剪板机液压系统的设计

Qq：2540760825 毕业设计开题报告
题目名称：自动控制液压板料剪切机设计
—液压系统和泵站设计、控制系统设计
院系名称：机电学院
班级：机自
学号： 200
学生姓名：陈
指导教师：
年04月
说明：
1.本报告前4项内容由承担毕业论文(设计)课题任务的学生独立撰写；
2.本报告必须在第八学期开学两周内交指导教师审阅并提出修改意见；
3.学生须在小组内进行报告，并进行讨论；
4.本报告作为指导教师、毕业论文(设计)指导小组审查学生能否承担该毕业设计(论文)课题
和是否按时完成进度的检查依据，并接受学校的抽查。

高线液压剪刀设备液压系统设计摘要：高线液压剪刀设备是钢企用于修剪盘条头、尾部的半自动化设备。

为此介绍了某型号的液压控制的半自动高线修剪及液压驱动系统的设计方案，该方案利用液压作为驱动力，通过脚踏开关控制泵的启停控制增压缸动作，使得该系统可以输出超高压力供修剪刀头动作。

关键词：高线液压剪刀设备；半自动；液压控制；液压设计；增压缸；修剪刀头1 引言高线液压剪刀设备适用于钢企修剪断盘材力学性能不合格的头、尾部分。

随着钢企高效、节能、环保的全面发展，高线液压剪刀设备在钢企中也越来越关键。

本文简单介绍了高线液压剪刀设备的液压控制系统，本液压系统针对高线液压剪刀设备的功能要求，采取液压传动，具有高效节能、维护简单、成本低廉、运行平稳可靠等特点。

2 液压系统的基本要求高线液压剪刀设备主要由增压缸、修剪刀头、液压系统与电气系统等部分组成。

本系统除修剪刀头的收回动作外，所有动作都依靠所属的液压系统驱动各液压缸完成。

在高线液压剪刀设备的工作过程中，只需本液压系统向修剪刀头提供超高的压力推到刀片前进进而剪断盘材。

修剪刀头刀片的缩回动作属弹簧提供动力，刀片的伸出要依靠液压系统的提供动力驱动完成。

高线液压剪刀设备的工作流程是：当操作人员将盘条放进修剪刀头的动刀片与静刀片之间后，增压缸低压腔活塞缸向高压腔运动进而通过管路向修剪刀头提供动力，并逐步建立超高压力使得动刀片伸出剪断盘条。

3 液压系统的设计根据高线液压剪刀设备的功能要求和满足钢企的盘材生产工艺要求，该高线液压剪刀设备的液压系统由单个增压缸组成。

3.1 工艺参数高线液压剪刀设备已知要求见表1表1高线液压剪刀设备已知要求修剪刀头工艺数，修剪刀头见图11为高压供油管；2为动刀片；3为刀片复位弹簧；4为修剪刀头无杆腔。

图1修剪刀头修剪刀桶活塞杆直径；修剪刀桶活塞杆面积修剪刀头剪容腔修剪刀头速度执行元件设计工艺参数见表2表2执行元件设计工艺参数最大行程/mm.s增压缸设计说明，增压缸见图21为低压腔油管；2为增压缸油管，用于使修剪刀动刀片顺利缩回；5为高压腔油管，用于连接高压溢流阀，保护系统，同时也可以调节出压力；3为补油回路连接管，确保高压腔与修剪刀之间充满油液；4为高压腔与修剪刀头连接管。

第一章剪切机的液压系统设计 (2)1.1 剪切机的概述 (2)1.1.1 剪切机介绍 (2)1.1.2 剪切机的结构和原理 (2)1.2 剪切机的工作过程 (2)第二章剪切机的PLC的程序设计 (3)2.1 PLC的特点及应用 (3)2.1.1 PLC的概述 (3)2.1.2 PLC的特点 (3)2.2 PLC的选择 (4)2.3 PLC的系统设计 (5)2.3.1 PLC的硬件设计 (5)2.3.2 PLC的软件设计 (6)2.3.3剪切机液压系统工作原理说明 (7)第三章液压系统的相关注意事项 (10)第四章液压缸和油箱的设计描述 (10)4.1 液压缸的描述 (10)4.2 油箱的描述 (11)参考文献 (12)第一章剪切机的液压系统设计1.1 剪切机的概述1.1.1 剪切机介绍剪切机是机床的一种，它采用液压驱动，安全性能可靠，操作方便。

