紙堆翻轉機液壓系統(tǒng)設計
發(fā)布時間：2021-03-09 03:41
目的為了能夠精確、高效地設計紙堆翻轉液壓系統(tǒng),建立液壓系統(tǒng)關鍵參數(shù)求解模型。方法通過理論分析與實踐研究相結合的方法建立數(shù)學模型,即以紙張和紙堆的基本參數(shù)作為輸入參數(shù),以液壓系統(tǒng)的油缸直徑作為輸出參數(shù),建立翻轉機液壓系統(tǒng)設計關鍵參數(shù)的數(shù)學模型,并在此模型的基礎上完善液壓系統(tǒng)的其他參數(shù),進而確定液壓系統(tǒng)的整體結構,最后完成樣機的制作。結果實踐結果表明,1.8 t的紙堆采用15 MPa的油壓,直徑為55 mm的油缸可以將紙堆夾緊,采用直徑為80 mm的油缸可以將紙堆推起。結論通過樣機的制造驗證,表明所建立的液壓系統(tǒng)的數(shù)學模型可以準確地求解液壓系統(tǒng)的關鍵參數(shù)。
【文章來源】：包裝工程. 2017,38(09)北大核心
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
博世紙堆翻轉機Fig.1BOSCHpileturner
將紙堆推至垂直，可以稱之為翻紙，為紙頁的翻轉作準備；另一個是將紙堆繞其中心旋轉，實現(xiàn)紙頁的翻轉，見圖2。當需要翻紙時，用上下兩夾板將紙夾緊，然后將紙堆連同夾板向前旋轉90°，將紙堆放至垂直位置；接著將紙堆繞其現(xiàn)在中心旋轉180°，最后將紙堆還原至水平方式，即可完成紙張的翻轉。國內對于紙堆翻轉機的理論研究不多，相關的專利也較為稀少。文中旨在對紙堆翻轉機的液壓系統(tǒng)的設計理論進行系統(tǒng)的總結，從紙堆翻轉的實踐出發(fā)，運用數(shù)學分析方法，確定液壓系統(tǒng)的各個參數(shù)，為新型紙堆翻轉機的開發(fā)奠定基矗圖2紙堆翻轉機的翻轉原理Fig.2Theoverturnprincipleofthepileturner2紙堆翻轉機液壓系統(tǒng)要求紙堆翻轉機的主要動作包括：翻轉、旋轉、夾紙、振動、吹風5個基本動作。除了振動可以采用振動電機，吹風采用空壓系統(tǒng)來完成外。其余的翻轉、旋轉和夾紙可以采用液壓系統(tǒng)來完成。可以采用一個液壓站，分3路供油。一路實現(xiàn)紙堆的翻轉，需要給予足夠的力量，使紙堆能夠順利翻轉90°；一路要實現(xiàn)紙張的夾緊，保證紙張在翻轉和旋轉的過程中不發(fā)生散落和零亂；一路要能夠驅動液壓馬達工作，實現(xiàn)紙堆的旋轉（當然，也可以采用人工來實現(xiàn)旋轉，可以減少制造費用）。3個油路中，最為重要的是翻轉驅動力和夾持力的確定。2.1紙堆重量計算要明確翻轉驅動力和夾持力，首先必須明確紙堆的質量。國際通用的A,B,C3類標準紙張的幅面841mm×1189mm,1000mm×1414mm,917mm×1279mm，對應的面積分別為SA=1m2,SB=1.42m2和SC=1.18m2。通過實驗測試，可以得到雙面銅版紙的厚度與定量之間的關系，見表1。表1紙張質量統(tǒng)計Tab.1Thestatisticsofvariouskindsofcoatedpaper定量/(g·m2)厚度/mm1m高紙堆張數(shù)B0幅面?
