自动送线器设计本科论文.doc

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自动送线器的设计说明书学生学号：学生姓名：学生专业：机械设计与制造指导教师： 自动送线器设计说明书摘要本设计是完成用于城市综合布线上的一种机械装置，该装置通过自动送出布线用的玻纤管，并能自动收回玻纤管的方式，实现电话线、光纤等线路方便的穿过城市地下管网，完成布线的要求。该设计可以减小人力成本，又可以方便的实现在地下管道中布线的要求，满足了社会对降低劳动强度、方便操作的工作要求。设计要求：盘线装置直径1200，动力选择汽油机与液压泵（两者型号需匹配），送线部分的动力选择液压马达，工作时可以提供的最大拉力为150公斤力，送线部分可实现正、反两个方向的运动。在网上收集资料，对目前所有装置进行了解，从而了解自动送线设备的设计背景。并对已知的数据进行处理，获得自动送线设备的设计参数。对自动送线装置进行功能的分析和研究，了解其工作流程，并设计出基本的设备结构。并逐步改进，得最终设计方案。对装置的设计性能进行分析，找出其中的不足，进行改进。与设计装置与现有装置进行比较得：1、通过采用液压方式实现自动代替手动；2、采用汽油机作为动力源，适合各种环境作业；3、液压能转化为机械能，节省人力，减少工作人员的劳动强度；4、成本相对低廉；随着时代的发展进步，产品自动化是未来产品的发展方向，产品自动化不仅可以有效的提高工作效率，降低生产成本，还可以提高生产过程的安全性、产品的质量，在生活或者工作中半自动化和自动化产品会越来越受人们的喜爱，被更多的人接受。我所设计的自动送线设备采用现代液压技术及带传送技术，使拉力足够大，相当与几个成年人的拉力，且还有换向功能实现自动送线和收线，并采用液压装置不需要电力装置，使其更加实用。关键词：自动送出收回方便劳动强度液压装置价格`-5- 自动送线器设计说明书ABSTRACTCurrentcitycablelayingisbyusingaknownasglassfiberreinforcedplasticwirefeedingmachineequipmenttocarryout,thiskindofequipmentisalmspipelineopticalcable,cabletelecommunications,electricpowerdepartmentofspecialtools,itiseasytouse,flexiblemobile,timesaving,energysaving,improveworkingefficiency,etc.However,thecurrentmarketofthiskindofwirefeedingmachineisthroughtheuseofhumanwaytosendwire.Thiskindofwirefeedingdeviceinthegeneralcaseofwiringarecoordinatedbymanypeopletocomplete,wiringworkisoftenduetothereasonofsomeoneinterruptorstopworkersfromvolumeduetoshorttimelimitfortheintensityoflaborisverybig,leadtoinefficientlayout.Alongwiththerisingprices,laborcostsrise,thiswayoftraditionalwiringcomprehensivecostisveryhigh.Urbancomprehensivecablelayingwithautomaticwirefeedingdevicebasedonexistingwirefeedingwirefeedinglargelaborintensity,highcomprehensivecostdesignedthisdefect,theautomaticwirefeedingdeviceismainlybyhydraulicautomaticwirefeeding.Throughtheadoptionofgasolineengineaspowersource,drivehydraulicpumpproducestwohydraulicpressureoildrivemotorrotation,hydraulicmotorthroughabeltdriverollerrotation,wirefeedingdeviceoftractiontubeundertheactionofthetractionpressurewheellevelthroughthesymmetricalorcontraction.Bymanualthreefour-wayreversingvalvecontrolledhydraulicmotorandreversingtocontrolthepullofthedraughttubeandthelineandcontroltherunningspeedoftractiontube.Bywayofhydraulicautomaticinsteadofmanualandautomaticthreadandthefunctionofthetake-up,atthesametimethequalityincreaseisnotbig,convenienttransportation,suitableforfieldoperation.Throughtheparameterdesign,structuralanalysisandperformanceanalysisshowsthattheautomaticwirefeedingequipmentcanmeetthelineintheactualconstructionsitesendlineandtheactualneeds.By-5- 自动送线器设计说明书meansofthisautomaticwirefeedingequipmentcangreatlyimprovetheproductionefficiency,reduceproductioncosts,greatlyreducethelaborintensity,improvelaborsafety,andtoincreasetheequipmentmanufacturecostisnegligible,sotheurbancomprehensivecablelayingwithautomaticwirefeedingdevicehasabroadmarketprospect,canproducegreateconomicandsocialbenefits.Keywords:cablelaying,automaticwirefeedingdevice,hydraulicdrive-5- 自动送线器设计说明书目录第一章课题的分析61.1课题的背景61.1.1国内城市线缆铺设现状61.1.2国外城市线缆铺设现状7第二章自动送线器的设计72.1自动送线器的设计思路72.2施工现场参数的设定72.3自动送线器元器件的设计72.3.1送线机构带传动的设计72.3.2手动换向阀的选择82.3.3液压马达的选择92.3.4液压泵的选择102.3.5汽油机的选择112.3.6液压管路的选择12第三章自动送线器的结构分析133.1支架133.2卷线盘143.3汽油机153.4液压泵153.5三位四通手动换向阀153.6液压马达163.7液压管路173.8送线机构18第四章自动送线器的工作过程194.1自动送线设备工作流程...............................................................................194.2液压系统工作流程............................................................................20第五章自动送线器的创新点205.1自动送线器的创新点205.2自动送线设备实用性.......................................................................20第六章自动送线设备实用性.................................................................216.1自动送线器的实用性.................................................................................216.2两种方式的成本比较.................................................................................21-5- 自动送线器设计说明书第七章产品的推广及应用.............................................................................21参考文献.23总结与体会24-5- 自动送线器设计说明书第一章课题的分析1.1.课题的背景1.1.1国内城市线缆送线器现状：城市线缆是随着城市经济的快速发展和生活质量的提高成为新世纪新时代的一种潮流，它对于美化城市环境和提升城市功能已起到了必不可少的有益作用，并产生了崭新的现实效应。