【導(dǎo)讀】本機(jī)構(gòu)根據(jù)枇杷外包裝的要求來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)和達(dá)。枇杷外包裝成型機(jī)系統(tǒng)具有環(huán)保和可更換模具來(lái)完成不同產(chǎn)。這在我國(guó)‘九五’規(guī)劃中能加速我國(guó)‘以紙代塑’工程的進(jìn)程，枇。杷外包裝成型機(jī)系統(tǒng)將是未來(lái)紙漿行業(yè)里的更好的輔助機(jī)構(gòu)。本機(jī)構(gòu)采用液壓系統(tǒng)和PLC控制來(lái)共同完成壓制工作。根據(jù)枇杷包裝成型。機(jī)所需的負(fù)載來(lái)擬定液壓系統(tǒng)圖，經(jīng)過(guò)計(jì)算來(lái)確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)。能量密度高，配置靈活，調(diào)速范圍大，工作穩(wěn)定，運(yùn)動(dòng)性能好，容易過(guò)載保護(hù)，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化機(jī)電液一體整合。

　　

【正文】 、管道支承點(diǎn)和支承形式的選取等）以及管道的安裝（包括正確的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、清洗、組裝等）都要考慮清楚，以免影響整個(gè)液壓系統(tǒng)的使用質(zhì)量。 國(guó)外對(duì)管子的材質(zhì)、接頭形式和連接方式上的研究工作從不間斷，最近出現(xiàn)一種用特殊的鎳鈦合金制造的管接頭，它能使低溫下受力后發(fā)生的 變形在升溫時(shí)消除 —— 即把管接頭放入液氮中用芯棒擴(kuò)大其內(nèi)徑，然后取出來(lái)迅速套裝在管端上，便可使它在常溫下得到牢固、緊密結(jié)合。這種“熱縮”式連接已經(jīng)在航空和其他一些加工行業(yè)中得到了應(yīng)用，它能保證在 40~55MPa 的工作壓力下不出現(xiàn)泄漏。本設(shè)計(jì)根據(jù)需要，選擇卡套式管接頭。要求采用冷波無(wú)縫鋼管。 2 管道內(nèi)徑計(jì)算： 4 mmQd v?? 式中 Q—— 通過(guò)管道內(nèi)的流量 m3/s V—— 管內(nèi)允許流速 m/s，見(jiàn)下表 27 紅河學(xué)院本科論文（設(shè)計(jì)） 表 25 液壓系統(tǒng)各管道流速表 油液流經(jīng)的管道 推薦流速 m/s 液壓泵吸油管 ~ 液壓 系統(tǒng)壓油管道 ~5，壓力高，管道短 粘度小 取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 ~ (1) 液壓系統(tǒng)壓油管的內(nèi)徑： 取 V=4m/s 34 4 50 10 m m60 4Qd v? ??? ? ??? 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得：取 d=20mm，鋼管的外徑 D=28mm；管接頭連接螺紋 M27? 2. (2) 液壓系統(tǒng)回油管道的內(nèi)徑： 取 V= 34 4 4 10 25m m60 v? ??? ? ??? 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得：取 d=25mm，鋼管外徑 D=34mm；管接頭連接螺紋 M33? 2。 3 管道壁厚的計(jì)算 mm2pd? ?? 式中： p—— 管道內(nèi)最高工作壓力 Pa d—— 管道內(nèi)徑 mm ?—— 管道材料的許用應(yīng)力 Pa ， σ =σb/n b? —— 管道材料的抗拉強(qiáng)度 Pa N—— 安全系數(shù)，對(duì)鋼管來(lái)說(shuō)， p7Mpa 時(shí)， n 取 8； p 時(shí)，取 n 為 6，當(dāng) p 時(shí)，取 n 為 4. 根據(jù)上述參數(shù)可以得到：我們選鋼管的材料為 45鋼，由此可得材料的抗拉強(qiáng)度 σb=600Mpa； 28 第二章 系統(tǒng)分析及傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) σb=600/4=150Mpa 1) 液壓泵壓油管的壁厚 δ=Pd/(2σ)=(1062 0103)/(2150)= 2) 液壓泵回油管道的壁厚 δ=Pd/(2σ)=(10625103)/(2150)= 所以所選管道適用。 