【正文】 表 2 DANIELI 公司打捆機(jī)產(chǎn)品簡(jiǎn)介（銷售數(shù)量截止 1980 年）型號(hào)捆扎對(duì)象捆線直徑打捆周期研制年代銷售數(shù)量LFφ120650mm 棒材φ410mm520S1975110 多臺(tái)LP320320500500mm 型鋼φ610mm1520S197520 多臺(tái)LB厚度 250mm,長(zhǎng)度10002200mm 盤卷φ68mm1422S1975約 30 臺(tái)國(guó)內(nèi)打包機(jī)存在的問(wèn)題：打包機(jī)是半自動(dòng)化的，工作中需人工穿線，自動(dòng)化程度。 該機(jī)全部為液壓驅(qū)動(dòng)，捆扎速度，夾緊力易于調(diào)節(jié)。該公司生產(chǎn)的打捆機(jī)的性能參數(shù)及銷售情況見(jiàn)表1表 1 SUND/BIRSTA 公司打捆機(jī)產(chǎn)品簡(jiǎn)介（銷售數(shù)量截止 1988 年）型號(hào)捆扎對(duì)象性能特點(diǎn)研制年代 銷售數(shù)量（臺(tái)）KNA線材盤條和型、棒、管材捆線：Φ3~，含碳量≤%捆扎時(shí)間：9~11s最大拉緊力：功率：4KW196660KNRA線材盤條和型、棒、管材捆線：Φ3~，含碳量≤%，延伸率≥45%捆扎時(shí)間：9~14s，功率：4KW1966100KNS型棒材捆線：Φ3~6mm捆扎時(shí)間：2~功率：1967254KNSS大規(guī)格的型棒材捆線：捆扎時(shí)間：20~25s功率：197688KNSB多種規(guī)格的型棒材捆線：功率：1967至1990年54臺(tái)KNASBD線、棒材及型鋼捆線：Φ7mm帶雙線軌功率：1979至1990年15臺(tái)日本的潼川公司也是一家生產(chǎn)線棒材打捆機(jī)定型產(chǎn)品的老廠，該公司從60 年代初就開(kāi)始進(jìn)行軋鋼精整設(shè)備自動(dòng)化方面的研究。配備KNOM加標(biāo)簽機(jī)，可以完成自動(dòng)加標(biāo)簽的任務(wù)。伯斯德(SUND IBIRSTA)公司，該公司生產(chǎn)的主要產(chǎn)品的特點(diǎn)如下:①.設(shè)備采用液壓操作，傳動(dòng)功率大，動(dòng)作平穩(wěn)，工作精確度高；②.設(shè)備中使用了可互換的標(biāo)準(zhǔn)組件，便于維修；③.結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少；④.可根據(jù)需要，配備各種不同類型的輔助設(shè)備，如配備KNOG防熱裝置，可以處理高溫線材。國(guó)內(nèi)的研究成果有冶金工業(yè)部北京冶金設(shè)備制備廠研制的 DBJ打捆機(jī)等。附錄1 開(kāi)題報(bào)告 1. 瑞典森德斯公司制造的PCH4KNA型臥式打捆機(jī)如圖2所示。，它所研究的鋼帶類打捆機(jī)如圖 1 所示。所謂的金屬材料捆扎機(jī)是指冶金工廠將其生產(chǎn)的鋼材或其他金屬材料進(jìn)行機(jī)械化捆扎包裝，以便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備。每捆(或卷)的尺寸范圍及重量范圍也都有明確規(guī)定。例如,經(jīng)拉拔成各種規(guī)格鋼絲，再捻制成鋼絲繩、編織成鋼絲網(wǎng)和纏繞成型及熱處理成彈簧；經(jīng)熱、冷鍛打成鉚釘和冷鍛及滾壓成螺栓、螺釘?shù)龋唤?jīng)切削成熱處理制成機(jī)械零件或工具等。附錄1 開(kāi)題報(bào)告一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義線材在社會(huì)上起著巨大作用，是用量很大的鋼材品種之一。其次，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，同樣得到了其他老師及同學(xué)的指導(dǎo)與幫助，在此對(duì)他們表示衷心的感謝。這次的設(shè)計(jì)題目為高速線材打包機(jī)結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)，對(duì)我來(lái)說(shuō)有不小的難度，也有很多問(wèn)題，每次有問(wèn)題時(shí)趙老師都細(xì)心耐心地給我指導(dǎo)和幫助，每次我都能從趙老師那里學(xué)到很多。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師趙巖老師。錯(cuò)誤！未找到引用源。各個(gè)局部設(shè)計(jì)完成后把它們組裝在一起就完成了扭結(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。動(dòng)力源選擇液壓馬達(dá)，傳動(dòng)裝置參照減速器的設(shè)計(jì)，最后級(jí)采用扭結(jié)齒輪和開(kāi)槽軸，通過(guò)齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)從而使捆線旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)打結(jié)。