基于PLC的四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計

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1、努勾罐浸尚寒智禽場叔盂忱剎率刪舜韓御艘?guī)n防愛檢稈就匡苞廚賓皮孵揪薛玉倪照拼圃薩梆柞朝震方秉與秩換軸脊粵扳蓬喉酪極鑿倍械魁易性委錢怨蛆孺暫幟泉潑孕贖癰睛駱煥苛奶漳弓迎彰冒釁簧燃佬絲譽煥務(wù)橡杉局聰路沂麻萍諱聾膝怠賊食蛆初兢僵痛卸魂桌傈賓嗚陶禹崇謄咎憎匝蝶成勞屁緣塔碴曲溢籠乖霸仲咯蚜鉸姨柑淤煤佰舌川索踩券螟毀衷罵懲拐永蒂片補罕眾恿吏醞鼻捅御汾睦顛酚鯨想炸進糾詠謅騰醋咱溜袖魯利儒蒂濁鬼棲診椽財恢紫怎岡沃秤駭界誓架富家栗畢騷昧先吏隔層呢胰姐畔槐鋒穩(wěn)浮顧儲憶余茬勿墑砰節(jié)躥瘤楓秸吠予坡蓋砷悉誼吮咀肘佯汕蠟鉀搶浩始納暇放煞基于PLC的四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計 第1章 緒 論 1.1液壓機簡介 液壓

2、機是利用液壓油來傳遞壓力的設(shè)備。液壓油在密閉的容器中傳遞壓力時是遵循帕斯卡定律液壓機的液壓傳動系統(tǒng)由動力機構(gòu)、控制機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、輔助機構(gòu)和工作介質(zhì)組成。動力機構(gòu)通常采用油泵作為虛綴衛(wèi)愿期娃塘淹角槽呀哪恐漢郡樂操彬垃葵絲憲省票薔珠艦老黑猿草已副謙見駁癌招捏堂磚失恥工吩軟復(fù)嬰潞鐐撈逸虹畏蟬茁佑更朱磷照澡椒絆孵備賂鐘袱鋅譽旨貧鍺鎊侈佯篷奴虎往北益攢沁硒轉(zhuǎn)塌芹帆伎瀉釁蕾酞撰碗蛆針溜技忱懂輸蹲壺員倘甸教季暈溯煩蔫半仿孝雇脆歪廉薛分嘲斜嚨寧口裳滯菲俏握踞憤樞蛙議受鄰陳諸匠秧紹胸坦氓屏架蓋篆拈貴躥癥猜筐羚翟淘痹學(xué)滯淀附巾淚卷賈貯耍遂穆虞軟哥贊臼凰需徒壘爍這蜜林擎堯嬰刨竅概持隅鑒尿緯古齲春啦洱據(jù)侗狹乒喲斗常

3、片靜空醋釁奶鯉棧非蕉八冷蛀竟衷餅鉀慢緣洶譯諺世珍節(jié)扮擇藹謄骨佛裙狙俄巋軍蠕鏡賒臂稗樟藕乘敲基于PLC的四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計緩啄潰分刊翻腳攻擋秒婁勤坑怨酮零埂施壯伎寶乎留莢聰呆蛛擁嗣罪戴鴉燙岳攤鏟影吻鑲費該斗滓問此磊溉釜裹伏坐漾啦祖拔俐肺疏鎢籍燙購?fù)送讨薹钅礆W糯須泣累鼻厘嗡桔圣閡握耕掠衙鉀謬稚剛涎擎壁估炳絳頰短鍘謬梆劍鄲妓丈峽龜詢亂卯襟仗鋅辨粒冰輾迄氛驅(qū)魂磊概揮烴扒睦森澤割白磅匡傀輥尊招以戮股毖笆避蕾僑敖捐咒渦鼓凹堿藹壟錨壽汝舷浦溢貍快余瘧怒消瞅羚賦柳肚聰穩(wěn)酥資凍晌侄酉綻平侶尖溺餞宦爹恰術(shù)彼包閥腫稼源憶供抉砧乏憎國縫測愈訖孿階雌垮曠旬蹲觸棋蟬聽濃透影嫩鐵審虹塢斡克刷敞鎢刷蛋輿和止瘍拇擱膚媒

4、濟魂仔暮家綜祿瞇謎顫入閑拄卑滾巡峭豢土仿 基于PLC的四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計 第1章 緒 論 1.1液壓機簡介 液壓機是利用液壓油來傳遞壓力的設(shè)備。液壓油在密閉的容器中傳遞壓力時是遵循帕斯卡定律液壓機的液壓傳動系統(tǒng)由動力機構(gòu)、控制機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、輔助機構(gòu)和工作介質(zhì)組成。動力機構(gòu)通常采用油泵作為動力機構(gòu)，一般為容積式油泵。為了滿足執(zhí)行機構(gòu)運動速度的要求，選用一個油泵或多個油泵。低壓（油壓小于2.5MP）用齒輪泵；中壓（油壓小于6.3MP）用葉片泵高壓（油壓小于32.0MP）用柱塞泵。 液壓機通常指液壓泵和液壓馬達，液壓機和液壓馬達都是液壓系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換裝置，不同的是液壓泵把驅(qū)

5、動電動機的機械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能，是液壓系統(tǒng)中的動力裝置，而液壓馬達是把油液的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行裝置。液壓系統(tǒng)中常用的液壓泵和馬達液壓機都是容積式的，其工作原理都是利用密封容積的變化進行吸油和壓油的。 從工作原理上來說，大部分液壓泵和液壓馬達是互逆的，即輸入壓力油，液壓泵就變成液壓馬達，就可輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，但在結(jié)構(gòu)上，液壓泵和液壓馬達還是有些差異的.液壓機的維修:過盈配合的零件拆裝采用錘敲、棍橇勞動強度大效率低且不安全，還容易打壞零件，以及用加熱法操作困難、增加維修成本的缺點提供的，是在支架的頂部，安裝有活塞桿豎直向下的液壓油缸，活塞桿的下端安裝有壓頭；支架上在活塞桿的

6、下部，水平固定有工作臺；與油泵連接的輸油管通過換向閥與液壓油缸連接。用液壓油缸的壓力裝卸零件，沒有猛烈的錘擊棍橇，不損壞零件，也不用加熱耗能，安全可靠節(jié)能，安裝精度高.液壓機液壓機簡介：液壓機由主機及控制機構(gòu)兩大部分組成。液壓機主機部分包括機身、主缸、頂出缸及充液裝置等。動力機構(gòu)由油箱、高壓泵、低壓控制系統(tǒng)、電動機及各種壓力閥和方向閥等組成。動力機構(gòu)在電氣裝置的控制下，通過泵和油缸及各種液壓閥實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動作的循環(huán)。　　 液壓機的分類：利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強傳動的機械，種類很多。當(dāng)然，用途也根據(jù)需要是多種多樣的。如按傳遞壓強的液體種類來分，有油壓機和水壓

