打包机液压系统毕业设计

摘 要液压技术自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，已有300年的历史了，但其真正的发展只是在第二次世界大战后50余年的时间内，战后液压技术迅速向民用工业，在机床，工程机械，农业机械，汽车等行业中逐步推广。本世纪60年代以来，随着原子能，空间技术，计算机技术的发展，液压技术得到了很大的发展，并渗透到各个工业领域中去。当前液压技术正向高压，高速，大功率，高效，低噪音，经久耐用，高度集成化的方向发展。打包机又称捆包机或捆扎机，是使用捆扎带缠绕产品或包装件，然后收紧并将两端通过热效应熔融或使用包扣等材料连接的机器。打包机的功用是使塑料带能紧贴于被捆扎包件表面，保证包件在运输、贮存中不因捆扎不牢而散落，同时还应捆扎整齐美观。关键词：液压技术；打包机Abstract：Hydraulic technology since the end of the 18th century made the world's first hydraulic press, counting more than 300 years of history, but its real development only in the 50 years after World War II, post-war hydraulic technology to quickly-civilian industry, machine tools, construction machinery, agr-icultural machinery, automotive and other industries gradually. Since the 1960s, with the development of atomic energy, space technology, computer technology, hydraulic technology has been greatly developed, and penetrate into various industrial fields. Positive pressure hydraulic technology, high-speed, high-power, high efficiency, low noise, durable, highly integrated direc-Tion.Balers, also known as the strapping machine strapping, using the strap wrapped around the product or packaging, and then tightened and both ends of the thermal effect of melting or use covered buttons and other materials connected machine. The function of the baler plastic tape close to the bale surface, to ensure that the package not binding is not strong and scattered in the transportation, storage, should also be bundled neat appearance.Key words: Hydraulic pressure technology；Packer目 录第一章 设计概论11.1设计来源11.1.1 系统形式21.1.2 应用方向21.2打包机液压系统的概论31.2.1 种类31.2.2使用标准分类4第二章 总体设计方案62.1 液压传动的优点62.2 液压传动的缺点72.3液压系统的维护以及故障排除检查72.3.1保养82.3.2 故障诊断的原则102.3.3 故障诊断方法112.4系统维护15第三章 液压系统设计153.1 电解铜阴极组打包机部分液压系统设计原理定义163.1.1液压系统组成163.1.2系统形式173.2 系统液压站设计18第四章 阴极组打包机部分液压系统设计204.1油路循环方式的分析与选择204.2液压基本回路的分析与选择20毕业设计小结23主要参考文献25致 谢2627第一章 设计概论1.1设计来源专业塑料机械的发展带动了打包机，自动打包机，捆扎机，自动捆扎机等捆扎机械的发展，钢带手动打包机是打包机新型先进的气动包装机械。主要用于钢铁企业和有色金属企业捆扎各种小规格的管材、板材、型材等产品的包装，还适于用木箱包装各种产品的捆扎 塑料机械工业的发展，要结合中国国情和现有行业的基础实际，加强“三个关联”，就是将塑料机械与制造业高端相关业相关联，向发展高效益产业；与影响人民生活息息和国民经济的重要产业相关的具体需求相关联，凸现制造业中塑料机械的重要母机地位；将续发展的国策与可持塑料机械及所加工制品相关联，通过塑料行业的巨大产量，实现可持续发展和科学发展能够做出的一系列重要贡献，体现本行业绿色发展的总体规划和发展趋势。根据行业现阶段状况，继续对企业以合资、合作、许可证转让等方式获得高新技术予以鼓励，但要防止外资借合资鲸吞内资企业的现象发生；制定相应政策，鼓励企业加大投入于产品和科技的开发，重点支持、打包机，缠绕机，真空包装机，以及高效低污染塑料循环再利用等技术塑、料制品轻量化技术和装备，装备的自主研发；鼓励企业申报各级企业技术中心，与科研单位合作；鼓励企业申报各级企业技术中心，与科研单位合作组建塑机研发机构，积极利用政府创新资金，提高国内企业的自主开发和创新能力，只有这样，中国机械行业才会更上一层楼！是一种用压力油操作的自动化元件，它受调压阀压力油的控制，通常与电磁调压阀组合使用，可用于远距离控制水电站水管路系统、气、油的通断。用于降低并稳定系统中某一支路的油液压力，常用于润滑、夹紧、控制等油路。有直动型与先导型之分，多用先导型。液压管接头的分类高压软管、意图奇的快速接头、高压球阀、焊接式管接头、卡套式管接头、液压软管。液压管接头和普通管接头的差别最大的最显著的区别的就是液压的压力是大的惊人的，液压油管突然爆裂油的冲击力是很大的。