地下线缆应该是也必然能反映一座城市社会经济综合发展的高水平，并还能衡量一座城市现代化、科学化发展的高程度。目前城市线缆铺设是通过一种称为玻璃钢送线器的设备来实施的，这种设备是电信、电力部门布施管道光缆的专用工具，光滑又富有弹性的表面可使送线器带动各种钢丝、电缆等轻松地通过狭窄的通道。一般送线器由三部分构成：铜芯、玻璃纤维加强层和高压低密度聚乙烯防护层。这种由外包特种工程塑料层与增强玻璃钢实心杆复合而成的牵引拉线长杆具有弯曲强度高、拉力大、韧性好等特点。它与导入头、牵引头、手动推车组成一体，使用方便、移动灵活，具有省时、省力、提高工效等优点，是电信、电力工程理想的布线工具，深受施工人员的青睐。玻璃钢送线器由扁铁或圆管制成的小支架固定，不仅使送线器规律地盘在架子中，在施工方面也提高了效率。使用时首先将玻璃钢覆杆由引轮引出，然后与相应的金属头联接，穿入管路内。用于清理时，引导头带动清理工具，可以清理管道；用于布放电缆时，可先将钢丝或铁线带入，然后用钢丝或铁线牵引电缆入管。但是，当前市场上的这种送线器是通过使用人力的方式实现送线的，如图1所示。由于送线器所用的玻璃钢是一种纤维强化塑料，具有质轻高强、弹性模量大的特点，送线器送线时所需牵引力逐渐变大，通常需要两个甚至更多施工人员协同工作且劳动强度很大。这种送线器在一般情况下的布线均由多人协调才能完成，布线工作常常会因某一个人的原因而中断或停止，导致布线效率低下。这种传统布线方式由人工完成，由于工期短导致工人工作量大而使得劳动强度很大。随着物价上涨、人力成本升高，这种传统布线方式综合成本很高。图1-1传统送线器-25- 自动送线器设计说明书1.1.2国外城市线缆铺设现状目前国外的城市线缆铺设方法与国内一致，都是通过人工方式进行送线铺设，只是在线缆穿管方式、敷设方法上与国内略有不同。比如著名的谷歌公司为光纤光缆的铺设方法申请了专利，这种方法可以使光纤到户连接过程中避免在用户的家中挖掘铺设渠道。谷歌申请的这项专利被称作“要求低、便捷、高效和节约成本”的光纤部署技术。此项技术包括特殊铺设设备的设计。该设备能够铺设完整的光缆，或只是安装空管气吹光导纤维，该设备也可以容纳同轴线缆或电缆。与埋在地下或通过管道送入的光缆不同，谷歌研发了一种狭窄的“边沿称条”，可以隐藏从街上变电箱里延伸到车道或人行道上的光缆。新的铺设方法可以把家庭用户连接到谷歌在堪萨斯州和密苏里州的超快1G网络。这种线缆的铺设方式目前还只是处于试验阶段而且铺设成本相对较高且主要适用于光纤光缆的铺设，不能适应城市线缆铺设的实际需要。在城市线缆的铺设过程中，国际上普遍采用的常规方式仍然是通过送线器将所需铺设的线缆埋入地下或者通过地下管道送入线缆。作为送线机构，目前仍然主要采用的是人工铺设的方式。1.2课题的设计要求与意义本设计是完成用于城市综合布线上的一种机械装置，该装置通过自动送出布线用的玻纤管，并能自动收回玻纤管的方式，实现电话线、光纤等线路方便的穿过城市地下管网，完成布线的要求。该设计可以减小人力成本，又可以方便的实现在地下管道中布线的要求，满足了社会对降低劳动强度、方便操作的工作要求。设计要求：盘线装置直径1200，动力选择汽油机与液压泵，送线部分的动力选择液压马达，工作时可以提供的最大拉力为150公斤力，送线部分可实现正、反两个方向的运动。设计意义：为了解决在布线中出现的效率低、劳动强度大、操作不方便以及成本高的问题。因此需要设计出一种自动化的机器，让铺线更加方便快捷。而且自动化的机器不仅可以提高工作效率，降低生产成本，还可以提高生产过程的安全性，提高质量。并且随着社会的发展，自动化也是未来产品的发展方向，工作中自动化的产品会越来越多的被人们所接受。新型送线器改善方向：目标：为解决常规布线所出现的效率低下、劳动强度大以及综合成本高的问题。这种送线机构主要基于三个方面的考量来进行设计：①提高工作效率，让机器代替人力来进行长时间的工作；②自动化控制，通过人力的简单引导，让机器代替人力所做的工作，比如送线、拉线等；③通过减少人力来达到节省成本、产生更大效益的目的；我们所设计的城市综合线缆铺设用自动送线设备正是基于解决现有送线器送线劳动强度大、综合成本高这一缺点而设计的，这种自动送线设备主要通过液压方式实现自动送线。本设备通过采用汽油机作为动力源，带动液压泵产生压力油驱动两个液压马达旋转，液压马达通过皮带带动压轮转动，送线器的牵引管在牵引力的作用下通过上下对称的压轮水平伸出或收缩。通过手动三位四通换向阀可控制液压马达的正反转从而控制牵引管的伸出和收缩以及控制钢管运行速度。