全自動鋼材打捆機液壓系統(tǒng)設(shè)計說明書

1、- - 課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名：石狄專業(yè)班級：機設(shè)0706 指導(dǎo)教師：李受人工作單位：武漢理工大學(xué)物流學(xué)院題目: 全自動鋼材打捆機液壓系統(tǒng)設(shè)計初探初始條件：北京航空航天大學(xué)研制的sgbd-800-i 全自動液壓棒材打捆機以退火或熱軋盤條（q195)為捆扎材料，以擰緊720 度為緊固方式，采用液壓為動力源。全自動液壓棒材打捆機的技術(shù)指標為：1、滿足國家標準要求（對螺紋鋼一級標準2 噸/ 捆，二級標準4 噸 /捆）；2、包裝材料： 10-40mm棒材；3、捆扎材料：6.5mm退火或熱軋盤條（q195); 4、捆絲結(jié)擰緊720 度；5、捆徑范圍：100-400mm ；6、打一個捆結(jié)的時間小于10 秒

2、；7、打捆機可以與生產(chǎn)線其他設(shè)備通用。多臺打捆機可以聯(lián)合運行。要求完成的主要任務(wù) :（包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、明確設(shè)計任務(wù)，理解各自系統(tǒng)模型。畫出系統(tǒng)原理圖。2、完成系統(tǒng)元件選型，集成塊設(shè)計，畫出集成塊加工圖。3、撰寫課程設(shè)計報告，制作ppt,進行課程設(shè)計答辯準備。4、在課程設(shè)計中，要體現(xiàn)一定的創(chuàng)新設(shè)想。時間安排： 1.0405 明確設(shè)計任務(wù)，理解各自系統(tǒng)模型 1.0614 完成系統(tǒng)元件選型，集成塊設(shè)計，撰寫課程設(shè)計報告。 1.1721 制作 ppt, 進行課程設(shè)計答辯指導(dǎo)教師簽名：年月日系主任（或責(zé)任教師）簽名：年月日摘要- - 介紹鋼材打捆技術(shù)的發(fā)展趨

3、勢和鋼材打捆機的工作原理，對引進瑞典 sund birsta公司的棒材打捆機的液壓系統(tǒng)進行初步的研究和設(shè)計，并提出了相應(yīng)的創(chuàng)新設(shè)計。關(guān)鍵詞：打捆機；液壓系統(tǒng)；創(chuàng)新設(shè)計- - 目錄目錄-1 1. 引言-4 2. 打捆機的發(fā)展趨勢 -4 3. 打捆機的工作原理 -6 4. 打捆機液壓系統(tǒng)設(shè)計 -11 4.1 系統(tǒng)概述 -11 4.2 打捆機的負載流量計算-12 4.3 液壓泵源的設(shè)計 -19 4.3.1 泵的選擇 -20 4.3.2 散熱器的選取 -21 4.3.3 泵站附件的確定 -24 4.3.4 控制閥的確定 -25 5. 集成塊的設(shè)計 -26 6. 創(chuàng)新方案設(shè)計 -28 7. 參考文獻 -

4、28 - - 1. 引言鋼材打捆機是鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)鋼材產(chǎn)品自動化包裝的設(shè)備, 其特點為連續(xù)工作。工作和檢修環(huán)境惡劣,很多廠家還缺少冷卻用水, 這就要求打捆機液壓系統(tǒng)必須連續(xù)工作, 可靠性高 , 抗污染能力強。因此打捆機液壓系統(tǒng)設(shè)計時采用了抗污染能力強、價格低廉的齒輪泵, 但由于打捆機在兩個工作循環(huán)之間有一個等待時間,這時液壓系統(tǒng)的負載流量為零,泵的輸出如果全部溢流必將產(chǎn)生巨大的熱量, 給系統(tǒng)的冷卻 , 特別對采用風(fēng)冷方式的冷卻帶來困難。2. 打捆機的發(fā)展趨勢為了適應(yīng)現(xiàn)代化鋼材生產(chǎn)的需要，目前國際上打捆機的發(fā)展呈現(xiàn)了以下趨勢：(1) 多品種、專業(yè)化、系列化為了滿足各種不同鋼材打捆的需要，根據(jù)不同鋼

