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1、河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY 畢業(yè)設(shè)計說明書 設(shè)計（論文）題目：液壓機(jī)的PLC控制 —應(yīng)用于模具成型 學(xué)生姓名：黃紹川 學(xué) 號：200915470204 專業(yè)班級：09自動化2班 學(xué) 部：信息科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師：劉曉悅 教授 2013年05月30日 摘 要 摘 要 四柱液壓機(jī)由主機(jī)及控制機(jī)構(gòu)兩大部分組成。液壓機(jī)主機(jī)部分包括液壓缸、橫梁、立柱及充液裝置等。動力機(jī)構(gòu)由油箱、高壓泵、控制系統(tǒng)、電動機(jī)、壓力閥、方向閥等組成。液壓機(jī)采用PLC控制系統(tǒng)，通過泵和油

2、缸及各種液壓閥實(shí)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)。該系列液壓機(jī)具有獨(dú)立的動力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)手動和自動兩種操作方式。 YB32—200液壓機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，動作靈敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，壓力和行程可在規(guī)定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，操作簡單。在本設(shè)計中，通過查閱大量文獻(xiàn)資料，介紹了液壓缸的原理，擬訂了液壓原理圖。介紹了液壓泵，電動機(jī)，控制閥，過濾器等液壓元件和輔助元件。主缸的速度換接與安全行程限制通過行程開關(guān)來控制；為了保證零件的成型質(zhì)量，液壓系統(tǒng)中設(shè)置保壓回路，通過保壓使工件穩(wěn)定成型；為了防止產(chǎn)生液壓沖擊，系統(tǒng)中設(shè)有泄壓回路，確保設(shè)備安全穩(wěn)定的工作。本設(shè)計

3、對液壓機(jī)進(jìn)行了PLC改造，以對液壓機(jī)進(jìn)行醒PLC控制，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對液壓機(jī)半自動控制。 關(guān)鍵詞：四柱液壓機(jī)；模具成型；PLC -37- 摘 要 Abstract Four-column hydraulic machine composed of a host machine and a control mechanism is composed of two parts. Hydraulic machine part comprises a hydraulic cylinder, beam, column and liquid

4、 filling device. The power mechanism composed of oil tank, the high-pressure pump, control system, motor, pressure valve, valve etc.. Hydraulic machine used PLC control system, to realize the energy conversion through the pump and the oil cylinder and hydraulic valve, regulation and delivery, to com

5、plete all of the action cycle. The series hydraulic machine is an independent body and the electrical power system, and centralized control buttons used, can realize the manual and automatic two kinds of mode of operation. The structure of YB32 - 200 hydraulic machine is a compact, reliable, fast s

6、peed, low energy consumption, low noise, pressure and stroke can be adjusted within a specified range, simple operation. In this design, through the consult massive literature material, introduces the principle of the hydraulic cylinder, hydraulic schematic diagram for. The hydraulic pump, the motor

7、, control valves, filters and other hydraulic components and auxiliary components. Master cylinder speed access and safety travel restrictions to control by the travel switch; in order to ensure the quality of molding parts, hydraulic system set packing loop, through the packing work-piece forming s

8、table; in order to prevent hydraulic shock, pressure relief system with a loop, ensure that the equipment safe and stable work. The design of the PLC transformation of hydraulic machine, hydraulic machine is up to PLC control, further realize the automatic control of hydraulic machine half. Keyword

9、s: four-pillar hydraulic machine; mold; PLC 目錄 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 概述 1 1.2 發(fā)展趨勢 2 1.3 液壓傳動系統(tǒng)的組成 3 1.4 課題來源 4 第2章 液壓機(jī)本體機(jī)構(gòu)介紹 5 2.1 液壓機(jī)結(jié)構(gòu)組成 5 2.2 液壓機(jī)的工作原理 6 2.3 四柱式液壓機(jī)相關(guān)參數(shù) 6 2.4 四柱式液壓機(jī)工作循環(huán)簡介 7 2.5 液壓機(jī)各部件設(shè)計 8 2.5.1 液壓缸的類型 8 2.5.2 鋼筒的連接結(jié)構(gòu) 8 2.5.3 缸口部分結(jié)構(gòu) 8 2.5.4 缸

10、底結(jié)構(gòu) 9 2.5.5 油缸放氣裝置 9 2.5.6 緩沖裝置 9 2.5.7 立柱連接形式 10 2.5.8 立柱的導(dǎo)向裝置 11 2.5.9 限程套 12 2.5.10 底座 13 2.6 活動橫梁結(jié)構(gòu)簡介 13 2.6.1 活動橫梁的主要作用 13 2.6.2 活塞與橫梁的連接 13 2.6.3 下橫梁結(jié)構(gòu)簡介 14 2.6.4 各橫梁參數(shù)的確定 14 2.7 YB32—200液壓機(jī)油壓泵簡介 14 2.7.1 油壓泵類型 14 2.7.2 油壓泵簡介 14 2.8 液壓泵工作原理 15 第3章 液壓系統(tǒng)及元件簡介 16 3.1 四柱液壓機(jī)總體布局 16

11、 3.2 液壓系統(tǒng)原理 17 3.3 液壓工作原理 17 3.4 系統(tǒng)流程圖 20 3.5 管道及接頭 21 3.6 管道 21 3.7 液壓控制閥的簡介 22 3.7.1 先導(dǎo)式溢流閥 22 3.7.2 節(jié)流閥 22 3.7.3 單向閥 23 3.7.4 電磁換向閥 23 3.7.5 順序閥 23 第4章 PLC簡介及控制原理 24 4.1 PLC概述 24 4.2 PLC基本結(jié)構(gòu) 24 4.3 PLC工作原理 25 4.4 PLC的特點(diǎn) 26 4.5 PLC型號的選擇 26 4.6 三菱FX2N-48MR型PLC簡介 27 4.7 PLC外部接線圖 2

12、8 4.8 I/O分配表 29 4.9 液壓機(jī)主要工藝流程圖 30 4.10 PLC的梯形圖設(shè)計 30 4.11 液壓機(jī)的PLC控制原理 31 結(jié) 論 33 參考文獻(xiàn) 34 謝 辭 35 附 錄 36 第1章 緒論 第1章 緒論 1.1 概述 液壓機(jī)是利用液體來傳遞壓力的液壓設(shè)備。液體在密閉的容器中傳遞壓力時是遵循帕斯卡定律。液壓機(jī)的液壓傳動系統(tǒng)由動力機(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。本機(jī)器采用三梁四柱結(jié)構(gòu)形式，機(jī)身由工作臺、滑塊、上橫梁、立柱、鎖母和調(diào)節(jié)螺母等組成。四柱式結(jié)構(gòu)為液壓機(jī)最常見的結(jié)構(gòu)形式之一。四柱式結(jié)構(gòu)最顯著的特點(diǎn)

