【正文】 動U = 阻力負載 靜摩擦 Ffs =? 4000=800N 動摩擦 Ffd=? 4000=400N 如果忽略切削力引起的顛覆力矩對 導軌摩擦力的影響，并設液壓缸的機械效率 ?? ，則液壓缸在各工作階段的總機械負載可以算出，見表 表 液壓缸各運動階段負載表 工況 負載組成 負載值F/N 推力mF?/ 起動 fsFF? 800 加速 )( mfd FFF ?? 563N 快進 fdFF? 400 工進 fdl FFF ?? 12400 快退 fdFF? 400 根據(jù)負載計算結(jié)果和已知的各階段的速度，可繪制出負載圖（ Fl）和速度圖（ F2） 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） I 10 圖 液壓缸主要參數(shù)的確定 表 按負載選擇執(zhí)行元件工作壓力 負載 F /N 5000 5000～ 10000 10000～ 20xx0 20xx0～ 30000 30000～ 50000 50000 壓力 p/MPa ～ 1 ～ 2 ～ 3 3～ 4 4～ 5 5～ 7 組合機床液壓系統(tǒng)的最大負載約為 14000N，初選液壓缸的設計壓力 P1=3MPa，為了滿足工作臺快速進退速度相等，并減小液壓泵的流量，這里的液壓缸課選用單桿式的，并在快進時差動連接，則液壓缸無桿腔與有桿腔的等效面積 A1 與 A2 應滿足 A1=2A2（即液壓缸內(nèi)徑 D和活塞桿直徑 d 應滿足： d=。穿越本機床及自動線中其他各機床中間底座的運輸帶完成工件的自動拔銷，向前和定位；門式夾緊機構安裝在中間底座 2 上方，由兩個同規(guī)格液壓缸 10 分別驅(qū)動兩個壓板 12 完成工件 1 和工件 2 的夾緊，松開。有液壓缸、液壓馬達等?？傊簤杭夹g在與微電子技術緊密結(jié)合后，在微型計算機或微處理機的控制下，可以進一步拓寬它的應用領域，形形式式機器人和智能元件的使用不過是它最常見的例子而已。這種組合件不但結(jié)構緊湊，工作可靠，而且簡便，也容易維護保養(yǎng)。在相同條件下，它的作用力是普通汽缸的 10 倍。液壓裝置速度調(diào)整非常簡單，只要調(diào)整流量控制閥即可輕易且可實行無級調(diào)速。液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點： (1)在相同功率下，液壓執(zhí)行元件體積小，重量輕，結(jié)構緊湊。相對于電力拖動和機械傳動而言，液壓傳動具有輸出力大，重量輕，慣性小，調(diào)速方便以及易于控制等優(yōu) 點，因而廣泛應用于工程機械，建筑機械和機床等設備上。 5 ．新材料新工藝的應用 新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂料 ， 可使液壓技術的發(fā)展有一個新的飛躍。集成化發(fā)展分為三個層次 ： 首先是單功能元件的組合向多功能元件的發(fā)展，如用于工程機械閉式泵一馬達系統(tǒng)的一 種多功能 閥，能完成單向補油、高壓溢流、旁路和壓力釋放。 此外 ，能耗控制技術 也越來越受到重視，因為這 不 僅意味著節(jié)約能源，降低損耗，而且能消除發(fā)升溫這個誘發(fā)液壓系統(tǒng)故障的根本潛因，提高統(tǒng)的工作可靠性和性能穩(wěn)定性，更重要的是它使冷卻系統(tǒng)的必要性不斷縮小 。隨著諸如工程塑料、復合材料、高強度輕合金等新材料的應用，新工藝新結(jié)構的出現(xiàn)，元、器件性能的可靠性得以大大增加 。 液壓傳動技術的發(fā)展 趨勢 液壓傳動作為一種傳動方式，由于具備功率密度高，結(jié)構小巧 ，配置靈活，組裝方便 ， 可靠 耐用等獨到的特點， 已成功地用于一切需要中等以上功率輸出，且需對運動過程進行靈活控制和調(diào)節(jié)的地方，是現(xiàn)代化傳動與控制 的關鍵技術之一 。 液壓傳動技術的廣泛研究是開始于第一次世界大戰(zhàn)之后，從 1920 年開始液壓傳動技術得到了迅速的發(fā)展，液壓傳動技術領域涌現(xiàn)了一批杰出的人才，液壓元件也逐步走入了正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。 對于液壓傳動系統(tǒng)設計，要使系統(tǒng)完成“ 夾緊缸夾緊 ? 工作臺快速接近工件 ? 工作臺進給 ? 工作臺后退 ? 夾緊缸松開 ? 原位停止 ”的工作循環(huán)。Hydraulic control。 