基于液壓傳動原理和plc控制的單面多軸組合鉆床畢業論文-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 得要求的最低速度V min或，即 A≥ （） ≥ （）否則，需要調整A，或。它從作用原理和結構組成上具體體現了主機對液壓系統提出的各項要求其主要工作包括兩項內容：一是根據主機對液壓系統的各項要求，選擇液壓回路，進行方案設計；二是把選出的液壓回路有機的組成液壓系統。 ②消除回路合并可能帶來的相互干擾。（1）液壓泵及電機的選擇 首先確定液壓泵的最大工作壓力 ()式中 ——執行元件的最高壓力，由其工況圖中得到； ——油液流經執行元件進油路上個液壓元件及管路的總壓力損失。驅動液壓泵所需的電動機功率可直接從泵的產品樣本上查出，然后結合泵的轉速選擇電動機。此外需確定液壓閥的安裝方式。位于閥體安裝面上的全部油口與安裝底板上加工出的油口相對應，閥體用螺釘安裝在底板上，并用O型密封圈密封，在底板的背面或側面用螺紋管接頭將閥的各油口與系統管路連通。這樣閥與閥之間無須任何中間連接體，閥體本身就起到了連接板和油路通道的作用，而閥本身的內部結構和工作原理與一般液壓閥基本相同。若對系統有其他要求時，尚需作相應的估算。（3）系統發熱和溫升的驗算 液壓系統的壓力、容積和機械所消耗的功率轉化為熱量，試系統的油溫升高。正式工作圖包括液壓系統原理圖、液壓系統裝備圖、各種非標準元件、輔助的零件圖及其裝配圖。機床快進快退速度約為6m/min，工進速度可在30~120mm/min范圍內無極調速，快進行程為200mm，工進行程為50mm，最大切削力為25N,運動部件總重量為15N，加速（減速），采用平導軌。由此計算出液壓缸的實際有效面積為由工進給速度檢驗液壓缸結構尺寸，查產品樣本，Q型調速閥的最小穩定流量為則 本計算，故能滿足工作進給速度要求。從節省能量、減少發熱考慮，泵源系統宜采用雙泵供油或變量泵供油。在該回路中還裝有減壓閥，用來調節夾緊力的大小和保持夾緊力的穩定，為了保證工件確已夾緊后進給缸才能動作，在夾緊缸進油口處裝一壓力繼電器。在本例中 == MPa 2）泵的流量確定。 （4） 油箱容量 由經驗公式得 按GB287681規定取油箱的標準值V=250L，其型號：BEX—250 驗算液壓系統性能 （1）系統壓力損失的驗算由于系統的具體管路布置尚未確定，整個系統的壓力損失無法計算，但閥類元件的局部壓力損失是可以由公式估算出來的，它在總壓力損失中占據了很大的份額。 3 液壓站的設計液壓站是現代液壓技術中應用最為廣泛的結構形態,既是各類液壓系統設計過程的歸宿,又是保證主機完成其工藝目的和長期可靠工作的重要裝置。硬管應貼地或沿著機床外形壁面敷設。原動機與液壓泵之間的聯軸器宜采用帶非金屬彈性元件的撓性聯軸器。 2) 臥式安裝 常見的臥式安裝有角形支架臥式安裝、腳架鐘形罩臥式安裝以及支架鐘形罩臥式，這幾種安裝液壓泵及管道都安裝在液壓油箱外面，安裝維修方便，散熱條件好，但有時電動機與液壓泵的同軸度不易保證。因此，在此設計中采用了焊接的方式獲得油箱。焊接前，必須清楚板材焊接部位及周圍的氧化層和鐵銹。 （2）吸油管與回油管 1) 回油管出口 回油管出口型式，有直口、斜口、彎管直口、帶擴散器的出口等幾種形式，斜口應用的較多，一般為斜口。為了不使回油管的壓力波動波及吸油管，吸油管及回油管的斜口方向應一致，而不是相對著。 （4）頂蓋及清洗孔1) 頂蓋 在液壓油箱頂蓋上裝設電動機、閥組、空氣濾清器時，必須十分牢固。 （6）箱底、放油塞、支腳應在油箱底部最低點設置放油塞，以便油箱清洗和油箱更換。3）排油孔螺塞為了換油及清洗箱體時排出油污，在箱座底部油池低處設有排油孔，平時排油孔用螺塞及封油墊封住。因此，我們采用塊式集成設計。由于利用油路塊塊體中的通油孔道，即可將系統中的液壓閥及其他有關元件和管路聯系在一起，集成為所需的液壓控制裝置，故液壓控制裝置的設計的關鍵就是各種油路塊的設計。從設計界面右側元素庫的圖素標簽中選擇拉伸命令，進入草繪界面，（a），繪制出一個長方形，通過尺寸編輯修改圖形尺寸，完成后退出草繪界面，最終拉伸獲得長方體。