1、精選優質文檔-傾情為你奉上課程設計說明書 題 目 機床液壓系統電氣控制系統設計 姓 名 班 級 學 號 指導老師 日 期 2013年1 月3日 專心-專注-專業目錄一、 課程設計的任務要求。1二、泵、電機、控制閥的初選。3三、動力滑臺液壓系統工作原理。6四、電磁鐵調度表。9五、采用PLC設計方案。10六、采用普通電器元件設計方案。15七、總結。19參考文獻一：課程設計的任務要求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整;各工作循環有照明顯示;有必要的電器連鎖與保護.1.3設計任務初選泵和電機，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工作原理,繪制電磁鐵調度表。設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、調試，并制定元件目錄表.編制設計說明、使用說明書。列出設計參考書目錄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執行元件的選擇1） 選取執行元件的工作壓力P=5Mpa；2） 執行元件的主要結構參數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，根據手冊，查得對于回油路上有背壓閥或者調速閥的，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根據手冊GB/T2348-2001 ，將直徑調整成就近標準值；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帶入數據得P1=4.666Mpa 取PP=1.3P1=6.066 Mpa2)確定液壓泵最大供油量qPkqmax k系統的泄漏修正系數，一般取1.11.3qmax 同時動作的各執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；額定轉速為 1440 r/min ；2.4 換向閥、調速閥、先導式溢流閥的選擇1）換向閥：24DF3 24EF3 34DF3 34EF320MPa 通徑4-16mm 6-80L/min2)調速閥：F(C)G-3型：31.5MPa；通徑10mm；18L/min3）先導式溢流閥：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、左位接入系統主油路。此時，動力滑臺處于空行階段，液壓缸負載較小，系統壓力較小，液壓泵1的輸出流量較大；同時液控順序閥4處于關閉狀態，液壓缸為差動連接方式，從而實現動力滑臺的快進。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，由于油液流經調速閥以及外載荷的作用，系統壓力升高，液控順序閥4被打開，變量泵1自動減小其輸出流量

8、，以便與調速閥12的開口相適應。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 在一次進給結束后，擋塊壓下行程開關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） 調速閥12 調速閥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、的增加使系統壓力升高，壓力繼電器（YJ）21發信號給時間繼電器，經過一定的時間延遲后，時間繼電器發出信號是動力滑臺返回。3.6快退：在時間繼電器發出信號后，死擋鐵停留時間到后，時間繼電器發出快退信號，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接點復位。當碰到行程開關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：電磁鐵調度表表4-1 液壓動力滑臺液壓系統電磁鐵及壓力繼電器調度表動作電磁鐵及壓力繼電器通斷狀態狀態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功能圖設計說明：整個電路由特殊輔助繼電器M8002觸發，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，若在規定時間內沒有完成工作，則繼電器得電，故障指示燈Y17亮、蜂鳴器Y20報警，并使程序跳轉到初始步S0，以下不重復說明。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.若規定時間10S內未完成工作則報警并自動跳轉到初始步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2ST,即X2變為O

13、N，S22變為活動步 。 若規定時間10S內未完成工作則報警并自動跳轉到初始步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變為活動步。若規定時間10S內未完成工作則報警并自動跳轉到初始步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變為活動步。5)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1ST閉合，即X1為ON，S25變為活動步

14、。若規定時間10S內未完成工作則報警并自動跳轉到初始步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3ST閉合，即X3為ON，S26變為活動步。若規定時間10S內未完成工作則報警并自動跳轉到初始步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變為活動步。5.4.2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計方案6.1選擇電氣元件對于電氣元件的選擇，

18、我們應注意以下幾點：(1)根據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，則應選擇中間繼電器；若伴有延時要求時，則應選用時間繼電器。(2)根據電氣控制的電壓，電流及功率的大小來確定元件的規格，滿足元器件的負載能力及使用壽命。(3)掌握元器件預期的工作環境及供應情況，如防油，防塵，貨源等。(4)為了保證一定的可靠性，采用相應的降額系數，并進行一些必要的技術和校核。根據以上步驟及參考資料的查找制定了本課程設計中繼電器元件表（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LX3-11HYJ壓力繼電器PFTL4HL照明燈JC6-1SA1照明燈開關TCL_A6HL1-HL7指示燈XD1 6.3V6.2 電氣控制圖6.3電氣控制電路圖設計說明1）照明電路：由變壓器TL2輸出交流電36V，并由開關SA1控制照明燈HL。2）啟動電機：開關SB1閉合，使繼電器K得電并保持得電狀態，K閉合使KM閉合，電機啟動。3）快進、一工進：開關SB2閉合，繼電器1K得電并保持得電狀態，從而使電磁鐵1YA、，液壓缸25進行快進工作、并且完成一工進。當到指定位置時，碰到行程開關2ST時，使快進快進、一工進電路斷開。 4）二工進：閉合開關SB3,電磁鐵1YA保持得電，繼電

21、器2K得電并保持得電狀態，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1ST時，快退電路斷開。7）夾緊缸松開：閉合開關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3ST時，松開電路斷開。8）油泵卸荷：閉合開關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SB時，電磁鐵均失電復位在滿足機床液壓系統基本工作的前提下，添加了各電路的互鎖與過載保護。并且設計了指示燈電路，使機床處于各工作狀態時都有指示燈顯示，方便操作。七、總結這次課程設計是在充分分析了液壓動力滑臺的液壓傳動系統及工作原理的基礎上設計的，而且更加充分的明白了液壓系統“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。同時根據控制要求，一方面設計了液壓動力