13、是工作空間寬敞、便于四面觀察和接近模具。整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，工藝性較好，但立柱需要大型圓鋼或鍛件。液壓機(jī)在一定的機(jī)械、電子系統(tǒng)內(nèi)，依靠液體介質(zhì)的靜壓力，完成能量的積壓、傳遞、放大，實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能的輕巧化、科學(xué)化、最大化。液壓機(jī)械具有重量輕、功率大、結(jié)構(gòu)簡單、布局靈活、控制方便等特點(diǎn)，速度、扭矩、功率均可做無級調(diào)節(jié)，能迅速換向和變速，調(diào)速范圍寬，快速性能好，工作平穩(wěn)、噪音小. 適用于金屬材料壓制工藝,如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可從事于校正、壓裝、砂輪成型、冷熱擠壓金屬等同樣適應(yīng)于非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、粉末冶金、絕緣材料等壓制成型，以及有關(guān)壓制方面的新工藝、新技術(shù)的試驗(yàn)研究等。已經(jīng)廣泛應(yīng)用到

14、醫(yī)療、科技、軍事、工業(yè)、自動化生產(chǎn)、運(yùn)輸、礦山、建筑、航空等領(lǐng)域。 在制品成型生產(chǎn)中液壓機(jī)成為應(yīng)用最廣的一種設(shè)備。問世以來發(fā)展很快，目前已成為工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備之一?；谝簤簷C(jī)在生產(chǎn)工作中的廣泛使用，液壓機(jī)本身在各個工業(yè)生產(chǎn)部門中得到廣泛應(yīng)用。例如管、線、型材擠壓；板材成型；膠合板壓制、打包；粉末冶金、塑料及橡膠制品成型；輪軸壓裝、校直；人造金剛石、耐火磚壓制等。各品種液壓機(jī)的不斷更新產(chǎn)品，促進(jìn)了國內(nèi)外各工業(yè)的迅速崛起。隨著液壓技術(shù)以及微型電子技術(shù)的發(fā)展和普及應(yīng)用，液壓機(jī)的應(yīng)用進(jìn)一步的發(fā)展。 主機(jī)和液壓系統(tǒng)是液壓機(jī)兩大組成部分，近年來由于技術(shù)發(fā)展逐步成熟，國內(nèi)和國外機(jī)型沒有較大差距，

15、主要差別就是加工工藝和安裝。良好的工藝使機(jī)器在冷卻、過濾及防止振動和沖擊方面，有較大改善。尤其是集成塊可以進(jìn)行專業(yè)性的生產(chǎn)，其質(zhì)量高、性能可靠性高且設(shè)計的周期相對來說較短。 最近幾年在集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展的新型液壓元件的組成的回路也有其特別的優(yōu)點(diǎn)，它不用其它的連接件結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積也相對變得更小，重量也變得更輕不需要管件連接，從而消除了因?yàn)榻宇^、油管引起的泄漏、噪聲和振動。邏輯插裝閥體積小、重量輕、密封性好、功率損耗小、動作速度快、易集成的特點(diǎn)，自從液壓機(jī)開始出現(xiàn)，直至如今已得到了很快的發(fā)展。液壓機(jī)的發(fā)展不單單體現(xiàn)在控制系統(tǒng)上，也表現(xiàn)在高速、高效、低消耗；機(jī)電一體化，正是合理利用機(jī)械與電子的技

16、術(shù)促使整個液壓系統(tǒng)的完善；自動化和智能化，實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的自動診斷與調(diào)整，有故障預(yù)處理功能；液壓元件集成化與標(biāo)準(zhǔn)化，已經(jīng)有效防止泄露和污染等諸多個方面。 本設(shè)計題目的要求是按照液壓系統(tǒng)規(guī)定的動作圖表驅(qū)動電機(jī)、選擇規(guī)定的工作方式，在發(fā)訊元件的指令下，使有關(guān)電磁鐵的動作以完成點(diǎn)動和半自動循環(huán)指定的工藝動作。設(shè)電氣控制箱，除依據(jù)機(jī)器部分的需要必須分散安裝于各處的電器元件（如：電動機(jī)、電磁鐵、接近開關(guān)、壓力繼電器）外，其它電器均集中安裝在電氣控制箱內(nèi)，操作人員只需操縱相應(yīng)的開關(guān)按扭，即可對機(jī)器進(jìn)行操作。 由于繼電器接觸器控制是采用固定接線的硬件實(shí)現(xiàn)邏輯。如果生產(chǎn)任務(wù)或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，就必須重新設(shè)

17、計，改變硬件結(jié)構(gòu)，這樣造成時間和資金的浪費(fèi)。另外，大型控制系統(tǒng)用繼電器接觸控制，使用繼電器數(shù)量多，控制系統(tǒng)體積大，耗電多，且繼電器觸點(diǎn)為機(jī)械觸點(diǎn)，工作頻率低，在頻繁動作情況下壽命較短，造成系統(tǒng)故障，系統(tǒng)的可靠性差。而PLC控制能改善繼電器控制器上述的不足, PLC可靠性高，抗干擾能力強(qiáng),通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便,功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣,編程簡單，容易掌握;體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便,減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計及施工的工作量等特點(diǎn),所以設(shè)計時我們采用PLC能集中且較方便地制。 1.2 發(fā)展趨勢 在制品成型生產(chǎn)中液壓機(jī)成為應(yīng)用最廣的一種設(shè)備。問世以來發(fā)展很快，目前已成為工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)

