1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘 要粉末成型壓力機(jī)是通過加壓、加熱方法使粉末成形的壓力機(jī)。用于生產(chǎn)橡膠塊、瓶塞、密封圈、輪胎等橡膠制品。用途比較廣泛。粉末成型液壓機(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)部分包括機(jī)身、主缸、頂出缸及充液裝置等。 動(dòng)力機(jī)構(gòu)由油箱、液壓泵、電動(dòng)機(jī)及各種壓力閥和方向閥等組成。本文討論如何用PLC控制動(dòng)力機(jī)構(gòu)，通過泵和油缸及各種液壓閥實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動(dòng)作的循環(huán)。本論文研究了粉末自動(dòng)成型動(dòng)作要求，分析了粉末自動(dòng)成型液壓機(jī)液壓系統(tǒng)控制特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的液壓和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了粉末自動(dòng)成型控制，系統(tǒng)工作可靠，壓制產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良。關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng) 粉末成型 液

2、壓機(jī)ABSTRACTPowder by compression molding press, heating method to powder forming press. For the production of rubber blocks, corks, seals, tires and other rubber products. More extensive use. Powder molding hydraulic machine and the control mechanism by the host of two major components.

3、0;Hydraulic press, including the host part of the fuselage, the main tank, a tank top and filled devices. Power sector from the fuel tank, hydraulic pumps, motors and all kinds of pressure valves and direction of the valve. This article discusses how to control the dynamic organization wit

4、h a PLC through a variety of hydraulic pumps and cylinders and valves to achieve the energy conversion, regulation and distribution, to complete the cycle of the various process action. This paper investigates automatic molding powder operational requirements of the powder molding press hydraulic sy

5、stem control automatically the characteristics of the corresponding hydraulic design and control system, and automatic powder molding control system is reliable, good quality suppression.Key words: Hydraulic system powder forming hydraulic pres目 錄結(jié) 論.17專心-專注-專業(yè)1 前 言1.1 選題意義和背景品粉末制品液壓機(jī)是一種新型的液壓專用設(shè)備,廣泛

6、應(yīng)用于各種金屬粉末、磁性粉末、陶瓷粉末、硬質(zhì)合金制品，藥品等的壓制成型。目前，粉末制品液壓機(jī)加工企業(yè)所使用的粉末制品壓力機(jī)，由于那些改制型設(shè)備和沖床不能滿足高精度、復(fù)雜形狀粉末制品的加工要求，致使我國粉末制品加工行業(yè)和粉末冶金工業(yè)的發(fā)展緩慢，據(jù)相關(guān)資料顯示，在一些發(fā)達(dá)國家如美國、日本、歐洲等，其粉末制品在汽車配件中的應(yīng)用已達(dá)到37%，而我國僅達(dá)到10%，相差甚遠(yuǎn)。尤其是對(duì)高精度、復(fù)雜形狀的粉末制品市場(chǎng)需求量已呈強(qiáng)勢(shì)擴(kuò)大趨勢(shì)。粉末成型液壓機(jī)，主要適用以結(jié)構(gòu)件為主的粉末冶金，機(jī)械零件的生產(chǎn)，此液壓機(jī)有獨(dú)立的液壓和電器系統(tǒng)，具有浮動(dòng)壓制，使制品成型密度得到有效控制，保護(hù)性脫模和一般性脫模兩種脫模方式

7、可供選擇，電氣控制采用PLC可編程控制器，液壓系統(tǒng)采用先進(jìn)的插裝集成閥，保證液壓機(jī)連續(xù)，頻繁的穩(wěn)定工作。配有油液冷卻裝置。采用按鈕集中控制，同時(shí)裝有機(jī)械限位裝置，從而保證制品的一致性。 1.2 國內(nèi)粉末成型工藝發(fā)展及其特點(diǎn)(1)操作簡單。這幾年粉末成型機(jī)制造企業(yè)開始重視產(chǎn)品質(zhì)量，大都奉信“以質(zhì)取勝”的經(jīng)營理念。針對(duì)國內(nèi)制藥廠家眾多、片劑品種繁多、生產(chǎn)規(guī)模小特點(diǎn)。粉末成型機(jī)制造企業(yè)，開發(fā)的粉末成型機(jī)產(chǎn)品具有操作簡單、清理方便快捷的特點(diǎn)，特別是更換品種時(shí)，清場(chǎng)迅速方便。 (2)技術(shù)含量較低、技術(shù)創(chuàng)新后力不足。目前，國內(nèi)40余家制藥裝備企業(yè)生產(chǎn)六十多個(gè)品種規(guī)格的粉末成型機(jī)。雖然，每年都有新的產(chǎn)品在不

