【正文】 輸出量，以與調(diào)速閥 7的流量相適應(yīng)。由于快進(jìn)是滑臺(tái)負(fù)載較小 ，系統(tǒng)工作壓力不高，因而變量液壓泵 2輸入最大流量，減壓閥 19關(guān)閉，此時(shí)進(jìn)給缸作差動(dòng)連接。 1）夾緊工件 按下啟動(dòng)按鈕，使電磁鐵換向閥的 16 的開關(guān) 5YA 通電，溢流 閥 4關(guān)閉，減壓閥 19打開，安裝并定位工件。這樣擬定一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)，原理如下圖所示： 6 Y A 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 17單向閥 17壓力表 16三位四通換向閥 13壓力繼電器 11 機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái) 12 工作缸 14夾緊缸 15單向節(jié)流閥 19 順序閥 圖 G10 鋼管自動(dòng)切斷機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)分析 該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)“夾緊 —— 快進(jìn) —— I 工進(jìn) —— II 工進(jìn) —— 快退 —— 原位停止 —— 松開”的工作循環(huán)。在該回路中還裝有減壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 4）夾緊回路的選擇：用三位四通電磁閥來控制夾緊、松動(dòng)換向動(dòng)作時(shí)，為了避免工作時(shí)突然失電而松開，應(yīng)采用失電夾緊方式。若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可以改用行程閥切換的速度換接回路。這種調(diào)速回路沒有溢流損失、效率較高、發(fā)熱小和速度剛性好的特點(diǎn)，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負(fù)切削力的能力。 2）調(diào)速方式的選擇：根據(jù)機(jī)床工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特性都有一定的要求，決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或變量泵供油。 綜上所述，該系統(tǒng)基本回路方案論證結(jié)果如下： 1）供油方式： 考慮到該機(jī)床在 _丁作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低。在此期間， CPU 按照 I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。即使用I/O 指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從 I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入 有些區(qū)別。 即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 (二 ) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。 (一 ) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。 PLC 可編程控制器是微機(jī)技術(shù)與繼電器技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制閥和微機(jī)控制閥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微機(jī)處理器為核心，用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)，它主要有電源，中央處理單元 cpu、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、功能模塊、通訊模塊組成。 本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用柱塞式壓力繼電器。 通常由壓力 —— 位移轉(zhuǎn)換部分和微動(dòng)開關(guān)兩部分組成， 當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定值時(shí)，發(fā)出電信號(hào)，使電氣元件（如電磁鐵、電機(jī)、時(shí)間繼電器、電磁離合器等）動(dòng)作，使油路卸壓、換向，執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作，或關(guān)閉電動(dòng)機(jī)使系統(tǒng)停止工作，起安全保護(hù)作用等。電器控制柜不僅造型美觀，而且外露按鈕及信號(hào)燈排列整齊，方便操作與維護(hù)。電機(jī)在系統(tǒng)中的工作時(shí)間很長(zhǎng)，不經(jīng)常啟動(dòng)，可設(shè)置簡(jiǎn)單的啟動(dòng)停止開關(guān)控制，主液控回路的控制則主要由 PLC完成?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)主要依據(jù)系統(tǒng)工作循環(huán)各節(jié)拍或不同工作狀態(tài)下的電磁鐵動(dòng)作順序。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 電氣控制部分的方案論證 電氣控制裝置是實(shí)現(xiàn)液壓工作控制的重要部分，是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。此外，溢流閥還可作背壓閥、卸荷閥、制動(dòng)閥、平衡閥、限速閥等使用。 溢流閥是 維持閥進(jìn)口壓力近于恒定，系統(tǒng)中多余的流體通過該閥回流的壓力控制閥。從流體力學(xué)的觀 點(diǎn)看，減壓閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件，即通過改變節(jié)流面積，使流速及流體的動(dòng)能改變，造成不同的壓力損失，從而達(dá)到減壓的目的。按照其功能和用途可分為溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等，它們的共同特點(diǎn)是利用作用于閥芯上的液壓作用力和彈簧力相平衡的原理進(jìn)行工作。 本系統(tǒng)中的流量控制由兩個(gè)串聯(lián)帶有溫度和壓力補(bǔ)償?shù)恼{(diào)速閥控制。采用兩個(gè)調(diào)速閥串聯(lián)的流量控制回路的好處是調(diào)速范圍大，調(diào)速過程簡(jiǎn)單，且調(diào)速閥可實(shí)現(xiàn)電氣化啟動(dòng)與停止的控制，回路還起到單向截止的作用。 