燕山大学课程设计（论文）200KN牧草打包机液压系统设计学院里仁学院年级专业08级液压1班学生姓名王天田指导教师刘涛目录第1章打包机简介.......................................................... 错误！未定义书签。
第2章液压系统的设计.. (3)2.1 工况分析，确定液压系统的主要参数 (3)2.1.1 液压缸的载荷组成与计算 (3)2.1.2初选系统工作压力 (4)2.1.3计算液压缸的主要结构尺寸 (4)2.1.4 计算液压缸的实际工作压力 (5)2.1.5 计算液压缸的实际工作压力 (6)2.2 确定系统方案和拟定液压系统图 (6)2.3 液压元件的选择与设计 (7)2.3.1 液压泵的选择 (7)2.3.2 液压阀的选择 (8)2.3.3 附件的选择 (8)2.3.4 管道内径的确定 (9)2.3.5 确定油箱的有效容积 (10)第3章总结................................................................... 1错误！未定义书签。
第1章打包机简介打包机又称捆包机或捆扎机，是使用捆扎带缠绕产品或包装件,然后收紧并将两端通过热效应熔融或使用包扣等材料连接的机器。
打包机的功用是使塑料带能紧贴于被捆扎包件表面，保证包件在运输、贮存中不因捆扎不牢而散落，同时还应捆扎整齐美观。
分类：1.按用途分：废纸打包机、金属打包机、秸秆打包机、棉花打包机、塑料打包机等2.按性能分:自动打包机、半自动打包机、手动打包机等3.按机理分：无人化打包机，全自动水平式打包机，全自动穿剑式打包机，全自动加压穿剑式打包机，全自动加压式打包机，手提式打包机等。
常见的打包机类别特点：1 手动打包机：使用手动操作，分体式工具，手动拉紧器（STTMR）配合手动咬扣器（STTR）使用。
适用行业：钢管、钢卷、线材、裁剪分条等圆形或不规则平面包装。
操作方式：手动拉紧器，与手动咬扣器配合使用。
特性:使用手动操作，坚固耐用，保养方便。
2 全自动打包机：全自动打包机适用：广泛用于食品、医药、五金、化工、服装、邮政等行业，适用于纸箱打包、纸张打包、包裹信函打包、药箱打包、轻工业打包、五金工具打包、陶瓷制品打包、汽车配件打包、日化用品打包、文体用品打包、器材打包等各种大小货物的自动打包捆扎。
特点：模块式铝合金弓架设计，拆装方便；采用全自动化设计，操作使用更为方便；捆包的最大尺寸由弓架决定，弓架可根据用户的需要定制；电机、减速器、凸轮、紧缩臂运作；打包紧力卓越，故障少，维修方便；打包动作柔和，耐用性卓越，打包功能完善；打包结束后电机马上停止，省电实用。
3 金属打包机：适用行业：钢铁、金属制造业、合板、木业、电子业、物流业等。
操作方式：手动拉紧切带一次完成。
容易维修，容易进入且只换少数零件。
损坏零件，客户可自行更换。
符合人体工学设计,机身平衡性佳,带宽及切刀可以任意调整。
4 打包封箱机：适用：广泛用于食品、医药、日化、等行业，适用于纸箱打包、纸张打包、药箱打包、轻工业打制品包、日化用品打包等各种大小货物的打包捆扎。
特点：设有多重保护装置，如超载，缺相，漏电等，保证设备安全正常使用。
捆扎机采用免加油结构，维护简单，清洁卫生。
捆扎机采用无触点开关，工作准确可靠，寿命长。
5 半自动打包机本系统是液压牧草打包机，有三个液压缸完成动作：主缸，横移缸。
仓门缸。
主缸对牧草料进行压缩，分三次加料后压缩，前两次压力控制，最后一次位置控制。
当主缸对牧草料压缩完毕后，主缸退回，仓门缸开门，横移缸工进，将压缩后的牧草料推出。
最后横移缸回程，仓门缸回程。
完成一次打包工序。
第2章 液压系统的设计2.1 工况分析，确定液压系统的主要参数2.1.1 液压缸的载荷组成与计算（1） 工作载荷g F主缸：g F =200KN 横移缸：g F =10KN 仓门缸：g F =1KN （2） 摩擦载荷f F静摩擦力：主缸：f F =1KN 横移缸：f F =2KN 仓门缸：f F =0.8KN 动摩擦力：主缸：f F =0.5KN 横移缸：f F =1KN 仓门缸：f F =0.4KN （3） 惯性载荷tv m F a ∆∆∙=主缸：a F =5N 横移缸：a F =4N 仓门缸：a F =4N以上三种载荷之和称为液压缸的外载荷w F空载前进时：主缸：动f w F F ==0.5KN 横移缸：动f w F F ==1KN 仓门缸：动f w F F ==1.4KN 工进遇到载荷时：a F ++=静f g w F F F主缸：w F =201KN 横移缸：w F =12KN 仓门缸：wF =1.8KN推动载荷工进时：动f g w F F F +=主缸：w F =200.5KN 横移缸：w F =11KN 仓门缸：wF =1.4KN回程时：主缸：动f w F F ==0.5KN 横移缸：动f w F F ==1KN 仓门缸：动f w F F ==1.4KN除外载荷w F 外，作用在活塞上的载荷F 还包括液压缸密封处的摩擦阻力，由于各种缸的密封材质和密封形式不同，密封阻力难以精确计算，一般估算 mwF F η=m η-----液压缸的机械效率，取0.9主缸：空载前进时：F=0.56KN 工进遇到载荷时：F=223.3KN 推动载荷工进时：F=222.8KN 回程时：F=0.56KN横移缸：空载前进时：F=1.1KN 工进遇到载荷时：F=13.3KN 推动载荷工进时：F=12.2KN 