带轮旋压机PLC控制系统的设计
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基于PLC的组合机床控制系统设计1引言可编程控制器(plc)是以微处理机为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置,其具有逻辑控制、计时、计数、数据处理、联网与通信等强大功能,同时,由于plc具有很高的可靠性和极大的应用灵活性,用它来替代传统的继电接触控制系统巳成为必然。
大量采用传统继电一接触控制系统的设备通过改造更新,成为plc控制的自动化系统,而且具有改造成本低、周期短和可靠性高等特点。
本文介绍双面单工位液压传动组合机床plc控制系统的设计与应用。
2组合机床的运动及控制要求组合机床指可同时进行多种或多处加工的机床,组合机床的加工动作常常是按预定的步骤安排的,类似于简单的程序控制,这也正是plc最擅长的。
双面单工位液压传动组合机床采用三台电动机进行拖动,m1、m2为左右动力头电动机,m3为冷却泵电动机,其对应的控制交流接触器分别为km1、km2、km3。
sa1为左动力头单独调整开关,sa2为右动力头单独调整开关,通过它们可实现左、右动力头的单独调整。
sa3为冷却泵电动机工作选择开关。
该机床的左、右动力头的工作循环如图1所示,电磁铁动作顺序表见表1。
图1动力头的工作循环图由图1和表1可知,组合机床为自动循环状态时,按下启动按钮后,左、右动力头电动机m1、m2同时旋转,按下“快进”按钮,电磁阀yv1、yv3通电,左、右动力头快速进给并离开原位,行程开关sq1、sq2、sq5、sq6先复位,行程sq3、sq4后复位。
当sq3、sq4复位后,在动力头进给过程中,靠各自行程阀自动变快进为工进,同时压下行程开关sq,冷却泵电动机m3工作,供给冷却液。
当左动力头加工完毕,将压下sq7并顶在死挡铁上,其油路油压升高使kp1动作,当右动力头加工完毕,将压下sq8并使kp2动作,yv2、yv4将通电,同时yv1、yv3也将失电,左、右动力头将快退。
当左动力头使sq复位后,冷却泵电动机将停转。
基于PLC的组合机床控制系统设计摘要组合机床是一种集多种加工方式于一身的高端智能化设备。
本文基于PLC平台,设计和实现了一套组合机床控制系统,以实现多种加工方式的联合操作。
在系统设计中,首先对组合机床的结构和工作原理进行了详细分析和描述,随后选择合适的PLC控制器,根据系统控制需求,编写程序实现各种加工作业的自动控制和监控。
通过仿真实验,验证了系统的稳定性和实用性,结果表明该系统可以支持多种加工方式的组合操作,同时保证加工质量和工作效率的提高。
AbstractCombined machine tool is a high-end intelligent equipment that integrates multiple processing methods. Based on the PLC platform, this paper designs and implements a set of combined machine tool control system to realize the joint operation of multiple processing methods. In the system design, the structure and working principle of the combined machine tool are analyzed and described in detail. Then the appropriate PLC controller is selected, and the program is written according to the system control requirements to realize automatic control and monitoring of various processing tasks. Through simulation experiments, thestability and practicality of the system are verified. The results show that the system can support the combined operation of multiple processing methods while ensuring the improvement of processing quality and work efficiency.关键词:组合机床;PLC控制;加工质量;工作效率;仿真实验Keywords: combined machine tool; PLC control; processing quality; work efficiency; simulation experiment一、研究背景随着工业技术的快速发展,组合机床逐渐成为了制造业领域中的重要设备。