1.1.1 系统形式液压元件逐步实现了系列化、标准化，其品种、规格、性能、质量都有了很大提高，尤其是采用伺服技术、电子技术等新技术新工艺后，液压系统的质量得到了显著的提高，其在国民经济及军事工业中发挥了重大作用。从不同的角度出发，可以把液压系统分成不同的形式。11）按系统中液压泵的数目，可分为单泵系统，双泵系统和多泵系统。2）按油液的循环方式，液压系统可分为闭式系统和开式系统。开式系统是指液压泵从油箱吸油，油经各种控制阀后，驱动液压执行元件，回油再经过换向阀回油箱。这种系统结构较为简单，可以发挥油箱的散热、沉淀杂质作用，但因油液常与空气接触，使空气易于渗入系统，导致机构运动不平稳等后果。开式系统油箱大，油泵自吸性能好。闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相连，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。其结构紧凑，与空气接触机会少，空气不易渗入系统，故传动较平稳。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式系统较开式系统复杂，因无油箱，油液的散热和过滤条件较差。为补偿系统中的泄漏，通常需要一个小流量的补油泵和油箱。由于单杆双作用油缸大小腔流量不等，在工作过程中会使功率利用下降，所以闭式系统中的执行元件一般为液压马达。3）按向执行元件供油方式的不同，可分为串联系统和并联系统。串联系统中，上一个执行元件的回油即为下一个执行元件的进油，每通过一个执行元件压力就不够重视。今后应重视解决：严格控制产品生产过程中的污染，发展封闭式系统，防止外部污染物侵入系统；应改进元件和系统设计，使之具有更大的耐污染能力。同时开发耐污染能力强的高效滤材和过滤器。研究对污染的在线测量；开发油水分离净化装置和排湿元件，以及开发能清除油中的气体、水分、化学物质和微生物的过滤元江及检测装置。 1.1.2 应用方向1）机电一体化。机电一体化可实现液压系统柔性化、智能化，充分发挥液压传动出力大、惯性小、响应快等优点，其主要发展动向如下：液压系统将有过去的电液开发系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统，同时对压力、流量、位置、温度、速度等传感器实现标准化；提高液压元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更适应机电一体化需求，发展与计算机直接接口的高频，低功耗的电磁电控元件；液压系统的流量、压力、温度、油污染度等数值将实现自动测量和诊断；电子直接控制元件将得到广泛采用，如电控液压泵，可实现液压泵的各种调节方式，实现软启动、合理分配功率、自动保护等；借助现场总线，实现高水平信息系统，简化液压系统的调节、争端和维护。 2）液压CAD技术。充分利用现有的液压CAD设计软件，进行二次开发，建立知识库信息系统，它将构成设计-制造-销售-使用-设计的闭环系统。将计算机防真及适时控制结合起来，在试制样机前，便可用软件修改其特性参数，以达到最佳设计效果。下一个目标是，利用CAD技术支持液压产品到零不见设计的全过程，并把CAD/CAM/CAPP/CAT，以及现代管理系统集成在一起建立集成计算机制造系统（CIMS），使液压设计与制造技术有一个突破性的发展。 3）新材料、新工艺的应用。新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液压的发展引起新的飞跃。为了保护环境，研究采用生物降解迅速的压力流体，如采用菜油基和合成脂基或者水及海水等介质替代矿物液压油。铸造工艺的发展，将促进液压元件性能的提高，如铸造流道在阀体和集成块中的广泛使用，可优化元件内部流动，减少压力损失和降低噪声，实现元件小型化4）主动维护。开展液压系统的故障预测，实现主动维护技术。必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的开发研究，建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机和知识库中的知识，推算出引起故障的原因，提出维修方案和预防措施。要不够重视。今后应重视解决：严格控制产品生产过程中的污染，发展封闭式系统，算机和知识库中的知识，推算出引起故障的原因，提出维修方案和预防措施。要进一步开发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自校正，在故障发生之前进行补偿，这是液压行业努力的方向。 1.2打包机液压系统的概论1.2.1 种类1.按用途分：废纸打包机、金属打包机、秸秆打包机、棉花打包机、塑料打包机等。2.按性能分：自动打包机、半自动打包机、手动打包机、全自动打包机等。3.按机理分：无人化打包机，全自动水平式打包机，全自动穿剑式打包机，全自动加压穿剑式打包机，全自动加压式打包机，手提式打包机等。1.2.2使用标准分类1.手动打包机：需要人工操作来完成整个过程，正常情况下有：电动热熔、铁扣夹紧的方式。2.半自动打包机：需要手动插入打包带后，机器才会自动完成聚带、粘合、切断、出带的打包过程。由于每个产品都需手动操作，所以相对效率1较低。3.全自动打包机：无需人工插带，触发方式分有点动、手动、连打、球开关、脚踏开关，只需按动开关就可以自动完成打包，方便快捷。4.全自动无人化打包机：无需人工插带，只需设定即可：自动完成聚带、粘合、切断、出带整个过程，根据需求，可订制1-5道捆包，速度：2.0秒/道。手动打包机使用手动操作，分体式工具，手动拉紧器（STTMR）配合手动咬扣器（STTR）使用·适用行业：钢管、钢卷、线材、裁剪分条等圆形或不规则平面包装。操作方式：手动拉紧器，与手动咬扣器配合使用。特性：使用手动操作，坚固耐用，保养方便。全自动打包机全自动打包机适用：广泛用于食品、医药、五金、化工、服装、邮政等行业，适用于纸箱打包、纸张打包、包裹信函打包、药箱打包、轻工业打包、五金工具打包、陶瓷制品打包、汽车配件打包、日化用品打包、文体用品打包、器材打包等各种大小货物的自动打包捆扎。