摘 要：為了方便搬運散裝物體，研發(fā)了一種液壓打捆裝置，其結構簡單、工作可靠、自動化程度高，能夠替代人工進行自動打捆，對相關產(chǎn)品的研發(fā)具有一定的參考價值。

關鍵詞：打捆裝置;液壓系統(tǒng);液壓元件

0 ? ?引言

為了方便搬運散裝物體，通常需將散裝物體打包成捆，如廢紙、秸稈、樹枝、廢舊金屬絲等被壓縮打捆后體積減小，可大大降低運輸成本，提高經(jīng)濟效益。然而，如果采用人工打包的作業(yè)方式，不僅會造成大量人力和時間成本的浪費，而且工人的安全得不到保障。目前我國液壓打捆裝置的研發(fā)狀況不太理想，投入的研發(fā)成本不足。因此，開發(fā)一種結構簡單，工作可靠，自動化程度高，能夠替代人工的自動打捆裝置具有很好的市場前景[1-3]。

1 ? ?設計要求與方案設計

1.1 ? ?設計要求

為提高生產(chǎn)效率及操作的安全性，降低人工成本，要求所設計的液壓打捆裝置無須人工干預即可完成自動打捆功能，且設備噪聲低，能耗小，自動化程度高。

1.2 ? ?方案設計

1.2.1 ? ?液壓打捆裝置的主要結構組成

液壓打捆裝置整體結構示意圖如圖1所示，主要由打捆框架、旋轉臺、完成直線動作的液壓缸及完成旋轉運動的液壓馬達組成。打捆框架3上安裝有旋轉臺2、液壓馬達1，液壓馬達1的輸出軸穿過打捆框架3后與旋轉臺2連接。打捆框架3底框與馬達位置并排安裝有翻包液壓缸8。兩個壓絲液壓缸5.1和5.2及兩個推絲液壓缸4.1和4.2分別對稱安裝在打捆框架3上框下表面和左右兩側框內側面上。剪切液壓缸7安裝在連接在打捆框架3上框上的安裝板6上。

液壓驅動系統(tǒng)原理圖如圖2所示，該液壓系統(tǒng)可以完成壓絲—推絲—擰絲打結—切斷鐵絲等動作要求。動力源由定量葉片泵3提供，葉片泵具有噪聲低的特點。液壓泵出口并聯(lián)常開式電磁溢流閥4，當打捆裝置不工作時，電磁溢流閥打開，定量葉片泵卸荷，減少能量損耗，提高液壓系統(tǒng)效率。執(zhí)行元件分別為4組液壓缸和1個液壓馬達。壓絲液壓缸8.1和8.2的作用是實現(xiàn)壓絲動作，等打捆壓縮包壓下鐵絲后壓絲液壓缸則退回。推絲液壓缸9.1和9.2的作用是將捆扎在待打捆壓縮包兩端的鐵絲推向壓縮包中間，完成推絲動作，為打結做準備，為保證推絲液壓缸同步將鐵絲推到待打結位置，在此回路上安裝分流集流閥15來保證動作的同步性。剪切液壓缸10用于打結后切斷鐵絲。翻包液壓缸12用于將打好捆的壓縮包推翻后經(jīng)運輸帶運走。液壓馬達11的功能是帶動旋轉臺及其上面的待打捆壓縮包轉動實現(xiàn)鐵絲打結。調速閥13用來調節(jié)旋轉臺的選擇速度，防止速度過快或過慢影響打結效果。由數(shù)字壓力控制器5.1～5.8（數(shù)顯電接點壓力表）或限位開關控制電磁換向閥7.1～7.5的電磁鐵得電順序，從而控制執(zhí)行元件各個動作的先后順序。

1.2.2 ? ?液壓打捆裝置的工作流程

當待打捆物品完成壓塊后，通過外部運輸裝置將待打捆壓縮包傳送至旋轉臺上，將壓縮包用鐵絲壓住。啟動打捆按鈕，電磁溢流閥4（10DT）、電磁換向閥7.1（2DT）得電，壓絲液壓缸8.1和8.2的油缸桿退回。當壓絲液壓缸的有桿腔壓力值升高到數(shù)字壓力控制器5.2的調定壓力后，數(shù)字壓力控制器5.2發(fā)信號，電磁換向閥7.2（4DT）得電，推絲液壓缸9.1和9.2的油缸桿伸出，將鐵絲兩端推向中間進行推絲。當推絲液壓缸9.1無桿腔壓力升高到數(shù)字壓力控制器5.4的調定壓力后，數(shù)字壓力控制器5.4發(fā)信號，電磁換向閥7.4（7DT）得電，液壓馬達11旋轉帶動旋轉臺上的壓縮包旋轉，則對捆扎在壓縮包上的鐵絲進行擰絲。當液壓馬達11入口處的壓力值達到數(shù)字壓力控制器5.6的調定值后，數(shù)字壓力控制器5.6發(fā)信號，電磁換向閥7.3（6DT）得電，剪切液壓缸10的油缸桿伸出，將打捆用鐵絲切斷，同時壓下限位開關14.1，電磁換向閥7.5（9DT）得電，翻包液壓缸12的油缸桿伸出，將打捆好的壓縮包推出，當壓力升高到數(shù)字壓力控制器5.8的調定壓力，數(shù)字壓力控制器5.8發(fā)信號，電磁換向閥7.5（8DT）得電，翻包液壓缸12的油缸桿退回。當翻包液壓缸12有桿腔壓力升高到數(shù)字壓力控制器5.7的調定壓力后，數(shù)字壓力控制器5.7發(fā)信號，電磁換向閥7.3（5DT）得電，剪切液壓缸10的油缸桿退回，當剪切液壓缸10的有桿腔壓力升高到數(shù)字壓力控制器5.6的調定壓力后，數(shù)字壓力控制器5.6發(fā)信號，電磁換向閥7.2（3DT）得電，推絲液壓缸9.1和9.2的油缸桿退回，壓下第一限位開關14.2，電磁換向閥7.1（1DT）得電，壓絲液壓缸8.1和8.2的油缸桿伸出，壓下鐵絲，等待下一個打捆周期。

打捆裝置動作順序表如表1所示。

2 ? ?液壓系統(tǒng)主要元件選擇

對于液壓元件的規(guī)格、型號等參數(shù)的選擇，需要根據(jù)其在工作中的實際壓力、流量指標來確定，此外電機功率、油箱體積等參數(shù)也需計算。

打捆裝置主要液壓元件明細表如表2所示。

3 ? ?結語

本課題提出了液壓打捆裝置的整體結構設計方案，并完成了液壓驅動系統(tǒng)原理圖的設計及元件選型工作。該打捆裝置可以替代人工完成物品的打捆工作，液壓系統(tǒng)配合電氣元件的使用使得該裝置結構簡單、節(jié)能低噪、安全性好、運行可靠，無須人工干預、自動化程度高、效率高，降低了人工成本。

本課題的研究成果對于相關產(chǎn)品的研發(fā)具有一定的參考價值。

[參考文獻]

[1] 王青云.金屬打包機液壓系統(tǒng)設計[J].橡塑技術與裝備，2015，41（16）：156-157.

[2] 洪震，賀元成，楊勇.全自動液壓打包機改進設計[J].機械，2015，42（9）：77-80.

[3] 尹玲玉，董世平，陳月鋒，等.中型方捆打捆機打結系統(tǒng)研究[J].農業(yè)工程，2015，5（4）：114-116.

收稿日期：2021-08-31

作者簡介：王杰（1972—），女，河北黃驊人，工學碩士，教授，從事流體傳動與控制技術的研究及教學工作。