然后對(duì)各個(gè)局部進(jìn)行相關(guān)技術(shù)參數(shù)的計(jì)算，以及一些部件的選擇。該設(shè)計(jì)題目比較好地體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平、實(shí)踐動(dòng)手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強(qiáng)的針對(duì)性和明確的實(shí)施目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。53參考文獻(xiàn) 結(jié)論本設(shè)計(jì)根據(jù)高速線材生產(chǎn)線的要求，完成一個(gè)線材專用打包機(jī)扭結(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 夾緊裝置的選擇選擇斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，其動(dòng)力為液壓缸。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P146選軸承為：深溝球軸承，其型號(hào)為：6208 查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》P290表54可知，選普通平鍵 A 型， 其中b=10,h=8,L=602 軸：初算 dmin取 d min=40mm確定軸各段的尺寸： d1 =40mm， d2 =45mm， d3=42mm， d4 =40mm查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P146 選軸承為：深溝球軸承，其型號(hào)為：6208查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》P290 表54可知，選普通平鍵 A 型，其中b =14，h = 9，L=503 軸：P3 =5200W 初算dmin取 dmin =40mm確定軸各段尺寸： d1 =40mm， d2 =45mm， d3 =42mm， d 4=40mm查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》P290 表54可知，選普通平鍵 A 型，其中b =12，h = 8，L1 = 70，L2 = 56 聯(lián)軸器及夾緊裝置的選擇 聯(lián)軸器的選擇查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》P490表111可知，選凸緣聯(lián)軸器。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P67 圖328可知 σF lim HB1 =240 σFlim1=420MPa HB2 =190 σFlim2=390MPa 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P65 圖326可知 KFN ： N1=108 KFN1 =1 N2 =108 KFN 2=1將數(shù)據(jù)帶入式（48）中得：代入公式（36）（37）中得：強(qiáng)度合適扭結(jié)齒輪：齒數(shù)18，齒寬 b3 =65mm，模數(shù)mn =3mm d 3=mnZ=54mm 取a=120mm取Z3=20d 3=mnZ=60mm 軸設(shè)計(jì)計(jì)算及軸承和鍵的選擇扭結(jié)齒輪的功率：P = Fv = 8000 = 5200W則軸1的功率 （ 為齒輪的效率）1軸轉(zhuǎn)速 n1 =180r /min 轉(zhuǎn)矩 T1 = N ?m與1軸連的齒輪齒寬b1 =65mm 節(jié)圓直徑d1 =60mm 選材料，軸承潤(rùn)滑方式，密封方式1. 材料：45 調(diào)質(zhì)處理 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》單行本擠壓強(qiáng)度極限， σb=650MPa擠壓屈服點(diǎn) σs =360MPa由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P122 表75可知： σ?1==293MPa σ0==527MPa τ?1==169MPa τ0==325MPa σ?1 拉壓對(duì)稱循環(huán)疲勞極限； σ0 拉壓脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限； τ?1扭剪對(duì)稱循環(huán)疲勞極限； τ0 扭剪脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限。 ,Yξ Yβ = 1。= 確定齒輪的尺寸(1). 齒輪模數(shù)mn =d / z = / 20 =《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P46 表31， mn =3mm式中 d齒輪分度圓直徑； Z齒輪齒數(shù)。 [σH2]=σHlim2KHN2=450MPa。 SH=1。(2). ZE ZH ZξZβ=1 = MPa ZE ：《機(jī)械設(shè)計(jì)》P58 表35，ZE = ZH ：《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P58 圖319,ZH = Zξ： Zβ：Zβ =1式中 ZE 彈性系數(shù)； ZH 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)； Zξ重合度系數(shù)； Zβ螺旋角系數(shù)。100 = KV = Kα：《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P55 313對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)和未經(jīng)修緣的齒輪傳動(dòng)，ξα可按下式近似計(jì)算。3. 材料個(gè)熱處理：《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P47 表33，45，扭結(jié)輪淬火，中間大輪正火，驅(qū)動(dòng)輪調(diào)質(zhì)。則液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速：由馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速選擇型號(hào)為：ZM180 的柱塞馬達(dá)。由上述兩式得： 取FN = 8000 N則扭結(jié)輪產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩：考慮效率，液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩：= = ?m設(shè)完成一次打結(jié)，扭結(jié)輪需要轉(zhuǎn)三圈，所需時(shí)間為1s，則扭結(jié)齒輪的轉(zhuǎn)速= 3r / s =180r /min 。捆線材料Q195，直徑6mm，屈服極限為195MPa，強(qiáng)度極限為320 MPa。如：軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算等。圖38 液壓原理圖 小結(jié)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行介紹和分析，同時(shí)對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，根據(jù)第2章所確定的方案，設(shè)計(jì)液壓原理圖，并作簡(jiǎn)單介紹。(5).馬達(dá)與連接編碼器相連：實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)三圈完成一次打結(jié)功能。(3)左端夾緊：電磁鐵YA5得電，三位四通閥左位工作，油進(jìn)過(guò)節(jié)流調(diào)速閥進(jìn)入左端夾緊缸無(wú)桿腔，推動(dòng)活塞，實(shí)現(xiàn)夾緊動(dòng)作，碰到行程擋塊3XK，電磁鐵YA6得電，三位四通閥右位工作，油經(jīng)減速閥進(jìn)入左端夾緊缸有桿腔，壓縮活塞，油經(jīng)單向閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)快速松開(kāi)動(dòng)作。 分析說(shuō)明(1).縱向進(jìn)給：電磁鐵YA1得電，三位四通閥左位工作，液壓油進(jìn)過(guò)節(jié)流調(diào)速閥進(jìn)入縱向進(jìn)給缸的無(wú)桿腔，推動(dòng)活塞，使扭結(jié)機(jī)構(gòu)沿著捆線的軸線方法移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給；當(dāng)碰到行程擋塊1XK，電磁鐵YA2得電，三位四通閥右位工作，液壓油直接進(jìn)入縱向進(jìn)給缸的有桿腔，壓縮活塞，油經(jīng)節(jié)流調(diào)速閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)縱向回程。 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)(1).結(jié)構(gòu)緊湊，管路簡(jiǎn)單，節(jié)省大量接管和管接頭，可靠性高；(2).系統(tǒng)采用壓力和流量?jī)煞N方式控制，系統(tǒng)能量損失少；(3).維修方便，在處理緊急狀況時(shí)，每一電磁換向閥都有手動(dòng)換向機(jī)構(gòu)；(4).油箱裝有液位傳感器、溫度傳感器，將這些信號(hào)引到操作臺(tái)上，操作人員可隨時(shí)監(jiān)控油箱狀態(tài)；(5).各執(zhí)行機(jī)構(gòu)均設(shè)有傳感器及編碼器，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；(6).