毕业论文：全自动钢材打捆机液压系统设计说明书

图打捆机液压泵站原理图打捆机的工作过程为通电，升降缸缩回，打捆机装置下降到低位，通电，喂丝轮马达正向起动，靠压轮轴承和摩擦盘之间的摩擦力作为动力，使打捆丝依次经过承载臂导向器导向切刀的底孔，穿过拧结头侧的孔进入导丝槽单元，然后由导向切刀的上斜面切入拧结头的另孔中，在捆丝惯性力的作用下，承载臂打开，摆离喂丝轮约，使限位开关感光，夹紧油路通电，夹紧缸动作，夹丝板夹紧打捆丝的丝头，通电，喂丝轮马达反向转动拉丝，通电，盖轮组液压缸伸出，导丝槽的盖轮组依次打开，捆丝顺次释放，捆紧钢捆，然后夹紧油路断电，松开缸动作，同时得电，扭转马达正转，拧结头开始拧结，当捆丝达到预定的拧结角度后，拧结头刀刃将打捆丝切断，得电，助切缸缸杆缩回，将打好的结下弯，得电，扭转马达反转，拧结头反向旋转复位，这样就完成了个打捆周期，准备进入下个周期。

图系统原理图油箱过滤器电机泵单向阀蓄能器压力继电器溢流阀冷却器两位两通电磁阀三位四通电磁阀两位四通电磁阀喂丝马达导丝槽液压缸盖轮组液压缸扭转马达松开缸夹紧缸助切缸液控单向阀升降缸系统中采用蓄能器辅助供油和设置压力继电器实现了液压系统的高低压运行，已期达到降低液压系统发热量的目的。

其工作过程如下在卸荷状态下启动电机，断电，使系统压力上升，同时蓄能器充油，当系统压力超过压力继电器设定的最高值时，得电卸荷，液压系统在蓄能器的放油状态下工作，直到系统压力降到压力继电器规定的最低工作压力为止随着液压系统的运行时间的增加，油箱温度逐渐上升，并利用温度传感器进行监测，温度传感器规定了油箱的正常工作温度范围，当油温升高到超过温度最高设定值时，启动冷却系统时油温降低，直到系统温度降低到温度传感器规定的最低工作温度为止。

当系统由于些故障而使油温迅速升高，并达到油液的最高温度时，给出温度报警信号，以便及时排除故障，维持液压系统的正常运行，对于液压系统还设有液位油滤堵等故障报警点，以确保液压系统的长期稳定运行。

电磁阀通断顺序表如下对应功能打捆机下降喂丝马达正转送丝夹紧缸工作喂丝马达反转拉丝盖轮组打开松开缸工作扭转马达正转拧结助切打弯扭转马达反转复位保压表电磁阀通断顺序表打捆机液压系统设计系统概述打捆机液压系统由泵站控制阀执行元件以及管件组成，是打捆机的核心，负责打捆机各执行机构能量的供给，在分析打捆机液压系统之前，必须首先确定打捆机的工艺流程液压执行元件的动作顺序和动作时间，根据这些具体参数来确定液压系统各部分的参数。

打捆机的负载流量计算打捆机的打捆周期是由顺次执行的各执行机构协调动作才完成的，对于整个打捆过程，主要包括以下几个主要步骤打捆机复位打捆机首先检查各执行机构是否复位，以便进行打捆操作，打捆机复位状态如下导丝槽开拧丝缸旋退伸缩缸缩回剪切器闭合防脱缸缩回液压锁中的入口锁打开蓄丝满和车体上升高位。

只有满足以上状态，打捆机才能接受打捆命令执行打捆动作，其整个打捆流程图如下开始到位车体定位导丝槽闭合到位否送丝伸钳到位否充满抽紧合钳剪断导丝槽张开到位拧丝设定值退钳挤平车体返回结束蓄丝复位图打捆机执行流程图根据流程图和各执行元件的动作时间可得打捆机在个打捆周期内的负载工况，在图所示的打捆机流程中，有些步骤的执行是不占用打捆时间的，如车体的定位，它的执行是与钢捆的预成型机构同时进行的，而且车体的定位时间小于钢捆的预成型时间，根据前文分析的结果，导丝槽完全包容辊道中的钢捆，因此车体的定位导丝槽闭合钳口的伸出以及送丝等几个工序都可以与预成型动作同时进行，实际打捆时间的计算只是从抽丝到车体的上升动作的完成。

各动作的执行顺序如图所示。

车体定位导丝槽闭合送丝抽丝导丝槽打开拧丝退钳挤平车体返回时间，图各动作的执行顺序图由以上分析可以知道除以上不影响打捆周期的动作以外，还有车体上升的瞬间才对打捆周期产生影响，因此所研制的打捆机，其打捆周期只有秒，大大提高了生产效率，为钢铁产量的进步提高提供了理论储备，根据图所示的工况，各动作执行所需要的流量为车体升降的负载流量计算车体的升降范围为，即打捆机捆扎的钢捆时，车体行程最大，为了提高打捆速度，取车体的升降时间为秒，而升降缸的结构尺寸为活塞直径为，活塞杆直径为，行程为，则车体下降时的负载流量为，取则那么泵的排量为考虑各种泄漏等因素，并根据文献，选取排量为的齿轮泵。

在上述泵确定的情况下，取液压系统的压力低于，则所需电机功率为式中整个工作周期中每个动作阶段内所需功率整个工作周期中每个动作阶段所需的时间，。

将有关数据代入式得考虑电机的连续不间断运行，同时由于所选齿轮泵大于理论计算值，而且驱动电机在功率上应有定的裕量，故选取电机功率为。

散热器的选取对于液压系统散热器的选择有各种不同的形式，就效率来讲水冷要比风冷的效果好得多，但由于打捆机应用于钢铁企业精整包装生产线，没有现成的冷却水，如果引入冷却水会引起较大的工程改造，而且钢铁企业的工业用水循环使用，不仅温度高，而且具有较大的腐蚀性，这样会导致水冷却器寿命和换热效率的降低，直接影响液压系统的温度控制。

