金屬打包機控制系統(tǒng)的設計【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 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 摘要 老式的金屬打包機的電氣控制部分大多數(shù)仍采用繼電器控制，這種控制方法采用眾多的電器元件，邏輯布線復雜，接點多，故障率高，設備運行可靠性差。采用 此設計一種全新的基于 系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定 ,提高了生產(chǎn)線的自動化程度 ,并切實提高了生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。同時也介紹金屬打包機的發(fā)展歷史、結(jié)構(gòu)，并進行了液壓系統(tǒng)的設計、 制系統(tǒng)的設計。 關鍵詞 ： 金屬打包機 可編程控制器（ 液壓系統(tǒng) Ⅱ of be to So a of is of of of of of it's of LC 咨詢 14951605 1 目錄 摘要 ................................................................................................................................................................. 1 ................................................................................................................................................. 一章引言 ..................................................................................................................................................... 1 屬打包機及其 在國民經(jīng)濟的地位 .................................................................................................. 1 屬打包機的原理及基本要求 .......................................................................................................... 1 屬打包機的類型 .............................................................................................................................. 1 壓傳動打包機的優(yōu)點 ...................................................................................................................... 3 國液壓打包機的應用及展望 .......................................................................................................... 3 國廢金屬加工設備的生產(chǎn)規(guī)模及現(xiàn)狀 .................................................................................. 4 國液壓打包機的研制應用現(xiàn)狀 .............................................................................................. 4 國液壓打包機 “十一五”發(fā)展方向 .................................................................................... 5 國廢鋼加工設備前景展望 ...................................................................................................... 6 第二章 液壓金屬打包機的結(jié)構(gòu) ................................................................................................................... 8 包機的運動 ...................................................................................................................................... 8 包機運動的控制 .............................................................................................................................. 