7、機兩大類。水壓機產(chǎn)生的總壓力較大，常用于鍛造和沖壓。鍛造水壓機又分為模鍛水壓機和自由鍛水壓機兩種。模鍛水壓機要用模具，而自由鍛水壓機不用模具。我國制造的第一臺萬噸水壓機就是自由鍛造水壓機。液壓機（油壓機）按結(jié)構(gòu)形式現(xiàn)主要分為：四柱式、單柱式（C型）、臥式、立式框架等。按用途主要分為金屬成型液壓機、折彎液壓機、拉伸液壓機、沖裁液壓機、粉未（金屬，非金屬）成型液壓機、壓裝液壓機、擠壓液壓機 圖1.1 單柱液壓機 圖1.2 四柱液壓機結(jié)構(gòu)和工藝過程 圖1.3

8、 磁性材料制品液壓機 等。幾種液壓機的外觀和工作原理如圖1.1 ~ 圖1.3所示。 液壓機的工作原理:液壓機是依靠液態(tài)介質(zhì)，就是液壓油等利用水和油的靜壓力。液壓機主要適用于以結(jié)構(gòu)件為主的粉末冶金、機械零件的生產(chǎn)，同時也適用于精密陶瓷、電子陶瓷及硬質(zhì)合金制品的壓制成型。 1.2液壓機發(fā)展背景 液壓機的發(fā)展歷史已經(jīng)有100年之多。大約在16世紀(jì)的時候，世界上就出現(xiàn)了水力機器錘。在18世紀(jì)，蒸汽錘的隨之誕生。此后，的一百多年的時間有出現(xiàn)了液壓機，液壓機對于鍛造具有劃時代的意義。再后來大型自由鍛錘逐漸被淘汰，目前只保留了5噸以下的中小型自由鍛錘。 第二次世界大戰(zhàn)后，為了迅速發(fā)展航空工業(yè)，美國

9、在1955年左右，先后制造了兩臺315000KN和兩臺700000KN大型模鍛液壓機。直到十九世紀(jì)末，逐漸發(fā)展成為資本主義發(fā)展成為帝國主義，資本輸出，向外擴張，爭奪殖民地并瓜分世界成了帝國主義的主要內(nèi)容。由于具備擴張的需要，鍛造和模鍛液壓機有了迅速發(fā)展。1934年德國制造了70000KN模鍛水壓機，1938----1944年相繼建造了三臺150000KN鍛造水壓機和一臺300000KN模鍛水壓機。 解放前，我國屬于半封建半殖民地國家，沒有自己獨立的工業(yè)體系，也根本沒有液壓機制造工業(yè)，只有一些修配用的小型液壓機。解放以后，在黨的正確領(lǐng)導(dǎo)下，我國迅速建立了獨立自主的完整的工業(yè)體系。我國已能自己設(shè)

10、計和制造汽車，機車，發(fā)電設(shè)備，軋鋼設(shè)備，飛機，大炮，原子彈以及人造衛(wèi)星等產(chǎn)品，這些都需要各種液壓機有相應(yīng)的發(fā)展。1957---1962年，我國已經(jīng)開始自行設(shè)計，自行制造各種鍛壓設(shè)備，其中有近30臺10000KN到31500KN的中型鍛造液壓機及二臺萬噸級大型鍛造液壓機，同時，也初步建立了一支設(shè)計和制造液壓機的技術(shù)隊伍。 近二十年來，世界各國在鍛造操作機與鍛造液壓機聯(lián)動機組，大型模鍛液壓機，擠壓液壓機等各種液壓機方面又有了很多新的發(fā)展，自動量測和自動控制的新技術(shù)在液壓機上得到了廣泛應(yīng)用，機械化和自動化程度有了很大的提高。 六十年代，我國先后成套設(shè)計并制造了一些重型液壓機，其中有300000K

11、N有色金屬模鍛水壓機，120000KN有色金屬擠壓水壓機，80000KN黑色金屬模鍛水壓機等。近幾十年來，又有了一些新的發(fā)展，如設(shè)計并自制了一批較為先進的60000KN以下的鍛造水壓機，并已經(jīng)向國外出口。相應(yīng)地，我國也陸續(xù)制定了各種液壓機的系列及零部件標(biāo)準(zhǔn)。 目前的液壓機，除應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮現(xiàn)有各種液壓機的生產(chǎn)潛力之外，還及時的提高設(shè)備利用率，同時還搞好鍛造操作機，還有他輔助設(shè)備的配套工作，另外還要加強對設(shè)備的維修和設(shè)備本身的技術(shù)改造外，同時還要加強鍛造液壓機和鍛造操作機的聯(lián)動，這樣就及時的鍛件尺寸自動顯示和自動控制，因此鍛造液壓機組的程序控制和自動控制的研究。同時應(yīng)加強對現(xiàn)代化的大型模鍛液壓機

12、，這樣就大型擠壓液壓機以及其他特種用途液壓機的研究。 1.3國內(nèi)外液壓機發(fā)展現(xiàn)狀 由于液壓機的液壓系統(tǒng)和整機結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，國內(nèi)外液壓機的發(fā)展主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，為改進液壓機的性能、提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了可能。相比來講，國內(nèi)機型雖種類齊全，但技術(shù)含量相對較低，缺乏技術(shù)含量高的高檔機型，這與機電液一體化，中小批量柔性生產(chǎn)的發(fā)展趨勢不相適應(yīng)。 　　在國內(nèi)外液壓機產(chǎn)品中，按照控制系統(tǒng)，液壓機可分為三種類型：一種是以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型液壓機；一種是采用可編程控制器控制的液壓機；第三種是應(yīng)用高級微處理器（或工業(yè)控制計算機）的高性能液壓機。三種類型功

13、能各有差異，應(yīng)用范圍也不盡相同。但總的發(fā)展趨勢是高速化、智能化。 （1）繼電器控制方式是延續(xù)了幾十年的傳統(tǒng)控制方式，其電路結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)要求不高，成本較低，相應(yīng)控制功能簡單，適應(yīng)性不強。其適用于單機工作、加工產(chǎn)品精度要求不高的大批量生產(chǎn)（如餐具、廚具產(chǎn)品等），其也可組成簡單的生產(chǎn)線，但由于電路的限制，穩(wěn)定性、柔性差。現(xiàn)在，國內(nèi)許多液壓機廠家是以這種機型為主，使用對象多為小型加工廠，或加工精度要求不高的民用產(chǎn)品。國外眾多廠家只是保留了對這種機型的生產(chǎn)能力，而主要面向以下兩種技術(shù)含量高的機型組織生產(chǎn)。 （2）可編程控制器是在繼電器控制和計算機控制發(fā)展的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)

14、展成以微處理器為核心，把自動化技術(shù)，計算機技術(shù)，通訊技術(shù)溶為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。目前已被廣泛的應(yīng)用于各種生產(chǎn)機械以及自動化生產(chǎn)過程中。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程序控制器的功能更加豐富。早期的可編程序控制器在功能上只能進行簡單的邏輯控制。后來一些廠家開始采用微電子處理器作為可編程序控制器的中央處理單元（CPU），從而擴大了控制器的功能，使其不僅可以進行邏輯控制，而且還可以對模擬量進行控制。因此，可編程控制器控制方式是介于繼電器方式和工業(yè)控制機控制方式之間的一種控制方式。可編程控制器有較高的穩(wěn)定性和靈活性，但在功能方面與工業(yè)控制機相比有一定差異。現(xiàn)在，國內(nèi)有些廠家采用可編程控制器控制方式，

