液壓動力滑臺課程設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設(shè)計說明書 題 目 機床液壓系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 姓 名 班 級 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 日 期 2013年1 月3日 專心-專注-專業(yè)目錄一、 課程設(shè)計的任務(wù)要求。1二、泵、電機、控制閥的初選。3三、動力滑臺液壓系統(tǒng)工作原理。6四、電磁鐵調(diào)度表。9五、采用PLC設(shè)計方案。10六、采用普通電器元件設(shè)計方案。15七、總結(jié)。19參考文獻一：課程設(shè)計的任務(wù)要求1.1某液壓動力滑臺簡介 液壓動力滑臺工作順序為:夾緊工件 進給缸快速前進 一次進給 二次進給 死擋鐵停留 滑臺快退 進給缸停止, 夾緊缸松開.(見下面圖) 已知進給缸最大負載40000KN,工進速度為5mm/min 最

2、大速度6.4mm/min，對應(yīng)負載為2000KN.1.2要求液壓動力滑臺能自動工作,又能各個動作進行單獨調(diào)整;各工作循環(huán)有照明顯示;有必要的電器連鎖與保護.1.3設(shè)計任務(wù)初選泵和電機，以及初選控制主缸(25)的控制閥。簡述液壓動力滑臺液壓系統(tǒng)工作原理,繪制電磁鐵調(diào)度表。設(shè)計并繪制電器控制原理圖(采用普通電氣元件控制和采用PLC控制兩種方案)，選擇電氣元件,編寫PLC程序、調(diào)試，并制定元件目錄表.編制設(shè)計說明、使用說明書。列出設(shè)計參考書目錄3DT 194DT快進ST1一工進原位停止快退停留二工進 ST2松開 夾緊緊ST3161DT2DT2318171998125DT345671091112151

3、4212524 2013二、 初選2.1執(zhí)行元件的選擇1） 選取執(zhí)行元件的工作壓力P=5Mpa；2） 執(zhí)行元件的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定由已知條件知，最大負載F=40000N,快進時差動連接；則D= 2d ,A1=2A2工進時，根據(jù)手冊，查得對于回油路上有背壓閥或者調(diào)速閥的，背壓閥取0.51. 5Mpa,選取P2=0.5Mpa F=(A1P1-A2P2)m=A1P1-(A2/2)P2m通常取0.90.95；這里取m=0.95得:A1=(F/m)/(P1-P2/2)=0.00886m2又D=4A1=106.2mm d=D/2=75.1mm根據(jù)手冊GB/T2348-2001 ，將直徑調(diào)整成就近標準值；取

4、D=110mm d=80mm ；則液壓缸兩腔的實際有效作用面積為：A1=D2/4=95.0310-4m2A2=2-d2)/4=44.7710-4m22.2選擇液壓泵1） 計算最大工作壓力P1=(F/m +P2A2)/A1帶入數(shù)據(jù)得P1=4.666Mpa 取PP=1.3P1=6.066 Mpa2)確定液壓泵最大供油量qPkqmax k系統(tǒng)的泄漏修正系數(shù)，一般取1.11.3qmax 同時動作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值快進時q=d2V/4=/40.0826.4103 L/min=32.17 L/min快退時q=2-d2/4=/4(0.112-0.082)6.4103L/min=L/min工進時

5、q=2V1/4=/40.1120.05103L/min=L/min取k=1.2 帶入的 qp=1.2 32.17 L/min=38.6L/min功率P=PPqP= 3.903kw根據(jù)以上的最大工作壓力和液壓泵最大供油量；又為了使液壓泵工作安全可靠，液壓泵應(yīng)有一定的壓力儲備量，通常泵的額定壓力可比工作壓力高25%60%。泵的額定流量則宜與相當，不要超過太多，以免造成過大的功率損失。查閱手冊最后選取初選為：定量葉片泵 YB1：2.5-100ml/min；6.3MPa；960-1450r/minVm= qp/n=38600/1440=26.81ml/r2.3選擇電機Y112-M4 型電動機 ；電動機

6、功率為 4 KW；額定轉(zhuǎn)速為 1440 r/min ；2.4 換向閥、調(diào)速閥、先導(dǎo)式溢流閥的選擇1）換向閥：24DF3 24EF3 34DF3 34EF320MPa 通徑4-16mm 6-80L/min2)調(diào)速閥：F(C)G-3型：31.5MPa；通徑10mm；18L/min3）先導(dǎo)式溢流閥：高壓：DB/DBWT 型：31.5MPa；通徑10/25/32mm；3L/min三、工作原理3.1夾緊按下啟動按鈕，夾緊液壓缸24活塞下行將工件夾緊，同時壓力繼電器14開始動作，使得電磁鐵1YA得電。3.2快進 電磁鐵1YA通電，使電液換向閥9的先到電磁換向閥左位接通。在控制油的壓力作用下，使液動換向閥9