18、備之一?；谝簤簷C(jī)在生產(chǎn)工作中的廣泛使用，液壓機(jī)本身在各個工業(yè)生產(chǎn)部門中得到廣泛應(yīng)用。例如管、線、型材擠壓；板材成型；膠合板壓制、打包；粉末冶金、塑料及橡膠制品成型；輪軸壓裝、校直；人造金剛石、耐火磚壓制等。各品種液壓機(jī)的不斷更新產(chǎn)品，促進(jìn)了國內(nèi)外各工業(yè)的迅速崛起。隨著液壓技術(shù)以及微型電子技術(shù)的發(fā)展和普及應(yīng)用，液壓機(jī)的應(yīng)用進(jìn)一步的發(fā)展。 一般工業(yè)控制機(jī)控制的方式是在計算機(jī)控制技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上采用的一種技術(shù)很高的控制方式。這種控制方式主要以工業(yè)控制機(jī)或單板/單片機(jī)作為主控單元，然后通過外圍接口器件（D/A，A/D板等）或者直接應(yīng)用各類閥實(shí)現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的控制，與此同時利用各類傳感器組成閉環(huán)回路

19、控制系統(tǒng)，從而達(dá)到比較準(zhǔn)確的控制要求。此種方法的主要控制特點(diǎn)有如下幾點(diǎn)： （1）控制精度提高。數(shù)字控制行程長度和工作的行程與早期的機(jī)械形式開關(guān)控制相比，精度有相當(dāng)大的提高。控制精度達(dá)到0.05mm。 （2）良好的人為操縱能力，易操作。例如：BROWN　BOGGS公司的相關(guān)產(chǎn)品，可憑借數(shù)字面板顯示輸入輸出壓力、快進(jìn)和回程速度、壓制的速度以及保壓/停機(jī)時間參數(shù)，大大降低了生產(chǎn)中的強(qiáng)度。 （3）易實(shí)現(xiàn)對工作參數(shù)的單獨(dú)調(diào)整。經(jīng)過對控制參數(shù)的單獨(dú)控制，整理好被加工材料的流動性，可進(jìn)行復(fù)雜工件以及不對稱工件的加工。 （4）可輕易于實(shí)現(xiàn)高速化，提高生產(chǎn)效率。例如美國的FERRA公司采

20、用了電子微處理控制這樣的方式，工作循環(huán)與以相比前快60%。 （5）針對高速下的換向沖擊用軟件來消除，以此來降低噪聲，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 （6）有預(yù)存工作模式，對于不同工件的工藝過程或者工藝參數(shù)提前存儲和重復(fù) 用，減小調(diào)整時間。這個特點(diǎn)與柔性加工時的要求相適應(yīng)。 （7）生產(chǎn)線的集成控制，形成柔性生產(chǎn)線與上位機(jī)進(jìn)行通訊并且實(shí)現(xiàn)調(diào)度控制 液壓機(jī)的發(fā)展不單單體現(xiàn)在控制系統(tǒng)上，也表現(xiàn)在高速、高效、低消耗；機(jī)電一體化，正是合理利用機(jī)械與電子的技術(shù)促使整個液壓系統(tǒng)的完善；自動化和智能化，實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的自動診斷與調(diào)整，有故障預(yù)處理功能；液壓元件集成化與標(biāo)準(zhǔn)化，已經(jīng)有效防止泄露和污染等諸多個

21、方面。 綜合上面所闡述，液壓機(jī)的迅速發(fā)展促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展。隨著電氣控制技術(shù)與液壓傳動技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，液壓機(jī)本身的自動化程度還有加工精度都將進(jìn)一步得到提高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化控制。 1.3 液壓傳動系統(tǒng)的組成 液壓傳動的基本原理：液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件(液壓缸或馬達(dá))把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。 液壓系統(tǒng)主要由：動力元件（油泵）、執(zhí)行元件

22、（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。 　　1、動力元件（油泵） 它的作用是把液體利用原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓力能；是液壓傳動中的動力部分。 　　2、執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達(dá)） 它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。其中，油缸做直線運(yùn)動，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 　　3、控制元件 包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據(jù)需要無級調(diào)節(jié)液動機(jī)的速度，并對液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。 　　4、輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件各種管接頭(擴(kuò)口式、焊接式、卡套式）、高壓球閥、快換接頭、軟管總成、測壓接

23、頭、管夾等及油箱等，它們同樣十分重要。 　　5、工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類液壓傳動中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過油泵和液動機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。 1.4 課題來源 液壓傳動和機(jī)械相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)，因此在機(jī)械工程中，液壓傳動被廣泛應(yīng)用，液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞的一種形式，他通過能量轉(zhuǎn)換裝置（如液壓泵），原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的液壓力能，然后通過封閉管道，控制元件等，由另一能量裝置（如液壓缸，液壓馬達(dá)）將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，以驅(qū)動負(fù)載和實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 最近幾年在集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展的新型液壓元件的組成的回路也有其特別的優(yōu)點(diǎn)，它不用其它的連接件結(jié)構(gòu)更為緊湊，

24、體積也相對變得更小，重量也變得更輕不需要管件連接，從而消除了因?yàn)榻宇^、油管引起的泄漏、噪聲和振動。邏輯插裝閥體積小、重量輕、密封性好、功率損耗小、動作速度快、易集成的特點(diǎn)，自從液壓機(jī)開始出現(xiàn)，直至如今已得到了很快的發(fā)展。 可編程控制器（PLC）是在繼電器控制和計算機(jī)控制發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上開發(fā)是出來的，并逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，把自動化技術(shù)，用訊技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置，目前已廣泛的應(yīng)用于各種成產(chǎn)機(jī)械以及自動化生產(chǎn)的過程中。 本次設(shè)計采用的是以油為介質(zhì)的YB32—200型四柱萬能液壓機(jī)，并對其進(jìn)行PLC改造，以對其進(jìn)行PLC控制，該液壓機(jī)主缸最大壓制力為2000KN，液壓

25、機(jī)要求液壓系統(tǒng)完成的主要動作是：主液壓缸驅(qū)動滑塊快速下行，慢速加壓，保壓延時，快速返回及在任意點(diǎn)停止;頂出缸活塞的頂出，退回等，它的電氣控制方式有調(diào)整（點(diǎn)動動作）、手動及半自動三種操作方式，課實(shí)現(xiàn)定壓和定程兩種工藝方式，這次的設(shè)計用的是定壓的工藝方式，對液壓機(jī)半自動的操作方式進(jìn)行PLC改造。 第2章 液壓機(jī)本體機(jī)構(gòu)介紹 第2章 液壓機(jī)本體機(jī)構(gòu)介紹 2.1 液壓機(jī)結(jié)構(gòu)組成 四柱液壓機(jī)主要由主機(jī)、液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)三部分組成。其中主機(jī)包括工作臺、導(dǎo)柱、滑塊、上缸、頂出缸等結(jié)構(gòu)；液壓系統(tǒng)由控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、動力裝置、工作介質(zhì)等組成；電氣控制控制系統(tǒng)主要由繼電器、接

26、觸器、按鈕、行程開關(guān)、電器控制柜等組成。 四柱式液壓機(jī)組成結(jié)構(gòu)如2.1圖所示 圖2.1 四柱式液壓機(jī)組成結(jié)構(gòu)圖 1—沖液箱; 2—上缸； 3—上橫梁； 4—滑塊； 5—導(dǎo)向立柱； 6—下橫梁； 7—頂出缸 2.2 液壓機(jī)的工作原理 四柱液壓機(jī)的液壓傳動系統(tǒng)由動力機(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。動力機(jī)構(gòu)通常采用油泵作為動力機(jī)構(gòu)，一般為積式油泵。為了滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)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.

