机械系统设计论文 芦苇打包机液压系统改进

[键入公司名称]芦苇打包机液压系统改进机械系统设计课程论文学院：专业：姓名：学号：

目录芦苇打包机液压系统改进 3一．芦苇简介 3二．打包机原理 4三．芦苇打包机的结构和工作过程 5四．芦苇打包机黑箱法 6五．芦苇打包机专利 6六．液压系统设计 71．液压泵的选定 72．液压缸的选定 83．阀的选定 84．辅助装置 95．工作介质 9七．液压系统存在的问题 101.打包机在运转过程中主压的保压效果不理想 102.主压缸的支承问题 10八．液压系统的改进设计 101.主压保压液压系统的改进 112.主压支承液压系统的改进 12九．打包过程中出现的液压问题以及解决方法 13十．总结 14十一．参考文献 15芦苇打包机液压系统改进－－机械系统设计关键词：芦苇打包机液压系统摘要：随着技术进步，液压元件的日益更新，打包机的液压系统采用了插装阀集成控制，这大大优化了打包机液压系统的整体性能，降低了系统的故障率。但在实际应用中，液压系统仍存在一些问题影响打包机的正常运转。因此，需要进一步改进设计以提高打包机液压系统的稳定性，确保打包机的高效运行。正文：一．芦苇简介芦苇生于低湿地或浅水中。植株高大，地下有发达的匍匐根茎。茎秆直立，秆高1～3米，节下常生白粉。叶鞘圆筒形，无毛或有细毛。芦苇的果实为颖果，披针形，顶端有宿存花柱。具长、粗壮的匍匐根状茎，以根茎繁殖为主，芦苇是经常见到的水边植物或干枯的水塘里，芦苇常会和寒芒搞混，区别是芦苇的茎是中空的，而寒芒不是，另外，寒芒到处可见，芦苇是择水而生。芦苇为保土固堤植物。苇秆可作造纸和人造丝、人造棉原料，也供编织席、帘等用；嫩时含大量蛋白质和糖分，为优良饲料；嫩芽也可食用；花絮可做扫帚；花絮可填枕头；根状茎叫做芦根，中医学上入药，性寒、味甘，功能清胃火，除肺热；有健胃、镇呕、利尿之功效。芦苇生长在水源丰富的湿地,因此芦苇产地都比较偏远,不宜建厂进行生产。芦苇的运输过程是控制生产成本的关键,如果散装运输在运输过程中不安全,而且装载量较少。在产地如果能把芦苇打成方包运输就能解决问题。二．打包机原理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三．芦苇打包机的结构和工作过程芦苇打包机从最早的人工打包到现在的液压打包机已经发展了好几代。现在的液压打包机推草、切草、翻盖都是通过液压系统来完成,主要包括动力系统、液压系统、机架部分。动力系统主要是柴油机,通过皮带把动力传递给齿轮泵,带动液压系统。液压系统主要有齿轮泵、油管、方向控制阀、油缸等部分组成。机架部分是结构件,由槽钢、角铁、中板、弹簧钢板等焊接而成,主要由行走轮、机体、推草装置、切草装置和压盖装置组成。打包机工作时，先把前方设备送来的芦苇由打包机的推料箱推入压缩箱，预压缸进行预压缩。当压缩箱中的芦苇达到要求的重量，转箱装置带动压缩箱转动，将盛满芦苇的压缩箱转到主压侧，这时主压缸压缩，将芦苇压实，然后再进行捆包操作。