8、斷推出。但這其中真正技術(shù)水平高、附加值大的品種卻寥寥無幾。產(chǎn)品重復(fù)開發(fā)嚴(yán)重、抄襲剽竊盛行，某一品種的粉末成型機(jī)生產(chǎn)廠家多達(dá)幾十家。為了生存，許多小規(guī)模的制藥裝備企業(yè)不僅在技術(shù)創(chuàng)新上采取“模仿型”戰(zhàn)略，有的廠家甚至完全靠抄襲別人的技術(shù)作為自己的技術(shù)“創(chuàng)新”，有的甚至在“粗制濫造”。為了爭奪定單，往往采取壓價(jià)手段，因?yàn)槠放浦艺\度低，價(jià)格戰(zhàn)打起后，這些品牌更加吃虧，現(xiàn)在品牌正在不斷貶值。如果這種情況得不到扭轉(zhuǎn)，必將導(dǎo)致我國粉末成型機(jī)設(shè)計(jì)制造水平整體倒退。 我國絕大部分的企業(yè)都是民營的企業(yè)，在技術(shù)、設(shè)備、人才等方面都不具備優(yōu)勢(shì)，嚴(yán)重制約企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。部分企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)缺乏、創(chuàng)新體系不健全，技術(shù)人員缺乏

9、技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)，企業(yè)整體技術(shù)實(shí)力不強(qiáng)，科研生產(chǎn)技術(shù)裝備更新速度十分緩慢。最值得關(guān)注的是，整個(gè)行業(yè)的科技人才都處于一個(gè)“青黃不接”的階段。可以說，人才危機(jī)正在整個(gè)行業(yè)里蔓延。1.3 國外粉末成型工藝發(fā)展及其特點(diǎn)我們與國外發(fā)達(dá)國家的粉末成型機(jī)與粉末成型技術(shù)的差距還在擴(kuò)大，高速高產(chǎn)、密閉性、模塊化、自動(dòng)化、規(guī)模化及先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)是國外粉末成型機(jī)技術(shù)最主要的發(fā)展方向。先進(jìn)的粉末成型機(jī)基本在歐美，如德國FETTE、KORSCH，英國MANESTY，比利時(shí)COURTOY，美國STOKES等。其產(chǎn)品自動(dòng)化程序高,符合FDA要求及21CFRPART11的要求。 (1)高速高產(chǎn)量。高速高產(chǎn)量是粉末成型機(jī)生產(chǎn)廠商多

10、年以來始終追求的目標(biāo)，目前世界上主要的粉末成型機(jī)廠商都已擁有每小時(shí)產(chǎn)量達(dá)到100萬片的粉末成型機(jī)。如Manestry公司生產(chǎn)的Xpress700型粉末成型機(jī)高產(chǎn)量達(dá)100萬片；Korsch公司生產(chǎn)的XL800型粉末成型機(jī)最高產(chǎn)量達(dá)102萬片/h；Courtoy公司生產(chǎn)的ModulD型粉末成型機(jī)最高產(chǎn)量達(dá)107萬片/h；Fette公司生產(chǎn)的4090i型粉末成型機(jī)最高產(chǎn)量達(dá)150萬片/h。其產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)粉末成型機(jī)的產(chǎn)量，國內(nèi)粉末成型機(jī)要在速度產(chǎn)量上趕上超過國外，需要在粉末成型機(jī)設(shè)計(jì)創(chuàng)新、加工工藝、自動(dòng)控制等方面有長足的發(fā)展。 (2)粉末成型工藝環(huán)節(jié)的密閉性及人流、物流的隔離。國外的粉末成型機(jī)輸

11、入輸出的密閉性非常好，盡可能地減少交叉污染。粉末成型用的顆粒通過密閉的料桶及密閉輸送系統(tǒng)進(jìn)入料斗，粉末成型過程中采取有效地手段防止粉塵飛揚(yáng)和顆粒分層，壓好的片劑通過篩片、片中檢測(cè)、金屬探測(cè)等進(jìn)入包裝工序，整個(gè)過程相當(dāng)密閉。而國內(nèi)大多數(shù)粉末成型機(jī)粉末成型過程是敞開的，或者是沒有完全密閉，斷裂的工序致使粉末成型間粉塵飛揚(yáng)。隨著GMP的深入實(shí)施，在粉末成型工藝環(huán)節(jié)的密閉性及人流、物流的隔離變的尤為重要，這是我們?cè)O(shè)計(jì)生產(chǎn)制造設(shè)備所必須具有的基本功能。 (3)在位清洗。WIP(在位清洗)粉末成型機(jī)，使得用戶設(shè)備使用成本大大降低。改善粉末成型機(jī)的清洗功能，除了設(shè)計(jì)上充分考慮各個(gè)部分清洗之外，粉末成型機(jī)的清

