【正文】 本 科 畢 業(yè) 論 文 （ 2021 屆本科） 論文題目 液壓式砌塊制備機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計 學(xué) 院 機(jī)械與電氣工程學(xué)院 系 別 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化（設(shè)備工程） 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 完成日期 2021 年 6 月 1 日 教務(wù)處制 1 液壓式砌塊制備 機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計 摘要 我國的黃河由于泥沙長期淤積使河床不斷抬升，形成“地上河”，給黃河的防汛工作帶來極大的困難與風(fēng)險。 針對黃河泥沙資源化中大型備防石的制作問題，參考液壓免燒式成型磚設(shè)備，開發(fā)集機(jī)械、電氣和液壓于一體的自行走式砌塊制備機(jī)， 就地取材，就地治理， 為合理有效地利用黃河泥沙提供切實可行的手段。 本文在充分研究液壓式砌塊制備機(jī)的機(jī)械構(gòu)造、工作原理以及相關(guān)技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，側(cè)重液壓式砌塊制備機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計，包括液壓回路的設(shè)計和液壓件的選型設(shè)計。具體內(nèi)容如下： 第 1章主要介紹課題提出的背景 以及液壓傳動系統(tǒng)的特點；第 2 章主要對設(shè)備的液壓系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計；第 3章是針對設(shè)備的施工設(shè)計；第 4 章針對系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)仿真。 關(guān)鍵詞 砌塊制備機(jī) ,機(jī)電一體化 ,液壓系統(tǒng) ABSTRACT Yellow River sediment deposition in the river because longterm to continuously rise, form the ground river, to the Yellow River flood bring great difficulties and risks. Sediment resources in the yellow stone for the production of the medium, reference hydraulic from burning type brick molding equipment, the development set mechanical, electrical and hydraulic pressure in the integration of to go type block preparation machine, use local materials, onsite management, for the rational use of the Yellow River silt provide practical means. Based on the full study of hydraulic machine mechanical structure of block preparation, work principle and relevant technical requirements, this paper is on the basis of hydraulic block on preparation machine hydraulic system design, including hydraulic circuit design and hydraulic parts of the selection of the design. Specific content as follows: chapter 1 mainly introduces the background of the subject and put forward the characteristics of hydraulic drive system。 Chapter 2 of the hydraulic system of main equipment scheme design。 Chapter 3 is for the equipment construction design。 Chapter 4 of system dynamic simulation. Keywords block preparation machine, mechanical and electrical integration, hydraulic system 2 目錄 第一章 緒 論 ...........................................................4 課題背景 ........................................................4 液壓傳動的特點及應(yīng)用 ............................................5 液壓傳動系統(tǒng)的組成及作用 ........................................6 液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢 ..............................................7 第二章 液壓式砌塊制備機(jī)的液壓系統(tǒng)方案設(shè)計 ..............................8 液壓系統(tǒng)總體設(shè)計 ................................................8 液壓式砌塊制備機(jī)的結(jié)構(gòu)簡介和工作原理 ......................8 工況分析 ..................................................8 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 .......................................10 液壓系統(tǒng)的計算和元件選型 .......................................17 確定液壓缸的主要參數(shù) ......................................17 液壓元件的選型 ............................................21 驗算液壓系統(tǒng)性能 ...............................................25 驗算系統(tǒng)壓力損失 .........................................25 驗算系統(tǒng)發(fā)熱溫升 .........................................25 液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)的選擇 .........................................26 