5、材各自生產(chǎn)工藝和包裝特點，鋼材打捆機已形成了多品種、系列化、專業(yè)化的趨勢，研制出了適合不同鋼材打捆的專用鋼材打捆機，主要表現(xiàn)在各種新型捆扎材料的使用和捆扎鎖緊方式的創(chuàng)新(目前國際上鋼材打捆機的具體分類可見圖 2.1) 。(2) 與鋼材成形機配套使用為了提高鋼材打捆的自動化程度，且打好捆的鋼材具有整齊固定的形狀，鋼材打捆機與全自動鋼材成形機配套使用，如鋼管在成形工位被自動碼放成正六角形、方矩形等穩(wěn)固的形狀，然后將碼放好的鋼材輸送至打捆工位進行打捆，達到穩(wěn)固整齊的包裝效果。實現(xiàn)了鋼材成形打捆的全自動化生產(chǎn)。(3) 具有塑料膜包覆機構(gòu)，保護鋼材表面質(zhì)量對于高質(zhì)量的鋼材，如不銹鋼管、石油套管、鍍鋅板材

6、、卷材，為了防止在打捆的過程中將鋼材表面刮擦，破壞外表金屬涂層和防銹漆，在打捆之前先在鋼材捆表面卷繞塑料薄膜對鋼材進行表面質(zhì)量保- - 護。(4) 打捆速度不斷提高為適應(yīng)現(xiàn)代化鋼材生產(chǎn)流水線高效率生產(chǎn)的要求，必須相應(yīng)的提高打捆包裝速度。目前國際上鋼帶打捆機平均每道的捆扎速度為20秒左右，退火或熱軋盤條打捆機的打捆速度一般在1020秒左右。(5) 提高打捆機的自動化程度鋼材生產(chǎn)流水線對鋼材打捆機的自動化程度要求越來越高，先進的鋼材打捆機普遍采用了微機控制和plc控制技術(shù)，具備了全自動打捆、故障報警、自動計數(shù)的能力，在流水線生產(chǎn)中能實現(xiàn)自動送料、自動定位、自動轉(zhuǎn)位等功能，可以進行遠距離操縱控制，通

7、過監(jiān)視系統(tǒng)和報警系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)問題，排除故障。此外機器的操作與維護更趨向方便，無須熟練的工人就可操作，一般的技術(shù)人員就能維修，大大促進了打捆機的推廣。圖2-1 打捆機的分類- - 3. 打捆機的工作原理打捆機主要由喂絲單元、導(dǎo)絲槽單元、打捆單元、打捆機升降單元和液壓系統(tǒng)等組成，如圖3.1 所示。圖 3-1 打捆機結(jié)構(gòu)示意圖1. 喂絲單元； 2. 導(dǎo)絲槽單元； 3. 打捆單元；4. 打捆機裝置升降單元； 5 液壓泵站喂絲單元由喂絲輪、壓輪、帶有彈簧的承載臂、導(dǎo)向器、限位開關(guān)等組成，謂絲輪上裝有兩片摩擦盤，這兩片摩擦盤組成截面為v型的圓形導(dǎo)槽，喂絲輪由液壓馬達驅(qū)動，壓軸輪由凸輪機構(gòu)組成，靠扭簧來實

8、現(xiàn)定位和預(yù)壓縮。導(dǎo)絲單元由導(dǎo)絲槽、移動導(dǎo)絲槽的液壓缸、蓋輪組等組成，導(dǎo)絲槽截面為矩形，內(nèi)徑尺寸為650mm ，中間隔板將其分成兩條滑道，每條滑道均勻布著球軸承，在打捆機裝置底部裝有一套液壓缸，用它可以移動導(dǎo)絲槽，以確定使用單個滑道或者兩個滑道，從而可以打單捆或者雙捆。導(dǎo)絲槽包含一個蓋輪系統(tǒng)，分布著5 個蓋輪組，每個蓋輪組上裝有一個軸承滾輪，軸承滾輪由一個小液壓缸驅(qū)動，可以在垂直與導(dǎo)絲槽所在平面向外翻轉(zhuǎn)。打捆時，蓋輪組依次翻轉(zhuǎn)，打捆絲順次釋放，從而增大打捆絲的張緊力。喂絲單元和導(dǎo)槽單元的液壓回路如圖 2 所示（為了表達簡潔，圖中只畫出5 個蓋輪組液壓缸中的一- - 個）。圖 3-2 喂絲單元和導(dǎo)

