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购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 第 1 章 绪 论 献综述 题研究背景 打包机是压缩包装机械中的主要种类之一，它利用压缩设备在一定压缩条件下，在不破坏材料性质的前提下，对各种松散材料施加压力，从而减小体积、增大容积密度，压出外形尺寸统一、比重大、密度高的包块，适合集装箱装运的需要。从而减少运输成本，增加经济效益。 目前广泛应用的打包机，一类是用于将棉、纱、布、麻、羊毛及其制品等松散物压缩打包的非金属打包机，一类是适用于金属回收加工行业及有色、黑色金属冶炼行业的金属打包机。 本次课题要求设计的金属打包机即属于后者，是一 种典型的金属回收机械，它是将机械工业的余废料、即一定厚度下的边角余料，线材、切屑及小型薄壁金属容器、包装物、小型构架，废旧金属生制品等金属物料，挤压成具有一定规格和紧密度的束块，便于运输和回炉冶炼。 从所掌握的资料来看，目前国内所拥有并使用的金属打包机，除简陋及代用设备（如夹板锤、摩擦压力机之类）外，分为丝杆传动和液压传动两大类。由于丝杆传动的功率损失太大，压头力的传动不稳定，加工的包块的密度低，以及丝杆传动易磨损等缺点的限制，不能得到发展，已逐步淘汰；而液压传动的金属打包机具备传递压力大、容易实现自动变速 、传动平稳等优点，随着金属回收工业的发展，液压金属打包机的发展也相当迅速，有一批适合我国国情、不同规格和品种的设备投入到各金属回收单位。 题研究的意义 留心观察我们的生活，不难发现，随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，各工业部门的金属下脚料及生活用金属制品的废弃物都日益增多，一方面，这些废弃物的随意丢置，将会对人类环境产生严重污染；另一方面，人类社会的不断消耗，各类矿物资源也会逐渐减少。因此，如何利用金属废弃物，既防止环境污染，又变废为宝，资源永续。就成为一个重要的研究课题摆在人类面前。打包 机由于能实现对废旧金属的打包回收，充分将资源再利用，因而在国民经济中占据着重要的地位，有着广阔的应用前景。尤其在目前党中央大力倡导构建节约型社会的影响下，可以预见，各行各业对这类机械的需求量还会日益增加。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 鉴于这种情况，研究设计金属打包机的液压控制系统， 结合相应的单片机 进行控制，实现打包自动化，提高打包质量和效率，降低工人劳动强度，是具有一定的现实意义 。 计内容简介 究解决的问题 本文主要是 设计一台金属 打包机。传统的打包机设备主要由动力系统、传动机构和工作机构组成。动力系统是机器的动力 源；工作机构是完成机器工作任务的直接工作部分；而传动机构则是为了使动力源适应工作机构对力和速度、以及其他操作性能（停车、换向）要求的装置。 本次设计任务的特点，是要结合现代化生产的需要，尝试采用一种新型且被广泛应用于工业生产的 单片机集成控制，取代传统的继电器控制系统，设计集机械结构设计、单片机 控制、液压流体传动于一体的金属打包机。并达到如下的工作要求：要求打包负载 1250缩后金属包体积为 步骤正确，工作安全可靠， 使用维护方便，并能调节系统压力。 体设 计方法 考虑到打包机的工作不太复杂，工作相对比较稳定，安装好后不需要频繁移动机体等特点，在本次设计中决定采用整体结构，将液压系统、 气控制制台和打包机主体集中安置，这样设计，操作者可以适时根据各工作机构的工作状况而采取合适的指令进行控制，使机器工作安全可靠。 1 金属打包机主体的设计 打包机机体的设计 压缩室的设计 压缩室的尺寸设计 进行弯曲强度校核 2 液压系统的设计 液压泵的选择： 提供达到一定流量和压力的油泵作为液压发生机构。 液压缸及控制油路的设计： 要求能实现如下工作过程： 从料斗中倒入要压制的废金属料主缸活塞快速推进倒入数次料后，主缸活塞快速推进数次主缸活塞重压一次（工进）辅缸打开压缩室门主缸活塞从压缩室快速推出金属包，再退出压缩室辅缸关闭压缩室门。