液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓站是由液壓油箱，液壓泵及液壓控制裝置三大部分組成。液壓站裝置包括不同類型的液壓泵，驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其他們之間的聯(lián)軸器等，液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其連接體。 液壓站的結(jié)構(gòu)型式有分散式和集中式兩種類型。 (1) 集中式 這種型式將液壓系 統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置獨(dú)立于壓力機(jī)之外，單獨(dú)設(shè)置一個(gè)液壓站。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修方便，液壓裝置的振動(dòng)、發(fā)熱都與機(jī)床隔開(kāi)：缺點(diǎn)是液壓站增加了占地面積。 (2) 分散式 這種類型將液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置分散在壓力機(jī)的各處。例如，利用機(jī)床或底座作為液壓油箱存放液壓油。把控制調(diào)節(jié)裝置放在操作的地方。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、泄漏油回收、節(jié)省占地面積、安裝維修方便。同時(shí)供油裝置的振動(dòng)、液壓油的發(fā)熱都將對(duì)機(jī)床的工作精度產(chǎn)生不良影響、故較少采用，一般非標(biāo)設(shè)備不推薦使用。本次設(shè)計(jì)采用集中式。 液壓油箱的設(shè)計(jì) 液壓油箱的作用是儲(chǔ)存液壓油、充分供給液壓系統(tǒng)一定溫度范圍內(nèi)的清潔油液，并對(duì)回油進(jìn)行冷卻，分離出所含的雜質(zhì)和氣泡。 液壓油箱有效容積的確定 液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來(lái)考慮。液壓油箱的有效容量 V 可概略地確定為： V=aQvm3 29 紅河學(xué)院本科論文（設(shè)計(jì)） 表 26 液壓油箱選型表 系統(tǒng)類型 低壓系統(tǒng) P≤ 中壓系統(tǒng) P≤ 中高壓或大功率系統(tǒng)P ? 2~4 5~7 6~12 根據(jù)實(shí)際需要，選擇 P=26MPa，所以此系 統(tǒng)屬于中高壓系統(tǒng) (P)， 所以?。?V=(6~12)Q 式中 V—— 液壓油箱的有效容量； v—— 液壓泵額定流量。 參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》鍛壓機(jī)械的油箱容積通常取為每分鐘流量的 6~12倍。 即 V=6～ 12=940L/min 取 V1=1300L/min 應(yīng) 當(dāng)注意：設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那部分油液會(huì)因重力作用而流回液壓油箱。為了防止液壓油從油箱溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應(yīng)超過(guò)液壓油箱高度的 80%。 所以，實(shí)際油箱的體積為： V=V1/=1300/=1625L/min 一般的開(kāi)示油箱是用鋼板焊接成的，大型的油箱則是用型鋼作為骨架的，再在外面焊接鋼板，油箱的形狀一般是正方形或長(zhǎng)方形，為了便于清洗油箱內(nèi)壁及箱內(nèi)濾油器，油箱蓋板一般是可拆裝的，設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)考慮的幾點(diǎn)要求： 1 壁板：壁板厚度一般是 3~4mm；容量大的油箱一般取 4~6mm，本設(shè)計(jì)中取油箱壁厚為 6mm。對(duì)于大容量的油箱，為了清洗方便，也可以在油箱側(cè)壁開(kāi)較大的窗口，并用側(cè)蓋板緊密封閉。 2 底板與底腳：底板應(yīng)比側(cè)板稍厚些，底 板應(yīng)有適當(dāng)傾斜以便排盡存油和清洗，液壓油箱底部應(yīng)做成傾斜式箱底，并將放油塞安放在最低處。油箱的底部應(yīng)裝設(shè)底腳，以利于通風(fēng)散熱及排除箱內(nèi)油液。本設(shè)計(jì)中用的是槽鋼加工的。 