27、0MP)用柱塞泵。各種可塑性材料的壓力加工和成形，如不銹鋼板鋼板的擠壓、彎曲、拉伸及金屬零件的冷壓成形，同時亦可用于粉末制品、砂輪、膠木、樹脂熱固性制品的壓制。 四柱液壓機(jī)的動作順序通過電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)控制，控制順序框圖如圖2.2所示 啟動 電氣系統(tǒng) 手動 液壓系統(tǒng) 液壓機(jī)主機(jī) 行程開關(guān) 圖2.2 四柱式液壓機(jī)控制順序圖 從上面的控制順序框圖可以看出，液壓機(jī)的工作原理由電氣控制系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)，液壓控制系統(tǒng)再控制主機(jī)工作，主機(jī)動作觸及行程開關(guān)，將信號反饋給電氣控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制 2.3 四柱式液壓機(jī)相關(guān)參數(shù) 200噸液壓機(jī)設(shè)計要求 1、 主

28、缸公稱壓力 2000kN 2、 主缸回程力 500KN 3、 工進(jìn)時最大工作壓力 25MPa 4、 頂出缸公稱壓力 400kN 5、 滑塊距工作臺最大距離 1200 mm 6、 滑塊行程 700 mm 7、 頂出行程 250mm 8、 滑塊速度 空程速度 60mm/s

29、 擠壓速度 4 mm/s 回程 20mm/s 9、 頂出速度 頂出 30mm/s 回程 60mm/s 10、工作臺中心孔 Φ100 mm 11、工作臺面大小 根據(jù)設(shè)備穩(wěn)定性進(jìn)行設(shè)計。(2200*1600，1600*1600,3150*2000) 2.4 四柱式液壓機(jī)工作循環(huán)簡介 四柱液壓機(jī)工作循環(huán)圖如圖2.3所示 行

30、程 S 原位 快速 慢速 保壓 快速 原位 停止 下行 加壓 延時 返回 停止 原位停止 頂 退 出 停留 回 時間t 圖2.3 四柱液壓機(jī)工作循環(huán)圖 四柱液壓機(jī)工作循環(huán)如上圖所示，滑塊在自重的作用下快速下行，碰到行程開關(guān)后由快進(jìn)變?yōu)楣みM(jìn)，隨后進(jìn)行加壓、保壓。保壓時間完成后，滑塊快速回程，直到回到原來的位置，停止運(yùn)動，圖的下部分表示頂出缸的工作循環(huán)過程，主缸快進(jìn)、工進(jìn)、保壓、退回

31、停止后，頂出缸才運(yùn)動，將工件頂出。 2.5 液壓機(jī)各部件設(shè)計 2.5.1 液壓缸的類型 液壓缸原理圖如圖2.4所示 圖2.4 雙作用單活塞桿液壓缸 液壓缸選用雙作用單活塞桿液壓缸，活塞在行程終了時緩沖。因?yàn)楣ぷ鬟^程中需要往復(fù)運(yùn)動，從圖可見，油缸被活塞頭分隔為兩腔，側(cè)面有兩個進(jìn)油口，因此，可以獲得往復(fù)的運(yùn)動。實(shí)質(zhì)上起到兩個柱塞缸的作用。此種結(jié)構(gòu)形式的油缸，在中小型液壓機(jī)上應(yīng)用最廣。 2.5.2 鋼筒的連接結(jié)構(gòu) YB30—200液壓機(jī)中上、下缸都選擇法蘭連接方式。這種結(jié)構(gòu)簡單，易加工，易裝卸。上缸采用前端法蘭安裝，下缸采用后端法蘭安

32、裝。 2.5.3 缸口部分結(jié)構(gòu) 缸口部分采用了Y形密封圈、導(dǎo)向套、O形防塵圈和鎖緊裝置等組成，用來密封和引導(dǎo)活塞桿。由于在設(shè)計中缸孔和活塞桿直徑的差值不同，故缸口部分的結(jié)構(gòu)也有所不同。 2.5.4 缸底結(jié)構(gòu) 缸底結(jié)構(gòu)常應(yīng)用有平底、圓底形式的整體和可拆結(jié)構(gòu)形式。平底結(jié)構(gòu)具有易加工、軸向長度短、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。所以目前整體結(jié)構(gòu)中大多采用平底結(jié)構(gòu)。圓底整體結(jié)構(gòu)相對于平底來說受力情況較好，因此，在相同應(yīng)力，重量較輕。另外，在整體鑄造的結(jié)構(gòu)中，圓形缸底有助于消除過渡處的鑄造缺陷。但是，在液壓機(jī)上所使用的油缸一般壁厚均較大，而缸底的受力總是較缸壁小。因此，上述優(yōu)點(diǎn)就顯得不太突出，這也是目前在整體結(jié)

33、構(gòu)中大多采用平底結(jié)構(gòu)的一個原因。然而整體結(jié)構(gòu)的共同缺點(diǎn)為缸孔加工工藝性差，更換密封圈時，活塞不能從缸底方向拆出，但由于較可拆式缸底結(jié)構(gòu)受力情況好、結(jié)構(gòu)簡單、可靠，因此在中小型液壓機(jī)中使用也較廣。 YB30—200液壓機(jī)選用的是平底結(jié)構(gòu)。 2.5.5 油缸放氣裝置 通常油缸在裝配后或系統(tǒng)內(nèi)有空氣進(jìn)入時，使油缸內(nèi)部存留一部分空氣，而常常不易及時被油液帶出。這樣，在油缸工作過程中由于空氣的可壓縮性，將使活塞行程中出現(xiàn)振動。因此，除在系統(tǒng)采取密封措施、嚴(yán)防空氣侵入外，常在油缸兩腔最高處設(shè)置放氣閥，排出缸內(nèi)殘留的空氣，使油缸穩(wěn)定的工作。排氣閥的結(jié)構(gòu)形式包括整體式和組合式。YB32--200液壓機(jī)整