回程时：F=1.1KN仓门缸：空载前进时：F=1.6KN 工进遇到载荷时：F=2KN 推动载荷工进时：F=1.6KN 回程时：F=1.6KN2.1.2 初选系统工作压力农业机械工作压力10～18Mpa 初选12Mpa2.1.3 计算液压缸的主要结构尺寸（1）确定主缸的活塞及活塞杆直径主缸最大载荷为223.3KN ，工作在活塞杆受压状态 活塞杆直径()[]m p p FD 156.014221=--=φπ（其中：1p =12Mpa 背压---2p =0.5Mpa φ = d ∕D =0.5） 取主缸活塞直径m D 16.0= 活塞杆直径m D d 08.05.0== （2）确定横移缸的活塞及活塞杆直径横移缸最大载荷为13.3KN ，工作在活塞杆受压状态活塞杆直径()[]m p p FD 061.014221=--=φπ（其中：1p =5Mpa 背压---2p =0.5Mpa φ = d ∕D =0.5） 取横移缸活塞直径m D 063.0= 活塞杆直径m d 032.0= （3）确定仓门缸的活塞及活塞杆直径 仓门缸最大载荷为2KN 活塞杆直径()[]m p p FD 063.014221=--=φπ（其中：1p =1Mpa 背压---2p =0.5Mpa φ = d ∕D =0.55） 取仓门缸活塞直径m D 063.0= 活塞杆直径m d 032.0=2.1.4 计算液压缸的实际工作压力执行原件工况 载荷 背压2p 工作压力1p 公式主缸空载前进 0.56KN 0.5Mpa0.4Mpa1221A A p F p +=遇载 223.3KN 11.5Mpa 推载工进 222.8KN 11.5Mpa 回程0.56KN 0.7Mpa 2121A A p F p +=横移缸空载前进 1.1KN 0.7Mpa1221A A p F p +=遇载 13.3KN 4.6Mpa 推载工进 12.2KN 4.3Mpa 回程1.1KN 1.2Mpa 2121A A p F p +=仓门缸启动 2KN 1.0Mpa 1221A A p F p +=工进 1.6KN 0.9Mpa 回程1.6KN1.5Mpa2121A A p F p +=2.1.5 计算液压缸实际所需流量执行元件工况运动速度（m/s）结构参数（3m）流量（L/s）主缸前进0.0302.0D421=∏=A6.0==AvQ（36L/min）回程0.04 ()015.04222=-∏=dDA6.0=Q横移缸前进0.030031.01=A093.0=Q（5.6L/min0回程0.0400215.02=A086.0=Q仓门缸前进0.020031.01=A062.0=Q回程0.0300215.02=A065.0=Q（3.9L/min）2.2 确定系统方案和拟定液压系统图2.3 液压元件的选择与设计2.3.1 液压泵的选择（1）液压泵工作压力的确定∑∆+≥p p p p 11p -----液压执行元件最高工作压力，本系统Mpa p 5.111=∑∆p -----泵到执行元件间总的管路损失。
从泵到缸之间串接有一个液控单向阀，一个单向节流阀和一个换向阀；取∑=∆Mpa p 5.0()MpaMpa p p 125.05.11=+=（2）液压泵流量的确定()∑≥max Q K q vpK----系统泄漏系数；取1.2∑maxQ----系统最大流量；当主缸回程同时仓门缸前进时系统流量最大()s L q Q12.70062.06.0max=++=∑溢 其中溢q ----溢流阀最小溢流量；取0.05（L/s ）()()min264.518544.0712.02.1L s L q vp ==⨯≥（3）选择液压泵规格根据以上求得的p p 和vp q 值，按系统中拟定的液压泵形式，从产品样本或设计手册中选择相应的液压泵。
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25%～60%。
本系统中选V4型恒功率变量叶片泵。
型号为V4-10/32RA01ML16A1 排量为32ml/r 转速为1000～1800r/min （32～57.6L/min ） 压力为16Mpa（4）确定电动机的功率KW q P P pVPp 9.217.01060180032101666=⨯⨯⨯⨯=⨯=η式中 p p ----液压泵的最大工作压力（pa ） VP q ----液压泵的流量（s m 3）p η----液压泵的总效率；取0.7 （叶片泵）(5) 电动机型号的选择：Y3 100 L1 - 4机座号选180M （同步转速3000r/min ，功率22KW ）2.3.2 液压阀的选择选择阀的依据是系统的最高压力和通过阀的实际流量以及阀的操纵，安装方式等。
各阀选择如下：电磁换向阀：4WE6H61B/AW220RZ4 (六通经，流量80L/min) 减压阀：ZDR6DP1-30B/75YZDR6DP1-30B/25Y (六通径，21Mpa ，流量30L/min) 叠加式液控单向阀：Z2S6-40B (六通径，31.5Mpa ，流量30L/min) 叠加式双单向节流阀：Z2FS6-30B/S2 (六通径，31.5Mpa ，流量80L/min) 电磁溢流阀：DBW/DA1-30B/315W220R (板式连接，十通经，31.5Mpa ，流量200L/min)2.3.3 附件的选择（1）滤油器的选择滤油器在液压系统中滤除外部混入或者系统运转中内部产生的液压油中的固体杂质，使液压油保持清洁，延长液压系统的使用寿命，保证液压系统的工作可靠性。