剪切机工作刀口长度：400mm、600mm、700mm、800mm、1000mm、1200mm；剪切力从63吨至400吨八个等级，适合不同规模不同要求用户。

安装不须底脚螺丝，无电源的地方可用柴油机作动力。

剪切机适用于金属回收加工厂、报废汽车拆解场、冶炼铸造行业，对各种形状的型钢及各种金属材料进行冷态剪断、压制翻边，以及粉末状制品、塑料、玻璃钢、绝缘材料、橡胶的压制成型。

1.1.2 剪切机的结构和原理本文设计的剪切机是采用液压传动原理，传送带送料、压块定位夹紧、剪刀下落，通过主副油缸活塞协调往复运输完成压块夹紧和剪刀下落回程的新型设备。

该机具有结构合理、噪音小、性能稳定、剪切准确、操作简便、速度可调、效率较高等特点，是一种适应于各种形状钢剪切的先进设备。

剪切机由5个主要部分组成，即传送机构、油缸、液压站和电气控制系统。

由液压站供给的压力油传动主副油缸活塞作协调往复运动，完成压块和剪刀的往返动作。

1.2 剪切机的工作过程剪切机是由送料装置和剪切装置组成，主要工作过程是靠液压油带动液压马达转动再通过轴带动传送带传送来完成送料的。

基于FluidSIM-H的剪板机液压系统设计及控制摘要: 利用FluidSIM-H软件对液压剪板机的油路及PLC控制进行了设计和仿真，并在PLC控制的液压实验台上进行了模拟实验。

通过仿真和实验，验证了所设计系统的可行性。

采用这种方法可让设计人员预先了解回路的动态特性，从而正确地估计回路实际运行时的工作状态，为系统的设计、分析、研究及优化方案提供支持。

Design and Control of Hydraulic System for Shears Based on FluidSIM-HGUO Lianjin1，SONG Chenyan2( 1. Dongguan Vocational and Technical College，Dongguan Guangdong 523808，China; 2. The Forty-ninth Ｒesearch Institute，China Electronics Technology Group Corporation，Haerbin Heilongjiang 150001，China) Abstract: Based on FluidSIM software，design and simulation for oil circuit and PLC control of hydraulic shears were carried out， and the PLC-controlled hydraulic test rig was used to do simulation experiment．Through simulation and experiments，the system feasi-bility was validated． Using this approach，designers can understand the dynamic characteristics of loop in advance，can correctly esti-mate the actual loop working condition． It provides assistance for system design，analysis，research and optimization solutions．Keywords: Hydraulic shears; FluidSIM simulation; PLC control剪板机用于剪切各种厚度的钢板材料，是机加工中应用较为广泛的一种剪切设备。

液压系统设计的步骤大致如下：1.明确设计要求，进行工况分析。

2.初定液压系统的主要参数。

3.拟定液压系统原理图。

4.计算和选择液压元件。

5.估算液压系统性能。

6.绘制工作图和编写技术文件。

一、工况分析本机主要用于剪切工件装配时可通过夹紧机构来剪切不同宽度的钢板。

剪切机在剪切钢板时液压缸通过做弧形摆动提供推力。

主机运动对液压系统运动的要求：剪切机在剪切钢板时要求液压装置能够实现无级调速，而且能够保证剪切运动的平稳性，并且效率要高，能够实现一定的自动化。

该机构主要有两部分组成：机械系统和液压系统。

机械机构主要起传递和支撑作用，液压系统主要提供动力，它们两者共同作用实现剪切机的功能。

本次主要做液压系统的设计。

在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。

该系统的剪切力为400T剪切负载F=400×10000=4×106N一、运动分析主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。

1.位移循环图L—t图（1）为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。

该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、运行压制、保压、泄压和快速回程五个阶段组成。

图（1）位移循环图2.速度循环图v—t(或v—L)工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。

图（2）为种液压缸的v—t图，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，速度循坏图液压缸在总行程的一大半以上以一定的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点。

v—t图速度曲线，不仅清楚地表明了液压缸的运动规律，也间接地表明了三种工况的动力特性。

二、动力分析液压缸运动循环各阶段的总负载力。

剪板机液压系统设计扬州市职业大学毕业论文（设计）论文（设计）题目：剪板机液压系统设计系别：机械工程系专业:机电一体化班级: 02机电（2）姓名:周金秋学号:指导老师:完成时间: 2005年6月毕业设计的目的毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练，这对学生即将从事的有关技术工作和未来事业的开拓都有重要的意义，其主要目的是：一、培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。