34、體式排氣閥閥體與閥針合為一體，用螺紋與鋼筒或缸蓋連接，靠頭部錐面起密封作用。排氣時，擰松螺紋，缸內(nèi)空氣從錐面間隙中擠出，并經(jīng)斜孔排出缸外。這種排氣閥簡單、方便、但螺紋與錐面密封處同心度要求較高，否則擰緊排氣閥后不能密封，會造成泄露。 2.5.6 緩沖裝置 緩沖裝置的工作原理是使鋼筒低壓腔內(nèi)油液(全部或部分)通過節(jié)流把動能轉(zhuǎn)換為熱能，熱能則由循環(huán)的油液帶到液壓缸外。 緩沖裝置的結(jié)構(gòu)有恒節(jié)流面積緩沖裝置和變節(jié)流型緩沖裝置。在設(shè)計中我采用的是恒節(jié)流面積緩沖裝置，此類緩沖裝置在緩沖過程中，由于其節(jié)流面積不變，故在緩沖開始時，產(chǎn)生的緩沖制動力很大，但很快就降低下來，最后不起什么作用，緩沖效果很差。

35、但是在一般系列化的成品液壓缸中，由于事先無法知道活塞的實(shí)際運(yùn)動速度以及運(yùn)動部分的質(zhì)量和載荷等，因此為了使結(jié)構(gòu)簡單，便于設(shè)計，降低制造成本，YB32—200液壓機(jī)采用此種節(jié)流緩沖方式。 2.5.7 立柱連接形式 立柱式機(jī)架是常見的機(jī)架形式，一般由4根立柱通過螺母將上、下橫梁緊固地連結(jié)在一起，組成一個剛性的空間框架。在這個框架中，既安裝了液壓機(jī)本體的主要零部件，又在液壓機(jī)工作時，承受液壓機(jī)的全部工作載荷，并作為液壓機(jī)運(yùn)動部分的導(dǎo)向。整個機(jī)架的剛度與精度，在很大程度上取決于立柱與上、下橫梁的連接形式與連接的緊固程度，連接圖如圖2.5所示。 圖2.5 中、小型液壓機(jī)立柱連結(jié)形式

36、在中、小型液壓機(jī)中，常用的連結(jié)形式有以下4種： 1. 立柱用臺肩分別支承上、下橫梁，然后用外鎖緊螺母上、下予以鎖緊。這種結(jié)構(gòu)中，上橫梁下表面（工作臺）上表面間的距離與平行度，全靠4根立柱臺肩間尺寸的一致性來保證，因此裝配簡單，不需調(diào)整，裝配后機(jī)架的精度也無法調(diào)整，且對立柱臺肩間尺寸精度的加工要求很高。因此，這種結(jié)構(gòu)僅在無精度要求的小型簡易液壓機(jī)中采用。 2. 內(nèi)外螺母式，即在立柱上分別用內(nèi)、外兩個螺母來固定上、下橫梁，用內(nèi)螺母來起上述臺肩的支承作用，用外鎖緊螺母上、下予以鎖緊。上橫梁下表面的水平度以及下橫梁（工作臺）上表面的水平度，兩個表面之間的平行度與間距的保持，全靠安裝時內(nèi)螺母的調(diào)整，

37、因此，對立柱的有關(guān)軸向尺寸要求不高，但對立柱螺紋精度（與立柱軸線的平行度）及內(nèi)螺母精度（內(nèi)螺母的螺紋對于上、下橫梁貼合面的垂直度）要求較高，安裝時調(diào)整比較麻煩。 3. 在與上橫梁連結(jié)處用臺肩代替內(nèi)螺母，精度調(diào)節(jié)和加工均不很復(fù)雜，但立柱預(yù)緊不如第2種方便。 4. 與第3種形式基本相同，只是在下橫梁處用臺肩代替內(nèi)螺母，但精度調(diào)節(jié)比第3種簡便可靠。 YB30—200液壓機(jī)用的是第四種連結(jié)方式。組合式立柱螺母如圖2.6所示。 圖2.6 組合式立柱螺母 2.5.8 立柱的導(dǎo)向裝置 活動橫梁運(yùn)動及工作時，一般以立柱為導(dǎo)向，由于活動橫梁往復(fù)運(yùn)動頻繁，且在偏心加壓時有很大的側(cè)推力，因

38、此，不可能讓活動橫梁與立柱直接接觸，互相磨損，必須選擇耐磨損、易更換的材料作為兩者之間的導(dǎo)向裝置。導(dǎo)向裝置的質(zhì)量直接關(guān)系到活動橫梁的運(yùn)動精度及被加工件的尺寸精度，也會影響到工作缸密封件與導(dǎo)向面的磨損情況，對模具壽命及機(jī)身的受力情況也均有影響，為此，必須合理選擇導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)及配合要求，YB32—200導(dǎo)套結(jié)構(gòu)如圖2.7所示。 圖2.7 導(dǎo)套 導(dǎo)向裝置可分為導(dǎo)套與平面導(dǎo)板兩大類。 導(dǎo)套 對于圓截面的立柱，都是在活動橫梁的立柱孔中采用導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，又可分為圓柱面導(dǎo)套和球面導(dǎo)套。 圓柱面導(dǎo)套 在活動橫梁的立柱孔中，各裝有上、下兩個導(dǎo)套，它們由兩半組成，為了拆裝方便，兩半導(dǎo)套的剖分面

39、最好有的斜度，導(dǎo)套兩端裝有防塵用的氈墊。這種導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。 YB30—200液壓機(jī)用這種形式的導(dǎo)套。 2.5.9 限程套 為防止運(yùn)動部分超程，有些液壓機(jī)在下橫梁的4個立柱上安裝限程套，一般為對開式，上、下兩端應(yīng)平行，4個限程套高度應(yīng)一致，內(nèi)孔比立柱直徑大1-2mm，用鑄鐵制造，YB32—200立柱安裝限程套結(jié)構(gòu)如圖2.8所示。 圖2.8 立柱安裝限程套 2.5.10 底座 底座安裝于工作臺下部，與基礎(chǔ)相連。底座僅承受機(jī)器之總重量。底座材料可選用鑄鐵件或焊接結(jié)構(gòu)。主要考慮到外形的美觀，對精度無要求。 2.6 活動橫梁結(jié)構(gòu)簡介 2.6.1 活動橫梁的主要作用