特点：模块式铝合金弓架设计，拆装方便；采用全自动化设计，操作使用更为方便；捆包的最大尺寸由弓架决定，弓架可根据用户的需要定制；电机、减速器、凸轮、紧缩臂运作；打包紧力卓越，故障少，维修方便；打包动作柔和，耐用性卓越，打包功能完善；打包结束后电机马上停止，省电实用。金属打包机适用行业：钢铁、金属制造业、合板、木业、电子业、物流业等。操作方式：手动拉紧切带一次完成。容易维修，容易进入且只换少数零件。损坏零件，客户可自行更换。符合人体工学设计，机身平衡性佳，带宽及切刀可以任意调整。打包封箱机适用：广泛用于食品、医药、日化、等行业，适用于纸箱打包、纸张打包、药箱打包、轻工业打制品包、日化用品打包等各种大小货物的打包捆扎。特点：设有多重保护装置，如超载，缺相，漏电等，保证设备安全正常使用。捆扎机采用免加油结构，维护简单，清洁卫生。捆扎机采用无触点开关，工作准确可靠，寿命长。  无人化打包机半自动打包机该打包机适用于各种大小货物的打包,如书刊杂志，纸箱，邮政包裹等物品的的捆扎打包。该打包机主要工作原理是当插入包装带后能自动完成聚带、热合、切断、出带的捆扎过程，且能自动停机。在国外样机的基础上重新改进设计制造而成，使用范围广，不管大小包装，不用调整机器就可以打包该机属机械式结构，部分采用进口零件，后刀刃稳定可靠，调整方便等特点。第二章 总体设计方案图2-1 打包机总体设计图上图为打包机设计图，该的捆扎装置由一个带32毫米自动上料带，有着一个肩带头。内部设有一个5吨的压力机，一个升降机/转台转动堆栈，这两个一起工作，使打包机工作，90/180度之间每表带。下面是选择传动方式。2.1 液压传动的优点 1） 液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现大吨位低速运动， 这是其他传动方式无法比拟的优点。2） 液压传动能很方便地实现调速范围大，无级调速，且可在系统运行过程中调速。 3） 在相同功率条件下，液压传动装置重量轻、结构紧凑、体积小。液压元件之间或采用集成式连接、可采用管道连接，其安装、布局有很大的灵活性，可以构成用其它传动方式难以组成的复杂系统。4） 液压传动能使执行元件的运动十分稳定均匀，可使运动部件换向时进行无换向冲击。同时其反应速度快，因此可实现频繁换向。5） 操作简单，易于实现自动化，调整控制方便。特别是和机、电联合使用时，能方便地实现复杂的自动工作循环。 6） 液压系统便于实现过载保护，使用可靠、安全。元件的使用寿命长，因为各液压元件中的运动件均在油液中工作，能自行润滑。 7） 液压元件易于标准化和通用化、实现系列化，便于维修、推广、设计和制造使用。 2.2 液压传动的缺点1) 液体的可压缩性和油的泄漏会影响执行元件运动的准确性，故无法保证严格的传动比。 2) 对油温的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度条件下工作。3) 能量损失（溢流损失、泄漏损失、摩擦损失、节流损失等）较大，传动效率较低，也不适宜作远距离传动。4) 系统出现故障时，不易查找原因。 综上所述，液压传动的优点是主要的、突出的，它的缺点随着科学技术的发展会逐步克服的，液压传动技术的发展前景是非常广阔的。2.3液压系统的维护以及故障排除检查有一点机械常识的人都知道，能量会互相转换的，而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是最好不过了，液压系统的功率一面可以造成能量上的损失，这样使系统的总效率下降，另一面，损失掉的这一部分能量将会转变成热能，使液压油的温度升高，油液变质，由于这些原因液压设备出现故障。因此，设计液压系统时，在满足使用要求的前提下，还应充分考虑降低系统的功率损失。第一，从动力源泵的方面来考虑，考虑到执行器工作状况的多样化，有时系统需要大流量，低压力；有时又需要小流量，高压力。所以选择限压式变量泵为宜，因为这种类型 的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时，流量比较大，能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小，能满足执行器的工作行程。这样既能满足 执行器的工作要求，又能使功率的消耗比较合理。第二，液压油流经各类液压阀时必定的存在着流量损失和压力损失，这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此，调整压力阀的压力，合理选择液压器，也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其能满足使用要求，压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下，尽量取较低的压力。第三，如果执行器具有调速的要求，那么在选择调速回路时，既要尽量减少功率损失，又要满足调速的要求。常见的调速回路主要有：容积节流调速回路，节流调速回路，容积调速回路。其中节流调速回路的低速稳定性好，功率损失大。而容积调速回路既无节流损失，也无溢流损失，效率高，可是低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求，可采用节流阀和差压式变量泵组成的容积节流调速回路，并使节流阀两端的压力差尽量小，以减小压力损失。第四，合理选择液压油。液压油在管路中流动时，将呈现出黏性，当黏性过低时，易造成泄 漏，将降低系统容积效率，因此，一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。而黏性过高时，将产生较大的内摩擦力，造成油液发热，同时增加油液流动时的阻力。另外，当油液在管路中流动时，还存在着局部压力损失和沿程压力损失，因此设计管路时尽量减少弯管，同时缩短管道。以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作，但是影响液压系统功率损失的因素还有很多，所以如果当具体设计一液压系统时，还需综合考虑其他各个方面的要求。2.3.1保养一个液压系统的好坏不仅取决于系统元件性能和系统设计的合理性的优劣，还因系统的污染处理和防护，系统的污染直接影响元件的使用寿命和液压系统工作的可靠性，据统计，国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。