下圖是油箱底面設(shè)計(jì)的幾種形式 本設(shè)計(jì)根據(jù)需要選擇了 C 型結(jié)構(gòu) 30 31 第二章 系統(tǒng)分析及傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 34 A型 B 型 C 型 D 型 E 型 圖 28 油箱類型 3 頂板：頂板一般取的較厚，一般為為 6~10mm 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)把泵 、閥和電機(jī)安裝在油箱頂部上時(shí)，頂板厚度選最大值 10mm。 4 隔板：油 箱內(nèi)一般設(shè)有隔板，隔板的作用是使回油區(qū)與泵的吸油區(qū)隔開(kāi)，增大油液循環(huán)的路徑，降低油液的循環(huán)速度，有利于降溫散熱、氣泡析出和雜質(zhì)沉淀。隔板的安裝形式有多種，隔板一般沿油箱的縱向布置，其高度一般為 最32 紅河學(xué)院本科論文（設(shè)計(jì)） 低液面高度的 2/3~3/4。有時(shí)隔板可以設(shè)計(jì)成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過(guò)；在中部開(kāi)有較大的窗口并配置上適當(dāng)?shù)臑V網(wǎng)，對(duì)油液進(jìn)行粗濾。 5 側(cè)板：側(cè)板厚度一般為 3~4mm，側(cè)板四周頂部應(yīng)該加工成高出油箱頂板3~4mm。 回油管及吸油 管為了防止出現(xiàn)吸空和回油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管應(yīng)布置在油箱最底液面 50~100mm 以下，管口與箱底距離不應(yīng)小于 2 倍的管徑，防止吸入沉淀物，管口應(yīng)切成 45 度，切口面向箱壁，與箱壁之距離為 3倍管徑，回油管的出口絕對(duì)不允許放在液面以上。本設(shè)計(jì)的管口與箱底的距離為 160mm，切口與箱壁的距離為 250mm。 6 回油集管的考慮：?jiǎn)为?dú)設(shè)置回油管最好，一般情況下使用回油集管。對(duì)溢流閥、順序閥等的管道集合。 7 吸油管：吸油管前一般應(yīng)該設(shè)置濾油器， 100~200nm 網(wǎng)式或線式隙式濾油器。濾油器要有足夠大的容量，避 免阻力太大。濾油器與箱底間的距離應(yīng)不小于20mm。吸油管應(yīng)插入液壓油面以下，防止吸油時(shí)卷吸空氣或因流入液壓油箱的液壓油攪動(dòng)油面，致使油中混氣泡。 8 泄油油管的配置：管子直徑和長(zhǎng)度要適當(dāng)，管口應(yīng)該在液面之上，以避免產(chǎn)生背壓。泄漏油管以單獨(dú)配管為最好，盡量避免與回油管集流配管的方法。 9 過(guò)濾網(wǎng)的配置：過(guò)濾網(wǎng)可以設(shè)計(jì)成液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油管隔開(kāi)，這樣液壓油可以經(jīng)過(guò)一次過(guò)濾。過(guò)濾網(wǎng)通常使用 50~100 目左右的金屬網(wǎng)。 10 濾油器 ：濾油器的作用及過(guò)濾精度 液壓系統(tǒng)中的液壓油經(jīng)常混有雜質(zhì)，如空氣 中的塵埃，氧化皮、鐵屑、金屬粉末。密封材料碎片、油漆皮和紗纖維。這些雜質(zhì)是造成液壓元件故障的重要原因。它們會(huì)造成油泵、油馬達(dá)及閥類元件內(nèi)運(yùn)動(dòng)件和密封件的磨損和劃傷，閥芯卡死，小孔堵塞等故障，影響液壓系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。近年來(lái)對(duì)液壓油的污染控制以及開(kāi)始引起人們的極大重視。 為了便于隨時(shí)檢查和觀察箱內(nèi)液體液位的情況，應(yīng)該在油箱壁板的側(cè)面安裝液面指示器，指示最低最高液位。液面指示器一般選用帶有溫度計(jì)的液面指示器。 油箱頂板需要安裝空氣濾清器，對(duì)進(jìn)入油箱的空氣進(jìn)行過(guò)濾，防止大氣中33 第二章 系統(tǒng)分析及傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 34 的雜質(zhì)污染液壓油?？諝鉃V清器的 過(guò)濾能力一般為油泵流量的兩倍，其過(guò)濾精度應(yīng)與液壓系統(tǒng)中最細(xì)的濾油器的精度相同。 油箱內(nèi)部應(yīng)刷淺色的耐油油漆。以防止銹蝕。 