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中文摘要 I 摘要 工业化初期由 于盲目扩大生产，金属浪费现象严重，而回收利用较少，废金属对环境的污染与日剧增。 随着我国经济增长方式由粗放型向集约型的转变和人们环保意识的增强，市场对废金属处理的 设备需求将越来越大。 为了实现对废金属的 有效 回收，以及再利用，对 有效处理废金属的压块机 研究已 引起了众多 人 的兴趣。 该液压废金属压块机用于常态下冷压各种厚度在 3下的废金属边角料，废钢屑，废油箱，解体汽车壳等金属废料。冷压成块状，便于储运或投炉。本机带有快送装置，大幅度提高工效。 该 液压废金属压块机是集液压控制和电气控制为一体，液压 缸在侧压板上的按照均布对称布置，以此实现了液压缸推动压板做圆弧形轨迹的运动。并且整个压块机由液压缸顺序动作 推动压板、压头，提升门， 实现了动作的一贯连续性 。 该压块机的 设计参数：料箱尺寸： 2000*1000*500块尺寸： 500*500*300 公称压力： 1000压系统压力： 25 液压废金属压块机体积小，操作方便， 不但具备 多种 使用要求，而且大大提高了废金属回收的 效率 。 关键词： 液压，废金属，压块机，回收 中文摘要 I 摘要 工业化初期由 于盲目扩大生产，金属浪费现象严重，而回收利用较少，废金属对环境的污染与日剧增。 随着我国经济增长方式由粗放型向集约型的转变和人们环保意识的增强，市场对废金属处理的 设备需求将越来越大。 为了实现对废金属的 有效 回收，以及再利用，对 有效处理废金属的压块机 研究已 引起了众多 人 的兴趣。 从第一台压块机 研制 以来， 已 开发了许多原型压块机和试验装置，从而大大推动了新型液压废金属压块机的发展。但是，应该清楚 的 认识到，研究开发液压废金属压块机的最终目的是克服传统压块机的某些不足之处，进一步满足用户对降低零件加工成本 的需求 ，将来还需要满足制造业信息化和新技术发展的要求， 如压块机的智能化和自 动 化，压块机的自主管理等。 液压废金属压块机是集液压控制和电气控制为一体，液压缸在侧压板上的按照均布对称布置，以此实现了液压缸推动压板做圆弧形轨迹的运动。并且整个压块机由液压缸顺序动作 推动压板、压头，提升门， 实现了动作的一贯连续性 。 该压块机的 设计参数：料箱尺寸： 2000 1000 500块尺寸： 500 500 300 液压废金属压块机体积小，操作方便， 不但具备 多种 使用要求，而且大大提高了废金属回收的 效率 。 关键词： 液压，废金属，压块机，回收 53 参考文献 1、 机械设计手册 徐灏主编 机械工业出版社 2004 年版 2、 机械原理郑文 纬主编 高等教育出版社 1997 年第七版 3、 机械设计邱宣怀主编 高等教育出版社 1997 年第四版 4、 液压工程手册雷天觉主编 机械工业出版社 1980 版 5、 液压与气压传动许同乐主编 北京大学出版社 2006 版 6、 电气控制技术 齐占庆主编 机械工业出版社 2004 7、 液压元件及选用王守城，段俊勇主编 化学 工业出版社 2004 年版 8、 液压元件与系统李壮云主编 机械工业 出版社 2005 年版 9、 电气控制技术 齐占庆 主编 机械工业 出版社 2004 年版 10、 液压控制系统及设计 张利平主编 化学工业出版社 2006 年版 11、 液压阀原理，使用及维护 张利平主编 化学工业出版社 2005 年版 , u 2004 2, 997 3, 997 4, 980 5, u 2006 6, s 2004 7, of 2004 8, 005 9, s 004 10, in of 006 11, of in of 005 总结 - 51 - 总结 在毕业设计过程中，我认真查阅了与本课题相关的资料，尽量加快进度，遇到疑难问题时，及时请教指导教师并与本组成员共同讨论，直到顺利解决问题为止。一开始，我就全身心的投入到了设计中，没有无故迟过，缺勤等现象 , 并放弃了假期及大部分周末休息时间 。因为，我知道这次毕业设计是对综合运用所学理论知识与实践相结合的重要实践教学环节，心里自始至终都没存在以应付的方式来对待这次设计，而是全力以赴，认真对待。主要是想希望通过这次设计，能够找到自己的不足之处，跟老师学到真正的本领，为以后参加工作，打下良好的 基础。 我的毕业设计是在 老师的悉心指导下完成的 。老师 严谨的治学态度，强烈的事业心，不断开拓进取的创新精神和严以律己、宽以待人的处事态度，给我留下了深刻的印象，使我受益匪浅，并将永远激励我在以后的工作和学习中奋发向上。 在本次毕业设计当中，我 圆满完成了设计的所有内容，具体工作内容如下： 1、阐述 了 课题的研究背景和意义，介绍了国内外压块机 研究现状及存在的问题，介绍了本设计 研究的主要内容； 2、完成了液压废金属压块机得 全部 机械部分设计，液压系统设计及计算，电气控制系统的设计，除此之外，还有一定的创新设计； 3、 此 设计以液压控制为主，根据要求选取了合适的液压 缸，并对各类数据进行了认真细致的计算。