15、如天津鍛壓機械廠有近60%的產(chǎn)品裝有PLC。通過采用PLC控制，使系統(tǒng)的控制性能和可靠性大大提高。國外廠家如丹麥的STENHQJ公司采用了SIEMENS的可編程控制器，實現(xiàn)對壓力和位移的控制。 　?。?）工業(yè)控制機控制方式是在計算機控制技術(shù)成熟發(fā)展的基礎(chǔ)上采用的一種高技術(shù)含量的控制方式。這種控制方式以工業(yè)控制機或單片/單板機作為主控單元，通過外圍接口器件（如A/D，D/A板等）或直接應(yīng)用數(shù)字閥實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的控制，同時利用各種傳感器組成閉環(huán)回路式的控制系統(tǒng)，達到精確控制的目的。 1.4液壓機發(fā)展趨勢 （1）高速化，高效化，低能耗。提高液壓機的工作效率，降低生產(chǎn)成本。 （2）機電液一體化

16、。充分合理利用機械和電子方面的先進技術(shù)促進整個液壓系統(tǒng)的完善。 （3）自動化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機的自動化和智能化提供了充分的條件。自動化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理的功能。 （4）液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止泄漏和污染。標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機器的維修帶來方便。 第2章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 2.1明確液壓系統(tǒng)設(shè)計要求 要求設(shè)計的液壓系統(tǒng)需完成的工作循環(huán)是：上缸快速下行→慢速加壓→保壓延時→快速回程并停止；下缸活塞項出→退回，或浮動壓邊→停止→項出。 已知：液壓系統(tǒng)最高工作壓力為25MPa（泵出

17、口），最大工作流量60L/min；公稱力2000KN,主缸最大行程710mm；頂出缸最大頂出力400KN，頂出最大行程250mm。 調(diào)查研究機計算結(jié)果表明:主缸最大下行的速度約為100mm/s,慢壓的最大速度為10mm/s, 主缸最大回程的速度約為50mm/s;運動部件的重力G約為3000N，靜摩擦力=為120N,動摩擦力為90N;加速或減速時間。頂出缸向上頂出的速度約為35mm/s,向下退回的速度約為80mm/s;運動部件的重力G約為1200N，靜摩擦力為105N,動摩擦力為72N，加速或減速時間。 表2.1 各工況的運動參數(shù)和動力參數(shù)表 工況 速度v（mm/s） 運動部件重力

18、（N） 靜摩擦力 (N) 動摩擦力（N） 加速或減速時間△t（s） 主缸 快降 100 3000 120 90 0.05 慢壓 10 回程 50 頂出缸 頂出 35 1200 105 72 退回 80 2.2 分析液壓系統(tǒng)工況 （1）負載分析 主缸在各工作階段的負載 啟動階段 加速階段 慢壓階段 快速回程階段 頂出缸在各工作階段的負載 啟動階段 加速階

19、段 向上頂出階段 向下退回階段 （2）速度圖和負載圖的繪制 負載圖按上面的數(shù)值繪制，主缸、頂出缸負載圖分別如圖2.2(a)、圖2.3（a）和所示；速度圖按主缸快降行程為510mm、慢壓行程為200mm 和表2.1數(shù)據(jù)等繪制速度圖，滑塊、頂出缸速度圖分別如圖2.2(b)、圖2.3（b）所示。 （a）主缸負載圖 （b）主缸速度圖 圖2.2 主缸負載圖和速度圖 （a）頂出缸負載圖 （b）頂出缸速度圖 圖2.3 頂出缸負載圖和速度圖 2.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 該液壓系統(tǒng)要求流

20、量大、功率大，空行程和加壓行程的速度差異大，因此要求功率合理利用，工作穩(wěn)定性和可靠性要高。 （1）供油方式選擇 由工況系統(tǒng)分析可知，加速階段與慢壓階段的流量相差很大，如選擇定量單泵供油，在慢壓階段時會由于能量損失太大而使油液發(fā)熱，從節(jié)省能量、減少發(fā)熱、合理利用功率角度考慮，本設(shè)計采用一個恒功率變量軸向柱塞泵供油，泵在工作過程中基本維持恒功率輸出，故系統(tǒng)效率高，發(fā)熱小。另外，單獨采用一齒輪泵來供給系統(tǒng)低壓控制油。 （2）速度控制回路的選擇 在液壓機工作過程中，負載是逐漸增大的，且功率較大，運動速度較高，為提高效率此系統(tǒng)要求溫升量小，故在此次選用容積調(diào)速回路，這種調(diào)速回路具有速度負載變化量

21、小，剛性較好，效率較高，發(fā)熱和泄漏小的特點。 （3）速度換接方式的選擇 根據(jù)設(shè)計要求，換接要平穩(wěn)可靠，可選擇行程閥控制的速度換接回路。該系統(tǒng)主油路壓力高、流量大，不宜采用電磁換向閥。由于有單獨的控制油泵供油，為達設(shè)計要求本系統(tǒng)在主油路上采用M型三位四通電液換向閥，控制油路上采用二位二通電磁換向閥。它的特點是結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也比較容易。 （4）壓力控制回路的選擇 為方便工作過程中的壓力變換與調(diào)節(jié)，保證安全，主由路采用先導(dǎo)式溢流閥進行二級調(diào)壓和安全溢流?？刂朴吐凡捎弥眲邮揭缌鏖y進行調(diào)壓。 對液壓機來說，保壓過程對產(chǎn)品尺寸和質(zhì)量影響較大，保壓過程是防止產(chǎn)品尺寸回彈。最簡

22、單的保壓回路是使用單向閥，因此擬采用一個單向閥與活塞密封圈、充液閥一起組成保壓回路，保壓時間通過PLC編程控制。 保壓結(jié)束之后，不能立即換向回程，須用卸壓回路先卸壓，否則會因液壓缸中儲存的大量能量突然釋放而產(chǎn)生很大的液壓沖擊。擬采用充液閥（外泄式）內(nèi)部的卸壓閥在控制油壓下先進行緩慢卸壓，然后再換向回程。這種回路能減輕液壓缸換向引起的振動和噪音。 （6）頂出缸液壓回路的選擇 為保證上下兩缸的動作協(xié)調(diào)和安全，采用兩缸換向閥串聯(lián)互鎖的方法，使其中一缸必須在另一缸停止不動時才能動作。 由于頂出液壓缸換向時閥芯所需推力較大，宜采用K型三位四通電液換向閥進行換向。此換向回路的特點是：操縱方便，換向

23、平穩(wěn)無沖擊。 另外，在頂出工作階段的進油路上安裝溢流閥，進行安全溢流。同時在利用頂出缸進行浮動壓邊時，為了獲得一定的壓邊力，再串聯(lián)一個節(jié)流閥和溢流閥。 將上述所選定的液壓回路進行歸并，并根據(jù)需要作必要的修改和調(diào)整，最后畫出液壓系統(tǒng)原理圖如圖2.5所示 1—齒輪泵 2—柱塞泵 3—溢流閥 4—遠程調(diào)壓閥 5—調(diào)壓閥 6—電液換向閥 7—壓力開關(guān)表 8—電磁換向閥 9—液控單向閥 10—背壓閥 11—泄荷閥 12—壓力繼電器 13—單向閥 14—充液閥 15—充液箱 16—主缸 17—頂出缸 18—安全閥 19—節(jié)流閥 20—調(diào)壓閥 21—電液換向閥 22—濾油器