34 紅河學(xué)院本科論文（設(shè)計(jì)） 第三章 系統(tǒng)中 PLC 控制設(shè)計(jì) 在本章中，主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：電氣控制、 PLC 的 I/O 分配 、 PLC 的選型、PLC 梯形圖的設(shè)計(jì)及控制程序的編寫(xiě)等。 其邏輯控制如下： 按下起動(dòng)按鈕：注料電機(jī) M1啟動(dòng) y0，換向閥 8YA 啟動(dòng)（ y1）； M2 啟動(dòng)（ y3），換向閥 5 通電（ y2）； 注料：換向閥 8YA 啟動(dòng)（ y1）斷電，換向閥 7YA（ y4）啟動(dòng) 3s(t0)停止 。 快速下行：換向閥 7YA（ y4）斷電，換向閥 6 右位 1YA 得電 (y5)，壓力繼電器 11 啟動(dòng) (x1)。 保壓：換向閥 6 右位 1YA 失電 5s(y5)。 4，上液壓缸快退：換向閥 6 左位 2YA(y6)，同時(shí)電磁閥 5 5YA 打開(kāi) (y2)。 5，下液壓缸頂起：換向閥 19 3YA 通電 5s（ y7），停留 5s。 6，下液壓缸退回：換向閥 19 左位 4YA 通電 5s（ y10） 。 回到起始程序循環(huán)。 電氣控制原理圖 根據(jù)要求，需要分別啟動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)和各部件，控制 原理圖如圖 31 所示： 35 第三章 系統(tǒng)中 PLC控制設(shè)計(jì) 36 圖 31 繼電接觸器控制兩臺(tái)電機(jī)單向運(yùn)行及各電磁閥壓力閥運(yùn)行電路 控制的 I/O 分配 在本設(shè)計(jì)中，輸出裝置主要有注料電機(jī)和液壓系統(tǒng)的電機(jī)共有兩個(gè)電機(jī)，以及液壓系統(tǒng)中的四個(gè)電磁閥。輸入主要有啟停按鈕各電磁鐵開(kāi)關(guān)。需要 PLC輸入端子 6 個(gè)，輸出端子 9 個(gè)，具體情況見(jiàn)下表 31： 表 31 液壓系統(tǒng)控制 PLC 端子 I/O 分配表 外接電器 輸入端子 外接電器 輸出端子 總啟動(dòng)按鈕 SB1 啟動(dòng)按鈕 SB2 總停按鈕 SB3 快進(jìn)開(kāi)關(guān) SQ２ 保壓 快退開(kāi)關(guān) SQ3 頂出 退回 X10 X0 X11 X1 X2 M1； M2； 5YA；換向閥 5 7YA； M1； M2； 1YA；壓力繼電器 x1 時(shí)間繼電器 2YA 行程開(kāi)關(guān) 3YA 時(shí)間繼電器 4YA Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 36 紅河學(xué)院本科論文（設(shè)計(jì)） 因?yàn)樵诖讼到y(tǒng)中，對(duì)時(shí)間的精確度非常高，所以定時(shí)器 T 選用 10ms 型定時(shí)器，故為 T200~T245。 根據(jù) I/O 分配，畫(huà)出 PLC 接線圖，如圖 32 所示： 圖 32 PLC 接線圖 PLC 控制程序編寫(xiě) PLC 的選型 根據(jù) I/O 分配表，本設(shè)計(jì)選用日本三菱公司 FX2N系列 PLC，在選型時(shí)，一般需要預(yù)留 10%~15%的端口作為擴(kuò)展口。在本設(shè)計(jì)中，輸入有 6 個(gè)點(diǎn)，輸出有9 個(gè)點(diǎn)。在 PLC 型號(hào)中， FX2N32MS 有 16 個(gè)輸入輸出點(diǎn)。根據(jù) I/O 分配表及預(yù)留冗余可選 FX2N32MS 型號(hào)。 37 第三章 系統(tǒng)中 PLC控制設(shè)計(jì) PLC 控制梯形圖 38 紅河學(xué)院本科論文（設(shè)計(jì)） PLC 控制程序 39 第四章 結(jié)論 第四章 結(jié)論 全文總結(jié) 本 設(shè)計(jì)是針對(duì)枇杷外包裝設(shè)計(jì)的，目前在紙漿工藝這方面中國(guó)發(fā)展比較遲，而且發(fā)展速度緩慢。本設(shè)計(jì)把液壓系統(tǒng)與紙漿工藝及包裝產(chǎn)品結(jié)合起來(lái)。對(duì)包裝行業(yè)產(chǎn)生一定的幫助和影響。在本設(shè)計(jì)中主要設(shè)計(jì)了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： (1) 根據(jù)枇杷包裝的要求進(jìn)行分析，找出解決問(wèn)題的關(guān)鍵，并解決問(wèn)題，展開(kāi)設(shè)計(jì)。 (