针对应用水冷困难的情况，打捆机液压冷却系统采用了风冷方式。

空气冷却器由管束风机和构架组成，管束般由翅片管组成，风机则通常采用轴流式。

依据空气的流动情况，空气冷却器可分为强制冷却式和自然通风式两类，其中强制冷却又分为鼓风式和引风式。

风机的选用轴流式风机能在低压情况下提供大流量的冷却空气，为确保空气有良好的分布，正面面积和风机横截面积之比应满足通常轴流式风机具有个叶片，风机在定的速度下，增加叶片数其价格和提供的空气量都要增加。

当空气流量维持不变时，转速降低，叶片数就要增加，这对于减少噪声和提高效率都是有利的。

风机的功耗轴流式风机耗能量在通常情况下，按冷却耗散能量的来考虑。

粗略的估算可以从提供的风量和压差来计算式中冷却空气流量率静压差通过风机横截面上的静压差，风机效率，以上参数可以从风机特性曲线上查得。

冷却空气速度的选择冷却空气速度限定在比较窄的范围。

风速太低时，影响传热效果，太高时会增加空气压力降，从而增加空气功率消耗，同时也使噪音提高。

通常风机的风压为的静压，增加速度，则同时增加了空气侧的压降，因此其速度多在范围内。

这和冷却器的正面积管排数以及冷却空气允许的温升有关。

下表是典型迎风速度的取值。

管排数典型迎风速度注以毫米带肋管为基准，正三角形排列间距毫米，肋片外径毫米，肋片数肋厘米。

风量的计算假设散热器的散热量全部被风机吹来的流动空气带走，且不考虑空气的回流，则有式中，为空气的比热容，为空气的质量流速为空气的密度，为空气的体积流速。

由上式即可计算出空气的体积流速即风量来。

冷却器的选择计算换热量需要冷却器完成的换热量，等于系统的总发热量减去油箱的散热量。

系统的总发热量等于液压系统总的功率损失，其中包括液压泵液压阀液压管路及液压执行器中的功率损失，系统的总功率损失可以按其构成逐项计算，也可以按下式整体估算油箱的散热量可按下式计算于是总传热系数对于选定的翅片装置总的传热系数，其确定方法如下确定管侧传热系数管侧传热系数与管内流过的液体有关，并且是流速和温度的函数。

矿物油流动时的平均传热系数估算值可查相关图表。

空气侧各局部换热系数的平均值，可查相关图表翅片效率冷却空气侧到被冷却产物侧的污染热阻，可查相关图表翅片管的参考面积。

将以上参数代入下式或下式即可计算出总传热系数来。

污垢热阻能丛有关手册中或实验中的到。

般来说，值中不需要考虑空气侧的污垢。

虽然空气侧污垢堵塞相对增大后，可以影响空气流在装置中的流动，因而有效温差减小了。

因为空气侧热流密度相对较小，所以对值的影响可以不考虑。

此外，可以根据空气速度和肋管特性查有关线图直接得到值。

换热面积式中平均温差可以根据油液空气的进出口温度求出。

令进口油温为，出口油温为，进口空气温度为，出口空气温度为，当时，可以用简单的算术平均温差但通常按下式求出的对数平均温差泵站附件的确定油箱体积的确定对于中低压液压系统，其油箱体积可用下式计算式中油箱计算的体积系数，对于中低压液压系统，取将数据代入得油箱体积应大于计算值，取油箱体积为蓄能器的选取打捆机液压系统的工作方式为高低压工作方式，就是对液压系统进行高低压控制，利用两个压力继电器设定个最高工作压力和个最低工作压力，当系统压力低于时，系统升压，当系统压力高于时，溢流阀卸荷，液压系统有蓄能器供油，这时系统压力缓慢降低，当系统压力低于时，溢流阀升压，如此循环往复，这样不仅减轻了电机的负担，而且时打捆机液压系统的发热量大大降低，有利于打捆机的长期连续运行，特别是在非打捆周期内，由于蓄能器的作用，使打捆机长时间保压，而使泵和电机的输出功率很小，同时由于蓄能器对液压油液的补充作用，可以优化泵的设计，适当降低泵的流量，从而减少了系统的产热量，有利于液压系统性能的稳定，这样蓄能器的结构容积为式中蓄能器排出的油液体积蓄能器的充气压力通常取，取系统最高各种压力系统最低工作压力，。

根据钢铁企业液压系统特点，取，，，将数字代入得取蓄能器的结构容积为。

控制阀的确定压力控制阀的额定压力应大于液压系统可能出现的最高压力，以保证压力控制阀正常工作。

通过压力控制阀的流量应小于其额定流量。

流量控制阀系统压力的变化必须在阀的额定压力之内，流量控制阀的流量调节范围应大于系统要求的范围。

方向控制阀系统的最大压力应大于阀的额定压力，流经方向控制阀的流量般不应大于其额定流量。

系统打捆单元和打捆机升降单元液压回路的液压阀的选择如下表所示产品型号通径额定压力额定流量厂家样本尺寸电磁换向阀派克样本电磁换向阀派克样本液控单向派克样阀本表打捆单元和打捆升降单元液压控制阀选型集成块的设计集成块设计步骤制作液压元件样板决定通孔的孔径，在元件孔径基础上加集成块上液压元件的布置集成块零件图的绘制打捆单