摘要摘要本文主要介紹了液壓系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要以鍛煉拆裝液壓泵、液壓閥、液壓缸等液壓元件的能力為主，并讓學(xué)生熟悉液壓元件結(jié)構(gòu)、功能、應(yīng)用；綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要讓學(xué)生掌握基本液壓回路的工作原理、回路特性及其應(yīng)用，并通過回路工作原理計(jì)算機(jī)仿真，讓學(xué)生充分掌握常見液壓回路的工作原理。最后通過“臥式單面多軸鉆孔液壓傳動(dòng)系統(tǒng)”組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，介紹液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法。關(guān)鍵詞：液壓傳動(dòng)；液壓元器件；液壓控制回路；PLC控制I摘要ABSTRACTThispapermainlyintroducesthedevelopmentofhydraulicsystemsandtrends,portfoliodesignofmachinetoolhydraulicsystemanditsPLCcontrolsystemdesign.Pilotprojectofbasictrainingindismantlingthemainhydraulicpump,hydraulicvalve,hydrauliccylinder,suchastheabilityofthemainhydrauliccomponentsandhydrauliccomponentssothatstudentsarefamiliarwiththestructure,functions,applications;integrated,design-basedpilotprojectopentostudentstomasterthebasichydrauliccircuitoftheworkingprinciple,characteristicsandapplicationcircuit,andthroughcomputersimulationcircuitworkingprincipletoenablestudentstofullygraspthecommonhydrauliccircuitworks.Finally,through"multi-axishorizontaldrillinghydraulicdrivesystemofone-sided"combinationmachinetoolhydraulicsystemdesignandPLCcontrolsystemdesign,introducedthedesignofthehydraulicsystemandPLCcontrolsystemdesignmethodsingeneral.Keywords:hydraulictransmission;hydrauliccomponents;hydrauliccontrolcircuit;PLCcontrol.II四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章緒論1.1液壓系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)介紹液壓技術(shù)滲透到很多領(lǐng)域，不斷在民用工業(yè)、在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、塑料機(jī)械、農(nóng)林機(jī)械、汽車、船舶等行業(yè)得到大幅度的應(yīng)用和發(fā)展，而且發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制和檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)。現(xiàn)今，采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。如發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)技術(shù)。近年來，我國(guó)液壓氣動(dòng)密封行業(yè)堅(jiān)持技術(shù)進(jìn)步，加快新產(chǎn)品開發(fā)，取得良好成效，涌現(xiàn)出一批各具特色的新高技術(shù)產(chǎn)品。北京機(jī)床所的直動(dòng)式電液伺服閥、杭州精工液壓機(jī)電公司的低噪聲比例溢流閥、寧波華液公司的電液比例壓力流量閥，均為機(jī)電一體化的新高技術(shù)的恒功率變量柱塞泵，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大排量柱塞泵的空白，適用于冶金、鍛壓、礦山等大型成套設(shè)備的配套。天津特精液壓股份有限公司的三種齒輪泵，具有結(jié)構(gòu)新穎、體積小、耐高壓、噪聲低、性能指標(biāo)先進(jìn)等特點(diǎn)。榆次液壓件有限公司的高性能組合齒輪泵，可廣泛用于工程、冶金、礦山機(jī)械等領(lǐng)域。另外，還有廣東廣液公司的壓高高性能葉片泵、寧波永華公司的超高壓軟管總成、無錫氣動(dòng)技術(shù)研究所有限公司為各種自控設(shè)備配套的WPI新型氣缸系列都是很有由此可見液壓產(chǎn)品，并已投入批量生產(chǎn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。北京華德液壓集團(tuán)公司傳動(dòng)產(chǎn)品等在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中的地位和作用十分重要。它的發(fā)展決定了機(jī)電產(chǎn)品性能的提高。它不僅能最大限度滿足機(jī)電產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)功能多樣化的必要條件，也是完成重大工程項(xiàng)目、重大技術(shù)裝備的基本保證，更是機(jī)電產(chǎn)品和重大工程項(xiàng)目和裝備可靠性的保證。所以說液壓傳動(dòng)產(chǎn)品的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化、尤其是工業(yè)自動(dòng)化不可缺少的重要手段。現(xiàn)在世界各國(guó)都重視發(fā)展基礎(chǔ)產(chǎn)品。近年來，國(guó)外液壓技術(shù)由于廣泛應(yīng)用了新高技術(shù)成果，使基礎(chǔ)產(chǎn)品在水平、品種及擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域方面都有很大提高和發(fā)展，我國(guó)液壓產(chǎn)品有一定生產(chǎn)能力和技術(shù)水平的生產(chǎn)科研體系。尤其是近十年來基礎(chǔ)產(chǎn)品工業(yè)得到國(guó)家支持，裝備水平有所提高，目前已能生產(chǎn)品種規(guī)格齊全的產(chǎn)品，已能為汽車、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床、塑機(jī)、冶金礦山、發(fā)電設(shè)備、石油化工、鐵路、船舶、港口、輕工、電子、醫(yī)藥以及國(guó)防工業(yè)提供品種基本齊全的產(chǎn)品。通過科研攻關(guān)和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，在液壓伺服比例系統(tǒng)和元件等成果已用并得到廣泛應(yīng)用。并且在國(guó)內(nèi)建立了不少獨(dú)資、合資企業(yè)，在提高我國(guó)行業(yè)技術(shù)水平的同時(shí)，為主機(jī)提供了急需的高性能和水高平產(chǎn)品，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。于生產(chǎn)。在產(chǎn)品CAD和CAT等方面已取得可喜的進(jìn)展，1第1章緒論雖然取得上述成果，但和目前國(guó)內(nèi)的需求和國(guó)外先進(jìn)水平相比還有較大差距。