多功能园林修剪机的设计摘要园林,指特定培养的自然环境和游憩境域在一定的地域运用工程技术和艺术手段,通过改造地形(或进一步筑山、叠石、理水)、种植树木花草、营造建筑和布置园路等途径创作而成的美的自然环境和游憩境域,就称为园林在中国传统建筑中独树一帜,有重大成就的是古典园林建筑通过地形、山水、建筑群、花木等作为载体衬托出人类主体的精神文化因此设计一款园林修剪机是目前一个继续解决的研究课题,针对园林的特点,研究分析的树子的生长状态与枝干的粗细是本次研究课题的基础利用不断地切削实验的方法进行对所选数据的验证,利用好这些研究数据,开始设计相关的计算参数,包括设计园林修剪机的整体结构与传动结构和修剪刀具结构等等本次设计的主要结构包括驱动部分,由于是户外作业,因此使用电动动力不方便,需要选择汽油机是最好的方案,传动方案设计为减速器,修剪方案设计为锯齿刀具,通过以上的传动实现动力的传递,通过锯齿刀具完成修剪任务综合以上的分析研究,本次设计能够在很大程度上完成修剪任务,同时还能够提升修剪的时间,提升园林修剪机的效率,在解决人力的同时还具有明显的提升效率的作用,因此可以很好的适用于本次的研究课题和实践的应用。
关键词:修剪刀具;驱动装置;锯齿刀具IFruit tree trimmerAbstract: Fruit is an essential snack in people's life at present, many people like fruit,Thanks to its green and healthy nutrition , so it is deeply loved by people. Fruit production and demand is higher and higher, the yield of fruit directly relation with the quality of the fruit trees, fruit trees and fruit trees of clip has a very close relationship with directly, only for fruit tree pruning, better nutrition and branches between the mutual interference, so as to make the fruit trees produce more and better fruit. Because artificial pruning is difficult and laborious, it is not suitable for large area pruning. Only the use of mechanized pruning can complete the pruning task short time, so that the, and It does not harm the growth, germination, and flowering of fruit trees.Therefore, the design of a fruit tree pruner is a research topic that continues to be solved at present. According to the characteristics of fruit trees, the study and analysis of the growth state of fruit trees and the thickness of branches is the basis of this research. The main structure of this design includes the driving part, because is the outdoor work.because be working outdoors, so the use of electric power is not convenient, need to choose is the best solution of the gasoline engine, the transmission scheme design for reducer, pruning scheme design for