8 包機的總布局 .................................................................................................................................. 9 第三章 液壓金屬打包機液壓系統(tǒng)的主要的設計及計算 ........................................................................ 10 術要求 ............................................................................................................................................ 10 壓元件的計算與選用 .................................................................................................................... 10 載分析和運動分析 ................................................................................................................ 10 壓缸主參數(shù)的計算 ................................................................................................................ 12 壓泵的選擇與計算 ................................................................................................................ 13 動機的計算與選用 ................................................................................................................ 15 壓系統(tǒng)圖的的擬定 ........................................................................................................................ 15 壓回路的選擇 ........................................................................................................................ 15 壓系統(tǒng)的性能驗算 ................................................................................................................. 17 液溫升驗算 ............................................................................................................................ 17 第四章 液壓金屬打包機的 制系統(tǒng)設計 ....................................................................................... 18 機功能結(jié)構(gòu) ..................................................................................................................................... 18 2 概述 ........................................................................................................................................ 18 起源 ................................................................................................................................ 18 功能、 ............................................................................................................................ 19 主要特點 ........................................................................................................................ 19 編程控制器的定義 ................................................................................................................. 19 編程控制器的分類 ................................................................................................................ 19 C 的原理 ................................................................................................................................... 20 選型方法 ........................................................................................................................ 21 型的選擇 ................................................................................................................................ 24 選擇要求 ........................................................................................................................ 24 選用 ................................................................................................................................ 25 制系統(tǒng)硬件設計 .................................................................................................................. 25 制要求和工作方式 ........................................................................................................................ 27 控制過程 ................................................................................................................................ 28 制系統(tǒng)控制程序及說明 ........................................................................................................ 30 結(jié)論 ............................................................................................................................................................... 37 致謝 .................................................................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 ....................................................................................................................................................... 38 錯誤 !未找到引用源。 1 第一章引言 屬打包機及其在國民經(jīng)濟的地位 金屬打包機的作用 的功能是將機械工業(yè)的余廢料、即一定厚度下的邊角余料，線材、切削及小型薄壁金屬容器、包裝物、小型構(gòu)架，廢舊金屬生活制品等物料，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。 金屬打包機在國民經(jīng)濟中的地位 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，這無疑將會對人類環(huán)境產(chǎn)生污染；另方面人類社會的不斷消耗，各類礦物資源也會逐漸減少。如何利用金屬廢棄物，即防止污染，又變廢為寶，資源永續(xù)成為一個重要的研究課題擺在人類面前。 屬打包機的原理及基本要求 金屬打包的基本原理 產(chǎn)生塑性變形的性質(zhì)，給金屬材料以足夠的、能聚集并產(chǎn)生永久形變的外力，從而形成緊密的束 塊。所以，不能產(chǎn)生塑性變形，或塑性變形很小的金屬，便不能直接進行打包處理。如高碳鋼、工具鋼、鋼絲繩及鑄鐵等，就不能直接裝機進行打包。 金屬打包的基本要求 -（ 1）要有足夠的擠壓力。能使被處理的金屬材料產(chǎn)生塑性變形束塊，并使被束塊達到一定要求的密度。（ 2）要有一個能容納金屬物料、并能封閉起來承受擠壓力的料箱。在滿足這兩項基本要求的前提下，又根據(jù)不同的應用要求和不同的處理對象，就產(chǎn)生了許多不同類型的金屬打包機。金屬打包機的工作原來，就是在一個封閉的料箱內(nèi)，使用工作力推動壓頭對金屬物料進行擠壓，使金屬物料形成一定尺寸和密度的束塊。 屬打包機的類型 各個國家對廢舊金屬的回收方法不同，加工規(guī)模、體制各異，各國研制使用的金屬打包機就各有特點，類型很多。但除尺寸規(guī)格、具體的結(jié)構(gòu)類型不外乎如下幾種： 按料箱的封閉方法，有合蓋式和組合式。 （ 1）合蓋式 旋轉(zhuǎn)的機蓋，，加料后機蓋閉和，形成封閉的擠壓室，在合蓋過程中，利用操縱機蓋的推動力，對松散的金屬物料，進行一次預壓。