包括產(chǎn)品趨同化、構(gòu)成不合理，性能低、可靠性差，創(chuàng)新和自我開發(fā)能力弱，自行設(shè)計(jì)水平低。具體表現(xiàn)在產(chǎn)品水平、產(chǎn)品體系與市場(chǎng)需求存在較大的結(jié)構(gòu)性矛盾。中國(guó)的液壓市場(chǎng)很大，用戶對(duì)產(chǎn)品的要求各異，各種高品質(zhì)、高性能的液壓元件市場(chǎng)需求量很大。而大部分國(guó)內(nèi)企業(yè)所能提供的產(chǎn)品，無論在檔次上還是種類上，都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這些需求。因此，在眾多低檔產(chǎn)品壓價(jià)競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)，不得不讓出一塊巨大的市場(chǎng)給國(guó)外產(chǎn)品。這表明，在市場(chǎng)豐多富樣的需求性短缺兩個(gè)矛盾同時(shí)并存；也表明我們?cè)诋a(chǎn)品的多樣性、層次分布性和市場(chǎng)適應(yīng)性等方面亟待調(diào)整和改善。企業(yè)在產(chǎn)品更新、裝備改造等方面的投入能力不足。目前，我國(guó)大部份氣動(dòng)企業(yè)缺乏對(duì)產(chǎn)品及裝備進(jìn)行較大更新改造的能力，在高技術(shù)產(chǎn)品及專用生產(chǎn)檢測(cè)裝備的系統(tǒng)開發(fā)和投入能力上尤為缺乏，因而也限制了企業(yè)在高技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展上取得大的突破，對(duì)縮短與國(guó)際先進(jìn)水平的差距帶來影響。當(dāng)然，投入資金只是個(gè)基礎(chǔ)條件，還必須有技術(shù)、人才等多方面的保障才行。面對(duì)這樣的狀況企業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)如下：1.根據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，不斷調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。例如隨著國(guó)家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，適合西部工程建設(shè)的產(chǎn)品受到市場(chǎng)的追捧。現(xiàn)在，西氣東輸?shù)男蚰灰呀?jīng)拉開，如此大規(guī)模的管道工程建設(shè)和眾多的西部開發(fā)項(xiàng)目，為液動(dòng)壓技術(shù)提供了良好的機(jī)遇。2.適應(yīng)國(guó)際傳動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品工業(yè)向國(guó)際化發(fā)展趨向，對(duì)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行改組、合并，使企業(yè)開發(fā)能力，裝備能力、管理水平和服務(wù)水平不斷提高，以保持一定的競(jìng)爭(zhēng)能力。3.不斷提高企業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)能力和創(chuàng)新能力，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，充分利用高等院校的科研開發(fā)人力資源，發(fā)展有自主產(chǎn)權(quán)的面前，國(guó)內(nèi)液壓行業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)品體系的結(jié)構(gòu)性過剩與結(jié)構(gòu)依靠科技進(jìn)步，將產(chǎn)品和技術(shù)。4.完善質(zhì)保體系，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，尤其是產(chǎn)品可靠性，提高產(chǎn)品知名度，創(chuàng)立名牌。5.針對(duì)產(chǎn)品品種發(fā)展和保證產(chǎn)品質(zhì)量的需求，有計(jì)劃地進(jìn)行技術(shù)改造、設(shè)備更新。而液壓產(chǎn)品的發(fā)展方向主要是：1.節(jié)省能耗，提高效率2.用AC電機(jī)或變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)定量泵。3.發(fā)展機(jī)電一體化元件和系統(tǒng)。4.發(fā)展具有比例閥的耐污染和伺服閥高精度、高頻響的直動(dòng)型電液控制閥。5.發(fā)展內(nèi)置電子系統(tǒng)的電液伺服比例元件、電磁閥、液壓定位油缸等。6.重視環(huán)保。環(huán)保型產(chǎn)品將具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，隨著人們環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)，開發(fā)保護(hù)型液壓產(chǎn)品，將成為今后國(guó)內(nèi)液壓技術(shù)的主流。7.適應(yīng)主機(jī)機(jī)電一體化的需要8.應(yīng)用現(xiàn)代控制技術(shù)，提高電液壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能9.大力發(fā)展水壓系統(tǒng)和元件，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。由此可見現(xiàn)階段急需發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)包括：1.液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)，如負(fù)荷傳感技術(shù)、新型節(jié)能系統(tǒng)和元件。2.機(jī)電一體化技術(shù)及IT技術(shù)的應(yīng)用高精度、高2四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)頻響電液、電氣伺服比例系統(tǒng)和元件，液粘調(diào)速器速度控制技術(shù)。數(shù)字液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)和元件，直動(dòng)型電液控制元件。3.液壓系統(tǒng)及污染控制技術(shù)。4.無泄漏液壓系統(tǒng)和元件。5.水壓傳動(dòng)與控制技術(shù)。6.高速重載齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。7.高速鐵路軸承設(shè)計(jì)制造技術(shù)。8.高速、高精度機(jī)床主軸軸承設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。9.各種傳動(dòng)系統(tǒng)降噪和增壽技術(shù)。10.特種傳動(dòng)技術(shù)（諧波傳動(dòng)、機(jī)械無級(jí)變速等）。11.先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與試驗(yàn)，仿真技術(shù)。12.大型傳動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)。13.現(xiàn)代制造技術(shù)的應(yīng)用研究，如表面處理技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)、潤(rùn)滑技術(shù)。總之，液壓技術(shù)作為便捷和廉價(jià)的自動(dòng)化技術(shù)，有著良好的發(fā)展前景。