9、絲槽單元液壓回路打捆單元由扭轉(zhuǎn)軸、帶有切刃的擰結(jié)頭、扭簧、夾緊缸、松開缸、助切液壓缸、夾絲臂、夾絲板、導(dǎo)向切刀等組成。扭轉(zhuǎn)軸由扭轉(zhuǎn)馬達驅(qū)動，擰結(jié)頭沿扭轉(zhuǎn)軸軸向固定在其端部，扭轉(zhuǎn)軸和扭簧構(gòu)成圓柱凸輪機構(gòu)，使扭轉(zhuǎn)軸可以向一個方向旋轉(zhuǎn)扭結(jié)，從而反向轉(zhuǎn)動復(fù)位，夾絲板固定在夾絲臂上。導(dǎo)向切刀是聯(lián)接喂絲單元、導(dǎo)絲槽單元和打捆單元的重要部件。打捆機裝置的升降由機座底部的一個液壓缸驅(qū)動，打捆機上升，擰結(jié)頭軸線正好和圓形鋼捆法線方向一致，表示打捆準備就緒，開始打捆；打捆機裝置下降，表示打捆動作完成，開始喂絲。打捆單元和打捆級裝置升降單元液壓回路如圖3 所示。圖 3-3 打捆單元和打捆機裝置升降單元液壓回路打捆機

10、自帶一套液壓系統(tǒng)，包括液壓泵、液壓馬達、液壓缸、液壓閥、油箱、管式冷卻器、油位報警裝置等。各閥塊集成在油路閥塊上，結(jié)構(gòu)緊湊，減少了密封不良引起的漏油隱患。- - 根據(jù)打捆機的執(zhí)行元件數(shù)量，以及打捆機的連續(xù)運行的特點，從液壓系統(tǒng)長期穩(wěn)定可靠運行的情況出發(fā)設(shè)計了打捆機液壓系統(tǒng)，其液壓原理圖如圖 44 所示。圖 34 打捆機液壓泵站 原理圖打捆機的工作過程為： 10ya通電，升降缸 28 縮回，打捆機裝置下降到低位， 3ya通電，喂絲輪馬達正向起動，靠壓輪軸承和摩擦盤之間的摩擦力作為動力，使打捆絲依次經(jīng)過承載臂、導(dǎo)向器、導(dǎo)向切刀的底孔，穿過擰結(jié)頭一側(cè)的孔進入導(dǎo)絲槽單元，然后由導(dǎo)向切刀的上斜面切入擰結(jié)

11、頭的另一孔中，在捆絲慣性力的作用下，承載臂打開，擺離喂絲輪約 10mm ，使限位開關(guān)感光，夾緊油路8ya通電，夾緊缸 23動作，夾絲板夾緊打捆絲的絲頭，2ya通電，喂絲輪馬達反向轉(zhuǎn)動拉絲，5ya通電，蓋輪組液壓缸伸出，導(dǎo)絲槽的蓋輪組依次打開，捆絲順次釋放，捆緊鋼捆，然后夾緊油路8ya斷電，松開缸動作，同時7ya- - 得電，扭轉(zhuǎn)馬達正轉(zhuǎn)，擰結(jié)頭開始擰結(jié)，當(dāng)捆絲達到預(yù)定的擰結(jié)角度后，擰結(jié)頭刀刃將打捆絲切斷，9ya得電，助切缸缸桿縮回，將打好的結(jié)下彎， 6ya得電，扭轉(zhuǎn)馬達反轉(zhuǎn)，擰結(jié)頭反向旋轉(zhuǎn)復(fù)位，這樣就完成了一個打捆周期，準備進入下一個周期。圖 3-5 系統(tǒng)原理圖1. 油箱； 2、5. 過濾器；

12、 3. 電機； 4. 泵；6. 單向閥； 7. 蓄能器； 8. 壓力繼電器；9. 溢流閥； 10. 冷卻器； 11 兩位兩通電磁閥； 12、19、26. 三位四通電磁閥；14、17、21、24. 兩位四通電磁閥； 13喂絲馬達； 15、16. 導(dǎo)絲槽液壓缸；18. 蓋輪組液壓缸； 20. 扭轉(zhuǎn)馬達； 22. 松開缸； 23. 夾緊缸； 25. 助切缸；27. 液控單向閥； 28. 升降缸- - 系統(tǒng)中采用蓄能器輔助供油和設(shè)置壓力繼電器實現(xiàn)了液壓系統(tǒng)的高低壓運行，已期達到降低液壓系統(tǒng)發(fā)熱量的目的。其工作過程如下：在卸荷狀態(tài)下啟動電機，1ya斷電，使系統(tǒng)壓力上升，同時蓄能器充油，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過壓力