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 液压阀的选择： 选择系统的控制、调节装置，将工作液体按一定的方向、一定的压力、一定的流量送往各执行机构，包括方向阀、压力阀、流量阀三大类。 辅助装置的确定： 选择将上述几个部分连接起来的管道、油箱、警接头、滤油器、仪表等。 3、单片机 程序及控制线路的设计 设计单片机的控制线路 选择单片机的控制器 在选择好 相 应的 单片机和确定了控制对象的控制任务后，即可根据工艺、信息流程具体安排输入、输出的配置。从而完成以下几个自动控制过程： 上辅缸快退，料斗门打开，金属废料从料斗中倒入压缩室； 上辅缸快进，关闭料斗门；主缸快进，压紧废料，主缸压力达到设定值后快退到初始位；上辅缸快退，料斗门打开，继续加料；重复以上步骤 5； 主缸工进，重压一次，压力达到设定值后，主缸停止几秒，保压； 主缸快退卸压； 下辅缸上升，顶开压缩室前门，主缸快进，将压缩包推出压缩室； 主缸快退，下辅缸下降，关闭压缩室前门； 完成一个周期，可进行下一次打包； 章小结 根据生产需要和技术、经济要求，完成打包机液压控制系统、机构设计和软件开发。要求能够实现所设计的打包机经济实用、性能可靠，使用、维护方便，液压系统采用 单片机 控制，控制过程简单、灵活、可靠，能较好地满足系统的设计要求 艺加工手段效果好。能广泛运用于有色金属加工行业。且还能使本机具备以下特点：工作效率高、能耗低、加工成本低、无金属损耗和环境污染。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 第 2 章 打包机主体的设计分析 打包机主体 设计分析的主要任务是进行打 包机 的结构设计、以及主缸压包和辅缸出包的运动结构形式，并对相关部分进行强度校核。 包机的结构设计 打包机机体设计的基本任务是根据工作要求以及推杆推压金属废料块的运动方式选定合适的机体结构，并合理地选定有关的结构尺寸，然后设计出满足条件的打包机的压缩室。所以，对打包机的推压包块的运动过程进行分析，是完成机体设计的前提。 包机的运动 打包机从加料后开始工位运转，到包 块 的 推出，运动停止，为一个单次工作循环。其程序如下： 1、 合盖，封闭进料口，形成压缩室。在上辅缸关闭进料口门后，主缸快进，对松 散的金属废料进行一次予压缩。压缩室的高即为 包 块高。 2、 主缸压头继续前进，向 至废料压缩成 包 块达到包块宽度位置时止。这样，在压缩室的前端形成一个高压室。 3、 再次加料后，主缸循环快进、工进，提供高压，这级压力是在高压室内，对已初步形成的束块，进行整形定性的最终挤压，形成紧密度较高的束块。达到包块的长度要求。 4、 包 块成形后，松泄主压头压力，下辅缸作用推开机身侧边的出包门。 5、 利用主压头继续前进，将 包 块从侧门推出机外。 6、 主、侧压头退回，侧门关闭，机盖启开。即可进行下一个工作循环的加料。上述这 几个程序是基本的工位循环，其间还有一些辅助运动，如持续加压，保压、泄压等。 包机的总布局 打包机一般分为二大部分 主机部分和动力系统。 1、 主机部分。 根据对打包机运动情况的分析可知，主缸系统应水平安置在机体上，侧门系统垂直于主缸系统安置，上辅缸系统安置在主缸上方，另外再加上一些辅助机构，这样就构成了机器进行打包工作的部分，即主机部分。按构成的结构分，应该包括： (1)机体 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 机体是安装机器各部分的基础。其结构是个上开式的箱形型式，亦是容纳物料的料箱，机体的基本构件由于是几大块拼接而成，其位置和 形式都是一定的，没有什么调节、修定的要求，所以装拆均容易 (一般也不用拆卸 )。使用中也不容易损坏。若出现损坏 (断裂或某些地方严重磨损 )、则需更换新构件或修补。 （ 2)上辅缸系统 上辅缸系统是控制进料口进料的机构。由上辅缸及辅缸推压头组成。 其功能是将金属物料送进料箱内的，并推向高压室 。上辅缸装在机体后架中间的大孔内，并用大园螺母从后面锁紧。压头直接套装在侧缸活塞杆伸出端，由一个大螺栓从端面中间紧固，再盖以侧压头护板。