液壓產(chǎn)品不僅在機(jī)電、輕紡、家電等傳統(tǒng)領(lǐng)域有著很大的市場(chǎng)，而且在新興的產(chǎn)業(yè)如信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、生物制品業(yè)、微納精細(xì)加工等領(lǐng)域都有廣闊的發(fā)展空間。腳踏實(shí)地，放眼未來，經(jīng)過行業(yè)的共同努力，我國(guó)的液壓工業(yè)一定能走進(jìn)一個(gè)新天地.1.2實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備介紹我院實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有可使用的液壓實(shí)驗(yàn)的是97年從泰川機(jī)床廠購(gòu)買的裝拆式液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)一臺(tái)。另外現(xiàn)又新進(jìn)二臺(tái)名為JDY機(jī)電液壓綜合試驗(yàn)臺(tái)。泰川機(jī)床廠的裝拆式液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)型號(hào)為QCS014。由于有段時(shí)間沒有使用，裝拆式液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)有些損壞，但基本上不會(huì)太大影響裝拆式液壓教學(xué)的使用。QCS014型裝拆式液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)根據(jù)液壓回路的實(shí)驗(yàn)要求，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用液壓元件裝拆式電氣“矩陣板”控制，具有靈活性、適應(yīng)性。由于配備較齊全的附件，使得本實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)12種基本回路。參考上海工業(yè)大學(xué)編寫的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，并且根據(jù)教育和科研需要實(shí)驗(yàn)其他各種液壓回路。12種基本回路如下：1.定量泵三種節(jié)流型式的調(diào)速回路2.變量泵和流量閥的調(diào)速回路3.差動(dòng)回路4.單向調(diào)速閥串連的速度換接回路5.背壓閥限制系統(tǒng)最低壓力的回路6.三級(jí)調(diào)壓回路7.二級(jí)減壓回路8.蓄能器保壓、泵卸荷回路9.單向順序閥的平衡回路10.單向調(diào)速閥并聯(lián)同步回路11.行程控制雙缸順序動(dòng)作回路3第1章緒論12.雙泵供油回路本實(shí)驗(yàn)臺(tái)由一只YB1-4和一只YBX-16變量泵作為系統(tǒng)泵源。工作臺(tái)可以布置20個(gè)元件閥板。管路連接采用快接換頭和膠管連接，裝拆方便。電氣采用“矩陣板”，分為手動(dòng)、順序、復(fù)位三種控制方式。可提供10個(gè)順序動(dòng)作。每一個(gè)順序動(dòng)作可以同時(shí)輸出10個(gè)控制信號(hào)。配有延時(shí)裝置，以配合實(shí)驗(yàn)要求。電箱各有1.5V和220V交流電源插座供二次儀表使用。液壓回路的動(dòng)作順序可在電氣“矩陣板”上自行編排。試驗(yàn)臺(tái)可以進(jìn)行壓力、流量、時(shí)間、溫度的測(cè)量。溫度可以自動(dòng)控制。液壓與電氣的配合，用電線插座連接，采用24V直流電壓，安全可靠。實(shí)驗(yàn)臺(tái)備有各種閥板各種連接管接頭體、重塊、插頭、真空表等備件供試驗(yàn)之用。特殊要求的元件、回路的試驗(yàn)，也可以根據(jù)工作臺(tái)框的架連接尺寸，自做閥板，在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1.3實(shí)驗(yàn)室元器件的主要規(guī)格與參數(shù)1.實(shí)驗(yàn)臺(tái)外型尺寸及重量長(zhǎng)×寬×高(2100mm×700mm×1850mm)凈重1300公斤2.油泵電機(jī)油泵電機(jī)參數(shù)，見表1-1所示。3.油泵油泵參數(shù)，見表1-2所示。表1-1油泵電機(jī)參數(shù)型號(hào)功率轉(zhuǎn)速Y90L—4/831.5Y100L—4/8331410r/min1430r/min表1-2油泵參數(shù)YB1-4型號(hào)YBX-1616ml/r6.3MPa排量額定壓力4ml/r6.3Mpa4.油缸。行程270mm；活塞外直徑D=42mm；活塞桿外直徑d=30mm5.油管通徑。主油路φ8；控制油路φ6。4四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)6.油箱容積。150升。7.試驗(yàn)溫度。20～50℃。8.控制電壓。24Ｖ。1.4本課題設(shè)計(jì)的意義隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，液壓系統(tǒng)應(yīng)用范圍也在逐漸擴(kuò)展，這就要求液壓系統(tǒng)的性能有所提高，對(duì)相應(yīng)元件也提出了更高的要求，而現(xiàn)代液壓控制更多的采用數(shù)字控制或者其它更先進(jìn)的控制，傳統(tǒng)的方法需要電器元件比較多，不經(jīng)濟(jì)，連接的線路又多又較復(fù)雜，不容易掌握，這給維修也帶來極大不便，于是我們就希望用更先進(jìn)更能體現(xiàn)時(shí)代要求的PLC控制來進(jìn)行改造，PLC取代原系統(tǒng)中的矩陣板控制，這便是本次設(shè)計(jì)的目的意所義在，當(dāng)然通過本次設(shè)計(jì)我們對(duì)液壓系統(tǒng)工作環(huán)境、液壓相關(guān)知識(shí)和理論有了更進(jìn)一步的了解，對(duì)PLC控制也有了新的認(rèn)識(shí)，能夠把實(shí)際中的問題與先進(jìn)的控制理論相結(jié)合，做到理論聯(lián)系實(shí)際，以求創(chuàng)新。通過對(duì)軟件環(huán)境的修改來改變對(duì)硬件的要求，可以達(dá)到更精準(zhǔn)的教學(xué)液壓實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)多種液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)，以便檢查維修硬件原有的電器控制線路！1.5本章小結(jié)隨著應(yīng)用了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及新工藝、新材料的發(fā)展和應(yīng)用，液壓傳動(dòng)技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。液壓傳動(dòng)技術(shù)已成為工業(yè)機(jī)械、工程建筑機(jī)械及國(guó)防尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)。而其向自動(dòng)化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發(fā)展，是不斷提高它與電傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)鍵。本章通過液壓與氣壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)應(yīng)用液壓傳動(dòng)的基本理論和知識(shí)，通過對(duì)液壓系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景的介紹可以簡(jiǎn)單地了解液壓技術(shù)的重要性，為下幾章內(nèi)容的理解有一定的準(zhǔn)備作用。