经过全面的考虑确定了设计总方案，最终并将自己的设计以图纸的形式表示了出来； 4、完成了五千字的外文翻译，完成了三张手画装配图，一张 ，一张液压控制图，一张电气控制图，一张零件图，编写了毕业论文。 在本次液压废金属压块机的设计中，主要的创新点有： 1、压板采用套筒联接，使两板之间转动灵活； 2、侧板上液压缸的安装形式采用对称均布，使压板按圆弧轨迹进行运动； 总结 - 52 - 3、实现了液压控制和电气控制相结合，操作方便，实现整个液压缸动作的连续性； 4、压头与主液压缸的连接采用了法兰盘连接方式； 5、机身与门的凹槽形式连接。 毕业设计 最终 画上 了 一个 圆满的 句号 。 现在回想起来做毕业设计的整个过程， 收获颇多。其间既有困苦的思索，也有取得成绩后的喜悦。总的来说 ，通过这次毕业设计 我 发现自己的 知识还很匮乏，缺乏灵活运用的能力。此次 毕业设计 使我深刻的感觉到比以往的课程设计正规严谨， 不仅是对前面所学知识的一种检验，而且 锻炼了我们独立思考解决问题的能力， 也 提高了自己创新学习的能力 。 目 录 - 目录 摘 要 I 文摘要） . . . 目 录 第一章 引 言 . 1 第 二 章 液压废金属压块机结构设计 3 块机 的工作原理设计 3 定压块机的设计原则 3 块机的总体结构 3 块机的压板设计 3 块机的机身设计 4 块机各零部件设计 4 的设计 . 4 架设计的准则 . 4 第 三 章 液压 控制 系统设计 5 据压块机动作原理设计液压控制系统原理图 . 5 计思路 5 压控制系统原理图 6 压控制系统回路 . 7 据给定的参数及使用要求选取液压元件的型号，规格 . 8 压泵的选择 . 9 定液压泵的最大工作压力 . 9 定液压泵的流量 . 9 择液压泵的规格 10 定液压泵的驱动功率 11 动机的选取 11 箱的设计 12 轴器的选取 13 目 录 - 压阀，压力表的安装 . 13 子内径的计算 13 压泵站的设计 . 15 第 四 章 液压缸的安装布局及 设计 . 16 个通过支架联接在压板上测液压缸的设计及其计算 16 压板上液压缸的布局设计 . 16 力 P 17 筒设计及 计 算 . 17 筒壁厚 的计算 . 18 D . . 18 筒壁厚的验算 . . 18 塞杆的设计及其计算 . . 19 最小导向长度的确定 . . 20 承环的选用 . . 21 塞设计 . 22 压缸进出油口采用螺纹连接 . 23 封件的选用 . 23 尘圈的选用 . 25 过压头进行推压的主液压缸的设计及其计算 . 26 液压缸的设计 . 26 力 P 26 筒设计及其计算 . . . 26 筒壁厚 的计算 . 27 筒外径的计算 1D . . 27 筒壁厚的验算 . 27 塞杆的设计及其计算 . . 28 最小导向长度的确定 . . 29 承环的选用 . 30 塞设计 . 31 目 录 - V - 压缸进出油口采用螺纹连接 31 封 件的选用 . . 31 尘圈的选用 . 34 升门的两个开门液压缸的设计及其计算 35 门液压缸的设计 35 力 P 35 筒设计及其计算 . 36 筒壁厚 的计算 . . 36 筒外径的计算 1D . 37 筒壁厚的验算 . 37 塞杆的设计及其计算 . . 37 最小导向长度的确定 . . 38 承环选用 . . 39 塞设计 . 40 压缸进出油口采用螺纹连接 . 40 封件的选用 . 41 尘圈的选用 . 44 第 五 章 电气控制系统设计 . . 45 起动电路 45 块机电气控制系统图 46 计要点 . 46 气控制系统图 . 46 磁铁线圈的得电顺序 . 47 电磁铁得失电，液压缸动作过程 . 47 句表 50 总结 . . 51 参考文献 53 致谢及声明 . 54 目 录 - 第一章 引言 - 1 - 第一章 引言 工业化初期由于盲目扩大生产，金属浪费现象严重，金属回收利用较少，废金属对环境的污染与日剧增。随着我国经济增长方式由粗放型向集约型的转变和人们环保意识的增强，市场对废金属处理的工艺及设备需求将越来越大。因此， 将废金属的有效回收和利用迫在眉睫。 从第一台压块机出现以来，已引起众多研究者的兴趣，并研究开发了许多原型压块机和试验装置，从而大大推动了液压废金属压块机的发展。但是，应该清楚地认识到，研究开发液压废金属压块机的最终目的是克服传统压块机的某些不足之处，进一步满足用户对提高机床动态性能 工成本的需求。液压废金属压块机设计的第一步就是认真分析市场需求和明确应用领域，诸如待压零件的形状材料尺寸和精度，所采用的加工工艺以及批量和预期加工成本等。 对压块机的研究现在已经达到一个很高的水平， 但开始，人们还只是对这种机构停留在理论分析上。这是因为 液压压块机 在理论和实践上有一系列的难题，难以在短期内解决。 