液壓技術與現(xiàn)代社會中人們的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究活動產(chǎn)生著日益密切的關系，已成為現(xiàn)代機械設備和裝置中的基本技術構成、現(xiàn)代控制工程的基本技術要素和工業(yè)及國防自動化的重要手段，自上世紀 60 年代后，原子能技術、空間技術、計算機技術（微電子技術）等的發(fā)展又一次將液壓技術推向前進，使它發(fā)展成為包括傳動、控制、檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術，使它在國民經(jīng)濟的各方面都得到了應用。它 是中大功率機械設備實現(xiàn)自動化不可缺少的基礎技術，應用面極其廣泛。面對環(huán)保意識來越強的未來，應采取相應措施逐步解決和改以上問題。內(nèi)藏位移傳感器的液壓缸用于高精度閉環(huán)控制時，可實現(xiàn)工況監(jiān)視和傳感功能。在液壓 CAD的開發(fā)和研究方面應注意以下幾點 ：( 1 )充分利用現(xiàn)有的液壓 CAD 設計軟件，進行二次開發(fā)，建立知識庫信息系統(tǒng)，它將構成設計 — 制造 — 銷售 — 使用 — 設計的閉式循環(huán)系統(tǒng)。 總之 ， 液壓技術具有十分廣泛的應用面，它作為一種重要的工業(yè)自動化基礎件，已與微電子技術、傳感技術緊密結(jié)合，形成并發(fā)展成為包括傳動、控制、檢測、校正在內(nèi)的綜合自動化技術，其內(nèi)涵較之傳統(tǒng)的液壓技術更加豐富而完整 。 20 世紀 60 年代后，原子能技術，空間技術，計算機技術等的發(fā)展再次將液壓技術推向前進，使它發(fā)展成為包括傳動，控制，檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術，在國民經(jīng)濟的各個方面都得到了應用。 (4)易于自動化。為了能在盡可能小的空間里傳遞盡可能大功率，液壓元件的結(jié)構不斷地在向小型化發(fā)展。二， 高度的組合化，集成化和模塊化。例如，折臂式小汽車裝卸器能把小汽車吊起來，拖入集裝箱內(nèi)，按最緊湊的排列位置堆放好，最多時能裝入 8 輛。工作臺 ：重量 4000N，軸向最大工作負載為 120xxN，快進行程 100mm，速度 3500 minmm ，工進 200mm，速度 80~300 minmm ，快退 300mm，速度 6000 minmm ，加減速時間 ，工作臺為平導軌，靜、動摩擦系數(shù)分別為 ， . 2 液壓系統(tǒng)設計 液壓系統(tǒng)原理及組成 以液體作為工作介質(zhì)來進行能量 傳遞和控制的傳動形式稱為液壓傳動，與利用液體動能的液力傳動不同的是它以液體的壓力能來傳遞動力，是根據(jù) 17 世紀帕斯卡提出液體靜壓力傳動原理來實現(xiàn)的。 液壓工作介質(zhì) —— 傳遞能量的介質(zhì)，同時起著潤滑、冷卻等作用。除洗削頭的旋轉(zhuǎn)切削動力是由電動機提供外，夾具及各動力滑臺的動力均由液壓系統(tǒng)提供。 3 快速運動與換向回路 由于系統(tǒng)要求快進與快退的速度相同，因此在雙泵供油的基礎上，快進時采用液壓缸差動連接快速運動回路，快退時采用液壓缸有桿腔進油，無桿腔回油的快速運動回路。 圖 液壓系統(tǒng)原理圖 1，夾緊缸； 2，行程開關； 3，調(diào)速閥； 4，工作缸； 5，卸荷閥； 6，二位三通換向閥；7，單向加壓閥； 8，調(diào)速閥； 9，調(diào)速閥； 10，三位四通換向閥； 11，三位四通換向閥；12，液壓泵； 14，油箱； 15，單向閥 液壓系統(tǒng)中各電磁鐵的動作順序如表 所示。 4） 工作缸快退 工作缸 4 活塞至最右邊，觸動行程開關 SQ5，使電磁鐵 3YA 斷電，4YA 得電 ，此時的油液流動路線如下。 回油路：油液由 夾緊 缸左腔流出 —— 溢流節(jié)流閥 —— 調(diào)速閥 —— 換向閥 10 右路 ——油箱。 表 29 鋼管公稱通徑、外徑、壁厚、連接螺紋及推薦流量表 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） I 16 （四）油箱 查閱《液壓工程手冊》， V=ξqp， 取 ξ=3， qp=，帶入數(shù)據(jù)，得 V=， 根據(jù) JB/T79381999 規(guī)定，取標準值 V=400L。液壓缸不能在兩端用鍵或者銷定位，只能在一端定位，為的是不致阻礙它在受熱時的膨脹。 本液壓缸油口的開設， 本液壓缸的油口 開在缸筒加厚處。 膠型 圈比 O 形圈壽命長，使用速度范圍寬，所以活塞桿與缸蓋之間用 J 形圈密封，據(jù)此選擇其 d=56mm， D=60mm， L1=12mm， 符號意義，參見標準。 驗算液壓系統(tǒng)性能的目的在于判斷設計質(zhì)量，或從幾種方案中評選最佳設計方案。