5第2章幾種調(diào)速回路第2章幾種調(diào)速回路2.1三種節(jié)流型式的調(diào)速回路三種節(jié)流型式的調(diào)速回路是指采用節(jié)流閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路、采用節(jié)流閥的出口節(jié)流調(diào)速回路、采用調(diào)速閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。2.1.1工作原理圖2-1三種節(jié)流型式的調(diào)速回路的原理圖使用定差減壓閥和調(diào)速閥串聯(lián)，定差減壓閥維持節(jié)流閥前后壓差恒定。進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路原理圖如圖2-1所示，PLC接線圖如圖2-2所示，梯形圖如圖2-3所示。2.1.2三種節(jié)流型式的調(diào)速回路的PLC接線圖和梯形圖6四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)圖2-2進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路PLC接線圖圖2-3進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路PLC梯形圖2.1.3三種節(jié)流型式的調(diào)速回路的操作步驟和操作規(guī)范1.調(diào)速回路的調(diào)整進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路：將調(diào)速閥1、單向節(jié)流閥5，啟動(dòng)定量液壓泵，調(diào)整溢流閥5，使系統(tǒng)壓力為4-5MPa(p1),將電磁換向閥P、A口連通，漫漫調(diào)節(jié)節(jié)流閥1的開度，使工作缸活塞桿運(yùn)動(dòng)速度適中。反復(fù)切換電6，使工作缸活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，檢查系統(tǒng)工作是否正常。退回工作缸活塞。2.加載系統(tǒng)的調(diào)整啟動(dòng)變量油泵，調(diào)節(jié)溢流閥7關(guān)閉,回油路節(jié)流閥1全開，松開溢流閥6的磁換向閥4使系統(tǒng)壓力為0.5MPa,通過三位四通電磁換向閥3的切換，使加載油缸活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)3-5次，排除系統(tǒng)中的空氣，然后使活塞桿處于退回位置。3.節(jié)流調(diào)速實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集(1)伸出加載缸活塞桿，頂?shù)焦ぷ鞲谆钊麠U頭上，通過電磁換向閥桿克服加載缸活塞桿的推力伸出。測(cè)得工作缸活塞桿的運(yùn)動(dòng)的速度。退回工作缸活塞桿。(2)通過溢流閥4調(diào)節(jié)加載缸的工作壓力（每次增加0.3MPa），重復(fù)步驟步驟（1）6使工作缸活塞逐次記載工作缸活塞桿運(yùn)動(dòng)的速度，直至工作缸活塞桿推不動(dòng)所加負(fù)載為止。節(jié)流閥的出口節(jié)流調(diào)速和調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速實(shí)驗(yàn)的步驟與節(jié)流閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速實(shí)驗(yàn)步驟相同。2.2保壓差動(dòng)回路2.2.1保壓差動(dòng)回路的原理圖7第2章幾種調(diào)速回路圖2-4保壓差動(dòng)回路的原理圖2.2.2保壓差動(dòng)回路的動(dòng)作順序表TT001YT001ST2ST3ST4ST5M301圖2-5保壓差動(dòng)回路動(dòng)作順序表圖2-6保壓差動(dòng)回路PLC接線圖2.2.3保壓差動(dòng)回路的PLC接線圖和梯形圖8四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)M301M301圖2-7保壓差動(dòng)回路PLC梯形圖2.2.4保壓差動(dòng)回路的操作步驟和操作規(guī)范1.旋開鑰匙開關(guān)—>按總電源開關(guān)（指示燈顯示）2.按原理圖將液壓元件從存儲(chǔ)箱中取出，盡可能按原理圖示位置在工作臺(tái)框架上布置。二支液壓缸應(yīng)該分別裝在二根T型槽用M12螺母緊固，蓄能器應(yīng)先充壓1.8～2.2MPa氣。行程開關(guān)的位置等待活塞桿移動(dòng)的時(shí)候才合理確定其的固定位置。行程開關(guān)的固定要求只需要哪個(gè)發(fā)出信號(hào)即可，為避免損壞行程開關(guān)，不應(yīng)過度壓緊。液壓元件接線時(shí)，應(yīng)該看清楚進(jìn)出油口。控制油口由膠管連接。3.按PLC接線圖連接。將1ZT、2ZT、3ZT、4ZT、5ZT分別按順序接入輸出信號(hào)的插座上。將1XK、2XK、3XK、4XK、5XK接上4.差動(dòng)保壓回路：將開關(guān)選擇“順序”位置。啟動(dòng)定量液壓Y1-25B溢流閥分別調(diào)P1壓力至2.5MPa，P2壓力至1.5MPa.調(diào)節(jié)DP1-63B壓力繼電器，使之放出信號(hào)正常。手動(dòng)順序按鈕，完成夾緊油缸（1）夾緊（2）延時(shí)（3）保壓并系統(tǒng)卸荷、工作油缸（4）快進(jìn)（5）工進(jìn)（6）延時(shí)（7）快退（8）夾緊油缸復(fù)位八個(gè)順序動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)DP1-63B壓力繼電器，發(fā)出信號(hào)壓力至2.0MPa。用時(shí)間數(shù)字顯示器，測(cè)量工進(jìn)速度。每次測(cè)量后應(yīng)該手按復(fù)位“0”。其原理圖見圖2-4，動(dòng)作順序表見圖2-5，PLC接線圖見圖2-6，PLC梯形圖見圖2-7所示。輸入信號(hào)。計(jì)數(shù)信號(hào)接第8號(hào)插座。泵、變壓泵。用Y1-10B、9第2章幾種調(diào)速回路2.3同步回路2.3.1同步回路的工作原理圖和動(dòng)作順序表圖2-8同步回路的工作原理圖和動(dòng)作順序表2.3.2同步回路的PLC接線圖和梯形圖：B2圖2-9同步回路PLC接線圖圖2-10同步回路PLC梯形圖10四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)。同步回路原理圖見圖2-8所示，PLC接線圖見圖2-9所示，PLC梯形圖見圖2-10所示2.3.3同步回路的操作步驟1.調(diào)節(jié)Y1-10B系統(tǒng)壓力P1=2.0MPa，吸放1ZT、2ZT使得二只油缸動(dòng)作正常，分別用二只Q1-10B對(duì)油缸調(diào)速為150mm/min。用1XK或者2XK發(fā)信號(hào)計(jì)時(shí)。如果1XK行程開關(guān)先被油缸活塞頭碰撞，就將1XK的電線插頭接信號(hào)“輸入信號(hào)1”，2XK的電線插頭接“輸入信號(hào)2”，與表相同。如果2XT行程開關(guān)被油缸活塞頭碰撞，就將2XK的電線插頭接信號(hào)“輸入信號(hào)1”，1XK的電線插頭接“輸入信號(hào)2”。測(cè)試三次，求平均值，測(cè)量二油缸同步精度＜10%同步精度=同步誤差時(shí)間×100%/全長(zhǎng)行程時(shí)間2.4二級(jí)減速回路二級(jí)減速回路原理圖見圖2-11所示，PLC接線圖見圖2-12所示，PLC梯形圖見圖2-13所示。2.4.1二級(jí)減速回路的原理圖和動(dòng)作順序表11第2章幾種調(diào)速回路圖2-11二級(jí)減速回路的原理圖和動(dòng)作順序表2.4.2二級(jí)減速回路的PLC接線圖和梯形圖圖2-12二級(jí)減速回路PLC接線圖圖2-13二級(jí)減速回路PLC梯形圖2.4.3二級(jí)減速回路的操作步驟和操作規(guī)范1．