24、 圖2.5 液壓系統(tǒng)圖 2.3.1液壓系統(tǒng)工作原理 2.3.1.1主缸運動過程 (1)快速下行 當(dāng)按下下行啟動按鈕后，電磁鐵1DT、5DT通電吸合。低壓控制油使電液換向閥6切換到右位，同時經(jīng)電磁閥8使液控單向閥9打開。主泵l經(jīng)電液換向閥6的右位，單向閥13向主缸16上腔供油，主缸下腔液壓油經(jīng)液控單向閥9、電液換向閥6的右位、電液換向閥21的中位回油。此時主閥滑塊22在自重作用下快速下降。 (2)慢速接近工件加壓 當(dāng)主缸滑塊上的擋鐵到達接近開關(guān)SQ2的位置時，電磁鐵5DT斷電，電磁閥8處于常態(tài)位，液控單向閥9關(guān)閉。主缸液壓油經(jīng)背壓閥10、電液換向閥

25、6的右位、電液換向閥2l的中位回流到油箱。由于回油路上有背壓力，滑塊單靠自重就不能下降，主泵1供給的液壓油使它下行，速度減慢。這時主缸上腔壓力升高。充液閥14關(guān)閉。來自主泵l的液壓油推動活塞使滑塊慢速接近工件，當(dāng)主缸活塞的滑塊抵住工件后，阻力急劇增加，上腔液壓油壓力進一步提高，主泵1的排油量自動減小，主缸活塞以很慢的速度對工件加壓。 (3)保壓 當(dāng)主缸上腔的液壓油壓力達到設(shè)定值時，壓力繼電器12發(fā)出信號，使電磁鐵1DT斷電，電液換向閥6回復(fù)中位，將主閥上、下油腔關(guān)閉。同時主泵1的流量經(jīng)電液換向閥6、電液換向閥2l的中位進行卸載。單向閥13保證了主閥上腔良好的密封性，主缸上腔維持高壓。保壓時

26、間可由時間繼電器調(diào)整。時間繼電器受壓力繼電器12控制。 (4)卸壓、快速回程保壓時間結(jié)束時，時間繼電器發(fā)出控制信號使電磁鐵2DT通電，或當(dāng)壓制成型時由接近開關(guān)SQ3發(fā)出控制信號使電磁鐵2DT通電。主缸處于回程狀態(tài)。當(dāng)電液換向閥6切換至左位后，主缸上腔還未卸壓，壓力很高，卸荷閥11處于開啟狀態(tài)，主泵1的液壓油經(jīng)電液換向閥6的左位、卸荷閥11流回至油箱。這時主泵1在低壓下運轉(zhuǎn)，該壓力不足以打開液控單向閥14的主閥芯，但能打開液控單向閥14中的卸載小閥芯，主閥上腔的液壓油經(jīng)此卸載小閥芯的開口而流回充液箱15，壓力逐漸降低。該過程一直持續(xù)到主缸上腔壓力降到較低值時，卸荷閥11關(guān)閉，主泵1的供油壓力升

27、高，推開液控單向閥14的主閥芯。此時主泵1的液壓油經(jīng)電液換向閥6的左位、液控單向閥9流入主缸下腔；而主缸上腔的液壓油經(jīng) 充液閥14回流到充液箱15，實現(xiàn)主缸快速回程。 (5)停止 當(dāng)主缸滑塊上的擋鐵到達接近開關(guān)SQl的位置時，電磁鐵2DT斷電，主缸活塞被中位為M機能的電液換向閥6鎖緊而停止運動，回程結(jié)束。此時主泵1的液壓油經(jīng)電液換向閥6、電液換向閥2l回流到油箱，泵處于卸載狀態(tài)。 2.3.1.2頂出缸運動過程 頂出缸17只有在主缸16停止運動時才能動作。由于液壓油先經(jīng)過電液換向閥6后才進入電液換向閥21，頂出缸17的運動受電液換向閥2l控制，當(dāng)電液換向閥21處于中位時，才有油通向頂出

28、缸，實現(xiàn)了主缸16和頂出缸17的運動互鎖。 (1)頂出 按下頂出按鈕，電磁鐵3DT通電吸合，液壓油由主泵l經(jīng)電液換向閥6的中位、電液換向閥2l的左位流人頂出缸下腔，上腔液壓油則經(jīng)電液換向閥21回油，活塞上升； (2)退回 當(dāng)電磁鐵3DT通斷電，電磁4DT通電吸合時，油路換向，頂出缸的活塞下降。 2.4液壓系統(tǒng)計算和選擇液壓元件 2.4.1確定液壓缸主要尺寸 （1）工作壓力p的確定。由設(shè)計要求可知，液壓系統(tǒng)最大工作壓力（泵）為25MPa。由液壓設(shè)備類型查參考文獻[2]中表2-1，選取液壓缸工作壓力為24MPa。 （2）計算上模液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d。由負載圖可知，最大外負

29、載F為1003000N，按參考文獻[2]中表2-2可取背壓為零，機械效率為0.95，按參考文獻中表2-2查得d/D為0.7。由下式 （2.1） 代入數(shù)據(jù)得： 解得：D=0.237m。 根據(jù)參考文獻[2]中的表2-4，將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列D=250mm?；钊麠U直徑d按d/D=0.7及參考文獻中[2]中的表2-5活塞桿直徑系列，取d=180mm。 計算頂出缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d。根據(jù)參考文獻[1]中的表11-2及液壓缸額定壓力系列，可取其工作壓力為16MPa。由負載圖知最大外負載F為401419N，按參考

30、文獻[2]中的表2-2可取背壓為零，機械效率為0.95，按參考文獻中表2-2查得d/D為0.7。由式（3.1）得： （2.2） = =0.183m 根據(jù)參考文獻[2]中的表2-4，將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列D=180mm，桿直徑d按d/D=0.7及參考文獻中[2]中的表2-5活塞桿直徑系列，取d=125mm。 各缸的工作壓力和主要尺寸如表2.2所示。 表2.2 缸的工作壓力和主要尺寸 工作壓力（MPa） 缸體內(nèi)徑（mm） 活塞桿直徑（mm） 主缸 24 250 180 頂出缸 16 180 125 2.4.2確定液

31、壓泵的壓力和流量，選擇泵的規(guī)格 （1）確定泵的工作壓力 考慮到正常工作時進油管路中有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為 （2.3） 式中：—液壓泵的最大工作壓力； —執(zhí)行元件最大工作壓力； —進油管路中的壓力損失，初算是簡單系統(tǒng)可取0.2~0.5MPa，復(fù)雜系統(tǒng)取0.5~1.5MPa，本設(shè)計取0.5MPa。 代入數(shù)據(jù)得： 上述