reciprocating saw cutting tool, through the above transmission, to realize the power transfer through the reciprocating saw cutter cutting task.Comprehensive analysis of the above research, this design can to a large extent to complete the pruning task, but also can improve the pruning time, improve the efficiency of the fruit tree pruner, in the solution of manpower at the same time also has a significant role in improving the efficiency, so it can be very good for the research topic and practice of the application.Key words: Fruit tree pruner; Trimming tool; Driving device; Serrated knifeIII 目录摘要 I第一章 绪论 11.1 园林修剪机研究意义 11.2 园林修剪机国内外研究现状分析 1第二章 园林修剪机整体结构确定 32.1 设计任务确定 32.2 园林修剪机组成结构与工作原理 32.3 园林修剪机总体方案确定 3第三章 园林修剪机相关参数设计 53.1 发动机的选择 53.2 离合器的设计 53.2.1 总体设计方案确定 53.3减速器设计 73.3.1 减速器类型确定 73.3.2园林修剪机齿轮的强度校核 73.4 刀具的设计 83.4.1 刀片结构的设计及材料的选择 83.4.2 刀具的传动设计 10第四章 园林修剪机液压系统的设计及操作 114.1修剪臂液压系统的设计 114.1.2 液压系统原理 144.2.1小臂油缸 154.2.2 中臂油缸 164.2.3 大臂油缸 164.4液压管路的布置 164.4修剪机操作顺序 17总 结 18参考文献 19致谢 20第一章 绪论1.1 园林修剪机研究意义园林修剪机也可以叫做修枝机,这种机械用于对园林枝干进行裁剪、修整、打枝,动力来源主要采用的是电力和汽油。
在庭院、公园、茶园里、路旁和园林的树篱中用处很大因为它的动力来源是电力和汽油,手持式汽油园林修剪机和手持式电动园林修剪机可作为一个划分依据;按其它的特点划分,比如刀刃有不同的个数,单刃绿篱修剪机和双刃绿篱修剪机又是一个划分就目前来看,还是小型汽油机当作动力比较受欢迎我们都知道生物学中的顶端优势,在公园等有绿化的地方使用修剪机的目的就是消除它为了使生存力低的萌芽有更好的生长,得到好的观赏性,改变树势,得到优质且好看的树冠修剪园林方法有好多,主要有三种,对幼龄园林、成龄园林、衰老园林定形修剪,三者的修剪方式不相同,由于形态的区别在过去,人们裁剪园林都是用手动,用剪刀手动进行,消耗的时间长,浪费的力气多,又达不到想要的效果园林修剪机的命运就在这里开始诠释,修剪机可以单人或者双人进行研制后的园林修剪机,是园林得到了很好的维护,人们的劳动力得到解放,同时在对园林的修剪的时候,能够很好的保护树枝干,使修剪后的树枝干不受损伤设计一款园林修剪机的对园林的长期发展有着重要的意义1.2 园林修剪机国内外研究现状分析目前园林修剪机的技术已经发展到了一个很好的地步,在设计的前提下可以1 对园林修剪机实现模型的仿真模拟。
就世界来看,MORSK、FACGHOK和MBGDXC作为知名品牌在这领域表现不错美国在这个领域发展不错,HT753R、HT325R和HT512R这三种型号的机器是HT系列独有的,有很强的运作性,工频交流电动机在这个方面表现比较好,这三种机器都采用的这个电动机,三者各有特点,因为它们的功率、质量和修建直径都不一样,所以应用的场所也不同HT325R属于小型机器,重量比较小,功率刚好满足简单的修剪,不可以用来修剪太粗壮的枝干563HGBL属于中型修剪机,应用也比较广,适用于大多数情况如果要裁剪粗壮的枝干,还要要看德国,锯链导板式高枝剪在FGBVC这个公司发展很好,在高或宽的绿篱、绿墙、灌木丛进行作业时,可以和伸缩杆配合使用日本公司也有大的突破,其中小松公司追求实用、便捷、绿色的理念,对体型、质量、应用舒适度有所突破,和作效率比较高在西方国家,因为地域原因,很多地方都用悬挂式园林修剪机,一般与拖拉机共同运作,切割装置是不能独立使用的,它的运动一定要和以液压为动力的起重臂相配合,在起重臂的臂架末端放有切削所用部件,追求大的机动性,伸缩幅度大,最高有7m之长,对绿墙、对于大而茂盛的绿植修剪效果好[1]。