調(diào)節(jié)Y1-10B系統(tǒng)壓力P1=3.5MPa，調(diào)節(jié)J1-10B第一級(jí)減壓壓力P1=1.5MPa，吸放1ZT、2ZT使得油缸動(dòng)作正常，用LI-10B調(diào)速，在壓力表開關(guān)上測(cè)油缸工作壓力P1。2．調(diào)節(jié)J1-10B第二級(jí)減壓壓力P2=2.5MPa，22E-10B吸放1ZT、2ZT，使油缸動(dòng)作正常。用L1-10B調(diào)速在壓力表開關(guān)上測(cè)油缸工作壓力P4。3．電氣采用“順序位置用手動(dòng)（跳步）按鈕”控制方式2.5背壓閥限制系統(tǒng)最低壓力2.5.1背壓閥限制系統(tǒng)最低壓力的原理圖和動(dòng)作順序表12四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)圖2-14背壓閥限制系統(tǒng)最低壓力的原理圖和動(dòng)作順序表2.5.2背壓閥限制系統(tǒng)最低壓力的PLC接線圖和梯形圖ST2ST1圖2-15背壓閥限制系統(tǒng)最低壓力PLC接線圖13第2章幾種調(diào)速回路圖2-16背壓閥限制系統(tǒng)最低壓力PLC梯形圖2.5.3背壓閥限制系統(tǒng)最低壓力的操作步驟和操作規(guī)范1.二只行程開關(guān)距離為250mm。1ZT吸合Y1-10B壓力P1=2.5MPa，吸放1ZT或2ZT油缸動(dòng)作正常，用節(jié)流閥調(diào)速，調(diào)速范圍2.34EY-25BM2復(fù)中間位置，用背壓閥限制系統(tǒng)的最抵壓力為1.0MPa(其中管路的壓力損失為0.6MPa)。100mm/min～3000mm/min。3.電氣采用“往復(fù)”控制方式，用電子計(jì)時(shí)計(jì)算速度V=距離/時(shí)間。背壓閥限制系統(tǒng)最低壓力原理圖見圖見圖2-14，PLC接線圖見圖2-15，PLC梯形圖見圖2-16所示。2.6本章小結(jié)本章通過對(duì)液壓系統(tǒng)的基本元器件，如液壓泵、液壓馬達(dá)、電磁換向閥、節(jié)流閥、調(diào)壓閥、減壓閥、行程開關(guān)等元器件結(jié)構(gòu)的拆裝實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了液壓元器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。在回路實(shí)驗(yàn)中，通過三種節(jié)流調(diào)速回路的實(shí)驗(yàn)，理解了進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路、出口調(diào)速回路、旁路節(jié)流調(diào)速回路的工作原理和應(yīng)用的重要價(jià)值；通過保壓差動(dòng)回路的實(shí)驗(yàn)，理解了液壓系統(tǒng)程是通過液壓系統(tǒng)的執(zhí)行件提供了同步運(yùn)動(dòng)；二們?cè)谒俣瓤刂凭群捅硥洪y限制壓力對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全作用方面起到了很大作用。總之，通過本章的實(shí)驗(yàn)，對(duì)液壓系統(tǒng)的基本元器件結(jié)構(gòu)和原理有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)系統(tǒng)的傳動(dòng)回路種類、回路作用有了深刻的認(rèn)識(shí)，不只停留在書本上的知識(shí)，工作過程中、工作停止過程中的保壓作用和方式；系統(tǒng)的快進(jìn)、快過退連接實(shí)現(xiàn)的；同步回路的實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)液壓缸的同步運(yùn)動(dòng)，級(jí)減速回路、背壓閥限制系統(tǒng)最低壓力二個(gè)實(shí)驗(yàn)讓我差動(dòng)為動(dòng)作14四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)試驗(yàn)是理論和實(shí)際相結(jié)合的最好渠道，受益匪淺。15第3章臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第3章臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)要求臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求：(1)機(jī)床的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)如下動(dòng)作循環(huán)：定位→松開→停止；(2)工件的定位與夾緊，由專門的定位夾緊液壓缸實(shí)現(xiàn)，所需夾緊力不超過6000N；(3)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的工作循環(huán)為快進(jìn)→工進(jìn)→快退→停止。機(jī)床快進(jìn)、快退速度為6m/min，工進(jìn)速度為30～120mm/min，快進(jìn)行程為200mm，工進(jìn)行程為50mm，最大切削力Ft=25000N；運(yùn)動(dòng)部件總重量為G=15000N，加速(減速)時(shí)間為0.1s，采用平導(dǎo)軌，→夾緊→快進(jìn)→工進(jìn)→停留(3s)→快退→拔銷靜摩擦系數(shù)Fs=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)Fd=0.1。要求設(shè)計(jì)此液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及其PLC控制系統(tǒng)。3.2系統(tǒng)工況分析3.2.1運(yùn)動(dòng)分析根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如圖3-1所示圖3-1系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)分析圖14四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3.2.2負(fù)載分析本系統(tǒng)在工作過程中，液壓缸主要受到靜摩擦力、動(dòng)摩擦力、慣性力、軸向切削力。液壓缸在工作各階段的負(fù)載分析如下：?jiǎn)?dòng)階段：F=G.Fs=15000×0.2=3000N（靜摩擦力）加速階段：F=Fa+G.Fd=1530.6+15000×0.1=3030.6NF1=F/Ym=3333.3NF1=F/Ym=3367.3NF1=F/Ym=1666.7N快進(jìn)階段：F=G.Fd=15000×0.1=1500N（動(dòng)摩擦力）工進(jìn)階段：F=F7+G.Fd=25000+15000×0.1=26500NF1=F/Ym=29444.4N快退階段：F=G.Fd=15000×0.1=1500N（動(dòng)摩擦力）液壓缸在各階段的負(fù)載值列表3-1：F1=F/Ym=1666.7N表3-1液壓缸在各階段的負(fù)載值工況啟動(dòng)負(fù)載組成F=Fs負(fù)載值F/N3000推力F’=F/YM3333.3加速F=Fd+FaF=Fd3030.615003367.331666.7快進(jìn)工進(jìn)快退F=Fd+FtF=Fd26500150029444.41666.7注：1.液壓缸的機(jī)械效率取Y=0.9；2.不考慮動(dòng)力滑臺(tái)上的顛覆轉(zhuǎn)矩的作用.m3.3確定執(zhí)行元件的工作壓力3.3.1初選液壓缸的工作壓力3.3.1.1執(zhí)行元件（液壓缸）工作壓力可根據(jù)以下兩個(gè)主要條件選擇：1，總負(fù)載；2，主機(jī)設(shè)備類型。3.3.1.2由負(fù)載值大小查表3.2，參考同類型的組合機(jī)床表3.3，取液壓缸的工作壓力P為4.5MPa.15第3章臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)表3-2按載荷選擇工作壓力載荷（10的四次＜0.50.5-11-22-33-43-5＞5方）工作壓力MPa＜0．