基于PLC的压力过程控制系统设计目录第一章绪论.................................................................................................................................... - 2 -1.1 PLC控制在国内外的发展近况....................................................................................... - 2 -1.2 基于PLC的压力过程控制系统的发展前景.................................................................. - 3 -1.3 MCGS6.2软件................................................................................................................... - 3 -1.4 设计目的和要求.............................................................................................................. - 3 - 第二章基于PLC的压力过程控制系统方案............................................................................... - 5 -2.1 设计方案.......................................................................................................................... - 5 -2.1.1 设计方案............................................................................................................... - 5 -2.1.2 控制阀的选择....................................................................................................... - 6 -2.1.3 控制方式的选择................................................................................................... - 7 -2.2 控制算法.......................................................................................................................... - 8 -2.2.1 控制算法的选择................................................................................................... - 8 -2.2.2 PID控制的原理和特点 ....................................................................................... - 9 -2.2.3 PID控制器的参数整定 ..................................................................................... - 10 - 第三章软件部分的实现.............................................................................................................. - 12 -3.1 MCGS组态软件............................................................................................................... - 12 -3.1.1 组态软件的介绍................................................................................................. - 12 -3.1.2 国内组态软件的比较与选择............................................................................. - 12 -3.2 组态软件的应用............................................................................................................ - 14 -3.2.1 MCGS软件编程................................................................................................ - 14 -3.3.2 MCGS软件连接设置........................................................................................ - 16 -3.3 FX2N编程软件的应用................................................................................................... - 22 -3.3.1 PLC编程指令..................................................................................................... - 22 -3.3.2 控制程序的编写................................................................................................. - 23 - 第四章硬件部分实现.................................................................................................................. - 27 -4.1 PLC特点......................................................................................................................... - 27 -4.2 FX2N特殊功能模块的应用........................................................................................... - 28 -4.2.1 FX2N-4AD模拟量转换模块............................................................................. - 28 -4.2.2 FX2N-4DA 模拟特殊模块................................................................................ - 33 -4.2.3 PLC与计算机连接通讯 .................................................................................... - 36 - 第五章调试.................................................................................................................................. - 37 -5.1 调试步骤........................................................................................................................ - 37 -5.2 调试结果与常见故障分析............................................................................................. - 37 -5.2.1 调试..................................................................................................................... - 37 -5.2.2 常见故障分析..................................................................................................... - 37 - 第六章结论.................................................................................................................................. - 39 - 参考文献.......................................................................................................................................... - 40 - 谢辞.................................................................................................................................................. - 41 -第一章绪论自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)取代传统继电器控制装置以来,PLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。
第一章绪论带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。
它可以将物料在一定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。
它既可以进行碎散物料的输送,也可以进行成件物品的输送。
除进行纯粹的物料输送外,还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合,形成有节奏的流水作业运输线。