-25- 自动送线器设计说明书第二章自动送线器的设计2.1自动送线器的设计思路主要通过三个方面的考虑来进行设计：（1）提高工作效率，让机器代替人力来进行长时间的工作；（2）自动化控制，仅通过人力的简单引导，就能让机器代替人力所做的工作，比如送线、拉线等，满足了社会对降低劳动强度、方便操作的工作要求；（3）通过减少人力来达到节省成本、产生更大效益的目的。通过以上考虑，我所设计的新型自动送线器主要通过液压的方式来实现自动送线。新型自动送线器的设计为：（1）为了降低劳动强度，自动送线机构提供动力源以代替人力，所以动力的部分选择汽油机与液压泵；（2）送线部分的动力选择液压马达，工作时可以提供的最大拉力为150公斤力；（3）为了送线部分可实现正、反两个方向的运动，选择手动的三位四通换向阀；（4）送线机构则选择使用多楔带传送；（5）液压泵、三位四通换向阀、液压马达的连接则使用液压管。送线器的原理：该设备主要通过使用汽油机作为动力，汽油机带动液压泵产生压力油驱动两个液压马达旋转，液压马达可通过主动轮带动皮带，使皮带带动压轮转动，而送线器中的牵引管则在牵引力的作用下通过上下对称的压轮水平前进或后退。可以通过手动的三位四通换向阀控制液压马达的正转或反转，从而控制牵引管的前进和后退以及控制牵引管的行进速度。2.2施工现场参数的设定在实际的施工现场，一般需要两个或两个以上的成年男性共同拉线以实现线缆的送线。成人男性拉力一般最大为500N左右，考虑到实际情况，假设自动送线设备的最大拉力为1500N，此拉力由两根对称的多楔带提供，即每根多楔带需承受750N力。根据施工现场的实际情况，将线缆送线的平均速度设定为0.15m/s，此速度可由自动送线器中的三位四通手动换向阀控制。2.3自动送线器元器件的设计该送线机构由对称的多楔带部件组成，每组多楔带部件主要由一个主动轮、一个从动轮、四个压轮以及支承部件构成。多楔带是以平带为基体、内表面排布有纵向40°等间距梯形楔的环形橡胶传动带，其工作面为楔的侧面。多楔带特别适用于结构要求紧凑、传动功率大的高速传动。多楔带的优点是：（1）多楔带与带轮的接触面积和摩擦力较大，载荷沿带宽的分布较均匀，因而传动能力更大；由于带体薄而轻、柔性好、结构合理，故工作应力小，可在较-25- 自动送线器设计说明书小的带轮上工作。（2）多楔带还具有传动振动小、散热快、运转平稳、使用伸长小、传动比大和极限线速度高等特点，因而寿命更长；（3）节能效果明显，传动效率高，传动紧凑，占据空间小。（4）多楔带的背面也能传动，而且可使用自动张力调整器，使传动更加安全、可靠。多楔带的设计依据国家标准JB/T5983-1992《多楔带传动设计方法》的相关要求确定。2.3.1多楔带的设计计算：多楔带的设计计算：①带传动所传递的功率为考虑到轴承效率、摩擦力、实际效率，其值可分别取为0.9、0.8、0.8，则实际功率为②根据实情，取=1.2，则设计功率=1.2×0.20=0.24kW③由设计功率，选取PJ型多楔带④传动比i=1，带轮有效直径de=20，考虑实情，暂取=60⑤0.7(60+60)=84<<2(60+60)=240，暂取=200，则=2+1.57×(60+60)=588.4，取Le=630；中心距a=a0+(Le-L0)/2=200+(630-588.4)/2=220.8，中心距的变动范围：()=220.8-10=210.8~(a+△)=(220.8+8)=228.8⑥包角α=180°，包角系数=1，带长系数=0.83⑦=0.04kW，△=0，楔带数Z==0.20/(0.04×0.83)=6⑧多楔带周长=2πR+2a=2×3.14×30+2×220.8=630根据以上计算出来的参数，多楔带选取PJ型630。2.3.2手动换向阀的选择换向阀是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀。是实现液压油流的沟通、切断和换向，以及压力卸载和顺序动作控制的阀门。-25- 自动送线器设计说明书为了操作方便简单，选择手动换向阀。在设备中,手动换向阀的作用是通过控制液压马达的正反转来控制多楔带中主动轮的正反转从而带动多楔带运动。根据设计要求，自动送线器既可以实现拉线也可以实现收线，因此牵引管在送线机构中能够实现前进、后退以及停止三种运动状态同时还能够实现速度的变化。送线速度的变化可以通过控制换向阀的开度来实现，而三种运动状态则需要换向阀具有三个工作位置。根据以上要求，可选择淮安市巨达液压机械有限公司的三位四通手动换向阀34SM-L10H-T，该阀为M型中位机能，公称通径为10mm，弹簧复位，工作压力为21MPa，流量为31.5L/min，重量为3.9kg。2.3.3液压马达的选择液压马达是液压系统的一种执行元件，它将液压泵提供的液体压力能转变为其输出轴的机械能。在本设备中，液压马达的作用是在手动换向阀的控制下带动送线机构中的主动轮正转或反转以实现送线或收线的目的。而在液压马达中，选用摆线液压马达。