1、 本 科 毕 业 论 文 （ 设 计 ）学 号 ： 12-1-17学 生 姓 名 ： 孙 国 丰指 导 教 师 ： 金 昕所 在 学 院 ： 机 械 工 程 学 院所 学 专 业 ： 机 械 制 造 及 其 自 动 化2016 年 5 月北华大学学士学位论文1摘要作为我国的重要产业，烟草行业在我国的发展，越来越受到相关的重视。在整个行业的发展过程中，其机械化和自动化的水平得到了很大的提升。并且当前的趋势就来源于我们对烟草行业的发展趋势的简介。其主要的发展方向就是向提高效率，减少人工的方向以及向着自动化和便简化的方向发展。并且减少产品的报废率，提高整个烟草的生产效率，在整个的烟草行业当中，我们的
2、发展越来越受到相关的重视。在烟草的机械行业的发展中，烟叶的液压打压机，是其重要的组成部分，也是关键的技术之一。在今天中国烟草行业快速发展的今天，中国国内的烟草液压打压机却存在很多问题。一是设备过于的庞大，其主要的长和高的尺寸都超过了相关厂家的限制。二在设备的生产过程以及生产工艺中，液压系统的压力与生产的效益之间存在着较大的差距。三我国的机械主要的技术指标之一就是设备的稳定性和精度问题，这些问题在整个行业中，都比较突出。工艺的设置较差。为了满足相关企业对液压预压机的的工艺需求，我们借此，针对液压烟草打压机的结构为相关的研究对象。充分考虑企业自身的需求。对相关企业中现有的液压打压机，进行相关的技术
3、研究和技术改进。我们所改进的关键技术在于对烟草打压机的预压以及主压机构进行相关的改进与改良。并且在油路中设置相关的快进，改进相关系统，我们采用的双主压头和相关的料筒机构。使得整个系统能够高效的，快速的运作。并且结合相关的控制系统，使得整个系统的运行更加的平稳，使得整个系统的结构更加的合理，并且整个结构操作相对简单。具有非常强的市场前景和市场推广价值。能够为企业带来相关的效益和社会影响力。关键词：主压机 预压机 烟草液压打压机北华大学学士学位论文2第一章：研制原因及背景据全国烟草局统计，我国从 2004 年以来，卷烟生产总量呈正比例增长，但是受到卷烟技术上的限制，从 2012 年起，增长速度逐步
4、放缓，而在 2014 年，我国烟民已经达到三亿人次，如此庞大的一个消费群体，其消费量是相当可观的，这也队整个烟草生产行业的效率、质量带来了极大地考验，满足消费者的消费需求，提供稳定的、高质量的烟草成为了问题，烟草技术长期以来一直依靠进口技术来保证，虽然对进口设备已经有了初步的消化与吸收，但是总体上效果不明显，因此，技术上的自我创新成为了问题。本课题是针对改进后的烟草液压预压机的设计而开发。我国香烟消费统计表如图 1-1 所示。图 1-1 近 11 年全国与北京市卷烟生产总量统计情况1.1 选题社会背景香烟的主要组成部分就是烟草，而烟草来源与农民手中的烟叶。烟叶在整个的生产途中，需要相关的运输设
5、备能够将其运往相关的工厂，烟草作为一种散漫的烟片，在运行过程中非常的困难，一直制约着其的进一步发展。如果要初进整个行业的可持续发展，必然将对其运输进行改革和改良。烟草液压打压机就是考虑到此，而研究出来的一种便捷机械，在整个的过程中，其能够将烟草打包固定，从而减少空间，减少加工的时间，提高效率。1.1.1 烟片预压机的现状以满足大多数卷烟工业企业需要的国产烟机设备为目的目前，中国烟草机械工业经十余年的发展、积累，已初步在产品设计开发、瞄准世界先进水平、升级换代、北华大学学士学位论文3改进提高、生产加工、大修理、日常维修、零配件供应、售后服务等各方面形成规模，并达到一个新的水平。但是我国的烟草机械
6、存在着很大的不足和相关的改进措施。比如，设备整体的体积过大，设备的效率过于低下。严重影响了烟草行业的发展，和相关的技术进步。严重影响了效率。 1.1.2 控制系统与之的相关结合自从 20 世纪 80 年代，机电一体化技术在日本的出现，经过几十年的发展已经成为了当今世界机械行业发展的主流趋势，在我国进入改革开发以后，我国的机械行业和相关的控制技术得到了很大的提升，而机电一体化技术真正成为了，我国现在制造的一个发展方向。将 PLC 与相关的液压机构相结合能够更好的实现其原有的相关功能，也能够实现更好的控制与精确的指导。是提高烟草行业效率的关键性一步。1.2 课题研究的意义我们所采用的烟草预压机的，
