液压传动装置电气控制系统的设计样本

天津渤海职业技术学院毕业设计说明书专业电气自动化课题名称液压传动装置电气控制系统的设计学生姓名赵蕊蕊指导老师秦立芳杨利电气工程系２００9年3月内容摘要液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。

液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动而进行能量传递的一种传动方式。

由于液压执行结构尺寸小，反应速度快，调节性能好，传递的力和扭矩较大，操纵、控制、调节比较方便，容易实现功率放大和过载保护，因此被广泛应用于机械制造、冶金、工程机械、农业、汽车、航空、船舶、轻纺等行业。

近年来，又被应用于太空跟踪系统，海浪模拟装置，宇航环境模拟火箭发射助飞装置。

在机械加工中，例如组合机床加工长孔，为满足其技术要求并达到相应的自动化水平，加工前，应按工艺工程进行可行性模拟加工试验。

本方案即为满足液压试验装置设计电气控制和自动控制。

本课题属于典型的机电技术结合项目，通过对课题的设计，研究和制作过程可达到综合利用自动化专业理论知识，提高专业综合操作技能，提高分析、组织能力，拓展学科领域的目的，并为机械加工生产技术改革提供试验操作平台。

常用词；液压装置、电器控制、PLC可编程控制器致谢：在本次毕业设计过程中得到了众多老师的帮助，在此表示忠心的感谢!同时也感谢这三年来在学习和生活上给予帮助的所有老师!目录第1章设计对象及基本要求 (4)1.1 设计对象1.2 基本要求1.3 技术要求第2章电气线路的设计 (5)2.1 线路设计的基本原理2.2 绘制原理图2.3 元器件的选择2.4 元器件的分布图第3章柜体内电气线路的安全 (11)第4章电气控制柜的通电试验 (15)4.1 通电前的检查4.2 电气控制柜的调试第5章按给定实验项目进行的调试 (15)5.1 用PLC可编程控制项目进行编程设计第6章使用说明书 (18)第7章结果分析 (18)参考文献 (19)第一章设计对象及基本要求1.1 设计对象如下图所示装置为液压传动实验装置，要求按照实验装置的功能要求设计一个电气控制系统。

摘要四柱液压机由主机及控制机构两大部分组成。

液压机主机部分包括液压缸、横梁、立柱及充液装置等。

动力机构由油箱、高压泵、控制系统、电动机、压力阀、方向阀等组成。

液压机采用PLC控制系统，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。

该系列液压机具有独立的动力机构和电气系统，并采用按钮集中控制，可实现手动和自动两种操作方式。

该液压机结构紧凑，动作灵敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，压力和行程可在规定的范围内任意调节，操作简单。

在本设计中，通过查阅大量文献资料，设计了液压缸的尺寸，拟订了液压原理图。

按压力和流量的大小选择了液压泵，电动机，控制阀，过滤器等液压元件和辅助元件。

关键词：四柱；液压机；PLC联系QQ：598120552有全套资料含CAD图纸目录第1章绪论 (4)1.1概述 (4)1.2发展趋势 (6)第2章液压机本体结构设计 (8)2.1 液压机基本技术参数 (8)2.2 液压缸的基本结构设计 (9)2.2.1 液压缸的类型 (9)2.2.2 钢筒的连接结构 (9)2.2.3 缸口部分结构 (9)2.2.4 缸底结构 (9)2.2.5 油缸放气装置 (10)2.2.6 缓冲装置 (11)2.3 缸体结构的基本参数确定 (11)2.3.1 主缸参数 (11)2.3.2 各缸动作时的流量： (12)2.3.3 上缸的设计计算 (14)2.3.4 下缸的设计计算： ......................................................... 错误！未定义书签。

2.4 确定快速空程的供液方式、油泵规格和电动机功率 ............ 错误！未定义书签。

2.4.1 快速空程时的供油方式 ................................................. 错误！未定义书签。

2.4.2 确定液压泵流量和规格型号 ......................................... 错误！未定义书签。

前言挖掘机作为一种多功能机械产品，当前被广泛应用于水利工程，交通运送，电力工程和矿山采掘等机械施工中。

它能在减轻繁重体力劳动，保证工程质量，加快工程建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要作用。

近年从国内状况来看，国内挖土机市场90%被外国独资或合资公司垄断，国内挖土机行业整体发展水平较国外缓慢，在挖土机液压系统方面理论还相对国外比较薄弱。

国内大某些挖土机公司在挖土机液压系统老式技术方面研究具备一定基本，但由于采用老式液压系统挖土机产品在性能、质量、作业效率、可靠性等方面均较差，因而采用老式液压系统挖土机在国内市场上基本失去了竞争力。