一次封閉的容量大，適用范圍廣。所以種類型的結(jié)構(gòu)被采用得最多。在中型、大型的金屬打包機上也能組成自動化作業(yè)線，只是在加料時間，壓頭要等待，不 能連續(xù)打包，在單位液壓金屬打包機控制系統(tǒng)的設計 2 時間內(nèi)的打包數(shù)量比較低。 （ 2）組合式就是合蓋式與其它形式的封閉料箱的方式結(jié)合于一體。在機蓋閉合后，帶有拖板的第一級壓頭將物料推壓到擠壓室，機蓋就開啟，在第二級壓頭擠壓工作時，就可進行加料于托板上。當包塊成形推出機外，壓頭回程，托板上的料立即被擋入料箱內(nèi)，又可合蓋進行新的循環(huán)工作。這種類型彌補了某種的無予預壓作用，又彌補了合蓋式的間歇太長的缺點，但還是不能進行完全的連續(xù)加料，且機構(gòu)也復雜，所以采用這類型式的金屬打包機還不多見。 按壓頭加壓的方法，有單壓頭加壓、雙壓頭加壓和三壓頭加壓等形式。 單壓頭加壓 從一個方向?qū)饘傥锪鲜┘訅毫Α＿@種類型目前多見于小型的 100噸壓力以下的、和小噸位壓力的處理有色金屬的金屬打包機。雙壓頭加壓 別從相互垂直的兩個方向，分別對金屬物料施加擠壓力。這種加壓方式的機型目前被采用得最多，小、中、大各級噸位壓力的都有，既能保證包塊有一定的密度，又能簡化機器的結(jié)構(gòu)。三壓頭加壓 別對金屬物料施加壓力。這種加壓方式的機型一般功率都比較大，即壓力噸位都較大。這種加壓方式多與其他方式的料箱封閉形式配合使用， 生產(chǎn)效率高，包塊的密度高。當然機器的結(jié)構(gòu)也復雜。 從金屬打包機的發(fā)展趨勢看，是在向多功能、大噸位、高生產(chǎn)率的方向發(fā)展。當然。這要以各國的具體國情而定。不過，有一點是一致的，不論什么機型結(jié)構(gòu)，均以液壓傳動為主。 我國的金屬打包機的概況從不完整的資料看，目前國內(nèi)所擁有并使用的金屬打包機，除簡陋及代用設備外，分為絲桿傳動和液壓傳動兩大類。 （ 1）、絲桿傳動金屬打包機 目前的機械廠從事商品生產(chǎn)。但仍有許多金屬回收單位自造自用。基本結(jié)構(gòu)都大同小異，一般都采用合蓋式、雙壓頭加壓。各壓頭、蓋板均分別由電動機、減速器、絲桿及螺母進行傳動，人工取包或機械頂出包塊，具體結(jié)構(gòu)繁簡不一。這類打包機的主壓頭壓力，正式標定的有 100噸力和 200噸力兩種，還有沒有標定噸位的，也只是在 100噸力左右。由于絲桿傳動的功率損耗大，磨損大，體積大，所以一般不用這種傳動結(jié)構(gòu)來制造大噸位級的打包機。 絲桿傳動的金屬打包機，以其結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，在我國金屬回收行業(yè)向機械化發(fā)展方面，是起了一定的推動作用的。但由于這種傳動的功率損失太大，壓力的傳動不穩(wěn)定，加工的包塊密度底，以及絲桿傳動的自身缺點和限制，不能得到發(fā)展，終會被淘汰。 （ 2）、液壓傳動金屬打包 機 從六十年代開始，我國就有了制造液壓傳動金屬打包機的工廠。與其它的工業(yè)發(fā)達錯誤 !未找到引用源。 3 的國家相比，雖然起步晚了些，但隨著金屬回收工業(yè)的發(fā)展，液壓金屬打包機的發(fā)展也相當迅速，有了一批適合我國國情的、不同規(guī)格和品種的設備裝備在各金屬回收單位。 按主壓頭壓力噸位有： 63噸、 100噸、 160 噸、 250噸、 300噸及 1600 噸數(shù)種。 300噸和 1600噸力級的多為冶金部門所使用；金屬回收單位目前使用最多的是 100噸壓力，其次是 160噸力和 250 噸力級，再大的就少了。 從結(jié)構(gòu)特征來講，多數(shù)為合蓋式的雙壓頭加壓。這類結(jié)構(gòu)，以宜昌機床 工業(yè)公司所研制的系列產(chǎn)品為代表。 另外，最近幾年還發(fā)展了適合縣、鎮(zhèn)及機械輕工部門使用的合蓋式單壓頭加壓、移動式等小而輕便的金屬打包機。 壓傳動打包機的優(yōu)點 液壓打包機之所以發(fā)展迅速在于有許多其它傳動方式不可比擬的優(yōu)點，而這些優(yōu)點又正適應金屬的物料打包工作需要。這些優(yōu)點是： （ 1）、很容易得到大壓力，能在工作行程的任何位置進行滿負載的擠壓工作。金屬物料變形穩(wěn)定，擠壓出的束塊密度高。 （ 2）、能容易實現(xiàn)自動變速，即壓頭在低壓力時能快速行動，高壓力時慢速行動。所以節(jié)省功率，提高效率，亦有利于金屬物料的變 形。 （ 3）、工作時傳動平穩(wěn)，噪聲小。機器的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，占地面積小。 （ 4）、容易實現(xiàn)過載保護。在額定壓力下，可隨時調(diào)節(jié)壓力的大小，即能保護設備的安全，操作也方便。 （ 5）、容易實現(xiàn)自動化，容易實現(xiàn)遠程操作，工人勞動強度低。 （ 6）、功率損失小，節(jié)省能源。標準化程度高，液壓元件容易更換。 國液壓打包機的應用及展望 我國液壓打包機的研制應用起步于上世紀 80 年代中期。原國家計委在發(fā)展中國鋼鐵工業(yè)中把廢鋼鐵回收加工列入節(jié)能項目，宏觀政策上鼓勵發(fā)展。當時由商業(yè)部和國家物資局從捷克斯洛伐克、日本、美 國、聯(lián)邦德國等組織引進了部分廢鋼打包機。首先在京、津、滬等大中城市應用。然后通過技術引進，技術合作等形式逐步形成了我國廢金屬加工設備生產(chǎn)體系。那時，中國仍然以計劃經(jīng)濟為主，市場調(diào)節(jié)為輔。隸屬于機械工業(yè)部的宜昌機屬工業(yè)公司責無旁貸地承擔了引進設備的技術吸收轉(zhuǎn)化和國產(chǎn)設備的研制開發(fā)等生產(chǎn)任務，并為我國液壓系列廢金屬加工設備的推廣應用做出了歷史性貢獻。