7、双联设计。在打压方面已经能够，达到相关的技术要求，不仅如此，而且其精度大大的提高，在我们的设计生产中，其总体长，宽，高得到了很好的降低。满足企业的需求。1.2.1 课题的研究意义及国内企业现状分析鉴于我国烟草行业的快速发展，以及所带来的一系列的产业进步，在对我国的烟草运输过程中，提出了更高的要求。在烟草的运行工程中，由于烟草所特有的松散性，并且其质量较为弱小，所以其在相关的运输工程中，对车辆的尾部空间，装不满。使得造成了严重的资源浪费，为了解决此类问题，我们设想通过改变烟叶的形状来改变，相关的问题。从而以达到能够减少体积增加在运量的方式。为了能够达到企业的生产要求我们所经过锻压的烟草，体积只有
8、原来的八分之一。这就比较科学的合理的解决了烟草运行过程中的一系列的麻烦。并且在整个系统的设计中，我们所设计的相关体积。满足一般的工厂的设计要求，不需要单独对厂房进行修改，方便了企业的要求。并且能够很快的加速其的商品化进程。经过我们对烟草打压机的设计，能够比较完善的对，相关的烟草进行打压。在过去的设备中我们通过设立双杆机构，有效的增加了其的稳定性。我们在设计的过程中，通过对料筒，的横向设计保证了其的稳定性，并且提高了其的运行效率。降低了企业的运行成本。采用的双柱头结构，虽然增加了一些成本，但是绝对是物超所值的，通过这样的设计能够保证其的运行质量，以及相关的运行平稳度。这样就可以有效的避免在运行的
9、过程中的，粗放的状态，并且保证了。打压烟草的相关质量。得到了相关的企业的认可和其一致好评。通过对系统的改装设计，达到的要求，为我们积累了一定的经验。1.2.2 国内烟叶预压机相关企业的发展北华大学学士学位论文4通过对烟草压紧机的多年摸索和探寻，在结合已有的先进的国外技术的基础上，我国的预压机相关技术得到了初步的发展，在十一五期间，中国烟草公司即提出了：高举邓小平理论的伟大旗帜，坚决贯彻国家“狠抓基础、稳中求进”的指导思想，将烟草行业由以往的低效率、高耗能模式逐步装变为高效率、低耗能的状态，为此，以加大科技力量的投入，逐步形成自主科技，降低本国产品的生产成本，满足大多数烟草公司企业对产烟设备的需
10、求，提高集团公司的科技竞争力和经济效益，保重烟草行业的持续、良好、健康发展。目前，烟草机械行业在中国发展已有十余年，改变伸长思路、提高自我创新意识是非常重要的，不能仅仅满足于依靠国外技术，要在国外先进技术的基础上，对机器逐步创新，形成自我的科学技术，现在，烟草机械行业的升级换代、生产加工、大修小修已有了自我的技术，形成了一定的规模，并达到了一个新生产水平，经过十一五的发展，我国烟草机械行业的竞争力得到了进一步提高，正朝着国际先进技术水平进发。2014 年，中国中国烟草机械集团公司已经具备了和国外烟草机械生产公司抗衡的能力，高效率、高性能、高性价比的烟机设备基本实现了国产化，并拥有了自主知识产权
11、，生产工艺上的要求也达到了国际水平，不依赖国外设备，基本满足了国内企业的需求，生产制造技术上的提升和自主产权的机械，使得中国在国际烟草预压机市场有了一定的立足地位，取得了一定的市场份额，公司的经济效益明显提高，而且也历练出一批高素质的管理团队和高水平的专业科学人和优秀企业家，而这一切，会继续推动中国烟草机械更好，更多的走向国际市场，带来不菲的而经济效益，将为我国烟草机械行业的发展做出新的贡献，推过中国烟草技术的发展，在此次毕业设计中，我得到了不少人的帮助，包括网上的生产厂家帮我分析现有技术的缺点和有点，以及替我分析以后烟草机械行业的未来发展方向，这为我的毕业设计增添了不少可靠性与理论依旧。第二
12、章，产品的设计2.1 设计的目的：我们所设计的目的，在于我们希望通过自己设计和改革，能够为烟草打压机的发展贡献自己的一分力量。能够提高烟草预压机，的实用性，方便性和稳定性，能够提高国内烟草生产的效率。促进我国的烟草的发展。其主要的机构分布图，如图2-1 所示的要求：液压系统液压机械部分 鉴于 PLC 的控制系统北华大学学士学位论文5图 2-1 液压系统的基本组成2.2 预压机系统的基本组成图 2-2 主要控制部分图1、油缸 A 2、压头 3、传感器 4、料箱底座 5、可编程控制器 6、油缸 D 7、油缸 C 8、复称台 9、荷重传感器 10、捆扎机 11、辊道 E 12、液压站 13、复压打包
