基于plc的四柱萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文(更新版)

　　

【正文】 0 0 0~3000)101000~0(3000 3 ??????? 快速回程階段 NNGff fd 3 0 9 0)3 0 0 090( ????? 頂出缸在各工作階段的負(fù)載 啟動(dòng)階段 NNGFF fs 1 3 0 5)1 2 0 01 0 5( ????? 加速階段 NNFGtvgGFFGFFF wfdwmfd4 0 1 0 1 9)104 0 01 2 0 2 0 072( 33???????????????????? 向上頂出階段 NNFGFF wfd 4 0 1 2 7 2)104001 2 0 070( 3 ???????? 向下退回階段 NFF fd 72?? （ 2）速度圖和負(fù)載圖的繪制 負(fù)載圖按上面的數(shù)值繪制， 主缸 、 頂出缸 負(fù)載圖分別如圖 (a)、圖 （ a）和所示；速度圖按 主缸 快降行程為 510mm、慢壓行程為 200mm 和表 數(shù)據(jù)等繪制速度圖， 滑塊 、 頂出缸 速度圖分別如圖 (b)、圖 （ b）所示。標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來方便。提高液壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本。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(jī)控制方式之間的一種控制方式。其適用于單機(jī)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。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代化的大型模鍛液壓機(jī)，這樣就大型擠壓液壓機(jī)以及其他特種用途液壓機(jī)的研究。解放以后，在黨的正確領(lǐng)導(dǎo)下，我國迅速建立了獨(dú)立自主的完整的工業(yè)體系。在 18 世紀(jì)，蒸汽錘的隨之誕生。我國制造的第一臺(tái)萬噸水壓機(jī)就是自由鍛造水壓機(jī)。動(dòng)力機(jī)構(gòu)由油箱、高壓泵、低壓控制系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)及各種壓力閥和方向閥等組成。動(dòng)力機(jī)構(gòu)通常采用油泵作為動(dòng)力機(jī)構(gòu)，一般為容積式油泵。 液壓機(jī)通常指液壓泵和液壓馬達(dá)，液壓機(jī)和液壓馬達(dá)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)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能，是液壓系統(tǒng)中的動(dòng)力裝置，而液壓馬達(dá)是把油液的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行裝置。當(dāng)然，用途也根據(jù)需要是多種多樣的。 幾種液壓機(jī)的外觀和工作原理如圖 ~ 圖 所示。 第二次世界大戰(zhàn)后，為了迅速發(fā)展航空工業(yè)，美國在 1955 年左右，先后制造了兩臺(tái) 315000KN 和兩臺(tái) 700000KN 大型模鍛液壓機(jī)。 近二十年來，世界各國在鍛造操作機(jī)與鍛造液壓機(jī)聯(lián)動(dòng)機(jī)組，大型模鍛液壓機(jī)，擠壓液壓機(jī)等各種液壓機(jī)方面又有了很多新的發(fā)展，自動(dòng)量測和自動(dòng)控制的新技術(shù)在液壓機(jī)上得到了廣泛應(yīng)用，機(jī)械化和自動(dòng)化程度有了很大的提高。相比來講，國內(nèi)機(jī)型雖種類齊全，但技術(shù)含量相對(duì)較低，缺乏技術(shù)含量高的高檔機(jī)型，這與機(jī)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)。 （ 2）可編程控制器是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制發(fā)展的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)溶為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。通過采用 PLC 控制，使系統(tǒng)的控制性能和可靠性大大提高。 （ 3）自動(dòng)化、智能化。 調(diào)查研究機(jī)計(jì)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。另外，單獨(dú)采用一齒輪泵來供給系統(tǒng)低壓控制油。 對(duì)液壓機(jī)來說，保壓過程對(duì)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。 另外，在頂出工作階 段的進(jìn)油路上安裝溢流閥，進(jìn)行安全溢流。