相比其它国家,我国在这个领域研究的比较早,双动往复刀片式修剪机在我国有很大的发展,它是由江苏生产出的产品,另外电动旋刀式的发展也很不错,拥有比较大的市场,主要来源于上海,发展比较好我国大力发展的LJ3型修剪机比较有价值,它的动力来源是二冲程汽油机,采用双刀片来回切削,有每分钟数千次的能力,作业时目标枝条直径1.61cm,割幅62 cm,重量9kg,就因为这些,在我国的使用比较多在我国很多地方,无论市中心还是郊区的道路,还是各种公司各种单位的道路两边和园林中的园林,对树木进行造型的过程中要求很难,工作场地不固定,所以动力选择应该慎重考虑,内燃机就能满足,用电力驱动的一般适用于小型的且要求动力小的场合,直接用电网供电或者蓄电池作为电源即可一般采用进口由于国情,中小型和手动的修剪机比较常见目前,进口对我国在修剪机的发展上有很大帮助,国内需求量大,研发园林修剪机非常必要第二章 园林修剪机整体结构确定2.1 设计任务确定本课题主要进行园林修剪机的设计,其主要研究内容为:研究园林修剪机的国内、外发展现状,分析存在的问题;提出园林修剪机的设计方案;设计园林修剪机的零部件;设计园林修剪机的整体结构;用三维建模软件建模园林修剪机的零部件及整体结构;建立虚拟样机,分析园林修剪机的修剪能力;根据虚拟样机分析的结果,对园林修剪机的结构进行完善;整理资料,写出设计说明书;该园林修剪机的技术指标为: 修剪直径≤30mm,剪切截面平滑、无损伤。
2.2 园林修剪机组成结构与工作原理为满足工作的需要,修剪机的构造要搞清楚,首先要有动力装置,由发动机来完成,一个完整的可以工作的系统要有调整速度的功能,有传动,还要切割和控制功能,调整传动装置、切割装置及操作控制装置联合在一起构成了完整的工作条件.根据功率要求选择汽油发动机就可以满足要求,单杠二冲程功率高且结构简单的特点搭配上汽油发动机作业效果会比较好;齿轮的改变转速的功能也被认可,汽油机的输出轴通过离心式离合器与减速传动装置的第一齿轮(小齿轮)轴连接,汽油机的转速会发生改变,转速在标准要求下进行调整改变,当速度调整到二者的结合转速一样的时候,小齿轮作为主动轮传寄给被动轮大齿轮,切割装置只有接收到运动的信息,就会按照规定的运动路径进行,往复切削运动对于修剪树木来说是一个很好的运动形式,大齿轮接收来自小齿轮的运动信息,大齿轮与曲柄相连,曲柄通过连杆控制滑块,将动力传寄到双偏心滑块机构,将此机构放置在齿轮的对置的位置,按照标准是装在180°的地方;在修剪机的手把上,装有操纵控制系统,用来控制工作的开始与结束,还有速度的调整,它是与手把固定在一起的,如果想改变汽油机的转速,我们可以将油门进行改变,这样一来,切削工作装置的状态也会改变,运动往复次数会变化,切割的结束也是被它控制。
至于工作装置的设定,工作的运动由刀片来完成,刀片用来切割树枝等物体,刀片是做旋转运动,通过多次旋转还完成作业2.3 园林修剪机总体方案确定园林修剪机总体的一个传动路线,是发动机输出动力,通过减速器进行减速,然后通过通过离合器实现通断,来实现整车的前进与后退,小车上设置了一个液压机械臂装置,机械臂的末端安装旋转电机,电机的前段安装了旋转刀片,通过 操纵按键来实现机械臂的整体的上升下降,以及控制刀具的旋转和停止,从而实现切割整体装配图如下图2-1所示:图2-1 多功能园林修剪机本次设计的园林修剪机本着结构紧凑,小巧,整体重量上使用轻型材料,达到使用轻便,操作简单的设计原则并达到使用目的,完成课题要求 第三章 园林修剪机相关参数设计3.1 发动机的选择到底应该选择什么样的发动机呢,这里我们选择二冲程而放弃四冲程,而选用风冷比水冷好一些,发动机转速调整为8600r/min比较合适,排量为24.8cc,功率0.8KW,油箱0.50L,风冷二冲程发动机能较好地满足工作需求工作原理:在发动机的气缸上有工作需要的孔装置,完成进气、排气和换气的过程[2],它们都是必不可少的。