由于侧压头在料箱内还要组成高压室的一壁，其位置是有严格要求的，所以在侧压头与活塞杆接触的台阶处， 有一个调整垫圈，为使活塞杆的行程终了时，侧压头护板的前面与主压头护板侧边刚好要接触并有一定的问隙，就靠调整垫圈的厚度来保证。 (3)主缸系统 主缸系统是 加压机构，其横卧安装于机体的前架一端，与机体垂直组合装配成一体，整个系统主要由主缸总成、主缸横梁、主压头、门梁及圆螺母等组成，其功能就是对被侧压头推压到高压室内的较疏松的束块，进行第二级挤压，使其达到一定的密度，主压头的最大推力，就是打包机的公称压力，经主压头挤压最后形成的包块，其长度 尺寸大致是一致的。主缸将 束块 压成尺寸要求后 即停止。 （ 4） 出料门系统 出料 门系统是控制出料门的开闭，使主缸将挤压成功的包块 推出机外的部分。由出料门 、辅助缸总成、支座等主要零、部件组成。它的功能只是起辅助作用，机器在加料、挤压工作时，由 出料门 将压缩室的门洞封闭，包块成形后，将 出料门 推开，便于包块从门洞内推出， 出料门 装在由门梁和侧架贴合形成的滑道内，辅助缸装在侧架外壁上，辅助缸活塞杆与 出 直接铰接，由辅助缸带动 出料 门在滑道内往复滑动，对侧架上的门洞进行开关。由于 出料 门是在高压室位置，直接承受主缸的挤压力，工作时开门前的主缸卸压的步骤和时间一定要保证，否则，门将打不开或者损坏机件。 2、 动力系统 动力系统 就是机器的液压发生、控制机构。布置在机器的后部、侧缸的两侧。而电控操纵箱则置于机器同主缸的一侧。整个系统由下列部分组成： (1)油箱部分 油箱部分 是动力系统的支承基础，亦是机器液压传动的油源，整个油箱是个长方行的封闭箱体，装于主机的后端。 (2)油泵 电机组 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 油泵 电机组 机器的主动力源，由柱塞泵和三相交流电动机组成，二者用减速箱联接，安装在油箱面上，通过油管与各类液压元件相连成油路。 (3)控制阀组 控制阀组液压系统的控制装置，由液压系统中所需要的各种液压元件及通路体组成，安装于油箱面上， 各液压阀选用板式结构，集中安装，结构非常紧凑，各元件拆卸维修都很方便。 (4)管路系统 管路系统是将各元器件连接起来形成通路体的部分。 (5)操纵 箱 操纵 箱 是机器的电控中心，机器各运动程序的自动选择、控制均通过此箱进行，电控箱主要分上下两部分，箱上部分及面板，集中装没有显示压力和调整压力的压力表、操纵按纽；下部是电器柜，机器的主要电气元件均置于柜内。 整个机器就由以上部分构成，另外还有一些液压管道、电气管道及行程开关等部分，在本次设计中就没有进行设计分析了。 图 打包机总装图 包机压缩室的设计与强度校核 打包机的强度校核包括对活塞杆的弯曲强度校核、压头的剪切强度的校核以及压缩室门的剪切强度校核，因为在液压系统设计部分已对活塞杆进行校核，故本章节的校核主要是对压头和压缩室门板进行的。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 头的强度校核 因压头为焊接式厚为 20 缩室的设计 压缩室的尺寸设计 ： 根据压缩后金属包体积为 确定压缩 室尺寸为： 选用材料为 件壁厚（ 30 50） 拉强度：160（ 压缩时推力为 1250力为 21用壁厚 t=40塞与压缩室之间的挤压强度。 = M P 5 0 23 50 工作压力 / 活塞杆直径 d ( ( ( 压缸的行程 主要依据执行机构的运动要求而定 ,但为简化工艺 ,降低成本 ,增加产品通用性 ,应尽量采用标准系列值 ,在此取 S=1100(计算各工作阶段液压缸所需的流量： q 快进 = d4/ 2 快进 =q 工进 = D*4/ 2 工进 =,所以在本设计中并没有对上下辅缸的流量进行过多的计算分析 ,以及随后的液压缸的设计计算也是只对主缸进行的 . 压缸的结构设计 1、缸筒 （ 1）主要技术要求 1 有足够的强度 ,能长期承受最高工作压力及短时期动态实验压力而不会产生永久性变形 . 2 有足够 的刚度 ,能承受活塞侧向力和装置的反作用力 ,而不至于产生弯曲 . 