压力机液压系统的电气控制设计word文档
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课程设计说明书
课程名称： 机床电气控制技术课程设计
设计题目： 压力机液压系统的电气控制设计
专 业： 机械设计制造及其自动化 班级： 机械0905班
学生姓名: 冯彬彬 学 号: 0912110524
指导教师: 吴吉平
湖南工业大学科技学院教务部 制
年 月 日
目 录
一、课程设计的内容与要求 ················· 3
（一）课程设计对象简介 ················· 3
（二）压力机结构及工作要求 ··············· 3
（三）液压系统及控制要求 ················ 4
（四）课程设计的任务 ·················· 5
二、电气控制电路设计 ··················· 7
（一）继电器-接触器电气控制电路的设计 ·········· 7
（二）继电器-接触器电气控制电路图分析及介绍 ······· 7
（三）选择电气元件 ··················· 11
三、压力机可编程控制器系统的设计……………………………………12
(一)可编程控制器控制系统设计的基本原则……………………… 12
（二）可编程控制器系统的设计………………………………………12
四、总结、…………………………………………………………………15
五、参考文献………………………………………………………………16
六、附图……………………………………………………………………16
一 、课程设计的内容与要求
（一） 课程设计对象简介
压力机是锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、粉末冶金、成形、打包等加工工艺中广泛应用的压力加工机械设备。液压压力机（简称液压机）是压力机的一种类型，它通过液压系统产生很大的静压力实现对工件进行挤压、校直、冷弯等加工。液压机的结构类型有单柱式、三柱式、四柱式等形式，其中以四柱式液压机最为典型，它主要由横梁、导柱、工作台、上滑块和下滑块顶出机构等部件组成，结构原理图如图1-1所示。
（二） 压力机结构及工作要求
液压机的结构类型有单柱式、三柱时、四柱式等形式，其中以四柱式液压机最为典型，它主要由横梁、导柱、工作台、上滑块和下滑块顶出机构等部件组成，结构原理图如图1-1所示。
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图 1-1 四柱液压机结构原理图
1-床身 2-工作平台 3-导柱 4-上滑块
5-上缸 6-上滑块模具 7-下滑块模具
液压机的主要运动是上滑块机构和下滑块顶出机构的运动，上滑块机构由主液压缸(上缸)驱动，顶出机构由辅助液压缸(下缸)驱动。液压机的上滑块机构通过四个导柱导向、主缸驱动，实现上滑块机构“快速下行→慢速加压→保压延时→快速回程→原位停止”的动作循环。下缸布置在工作台中间孔内，驱动下滑快顶出机构实现“向上顶出→向下退回”或“浮动压边下行→停止→顶出”的两种动作循环，如图1-2所示。液压机液压系统以压力控制为主，系统具有高压、大流量、大功率的特点。如何提高系统效率，防止系统产生液压冲击是该系统设计中需要注意的问题。
（三）液压系统工作原理及控制要求
1、3150KN通用液压系统工作原理及特点
图1为3150KN通用液压机的液压系统图。系统有两个泵，主泵1是一个高压、大流量恒功率（压力补偿）变量泵，最高工作压力由溢流阀4的远程调压阀5调压。辅助泵2是一个低压小流量定量泵，用于供应液动阀的控制油，其压力由溢流阀3调整。
该系统采用高压大流量恒功率变量泵供油和利用滑块自重充液的快速运动回快速回程 减速、加压
图 1-2 液压机的工作循环 顶出工艺
浮动压边工艺 下
缸 上
缸
停止 保压 快进
路，既符合工艺要求，又节省了能量；采用单向阀13保压及由顺序阀11和带卸载阀芯的充液阀14组成的泄压回路，结构简单，减小了由保压转换为快速回程时的液压冲击。
2、3150KN通用液压机液压系统控制要求如下：
1）系统采用高压大流量恒功率(压力补偿)柱塞变量泵供油，通过电液换向阀6、21的中位机能使主泵1空载起动，在主、辅液压缸原位停止时主泵1卸荷，利用系统工作过程中工作压力的变化来自动调节主泵1的输出流量与上缸的运动状态相适应，这样既符合液压机的工艺要求，又节省能量。
2）系统利用上滑块组件的自重实现主液压缸（上缸）快速下行，并用充液阀14补油，使快速运动回路结构简单，补油充分，且使用的元件少。
3)系统采用带缓冲装置的充液阀14、液动换向阀12和外控顺序阀11组成的泄压回路，结构简单，减小了上缸由保压转换为快速回程时的液压冲击。
4)系统采用单向阀13、14保压，并使系统卸荷的保压回路，在上缸上腔实现保压的同时实现系统卸荷，因此系统节能效率高。
5)系统采用液控单向阀9和内控顺序阀组成的平衡锁紧回路，使上缸组件在任何位置能够停止，且能够长时间保持在锁定的位置上
（四）课程设计的任务
本组最终要求合理设计继电器电气原理图，PLC电气原理图。要求上交1份设计说明书（6000字），2张图纸。
图1 3150KN通过液压机液压系统图
1—主泵 2—辅助泵 3、4、18—溢流阀 5—远程调压阀 6、21—电液换向阀
7—压力继电器 8—电磁换向阀 9—液控单向阀 10、20—背压阀 11—顺序阀
12—液控滑阀 13单向阀 14—充液阀 15—油箱 16—上缸 17—下缸
19—节流器 22—压力表
二 、电气控制电路设计
（一）继电器-接触器电气控制电路的设计
根据液压机的动作顺序及控制要求，同时又考虑了以下几个方面：
1、电气控制线路与机械配合相当紧密，因此分析中要详细了解机械结构与电气控制的关系，但机械结构相对比较复杂。
2、控制线路中设置了变速冲动控制，从而使变速顺利进行。
3、为了操作方便，采用多地控制，实现两地启、停。
4、具有完善的电气联锁，并具有短路、零压、过载及超行程限位保护环节 根据设计要求我们设计了如图2所示的继电器-接触器电气控制电路图。
（二）继电器-接触器电气控制电路图分析及介绍
表1为3150KN通用液压机的电磁铁动作顺序表
动作程序 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y
上
缸 快速下行 + +
慢速加压 +
保压
泄压回程 +
停止
下
缸 顶出 +
退回 +
压边 +