所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。
在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中,广泛应用带式输送机。
它可以用于水平运输或倾斜运输。
1.1国内外带式输送机研究状况及差距1.1.1 国外运带式输送机的研究现状国外在带式输送机动态分析研究方面开展得比较早,动态分析理论与研制的软件已基本能够满足当前带式输送机发展之需;而我国相对较晚,与国外相比还存在一定的差距,尤其是动态分析软件部分。
为了尽快弥补这一差距,赶超世界水平,有必要研究和分析当今国外带式输送机的动态分析软件。
国外动态分析软件目前,美国、法国、澳大利亚、意大利等国家在动态分析研究方面,已经达到国际领先地位。
1.1.2 国内运带式输送机技术的现状我国生产制造的上运带式输送机的品种、类型较多。
在“八五”期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,带式输送机的技术水平有了很大提高,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。
如大倾角、长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白,并对带式输送机的主要元部件进行了理论研究和产品开发,研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置,驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。
1.1.3 国内外运带式输送机的技术的差距a、大型皮带输送机的关键核心技术上的差距(1) 皮带输送机动态分析与监测技术长距离、大功率皮带输送机的技术关键是动态设计与监测,它是制约大型皮带输送机发展的核心技术。
目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范,设计中对输送带使用了很高的安全系统(一般取n=10左右),与实际情况相差很远。
第一章绪论1.1题目概述由原题目已知数据可画出系统方框图:已知技术参数和设计要求:(1)σp≤25%; t s≤0.25s;(2)速度信号V=0.5m/min时,误差e(t)≤0.05mm;1 .2旋压机电液伺服系统背景简介旋压技术是先进制造技术的重要组成部分,是局部连续塑性成形工艺,属于回转成形范畴,主要用于形成薄壁空心回转体零件。
该技术广泛应用于航空航天、火箭、导弹、兵器等军事工业和通用机械、汽车等民用工业中。
旋压机的仿形系统对旋压加工产品的质量及加工精度的影响至关重要。
大型立式强力旋压机采用的是电液仿形技术,其液压系统包含了旋轮座纵向和横向液压系统、辅助系统等主要系统。
旋轮座横向电液伺服系统和纵向电液伺服系统组成了旋轮座仿形系统,该系统利用电液比例伺服阀控制液压油缸活塞杆的位移量,并通过按加工精度要求输入预定变化规律的控制信号来实现对位移量的精确控制,从而达到所要求的加工精度。
采用电液比例伺服控制技术不仅改善了系统的控制性能,而且大大简化了液压系统,降低了费用,同时还提高了系统的可靠性。
旋压技术,也叫金属旋压成形技术,是通过旋转使工件受力点由点到线由线到面,同时在某个方向给予一定的压力使金属材料沿着这一方向变形和流动而成形为某一形状的技术。
旋压成形过程是将金属板料或空心零件的毛坯固定在旋压机的芯模上,在毛坯随机床转动同时,用旋轮将毛坯逐点压下,使其形状或者壁厚发生局部连续塑性变形,从而制成所需的产品的成形过程。
可以生产更接近最终形状(净性)的金属零件。
这里,金属材料必须具有塑性变形或流动性能,旋压成形也不等同于塑性变形,它是集塑性变形和流动变形的复杂过程,特别需要指出的是,我们所说的旋压成形技术不是单一的强力旋压或普通旋压,它是两者的结合。
强力旋压用于各种筒、锥体异形体的旋压成型壳体的加工技术,是一种比较老的成熟的方法和工艺,也叫滚压法。
旋压是综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环压、横轧和滚压等工艺特点的少无切削加工的先进工艺。
课程设计项目成绩评定表设计项目成绩评定表课程设计报告书目录设计报告书目录一、设计目的 (1)二、设计思路 (1)三、设计过程 (1)3.1PLC 输入 / 输出端子接线图 ....................................................................... 1 3.2 程序设计 ..................................................................................................... 3 3.3皮带传输机控制原理 .................................................................................. 4四、系统调试与结果 ............................................................................................. 5 4.1 系统调试 ..................................................................................................... 5 4.2 调试结果 (5)五、主要元器件与设备 (7)六、课程设计体会与建议 (7)七、参考文献 (8)附录 (9)一、设计目的1.熟悉步进顺控指令的编程方法;2.掌握选择性流程程序的编制;3.掌握皮带运输机的程序设计及其外部接线。
