雙缸四柱式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和PLC控制畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

摘要雙缸四柱液壓機(jī)應(yīng)用廣泛，是在加工工藝過(guò)程中極為常用的一種機(jī)械設(shè)備。該液壓機(jī)的組成部分包括主機(jī)和一個(gè)控制機(jī)構(gòu)，其中主機(jī)部分包括機(jī)架、主缸、頂出缸和它的充液裝置等?？刂茩C(jī)構(gòu)則包括動(dòng)力系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。其中動(dòng)力系統(tǒng)機(jī)構(gòu)是由油箱高壓泵和低壓控制系統(tǒng)以及這個(gè)電動(dòng)機(jī)和不同的壓力閥或者是方向閥來(lái)組成的。而液壓控制系統(tǒng)是液壓機(jī)工作運(yùn)轉(zhuǎn)的重要部分，它直接關(guān)系到液壓機(jī)的性能。液壓系統(tǒng)主要由動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件四個(gè)部分組成。雙缸四柱液壓機(jī)在工作的過(guò)程中各個(gè)部分所起的作用也是各不相同。液壓機(jī)的主機(jī)的作用是提供主要結(jié)構(gòu)；動(dòng)力系統(tǒng)是提供動(dòng)力；而液壓控制系統(tǒng)由動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制液壓的方向和壓力，實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)的工作過(guò)程。液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，采用電液聯(lián)合控制后，可以實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制以及遠(yuǎn)程遙控。由于液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)是流體礦物油，有較大的沿程和局部阻力損失。當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力比較高時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生比較大的泄漏，泄漏的礦物油將直接對(duì)環(huán)境造成污染，有時(shí)候還容易引起安全事故。油液受溫度的影響很大，因此液壓油不能在很高或很低的溫度條件下工作。由于液壓油的可壓縮性和泄漏，液壓傳動(dòng)不能保證恒定的傳動(dòng)比和很高的傳動(dòng)精度，這是液壓傳動(dòng)的最大不足之處。此外，液壓傳動(dòng)的故障排除不如機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)那樣容易，因而對(duì)使用和維護(hù)人員有較高的技術(shù)水平要求。雖然液壓傳動(dòng)存在這些缺陷，但總體上優(yōu)點(diǎn)還是蓋過(guò)了缺點(diǎn)，因而應(yīng)用還是很廣泛。雙缸四柱液壓機(jī)是一類(lèi)結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作輕快、耗能低下、操作易行的液壓機(jī)，受到廣泛的關(guān)注。在本次設(shè)計(jì)中通過(guò)查閱大量的文獻(xiàn)資料和動(dòng)態(tài)性能仿真軟件，利用液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和PLC控制系統(tǒng)，通過(guò)泵，油缸及各種液壓閥實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和運(yùn)輸來(lái)完成各種工藝動(dòng)作，從而進(jìn)一步設(shè)計(jì)出液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和PLC的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該液壓機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)：公稱(chēng)力6300KN,頂出力1000KN，滑塊行程900mm,頂出行程350mm，滑塊工作速度6-10mm/s,主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：（1）對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要包括系統(tǒng)的工作壓力、液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸、液壓元件的選擇、系統(tǒng)的制定方案、液壓的工作原理圖。（2）對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要包括PLC輸入輸出接線(xiàn)圖、PLC輸入輸出地址分配表、PLC程序編制、PLC控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)與調(diào)試。關(guān)鍵詞:雙缸四柱液壓機(jī)；液壓系統(tǒng)；可編程控制器（PLC）AbstractWidelyusedparallelbarsfour-columnhydraulicpress,areverycommonlyusedintheprocessofmachiningprocessofakindofmechanicalequipment.Partofthehydraulicpress,includinghostandacontrolmechanism,inwhichthehostpartincludesframe,maincylinderandcylinderofpackoutandthechargingdevice,etc.Controlmechanismincludespowersystemandhydrauliccontrolsystem.Includingpowersystemorganizationismadeupoftankofhighpressurepumpandlowvoltagecontrolsystemanddirectionofthemotorandthedifferentpressurevalveorvalvetoform.Andhydrauliccontrolsystemisanimportantpartofhydraulicpressworkoperation,itisdirectlyrelatedtotheperformanceofthehydraulicpress.Hydraulicsystemismainlycomposedofpowerdevices,actuators,controlcomponentsandauxiliarycomponentsoffourparts.Parallelbarsfour-columnhydraulicpressintheprocessofworktheroleofeachpartisalsoeacharenotidentical.Hydraulicpressforthehost'sroleistoprovidethemainstructure;Powersystemistoprovidethepower;Andhydrauliccontrolsystemdrivenbypowersystem,bycontrollingthedirectionofthehydraulicpressureandpressure.Hydraulictransmissioniseasytorealizeautomationusingelectrohydrauliccombinedcontrol,canachieveahigherdegreeofautomaticcontrolandremotecontrol.Duetotheworkingmediumofhydraulicdriveisafluidmineraloil,thepathandthelocalresistancelosshasbigger.Whenthesystempressureishigher,butalsowillproducelargerleakage,leakageofmineraloilwilldirectdamagetotheenvironment,sometimeseasytocauseaccidents.Oilisaffectedbytemperatureisverylarge,sothehydraulicoilcannotworkunderhighorlowtemperatureconditions.Inaddition,thehydraulictransmissionoftroubleshootingnotaseasyasmechanicaldriveandelectricaldrive,andthustouseandmaintenancepersonnelhaveahigherleveloftechnicalrequirements.Althoughthehydraulicdrivethesedrawbacks,butoverallbenefitsstilloutweighthedisadvantages,andapplicationisveryextensive.Theparallelbarsfour-columnhydraulicpressisakindofcompactstructure,actionfasthydraulicpress,lowenergyconsumption,easyoperation,widelyattention.Inthisdesignbylookingatalargenumberofliteraturedataanddynamicperformancesimulationsoftware,usingthestructurecharacteristicsofthehydraulicpressandPLCcontrolsystem,throughthepump,oilcylinderandvarioushydraulicvalvetoachieveenergyconversion,controlandtransporttocompleteavarietyofprocessaction,thusfurtherdesignofhydraulicpresshydraulicsystemandPLCsystemdesign.Themaintechnicalindexesofthehydraulicpress:nominalpower6300kn,top1000kn,theoutputofthesliderstroke900mm,ejectionstroke350mm,thesliderworkingspeed6-10mm/s,themaindesigncontentisasfollows:（1）TOcarryonthedesignofhydraulicsystem.Mainlyincludesthestructureofthesystemworkingpressure,thehydrauliccylindersize,selectionofhydrauliccomponents,constitutingthesystemscheme,theworkingprincipleofhydraulicdrawing.