目前，国内外有许多公司和研究单位在研究 液压废金属压块机 。我国的 液压压块机 研究起步较晚，但成果显著。 由我国研制的 属压块机，吸收了国内外同类机器的特点，大胆采用了新结构，不仅具 有国内外同类机器的功能，而且结构更加紧凑，运行良好，成本比进口同类机低得多。 由南京工业学校研制的 压金属压块机将金属废料压块成形，为冶金企业提供合格的回炉料，该机是目前压块机中性能先进的一种。其中主要参数公称压力（ 主缸 2500 侧缸 2 1250 盖缸 1250 辅助缸 400 压块密度（ kg/ 2000(对黑色金属 ) 压缩室尺寸（ 2500 1800 900压块尺寸（ (460460 600) 机器外形尺寸（ 8000 6000 4000 机动循环时间（ s） 240 中南工业大学机电学院机电所研制的铜铝屑压块机介绍了铜铝屑压块机液第一章 引言 - 2 - 压系统和电气系统设计 , 以 核心的电气系统和“柔性”的液压设备相结合 ,大大提高了工作效率。应用 制的压块机 , 性能优良、工作可靠 ,企业只投入区区几万元 , 大大改善工作环境 , 降低工人劳动强度 , 而且便于贵金属锯屑回收 , 提高了生产效率 , 降低产品成本。 但是，新设备除了要满足市场需求外，还要满足一般性的要求，例如： 1） 低投资额和低运行成本 ； 2） 效率和生产率； 3） 工作可靠性。 将来还需要满足制造业信息化 和新技术发展的要求。例如： 1） 压块机的智能化和自优化。 2） 压块机的自主管理。 第三章 液压 控制 系统设计 - 5 - 第 三 章 液压 控制 系统设计 据压块机动作原理 绘制 液压控制系统原理图 计思路 1） 根据压块机的整个动作过程，选用单活塞双作用液压缸。 当无杆腔进油时，活塞杆推动压板和压头实现对金属的挤压 ，以及门的提升，便于把废金属块推出料箱 ；当有杆腔进油时，压块机所有动作部件回到原位。 2） 要控制 单活塞双作用液压缸 的往返行走，就要通过 三位四通电磁换向阀 来实现； 3） 在压块机的 动作过程中 ， 为了实现两个 液压 缸的同时动作， 需 用到分流集流阀， 使得 两 液压 缸得到相同 的流量 ，达到同步动作的目的； 4） 在控制主液压 缸动作的支路上， 需 用一个节流阀来随时控制 液体流量的大小； 5） 液压控制系统要用到压力表，便于掌握系统压力情况； 6） 一个完整的液压控制系统不能缺少溢流阀，它起到定压溢流和安全保护作用； 7） 除上述元件外，还需要油箱，电动机，以及液压泵。 压控制系统原理图 第三章 液压 控制 系统设计 - 6 - 图 3压控制系统原理图 第三章 液压 控制 系统设计 - 7 - 压控制系统 回路 一二板液压缸： （ 给： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 3 换向阀（左位） 4 换向阀 5 调速阀 38分流集流阀 液压缸左腔 回油路：液压缸右腔 17 换向阀 3 换向阀 （左位） 10 溢流阀 油箱 (回： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 3 换向阀（右位） 7 换向阀 16 调速阀 液压缸右腔 回油路：液压缸左腔 38 分流集流阀 6 单向阀 3 换向阀（右位） 10溢流阀 油箱 (进： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 3 换向阀（左位） 13 换向阀 38 分流集流阀 液压缸左腔 回油路：液压缸右腔 17 换向阀 3 换向阀（左位） 12 单向阀 13 换向阀 38 分流集流阀 液压缸左腔 (退： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 3 换向阀（右位） 17 换向阀 液压缸 右腔 回油路：液压缸左腔 38 分流集流阀 13 换向阀 3 换向阀（右位） 14单向阀 17 换向阀 液压缸右腔 一板液压缸： (给： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 3 换向阀（右位） 8 调速阀 9 换向阀 液压缸左腔 回油路：液压缸右腔 39 分流集流阀 20 换向阀 3 换向阀（右位） 10溢流阀 油箱 (回： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 3 换向阀（左位） 19 换向阀 18 调速阀 39 分流集流阀 液压缸右腔 回油路：液压缸左腔 11 单向阀 3 换向阀（左位） 10 溢流阀 油箱 (进： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 3 换向阀（右位） 15 换向阀 液压缸左腔 回油路：液压缸右腔 39 分流集流阀 20 换向阀 3 换向阀（右位） 