13、繼電器設(shè)定的最高值時，1ya得電卸荷，液壓系統(tǒng)在蓄能器的放油狀態(tài)下工作，直到系統(tǒng)壓力降到壓力繼電器規(guī)定的最低工作壓力為止；隨著液壓系統(tǒng)的運行時間的增加，油箱溫度逐漸上升，并利用溫度傳感器進行監(jiān)測，溫度傳感器規(guī)定了油箱的正常工作溫度范圍，當(dāng)油溫升高到超過溫度最高設(shè)定值時，啟動冷卻系統(tǒng)時油溫降低，直到系統(tǒng)溫度降低到溫度傳感器規(guī)定的最低工作溫度為止。當(dāng)系統(tǒng)由于某些故障而使油溫迅速升高，并達到油液的最高溫度時，給出溫度報警信號，以便及時排除故障，維持液壓系統(tǒng)的正常運行，對于液壓系統(tǒng)還設(shè)有液位、油濾堵等故障報警點，以確保液壓系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。電磁閥通斷順序表如下：1ya 2ya 3ya 4ya 5ya

14、 6ya 7ya 8ya 9ya 10ya 11ya 對應(yīng)功能- - - - - - - - - + - 打捆機下降- - + - - - - - - + - 喂絲馬達正轉(zhuǎn)送絲- - + - - - - + - + - 夾緊缸工作- - - + - - - - - + - + - 喂絲馬達反轉(zhuǎn)拉絲- + - - + - - + - + - 蓋輪組打開- + - - + - - - - + - 松開缸工作- + - - + - + - - + - 扭轉(zhuǎn)馬達正轉(zhuǎn)擰結(jié)- + - - + - + - + + - 助切打彎- + - - + + - - + + - 扭轉(zhuǎn)馬達反轉(zhuǎn)復(fù)位+ - - - - -

15、 - - - - - 保壓表 3-1 電磁閥通斷順序表4. 打捆機液壓系統(tǒng)設(shè)計4.1 系統(tǒng)概述打捆機液壓系統(tǒng)由泵站、控制閥、執(zhí)行元件以及管件組成，是打捆機的核心，負責(zé)打捆機各執(zhí)行機構(gòu)能量的供給，在分析打捆機液壓系統(tǒng)之前，必須首先確定打捆機的工藝流程、液壓執(zhí)行元件的動作順序和動作時間，根據(jù)這些具體參數(shù)來確定液壓系統(tǒng)各部分的參數(shù)。- - 4.2 打捆機的負載流量計算打捆機的打捆周期是由順次執(zhí)行的各執(zhí)行機構(gòu)協(xié)調(diào)動作才完成的，對于整個打捆過程，主要包括以下幾個主要步驟：1打捆機復(fù)位：打捆機首先檢查各執(zhí)行機構(gòu)是否復(fù)位，以便進行打捆操作，打捆機復(fù)位狀態(tài)如下：導(dǎo)絲槽開、擰絲缸旋退、伸縮缸縮回、剪切器閉合、防

16、脫缸縮回、液壓鎖中的入口鎖打開、蓄絲滿和車體上升高位。只有滿足以上狀態(tài)，打捆機才能接受打捆命令執(zhí)行打捆動作，其整個打捆流程圖如下：開 始到位？車體定位ny- - 導(dǎo)絲槽閉合到 位 否 ？n送絲伸鉗到 位 否 ？n充 滿？n抽緊pp0n合鉗、剪斷導(dǎo)絲槽張開到位？n- - n擰絲p 設(shè)定值？退鉗擠平車體返回結(jié) 束蓄絲復(fù)位圖 41 打捆機執(zhí)行流程圖根據(jù)流程圖和各執(zhí)行元件的動作時間可得打捆機在一個打捆周期內(nèi)的負載工況，在圖 41 所示的打捆機流程中，有些步驟的執(zhí)行是不占用打捆時間的，如車體的定位，它的執(zhí)行是與鋼捆的預(yù)成型機構(gòu)同時進行的，而且車體的定位時間小于鋼捆的預(yù)成型時間，根據(jù)前文分析的結(jié)果，導(dǎo)絲槽