这三个孔都是在活塞的控制作用下才能工作,在工作中,三个孔会在控制下进行打开和关闭的运动其中,完成修剪的流程有个循环:第一行程:活塞开始的旋转运动,从下至上的运动,三个孔的关闭顺序是一致的,在气缸内残留的复杂气体会在这个操作后被压缩;当进气孔开放时,曲轴箱的内部会发生变化,一些可燃的混合气体被存留在此第二冲程:活塞依旧保持原有的运动,继续向上运动,继续压缩,在上止点前一点的时候,在火花塞的操作下,可燃的混合气体在运动中会被点着了,内部会产生大量的热量,气体会膨胀,活塞受力会发生运动接下来进气孔关闭,可燃烧的混合气体依然存在,在密闭的容器里不能扩散,所以气体被压缩[3];活塞继续移动,继续向下,废气离开后,换气孔打开,受到压强的作用,容器气体被压缩,废气就会被排出,这就是换气过程3.2 离合器的设计3.2.1 总体设计方案确定这个系统的滑块共装有两个,外径小的离合器在这被允许,以最简易和方便方面下手,零件布置便捷,压缩弹簧作为一种运动方式,在离心块与被动盘之间加有一定的间隙,1mm比较符合规定,这样符合要求又可以简单的计算草坪机械使用的就是这种,滑块离心式摩擦离合器受到应用确定离合器需要传递的扭矩:由最大输出扭矩为5.93N.m,β≥1─扭矩储备系数得出 ,故发动机最大输出扭矩=7.116N·M初定结合转速:因结合转速n2≥ (1.25~1.45)n1这里系数取1.25,由发动机怠速N1=2900r/min计算得 n2=3625r/min根据目前所了解到的再加上经验支持来计算,离合器的形式能够得出,离心块最好选择2个,即N=2;被动盘直径的选择有要求,D=50mm为最佳,2mm的壁厚为最好,离合器离心块与被动盘间隙,采用的摩擦手段,应用的是石棉,厚度选择4mm较为合适,则被动盘半径可以求出R=25-2-6-1=16mm;由于离心块不是均匀的,我们选择它的质心来进行计算,半径的数值是r= (0.6-0.8)R,我们前面对离心块的假想,形状结构也确定,暂时选定r=13mm;45号钢被选出制作离心块和被动盘较为合适。
将石棉贴在离心块和被动盘两者相接的面上,摩擦系数f选为0.5初定离心块质量离心块质量须满足两个条件:①结合转速为n2时 F1=m×r×ω22 ②传递最大扭矩Mf时[4](F4-Fn)×f×R×N F4=mrω2 Mf=(mrω42-mrω22)×f×R×N (3-1)查资料可知摩擦系数f取0.50[5],发动机选取转速为7500r/min,n2=3625r/min,离心半径R=16mm,Z=2,r=13mm, Mf=7.116N∙M计算得m=0.072kg图3-1 导滑槽3.3减速器设计3.3.1 减速器类型确定选择材料、精度a.选择直齿圆柱齿轮相比其它齿轮来说比较适合b.作为一般工作机器,速度低,对工作结果的要求没有那么高,精度可采用8级c.材料运用查阅资料机械设计教材,根据工作的过程以及结构原理分析,大齿轮选择45钢,具体硬度大小查教材可知为240,小齿轮的硬度选用较大点的,选用调质40Cr,硬度查阅可知280,大小齿轮硬度差别为40HBS对于齿轮具体数据的选择,参考类似的机械结构,因为选用了直齿轮,而机器为小型机器,所以传动比i设置为1:3,就可以满足要求对于模数的选择:m=6,这是标准直齿轮,不会产生根切现象,小齿轮齿数选择17,大齿轮齿数可以计算出:Z2=i×Z1=3×17=51 a=(Z1+Z2)×m2=3×17+51=204mm.D1=m×z1=6×17=102mm (3-2) D2=m×z2=6×51=306mm 齿顶圆直径的计算:Da1=mz1+2×ha*=114mm .Da2=mz2+2×ha*=318mm齿根圆直径的计算: Df1=z1-2ha*-2c*m=87 (3-3)Df2=z2-2ha*-2c*m=291 齿顶高计算:ha1=ha2=ha*m=6 (3-4)齿的齿根高计算:hf1=hf2=ha*+c*m=7.5 齿全高的计算:h1=h2=2ha*+c*m=13.5 3.3.2园林修剪机齿轮的强度校核齿轮在传动中会受到其余传动装置的挤压,其中受到的力Fn可分为水平和竖直两个方向进行计算[6],圆周力为Ft=2T1/d1,T1为小齿轮的转矩,径向力为Fr=Fttanα,α为齿轮的啮合角为20°。