?輩渙懵遙?蟣匭氡３腫愎壞募諧至Γ?怪揭?之間不產生滑動（圖2b）。每張紙受到2個摩擦力f和自身的重力G'。要使得紙張不滑落，必須2f≥G'，而f=Nμ，N為紙張的夾持力，所以夾持力2GN≥。如果考慮紙堆所有紙張的重量，則2個夾板之間的夾持力應該滿足：2GF≥（2）紙張的摩擦因數(shù)根據紙張的表面情況而定，一般非涂料紙的摩擦因數(shù)在0.5～0.7之間，涂料紙的摩擦因數(shù)在0.3～0.6之間[14]。2.3翻轉驅動力的確定主油缸要將夾緊的紙堆推起，必須克服紙堆的重力以及機器部件之間的摩擦阻力，見圖3。圖3紙堆翻轉力學Fig.3Themechanicsofpileoverturn紙堆翻轉時，有一個回轉中心，紙堆有一個重心，假設重心與回轉中心的距離為L1，則其對回轉中心的力矩M1=mgL1，推力T所產生的力矩大小與其有效力臂L2有關，即M2=TL2。要能夠將紙堆推動，必須滿足M2≥M1，也就是：12LTGL≥（3）且隨著紙堆的上升，力矩也發(fā)生變化。在轉過一定角度θ時，其力矩變?yōu)镸'1=mgL1cosθ，也就是說力矩越來越校而推力T所產生的力矩也會隨之發(fā)生變化。在機架設計時，有效力臂和實際力臂存在一個α的角度，則轉過θ角度后，推力的有效力臂變?yōu)長2cosθ。也就是說推力的有效力矩和重力G的有效力矩同步下降。如果α=0，也就是說在起步階段，推力的有效力臂和實際力臂重合，這樣可以確保推力和重力的力矩同步減校也就是說在這種情況下，只要推力能夠保證在起步時推動紙堆，即滿足式(3)，則后續(xù)過程中保持此推力即可將紙堆翻轉。假設L1=1.0m,L2=0.3m,G=18.5kN，通過式(3)可以得到推力T最小應為61050N。3液壓系統(tǒng)參數(shù)數(shù)學模型通過上述分析，確定了紙堆翻轉機的推力F和T
【參考文獻】：
期刊論文
[1]大型翻轉機構型設計[J]. 王雷. 制造業(yè)自動化. 2016(01)
[2]大型立式容器翻轉機旋轉支架的有限元分析[J]. 王偉,陳再玉,趙曉磊,劉維. 重型機械. 2016(01)
[3]灰底白板紙與白卡紙的彈性常數(shù)對比[J]. 儲信慶,計宏偉. 包裝工程. 2015(23)
[4]核電大型件90°/180°翻轉機最佳翻轉工藝研究[J]. 陳鵬,孫登月,李海龍,許石民,周玉林. 北京工業(yè)大學學報. 2015(09)
[5]核電大型件90°/180°翻轉機動力學分析研究[J]. 李海龍,孫登月,許石民,周玉林. 機械設計與制造. 2014(12)
[6]150t礦渣車翻轉機液壓系統(tǒng)[J]. 李現(xiàn)友,尹寧. 機床與液壓. 2014(20)
[7]22t/h鋁錠翻轉機液壓系統(tǒng)設計[J]. 謝冬冬,李鄂民,張明,高長虹. 液壓與氣動. 2011(11)
[8]大型自動翻轉機液壓系統(tǒng)設計[J]. 趙麗梅. 液壓與氣動. 2011(02)
本文編號：3072184
【文章來源】：包裝工程. 2017,38(09)北大核心
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
博世紙堆翻轉機Fig.1BOSCHpileturner
將紙堆推至垂直，可以稱之為翻紙，為紙頁的翻轉作準備；另一個是將紙堆繞其中心旋轉，實現(xiàn)紙頁的翻轉，見圖2。當需要翻紙時，用上下兩夾板將紙夾緊，然后將紙堆連同夾板向前旋轉90°，將紙堆放至垂直位置；接著將紙堆繞其現(xiàn)在中心旋轉180°，最后將紙堆還原至水平方式，即可完成紙張的翻轉。國內對于紙堆翻轉機的理論研究不多，相關的專利也較為稀少。文中旨在對紙堆翻轉機的液壓系統(tǒng)的設計理論進行系統(tǒng)的總結，從紙堆翻轉的實踐出發(fā)，運用數(shù)學分析方法，確定液壓系統(tǒng)的各個參數(shù)，為新型紙堆翻轉機的開發(fā)奠定基矗圖2紙堆翻轉機的翻轉原理Fig.2Theoverturnprincipleofthepileturner2紙堆翻轉機液壓系統(tǒng)要求紙堆翻轉機的主要動作包括：翻轉、旋轉、夾紙、振動、吹風5個基本動作。除了振動可以采用振動電機，吹風采用空壓系統(tǒng)來完成外。其余的翻轉、旋轉和夾紙可以采用液壓系統(tǒng)來完成。可以采用一個液壓站，分3路供油。一路實現(xiàn)紙堆的翻轉，需要給予足夠的力量，使紙堆能夠順利翻轉90°；一路要實現(xiàn)紙張的夾緊，保證紙張在翻轉和旋轉的過程中不發(fā)生散落和零亂；一路要能夠驅動液壓馬達工作，實現(xiàn)紙堆的旋轉（當然，也可以采用人工來實現(xiàn)旋轉，可以減少制造費用）。3個油路中，最為重要的是翻轉驅動力和夾持力的確定。2.1紙堆重量計算要明確翻轉驅動力和夾持力，首先必須明確紙堆的質量。國際通用的A,B,C3類標準紙張的幅面841mm×1189mm,1000mm×1414mm,917mm×1279mm，對應的面積分別為SA=1m2,SB=1.42m2和SC=1.18m2。通過實驗測試，可以得到雙面銅版紙的厚度與定量之間的關系，見表1。表1紙張質量統(tǒng)計Tab.1Thestatisticsofvariouskindsofcoatedpaper定量/(g·m2)厚度/mm1m高紙堆張數(shù)B0幅面?