17、完全包容輥道中的鋼捆，因此車體的定位、導(dǎo)絲槽閉合、鉗口的伸出以及送絲等幾個工序都可以與預(yù)成型動作同時進行，實際打捆時間的計算只是從抽絲到車體的上升動作的完成。各動作的執(zhí)行順序如圖42 所示。- - 車體定位導(dǎo)絲槽閉合送 絲抽 絲導(dǎo)絲槽打開擰 絲退 鉗擠 平車體返回012345678910時間，s圖 42 各動作的執(zhí)行順序圖由以上分析可以知道：除以上不影響打捆周期的動作以外，還有車體上升的瞬間才對打捆周期產(chǎn)生影響，因此所研制的打捆機，其打捆周期只有67 秒，大大提高了生產(chǎn)效率，為鋼鐵產(chǎn)量的進一步提高提供了理論儲備，根據(jù)圖42 所示的工況，各動作執(zhí)行所需要的流量為：1） 車體升降的負載流量計算：車

18、體的升降范圍為0300mm，即打捆機捆扎100的鋼捆時，車體行程最大，為了提高打捆速度，取車體的升降時間ct為 1 秒，而升降缸的結(jié)構(gòu)尺寸為活塞直徑cd為 63mm，活塞桿直徑cd為 45mm，行程cs為 300mm，則車體下降時的負載流量為：)min(5 .276013)45.063.0(4)(42222ltsddqcccccx車體上升時的流量為：min)(56601363. 04422ltsdqccccs2）導(dǎo)絲槽開合時的負載流量：- - 導(dǎo)絲槽的開合包括上導(dǎo)絲槽和下導(dǎo)絲槽的打開與閉合，分別由兩個執(zhí)行油缸來驅(qū)動，其油缸的結(jié)構(gòu)尺寸均為：活塞直徑bd為 50mm，活塞桿直徑bd為 28mm，上

19、導(dǎo)絲槽行程bss為 135mm，下導(dǎo)絲槽行程bxs為 150mm，上下導(dǎo)絲槽的開合時間bt為 1 秒，則導(dǎo)絲槽閉合時的負載流量為：)min(57.3360)150.1135.1(5.04)(422ltstsdqbbxbbsbbh導(dǎo)絲槽打開時的負載流量為：)min(2360)150. 1135.1()28. 05 .0(4)(42222ltstsddqbbxbbsbbbk3）鉗子伸縮時的負載流量：伸縮缸的結(jié)構(gòu)尺寸為活塞直徑sd為 50mm，活塞桿直徑sd為 28mm，行程ss為 165mm，其動作時間st為 1 秒，則油缸伸出時的負載流量為：)min(44.1960165.15. 04422lt

20、sdqsssss鉗子退回時的負載流量為：)min(34.1360165.1)28.05 .0(4)(42222ltsddqssssss4）送絲馬達的流量計算：計算送絲馬達的流量，首先要確定送絲馬達的轉(zhuǎn)速，送絲馬達的功能就是在規(guī)定的時間stm5 .1內(nèi)將捆絲充滿導(dǎo)絲槽，導(dǎo)絲槽直徑mmdd680，捆結(jié)尾部捆絲長度mmld130，送絲輪直徑mmdm193，又已知馬達的排量q = 270ml/r，則送絲馬達的負載流量為：)min(4 .406093. 15.13 .18 .627. 0ldttldqqmmddm5）蓄絲及抽緊工序的負載流量：打捆機蓄絲機構(gòu)的抽緊過程就是將導(dǎo)絲槽中的捆絲抱緊到鋼捆上，由于

21、鋼材的最小捆徑為mm100，因此，蓄絲機構(gòu)的最大抽絲量為：- - mmlc1822100680蓄 絲 缸 的 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 為 活 塞 直 徑mmdx50， 活 塞 桿 直 徑mmdx32， 行 程mmsx400，動作執(zhí)行時間stx5 .1，蓄絲機構(gòu)抽緊時的負載流量為：)min(7.472605 .1622.185.0426422ltldqxcxx蓄絲時的負載流量為：（以鋼捆直徑為最大值mm400時的情況計算）)min(402605 .1600.480. 600.45. 042600.480.6422ltsdqxxxx6）合鉗時的負載流量：打捆機的合鉗動作時間sth1.0，行程為mmsh17

22、，活塞直徑mmdh28，這樣可得到合鉗時所需的負載流量：)min(402601. 017.028.04422ltsdqhhhh7）防脫時的負載流量：防脫動作執(zhí)行時間stf1.0，其行程mmsf11，活塞直徑mmdf25，則執(zhí)行防脫動作時，其負載流量為：)min(24. 3601 .011. 025. 04422ltsdqffff8）液壓鎖鎖緊工序的負載流量：液壓鎖的結(jié)構(gòu)參數(shù)為：直徑mmdy50，行程mmsy6，執(zhí)行動作時間為sty1 .0，則鎖緊工序的負載流量為：)min(7601.006.05. 04422ltsdqyyyy9）剪切工序的負載流量：- - 剪切缸的結(jié)構(gòu)尺寸為，活塞直徑mmdj