液压系统是挖土机核心某些，通过挖土机液压系统设计计算优化能有效提高挖土机性能，本挖土机具备工作可靠、构造简朴、性能好、成本低、效率高等特点。

国内是一种发展中华人民共和国家，在辽阔国土上正在进行大规模经济建设，这就需要大量土石方施工机械为其服务，而液压挖掘机是最重要一类土石方施工机械。

因而，可以必定液压挖掘机发展空间很大。

可以预见，随着国家经济建设不断发展，液压挖掘机需求量将逐年大幅度增长。

此后几年国内液压挖掘机行业将会有一种很大发展，液压挖掘机年产量将会以高于20％速度增长。

本设计依照给定工作规定进行工况分析，以拟定系统重要参数，对液压系统基本回路方案进行分析，拟订液压系统原理图；选取液压元件并进行液压系统性能验算，最后完毕工作图，编制技术文献。

但愿本设计能为从事液压工作人员献上微薄之力！摘要液压挖掘机是工程机械一种重要品种，是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程土方机械。

液压挖掘机运用液压元件（液压泵、液压马达、液压缸等）带动各种构件动作，具备许多长处。

它对液压系统设计提出很高规定，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂。

因而，对挖掘机液压系统分析设计对推动国内挖掘机发展具备十分重要意义。

在收集了国内外挖掘机液压系统有关资料基本上，理解了挖掘机液压系统发展历史，并对挖掘机液压系统技术发展动态进行了分析总结。

试论基于PLC的液压传动组合机床电气控制系统设计方法在我国生产当中，组合机床是较为核心的机械设备，详细通过相应的专用部件和通用部件将加工工件的专用机床完成。

由于生产传动组合机床要依据特有的生产工序完成，所以应用自动化掌握系统能够进行主要的掌握管理，以此来将劳动效率提升。

然而PLC是拥有优质性能的掌握装置，具备着较强的抗干扰性和牢靠性，同时具备着较为完善的技术，广泛的应用在了不同的工业生产范畴中。

本文基于PLC 的液压传动组合机床电气掌握系统设计方法为基本点，进行具体的分析。

PLC掌握系统的设计原则1.1.进展性原则由于飞速的工业进展模式，要不断的更新工业生产工艺技术和生产设备。

所以在设计的过程中有必要充分的探究扩展力度，以此来确保与工业进展需求相符的设计。

1.2.经济性原则经济性所指的是PLC掌握系统肯定要符合合理经济的条件，要力求满意操作管理的便利性，从而让较多的工作人员都能够清楚的了解PLC掌握系统。

1.3.牢靠性原则牢靠性所指的就是确保牢靠稳定形势的自动化掌握系统，避开由于性能的不稳定而造成的进度特别。

1.4.完整性原则完整性也就是在较大的限度上确保生产机械的整体性条件下开展的必要设计，PLC掌握系统需要满意于工业生产的需求，也就是工业生产针对掌握系统所提出的需求要和PLC掌握系统设计模式相符。

设计PLC掌握系统的主要步骤2.1.调试程序调试程序基本包含两大阶段，其一为模拟调试；其二为现场调试。

程序的模拟调试主要指的是，用便捷的模拟形式构成现场的实际状态，可以将程序运行放在首位而设置出肯定的环境状态。

根据现场信号的产生方式，模拟的调试包含软件模拟和硬件模拟两种方法。

2.2.应用程序的编写编写应用程序方面是能够让自动化掌握管理被PLC掌握系统实现的主要过程。

全部的掌握动作都要依据编程来开展。

所以，在编写应用程序的过程中，没有必要将编写作用在工业生产要求的条件下，要明确不同工序当中的掌握功能都可以充分的达成。

6.电液控制系统设计6.1概述电液控制系统是常用机电一体化系统之一。

它是将计算机电控和液压传动结合在一起，既发挥了计算机控制或电控制技术的灵活性，又体现了液压传动的优势，充分显示出大功率机电控制技术的优越性。

电液控制系统的种类很多，可以从不同的角度分类，而每一种分类方法都代表一定的特征：1）根据输入信号的形式和信号处理手段可人为数字控制系统、模拟控制系统、直流控制系统、电液开关控制系统。

