【正文】 ........................... 30 液壓鉆機的控制電路與 PLC 型號選定 ...................................... 31 液壓鉆機的控制電路設(shè)計 ....................................................... 31 PLC 型號選定 ............................................. 錯誤 !未定義書簽。 關(guān)于液壓 PLC 本身控制程序的設(shè)計 ............ 錯誤 !未定義書簽。 液壓鉆機 PLC 的運行程序、調(diào)試及監(jiān)控 ..... 錯誤 !未定義書簽。 液壓鉆機 PLC 系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)試工作 ......... 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 ............................................................... 錯誤 !未定義書簽。 摘要 隨著社會的發(fā)展與人類生產(chǎn)的不斷提高，越來越多的機械裝備被運用到了生產(chǎn)領(lǐng)域。生產(chǎn)力的發(fā)展決定每一個企業(yè)甚至于國家的命運。液壓系統(tǒng)由于其穩(wěn)定可靠及功率大等因素在機械設(shè)備的日常生產(chǎn)中的到了迅猛的發(fā)展。 PLC 系統(tǒng)以其可操作性強 使用方便簡單、安全可靠逐漸走進眾多新興領(lǐng)域，因此液壓系統(tǒng)與PLC 控制系統(tǒng)的結(jié)合使用在工程機械領(lǐng)域得到發(fā)展。課題為全液壓鉆機液壓系統(tǒng)設(shè)計與 PLC 控制，著重體現(xiàn)了 PLC控制理論在機械生產(chǎn)中的應(yīng)用。其基本設(shè)計參數(shù)為：鉆桿一次推進行程為 600mm，最大推力 30KN，最大起拔力為 60KN，回鉆頭要求為：轉(zhuǎn)速 10100r/min，最大轉(zhuǎn)矩為 2021N。 本課題著重是運用液壓傳動知識與 PLC 控制系統(tǒng)方面的知識，體現(xiàn)了機械與液壓傳動知識以及電氣控制的結(jié)合。由上述的幾點可知首先需要對全液壓鉆機的基本工作原理及其基本組成有一個基本的認(rèn)識，在設(shè)計時要充分考慮在實際當(dāng)中的工作情況。進而為我們下一步的液壓系統(tǒng)的分析與設(shè)計奠定基礎(chǔ)提供理論的依據(jù)。最后由整體性能去確定 PLC 控制系 統(tǒng)的設(shè)計，根據(jù)已有的情況去設(shè)計控制方案，在已經(jīng)確定方案的情況下去對控制系統(tǒng)的硬件進行設(shè)計如主電路設(shè)計與 PLC 型號的確定。最后我們需要對整體的設(shè)計進行理論上的分析與驗證。 關(guān)鍵詞 ： 工況分析；液壓系統(tǒng)設(shè)計； PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 Abstract With the development of the society and the continuous improvement of human production, more and more of the mechanical equipment is applied to production field. Make mechanical equipment gradually into the public view, it is well known in the great age of knowledge explosion, the petition between countries and in the final analysis is the petition of productivity, the productivity is the core of today39。 The design of the hydraulic system。而我們國家由于工業(yè)化進程不是特別完善，目前還處于大力發(fā)展的階段。 提出問題 在機 械行業(yè)的加工中安全是重中之重的話題，而效率是企業(yè)賴以生存及發(fā)展的命門所在，而這兩個方面在某些情況下看起來是矛盾的傳統(tǒng)的鉆機存在以下幾點不足： ，故自動化程度不高，在生產(chǎn)中難以進行大批量的生產(chǎn)； ，設(shè)備的效率不高； 3自動化程度不高，占用大量的人工。而且操作比較繁瑣，增大了工人的工作量。 我們主要對鉆機的液壓傳動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的改進，去解決上面所提到的問題。引進先進的控制系統(tǒng)去實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化操作。 （ 2）控制系統(tǒng) PLC 控制系統(tǒng)可靠性能高，抗干擾能力強，維修簡單操作性沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第一章 引言 2 強便于學(xué)習(xí)與應(yīng)用而且價格低，使用方便，擴充靈活功能也非常完善。 