23、48，活塞桿直徑mmdj28，行程mmsj10，動作執(zhí)行時間stj1.0，則剪切時的負載流量為：)min(8.10601 .01 .048.04422ltsdqjjjj剪切缸復(fù)位時的負載流量為：)min(16. 7601 .01 .0)28. 048. 0(4)(42222ltsddqjjjjj10）擰絲缸工作時的負載流量：擰絲缸的結(jié)構(gòu)尺寸為：活塞直徑mmdn100，活塞桿直徑mmdn60，行程mmsn64，動作執(zhí)行時間stn5.1，那么擰絲時的負載流量為：)min(20605 .164. 00.14422ltsdqnnnn擰退時的負載流量為：)min(13605.164.0)6.00 .1(

24、4)(42222ltsddqnnnnn11）擠平油缸工作時的負載流量：擠平油缸的結(jié)構(gòu)尺寸為：活塞直徑mmdjp30，活塞桿直徑mmdjp20，行程mmsjp160，動作執(zhí)行時間為stjp1 ，則活塞桿伸出時的負載流量為：)min(78. 66016 .13 .044221ltsdqjpjpjpjp油缸復(fù)位時的負載流量為：)min(77. 36016. 1)2.03.0(4)(422222ltsddqjpjpjpjpjp12）成型油缸工作時的負載流量：成型油缸的結(jié)構(gòu)尺寸為：活塞直徑mmde38，活塞桿直徑mmde25，執(zhí)行時間ste2.0，則活塞桿伸出時的負載流量為：)min(5.8602 .0

25、25.038.044221ltsdqeeee- - 油缸復(fù)位時的負載流量為：)min(8.4602.025.0)25.038.0(4)(422221ltsddqeeeee以上確定了每個動作的負載流量，根據(jù)計算結(jié)果和打捆流程圖42 可得打捆機液壓系統(tǒng)的負載流量，如圖43 所示。圖 43 負載流量曲線4.3 液壓泵源的設(shè)計液壓泵源是打捆機液壓系統(tǒng)的動力源，為整個液壓系統(tǒng)提供流量和壓力，對于打捆機液壓系統(tǒng)，要充分考慮打捆機連續(xù)工作的特點，即盡量減少熱量的產(chǎn)生，控制液壓系統(tǒng)的溫升，盡量減少電機泵的功率，基于這些因素的考慮，在泵站設(shè)計時，采用了蓄能器輔助供油，以及利用高低壓控制液壓系統(tǒng)壓力的方式。- -

26、 4.3.1 泵的選擇液壓泵是將機械能轉(zhuǎn)換成流體壓力能的元件，由于打捆機的工作環(huán)境差，應(yīng)盡量減低系統(tǒng)的工作壓力，因此在打捆機液壓泵的選擇時，選用抗污染能力強，能長期穩(wěn)定運行的齒輪泵，確定齒輪泵時，要充分考慮負載流量的情況，根據(jù)蓄能器充作輔助動力源的情況，可確定泵的流量為：ntjptvkq（41）式中：jv 每個液壓執(zhí)行元件在一個周期中總的耗油量，3m；t周期時間， s；n液壓執(zhí)行元件數(shù)量。根據(jù)圖 43 可知，)(00706.0)100060/()5.14017 .59178.19134.135.1201232.08 .101.071.03.64 .17.471.094.505.14.409.0

27、01.531.017.6715.27(3mvjst5 .1211n，取 k = 1.3 則：)(103.75.1200706.03.134smqp那么泵的排量為：rmlrmqp2.30)(1002.3601450103 .7354考慮各種泄漏等因素，并根據(jù)文獻15，選取排量為 38ml/r 的齒輪泵。在上述泵確定的情況下，取液壓系統(tǒng)的壓力ps低于 16mpa，則所需電機功率為：niiniiipttpp112（42）- - 式中：ip整個工作周期中每個動作階段內(nèi)所需功率，w；it整個工作周期中每個動作階段所需的時間，s。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式（ 42）得：)(10 kwpp考慮電機的連續(xù)不間斷運行，同