主液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .............................................27 主液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計 ...............................27 活塞的設(shè)計 ...............................................32 導(dǎo)向套的設(shè)計與計算 .......................................33 其他設(shè)計計算 ..............................................34 第三章 液壓泵站的設(shè)計 .................................................35 液壓裝置的結(jié)構(gòu)形式 .............................................35 選擇液壓泵站的類型 .............................................35 液壓油箱的設(shè)計 .................................................36 油箱的類型 ...............................................36 油箱的功用 ...............................................36 3 油箱容量的確定 ...........................................37 油箱外形尺寸的確定 .......................................37 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .......................................38 第四章 液壓系統(tǒng)的仿真 .................................................39 第五章 基于 PLC 的液壓系統(tǒng)自動控制 .....................................42 PLC 電氣控制系統(tǒng)簡介 ...........................................42 PLC 在液壓式砌塊制備機(jī)上的應(yīng)用 .................................43 第六章 結(jié)論 ...........................................................44 附錄 PLC 源程序 ........................................................45 參考文獻(xiàn) ..............................................................48 致謝 ..................................................................49 4 液壓式砌塊制備機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計 第一章 緒 論 課題背景 節(jié)能環(huán)保成為時代的主題已經(jīng)是毋庸置疑的，由于人類用以維持生產(chǎn)和生活的資源與能源正在逐漸減少，而且隨著人類活動的日趨活躍，我們的生態(tài)環(huán)境正在經(jīng)受前所未有的考驗。曾幾何時，碧水藍(lán)天是 我們歌頌的對象，而現(xiàn)在卻變成了一種可望而不可即的奢望。人類在改造自然的同時已經(jīng)將自然破壞得體無完膚，并且越來越頻繁地受到來自自然的無情報復(fù)。因此，才有了節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展等概念的提出。因為我們意識到，浪費(fèi)與污染無異于自掘墳?zāi)梗覀儽仨氃诒ＷC自己生存發(fā)展的前提下還自然以碧水藍(lán)天，還后代子孫以生存的權(quán)利。 黃河本身具有其與眾不同的特點。它流經(jīng)我國的黃土高原地區(qū)，沿途攜帶了大量的泥沙，經(jīng)過長年累月的積淀，使得黃河下游河道的河床高于兩岸地面，形成“地上河”，防洪治理具有特殊的困難。 河流堤防中最常見的一種構(gòu)筑物叫 做丁壩，其主要功能是防止河岸受流水的直接沖蝕而產(chǎn)生掏刷破壞。丁壩是黃河堤岸安全的重要屏障，其構(gòu)筑材料多來自開采的天然石塊。然而，在距離山區(qū)較遠(yuǎn)的平原地區(qū)，石塊的開采和運(yùn)輸需要耗費(fèi)巨大的人力物力，這成為直接制約黃河丁壩建設(shè)的巨大障礙；另一方面，隨著免燒磚技術(shù)的日益成熟，使得黃河大量的泥沙有了用武之地。因為泥沙正是免燒磚的主要原料之一，因此用免燒磚塊替代開采石塊用于丁壩的建設(shè)這項一舉兩得的工程便順理成章地被提了出來。 本文設(shè)計的液壓式砌塊制備機(jī)就是這樣一種設(shè)備，它的整套設(shè)備都安裝在工程車上，可從黃河中就地取材， 在河堤上移動式作業(yè)，將黃河泥沙壓制成 600*600*600大小的磚塊，以供黃河堤防之用。免燒式壓制磚塊比之傳統(tǒng)的開采石塊具有以下兩大優(yōu)點： (1)節(jié)能環(huán)保，節(jié)約成本。由于開采石塊受到產(chǎn)地的限制，需要花費(fèi)大量的開采和運(yùn)輸費(fèi)用，在油價節(jié)節(jié)攀升的今天，用開采石塊作為堤防材料顯然會增加建設(shè)的 5 成本；另外，大量地開采石塊勢必會破壞被開采地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，這種損失將是不可估量的。而用免燒磚代替開采石塊可在極大程度上解決以上問題，液壓式砌塊制備機(jī)為一移動式設(shè)備，可隨工程車在任意河段進(jìn)行作業(yè)，簡單便攜，靈活性強(qiáng)，隨制隨 用。在節(jié)省大量運(yùn)輸費(fèi)用的同時保護(hù)了山體的自然生態(tài)環(huán)境。 (2)化廢為寶，物盡其用。“世界上沒有真正的垃圾，只有放錯地方的資源”。免燒磚的誕生是這個觀點又一個有力的詮釋。免燒式液壓制磚機(jī)的原料來源廣泛，如爐渣、礦渣、沙子、尾砂礦、石粉、水渣、煤矸石、 粉煤灰等都是生產(chǎn)免燒磚的重要原材料。 黃河多年平均來沙量達(dá) 16億噸，如此數(shù)量巨大的泥沙一方面使黃河的防汛形勢日益嚴(yán)峻，另一方面卻為免燒磚提供了為數(shù)可觀的原料，為黃河的堤防建設(shè)創(chuàng)造了堅實的物質(zhì)條件。移動式的液壓制磚設(shè)備可因地制宜、就地取材，在降低黃河堤防建設(shè)投 入的同時，可有效地改善黃河的通流能力，可謂一舉兩得。 液壓傳動的特點及應(yīng)用 顧名思義，液壓傳動就是利用液體的壓力來傳遞動力和信息的傳動方式。與機(jī)械傳動和電氣傳動相比，液壓傳動不僅具備其獨特的優(yōu)點同時也存在由其傳動特點所決定的缺陷。 （ 1）液壓傳動的優(yōu)點 ① 液壓傳動過程均勻平穩(wěn)，特別是具有良好的低速穩(wěn)定性，能有效避免出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。 ② 可方便地進(jìn)行大范圍的無級調(diào)速，這是機(jī)械傳動 和電氣傳動很難