摆线液压马达是一轴配流镶齿定转子副式的小型低速大扭矩液压马达。摆线液压马达的优点：（1）体积小，重量轻，它的外形尺寸比同样扭矩的其它类型液压马达小得多。（2）转速范围广，可无级调速，最低稳定转速可达15转/分，安装布置方便，投资费用低。（3）在液压系统中可串联使用，也可并联使用。（4）转动惯性小，在负载下容易起动，正反转都可使用，而且换向时不用停机。摆线液压马达用途广泛，主要用于农业、渔业、轻工业、起重运输、矿山、工程机械等多种机械的回转机构中。液压马达的选择计算：①带传动所传递的功率为考虑轴承效率、摩擦力、实际效率，其值可分别取为0.9、0.8、0.8，则实际功率为②液压马达转速：(R为多楔带轮半径)-25- 自动送线器设计说明书③液压马达最大可能排量：经过计算，液压马达采用镇江大力液压马达有限责任公司的BMR-80摆线液压马达。2.3.4液压泵的选择液压泵是液压系统的动力元件，是靠发动机或电动机驱动，从液压油箱中吸入油液，形成压力油排出，送到执行元件的一种元件。在设备中，液压泵的作用是将机械能转化为液压油的压力能，以给手动换向阀和液压马达提供一定压力和速度的液压油。一般在负载小、功率小的机械设备中，可以使用齿轮泵。因此，在液压泵中选择外啮合的齿轮泵。齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出口处阻力的大小。齿轮泵的特点：（1）结构简单，紧凑；（2）容易制造，价格便宜；（3）工作要求低，应用广泛；（4）维护方便，寿命长。由于在施工现场，自动送线器也应满足重量轻的要求，便于送线设备的搬运，因此尽量选择较轻的液压部件。综合以上要求，选择岛津齿轮泵：GPY-8R。（排量8.01ml/r，额定压力21MPa，转速500~3000r/min，效率90%）流量=500~3000r/min×8ml/r=4L/min~24L/min；功率=21×106×(4~24)×10-3/60/1000=1.3~7.8kW该泵应配电动机功率为：=1.3~7.8kW/0.9=1.2~7.0kW2.3.5汽油机的选择汽油发动机是以汽油作为燃料，将内能转化成动能的的发动机。由于汽油粘性小，蒸发快，可以用汽油喷射系统将汽油喷入气缸，经过压缩达到一定的温度和压力后，用火花塞-25- 自动送线器设计说明书点燃，使气体膨胀做功。汽油机的特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便。汽油发动机的特点：由于汽油粘性小，蒸发快，可以在气缸外部与空气形成均匀的混合气，然后将混合气吸入气缸，或用汽油喷射系统将汽油喷入气缸，使气体膨胀做功。在设备中，汽油机的作用是给液压系统提供动力源，施工现场的汽油机必须满足质量较轻的要求。综合以上，选择本田汽油机：GXV160。（功率3.5kW）2.3.6液压管路的选择液压软管主要由耐液体的内胶层、中胶层、2或4或6层钢丝缠绕增强层、外胶层组成，内胶层具有使输送介质承受压力，保护钢丝不受侵蚀的作用，外胶层保护钢丝不受损伤，钢丝层是骨架材料起增强作用。液压管主要用于液压器件的连接。液压软管的特点：1.胶管选用特种合成橡胶配合制成，具有优良的耐油、耐热、耐老化性能。2.管体结合紧密，使用柔软，在压力下变形小。3.胶管具有优良的耐曲绕性和耐疲劳性。液压管路选择：漯河市汇龙液压胶管有限公司制造的阿尔特AESTR美标胶管，型号为HYDRAULICHOSE-602-1303-40MPa第三章自动送线器的结构分析设计的自动送线器是由支架、卷线盘、汽油机、液压泵、手动换向阀、液压管、送线机构等构成。为了使整个设备保持平衡及操作简单方便，汽油机及液压泵放在支架左下端，手动换向阀及送线机构等放在支架右上端，如图所示。-25- 自动送线器设计说明书新型自动送线器的外形图该设备主要包括以下几个部分：3.1支架该支架与传统的送线器在结构形式上主要有两个方面的不同：（1）支架的本体跟传统的支架相比，本设备的支架要长一些。在支架左下端焊接一块钢板用来安装汽油机和液压泵。在支架右上端焊接一块钢板以便安装手动换向阀以及送线机构。为了减轻重量，右上端的钢板可设计为中空。支架左下方增加一个可锁小滚轮，这种设计可以大大减小支架移动的推力，降低劳动强度，方便搬运，如图所示。在支架下方增加的可锁小轮-25- 自动送线器设计说明书（2）导引轮导引轮通过螺栓固定在支架上，可通过螺栓调节其在支架上的安装位置。导向头可360°旋转，这样能够保证牵引管能够尽量以水平方向送入送线机构，如图所示：导引轮3.2卷线盘卷线盘与传统送线器的结构基本一致。3.3汽油机本设计采用本田GXV160垂直轴通用汽油机，如图所示。该汽油机主要是为该自动送线机构提供动力源以代替人力。