90 年代后，隨著我國市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展完善，廢鋼加工設備研制生產(chǎn)企業(yè)逐步向長江流域和華東地區(qū)轉(zhuǎn)移，江蘇華宏科技股份有限公司（原江陰市液壓機械廠）就應運而液壓金屬打包機控制系統(tǒng)的設計 4 生了。常熟 市鍛壓機床有限公司，武漢供銷機械廠，寧波非標設備廠等也都生產(chǎn)了一定數(shù)量的廢金屬加工設備。 國廢金屬加工設備的生產(chǎn)規(guī)模及現(xiàn)狀 據(jù)粗略統(tǒng)計，自“九五”時期以來：我國年均生產(chǎn)各種廢鋼加工設備在 4 400~5300 臺（件）， 21 世紀后年均產(chǎn)量有了較大增長，這與我國鋼鐵蓄積量“十五”時期大幅增長的情形相同。其中大型廢鋼加工設備（包括抓鋼機）多數(shù)服務于大型冶金企業(yè)，其所占比例較小，大約在 10%~15%。而中小型廢鋼加工設備一般使用在再生資源回收利用公司和基層回收站，約占設備總量的 85%~90%。近些年 有色金屬和不銹鋼企業(yè)發(fā)展迅猛，爐前選用廢金屬打包機加工原料的日見增多。江蘇華宏科技股份有限公司是我國專業(yè)生產(chǎn)廢鋼加工設備的新興力量。“九五”時期共計生產(chǎn)廢金屬加工設備 3 800 余臺（件），產(chǎn)值達 16 780 萬元。 “十五”期間生產(chǎn)各類廢鋼加工設備 14 895 臺（件），實現(xiàn)銷售 80 513 余萬元，占據(jù)了國內(nèi)較大的市場分額。 2006 年 1 月至 2007 年 6 月，江蘇華宏又生產(chǎn)各類廢金屬加工設備 5 667 臺（件），實現(xiàn)銷售達 42 880 萬元， 18個月的產(chǎn)量和產(chǎn)值約占“十五”時期的 38% 和 江蘇華宏自“九五”時期至今，一共累計生產(chǎn)各類廢加工設備 24 362 臺（件）。華宏設備以占國內(nèi)市場份額 50%計，全國同期應有廢金屬加工設備總數(shù)為 48 724 臺（件）；若以 40% 計則全國同期設備總數(shù)為60 905 臺（件），約相當于年產(chǎn) 5 300 臺（件）。若含抓鋼機，冶金渣破碎機及研磨設備等，廢鋼加工設備總數(shù)應在 50 000~62 000 臺（件）左右。當然這只是理論推導值，尚不包括報廢折舊部分，也未計進口和出口部分。 國液壓打包機的研制應用現(xiàn)狀 (1) . 我國廢金屬加工設備的研制現(xiàn)狀 從上世紀 80 年代后期引進國外廢鋼打包機至今已有 20 余年。中國加入世貿(mào)組織也已多年，世界經(jīng)濟一體化的進程不斷加快，而我國液壓打包機的研制現(xiàn)狀仍有許多令人不滿意的地方。 新產(chǎn)品開發(fā)研制的動力、財力不足。目前在企業(yè)中設有科研所的只有湖北力帝和江蘇華宏。在競爭日趨激烈的今天，企業(yè)只能以贏利為目的，而國家和政府又沒有科研經(jīng)費投入，這個領域似乎成了被人遺忘的角落。經(jīng)久耐用、簡單可行的設備受歡迎。廢鋼回收加工，北方稱之為收破爛兒，南方叫收廢品，一般的人不愿意干。當然在循環(huán)經(jīng)濟，節(jié)能環(huán)保等新概念的沖擊下，人們的觀念有 所改變。中國的傳統(tǒng)是勤儉節(jié)約，投入少產(chǎn)出多，特別是廢鋼加工設備只要求簡單易用，不歡迎復雜奢侈。所以 20 多年后的今天，廢鋼打包機仍是老面孔，新產(chǎn)品的開發(fā)并不多見。集打包、剪切功能為一身的液壓打包剪機國內(nèi)尚無批量生產(chǎn)。 (2). 我國廢金屬加工設備應用現(xiàn)狀 我國液壓打包機主要應用在冶金系統(tǒng)和從事再生資源回收利用的相關企業(yè)，有色金錯誤 !未找到引用源。 5 屬加工冶煉廠和不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)等。 液壓打包機在冶金工業(yè)中的應用我國自行研制的 打包機、打包機，其結(jié)構(gòu)簡單，一般采用合蓋鎖緊銷 代替垂直擠壓機構(gòu)，有手動和半自動兩種。大功率打包機為大型鋼鐵企業(yè)所用：如寶鋼、太鋼、萊鋼、廣鋼、杭鋼等鋼鐵企業(yè)都選用大功率打包機和門式剪切機等，一是對生產(chǎn)過程中的邊角余料加工打包；二是對社會收購廢鋼進行加工，冶金企業(yè)擁有的打包機、剪切機只占全社會設備量的一部分，但都是大功率設備。 液壓打包機在再生資源回收企業(yè)中的應用 據(jù)報道：全國廢品回收人員在 1 000 萬人以上，全國供銷社系統(tǒng)共有再生資源回收網(wǎng)點近 10 萬個，交易市場 540 多處，從業(yè)人員近 50 萬人。金屬打包機廣泛應用于再生資源回收企業(yè)。特別是中小型打包 機很受市場歡迎。占國內(nèi)市場半壁江山的江蘇華宏經(jīng)常滿負荷生產(chǎn)，節(jié)假日還加班加點，但華宏系列產(chǎn)品始終供不應求。據(jù)粗略估算：我國液壓打包機產(chǎn)量約占全國廢金屬加工設備的 90%左右，抓鋼機、鋼渣破碎、研磨設備等約占 10 % 。 液壓打包機在有色金屬、不銹鋼領域的應用 2006 年我國再生有色金屬總產(chǎn)量達455 萬噸。其中再生銅 168 萬噸，再生鋁 235 萬噸，再生鉛、再生鋅產(chǎn)量分別為 39 萬噸和 11 萬噸。液壓打包機在有色金屬投爐冶煉工段使用十分普遍，紹興中環(huán)銅業(yè)公司和富陽杭富線纜有限公司都采用華宏 液壓打包機加工廢銅原料。 2006 年我國不銹鋼產(chǎn)量達 530 萬噸，消費量為 595 萬噸，成為全球第一不銹鋼生產(chǎn)大國。