調(diào)速閥是進(jìn)行了壓力補(bǔ)償?shù)墓?jié)流閥，它是單向閥與節(jié)流閥串聯(lián)而成的復(fù)合閥。 流量控制閥 流量控制閥是通過改變閥口通流面積的大小或通道長(zhǎng)短來改變局部阻力， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制。 本系統(tǒng)以三位四通和二位三通換向閥實(shí)現(xiàn)進(jìn)給油缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向轉(zhuǎn)換控制，以普通單向閥來起到防止回路中特定部位液體反向流動(dòng)的作用。按照操作方式，換向閥可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁控制、液動(dòng)、武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 電液 動(dòng)、氣動(dòng)。 換向閥是利用閥芯和閥體見相對(duì)位置的不同來變換閥體上各主油路的通斷關(guān)系，實(shí)現(xiàn)各油路連通、切斷、或改變液流方向的閥類。普通單向閥的作用是使油液只能沿一個(gè)方向流動(dòng)，不許它反向倒流。 方向控制閥 方向控制閥是用來使液壓系統(tǒng)中的油路通斷或改變油液的流動(dòng)方向，從而控制液壓執(zhí)行元件的啟動(dòng)或停止，改變其運(yùn)動(dòng) 方向的閥類，如單向閥、換向閥等。 液壓閥的工作原理是利用閥芯在閥體內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來改變發(fā)出口的通斷面積，從而控制壓力、流量和方向。液壓閥性能的優(yōu)劣、工作是否可靠對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)能否正常工作產(chǎn)生直接影響。綜合考慮，機(jī)床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)采用的執(zhí)行元件采用 直線往復(fù)雙作用單活塞式液壓缸。武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 由于差動(dòng)連接時(shí)，雙向輸出力和速度不同，單桿活塞液壓缸特別適合滿速重載前進(jìn)和快退輕載退回的工作機(jī)構(gòu)，如果要求在快速退回的速度與快進(jìn)速度相同，可將單桿差動(dòng)連接，也可采用回路調(diào)壓、調(diào)流的方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)整。 單桿活塞液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 活塞式液壓缸有雙活塞桿式和單活塞桿式，活塞桿有實(shí)心的也有空心的。 活塞式液壓缸有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，本系統(tǒng)采用缸體固定的形式。液壓缸只有一個(gè)工作油口，在壓力油的作用下，活塞桿或者柱塞伸出，返回行程靠重力或彈簧力等實(shí)現(xiàn)，雙作用液壓缸有兩個(gè)工作油口，活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)都是在壓力油的作用下實(shí)現(xiàn)的。 液壓缸的種類繁多。由于它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，因而在很多液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。按輸出運(yùn)動(dòng)形式的不同，液壓執(zhí)行元件有液壓缸、液壓馬達(dá)和擺動(dòng)液壓馬達(dá)三類 。 液壓執(zhí)行元件的方案論證 將液壓介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置叫做液壓執(zhí)行元件。電接點(diǎn)壓力表等以穩(wěn)定充氣壓力，所以它只在特殊場(chǎng)合下使用。這種油箱的特點(diǎn)在于泵的吸油條件較好，但系統(tǒng)的回油管、泄油管要承受背壓。 所謂 開式油箱是油箱液面和大氣相通的油箱應(yīng)用最廣。 整體式油箱是采用主機(jī)的內(nèi)腔作為油箱，結(jié)構(gòu)緊湊、易于回收漏油，但維修不便，散熱條件不好，且會(huì)使主機(jī)產(chǎn)生熱變形。 4）為系統(tǒng)中的元件的安裝作準(zhǔn)備。 2）散發(fā)系統(tǒng)工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量。因而是否采用熱交換器，要等對(duì)系統(tǒng)熱平衡計(jì)算完畢后以及系統(tǒng)升 溫情況而定。 液壓系統(tǒng)在適宜的工作溫度下保持熱平衡，不僅是系統(tǒng)所必須的，而且有利于減小機(jī)械設(shè)備的熱變形，提高工作精度。（ 3）吸收沖擊壓力和脈動(dòng)壓力。在液壓系統(tǒng)中，儲(chǔ)能器和主要用途：（ 1）作為輔助動(dòng)力源，短期大量供油。 儲(chǔ)能器是儲(chǔ)存和釋放液體壓力能的裝置。 它們對(duì)系統(tǒng)的性能、效率、溫升、噪聲和壽命的影響不亞于液壓元件本身。 液壓輔助元件 液壓輔助元件有 濾油器 、 蓄能器 、 管件 、 密封件 、 油箱 和 熱交換器 等。從節(jié)省能量，減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或變量泵供油。同時(shí)，轉(zhuǎn)子和定子的中心軸線重合，轉(zhuǎn)子外表面為圓柱面，定子內(nèi)表面近似橢圓形，由兩段長(zhǎng)徑圓弧，兩段短徑圓弧和四段過渡曲線組成。由于轉(zhuǎn)子和東子不同心，有偏心距 e，隨著轉(zhuǎn)子帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，每個(gè)密封腔內(nèi)的容積都在發(fā)生變化，轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，左半部分每個(gè)密封腔內(nèi)的容積都在增大，產(chǎn)生真空，吸進(jìn)油 液，而右半部分每個(gè)密封腔都在逐漸減小，排除油液。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 單作用葉片泵的工作原理是葉片靠離心力和根部油的壓力作用伸出緊貼在定子內(nèi)表面上。 液壓泵的種類很多。它的工作原理都是依靠液壓泵密封工作腔容積大小交替變換來實(shí)現(xiàn)的。其工作原理：電機(jī)帶動(dòng)油泵旋轉(zhuǎn)，油泵從郵箱中吸油，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能，液壓油通過集成塊（或 閥組合）被液壓閥實(shí)現(xiàn)了方向、壓力、流量調(diào)節(jié)后，經(jīng)外接管路傳輸?shù)揭簤簷C(jī)械的油缸或馬達(dá)中，實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)械的方向的變換，速度的快慢，推動(dòng)各種液壓機(jī)械的做功。