其中Ft1=-Ft2查阅可知γε=0.25+0.75ϵα=0.688齿形系数YFa1=2.97,YFa2=2.32应力修正系数YFa1=1.52,YFa2=1.70疲劳寿命系数KFN1=0.87,KFN2=0.89两齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE1=450MPa=σFE2齿轮1σF=KFN1σFlim1S=279.6MPa (3-5)齿轮2σF=KFN2σFlim2S=286.0MPa (3-6)v=πd1n160×1000=0.51m/s,所以动载系数为1.02 齿宽b=ϕdd=1×6=6mmFt1=2×T1d1=2×9.02×1056=3.006×104N (3-7)KAFt1b=60.012<100N/mm,所以齿间载荷分配系数KFα=1.2,查表得KHβ=1.43,KFβ=1.45载荷系数K=KAKVKFaKFβ=2.06 弯曲强度公式σF=2KT1YFaYSaφdm3z12=2×2.06×3.006×104×1.52×0.87×0.6881×63×172=18.05MPa≤[σF] 所以符合要求因为两轮的强度不同,所以只需要校核强度较小的齿轮即可3.4 刀具的设计3.4.1 刀片结构的设计及材料的选择 (1)结构设计因为修剪机在工作时修剪幅度比较大,所以单个刀刃设计的不能过小,一方面每个独立的齿轮的强度会提高[7],另一方面整个刀片的强度与刚度也会增强,提高刀具的使用寿命,具体设计如下图所示图3-2 刀片刀具的修剪可分为两种,旋转运动或者旋转运动的修剪为运动形式,综合考虑,旋转刀具的运动形式效率高,在这种场合比较合理。
安装空间小且成本较低[8]因为,同样口径的不同刀具的切割极限与刀具体质量、刀具结构数量和构件机械结合面数量之间的直接关系,所以通过研究表明,刀具质量越轻,结构数量和结构机械结合面积越小,则刀具破碎的极限转速就越高调查表明,使用铝镁合金制作刀体材料降低了构件的整体质量,并增加了刀具的破坏极限和极限速度但因为大量使用金属对切缝的敏感,并不适合于生产刀体,所以刀片使用高强度铝合金材料来生产刀体在刀体构造上,应该注意防止和减少应力聚集,因为草本植物上的凹陷会导致应力聚集,从而削弱了刀体的硬度,所以应该尽量避免园林植物表面的不均匀同时,刀刃体的构造宜相对于旋转臂,使重心经过刀刃的主轴而刀刃体与刃座之间的夹紧、调整结构宜尽量减少游隙,同时需要重复定位的性能良好改善刀刃的动平衡性能对于改善刀刃的稳定性有着重要的帮助由于对刀具的不平衡量会给机床机构造成一种增加的径向载荷,其影响大小与速度的平方成正比根据标准草案规定,对于进行高速切割的刀片需要先进行动平衡试验,并必须满足ISO1940-1所要求的G4.0平衡质量标准的规定要求3.4.2 刀具的传动设计作为基础的传动方式,采用电机与刀片进行直接连接,通过电机的旋转来实现刀具的旋转,从而实现草木的切割与修剪。
第四章 园林修剪机液压系统的设计及操作4.1修剪臂液压系统的设计4.1.1 制定方案液压执行元件确定之后,其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现对于一般中小流量的液压系统,大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作对高压大流量的液压系统,现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现相应的调整方式有节流调速、容积调速以及二者的结合——容积节流调速节流调速一般采用定量泵供油,用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度此种调速方式结构简单,由于这种系统必须用闪流阀,故效率低,发热量大,多用于功率不大的场合容积调速是靠改变液压泵或液压马达的排量来达到调速的目的其优点是没有溢流损失和节流损失,效率较高但为了散热和补充泄漏,需要有辅助泵此种调速方式适用于功率大、运动速度高的液压系统容积节流调速一般是用变量泵供油,用流量控制阀调节输入或输出液压执行元件的流量,并使其供油量与需油量相适应此种调速回路效率也较高,速度稳定性较好,但其结构比较复杂节流调速又分别有进油节流、回油节流和旁路节流三种形式。