在不銹鋼冶煉生產(chǎn)過程中，不銹鋼創(chuàng)花、不銹鋼輕薄料等加工壓塊都需要廢金屬打包機，經(jīng)加工后的包塊既方便投爐，又節(jié)能環(huán)保。 國液壓打包機 “十一五”發(fā)展方向 根據(jù)國家發(fā)改委頒發(fā)的《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》，“十一五”期間我國鋼鐵工業(yè)經(jīng)調(diào)整后仍將持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。它對鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)技術政策、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、投資管理等都作了詳細規(guī)定，為鋼鐵工業(yè)的健康發(fā)展指明了方向。 “十一 五”期間以年均產(chǎn)鋼 4 . 2 億 ~ 4 . 3 億噸計，我國將共計生產(chǎn)粗鋼 21 億 ~噸，以噸鋼單耗廢鋼 165 千克計，即需廢鋼 34 650 萬 ~35 475 萬噸，相當于年均使用廢鋼 6 900 萬 ~7 100 萬噸?！朵撹F產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》第十五條要求精料入爐、清潔生產(chǎn)；第三十五條要求多用廢鋼，減少礦石用量；鼓勵發(fā)展電爐煉鋼，鼓勵廢鋼精細加工，提倡廢鋼實行定點定向配送供應。有鑒于此，筆者認為：我國廢鋼加工設備“十一五”發(fā)展方向是： (1). 穩(wěn)定現(xiàn)有廢鋼加工設備生產(chǎn)企業(yè)，并使之健康發(fā)展 為保證“十一 五”期間鋼鐵工業(yè)的廢鋼供應。國家宏觀管理部門應重視現(xiàn)有廢鋼加工設備生產(chǎn)企業(yè)，把它作為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要內(nèi)容來抓。在銀行貸款，稅收政策和技術改造等方面給以扶持，使之穩(wěn)定健康發(fā)展，并在原有基礎上鼓勵創(chuàng)新，使它們成為該液壓金屬打包機控制系統(tǒng)的設計 6 行業(yè)的民族品牌工業(yè)。 (2) . 注重科技投入，加強國際間的交流合作國產(chǎn)的廢鋼加工設備結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，價格也較便宜，深受廣大用戶的歡迎。但 20 多年以來，廢鋼加工設備的技術改造，科技創(chuàng)新投入嚴重不足，宏觀管理部門及相關的科研院所也很少有人關注這一領域。 國際的交流合作平時只局限于貿(mào)易交流，或流于 經(jīng)貿(mào)洽談等，湖北力帝公司研制的國家星火計劃，但推廣應用難度很大。對于意大利考爾碼公司的液壓打包剪切機，帶抓斗的金屬液壓打包機和德國美卓林德曼公司的廢鋼加工系列設備等樣機應組織力量吸收轉(zhuǎn)化，為我所用。 (3) . 發(fā)展先進加工工藝，以增加純凈廢鋼的市場供應量對于自動上料，并能除塵去雜的廢鋼加工設備應鼓勵研制開發(fā)，因為這類設備可以大幅度提高勞動生產(chǎn)率，還能與精料入爐，清潔生產(chǎn)相匹配。同時也能促進廢鋼配送制度的建立。 (4) . 建立廢鋼加工設 備基金會建議中國廢鋼鐵應用協(xié)會協(xié)同廢鋼加工設備委員會發(fā)起建立廢鋼加工設備基金會。廢鋼和廢鋼加工設備的使用單位，生產(chǎn)單位都有義務按比例為基金會籌措資金，該基金主要用于新產(chǎn)品的研制開發(fā)以及獎勵對該行業(yè)作出卓越貢獻的人士等。 國廢鋼加工設備前景展望 我國廢鋼加工設備的指研制設計和生產(chǎn)與國家的經(jīng)濟發(fā)展速度，特別是與冶金工業(yè)的發(fā)展密切相關。我國“十一五 ” 期間的 均增長在 7%~8%， 2010 年我國粗鋼產(chǎn)量將超過 噸，國內(nèi)鋼材需求總量將達到 時年需廢鋼將達 8 000 萬 ~9000 萬噸。 (1) . 廢鋼加工設備的數(shù)量、質(zhì)量均呈增長提高狀態(tài) 在廢鋼供應環(huán)節(jié)中，國家鼓勵批量采購，集中加工，統(tǒng)一配送。對鋼鐵企業(yè)則鼓勵精料入爐，積極開展資源的綜合利用。 2007 年鋼鐵行業(yè)將節(jié)能 1 700 萬噸標煤，減排二氧化硫 9 萬噸，節(jié)水 3 億噸。隨著“鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策”的全面落實，隨著廢鋼加工配送體系的逐步推廣建立，需要加工的廢鋼將逐年增加，所以社會對廢鋼加工設備的質(zhì)量，數(shù)量都將有新的要求。 (2). 各種類型的廢鋼加工設備將協(xié)同發(fā)展 由于我國是發(fā)展中國家，將長期處于社會主義初級階段。以冶金工 業(yè)為例：全國鋼鐵企業(yè)中有寶鋼、武鋼，鞍鋼等現(xiàn)代化的大型鋼鐵企業(yè)，也有像南京，杭州、濟南等準現(xiàn)代化企業(yè)，甚至還有像加興、遂昌、錫興等“第三世界”的企業(yè)。由于各自的經(jīng)濟實力不同，選擇廢鋼加工設備自然是量力而行，各取所需。同樣對于各種類型的再生資源企業(yè)，對于廢鋼回收加工供應企業(yè)采購廢鋼加工設備的選擇標準是千差萬別的。所以在“十一五”時期，各種類型的廢鋼加工設備（含進口、國產(chǎn)、大、中、小等）仍將共同錯誤 !未找到引用源。 7 存在、共同繁榮、和諧發(fā)展。 (3) . 綜合加工設備、一機多能設備將更受青睞 社會需要自動化程度高，生產(chǎn)效率高，具有生 產(chǎn)流水線形式的廢鋼綜合加工設備，對一機多能設備將更受青睞。