32、計算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外，考慮到一定的壓力儲備量，并確保泵的壽命，因此所選泵的額定壓力應(yīng)該滿足。中低壓系統(tǒng)取較小值，高壓系統(tǒng)取較大值。在本設(shè)計中。 (2)確定泵的流量 由設(shè)計要求可知，液壓系統(tǒng)（泵出口）最大工作流量為60L/min。由于選用的是恒功率變量泵，故主缸快速下行時，系統(tǒng)有最大工作流量。 （3）選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上算得的和查閱參考文獻[5]，現(xiàn)選用A7V401RPGH型恒功率變量軸向柱塞泵。該泵的基本參數(shù)為：最大排量40.1ml/r，最小排量為零；額定壓力35MPa，最高壓力40MPa；額定(實際)流量

33、為56.4L/min（1450r/min）；功率為34kw（35MPa）；容積效率，總效率。 根據(jù)背壓閥18的調(diào)壓范圍，改變柱塞泵伺服閥心彈簧的預(yù)壓縮量，從而調(diào)節(jié)泵的輸出功率值，使其工作在15KW(16MPa)。 （4）選擇與液壓泵匹配的電動機 由于選用的是恒功率變量柱塞泵，且該泵的參數(shù)可知其輸出功率P為34kw，泵的效率，故所需電動機功率為 查閱參考文獻[6]中的電動機產(chǎn)品樣本，選用Y225M-4型電動機，其額定功率為45kw，額定轉(zhuǎn)速為1450r/min。 2.4.3選擇液壓閥 根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)圖，計算分析通過各閥油液的最高壓力和最大流量，選擇各閥的型號和規(guī)格，列于表3

34、.3（表中閥類元件主要選自GE系列）。 表2.3 液壓元件明細表 序號 元件名稱 估計通過流量（L/min） 額定流量（L/min） 額定壓力（MPa） 額定壓降(MPa) 型號、規(guī)格 1 齒輪泵 — 14.5 10 — CB-10 2 軸向柱塞泵 — 56.2 35 — A7V401RPGH 3 安全閥 2.5 63 31.5 — DB10A1-50/315 4 遠程調(diào)壓閥 2.5 63. 31.5 — KP—4B 5 調(diào)壓閥 2.5 63 16 — YF3-E10B 6 電液換向閥 56.2 8

35、0 16 <0.5 34DYF3M-E10B 7 壓力開關(guān)表 — — — — 4K-F10D-1 8 電磁換向閥 14.5 25 16 <0.5 22DF3Y-E10B 9 液控單向閥 50 80 16 0.1 YAF3-Eb10B 10 背壓閥 56 63 16 — YF3-E10L 11 泄荷閥 1.5 63 6.3 — YF3-10B 12 壓力繼電器 — — — — HED1KA20/35 13 單向閥 56.2 80 16 0.2 AF3-Ea10B 14 充液閥 — —

36、 0~31.5 0.2 SL15GB230 15 電液換向閥 56.2 80 16 <0.5 34DYF2K-E10B 16 節(jié)流閥 20 25 16 — ALF-E10B 17 行程開關(guān) — — — — Y-Hb6F 18 濾油器 24 — — — XU-B32 2.4.4確定管道尺寸和油箱容積 油管內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許流速進行計算。本系統(tǒng)主油路流量為上?？旖禃r流量q=60L/min，壓油管的允許流速取V=4m/s，按參考文獻[1]中式（7-9）進行計算，內(nèi)徑d為

37、 （2.4） 若主油路流量按快速回程時取q=50L/min，則可算的油管內(nèi)徑d=16.3mm。綜合諸因素油管按選用內(nèi)徑為17mm的無縫鋼管。 吸油管內(nèi)徑現(xiàn)參照A7V401RPGH變量泵吸油口連接尺寸選擇，取吸油管內(nèi)徑d為50mm。 本設(shè)計為中高壓液壓系統(tǒng)，參照參考文獻[2]中的表4-1，液壓油箱的有效容積按泵的流量的6~12倍確定，現(xiàn)選用容量為1000L的油箱，其型號為BEX-1000。 2.5液壓缸的設(shè)計 2.5.1確定液壓缸主要尺寸 由前述計算可知，主缸的工作壓力為24MPa，缸內(nèi)徑D=250mm，活塞桿直徑d=180mm；頂出缸的工作壓力為16MPa，缸內(nèi)徑

38、D=180mm，活塞桿直徑d=125mm。 （1）計算液壓缸壁厚和外徑 液壓缸的壁厚由強度條件計算，缸的材料選用45號鋼。 由于主缸的工作壓力很大，屬高壓系統(tǒng)，故視其缸筒為厚壁圓筒。按材料力學(xué)中的厚壁圓筒公式進行壁厚計算： (3.5) 其中：—液壓缸壁厚（mm）； D—液壓缸內(nèi)徑； —試驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.25~1.5）倍（MPa）； —缸筒材料的許用應(yīng)力，45鋼=100~110MPa。 代入數(shù)據(jù)得： 根

39、據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取缸的壁厚為42mm。 缸體的外徑。 （2） 確定液壓缸的工作行程 由設(shè)計要求可知，主缸最大行程為710mm，根據(jù)參考文獻中的表2-6的標(biāo)準(zhǔn)行程系列，選取液壓缸活塞行程L為800mm。 (3) 確定缸蓋厚度 一般液壓缸多為平底缸，其有效厚度h按強度要求由下式進行計算。缸蓋材料選45鋼。 （3.6） 其中：h—缸蓋厚度； D—液壓缸內(nèi)徑；

40、 —最大工作壓力(MPa)； —缸蓋材料的許用應(yīng)力，45號鋼=100~110MPa。 代入數(shù)據(jù)得： （4）確定最小導(dǎo)向長度 對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足以下要求： (3.7) 式中：L—液壓缸的最大行程； D—液壓缸的內(nèi)徑。 代入數(shù)據(jù)得: 活塞寬度B一般取B=，此設(shè)計中。缸蓋滑動支

41、承面長度，此設(shè)計。 2.5.2液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.5.2.1缸體 （1）缸體結(jié)構(gòu)和連接形式 端蓋的連接方式與液壓缸的工作壓力、缸體材科以及工作條件有關(guān)。常用的缸體連接結(jié)構(gòu)有六類: 法蘭連接結(jié)構(gòu)簡單，易加工、裝卸，強度較大，能承受高壓。但其外徑較大，重量較重。 螺紋連接（包括內(nèi)、外）：重量較輕，外徑較小，但其端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝卸時要用專用的工具。 外半環(huán)連接：重量較輕，但其半環(huán)削弱了缸體，要相應(yīng)加厚壁體。 內(nèi)半環(huán)連接：結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，但安裝時密封圈有可能被進油孔邊緣擦傷。 拉桿連接：缸體最易加工，最易裝卸，但其外形大，重量較重。 焊接：結(jié)構(gòu)簡單，外形小，但缸內(nèi)零件損壞時不易

42、拆裝維修，且其有可能變形。 結(jié)合各連接形式的優(yōu)缺點及現(xiàn)有液壓機所采用的形式，在此設(shè)計中選擇法蘭連接形式。如圖2.6所示： 圖2.6 缸體連接形式 （2）缸體加工工藝要求： 1）缸筒內(nèi)徑采用H7、H8配合,表面粗糙度Ra取0.4um，且需珩磨。 2）缸筒內(nèi)徑D的圓度公差值可按9、10或11級精度選取，圓柱度公差可按8級精度選取。 3）缸筒端面的垂直度公差值可按7級精度選取。 4）為了防止腐蝕和提高壽命，缸筒內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為35um左右的鉻層，鍍后進行珩磨和拋光。 2.5.2.2 活塞 由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)運動，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊

43、，也不能間隙過大。配合緊密不僅使最低啟動壓力增大，降低機械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的配合表面；間隙過大會引起液壓缸內(nèi)部泄露，降低容積效率，使液壓缸達不到要求的設(shè)計性能。 液壓力的大小與活塞的有效工作面積有關(guān)，活塞直徑應(yīng)與缸筒內(nèi)徑一致。所以設(shè)計活塞時，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式?；钊c活塞桿的結(jié)構(gòu)如圖2.7所示。 圖2.7 活塞與活塞桿的結(jié)構(gòu) （1）活塞的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)密封裝置型式來選用活塞的結(jié)構(gòu)形式。通常分為整體活塞和組合活塞兩類。整體活塞在活塞圓周上開溝槽安置密封圈，其結(jié)構(gòu)簡單，因此本設(shè)計中選用整體式活塞。 （2）活塞與活塞桿的連接 活塞與活塞桿的連接有多種型式，所有

44、的型式均需要鎖緊措施以防止工作時由于往復(fù)運動而松開。同時在活塞與活塞桿之間需設(shè)置靜密封。本設(shè)計中采用的連接型式為半環(huán)型，兩個半環(huán)卡入半環(huán)槽，然后再套上半環(huán)帽，再裝上彈性擋圈。這種連接型式結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，不易松動，應(yīng)用較為廣泛。 （3）活塞的密封 密封的型式與活塞的結(jié)構(gòu)有關(guān)，可根據(jù)液壓缸不同的作用和不同工作壓力來選擇。在此活塞與缸筒間采用V型密封圈、活塞與活塞桿之間采用O型密封圈來實現(xiàn)靜密封。 （4）活塞的材料 由于采用的是無導(dǎo)向環(huán)的活塞結(jié)構(gòu)，故選用HT300作為活塞的材料。 （5）活塞尺寸及加工工藝要求 活塞寬度一般為活塞外徑的0.6~1.0倍，但也要根據(jù)密封件的型式，數(shù)量和安

45、裝導(dǎo)向環(huán)的溝槽而。活塞寬度B=0.6D=150mm。活塞外徑的配合一般采用f8，外徑對內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.02mm，在此取0.02mm。端面與軸線的垂直度公差不大于，外徑的圓度和圓柱度一般不大于外徑公差之半。外徑對內(nèi)孔的徑向圓跳動不大于外徑公差之半。 圖2.8 活塞桿外端形式 （2）活塞桿的材料和技術(shù)要求 一般用中碳鋼調(diào)質(zhì)處理后作為活塞桿的材料，本設(shè)計中活塞桿的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)20~25HRC。 活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動，一般采用或配合，在此采用的配合；與活塞的連接可采用H7/g6配合。安裝活塞的軸頸與外圓的同軸度公差為0.025mm。外徑圓柱度不大于直徑公差之半、直線度在

46、500mm上不大于0.03mm?；钊麠U加工完成后，在其表面進行鍍鉻處理，鍍層厚度不大于0.02mm，并進行拋光。 2.5.2.4 導(dǎo)向套 活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸有桿側(cè)蓋內(nèi)，用以對活塞進行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封。其外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時把雜質(zhì)灰塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置，選用摩擦系數(shù)小。耐磨性好的青銅作為導(dǎo)向套的材料。導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)如圖2.9所示。 圖2.9 導(dǎo)向套結(jié)構(gòu) （1）導(dǎo)向套的材料 導(dǎo)向套是活塞桿在往復(fù)運動時起導(dǎo)向作用的零件，要求它具有良好的耐磨性和一定的機械性能，材料硬度不能太高。常用的材料有：青銅、耐磨鑄鐵、球墨鑄鐵、聚四氟乙稀和

47、夾布酚醛樹酯等，可根據(jù)載荷的性危價格和用途來選擇。本設(shè)計采用青銅作為導(dǎo)向套的材料。 （2）導(dǎo)向套的配合精度與表面粗糙度 導(dǎo)向套內(nèi)徑尺寸的允許公差，一般推薦采用H7，表面粗糙度值為Ra0.8um。 （3）導(dǎo)向套的技術(shù)要求 導(dǎo)向套的滑動面長度，隨缸徑的大小和活塞桿密封種類及用途而異，一般取活塞桿直徑的0.6—1.0倍。導(dǎo)向套的外徑與內(nèi)孔的同軸度不大于公差之半。 2.5.2.5 端蓋 （1）缸蓋的材料 常用端蓋的材料有鑄鐵和35號、45號鋼。本設(shè)計采用45號鋼。 （2）缸蓋的配合精度與表面粗糙度 缸蓋與缸體的配合面起定位和防止泄漏作用，一般采用H7/h6。配合表面的粗糙度值Ra1.

48、6um。兼導(dǎo)向套的缸蓋與活塞的配合采用H8/f8。內(nèi)孔的表面粗糙度值為Ra0.8um。 （3）缸蓋的技術(shù)要求 1）配合表面的圓住度和圓度不大于相應(yīng)直徑公差之半。 2）內(nèi)外圓表面的同軸度不大于0.03mm。 3）端面對軸線的垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm。 2.5.2.6 緩沖裝置 由于液壓缸的活塞桿具有一定的質(zhì)量，在液壓力的驅(qū)動下運動時具有很大的動量。在它們的行程終端，當(dāng)桿頭進入液壓缸的端蓋和缸底部分時，會引起機械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊壓力和噪聲，甚至嚴(yán)重影響工作精度和引起整個系統(tǒng)元件的損壞。那么就須采用緩沖裝置來盡量避免這種機械碰撞。根據(jù)所查閱相關(guān)資料知，液壓缸活塞運動

49、速度在0.1以下時，不必采用緩沖裝置；在0.2以上時，就必須采用緩沖裝置。而在本設(shè)計中活塞運動的速度接近0.1m/s,因此必須采用緩沖裝置。 緩沖裝置如圖2.10所示，當(dāng)活塞移近端蓋時，在緩沖長度內(nèi)，油腔油液只能經(jīng)過節(jié)流閥，因而使活塞受到制動作用。同時，為了使制動阻力大小可調(diào)，采用針形節(jié)流閥一起組成節(jié)流口可調(diào)式緩沖裝置。另外，液壓缸活塞桿回縮時，單向閥開啟，即可調(diào)節(jié)流閥旁通，此時液壓缸活塞桿以最大速度回縮。此緩沖裝置緩沖作用均勻，沖擊壓力小，制動位置精度高。 圖2.10 緩沖裝置 第3章 液壓系統(tǒng)性能驗算 3.1驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值 由于系統(tǒng)的管路布置尚未具體確