（2）TOPLCsystemdesign.MainlyincludesthePLCinputandoutputwiringdiagramandPLCI/oaddressallocationtable,PLCprogramming,trapezoidaldiagramofPLCcontrolsystemdesignanddebugging.Keywords:Theparallelbarsfour-columnhydraulicpress;Thehydraulicsystem;Theprogrammablecontroller(PLC)目錄TOC\o"1-3"\h\u2984第一章緒論 第一章緒論1.1液壓機(jī)的現(xiàn)狀概要液壓機(jī)自19世紀(jì)問(wèn)世以來(lái)得到了很快的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，成了產(chǎn)品壓力加工成型不可或缺的機(jī)械設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，電子技術(shù)、液壓技術(shù)的不斷成熟，液壓機(jī)也得到了更進(jìn)一步的發(fā)展。到目前為止，控制技術(shù)也由原來(lái)傳統(tǒng)的繼電器控制變?yōu)榭删幊炭刂破骱凸I(yè)計(jì)算機(jī)控制，這使液壓機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性、控制精度、產(chǎn)品質(zhì)量有了保證，同時(shí)生產(chǎn)效率得到了很大的提高。液壓機(jī)加工與傳統(tǒng)機(jī)械加工相比屬于無(wú)屑加工，應(yīng)用范圍廣泛，一般用于塑性材料的冷擠、校直、彎曲、沖裁、拉伸等。液壓機(jī)還能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件和不對(duì)稱(chēng)工件的加工，產(chǎn)品廢品率較低。液壓機(jī)根據(jù)加工工件的不同性質(zhì)，還可進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲毫π谐陶{(diào)整，滿(mǎn)足產(chǎn)品的加工要求。液壓機(jī)主要由主機(jī)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)三部分組成。液壓機(jī)的整個(gè)工作過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，首先是由電氣系統(tǒng)來(lái)控制液壓系統(tǒng)，然后再由液壓系統(tǒng)控制主機(jī)主缸和頂出缸的順序動(dòng)作。綜上所述，液壓機(jī)操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。1.2雙缸四柱液壓機(jī)的概述雙缸四柱液壓機(jī)的機(jī)械及液壓裝置為基礎(chǔ)，配以可編程控制器，根據(jù)液壓機(jī)的工作過(guò)程，按照生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行自動(dòng)控制。在以往我們的鉆機(jī)的自動(dòng)化程度不高，效率不高，體積大系統(tǒng)的抗干擾能力差。而且操作比較繁瑣，增大了工人的工作量。所以在以后的社發(fā)展進(jìn)程中機(jī)械相關(guān)設(shè)備與液壓系統(tǒng)及PLC控制系統(tǒng)相結(jié)合的方向會(huì)越來(lái)越多。利用PLC最具優(yōu)勢(shì)的開(kāi)關(guān)量控制與自身具備的PTO控制及PID控制功能緊密結(jié)合，對(duì)液壓機(jī)的運(yùn)行速度及液壓油溫進(jìn)行控制。通過(guò)高精度比例溢流閥和PLC的模擬輸入輸出模塊對(duì)頂出缸的油壓進(jìn)行控制,并結(jié)合板材變壓邊力成形工藝,在單動(dòng)液壓機(jī)上實(shí)現(xiàn)變壓邊力控制。在板材成形過(guò)程中通過(guò)可編程控制終端對(duì)成形力、壓邊力及凸模行程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制。沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章雙缸四柱液壓機(jī)總體設(shè)計(jì)沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章雙缸四柱液壓機(jī)總體設(shè)計(jì)第二章雙缸四柱液壓機(jī)總體設(shè)計(jì)2.1雙缸四柱液壓機(jī)主要指標(biāo)參數(shù)（1）雙缸四柱液壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2.1表2.1液壓機(jī)技術(shù)參數(shù)參數(shù)項(xiàng)參數(shù)公稱(chēng)力（最大負(fù)載）6300KN工進(jìn)時(shí)液體最大工作壓力25MPa主缸回程力400KN頂出缸頂出力1000KN主缸滑塊行程900mm頂出活塞行程350mm主缸滑塊距工作臺(tái)最大距離1100mm滑塊工作速度6～10mm/s工作臺(tái)的大小Φ100mm主缸快退速度0.03m/s頂出活塞頂出速度0.02m/s頂出活塞退回速度0.05m/s工作臺(tái)面大小根據(jù)設(shè)備穩(wěn)定性進(jìn)行設(shè)計(jì)2200×1600，1600×1600,3250×2000（2）雙缸四柱液壓機(jī)的主要功能通過(guò)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞動(dòng)力，完成零件的壓力成型加工。（3）雙缸四柱液壓機(jī)的適用范圍液壓機(jī)主要用于冷擠、校直、彎曲、沖裁、拉伸、粉末冶金、翻邊、壓裝等成型工藝。2.2雙缸四柱液壓機(jī)工作原理分析2.2.1雙缸四柱液壓機(jī)的基本組成四柱液壓機(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(tái)、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(dòng)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、接觸器、按鈕、行程開(kāi)關(guān)、電器控制柜等組成。2.2.2雙缸四柱液壓機(jī)的工作原理（1）雙缸四柱液壓機(jī)主機(jī)組成簡(jiǎn)圖2.11-滑塊2-導(dǎo)柱3-工作臺(tái)4-安裝地基5-頂出缸6-主缸7-上橫梁8-輔助油箱圖2.1雙缸四柱液壓機(jī)主機(jī)組成簡(jiǎn)圖（2）雙缸四柱液壓機(jī)工作原理分析雙缸四柱液壓機(jī)的動(dòng)作順序通過(guò)電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)控制，控制順序框圖如圖2.2。圖2.2雙缸四柱液壓機(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(dòng)作觸及行程開(kāi)關(guān)，將信號(hào)反饋給電氣控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制。雙缸四柱液壓機(jī)工作循環(huán)分析雙缸四柱液壓機(jī)工作循環(huán)如圖2.3所示。圖2.3雙缸四柱液壓機(jī)工作循環(huán)圖雙缸四柱液壓機(jī)工作循環(huán)如圖2.3（a），滑塊在自重的作用下快速下行，碰到行程開(kāi)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(shí)間完成后，滑塊快速回程，直到回到原來(lái)的位置，停止運(yùn)動(dòng)；圖2.3（b）表示頂出缸的工作循環(huán)過(guò)程，主缸快進(jìn)、工進(jìn)、保壓、退回停止后，頂出缸才運(yùn)動(dòng)，將工件頂出。2.3雙缸四柱液壓機(jī)工藝方案設(shè)計(jì)（1）控制方式的選擇采用液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)相結(jié)合的控制方式。具有調(diào)整、手動(dòng)、半自動(dòng)三種工作方式，可實(shí)現(xiàn)定壓、定程兩種加工工藝；（2）液壓系統(tǒng)：液壓油路采用封閉式回路，供油方式選用變量泵供油，液壓控制元件采用插裝閥形式。針對(duì)液壓機(jī)快進(jìn)時(shí)供油不足以及工進(jìn)時(shí)的高壓特性，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有補(bǔ)油和卸壓裝置；（3）電氣控制：采用繼電器、行程開(kāi)關(guān)、接觸器、手動(dòng)按鈕等元件進(jìn)行手動(dòng)、半自動(dòng)控制；（4）主機(jī)：主機(jī)結(jié)構(gòu)形式采用“三梁四柱”的形式，主缸和頂出缸為執(zhí)行元件。2.4雙缸四柱液壓機(jī)總體布局方案設(shè)計(jì)總體布局如圖2.4所示1-主機(jī)2-液壓油管3-控制臺(tái)4-插裝閥5-液壓泵裝置6-液壓油箱7-電氣控制柜圖2.4四柱液壓機(jī)總體布局簡(jiǎn)圖圖2.4為液壓機(jī)整體布局簡(jiǎn)圖，分為三個(gè)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(jì)在電氣柜中。啟動(dòng)、停止、快進(jìn)、頂出、調(diào)整、等控制按鈕設(shè)置在控制臺(tái)上，方便及時(shí)操作。2.5雙缸四柱液壓機(jī)零部件設(shè)計(jì)2.5.1主機(jī)載荷分析參考表2.1，四柱液壓機(jī)的最大工作負(fù)載為6300KN，主缸回程力為400KN，頂出缸頂出力為1000KN。由于工作時(shí)的負(fù)載遠(yuǎn)大于其它工況時(shí)的負(fù)載，因此在進(jìn)行載荷設(shè)計(jì)時(shí)，取負(fù)載6300KN對(duì)液壓機(jī)進(jìn)行受力計(jì)算。液壓機(jī)結(jié)構(gòu)形式為“三梁四柱”式，工進(jìn)加壓的負(fù)載作用在橫梁和導(dǎo)柱上，受載時(shí)橫梁受壓，導(dǎo)柱受拉，受力如圖2.5所示F-負(fù)載T-導(dǎo)柱拉力圖2.5橫梁、導(dǎo)柱受力圖（1）導(dǎo)柱設(shè)計(jì)材料選擇：導(dǎo)柱在工作過(guò)程中主要承受拉力，材料必須具備較高的抗拉強(qiáng)度。