8-11．5-22．5-34-5≥5-7表3-3各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī)床機(jī)械類型磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓缸小型工程機(jī)械大中型挖掘機(jī)建筑機(jī)械重型機(jī)械0.8-23-52-88-1010-1820-32Mpa3.3.2確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為了簡(jiǎn)單方便，決定采用單桿活塞式液壓缸，初步?jīng)Q定選差動(dòng)快進(jìn)回路，即在快進(jìn)時(shí)作差動(dòng)連接。液壓缸無桿腔的工作面積A1為有桿腔工作面積A2的兩倍，即活塞桿的直徑d與缸筒直徑D的關(guān)系為d=0.707D，。由表3.3可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的工作壓力應(yīng)小于6.3MPa。由此，液壓缸無桿腔的壓力可取P1=4.5MPa.在鉆孔加工時(shí)，液壓缸回路上必須有背壓P2，以防止孔被鉆通時(shí)滑臺(tái)突然前出，由表3.4可知取P2=1MPa。快進(jìn)時(shí)，液壓缸雖作差動(dòng)連接，但由于油管中有壓降P存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算時(shí)可取P≈0.6MPa。快退時(shí)，回油腔是有背壓力，這時(shí)P2也可按表3.4估算為0.5MPa。表3-4執(zhí)行元件的背壓力系統(tǒng)類型背壓力Mpa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)回油帶調(diào)速閥的系統(tǒng)0.2-0.50.4-0.6回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0.6-1.5用補(bǔ)油泵的閉式回路回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械回油路較短，且直接接回油箱0.8-1.51.2-3可忽略不計(jì)由表3-1可知液壓缸最大負(fù)載發(fā)生在工進(jìn)階段，據(jù)此來計(jì)算液壓缸內(nèi)徑，由式9.19單桿液壓缸D=4F{P1P2(1v2)}429444.4{4.5(10.5)1}16四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)=95.62mmd=0.707D=67.60mm(其中v=d/D=0.707參見《液氣壓傳動(dòng)與控制》袁子榮主編重慶大學(xué)出版社Pg220)按GB/T2348-1993將直徑圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，由表3.5得：D=100mm(圓整直至最接近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，即按最接近的取值比取90mm更好)，d=70mm。由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為：A1=3.14D3/4=7.854×10-3m2A2=3.14(D2-d2)/4=4.006×10-3m2A1-A2=(7.854-4.006)x10-3m2=3.848x10-3m2表3-5常用液壓缸內(nèi)徑D（單位mm）40506380901002201102501251401601802003.3.3執(zhí)行元件的工況圖根據(jù)上式D與d的值，可估計(jì)液壓缸在各階段中的壓力、流量和功率，并據(jù)此畫出工況圖。3.3.3.1計(jì)算工作壓力根據(jù)表3.4，本系統(tǒng)的背壓力估計(jì)值可在0.5～1.5MPa范圍內(nèi)選取，故由上估算，工進(jìn)時(shí)P2=1MPA，快進(jìn)運(yùn)動(dòng)時(shí)P2=0.6MPa，液壓缸在工作循環(huán)各階段的工作壓力P1計(jì)算如下：差動(dòng)快進(jìn)階段：P1=F/（A1-A2）+P2A2/（A1-A2）工作進(jìn)給階段：P1=F/A1+P2A1/A2快速退回階段：P1=F/A2+P2A1/A2式中：F----液壓缸在各工作階段的最大機(jī)械總負(fù)載；A1、A2----分為別液壓缸無桿腔和有P2----液壓缸出口的背壓計(jì)算如下：差動(dòng)：P1=F/（A1-A2）+P2A2/（A1-A2）桿腔的有效工作面積；=(1666.7+4.006×10-3×0.6×106)/3.848×10-3m2=1.06×106Pa工進(jìn)：P1=F/A1+A2P2/A1=294444.4+4.006×10-3×1.0×106Pa=4.3MPa退回：P1=F/A2+A1P2/A217第3章臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)=（1666.7+7.854×10-3×0.6×106）/0.4006×10-3=1.6MPa3.3.3.2計(jì)算液壓缸的輸入流量因?yàn)榭爝M(jìn)快退速度V=6m/min，工進(jìn)速度為V2=30～120mm/min，取V2=60mm/min=0.6m/min，液壓缸各階段的輸入流量為：快進(jìn)階段q1=(A1-A2)V=(7.854-4.006)×10-3×6m3/min=23L/min工進(jìn)階段q1=A1V2=7.854×10-3×0.6m3/min=4.7L/min快退階段q1=A2V=4.006×10-3×6m3/min=24L/min3.3.3.3計(jì)算液壓缸的輸入功率快進(jìn)階段P=P1q1=1.0×106×23/60×10-3W=383.3W=0.38KW工進(jìn)階段P=P1q1=4.3×106×4.7/60×10-3W=658W=0.34KW快退階段P=P1q1=1.6×106×24/60×10-3W=560W=0.64KW將以上的計(jì)算壓力、流量和功率值列于下表3.6表3-6液壓缸在各階段的壓力、流量和功率工作階段工作壓力P1/MPa輸入流量q1/(L/min)輸入功率P/KW快進(jìn)階段工進(jìn)階段快退階段1.04.21.4239.4240.380.660.563.3.3.4執(zhí)行元件的工況圖如圖3-2所示圖3-2臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的的工況圖因?yàn)榭爝M(jìn)、快退速度為6m/min（即0.1m/s；快進(jìn)行程為200mm，即0.2m）；工進(jìn)18四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)速度為30～120mm/min，工進(jìn)行程為50mm(即0.05m)，則：快進(jìn)時(shí)間t1=0.2/0.1s=2s工進(jìn)時(shí)間t2=0.05/0.001s=50s快退時(shí)間t3=(0.2+0.05)/0.1=2.05s3.4液壓系統(tǒng)圖的擬定a)b)圖3-3速度和換向回路分圖3.4.1速度控制回路的選擇本機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)要求有較好的低速穩(wěn)定性和速度負(fù)載特性，故采用調(diào)速閥調(diào)速。有三種方案可供選擇，即進(jìn)口節(jié)流調(diào)速、出口節(jié)流調(diào)速、旁路節(jié)流調(diào)速。由工況圖3-2可知，該機(jī)床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載小，故可采用進(jìn)口節(jié)流的調(diào)速回路。為了解決進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路在孔鉆通時(shí)出現(xiàn)滑臺(tái)突然前沖現(xiàn)象，回油路應(yīng)設(shè)置背壓閥。