13、机 14、辊道 C 15、辊道 B 16、烟包 17、辊道 A 18、空烟包 19、油缸 B 20、料箱 21、传送带 B 22、荷重传感器烟在整个设计中传送带 a、b 以及与之相关的堒道，是整个系统的主要组成部分。动力系统主要是由，油缸被加载的传感器（缸 c）和液压站，在系统中的预压油缸，用于提升料箱的油缸（缸 b） ，组成的动力系统。PLC 装置通过计算对来至于不同系统的，重量，限为开关，已经相关的传感器信息进行分析。从而指导整个系统的相关过程，并且根据 PLC 的计算控制，输送系统，液压系统，以实现工作过程中对烟草的，打包，运输，预压，主压，等一系列的步骤，并且保证系统能够按照计划，有目
14、的的进行。当整个系统开始运行的时候，缸 B 与缸 C 以及结合相关的传感器进行搭配。缸 C 通过传感器，将物体上移，然后缸 B 将料箱提起。当空置的包落入底部后，重量传感器 A，将数据传送到 PLC，主机传人重量传感器 B1，然后油缸 B 落下，料箱落下，运输带 B 左行，将烟传送到箱一。重量传感器 A1 测出箱内的重量。通过相关的计算，计算出重量。当物体的实际重量少于其标准值1 时，重量传感器 A，PLC 收到“减速”信号。当 PLC 收到相关的信号的时候，主控装置将放慢传送带的，运行速度。当物体的实际重量与标准值相差2 时，PLC 收到由重量传感器A1，发出的 “向右”信号。当 PLC 收
15、到此信号后，输送带 B 的运行方向将受到改变。从另外的一个方面讲，料箱将回落到原位。通过 PLC 的计算将会使得缸 C 卸荷。为北华大学学士学位论文6了将料箱内的烤烟压实，我们通过相关的步骤之后，将会使得油缸 A 的活塞杆带动压头向下。再经过一段时间过后，料箱将会再次被缸 B 的活塞杆提起。烟包被装进烟叶。油缸 A 行程开关上移，压头复位。通过传送带，当缓冲堒道接到烟包后停止。若堒道 A 的乘凉台面上没有烟包，重量感应器 B1 便会向 PLC 发出信号，主机会根据实际的情况控制 B 的运行。重量感应器 B1 测算出烟包的重量。并且判断是否达到相应的标准。 。如果没有达到相关的标准，扩音器将会发
16、出， “增加”或者“减少”的语言，从而方便操作工对其的检测与适当的添加。使得其能够达到相关的标准。当烟包重新进行检测，当重量传感器能够检测并且合格。运输带将会运行将烟包送到，指定的位置。当烟包通过这个步骤，将会在相关的区域进行，打压捆绑，方便装箱的步骤。并且这些步骤将会一直不停的运行下去。一直重复的运行。2.3 整机的控制流程2.3.1 作业准备工作 在整个系统开始运行之前，需要做相关的技术准备，首先，要检查的是预压机是否处于待命的状态。压头的停放位置，是否达到相关的技术标准。活动料箱是否达到下位的位置？料箱下下面是否放置空纸箱。位于下面的静态的承重汽缸是否撑起。如果检测无误，预压机处于待命的
17、状态，就可以起到按钮，正常的工作。(1)传送带将会将烟片输送到相对均匀的布料机构上，并且是经过进料、布料、预压及称重复烤后的几个环节。在启动机构两端的布料板的同时，布料机构将会把布料机构送往料箱，料箱内将会被布料板均匀的分布。通过重量传感器，将会时时的检测，箱体内的重量变化，如果当重量传感器，的数值达到我们所设置的数值时。传感器将会发出信号，当 PLC 接受到了相关的信号之后。预压机相关机构将会停止工作，液压缸的压力将会保持。进过传感器的确定重量后，预压装置的行程开关将会回到相关的位置，同时传送带开始向另外的一端，运行。同时开始进料。通过这一系列的步骤，料箱落下。左端开始进料，这样周而复使的开