40、 與工作缸柱塞桿連接傳遞液壓機(jī)的壓力，通過導(dǎo)向套沿立柱導(dǎo)向面上下往復(fù)運(yùn)動;安裝固定模具及工具等。因此需要有較好的強(qiáng)度、剛度及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)?；顒訖M梁上部與工作缸柱塞相連，下部與上模座相連，梁體結(jié)構(gòu)和受力狀態(tài)都很復(fù)雜。當(dāng)液壓機(jī)工作時，高壓液體作用于柱塞的力是通過活動橫梁及上砧傳遞到鍛件上而做功，活動橫梁的上下運(yùn)動則依靠梁與立柱的導(dǎo)向裝置。 2.6.2 活塞與橫梁的連接 剛性連接 柱塞下端插入活動橫梁內(nèi)。 此種連接方式在偏心載時，柱塞跟隨活動橫梁一起傾斜，將動梁所受偏心力矩的一部分傳給工缸導(dǎo)向套，使導(dǎo)向套承受側(cè)向水平推力或一對力偶，從而加劇導(dǎo)向套及封的磨損。單缸液壓機(jī)或三缸液壓機(jī)的中間工作缸

41、多采取此種結(jié)構(gòu)。在活塞桿焊接法蘭用螺釘與橫梁連接，用12根M30的螺釘，達(dá)到預(yù)緊的目的。 2.6.3 下橫梁結(jié)構(gòu)簡介 下橫梁的剛度要求應(yīng)略嚴(yán)一些，以保證整個壓機(jī)的剛性。下橫梁直接與立柱、拉桿、工作臺、回程缸和頂出器相連，梁體結(jié)構(gòu)和受力狀態(tài)都很復(fù)雜。對于下橫梁，其設(shè)計原則與上橫梁相同，是在滿足相連部件最小幾何尺寸要求和工藝要求的條件下，盡可能縮減其縱向、橫向尺寸，這是有效提高梁的剛度、強(qiáng)度和減輕梁的重量應(yīng)首先把握的主要原則。 2.6.4 各橫梁參數(shù)的確定 因?yàn)橐簤焊着c橫梁間的墊片厚度為25cm，因此可以推算橫梁的厚度取大于25cm即滿足要求?？紤]在墊片與橫梁的連接面積比墊片與液壓缸的連接

42、面積少一半所以上橫的受力部分厚度選用50cm，因?yàn)橛锌招牟糠?，所以整體厚度選用75cm。活動橫梁受力部分為35cm，整體厚度選用50cm。因?yàn)橄赂椎墓Q壓力小，但受力打，所以整體厚度選用40cm。 2.7 YB32—200液壓機(jī)油壓泵簡介 2.7.1 油壓泵類型 液壓泵為恒功率式變量軸向柱塞泵，用來給系統(tǒng)以高壓油，其壓力有遠(yuǎn)程調(diào)壓閥調(diào)定 2.7.2 油壓泵簡介 液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱，在每次啟動機(jī)器后，必須等液壓 漬箱達(dá)到使用氣壓后，才能操作機(jī)械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型 的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱，也有液壓泵 本身帶有補(bǔ)油分泵向液壓泵進(jìn)

43、油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸 油能力很強(qiáng)，無需外力供油。對于自吸油型柱塞泵，液壓油箱內(nèi)的油液不 得低于油標(biāo)下限，要保持足夠數(shù)量的液壓油。液壓油的清潔度越高，液壓 泵的使用壽命越長。 YB32—200使用的軸向柱塞泵 軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動所產(chǎn)生的 容積變化來進(jìn)行工作的。由于柱塞和柱塞孔都是圓形零件，加工時可以達(dá) 到很高的精度配合，因此具有容積效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，流量均勻性好，噪 聲低，工作壓力高等優(yōu)點(diǎn)，但對液壓油的污染較敏感，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價 較高。 2.8液壓泵工作原理 柱塞泵柱塞往復(fù)運(yùn)動總行程L是不變的，由凸輪的升程決定。柱塞

44、每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程,供油行程不受凸輪軸控制是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻，從而改變供油量。柱塞泵工作時，在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下，迫使柱塞作上、下往復(fù)運(yùn)動，從而完成泵油任務(wù)，泵油過程可分為以下三個階段。 進(jìn)油過程 當(dāng)凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后，在彈簧力的作用下，柱塞向下運(yùn)動，柱塞上部空（稱為泵油室）產(chǎn)生真空度，當(dāng)柱塞上端面把柱塞套上的進(jìn)油孔打開后，充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經(jīng)油孔進(jìn)入泵油室，柱塞運(yùn)動到下止點(diǎn)，進(jìn)油結(jié)束。 供油過程 當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時，柱塞彈簧被壓縮，柱塞向上運(yùn)動，燃油受壓

45、，一部分燃油經(jīng)油孔流回噴油泵上體油腔。當(dāng)柱塞頂 面遮住套筒上進(jìn)油孔的上緣時，由于柱塞和套筒的配合間隙很?。?.0015-0.0025mm）使柱塞頂部的泵油室成為一個密封油腔，柱塞繼續(xù)上升，泵油室內(nèi)的油壓迅速升高，泵油壓力>出油閥彈簧力+高壓油管剩余壓力時，推開出油閥，高壓柴油經(jīng)出油閥進(jìn)入高壓油管，通過噴油器噴入燃燒室。 回油過程 柱塞向上供油，當(dāng)上行到柱塞上的斜槽（停供邊）與套筒上的回油孔相通時，泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通，油壓驟然下降，出油閥在彈簧力的作用下迅速關(guān)閉，停止供油。此后柱塞還要上行，當(dāng)凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后，在彈簧的作用下，柱塞又下行。此時便開始了下一

46、個循環(huán)。 柱塞泵以一個柱塞為原理介紹，一個柱塞泵上有兩個單向閥，并且方向相反，柱塞向一個方向運(yùn)動時缸內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓，這時一個單向閥打開液體被吸入缸內(nèi)，柱塞向另一個方向運(yùn)動時，將液體壓縮后另一個單向閥被打開，被吸入缸內(nèi)的液體被排出。這種工作方式連續(xù)運(yùn)動后就形成了連續(xù)供油。 第2章 液壓機(jī)本體機(jī)構(gòu)介紹 第3章 液壓系統(tǒng)及元件簡介 3.1 四柱液壓機(jī)總體布局 總體布局如圖3.1所示 圖3.1 四柱式液壓機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖 1—主機(jī) 2—液壓油管 3—控制臺 4—插裝閥 5—液壓泵裝置 6