安裝減壓閥的油路塊前表面上的孔道設計。安裝二位四通電磁換向閥的油路塊后面的孔道設計。壓力塊上裝有單向閥和三位四通電磁換向閥。 Pro/E環境下設計后的方向調速塊實體圖 Pro/E環境下設計后的方向調速塊實體圖 4）頂蓋的設計我們所設計的頂蓋主要用途是封閉主油路以及安裝壓力表，以便機床在工作時觀察液壓泵及系統各部分的工作壓力。（2）編程簡單、使用方便 PLC編程采用類似繼電器控制系統電氣原理梯形圖，用串聯、并聯、定時、計數等人們所熟悉的概念，是計算機語言大眾化，只要是比較熟練的電工和熟悉工藝知識的人員在幾天內就能學會，這是PLC得到推廣的重要原因之一。 4 臥式單面多軸鉆孔組合機床液壓控制系統的設計目前，常用的機床廣泛采用電器—接觸器控制。集成塊上要設計足夠的測壓點，以便調試時和工作中使用，需經常調節的控制閥應安放在便于調節和觀察的位置，應避免相鄰側面的元件發生干涉。根據以上步驟在Pro/E環境下完成了其油路設計。安裝單向閥的油路塊右面的孔道設計。 公用油口設計之后的實體圖d．連通閥的油孔設計。進油路：夾緊缸→二位四通電磁換向閥→油箱。在本次設計中我們所采用的液壓集成回路主要由底板、夾緊回路、壓力控制回路、方向控制回路、頂蓋及測壓回路等單元液壓集成回路組成。在此設計中，我們采用塊式集成設計。 其它元件的選擇 1）線隙式濾油器（XU—40x80J）一般安裝于回油路或泵吸油口處，這種濾油器阻力小，通流能力大，但不易清洗，一般用于中、低壓系統，結構簡單，過濾效果好，通油能力大。 （5）液面指示為觀察液壓油箱內的液面情況，應在油箱的側面安裝液面指示計，液位計通常帶有溫度計且刻有上、下液面限位線。 2）在結合面上需襯入密封填料、密封膠和液態密封膠，以保證可靠的密封性。濾油器應有足夠的容量，避免阻力太大。 、切削、毛刺和氧化皮。清洗孔法蘭蓋板可采用HT200經切削加工后用螺釘聯接在油箱側壁上，吊耳常用材料為25鋼。液壓油箱的有效容量v可概略的確定為：已知該系統為中壓系統（p=）取：V=(5～7)=200L～280L取V=240L式中 V —液壓油箱的有效容積 —液壓泵的額定流量 （2）液壓油箱的外形尺寸液壓油箱的有效容積確定后，需設計液壓油箱的外形尺寸，一般尺寸為（長：寬：高）=1：1：1～1：2：3，為提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時，可將液壓油箱的容量予以增大。（2）軸間的安裝方式安裝方式分為立式和臥式兩種。 液壓泵組的安裝方式液壓泵組是指液壓泵及驅動泵（電動機）和聯軸器及傳動底座組件等。在閥類元件的布置中，行程閥的安放位置必須靠近運動部件。 因為二位三通電磁換向閥處的力損失為，所以工進時溢流閥的調整壓力應為 = 3）快退 快退時，回油路上通過三位四通電磁換向閥和單向閥的流量為： 因此，進油路上總壓降為此值小于估計值，因此液壓泵驅動電機的功率是足夠的，快退時回油路上總壓降為 此值略小于原估計值，因此，重新計算快退時液壓缸進油腔壓力為： 快退時液壓泵的工作壓力應為： （2）計算系統效率 在一個工作循環中，工作進給占大部分時間，因此完全可用工進時的系統效率來代替整個工作循環的系統效率。 4）與液壓泵匹配的電動機的選定 首先分別算出快進和工進兩種不同工況時的功率，取兩者最大值作為選擇電動機規格的依據。考慮到正常工作中進油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為 （） 式中 —液壓泵最大工作壓力 —執行元件最大工作壓力 —進油管路中的壓力損失，～ MPa，～ MPa， MPa首先確定液壓泵的最大工作壓力。這種調速回路具有效率高、發熱小和速度剛性好的特點，并且調速閥裝在回油路上，具有承受負切削力的能力。 液壓缸在不同階段所需的壓力、流量、和功率工作階段系統負載回油腔壓力工作腔壓力輸入流量輸入功率工作進給294440．6快速前進1667快速退回16670．