液壓驅(qū)動金屬打包機(jī)設(shè)計-帶液壓系統(tǒng)含6張CAD圖,液壓,驅(qū)動,金屬,打包機(jī),設(shè)計,系統(tǒng),cad 附錄 1：外文翻譯 液壓回收修井機(jī)研究及起重機(jī)仿真 摘要：本文研究了一種先進(jìn)的節(jié)能型石油機(jī)械，即液壓回收裝置。這臺鉆機(jī)的設(shè)備功率僅為普通鉆機(jī)的 1/3，而且該鉆機(jī)還可以回收利用管道中釋放的潛在能量。本文介紹了該鉆機(jī)的特殊工作原理。并且進(jìn)行了節(jié)能分析。分析表明，當(dāng)把重達(dá) 260 克的管弦降低時，這個鉆機(jī)所能恢復(fù)的能量是 240×106J。建立提升管弦的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了仿真分析。通過仿真，得出了一些結(jié)論:（1）管道越輕，管道的吊裝時間越短;（2）節(jié)流閥路徑的面積越小，管道吊裝時間越長;（3）空氣容器體積越小，管道吊裝時間越短。實(shí)際的測量結(jié)果表明，仿真結(jié)果是正確的。 關(guān)鍵詞：節(jié)能，修井設(shè)備，能量回收，起重，仿真 1 介紹 通常用于石油開采的普通鉆井平臺有一種不合理的巨大能源浪費(fèi)。如下所示:（1） 從油井中提升管道的工作是一個連續(xù)的循環(huán)過程。重達(dá)數(shù)十噸的管狀管被吊到地上，一根接一根。在一個循環(huán)中，從井中抬起管道的時間只有大約四分之一的時間，而在這里， 電動機(jī)在一個高功率下工作。把管道從管道中移走的時間是 3/4，在這里電動機(jī)工作在低功率下。普通鉆機(jī)的大功率電機(jī)大多在低功率下工作，因此不經(jīng)濟(jì)。（2）從油井中移到地面的管道將大量潛在的能量儲存起來，當(dāng)管道被放低到井里時，沉積的勢能就會釋放出來。普通鉆機(jī)只是通過制動來浪費(fèi)這種能量，這種能量是無法恢復(fù)的。 因此，開發(fā)了一種液壓回收修井機(jī)。該鉆機(jī)具有由電動機(jī)和大蓄能器驅(qū)動的液壓泵。當(dāng)提升管弦時，蓄電池在輔助時間（拆卸和定位單管的時間）內(nèi)儲存電機(jī)能量，并在提升時釋放它，以幫助電機(jī)提升管道。因此，這種鉆機(jī)的配備能力只有平常的三分之一。例如，當(dāng)額定吊鉤負(fù)載為 300k N 時，該裝置的配備功率為 45kW，普通的功率為 150kW。該鉆機(jī)可以恢復(fù)降低時由油管道釋放的潛在能量。 2 工作理論：簡介 2.1 液壓系統(tǒng)理論介紹。液壓回收修井機(jī)液壓系統(tǒng)如圖 1 所示。液壓油源由泵 1 和蓄能器組成。特別建造的大型蓄電池由空氣容器 5 和儲油缸 4 組成?？諝馊萜鞯娜莘e是 1.68 m3。儲油缸的容積是 0.19m3。復(fù)合氣缸 11 具有 q1，q2，q3-三室。液壓方向閥 6,7,8 分別控制 q1，q3，q2 與高壓油（泵和蓄能器）或低壓油（油箱）相連。當(dāng) q1 和 q2 腔室與高壓油相連接時，由柱塞 12 上的油壓產(chǎn)生的力就向上，當(dāng) q3 室連接高壓油時，柱塞 12 上的油壓產(chǎn)生的力向下。連接高低壓油，不同的三室組合模式，決定不同的力等級，以滿足提升和降低不同負(fù)荷的需要（見表 1）。節(jié)流閥 9,10 控制升降速度并用作制動器。 - 24 - 2.2 .復(fù)合缸提升部件的介紹。如圖 2 所示，復(fù)合氣缸的柱塞 3 的頂部連接到行駛支 架 4。四個移動塊 5 安裝在支撐件中，并且兩個頂塊 2 安裝在復(fù)合氣缸體中。兩個鋼鏈中的每一個在兩個移動塊和一個頂塊中卷繞。鋼鏈的一端與鉤連接，另一端固定在基座上。當(dāng)柱塞被驅(qū)動時，行駛塊及其支撐件同步上升，帶有管道的鉤子以柱塞的四倍速度上升。當(dāng)柱塞再次被驅(qū)動時，鉤子和管道以柱塞的四倍速度下降。 2.3 進(jìn)一步介紹。表 1 中計算吊鉤起重載荷的方程式為 F=p(A1+A2-A3)/4 式中：F 是吊鉤起重載荷，p 是油壓，A1 是 q1 室的面積，A2 是 q2 室的面積，A3 是 q3 室的面積。 對于同一個力的級別，如果復(fù)合氣缸的一個腔室與高壓油相連，其面積計算如公式 1，否則不按公式 1 計算，也就是說，使其面積為 0，以力級 2 為例，q2 室與低壓油相連，然后在計算吊鉤負(fù)荷時，根據(jù)公式 1 計算，A2 為 0。在提升操作中，如果所選的力等級大于管道的重量，則管道可以從井中升起。例如，當(dāng)管道的重量是 210 k N 時，如果選擇了 6 級，管道可以被提升。在下降操作中，如果所選的力等級小于管道重量，則可以將管道降至井底。例如，當(dāng)管道重量為 210k N 時，如果選擇強(qiáng)度等級 5，則可以降低管道，同時柱塞 12 被迫縮回。因此，一些高壓油被壓入蓄能器以節(jié)省，實(shí)現(xiàn)了管道勢能的恢復(fù)。 3 能量回收分析 如前所述，在降低操作中，如果所選的力等級小于管道的重量，管道可以下降，一些高壓油被壓入蓄能器以節(jié)省，實(shí)現(xiàn)管道勢能的恢復(fù)?；厥盏哪芰咳绫?2 所示，其中 A1 是 q1 室的面積，A2 是 q2 室的面積，A3 是 q3 室的面積，s 是單根管道的長度。表 2 中的值是在 A1 = 603.1cm2，A2=490.9cm2，A3=289.8cm2，s=9.6m 的條件下降低單管的回收能量，這個值就是在降低單個管道時壓入蓄能器中的油的體積。如表 2 所示，當(dāng)管道重量 G3 小于等于 38KN 時，0 級力被用在降低管道，因為這里復(fù)合缸的每個腔室都不與蓄能器連接，所以能量不能在 0 等級下恢復(fù)。隨著管道重量的增加，當(dāng) G3 大于 38KN 時，根據(jù)管道重量，可以選擇等級 1 到等級 5 力級較低的管道。此時，一些高壓油將被壓入蓄能器。與此同時，發(fā)動機(jī)可以關(guān)閉，恢復(fù)的能量可以用于輔助工作。在發(fā)動機(jī)關(guān)閉時管道下降期間，由于管道勢能變成蓄能器的液壓能量，因此不能發(fā)生“打滑”，也就是說，這時蓄能器作為制動器。另外也可以在下降速度高的情況下使用節(jié)流閥?，F(xiàn)場操作顯示節(jié)流閥在下降管道時很少使用。