3 内表面在活塞密封件及导向环的摩擦力作用下 ,能长期工作 ,且摩损极少 ,几何精度高 ,确保活塞密封 . （ 2） 结构形式 通常根据缸筒与缸盖的连接形式来选用缸筒结构 ,不同的连接形式有不同的优点和缺点 ,要依据额定的工作压力 用途 使用环境等因素合理选用缸筒结构 ,本设计中采用的是半环联接的形式 ,其特点为 :结构较简单 ,易加工 ,易装卸 ,使用广泛。 （ 3） 材料 缸筒的材料一般要求有足够的强度和冲击韧性 ,根据液压缸的参数 用途和毛坯的来源 ,可选用碳素钢 45 号的无缝钢管 . （ 4） 缸筒计算 1 缸筒厚度计算： = 0+ 式中 0m) m) 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 缸筒厚度的计算可有以下几种情况 : 当 /D ,按薄壁缸筒计算 0 2 ） =42（ 式中 m) 缸筒内最高工作压力 ,当工作压力 20; = b/n=600/5=105(式中 b参考表 n=5。 表 全系数 n 材料 静载荷 交变载荷 冲击载荷 不对称 对称 钢 3 5 8 12 铁 4 6 10 15 缸筒外径 +2 =404( 2 缸筒厚度验算： 对缸筒壁厚要作以下验算： 额定工作压力 底于一定极限值 ,以保证工作安全 S（ 2/ 4避免塑性变形 ,额定工作压力应满足 (中 式中 S m) m) 缸筒底部厚度： 当缸底为平面且无油孔时缸底厚度 ： h= 10 (3购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 式中 m) D 缸筒联接计算： 缸筒的主要联接形式有：法兰联接式、焊接式，整体式 。 法兰联接式强度高，便于拆装、容易加工，成本低能承受高压；焊接式强度不高但不便于拆装，而整体式结构复杂加工不便。故选用法兰联接式。 缸筒 与缸盖采用法兰环联接时 , 螺栓主要受拉伸应力的破坏 缸筒的危险截面 （ ： = （ 2220 . 3 8 4 1 6 . 5( 0 . 3 8 4 - 0 . 0 2 5 ) 0 . 3 2= (3满足强度要求。 式中 缸筒的宽度， m）； m） L=m） H 卡环厚度（ m） H=m） 2、活塞 （ 1） 结构形式 活塞根据密封装置的型式来选用其结构形式 ,按工作压力、环境温度、介质等条件来选定密封形式为活塞与缸筒采用 Y 密封圈与活塞杆的密封采用 O 型密封圈的活塞 摩擦因数小 ,安装空间小 ,扩冲击 ,广泛用于固定密封和运动密封具有振动场合的特点。 （ 2） 活塞与活塞杆的联接形式 活塞与活塞杆的联接形式采用卡环联接如图 3联接结构 简单、装拆方便不易松动、应用在高压、负载大、有振动场合。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 活塞卡环活塞套密封圈O 型 圈图 3活塞联接方式 （ 3）材料 选用碳素钢 20或者 35或 45钢。 3、活塞杆 （ 1）结构 外端部结构形式为焊接联接 ,内端部结构形式为卡环联接其中活塞杆与缓冲套之间采用螺纹联接。 活塞与活塞杆为卡环时卡环主要受挤压或者剪切应力的影响发生破坏 . 卡环材料为 45钢 表 处理 S b S ) HB 40 510 716 934 54 528 829 （ 2） 卡环强度校核 活塞的理论拉力 F 为 1250切力校核 : 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 A= 42D =4 t=3101250 =96 ,导向套的滑动面的长度取 (1.0)d,其中 d 为活塞杆直径。 导向套的长度 ： L=16(5、缸头厚度计算 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 螺钉连接法兰： 03 ( ) dh m (3式中： F 法兰所受的总力， 2 2 2()44 HF d p d d q d 密封环内径（ 密封环外径（ P 系统工作压力（ q 附加密封力（ 若采用金属材料密封时， q=s0D 螺钉孔分布圆直径（ 密封环平均直径（ 2Hm m m 法兰材料的许用应力。 压缸的排气与缓冲 由于各种原因 ,液压系统会混入空气 ,影响运动的平稳性 ,如活塞低速运动时产生爬行 ,启动时造成冲击，换向时降低精度等。