本田GXV160汽油机该汽油机主要优点如下：（1）具有理想的燃烧室性状，优良的吸排气效果，大幅度提高燃烧率的OHV构造；（2）质量轻，能够方便的搭载动力设备；（3）OHV式配气机构能产生强劲的动力和扭矩，并且能大大降低燃油的消耗；（4）该汽油机采用自动减压装置和晶体管磁体点火系统，这样在启动的时候会更加方便和可靠；（5）消音器和空滤器的设计把噪声对环境的污染降低到了最低。-25- 自动送线器设计说明书该汽油机的主要参数如下：项目技术参数产品名称本田GXV160汽油机额定功率3.5kW汽油机型式单缸、四冲程、强制空气冷却气缸直径（mm）68活塞行程（mm）45排量（mL）163压缩比8.0:1点火方式晶体管磁体点火（无触点）起动方式手拉反冲起动空气滤清器型式双重式润滑油容量（L）0.65尺寸（长×宽×高）（mm）420×365×355净重（kg）15.5（N1曲轴）3.4液压泵本设备采用日本岛津齿轮泵GPY-8R。岛津GPY-8R齿轮泵该齿轮泵的主要优点在于：（1）优良的耐久性，在24.5MPa条件下，通过了一百万次的冲击疲劳实验。 （2）高效率：经精确细致的构造设计，此系列齿轮泵保存在高容积效率与高机械效率。 （3）使用寿命长：性能优良的高抗磨性轴承与高压，高速的场合运转不致烧坏。 （4）重量轻、结构紧密精致。 （5）本体采用铝合金，高精密造型设计，噪音低。 -25- 自动送线器设计说明书（6）适用范围广：广泛用于土木建设机械、产业车辆、搬运机械、农林渔业其主要参数如下：公称排量：8.01ml/r；额定压力21MPa；最高压力：22.6MPa；额定转速：1800r/min；最高转速：3000r/min；最低转速：500r/min；效率：90%重量：1.2kg。3.5三位四通手动换向阀因为考虑到设备需要有正转、反转、停止三种工作状态，所以我们在此可选用淮安市巨达液压机械有限公司的三位四通换向阀34SM-L10H-T，如图所示。三位四通手动换向阀该阀为M型中位机能，公称通径为10mm，弹簧复位，工作压力为21MPa，流量为31.5L/min，重量为3.9kg。3.6液压马达液压马达在手动换向阀的控制下可以实现正转和反转运动，通过液压马达的正反转带动送线机构中主动轮的正反转从而带动牵引管在多楔带的摩擦力作用下前进和后退。经过计算，液压马达采用镇江大力液压马达有限责任公司的BMR-80摆线液压马达，如图所示。‘-25- 自动送线器设计说明书摆线液压马达BMR系列BMR系列摆线液压马达是一种微型轴配流马达，该马达使用镶柱式式转定子付，具有在高压力下工作并能自动补偿的结构，从而使整机具有高效保持性好，工作寿命长。其主要特点为：采用先进的转定子参数设计，启动压力低，效率较高，并且保持性好，运转平稳；采用高压轴密封，可承受较高背压，允许串、并连使用；联动轴结构特殊设计，马达使用寿命长；特殊配流系统参数设计，可满足低噪音要求；马达结构紧凑，安装方便。这种马达的主要参数如下：排量（cm³/rev）81.5工作压差（MPa）额定14转速（rpm）额定650连续17.5连续750断续20断续940峰值22.5扭矩（N·m）额定160流量（L/min）额定55连续195连续60断续220断续75峰值270重量（Kg）6.9输出功率（kW）连续12.5断续153.7液压管路液压管主要用于液压器件的连接，可采用漯河市汇龙液压胶管有限公司制造的阿尔特AESTR美标胶管，型号为HYDRAULICHOSE-602-1303-40MPa，如图所示。液压管3.8送线机构送线机构是设备的核心部件，主要用于控制牵引管的前进和后退。（1）送钱机构的正面视图如图所示。从图中可知，送线机构分为上下两-25- 自动送线器设计说明书个对称的部分，且每个部分各有一个主动轮和一个从动轮（右端大轮为主动轮）以及4个压轮构成。两个液压马达分别与主动轮通过平键刚性连接。可以通过手动的三位四通换向阀控制液压马达正转或反转，从而带动主动轮相应地正转或反转。主动轮通过多楔带带动从动轮转动，主动轮与从动轮之间有四个大小相同的压轮，压轮放在下端，用来增大多楔带与牵引管之间的摩擦力。上端则固定一个固定板，防止多楔带上下晃动。通过螺杆及支撑板使主动轮、从动轮、压轮、固定板与端盖刚性连接。送线机构正面视图（其中下部多楔带隐藏）送线机构的侧面视图如图所示。从图中可知，送线机构的上下两部的两侧通过嵌入式侧板定位。送线机构侧面视图（其中左边引导机构隐藏）-25- 自动送线器设计说明书（3）送线机构背部视图如图所示。从图中可知，弹簧压紧调节机构包括背部两侧对称安装的弹簧以及中间固定的一个可调螺杆。通过旋转螺杆，可调节两侧弹簧从而控制送线机构上部和下部之间的距离，从而增大或减小牵引管与多楔带之间的摩擦力。