四．芦苇打包机黑箱法飞绒噪声振飞绒噪声振动芦苇打包机（黑箱）松散芦苇一定规格的芦苇芦苇打包机（黑箱）驱动能量驱动信号工作机构能量温度湿度温度湿度五．芦苇打包机专利田振江;高璞玉.卧式液压同步芦苇打包机设计专利号:ZL99254891.8田振江;高璞玉.附小油缸式芦苇液压打包机专利号:CN2877256田振江;高璞玉.一种液压裁切捆包机专利号:CN2453666田振江;高璞玉.一种液压裁切捆包机专利号:CN2453666董立华;杨帅;池津维.可移动式液压打包机专利号:CN202035305U六．液压系统设计打包机的液压系统主要包括动力装置,液压泵;执行装置,液压缸;控制调节装置,手动方向阀,压力控制阀;辅助装置,油箱,油管,接头,密封件,压力表等;工作介质,液压油。随着技术进步，液压元件的日益更新，打包机的液压系统采用了插装阀集成控制，这大大优化了打包机液压系统的整体性能，降低了系统的故障率。但在实际应用中，液压系统仍存在一些问题影响打包机的正常运转。因此，需要进一步改进设计以提高打包机液压系统的稳定性，确保打包机的高效运行。1．液压泵的选定打包机的液压系统根据芦苇的压缩比和苇包的大小情况,设计为中压系统,系统的工作压力为16MP。由于结构简单,价格便宜,液压泵选用左旋外啮合齿轮泵。系统流量根据:Q=q×nQ-流量(ml/min)q-排量(ml/r)n-转速(r/min)每分钟的理论循环量为75~100升,可满足工作要求。设计齿轮泵的排量50ml/r,转速为1500~2000r/min,可以达到使用要求。因此选用齿轮泵型号为CB-E550,排量50ml/r,可调转速2000r/min。2．液压缸的选定在打包过程中推草油缸所需的推力是基本恒定的,平均每包芦苇的重量为50kg,芦苇的压缩比为3系统工作压力为16MP,所用推力需12吨。切草油缸所需的推力是瞬时的,瞬时的剪切力在8吨力左右压盖油缸所需的压力不大,有几百公斤压力就可以,只是来回翻动压盖,油缸大小都可以。油缸全部选用双作用油缸。3．阀的选定方向阀选用手动三位四通方向阀,型号:ZFS-L20H-YT-30,流量:100L/min。工作时使用一个动力同时带动两台机,可同时操作使压缩过程与切割过程分步进行,提高了工作质量和工作效率。因此,六路方向阀并联使用。压力阀选用溢流阀。型号:YF-L20H3,流量:100L/min。工作的过程中整个系统的工作压力是一定的,三个油缸的规格型号是一定的,但是由于切草装置所用的切力是瞬时的,为了能顺利完成切草动作,系统压力可能要调到接近额定压力。整个系统的压力一定时,每单个回路的压力不能全部相同,要根据各个回路自身的性能来调节自身的压力,因此要在每个回路上装上一个溢流阀。4．辅助装置油箱的主要作用是储油,同时还有沉淀液压油中的污物和使液压油中的空气逸出的作用。油箱分吸油区和回油区两部分,由隔板隔开,这样可以分离回油带进来的气泡和杂质。油箱隔板的高度约为油面的2/3,油箱底面有适当倾斜度,并在最底处设置放油塞。吸油管和回油管尽量分开,回油管的底端应在最底油面之下,管端加工成45°斜口形状。油箱的容积约80升。油管选用橡胶软管,便于移动和装接。胶管代号22-160,额定压力为16MP,三层钢丝的软管。管接头采用钢丝编织胶管接头,拆卸方便。5．工作介质冬季气温在0℃以下时液压油应选用低温46#液压油,其它季节选用抗磨46#液压油。工作时,通过柴油机带动齿轮泵工作,经过手动方向阀的作用,使带压的液压油作用于液压缸,从而带动推草装置、切草装置和压盖装置工作达到打包的目的。每个工作行程依次为:先压缩翻盖油缸,使打包机形成一个封闭的状态;再压缩推草油缸,使芦苇压缩成方包;最后压缩切草油缸,切掉长出部分,完成打包过程。回位时,先回切草油缸,然后回推草油缸,最后回翻盖油缸,完成一个工作过程。