12、洗功能是強(qiáng)調(diào)可拆卸性，只有方便而快速拆卸，才能保證清晰的徹底性。 (4)與整條生產(chǎn)線連接的控制技術(shù)。把一臺(tái)粉末成型機(jī)能夠連接到一條生產(chǎn)線中，德國和英國的粉末成型機(jī)都具有這種功能。它具有開始、結(jié)束以及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)功能。利用這一選項(xiàng)功能，可以可靠地、自動(dòng)地與生產(chǎn)線的其它設(shè)備，例如篩片、吸塵、檢測(cè)、輸送、桶裝等連接在一起，同步完成藥片的壓制生產(chǎn)任務(wù)。同時(shí)，在外部設(shè)備上也采用了不同的監(jiān)測(cè)手段，提供了很高的安全可靠性能。利用在線檢測(cè)儀可以為壓制的藥片清除毛刺、飛邊，清除粉塵；吸塵監(jiān)控功能是利用流量監(jiān)控儀定期地對(duì)吸氣管中指定位置的吸氣壓力進(jìn)行檢測(cè)。連續(xù)地對(duì)設(shè)定值和實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，若檢測(cè)儀在吸氣管中10s中內(nèi)沒

13、有檢測(cè)到吸氣壓力（沒有流量）時(shí)，粉末成型機(jī)即發(fā)出故障報(bào)警提示并停止運(yùn)行。這一功能最大程度地保障了生產(chǎn)的可靠性，能夠連續(xù)清除藥片壓制生產(chǎn)過程中的粉塵。與整條片劑生產(chǎn)線連接的控制技術(shù)是片劑生產(chǎn)控制新技術(shù)，是今后的發(fā)展趨勢(shì)。這種技術(shù)在國內(nèi)也剛剛起步。 (5)粉末成型機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)、寬帶網(wǎng)、虛擬等計(jì)算機(jī)高新技術(shù)的迅速發(fā)展，設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程診斷技術(shù)也日益興起。計(jì)算機(jī)控制的粉末成型機(jī)開始在藥廠廣泛應(yīng)用，使的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程診斷技術(shù)在粉末成型機(jī)行業(yè)有了用武之地。目前，國外發(fā)達(dá)國家先進(jìn)的粉末成型機(jī)上已普遍具備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程診斷功能。建立這種系統(tǒng)也是為了實(shí)現(xiàn)技術(shù)支持中心（服務(wù)方）與粉末成型

14、機(jī)使用方（用戶）通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)對(duì)話，使服務(wù)方可以在異地通過互聯(lián)網(wǎng)了解用戶粉末成型機(jī)出現(xiàn)的故障所在，以及粉末成型機(jī)在執(zhí)行指令的工作狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)粉末成型機(jī)的故障進(jìn)行判斷并提出可行的解決方案。通過粉末成型機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的建立，可以實(shí)時(shí)排除故障，大大提高了粉末成型機(jī)生產(chǎn)廠商的售后服務(wù)響應(yīng)能力和速度，同時(shí)也提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。粉末成型機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)應(yīng)包括人員的配備、網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、硬件設(shè)施、軟件的選擇等，分別來完成故障的監(jiān)測(cè)、分析、反饋、下達(dá)及實(shí)時(shí)解決服務(wù)這些過程，以保證整個(gè)系統(tǒng)的有效運(yùn)行。當(dāng)前國外粉末成型機(jī)技術(shù)發(fā)展的方向是向智能化、柔性化、精密化以及符合cGMP的要求，產(chǎn)品高新技

15、術(shù)含量不斷提升，機(jī)械、氣、液、光、磁等一體的自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、傳感器技術(shù)、新材料技術(shù)等在粉末成型機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。 國內(nèi)的粉末成型機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造水平近幾年得到了長足的發(fā)展，但國外粉末成型機(jī)相比還有很大的差距，國產(chǎn)粉末成型機(jī)發(fā)展任重而遠(yuǎn)，還需要我們不斷地努力。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)計(jì)，改變硬件結(jié)構(gòu)，這樣造成時(shí)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(dòng)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

16、制器上述的不足, PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù).PLC以其可靠性高、靈活性強(qiáng)、使用方便的優(yōu)勢(shì)，迅速占領(lǐng)了工業(yè)控制領(lǐng)域。從運(yùn)動(dòng)控制到過程控制，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(jì)及施工的工作量等特點(diǎn),所以設(shè)計(jì)時(shí)我們采用PLC能集中且較方便地控制. 2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 液壓系統(tǒng)簡介液壓系統(tǒng)由信號(hào)控制和液壓動(dòng)力兩部分組成，信號(hào)控制部分用于驅(qū)動(dòng)液壓動(dòng)力部分中的控制閥動(dòng)作。 液壓動(dòng)力部分采用回路圖方式表示，以表明不同功