以 2 級力為例子介紹降低單根管道的計算。在 2 級力下降的管道重量范圍為 66~110KN，所以在 2 級力下降的管道的總重量為 44kN。單根油管的重量 126×9.6=1209.6KN，所以在 2 級力可以下降管道數(shù)量為 36。當(dāng)降低重量為 260 k N 的管道時，蓄能器中回收的油的總體積為 V=23×0.0483+36×0.0752+23×0.1187+41×0.1447+60×0.193=24（m3） - 25 - 在蓄能器中回收的總能量為(油壓 p 為 10MPa) E=vP=10×106×24=240×106 （J） 240×106 J 的能量相當(dāng)于 100 k W 的柴油發(fā)動機(jī)運(yùn)行約 40 分鐘的能量。 4 起重機(jī)的數(shù)學(xué)模型 液壓能量回收修井機(jī)具有不同的數(shù)學(xué)模型，用于在不同的力等級下提升管道。但推理過程是類似的。以下以 5 級力為例子計算，計算過程中不考慮通過各個管道和閥門的 壓力損失。如圖 3 所示，當(dāng)以 5 級力提升管道時，q1,q2,q3 室都與泵和蓄能器連接。來自泵和蓄能器的油以及由 q3 室擠壓的油進(jìn)入 q1，q2 室，使柱塞上升以提升管道。 - 25 - 附錄 2：外文原文 - 26 - - 27 - - 28 - - 29 - - 30 - - 32 - 任務(wù)書 論文(設(shè)計)題目：液壓驅(qū)動金屬打包機(jī)設(shè)計 工作日期：2016年12月12日 ~ 2017年05月26日 1.選題依據(jù): 在金屬廢料多的地方，處理比較麻煩，占用空間大，運(yùn)輸時還容易散落，造成污染，因此設(shè)計一金屬打包機(jī)，方便處理并運(yùn)輸。 2.論文要求(設(shè)計參數(shù)): 設(shè)計說明書（不少于6000文字），相關(guān)圖紙（A0圖紙的不少于兩張，零件圖若干），外文翻譯（不少于2000字）。 3.個人工作重點(diǎn): 打包機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，機(jī)座部分結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇，擠壓部分結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇，液壓系統(tǒng)設(shè)計、元件選擇。 4.時間安排及應(yīng)完成的工作: 第1周：下達(dá)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，查找相關(guān)文獻(xiàn)資料。 第2周：研讀文獻(xiàn)資料并完成文獻(xiàn)綜述。 第3周：撰寫開題報告，準(zhǔn)備開題答辯。 第4周：開題答辯，答辯后根據(jù)老師的建議修改開題報告。寒假期間完成外文的翻譯工作 。 第5周：完成整體的方案設(shè)計選擇。 第6周：根據(jù)所選擇的方案進(jìn)行打包機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 第7周：打包機(jī)的上蓋擠壓部分結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料的選擇、參數(shù)計算、校核。 第8周：打包機(jī)的水平擠壓部分結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料的選擇、參數(shù)計算、校核。 第9周：液壓動力系統(tǒng)的方案設(shè)計。 第10周：液壓動力系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)計算、校核。 第11周：液壓系統(tǒng)圖的繪制及液壓元件的選擇。第12周：完成裝配圖繪制。 第13周：完成零件圖的繪制。第14周：撰寫說明書。 第15周：打印材料，準(zhǔn)備答辯。 5.應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn): [1]洪震，賀元成. 全自動液壓打包機(jī)改進(jìn)設(shè)計[J]. 機(jī)械，2015年09期[2]王青云. 金屬打包機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計[J]. 橡塑技術(shù)與裝備，2015年16期[3]楊賀明. 日產(chǎn)120t液壓打包機(jī)的設(shè)計校核[J]. 國際紡織導(dǎo)報，2013年04期 [4]賀正權(quán)，華延功. PLC控制的液壓打包機(jī)在鋁加工行業(yè)的應(yīng)用探析[J]. 科協(xié)論壇，2013年09期 [5]陳輝. 廢紙板打包機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計[J]. 液壓氣動與密封，2013年08期[6]郭銳，石玉，趙靜一. 液壓泵可靠性短時試驗方法研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2016年03期[7]劉保杰； 楊清文，吳翔. 液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 液壓氣動與密封，2016年08期 [8]王琳 高壓大流量液壓系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵因素[J]. 鍛壓技術(shù)，2016年08期[9]羅才君，楊洪波. 主鏡液壓支撐系統(tǒng)性能優(yōu)化分析[J]. 計算機(jī)仿真，2016年04期[10]陳麗君，姚建勇. 機(jī)載液壓系統(tǒng)故障診斷與健康管理[J]. 航空精密制造技術(shù)，2016年02期 指導(dǎo)教師簽字： XX 教研室主任意見： 同意 簽字：XX 2016年12月11日 教學(xué)指導(dǎo)分委會意見： 同意 簽字：XX 2016年12月11日 學(xué)院公章 進(jìn)度檢查表 第 -1 周 工作進(jìn)展情況 首先明確自身的設(shè)計任務(wù)及要求，通過中國知網(wǎng)查找和收集相關(guān)的文獻(xiàn)及資料，并進(jìn)行了研讀，而后綜合所研讀的文獻(xiàn)資料，了解畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計重點(diǎn)和設(shè)計所要面對的問題，做出總結(jié)，完成文獻(xiàn)綜述和開題報告。 