28、時由于所選齒輪泵大于理論計算值，而且驅(qū)動電機在功率上應(yīng)有一定的裕量，故選取電機功率為15kw。4.3.2 散熱器的選取對于液壓系統(tǒng)散熱器的選擇有各種不同的形式，就效率來講水冷要比風(fēng)冷的效果好得多，但由于打捆機應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)精整包裝生產(chǎn)線，沒有現(xiàn)成的冷卻水，如果引入冷卻水會引起較大的工程改造，而且鋼鐵企業(yè)的工業(yè)用水循環(huán)使用，不僅溫度高，而且具有較大的腐蝕性，這樣會導(dǎo)致水冷卻器壽命和換熱效率的降低，直接影響液壓系統(tǒng)的溫度控制。針對應(yīng)用水冷困難的情況，打捆機液壓冷卻系統(tǒng)采用了風(fēng)冷方式?？諝饫鋮s器由管束、風(fēng)機和構(gòu)架組成，管束一般由翅片管組成，風(fēng)機則通常采用軸流式。依據(jù)空氣的流動情況，空氣冷卻器可分為強

29、制冷卻式和自然通風(fēng)式兩類，其中強制冷卻又分為鼓風(fēng)式和引風(fēng)式。1 風(fēng)機的選用軸流式風(fēng)機能在低壓情況下提供大流量的冷卻空氣，為確?？諝庥辛己玫姆植迹婷娣e s 和風(fēng)機橫截面積 sv 之比應(yīng)滿足：1.8svs2.6 (43) 通常軸流式風(fēng)機具有48 個葉片，風(fēng)機在一定的速度下，增加葉片數(shù)其價格和提供的空氣量都要增加。當(dāng)空氣流量維持不變時，轉(zhuǎn)速降低，葉片數(shù)就要增加，這對于減少噪聲和提高效率都是有利的。風(fēng)機的功耗：- - 軸流式風(fēng)機耗能量在通常情況下，按冷卻耗散能量的13% 來考慮。粗略的估算可以從提供的風(fēng)量和壓差來計算：n=)(1000)(kwpdynpstatvv?(44) 式中: v?冷卻空氣流

30、量率（sm /3）；statp靜壓差（ pa）; dynp通過風(fēng)機橫截面上的靜壓差，dynp4060pa; v風(fēng)機效率，v0.6 0.7; 以上參數(shù)可以從風(fēng)機特性曲線上查得。冷卻空氣速度 u 的選擇：冷卻空氣速度限定在比較窄的范圍。風(fēng)速太低時，影響傳熱效果，太高時會增加空氣壓力降，從而增加空氣功率消耗，同時也使噪音提高。通常風(fēng)機的風(fēng)壓為100200bar 的靜壓，增加速度，則同時增加了空氣側(cè)的壓降，因此其速度多在24m/s 范圍內(nèi)。這和冷卻器的正面積、管排數(shù)以及冷卻空氣允許的溫升有關(guān)2。下表是典型迎風(fēng)速度的取值。管排數(shù)3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 典型迎風(fēng)速度(m/s) 355

31、6 3302 3048 2944 2692 2591 2489 2388 2286 2159 注）以 25.4 毫米帶肋管為基準，正三角形排列間距60.3 毫米，肋片外徑57.1 毫米，肋片數(shù)3.15 肋/厘米。風(fēng)量的計算：假設(shè)散熱器的散熱量全部被風(fēng)機吹來的流動空氣帶走，且不考慮空氣的回流，則有：60601212ttvcttcmnaae（45）式中：,/004.1ckgkjc為空氣的比熱容，m 為空氣的質(zhì)量流速(kg/min) ，,/2.13mkga為空氣的密度，av為空氣的體積流速min/3m。由上式即可計算出空氣的體積流速（即風(fēng)量）來。- - 2 冷卻器的選擇計算換熱量en：需要冷卻器完成

32、的換熱量，等于系統(tǒng)的總發(fā)熱量減去油箱的散熱量。系統(tǒng)的總發(fā)熱量等于液壓系統(tǒng)總的功率損失，其中包括液壓泵、液壓閥、液壓管路及液壓執(zhí)行器中的功率損失，系統(tǒng)的總功率損失可以按其構(gòu)成逐項計算，也可以按下式整體估算：)1(1sltpp (46) 油箱的散熱量可按下式計算: tkandd (47) 于是en=ltn-dn (48)總傳熱系數(shù) u 對于選定的翅片裝置總的傳熱系數(shù)，其確定方法如下：（）確定管側(cè)傳熱系數(shù)i：管側(cè)傳熱系數(shù)與管內(nèi)流過的液體有關(guān)，并且是流速和溫度的函數(shù)。礦物油流動時的平均傳熱系數(shù)（估算值）可查相關(guān)圖表。（）空氣側(cè)各局部換熱系數(shù)的平均值0，可查相關(guān)圖表（）翅片效率f; （）冷卻空氣側(cè)到被冷