因此在设计液压缸时 ,必需考虑空气的排除 求较高的液压缸和大型液压缸 ,则需要设置排气装置 ,如排气塞或排气阀等 ,排气塞 (阀 )通常安装在液压缸的最高处 ,双作用液压缸应安装两个排气塞(阀 )先打开排气塞 (阀 ),让活塞全行程空载往复数次 (高压系统应将压力降至 1把空气排净后 ,再将排气塞 (阀 )拧紧关闭 阀体材料为 30或 45碳素钢 ;针阀材料为不锈钢 3部热处理至硬度 38 44液压缸带动工作部件运动时 ,因运动件的质量较大 ,运动速度较高 ,则在到达行程终点时 ,会产生液压冲击 ,甚至使活塞与缸筒端盖之间产生 机械碰撞 甚至严重影响工作精度和引起整个系统及元件的损坏 ,为防止这种现象的发生 ,因此 ,在大型高速或要求较高的液压缸中 ,往往在行程末端设置缓冲装置 工作原理都是当活塞行程快到终点而接近缸盖时 ,增大液压缸回油阻力 ,使回油腔中产生足够大的缓冲压力 ,使活塞减速 ,从而防止活塞撞击缸盖 . 此次设计选用的是固定式恒节流面积 当活塞移进缸盖时 ,活塞上的凸台进入缸盖的凹腔 ,将封闭在回油腔的油液从凸台和凹腔之间的环状缝隙中挤压出去 ,使回油腔中压力升高而形成缓冲压力 ,从而使活塞减慢了移动速度。 这样做能使液压缸的结构简单化 ,有利于加工 ,降低液压缸的成本 ,而且缓冲的效果较好。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 缸体 排气阀 图 3气装置 择液压元件 1 液压泵的选择 （ 1） 液压泵工作压力的确定 考虑到正常工作中进油管路有一定的压力损失 ,所以泵的工作压力为 : 1 P （ 3 式中 液压泵最 大工作压力， 是液压执行元件中的最高工作压力， P 是泵到执行元件间的总的管路损失，初算时简单系统可取 复杂系统可取 此取 P = 故液压泵的工作压力为： = 上述计算所得的 p 是系统的静态压力 ,考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力 并确保泵的寿命 ,因此选泵的额定压力应满足 (p,中底压取小值 ,高压系统取大值 （ 2） 液压泵流量的确定： 液压泵的最大流量应为 q3/ 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 q 一般取 取 液压泵的泄漏系数 K= 求得液压泵流量为： （ 3） 选择液压泵的规格 根据以上算得的1p和 查阅有关手册 ,现选用柱塞泵，型号 术规格：排量： 650ml/r；额定压力： 25驱动功率： 47速范围： 3004000r/生产厂家 :榆次液压元件厂按意大利埃托斯公司技术生产。 2 电动机功率的确定 打包机在打包的整个工作过程中，压力是不断变化的，所需要的功率变化很大，为满足整个工作工程的需要， 按最大功率段来确定 液压系统油泵电动机的功率。 当截割部阻力达到所测结果最大时，升降缸、牵引部和截割部的压力均达到最大值，此时泵压力达到最大；由前述所知泵的供油额定压力为： 32的流量为： m a 2 / m 那么泵的驱动功率为： 查电动机样本 ； 选型号为 定功率 70p 额定转速为1500r/ 3 阀类元件及辅助元件 （ 1） 液压阀的选择 液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和 流量的，因此它可以分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。一个形状相同的阀，可以因为作用机制不同，具有不同的功能。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量，而方向阀则利用通流通道的更换控制着油液的流动方向。也就是说，尽管液压阀存在着各种各样的类型，它们之间还保留着一些基本共同之处，例如： 1 在结构上，所有的阀都由阀体、阀心（座阀或滑阀）和驱动阀心动作的元部件（如弹簧、电磁铁等）组成。 2 在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进，出口间的压差 以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀的控制参数不同而已。 