2017年01月06日 指導(dǎo)教師意見 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)下達(dá)后，該生按時完成了相關(guān)文獻(xiàn)集料的查找，完成了開題報告的撰寫，順利通過了開題答辯，繼續(xù)按計劃進(jìn)行后續(xù)任務(wù)。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年01月06日 第 3 周 工作進(jìn)展情況 完成外文翻譯工作，整體方案的選擇，根據(jù)整體方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計 2017年04月26日 指導(dǎo)教師意見 開題報告完成后，按計劃繼續(xù)進(jìn)行了設(shè)計工作，寒假期間完成了相關(guān)外文翻譯，結(jié)構(gòu)方案設(shè)計比較合理。繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)工作。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年04月21日 第 6 周 工作進(jìn)展情況 結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，選擇上蓋和水平方向擠壓材料，完成上蓋擠壓部分的計算和校核以及水平擠壓部分的計算校核 2017年04月26日 指導(dǎo)教師意見 整體來說進(jìn)度有點(diǎn)慢了，稍微加快一點(diǎn)節(jié)奏，把進(jìn)度趕上來，結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算部分比較合理，繼續(xù)進(jìn)行。加快點(diǎn)！ 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年04月21日 第 9 周 工作進(jìn)展情況 選擇液壓動力系統(tǒng)的整體方案，根據(jù)所選方案進(jìn)行液壓部分的各種設(shè)計計算，設(shè)計回路 2017年04月26日 指導(dǎo)教師意見 整體來說進(jìn)度還是慢了點(diǎn)，再稍微加快一點(diǎn)節(jié)奏，把進(jìn)度趕上來，繼續(xù)進(jìn)行液壓部分的設(shè)計，從參數(shù)的選擇及計算人手，回路要設(shè)計合理，滿足工作要求。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年04月21日 第 12 周 工作進(jìn)展情況 基本完成了接卸與液壓部分的設(shè)計、計算與校核，裝配圖、零件圖和說明書都基本整體完畢 2017年05月25日 指導(dǎo)教師意見 基本完成了各部分的設(shè)計、計算及校核，圖紙、說明書也基本整理完畢 ，整體上工作進(jìn)度較慢，學(xué)習(xí)工作態(tài)度不太認(rèn)真。 馬上做最后的收尾工作，打印相關(guān)資料，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年05月24日 第周 工作進(jìn)展情況 年 月 日 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師(簽字)： 年 月 日 過程管理評價表 評價內(nèi)容 具體要求 總分 評分 工作態(tài)度 態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 3 2 遵守紀(jì)律 自覺遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，主動聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo) 3 2 開題報告 內(nèi)容詳實(shí)，符合規(guī)范要求 5 4 任務(wù)完成 按時、圓滿完成各項工作任務(wù) 4 2 過程管理評分合計 10 過程管 理評語 該生在完成畢業(yè)設(shè)計的過程中表現(xiàn)出態(tài)度不太認(rèn)真，不太積極 ，工作不夠刻苦努力，作風(fēng)不太嚴(yán)謹(jǐn)。 學(xué)生能夠自覺遵守學(xué)校的有關(guān)規(guī)定，但是不能夠主動聯(lián)系指導(dǎo)教師，每一次都是老師聯(lián)系學(xué)生才能過來接受指導(dǎo)，表現(xiàn)出比較散漫。 開題報告緊扣專業(yè)方向、緊扣現(xiàn)實(shí)，做到理論與實(shí)踐結(jié)合、與實(shí)習(xí)體會結(jié)合，有現(xiàn)實(shí)意義，內(nèi)容詳實(shí)，符合規(guī)范要求, 該同學(xué)前期的工作進(jìn)度良好，但到了中后期工作進(jìn)度比較慢一些，經(jīng)過最后的努力，基本能完成各項工作任務(wù)。 指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2017-05-24 指導(dǎo)教師評價表 評價內(nèi)容 具體要求 總分 評分 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價值和實(shí)踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 3 能力水平 有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計算機(jī)應(yīng)用能力 5 3 完成質(zhì)量 文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計算、設(shè)計、實(shí)驗等正確合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 6 指導(dǎo)教師評分合計 12 指導(dǎo)教 師評語 選題源于實(shí)際工程應(yīng)用，與實(shí)踐工作結(jié)合比較緊密，是學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識的延續(xù)，符合學(xué)生專業(yè)發(fā)展方向，對于提高學(xué)生的基本知識、技能和研究能力有益。符合學(xué)校的相關(guān)目標(biāo)要求，實(shí)踐意義較強(qiáng)，開拓性、創(chuàng)新性一般，難度適宜，工作量基本飽滿。 從學(xué)生的工作過程中和論文圖紙完成的質(zhì)量來看，該生的綜合運(yùn)用知識能力一般，中文表達(dá)尚可，外文能力有待提高，文獻(xiàn)資料檢索能力一般，計算機(jī)操作比較熟練。 論文的文題相符，概念基本準(zhǔn)確，其中的分析、論證、設(shè)計、計算等基本正確合理，結(jié)論基本明確。論文的撰寫格式、圖表等基本符合規(guī)范要求。 指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2017-05-24 評閱人評價表 評價內(nèi)容 具體要求 總分 評分 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價值和實(shí)踐意義,有一定的 開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 5 能力水平 有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表 達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計算機(jī)應(yīng)用能力 5 3 完成質(zhì)量 文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計算、設(shè)計、實(shí)驗等正確 合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 6 評閱人評分合計 14 評閱人 評語 題目符合機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，符合機(jī)械工程卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)，有一定的研究價值和實(shí)踐意義。深度及難度適宜，工作量適中，基本滿足要求。圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求 ，論文格式正確，書寫規(guī)范，條理清晰，語言流暢。英文摘要和外文翻譯能做到語言基本流暢，基本完整表達(dá)原文意思，中文表達(dá)與外語應(yīng)用能力較強(qiáng)該畢業(yè)設(shè)計基本綜述了本行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，在掌握當(dāng)前主流技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成了設(shè)計、）結(jié)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容，設(shè)計方案合理。同意該生參加畢業(yè)設(shè)計答辯 評閱人簽字：XX 評閱人工作單位：XX日期：2017-05-25 答辯紀(jì)錄 學(xué)生姓名：XX 專業(yè)班級：機(jī)英132 畢業(yè)論文(設(shè)計)題目： 液壓驅(qū)動金屬打包機(jī)設(shè)計 答辯時間：2017年05月26日 時 分 ~ 時 分 答辯委員會(答 主任委員(組長)： XX 辯小組)成員 委 員(組 員)： XX 答辯委員會(答辯小組)提出的問題和答辯情況 問題1：壓縮室的尺寸，在哪個位置？ 回 答： 1100×650×550mm 問題2：廢料的類型 回 答： 較軟的金屬材料問題3：廢料的投放方式 回 答： 直接投放，液壓缸推出問題4：壓力機(jī)的壓力 回 答： 1000KN，約100噸 問題5：主要材料結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度極限回 答： 用45#鋼，壓縮軟的廢料問題6：外文文獻(xiàn)的問題 回 答： 中國人在外文期刊上發(fā)表的 記錄人： 2017年05月26日 答辯委員會評價表 評價內(nèi)容 具體要求 總分 評分 自述總結(jié) 思路清晰,語言表達(dá)準(zhǔn)確,概念清楚,論點(diǎn)正確,分析歸納合理 10 6 答辯過程 能夠正確回答所提出的問題,基本概念清楚,有理論根據(jù) 10 6 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價值和實(shí)踐意義,有一定的 開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 完成質(zhì)量 文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計算、設(shè)計、實(shí)驗等正確 合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 7 能力水平 有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表 達(dá)與外語應(yīng)用能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計算機(jī)應(yīng)用能力 10 6 答辯委員會評分合計 29 答辯委員會評語 XX同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計工作期間，基本遵守各項紀(jì)律，表現(xiàn)一般。 能按時完成畢業(yè)設(shè)計有關(guān)任務(wù)。 論文立論正確，立論分析無原則性的錯誤，解決問題方案有一定的參考價值，結(jié)論基本正確。 論文使用的概念基本正確，語句通順，條理比較清楚。 論文中使用的圖表，設(shè)計中的圖紙在書寫和制作時，能夠執(zhí)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，基本規(guī)范。 能夠查閱文獻(xiàn)資料，原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng)，實(shí)驗或計算結(jié)論基本準(zhǔn)確。 答辯過程中，能夠闡述出論文的主要內(nèi)容，主要問題經(jīng)答辯教師啟發(fā)后能夠回答出來。 答辯成績： 29 答辯委員會主任： XX 2017年05月28日 畢業(yè)論文(設(shè)計)成績評定 項目分類 成績評定 過程管理評分 10 指導(dǎo)教師評分 12 評閱人評分 14 答辯委員會評分 29 總分 65 成績等級 D 成績等級按“A、B、C、D、F”記載 成績審核人簽章： XX 審核人簽章： XX 一、選題依據(jù) 1．論文（設(shè)計）題目 液壓驅(qū)動金屬打包機(jī)設(shè)計 2．研究領(lǐng)域 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計和液壓系統(tǒng)設(shè)計 3．論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和人民生活水平的提高，各種生活金屬廢品和工業(yè)金屬廢料也日益增多，過度開采也導(dǎo)致各類礦產(chǎn)資源不斷減少。怎樣利用這些金屬廢棄物，不使其污染環(huán)境，又變廢為寶，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的成為一個重要的研究課題擺在人們面前。液壓金屬打包機(jī)就是在這種需求下產(chǎn)生的。金屬打包機(jī)主要是用來將廢鐵、廢鋁、廢鐵、線材以及一些輕薄金屬板材余料等壓縮成塊打包，提供給鋼廠作為回爐熔煉的合格爐料。這樣既加快了廢金屬的回收和利用，減少了廢料的運(yùn)輸成本和冶煉成本，又方便儲存運(yùn)輸，提升回爐速度。提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢 當(dāng)前，中國的打包機(jī)還是以模仿為主，對外國的產(chǎn)品略有改善，沒有實(shí)質(zhì)的發(fā)展， 而在企業(yè)管理中，往往只注重生產(chǎn)加工、輕研究開發(fā)，創(chuàng)新不夠。 我國的液壓剪切機(jī)和液壓打包機(jī)在 20 世紀(jì) 80 年代中期就開始起步研制應(yīng)用。當(dāng)時國家已經(jīng)將廢鋼鐵回收列入節(jié)能項目中，這主要是為了從宏觀政策上鼓勵發(fā)展。國家物資總局和商業(yè)部，為了廢鋼鐵回收價能夠正常實(shí)施，特別從捷克、美國、日本、西德等國家分別組織引進(jìn)了一部分打包機(jī)以及廢鋼剪切機(jī)。首先對京、津等大中型城市進(jìn)行武裝，我國非金屬加工設(shè)備的生產(chǎn)體系，通過隨后不斷的技術(shù)合作和引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)等多種形式逐漸形成。雖然自 20 世紀(jì) 80 年代后期引進(jìn)國外的廢鋼打包機(jī)械距今 已有 20 幾年，中國加入世界貿(mào)易組織也有多年，世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程不斷加快，但是我國液壓打包機(jī)的開發(fā)近況仍舊存在許多令人不太滿意的地方：（1）新產(chǎn)品開發(fā)研制的動力、財力不足。（2）經(jīng)久耐用簡單可行的設(shè)備受歡迎。 具初步統(tǒng)計，國外的金屬打包機(jī)設(shè)備產(chǎn)品種類大概有 200 種，成套數(shù)量多，并且不斷有新的技術(shù)和產(chǎn)品推出。國外打包機(jī)設(shè)備產(chǎn)品一方面向高精度、大型化發(fā)展，另一方面向多功能方向發(fā)展。我國的打包機(jī)械產(chǎn)品數(shù)量較少，僅有 60 多種，缺乏高精度、大型化打包機(jī)械產(chǎn)品，并且在很多領(lǐng)域還處在空白狀態(tài)。行業(yè)需要自動化程度高、生產(chǎn)效率高、具有流水線形式的廢鋼鐵綜合加工機(jī)械，對一機(jī)多功能設(shè)備更加青睞。比如韓國大模技術(shù)有限公司生產(chǎn)的 DMS 系列的金屬打包機(jī)能夠 360 度自由旋轉(zhuǎn)，并 且功率大，適用于大鋼廠料作業(yè)；詹陽動力重工公司生產(chǎn)出來的液壓履帶式抓鋼機(jī)附帶電磁吸盤和散料抓斗，一機(jī)多用深受鋼鐵企業(yè)歡迎。 結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)力和社會發(fā)展水平，相信金屬打包機(jī)械在未來的發(fā)展態(tài)勢將會呈現(xiàn)以下特點(diǎn)： （1）高效化、低能耗、高速化。提升器械的工作效率，減少生產(chǎn)成本。 （2）自動化、智能化。打包機(jī)的自動化與智能化是今后發(fā)展的必然趨勢，高效打包機(jī)械將在生產(chǎn)發(fā)揮越來越重要的作用，不論是在降低成本和提高效率方面，都有著巨大的貢獻(xiàn)。全自動打包機(jī)還能減少因為人為因素產(chǎn)生的失誤。 （3）機(jī)電液一體化。綜合利用各相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢，揚(yáng)長避短，增進(jìn)整個液壓系統(tǒng)的完善程度，取得系統(tǒng)優(yōu)化的效果，有著顯著的社會效益和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 （4）液壓元件的標(biāo)準(zhǔn)化，集成化。標(biāo)準(zhǔn)化的液壓元件為設(shè)備的維修帶來方便， 而集成化有效地阻止了泄露和污染。 （5）安全性。運(yùn)用先進(jìn)的安全防護(hù)裝置，保證操作者和檢修人員的人身安全。 二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題 打包機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，機(jī)座部分結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇，擠壓部分結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇，液壓系統(tǒng)設(shè)計、元件選擇。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路） （1）打包機(jī)的總體方案設(shè)計：確定必要的設(shè)計依據(jù) 對加工工件的工藝分析 打包機(jī)的整體布局 機(jī)械原理分析 （2）打包機(jī)主要參數(shù)的確認(rèn)：打包機(jī)的尺寸參數(shù) 運(yùn)動參數(shù)等 （3）打包機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計：整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 機(jī)座部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （4）液壓系統(tǒng)設(shè)計：明確液壓系統(tǒng)的使用要求 進(jìn)行負(fù)載特性分析 確定回路方式 選擇液壓元件 進(jìn)行安全校核等 （5）打包機(jī)設(shè)計一系列圖樣的繪制 3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果 通過學(xué)習(xí)及查閱相關(guān)資料了解液壓金屬打包機(jī)的基本工作原理，掌握對液壓金屬打包機(jī)各組成部件的結(jié)構(gòu)尺寸的計算、強(qiáng)度校核、驗算過程等，了解液壓金屬打包機(jī)的發(fā)展趨勢和相關(guān)技術(shù)。通過自主設(shè)計選擇最合理的方案設(shè)計能夠得到以下結(jié)果： （1）液壓金屬打包機(jī)的工作原理及總體方案設(shè)計 （2）設(shè)計說明書 （3）主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（相關(guān)裝配圖、零件圖） （4）液壓金屬打包機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的一篇外文翻譯（不少于 2000 字） 三、論文（設(shè)計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）； （1） 參閱相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)資料，如液壓金屬打包機(jī)設(shè)計方案等，擬確定各結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，從而能安全實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)液壓金屬打包機(jī)的功能。 （2） 要從各種方案中選擇合適的方案，分析出各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合優(yōu)化各種方案設(shè)計，從而確定本次設(shè)計的最后設(shè)定方案。 （3） 從經(jīng)濟(jì)性、適用性、節(jié)能性出發(fā)，設(shè)計各個部分。 （4） 要完成動力驅(qū)動部分的設(shè)計與校核，主缸系統(tǒng)，鎖緊機(jī)構(gòu)等零部件的設(shè)計與校核。 （5） 完成總裝配圖、零件圖，部件圖設(shè)計和說明書的撰寫。 2.論文（設(shè)計）進(jìn)度計劃 （1） 第一周~第四周，查找、收集相關(guān)文獻(xiàn)資料，研讀文獻(xiàn)并完成文獻(xiàn)綜述， 撰寫開題報告； （2） 第五周~第七周，完成外文翻譯工作和整體方案設(shè)計選擇，根據(jù)選擇的方案進(jìn)行打包機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計； （3） 第七周~第九周，完成打包機(jī)上蓋、水平擠壓部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇、參數(shù)計算和校核； （4） 第九周~第十二周，液壓動力系統(tǒng)的方案設(shè)計與液壓動力系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)計算、校核，液壓系統(tǒng)圖的繪制及液壓元件的選擇； （5）第十三周~第十六周，完成零件圖、裝配圖的繪制，撰寫說明書，打印材料，準(zhǔn)備答辯。 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1]洪震，賀元成. 全自動液壓打包機(jī)改進(jìn)設(shè)計[J]. 機(jī)械，2015 年 09 期 [2]王青云. 金屬打包機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計[J]. 橡塑技術(shù)與裝備，2015 年 16 期 [3]楊賀明. 日產(chǎn) 120t 液壓打包機(jī)的設(shè)計校核[J]. 國際紡織導(dǎo)報，2013 年 04 期 [4]賀正權(quán)，華延功. 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Reliability Analysis of Drilling Mud Pump Pressure Cylinder Hydraulic System[J]. 2016 Third International Conference on Trustworthy Systems and their Applications(TSM)，2016 [18]曹少泳，李雄華. 基于 PLC 打包機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].硅谷,2011 年 21 期 附：文獻(xiàn)綜述或報告 金屬打包機(jī)作為一種廢金屬回收器械目前已廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)降低污染、金屬資源重復(fù)利用的一種重要工具。金屬打包機(jī)的發(fā)展，也反映出各個國家現(xiàn)如今的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平與工業(yè)生產(chǎn)水平。 一、金屬打包機(jī)主要是由壓縮板頭，壓縮室，驅(qū)動系統(tǒng)，控制系統(tǒng)等部分組成。工作時，金屬廢料先進(jìn)入壓縮室，然后壓縮板頭通過驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動，對金屬廢料進(jìn)行壓縮，最后打包成塊，推出壓縮室?，F(xiàn)階段大部分金屬打包機(jī)還是采用傳統(tǒng)的繼電控制，設(shè)備自動化程度不高。而新式打包機(jī)由 PLC 控制，設(shè)備自動化程度高，降低了人為操作帶來的失誤等。 二、根據(jù)驅(qū)動方式的不同，目前國內(nèi)擁有并使用的金屬打包機(jī)大致分為絲桿傳動驅(qū)動和液壓傳動驅(qū)動兩大類。絲桿傳動驅(qū)動的金屬打包機(jī)，主要由電動機(jī)、減速器、絲桿及螺母進(jìn)行傳動，人工取包或是機(jī)械頂住包塊。這類金屬打包器械，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。但是其缺點(diǎn)也很明顯，絲桿傳動的功率損耗大，磨損大，體積大， 所以在金屬打包機(jī)發(fā)展過程逐漸被液壓傳動式所替代。而液壓驅(qū)動金屬打包機(jī)，采用液壓系統(tǒng)作為打包機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)，相對絲桿傳動式金屬打包機(jī)來說，占地面積稍小， 結(jié)構(gòu)與之相比更為緊湊，更容易獲得大的壓力。兩種打包機(jī)的驅(qū)動方式雖然不同，但是其主機(jī)的結(jié)構(gòu)基本都相同。打包機(jī)的具體運(yùn)動基本都為：（1）合蓋—封閉料箱， 形成壓縮室。即預(yù)壓過程（2）第一極壓頭加壓—X 向加壓（3）第二級加壓—Y 向加壓。即最終加壓，形成密度較高的束塊。（4）開側(cè)門，推出束塊，（5）回位—主、側(cè)壓頭退回，側(cè)門關(guān)閉，機(jī)蓋啟開。等待下一工作循環(huán)加料。 三、液壓驅(qū)動式金屬打包機(jī)的核心部分便是液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)的性能直接影響到打包機(jī)的工作性能。打包機(jī)的液壓系統(tǒng)主要由動力裝置：液壓泵；執(zhí)行裝置：液壓缸；控制調(diào)節(jié)裝置：手動方向閥、壓力控制閥；輔助裝置：油箱、油管、接頭、密封件、壓力表等組成。液壓金屬打包機(jī)對液壓系統(tǒng)的要求為： （1）合理的動力裝置。液壓泵和電機(jī)的選擇直接關(guān)系到動力源的利用率，因此， 選擇液壓泵和電機(jī)時應(yīng)選擇最合理最節(jié)能的。液壓泵的基本參數(shù)為：壓力、轉(zhuǎn)速、流量、效率，一般應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際工況來選取。選擇液壓泵的另外因素就是泵的流量或者是排量，液壓泵的流量與實(shí)際工作狀況有關(guān)，選擇的液壓泵流量需大于液壓系統(tǒng)工作時候的最大流量。最后結(jié)合液壓泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能來確定型號，一般需要達(dá)到液壓泵變量機(jī)構(gòu)慣性小、工作壓力高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、成本較低等特 點(diǎn)。需要注意的是，為了使液壓泵工作安全可靠，應(yīng)使液壓泵的額定壓力大于工作壓力，通常高 0.25~0.60，而液壓泵的額定流量與實(shí)際流量相當(dāng)，不需要超過太多。 （2）執(zhí)行裝置的可靠性。執(zhí)行裝置—液壓缸的選擇，首先需要根據(jù)設(shè)計的實(shí)際要求，計算參數(shù)，經(jīng)過強(qiáng)度校核后，確定其是否符合實(shí)際生產(chǎn)要求，才能夠確定液壓缸的型號。通常，液壓金屬打包機(jī)需要用到 3 個或以上的液壓缸，主要用途為：（a） 機(jī)蓋啟開或預(yù)壓（b）主壓力缸（c）側(cè)壓力缸等 （3）方便的控制裝置。液壓控制元件選擇?？紤]打包機(jī)的運(yùn)動工作循環(huán)，在壓縮過程中，應(yīng)保持穩(wěn)定狀態(tài)，不允許受到各種干擾，同時要求各個液壓缸只能單獨(dú)動作，不能同時動作，主缸、側(cè)缸、蓋缸都能在任意位置停止運(yùn)動，基于此來選擇液壓油路。而選擇的各種控制閥應(yīng)保證液壓系統(tǒng)的安全可靠性，同時考慮各個液壓缸的互鎖機(jī)制，結(jié)合控制閥的中位機(jī)能，達(dá)到減少系統(tǒng)的功率損失，便于卸荷的效果。 （4）輔助元件選擇。由于液壓系統(tǒng)工作時會產(chǎn)生一系列因素，如油液可壓縮性以及油液升溫等，此類因素在系統(tǒng)靜止時不會對系統(tǒng)系能產(chǎn)生影響，但是在工作時這一系列因素會導(dǎo)致液壓系統(tǒng)性能無法達(dá)到設(shè)計的要求，所以需要選擇一系列輔助元件，如在液壓系統(tǒng)的回油路裝冷卻器，調(diào)節(jié)油溫：在主壓缸的加載缸進(jìn)油口裝壓力表和安全閥等，讓液壓金屬打包機(jī)滿足工作循環(huán)中各種壓力、流量變化的要求。 四、打包機(jī)的控制系統(tǒng)，市面上常見的金屬打包機(jī)控制系統(tǒng)大致也分為兩種，通過繼電器控制，和采用 PLC 作為控制軟件控制系統(tǒng)。（1）傳統(tǒng)的繼電器控制方式， 雖然控制形式簡單，但是有的控制全都是采用電氣元件來完成，接線較為麻煩，在系統(tǒng)發(fā)生問題時，查找起來非常困難，并且通過人工操縱桿實(shí)現(xiàn)打包機(jī)的運(yùn)動控制，不能達(dá)到控制精確，甚至可能導(dǎo)致操作失誤而帶來不必要的損失。所以這種控制方式終將被淘汰（2）新式打包機(jī)通過運(yùn)用 PCL 控制系統(tǒng)，作為新一代可編程控制器的 PLC， 在生產(chǎn)過程中的自動控制和順序邏輯控制可根據(jù)要求和加工流程來實(shí)現(xiàn)，通過計算機(jī)收集數(shù)據(jù)信息，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，再進(jìn)行系統(tǒng)的總體控制，控制相對精確， 所以在控制現(xiàn)場中 PLC 不僅被廣泛應(yīng)用，同時也取得了很好的控制效果。并且采用 PLC 控制，在檢查系統(tǒng)問題時也相對簡單。 五、液壓系統(tǒng)的故障檢測。隨著液壓技術(shù)與微電子技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、傳感技術(shù)等新技術(shù)的緊密結(jié)合，使得液壓系統(tǒng)向著復(fù)雜化、精密化和自動化的方向快速發(fā)展，而且用途越來越多，涉及的領(lǐng)域也越來越廣。在機(jī)、電、液一體化的耦合系統(tǒng)中， 液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障具有隨機(jī)性、隱蔽性和復(fù)雜性等特點(diǎn)，所以開展針對液壓系統(tǒng)的故障診斷的研究顯得尤為重要。依據(jù)液壓系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)特點(diǎn)，可分為以下三個 發(fā)展階段： （1）原始診斷階段。該階段由于機(jī)器裝備比較簡單，故障診斷主要依靠專家或維修人員通過感官、經(jīng)驗和簡單儀表，對故障進(jìn)行診斷并排除。通常采用的方法有感官診斷法、邏輯分析法、圖論法和儀器檢測法。每種方式方法的應(yīng)用時機(jī)，需要視具體的應(yīng)用場合與故障發(fā)生狀況而定。該發(fā)展階段的故障診斷方法，其優(yōu)點(diǎn)是建模簡單， 分析過程和結(jié)果易于理解。但它過于依賴檢修人員的判斷能力和實(shí)際經(jīng)驗，只能對故障進(jìn)行簡單的定性分析，做不到定量分析。另外，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)雜時，使用此類診斷方法將會變得非常困難，費(fèi)時費(fèi)力，而且診斷正確率不高，滿足不了現(xiàn)代液壓系統(tǒng)的要求。 （2）基于傳感器與計算機(jī)技術(shù)診斷階段。這個階段由于傳感器技術(shù)和動態(tài)測試技術(shù)的發(fā)展，使得對液壓系統(tǒng)個中診斷新號（壓力、流量、振動等）的測量變得容易和快捷，微機(jī)和信號處理技術(shù)的快速發(fā)展，使數(shù)據(jù)處理的效率大大提高，從而出現(xiàn)了各種狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷方法。主要是時域分析法、頻域分析法、時頻分析法、狀態(tài)空間分析法、動態(tài)過程分析法、參數(shù)估計法等。該階段的診斷方法，需要建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型或者提取系統(tǒng)的特征參數(shù)，而液壓系統(tǒng)是一個非線性時變系統(tǒng)，具有強(qiáng)耦合、滯后、參數(shù)時變等非線性特征，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障特征參數(shù)提取困難，數(shù)學(xué)模型極其復(fù)雜甚至數(shù)學(xué)模型無法建立的情況，很難得到較準(zhǔn)確的在線狀態(tài)估計或參數(shù)估計。 （3）智能化診斷階段。這一階段的特點(diǎn)是將人工智能的研究成果（專家經(jīng)驗的總結(jié)、模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等）應(yīng)用到液壓系統(tǒng)故障診斷領(lǐng)域中，它以常規(guī)信號處理和診斷技術(shù)為基礎(chǔ)，以人工智能技術(shù)為核心，構(gòu)建智能化故障診斷模型和系統(tǒng)。此時，故障診斷過程由以知識處理為核心取代了以數(shù)據(jù)處理為核心。目前，基于人工智能的液壓系統(tǒng)故障診斷法主要有基于模糊邏輯的診斷法、基于專家系統(tǒng)的診斷法和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷法以及它們之間的融合等。①基于專家系統(tǒng)的診斷法，是根據(jù)人們在長期的實(shí)踐中積累起來的大量故障診斷經(jīng)驗和知識設(shè)計出的一套計算機(jī)程序，其診斷結(jié)果直觀、形象，易于理解，并且克服了模型診斷法對模型的依賴性。但是，專家系統(tǒng)存在知識獲取比較困難；當(dāng)規(guī)則較多時，推理中存在匹配沖突、組合爆炸等問題，導(dǎo)致推理速度變慢、效率低下。②基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷法，是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有高度的自適應(yīng)性、較強(qiáng)的自學(xué)習(xí)能力和容錯性以及分布式并行信息處理功能等，較好地解決了專家系統(tǒng)中出現(xiàn)的無窮遞歸、組合爆炸及匹配沖突等問題，并使計算速度大大提高。但是，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷存在學(xué)習(xí)算法收斂速度慢，訓(xùn)練樣本獲取困難，不能解釋推理過程和推理結(jié)果等問題。 結(jié)合目前的人工智能、只能計算、信息處理等計算機(jī)等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，將 相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域的新技術(shù)、新理論不斷引入并與現(xiàn)有的故障診斷技術(shù)相融合，必將促進(jìn)液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。