導(dǎo)柱材料選擇45圓鋼，也可選用鍛件形式。熱處理要求：導(dǎo)柱除了承受拉力之外，外圓柱表面與滑塊之間還存在摩擦力。為了減少導(dǎo)柱表面的磨損，通過(guò)表面熱處理提高表面硬度增加表面耐摩性?？偟臒崽幚砉に嚍檎{(diào)質(zhì)和表面淬火。理論設(shè)計(jì)計(jì)算：液壓機(jī)的最大負(fù)載約為6300kN，通過(guò)力傳遞后，最后由四根導(dǎo)柱承受6300kN的拉力，作用在每根導(dǎo)柱上的拉力為1575kN。由許用拉應(yīng)力公式(2.1)，可計(jì)算導(dǎo)柱的安全直徑D。（2.1）式中：—許用應(yīng)力；取45鋼=80～100MPa；F—軸向拉力；A—橫截面積。即：圓整后取導(dǎo)柱直徑D=90mm，為了防止四根導(dǎo)柱因瞬間的受力不均而被破壞，導(dǎo)柱直徑可適當(dāng)加大，取D=110mm。（2）橫梁設(shè)計(jì)材料選擇：橫梁工作時(shí)的受力為彎曲力，材料應(yīng)具有一定的抗彎強(qiáng)度。選用45鋼，毛坯采用鍛件。熱處理要求：橫梁進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。理論計(jì)算校核：橫梁受力可以簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)直梁,中間受載的情形，如圖2.6所示。圖2.6橫梁滑塊受力簡(jiǎn)圖初步確定橫梁的長(zhǎng)、寬、高尺寸分別為1310、1045、575mm，截面為矩形。即：在負(fù)載作用下的剪力和彎矩如圖2.7所示。圖2.7(a)剪力圖(b)彎矩圖由彎矩圖2.7(b)可知，橫梁C點(diǎn)1—1截面彎矩最大，該截面是危險(xiǎn)截面。為了保證橫梁能夠正常工作，必須對(duì)該截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。正應(yīng)力計(jì)算公式為：(2.2)式中：—最大彎曲正應(yīng)力；—最大彎矩；—抗彎截面系數(shù)()。矩形截面抗彎系數(shù)W計(jì)算公式為：(2.3)式中：—矩形截面的寬；—矩形截面的高。即：45鋼的彎曲許用應(yīng)力[]=100MPa，而橫梁的最大彎曲應(yīng)力=8.1MPa，遠(yuǎn)小于材料的許用應(yīng)力，經(jīng)過(guò)校核，設(shè)計(jì)尺寸滿(mǎn)足要求。2.5.2主機(jī)工作臺(tái)設(shè)計(jì)液壓機(jī)工作臺(tái)主要受壓，由于工作臺(tái)不是很高，剛度要求可以滿(mǎn)足，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)只要進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的校核即可，校核過(guò)程從略。材料選擇：工作臺(tái)主要受壓，材料選用鑄鋼45。工藝要求：機(jī)械加工時(shí)，工作臺(tái)表面做成T形槽，如圖2.8所示。圖2.8工作臺(tái)T形槽2.5.3控制臺(tái)設(shè)計(jì)材料選擇：控制臺(tái)主要用于安裝控制按鈕，不承受動(dòng)載荷，強(qiáng)度要求不是很高，滿(mǎn)足使用要求即可，材料選用Q235A。加工工藝：控制臺(tái)的制作加工采用焊接方式完成。外形設(shè)計(jì)：控制臺(tái)外形尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮操作方便。外形簡(jiǎn)圖如圖2.9所示。1-控制按鈕2-控制面板3-控制臺(tái)底座圖2.9液壓機(jī)控制臺(tái)外形簡(jiǎn)圖 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第三章雙缸四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第三章雙缸四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)第三章雙缸四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求3.1.1液壓機(jī)負(fù)載確定參考四柱液壓機(jī)技術(shù)參數(shù)表2.1可知，液壓機(jī)的最大工作負(fù)載為6300KN，工進(jìn)時(shí)液體最大壓力為25MPa,由此確定液壓機(jī)設(shè)計(jì)負(fù)載為6300KN型四柱液壓機(jī)。3.1.2液壓機(jī)主機(jī)工藝過(guò)程分析壓制工件時(shí)主機(jī)的工藝過(guò)程：按下啟動(dòng)按鈕后，主缸上腔進(jìn)油，橫梁滑塊在自重作用下快速下行，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)供油不足的情況，補(bǔ)油箱對(duì)上缸進(jìn)行補(bǔ)油。觸擊快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的行程開(kāi)關(guān)后，橫梁滑塊工進(jìn)，并對(duì)工件逐漸加壓。工件壓制完成后進(jìn)入保壓階段，讓產(chǎn)品穩(wěn)定成型。保壓結(jié)束后，轉(zhuǎn)為主缸下腔進(jìn)油，滑塊快速回程，直到原位后停止。橫梁滑塊停止運(yùn)動(dòng)后，頂出缸下腔進(jìn)油，將工件頂出，工件頂出后，頂出缸上腔進(jìn)油，快速退回。3.2液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1液壓機(jī)主缸工況分析（1）主缸速度循環(huán)圖根據(jù)液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及表2.1中主缸滑塊行程為900mm，可以得到主缸的速度循環(huán)圖如下：圖3.1主缸速度循環(huán)圖（2）主缸負(fù)載分析液壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)，主缸上腔充油主缸快速下行，慣性負(fù)載隨之產(chǎn)生。此外，還存在靜摩擦力、動(dòng)摩擦力負(fù)載。由于滑塊不是正壓在導(dǎo)柱上，不會(huì)產(chǎn)生正壓力，因而滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的摩擦力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作負(fù)載，計(jì)算最大負(fù)載時(shí)可以忽略不計(jì)。液壓機(jī)的最大負(fù)載為工進(jìn)時(shí)的工作負(fù)載。通過(guò)各工況的負(fù)載分析，液壓機(jī)主缸所受外負(fù)載包括工作負(fù)載、慣性負(fù)載、摩擦阻力負(fù)載，即：F=Fw+Ff+Fa(3.1)式中：F—液壓缸所受外負(fù)載；Fw—工作負(fù)載；Ff—滑塊與導(dǎo)柱、活塞與缸筒之間的摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦力負(fù)載；Fa—運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載。a.慣性負(fù)載Fa計(jì)算計(jì)算公式：(3.2)式中：G—運(yùn)動(dòng)部件重量；g—重力加速度9.8m/；—時(shí)間內(nèi)的速度變化量；—加速或減速時(shí)間，一般情況取=0.01～0.5s。查閱相同型號(hào)的四柱液壓機(jī)資料，初步估算橫梁滑塊的重量為30KN。由液壓機(jī)所給設(shè)計(jì)參數(shù)可及：=0.08m/s,取=0.05s，代入公式3.2中。即：b.摩擦負(fù)載Ff計(jì)算滑塊啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生靜摩擦負(fù)載，啟動(dòng)過(guò)后產(chǎn)生動(dòng)摩擦負(fù)載。通過(guò)所有作用在主缸上的負(fù)載可以看出，工作負(fù)載遠(yuǎn)大于其它形式的負(fù)載。由于滑塊與導(dǎo)柱、活塞與缸體之間的摩擦力不是很大，因而在計(jì)算主缸最大負(fù)載時(shí)摩擦負(fù)載先忽略不計(jì)。c.主缸負(fù)載F計(jì)算將上述參數(shù)Fa=4898N，F(xiàn)w=6300000N代入公式3.1中。即：F=6300000+4898=6304898N（3）主缸負(fù)載循環(huán)圖a.主缸工作循環(huán)各階段外負(fù)載如表3.1表3.1主缸工作循環(huán)負(fù)載工作循環(huán)外負(fù)載啟動(dòng)F=f靜+Fa≈5KN橫梁滑塊快速下行F=f動(dòng)忽略不計(jì)工進(jìn)F=f動(dòng)+Fw≈6300KN快速回程F=f回+F背≈400KN注：“f靜”表示啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力，“f動(dòng)”表示啟動(dòng)后的動(dòng)摩擦力。b.主缸各階段負(fù)載循環(huán)如圖3.2圖3.2主缸負(fù)載循環(huán)圖3.2.2液壓機(jī)頂出缸工況分析（1）頂出缸速度循環(huán)圖根據(jù)液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)和表2.1中頂出缸活塞行程為250mm，得到頂出缸的速度循環(huán)圖如下：圖3.3頂出缸速度循環(huán)圖（2）頂出缸負(fù)載分析主缸回程停止后，頂出缸下腔進(jìn)油，活塞上行，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生慣性、靜摩擦力、動(dòng)摩擦力等負(fù)載。由于頂出缸工作時(shí)的壓力遠(yuǎn)小于主缸的工況壓力，而且質(zhì)量也比主缸滑塊小很多，慣性負(fù)載很小，計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)；同理摩擦負(fù)載與頂出力相比也很小，也可不計(jì)；工件頂出時(shí)的工作負(fù)載比較大，計(jì)算頂出缸的最大工作負(fù)載時(shí)可以近似等于頂出力。將參數(shù)代入公式3.1計(jì)算頂出缸的最大負(fù)載。即：F=Fw=350000N式中：Fw—頂出力；（3）頂出缸負(fù)載循環(huán)圖a.頂出缸工作循環(huán)各階段外負(fù)載如表3.2表3.2頂出缸工作循環(huán)負(fù)載工作循環(huán)外負(fù)載啟動(dòng)F=F靜+Fa忽略不計(jì)頂出缸頂出F==f動(dòng)+Fw≈350KN快速退回F=f動(dòng)+F背≈8KN注：“f靜”表示啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力，“f動(dòng)”表示啟動(dòng)后的動(dòng)摩擦力。b.頂出缸各階段負(fù)載循環(huán)如圖3.4圖3.4頂出缸負(fù)載循環(huán)圖3.2.3液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)a.