17、能元件之間的相互關(guān)系。液壓源含有液壓泵、電動(dòng)機(jī)和液壓輔助元件；液壓控制部分含有各種控制閥，其用于控制液的流量、壓力和方向；執(zhí)行部分含有液壓缸或液壓馬達(dá)，其可按實(shí)際要求來選擇。 在分析和設(shè)計(jì)實(shí)際任務(wù)時(shí)，一般采用方框圖顯示設(shè)備中實(shí)際運(yùn)行狀況。 空心箭頭表示信號(hào)流，而實(shí)心箭頭則表示能量流。 基本液壓回路中的動(dòng)作順序控制元件（二位四通換向閥）的換向和彈簧復(fù)位、執(zhí)行元件（雙作用液壓缸）的伸出和回縮以及溢流閥的開啟和關(guān)閉。 對(duì)于執(zhí)行元件和控制元件，演示文稿都是基于相應(yīng)回路圖符號(hào)，這也為介紹回路圖符號(hào)作了準(zhǔn)備。 根據(jù)系統(tǒng)工作原理，您可對(duì)所有回路依次進(jìn)行編號(hào)。如果第一個(gè)執(zhí)行元件編號(hào)為0，則與其相關(guān)的控制元件標(biāo)

18、識(shí)符則為1。如果與執(zhí)行元件伸出相對(duì)應(yīng)的元件標(biāo)識(shí)符為偶數(shù)，則與執(zhí)行元件回縮相對(duì)應(yīng)的元件標(biāo)識(shí)符則為奇數(shù)。 不僅應(yīng)對(duì)液壓回路進(jìn)行編號(hào)，也應(yīng)對(duì)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行編號(hào)，以便發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障.DIN ISO1219-2標(biāo)準(zhǔn)定義了元件的編號(hào)組成，其包括下面四個(gè)部分：設(shè)備編號(hào)、回路編號(hào)、元件標(biāo)識(shí)符和元件編號(hào)。如果整個(gè)系統(tǒng)僅有一種設(shè)備，則可省略設(shè)備編號(hào)。實(shí)際中，另一種編號(hào)方式就是對(duì)液壓系統(tǒng)中所有元件進(jìn)行連續(xù)編號(hào)，此時(shí)，元件編號(hào)應(yīng)該與元件列表中編號(hào)相一致。 這種方法特別適用于復(fù)雜，每個(gè)控制回路都與其系統(tǒng)編號(hào)相對(duì)應(yīng)的。2.2 設(shè)計(jì)要求綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成粉末成型液壓機(jī)的液壓及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，解決設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題。設(shè)計(jì)方案正確、

19、合理。圖紙視圖表達(dá)完整，布局合理，計(jì)算機(jī)繪制，符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整、數(shù)據(jù)計(jì)算正確，引據(jù)準(zhǔn)確可靠。格式符合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作手冊(cè)規(guī)定。3.原始依據(jù)（包括設(shè)計(jì)或論文的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等）粉末成型壓力機(jī)是通過加壓、加熱方法使粉末成形的壓力機(jī)。用于生產(chǎn)橡膠塊、瓶塞、密封圈、輪胎等橡膠制品。用途比較廣泛。設(shè)計(jì)參數(shù)： 負(fù)載 700KN。最大液壓壓力18Mpa。主缸行程500mm。主缸速度（快、慢）35mm/s、2mm/s。 圖 2-1 液壓原理圖2.3 液壓系統(tǒng)動(dòng)作簡要說明(1)主液壓缸（16號(hào)原件）快進(jìn)，到達(dá)工作位置（行程開關(guān)SQ2）轉(zhuǎn)工進(jìn)。(2)主液壓缸工進(jìn)，壓

20、力值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)卸荷，定時(shí)保壓。(3)主液壓缸定時(shí)完成后快退至SQ1處停止。(4)主液壓缸停止運(yùn)轉(zhuǎn)后副液壓缸啟動(dòng)，推進(jìn)至SQ3處停止。(5)副液壓缸退回，至SQ4處停止運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)完成一次動(dòng)作循環(huán)。2.4 液壓系統(tǒng)動(dòng)作循環(huán)表主液壓缸快進(jìn)主液壓缸工進(jìn)定時(shí)保壓主液壓缸快退副液壓缸工進(jìn)副液壓缸退回YA1+-YA2-+-YA3+-+-YA4-+-YA5-+YA6-+-2.5 液壓元件控制動(dòng)作詳細(xì)說明(1)液壓系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)（控制方法請(qǐng)見PLC系統(tǒng)說明部分），YA1得電上位接通，(2)YA3得電啟用差動(dòng)鏈接，主液壓缸快進(jìn)。(3)主液壓缸快進(jìn)至行程開關(guān)SQ2處，YA1保持得電，YA3失電關(guān)閉差動(dòng)鏈接，主液壓缸