进油节流起动冲击较小,回油节流常用于有负载荷的场合,旁路节流多用于高速调速回路一经确定,回路的循环形式也就随之确定了节流调速一般采用开式循环形式在开式系统中,液压泵从油箱吸油,压力油流经系统释放能量后,再排回油箱开式回路结构简单,散热性好,但油箱体积大,容易混入空气容积调速大多采用闭式循环形式闭式系统中,液压泵的吸油口直接与执行元件的排油口相通,形成一个封闭的循环回路其结构紧凑,但散热条件差经过上述分析此方案选用 容积节流调速2) 制定压里控制方案控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向根据控制功能的不同,液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀 液压控制系统是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件(液压缸、液压马达)等所构成的动力系统进行控制的系统按控制功能,可分为位置控制系统、速度控制系统和力(或压力)控制系统;按控制元件,可分为发动机控制系统、液压泵控制系统、多路换向阀控制系统、执行元件控制系统和整机控制系统。
液压控制阀控制系统:①先导型控制系统 换向控制阀的控制形式有直动型(用手柄直接操纵换向阀主阀芯,目前少用)和先导型两种后者是用先导阀控制先导油液,再用先导油液控制换向阀的主阀芯,它又分为机液先导型和电液先导型两类②负荷传感控制系统 它包括负荷传感控制阀和负荷传感控制泵(或定量泵)阀控系统实质上是节流式系统在液压挖掘机上,目前常用的是一般的三位六通多路阀,其滑阀的微调性能和复合操作性能差20世纪90年代以来,在液压挖掘机上开始采用负荷传感控制系统,其控制闪不论是中位开式方式还是中位闭式方式,都附带有压力补偿阀采用电子控制压力补偿的液压挖掘机液压系统与传统的液压系统比较,负荷传感控制系统的主要优点是:节省能源消耗普通三位六通换向阀无论采用定量泵还是变量泵,总要有一部分油液经溢流阀溢掉,浪费了能量而使用负荷传感变量系统,泵的流量全部用于负载上,泵的压力仅比负荷压力大1-3Mpa;流量控制精度高,不受负荷压力变化的影响;几个执行元件可以同步运动或以某种速比运动,且互不干扰普通三位六通阀系统用的是并联油路,当几个执行元件同时动作时,泵输出的油液首先流向压力低的执行元件,不能同步上述的负荷传感控制阀只解决了滑阀的微调性能和复合操作性能,而没有解决节省能源问题。
定量泵和负荷传感控制阀的系统也没有节省能源消耗,因为泵所输出的流量超过执行元件(液压缸和液压马达)所需要的流量时,多余的油液经压力补偿阀流回油箱(为保持压差恒定)变为热能只有完全负荷传感控制系统才能解决节省能源问题完全负荷传感控制系统 完全负荷传感控制系统由负荷传感控制阀和负荷传感控制变量泵组成带次级压力补偿阀的负荷传感系统德国力士乐公司等)在其生产的液压挖掘机上设置了负荷传感分流器LUOV(Last Unabhangige Durchfluss Vereilung)系统,其主要作用是:当多个执行元件同时工作、所需的流量大于液压泵的流量时,产生供油不足的现象,这不能使正在工作台的执行元件与负载压力无关的控制得到保证LUDV系统能保证在供油不足时所有执行元件的工作速度按正比例下降,以获得与负载压力无关的控制制定压力控制方案 :液压执行元件工作时,要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作,也有的需要多级或无级连续地调节压力,一般在节流调速系统中,通常由定量泵供油,用溢流阀调节所需压力,并保持恒定在容积调速系统中,用变量泵供油,用安全阀起安全保护作用在液压系统中,需要流量不大的高压油时可考虑用增压回路得到高压,而不用单设高压泵。
液压执行元件在工作循环中,某段时间不需要供油,而又不便停泵的情况下,需考虑选择卸荷回路 在系统的某个局部,工作压力需低于主油源压力时,要考虑采用减压回路来获得所需的工作压力基于以上控制系统方案分析本次设计选用负荷传感控制系统;采用的是双泵双回路恒功率控制液压系统,带四种功率控制模式、中位负流量控制,两液压主泵按全功率变量3) 指定顺序动作方案主机各执行机构的顺序动作,根据设备类型不同,有的按固定程序运行,有的则是随机的或人为的工程机械的操纵机构多为手动,一般用手动的多路换向阀控制加工机械的各执行机构的顺序动作多采用行程控制,当工作部件移动到一定位置时,通过电气行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁阀或直接压下行程阀来控制接续的动作行程开关安装比较方便,而用行程阀需连接相应的油路,因此只适用于管路联接比较方便的场合另外还有时间控制、压力控制等例如液压泵无载启动,经过一段时间,当泵正常运转后,延时继电器发出电信号使卸荷阀关闭,建立起正常的工作压力压力控制多用在带有液压夹具的机床、挤压机压力机等场合当某一执行元件完成预定动作时,回路中的压力达到一定的数值,通过压力继电器发出电信号或打开顺序阀使压力油通过,来启动下一个动作。