油液污染对系统的危害主要如下：1）加速油液性能的劣化油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件，而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用，此外，油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度，使润滑性能降低。2）元件的污染磨损油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损，固体颗粒进入运动副间隙中，对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外，系统的油液中的空气引起气蚀，导致元件表面剥蚀和破坏。3）元件堵塞与卡紧故障固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口，引起阀芯阻塞和卡紧，影响工作性能，甚至导致严重的事故。污染物的种类污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质，它在油液中以不同的形态形式存在，根据其物理形态可分成：液态污染物、气态污染物、固态污染物。固态污染物可分成硬质污染物，有：切削、灰尘、磨损金属和金属氧化物、硅沙、金刚石；软质污染物有：油料的分解物与聚合物、维修时带入的棉丝、纤维添加剂、水的凝聚物。液态污染物通常是不符合系统要求的涂料和氯及其卤化物、切槽油液、水等，通常我们难以去掉，所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油，避免一些不必要的故障。气态污染物主要是混入系统中的空气。这些颗粒常常是如此的细小，以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中，最后被挤到各种阀的间隙之中，对一个可靠的液压系统来说，这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。污染物的来源：系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面：1）内部污染物：元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物，当然这些过程是无法避免的，但是可以降到最低，有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3）液压系统产生的污染物：系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒，铸件上脱落下来的砂粒，泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒，管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物，更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。2）外部侵入的污染物：外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃，通常通过油箱气孔，油缸的封轴，泵和马达等轴侵入系统的。2.3.2 故障诊断的原则液压传动系统由于其独特的优点，即具有优良的控制性能和较低廉的成本、广泛的工艺适应性，在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于主观上使用、维护不当和客观上元、辅件质量不稳定，且系统中工作液体和各元件都是在封闭油路内工作，不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数，也不象机械设备那样直观,液压设备中，仅靠有限几个流量计、压力表等来指示系统某些部位的工作参数，其他参数难以测量，而且故障根源有许多种可能，液压系统故障诊断是比较困难的。1在生产现场，由于受技术条件和生产计划的制约，要求故障诊断人员简便、高效和准确地诊断出液压设备的故障；要求维修人员利用现场的技术条件和现有的信息，尽可能减少节省维修工时和费用，拆装工作量，在尽可能短的时间内，用最简便的技术手段，准确地找出发生故障的原因和故障部位并加以修理，使系统恢复正常运行，并力求今后不再发生同样故障。液压系统故障诊断的一般原则正确分析故障是排除故障的前提，系统故障大部分并非突然发生，发生前总有预兆，当预兆发展到一定程度即产生故障。引起故障的原因是多种多样的，并无固定规律可寻。统计表明，液压系统发生的故障约90%是由于使用管理不善所致为了方便、快速、准确地诊断故障，必须充分认识液压故障的规律和特征，这是故障诊断的基础。以下原则在故障诊断中值得遵循：1）区域判断根据故障现象和特征确定与该故障有关的区域，逐步缩小发生故障的范围，检测此区域内的元件情况，分析发生原因，最终找出故障的具体所在。2）首先判明液压系统的工作条件和外围环境是否正常需首先搞清是设备机械部分或电器控制部分故障，还是液压系统本身的故障，同时查清液压系统的各种条件是否符合正常运行的要求。3）故障诊断是建立在运行记录及某些系统参数基础之上的。建立系统运行记录，这是预防、发现和处理故障的科学依据；建立设备运行故障分析表，它是使用经验的高度概括总结，有助于对故障现象迅速做出判断；具备一定检测手段，可对故障做出准确的定量分析。4）验证可能故障原因时，一般从最可能的故障原因或最易检验的地方开始，这样可减少装拆工作量，提高诊断速度。5）掌握故障种类进行综合分析根据故障最终的现象，逐步深入找出多种直接的或间接的可能原因，为避免盲目性，必须根据系统基本原理，进行综合分析、逻辑判断，减少怀疑对象逐步逼近,最终找出故障部位。2.3.3 故障诊断方法日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断定。基本思路是条件判断、综合分析。即维修人员通过简单的测试以及对液压系统的理解、观察、听和触摸，凭经验来判断故障发生的原因。当液压系统出现故障时，故障根源有许多种可能。