21、工進(jìn)，壓力表顯示壓力值。(4)YA1保持得電，當(dāng)壓力之達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)YA6得電，系統(tǒng)卸荷時(shí)間繼電器啟動(dòng)進(jìn)入定時(shí)保壓階段。(5)20秒計(jì)時(shí)結(jié)束以后，YA1失電YA2得電下位接通，YA3得電啟動(dòng)差動(dòng)鏈接主液壓缸快退。(6)主液壓缸快退至行程開關(guān)SQ1處停止運(yùn)轉(zhuǎn)。(7)主液壓缸停止運(yùn)轉(zhuǎn)后副液壓缸啟動(dòng)，YA4得電接通至上位副液壓缸推進(jìn)至SQ3處停止。(8)YA5得電下位接通，副液壓缸退回至SQ4處副液壓缸停止運(yùn)轉(zhuǎn)完成一次工作循環(huán)。2.6 液壓缸的尺寸選取2.6.1 主液壓缸參數(shù)計(jì)算主液壓缸的負(fù)載力：F=2000KN最大液壓壓力：P=18Mpa（1）活塞桿直徑的選取活塞桿的尺寸要滿足活塞（或液壓缸）運(yùn)動(dòng)的

22、要求和強(qiáng)度要求。對(duì)于桿長L大于直徑d的15倍以上，按拉、壓強(qiáng)度計(jì)算： =設(shè)計(jì)中活塞桿取材料為碳鋼，故=100-120MPa. d=159mm查液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)原器件選型手冊(cè)，選取尾部法蘭式液壓缸，取d=160mm。（2） 液壓缸內(nèi)徑根據(jù)JB826-66，選擇標(biāo)準(zhǔn)液壓缸內(nèi)徑系列，選擇D=220mm.（3）液壓缸外徑根據(jù)裝配等因素，考慮到液壓缸的臂厚在7mm，所以該液壓缸的外徑為227mm.2.6.2 副液壓缸參數(shù)計(jì)算副液壓缸的負(fù)載力：F=500KN最大液壓壓力：P=18Mpa（1）活塞桿直徑的選取活塞桿的尺寸要滿足活塞（或液壓缸）運(yùn)動(dòng)的要求和強(qiáng)度要求。對(duì)于桿長L大于直徑d的15倍以上，按拉、壓強(qiáng)度計(jì)

23、算： =設(shè)計(jì)中活塞桿取材料為碳鋼，故=100-120MPa. d=79mm 查液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)原器件選型手冊(cè)，選取尾部法蘭式液壓缸，取d=80mm。（2） 液壓缸內(nèi)徑根據(jù)JB826-66，選擇標(biāo)準(zhǔn)液壓缸內(nèi)徑系列，選擇D=110mm.（3）液壓缸外徑根據(jù)裝配等因素，考慮到液壓缸的臂厚在7mm，所以該液壓缸的外徑為117mm.2.6.3 液壓缸選定程序 圖2-2行程的確定原則行程S=實(shí)際最大工作行程Smax+行程富裕量S；行程富裕S=行程余量S1+行程余量S2+行程余量S3。（2） 行程富裕量S的確定原則一般條件下應(yīng)綜合考慮：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安裝尺寸的制造誤差需要的行程余量S1、液壓缸實(shí)際工作時(shí)在行程始點(diǎn)可能

24、需要的行程余量S2和終點(diǎn)可能需要的行程余量S3（注意液壓缸有緩沖功能要求時(shí)：行程富裕量S的大小對(duì)緩沖功能將會(huì)產(chǎn)生直接的影響，建議盡可能減小行程富裕量S）；（3）對(duì)長行程或特定工況的液壓缸需針對(duì)其具體工況（負(fù)載特性、安裝方式等）進(jìn)行液壓缸穩(wěn)定性的校核。初選缸徑/桿徑（以單活塞桿雙作用液壓缸為例） 條件一已知設(shè)備或裝置液壓系統(tǒng)控制回路供給液壓缸的油壓P、流量Q及其工況需要液壓缸對(duì)負(fù)載輸出力的作用方式（推、拉、既推又拉）和相應(yīng)力（推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2）的大小（應(yīng)考慮負(fù)載可能存在的額外阻力）。針對(duì)負(fù)載輸出力的三種不同作用方式，其缸徑/桿徑的初選方法如下：（1）輸出力的作用方式為推力F

25、1的工況：初定缸徑D：由條件給定的系統(tǒng)油壓P（注意系統(tǒng)的流道壓力損失），滿足推力F1的要求對(duì)缸徑D進(jìn)行理論計(jì)算，參選標(biāo)準(zhǔn)缸徑系列圓整后初定缸徑D；初定桿徑d：由條件給定的輸出力的作用方式為推力F1的工況，選擇原則要求桿徑在速比1.462（速比：液壓缸活塞腔有效作用面積與活塞桿腔有效作用面積之比）之間，具體需結(jié)合液壓缸回油背壓、活塞桿的受壓穩(wěn)定性等因素，參照相應(yīng)的液壓缸系列速比標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行桿徑d的選擇。（2）輸出力的作用方式為拉力F2的工況：假定缸徑D，由條件給定的系統(tǒng)油壓P（注意系統(tǒng)的沿程壓力損失），滿足拉力F2的要求對(duì)桿徑d進(jìn)行理論計(jì)算，參選標(biāo)準(zhǔn)桿徑系列后初定桿徑d，再對(duì)初定桿徑d進(jìn)行相關(guān)強(qiáng)度校