液壓系統(tǒng)供油方式及調(diào)速回路的選擇液壓機(jī)工進(jìn)時(shí)負(fù)載大，運(yùn)動(dòng)速度慢，快進(jìn)、快退時(shí)的負(fù)載相對(duì)于工進(jìn)時(shí)要小很多，但是速度卻比工進(jìn)時(shí)要快。為了提高液壓機(jī)的工作效率，可以采用雙泵或變量泵供油的方式。綜合考慮，液壓機(jī)采用變量泵供油，基本油路如圖3.5所示。由于液壓機(jī)工況時(shí)的負(fù)載壓力會(huì)逐步增大，為了使液壓機(jī)處于安全的工作狀態(tài)，調(diào)速回路采用恒功率變量泵調(diào)速回路。當(dāng)負(fù)載壓力增大時(shí)，泵的排量會(huì)自動(dòng)跟著減小，保持壓力與流量的乘積恒為常數(shù)，即：功率恒定，如圖3.6所示。1-液壓缸2-油箱3-過(guò)濾器4-變量泵5-三位四通電磁換向閥圖3.5液壓機(jī)基本回路圖圖3.6恒功率曲線(xiàn)圖b.液壓系統(tǒng)速度換接方式的選擇液壓機(jī)加工零件的過(guò)程包括主缸的快進(jìn)、工進(jìn)、快退和頂出缸的頂出、快速回程。采用什么樣的方式進(jìn)行速度的安全、準(zhǔn)確換接是液壓機(jī)穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。為了達(dá)到控制要求，液壓系統(tǒng)的速度換接通過(guò)行程開(kāi)關(guān)控制。這種速度換接方式具有平穩(wěn)、可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、行程調(diào)節(jié)方便等特點(diǎn)，安裝也很容易。c.液壓系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)采用插裝集成控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有密封性好、流通能力大、壓力損失小、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。液壓機(jī)系統(tǒng)控制原理如圖3.7所示。1－恒功率變量泵2－定量泵3、4－溢流閥5－遠(yuǎn)程調(diào)壓閥6、21－電液換向閥7－壓力表8－電磁閥9－液控單向閥10－順序閥11－卸荷閥(帶阻尼孔)12－壓力繼電器13－單向閥14－充液閥（卸荷閥芯）15－充液閥16－主缸17－頂出缸18－溢流閥19－節(jié)流器20－背壓閥22－滑塊23－檔鐵圖3.7雙缸四柱液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖d.液壓系統(tǒng)控制過(guò)程分析快速下行按下啟動(dòng)按鈕。電磁鐵1DT、5DT通電吸合。低壓控制油使電液閥6切換至右位，同時(shí)經(jīng)閥8使液控單向閥9打開(kāi)。泵1供油經(jīng)閥6右工位、單向閥13至主16上腔，而主缸下腔液壓油經(jīng)液控單向閥9、閥6右工位、閥21中位回油箱。實(shí)際上，此時(shí)主閥滑塊22在自重作用下快速下降，泵1的全部流量還不足以補(bǔ)充主腔上腔空處的容積，因而在上腔形成局部真空，置于液壓缸頂部的充液箱15內(nèi)的油液在大氣壓及油位作用下，經(jīng)液控單向閥14（充液閥）進(jìn)入主缸上腔。慢速接近工件加壓當(dāng)主缸滑塊22上的擋鐵23壓下行程開(kāi)關(guān)XW2時(shí)，電磁鐵5DT斷電，閥8處于常態(tài)位，閥9關(guān)閉。主缸回油經(jīng)背壓（平衡）閥10、閥6右位、閥21中位至油箱。由于回油路上有背壓力，滑塊單靠自重就不能下降，油泵1供給的壓力油使之下行，下行速度減慢。這時(shí)主缸上腔壓力升高，充液閥14關(guān)閉。主泵1的壓力油推動(dòng)活塞使滑塊慢速接近工件，當(dāng)主缸活塞的滑塊22抵住工件后，阻力急劇增加，上腔油壓進(jìn)一步提高，變量泵1的排油量自動(dòng)減小，主缸活塞的速度變得更慢，以極慢的速度對(duì)工件加壓。保壓當(dāng)主缸上腔的油壓達(dá)到預(yù)定值時(shí)，壓力繼電器12發(fā)出信號(hào)，）使電磁鐵1DT斷電，閥6回復(fù)中位，將主缸上、下油腔封閉。同時(shí)泵1經(jīng)閥6、閥21的中位卸荷。單向閥13保證了主缸上腔良好的密封性，主缸上腔保持高壓。保壓時(shí)間可由壓力繼電器12控制的時(shí)間繼電器調(diào)整。泄壓、快速回程保壓過(guò)程結(jié)束，時(shí)間繼電器12發(fā)出信號(hào)，使電磁鐵2DT通電（當(dāng)定程壓制成型時(shí)，可由行程開(kāi)關(guān)XW3發(fā)出信號(hào)），主缸處于回程狀態(tài)。為了防止液壓沖擊，保壓后必須先泄壓然后再回程。但由于液壓機(jī)油壓高，而主缸的直徑大，行程長(zhǎng)，缸內(nèi)液體在加壓過(guò)程中受到壓縮而儲(chǔ)存相當(dāng)大的能量。如果此時(shí)上腔立即與回油相通，則系統(tǒng)內(nèi)液體積蓄的彈性能突然釋放出來(lái)，產(chǎn)生液壓沖擊，造成機(jī)器和管路的劇烈振動(dòng)，發(fā)出很大的噪聲，為此，保壓后必須先泄壓后再回程。當(dāng)電液換向閥6切換至左位后，主缸上腔還未泄壓，壓力很高，卸荷閥11（帶阻尼孔）呈開(kāi)啟狀態(tài)，主泵1的油經(jīng)閥6的左工位,閥11的回油。這時(shí)主泵1在較低壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，此壓力不足以使主缸活塞回程，但能夠打開(kāi)液控單向閥14的卸荷閥芯，主缸上腔的高壓油經(jīng)此卸荷閥芯的開(kāi)口而泄回充液箱15，這是泄壓過(guò)程。這一過(guò)程持續(xù)到主缸上腔壓力降低到較低時(shí)，卸荷閥11關(guān)閉為止。主泵1的供油壓力升高,推開(kāi)充液閥14的主閥芯。此時(shí)泵1的壓力油經(jīng)閥6的左位,液控單向閥9進(jìn)入主缸下腔,而主缸上腔油液經(jīng)閥14回油到充液箱15實(shí)現(xiàn)主缸開(kāi)始快速回程。3.3液壓元件的設(shè)計(jì)通過(guò)液壓系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算查閱液壓手冊(cè)，液壓元件選擇如表3.3所示：表3.3液壓元件明細(xì)表序號(hào)液壓元件名稱(chēng)元件型號(hào)額定流量（L/min）1恒功率變量泵250YCY14-1B2502定量泵PUQ20-B2R-SS1S-21-C21-121403溢流閥YEF3-E25B1204溢流閥YEF3-E20B1205遠(yuǎn)程調(diào)壓閥YF-L8H206電液換向閥D4-04-3C-AC1207壓力表YAF3-Ea20B1508電磁閥ZBSF-DN10-501209液控單向閥SV32P9010順序閥XD2F-B10H12011卸荷閥（帶阻尼孔）YXF-L104012壓力繼電器MJCS-02WL8013單向閥AF3-Eb20B10014充液閥（帶卸荷閥芯）SVF9015充液箱16主缸HSGK01-80/40E-521010017頂出缸HSGK01-80/40E-521010018溢流閥YEF3-E25B12019節(jié)流器GXGL-303020背壓閥24F3-E16B8021電液換向閥D4-04-3C-AC12022滑塊23擋鐵3.4液壓系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì)3.4.1液壓機(jī)主缸設(shè)計(jì)通過(guò)表液壓缸基本尺寸的計(jì)算，可及主缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑等參數(shù)。下面對(duì)主缸的其它參數(shù)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。（1）主缸缸體材料選擇及技術(shù)要求液壓缸的結(jié)構(gòu)形式一般有兩種形式，即：薄壁圓筒和厚壁圓筒。當(dāng)液壓缸的內(nèi)徑D與壁厚δ的比值滿(mǎn)足D/δ≥10的圓筒稱(chēng)為薄壁圓筒。液壓缸的制造材料一般有鍛鋼、鑄鋼（ZG25、ZG35）、高強(qiáng)度鑄鐵、灰鑄鐵（HT200、HT350）、無(wú)縫鋼管（20、30、45）等。對(duì)于負(fù)載大的機(jī)械設(shè)備缸體材料一般選用無(wú)縫鋼管制造，主缸缸體材料選用無(wú)縫鋼管45。液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為Ra0.4～0.8μm；內(nèi)徑配合采用H8～H9；內(nèi)徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；缸體內(nèi)表面母線(xiàn)的直線(xiàn)度500mm長(zhǎng)度之內(nèi)不大于0.03mm；缸體端面對(duì)軸線(xiàn)的垂直度在直徑每100mm上不大于0.04mm；如果缸體與端蓋采用螺紋連接，螺紋采用6H級(jí)精度。（2）主缸壁厚的確定壁厚計(jì)算公式如下：（3.9）式中：δ—液壓缸壁厚（m）；D—液壓缸內(nèi)徑（m）；—實(shí)驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（1.25～1.5）倍；[σ]—缸筒材料的許用應(yīng)力。鍛鋼：[σ]=110～120MPa；鑄鋼：[σ]=100～110MPa；高強(qiáng)度鑄鐵：[σ]=60MPa；灰鑄鐵：[σ]=25MPa；無(wú)縫鋼管：[σ]=100～110MPa。主缸壁厚δ計(jì)算，將D=0.32m；[σ]=110MPa；=1.4×25.5MPa=35.7MPa代入公式（3.9）中，即：液壓缸缸體的外徑D外計(jì)算公式如下：D外≥D＋2δ(3.10)將參數(shù)代入公式（3.10），即：D外≥0.32m＋0.104m＝0.426m外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列后，取主缸缸體外徑D外＝430mm。（3）主缸缸蓋材料、厚度的確定缸蓋常用制造材料有35鋼、45鋼、鑄鋼，做導(dǎo)向作用時(shí)常用鑄鐵、耐磨鑄鐵。缸蓋材料選用35鋼，缸蓋厚度計(jì)算公式如下：（3.11）式中：t—缸蓋的有效厚度(m)；D2—缸蓋止口直徑；[σ]—缸蓋材料許用應(yīng)力。即：圓整后取缸蓋厚度t=60mm。（4）主缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離稱(chēng)為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，用H表示。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度太小，會(huì)因?yàn)殚g隙引起的撓度而使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定工作。