2）根据输入信号的形式和信号处理手段可分为数字控制系统、模拟控制系统、直流控制系统、交流控制系统、振幅控制系统、相位控制系统。

3）根据被控量的物理量的名称可分为置控制系统、速度控制系统、力或压力控制系统等。

4）根据动力元件的控制方式可分为阀控系统和泵控系统。

5）根据所采用的反馈形式可分为开环控制系统、闭环系统和半闭环控制系统。

本章主要介绍电液控制系统的组成、控制元件，系统数字模型以及系统的设计。

6.2电液控制元件电液控制元件主要包括电液伺服阀、电液比例阀、电液数字阀以及由数字阀组成的电液步进缸、步进马达、步进泵等。

它胶是电液控制系统中的电-液能量转换元件，也是功率放大元件，它能够将小功率的电信号输入转换为大功率的液压能（流量与压力）或机械能的输出。

在电液控制系统中，将电气部分与液压部分连接起来，实现电液信号的转换与放大，主要有电液伺服阀、电液比例阀、电液数字阀以及各种电磁开关阀等。

电液控制阀是电液控制系统的核心，为了正确地设计和使用电液控制系统，就必须掌握不同类型电液控制阀的原理和性能。

6.2.1控制元件的驱动6.2.1.1电气—机械转换器电气—机械转换器有“力电机（马达）”、“力矩电机（马达）”以及直流伺服电动机和步进电动机等，它将输入的电信号（电流或电压）转换为力或力矩输出，去操纵阀动作，推行一个小位移。

因此，电气-机械转换器是电液控制阀中的驱动装置，其静态特性和动态特性在电液控制阀的设计和性能中都起着重要的作用。

2 液压传动的工作原理和组成液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。

液压系统运用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能, 通过液体压力能的变化来传递能量, 通过各种控制阀和管路的传递, 借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能, 从而驱动工作机构, 实现直线往复运动和回转运动。

驱动机床工作台的液压系统是由油箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成。

2.1 工作原理1)电动机驱动液压泵经滤油器从油箱中吸油, 油液被加压后,从泵的输出口输入管路。

油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸, 推动活塞而使工作台左右移动。

液压缸里的油液经换向阀和回油管排回油箱。

2)工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。

当节流阀开大时, 进入液压缸的油量增多, 工作台的移动速度增大；当节流阀关小时, 进入液压缸的油量减少, 工作台的移动速度减少。

由此可见, 速度是由油量决定的。

2.2 液压系统的基本组成1）能源装置——液压泵。

它将动力部分（电动机或其它远动机）所输出的机械能转换成液压能, 给系统提供压力油液。

2）执行装置——液压机（液压缸、液压马达）。

通过它将液压能转换成机械能, 推动负载做功。

3）控制装置——液压阀。

通过它们的控制和调节, 使液流的压力、流速和方向得以改变, 从而改变执行元件的力（或力矩）、速度和方向, 根据控制功能的不同, 液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。

压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀涉及节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀涉及单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。

根据控制方式不同, 液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。

4）辅助装置——油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些元件把系统联接起来, 以实现各种工作循环。

5）工作介质——液压油。

目录1 绪论 (1)1.1液压机现状概要 (1)2 四柱液压机总体设计 (2)2.1四柱液压机主要设计参数 (2)2.2 四柱液压机工作原理分析 (3)2.3 四柱液压机工艺方案设计 (5)2.4 四柱液压机总体布局方案设计 (5)2.5 四柱液压机零部件设计 (6)2.5.1.1 导柱设计 (6)2.5.1.2 横梁设计 (7)3 四柱液压机液压系统设计 (10)3.1 液压传动的优越性概述 (10)3.2 液压系统设计要求 (10)3.3 液压系统设计 (11)3.4 液压系统零部件设计 (25)3.5 液压站布局设计 (34)3.6 液压系统安全、稳定性验算 (35)4 四柱液压机电气系统设计 (39)4.1 电气控制概述 (39)4.2 四柱液压机电气控制方案设计 (39)4.3 四柱液压机电气控制电路设计 (40)5 四柱液压机安装调试和维护 (43)5.1 四柱液压机的安装 (43)5.2 四柱液压机的调试 (43)5.3 四柱液压机的保养维护 (43)结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)1 绪论1.1液压机现状概要液压传动技术发展到今天已经有了较为完善、成熟的理论和实践基础。

液压传动技术与传统的机械传动相比，操作方便简单，调速范围广，很容易实现直线运动并且还具有自动过载保护功能。

液压传动容易实现自动化操作，采用电液联合控制后，可以实现更高程度的自动控制以及远程遥控。

由于液压传动的工作介质是流体矿物油，有较大的沿程和局部阻力损失。

当系统的工作压力比较高时，还会产生比较大的泄漏，泄漏的矿物油将直接对环境造成污染，有时候还容易引起安全事故。

油液受温度的影响很大，因此液压油不能在很高或很低的温度条件下工作。

由于液压油的可压缩性和泄漏，液压传动不能保证恒定的传动比和很高的传动精度，这是液压传动的最大不足之处。

此外，液压传动的故障排除不如机械传动、电气传动那样容易，因而对使用和维护人员有较高的技术水平要求。