?輩渙懵遙?蟣匭氡３腫愎壞募諧至Γ?怪揭?之間不產生滑動（圖2b）。每張紙受到2個摩擦力f和自身的重力G'。要使得紙張不滑落，必須2f≥G'，而f=Nμ，N為紙張的夾持力，所以夾持力2GN≥。如果考慮紙堆所有紙張的重量，則2個夾板之間的夾持力應該滿足：2GF≥（2）紙張的摩擦因數(shù)根據紙張的表面情況而定，一般非涂料紙的摩擦因數(shù)在0.5～0.7之間，涂料紙的摩擦因數(shù)在0.3～0.6之間[14]。2.3翻轉驅動力的確定主油缸要將夾緊的紙堆推起，必須克服紙堆的重力以及機器部件之間的摩擦阻力，見圖3。圖3紙堆翻轉力學Fig.3Themechanicsofpileoverturn紙堆翻轉時，有一個回轉中心，紙堆有一個重心，假設重心與回轉中心的距離為L1，則其對回轉中心的力矩M1=mgL1，推力T所產生的力矩大小與其有效力臂L2有關，即M2=TL2。要能夠將紙堆推動，必須滿足M2≥M1，也就是：12LTGL≥（3）且隨著紙堆的上升，力矩也發(fā)生變化。在轉過一定角度θ時，其力矩變?yōu)镸'1=mgL1cosθ，也就是說力矩越來越校而推力T所產生的力矩也會隨之發(fā)生變化。在機架設計時，有效力臂和實際力臂存在一個α的角度，則轉過θ角度后，推力的有效力臂變?yōu)長2cosθ。也就是說推力的有效力矩和重力G的有效力矩同步下降。如果α=0，也就是說在起步階段，推力的有效力臂和實際力臂重合，這樣可以確保推力和重力的力矩同步減校也就是說在這種情況下，只要推力能夠保證在起步時推動紙堆，即滿足式(3)，則后續(xù)過程中保持此推力即可將紙堆翻轉。假設L1=1.0m,L2=0.3m,G=18.5kN，通過式(3)可以得到推力T最小應為61050N。3液壓系統(tǒng)參數(shù)數(shù)學模型通過上述分析，確定了紙堆翻轉機的推力F和T
【參考文獻】：
期刊論文
[1]大型翻轉機構型設計[J]. 王雷. 制造業(yè)自動化. 2016(01)
[2]大型立式容器翻轉機旋轉支架的有限元分析[J]. 王偉,陳再玉,趙曉磊,劉維. 重型機械. 2016(01)
[3]灰底白板紙與白卡紙的彈性常數(shù)對比[J]. 儲信慶,計宏偉. 包裝工程. 2015(23)
[4]核電大型件90°/180°翻轉機最佳翻轉工藝研究[J]. 陳鵬,孫登月,李海龍,許石民,周玉林. 北京工業(yè)大學學報. 2015(09)
[5]核電大型件90°/180°翻轉機動力學分析研究[J]. 李海龍,孫登月,許石民,周玉林. 機械設計與制造. 2014(12)
[6]150t礦渣車翻轉機液壓系統(tǒng)[J]. 李現(xiàn)友,尹寧. 機床與液壓. 2014(20)
[7]22t/h鋁錠翻轉機液壓系統(tǒng)設計[J]. 謝冬冬,李鄂民,張明,高長虹. 液壓與氣動. 2011(11)
[8]大型自動翻轉機液壓系統(tǒng)設計[J]. 趙麗梅. 液壓與氣動. 2011(02)
本文編號：3072184
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