5注：取液壓缸機械效率（3）確定夾緊缸的內徑和活塞桿直徑 根據夾緊力F=5000～6000N，選取夾緊壓力為 夾緊缸內徑為： cm查缸徑尺寸系列，取D=8cm根據活塞桿工作中受壓，活塞桿直徑適當取大些，活塞桿直徑d為： d==4cm取d=4cm，符合活塞桿尺寸系列。（3） 確定液壓缸主要結構參數 。液壓系統裝備圖時液壓系統的正式安裝、施工的圖紙，包括油箱裝配圖、泵裝置圖、管路安裝圖等。若執行元件的有效功率為，液壓泵上輸入功率為，則系統的總發熱H可按試下式估算 ()如果系統的總效率已由式（）求出，則系統的總發熱量也可按下式計算 ()假設熱量全部由油箱散發出去，不考慮系統其他部分的散熱，則對油箱溫升的估算公式可以根據不同的條件分別從有關手冊中查找出來。計算出的系統壓力損失可作為確定系統調整壓力的依據之一，并可考查系統的回路效率，在對不同的方案進行比較作為參考。%倍。使用時可按系統設計要求選擇集成塊及相應的板式液壓閥，也可根據需要自行設計集成塊。大流量時用法蘭代替管接頭。在按平均驅動功率選擇電動機時，應將求得值與整個工作循環中所需的最大驅動功率進行比較，核算短期超載量是否在允許的范圍之內，一般電動機允許的短期超載量為25%.如果超出允許的范圍，則必須按最大驅動功率選則電動機。其次根據系統工況圖中的最大流量確定液壓系統的最大供油流量 ()對于工作過程始終處于節流調速狀態的系統，在確定液壓系統的最大供油時，尚未考慮溢流閥的最小穩定流量，在一般為溢流閥額定流量的15%以上。 計算與選擇液壓元件液壓元件的選擇通常是由以下諸因素共同決定的： ①參考同類設備。然后再考慮其他回路，或許有些回路的形式已由主要回路所決定。各液壓執行元件的主要結構參數確定之后，即可根據負載循環圖，速度循環圖以及A和作出各執行元件的工況圖（）。 執行機構負載和速度循環圖 （2）確定液壓系統得主參數執行元件的工作壓力可以根據負載循環圖中的最大負載來選取，也可以根據主機類型來確定（）。FG () 4）制動階段 F=177。 分析工況，確定液壓系統的主要參數 在明確了上述液壓系統的設計依據后，就可以對主機的工作過程進行分析，即負載分析和運動分析，確定負載和速度在整個工作循環中的變化規律即計算執行元件的主要結構參數（之液壓缸的有效工作面積或液壓馬達的排量），以及確定液壓系統的主要參數——工作壓力和最大流量。液壓機床驅動具有眾多優點，其中一個是液壓驅動在廣泛的范圍內提供無限變化的速度。 (5）工作介質——傳遞壓力的工作介質 通常為液壓油，同時還可以起潤滑、冷卻和防銹的作用。 3 液壓站的設計 主要是通過分析液壓系統的工作原理和所選的相關液壓元件，選擇液壓裝置的結構形式，進行油路塊的設計。 課題設計的目的和意義傳統的組合機床大都采用繼電—接觸控制，這種控制方式動作頻率低，可靠性差且因為固定接線形式，改變控制程序不方便、靈活性差，因此，不能滿足程序經常改變的控制要求，基于此，采用PLC控制，可以增加系統控制的靈活性和通用性，使操作更為簡單、性能更加可靠。 （3）發展綜合自動化技術 汽車工業的大發展,對自動化制造技術提出了許多新的需求,大批量生產的高效率,要求制造系統不僅能完成一般的機械加工工序,而且能完成零件從毛坯進線到成品下線的全部工序,以及下線后的自動碼垛、裝箱等。 國外組合機床現狀 80年代以來，國外組合機床技術在滿足精度和效率要求的基礎上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發展。它的特征是高效、高質、經濟實用，因而被廣泛應用與工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業。現代制造工程從各個角度對組合機床提出了愈來愈高的要求，而組合機床也在不斷吸取新技術成果而完善和發展。解放前，由于長期的封鎖統治和19世紀中葉以后帝國主義的侵略和掠奪，我國的工農業生產非常落后，既沒有獨立的機械制造業，更談不上機床制造業。續車床之后，隨著機械制造業的發展，其他各種機床也陸續被創制出來。在一般機械制造廠中，機床所擔負的加工工作量，約占機械制