在打包过程中,使用一个动力同时带动两台机,可同时操作使翻盖过程、压缩过程与切割过程分步进行,提高了工作质量和工作效率。七．液压系统存在的问题在主压缸工作过程中，液压系统却出现了下面的问题。1.打包机在运转过程中主压的保压效果不理想主压缸对化纤进行压缩时，当主压缸的活塞杆推动主压头下降到一定的高度后，为了保持化纤不反弹，工艺要求主压油缸上腔压力在5min的时间内压力降不大于3．5MPa。经测试证实，压力降达不到此要求，主压缸的保压效果不理想。2.主压缸的支承问题打包机在安装调试过程中，主压头正在下行时突然停止，主压压力继续升高，主压头依然不动，呈卡死状态，导致主压缸活塞被打成盘状，缸筒被撑大，严重变形，造成主压缸报废。状态，导致主压缸活塞被打成盘状，缸筒被撑大，严重变形，造成主压缸报废。八．液压系统的改进设计针对以上问题，通过对打包机液压原理的分析和研究，找到了问题产生的原因和解决问题的方法。1.主压保压液压系统的改进打包机打包时，主压头运行到下限位，所有电磁阀断电，液压泵处于卸载状态，主压缸上腔的高压油通过控制油路，将插装阀CVl和CV2关闭，于是，主压缸上腔的高压油原则上无处泄漏，因而能够实现保压(如图l所示)。但是，控制油路先经过电磁球阀进入插装阀CVl的上腔，这时锥阀单元的A腔与c腔都是引自主压缸上腔，是高压腔，而B腔则与回油路连通，是低压腔。保压时由于此阀上下腔压力高低不同，主压上腔的压力油会沿阀芯和阀套之间的间隙流向回油路，这样实际上是在靠滑阀式的间隙密封来进行保压，而不是利用锥阀锥面密封无泄漏的优势，因而导致保压效果不理想。为了解决这个问题，对液压系统进行改进设计(如图2所示)。将锥阀单元的B腔与缸上腔连通，这样C腔与B腔的控制油压力相同，但C腔的受力面积大于B腔，所以阀芯依然能够关闭。同时，因为B腔与C腔的油压相同，所以控制油就不会由阀芯和阀套之间的间隙流向B腔了，而且泄漏量完全由锥阀锥面密封控制。经过改进，保压效果明显提高。2.主压支承液压系统的改进打包机的工艺要求主压头在上限停留24h，下滑量不大于10mln。为了防止主压头在上限因重力作用而下滑，在主压缸下腔的回路上增加一个背压支承阀，但是效果并不理想。于是又增加液控换向阀CV5(如图3所示)。正常工作时主压头要下行，需使主压缸下腔压力达到某一设定值(此值的设定应略大于主压头的自重与主压缸下腔环状面积的比值)，这时主压缸上腔引出的控制油路才能控制CV5的液控换向阀换向，CV5才能开启，主压缸才能顺利下行。但液控换向阀在事故发生时没有换向，处于闭死状态，由于它的非正常工作导致CV5终未开启，于是主压缸下腔至CV5阀之问组成了一个封闭的高压腔，导致事故发生。对主压缸进行受力分析，根据流体静力学公P1P2=A2A1=D2-d2D2,则P2=P1×D2D2-d2式中P1为主压缸上腔(无杆腔)的压强；P2所以P2实际上，压力还没有达到这个极限值，液压缸就已经变形。为了解决这个问题，对液压系统进行改进设计(如图2所示)。取消液控换向阀CV5，同时更换背压支承阀的型号。采用综合性能指标都比较高、启闭可靠性高、内泄小的背压支承阀。更换背压支承阀后，打包机的主压缸运行良好，并且主压头在上限的下滑量达到了工艺的要求，起到了对主压缸的支承作用。九．打包过程中出现的液压问题以及解决方法1.液压泵间隙过大,出油口压力小,达不到系统额定压力,造成打包机无法正常工作。解决办法:更换液压泵；2.接头处泄漏,造成系统压力减小