一般而言，液壓缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)該滿(mǎn)足如下要求：(3.12)導(dǎo)向長(zhǎng)度如圖3.10所示圖3.10主缸導(dǎo)向長(zhǎng)度簡(jiǎn)圖式中：L—液壓缸的最大行程；D—液壓缸的內(nèi)徑。由表1.1可知主缸的最大行程H=700mm，液壓缸內(nèi)徑D=320mm代入公式（3.12）中，求主缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。即：為了保證最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，不應(yīng)過(guò)分增大和B的大小，必要時(shí)可以在缸蓋和活塞之間增加一個(gè)隔套來(lái)增加最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。隔套的長(zhǎng)度C可有公式（3.13）求得，即：(3.13)式中：B—活塞的寬度，一般取B=（0.6～1.0）D；—缸蓋滑動(dòng)支承面的長(zhǎng)度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑的不同有不同的算法，當(dāng)D＜80mm時(shí)，取=（0.6～1.0）D；當(dāng)D＞80mm時(shí)，取=（0.6～1.0）d。（5）主缸活塞材料、技術(shù)要求、外形尺寸及密封方案的確定活塞制造材料一般選用灰鑄鐵(HT150、HT200)、當(dāng)缸體內(nèi)徑較小時(shí)，整體式結(jié)構(gòu)的活塞選用35鋼、45鋼。主缸活塞選用灰鑄鐵HT200?；钊圃鞎r(shí)外圓柱表面的粗糙度為Ra0.8～1.6μm；外徑圓度、圓柱度不大于外徑公差的一半；外徑對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)不大于外徑公差的一半；端面對(duì)軸線(xiàn)垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm；外徑用橡膠密封圈密封的公差配合取f7～f9，內(nèi)孔與活塞桿的配合取H8/f7。活塞寬度系數(shù)取0.8，即活塞的寬度B=0.8D=0.8×320mm=256mm。圓整后取活塞寬度B=260mm。查表2-10[1],液壓機(jī)主缸工況時(shí)的壓力大，泄漏量也會(huì)隨壓力成正比升高，因此密封圈選用Y形密封圈，這種密封圈能承受的大的工作壓力，泄漏量小。（6）主缸活塞桿材料、技術(shù)要求及長(zhǎng)度確定活塞桿有空心和實(shí)心兩種結(jié)構(gòu)形式?？招臅r(shí)一般選用35鋼、45鋼的無(wú)縫鋼管；實(shí)心結(jié)構(gòu)選用35鋼、45鋼。主缸活塞桿選用45鋼?；钊麠U制造時(shí)外圓柱面粗糙度為Ra0.4～0.8μm；熱處理要求調(diào)質(zhì)20～25HRC；外徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；外徑表面直線(xiàn)度在500mm上不大于0.03mm；活塞桿與導(dǎo)向套之間的配合公差采用H8/f7，與活塞連接的配合公差采用H7/g6。由滑塊的行程，確定活塞桿的長(zhǎng)度L桿=1250mm。（7）主缸長(zhǎng)度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體的外形尺寸還應(yīng)考慮兩端端蓋的厚度，總體而言，液壓缸缸體的長(zhǎng)度L不應(yīng)該大于缸體內(nèi)徑D的20～30倍，即：L≤（20～30）D。由主缸行程為700mm，活塞寬度為260mm,缸蓋厚度為60mm，通過(guò)計(jì)算可知，主缸的長(zhǎng)度取L缸=1080mm。（8）活塞桿穩(wěn)定性校核活塞桿工作中主要受壓，當(dāng)液壓缸的支承長(zhǎng)度Lb≥(10～15)d時(shí)，必須對(duì)活塞桿的彎曲穩(wěn)定性進(jìn)行校核,d為活塞桿直徑。通過(guò)計(jì)算可知，Lb的最大值不可能大于L桿+L缸=2330mm，而(10～15)d=2500～3750mm。將參數(shù)代入Lb≥(10～15)d中，比較后Lb＜(10～15)d，活塞桿滿(mǎn)足使用要求，工作時(shí)不會(huì)失穩(wěn)。（9）主缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a.缸體與端蓋的連接形式缸體與端蓋的連接形式通常有法蘭連接、螺紋連接、外半環(huán)連接、內(nèi)半環(huán)連接等形式。由于液壓機(jī)工況時(shí)缸體內(nèi)的壓力很大，所以缸體與端蓋的連接方式選用法蘭形式。b.活塞桿與活塞的連接形式活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)有整體式結(jié)構(gòu)、螺紋連接、半環(huán)連接、錐銷(xiāo)連接等連接形式。主缸活塞與活塞桿的連接選用螺紋連接形式。c.活塞桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式活塞桿的導(dǎo)向部分包括端蓋、導(dǎo)向套、密封、防塵和鎖緊結(jié)構(gòu)。工程機(jī)械中導(dǎo)向套一般安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，有利于導(dǎo)向套的潤(rùn)滑。d.緩沖與排氣裝置液壓機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量大，快進(jìn)時(shí)的速度快，這樣活塞在到達(dá)行程中點(diǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊，甚至活塞與缸筒端蓋會(huì)產(chǎn)生機(jī)械的碰撞。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端要設(shè)置緩沖裝置。一般緩沖裝置有環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置、可調(diào)節(jié)流緩沖裝置、三角槽式節(jié)流緩沖裝置。大型液壓缸需要有穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)速度，這樣需要設(shè)置排氣裝置，防止空氣在傳動(dòng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)傳動(dòng)精度有影響。排氣閥安裝在液壓缸兩端的最高處，雙作用液壓鋼需要設(shè)兩個(gè)排氣閥。3.4.2液壓機(jī)頂出缸設(shè)計(jì)（1）頂出缸缸體材料選擇及制造技術(shù)要求頂出缸工作時(shí)的最大工作壓力為12.5MPa，比主缸的要小，為了保證頂出缸安全工作，缸體材料也選用無(wú)縫鋼管45。缸體的制造要求應(yīng)該滿(mǎn)足液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為Ra0.4～0.8μm；內(nèi)徑配合采用H8～H9；內(nèi)徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；缸體內(nèi)表面母線(xiàn)的直線(xiàn)度500mm長(zhǎng)度之內(nèi)不大于0.03mm；缸體端面對(duì)軸線(xiàn)的垂直度在直徑每100mm上不大于0.04mm。（2）頂出缸壁厚的確定將D=0.2m；[σ]=110MPa；=1.3×12.5MPa=16.25MPa代入公式（3.9）中，即：將D=0.2m；取δ=0.02m代入公式（3.10），即：D外≥0.2m＋0.04m＝0.24m外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列后，取主缸缸體外徑D外＝240mm。（3）頂出缸缸蓋材料、厚度的確定缸蓋常用制造材料有35鋼、45鋼、鑄鋼，做導(dǎo)向作用時(shí)常用鑄鐵、耐磨鑄鐵。頂出缸缸蓋材料選用35鋼，缸蓋厚度計(jì)算公式見(jiàn)（3.11）：即：取缸蓋厚度t=25mm。（4）頂出缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定由表2.1可知頂出活塞行程L=350mm，頂出缸內(nèi)徑D=200mm，代入公式(3.12)，即：頂出缸活塞材料、技術(shù)要求、外形尺寸及密封方案的確定頂出缸活塞外圓柱表面的粗糙度為Ra0.8～1.6μm；外徑圓度、圓柱度不大于外徑公差的一半；外徑對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)不大于外徑公差的一半；端面對(duì)軸線(xiàn)垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm；外徑用橡膠密封圈密封的公差配合取f7～f9，內(nèi)孔與活塞桿的配合取H8/f7。計(jì)算活塞寬度時(shí)區(qū)寬度系數(shù)為0.8，即活塞的寬度B=0.8D=0.8×200mm=160mm。取活塞寬度B=160mm。液壓機(jī)頂出缸工況時(shí)的工作壓力比主缸要小很多，密封圈選用O形密封圈。頂出缸活塞選用灰鑄鐵HT200。（6）頂出缸活塞桿材料、技術(shù)要求及長(zhǎng)度確定活塞桿有空心和實(shí)心兩種結(jié)構(gòu)形式。空心時(shí)一般選用35鋼、45鋼的無(wú)縫鋼管；實(shí)心結(jié)構(gòu)選用35鋼、45鋼。頂出缸活塞桿選用35鋼。活塞桿外圓柱面粗糙度為Ra0.4～0.8μm；熱處理要求調(diào)質(zhì)20～25HRC；外徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；外徑表面直線(xiàn)度在500mm上不大于0.03mm；活塞桿與導(dǎo)向套之間的配合公差采用H8/f7，與活塞連接的配合公差采用H7/g6。由頂出活塞的行程，確定活塞桿的長(zhǎng)度L桿=705mm。（7）頂出缸長(zhǎng)度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體的外形尺寸應(yīng)考慮兩端端蓋的厚度，總之，液壓缸缸體的長(zhǎng)度L不應(yīng)該大于缸體內(nèi)徑D的20～30倍，即：L≤（20～30）D。由主缸行程為250mm，活塞寬度為160mm,缸蓋厚度為25mm，通過(guò)計(jì)算可知，主缸的長(zhǎng)度取L缸=650mm。（8）活塞桿穩(wěn)定性校核當(dāng)液壓缸的支承長(zhǎng)度Lb≥(10～15)d時(shí)，應(yīng)該對(duì)活塞桿的彎曲穩(wěn)定性進(jìn)行校核,d為活塞桿直徑。通過(guò)計(jì)算可知，Lb的最大值不可能大于L桿+L缸=1355mm，而(10～15)d=2000～3000mm。