金属打包机的液压系统设计

20**届毕业设计说明书

金属打包机的液压系统设计

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20** 年

任务书

摘要

如今，工业化的发展速度越来越快，各个国家对于金属的要求量也日益上升。但是由于对金属资源的过度开采和对现有金属的使用、保存的不合理，导致自然金属资源的匮乏。这不禁引起人们的担忧，同样也为对废金属的合理回收、使用、冶炼提出了新的课题。本文为液压金属打包机的设计，致力于废金属的回收和再利用，提出依靠液压来对废金属进行打包处理，使之成为具有相当规格尺寸的包块，来方便对废金属进行回收、运输、回炉再造，以重新投入到生产。这样提高了废金属的利用率，也在一定程度上缓解了对金属资源的需求。

关键词废金属；回收；打包；液压

ABSTRACT

Nowadays, with the rapid development of industrialization, the demand for metals in every country is on the rise correspondingly. However, it is due to the excessive exploration of metal resources and the unreasonable use and preservation of the existed metals, the natural metal resources in the world suffer from deficiency. The situation upsets the human beings. Meanwhile, it puts forward a new topic for people to discuss the recycling, use and smelting of wasted metals. This paper is the design of the hydraulic baler for metal. It is aimed at the recycling and reuse of wasted metals. When baling, the baler which is controlled by the hydraulic system compresses the metal into bales. These bales are of the same size and are very convenient in recycling transportation and further use. In this way, wasted metals could be fully used and transformed into new ones. Thus, it could alleviate the urge demand for metal resources to some extent.

Key words wasted metal；recycle；bale；hydraulic

目录

中文摘要

外文摘要

第1章绪论 (1)

1.1文献综述 (1)

1.1.1课题研究背景 (1)

1.1.2课题研究的意义 (1)

1.2设计内容简介 (2)

1.2.1研究解决的问题 (2)

1.2.2整体设计方法 (2)

1.3本章小结 (3)

第2章打包机主体的设计分析 (4)

2.1打包机的结构设计 (4)

2.1.1打包机的运动 (4)

2.1.2打包机的总布局 (4)

2.2 打包机压缩室的设计与强度校核 (6)

2.2.1压头的强度效核 (7)

2.2.2压缩室的设计 (7)

第3章打包机液压系统的设计 (9)

3.1 液压系统的特点 (9)

3.2液压系统工况分析 (9)

3.2.1分析系统工况 (9)

3.2.2确定液压系统的主要参数 (9)

3.3 拟订液压系统原理图 (11)

3.3.1确定供油路线 (11)

3.3.2液压回路的设计 (11)

3.3.3 拟订液压系统图 (12)

3.3.4液压系统原理图的分析设计 (12)

3.4 液压系统的计算和液压元件的选定 (14)

3.4.1液压缸的设计计算 (14)

3.4.1.1主要参数的确定 (14)

3.4.1.2液压缸的结构设计 (15)

3.4.1.3液压缸的排气与缓冲 (20)

3.4.2选择液压元件 (21)

3.4.3液压系统的性能验算 (24)

3.4.3.1发热温升的估算 (24)

第4章 PLC控制系统设计 (26)

4.1 PLC控制器的选择 (26)

4.2系统控制要求 (26)

4.3I/O点数的确定 (27)

4.4 画流程图与梯形图以及编写单片机程序 (28)

参考文献 (29)

总结 (30)

致谢 (31)

附录 (32)

第1章绪论

1.1文献综述

1.1.1课题研究背景

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。

1.1.2课题研究的意义

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。

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。

1.2设计内容简介

1.2.1研究解决的问题

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1250KN；压缩后金属包体积为0.250*0.250*0.250M3。步骤正确，工作安全可靠，使用维护方便，并能调节系统压力。

1.2.2整体设计方法

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、PLC电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

⑴打包机机体的设计

⑵压缩室的设计

①压缩室的尺寸设计

②进行弯曲强度校核

2．液压系统的设计

⑴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。

⑵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。