18、始工作。(2)机构的整体的下压过程将包括快速下降，快进，慢进，保持四个阶段。主油缸的压头开始下压出现在，相对均匀的布料，反向布料后的情况。压头并且会出现下压和保压。1)快速下落阶段的工作原理是，开始阶段，在开始阶段还没接触到，烟片的时候，压头只受到空气阻力的影响，整个助力较小。并且压头自身的重量比较大。依靠自身重量实现，压头的快速下压。2)快压阶段压头下行的工作原理，通过一段时间的下降，压头经过不停的下降，在开始完上诉阶段后，压头开始接触烟片，由于这个时候的，烟片相对的柔软，使得压头不需要太大的里，就能够将烟片往下压。但是随着行程开关的下降，距离的增长，烟片变得慢慢的严密，密度得到相应的增加。
19、这个时候的液压缸开始运动，北华大学学士学位论文7通过液压的作用，使其能够不断的增加力，并且不断的压缩。正是依靠油缸，的不断变化，实现了第二阶段的相关功能。是得烟片变得紧凑。3)慢压阶段工作原理，经过了上面的快速下降以及第二的快压阶段，我们开始进入慢压阶段，因为通过了上面的压整，烟片的密度减小，开始变得紧密，这个时候，只有通过液压缸的不断加压，使得其能够更加的紧密，所以在这个阶段，我们能采用的就是，缓慢向下压的方式，这个过程也被称作慢压阶段。 4)保压阶段的工作原理，经过缓慢下压阶段，烟片已经基本达到了我们所要求的范围，为了防止在施压停止阶段，的反弹。我们设计了包压阶段，这样做的目的是为了使产品
20、的合格。两液压缸开始箱口锁死，并且两者要同时进行。(3)压头卸压和退回工作原理，完成了相关的压紧步骤后，行程开关开始缩回，液压缸的上腔将完成相关的泄压，随后压头以及相关的主液压缸将会缩回。其中压头的回缩阶段，将会分为一下的几个步骤。首先完成的是缓慢上升，在这个阶段为了保证烟片的质量，压头将缓慢上升，其次是快速上升，在中间阶段为了保证效率。在最后的阶段，为了防止收缩过快，对上面机构的损坏，采用的是缓慢上升的设置，这样的处理是为了保证安全。压头上升到终点位，停止，恢复原来的形态。(4)当活动料箱和压头都回到相关的，固定位置的时候，活动料箱和压头都要缓慢的上升退回。这样做的目的是为了保证压头，在位于
21、箱口处的紧锁。保证精密度。(5)当料箱上升阶段的时候，进出烟包的动作。当料箱的下端超过烟片的的上端高度时，传送带开始运作。这个时候的输送带将，压满烟片的料箱推出，并且保证空箱体的进入，这样保证步骤的完整性。当空箱体到达制定的位置的时候，液压缸开始运作，开始供油，液压缸受到供油，缸内空气压出，开始快速的运行，快速的下降，然后开始慢慢的压紧，液压缸保证整个系统的，缸内的压力不变。保压阶段，并且预压机的左右都有设置压头，这样左侧的压头工作结束后，右侧压头又开始运行，他们之间互相的循环，并且两侧的运行的原理完全相同。这样就提高了相关的效率。北华大学学士学位论文8图 2-3 压力机工作流程图2.3.2
22、预压实的机构设计计算(1)预压机的结构与运行原理，预压机的设置主要是为了解决，在压缩过程中，烟片相对分散的特点，通过预压机能够一定的保证，烟片的整洁度。并且能够使得，烟片能够到达相关的料箱的高度。并且预压机的设置能够减少主压机的，压缩距离，通过这样的设计能够有效降低整体的高度。其工作原理主要是，松散烟片进入料箱，行程开关缩回，压头进入料箱内，行程开关向下压，通过相关的叶片，将料箱内的北华大学学士学位论文9烟片压紧，行程开关缩回，压头上升，烟片压紧。图 2-4 预压系统工作流程图考虑到预压机构需要安装的位置比较特殊，我们在设计的过程中，必须考虑到活动料箱的尺寸与由于预压实机构的尺寸比例。(2)预
23、压实机构的总体设计，预压实机主要由升降缸部分和进出缸部分，以及进出部件组成。这三个部件，相辅相成，这三个部件结合在一起。在整个系统首先得提及的是，油缸的分布。在整个预压系统中，总共有 2 个液压油缸。其中一个为升降油缸。其中另一个为进出油缸。在整个系统中活动料箱的结构和尺寸是固定的。并且升降油缸的行程也是固定的，其行程定为 950ram。活动料箱的尺寸和其自身的机构情况，从而决定了进出油缸的行程距离。在整个机构的运行过程中，预压机的中的叉片作为第一步，必须要进入料箱内。正是因为这个要求，我们将叉片放入料箱过后，我们先估计一个值，将这个值的估计参数为 630ram。我们考虑了叉片的进入，就必须考虑其的退出，为了能够实现顺