如韓國大模技術有限公司生產(chǎn)的 列金屬打包機可360 度自由旋轉(zhuǎn)且功率大，適合大鋼廠料場作業(yè)；詹陽動力重工公司生產(chǎn)的履帶式液壓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)迎。意大利考爾瑪公司的液壓打包剪切機系列產(chǎn)品，具有打包和剪切的雙重功能，是廢鋼加工設備的發(fā)展方向。建議中國廢鋼鐵應用協(xié)會和廢鋼加工設備委員會組織力量開展全國范圍廢鋼加工設備產(chǎn)量、產(chǎn)值以及生產(chǎn)能力調(diào)查，包括各類生產(chǎn)企業(yè)、工程技術人員，產(chǎn)品銷售地域等等。以普查為基礎，組織行業(yè)專家 制定廢鋼加工設備“十一五”規(guī)劃，并配合質(zhì)檢等部門推行廢鋼加工設備產(chǎn)、銷售許可證制度，使全行業(yè)逐步升級換代，規(guī)范有序。 液壓金屬打包機控制系統(tǒng)的設計 8 第二章 液壓金屬打包機的結(jié)構(gòu) 目前國內(nèi)使用最多最廣泛的是宜昌機床工業(yè)公司生產(chǎn)的液壓傳動金屬打包機，基本類型屬于合蓋式雙壓壓頭加壓形式。在現(xiàn)有系列的不同規(guī)格的打包機中，其主機的結(jié)構(gòu)基本相同，所以在這里介紹金屬打包機的結(jié)構(gòu)。 包機的運動 打包機從加料后開始工位運轉(zhuǎn)，到束塊推出，運動停止，為一個單次工作循環(huán)。其程序如下： （ 1）、合蓋 成壓縮室。在蓋板旋轉(zhuǎn)合箱的過程中，對松 散的泡物料或薄壁容器，進行一次壓縮。壓縮室的高即為束塊高。 （ 2）、第一級壓頭加壓 向加壓。此壓頭行程是限位的，即到束塊寬度位置就停止。這樣，在壓縮室的前端形成一個高壓室。 （ 3）、第二級壓頭加壓 向的加壓。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。這級壓頭的行程不限位，只到最高壓力為止。 （ 4）、開側(cè)門 泄主壓頭壓力，拉開機身側(cè)邊的出包門。 （ 5）、推出束塊 束塊從側(cè)門推出機外。 （ 6）、回位 壓頭退回，側(cè)門關 閉，機蓋啟開。即可進行下一工作循環(huán)的加料。 上述這幾個程序是基本的工位循環(huán)，期間還有一些輔助運動，如持續(xù)加壓，泄壓等，這根據(jù)機型不同，在液壓動作程序表中列出 。 包機運動的控制 手動控制 操縱箱上逐個操縱電器按鈕，每個按鈕只控制一個程序的動作，動作完成便停止，另有一種直接操縱液壓換向閥的手動操縱打包機，是按照液壓原理圖上的動作程序表，依次扳動換向閥手柄的位置，每個程序的轉(zhuǎn)換及程序的正確與否，均靠操縱人員掌握。半自動控制 包機的運轉(zhuǎn)只需按一次按鈕，從合蓋開始到開蓋為止的全循 環(huán)，中間全過程的各程序轉(zhuǎn)換完全自動進行。所謂半自動，實際就是因為打包機本身不能進行自動加料而已。 第二章 液壓金屬打包機的結(jié)構(gòu) 9 包機的總布局 打包機一般分為二大部分 主機部分 圖 1 按其功能，主要由相互垂直臥式安裝的二部液壓機構(gòu)成，另加一些輔助機構(gòu)。若按構(gòu)成的結(jié)構(gòu)分，即是：（ 1）機體（ 2）側(cè)缸系統(tǒng)（ 3）主缸系統(tǒng)（ 4）機蓋系統(tǒng)（ 5）側(cè)門系統(tǒng)（ 6）鎖緊機構(gòu)。 b、動力系統(tǒng) 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（ 2）油泵 3）控制閥（ 4）管路系統(tǒng)（ 5）電氣系統(tǒng)（ 6）電控箱。 液壓金屬打包機控制系統(tǒng)的設計 10 第三章 液壓金屬打包機 液壓系統(tǒng)的 主要的設計 及 計算 術要求 設計制造一臺金屬打包機，其壓頭的運動采用液壓傳動，要求通過電液控制實現(xiàn)的工作循環(huán)為：快速下降 — 慢速加壓 — 快速回程。最大壓頭壓力為 200噸，快速前進的速度1?=53mm/s,快速下降的行程 80速加壓前進的速度2?=20mm/s。快速退回的速度為 60mm/s,快速上升的行程 00 壓元件的計算與選用 載分析和運動分析 金屬打包機做上下直線往復運動，且行程較小，故選用單桿液壓缸作執(zhí)行器，取缸的機械效率 ? 9按負載選擇執(zhí)行元件工作壓力 負載F/N 50000 工作壓力P/~7 表 9主機類型選擇執(zhí)行元件工作壓力 主機類型 機床 農(nóng)業(yè)機械、小型工程機械、工程機械輔助機構(gòu) 液壓機、中 `大型型挖掘機、重型機械起重運輸機械 工作壓力 P/床 合機床 龍門刨床 拉床 10～ 16 20～ 32 ≤ 2 5 ≤ 8 8~10 已知公稱推力 2000表 9為 30下表為 液壓執(zhí)行器的形式、特點、和適用場合 形式 特點 適用場合 獲得方法 液壓缸 活塞缸 雙桿 兩桿直 磨床； 自行設第三章 液壓金屬打包機的液壓系統(tǒng)的主要設計及計算 11 徑相等時，往返速度和出力相同；兩桿直徑不等時，往返速度和出力不同 往返速度相同或不同的機構(gòu) 計 單桿 一般連接，往返方向的速度和出力不同；差動連接，可以實現(xiàn)快進；d=動連接，往返速度和出力相同 各類機械 選用或自行設計 柱塞缸 單桿 結(jié)構(gòu)簡單，制造容易；靠自重或外力回程 液壓機、千斤、小缸用于定位和夾 緊等 選用或自行設計 雙桿 結(jié)構(gòu)簡單，桿在兩處有導向，可做得細長 液壓機、注塑機動回程缸、各類熱壓機等 自行設計 復合增速缸 可獲得多種出力和速度，結(jié)構(gòu)緊湊，制造較難，成本高 液壓機、注塑機、實驗機和數(shù)控機床換刀機構(gòu)等 自行設計 復合增 體積 模具成 選用或液壓金屬打包機控制系統(tǒng)的設計 12 壓缸 小，出力大，行程小 形擠壓機、金屬成形壓印機、六面頂、液壓實驗臺等 自行設計 伸縮式 行程是缸長的數(shù)倍，節(jié)省安裝空間 汽車車廂舉傾缸、起重機臂伸縮缸等 選用 液壓缸選用活塞單桿式，并在快進時作差動連接。