將參數(shù)代入Lb≥(10～15)d中，比較后Lb＜(10～15)d，活塞桿滿(mǎn)足使用要求，工作時(shí)不會(huì)失穩(wěn)。3.4.3液壓油管設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)裝置中，常用的液壓油管有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。鋼管承受的壓力高，彎曲半徑不能太小，彎制時(shí)比較困難。對(duì)于高壓系統(tǒng)液壓油管一般選用無(wú)縫鋼管；紫銅管承受的工作壓力一般在6.3～10MPa。紫銅管加熱軟化后可進(jìn)行彎曲，比鋼管容易彎制，價(jià)格昂貴，抗振性較弱；尼龍管主要用于低壓系統(tǒng)；塑料管承受的工作壓力比較小，一般用于液壓系統(tǒng)的回油路中；膠管有高壓管和低壓管兩種，而者的區(qū)別在于骨架組成不同。高壓膠管是鋼絲編制體或鋼絲纏繞為骨架，可用于較高的油路中。低壓膠管的組成骨架是麻線(xiàn)或棉線(xiàn)編制體，多用于壓力較低的油路中。通過(guò)液壓機(jī)主缸、頂出缸工作壓力的計(jì)算可知，主缸的最大工作壓力約為25.5MPa,頂出缸的工作壓力約為12.5MPa。主缸工作壓力較高，油管選用無(wú)縫鋼管，頂出缸油路油管選用高壓膠管。油管的內(nèi)徑可由公式（3.14）求得(3.14)式中：—油管內(nèi)徑(mm)；—油路通過(guò)最大流量(L/min)；—油管中允許流速m/s。（1）主缸液壓油管內(nèi)徑計(jì)算進(jìn)油油管內(nèi)徑確定：主缸快進(jìn)所需流量=385.8L/min，而泵的額定流量q=250L/min,取油管允許流速=4m/s，代入公式(3.14),即：圓整后，取;壁厚t=5mm?；赜陀凸軆?nèi)徑確定：主缸快退所需流量=76.2L/min，取油管允許流速=4m/s，代入公式(3.14)，即：圓整后，取,壁厚t=4.5mm。（2）頂出缸液壓油管內(nèi)徑計(jì)算進(jìn)油油管內(nèi)徑D2確定：頂出缸頂出所需流量=37.8L/min，取油管允許流速v=4m/s，代入公式(3.14)，即：圓整后，取回油油管內(nèi)徑確定：頂出缸回程所需流量q=48L/min，取油管允許流速v=4m/s，代入公式(3.14)，即：圓整后，取3.4.4液壓油箱設(shè)計(jì)液壓油箱主要作用是貯存液壓油、分離液壓油中的空氣和雜質(zhì)，同時(shí)還起到散熱的作用。（1）油箱有效容積的確定液壓油箱根據(jù)系統(tǒng)壓力的不同，有效容積的確定也不一樣。為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應(yīng)該超過(guò)液壓油箱高度的80%。低壓、中壓、高壓系統(tǒng)油箱的有效容積V確定算法如下：低壓系統(tǒng)(P≤2.5MPa)：V=(2～4)(3.15)中壓系統(tǒng)(P≤6.3MPa)：V=(5～7)(3.16)中高壓或高壓系統(tǒng)(P＞6.3MPa)：V=(6～12)(3.17)式中：V—液壓油箱有效容積；—液壓泵額定流量。液壓機(jī)屬于高壓系統(tǒng)，油箱的有效容積可由公式(3.17)求出，即：V=9=7×250L=1750L（2）油箱外形尺寸確定油箱的有效容積確定后，液壓油箱外形尺寸長(zhǎng)、寬、高的比值一般為：1:1:1～1:2:3。為了提高冷卻效率，安裝位置不受影響時(shí)，可適當(dāng)增大油箱的容積。液壓油箱的外形尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=1000×760×690(mm)。（3）油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓油箱材料一般選用Q235A鋼板，通過(guò)焊接的方式連接。油箱的結(jié)構(gòu)組成一般包括隔板、吸油管、回油管、頂蓋、清洗孔、油面指示、吊鉤、加熱與冷卻裝置等。隔板主要是為了增加液壓油的流動(dòng)時(shí)間，除去沉淀的雜質(zhì)，分離清除水和空氣，調(diào)節(jié)溫度，吸收液壓油壓力波動(dòng)及防止液面的波動(dòng)。吸油管前應(yīng)設(shè)有過(guò)濾器，過(guò)濾器與箱底間的距離應(yīng)不小于20mm。吸油管應(yīng)插入液面以下，防止吸油時(shí)吸入空氣，使空氣混入系統(tǒng)；回油管出口有直口、斜口、彎管直口、帶擴(kuò)散器的出口等形式，一般采用45°斜口。為防止液面波動(dòng)，可在出口設(shè)擴(kuò)散器或?qū)⒒赜凸懿迦胍好嬉韵?，一般距離油箱底面的距離大于300mm。為了不讓進(jìn)油、回油相互影響，用隔板將其隔開(kāi)，兩管的斜口方向還應(yīng)一致，而不是相對(duì)。頂蓋用于安裝液壓泵、閥組、動(dòng)力裝置、空氣濾清器。泵和動(dòng)力裝置安裝時(shí)底座應(yīng)該與頂蓋分開(kāi)，另外制做。頂蓋與油箱要有好的密封性，防止泄漏的油液直接進(jìn)入油箱而污染油液；清洗孔用于清洗油箱內(nèi)的角落和取出油箱內(nèi)的元件；油面指示用于油箱內(nèi)最高、最低油位；吊鉤方便裝配和搬運(yùn)。3.5液壓站布局設(shè)計(jì)液壓站由液壓油箱、液壓泵裝置、液壓控制裝置三部分組成。其中，液壓油箱包括空氣濾清器、過(guò)濾器、油面指示器和清洗孔；液壓泵裝置包括液壓泵、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和聯(lián)軸器等；液壓控制裝置包括各種液壓閥和聯(lián)接體。（1）四柱液壓機(jī)液壓站結(jié)構(gòu)形式的選擇液壓站的結(jié)構(gòu)形式通常有兩種，即：分散式、集中式。分散式液壓站結(jié)構(gòu)緊湊，泄漏油容易回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修不方便，一般較少采用；集中式液壓站安裝維修方便，液壓裝置產(chǎn)生的振動(dòng)、發(fā)熱、都與主機(jī)隔開(kāi)，不影響主機(jī)的工作精度。液壓機(jī)選用集中式液壓站。（2）液壓泵安裝方式的選擇液壓泵裝置包括不同類(lèi)型的液壓泵、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和聯(lián)軸器，安裝方式有立式和臥式兩種。立式安裝將液壓泵和與之相連的油管放在油箱內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，美觀，吸油條件好，但是安裝維修不方便，散熱條件不好；臥式安裝與立式恰好相反，安裝維護(hù)方便、散熱性好。液壓機(jī)的液壓泵裝置采用臥式安裝方式。（3）電動(dòng)機(jī)與液壓泵聯(lián)接方式的選擇電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式有法蘭式、支架式、支架法蘭式。電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式采用支架法蘭式。為了防止安裝時(shí)同軸度誤差的影響，聯(lián)軸器選用彈性聯(lián)軸器。（4）液壓站布局簡(jiǎn)圖雙缸四柱液壓機(jī)液壓站布局如圖3.11所示1-空氣濾清器2-插裝閥3-油管4-液壓泵5-電動(dòng)機(jī)6-吊鉤7-油箱8-清洗孔9-放油塞10-液面指示器圖3.11四柱液壓機(jī)液壓站布局簡(jiǎn)圖沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第四章雙缸四柱液壓機(jī)液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)主要性能計(jì)算沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第四章雙缸四柱液壓機(jī)液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)主要性能計(jì)算第四章雙缸四柱液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)主要性能計(jì)算4.1液壓系統(tǒng)壓力損失計(jì)算四柱液壓機(jī)執(zhí)行部件有主缸和頂出缸，主缸的進(jìn)、回油管直徑分別為：40mm、25mm；頂出缸的進(jìn)、回油管直徑分別為16mm、16mm。液壓油選用L-HL32液壓油，15℃時(shí)該油液的運(yùn)動(dòng)粘度,油液密度（1）主缸各工況時(shí)的壓力損失計(jì)算a.工進(jìn)時(shí)進(jìn)油路、回油路的壓力損失工進(jìn)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件最大速度為0.006m/s，工進(jìn)時(shí)最大流量為28.8L/min，則液壓油在油管中的流速為：管道流動(dòng)雷諾數(shù)為＜2300，油液在管道內(nèi)流動(dòng)為層流，沿程阻力系數(shù),進(jìn)油管長(zhǎng)度為8m，沿程壓力損失為：閥的壓力損失；,那么進(jìn)油路總的壓力損失為：=+=工進(jìn)時(shí)回油管的最大流量為：回油管中液壓油的流速為：管道流動(dòng)雷諾數(shù)為＜2300，油液在管道內(nèi)流動(dòng)為層流，沿程阻力系數(shù)。進(jìn)油管長(zhǎng)度為6m，沿程壓力損失為：閥的壓力損失；調(diào)速閥壓力損失;那么回油路總的壓力損失為：=++==泵的出口壓力為：≈20.9MPab.快進(jìn)、快退時(shí)的壓力損失主缸快進(jìn)時(shí)由于供油不足，泵口的壓力很?。豢焱藭r(shí)的負(fù)載為400kN，與工進(jìn)時(shí)的負(fù)載6300kN相比要小，這樣回路中的壓力損失比工進(jìn)時(shí)要小，泵的出口壓力也比工進(jìn)時(shí)小，具體驗(yàn)算過(guò)程從略。（2）頂出缸各工況時(shí)的壓力損失計(jì)算a.工件頂出時(shí)進(jìn)油路、回油路的壓力損失頂出缸頂出速度為0.02m/s，需要的最大流量為37.8L/min，進(jìn)油管直徑D=16mm，則液壓油在油管中的流速為：管道流動(dòng)雷諾數(shù)為＜2300，油液在管道內(nèi)流動(dòng)為層流，沿程阻力系數(shù)。進(jìn)油管長(zhǎng)度為6m，沿程壓力損失為：閥的壓力損失；那么進(jìn)油路總的壓力損失為=+=回油管直徑D=16mm，工進(jìn)時(shí)回油管的最大流量為：回油管中液壓油的流速為：管道流動(dòng)雷諾數(shù)為＜2300，油液在管道內(nèi)流動(dòng)為層流，沿程阻力系數(shù)。進(jìn)油管長(zhǎng)度為5m，沿程壓力損失為：閥的壓力損失；調(diào)速閥壓力損失；那么回油路總的壓力損失為：=++=泵的出口壓力為：≈9.6MPab.快進(jìn)、快退時(shí)的壓力損失頂出缸回程時(shí)只有摩擦負(fù)載存在，比頂出負(fù)載350kN要小，因此回程時(shí)液壓泵的壓力比頂出時(shí)要小，具體驗(yàn)算過(guò)程從略。