7、左位接入系統(tǒng)主油路。此時，動力滑臺處于空行階段，液壓缸負載較小，系統(tǒng)壓力較小，液壓泵1的輸出流量較大；同時液控順序閥4處于關(guān)閉狀態(tài)，液壓缸為差動連接方式，從而實現(xiàn)動力滑臺的快進。主油路油液流動路線為：1）進油：變量泵1 單向閥5 換向閥9（左位） 行程閥23（右位） 液壓缸25左腔2）回油：液壓缸25右腔 換向閥9（左位） 單向閥10 行程閥23（右位） 液壓缸25左腔3.3 一工進 當動力滑臺快到預(yù)定位置時，滑臺上的行程擋塊壓下行程閥23使原來通過該閥進入液壓缸左腔的通路被切斷，電磁鐵3YA斷電，由于油液流經(jīng)調(diào)速閥以及外載荷的作用，系統(tǒng)壓力升高，液控順序閥4被打開，變量泵1自動減小其輸出流量

8、，以便與調(diào)速閥12的開口相適應(yīng)。主油路油液流動情況為：1）進油：變量泵1 單向閥5 換向閥9（左位） 調(diào)速閥 12 電磁閥13（右位） 液壓缸25左腔2）回油：液壓缸25右腔 換向閥9（左位） 液控順序閥4 背壓閥3 油箱34二工進 在一次進給結(jié)束后，擋塊壓下行程開關(guān)ST2，使電磁鐵3YA通電，二位二通電磁換向閥13左位工作，順序閥4仍打開。主油路油液流動情況為：1）進油：變量泵1 單向閥5 換向閥9（左位） 調(diào)速閥12 調(diào)速閥19 液壓缸25左腔2）回油：液壓缸25右腔 換向閥9（左位） 液控順序閥4 背壓閥3 油箱3.5死擋鐵停留當動力滑臺以二工進的速度運行碰上死擋鐵后，滑臺停止運動。負荷

9、的增加使系統(tǒng)壓力升高，壓力繼電器（YJ）21發(fā)信號給時間繼電器，經(jīng)過一定的時間延遲后，時間繼電器發(fā)出信號是動力滑臺返回。3.6快退：在時間繼電器發(fā)出信號后，死擋鐵停留時間到后，時間繼電器發(fā)出快退信號，使電磁鐵1YA斷電、電磁鐵3YA斷電、電磁鐵2YA通電，液動換向閥9右位接通。這時系統(tǒng)壓力下降，泵1輸出的流量又自動增大，可以得到比較大的快退速度。主油路油液流動情況為：1）進油：變量泵1 單向閥5 換向閥9（右位） 液壓缸25右腔2）回油：液壓缸25左腔 單向閥20 換向閥9（右位） 單向閥 8 油箱3.7 夾緊缸松開當動力滑臺退回到原位時，活動擋塊壓下行程開關(guān)ST1，使電磁鐵2YA斷電，電液換

10、向閥回到中位，液壓缸兩腔封閉，滑臺停止運動。4YA得電，夾緊液壓缸活塞上行，工件松開時壓力繼電器14接點復(fù)位。當碰到行程開關(guān)ST3時，5YA得。3.8 卸荷5YA得電后使，電液壓泵通過二位二通電磁換向閥2開始卸荷。四：電磁鐵調(diào)度表表4-1 液壓動力滑臺液壓系統(tǒng)電磁鐵及壓力繼電器調(diào)度表動作電磁鐵及壓力繼電器通斷狀態(tài)狀態(tài)1YA2YA3YA4YA5YASP14SP21進給缸25快進+-+-一工進+-+-二工進+-+-+-死擋鐵停留+-+-+快退-+-+-夾緊缸24夾緊-+-松開-+-油泵卸荷-+-五、采用PLC 設(shè)計方案 5.1 I/O端子分配表 表5-1 I/O端子分配表輸入X0啟動按鈕X10自動

11、X7急停電機X11手動X1ST1X12手動快進SB2X2ST2X13手動二工進SB3X3ST3X14手動快退SB4X4SP14X15手動停留SB5X5SP21X16手動松開SB6X6手動返回按鈕X17手動卸荷SB7輸出Y01YAY11一工進指示燈Y12YAY11二工進指示燈Y23YAY12快退指示燈Y34YAY10夾緊指示燈Y45YAY13松開指示燈Y11快進指示燈Y14卸荷指示燈Y16電動機KMY15照明燈Y17故障指示燈Y20蜂鳴報警器5.4功能圖設(shè)計說明：整個電路由特殊輔助繼電器M8002觸發(fā)，分為自動和手動兩部分控制程序，自動部分主要用于機床自動加工，手動部分主要用于對機床的各個動作進