主要參數(shù)為：切斷鋼管最大直徑 ф 100mm，最大切削負(fù)載 4000N，運(yùn)動(dòng)部件總質(zhì)量 100N，快進(jìn)行程 100mm，最快行程速度 50mm/s，工進(jìn)行程 100mm，工進(jìn)速度 ，夾緊力 100N，工作臺(tái)采用水臺(tái)導(dǎo)軌。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第二章 系統(tǒng)方案論證 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)鋼管自動(dòng)切斷機(jī)床帶有工作液壓定位和夾緊裝置。 本文主要的設(shè)計(jì)任務(wù) 本文主要的設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)鋼管自動(dòng)切斷機(jī)床 液壓系統(tǒng)，包括機(jī)床的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案論證，并對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定標(biāo)準(zhǔn)零部件的型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量，完成設(shè)計(jì)圖紙的繪制和編寫技術(shù)資料，通過對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和論證，最終達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書中對(duì)液壓工作臺(tái)循環(huán)動(dòng)作的要求，即實(shí)現(xiàn)機(jī)床對(duì)鋼管的自動(dòng)切斷。 5）工作介質(zhì)。 4）輔助元件。壓力控制閥又分為益流閥 (安全閥 )、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。控制元件 (即各種液壓閥 )在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。其 作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 1）動(dòng)力元件。 在液壓傳動(dòng)中，液壓缸就是一個(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，可以清楚地了解液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本原理。 液壓傳動(dòng)的工作原理和組成 液壓傳動(dòng)的基本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作的介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動(dòng)力的。同時(shí)使得設(shè)備很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化， 引入控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定尺剪切，并可以保證質(zhì)量。 4）提高了工作的可靠性。 2）由于傳動(dòng)系統(tǒng)主要是液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)本身的特性是噪音小，而且由于減少了純粹的機(jī)械傳動(dòng)過程，簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，減小了部件的磨損，提高了壽命。 武漢工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 液壓式切斷方式的優(yōu)點(diǎn) 切割機(jī)的原理是當(dāng)鋼管進(jìn)入機(jī)器承料器時(shí)，向前出動(dòng)定尺信號(hào)，該信號(hào)出發(fā)，液壓裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞桿頭部的切刀向下運(yùn)動(dòng)，這樣就可以切斷鋼管。切斷技術(shù)是現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的加工方法 之一，應(yīng)用于汽車工業(yè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、家用電器、電子儀表、國(guó)防工業(yè)等部門，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。我國(guó)的液壓技術(shù)在21 世紀(jì)必將獲得更快的發(fā)展。盡管如此，我國(guó)的液壓元件與國(guó)外先進(jìn)的同類產(chǎn)品相比，在性能上，在種類上、在規(guī)格上仍存在著較大的差距。 我國(guó)的液壓工業(yè)開始于 20世紀(jì) 50年代，最初只應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來又用于拖 拉機(jī)和工程機(jī)械。液壓技術(shù)開始向高速、高壓、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)及自動(dòng)生產(chǎn)線，從而使它 在機(jī)械制造、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造等行業(yè)得到推廣應(yīng)用。液壓傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。直到 20世紀(jì) 30年代才較普遍地應(yīng)用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械。液壓傳動(dòng)是更具 17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來的一門新 型的技術(shù)。pump hydraulic 。s national economy. To sum up, designers should establish correct design ideas and strive to master advanced knowledge of science and culture, but also insists connect the theory with practice, to achieve the duty cycle is:work fast forward feed situ return