構尺寸，然后設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，是完成機體設計的前提。 包機的運動 打包機從加料后開始工位運轉，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，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邊的出包門。 5、 利用主壓頭繼續(xù)前進，將 包 塊從側門推出機外。 6、 主、側壓頭退回，側門關閉，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。 1、 主機部分。 根據對打包機運動情況的分析可知，主缸系統應水平安置在機體上，側門系統垂直于主缸系統安置，上輔缸系統安置在主缸上方，另外再加上一些輔助機構，這樣就構成了機器進行打包工作的部分，即主機部分。按構成的結構分，應該包括： (1)機體 購買文檔就送對應 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。其結構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。若出現損壞 (斷裂或某些地方嚴重磨損 )、則需更換新構件或修補。 （ 2)上輔缸系統 上輔缸系統是控制進料口進料的機構。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的，并推向高壓室 。上輔缸裝在機體后架中間的大孔內，并用大園螺母從后面鎖緊。壓頭直接套裝在側缸活塞桿伸出端，由一個大螺栓從端面中間緊固，再蓋以側壓頭護板。由于側壓頭在料箱內還要組成高壓室的一壁，其位置是有嚴格要求的，所以在側壓頭與活塞桿接觸的臺階處， 有一個調整墊圈，為使活塞桿的行程終了時，側壓頭護板的前面與主壓頭護板側邊剛好要接觸并有一定的問隙，就靠調整墊圈的厚度來保證。 (3)主缸系統 主缸系統是 加壓機構，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，其功能就是對被側壓頭推壓到高壓室內的較疏松的束塊，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 出料 門系統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，便于包塊從門洞內推出， 出料門 裝在由門梁和側架貼合形成的滑道內，輔助缸裝在側架外壁上，輔助缸活塞桿與 出 直接鉸接，由輔助缸帶動 出料 門在滑道內往復滑動，對側架上的門洞進行開關。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 動力系統 就是機器的液壓發(fā)生、控制機構。布置在機器的后部、側缸的兩側。而電控操縱箱則置于機器同主缸的一側。整個系統由下列部分組成： (1)油箱部分 油箱部分 是動力系統的支承基礎，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 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 控制閥組液壓系統的控制裝置，由液壓系統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構，集中安裝，結構非常緊湊，各元件拆卸維修都很方便。 (4)管路系統 管路系統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。 整個機器就由以上部分構成，另外還有一些液壓管道、電氣管道及行程開關等部分，在本次設計中就沒有進行設計分析了。 圖 打包機總裝圖 包機壓縮室的設計與強度校核 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，因為在液壓系統設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 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 縮室的設計 壓縮室的尺寸設計 ： 根據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 主要依據執(zhí)行機構的運動要求而定 ,但為簡化工藝 ,降低成本 ,增加產品通用性 ,應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計計算也是只對主缸進行的 . 壓缸的結構設計 1、缸筒 （ 1）主要技術要求 ○ 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)實驗壓力而不會產生永久性變形 . ○ 2 有足夠 的剛度 ,能承受活塞側向力和裝置的反作用力 ,而不至于產生彎曲 . ○ 3 內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） 結構形式 通常根據缸筒與缸蓋的連接形式來選用缸筒結構 ,不同的連接形式有不同的優(yōu)點和缺點 ,要依據額定的工作壓力 用途 使用環(huán)境等因素合理選用缸筒結構 ,本設計中采用的是半環(huán)聯接的形式 ,其特點為 :結構較簡單 ,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 ,根據液壓缸的參數 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 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 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 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 式中 m) D [? ]缸筒聯接計算： 缸筒的主要聯接形式有：法蘭聯接式、焊接式，整體式 。 法蘭聯接式強度高，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，而整體式結構復雜加工不便。故選用法蘭聯接式。 缸筒 與缸蓋采用法蘭環(huán)聯接時 , 螺栓主要受拉伸應力的破壞 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） 結構形式 活塞根據密封裝置的型式來選用其結構形式 ,按工作壓力、環(huán)境溫度、介質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） 活塞與活塞桿的聯接形式 活塞與活塞桿的聯接形式采用卡環(huán)聯接如圖 3聯接結構 簡單、裝拆方便不易松動、應用在高壓、負載大、有振動場合。 購買文檔就送對應 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活塞聯接方式 （ 3）材料 選用碳素鋼 20或者 35或 45鋼。 3、活塞桿 （ 1）結構 外端部結構形式為焊接聯接 ,內端部結構形式為卡環(huán)聯接其中活塞桿與緩沖套之間采用螺紋聯接。 