【正文】 東北電力大學(xué)機(jī)械102班王超機(jī)電一體化導(dǎo)論論文東北電力大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電一體化導(dǎo)論論文題 目： 四柱液壓機(jī) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī)械102班 姓 名： 王 超 學(xué) 號(hào)： 1015070229 指導(dǎo)教師： 孫 麗 英 目 錄 摘要 4 引言 5 第1章 概述 ………………………………………………………………………………………7……………………………………………………………………………… 8第2章 液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 液壓機(jī)基本技術(shù)參數(shù)……………………………………………………………………9 液壓缸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………9 液壓缸的類型 9 鋼筒的連接結(jié)構(gòu) 9 缸口部分結(jié)構(gòu) 9 缸底結(jié)構(gòu) 9 油缸放氣裝置 9 緩沖裝置 9 缸體結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)確定 7 主缸參數(shù) 11 各缸動(dòng)作時(shí)的流量： 12 上缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 14 下缸的設(shè)計(jì)計(jì)算： 15 確定快速空程的供液方式、油泵規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率 21 快速空程時(shí)的供油方式 21 確定液壓泵流量和規(guī)格型號(hào) 21 泵的構(gòu)造與工作原理 22 立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 立柱設(shè)計(jì)計(jì)算 22 連結(jié)形式 24 立柱的螺母及預(yù)緊 26 立柱的導(dǎo)向裝置 26 限程套 28 底座 28 橫梁參數(shù)的確定 28 上橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 活動(dòng)橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 下橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 各橫梁參數(shù)的確定 30第3章 液壓系統(tǒng)及元件的設(shè)計(jì) 31 液壓系統(tǒng)原理 31 工作原理 31 工藝加工過程 32 管道及管接頭 33 管道 33 液壓控制閥的選擇 35 先導(dǎo)式溢流閥 35 節(jié)流閥 35 單向閥 35 電磁換向閥 35 順序閥 36 背壓閥 36第4章 控制部分 37 PLC概述………………………………………………………………………………37 控制部分設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………37參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………42摘 要四柱液壓機(jī)由主機(jī)及控制機(jī)構(gòu)兩大部分組成。液壓機(jī)主機(jī)部分包括液壓缸、橫梁、立柱及充液裝置等。動(dòng)力機(jī)構(gòu)由油箱、高壓泵、控制系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)、壓力閥、方向閥等組成。液壓機(jī)采用PLC控制系統(tǒng)，通過泵和油缸及各種液壓閥實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動(dòng)作的循環(huán)。該系列液壓機(jī)具有獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作方式。該液壓機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作靈敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，壓力和行程可在規(guī)定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，操作簡(jiǎn)單。在本設(shè)計(jì)中，通過查閱大量文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)了液壓缸的尺寸，擬訂了液壓原理圖。按壓力和流量的大小選擇了液壓泵，電動(dòng)機(jī)，控制閥，過濾器等液壓元件和輔助元件?！　?關(guān)鍵詞：四柱；液壓機(jī)；PLC引 言 本次設(shè)計(jì)的題目主要是對(duì)鋁合金材料等的加工。材料包括鋁合金、碳纖維、鋼等。設(shè)計(jì)液壓機(jī)是為了更加深刻理解液壓機(jī)在加工過程中的工作原理以及實(shí)際應(yīng)用意義。液壓機(jī)是利用液體來傳遞壓力的液壓設(shè)備。液體在密閉的容器中傳遞壓力時(shí)是遵循帕斯卡定律。液壓機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由動(dòng)力機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)和工作介質(zhì)組成。本機(jī)器采用三梁四柱結(jié)構(gòu)形式，機(jī)身由工作臺(tái)、滑塊、上橫梁、立柱、鎖母和調(diào)節(jié)螺母等組成。四柱式結(jié)構(gòu)為液壓機(jī)最常見的結(jié)構(gòu)形式之一。四柱式結(jié)構(gòu)最顯著的特點(diǎn)是工作空間寬敞、便于四面觀察和接近模具。整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性較好，但立柱需要大型圓鋼或鍛件。液壓機(jī)在一定的機(jī)械、電子系統(tǒng)內(nèi)，依靠液體介質(zhì)的靜壓力，完成能量的積壓、傳遞、放大，實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能的輕巧化、科學(xué)化、最大化。液壓機(jī)械具有重量輕、功率大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局靈活、控制方便等特點(diǎn)，速度、扭矩、功率均可做無級(jí)調(diào)節(jié)，能迅速換向和變速，調(diào)速范圍寬，快速性能好，工作平穩(wěn)、噪音小. 適用于金屬材料壓制工藝,如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可從事于校正、壓裝、砂輪成型、冷熱擠壓金屬等同樣適應(yīng)于非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、粉末冶金、絕緣材料等壓制成型，以及有關(guān)壓制方面的新工藝、新技術(shù)的試驗(yàn)研究等。已經(jīng)廣泛應(yīng)用到醫(yī)療、科技、軍事、工業(yè)、自動(dòng)化生產(chǎn)、運(yùn)輸、礦山、建筑、航空等領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)題目的要求是按照液壓系統(tǒng)規(guī)定的動(dòng)作圖表驅(qū)動(dòng)電機(jī)、選擇規(guī)定的工作方式，在發(fā)訊元件的指令下，使有關(guān)電磁鐵的動(dòng)作以完成點(diǎn)動(dòng)和半自動(dòng)循環(huán)指定的工藝動(dòng)作。