采用逻辑代数方法，将可能故障原因列表，然后根据先易后难原则逐一进行逻辑判断，慢慢查找，最终找出引起故障的具体条件和故障原因。故障诊断过程中要求维修人员具有较强的分析能力和液压系统基础知识，方可保证诊断的准确性和效率。但诊断过程较繁琐，须经过大量的验证工作，检查，而且只能是定性地分析，诊断的故障原因肯定不可能特别准确。为减少系统经验性以及拆装工作量和故障检测的盲目性，传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向自动控制方向、大型化、连续生产发展，又出现了多种现代故障诊断方法。准确、及时地判断出系统中元件的磨损程度、形式、部位等。而且可对液压油进行定量的污染评价和分析，做到故障预防和在线检测。基于人工智能的专家诊断系断，它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机，计算机根据输入的现象以及知识库中的知识，可推算出引起故障的原因，然后通过人机接口输出该原因，并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景，给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统，有些方法研究起来有一定困难，一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。一个液压系统工作是否正常，关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态，以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的，故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象，而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如：油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障，这给液压系统故障诊断带来极大困难。参数测量法诊断故障的思路是这样的，任何液压系统工作正常时，系统参数都工作在设计和设定值附近，工作中如果这些参数偏离了预定值，则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时，必然是系统中某个元件或某些元件有故障，进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常，则系统已发生了故障或可能发生了故障，需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上，再结合逻辑分析法，即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障，而且还能预报可能发生的故障，并且这种预报和诊断都是定量的，大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量，检测速度快，误差小，检测设备简单，便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时，既不需停机，又不损坏液压系统，几乎可以对系统中任何部位进行检测，不但可诊断已有故障，而且可进行在线监测、预报潜在故障。参数测量法原理：只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数，将其与系统工作的正常值相比较，即可判断出系统工作参数是否正常，是否发生了故障以及故障的所在部位。液压系统中的工作参数，如压力、流量、温度等都是非电物理量，用通用仪器采用间接测量法测量时，首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量，然后经放大、转换和显示等处理，被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器，检测装置较复杂，测量结果误差大、不直观，不便于现场推广使用。通过多年的教学和生产实践，设计出一种简单、实用的液压系统故障检测回路。检测回路通常和被检测系统并联连接，此连接需在被测点设置的双球阀三通接头，它主要用于对系统进行不拆卸检测。它对液压系统所需点的各种参数进行直接的快速检测，不需任何传感器，它可同时检测系统中的温度、压力和流量三个参数，而执行器的转速和速度则可通过测量出口流量计算得到。例如：只要在出口安装双球阀三通、泵出口及执行器进，则通过测量1、2、3三点的流量及温度值、压力，则可立刻诊断出故障所在的大致部位（执行器部分、控制传动部分或泵源）。增加参数检测点，则可缩小故障发生区域。系统正常工作时，阀门1开启，2关闭，检测口罩上防尘罩，以防污染。检测时，只要将检测口与检测回路接通，旋紧活接头螺纹并打开阀门2。通过调节阀门1和溢流阀7即可方便地测出速度、压力、流量、温度等参数。但要求系统配管时，将双球阀三通在需检测系统参数的部位当作弯管接头或接管来配置。1,2.截止球阀3,8.软管4.压力表5.流量计 6.温度计7.溢流阀9.过滤器。参数测量方法：第1步：测流量和温度慢慢松开溢流阀7手柄，再关闭球阀1。重新调整溢流阀7，使压力表4读数为所测压力值，此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。 第2步：测压力，首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2，关死溢流阀3，切断回油通道，这时从压力表上可直接读出所测点的压力值（为系统的实际工作压力）。第3步：测转速（速度）不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素，即流量和它本身的几何尺寸（排量或面积），所以只要测出马达或缸的输出流量（对泵为输入流量），除以其排量或面积即得到转速或速度值。2.2参数测量法实例此系统在调试中出现以下现象：泵能工作，但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去（压力调至8.0Mpa左右，再无法调高），泵有轻微的异常机械噪声，水冷系统工作，油温、油位均正常，有回油。