二、培养了学生正确使用技术资料，国家设计计策，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。

三、培养学生树立正确的设计思想的设计的构思和创新思维掌握工程设计的一般程序规范和方法。

四、培养学生进行调查研究面向实际，面向生产，而向工人和工程技术人员学习和基本工作态度，工作作风和工作方法。

五、是从理论到实际的一次结合。

1第一章概述一．摘要本机器用于剪切厚度为1～6mm,宽度为2500mm的钢板。

被剪切板料强度以450N/mm2为准,如需剪切其它强度的板料时,应相应减薄被剪板料的厚度。

本机器采用钢板焊接结构,液压传动,氮气缸回程,电气控制.工作平稳可靠,机器体积小,重量轻,刚性好,操作方便等优点。

调整刃口间隙迅速方便,机器设有前后挡料,后挡料采用机械传动,转数器显示数值,并能作手动微调,调节方便可靠.前挡料采用标尺计数,挡块定位,另外还设有灯光照明,便于划线剪切,通过时间继电器可任意调节上刀架的行程,以提高剪切窄板料的效率。

二．课题简介本课题来源于江苏国力锻压机床有限公司，本课题设计的对象为剪板机。

此机器用于剪切厚度为1～6mm，宽度为2500mm的钢板，被剪切板料强度以450 N/mm2为准,如需剪切其它强度的板料时,应相应减薄被剪板料的厚度。

与同类产品比较，本机器采用钢板焊接结构,液压传动,氮气缸回程,电气控制.工作平稳可靠,机器体积小,重量轻,刚性好,操作方便等优点。

专业综合实验报告板料液压剪切机系统院系名称：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：机械05-1班姓名：日期：2008年12月28日板料液压剪切机系统1.主机功能结构及原理本液压剪切机主要用于板料的剪切加工。

物料的压紧和剪切由液压缸驱动。

各工作机构行程上，布置有电器行程开关（B1~B4），通过其发信和相对应的电路实现自动控制。

剪切机进入工作状态前，物料放在送料皮带上，然后启动液压系统并升压到工作压力后，开动送料机向前输送物料，当物料送至规定的剪切长度时压下开关ST2 发信，压块由液压缸带动下降，当压紧物料时行程开关B1接通，剪刀由另一液牙缸带动下降，剪刀切断物料后，行程开关B2接通，剪刀上升到原始位置，行程开关B4接通，压块上升到指定位置B3接通，整个系统停止并卸荷。

完成一次自动工作循环。

然后自动重复上述过程，实现剪切机的工作过程自动控制。

2.液压系统图图1 剪切机液压系统原理图1—变量液压泵；2—先导式溢流阀；3—二位二通电磁换向阀；4、7—压力表及其开关；5—单向阀；6—减压阀；8、9—二位四通电磁换向阀；10—单向顺序阀；11—液控顺序阀；12—单向节流阀；13—压块液压缸；14—剪刀液压缸；15—蓄能器3.液压油路原理过程启动升压电磁铁3YA通电换向阀3（右移），其他都不动。

进油路：变量泵1→单向阀5→蓄能器。

压块下降电磁铁1YA，3YA得电，换向阀8（右位）换向阀3（右位）。

进油路：变量泵1→单向阀→减压阀6→换向阀8（右位）→液压缸13下腔。

回油路：液压缸13下腔→单向顺序阀10→换向阀8右位→油箱。

剪刀下降电磁铁1YA，2YA，3YA都得电。

进油路：变量泵1→单向阀→减压阀6→换向阀8（右位）→液压缸13下腔。

变量泵1→单向阀→换向阀9右位→液压缸14上腔。

回油路：液压缸13下腔→单向顺序阀10→换向阀8右位→油箱。

液压缸14下腔→单向节流阀12→液控顺序阀11→换向阀9右位→油箱。

剪板机液压系统设计[1]第⼀章引⾔毕业设计的⽬的毕业设计是学⽣完成本专业教学计划的最后⼀个极为重要的实践性教学环节，是使学⽣综合运⽤所学过的基本理论基本知识与基本技能去解决专业范围内的⼯程技术问题⽽进⾏的⼀次基本训练，这对学⽣即将从事的有关技术⼯作和未来事业的开拓都有重要的意义，其主要⽬的是：1、培养学⽣综合分析和解决本专业的⼀般⼯程技术问题的独⽴⼯作能⼒，拓宽和深化学⽣的知识。

