基于plc的四柱萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文-免費(fèi)閱讀

　　

【正文】 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(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。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。 圖 主程序梯形圖 （ 2）子程序設(shè)計(jì) 手動(dòng)操作模式 程序 流程 圖如圖 所示。 考慮到經(jīng)濟(jì)等因素，選用FX2N． 32MR001 型 PLC 來實(shí)現(xiàn)對液壓機(jī)的控制，該 PLC 有 24點(diǎn)輸入， 24 點(diǎn)輸出，屬于繼電器輸出型，輸入輸出點(diǎn)數(shù)滿足要求并有一定的冗余。 (6)回程到位后 ,延時(shí)一定的時(shí)間頂出缸頂出。 系統(tǒng)溫升的驗(yàn)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(shí)，油箱容積取了較大值，系統(tǒng)發(fā)熱溫升并不大，故不必進(jìn)行系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算。 回油路上，液壓缸有桿腔中的油液通過背壓閥 換向閥 閥 21流回油箱。故只能先按參考文獻(xiàn) [1]中式（ 346）式估算閥類零件的壓力損失，待 設(shè)計(jì)好管路布局后，加上管路的沿程損失和局部損失即可。那么就須采用緩沖裝置來盡量避免這種機(jī)械碰撞。 配合表面的粗糙度值 。常用的材料有：青銅、耐磨鑄鐵、球墨鑄 鐵、聚四氟 乙稀和夾布酚醛樹酯等，可根據(jù)載荷的性危價(jià)格和用途來選擇。安裝活塞的軸頸與外圓的同軸度公差為。 （ 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。通常分為整體活塞和組合活塞兩類。 3）缸筒端面的垂直度公差值可按 7級(jí)精度選取。 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(shí)要用專用的 工具。缸蓋材料選 45 鋼。 確定液壓缸主要尺寸 由 前述計(jì)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 D=180mm，活塞桿直徑d=125mm。P 為 kwkwpP 39。中低壓系統(tǒng)取較小值，高壓系統(tǒng)取較大值。 計(jì)算頂出缸內(nèi)徑 D和活塞桿直徑 d。 確定液壓缸主要尺寸 （ 1）工作壓力 p 的確定。這時(shí)主泵 1在低壓下運(yùn)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。 (3)保壓 當(dāng)主缸上腔的液壓油壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力繼電器 12發(fā)出信號(hào)，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。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 電液換向閥 6的右位、電液換向閥 21的中位回油。這種回路能減輕 液壓缸換向引起的振動(dòng)和噪音。由于有單 獨(dú)的控制油泵供油，為達(dá)設(shè)計(jì)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。運(yùn)動(dòng)部件的重力 G 約為 1200N，靜摩擦力 fsF 為 105N,動(dòng)摩擦力 fdF 為 72N，加速或減速時(shí)間st ?? 。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。 液壓機(jī)發(fā)展趨勢 （ 1）高速化，高效化，低能耗。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(kuò)大了控制器的功能，使其不僅可以進(jìn)行邏輯控制，而且還可以對模擬量進(jìn)行控制。 （ 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(qiáng)。 目前的液壓機(jī)，除應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮現(xiàn)有各種液壓機(jī)的生產(chǎn)潛力之外，還及時(shí)的提高設(shè)備利用率，同時(shí)還搞好鍛造操作機(jī)，還有他輔助設(shè)備的配套工作，另外還要加強(qiáng)對設(shè)備的維修和設(shè)備本身的技術(shù)改造外，同時(shí)還要加強(qiáng)鍛造液壓機(jī)和鍛造操作機(jī)的聯(lián)動(dòng)，這樣就 及時(shí)的鍛件尺寸自動(dòng)顯示和自動(dòng)控制，因此鍛造液壓機(jī)組的程序控制和自動(dòng)控制的研究。 解放前，我國屬于半封建半殖民地國家，沒有自己獨(dú)立的工業(yè)體系，也根本沒有液壓機(jī)制造工業(yè)，只有一些修配用的小型液壓機(jī)。大約在 16世紀(jì)的時(shí)候，世界上就出現(xiàn)了水力機(jī)器錘。模鍛水壓機(jī)要用模具，而自由鍛水壓機(jī)不用模具。液壓機(jī)主機(jī)部分包括機(jī)身、主缸、頂出缸及充液裝置等。液壓油在密閉的容器中傳遞壓力時(shí)是遵循帕斯卡定律液壓機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由動(dòng)力機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)和工作介質(zhì)組成。液壓系統(tǒng)中常用的液壓泵和馬達(dá)液壓機(jī)都是容積式的，其工作原理都是利用密封容積的變化進(jìn)行吸油和壓油的。如按傳遞壓強(qiáng)的液體種類來分，有油壓機(jī)和水壓機(jī)兩大類。 液壓機(jī)的工作原理 :液壓機(jī)是依靠液態(tài)介質(zhì)，就是液壓油等利用水和油的靜壓力。