从回路分析故障有以下可能原因：1）电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因：复位弹簧折断，控制压力不够，滑阀卡住，比例阀控制部分故障。2）液压泵故障。可能原因：泵转速过低，叶片泵定子异常磨损，密封件损坏，泵吸入口进入大量空气，过滤器严重堵塞。3）溢流阀故障。可能原因：调整不正确，弹簧屈服，阻尼孔堵塞，滑阀卡住。故障诊断方法：应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时，在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通，则利用故障诊断检测回路，在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下：应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验，最终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐，须进行大量的装拆、验证工作，效率低，工期长，并且只能是定性分析，诊断不够准确。a）若泵无故障，则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值，则说明系统主溢流阀工作正常，需继续检测。b）将故障诊断回路与检测口a接通，打开球阀2并旋松溢流阀7，再关死球阀1，这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况，看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障，若能说明不是泵故障，则应继续检测。若溢流阀无故障，则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。通过检测最终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知，叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损，引起内漏增大，使系统压力提不高，进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。结论 ：参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法，它与逻辑分析法相结合，大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的，这就避免了个人诊断的盲目性和经验性，诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快，经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数，再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。此故障诊断检测回路具有以下功能：1）可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载，调压方便、准确；为保证所测流量准确性，可从温度表直接观察测试温差（应小于±3）。2）能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度，并能间接测量泵、马达转速。3）结构轻便简单，工作可靠，成本低廉，操作简便。4）适应于任何液压系统，且某些系统参数可实现不停车检测。这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起，可做成便携式检测仪，测量快速、方便、准确，适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。不断的检验，最终找出故障原因和引起故障的具体元件。2.4系统维护一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗，冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等，在最初两小时工作中，即使没有完全损坏系统，也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路：1）清洗系统全部管道，某些情况下需要把管道和接头进行浸渍。2）用清洁溶剂（易干燥的）清洗油箱，再用经过处理的空气清除溶剂残渣。3）在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀，如电液伺服阀等。4）在管路中安装油滤，用来保护阀的压力管路和供油管路5）检查所有管路尺寸是否合适，连接是否正确。要是系统中使用到电液伺服阀，伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器，并且直接返回油箱，这样可以让油液反复流通，用来冲洗系统，让油滤滤掉固体颗粒，没隔12小时要检查一下油滤，以防油滤被污染物堵塞，此时旁路不要打开，若是发现油滤开始堵塞，这个时候应该立刻换油。冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定，若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物，则装上新的油滤，卸下冲洗板，装上阀工作！有计划的维护：建立系统定期维护制度，对液压系统较好的维护保养建议如下：1）至多300小时或是三个月就要检查和更换油液。2）定期冲洗油泵的进口油滤。3）修护好系统中的泄漏。4）确保没有外来颗粒从油箱的回油管路、油滤的塞座、通气盖的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。第三章 液压系统设计3.1 电解铜阴极组打包机部分液压系统设计原理定义液压元件中可分为动力元件和控制元件以及执行元件三大类。