液压系统中所用的阀有如下基本要求： 动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和震动小； 油液流过时压力损失小； 密封性能好； 结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。 阀的选择原理： 1阀的规格 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量，选择有定型产品的阀件。溢流阀按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，要考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度要求。控制阀的流量一般要选得比实际通过的 流量大一些，必要时也允许有 20%以内的短时间过流量。 2阀的型式 按照安装和操作方式选择。在本系统中工作压力 16以液压阀选中、高压阀。 所选阀的规格如下： （ 1） 齿轮泵相连的溢流阀的选择： 型号： 径 10量： 350ml/压范围 :7产厂家：上海液压件。 （ 2） 流量控制阀的选择： 选择流量控制阀时主要依据的是流量阀所在的最大工作压力和通过该阀的最大流量。同时，还要考虑流量的调节范围、流量 压力特性、最小稳定流量。 1 单向阀 5的选择： 型号： 径： 10量： 240产厂家：榆次液压元件厂。 2 调速阀 10和 13的选择： 型号： 6D，最高压力： 21荐流量： 245ml/节范围：产厂家：保定液压集团公司。 3 单向调速阀 12的选择： 型号： 2径： 10量： 250产厂家：上海液压元件二厂。 （ 3） 方向控制阀的选择： 选择方向控 制阀时，主要依据方向阀所在油路的最大工作压力和通过该阀的最大流量，此外，还应考虑到方向阀的特点、换向频率响应时间、操纵方式、阀口压力损失大小以及阀内卸漏的大小等。 1 二位二通电磁换向阀 11的选择： 型号： 22 63B，压力： 21量： 100L /产厂家：榆次液压元件厂。 2 三位四通电磁换向阀 7、 8、 9的选择： 型号： 高压力： 21量： 380mL/径： 10产厂家：榆次液压元件厂。 （ 4） 滤油器 1的选择： 滤油器装在液压泵吸油管路上，用以保护液压泵。型号： 250 F，压力： 25量： 350mL/径： 15滤精度： 100产厂家：天津滤油器厂。 （ 5） 压力继电器的选择： 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 型号： 1径： 6力调整范围： 4 20敏度： 断调节区间： 3 12泄量： 产厂家：榆次液压元件厂。 （ 6） 压力表开关的选择： 压力表用来测量液压系统的压力。型号： 用压力： 16产厂家：高行液压元件厂。 4 管道尺寸的确定 管道内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定 ,也可按管路允许流速进行计算 差动时流量 q=L/油管的允许流速取 v=m/s,则内径 （ 3 式中 通过管道的内的流量 v 管内允许的流速 为了方便联接管道内径由管接头确定 管接头选用 通圈柱管螺纹管接头管外径为 10 0料为钢丝编织胶管通径 10,二层钢丝 ,工作压力 25最小弯曲半径 160. 5 液压油箱容积的确定 在中高压或高压大功率系统中 (P可取 V=(6 12)其中 效容量 , 现选用容量为 3000 压系统的性能验算 热温升的估算 本系统属中高压系统，无迅速起动、制动要求，在设计中已考虑了防冲击、可调环节及相 关的防冲措施，故不必进行冲击验算。仅做发热温升验算。 能耗和温升已成为诱发各种故障的重要潜在原因，虽然曾进行了能耗控制设计，但完成各设计步骤汇总成整体液压系统后，发热和温升估算仍需进行，以便修改方案采取进一步提高效率的措施或判定是否加设专门的强迫冷却装置等。 系统发热主要是由泵及液动机能量转换中的功率损失和系统的压力和溢流、泄漏等流量损失所造成的。 工进在整个工作循环中所占的时间比例较大，为了简化计算，主要考虑工进时的发热量，一般情况下，工进速度大时发热量大。