此時液壓缸無桿腔工作面積 為有桿腔工作面積 兩倍，即活塞桿直徑 d 與缸筒直徑 D 的關系為d= 壓缸主參數(shù)的計算 打包機在工作時必須考慮背壓 以防工作中出現(xiàn)前沖的問題，取 由于油管中有壓降 ? P 存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算時可取 ? P? 退時回油腔是有背壓的，這時 可按 算。 2 =4P?=4? 2000000/30000000? 取 300mm d=取 210塞桿縮回時的實際拉力 P ? ?422 ?入數(shù)據(jù)可得： 10? N 活塞差動前進時的實際推力 ? ?21 3=2657696 活塞桿工進時的流量： Q=24D? ? ?=3002 ? 53mm/s/4 =s 活塞桿快退時的流量： 第三章 液壓金屬打包機的液壓系統(tǒng)的主要設計及計算 13 q1=2102 ? 60mm/s/4 =s 由于行程與活塞桿直徑比 l/d>10 的受壓拄塞或活塞桿要做壓桿 穩(wěn)定性驗算。故取 L 為 200 活塞桿工進的時間： ==V/q =? ? v =h) 活塞桿宿回時的行程時間為： V/q = ? ?422 ? =h) 液壓缸的功率為： P= = 液壓泵的選擇與計算 由液壓缸的工作要求，液壓缸在最高工作壓力時缸的輸入流量極少且進油路元件較少，故泵至缸間的進油路壓力損失故取為 ? P=總 =? P +P 液壓泵的總效率 液壓泵的類型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 拄塞泵 總效率 5 下表為液壓泵類型及特性 特性 齒輪泵 葉片泵 螺桿泵 柱塞泵 軸向式 徑向式 額定壓力/壓泵25 壓16；高壓 32 0 約 40 約 40 排 1~35 25~150 4~10 6~50液壓金屬打包機控制系統(tǒng)的設計 14 量/ 50 0 0 0 0 最高轉(zhuǎn)速/ 300~700 500~400 1000~2300 500 1800 最大功率/20 320 390 2660 260 適用黏度/ 20~500 20~200 19~49 20~200 20~200 自吸能力 非常好 好 最好 差 差 變量能力 否 單作用葉片泵變量 否 好 好 功率質(zhì)量比/ 中 大 小 大 大 輸出壓力脈動 大 小 小 小 小 污染敏感度 小 大 小 大 大 歷時變化 齒輪磨損后效率下降 葉片磨損后效率下降較小 螺桿磨損后效率下降 配流盤、滑靴或分配閥磨損時效率下降較大 配流盤、滑靴或分配閥磨損時效率下降較大 黏 很大 稍小 很小 很小 第三章 液壓金屬打包機的液壓系統(tǒng)的主要設計及計算 15 度對效率的影響 噪聲 小 ~大 小 ~中 最小 中 ~大 中 ~大 價格 最低 中 高 高 高 適用場合 機床、工程機械、農(nóng)牧機械、搬運機械、車輛 機床、液壓機、注塑機、工程機械、飛機及要求噪聲較底的場合 精密機床和機械、輕紡化工機械、石油機械 工程機械、礦山冶金機械、鍛壓機械、建筑機械、船舶、飛機等 工程機械、礦山冶金機械、鍛壓機械、建筑機械、船舶、飛機等 在此我選用拄塞泵 總效率為 總 =P/ 電動機的計算與選用 電動機的功率的選擇 過查表，選用規(guī)格相近的 定轉(zhuǎn)速 1480r/率 55壓系統(tǒng)圖的的擬定 壓回路的選擇 首先要選擇調(diào)速回路。由于金屬打包機的液壓系統(tǒng)的功率大，工作負載變化大，故采用容積調(diào)速方式。為滿足速度的有級變化，采用壓力補償變量液壓泵供油。即在快速下降時，液壓泵以全流量供油，當轉(zhuǎn)換成慢速加壓時，泵的流量減小在最后 5泵的流量減到零。當液壓缸反向回程時，泵的流量恢復到全流量。液壓缸的運動方向采用二位二通 機時換向閥處于中位，使液壓泵卸荷。為防止壓頭在下降過程中由于自重而出現(xiàn)速度失 控現(xiàn)象，在液壓缸無桿腔回路上設置一個內(nèi)控單向順序閥。本機采用行程控制，利用行程開關來切換電液換向閥，以實現(xiàn)自動循環(huán)。 液壓金屬打包機控制系統(tǒng)的設計 16 閥類元件及輔助元件表： 序號 元件名稱 1 泵 2 溢流閥 3 壓力表及開關 4 單向閥 5 二位二通型電液換向閥 6 單向順序閥 7 夜壓缸 8 過濾器 9 壓力繼電器 如圖 1 第三章 液壓金屬打包機的液壓系統(tǒng)的主要設計及計算 17 圖 3 液壓系統(tǒng)的性能驗算 回路壓力損失驗算 由于系統(tǒng)的具體管路布置尚未確定，整個回路的壓力損失無法估算，僅只閥類元件對壓力損失所造成的影響可以看得出來，供調(diào)定系統(tǒng)中某些壓力值 時參考，這里估算從略。 液溫升驗算 工進在整個工作循環(huán)中所占的時間比例達 96%，所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可用工進時的情況來計算。 工進時液壓缸的有效功率為 P=泵輸出的功率為 P/此得液壓系統(tǒng)單位時間的發(fā)熱量為 Q=P=8打包機允許油液的溫升 ? 由下式計算油箱的最小有效容積 103?3?????=103? 800030 4.4 如果實際所采用的油箱的有效容積 須設置冷卻器。 ：液壓金屬打包機控制系統(tǒng)的設計 18 第四章 液壓金屬打包機的 制系統(tǒng)設計 機功能結(jié) 構(gòu) 金屬打包機是一種成型設備，其功能是將金屬加工中產(chǎn)生的廢料擠壓成一定尺寸的塊狀，使之適合生產(chǎn)要求，提高回收效率。下面為工作過程： 金屬廢料 — 料斗 — 輕壓 — 保壓 — 退回原位 — 重壓 液壓系統(tǒng)及工作原理如圖 1 所