尽管都是液压元件，它们的自身功能和安装使用的技术要求也不尽相同，现分别介绍如下：动力元件：叶片泵、齿轮泵、柱塞泵、螺杆泵。1、叶片油泵（包括单级泵、变量泵、双级泵、双联泵）。2、齿轮油泵和串联泵（包括外啮合与内啮合）两种结构型式。3、柱塞油泵，又分为径向柱塞油泵和轴向柱塞油泵，轴向柱塞泵有定量泵、变量泵、（变量泵又分为压力补偿变量与手动变量、伺服变量等多种）从结构上又分为阀式配油和端面配油两种配油方式，而径向柱塞泵的配油型式，基本上为阀式配油。）；执行元件：组合液压缸、柱塞液压缸、活塞液压缸、摆动液压缸、液压缸；液压马达：柱塞液压马达、叶片液压马达、齿轮式液压马达；控制元件：换向阀、单向阀、方向控制阀；辅助元件：蓄能器、过滤器、冷却器、加热器、油管、管接头、油箱、压力计、流量计、密封装置等,他们起连接、储油、过滤和测量油液压力等辅助作用；压力控制阀：压力继电器、顺序阀、减压阀、溢流阀等；流量控制阀：分流阀、调速阀、节流阀；3.1.1液压系统组成动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。1、执行元件（油缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。2、动力元件（油泵） 它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。3、辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件主要包括： 各种管接头（法兰、焊接式、卡套式、扩口式）、高、管夹、快换接头、软管总成、测压接头、压球阀等及油箱等，它们同样十分重要。4、工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。液压系统就是通过介质实现运动和动力传递。5、控制元件 包括方向阀、流量阀和压力阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。是一种用压力油操作的自动化元件，它受调压阀压力油的控制，通常与电磁调压阀组合使用，可用于远距离控制水电站水管路系统、气、油的通断。用于降低并稳定系统中某一支路的油液压力，常用于润滑、夹紧、控制等油路。有直动型与先导型之分，多用先导型。液压管接头的分类：高压软管、意图奇的快速接头、高压球阀、焊接式管接头、卡套式管接头、液压软管。液压管接头和普通管接头的差别，最大的最显著的区别的就是液压的压力是大的惊人的，液压油管突然爆裂油的冲击力是很大的。3.1.2系统形式液压元件逐步实现了系列化、标准化，其品种、规格、性能、质量都有了很大提高，尤其是采用伺服技术、电子技术等新技术新工艺后，液压系统的质量得到了显著的提高，其在国民经济及军事工业中发挥了重大作用。从不同的角度出发，可以把液压系统分成不同的形式。11）按系统中液压泵的数目，可分为单泵系统，双泵系统和多泵系统。2）按油液的循环方式，液压系统可分为闭式系统和开式系统。开式系统是指液压泵从油箱吸油，油经各种控制阀后，驱动液压执行元件，回油再经过换向阀回油箱。这种系统结构较为简单，可以发挥油箱的散热、沉淀杂质作用，但因油液常与空气接触，使空气易于渗入系统，导致机构运动不平稳等后果。开式系统油箱大，油泵自吸性能好。闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相连，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。其结构紧凑，与空气接触机会少，空气不易渗入系统，故传动较平稳。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式系统较开式系统复杂，因无油箱，油液的散热和过滤条件较差。为补偿系统中的泄漏，通常需要一个小流量的补油泵和油箱。由于单杆双作用油缸大小腔流量不等，在工作过程中会使功率利用下降，所以闭式系统中的执行元件一般为液压马达。3）按向执行元件供油方式的不同，可分为串联系统和并联系统。串联系统中，上一个执行元件的回油即为下一个执行元件的进油，每通过一个执行元件压力就是一种用压力油操作的自动化元件，它受调压阀压力油的控制，通常与电磁调压压泵的出口压力足够，便可以实现各执行元件的运动的复合。但由于执行元件的压力是叠加的，所以克服外载能力将随执行元件数量的增加而降低。并联系统中，当一台液压泵向一组执行元件供油时，进入各执行元件的流量只是液压泵输出流量的一部分。流量的分配随各件上外载荷的不同而变化，首先进入外载荷较小的执行元件，只有当各执行元件上外载荷相等时，才能实现同时动作。全液压传动机械性能的优劣，主要取决于液压系统性能的好坏，包括所用元件质量优劣，基本回路是否恰当等。系统性能的好坏，除满足使用功能要求外，应从液压系统的效率、功率利用、调速范围和微调特性、振动和噪声以及系统的安装和调试是否方便可靠等方面进行。现代工程机械几乎都采用了液压系统，并且与电子系统、计算机控制技术结合，成为现代工程机械的重要组成部分。4）按所用液压泵形式的不同，可分为定量泵系统和变量泵系统。变量泵的优点是在调节范围之内，可以充分利用发动机的功率，但其结构和制造工艺复杂，成本高，可分为手动变量、尽可能控变量、伺服变量、压力补偿变量、恒压变量、液压变量等多种方式。3.2 系统液压站设计该图中，采用了一个容量为140L的油箱。分为3大部分。第一部分为冷却系统，该系统由一个72KW功率的冷却器为主体，water in 为冷却液入口，water out 为冷却液出口，与之一起的有一个限压为2bar 的单向阀用于控制，进油口为HV25的单向阀控制，打开HV25，电动机M6开始工作带动液压泵HP6，将液压油送入冷却装置中第二部分为排气部分，该部分主要由排气装置为主体，OUT口为回油口，电动机M5带动液压泵HP5（设置了一个溢流阀用于控制油液）经过F5部分送到排气装置 第三部分为输出端，由HV1，HV2，HV3，HV4四个单向阀控制，分别控制VP1到VP7几个执行端液压系统的油箱设计图如图3-1图3-1 油泵液压图第四章 阴极组打包机部分液压系统设计4.1油路循环方式的分析与选择液压传动系统的回路分为闭式和开式两种。开式系统结构简单，散热情况好，油箱容积较大，杂质可在油箱中沉淀，但空气易混入工作介质中，易造成气蚀和冲击。