14单向阀 15 换向阀 液压缸左腔 (退： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 3 换向阀（左位） 20 换向阀 39 分流集流阀 液压缸右腔 回油路：液压缸左腔 15 换向阀 3 换向阀（左位） 12 单向阀 20 换向第三章 液压 控制 系统设计 - 8 - 阀 液压缸右腔 主液压缸： (一次进给： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 21 换向阀（左位） 27 换向阀 23 调速阀 液压缸左腔 回油路：液压缸右腔 33 换向阀 21 换向阀（左位） 29 溢流阀 油箱 (二次进给： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 21 换向阀（左位） 27 换向阀 22 调速阀 24 换向阀 液压缸左腔 回油路：液压缸右腔 33 换向阀 21 换向阀（左位） 29 溢流阀 油箱 （ 回： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 21 换向阀（右位） 28 换向阀 32 调速阀 液压缸右腔 回油路：液压缸左腔 30 换向阀 21 换向阀（右位） 29 溢流阀 油箱 （ 退： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 21 换 向阀（右位） 33 换向阀 液压缸右腔 回油路：液压缸左腔 30 换向阀 21 换向阀（右位） 34 换向阀 33 换向阀 液压缸右腔 门液压缸： (给： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 21 换向阀（右位） 25 调速阀 26 换向阀 液压缸左腔 回油路：液压缸右腔 40 分流集流阀 35 单向阀 21 换向阀（右位） 29溢流阀 油箱 (回： 进油路： 1 液压泵 2 单向阀 21 换向阀（左位） 36 换向阀 37 调速阀 40 分流集流阀 液压缸右腔 回油路：液压缸左腔 31 单向阀 21 换向阀（ 左位） 29 溢流阀 油箱 据给定的参数及使用要求选取液压元件的型号，规格 溢流阀 5 型直动式溢流阀 25 25 三位五 通电磁换向阀 4 第三章 液压 控制 系统设计 - 9 - 电磁铁类型 介质 种类 黏度范围 80温度范围 030 4 10 工作压力 P,A,B 口 T 口 定流量 电源电压 10 极限条件 环境温度 圈温度 关频率（次 /h） 流阀 管式 型 30 平衡阀 30 型 12 A 分流 可调同步阀型号 3通） 5010 同步精度 % 主轴路连接螺纹 2 第三章 液压 控制 系统设计 - 10 - 分油路联接螺纹 力表 径向无边 公称直径 00 精度等级 量范围 接头螺纹 滤器 高压板式过滤器 7号 额定压力 25北京承天倍达过滤技术公司 管接头 图 3套式焊接管接头 压泵的选择 定液压泵的最大工作压力 1 （ 3 1p p 路简单，流速不第三章 液压 控制 系统设计 - 11 - 大，取 M P ；管路复杂，进口有调速阀的 M P 即 M 取 6 定液压泵的流量 m （ 3 K 即 /0 0 0 6 7 6 4 2 6 4 9 取 / 择液压泵的规格 为使液压 泵有一定的压力储备，所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大 2560%。 定液压泵的驱动功率 310 （ 3 a P 塞泵 三章 液压 控制 系统设计 - 12 - M P 0 0 6 选轴向柱塞泵， 型号 14 ， 其参数为 额定转速 1500r/ 驱动功率 排量 25mL/r 容积效率 %92 额定压力 32 最大理论转矩 33 动机的选取 电动机驱动功率 选取 电动机，三相笼型异步电动机 技术数据： 功率为 30 同步转速 1500 起动 /额定电流 起动 /额定转矩 功率因数 装尺寸 A B C D E F G H K 279 241 121 48 110 14 180 16 外形尺寸 b 1b 2b h L 极数 341 270 170 430 690 2， 4， 6， 8 箱的设计 主液压缸不带活塞杆一端面积 2221 （ 3 侧液压缸不带活塞杆一端面积 2222 （ 3 第三章 液压 控制 系统设计 - 13 - 开门液压缸不带活塞杆一端面积 2223 （ 3 主液压缸排油体积 1 7 7 5 0 6 22 4 0 0111 （ 3 一个侧液压缸排油体积 7 96 2 2 6 53 0 0222 （ 3 7 1 7 944 2 V （ 3 开门液压缸排油体积 9 2 57 8 5 05 0 0333 （ 3 8503925223 （ 3 即 0 3 1 87 8 5 7 1 81 1 7 7 5 024321 总（ 3 1 5 9 0 3 1 8573 总邮箱 （ 3 油箱容量根据国 标 取 1000L 的油箱 33 x （ 3 57 选用长宽高为 1： 1： 1 的油箱 。 