本課題主要設(shè) 計內(nèi)容與目標(biāo) 我們通過對傳統(tǒng)鉆機的改進，重點是對傳動系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的設(shè)計。我們設(shè)計完成后需要滿足以下要求： 1. 實現(xiàn)自動化可以連續(xù)的應(yīng)用與工業(yè)生產(chǎn)，提高加工效率，改善產(chǎn)品加工質(zhì)量 。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章 全液壓鉆機的工作原理與基本構(gòu)成 3 第二章 全液壓鉆機的工作原理與基本構(gòu)成 全液壓鉆機自身的基本組成 首先從應(yīng)該從系統(tǒng)仿真建模的方面，工 程鉆機分為四個主要部分：操作、機械、液壓、動力這幾個系統(tǒng)構(gòu)成。 以為鉆機本身的使用環(huán)境在室內(nèi)，環(huán)境溫度的變化大，容易受到污染，所以使用柴油機。 它主要動作有回轉(zhuǎn)器的回轉(zhuǎn)、鉆具的給進、鉆具的夾緊等，所有的機器運動都靠液壓傳動來完成。柴油機是通過泵把機械能使液壓油為媒介，轉(zhuǎn)化為液壓能，傳遞給馬達和給進油缸，從而實現(xiàn)整個過程。 鉆機本身的機械系統(tǒng)是做完鉆機各個規(guī)定動作的首要執(zhí)行者，大概包括： 履帶行走裝置： 整個鉆機的支撐部分及基體，承擔(dān)整個鉆機的全部質(zhì)量及鉆進過程中造成外載荷的反作用力，而且可以完成短距離的行走運動，搬遷簡單，節(jié)約作業(yè)輔助的時間。 工作裝置：它是鉆機形成鉆進運動的主要構(gòu)成部分，常用的有回轉(zhuǎn)器、機 身、卸扣器、夾持器等。當(dāng)鉆機做鉆進時，工作裝置使得鉆桿給進及旋轉(zhuǎn)；當(dāng)鉆具起下時，除要驅(qū)動鉆桿后退沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章 全液壓鉆機的工作原理與基本構(gòu)成 4 和前進外，還應(yīng)該實現(xiàn)機械可以擰卸鉆桿。 全液壓鉆機的工作原理 全液壓鉆機通過以鉆頭進行鉆進工作的機械，各個部分的運動是通過液壓缸本身伸縮來完成。水平面的位置和機身通過大臂改變油缸的伸縮來完成。 在工作時，通過先加載鉆桿，再調(diào)整大臂油缸、使大臂調(diào)整油缸、托架擺動油缸，讓機身變幅使之鉆進到指定位置。給進油缸實現(xiàn)最大行程后，回轉(zhuǎn)馬達轉(zhuǎn)動停止，把另外一根鉆桿加載在夾桿裝置上，繼續(xù)使回轉(zhuǎn)鉆機，中間需要不斷加載鉆桿，直到使之鉆進到設(shè)計的深度。 總而言之，全液壓鉆機使用大臂油缸、桅桿伸縮油缸機身、大臂調(diào)整油缸具有三個確定自由度，它可以完成現(xiàn)實運動，然后通過履帶馬達來驅(qū)動，讓鉆進空間距離可以按水平方向得到發(fā)展，從而實現(xiàn)多角度，多變幅的鉆進要求。選擇所需液壓元件及進行液壓系統(tǒng)性能的驗算，最后做完工作圖，擬寫技術(shù)文件。 鉆桿： 推進行程： 600mm 最大推進力： 30KN 最大拉力： 60KN 回轉(zhuǎn)頭：輸出轉(zhuǎn)速： 10~100 r/min 最大輸出轉(zhuǎn)矩： 2021Nm沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第四章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 6 第四章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)課題最重要的是設(shè)計液壓系統(tǒng)原理圖。一般先依據(jù)工作重要部件的基本要求，確定液壓執(zhí)行元件所 需類型，然后按照動作與性能要求，最后選擇液壓，再把回路整合成完整的液壓系統(tǒng)。 運動和負(fù)載分析 負(fù)載分析 機器在工作前，傾角由支撐缸，工作時最大推進力 30kN，最大拉力是 60kN， 當(dāng)鉆桿沒接觸到鉆物的時候，滑臺以較大的負(fù)載速度和較小的負(fù)載力前進，當(dāng)接觸后，由于壓力變大，但負(fù)載速度卻減小。 圖 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第四章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 7 圖 液壓缸的選定 液壓缸在工作的中，它的作用是調(diào)動回轉(zhuǎn)頭，鉆桿的運動，根據(jù)它的工作性質(zhì)， 首先來確定選擇用工程系列液壓缸，由于它最大距離需要 達到 600mm，想到安裝時候的要求，故初步選定為 HSGK0180/40E5210 型液壓缸，該缸行程為600mm， D 是 80mm， d 為 55mm。此時， 該壓力缸的最大推力為： F = 14106 [ (80/1000)2 (55/1000)2 ]π /4 = kN ＞ 30 kN 最大拉力為： F = 14103 802 π /4 = kN ＞ 60 kN 此液壓缸達到要求，故選擇 HSGK0180/40E5210 型液壓缸。由鉆機的工作結(jié)構(gòu)，讓長度比 560mm 大即可，再根據(jù)安裝形式，因此選KOSMEKVL0163 型液壓缸，其行程為 600mm，滿足其要求。