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 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 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)內徑（ 密封環(huán)外徑（ P—— 系統工作壓力（ 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??[]? —— 法蘭材料的許用應力。 壓缸的排氣與緩沖 由于各種原因 ,液壓系統會混入空氣 ,影響運動的平穩(wěn)性 ,如活塞低速運動時產生爬行 ,啟動時造成沖擊，換向時降低精度等。因此在設計液壓缸時 ,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數次 (高壓系統應將壓力降至 1把空氣排凈后 ,再將排氣塞 (閥 )擰緊關閉 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 ,因運動件的質量較大 ,運動速度較高 ,則在到達行程終點時 ,會產生液壓沖擊 ,甚至使活塞與缸筒端蓋之間產生 機械碰撞 甚至嚴重影響工作精度和引起整個系統及元件的損壞 ,為防止這種現象的發(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構簡單化 ,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 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，初算時簡單系統可取 復雜系統可取 此取 P? = 故液壓泵的工作壓力為： = 上述計算所得的 p 是系統的靜態(tài)壓力 ,考慮到系統在各種工況的過渡階段出現的動態(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滿足 (p,中底壓取小值 ,高壓系統取大值 （ 2） 液壓泵流量的確定： 液壓泵的最大流量應為 ? ? q??3/ 購買文檔就送對應 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 K= 求得液壓泵流量為： （ 3） 選擇液壓泵的規(guī)格 根據以上算得的1p和 查閱有關手冊 ,現選用柱塞泵，型號 術規(guī)格：排量： 650ml/r；額定壓力： 25驅動功率： 47速范圍： 300～4000r/生產廠家 :榆次液壓元件廠按意大利埃托斯公司技術生產。 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 液壓系統油泵電動機的功率。 當截割部阻力達到所測結果最大時，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 ?那么泵的驅動功率為： 查電動機樣本 ； 選型號為 定功率 70p 額定轉速為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中油液的流動方向或調節(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 在結構上，所有的閥都由閥體、閥心（座閥或滑閥）和驅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系都符合孔口流量公式，僅是各種閥的控制參數不同而已。 液壓系統中所用的閥有如下基本要求： 動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和震動小； 油液流過時壓力損失??； 密封性能好； 結構緊湊，安裝、調整、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 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 根據系統的工作壓力和實際通過該閥的最大流量，選擇有定型產品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選??；選擇節(jié)流閥和調速閥時，要考慮最小穩(wěn)定流量應滿足執(zhí)行機構最低穩(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產廠家：榆次液壓元件廠。 ○ 2 調速閥 10和 13的選擇： 型號： 6D，最高壓力： 21薦流量： 245ml/節(jié)范圍：產廠家：保定液壓集團公司。 ○ 3 單向調速閥 12的選擇： 型號： 2徑： 10量： 250產廠家：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，還應考慮到方向閥的特點、換向頻率響應時間、操縱方式、閥口壓力損失大小以及閥內卸漏的大小等。 ○ 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 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 型號： 1徑： 6力調整范圍： 4～ 20敏度： 斷調節(jié)區(qū)間： 3～ 12泄量： 產廠家：榆次液壓元件廠。 （ 6） 壓力表開關的選擇： 壓力表用來測量液壓系統的壓力。型號： 用壓力： 16產廠家：高行液壓元件廠。 4 管道尺寸的確定 管道內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,則內徑 ??? （ 3 式中 通過管道的內的流量 v—— 管內允許的流速 為了方便聯接管道內徑由管接頭確定 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中 (P>可取 V=(6～ 12)其中 效容量 , 現選用容量為 3000 壓系統的性能驗算 熱溫升的估算 本系統屬中高壓系統，無迅速起動、制動要求，在設計中已考慮了防沖擊、可調環(huán)節(jié)及相 關的防沖措施，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計，但完成各設計步驟匯總成整體液壓系統后，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專門的強迫冷卻裝置等。 系統發(fā)熱主要是由泵及液動機能量轉換中的功率損失和系統的壓力和溢流、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 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 . 假定系統的散熱狀況一般 ,取 ? ???? ? 231010油箱的散熱面積為 : 3 2 ? 即 V=2500L 系統溫升為 : ???? 即滿足要求。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 第 4 章 制系統設計 使用范圍廣、維護方便、速度快、休積??