轴器的选取 根据联轴器所联的液压泵和电动机轴，选用 带制动轮弹性柱销齿式联轴器 。 轴器11048 8230三章 液压 控制 系统设计 - 14 - 压阀，压力表的安装 将液压阀及压力表通过铁块安装在油箱上 。 子内径的计算 管子内径 d（单位： ，按流速选取 1130 （ 3 3 v ，对吸油管 21 （一般取 以下）；对压油管63 ；对回油管 由于主液压缸的行程是 2400令主液压缸完成挤压动作需 钟， 则其每分钟的行程为 m 0/ （ 3 因主液压缸不带活塞杆一端面积 2221 （ 3 则 /0 0 0 5 6 0 7 0 6 91/ （ 3 吸油管： 0 5 6 0 7 3 01 1 3 0 （ 3 取 0 压油管： 0 5 6 0 7 3 01 1 3 0 （ 3三章 液压 控制 系统设计 - 15 - 取 0 回油管： 0 5 6 0 7 3 01 1 3 0 （ 3 4 金属管壁厚 的计算 2 3 作压力 M P 子内径 对于钢管 （ 3 拉强度 ，安全系数 吸油管： 0252 （ 3 压油管： 0 20252 （ 3 回油管： 0 24252 （ 3 取吸油管、压油管、回油管壁厚 压泵站的设计 选用 上置卧式液压站型式 ， 采用旁置式油 箱 。 第二章 液压废金属压块机结构设计 - 3 - 第 二 章 液压废金属压块机结构设计 块机的工作原理设计 综合多方面的考虑，设计原理为两块侧压板先 进行圆弧轨迹的压取方式，首先将废金属挤压到一定的体积，再有主压头将废金属挤压到一定的宽度时，在另一侧面通过门的提升到一定高度，最后由压头将挤压成块的废金属推出。 定压块机的设计原则 压块机机体结构设计应考虑以下三个原则 ： 1） 尽可能地满足工艺要求，便于操作 ； 2） 有合理的强度与刚度，使用可靠，不易损伤 ； 3） 有很好的经济性 ， 重量轻，制造维修方便 。 块机的总体结构 压块机主要结构可分为压板的设计，机 身的设计，液压泵站的设计以及控制柜的设计。 块机 的 压板设计 1） 两块压板之间的连接工艺 在两块压板上分别焊接上套筒，将 一 轴穿入套筒，以此实现两压板在侧液压缸的作用下实现相对的转动，达到挤压废金属的目的。 2） 此连接 既 要符合工艺性要求，也要满足使用要求。 块机 的 机身设计 设计参数：料箱尺寸： 2000 1000 500二章 液压废金属压块机结构设计 - 4 - 压块尺寸： 500 500 300于机身尺寸较大，压力较大， 因 此选择焊接方式制造机身。 选择 焊接的优点： 1） 采用焊接结构可以减轻结构的重量，提高产品的质量。 2） 焊接结构多采用 轧制钢板 制造，它的过载能力，承受冲击在和能力较强。 3） 焊接结构可根据各部位在工作时的环境，所承受的载荷大小和特征，采用不同的材料制造 4） 节省制造工时，同时也就节约了设备工作场地的占用时间，可获得节约资金的效果。 块机各零部件设计 的设计 在将废金属 挤 压成块之后，通过两个液压缸将门 提升起来，门的设计要满足一定的厚度，使主液压缸推动压头进行废金属挤压时，不至于将其顶开。 除此之外，要将门 置 于凹槽之中，使其能在液压缸的带动下灵活的升降。并且要满足工艺性的要求。 架设计的准则 1） 工况要求 任何机架的设计首先必须保证机器的特定工作要求 。 2） 刚度要求 在 保证特定外形条件下， 要保证机架具有足够的刚度。 3） 强度要求 压块机属于 重载设备 ，其 强度要求必须引起足够的重视，准则是在机器运转中可能发生的最大载荷情况下，机架上任何点的应力都不得大于允许应力。 第五章 电气控制系统设计 - 45 - 第 五 章 电气控制系统设计 动电路 选用轴向柱塞泵，其驱动功率为 率大于 选用星三角起动，即星 控制电路各元件选取 110V 的电压，因此要用变压器将 380V 的电压变到110V。 5 块机电气控制系统图 计要点 1） 压块机主要是由电动机提供动力，利用液压缸里的活塞杆来推动压板，压第五章 电气控制系统设计 - 46 - 头及门以实现对废金属的挤压。因为主要由行程开关来控制电磁铁线圈的得失电，以实 现液压缸的运动。 2） 各元件选取 110V 电压，因此要用到变压器。 3） 对于按钮控制点，要有自锁，实现电路的长期供电，达到各部件的连续动作。 