溢流閥打開，同時會將液壓泵的壓力控制在溢流閥給定以下，確保系統(tǒng)不會由于壓力太大被損壞，同時避免液壓系統(tǒng)受損。為了使速度負(fù)載特性好和低速平穩(wěn)性，我們用調(diào)速閥調(diào)速，而且可以在推進缸中進油的時候再設(shè)置單向閥調(diào)速。 行走系統(tǒng) 油路（取 v2 = 5m/s）及行走馬達的調(diào)節(jié)由于通過的最大流量都為 103m3/s, 工作壓力是 25MPa 于是管徑： dmin=1130 mmvqv ??? （ 41） 管壁厚： σmin mmPd 1 1 52 ][2 ????? （ 42） 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第四章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 9 液壓回路的合成 壓油源部分由液壓泵、回油過濾器、出口過濾器等組成 ,它的作用是給機構(gòu)提供壓力油。電機 驅(qū)動使液壓泵 5 工作 ,從而將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?。溢流閥即時系統(tǒng)的安全閥。 當(dāng)支撐缸伸處于縮狀態(tài)時 ,它的執(zhí)行元件不工作，在這個時候控制支撐缸活塞桿的伸出縮近的速度 ,從而的目的得以實現(xiàn)。 執(zhí)行機構(gòu)都在鉆機的主體部分 ,如下所示 ,由液壓馬達和液壓缸組成 ,液壓缸用于支撐鉆機的工作滑臺 ,它的調(diào)節(jié)其角度 ,使其位于 0176。 (水平向上 ) 范圍內(nèi)的上升下降。 由設(shè)計理念可知 ,該全液壓鉆機液壓系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、各執(zhí)行機構(gòu)等組成。 而由《機械設(shè)計手冊》第四卷表 — 44 知鉆孔油缸及行走油缸用泵 A7V50型號斜軸式軸向柱塞泵；它的參數(shù)如表 所示： 表 泵的類型及參數(shù)值 型號 流量 （ L/min） 壓力 （ MPa） 排量（ ml/r） 泵Ⅰ A7V500 500 25 500 電動機的選用 首先我們預(yù)設(shè)泵的總效率是 90%，既 η為 電動機Ⅰ是用來驅(qū)動泵 Ⅰ （ A7V500 型號）工作，其選用過程如下： 確定類型：選用三相異步電動機 Y 系列（ IP230），電壓為 380V。 它的參數(shù)如表 所示： 表 電動機型號及參數(shù)值 型號 額定功率 （ kw） 轉(zhuǎn)速（ r/min 電流(A) 效率（ %） 功 率 因 素（ COSФ） 堵轉(zhuǎn)電流 堵轉(zhuǎn) 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章 液壓系統(tǒng)性能參數(shù)的確定 12 轉(zhuǎn)矩 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 Y315M4 220 1483 413 94 液壓閥的選用 是依據(jù)閥的工作壓力來選擇液壓閥。 單向閥的選擇 單向閥 1：該閥應(yīng)用在泵 1 的排油口管道上，是用于防止液壓油回流。其參數(shù)如表 所示 單向閥 2：該閥用在泵 1 的排油口管道上，是防止系統(tǒng)中液壓油回流。其參數(shù)如表 所示 單向順序閥 3：該閥用在泵 1 的排油口管道上，是防止系統(tǒng)中液壓油回流。此閥的壓力大小為 25MPa，允許通過的最大是 ，根據(jù) 新版《機械設(shè)計手冊》第四卷表 — 165 采用 D4— 02— 3C— AC 型號。此閥的壓力大小為 25MPa，允許通過的最大流量是 ，根據(jù)新版《機械設(shè)計手冊》第四卷表 — 165 應(yīng)選 D4— 02— 3C— AC 型號。此閥的工作壓力大小是 25MPa，允許通過的最大流量為 ，根據(jù)新版《機械 設(shè)計手冊》第四卷表 — 12 選用先導(dǎo)式 YZ11X 型號板式聯(lián)接。此閥的工作壓力為 45MPa，允許最大 ，根據(jù)新版《機械設(shè)計手冊》第四卷表 — 12 故選擇先導(dǎo)式 RXBFS6/ 型 號板式聯(lián)接。壓力大小是 36MPa，允許通過的最大 ，根據(jù)新版《機械設(shè)計手冊》第四卷表 — 12 可以采用先導(dǎo)式 JX11204UCG03 型號板式聯(lián)接。它的工作壓力是 25MPa，允許的最大 ，根據(jù) 《機械設(shè)計手冊》第五卷表 — 99 可以采用 HF2KG1K02 型號。它的工作壓力是 25MPa，允許最大是 ，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》第五卷表 — 99 可以采用 FSG902 型號。它允許的壓力為 35MPa，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》第五卷表 — 220 故采用型號 KF— L8/14E。它允許的最大工作壓力為 35MPa，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》第五卷表 — 48 故選擇型號 Y— 60。在平常處于工作狀態(tài)時油的溫度必然會升高，所以應(yīng)該選用抗磨液壓油。查 《機械設(shè)計手冊》五卷表 第 — 13 可知抗磨性液壓