33、卻產(chǎn)物側(cè)的污染熱阻jr，可查相關(guān)圖表（）翅片管的參考面積a。將以上參數(shù)代入下式2206：jiifraaua1110（49）或下式1oioiiaarru0111(410) 即可計算出總傳熱系數(shù)u 來。- - 污垢熱阻能叢有關(guān)手冊中或?qū)嶒炛械牡?。一般來說，值中不需要考慮空氣側(cè)的污垢。雖然空氣側(cè)污垢堵塞相對增大后，可以影響空氣流在裝置中的流動，因而有效溫差減小了。因為空氣側(cè)熱流密度相對較小，所以對值的影響可以不考慮。此外，可以根據(jù)空氣速度u 和肋管特性查有關(guān)線圖直接得到值。換熱面積 a：mekna(411) 式中：平均溫差m可以根據(jù)油液、空氣的進、出口溫度求出。令進口油溫為1t，出口油溫為2t，進口

34、空氣溫度為1t，出口空氣溫度為2t，當(dāng)：5 .111221tttt時，可以用簡單的算術(shù)平均溫差3：222121tttttm但通常按下式求出的對數(shù)平均溫差1p398：)ln()()(12211221ttttttttm (412) 4.3.3 泵站附件的確定1油箱體積的確定對于中低壓液壓系統(tǒng)，其油箱體積可用下式計算16：pqv（43）式中： v 油箱計算的體積， m3；系數(shù)，對于中低壓液壓系統(tǒng)，取3將數(shù)據(jù)代入得：)(3.1651450103833lv- - 油箱體積應(yīng)大于計算值，取油箱體積為l1902蓄能器的選?。捍蚶C液壓系統(tǒng)的工作方式為高低壓工作方式，就是對液壓系統(tǒng)進行高低壓控制，利用兩個壓力

35、繼電器設(shè)定一個最高工作壓力p1和一個最低工作壓力p2，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于 p2時，系統(tǒng)升壓，當(dāng)系統(tǒng)壓力高于p1時，溢流閥卸荷，液壓系統(tǒng)有蓄能器供油，這時系統(tǒng)壓力緩慢降低，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于p2時，溢流閥升壓，如此循環(huán)往復(fù)，這樣不僅減輕了電機的負擔(dān)，而且時打捆機液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量大大降低，有利于打捆機的長期連續(xù)運行，特別是在非打捆周期內(nèi)，由于蓄能器的作用，使打捆機長時間保壓，而使泵和電機的輸出功率很小，同時由于蓄能器對液壓油液的補充作用，可以優(yōu)化泵的設(shè)計，適當(dāng)降低泵的流量，從而減少了系統(tǒng)的產(chǎn)熱量，有利于液壓系統(tǒng)性能的穩(wěn)定，這樣蓄能器的結(jié)構(gòu)容積為：)1(71.0171.0271. 000pppvv（44）式

36、中：v蓄能器排出的油液體積，3m；0p蓄能器的充氣壓力， pa，通常取20)95.06.0(pp，取207.0pp；1p系統(tǒng)最高各種壓力， pa；2p系統(tǒng)最低工作壓力， pa。根據(jù)鋼鐵企業(yè)液壓系統(tǒng)特點，取barp1251，barp10021，300706.0mvvj，將數(shù)字代入（ 44）得：)(062.0)10125(1)10100(1()101007.0(00706.0371.0571. 0571. 050mv取蓄能器的結(jié)構(gòu)容積為l60。4.3.4 控制閥的確定壓力控制閥的額定壓力應(yīng)大于液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高壓力，以保證壓力控制閥正常工作。通過壓力控制閥的流量應(yīng)小于其額定流量。- - 流量控制閥系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內(nèi)，流量控制閥的流量調(diào)節(jié)范圍應(yīng)大于系統(tǒng)要求的范圍。方向控制閥系統(tǒng)的最大壓力應(yīng)大于閥的額定壓力，流經(jīng)方向控制閥的流量一般不應(yīng)大于其額定流量。系統(tǒng)打捆單元和打捆機升降單元液壓回路的液壓閥的選擇