气控制系统图 图 5气控制系统图 第五章 电气控制系统设计 - 47 - 磁铁线圈的得电顺序 磁铁得失电，液压缸动作过程 按钮 动作过程 板一二压下 + + 板一继续下压 + + 液压缸一次压动 + + 压缸将门提起 + + 块推出 + + + 液压缸后退 + + 压缸将门降下 + + 主液压缸退回原位 + 板一升起 + 板一二回原位 +表 5磁铁得电，液压缸动作过程表 在按星三角变换 减压启动电路后 第五章 电气控制系统设计 - 48 - 按 电压板一二下压活塞杆走 300行程开关 电压板一继续下压活塞杆走 300行程开关 电主液压缸推动压头进行挤压主活塞杆走 2000行程开关 液压缸将门提起活塞杆走 500行程开关电主液压缸推动压头将废金属块推出 按 电主液压缸退回活塞杆回缩 400行程开关 两液压缸将门放下活塞杆退 2000行程开关 电压板一升起活塞杆退 300行程开关 电压板一二退回原位按 有电磁铁线圈失电压块机停止工作。 句表： O O N A 37,+20 D N = = 38,+20 A D N = = 44,+20 D N N A A N 五章 电气控制系统设计 - 49 - N = N = N D N N N N = D A N D A N D N = D N D N D N N 五章 电气控制系统设计 - 50 - O N A 37,+20 D = =N A 38,+20 N A A = = A D N = 42,+20 N N N N N N N 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 16 - 第 四 章 液压缸的安装布局及设计 根据压块机动作顺序，液压缸选用单活塞双作用液压缸 图 4活塞双作用液压缸示意图 D d 1A 2A 1F 2F 个通过支架联接在压板上 侧液压缸的 设计及其计算 压板上液压缸的布局设计 由于采用圆弧轨迹，液压缸采取对称排列的方式，即 活塞杆的一段为下上下上的排列，两个缸先动作进行压，在压板一二同时转过 一直角后，另两个缸继续压，这样就能保证两块压板的连续动作，支起液压缸的支架设计要满足压第四章 液压缸的安装布局及设计 - 17 - 板转过 90角时的工艺性要求，在与液压缸的联 接 上采用圆柱销连接。 活塞杆端部 采用钻孔设计，缸筒底部采用耳环设计，与其 联 接 的直接是焊在一体的耳环式，两块压板之间的设计采用套筒分别均布焊在板端，然后用 轴连接起来的形式实现两块板之间的相对转动，起到铰链的作用。 在侧面进行推压的主液压缸起到的作用是将 废 金属挤压成块后，在门提升后再将 压块 推出门外，因此缸的连接与固定很重要，此主液压缸的设计是在缸的顶端作一个套，钻上螺纹孔（通孔），以使其连接在料箱的一侧（用螺钉）在活塞杆的顶端焊上一个套，以使其固定在压板上。 力 P 1) 公称压力压缸能用以长期工作的最高压力 7938 1987 25) 最高允许压力) 耐压试验压力 液压缸在检查质量时须承受的试验压力 在规定的时间内，液压缸在此压力作用下，全部零件不得有破坏或永久变形等异常现象出现516 25= 缸筒设计及其计算 1） 单活塞杆液压缸缸筒内径 000124 （ 4 1F p 0p 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 18 - m d 即 经圆整后取 252） 缸筒的材料 45 抗拉强度p/700 伸长率 /% 4 硬度 20 屈服强度s/50 3） 技术要求 1、缸筒内径选 合，内径的表面粗糙度， m，需衍磨 。 2、缸筒内径的圆度和圆柱度公差选 8 级精度 。 3、缸筒端部用螺纹连接，螺纹用 6 级精度的细牙螺纹 。 筒壁厚 的计算 采用洪格尔公司 品系列代号 F 液压缸的额定压力 25缸筒内径 25查 筒壁厚 为 13筒外径的计算 1D 1D =D+2d=125+13 2=151 （ 4 筒壁厚的验算 液压缸的额定压力 应低于一定的极限值，保证工作安全 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 19 - （ 4 11 2 51 5 16 5 经验算缸筒壁厚符合要求 塞杆的设计及其计算 1） 活塞杆选用实心杆 2） 液压缸运动无速度比要求，因此 活塞杆直径 （ 4 经圆整后 d=633） 活塞杆按照强度校核 经过理论分析，侧液压缸上活塞杆的长度应为 300当活塞杆长度 30631010300 时 （ 4 按照公式 31 104 4 （ 4 1F s 24.1进行活塞杆直径的校核 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 20 - 即 10250463 3 经校核得知活塞杆的直径达到使用要求 最小导向长度的确定 图 4小导向长度 （ 4 取 H 为 90因为 0125 ，即 3 （ 4 取 A 为 50 2575125) （ 4 取 B 为 100 5759021 （ 4 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 21 - 承环的选用 1） 导向支承环由抗磨的填充聚四氟乙烯（ 料制成。