纸堆翻转机液压系统设计
王灿才，王所杰
（青岛科技大学，青岛 266042）
4 结果与讨论
按照上述模型，设定纸堆高度 H=1 m，全开 B系列纸张，定量 w=120 g/m2 铜版纸，纸堆翻转车，摩擦因数为μ=0.3，自动纸堆翻转车报价，纸张厚度为 d=0.092，液压系统工作压力 p=15MPa， L1=1.0 m， L2=0.3 m，通过模型计算可以得到：D1=52 mm， D2=72 mm。
取 D1=55 mm， D2=80 mm，制作油缸及纸堆翻转机，完成全部结构的设计与制造。制作成的样机和液压系统见图 4。“夹紧”时，三位四通换向阀 2 由电磁阀带动连同左位，高压油液经齿轮泵，减压阀，自动纸堆翻转车配件，电磁换向阀 2，单向阀 6，节流阀 11，液压缸 17。高压油推动活塞推出，此时油缸 17 推出。同时另一路油路，经过电磁换向阀 3，单向阀 7 和节流阀 13，将油缸18 推出。此时在这 2 个油缸的驱动下把纸堆夹紧。达到设定的压力后，压力继电器发出信号，电磁换向阀 2 和 3 被接通，滑至中位，油路被切断，液压泵卸荷，油缸未卸荷。此时由于液控单向阀的存在，和三位四通换向阀的 P 型中位机能，油缸的油不会回流至油箱，从而实现液压缸的保压。“打开”时，此时液控单向阀 6， 8 和节流阀 12， 14 首先被接通，单向阀6， 8 被打开，从而使液压缸 17 和 18 中的高压液压油通过节流阀、三位四通电磁换向阀的 P 型中位、减压阀与油箱连同，实现液压缸的缓慢释压，将纸堆松开，释压的快慢由 12， 14 中的节流阀调节。
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纸堆翻转机液压系统设计
王灿才，王所杰
（青岛科技大学，青岛 266042）
3 液压系统参数数学模型
通过上述分析，确定了纸堆翻转机的推力 F 和 T。在此基础上进一步明确液压系统的主要参数，如液压油的工作压力 p，油缸的直径 D，入油口和出油口直径 d，油缸行程 l，油箱体积 V 等参数。目前齿轮泵的工作压力一般在 16 MPa 左右，自动纸堆翻转车维修，所以在纸堆翻转机中，可以采用 p=15 MPa 来进行设计和计算。综合式（1）和式（2）可以通过纸张参数（定量、开本、厚度、摩擦因数）和纸堆高度求出夹持力F，通过式（3）可以求出推纸力 T。由 F=pA 可以建立纸张的参数和油缸直径的数学模型：
式中：D1 为夹持油缸的直径；D2 为翻转油缸的直径。夹持液压油缸的行程 l1 由纸堆高度 H 和夹板之间的距离决定，如果上下 2 个油缸错位设计，则油缸的行程更为自由。推力翻转油缸的行程由机架的结构、纸堆翻转的角度、底部支撑的位置等因素综合决定。
纸堆翻转的速度要求不高，油缸的速度 0.1 m/s即可满足要求。入油口和出油口直径可以按照缸径D，参照 ISO 8138 选择。而油箱的体积 V，可以通过所有油缸的体积（可通过 D 和 l 来计算）、油管体积来确定。
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王灿才，王所杰
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5 结语
油缸的直径是整个液压系统的关键参数。对于翻转机的液压系统来讲，如果采用齿轮泵的供油方式，其油箱输出的油压不超过 16 MPa。一般情况下，纸堆翻转机采用齿轮泵供油的方式可以满足推力需要，因此，在此条件下，油缸直径直接确定了油缸的尺寸及整个液压系统的整体结构。纸堆翻转机要适应不同纸张幅面和纸堆高度，如果设计针对性强的纸堆翻转机，对其液压系统的计算，不仅可以保证机器的正常运转，也可以减少不必要的浪费。文中在理论分析的基础上，对纸堆和纸张的受力情况进行了深入分析，结合翻转机的结构，确定了计算液压油缸直径的便捷方法，并通过样机的验证，证实了计算方法的有效性和可靠性。
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