2、培养了学⽣正确使⽤技术资料，国家设计计策，数据处理，编写技术⽂件等⽅⾯的⼯作能⼒。

3、培养学⽣树⽴正确的设计思想的设计的构思和创新思维掌握⼯程设计的⼀般程序规范和⽅法。

4、培养学⽣进⾏调查研究⾯向实际，⾯向⽣产，⽽向⼯⼈和⼯程技术⼈员学习和基本⼯作态度，⼯作作风和⼯作⽅法。

5、是从理论到实际的⼀次结合。

11.1课题的背景和意义剪切机是随着⼯业⾃动化进程的深⼊⽽得到越来越⼴泛的应⽤。

近⼆⼗年来，国内的轧钢⽣产得到了长⾜的发展，由于市场对产品不断提出新的要求，⽣产⼚对各种剪切机的要求也在不断的变化。

在钢板弹簧的⽣产⼯艺中，钢板剪切下料是关键⼯序之⼀，因此，下料机是其重要的板簧设备。

过去的下料设备⼀般采⽤圆棒剪切机、机械鳄鱼剪床等，都是采⽤⽪带轮、齿轮传动，噪⾳⼤，占地⾯积⼤，节拍固定，灵活性差。

因此，需要开发⼀种新形式的液压剪床，以适应国内外市场的需求。

精密加⼯是现代机械加⼯发展的⽅向之⼀，它对⽑坯的体积（重量）误差，断⾯形状及其他⼏何参数提出越来越⾼的要求，⽽现在的下料⽅法普遍存在能耗⾼、效率低、材料消耗⼤和下料质量差等问题。

板料⾼速剪切机是⼀种新型的剪切下料设备，它采⽤液压系统驱动，实现⾼速剪切；板料⾼速剪切机的液压系统，是保证板料⾼速剪切机实现动作循环和决定其性能优劣的核⼼环节。

板料⾼速剪切机要求液压系统⼯作可靠、响应灵敏度⾼，具有⼴阔的市场前景。

因此，针对旧式剪切机的上述缺点，展开对液压系统剪切机的研究是符合市场需要的1.2剪切机的发展及现状1.2.1剪切机的分类剪切机的种类很多。

目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 板料折弯冲剪机发展概况 (1)1.3 本课题研究的意义、目的及内容 (2)1.4 所属领域的发展状况 (3)2 设计过程 (4)2.1 确定对液压系统的工作要求 (4)2.2 拟定液压系统工作原理图 (4)2.2.1 板料折弯冲剪机液压系统原理图 (4)2.2.2 板料折弯冲剪机各机构动作执行及回油路分析 (6)3 进行工况分析 (8)3.1 载荷的组成 (8)3.2 惯性阻力的计算 (8)3.3 各机构的负载计算 (9)3.3.1 推料机构的负载计算 (9)3.3.2 顶压板料机构的负载计算 (9)3.3.3 折弯机构的负载计算 (9)3.3.4 冲剪机构负载计算 (9)3.4 速度 (10)3.5 绘制负载与速度图 (10)3.5.1 负载﹙F﹚与时间﹙T﹚的关系图 (10)3.5.2 速度﹙V﹚与时间﹙T﹚的关系图 (12)3.6 绘制液压系统的工况图 (14)4 确定系统的主要参数 (16)4.1 确定工作压力和背压力 (16)4.2 推料机构液压缸的参数计算 (16)4.2.1 推料机构液压缸的内径1D的计算 (16)4.2.2 推料缸活塞杆直径1d的计算 (17)4.3 夹紧机构液压缸的参数计算 (18)4.3.1 夹紧机构液压缸的内径2D的计算 (18)4.3.2 夹紧缸活塞杆直径2d的计算 (19)4.4 折弯机构液压缸的参数 (20)4.4.1 折弯机构液压缸的内径3D的计算 (20)4.4.2折弯缸活塞杆直径3d的计算 (20)4.5 冲剪机构液压缸的参数计算 (21)4.5.1 冲剪机构液压缸的内径4D的计算 (21)4.5.2 冲剪缸活塞杆直径4d的计算 (22)4.6 各机构中各液压缸的外径、缸壁厚度、油口直径的计算 (23)5 液压元件的选择 (25)5.1液压泵参数计算 (25)5.2 电动机的选择 (25)5.3 其他元件 (26)5.4 油管的选择 (26)5.4.1管道内径的计算 (26)5.4.2 壁厚 的计算 (26)5.5 油箱容积的确定 (27)5.6 蓄能器的选择 (28)5.7 执行元件的选择 (28)参考文献 (29)1 绪论1.1 引言传统机械切削加工方法包括车削、铣削、刨削、磨削、铿削、插削、钻削、冲削、锯切、剪切、锉削、刮削、攻丝和套扣等常用工艺，它们基本上是通过单台设备来完成一种切削加工方法。