常与同轴密封圈，Y 型密封圈等组合使用，在液压缸活塞和活塞杆动密封装置中起导向和支撑作用，导向支承环具有精确的导向作用，可吸收随时产生的径向力，承载能力大，摩擦阻力小，耐磨性号，能抑制机械振动，避免液压缸内滑动部件的金属接触。使用温度为 55 225 c ，往复运动速度 3/，工作介质为液压油、水等。 2） 结构形式如下： 活塞杆用支承环 1994 规格 0400B，如图 4=3 b= 5 = 4塞杆用支承环 活塞用支承环 1994 规格 0800c，如图 4四章 液压缸的安装布局及设计 - 22 - D=125 51 b =10 = z=3 图 4塞用支承环 塞设计 有导向环（支承环）的活塞：碳素钢 45 号 压缸进出油口采用螺纹连接 图 3压缸进出油口采用螺纹连接图 25列单杆液压缸油口安装尺寸（摘自 137 1986） 由缸径 D=125 2 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 23 - 202 密封件的选用 1） 活塞杆密封腔体 Y 型橡胶圈 1989 根据活塞杆直径 d= 63取 Y 型等高唇密封圈是液压缸中最常用的一种。具有耐磨，使用寿命长，使用于工作压力小于 25动速度小于 1m/s，工作温度在 40 80 c ，工作介质为矿物油，选用 氨酯 4 型橡胶圈 2） 孔用 密封圈 活塞 与钢筒部位选用不等高唇，孔用 密封圈 不等高唇密封圈也是液压缸中常用的一种。具有耐磨，使用寿命长，使用于工作压力小于 动速度小于 s，工作温度在 40 80 c ，工作介质为矿物油，选用 氨酯 四章 液压缸的安装布局及设计 - 24 - 图 4用 密封圈 D=125 d=65 ） O 型密封圈 1988 缸盖与钢筒接触部位及活塞与活塞杆部位选用 O 型密封圈 O 型密封圈是一种可靠的密封结构。这种密封在下列压力和温度范 围内可以可靠的工作，压力可达 35度由 60 200 c ， O 型密封圈一般用于固定部分的密封（静密封），如图 4头与钢筒接触部位选用 O 型密封圈 2 3 . 5 5 0 . 1 0d （ 4 1 40d （ 4 活塞与活塞杆接触部位选用 O 型密封圈2 5 d （ 4 80d （ 4 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 25 - 图 4 型密封圈 尘圈的选用 防尘圈 选用型号 0630 防尘圈机构简单，截面小，安装方便，成本低。广泛用于液压缸中，防止污物混入液压系统和密封系统。材料为丁腈橡胶（ 橡塑符合材料 工作温度为 35 200 c ，往复速度 1m ，工作介质为 液压油，乳化液或水。其结构形式见图 4=125 d=40 H=6 4 n= 图 4防尘圈 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 26 - 过压头进行推压的 主液压缸的 设计及其计算 液压缸的设计 对主液压缸的活塞杆端部做成圆环结构，以使其固定在压头上，主液压缸的缸筒端部也采用此方式，与料箱的侧壁通过螺钉相连接。而液压缸的缸底则通过设计支架与料箱的底架相连接，以此实现主液压缸通过压头进行对废金属的挤压。 力 P 1） 公称压力压缸能用以长期工作的最高压力 7938 1987 252） 最高允许压力） 耐压试验压力 液压缸在检查质 量时须承受的试验压力 在规定的时间内，液压缸在此压力作用下，全部零件不得有破坏或永久变形等异常现象出现516 25= 缸筒设计及其计算 1） 单活塞杆液压缸缸筒内径 000124 （ 4 1F 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 27 - p 压缸工作压力 0p 压缸回油被压 m d 即 经圆整后取 502） 缸筒的材料 45 抗拉强度p/700 伸长率 /% 4 硬度 20 屈服强度 s/50 3） 技术要求： 1、缸筒内径选 合，内径的表面粗糙度， m，需衍磨 。 2、缸筒内径的圆度和圆柱度公差选 8 级精度 。 3、缸筒端部用螺纹连接，螺纹用 6 级精度的 细牙螺纹 。 筒壁厚 的计算 采用洪格尔公司 品系列代号 F 液压缸的额定压力 25 缸筒内径 50查 筒壁厚 为 26筒外径的计算 1D 1D =D+2d=250+26 2=302 （ 4 筒壁厚的验算 液压缸的额定压力 应低于一定的极限值，保证工作安全 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 28 - （ 4 22 5 03 0 26 5 经验算缸筒壁厚符合要求 塞杆的设计及其计算 1） 活塞杆选用实心杆 2） 液压缸运动无速度比要求，因此 活塞杆直径 （ 4 经圆整后 d=1253） 活塞杆按照强度校核 经过理论分析，侧液压缸上活塞杆的长度应为 240025012510102400 时 （ 4 当活塞杆全部伸出后，活塞杆外端到缸的支承点之间的距离 0 时， 应进行稳定性校核。 