闭式系统结构复杂，通常需要辅助泵补油，但空气不易进入系统。油路循环方式主要取决于液压系统调速方式、散热条件和主机的类型和工作环境，阳极机组整体采用开式系统，以液压站的形式向各功能模块供油。4.2液压基本回路的分析与选择1.压力控制方案的制定差压式变量泵与节流阀的容积节流调速回路在变量泵出口并联一溢流阀，实现系统的安全保护。夹紧系统的工作压力较底铣进给油路压力低，故夹紧系统与油源之间串联一减压阀，保持夹持机构油缸的稳定低压。2.其它回路方案的制定为保证不工作时夹持机构不因自重而下滑，伸出时不出现失速，设置了双平衡阀的平衡回路。由于上下均有两副夹持机构，为实现左右两边同时夹紧，采用分流集流阀的同步回路。液压缸停止运动时，高压泵跟低压泵通过换向阀卸载。调整接近开关SQ1、SQ2的位置来改变冲压行程。因为该系统工作特点是高频高速高压，系统容易产生大量的热量，导致油温升高，所以应该回路上安装冷却器。再安装一温度发信装置ST，当温度高于设定值时，ST发信，启动冷却电机。为了可以短时提高系统流量，进而提高液压缸的运动速度，在系统中加入蓄能器作为辅助动力源。在回油路上增加一蓄能器用来吸收液压冲击，消除振动和噪声，提高系统稳定性。图 4-1打包机液压图图纸名称：HYDRAULIC VALVE PANEL VP7 CIRCUIT DIAGRAM420HC1：堆垛平台油缸，控制堆垛平台上升与下降。360HM1：堆垛输送链液压马达，为输送链提供动力。640HC1：称重单元油缸，将阴极铜堆垛提升，对阴极铜进行称重。890HM1：打包机单元平台液压马达，通过液压马达提动力，控制平台旋转。890HC1：打包机单元平台上升下降油缸，控制平台的上升与下降，对阴极铜进行打包。890HC2：打包机单元压紧油缸，控制油缸动作将阴极铜堆垛进行压紧，对阴极铜进行打包。毕业设计小结随着毕业的日子临近，毕业设计也随着接近了尾声，经过三个月的奋战，我们组的毕业设计终于完成了。身为组长的我，尽职尽责，组织组员们在老师的指导下，对此课题进行了思考和探究，这次的毕业设计相对于以前的课程设计，多了很多思考，也锻炼了我的组织能力和对一些知识的深刻认识，使我受益匪浅。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计，使我明白了自己原来的知识比较欠缺，自己要学习的东西还很多。以前老师觉得自己什么都懂了，有点眼高手低的感觉。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个不断积累的过程，我以前所懂的都只是停留在表面，并让我知道，在以后的工作和生活中都应该不断的学习，努力的充实自己的大脑。这次毕业设计要求设计液压系统系统，自行设计对于我们来说是非常困难的，只能借助以前学姐、学长们完成的作品，并且在此基础上近一步突破，着对于我们来说是一种挑战，同时也是一种考验，于是本次设计过程中需要按照设计步骤的要求来进行，从而进一步掌握设计操作流程，使自己达到学习的目的。首先，我从这次设计中发现了很多以前从没的问题，比如，泵机的选择，型号有很多种，要根据所需计算它的额定功率，并查处它的作用及在图中的作用等。同时，我们对接触器、继电器、电磁阀、熔断器、热继电器、指示灯、信号灯、开关、断路器、压力继电器、液位继电器、直流电源装置、电导率表等得选择，也需要经过一定的筛选，进一步考虑才选定的。这样很多都是在我们平时的课本上找不到的，要经过查阅很多的资料，可是资料上也不一定齐全，还需要老师的参与和指导，最终才能查到，因为每一个选择量在应用中都有所不同，它是根据作用的不同选定的，具有针对性。同时，我也学会了QQ抓图，一开始我们抓的并不好，看上去很乱，在经过老师的指导后，我进行了修剪，并且学会了处理废边，看上去整洁了许多。最重要的事关于目录超链接的处理，一开始我不知道目录是自动生成的，我进行了手动打目录，不但么有效果，还打的乱七八糟的，经过老师的深层指导，最终学会了目录的自动生成。这些都使我在学习中不断的进步。其次，在用CAD画图的过程中，也出现了很多的问题，以前上CAD课时，我们只知道把图完整的画在图纸范围内就算完成任务，所以就照本先科的画，忽略了比例设计，结果画出来的图又丑又难看，因为没考虑打印的需要，结果字母太靠近线，节点与线条的比例也不对称，最重要的是各连接线的间距太大，而期间又画得太小，看上去整体比例相当不协调，经过老师的指导，我们改正，最终又学会了很多的东西。并且我知道，随着社会经济的迅速发展，水对于人们的生活与生产的影响日益加深，人们对供水的质量和供水的要求不断的提高。把先进的自动化技术、控制技术等应用到供水领域，术与一体。采用该系统可以提高水系统的纯度，方便医用；同时系统具有良好的节能性，这在水质紧缺的今天尤为重要。最后感谢各位老师和同学的帮助，没有你们我是不可能完成这项任务的。主要参考文献1.徐灏. 机械设计手册（第3、4卷）. 北京：机械工业出版社，19912.雷天觉 新编液压工程手册M 北京：北京理工大学出版社，19983.30万吨电解铜阳极机组资料20124.藤森洋三(日). 机构设计实用构思图册. 机械工业出版社，19905.机械工程手册编委会. 机械工程手册(第8卷), 机械制造工艺及设备(一). 机工业出版社，19996.尹念东. 单片机原理及应用教程. 武汉：中国地质大学出版社， 20037.李 鸿 . 单片机原理及应用. 湖南大学出版社，20058.余永权. 89系列FLASH单片机原理及应用. 电子工业出版社，19909.戴 永 . 微机控制技术. 湖南大学出版社，200410.李友善 . 自动控制原理. 国防工业出版社，200511.黄惟一 . 控制技术与系统 . 机械工业出版社，200412.扬福生 . 电子技术. 高等教育出版社，198913.康华光 . 电子技术基础.高等教育出版社，198814.黄甫正贤 . 数字集成电路基础.南京大学出版社，199515.唐育正 . 数字电子技术.上海交通大学出版社，200116.张 立 . 现代电力电子技术基础.高等教育出版社，200517 尹念东. 单片机原理及应用教程. 武汉：中国地质大学出版社， 200318.Tan KK, Oakley JP. 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