通過(guò)對(duì)主缸、頂出缸各工況的壓力損失驗(yàn)算可知，液壓系統(tǒng)的油路結(jié)構(gòu)及元件參數(shù)選擇滿(mǎn)足要求。4.2液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計(jì)算對(duì)液壓機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)溫升驗(yàn)算，只要驗(yàn)算發(fā)熱量最大的那個(gè)工況就可行。液壓缸各工況輸入功率前面計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率時(shí)已經(jīng)計(jì)算出，現(xiàn)在只要計(jì)算液壓缸各工況的輸出功率。主缸工進(jìn)時(shí)輸入、輸出功率分別為：工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)發(fā)熱功率:主缸快退時(shí)輸入、輸出功率分別為：快退時(shí)系統(tǒng)發(fā)熱功率:頂出缸的工況壓力比主缸小，系統(tǒng)的溫升功率不會(huì)超過(guò)主缸的溫升功率，這里就不對(duì)頂出缸溫升功率進(jìn)行具體計(jì)算了。通過(guò)計(jì)算可知，主缸的最大發(fā)熱功率為5.5kw。系統(tǒng)溫升計(jì)算公式如下：(3.18)式中：—系統(tǒng)溫升；—發(fā)熱功率；—油箱散熱面積；—油箱散熱系數(shù)。自然冷卻通風(fēng)很差時(shí)，=(8～9)×；自然冷卻通風(fēng)良好時(shí)，=(15～17.5)×；有專(zhuān)用冷卻器時(shí)，=(110～170)×。液壓機(jī)散熱條件一般，取散熱系數(shù)=10×。油箱的散熱面積A的計(jì)算公式為：(3.19)即：將=5.5kw；;=10×代入公式(2.18),求系統(tǒng)溫升，即：查資料可知，允許的最高油溫[T]，對(duì)于一般機(jī)床[T]=55～70℃；對(duì)于工程機(jī)械[T]=65～80℃。通過(guò)溫升驗(yàn)算可知，系統(tǒng)溫升在許可油溫范圍內(nèi)，滿(mǎn)足要求。沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章雙缸四柱液壓機(jī)液壓機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章雙缸四柱液壓機(jī)液壓機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)第五章雙缸四柱液壓機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1控制系統(tǒng)概述四柱液壓機(jī)的電氣控制系統(tǒng)通常采用繼電器控制、PLC控制、工業(yè)計(jì)算機(jī)控制等方式。繼電器控制和PLC控制是目前用的最多的控制方式。繼電器控制系統(tǒng)主要由繼電器、接觸器、按鈕、形成開(kāi)關(guān)等元件組成。繼電器控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，價(jià)格低廉，抗干擾能力強(qiáng)，但固定的接線(xiàn)方式，使繼電器控制的通用性和靈活性差；PLC控制系統(tǒng)主要由CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、編程器等元件組成。PLC控制具有編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，通用性強(qiáng)，體積小，設(shè)計(jì)調(diào)試期短，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格比繼電器控制系統(tǒng)貴。5.2雙缸四柱液壓機(jī)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)5.2.1雙缸四柱液壓機(jī)控制方案選擇液壓機(jī)工況少，各工況動(dòng)作不復(fù)雜，執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)都是簡(jiǎn)單的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。綜合分析，繼電器控制系統(tǒng)完全可以實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)各工況動(dòng)作的完成，液壓機(jī)電氣控制選用繼電器控制。5.2.2PLC控制要求與總體控制方案（1）PLC控制系統(tǒng)達(dá)到的控制要求能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)、半自動(dòng)控制；能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)速度的換接控制；系統(tǒng)過(guò)載時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)過(guò)載保護(hù)；為隨時(shí)了解系統(tǒng)所處的工作狀態(tài)，設(shè)置工況指示燈；系統(tǒng)穩(wěn)定性好，能夠保證液壓機(jī)安全正常的工作。（2）PLC系統(tǒng)總體控制方案液壓泵由電機(jī)拖動(dòng)；快進(jìn)、工進(jìn)之間速度的換接通過(guò)行程開(kāi)關(guān)控制；工進(jìn)保壓時(shí)間通過(guò)時(shí)間繼電器控制；滑塊的安全行程范圍由行程開(kāi)關(guān)限制；通過(guò)電磁換向閥控制每個(gè)工況的動(dòng)作的開(kāi)始；電磁換向閥的接通通過(guò)按鈕或壓力信號(hào)控制；液壓機(jī)啟動(dòng)、停止通過(guò)按鈕控制。5.3雙缸四柱液壓機(jī)PLC控制電路設(shè)計(jì)5.3.1雙缸四柱液壓機(jī)主電路設(shè)計(jì)液壓機(jī)拖動(dòng)電機(jī)容量小，主電路的啟動(dòng)方式采用直接啟動(dòng)。QS為電源開(kāi)關(guān)，熔斷器FU1對(duì)主電路起短路保護(hù)作用，熔斷器FU2對(duì)控制電路起短路保護(hù)作用。熱繼電器FR起過(guò)載保護(hù)作用。按下啟動(dòng)按鈕SB2后，線(xiàn)圈KM得電，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，液壓機(jī)開(kāi)始工作。主電路如圖4.1所示。圖4.1雙缸四柱液壓機(jī)主電路圖5.3.2雙缸四柱液壓機(jī)控制電路設(shè)計(jì)控制電路主要控制主缸的快進(jìn)、工進(jìn)、保壓、回程和頂出缸的頂出、退回。其中速度換接通過(guò)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制，保壓由壓力繼電器控制，保壓時(shí)間由時(shí)間繼電器控制，頂出缸的啟動(dòng)、退回由手動(dòng)按鈕控制。為方便觀察液壓機(jī)處于那個(gè)工況，設(shè)置信號(hào)指示燈。為了預(yù)防突發(fā)事件的發(fā)生，應(yīng)設(shè)置急停按鈕。控制電路如圖4.2所示。圖4.2雙缸四柱液壓機(jī)控制電路圖5.3.3PLC控制過(guò)程分析（1）主缸快進(jìn)將開(kāi)關(guān)置于自動(dòng)檔，按下SB2，交流接觸器KM得電，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。中間繼電器KA1相繼得電，電磁閥1DT、5DT得電。此時(shí)液壓系統(tǒng)向主缸上腔供油，在補(bǔ)油油箱的協(xié)助下主缸快速下行；（2）主缸保壓當(dāng)主缸無(wú)桿腔的壓力達(dá)到壓力繼電器設(shè)定壓力后，YJ閉合，所有電磁換向閥失電，進(jìn)行保壓；（4）主缸泄壓保壓一段時(shí)間后，中間繼電器KA3得電，電磁換向閥2DT、順序閥11得電，主缸上腔開(kāi)始泄壓；（5）主缸退回泄壓完成后，中間繼電器KA4得電，電磁閥2DT得電，主缸下腔進(jìn)油，滑塊回程，觸及行程開(kāi)關(guān)SQ1，運(yùn)動(dòng)停止；（6）工件頂出按下按鈕SB4，中間繼電器KA5得電，電磁換向閥1DT、4DT、5DT得電，頂出缸下腔進(jìn)油，活塞桿上行將工件頂出；（7）頂出缸退回按下按鈕SB5，中間繼電器KA6得電，電磁換向閥3DT得電，液壓油進(jìn)入頂出缸上腔，頂出缸回程。（8）停機(jī)按下SB0或SB1，液壓機(jī)停止工作。如果液壓機(jī)接入狀態(tài)為自動(dòng)檔，按下SB3也可使液壓機(jī)停止運(yùn)行。5.4PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.4.1PLC輸入輸出地址分配表表5.1PLC輸入地址分配表對(duì)應(yīng)外部設(shè)備地址自動(dòng)啟動(dòng)按鈕I0.0回程到位及上死點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)I0.1快轉(zhuǎn)慢接近開(kāi)關(guān)I0.2光柵保護(hù)輸入I0.3下死點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)I0.4頂出缸頂出接近開(kāi)關(guān)I0.5頂出缸退回接近開(kāi)關(guān)I0.6壓力設(shè)定電接點(diǎn)I0.7手動(dòng)啟動(dòng)低壓油泵電機(jī)I1.0停止按鈕I1.1手動(dòng)壓制按鈕I1.2手動(dòng)回程按鈕I1.3手動(dòng)頂出按鈕I1.4手動(dòng)退回按鈕I1.5自動(dòng)/手動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)I1.6高速控制開(kāi)關(guān)I1.7中速控制開(kāi)關(guān)I2.0低速控制開(kāi)關(guān)I2.1加熱/冷卻選擇開(kāi)關(guān)I2.2手動(dòng)啟動(dòng)主油泵電機(jī)I2.3表5.2PLC輸出地址分配表脈沖輸出Q0.0回程電液閥Q0.1快行電液閥Q0.2頂出電液閥Q0.3退回電液閥Q0.4下行電液閥Q0.5低壓油泵電機(jī)Q0.6時(shí)間繼電器Q0.7主油泵電機(jī)星-三角啟動(dòng)1Q1.0主油泵電機(jī)星-三角啟動(dòng)2Q1.1主油泵電機(jī)星-三角啟動(dòng)3Q1.2步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向Q1.3油溫冷卻進(jìn)水閥Q1.4加熱元件QPLC輸入輸出接線(xiàn)圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求給出PLC控制系統(tǒng)的輸入輸出接線(xiàn)圖，如圖5.4所示。