26、驗(yàn)后確定。（3）輸出力的作用方式為推力F1和拉力F2的工況：參照以上（1）、（2）兩種方式對(duì)缸徑D和桿徑d進(jìn)行比較計(jì)算，并參照液壓缸缸徑、桿徑標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行選擇。 條件二已知設(shè)備或裝置需要液壓缸對(duì)負(fù)載輸出力的作用方式（推、拉、既推又拉）和相應(yīng)力（推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2）大小（應(yīng)考慮負(fù)載可能存在的額外阻力）。但其設(shè)備或裝置液壓系統(tǒng)控制回路供給液壓缸的油壓P、流量Q等參數(shù)未知，針對(duì)負(fù)載輸出力的三種不同作用方式，其缸徑/桿徑的初選方法如下：（1）根據(jù)本設(shè)備或裝置的行業(yè)規(guī)范或特點(diǎn)，確定液壓系統(tǒng)的額定壓力P；專用設(shè)備或裝置液壓系統(tǒng)的額定壓力由具體工況定，一般建議在中低壓或中高壓中進(jìn)行選擇。

27、（2）根據(jù)本設(shè)備或裝置的作業(yè)特點(diǎn)，明確液壓缸的工作速度要求。（3）參照“條件一”缸徑/桿徑的初選方法進(jìn)行選擇。3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 PLC的概念可編程控制器簡稱PLC，英文名programmable Logic Controller，是以微處理器為核心的新型自動(dòng)化控制裝置，在工作環(huán)境中使用的數(shù)字操作電子系統(tǒng)，使用可編程存儲(chǔ)器內(nèi)部儲(chǔ)存用戶設(shè)計(jì)的指令，用這些指令來實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序操作、定時(shí)計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算，并通過數(shù)字和模擬輸入/輸出來控制各類型的機(jī)械或過程，他將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體。其具體的組成部分可有如下模塊：基本單元、I/O（輸入/輸出）、擴(kuò)展單元以及外圍設(shè)備8。

28、如圖：圖3-1 PLC組成模塊簡圖傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)控制主要是由繼電器或分離的電子線路來實(shí)現(xiàn)的。這種控制方式雖然造價(jià)便宜，但卻存在許多致命的弱點(diǎn):只適用于簡單的邏輯控制，僅適用某種控制項(xiàng)目，缺乏通用性，一旦要實(shí)現(xiàn)改動(dòng)或者優(yōu)化，只能通過硬件的重新組合來實(shí)現(xiàn)。3.2 PLC與普通繼電器相比的優(yōu)點(diǎn)繼電器控制是采用硬接線邏輯，利用繼電器觸點(diǎn)的串、并聯(lián)及時(shí)間繼電器的延遲動(dòng)作來組成控制邏輯，其缺點(diǎn)是一個(gè)系統(tǒng)一旦確定就很難輕易再改動(dòng)8。如果要在現(xiàn)場(chǎng)做一些更改和擴(kuò)展更是難以實(shí)行。而PLC是利用其內(nèi)部的存儲(chǔ)器以數(shù)據(jù)形式將控制邏輯存儲(chǔ)起來的，所以只要改變PLC內(nèi)存儲(chǔ)器的內(nèi)容，也就可以實(shí)現(xiàn)更改控制邏輯的目的。對(duì)于PLC

29、來講，只要用PLC配備的編程器在現(xiàn)場(chǎng)就可以完成更改。至于PLC對(duì)外部的聯(lián)系，只有I/O點(diǎn)，只要輸入輸出對(duì)象不變，就無須對(duì)硬接線作任何改動(dòng)。從可靠性和可維護(hù)性方面來看，繼電器控制邏輯由于使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連接線也多，觸點(diǎn)開閉時(shí)產(chǎn)生的電弧會(huì)使觸點(diǎn)損壞，動(dòng)作時(shí)的機(jī)械振動(dòng)還可能使接線松動(dòng)，所以可靠性和可維護(hù)性都較差。而PLC則采用了無觸點(diǎn)的電子電路來替代繼電器觸點(diǎn)，確切地說是用存貯器內(nèi)的數(shù)據(jù)來代替觸點(diǎn)，因此不存在上述缺點(diǎn)。而且體積小、功耗小、壽命長、可靠性高、還具有監(jiān)控功能和自檢功能，使程序的運(yùn)行過程成為透明。PLC一般還具有步進(jìn)控制指令，可以進(jìn)行步進(jìn)控制，而繼電器邏輯就比較困難。繼電器邏輯只能對(duì)

30、開關(guān)量進(jìn)行控制。而PLC除了具有開關(guān)量控制功能外，有些功能較全的PLC還具有A/D、 D/A轉(zhuǎn)換裝置，可以用來對(duì)模擬量進(jìn)行控制。3.3 掃描技術(shù)當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。(一) 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)得單元內(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(gè)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(huì)改