(4) 选择液压动力源液压系统的工作介质完全由液压源来提供,液压源的核心是液压泵节流调速系统一般用定量泵供油,在无其他辅助油源的情况下,液压泵的供油量要大于系统的需油量,多余的油经溢流阀流回油箱,溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用容积调速系统多数是用变量泵供油,用安全阀限定系统的最高压力为节省能源提高效率,液压泵的供油量要尽量与系统所需流量相匹配对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况,一般采用多泵供油或变量泵供油对长时间所需流量较小的情况,可增设蓄能器做辅助油源 油液的净化装置是液压源中不可缺少的一般泵的入口要装有粗过滤器,进入系统的油液根据被保护元件的要求,通过相应的精过滤器再次过滤为防止系统中杂质流回油箱,可在回油路上设置磁性过滤器或其他型式的过滤器根据液压设备所处环境及对温升的要求,还要考虑加热、冷却等措施4.1.2 液压系统原理整机的液压系统图由拟定好的控制回路及液压源组合而成各回路相互组合时要去掉重复多余的元件,力求系统结构简单注意各元件间的联锁关系,避免误动作发生要尽量减少能量损失环节提高系统的工作效率为便于液压系统的维护和监测,在系统中的主要路段要装设必要的检测元件(如压力表、温度计等)。
大型设备的关键部位,要附设备用件,以便意外事件发生时能迅速更换,保证主要连续工作各液压元件尽量采用国产标准件,在图中要按国家标准规定的液压元件职能符号的常态位置绘制对于自行设计的非标准元件可用结构原理图绘制如下所示:图4-2 液压系统原理图4.2 液压原件的设计 4.2.1小臂油缸该装置在进行修剪的过程中时,小臂油缸承受最大的受力,以此设计小臂油缸鉴于大臂抓取时是下降到最低位置,中臂前交点力臂为最大根据液压缸的推力计算有: (4.1)查表 其中取P1=14.3MPa, P2=0.5MPa, ηm=0.9得出 F=120576 N , 由 P铲=FS=24MPa图4-3液压缸示意图图4-4液压缸截面图4.2.2 中臂油缸当工作装置完成抓取进行对的移动时,此移动瞬间为中臂油缸承受最大的力,以此刻作为分析对象此刻中臂油缸处于最低坐标,其作用力在大臂下交点产生最大力臂经过公式5.12计算并查表后得:P1=11.1MPa , P2=0.6MPa, ηm=0.9得出 F=16532.1 N , 由 P斗=FS=26MPa 4.2.3 大臂油缸根据所设计的机构以及运动的分析情况,大臂能提升中臂、小臂、以及抓取的到最高的位置时的拉力即为其油缸的合理压力,根据上文5.12的公式计算得:P1=12.93MPa , P2=0.6MPa, ηm=0.9得出 F=19075.5N , 由 P动=FS=26MPa 至此,已对举升装置的各个机构结构进行的设计。
4.4液压管路的布置1)所有管道系统统-根据现场实际情况因地制宜地安排,尽量与其他管网(如水管、气管、暖气管网等)、电线等统协一调布置 2)车间内部干线管道应沿墙或柱子顺气流流动方向向下倾斜3°~5°,在主干管道和支管终点(最低点)设置集水罐,定期排放积水、污物等 3)沿墙或柱接出的支管必须在主管的上部采用大角度拐弯后再向下引出在离地面1.2~1.5m处,接人一个配气器在配气器两侧接分支管引入用气设备,配气器下面设置放水排污装置 4)为防止腐蚀、便于识别,压缩空气管道应刷防锈漆并涂以规定标记颜色的调合漆 5)为保证可靠供气,可采用多种供气网络如单树枝状、双树枝状、环状管网等6)如管道较长,可在靠近用气点的供气管道中安装-一个适当的气罐,以满足大的间断供气量,避免过大的压降 7)必须用最大耗气量或流量来确定管道的尺寸,并考虑管道系统中的压降 4.4修剪机操作顺序(1)注油这里用到的是混合油,无铅汽油和机油可以做成燃料来源,容积比25:1为最佳,动力最好要注意一点,一定要先将机器关闭,保证发动机处于静止的,再将配置好的油注入油箱,一定要保证安全2)起动:1)开关处于手把上,找到开关,将其打开。