二、设计思路1、设计急停电路。
2、设计可选择的启动电路。
3、进行电路整合。
4、各个分路进行仿真调试。
三、设计过程3.1PLC 输入 / 输出端子接线图仓信号信号图 1皮带运输机的动作示意图在建材、化工、机械、冶金、矿山等工业生产中广泛使用皮带运输系统运送原料或物品。
基于PLC的压力控制系统设计与应用目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1。
1 课题概述 (1)1.1。
1 课题来源及研究意义 (1)1.1.2 设计内容及要求 (1)1。
2 PLC可编程逻辑控制器 (1)1。
2。
1 PLC可编程逻辑控制器介绍 (1)1.2。
2 PLC控制在国内外的发展与应用 (2)1.2。
3 PLC控制器的发展趋势 (2)1。
3 论文组织结构 (3)第二章系统总体设计方案 (4)2。
1 系统总体设计方案 (4)2。
1。
1 系统的结构 (4)2。
1。
2 控制方式介绍 (5)2.2 系统硬件设计方案 (5)2。
3 系统软件设计方案 (6)2。
3。
1 数字滤波方式的设计 (6)2.3。
2 PID控制算法设计 (7)第三章系统硬件设计的实现 (9)3。
1系统硬件选型 (9)3。
1.1 压力对象装置选型 (9)3。
1.2 PLC控制器选型 (10)3。
2系统硬件的连接与通讯 (12)3。
2.1 PLC与压力对象装置的连接 (12)3。
2.2 PLC与PC计算机间的连接与通讯 (12)第四章系统软件设计的实现 (14)4.1 PLC控制程序 (14)4。
1.1 STEP 7软件介绍 (14)4.1。
2 PLC硬件组态 (14)4.1.3 PLC控制程序的实现 (15)4.2 上位机实时监控程序 (21)4。
2。
1 WinCC组态软件介绍 (21)4.2。
2 实时监控程序的实现 (22)第五章系统投运与调试 (28)5。
1 系统运行方法 (28)5。
2 系统的调试 (28)5.2。
1 硬件间的通讯状态的诊断 (28)5。
2.2 PID参数的整定 (29)5.2.3 调试过程中的问题及其解决办法 (39)第六章总结与展望 (41)6。
1 课题研究总结 (41)6.2 后续工作展望 (42)结束语............................................. 错误!未定义书签。
江苏财经职业技术学院综合毕业设计标题:基于PLC的压入机控制系统设计系别:机械电子与信息工程学院专业: 11111111111学号: 1222222222姓名: 1111111111指导教师: 111111111112015 年5月28日摘要伴随着科技的不断创新和社会生产能效的不断进步,社会对于产品的要求也越来越发杂。
产品的复杂性对生产上的技术精准度也更加严格。
多样性的产品使产品的加工环境也极为复杂。
复杂的现场操作环境,有些人是无法适应的。
所以在现代化的生产实践中。
用机械去取代人力,自动化的生产方式更加适应当前的生产方式。
压入机是通过现代控制理论以及工业生产自动化的实践相结合生产的自动设备。
压入机可以代替人力去完成机械的压入动作,从而避免人在恶劣的生产环境下去进行生产操作。
本篇论文主要研究的是通过PLC来控制压入机的一个程序设计系统。
压入机的系统构成是由供应电源、感应装置、可编程控制器、驱动装置和传动装置构成。
系统的主要工作原理是供应电源供电,外部的感应装置感应外部信号将信号传送到PLC中,PLC再综合收到的外部信号进行判断进行置位和复位动作,对驱动装置进行信号输出驱动,再通过传动装置带动压入机的运转,继而完成整个压入的完整动作。
关键词:PLC;压入;控制目录摘要 0目录 (1)引言 (2)1 可编程控制器(PLC)的概述 (2)1.1 可编程控制器 (2)1.2 PLC的组成和工作原理 (3)1.2.2 PLC工作原理 (5)1.3 PLC的发展趋势和现状 (6)1.3.1 PLC的发展趋势 (6)1.3.2 PLC的发展状况 (7)1.4 PLC的分类 (7)1.4.1 功能分类 (7)1.4.2 结构分类 (8)1.4.3 I/O分类 (8)1.5 PLC选型 (8)1.5.1 选型依据 (8)2 压入机的简述 (9)2.1 压入机的主要运用方面 (10)2.2 压入机的结构原理 (10)2.3 压入机应用的意义 (11)3 基于PLC的压入机控制系统设计 (11)3.1 基于PLC压入系统的概述 (11)3.2 基于PLC压入系统的控制要求 (11)3.2.1 仿真GX-Works2 (15)3.2.2 GX-works2模拟运行 (16)结束语 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (25)基于PLC的压入机控制系统设计引言可编程序控制器( PLC)是在逻辑电路开关的基础上,综合运用计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来,用来取代传统继电器的一种新型的工业控制装置。
1 绪论1.1 课题背景及研究意义1.1.1 钣制旋压皮带轮的特点(1)重量轻(2)材料密度和壁厚均匀(3)旋压用工具和模具的费用低(4)节能、节料、成本低(5)无环境污染1.1.2 钣制旋压皮带轮的应用及前景(1)钣制旋压皮带轮生产中的技术问题我国钣制旋压皮带轮的应用是从引进轿车和发动机国产化开始的。