送线机构背部视图第四章自动送线器的工作过程4.1自动送线设备工作流程1)将卷线盘中的牵引管通过导引轮水平穿过送线机构；2)通过弹簧压紧调节机构控制送线机构中两多楔带之间的距离以调节多楔带与牵引管之间的摩擦力；3)手拉反冲启动汽油机，汽油机带动齿轮泵转动；4)具有一定压力能的液压油通过液压管路进入三位四通手动换向阀；5)扳动手动换向阀手柄控制液压油进入液压马达的方向；6)两个液压马达分别带动主动轮正转或反转；主动轮通过多楔带带动从动轮及压轮转动；多楔带移动产生摩擦力带动牵引管前进或后退；7)控制手动换向阀的开度即可控制送线的运动速度；8)牵引管运动到所需位置时将手动换向阀扳动初始的中间位置即可使送线机构停止运动。-25- 自动送线器设计说明书图14自动送线设备工作流程自动送线设备工作流程如图14所示，其液压原理图如图15所示。4.2液压系统工作流程1滤油器2齿轮泵3汽油机4溢流阀5节流阀6三位四通手动换向阀7液压马达图15自动送线设备液压原理图第五章自动送线器的创新点5.1自动送线设备创新点我们设计的城市综合线缆铺设用自动送线设备主要有以下创新点：1、通过采用液压方式实现自动代替手动并实现自动收线的功能创新传统的送线机构采用的方式为人力输送，这样的输送方式浪费了过多的人力资源。自动送线设备采用的方式为液压传动模式，在一定程度上减少了人力，大大降低了劳动强度；又因为采用的方式是液压输入控制动力，所以自动送线设备在送线速度上能够保持稳定，从而可避免一些突发情况的发生。-25- 自动送线器设计说明书通过使用三位四通手动换向阀控制液压马达的正转和反转，轻松实现牵引管的自动送线和收线，而且通过控制手动换向阀的开度轻松控制送线和收线的速度。传统送线设备的收线模式也是采用人力完成，这比送线需要更大的劳动强度。而自动送线设备只需要轻轻扳动换向阀手柄即可实现收线，简单快捷，劳动效率得到极大提高。2、可倾斜角度的送线调整机构便于最佳角度送线在自动送线设备送线机构入口有一个送线角度控制器，这种可倾斜角度的送线调整机构便于最佳角度送线，使牵引管能平稳的进入或退出送线机构从而减少阻力，这种设计能够更灵活地满足现场工作的需要。3、独特的双向皮带传动，通过摩擦传动牵引送线带传动结构简单，具有缓冲吸振的特点，噪声小、传动平稳，过载打滑，可起安全保护作用，采用皮带轮实现平稳送线。带传动应用于送线设备可很好保护脆弱的牵引管。在送线机构的前后两端各设计一组导引机构，此导引机构能够保证牵引管在送线机构中水平运动，从而实现牵引管的顺畅移动而不会产生卡滞的现象。4、弹簧压紧调节机构控制压紧力本设备是通过多楔带与牵引管接触产生的摩擦力作为牵引力的。我们在送线机构两侧设计各安装了一根弹簧（也可再增加两根弹簧），通过正中的螺杆旋紧机构调节弹簧的弹力控制两组多楔带之间的距离从而调节摩擦力，使得该设备可适用于不同直径大小的牵引管的送线。该手动调节装置为人工控制，以确保牵引管在输送过程中既不出现打滑现象，也不存在卡滞现象，以保证牵引管的顺利传送。5.2自动送线设备实用性我们设计的城市综合线缆铺设用自动送线设备主要有以下实用性：1、在原有的机械上增加的质量有限，整机质量小，方便运输。2、采用汽油机作为动力源，适合野外作业等。3、液压能转化为机械能，节省人力，极大地减轻工人劳动强度。4、整机进行有限元分析验证，结构稳定可靠。第六章自动送线设备实用性1.1自动送线设备实用性（1）在原有基础上增加的质量不多，方便运输。（2）采用汽油机作为动力源，适合野外作业。（3）使用机器来代替人工送线，节省了人力，提高了效率，也减轻了工人的劳动强度。（4）自动送线器结构稳定可靠，成本不高。（5）工作原理简单，操作起来方便，一学就会1.2两种方式的成本比较假设某一项工程需要5人做一天（按10个小时计算）（1）传统送线器的成本：假设每人每天的费用为工资150元，伙食费加水费为20元，则需要的费用为：（150+20）×5=850（元）。其中未包含意外保险之类的费用。-25- 自动送线器设计说明书（2）新型送线器的成本：由于采用自动化控制，效率大大提高，5人一天的工程量预计机器要5个小时。①机器本身的成本：查询价格知：汽油机：1300元齿轮泵：500元液压马达：650元手动换向阀：85元送线机构：2000元机器费用总计：4535元。②机器消耗的成本：以汽油6元一升计算，汽油机的耗油量为0.9L每小时。所以工作一天的费用为6×0.9×5=27（元）。③人工的成本：因为使用了新型的自动送线器，所以最多需要两人和一台机器就能完成工程。则每天的费用为：170×2×0.5=170（元）。因此，新型送线器一天的成本总共为：27+170=197（元）因为设备的使用寿命长，新型送线器本身的成本费用平摊到每个工作日，则其成本接近于零。所以与传统的送线器相比，新型送线器每天的费用仅为传统送线器的四分之一。所以，从长远来看，我所设计的新型送线器能够减少大量成本，而且提高了工作效率，工人的工作强度大大降低，工人受到意外伤害的可能性也大大降低，设备的优越性得到体现。