47、—液壓油箱 7—電氣控制柜 上圖為液壓機(jī)整體布局簡圖，分為三個部分，即：主機(jī)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的所有部件都集中安裝在液壓油箱上，使液壓站布局結(jié)構(gòu)變得緊湊。電氣控制元件集中設(shè)計在電氣柜中。啟動、停止、快進(jìn)、頂出、調(diào)整、等控制按鈕設(shè)置在控制臺上，方便及時操作。 第3章 液壓系統(tǒng)及元件簡介 3.2 液壓系統(tǒng)原理 液壓系統(tǒng)原理圖如圖3.2所示 圖3.2 液控原理系統(tǒng)圖 1.頂出缸 2.頂出缸換向閥 3.先導(dǎo)換向閥 4.主缸安全閥 5.主液壓缸 6.充液筒 7.主缸換向閥 8.壓力繼電器

48、 9.預(yù)泄壓換向閥 10.順序閥 11.泵站溢流閥 12.減壓閥 13.頂出缸溢流閥 14.頂出缸安全閥 15.變量泵 16.濾油器 17.遠(yuǎn)程調(diào)壓閥 18.單向閥 19、20.液控單向閥 XW1.主缸上限位開關(guān) XW2.定程壓制限位開關(guān) XW3.頂出缸上限位開關(guān) XW4.頂出缸下限位開關(guān) 3.3 液壓工作原理 主缸動作 1)快速下行 電磁鐵1DT通電后,閥3和閥7工作于左位,閥19被打開,主液壓缸5在液壓力和自重力作用下快速下行,其上腔油液不足由充液筒6和閥20補(bǔ)充。 2)慢速加壓 當(dāng)主缸滑塊下行至接觸工件時,

49、阻力急劇增加,主液壓缸5上腔壓力迅速升高,導(dǎo)致閥20關(guān)閉,此時主缸上腔只由液壓泵單獨(dú)供油,從而實(shí)現(xiàn)慢速加壓,其加壓速度由液壓泵的流量決定,此時的油流線路與快速下行時相同。 3)保壓延時 如果是定壓工藝方式,則當(dāng)主液壓缸5上腔壓力升高至壓力繼電器8的設(shè)定壓力時,壓力繼電器8發(fā)出信號使電磁鐵1DT斷電;如果是定程工藝方式,則當(dāng)主缸滑塊慢速壓制工件至觸動行程開關(guān)XW2時,行程開關(guān)XW2發(fā)出信號使電磁鐵1DT斷電。YB32—200是定壓工藝，無論是哪種工藝方式,一旦1DT斷電,閥3和閥7就處于中位,泵開始卸荷,在閥7的M型中位機(jī)能作用下,主液壓缸5開始保壓,保壓時間由時間繼電器控制。 4)

50、卸壓換向 當(dāng)保壓時間到后,時間繼電器發(fā)出信號,使電磁鐵2DT通電,先導(dǎo)換向閥3先換向,因預(yù)卸壓換向閥9的特殊結(jié)構(gòu)(圖3.2只示出其簡圖),在閥3換向時,閥9中的閥A不能及時換向,只是閥9內(nèi)部的閥D被打開,于是主液壓缸5上腔油壓通過閥9內(nèi)部的閥D和閥A緩慢泄壓,當(dāng)主液壓缸5上腔壓力下降到閥A閥芯因上下受力不平衡而發(fā)生移動使閥A工作于下位時,卸壓油路被切斷,閥7右腔接通控制油液,從而閥7換向工作于右位。 5)快速返回 當(dāng)閥7換向工作于右位后,泵輸出的油液便通過閥19,于是便打開閥20,同時進(jìn)入主液壓缸5的下腔,主缸滑塊便快速退回,回油經(jīng)閥20流回充液筒6。 6)原位停止 當(dāng)主缸滑塊快

51、速退回至壓下行程開關(guān)XW1時,XW1發(fā)出信號,使電磁鐵2DT斷電,閥3和閥7都處于中位，泵卸荷，主缸滑塊便停止不動。 頂出缸動作 1)向上頂出 電磁鐵4DT通電后,頂出缸換向閥2工作于右位,頂出缸1帶動下滑塊向上頂出。 2)停留 當(dāng)下滑塊向上運(yùn)動至壓下行程開關(guān)XW3時,XW3發(fā)出信號,使電磁鐵4DT斷電,泵卸荷,此時,頂出缸1和下滑塊停止不動。 3)向下退回 電磁鐵3DT通電后,閥2工作于左位,頂出缸1帶動下滑塊向下退回。 4)原位停止 當(dāng)下滑塊向下運(yùn)動至壓下行程開關(guān)XW4時,XW4發(fā)出信號,使電磁鐵3DT斷電,閥2處于中位,泵卸荷,頂出缸1和下滑塊原位停止。 綜

52、上所述,在圖1所示的YB32 200型四柱萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)圖中,各電磁閥的電磁鐵動作順序表如下所示。 電磁鐵動作順序表如表3.1所示 表3.1 電磁鐵動作順序表 液壓缸 動作名稱 電磁鐵 1DT 2DT 3DT 4DT 主 缸 液 壓 快速下行 + - - - 慢速加壓 + - - - 保壓延時 - - - - 卸壓換向 - + - - 快速返回 - + - - 原位停止 - - - - 頂 出 缸 向上頂出 - - - + 停留 - - - - 向下退回 - -

53、 + - 原位停止 - - - - ‘+’表示得電 ‘-’表示失電 3.4系統(tǒng)流程圖 主缸流程圖如圖3.3所示 停止 開始 1DT得電 XW1 閥3、7左位 2DT斷電 閥19打開 閥3、7中位 快速返回 快速下行 接觸工件

54、 閥20打開 壓力增加 閥5關(guān)閉 閥7工作右位 ，泄壓換向 慢速加壓 壓力達(dá)到 閥8設(shè)定值 閥9中A閥芯 移動 1DT斷電，閥 3、7中位 閥9中D打開，主缸慢泄壓 保壓延時 時間繼電器 閥3換向 2DT得電 圖3.3 主缸流程圖 頂出缸流程圖如圖3.4所示 開始