由于液壓系統(tǒng)選用了接口調(diào)速的方式，故采用開式系統(tǒng)。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速見下分圖圖3-3a）所示。3.4.2換向和速度接口回路的選擇本機(jī)床的快進(jìn)、快退速度較大，為保證換向平穩(wěn)，且液壓缸在快進(jìn)時(shí)為差動(dòng)連接。故三位五通Y型電液換向閥來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)換向，并實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接。為保證夾緊可力靠且單獨(dú)調(diào)節(jié)，在支路上串接減壓閥和單向閥；為保證定位->19第3章臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的順序動(dòng)作，在進(jìn)入夾緊缸的油路上接單向順序閥，只有當(dāng)定位缸達(dá)到順序閥的調(diào)節(jié)壓力時(shí)，夾緊缸才動(dòng)作；為保證工件確定已經(jīng)夾緊后進(jìn)給缸才能動(dòng)作，在夾緊缸進(jìn)口處裝一壓力繼電器，只有夾緊液壓缸達(dá)到壓力繼電器調(diào)定的壓力時(shí)，才發(fā)出信號(hào)，使進(jìn)給油路缸的三位五通電液換向閥電磁通電，進(jìn)給缸才開始快進(jìn)，分圖見上圖3-3所示。3.4.3壓力控制回路的選擇由分析工況圖可知，在該液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸交替地要求源油泵提供低壓大流量和高壓小流量的油液。在本機(jī)床中，快進(jìn)快退所需的時(shí)間比工進(jìn)所需要的時(shí)間少得多。從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能量的角度上，看宜采用雙泵供油系統(tǒng)，或者采用變量泵加調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，為便于觀察和調(diào)速壓力，在液壓泵的出口處、換向進(jìn)口處設(shè)置液壓點(diǎn)。3.4.4液壓系統(tǒng)圖擬定綜合上述分析和所擬定的方案，將各種回路合理地組合成為該機(jī)床的液壓系統(tǒng)，其原理圖如下：圖3-4整理后的液壓系統(tǒng)圖1、2、16-壓力繼電器3-行程閥4-調(diào)速閥5、11、14、20、21-單向閥6-背壓7-順序閥8-過流器9-雙聯(lián)葉片泵10、15-壓力表開關(guān)12-溢流閥13-減壓17單向順序閥18-二位四通電磁閥19-三位五通電液閥閥閥20四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3.5液壓元件的選擇3.5.1液壓泵3.5.1.1確定液壓泵的最大工作壓力液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為4.3MPa，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取進(jìn)口油路的壓力損失為1MPa，壓力繼電路調(diào)整壓力比系統(tǒng)最大工作壓力高出0.6MPa，則高壓小流量泵的最大工作壓力應(yīng)為：PP1=(4.3+1.0+0.6)MPa=5.9MPa低壓大流量泵是在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)才向液壓缸輸送液壓油的。由工作原理圖可知，快進(jìn)時(shí)液壓缸中的工作壓力比快進(jìn)時(shí)大，如取進(jìn)口的壓力損失為0.5MPa,則大流量泵的最高工作壓力為；PP2=(1.6+0.6)MPa=2.2MPa3.5.1.2確定液壓泵的流量QP由圖3-3可知,兩個(gè)液壓泵,應(yīng)向液壓缸提供的最大流量為24L/min,若回路中的泄漏入流量的10%估算,則兩臺(tái)泵Q=1.1×24=26.4L/min,所以小流量泵的流量規(guī)P按液壓缸輸格最少為12.4L/min3.5.1.3選用液壓泵的規(guī)格數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本,為使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備,所選泵的一般要比最大工作壓力大26%-60%,最后確定YB1型。液壓泵的總功率和YB1根據(jù)以上壓力和流量的額定壓力型雙聯(lián)葉片泵技術(shù)參數(shù)分別如下:表3.7液壓泵的總功率液壓泵類型螺桿泵葉片泵柱塞泵總效率0.6-0.70.65-0.800.60-0.750.80-0.85表3.8YB1型雙聯(lián)葉片泵技術(shù)參數(shù)型號(hào)排量mL/r額定壓力MPa轉(zhuǎn)數(shù)r/min驅(qū)動(dòng)功率KW重量kgYB1-2.5YB1-42.50.60.8414505.3YB1-661.52.2YB1-101021第3章臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)YB1-12YB1-16YB1-25YB1-32YB1-40YB1-50YB1-63YB1-80YB1-100121622.248.716.020.0256.3324059605.57.51012506380100133.5.2電動(dòng)機(jī)功率的確定由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，這相當(dāng)于液壓泵輸出壓力的2.2MPa，流量24L/min時(shí)的情況。如果雙聯(lián)泵的總功率為0.75，則液壓泵的所需要的功率為：P=Ppqp/y=[2.2×106×24/(60×103)]/0.75=1.17kw但是，根據(jù)YB1型雙聯(lián)葉片泵（YB1-25）的驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需要的功率應(yīng)該為4kw.故確定液壓泵（YB1-25）的驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需要的功率為4kw.根據(jù)此為Y系列，定為Y90L-2和Y112M-2機(jī)型，如表3-9。驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)參數(shù)可知，液壓泵數(shù)據(jù)查閱電機(jī)產(chǎn)品樣本，選定電機(jī)表3-9Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)滿載時(shí)額定功率電流A轉(zhuǎn)速功率%功率因子r/min型號(hào)額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩2.2Y90L-22.24.04.78.228402890820.860.87Y112M-285.52.23.5.3選擇閥類元件根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)原理圖，計(jì)算分析通過各液壓閥油液的最高壓力和最大流量，選擇液壓閥的型號(hào)規(guī)格，列于下表3-10.