31、變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 (二) 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(shí)，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(chǔ)區(qū)中對(duì)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(duì)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(huì)發(fā)生變化，而其他輸

32、出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。(三) 輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出

33、鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。圖3-2 PLC設(shè)計(jì)圖3.4 PLC控制系統(tǒng)原理說明（1） 按下泵啟動(dòng)按鈕SB1，M100得電自鎖，Y007得電液壓泵啟動(dòng)。（2） 按下系統(tǒng)執(zhí)行按鈕SB2，M101得電自鎖，M101得電接通Y001、Y003系統(tǒng)進(jìn)入快進(jìn)階段。（注：SB3為應(yīng)急制動(dòng)開關(guān)按下后M102失電系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)）（3） 主液壓缸快進(jìn)至SQ2，X005接通M104得電常閉形式M104斷開Y003失電差動(dòng)鏈接停止，系統(tǒng)進(jìn)入工進(jìn)階段。（4） 壓力繼電器達(dá)到預(yù)設(shè)壓力后X010閉合，M103得電導(dǎo)致Y006失電，M105得電自鎖，啟動(dòng)時(shí)間繼電器T10系統(tǒng)進(jìn)入定時(shí)保壓階

34、段。（5） 定時(shí)20秒結(jié)束T10閉合， Y006得電系統(tǒng)卸荷結(jié)束（6） M106得電導(dǎo)致M101失電Y002得電，M101失電導(dǎo)致Y003得電。系統(tǒng)主液壓缸進(jìn)入快退階段，碰SQ1停止動(dòng)作。（7） SQ1按下M108得電自鎖接通Y004上位，副液壓缸工進(jìn)。（8） 工進(jìn)至SQ3后X006閉合M109，Y005得電副液壓缸退回。4 液壓泵選擇4.1 液壓泵參數(shù)計(jì)算主缸最快速度：35mm/s最大液壓壓力：Py=18Mpa液壓缸內(nèi)徑：D=220mm.則液壓泵的最大流量q: q=A·U=·r2·U=mm3/s所以單位換算得q=79.8/mim則液壓缸做大功率:P=Py

35、3;q=2579.8=1995w=2kw查液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)原器件選型手冊(cè),選CBF-F10型齒輪泵則可知壓力/Mpa轉(zhuǎn)速/（r/min）容積效率（%）總效率（%）質(zhì)量（kg）額定最高額定最高89803.72025250030004.2 工作原理齒輪泵是容積泵的一種，由兩個(gè)齒輪、泵體與前后蓋組成兩個(gè)封閉空間，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪脫開側(cè)的空間的體積從小變大，形成真空，將液體吸入，齒輪嚙合側(cè)的空間的體積從大變小，而將液體擠入管路中去。吸入腔與排出腔是靠兩個(gè)齒輪的嚙合線來隔開的。齒輪泵的排出口的壓力完全取決于泵出處阻力的大小。 圖4-1 齒輪泵運(yùn)行維護(hù)1、起動(dòng)：（1）啟動(dòng)前檢查全部管路法蘭，接頭的密封性。（

36、2）盤動(dòng)聯(lián)軸器，無摩擦及碰撞聲音。（3）首次啟動(dòng)應(yīng)向泵內(nèi)注入輸送液體。（4）啟動(dòng)前應(yīng)全開吸入和排出管路中的閥門，嚴(yán)禁閉閥啟動(dòng)。（5）驗(yàn)證電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向后，啟動(dòng)電機(jī)。 2、停車：（1）關(guān)閉電動(dòng)機(jī)。（2）關(guān)閉泵的進(jìn)、出口閥門。5 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及參數(shù)選擇油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲(chǔ)油外，還起著散熱、分離油液中的氣泡、沉淀雜質(zhì)等作用。油箱中安裝有很多輔件，如冷卻器、加熱器、空氣過濾器及液位計(jì)等。     油箱可分為開式油箱和閉式油箱二種。開式油箱，箱中液面與大氣相通，在油箱蓋上裝有空氣過濾器。開式油箱結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，液壓系統(tǒng)普遍采用這種形式。閉式油箱一般用于壓

37、力油箱，內(nèi)充一定壓力的惰性氣體，充氣壓力可達(dá)0.05MPa。如果按油箱的形狀來分，還可分為矩形油箱和圓罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液壓器件，所以被廣泛采用；圓罐形油箱強(qiáng)度高，重量輕，易于清掃，但制造較難，占地空間較大，在大型冶金設(shè)備中經(jīng)常采用。在考慮油箱內(nèi)表面的防腐處理時(shí)，不但要顧及與介質(zhì)的相容性，還要考慮處理后的 圖5-1 油箱圖加工性、制造到投入使用之間的時(shí)間間隔以及經(jīng)濟(jì)性，條件允許時(shí)采用不銹鋼制油箱無疑是最理想的選擇。箱在液壓系統(tǒng)中除了儲(chǔ)油外，還起著散熱、分離油液中的氣泡、沉淀雜質(zhì)等作用。油箱中安裝有很多輔件，如冷卻器、加熱器、空氣過濾器及液位計(jì)等。油箱可分為開式油箱和閉式油