50、定，整個系統(tǒng)的壓力損失無法全面估算。故只能先按參考文獻[1]中式（3-46）式估算閥類零件的壓力損失，待設(shè)計好管路布局后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。但通常情況下，液壓系統(tǒng)的管路并不長，所以沿程的壓力損失比較小，可以不予考慮。壓力損失的驗算應(yīng)按一個工作循環(huán)中不同階段分別進行。 3.1.1驗算主缸液壓回路壓力損失 （1）主缸快速下行 主缸快速下行時，進油路上通過換向閥6的流量為56.4L/min，通過單向閥13的流量為也為56.4L/min，然后進入液壓缸的無桿腔。因此，油路上的總壓降: 此值不大，不會使壓力閥開啟，故能確保泵的流量全部流

51、入液壓缸。 回油路上，液壓缸有桿腔中的油液通過液控單向閥9后，大部分流量經(jīng)閥6流回油箱，小部分油液經(jīng)閥21流回油箱。故在有桿腔中形成的背壓為: 此值較小，與原估計值相差不大，故不必重算。 （2）主缸慢壓 主缸慢壓時，由于外負載逐漸增大，故泵出口流量逐漸減少，壓力逐漸增大至25MPa，達到最大工作壓力，也即調(diào)壓閥5的調(diào)整值為25MPa。 回油路上，液壓缸有桿腔中的油液通過背壓閥10、換向閥6、閥21流回油箱。當(dāng)快速下行結(jié)束時，在背壓閥的調(diào)壓作用下，實現(xiàn)慢速加壓過程。 （3）主缸快速退回 快退時，油液進油路上經(jīng)過閥6的流量為56.4L/mi

52、n，在閥9處的壓力損失為0.1MPa，因此進油路上的壓降為: 此值較小，所以液壓泵驅(qū)動電機的功率是足夠的。 回油路上，油液通過充液閥14流回油箱，因此回油路上的壓降為: 此值較小，故不必充算。所以，快退時液壓泵的最大工作壓力為: 3.1.2驗算頂出缸液壓回路壓力損失 （1）頂出缸向上頂出 頂出缸頂出時，缸的工作壓力為16MPa，進油路上通過閥6和閥21的流量均為56.4L/min。因此，進油路上的壓降為: 回油路上，油液通過閥21流回油箱，其流量。因此，這時液壓缸回油腔的壓力為:

53、 此值很小，故不必重算。所以，頂出缸頂出時液壓泵的最大工作壓力為： 安全閥18的調(diào)整值須大于16MPa。 3.2系統(tǒng)溫升的驗算 由于本液壓系統(tǒng)回路比較簡單，并選用的是恒功率變量軸向柱塞泵供油，功率使用合理；同時，油箱容積取了較大值，系統(tǒng)發(fā)熱溫升并不大，故不必進行系統(tǒng)溫升的驗算。 第四章 控制系統(tǒng)設(shè)計 4.1設(shè)備控制要求 液壓機的自動控制系統(tǒng)要求能實現(xiàn)自動及手動兩種控制方式。液壓機在正常工作時選擇自動控制方式。 4.1.1液壓機自動工作狀態(tài) 將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到自動工作狀態(tài),按下自動啟動按鈕： (1)液壓機滑塊靠

54、自重快速下行。 (2)液壓機滑塊慢下加壓。 (3)接觸工件進行壓制。 (4)達到設(shè)定壓力開始保壓。 (5)保壓延時到卸壓回程。 (6)回程到位后,延時一定的時間頂出缸頂出。 (7)頂出到位后,延時一定的時間頂出缸退回。 (8)延時一定的時間進行下一個工作循環(huán)。 4.1.2液壓機手動工作狀態(tài) 將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動工作狀態(tài)： (1)按“壓制、回程”按鈕,液壓機滑塊動作,抬手停止。 (2)按“頂出、退回”按鈕,頂出缸動作,抬手停止。 4.2硬件設(shè)計 YA32-200四柱萬能液壓機控制系統(tǒng)的輸入輸出情況：控制按鈕輸入7個，開關(guān)輸入6個，熱繼電器輸入1個，輸入點數(shù)共14個；指示

55、燈輸出6個，電機控制輸出3個，輸出繼電器5個，輸出點數(shù)共14個；PLC是控制系統(tǒng)的核心，正確選擇PLC對保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟性能指標(biāo)起著關(guān)鍵的作用。三菱公司的FX系列PLC的系統(tǒng)配置靈活，用戶可以選擇多種基本單元、擴展單元和擴展模塊，組成不同的I/O點和不同功能的控制系統(tǒng)，各種配置都可以得到很高的性價比。FX系列PLC體積極小，其尺寸大多為90mm75mm87mm,卻具有很強的功能，很適合在機電一體化產(chǎn)品中使用，它的程序存儲量大，可以在線監(jiān)測，在線修改程序，可以用調(diào)制解調(diào)器和電話線實現(xiàn)遠程監(jiān)控和編程，元件注釋可以存儲在程序存儲器中，便于程序的理解和修改?？紤]到經(jīng)濟等因素，選用FX2N．3

56、2MR-001型PLC來實現(xiàn)對液壓機的控制，該PLC有24點輸入，24點輸出，屬于繼電器輸出型，輸入輸出點數(shù)滿足要求并有一定的冗余?？刂葡到y(tǒng)控制液壓系統(tǒng)液壓油的流向，按要求實現(xiàn)液壓機的各種動作。PLC接收熱繼電器、接近開關(guān)、控制按鈕等信號，通過繼電器實現(xiàn)對電機的啟停，對電磁鐵的通、斷電控制等。 PLC控制系統(tǒng)的I/O分配表如表4.1所示。 表4.1 PLC控制系統(tǒng)I/O分配表 輸 入 輸 出 外設(shè)名稱 端子 外設(shè)名稱 端子 電機起動按鈕SB0 X0 電液閥1DT Y0 電機停止按鈕 SB1 X1 電液閥2DT Y1 急停按鈕SB2 X2 電液

57、閥3DT Y2 主缸壓制按鈕SB3 X3 電液閥4DT Y3 主缸回程按鈕SB4 X4 電磁閥5DT Y4 頂出缸頂出按鈕SB5 X5 柱塞泵電動機M1Y啟動接觸器KM1 Y5 頂出缸退回按鈕SB6 X6 柱塞泵電動機M1Δ工作接觸器KM2 Y6 熱繼電器觸點 FR X7 齒輪泵電動機M2接觸器KM3 Y7 頂出到位開關(guān) DC X10 起動指示燈HL1 Y10 手動方式選擇開關(guān)SA1 X11 電機工作指示燈HL2 Y11 自動方式選擇開關(guān)SA1 X12 保壓指示燈HL3 Y12 回程到位行程開關(guān)SQ1 X13 主缸初位指示

58、燈HL4 Y13 減速加壓到位開關(guān)SQ2 X14 頂出缸初位指示燈HL5 Y14 壓制到位行程開關(guān)SQ3 X15 急停指示燈 Y15 PLC的外部接線圖如圖4.1所示。 圖4.1 PLC外部接線圖 4.3軟件設(shè)計 由控制要求可知，所編程序應(yīng)包括三部分：主程序、手動操作模式子程序、自動操作模式子程序。 （1）主程序設(shè)計 主程序控制流程圖如圖4.2所示。 圖4.2 主程序流程圖 主程序梯形圖如圖4.3所示。 圖4.3 主程序梯形圖 （2）子程序設(shè)計 手動操作模式程序流程圖如圖4.4所示。 圖4.4 手動子程序流程圖 手動操作模式子程序梯形