按照材料力学理论，一根受压直杆，在其轴向载荷 F 超过稳定临界力失去原有直线平衡状态，称为失稳。 对液压缸，其稳定条件为 4 F N 般取 42与活塞杆和缸体的材料，长度，刚度和第四章 液压缸的安装布局及设计 - 29 - 两端支承状况等因素有关。 62110 时，当细长比 （ 4 （ 4 NF k 即 66 （ 4 l m k 对实心活塞杆4, A 2m m 钢取 m 85 n 端固定，即 n =4 f M a 4 9 0, 对钢 经校核得知活塞杆的直径达到使用要求 为最小导向长度的确定 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 30 - 图 4小导向长度 452250202 4 00220 ，取 H 为 250 （ 4 因为即 025 0 2575125) （ 4 取 A 为 100 50150250) （ 4 取 B 为 200 002001002125021 （ 4 的长度 承环的选用 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 31 - 1） 导向支承环由抗磨的填充聚四氟乙烯（ 料制成。常与同轴密封圈，Y 型密封圈等组合使用，在液压缸活塞和活塞杆动密封装置中起导向和支撑作用，导向支承环具有精确的导向作用，可吸收随时产生的径向力，承载能力大，摩擦阻力小，耐磨性号，能抑制机械振动，避免液压缸内滑动部件的金属接触。使用温度为 55 225 c ，往复运动速度 3/，工作介质为液压油、水等。 2） 结构形式如 下： 活塞杆用支承环 1994 规格 0400B，如图 4=2 b= 0 = 4塞杆用支承环 活塞用支承环 1994 规格 0800c， 如图 4四章 液压缸的安装布局及设计 - 32 - D=250 0 b = =3 z=3 图 4塞用支 承环 塞设计 有导向环（支承环）的活塞：碳素钢 45 号 压缸进出油口采用螺纹连接 图 4压缸进出油口采用螺纹连接图 25列单杆液压缸油口安装尺寸（摘自 137 1986） 由缸径 D=250 2 32封件的选用 1） 活塞杆密封腔体 Y 型橡胶圈 活塞杆与缸头接触部位选用 Y 型橡胶密封圈 1989 根据活塞杆直径 d= 125取 。 Y 型等高唇密封圈是液压缸中最常用的一种。具有耐磨，使用寿命长，使用第四章 液压缸的安装布局及设计 - 33 - 于工作压力小于 25动速度小于 1m/s，工作温度在 40 80 c ，工作介质为矿物油，选用 氨酯 4 型橡胶圈 2） 孔用 密封圈 活塞与钢筒部位选用不等高唇，孔用 密封圈 不等高唇密封圈也是液压缸中常用的一种。具有耐磨，使用寿命长，使用于工作压力小于 动速度小于 s，工作温度在 40 80 c ，工作介质为矿物油，选用 氨酯 =150 d=65 4用 密封圈 第四章 液压缸的安装布局及设计 - 34 - 3） O 型密封圈 1988. 缸盖与钢筒接触部位及活塞与 活塞杆部位选用 O 型密封圈 O 型密封圈是一种可靠的密封结构。这种密封在下列压力和温度范围内可以可靠的工作，压力可达 35度由 60 200 c ， O 型密封圈一般用于固定部分的密封（静密封），如图 4头与钢筒接触部位选用 O 型密封圈 2 3 0 d （ 4 40d （ 4 活塞与活塞杆接触部位选用 O 型密封圈 2 5 d （ 4 1 80d （ 4 图 4 型密封圈 尘圈的选用 防尘圈 选用型号 1250 活塞缸外露部分选用 防尘圈 防尘圈机构简单，截面小，安装方便，成本低。广泛用于液压缸中，防止污物混入液压系统和密封系统。材料为丁腈橡胶（ 橡塑符合材料 液压缸的安装布局及设计 - 35 - 和氟橡胶（ 工作温度为 35 200 c ，往复速度 1m ，工作介质为液压油，乳化液或水。其结构形式见图 4=250 d=40 H=6 4 n= 图 4防尘圈 升门的两个 开门液压缸的 设计及其计算 门液压缸的设计 开门的两个液压缸设计，主要是活塞杆外的设计。液压缸通过活塞杆的端部用圆柱销与一轴连接，将轴焊接 在门上，由此来实现液压缸将门的提起，由此废金属块可由此推出。 力 P 1） 公称压力压缸能用以长期工作的最高压力 7938 1987 25） 最高允许压力四章 液压缸的安装布局及设计 - 36 - 3） 耐压试验压力 液压缸在检查质量时须承受的试验压力 在规定的时间内，液压缸在此压力作用下，全部零件不得有破坏或永久变形等异常现象出现516 25= 缸筒设计及其计算 1） 单活塞杆液压缸缸筒内径 000124 （ 4 1F p 0p m d 即 经圆整后取 002） 缸筒的材料 45 抗拉强度p/700 伸长率 /% 4 硬度 20 屈服强度 s/50 3） 技术要求 1
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