設(shè)電氣控制箱，除依據(jù)機(jī)器部分的需要必須分散安裝于各處的電器元件（如：電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、接近開關(guān)、壓力繼電器）外，其它電器均集中安裝在電氣控制箱內(nèi)，操作人員只需操縱相應(yīng)的開關(guān)按扭，即可對(duì)機(jī)器進(jìn)行操作。由于繼電器接觸器控制是采用固定接線的硬件實(shí)現(xiàn)邏輯。如果生產(chǎn)任務(wù)或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，就必須重新設(shè)計(jì)，改變硬件結(jié)構(gòu)，這樣造成時(shí)間和資金的浪費(fèi)。另外，大型控制系統(tǒng)用繼電器接觸控制，使用繼電器數(shù)量多，控制系統(tǒng)體積大，耗電多，且繼電器觸點(diǎn)為機(jī)械觸點(diǎn)，工作頻率低，在頻繁動(dòng)作情況下壽命較短，造成系統(tǒng)故障，系統(tǒng)的可靠性差。而PLC控制能改善繼電器控制器上述的不足, PLC可靠性高，抗干擾能力強(qiáng),通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便,功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣,編程簡(jiǎn)單，容易掌握。體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便,減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量等特點(diǎn),所以設(shè)計(jì)時(shí)我們采用PLC能集中且較方便地制。 第1章 概述 　　本次設(shè)計(jì)的題目由我實(shí)習(xí)的公司提供，主要是對(duì)鋁合金材料等的加工。公司所生產(chǎn)的產(chǎn)品是氣瓶，材料包括鋁合金、碳纖維、鋼等。設(shè)計(jì)液壓機(jī)是為了更加深刻理解液壓機(jī)在加工過程中的工作原理以及實(shí)際應(yīng)用意義。液壓機(jī)是利用液體來傳遞壓力的液壓設(shè)備。液體在密閉的容器中傳遞壓力時(shí)是遵循帕斯卡定律。液壓機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由動(dòng)力機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)和工作介質(zhì)組成。本機(jī)器采用三梁四柱結(jié)構(gòu)形式，機(jī)身由工作臺(tái)、滑塊、上橫梁、立柱、鎖母和調(diào)節(jié)螺母等組成。四柱式結(jié)構(gòu)為液壓機(jī)最常見的結(jié)構(gòu)形式之一。四柱式結(jié)構(gòu)最顯著的特點(diǎn)是工作空間寬敞、便于四面觀察和接近模具。整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性較好，但立柱需要大型圓鋼或鍛件。液壓機(jī)在一定的機(jī)械、電子系統(tǒng)內(nèi)，依靠液體介質(zhì)的靜壓力，完成能量的積壓、傳遞、放大，實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能的輕巧化、科學(xué)化、最大化。液壓機(jī)械具有重量輕、功率大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局靈活、控制方便等特點(diǎn)，速度、扭矩、功率均可做無級(jí)調(diào)節(jié)，能迅速換向和變速，調(diào)速范圍寬，快速性能好，工作平穩(wěn)、噪音小. 適用于金屬材料壓制工藝,如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可從事于校正、壓裝、砂輪成型、冷熱擠壓金屬等同樣適應(yīng)于非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、粉末冶金、絕緣材料等壓制成型，以及有關(guān)壓制方面的新工藝、新技術(shù)的試驗(yàn)研究等。已經(jīng)廣泛應(yīng)用到醫(yī)療、科技、軍事、工業(yè)、自動(dòng)化生產(chǎn)、運(yùn)輸、礦山、建筑、航空等領(lǐng)域。 　　(1)高速化，高效化，低能耗。提高液壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本。 　　(2)機(jī)電液一體化。充分合理利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善。 　　(3)自動(dòng)化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動(dòng)化和智能化提供了充分的條件。自動(dòng)化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理的功能。 　　(4)液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止泄漏和污染。標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來方便?！　∫簤簜鲃?dòng)的基本原理：液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件(液壓缸或馬達(dá))把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動(dòng)中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動(dòng)元件相類似?！　≡谝簤簜鲃?dòng)中，液壓油缸就是一個(gè)最簡(jiǎn)單而又比較完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，分析它的工作過程，可以清楚的了解液壓傳動(dòng)的基本原理。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成　　液壓系統(tǒng)主要由：動(dòng)力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成?！　?dòng)力元件（油泵） 它的作用是把液體利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓力能；是液壓傳動(dòng)中的動(dòng)力部分?！　?zhí)行元件（油缸、液壓馬達(dá)） 它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。其中，油缸做直線運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?！　】刂圃?包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據(jù)需要無級(jí)調(diào)節(jié)液動(dòng)機(jī)的速度，并對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。　　輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件各種管接頭(擴(kuò)口式、焊接式、卡套式）、高壓球閥、快換接頭、軟管總成、測(cè)壓接