畢業(yè)設計----液壓驅(qū)動與微機控制車床刀架液壓缸系統(tǒng)的設計

1、<p>　　畢業(yè)設計(論文)開題報告</p><p>　　注：1. 開題報告應根據(jù)教師下發(fā)的畢業(yè)設計（論文）任務書，在教師的指導下由學生獨立撰寫，在畢業(yè)設計開始后三周內(nèi)完成；</p><p>　　2．設計的目的及意義至少800字，基本內(nèi)容和技術(shù)方案至少400字；</p><p>　　3．指導教師意見應從選題的理論或?qū)嶋H價值出發(fā)，闡述學生利用的知識、原理、建

2、立的模型正確與否、學生的論證充分否、學生能否完成課題，達到預期的目標。</p><p><b>　　鄭 重 聲 明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。</p>

3、;<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要 …………………………………………………………………………………………………… 9</p><p>　　ABSTRTAC …………………………………………………………………………………………………… 10 </p><p>　　1 緒論 ……

4、……………………………………………………………………………………………… 13</p><p>　　1.1 概述 …………………………………………………………………………………………… 14</p><p>　　1.2 液壓傳動原理簡介……………………………………………………………………………………14</p><p>　　1.3 液壓傳動系統(tǒng)組成…………

5、……………………………………………………………………… 14</p><p>　　1.4液壓傳動優(yōu)點…………………………………………………………………………………………15</p><p>　　2 動力分析和主要參數(shù)計算 …………………………………………………………………………… 16 </p><p>　　2.1 動力分析…………………………………………

6、………………………………………………… 16</p><p>　　2.11 橫向進給負載分析………………………………………………………………………… 16</p><p>　　2.12 縱向進給負載分析………………………………………………………………………… 17</p><p>　　2.13 運動分析 ……………………………………………………………

7、……………… 17</p><p>　　2.2 確定主要參數(shù)，繪制液壓缸執(zhí)行工況…………………………………………………………… 18</p><p>　　2.21 執(zhí)行器的壓力選擇……………………………………………………………… 18</p><p>　　2.22 執(zhí)行器的工況繪制 ……………………………………………………………

8、……… 19 </p><p>　　3 油路選擇 …………………………………………………………………………………………… 22</p><p>　　3.1 液壓回路的換向………………………………………………………………………………… 22</p><p>　　3.2 液壓系統(tǒng)的反沖……………………………………………………………………………

9、… 22</p><p>　　3.3 油路的壓力控制………………………………………………………………………………… 22</p><p>　　3.4 液壓缸速度控制 …………………………………………………………………………… 23 </p><p>　　4 液壓系統(tǒng)原理分析 ……………………………………………………………………

10、…………… 24 </p><p>　　5 液壓元件選擇和驗算 ……………………………………………………………………………… 27 </p><p>　　5.1 動力元件的選擇………………………………………………………………………………… 27</p><p>　　5.11 液壓泵的選擇……………………………………………………………

11、………………… 27 </p><p>　　5.12 電動機的選擇……………………………………………………………………………… 28</p><p>　　5.13 液壓缸設計………………………………………………………………………… 28</p><p>　　5.14 液壓馬達選擇…………………………………………………………………………………

12、 29</p><p>　　5.2 閥類元件選擇…………………………………………………………………………………… 30</p><p>　　5.21 方向閥的選擇…………………………………………………………………………… 30</p><p>　　5.22 壓力控制閥的選擇……………………………………………………………………… 31</p>

13、;<p>　　5.23 調(diào)速閥的選擇…………………………………………………………………………… 33</p><p>　　5.3 液壓油的選擇………………………………………………………………………………… 35</p><p>　　5.4 輔助元件的選擇……………………………………………………………………………… 35</p><p>

14、;　　5.41 過濾器的 選擇………………………………………………………………………… 35</p><p>　　5.42 油箱容量的確定………………………………………………………………………… 35</p><p>　　5.43 管件，尺寸開關(guān)的選擇………………………………………………………………… 35</p><p>　　5.44 壓力

15、表 壓力開關(guān)的確定……………………………………………………………… 36</p><p>　　6液壓系統(tǒng)的驗算及總體設計……………………………………………………………………………… 36</p><p>　　壓力損失驗算……………………………………………………………………………… 36</p><p>　　系統(tǒng)溫升驗算………………………………………………………

16、……………………… 37</p><p>　　液壓總站設計……………………………………………………………………………… 38</p><p>　　PLC硬件系統(tǒng)設計………………………………………………………………………………… 39</p><p>　　7.1 PLC簡介………………………………………………………………………………… 39<

17、/p><p>　　7.2 PLC梯形圖……………………………………………………………………………… 40</p><p>　　8 畢業(yè)設計小結(jié)…………………………………………………………………………………… 41</p><p>　　9 參考資料……………………………………………………………………………………… 43<