；具有邏輯、順序、定時、計數、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 結構形式多樣，模塊化組合靈活。有固定式適于小型系統或機床，組合式適于集控制系統。最少的 有 6點，而 統的容量達 128000點。 ○ 3 功能 強大。 ○ 4 編程方便，控制具有極大靈活性。 ○ 5 適應工業(yè)環(huán)境。適應高溫、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。系統設計、調試周期短。 ○ 7 與 格低、性價比高。 ○ 8 當前 主要類型有： 西門子、三菱、歐姆龍 本次設計 擬采用日本三菱公司 其優(yōu)點如下： 系統配置既固定又靈活 ， 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 共同的外部設備 。且 制液壓系統具有高可靠性且控制精確、穩(wěn)定。其具有很強的數學運算功能。輸人信號直接將按鈕、行程開關、壓力繼電器等各種信號觸點接到對應的 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系的網絡，控制數個電磁鐵按一定的順序通斷，從而控制液壓系統動作。 統控制要求 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 系統控制的要求是利用 而驅動伺服油缸，實現液壓閥的準確動作。 分析油壓操縱系統原理圖后可知，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 油壓系統中設有壓力繼電器和時間繼電器，壓力繼電器用來保持系統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，實現對系統的保壓延時； ○ 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 系統中要有必要的限位保護。 ○ 6 系統中要有必須的狀態(tài)指示。 ，可以確定系統輸入和輸出設備的數量。 （ 1）輸入設備的數量 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，共需要開關輸入 3點。 自動操作方式啟動按鈕 1個，需要開 關輸入 1點 油路中的壓力繼電器 1個，需要開關輸入 1點。 壓縮金屬塊的行程開關 1個，主缸、上輔缸的左右限位開關各 1個，共需要開關輸入 3點；下輔缸的上下限位開關各 1個，共需要開關輸入 2點。 因此，總共需要開關量輸入 10點。 （２）輸出設備的數量 控制液壓電機啟動的交流接觸器 1個，因此，共需要開關量輸出 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，共需要開關量輸出 8點。 因此，總共需要開關量輸出 10點。 （３） 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 考慮到 I/0%的余量，應選開關量輸入 48點，開關量輸出 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 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，《機械設計手冊》 (?第三版?第４卷 )[M]， 1996 [2]、楊培元 主編， 《液壓系統設計簡明手冊》 [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 [5]、桂國森等編，《液壓元件產品樣本》 [M]，機械工業(yè)出版社， 2000 [6]、 成大先主編，《機械設計手冊》（第三版） [M]，北京化學工業(yè)出版社， 1994 [7]、 機械工程手冊編輯委員會編，《電氣工程師手冊》 [M]，北京機械工業(yè)出版社，1987 [8]、齊占慶主編，《機床電氣自動控制》 [M]，機械工業(yè)出版社， 1987 [9]、戶主賢主編，《機床液壓傳 動與控制》 [M]，北京航空專業(yè)教材編審室， 1984 [10]、上海煤礦機械研究所編 .，《液壓傳動設計手冊》 [M]. 上海人民出版社， 1990 [11]、陳在平、趙相賓主編，《可編程序控制器及應用程序控制》 [M]， 機械工業(yè)出版社， 2002 [12]、劉鴻文主編，《材料力學》 [M]，高等教育出版社， 1999 [13]、方向威主編，《機械工程材料性能數據手冊》 [M]，機械工業(yè)出版社， 2002 [14]、煤碳工業(yè)部主編，《液壓傳動設計手冊 》 [M]，上?？茖W技術出版社， 1998 [15]、蔡春源主編 ，《機電液設計 手冊》 [M]，東北大學、機構工業(yè)出版社， 1999 [16]、黎啟柏主編 ，《液壓元件手冊》 [M]，機械冶金工業(yè)出版社， 2000 [17]、徐灝主編 ，《 機械設計手冊（第 5卷）》 [M]，機械工業(yè)出版社， 1998 [18]、杜國森主編， 《 液壓元件產品樣本 》 [M] ，機構工業(yè)出版社， 2000 [19]、成大先 ，主編 《機械設計手冊第三版（第四卷）》 [M]， 化學工業(yè)出版社，2002 [20]、劉鴻文 ，主編 《 材料力學 》 [M]，高等教育出版社， 2002 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 總 結 畢業(yè)設計 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，對所學知識的一次綜合檢測，在整個大學教學任務中事關重要的一環(huán)。對提高我們綜合運用基礎知識能力、理論聯系實際能力和專業(yè)技能都有很大幫助。從資料搜集、閱讀相關文獻到設計任務的完成，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計的要實用、經濟，更重要的是，在設計過程中認識到實際設計過程中要注意的問題。 本次畢業(yè)設計是在隆文革老師的指導和幫助下完成的。在設計的整個過程中，從方案確定到設計的完成都得到了隆文革老師的熱心指 導 ,指出不少內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 ,讓本次設計順利的完成。另外，在畢業(yè)設計期間，我們同組同學各個都很熱情，在努力完成自己設計任務的前提下，充分發(fā)揮團結互助的精神，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 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知識，構建了完整的專業(yè)知識體系，為此次畢業(yè)設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。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 ;同時也感謝給予我?guī)椭耐瑢W們。 購買文檔就送對應 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 (