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(kuò)張，爭奪殖民地并瓜分世界成了帝國主義的主要內(nèi)容。 六十年代，我國先后成套設(shè)計(jì)并制造了一些重型液 壓機(jī)，其中有 300000KN有色金屬模鍛水壓機(jī)， 120xx0KN 有色金屬擠壓水壓機(jī)， 80000KN 黑色金屬模鍛水壓機(jī)等。 在國內(nèi)外液 壓機(jī)產(chǎn)品中，按照控制系統(tǒng)，液壓機(jī)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(jī)；一種是采用可編程控制器控制的液壓機(jī)；第三種是應(yīng)用高級(jí)微處理器（或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）的高性能液壓機(jī)。目前已被廣泛的應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械以及自動(dòng)化生產(chǎn)過程中。國外廠家如丹麥的 STENHQJ 公司采用了 SIEMENS 的可編程控制器，實(shí)現(xiàn)對壓力和位移的控制。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動(dòng)化和智能化提供了充分的條件。運(yùn)動(dòng)部件的重力 G 約為3000N，靜摩擦力 fsF =為 120N,動(dòng)摩擦力 fdF 為 90N。 （ 2）速度控制回路的選擇 在液壓機(jī)工作 過程中，負(fù)載是逐漸增大的 ，且功率較大，運(yùn)動(dòng)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(fù)載變化量小，剛性較好，效率較高，發(fā)熱和泄漏小的特點(diǎn)。最簡單的保壓回路是使用單向閥，因此擬采用一個(gè)單向閥與活塞密封圈、充液閥一起組成保壓回路，保壓時(shí)間通過 PLC 編程控制。 同時(shí)在利用頂出缸進(jìn)行浮動(dòng)壓邊時(shí)，為了獲得一定的壓邊力，再串聯(lián)一個(gè)節(jié)流閥和溢流閥。這時(shí)主缸上腔壓力升高。 (4)卸壓、快速回程保壓時(shí)間結(jié)束時(shí)，時(shí)間繼電器發(fā)出控制信號(hào)使電磁鐵 2DT通電，或當(dāng)壓制成型時(shí)由接近開關(guān) SQ3發(fā)出控制信號(hào)使電磁鐵 2DT通電。 頂出缸 17只有在主缸 16停止運(yùn)動(dòng)時(shí)才能動(dòng)作。由下式 222cm12 )D4FpD4 pdG ???? （??? （ ） 代入數(shù)據(jù)得： 3 0 0 0 0 3 0 0 01024D4 62 ?????? 解得： D=。 表 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 確定 液壓泵的壓力 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(shí)進(jìn)油管路中有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為 pppp ???? 1 （ ） 式中： p — 液壓泵的最大工作壓力； 1p — 執(zhí)行元件最大工作壓力； p? — 進(jìn)油管路中的壓力損失，初算是簡單系統(tǒng)可取~，復(fù)雜系統(tǒng)取 ~，本設(shè)計(jì)取。該泵的基本參數(shù)為：最大排量 ，最小排量為零；額定壓力 35MPa，最高壓力 40MPa；額定 (實(shí)際 )流量為 （ 1450r/min）；功率為 34kw（ 35MPa）；容積效率 ?v? ，總效率 ?? 。綜合諸因素 油管按 G B/T 2351 20xx? 選用內(nèi)徑 為 17mm的無縫鋼管。 缸體 的外徑 mmDD 3 3 44222 5 021 ?????? ? 。 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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)。 結(jié)合各連接形式的優(yōu)缺點(diǎn)及現(xiàn)有液壓機(jī)所采用的形式，在此設(shè)計(jì)中選擇 法蘭 連接形式。所以設(shè)計(jì)活塞時(shí)，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式。這種連接型式結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，不易松動(dòng)，應(yīng)用較為廣泛。外徑對內(nèi)孔的徑向圓跳動(dòng)不大于外徑公差之半。耐磨性好的青銅作為導(dǎo)向套的材料。 端蓋 （ 1） 缸蓋的材料 常用端蓋的材料有鑄鐵和 35 號(hào)、 45 號(hào)鋼。 3） 端面對軸線的垂直度在直徑 100mm上不大于 。另外，液壓缸活塞桿回縮時(shí)，單向閥開啟，即可調(diào)節(jié)流閥旁通，此時(shí)液壓缸活塞桿以最大速度回縮。 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。因此，進(jìn)油路上的壓降為 : M P aM P apv ])160 ()160 ([ 221 ??????? 回油路上，油液通過閥 21流回油箱，其流量 min/ Lq? 。 (3)接觸工件進(jìn)行壓制。 硬件設(shè)計(jì) YA32200 四柱萬能液壓機(jī)控制系統(tǒng)的輸入輸出情況：控制按鈕輸入 7 個(gè)，開關(guān)輸入 6個(gè)，熱繼電器輸入 1 個(gè)，輸入點(diǎn)數(shù)共 14個(gè)；指示燈輸出 6 個(gè)，電機(jī)控制輸出 3個(gè)，輸出繼電器 5個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)共 14個(gè)； PLC 是控制系統(tǒng)的核心，正確選擇 PLC 對保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)