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 工进时 0.3 此时泵的效率为 泵的出口压力为 25 605 （ 3 M 输出 （ 3 则功率损失 P = 输出输入（ 3 由此可见工进时的功率损失为最大 ,发热也为最大 . 假定系统的散热状况一般 ,取 231010油箱的散热面积为 : 3 2 即 V=2500L 系统温升为 : 即满足要求。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 第 4 章 制系统设计 使用范围广、维护方便、速度快、休积小；具有逻辑、顺序、定时、计数、运算等能很容 易地达到人们所期望的目标 。 制器的选择 控制系统采用 控制方式，取代原来的继电器控制方式。 1 可靠性高。 0000 50000的在 10 20万 h，且均有完善的自诊断功能。 2 结构形式多样，模块化组合灵活。有固定式适于小型系统或机床，组合式适于集控制系统。最少的 有 6点，而 统的容量达 128000点。 3 功能 强大。 4 编程方便，控制具有极大灵活性。 5 适应工业环境。适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境以及电磁干扰环境。 6 安装简单、维修方便。系统设计、调试周期短。 7 与 格低、性价比高。 8 当前 主要类型有： 西门子、三菱、欧姆龙 本次设计 拟采用日本三菱公司 其优点如下： 系统配置既固定又灵活 ， 编 程简单 ， 备有可自由选择 、 丰富的品种 ， 令人放心的高性能 、 高速运算 ， 外部机器通讯简单化 以及 共同的外部设备 。且 制液压系统具有高可靠性且控制精确、稳定。其具有很强的数学运算功能。输人信号直接将按钮、行程开关、压力继电器等各种信号触点接到对应的 人点上；输出为继电器方式，将功率元件电磁铁接在输出端。继电器组成具有一定逻辑关系的网络，控制数个电磁铁按一定的顺序通断，从而控制液压系统动作。 统控制要求 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 系统控制的要求是利用 而驱动伺服油缸，实现液压阀的准确动作。 分析油压操纵系统原理图后可知，具体的控制要求为： 1 启动主机液压电机； 2 用逻辑锥阀控制系统工作和非工作时段，工作时，多余的流量通过溢流阀流回油箱，非工作时，逻辑锥阀打开，通过锥阀流回油箱，降低功率损耗同时也降低温升。 3 油压系统中设有压力继电器和时间继电器，压力继电器用来保持系统压力在允许的压力范围，当压力达到限定范围时，触发时间继电器，实现对系统的保压延时； 4 三位四通阀上的电磁阀 1、 2、 3、 4、 6、 7 的通电和断电来控制油液的流向，控制各液压油缸的运动；二位二通阀上的电磁阀 7 的通电和断电来控制油液的流速，控制主液压油缸进给运动的速度。 5 系统中要有必要的限位保护。 6 系统中要有必须的状态指示。 ，可以确定系统输入和输出设备的数量。 （ 1）输入设备的数量 齿轮 泵的启动和停止按钮各 1个，液压电机的控制按钮 1个，因此，共需要开关输入 3点。 自动操作方式启动按钮 1个，需要开 关输入 1点 油路中的压力继电器 1个，需要开关输入 1点。 压缩金属块的行程开关 1个，主缸、上辅缸的左右限位开关各 1个，共需要开关输入 3点；下辅缸的上下限位开关各 1个，共需要开关输入 2点。 因此，总共需要开关量输入 10点。 （）输出设备的数量 控制液压电机启动的交流接触器 1个，因此，共需要开关量输出 1 点。 三位四通阀上的电磁阀 1、 2、 3、 4、 6、 7 的交流接触器各 1个，二位二通阀上的电磁阀 5的交流接触器各 1个。因此，共需要开关量输出 7点。 主泵和备用泵的启动指示灯各 1个，主泵和备用泵的卸荷指示灯各 1个，挤压工作 和回程指示灯各 1个，穿孔工作和回程指示灯各 1个，因此，共需要开关量输出 8点。 因此，总共需要开关量输出 10点。 （） 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 考虑到 I/0%的余量，应选开关量输入 48点，开关量输出 48 点的 定选用三菱的 流程图 与 梯形图 以及 编写单片机程序 略 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 参考文献 1、化学工业出版社，机械设计手册 (第三版第卷 )M， 1996 2、杨培元 主编， 液压系统设计简明手册 M ，机械工业出版社 1998 3、骆简 文、雷宝荪、张卫主编，液压传动与控制 M，重庆大学出版社 2000 4、陈榕林、陆同理主编，新编机械工程师手册 M，中国轻工业出版社， 2003 5、桂国森等编，液压元件产品样本 M，机械工业出版社， 2000 6、 成大先主编，机械设计手册（第三版） M，北京化学工业出版社， 1994 7、 机械工程手册编辑委员会编，电气工程师手册 M，北京机械工业出版社，1987 8、齐占庆主编，机床电气自动控制 M，机械工业出版社， 1987 9、户主贤主编，机床液压传 动与控制 M，北京航空专业教材编审室， 1984 10、上海煤矿机械研究所编 .，液压传动设计手册 M. 上海人民出版社， 1990 11、陈在平、赵相宾主编，可编程序控制器及应用程序控制 M， 机械工业出版社， 2002 12、刘鸿文主编，材料力学 M，高等教育出版社， 1999 13、方向威主编，机械工程材料性能数据手册 M，机械工业出版社， 2002 14、煤碳工业部主编，液压传动设计手册 M，上海科学技术出版社， 1998 15、蔡春源主编 ，机电液设计 手册 M，东北大学、机构工业出版社， 1999 16、黎启柏主编 ，液压元件手册 M，机械冶金工业出版社， 2000 17、徐灏主编 ， 机械设计手册（第 5卷） M，机械工业出版社， 1998 18、杜国森主编， 液压元件产品样本 M ，机构工业出版社， 2000 19、成大先 ，主编 机械设计手册第三版（第四卷） M， 化学工业出版社，2002 20、刘鸿文 ，主编 材料力学 M，高等教育出版社， 2002 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 总 结 毕业设计 是大学学习阶段最后一个重要环节，是对大学几年学习的总结，对所学知识的一次综合检测，在整个大学教学任务中事关重要的一环。对提高我们综合运用基础知识能力、理论联系实际能力和专业技能都有很大帮助。从资料搜集、阅读相关文献到设计任务的完成，本人在各个方面都得到了很大的锻炼与收获，真正体会到了做学问的严谨，也体会到了实际工程设计的要实用、经济，更重要的是，在设计过程中认识到实际设计过程中要注意的问题。 本次毕业设计是在隆文革老师的指导和帮助下完成的。在设计的整个过程中，从方案确定到设计的完成都得到了隆文革老师的热心指 导 ,指出不少内在问题及提出合理的解决方案才使我们克服层层困难 ,避开绊脚石的阻挠 ,让本次设计顺利的完成。另外，在毕业设计期间，我们同组同学各个都很热情，在努力完成自己设计任务的前提下，充分发挥团结互助的精神，乐于帮忙、共同进步，在此我对指导我的老师和帮助我的同组成员表示衷心的感谢 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 致 谢 毕业之际，借此机会向 几 年来给予我教导的各位老师表示由衷的感谢，是他们的辛勤劳动、孜孜教诲使我具备了扎实的基础知识，构建了完整的专业知识体系，为此次毕业设计作了最好的理论铺垫，也为将来 能杰出地工作打下了坚实地基础。同时感谢机械系的老师们这几年来对我辛勤的引导、教育，让我能够树立正确的人生观和世界观 ,为往后的人生道路打下坚定的基础 ;同时也感谢给予我帮助的同学们。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 附 录 1. 毕业实习报告 2. 课题 任务书 3. 外文翻译 4. 打包机装配图 (5. 液压缸装配图（ 6. 缸盖 (7. 前缸套 (8. 后缸套 (9. 缓冲套 (10. 活塞 (11. 活塞套 (12. 活塞杆 (13. 缸体 (
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