根據(jù)回路壓力損失估算出來的壓力閥調(diào)整壓力和回路效率，對不同方案的對比來說都具有參考價值，但在進行這些估算時，回路中的油管布置情況必須先行明確。 3 控制系統(tǒng)設計 可編程控制器的概述 可編程控制器（ programmable controller）簡稱 PC。 1969 年美國數(shù)字設備公司（ DEC）根據(jù)美國通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺可編程控制器，并在通用汽車公司的自動 裝配線上試用，取得很好的效果。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） I 21 PLC 的組成和工作原理 PLC 是微機技術和控制技術相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種以微處理器為核心的用于控制的特殊計算機，因此 PLC 的基本組成與一般的微機系統(tǒng)類似 [7]。 PLC 通過輸入單元輸入被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為 PLC 對被控制對象進行控制的一句；同時 PLC 又通過輸出單元將處理結(jié)果輸出到被控對象，以實現(xiàn)控制目的。與普通電源相比， PLC 電源的 穩(wěn)定性好、抗干擾能力強。 的特點、應用及發(fā)展趨勢 PLC 技術之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動化的客觀需要外，主要是因為它具有許多獨特的優(yōu)點。多種編程語言的并存 、互補與發(fā)展是 PLC 進步的一種趨勢。這就要求在選擇 PLC、 I/O 模塊、 I/O 點數(shù)和內(nèi)存容量時，要適當留有余量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進。當選題報告，開題報告定下來的時候，我當時便立刻著手資料的收集工作中，當時面對浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手。 這時液壓的電氣控制原理圖就能夠確定了。在我徜徉書海查找資料的日子里，面對無數(shù)書本的羅列，最難忘的是每次找到資料時的激動和興奮；親手設計電路圖的時間里，記憶最深的是每一步小小思路 實現(xiàn)時那幸福的心情；為了論文我曾趕稿到深夜，但看著親手打出的一字一句，心里滿滿的只有喜悅毫無疲憊。 在此更要感謝我的導師和專業(yè)老師，是你們的細心指導和關懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） I 28 。老師的嚴謹治學態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受啟迪。我從資料的收集中，掌握了很多 液壓傳動和液壓控制方面 的知識，讓我對我所學過的知識有所鞏固和提高，并且讓我對當今 PLC 最新發(fā)展技術有所了解。 對于參數(shù)的選定，要求能夠設計出來，并且能夠盡量的使用標準元件，從而能夠節(jié)省時間和材料。 在搜集資料的過程中，我認真準備了一個筆記本。 它的分配如下表所示： 表 數(shù)據(jù)區(qū)繼電器地址分配表 名稱 點 數(shù) 通道號 繼電器地址 功 能 輸入繼電器 160 位 000009 0000000915 能分配給外部輸入輸出端子的繼電器（沒有使用的輸入輸出繼電器可用作內(nèi)部輔助繼電器） 輸出繼電器 160 位 010019 0100001915 內(nèi)部輔助繼電器 928 位 020049 200231 020xx04915 20xx022715 程序中能自由使用的繼電器 專用繼電器 448 位 228255 2280025515 具有特定功能的繼電器 1）分配 I/O 點 根據(jù)控制要求和輸入 /輸出設備，畫出 PLC 的 I/O 端子與輸入 /輸出 設備的連接圖，如圖 31。因此，在設計 PLC 控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則： 1） 最大限度地滿足被控對象的控制要求 這是設計 PLC 控制系統(tǒng)的首要前提，也是設計中最重要的一條原則。華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） I 22 歸結(jié)起來，有如下優(yōu)點： 1） 可靠性高、抗干擾能力強 2） 編程簡單、使用方便 3） 功能完善、通用性強 4） 設計安裝簡單、維護方便 5） 體積小、重量輕、能耗低