从目前的生产企业应用情况看,单槽轮、双槽轮、劈开轮许多生产厂家的技术已经成熟。
(2)钣制旋压带轮的应用问题从现代汽车工业发展的现状看,旋压带轮的优越性和前景是非常广阔的,但同时也应看到一些问题。
从技术上,除引进技术直接应用较好外,国内钣制旋压带轮在应用上无法实现衔接。
国内市场上许多改型的汽车电机轮、风扇轮等仍沿用铸铁轮,产品改型需要相当的认识过程,为此替代是个相当长的过程;从材料上,由于钣制旋压带轮使用材料为08Al、08F,该材料价格高,和铸铁带轮的比价不合理,市场竞争力弱;从应用上,许多企业在进行技术改造时,只考虑经济效益不注重技术效益,造成应用上的人为阻碍,为推广应用造成不利影响。
(3)钣制旋压皮带轮的应用前景以汽车工业为例,现在每个家庭差不多拥有一部汽车,其社会需求总量相当可观。
钣制旋压皮带轮从节能、节材、少加工、少切削上看,属于节约能源类产品,并且无污染,是可持续发展的一种优化产品。
所以,无论从技术上,还是从其所应用的前景上我们都应该加快对其的研究,缩小国内外的差距。
1.2 继电器控制系统与PLC控制系统1.2.1 继电器控制系统与PLC控制系统的联系与区别继电器控制系统与PLC控制系统的联系是:两种方法基本上都可以实现同一种功能。
它们的运用都需要“门电路”的知识。
门电路就是“与门”、“非门”、“或门”之类的知识。
还有一种联系是,采用PLC控制,往往在采集输入信号时,可能需要用到继电器。
在输出控制信号时,还要用继电器做“功率放大”,要实现什么样的控制,是被控制的对象和你自动控制的目的所决定的,与采用什么手无关。
继电器控制系统与PLC控制系统的区别是:实现控制逻辑所用的硬件不同,继电器控制系统,其逻辑功能由传统的继电器来完成的,比如控制时间,就有相应的时间继电器。
继电器的动作一般与电磁有关。
PLC是可编程控制器,它是基于各种“门电路”的一种集成式的控制器。
其工作状况与计算机更接近些。
对于已经接好的线路,可以通过改变PLC的程序来改变控制逻辑和参数,具有更灵活的运用方式。
另一个差别是,继电器控制系统适用于简单一些的逻辑控制,而PLC可以实现更复杂的逻辑控制。
继电接触器控制的缺点:如果机床电控系统采用继电接触器控制,由于使用了大量的机械触点,导致设备的响应速度慢、可靠性差、故障率高、接线复杂、不便于调整和维修,加工产品的质量无法得到可靠保证。
继电器控制系统与PLC控制系统的区别是:实现控制逻辑所用的硬件不同,继电器控制系统,其逻辑功能由传统的继电器来完成的,比如控制时间,就有相应的时间继电器。
继电器的动作一般与电磁有关。
PLC是可编程控制器,它是基于各种“门电路”的一种集成式的控制器。
其工作状况与计算机更接近些。
对于已经接好的线路,可以通过改变PLC的程序来改变控制逻辑和参数,具有更灵活的运用方式。
另一个差别是,继电器控制系统适用于简单一些的逻辑控制,而PLC可以实现更复杂的逻辑控制。
继电接触器控制的缺点:如果机床电控系统采用继电接触器控制,由于使用了大量的机械触点,导致设备的响应速度慢、可靠性差、故障率高、接线复杂、不便于调整和维修,加工产品的质量无法得到可靠保证。
继电器控制系统与PLC控制系统的区别是:实现控制逻辑所用的硬件不同,继电器控制系统,其逻辑功能由传统的继电器来完成的,比如控制时间,就有相应的时间继电器。
继电器的动作一般与电磁有关。
PLC是可编程控制器,它是基于各种“门电路”的一种集成式的控制器。
其工作状况与计算机更接近些。
对于已经接好的线路,可以通过改变PLC的程序来改变控制逻辑和参数,具有更灵活的运用方式。
另一个差别是,继电器控制系统适用于简单一些的逻辑控制,而PLC可以实现更复杂的逻辑控制。
继电接触器控制的缺点:如果机床电控系统采用继电接触器控制,由于使用了大量的机械触点,导致设备的响应速度慢、可靠性差、故障率高、接线复杂、不便于调整和维修,加工产品的质量无法得到可靠保证。
1.2.2 PLC控制的优点(1)可靠性高,抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。
PLC由于采用现代大规模集成电路技术,严格的生产工艺制造,内部电路采用了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。
(2)配备齐全,功能完善,适用性强PLC发展到今天,已经形成了大,中,小各种规模的系列化产品,可以用于各种规模的工业控制场合。
除了逻辑处理功能外,现代PLC大多具有完善的数据处理运算能力,可以用于各种数字控制领域,。
(3)系统设计周期短,维护方便,改造容易PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大地减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计周期大大缩短,同时维护也变得容易起来.更重要的是使同一设备经过改变程序来改变生产过程成为可能.因此很适合多品种、小批量的生产场合.(4)体积小,重量轻,能耗低以超小型PLC为例,其新近产品的品种底部迟寸小于100mm2,重量小于150g,功耗仅数瓦。
由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
1.3 方案的确定钣制带轮旋压机的控制系统采用的PLC与液压系统相结合来控制的。
液压系统是本机的进给系统,它由液压电机和电磁阀来控制机器的运转。
液压系统由液压泵来供油。
本次设计采用双泵供油这大大缓解了电力系统的压力。
旋压机采用是日本三菱公司的FX2N型可编程控制器实现自动控制。