55、 4DT得電 閥2右位 頂出 XW3 4DT斷電 頂出缸停留 3DT得電 頂出缸退回 XW4 3DT斷電 閥2中位 停止

56、 圖3.4 頂出缸流程圖 3.5 管道及接頭 管道及管接頭用以把液壓元件連接起來，組成一個完整的系統(tǒng)。正確的選擇管道和管接頭，對液壓系統(tǒng)的安裝、使用和維修都有著重要的意義。在設(shè)計管道時，管徑應(yīng)適應(yīng)、路線應(yīng)最短，管道彎頭、接頭應(yīng)盡量小，以減小系統(tǒng)的壓力損失。同時，管道的連接必須牢固可靠，防止振動松脫，并且要便于調(diào)整和維修。 3.6 管道 液壓傳動系統(tǒng)常用的管子有鋼管、橡膠軟管、尼龍管和塑料管等。應(yīng)當(dāng)根據(jù)液壓元件的裝置條件、部位和壓力大小來選用油管的材料。我選用的是鋼管。 鋼管分為焊接鋼管和無縫鋼管。壓力小于2.5 Mpa時可選用焊接鋼管；壓力大于2.5 MPa時，

57、推薦用10號或15號無縫鋼管；對于需要防銹防腐蝕的場合，可選用不銹鋼管；超高壓時可選用合金鋼管。YB30—200液壓機(jī)主要選用合金鋼管。 鋼管價格便宜，工作壓力較高，但裝配時不能任意彎曲，因此多用于裝配部位限制較少和產(chǎn)品比較定型以及大功率的液壓傳動裝置中，是液壓傳動系統(tǒng)主要的油管材料。 管接頭用于油管之間或油管與液壓元件之間的連接。對管接頭的基本要求是工作可靠、密封性良好、對液流的阻力小、結(jié)構(gòu)簡單、安裝和制造方便等。常用的管接頭可分為金屬管固定連接管接頭、活動連接管接頭和軟管管接頭等三類。 金屬管固定連接管接頭 法蘭連接 法蘭連接的結(jié)構(gòu)形式有焊接式和凸肩式兩種。用12個高強(qiáng)度螺栓緊

58、固，并采用O型橡膠密封圈密封。 法蘭連接常用于通徑大于32mm的高壓管道及超高壓管道。這種連接的特點(diǎn)是牢固可靠，但外形尺寸較大，要求較大的空間。目前，法蘭連接一般是采用方形的法蘭，在直徑大于125mm時，也可采用圓形法蘭。 YB30—200液壓機(jī)中采用法蘭式連接。 3.7 液壓控制閥的簡介 3.7.1 先導(dǎo)式溢流閥 DB/DBW型先導(dǎo)式溢流閥具有壓力高、調(diào)壓性能平穩(wěn)、最低調(diào)節(jié)壓力低和調(diào)壓范圍大等特點(diǎn)。在設(shè)計中選用DBW型，可以控制系統(tǒng)的壓力并能在任意時刻使之卸荷。 DBW30的通徑為20MM，最大流量可達(dá)500，可以滿足供油要求。 3.7.2 節(jié)流閥 Z2FS型節(jié)流閥

59、是雙單向疊加式節(jié)流閥，用來控制兩個工作油口的主流量或先導(dǎo)油流量。將本元件裝在先導(dǎo)閥和主閥之間，可以控制先導(dǎo)流量。 Z2fs型的通徑為22mm，流量可達(dá)350，對于下油缸流量要求較小，所以，可以滿足要求。 3.7.3 單向閥 S型單向閥 該閥為錐閥式結(jié)構(gòu)，壓力損失小。主要用于做背壓閥和旁路閥用。連接方式采用管式連接，通徑為30mm，流量可達(dá)260。 SV型液控單向閥 該閥為錐閥式結(jié)構(gòu)，只允許油流正向通過，反向則截止。連接方式采用螺紋連接，型號為SV25。通徑為20mm，流量可達(dá)300。 3.7.4 電磁換向閥 設(shè)計中采用三位四通電磁換向閥。次那個號為DSG系列，該系列電磁換向閥

60、配有強(qiáng)吸力、高性能的濕式電磁鐵，具有高壓、大流量、壓力損失低等特點(diǎn)。 YB30—200液壓機(jī)選用S-DSG-03-3C 最大流量120。 3.7.5 順序閥 DZ型先導(dǎo)式順序閥 該閥利用油路本身壓力來控制液壓缸或馬達(dá)的先后動作順序，以實(shí)現(xiàn)油路系統(tǒng)的自動控制。改變控制油和泄露油的連接方法，該閥還可以作為卸荷閥和背壓閥（平衡閥）使用。 YB30—200液壓機(jī)DZ型選通徑25mm 流量可達(dá)300。 第4章 PLC簡介及控制原理 4.1 PLC概述 PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏

61、輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(jī)(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱PLC,PLC自1969年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國，日本，德國的可編程序控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強(qiáng)大。 在本次設(shè)

62、計中控制部分用可編程控制器，即PLC。關(guān)于可編程控制器的定義，1980年，NEMA將可編程控制器定義為：“可編程控制器是一種帶有指令存儲器，數(shù)字的或模擬輸入/輸出接口，以位運(yùn)算為主，能完成邏輯、順序、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能，用于控制機(jī)器或生產(chǎn)過程的自動控制裝置?！睆亩x可知，PLC也是一種計算機(jī)，它有著與通用計算機(jī)相類似的結(jié)構(gòu)，即由中央處理器（CPU）、存儲器（MEMORY）、輸入/ 輸出（I/O）接口及電源組成的。只不過它比一般的通用計算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連的接口和更直接的適應(yīng)控制要求的編程語言。 4.2 PLC基本結(jié)構(gòu) PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基

63、本上與微型計算機(jī)相同，基本構(gòu)成為： a、電源 　　 PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去 。 第4章 PLC簡介及控制原理 　b. 中央處理單元(CPU) 　 　中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時，首先它以掃描

64、的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 c、存儲器 　存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 　 　d、輸入輸出接

65、口電路 　 　1．現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。 2．現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。 　　 e、功能模塊 　 如計數(shù)、定位等功能模塊。 　　 f、通信模塊 如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等。 4.3 PLC工作原理 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)

66、執(zhí)行上述三個階段。 　 1. 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 　　 2. 用戶程序執(zhí)行階段 　 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的