12、行單獨調(diào)整以及故障排除.5.4.1自動部分：各步除了完成指定的工作以外，還分別加入了時間繼電器T1-T5，若在規(guī)定時間內(nèi)沒有完成工作，則繼電器得電，故障指示燈Y17亮、蜂鳴器Y20報警，并使程序跳轉(zhuǎn)到初始步S0，以下不重復(fù)說明。1)S20（啟動電機/夾緊缸夾緊）：X0、X10同時閉合，Y0（電動機）、電動機啟動同時，Y15表示電動機開啟的指示燈亮,程序開始工作，夾緊指示燈Y10亮.若規(guī)定時間10S內(nèi)未完成工作則報警并自動跳轉(zhuǎn)到初始步S0。2）S21（快進、一工進）：壓力繼電器14（X4）得電，輸出Y0(1YA)，進給缸完成快進、一工進，同時前進指示燈Y11亮。當碰到行程開關(guān)2ST,即X2變?yōu)镺

13、N，S22變?yōu)榛顒硬?。 若規(guī)定時間10S內(nèi)未完成工作則報警并自動跳轉(zhuǎn)到初始步S0。3)S22（二工進）：輸出 Y2（3YA）、Y0(1YA),前進指示燈Y11亮，當二工進工作完成時，壓力繼電器21（X5）閉合， S23變?yōu)榛顒硬?。若?guī)定時間10S內(nèi)未完成工作則報警并自動跳轉(zhuǎn)到初始步S0。4)S23（死擋塊停留）：輸出Y2（3YA）、Y0(1YA)，同時繼電器T0開始計時，當達到計時時間，S24變?yōu)榛顒硬健?)S24（快退）：輸出Y1（2YA）、Y12（快退指示燈），電磁鐵2YA得電，液壓缸25開始快退工作，同時快退指示燈亮。當快退工作完成時，行程開關(guān)1ST閉合，即X1為ON，S25變?yōu)榛顒硬?/p>

14、。若規(guī)定時間10S內(nèi)未完成工作則報警并自動跳轉(zhuǎn)到初始步S0。6)S25（夾緊缸松開）：輸出Y3（4YA）、Y13松開指示燈亮，電磁鐵4YA得電，液壓缸24開始松開。當工作完成時，行程開關(guān)3ST閉合，即X3為ON，S26變?yōu)榛顒硬健Ｈ粢?guī)定時間10S內(nèi)未完成工作則報警并自動跳轉(zhuǎn)到初始步S0。7）S26（油泵的卸荷）：輸出Y4（5YA）、Y14卸荷指示燈亮，電磁鐵5YA得電，當T1計時時間到，S20變?yōu)榛顒硬健?.4.2手動部分：手動部分各步輸出與自動部分相同，在步S20中加入了6個開關(guān)分別控制快進、工進、快退、夾緊缸松開、油泵卸荷、手動急停。5.6 梯形圖指令表程序LD M8002SET S0ST

15、L S0 LD X0AND X10SET S20LD X0AND X11SET S30STL S20OUT Y16OUT Y15OUT Y10 OUT T1SP K200LD T1 CJMP S0LD X4SET S21STL S21OUT Y0OUT Y11OUT T2SP K200LD T2CJMP S0LD X2SET S22STL S22OUT Y0OUT Y2OUT Y11OUT T3SP K300LD T3CJMP S0LD X5SET S23STL S23OUT Y0OUT Y2OUT T0SP K300LD T0SET S24STL S24OUT Y1OUT Y12OUT T4

16、SP K200LD T4CJMP S0LD X1SET S25STL S25OUT Y3OUT Y130UT T5SP K200LD T5CJMP S0LD X3 SET S26STL S26OUT Y4OUT Y14SET S20 STL S30OUT Y160UT Y15OUT Y10LD X12SET S31LD X13SET S32LD X14SET S33LD X15SET S34LD X16SET S35LD X17SET S36STL S31OUT Y0OUT Y11LD X2SET S30LD X7SET S37STL S32OUT Y0OUT Y2OUT Y11LD X5SE