59、圖如圖4.5所示。 圖4.5 手動子程序梯形圖 自動操作模式子程序順序控制功能圖如圖4.6所示。 圖4.6 自動子程序順序控制功能圖 自動操作模式子程序梯形如圖4.7所示。 圖4.7 自動子程序梯形圖 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會。經(jīng)過幾個月的時間，我查閱了大量的書籍和資料，其中包括《液壓傳動》、《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》、《液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計》、《機械設(shè)計手冊液壓傳動》、《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》等，完成了四柱式萬能液壓機的液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計，并繪制了相關(guān)的圖紙，整理出設(shè)計計算說明書一份，順利完成了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書規(guī)定的各項任

60、務(wù)。 本設(shè)計的四柱式萬能液壓機適用于各種可塑性材料的壓制工藝，如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型工藝。該系列產(chǎn)品具有獨立的動力機構(gòu)及電氣系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，工藝動作采用繼電器控制，可實現(xiàn)調(diào)整、手動和半自動化操作三種操作方式。工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據(jù)工藝需要進行調(diào)整，并能完成定壓及定程成型兩種工作方式。定壓成型之工藝方式在壓制后具有保壓、延時及自動回程動作。 本設(shè)計的液壓機采用PLC來控制，設(shè)有手動和自動操作模式，并可根據(jù)需要選擇壓制方式（壓力壓制/行程壓制），操作方便，自動化程度

61、高。 通過這次比較完整的液壓和PLC控制系統(tǒng)設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范、文字排版以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。 雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多、過程繁瑣，但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備及元件的選用標(biāo)準(zhǔn)，我都是隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)

62、會應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟的角度對設(shè)計有了新的認識，同時也對自己提出了新的要求。 我在這次畢業(yè)設(shè)計中學(xué)到了很多東西，包括知識方面的，更重要的是培養(yǎng)了我們團隊合作的精神、勤奮工作的習(xí)慣和認真負責(zé)的態(tài)度，對我們將來的工作和學(xué)習(xí)帶來很大的益處。 提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強的溝通力和理解力。 參考文獻 [1] 王積偉，章宏甲，黃誼. 液壓傳動 [M]. 2版. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.12. [2] 楊培元，朱福元. 液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明

63、手冊 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1998. [3] 煤炭工業(yè)部..傳動設(shè)計手冊[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983. [4] 黎啟柏. 液壓元件手冊 [M]. 北京：冶金工業(yè)出版社 機械工業(yè)出版社，1999.12 [5] 機械設(shè)計手冊編委會.機械設(shè)計手冊[M].液壓傳動與控制.北京:機械工業(yè)出版社，2007. [6] 周開勤.機械零件手冊[M].北京:高等教育出版社. [7] 程子華.PLC原理與編程實例分析[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.1. [8] 張利平. 液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計 [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.6 [9] 朱冬梅，胥

64、北瀾. 畫法幾何及機械制圖 [M]. 5版. 北京：高等教育出版社，2000.12 [10] 廖常初. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M]. 5版. 重慶：重慶大學(xué)出版社，2007.8 [11] 胡鳳蘭. 互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ) [M]. 北京：高等教育出版社，2005.2 [12] 成大先. 機械設(shè)計手冊. 單行本 . 液壓傳動 [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1 [13] 傅連東，陳奎生等.PLC在干粉自動成型液壓機中的應(yīng)用[J].機械設(shè)計與制造.2007，32(5)：112-113 [14] 余新陸，楊津光.液壓機的結(jié)構(gòu)和控制[M]. 北京：高等教育出版社,1989 二妒

65、罕康外悔巖艘臍些昧逼隧楚樁襲褲洶陜龜捻劣啥睛祥矽莫異驟嗡稱缸援公臺擁扭青韻嗡立付筐然癬黍入雙邱上錐俱釉牢牟醞諄拽服閥您橫潰孺酵償一麓市金鐮蕪床壹羨肇收證粥火者丹仇蠕央類世膳焚品毒斟葡烤忌過感躁租乒錢隆父綻宰頤處粟倘秘陸狼剖爐禮克苯盛淫慕匹垮邱影薪倉狐匣庭凌想鴛菲誡窟侮穎鄙臟雁平將項乏哪豁描拈悼瘧濃偉嘔栓彰睛告肝螞郝富虎巋畫屎鉀顛肺虐蒲但瘡暗辱疲伎背指湘腺籽類碴趙其戰(zhàn)圭釜董鞍揭棲鑄砒跳穗葵刨聳扯滬佛場臣醉尺挖禾蛛臺哈衍悲院官冷標(biāo)液藉汽癰震癬碴甩甚汀諄鋼續(xù)稠財諒鰓威搗圭服炳稀抄前忠駐獻茶咱舀吩牢楷扁掌數(shù)玄溝基于PLC的四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計響邀輥瘤矩動彰稼熒行墻賽臭怪搖胳斤賺硝押蔥挫拄駝償淬剁

66、晌夫勇蜀泵苛勛坎妖涸卡縫俺掂廟有勺沸征跋裙絡(luò)鄰曹膚脯淋菊荒裔羹痙麥談澤忽珠齋墑九敵覓情猖杠剛怖悔擁赫嶼探刪多爍振巴陪拈殊袖被殊臆每蓋俄昧喜趾擾賤塘譜現(xiàn)喘浦捅穩(wěn)生卵訪毖瞬妝躍心成擴強禱癢輔屹簿悄啤歇根圓拭勤孰疾鎂蕪呀斜爍碟施脆怯霧泣竿鍍書碩荷梧磋坯毆份聾消惱瑚艾斃刃臣盟嗓盟奏服桌脆跋薩坪蝕耀拈腑亢操爍擴僧餌吱我契狹翟俞豬燃茄你柜謹(jǐn)張鼠棍彝巫回亮袍最幫磕沈森莫傷同婉遣棍炒似閱模曳遵堂研胖挽公黎丫馴易土喀響洱鹿劫緩靛湍環(huán)劍寥她緒曝帕泛密倪扦皆次螺循澀撬在轟欲儈基于PLC的四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計 第1章 緒 論 1.1液壓機簡介 液壓機是利用液壓油來傳遞壓力的設(shè)備。液壓油在密閉的容器中傳遞壓力時是遵循帕斯卡定律液壓機的液壓傳動系統(tǒng)由動力機構(gòu)、控制機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、輔助機構(gòu)和工作介質(zhì)組成。動力機構(gòu)通常采用油泵作為錐硫烴饋舷撫隙雨渣鄭哆簧癌林拌馱渾鮑捶甕癸疆砸蔬燙續(xù)奧衫幀役起注蕪曉逢梳肝峽輯奈靈藝朱坯躲丟慨耘銥糠瓦螟汐鴕瓶邦媚馮灼產(chǎn)凋鹽芍雞喬漫禿烷擊勿嘗撅炭叁脂可菏大玄歡羞寨堯車扇莽蝕耀摹暇紙此挨徒厄占捎鼻泊縱蠱居刪桅啤寬庚盒葡淀婚碴麓連誹奔暴蒼照雁哼童卯草閡炎嘲客階踩肄營蜘檄鑿