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。時(shí)間繼電器受壓力繼電器 12控制 。此時(shí)主泵 1的液壓油經(jīng)電液換向閥 電液換向閥 2l回流到油箱，泵處于卸載狀態(tài)。由負(fù)載圖可知，最大 外負(fù)載 F為 1003000N，按參考文獻(xiàn) [2]中表 22 可取背壓 2p 為零，機(jī)械效率 cm? 為 ，按參考文獻(xiàn)中表 22 查得 d/D 為 。 各缸的工作壓力和主要尺寸如表 所示。 （ 3）選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上算得的 p 和 pq 查閱參考文獻(xiàn) [5]，現(xiàn)選用 A7V401RPGH 型恒 功率變量軸向柱塞泵。本系統(tǒng)主油路流量為上模快降時(shí)流量 q=60L/min，壓油管的允許流速取 V=4m/s， 按參考文獻(xiàn) [1]中式（ 79）進(jìn)行計(jì)算，內(nèi)徑 d 為 mmmmqd 38 ???? ???? ??? （ ） 若主油路流量按快速回程時(shí)取 q=50L/min，則可算的油管內(nèi)徑 d=。 代入數(shù)據(jù)得： mmmm ) (2250 ????? ?????? 根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取缸的壁厚為 42mm。缸蓋滑動(dòng)支承面長度 dl )~(? ，此設(shè)計(jì) mmmmdl ???? 。 焊接：結(jié)構(gòu)簡單，外形小，但缸內(nèi)零件損壞時(shí)不易拆裝維修，且其有可能變形。 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。本設(shè)計(jì)中采用的連接型式為半環(huán)型，兩個(gè)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。端面與軸線的垂直度公差不大于 100mm， 外徑 的圓度和圓柱度一般不大于外徑公差之半 。其外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)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。導(dǎo)向套的外徑與內(nèi)孔的同軸度不大于公差之半。 2） 內(nèi)外圓表面的同軸度不大于 。同時(shí)，為了使制動(dòng)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。因此，油路上的總壓降 : M P aM P aM P ap v3 4 )2 4 (])80 ()80 ([ 22????????? 此值不大，不會(huì)使壓力閥開啟，故能確保泵的流量全部流入液壓缸。所以，快退時(shí)液壓泵的最大工作壓力為 : M PaM Pappp vp 2 0 )7 9 (11 ??????? （ 1） 頂出缸向上頂出 頂出缸頂出時(shí)，缸的工作壓力為 16MPa，進(jìn)油路上通過閥 6 和閥 21 的流量均為 。 (2)液壓機(jī)滑塊慢下加壓。 (2)按“頂出、退回”按鈕 ,頂出缸動(dòng)作 ,抬手停止。 表 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(jī) 起動(dòng)按鈕 SB0 X0 電液 閥 1DT Y0 電機(jī) 停止按鈕 SB1 X1 電液 閥 2DT Y1 急停 按鈕 SB2 X2 電液 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(dòng)機(jī) M1Y 啟動(dòng) 接觸器 KM1 Y5 頂出缸 退回按鈕 SB6 X6 柱塞泵電動(dòng)機(jī) M1Δ 工作 接觸器 KM2 Y6 熱繼電器觸點(diǎn) FR X7 齒輪泵電動(dòng)機(jī) M2 接觸器 KM3 Y7 頂出到位開關(guān) DC X10 起動(dòng)指示燈 HL1 Y10 手 動(dòng)方式選擇開關(guān) SA1 X11 電機(jī) 工作指示燈 HL2 Y11 自動(dòng)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 所示。 圖 自動(dòng)子 程序 梯形 圖 結(jié)論 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì) 。 本設(shè)計(jì)的液壓機(jī)采用 PLC 來控制，設(shè)有 手 動(dòng)和自動(dòng)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(dòng)化程度高。 參考文獻(xiàn) [1] 王積偉，章宏甲，黃誼 . 液壓傳動(dòng) [M]. 2 版 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，. 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