17、T S30LD X7SET S37STL S33OUT Y0OUT Y2OUT T0LD T0SET S30LD X7SET S37STL S34OUT Y1OUT Y12LD X1SET S30LD X7SET S37STL S35OUT Y3OUT Y13LD X3SET S30LD X7SET S37STL S36OUT Y4OUT Y14LD X6SET S30LD X7SET S37STL S37RST Y16LD T1OR T2OR T3OR T4OR T5SET M0LD M0OUT Y17OUT Y20END六、采用普通電氣元件控制設(shè)計方案6.1選擇電氣元件對于電氣元件的選擇，

18、我們應(yīng)注意以下幾點：(1)根據(jù)對控制元件功能的要求，確定電氣元件功能的要求，確定電氣元件類型。如繼電器與接觸器，當元件用于通，斷功率較大的主電路時，應(yīng)選擇交流接觸器；若元件用于切換功率較小的電路（如控制電路）時，則應(yīng)選擇中間繼電器；若伴有延時要求時，則應(yīng)選用時間繼電器。(2)根據(jù)電氣控制的電壓，電流及功率的大小來確定元件的規(guī)格，滿足元器件的負載能力及使用壽命。(3)掌握元器件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況，如防油，防塵，貨源等。(4)為了保證一定的可靠性，采用相應(yīng)的降額系數(shù)，并進行一些必要的技術(shù)和校核。根據(jù)以上步驟及參考資料的查找制定了本課程設(shè)計中繼電器元件表（見表3-2）。 表6-1 電動機和電器

19、元件明細表代號名稱型號QF總電源開關(guān)HZ1-60/3FU熔斷器RL1-60/40FU1熔斷器RL1-15/4FU2熔斷器RL1-15/4FU3熔斷器RL1-15/4FU4熔斷器RL1-15/4FR熱繼電器JR10-10 10 AKM啟動接觸器CJO-40K-6K接觸器JZ7-44 127 V1YA-5YA電磁鐵36 VTL1直流變壓器BK-150 380/127/36 VTL2變壓器BK-150 380/127/36 VSB總停止按鈕LA2SB1電機啟動按鈕LA2SB2快進、一工進按鈕LA2SB3二工進按鈕LA2SB4擋塊停留按鈕LA2SB5快退按鈕LA2SB6松開按鈕LA2SB8卸荷LA21

20、ST-3ST行程開關(guān)LX3-11HYJ壓力繼電器PFTL4HL照明燈JC6-1SA1照明燈開關(guān)TCL_A6HL1-HL7指示燈XD1 6.3V6.2 電氣控制圖6.3電氣控制電路圖設(shè)計說明1）照明電路：由變壓器TL2輸出交流電36V，并由開關(guān)SA1控制照明燈HL。2）啟動電機：開關(guān)SB1閉合，使繼電器K得電并保持得電狀態(tài)，K閉合使KM閉合，電機啟動。3）快進、一工進：開關(guān)SB2閉合，繼電器1K得電并保持得電狀態(tài)，從而使電磁鐵1YA、，液壓缸25進行快進工作、并且完成一工進。當?shù)街付ㄎ恢脮r，碰到行程開關(guān)2ST時，使快進快進、一工進電路斷開。 4）二工進：閉合開關(guān)SB3,電磁鐵1YA保持得電，繼電

21、器2K得電并保持得電狀態(tài)，從而使電磁鐵3YA得電，液壓缸25開始二工進。當工進到指定位置時，繼電器21得電，使二工進電路斷開。5）死擋塊停留：閉合開關(guān)SB4，繼電器3K得電，使電磁鐵3YA得電，同時時間繼電器開始計時，死擋塊停留。 6)快退：當計時時間到，閉合開關(guān)SB5，繼電器4K得電，從而使電磁鐵2YA得電，液壓缸25開始快退，當碰到行程開關(guān)1ST時，快退電路斷開。7）夾緊缸松開：閉合開關(guān)SB6，繼電器5K得電，從而使電磁鐵4YA得電，夾緊缸24開始松開，當碰到行程開關(guān)3ST時，松開電路斷開。8）油泵卸荷：閉合開關(guān)SB7，繼電器6K得電，從而使電磁鐵5YA得電，油泵開始卸荷。9）原位停止：當按下開關(guān)SB時，電磁鐵均失電復(fù)位在滿足機床液壓系統(tǒng)基本工作的前提下，添加了各電路的互鎖與過載保護。并且設(shè)計了指示燈電路，使機床處于各工作狀態(tài)時都有指示燈顯示，方便操作。七、總結(jié)這次課程設(shè)計是在充分分析了液壓動力滑臺的液壓傳動系統(tǒng)及工作原理的基礎(chǔ)上設(shè)計的，而且更加充分的明白了液壓系統(tǒng)“快進一工進二工進停留快退原位停止”六種工況各自的液壓回路以及組合缸的工作。同時根據(jù)控制要求，一方面設(shè)計了液壓動力