18、;/p><p>　　10 致謝…………………………………………………………………………………………… 43</p><p><b>　　摘□□要</b></p><p>　　目前，在機械加工企業(yè)中，有許多舊式普通機床，為了使機床適應小批量、多品種、復雜零件的加工，充分利用普通機床，就需要對普通機床進行機電一體化改造。通常改造的方法

19、有幾種：一種方法是以微機作為控制元件(主要是單片機)，通過對機床的進給系統(tǒng)進行改造，采用步進電動機開環(huán)控制系統(tǒng)；第二種方法是以可編程控制器(簡稱PLC)作為主控元件，替代機床繼電器一接觸器組成的電氣控制部分，其目的是為了提高機床電氣控制系統(tǒng)的可靠性，這種方法主要應用于組合機床以及生產(chǎn)線上的專用機床；第三種方法采用專用的數(shù)控設備來控制機床的伺服進給系統(tǒng)，其伺服進給系統(tǒng)為步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)。這幾種控制方法各有特點：單片機構(gòu)成的控制系統(tǒng)不但

20、能控制機床的運動軌跡，也可以簡化機床的機械結(jié)構(gòu)，但是其接口設計復雜，可靠性低，而PLC組成的控制系統(tǒng)接口簡單，可靠性高，但不能控制機床的運動軌跡，對機床的機械結(jié)構(gòu)部分沒有改變。雖然采用專用的數(shù)控設備不但能簡化機床的機械結(jié)構(gòu)，而且能控制機床的運動軌跡，但專用數(shù)控設備價格高，不適應經(jīng)濟性數(shù)控機床。近幾年隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、集成技術(shù)以及自動控制技術(shù)的發(fā)展，PLC的功能越來越強大，功能模塊越來越多，</p><p&g

21、t;　　來實現(xiàn)機床的數(shù)控化改造。</p><p><b>　　ABSTRATC</b></p><p>　　What is Hydraulic? </p><p>　　A complete hydraulic system consists of five parts, namely, power components, the impleme

22、ntation of components, control components, no parts and hydraulic oil. The role of dynamic components of the original motive fluid into mechanical energy to the pressure that the hydraulic system of pumps, it is to power

23、 the entire hydraulic system. The structure of the form of hydraulic pump gears are generally pump, vane pump and piston pump. Implementation of components (such as hydraulic cylinders and hy</p><p><b>

24、;　　什么是液壓？ </b></p><p>　　一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、無件和液壓油。動力元件的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達)的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動負載作直線往復運動或回轉(zhuǎn)運動。 控制元件(即各種液壓閥)在液

25、壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。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。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位油溫計等。 液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工

26、作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。 </p><p>　　Hydraulic principle </p><p>　　It consists of two cylinders of different sizes and composition of fluid in the fluid full of water or oil. Water is called &qu

27、ot;hydraulic press"; the said oil-filled "hydraulic machine." Each of the two liquid a sliding piston, if the increase in the small piston on the pressure of a certain value, according to Pascal's law,

28、 small piston to the pressure of the pressure through the liquid passed to the large piston, piston top will go a long way to go. Based cross-sectional area of the small piston </p><p><b>　　液壓的原理 </

29、b></p><p>　　它是由兩個大小不同的液缸組成的，在液缸里充滿水或油。充水的叫“水壓機”；充油的稱“油壓機”。兩個液缸里各有一個可以滑動的活塞，如果在小活塞上加一定值的壓力，根據(jù)帕斯卡定律，小活塞將這一壓力通過液體的壓強傳遞給大活塞，將大活塞頂上去。設小活塞的橫截面積是S1，加在小活塞上的向下的壓力是F1。于是，小活塞對液體的壓強為P=F1/SI, </p><p>　　Ca

30、n be the same size in all directions to the transmission of liquid. "By the large piston is also equivalent to the inevitable pressure P. If the large piston is the cross-sectional area S2, the pressure P on the pis

31、ton in the upward pressure generated F2 = PxS2 </p><p>　　Cross-sectional area is a small multiple of the piston cross-sectional area. From the type known to add in a small piston of a smaller force, the pist

32、on will be in great force, for which the hydraulic machine used to suppress plywood, oil, extract heavy objects, such as forging steel. </p><p>　　能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞”。大活塞所受到的壓強必然也等于P。若大活塞的橫截面積是S2，壓強P在大活塞上所產(chǎn)生的向

33、上的壓力F2=PxS2 </p><p>　　截面積是小活塞橫截面積的倍數(shù)。從上式知，在小活塞上加一較小的力，則在大活塞上會得到很大的力，為此用液壓機來壓制膠合板、榨油、提取重物、鍛壓鋼材等。 </p><p>　　History of the development of hydraulic </p><p>　　And air pressure drive hy

34、draulic fluid as the transmission is made according to the 17th century, