引言

为了方便搬运散装物体,通常需将散装物体打包成捆,如废纸、秸杆、树枝、废旧金属丝等被压缩打捆后体积减小,可大大降低运输成本,提高经济效益。然而,如果采用人工打包的作业方式,不仅会造成大量人力和时间成本的浪费,而且工人的安全得不到保障。目前我国液压打捆装置的研发状况不太理想,投入的研发成本不足。因此,开发一种结构简单,工作可靠,自动化程度高,能够替代人工的自动打捆装置具有很好的市场前景。

1设计要求与方案设计

1.1设计要求

为提高生产效率及操作的安全性,降低人工成本,要求所设计的液压打捆装置无须人工干预即可完成自动打捆功能,且设备噪声低,能耗小,自动化程度高。

1.2方案设计

1.2.1液压打捆装置的主要结构组成

液压打捆装置整体结构示意图如图1所示,主要由打捆框架、旋转台、完成直线动作的液压缸及完成旋转运动的液压马达组成。打捆框架3上安装有旋转台2、液压马达1,液压马达1的输出轴穿过打捆框架3后与旋转台2连接。打捆框架3底框与马达位置并排安装有翻包液压缸8。两个压丝液压缸5.1和5.2及两个推丝液压缸4.1和4.2分别对称安装在打捆框架3上框下表面和左右两侧框内侧面上。剪切液压缸7安装在连接在打捆框架3上框上的安装板6上。

液压驱动系统原理图如图2所示,该液压系统可以完成压丝一推丝一拧丝打结一切断铁丝等动作要求。动力源由定量叶片泵3提供,叶片泵具有噪声低的特点。液压泵出口并联常开式电磁溢流阀4,当打捆装置不工作时,电磁溢流阀打开,定量叶片泵卸荷,减少能量损耗,提高液压系统效率。执行元件分别为4组液压缸和1个液压马达。压丝液压缸8.1和8.2的作用是实现压丝动作,等打捆压缩包压下铁丝后压丝液压缸则退回。推丝液压缸9.1和9.2的作用是将捆扎在待打捆压缩包两端的铁丝推向压缩包中间,完成推丝动作,为打结做准备,为保证推丝液压缸同步将铁丝推到待打结位置,在此回路上安装分流集流阀15来保证动作的同步性。剪切液压缸10用于打结后切断铁丝。翻包液压缸12用于将打好捆的压缩包推翻后经运输带运走。液压马达11的功能是带动旋转台及其上面的待打捆压缩包转动实现铁丝打结。调速阀13用来调节旋转台的选择速度,防止速度过快或过慢影响打结效果。由数字压力控制器5.1～5.8（数显电接点压力表）或限位开关控制电磁换向阀7.1～7.5的电磁铁得电顺序,从而控制执行元件各个动作的先后顺序。

1.2.2液压打捆装置的工作流程

当待打捆物品完成压块后,通过外部运输装置将待打捆压缩包传送至旋转台上,将压缩包用铁丝压住。启动打捆按钮,电磁溢流阀4（10DT）、电磁换向阀7.1（2DT）得电,压丝液压缸8.1和8.2的油缸杆退回。当压丝液压缸的有杆腔压力值升高到数字压力控制器5.2的调定压力后,数字压力控制器5.2发信号,电磁换向阀7.2（4DT）得电,推丝液压缸9.1和9.2的油缸杆伸出,将铁丝两端推向中间进行推丝。当推丝液压缸9.1无杆腔压力升高到数字压力控制器5.4的调定压力后,数字压力控制器5.4发信号,电磁换向阀7.4（7DT）得电,液压马达11旋转带动旋转台上的压缩包旋转,则对捆扎在压缩包上的铁丝进行拧丝。当液压马达11入口处的压力值达到数字压力控制器5.6的调定值后,数字压力控制器5.6发信号,电磁换向阀7.3（6DT）得电,剪切液压缸10的油缸杆伸出,将打捆用铁丝切断,同时压下限位开关14.1,电磁换向阀7.5(9DT）得电,翻包液压缸12的油缸杆伸出,将打捆好的压缩包推出,当压力升高到数字压力控制器5.8的调定压力,数字压力控制器5.8发信号,电磁换向阀7.5(8DT）得电,翻包液压缸12的油缸杆退回。当翻包液压缸12有杆腔压力升高到数字压力控制器5.7的调定压力后,数字压力控制器5.7发信号,电磁换向阀7.3(5DT）得电,剪切液压缸10的油缸杆退回,当剪切液压缸10的有杆腔压力升高到数字压力控制器5.6的调定压力后,数字压力控制器5.6发信号,电磁换向阀7.2（3DT）得电,推丝液压缸9.1和9.2的油缸杆退回,压下第一限位开关14.2,电磁换向阀7.1(1DT）得电,压丝液压缸8.1和8.2的油缸杆伸出,压下铁丝,等待下一个打捆周期。

打捆装置动作顺序表如表1所示。

2液压系统主要元件选择

对于液压元件的规格、型号等参数的选择,需要根据其在工作中的实际压力、流量指标来确定,此外电机功率、油箱体积等参数也需计算。

打捆装置主要液压元件明细表如表2所示。

3结语

本课题提出了液压打捆装置的整体结构设计方案,并完成了液压驱动系统原理图的设计及元件选型工作。该打捆装置可以替代人工完成物品的打捆工作,液压系统配合电气元件的使用使得该装置结构简单、节能低噪、安全性好、运行可靠,无须人工干预、自动化程度高、效率高,降低了人工成本。

本课题的研究成果对于相关产品的研发具有一定的参考价值。

20220313_622e14b29fd83__一种液压打捆装置的设计

关键词： 压力控制器 打捆装置 电磁换向阀