2)找到注油装置,慢慢地推动阀门,边推边观察,随着油液的增多,会在油管中看到少许油液,这时停止3)用力拉起动器,保证能开启成·功1)手动拨杆,让它到一半的地方即可,发动机会开始转动,等它空转几分钟再进行下一步的操作2)把拨杆继续推动,将它推到底,一要保证先把油门捏住,再进行调节杠杆的操作,要捏紧,但不要用太大的力,松开时要迅速,接触其自锁状态让发动机以额定转速进行运转3)修剪绿植要认真仔细,保证修剪平整,不要高低不平,将机器向下倾斜5°-10°刀具与被切削的物体在工作时保持一定的角度,这样比较省力,保证切削质量要好[12]4)操作者和旁观者的位置要注意,远离排气管的那一端,工作过程会产生大量的热对人体造成伤害5)将油门调节到合适位置,以便调整转速发动机运转速度不宜太高6)所有工作完成后一定不要忘记停机,按下关机按钮,关闭油门保持外壳卫生以便下次使用总 结本次研究对象是解决园林修剪机的设计通过对园林修剪机的机械结构进行展开介绍,接着调查研究园林修剪机的相关文献,通过文献内容以及国内外的研究进行现状的分析,明确了本次设计园林修剪机的改进方向和未来的发展趋势,对本次设计的课题有一个深刻的了解,随着社会上生产的产品越来越丰富,那么对需求的园林修剪机就越来越高。
随着需求的增加,水果商品的质量增加,目前面临着园林修剪机的升级也比较迫切因此设计一款更加优化更加先进的机器是本次研究的对象20参考文献[1] 西北工业大学机械原理及机械零件教研室.机械的结构设计第八版.高等教育出版社.2002:13-12.[2] 吴宗泽,罗圣国.机械的结构设计手册[M].北京:机械工业出版社.2006.[3] 南京林产工业学院.木材切削原理与刀具[M].北京:中国林业出版社.1993:177-181.[4] 肖正福,刘淑琴,胡宣萱.木材切削刀具学[M].哈尔滨:东北林业大学出版社.1993:383-387.[5] 吴良军,金洪,于涛,树枝力学特性的试验研究.林业机械于木工机械,2000-32-33.[6] H·李斯特A·匹辛格.内燃机的结构设计总轮[M].机械工业出版社,1983:286-292.[7] 温松明.互换性与测量技术基础[M].湖南大学出版社,2003:8-17.[8] 洪钟德.简明机械的结构设计手册[M].同济大学出版社,2002:395-773.[9]《木工技术问答》编写组.木工技术问答[M].北京出版社,1986:82-128.[10] 中国建筑西南的结构设计院,四川省建筑科学研究院,重庆建筑工程的结构设计院.木结构的结构设计手册,1993:1-17.[11] 哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学[M]. 高等教育出版社,2002.[12] 朱东梅,胥北澜.画法几何与机械制图[M].北京: 高等教育出版社,2001.致谢本次设计的园林修剪机设计,从选题到开题报告,再到后面的立项进行毕设设计,总共经过几个月的时间,之间经历了很多上学期间没有经历过得设计,参数的计算等,在老师的帮助中慢慢学会了许多知识,感谢老师。
本次设计的园林修剪机,在设计过程中经历了对园林修剪机的参考文献的查阅,在网上收集本次毕业设计的相关资料,指导明确本次设计的主要内容,指导其他的设计者在设计本课题方向做了哪些研究与设计,在了解好这些内容的情况,开始了自己的毕业设计在后面的设计过程中遇到了之前学习中未有遇到的难题与困难,比如设计的参数如何计算,如何安排本次的设计顺序,应该怎么设计,应该从什么方向上设计等等问题,这些问题都是在老师和同学的指导下,进而知道本次的设计内容,才能按照这个顺序情况下进而设计好本次的毕业设计,完成本次的毕业设计要求期间遇到的这些问题不止以上的那些,还有在图形处理上,计算机的绘图有很多的不会的操作,比如装配图中的那些需要做剖面图,那些需要做断面图,连接件该如何表示等等都是在自己遇到一个问题的情况,就想老师或者同学请教一个问题,在老师和同学的帮助下,我把难题解决了在原来的基础上,对机械设计有了更进一步的了解,完成了本次的毕业设计虽然本次的毕业设计经历的过程很长,但是收获很多,在完成了本次的毕业设计之后,个人感觉有一个很自豪很满足的成就感,知道自己未来的设计方向,未来做项目的经验另一面也重新的复习了在学习阶段的学习知识。
设计对我来说很不错,让我积累了不少的设计经验,掌握了设计的顺序,对自己的一些相关机械知识有了一个很好的梳理,相信这是一个美好的结束也是一个很好的开始总的说来,在本次的毕业设计中还有一些不合理的地方,比如设计的额缜密性还有所欠缺,设计的精确性还有所不足,这些都有所不足而且都在文章中有所表现相信未来自己会在这些不足中进行长进,忠心感谢老师在整个毕业设计中对我的细心指导,另外也感谢对我的帮助同学,对我毕业设计的帮助,感谢你们,让我学到了更多的知识。