38、箱二種。開式油箱，箱中液面與大氣相通，在油箱蓋上裝有空氣過濾器。開式油箱結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，液壓系統(tǒng)普遍采用這種形式。閉式油箱一般用于壓力油箱，內(nèi)充一定壓力的惰性氣體，充氣壓力可達(dá)0.05MPa。如果按油箱的形狀來分，還可分為矩形油箱和圓罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液壓器件，所以被廣泛采用；圓罐形油箱強(qiáng)度高，重量輕，易于清掃，但制造較難，占地空間較大，在大型冶金設(shè)備中經(jīng)常采用。圖5-1為油箱簡圖。設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)。1）油箱必須有足夠大的容積。一方面盡可能地滿足散熱的要求，另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時(shí)應(yīng)能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì)；而工作時(shí)又能保持適當(dāng)?shù)囊何弧?2）吸油管及

39、回油管應(yīng)插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的3倍。吸油管可安裝100m左右的網(wǎng)式或線隙式過濾器，安裝位置要便于裝卸和清洗過濾器。回油管口要斜切45°角并面向箱壁，以防止回油沖擊油箱底部的沉積物，同時(shí)也有利于散熱。 3）吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠(yuǎn)些，之間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。隔板高度為液面高度的2/33/4。圖5-1油箱1液位計(jì)；2吸油管；3空氣過濾器；4回油管；5側(cè)板；6入孔蓋；7放油塞；8地腳；9隔板；10底板；11吸油過濾器；12蓋板； 4）為了保持油液清潔，油箱應(yīng)有周

40、邊密封的蓋板，蓋板上裝有空氣過濾器，注油及通氣一般都由一個(gè)空氣過濾器來完成。為便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低處設(shè)置放油閥。對(duì)于不易開蓋的油箱，要設(shè)置清洗孔，以便于油箱內(nèi)部的清理。5）油箱底部應(yīng)距地面150mm以上，以便于搬運(yùn)、放油和散熱。在油箱的適當(dāng)位置要6）對(duì)油箱內(nèi)表面的防腐處理要給予充分的注意。常用的方法有： 酸洗后磷化。適用于所有介質(zhì)，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。 噴丸后直接涂防銹油。適用于一般礦物油和合成液壓油，不適合含水液壓液。因不受處理?xiàng)l件限制，大型油箱較多采用此方法。 噴砂后熱噴涂氧化鋁。適用于除水-乙二醇外的所有介質(zhì)。 噴砂后進(jìn)行噴塑。適用于所有介質(zhì)。但受烘

41、干設(shè)備限制，油箱不能過大。考慮油箱內(nèi)表面的防腐處理時(shí)，不但要顧及與介質(zhì)的相容性，還要考慮處理后的可加工性、制造到投入使用之間的時(shí)間間隔以及經(jīng)濟(jì)性，條件允許時(shí)采用不銹鋼制油箱無疑是最理想的選擇。油箱容量的計(jì)算,液壓泵站油箱的公稱容量系列（JB/T7938-1999）,見表5-1。表5-1 油箱容量（JB/T7938-1999） (L)46.31025406310016025031540050063080010001250160020003150400050006300油箱的容量，即油面高度為油箱高度80%時(shí)的油箱有效容積，應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱、散熱平衡原則來計(jì)算。對(duì)于一般情況而言，油箱的容積可按

42、液壓泵的額定流量估算出來。對(duì)于機(jī)床和其他一些固定式裝置，油箱的容量V（單位為L）可依下式估算： V=Qp=12*79.8=957.6L式中Qp液壓泵的額定流量，單位為L/min;與壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；低壓系統(tǒng)=24，中壓系統(tǒng)=57，高壓系統(tǒng)=1012。根據(jù)表51油箱容積選1000L。應(yīng)注意：系統(tǒng)需要高峰流量時(shí)，油箱中液壓正好下降到最低點(diǎn)，此時(shí)液面還應(yīng)該高于泵的吸油口75mm或1.5倍管徑，二者之中取最大值。液壓系統(tǒng)處于最大回油工況時(shí)，油箱液面處于最高位，此時(shí)油箱中還應(yīng)該有10%的儲(chǔ)備容量。油箱的長2500mm，寬1000mm高400mm。結(jié) 論粉末制品液壓機(jī)是一種新型的液壓專用設(shè)備,廣泛應(yīng)用于各種金屬粉末、磁性粉末、陶瓷粉末、硬質(zhì)合金制品，藥品等的壓制成型。目