第七章产品的推广及应用随着时代的发展进步，产品自动化是未来产品的发展方向。产品自动化不仅可以提高工作效率，降低生产成本，还可以提高生产过程的安全性，提高质量，在生活以及工作中半自动化和自动化产品会越来越被人们所接受。我们所设计的的自动送线设备采用现代液压技术以及带传动技术，使拉力足够大，相当于几个成年人的拉力，且还有换向功能实现自动送线和收线，而采用汽油机能够实现在户外以及没有电的地方工作。虽然生产制造自动化是制造业目前和今后的必然趋势，但人工生产的不足与机器自动化生产的优势是相对淘，这并不是说人工生产一概不好或机器自动化生产一定都好。而人具有很高的柔性和卓越的思维预测能力，因此在追求制造高度自动化的同时，仍然离不开人类的独特作用，机器的使用过程需要与人类的智力相结合，人与机器相辅相成。工程经验也表明，在很多情况下，人工操作与机器自动化生产并存的混合模式恰恰是一种最经济的生产模式。在部分情况下，例如在自动化装配中，某些零件的形状不适合采用自动化装置自动送料，或者说，即使要实现自动化送料，相关装置在结构上会非常复杂，成本特别高，在此情况下就可考虑采用人工送料，如果要实现制造自动化，可能设计制造自动机械的成本会非常高，而采用人工-25- 自动送线器设计说明书来完成部分或者全部工作，既不会存在质量方面的困难，成本又非常低廉。自动送线设备的作用很强，大致可以归纳为以下几点：1、简单而且实用。工作原理简单，操作起来方便，基本一看就会，两个人甚至一个人都可以操作。2、解放工人的手臂，采用汽油机作为动力源带动皮带转动提供强大的牵引力；3、传动模式为带传动，换向阀控制主动轮转向，从而控制自动收放线；4、手动控制摩擦力的大小防止牵引管在传动过程中发生打滑和卡滞现象，更能适应各种不同的工况。目前在城市的线缆铺设设备仍然使用的是传统的送线器，送线的方式仍然是人工送线。送线器的牵引管是玻纤管，玻纤管是将玻璃纤维丝浸渍树脂后在光电热一体的高速聚合装置内固化，经牵引拉挤成型。玻纤管具有质轻而硬，不导电，机械强度高，抗老化，耐高温，耐腐蚀等特点。送线器送线时所需要牵引力会逐渐变大，因此需要更多的施工人员共同协作完成，这样会浪费大量人力资源，而且随着物价上涨，人工成本的增加，传统的送线方式综合成本会提高。但使用我所设计的新型自动送线器能够极大地提高工作效率，降低成本，减轻劳动强度，提高工作的安全性。而且随着社会的发展进步，自动化必将是未来产品的发展方向。产品自动化不仅可以提高工作效率，降低成本，还可以提高工作的安全性，提高质量，在未来自动化地产品必将会越来越多的被人们所接受。虽然科技日新月异，但是目前在城市线缆铺设上仍然采用的是人工操作的方式。通过采用我们设计的自动送线设备能够极大提高生产效率，降低生产成本，大大降低劳动强度，提高劳动的安全性，而该设备所增加的制造成本却可忽略不计，因此我们设计的城市综合线缆铺设用自动送线设备有广阔的市场前景，必定能够产生极大的经济效益和社会效益。九、参考文献[1]万象.《机械制图》.高等教育出版社，2002年7月[2]濮良贵.《机械设计(第七版)》.高等教育出版社[3]罗良武、王嫦娟.《工程图学及计算机绘图》.机械工业出版社，2003年2月[4]何镜民.《公差配合与技术测量》.机械工业出版社，1999年10月[5]黄锡恺.《机械原理(第六版)》.高等教育出版社[6]吴宗泽.《机械零件设计手册》.机械工业出版社，2004年1月[7]胥宏.《机械设计基础》.北京科学出版社，2007[8]许福玲.《液压与气压传动》.机械工业出版社，2007-25- 自动送线器设计说明书[9]牛海山.《液压元件与选用》.化学工业出版社，2015年1月[10]陈启松.《液压传动与控制手册》.上海科学技术出版社，2006年总结与体会在为期两个月的毕业设计中，我深深地认识到了自己知识的匮乏与思考问题的不全面。在设计过程中也暴露出了相当多的问题，但在老师的指导和自身的努力下，我克服了很多困难，最终如期完成了毕业设计。通过这次毕业设计，在巩固和掌握已知的知识的基础上，我又学习到了很多新的知识。从资料收集与调研，到功能的分析研究，到方案的设计，到最后完成毕业设计。在这个过程中，我把在大学里学习的理论知识与实际相结合，充分运用所学的知识，在运用中把所学知识-25- 自动送线器设计说明书融会贯通，我也从中掌握到了一定的学习方法。同时在老师的指导下，我掌握并学习到了对问题的一些思考方法和对做一个设计的基本思路，这让我学会了独立与创新，为我以后的人生开启了一盏明灯。总的来说，在这次毕业设计中，我学习并认识到了很多，明白了学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。-25-