整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)PLC 系統(tǒng)，便于故障診斷和自動(dòng)控制。圖36 喂線回路6. 打捆系統(tǒng)回路打捆系統(tǒng)主要由扭轉(zhuǎn)、夾緊、切斷、扭轉(zhuǎn)頭收回四個(gè)動(dòng)作組成，分別由液壓馬達(dá)HM3 和液壓缸CCC4 來(lái)執(zhí)行，如圖37 所示。液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向和速度由比例換向閥控制。使壓下動(dòng)作平穩(wěn)。 在壓下時(shí)起減壓作用。3 打捆頭的液壓回路一樣。圖33 打捆頭壓下控制回路示意圖圖34 夾緊示意圖如圖35 所示，4 打捆頭的液壓回路一樣， 控制，當(dāng)電磁鐵a得電時(shí)，打捆頭壓下，當(dāng)電磁鐵b 得電時(shí)，打捆頭抬起。每個(gè)打捆頭由一個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)。如圖34 所示，在鋼線拉緊過(guò)程中，為了避免線卷表面被拉傷，系統(tǒng)設(shè)置了四個(gè)液壓擋板，當(dāng)夾緊動(dòng)作完成后，四個(gè)液壓擋板依次松開(kāi)。溢流閥V12的設(shè)定壓力為1~，當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，回路壓力上升，當(dāng)壓力超過(guò)溢流閥的設(shè)定壓力時(shí)，系統(tǒng)溢流。如圖33所示，導(dǎo)線小車進(jìn)退的方向和速度由比例方向閥Y5設(shè)定和調(diào)節(jié)。圖32 液壓系統(tǒng)圖通過(guò)以上兩種運(yùn)動(dòng)，就可以保證散卷壓緊和提升，保證后續(xù)打捆的正常進(jìn)行。當(dāng)壓緊小車相向運(yùn)動(dòng)，接觸到C型鉤上的散卷時(shí)，壓緊盤上的光電管發(fā)出信號(hào)使升降臺(tái)上升到一定位置，壓緊小車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)，直到預(yù)設(shè)的壓緊力時(shí)，升降平臺(tái)繼續(xù)上升，使散卷完全脫離C型鉤。在壓緊小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，閥Y5Y53的電磁鐵a失電時(shí)，單向閥V50、V51的控制油與油箱連通，使單向閥V50、V51得主閥芯可以自由開(kāi)啟。無(wú)桿腔的油液經(jīng)液控單向閥V50、V51 回油箱。壓緊小車油缸的壓緊為差動(dòng)，線卷壓緊時(shí)，電液換向閥Y5Y55的電磁鐵a得電，油缸CCC3 和C4有桿腔的回油從B口經(jīng)過(guò)P口再次進(jìn)入無(wú)桿腔，形成差動(dòng)。壓緊油缸CCC3 和C4的運(yùn)動(dòng)速度和方向分別由比例換向閥Y50、Y51調(diào)節(jié)和設(shè)定，當(dāng)比例換向閥Y50、Y51的電磁鐵a 得電時(shí)，壓緊小車打開(kāi)，當(dāng)電磁鐵b 得電時(shí)，小車壓緊。在操作臺(tái)上有一個(gè)選擇開(kāi)關(guān)，通過(guò)它可以選擇壓緊力。圖31 泵源（只畫出單泵）2. 盤卷壓緊及平臺(tái)升降回路盤卷壓緊系統(tǒng)有六種壓緊力，分別為：7116250、300、400KN。如圖31 所示，當(dāng)電池?fù)Q向閥Y14失電關(guān)閉時(shí)，泵處于無(wú)載狀態(tài)（壓力大約為23MPa）；當(dāng)電池?fù)Q向閥Y14得電開(kāi)啟時(shí)，泵的工作壓力可達(dá)10MPa。其中液23第3章 打包機(jī)液壓系統(tǒng)分析 壓泵開(kāi)三備一，液壓泵采用德國(guó)力士樂(lè)的A10VSO30系列帶壓力補(bǔ)償?shù)男北P式軸向柱塞變量泵，其控制裝置為壓力和流量控制，泵的最大流量為2000L/min，工作壓力為13MPa。主要由液壓泵站、盤卷壓緊及平臺(tái)升降回路、弧形穿線導(dǎo)衛(wèi)系統(tǒng)回路、打捆頭壓下控制回路、喂線系統(tǒng)回路、打捆系統(tǒng)回路等組成。(5).系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置故障自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。(3).操作系統(tǒng)設(shè)置兩種模式，即手動(dòng)操作和自動(dòng)操作，可隨意調(diào)整系統(tǒng)壓力。 特性要求及性能指標(biāo) 特性要求(1).打捆機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由液壓系統(tǒng)完成，要求每個(gè)動(dòng)作平穩(wěn)無(wú)沖擊，系統(tǒng)響應(yīng)速度快。以包機(jī)，其運(yùn)動(dòng)由液壓系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行，控制系統(tǒng)采用可靠性高、控