表3-10液壓元件的型號(hào)及規(guī)格序元件名稱型號(hào)規(guī)格調(diào)節(jié)壓力估計(jì)通過流量件22四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)號(hào)/MPa/(L/min)數(shù)6.3MP，16L/min和1雙聯(lián)葉片泵YB1-16/25三位五通電-1125L/min235DY-63BYZ6.3Mpa60液閥3行程閥6.3Mpa6.3Mpa5013111111121111456調(diào)速閥單向閥＜1QCI-63B6.3Mpa604525＜14單向閥I-63B6.3Mpa7液控順序閥XY-63B8背壓閥B-10B6.3Mpa2.00.85.46.3Mpa9溢流閥Y-10B10單向閥I-63B過流器XU-22×10012壓力表開關(guān)K-3B單向閥I-63B6.3Mpa6.3Mpa2530-116.3Mpa6.3MPa，3測(cè)點(diǎn)6.3Mpa1360-14壓力繼電器DP1-63B15減壓閥J-63B16單向閥I-63B二位四通電6.3Mpa4.54.66.3Mpa30306.3Mpa1724D-40B6.3Mpa3011磁閥大于插銷壓18單向順序閥XI-63B6.3Mpa力4.619壓力繼電器DP1-63B20壓力繼電器DP1-63B3.5.4.1油管選擇6.3Mpa6.3Mpa114.6油管內(nèi)徑可按下式計(jì)算：d=4Qmax([V])。Qmax—管內(nèi)最大流量；[V]—許用流速。（參見《液氣壓傳動(dòng)與控制》袁子榮主編重慶大學(xué)出版社）油管內(nèi)徑一般可參照所選的元件油可尺寸確定，也可以按管路允許流速進(jìn)行計(jì)算，中高壓系統(tǒng)優(yōu)先選用無縫鋼管，本系統(tǒng)油管選中%18×1.6（%表示直徑fai）無縫鋼筒。23第3章臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.5.4.2油箱選擇（確定油箱容積）小泵額定流量為：16x960x0.9x10-3=13.82L/min;25x10-3x960x0.9=21.6L/min;13.82+21.6=35.424L/min;大泵額定流量為：大小泵流量和為：Qp=35.424L/min油箱主要功能是儲(chǔ)油和散熱，通常根據(jù)散熱要求來確定油箱容積，這里先根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)值選取低壓系統(tǒng)V=（2-4）Qp;V=(5-7)Qp;V=(6-12)Qp.Qp--額定流量中壓系統(tǒng)高壓系統(tǒng)初步取V=7Qp=7x35.424=248L油箱容積表：0406310016025040063080010001250（升L）所以油箱容積可以初步選擇：V1=250L和V2=400L其他輔助元件的選擇可按照要求選取。另外油箱里應(yīng)設(shè)置隔板，使回油和出油相隔開。3.6液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算3.6.1回路壓力損失驗(yàn)算壓力損失包括管路的沿程損失△P1，管路的局部壓力損失△P2和閥類元件的局部損失△Pa，總的壓力損失為：△P=△P1+△P2+△Pa由于系統(tǒng)的管路布置還沒有確定，整個(gè)回路的壓力損失無法估算，僅能夠根據(jù)閥類元件對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力損失作為初步估算，供調(diào)定系統(tǒng)中一些壓力值參考。3.6.2熱平衡演算在所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中所占的時(shí)間比例達(dá)92%[T=50/（50+2+2.05）=92%]，且此時(shí)效率最低，所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升主要是的，可用工進(jìn)時(shí)的狀況來計(jì)算。工進(jìn)時(shí)液壓缸的有效功率為：工進(jìn)階段造成24四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)P0=P2Q2=FV2=25000×0.001W=25W工進(jìn)時(shí)電機(jī)功率為：5.810613.821030.310321.6（600.71503）P電機(jī)==1.9KW工進(jìn)時(shí)總發(fā)熱功率為：H=190025=1875W。已選定油箱容積為V1=250L和V2=400L，A2=0.653V20.65340023.53m2假定通風(fēng)良好，取油箱散熱系數(shù)K=15W/(m2℃).由式9.44有：T=H/KA=1875(153.53)=35.4℃，環(huán)境溫度T2設(shè)為20℃，TT1=+T2=35.4+20=55℃（.參見《液氣壓傳動(dòng)與控制》袁子榮主編重慶大學(xué)出版社）一般油溫推薦在30-55攝氏度范圍內(nèi)，最高不應(yīng)超過65攝氏度，最低不應(yīng)低于15攝氏度，所以T1熱平衡也滿足要求，V=V2=400L較合理。3.7本章小結(jié)本章是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的項(xiàng)目開發(fā)部分，是前二章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上知識(shí)的鞏固和應(yīng)用。通過對(duì)臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)設(shè)計(jì)的思路、過程，設(shè)計(jì)中的注意問題等等，為以后液壓項(xiàng)目的開發(fā)本章的大致內(nèi)容為，先是液壓系統(tǒng)技術(shù)要求的確定，接著根據(jù)系統(tǒng)液壓選液壓泵或者馬達(dá)。然后是根據(jù)系統(tǒng)要求選定適合的液壓回路和液壓元器件，綜合分析擬定傳動(dòng)系統(tǒng)圖，修改整理，最后是根據(jù)選擇的液壓元器件和選擇的方案進(jìn)行修正。在這整個(gè)過程中要對(duì)系統(tǒng)的要求有充分的認(rèn)識(shí)，在設(shè)計(jì)過程中需要合理選擇所需要的回路和床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)我們可以清楚地熟悉液壓系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。擇電機(jī)、元器件，通過它們之間的合理配合可以達(dá)到更好的效果。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可達(dá)到更優(yōu)的目的。25第4章PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第4章PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1動(dòng)作要求根據(jù)臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的原理圖可知：按下啟動(dòng)按鈕SA，電磁鐵3ZT通電，液壓缸2執(zhí)行定位動(dòng)作；當(dāng)液壓回路上的壓力達(dá)到進(jìn)入夾緊液壓缸的油路上單向順序閥調(diào)定壓力時(shí)，夾緊液壓缸執(zhí)行夾緊動(dòng)作；在保證工件確實(shí)夾緊后，壓力繼電器3發(fā)出信號(hào)，使三位五通電液閥的1ZT得電，三位五通電液閥換向使回路連接成為差動(dòng)回路，滑動(dòng)臺(tái)液壓缸執(zhí)行快進(jìn)動(dòng)作；當(dāng)滑動(dòng)臺(tái)液壓缸撞到行程閥開關(guān)2XK時(shí)，行程閥開關(guān)動(dòng)作，快進(jìn)動(dòng)作結(jié)束，滑動(dòng)臺(tái)液壓缸進(jìn)入工進(jìn)狀態(tài)；當(dāng)滑動(dòng)臺(tái)液壓缸碰到行程閥開關(guān)3XK時(shí)工進(jìn)結(jié)束，三位五通電液閥的2ZT得電，滑動(dòng)臺(tái)液壓缸進(jìn)入快退狀態(tài)；當(dāng)碰到行程閥開關(guān)1XK，1ZT、2ZT失電，快退結(jié)束；接著3ZT失電，夾緊液壓缸松開，全部液壓缸動(dòng)作停止。4.2I/O接線圖4.2.1確定輸入輸出接點(diǎn)的總數(shù)輸入接點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)開關(guān)SA1、總停開關(guān)SA2行程閥開關(guān)