编程方法选用步进顺控的方法,这种编程方法很容易被初学者接受和掌握,对于有经验的工程师,也会提高设计效率,程序的调试、修改和阅读也很容易,使用方便,程序也较短,在顺序控制设计中应优先考虑,该法在工业自动化控制中应用较多。
2 液压系统设计2.1 液压系统的工况分析钣制带轮旋压机是满足汽车工业的需要所研制的专业设备,带轮旋压机由三相异步电机拖动。
其加工工艺流程如图2-1所示,进给系统采用液压,由液压电机和电磁阀控制整个工作过程。
图2-1 带轮加工工艺流程图2.2 液压回路的选择拟定液压系统的原理是整个设计中比较重要的步骤,它对系统性能以及设计方案经济性和合理性具有决定性的影响。
其一般方法是根据工作和性能的要求先分别选择和拟定基本回路。
然后将回路组合成完整的系统。
最后将此系统进行归纳整理。
再添加必要的辅助元件和辅助油路,使之成为完整系统。
2.2.2 液压基本回路任何液压系统都是由一些基本回路组成。
所谓液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件的组合。
按其在液压系统中的功用基本回路可分为:压力控制回路——控制整个系统或局部油路的工作压力;速度控制回路——控制和调节执行原件的速度;方向控制回路——控制执行元件运动方向的变换和锁停;多执行元件控制回路——控制几个执行元件相互间的工作循环。
(1)调压回路调压回路的功能在于调定或限制液压系统的最高工作压力,或者使执行机构在工作过程不同阶段实现多级压力变换。
一般由溢流阀来实现这个功能。
图2-2 是采用二位三通电磁换向阀阀控制先导型溢流阀的卸载回路。
当先导型溢流阀3的遥控口通过二位三通电磁换向阀阀5接通油箱时,泵输出的油液以很低的压力经溢流阀回油箱,实现卸载。
本次设计采用的是在液压系统中选择两个溢流阀,分别安装在两个进油油路上,以之来调定系统的压力,来保持系统或回路中的压力稳定。
图2-2先导型溢流阀的卸载回路(2)调速回路将调速阀和单向阀并联组成单向调速阀18(见图2-3)串联在液压泵和液压图2-3定量泵节流调速回路缸之间,用它来控制液压缸的排油流量达到调速的目的。
图中的10为精过滤器它的主要作用是过滤油路中的杂质。
(3)换向回路采用二位四通、三位四通换向阀都可以使执行元件换向。
二位阀只能执行元件正、反向运动,而三位阀有中位,不同中位滑阀机能可使系统获得不同性能。
见图2-4本次设计使用三位四通电磁换向阀,其结构简单,使用维护方便。
它的作用是控制液压缸的方向。
是用来控制和改变液压系统中液流方向的。
2-4换向回路2.3 回路方式的选择液压系统按油液的循环方式不同,有开放式系统和闭式系统两种。
开式系统即从执行元件排出来的油回油箱,冷却后在进入液压泵的进口,其结构简单;闭式系统即工作液体在油管中闭式循环,其结构紧凑,空气不容易进入系统,传动较为平稳。
本次设计中由于系统比较简单,所以选择开式系统2.4 拟定液压系统原理图将上述所选定的液压回路进行组合,并根据要求做必要的修改和补充。
组成如图2-5所示的液压系统图。
图2-5旋压机的要求的是直线运动,并且是双向工作进给,应选用双活塞杆液压缸,本次设计选用了五个液压缸进行工作。
中小型液压设备,一般选用定量泵节流调速。
此设备对速度的稳定要求较高,则选用调速阀的节流调速。
2.4.3 液压系统及其工作原理图2-5所示为旋压机的液压系统原理图该系统的五个执行器均为双杆活塞液压缸(其中缸C1和C2驱动两预成型轮,缸C3和C4驱动两校形轮,缸C5驱动尾架)。
油源为两定量泵(叶片泵)1和2,工作压力分别由先导式溢流阀3、4调定,系统可通过二位三通电磁换向阀5、6控制升压和卸荷;液压缸C1~C5的运动方向分别由三位四通电磁换向阀12~16控制,各缸的运动速度分别由个液压缸回油路上设置的单向调速阀17~21调节。
两泵的合流由二位四通电磁换向阀7控制。
系统中的各换向阀的电磁铁通断信号由设置在各液压缸行程上的电气行程开关发出。
系统的工作循环如下。
电磁铁1YA,2YA,13YA通电,压力油进入液压缸C5大腔驱动尾架进给,定位夹紧毛坯后,行程开关SQ1发信,主轴带动坯料旋转,同时电磁铁4YA、9YA通电,压力油进入液压缸C1和C2大腔(小腔分别经17和19中的调速阀及换向阀12和14向油箱排由),带动两预成型轮进给,进给速度分别由阀17和阀19中的调速阀开度决定;预成型旋压后行程开关SQ2,SQ3发信,电磁铁4YA、9YA断电,5YA,8YA通电,压力油进入液压缸C3和C4大腔(小腔分别经阀20和阀18中的调速阀开度决定;带轮旋压成型后行程开关SQ5、SQ6发信,电磁铁6YA、11YA、13YA同时断电,7YA、10YA、12YA同时通电,压力油进入液压缸C3和C4及C5小腔带动两校形轮及尾顶快速返回,从而完成一个带轮的旋压成型过程,整个过程由可编程控制器(PLC)自动控制完成。
2.5 液压元件的选用[8]2.5.1 液压缸的选用及参数计算参考同类型组合机床,初定液压缸的工作压力为P S = 4MPa 液压缸的最高工作压力Pmax = 0.9 Ps 工作负载压力F = 30000N 初选背压Pb = 0.8MPa快进快退速度为V = 0.885m/min液压活塞缸作用面积A = F/Pmax – Pb = 30000N/4MPa×0.9– 0.8MPa = 107cm2 (8-1)取 D = 0.5d 速度比为 1.33双活塞液压缸直径由 A = π(D2–d2)/4 得107cm2 = π(D2 - 1/4D2)D = 13.48cm按GB/T2384-1993将所算的D与d值分别圆整到相近的标准直径,以便采用标准的密封装置。