5.4.3P5.4.4PLC控制梯形圖設(shè)計(jì)沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文參考文獻(xiàn)沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文結(jié)論結(jié)論本文重點(diǎn)對(duì)液壓機(jī)的液壓控制回路、液壓元件及安全保護(hù)措施等進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)。經(jīng)多方案對(duì)比之后，本文液壓系統(tǒng)采用插裝閥集成控制系統(tǒng)。該液壓控制系統(tǒng)解決了普通閥系統(tǒng)密封性差、通流量小、壓力損失大等問(wèn)題。為了讓系統(tǒng)的工作壓力隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，液壓泵選用恒功率變量柱塞泵。為解決液壓沖擊對(duì)設(shè)備安全的影響，系統(tǒng)中設(shè)置泄壓回路。通過(guò)泄壓來(lái)降低系統(tǒng)的壓力，防止產(chǎn)生液壓沖擊；設(shè)置保壓回路讓工件有足夠的成型時(shí)間，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。速度換接通過(guò)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制，這種換接方式，控制比較可靠，設(shè)備安裝方便，價(jià)格也實(shí)惠。通過(guò)流量計(jì)算發(fā)現(xiàn)主缸快進(jìn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)供油不足的情況，為了解決這一問(wèn)題，在液壓系統(tǒng)中設(shè)置補(bǔ)油油箱。整體的方案確定后，對(duì)液壓系統(tǒng)的可行性進(jìn)行校驗(yàn)，該液壓系統(tǒng)可以滿(mǎn)足液壓機(jī)的加工工藝要求。此外，還對(duì)主機(jī)、電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)明的總體設(shè)計(jì)。液壓機(jī)在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，有些方案的選擇可能不是最佳。總體來(lái)說(shuō)，本文的總體設(shè)計(jì)方案可以滿(mǎn)足液壓機(jī)的加工工藝要求。（1）本次課程設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的四柱液壓壓力機(jī)液壓系統(tǒng)能夠完成：主缸（上液壓缸）驅(qū)動(dòng)上滑塊實(shí)現(xiàn)“快速下行—慢速加壓—保壓延時(shí)—快速返回—原位停止”的動(dòng)作循環(huán)。頂出缸（下液壓缸）驅(qū)動(dòng)下滑塊實(shí)現(xiàn)：“向上頂出—停留—快速返回—原位停止”的動(dòng)作循環(huán)。（2）液壓系統(tǒng)用行程閥控制主缸快進(jìn)到工進(jìn)的程序換接，用電接點(diǎn)壓力表控制表壓開(kāi)始和卸壓結(jié)束，采用變量泵作為動(dòng)力元件，三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵。采用雙作用單出桿活塞缸作為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。（3）所設(shè)計(jì)壓力機(jī)能夠完成用靜壓力來(lái)加工金屬，塑料，橡膠制品。（4）本設(shè)計(jì)中所有數(shù)據(jù)均通過(guò)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到，所選元件均為標(biāo)準(zhǔn)件。（5）在本次設(shè)計(jì)中由于時(shí)間所限，沒(méi)有進(jìn)行對(duì)部分復(fù)雜條件影響的計(jì)算，忽略了部分微小的作用力，與實(shí)際設(shè)計(jì)情況有一定的脫節(jié)，希望在今后的設(shè)計(jì)中能夠繼續(xù)完善。參考文獻(xiàn)[1]楊培元，朱福元．液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)．［Ｍ］北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999，1-191.[2]吳宗澤,羅圣國(guó)．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)．第二版.北京：高等教育出版社，1999，1-260.[3]汪愷．機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)．第2卷.［Ｍ］北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997，213-226.[4]汪愷．機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)．第3卷.［Ｍ］北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996，22-3-22-182.[5]Renishawplc.DatasheetforNewimprovedopticallinearencoders[Z],2005.[6]JB3915-85.液壓機(jī)安全技術(shù)條件.北京:中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部,1985～02～08發(fā)布.[7]GB9166-88.四柱液壓機(jī)精度.北京:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局,1988～05～05發(fā)布.[8]Z.J.Lanskyetc.IndustrialPneumaticControl[M].NewYork.1986.[9]張從軍，等.剪切強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)[J].貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002，31（1）：62-65.[10]左建民.泵控容積調(diào)速系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)控制研究[J].機(jī)床與液壓，1996.5.[11]左建民，等.泵控系統(tǒng)的模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電氣傳動(dòng)1997.2.[12]王建中，李洪.公差與制圖手冊(cè)沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1999.1.[13]王運(yùn)炎，葉尚川.機(jī)械工程材料第二版北京：機(jī)械工業(yè)出版社1998.[14]許福玲，陳堯明．液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)．第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004，1-290.[15]章宏甲，黃宜，王積偉．液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000，1-356.[16]劉鴻文．材料力學(xué)(Ⅰ)．第四版.北京：高等教育出版社，2004，1-366.[17]高安邦，張海根．機(jī)電傳動(dòng)控制.北京：高等教育出版社，2001，1-215.[18]陳立定，吳玉香，蘇開(kāi)才．電氣控制與可編程控制器.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001，5-148.[19]陳立定，吳玉香，蘇開(kāi)才．電氣控制與可編程控制器.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001，5-148.[20]陳遠(yuǎn)齡、黎亞元、傅國(guó)強(qiáng).機(jī)床電氣的自動(dòng)控制重慶大學(xué)出版社.[21]秦曾煌.電工學(xué)，北京：高等教育出版社，2003.2[22]李發(fā)海、王巖.電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ).第二版.北京：清華大學(xué)出版社.1994.[23]趙程、楊建民.機(jī)械工程材料，北京：機(jī)械工業(yè)出版社2003.1.[24]王伯平.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社2000.2.[25]朱理.機(jī)械原理，北京：高等教育出版社，2004.4.[26]李?lèi)?ài)華等.工程制圖基礎(chǔ)北京：高等教育出版社，2003.8.沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文致謝沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文致謝致謝經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的匱乏，本次設(shè)計(jì)難免有考慮不周的地方。如果沒(méi)有導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)以及本組人員的支持，恐怕設(shè)計(jì)不會(huì)這樣順利完成。自開(kāi)題以來(lái)，設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)老師都認(rèn)真指導(dǎo)，從資料的查閱到具體方案的修改，老師都提出了寶貴的建議，讓我受益匪淺。除此之外，老師科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和淵博的知識(shí)更是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣。在此對(duì)導(dǎo)師及本組的同學(xué)表示衷心的感謝！最后還要感謝曾教導(dǎo)過(guò)和給我?guī)椭睦蠋煛踔境衫蠋?！是你們?cè)?jīng)辛勤的付出才有了我今天知識(shí)的積累。時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢(mèng)秋云，聚散真容易。離校日期已日趨漸進(jìn)，畢業(yè)論文的完成也隨之進(jìn)入了尾聲。從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，一直都離不開(kāi)老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請(qǐng)接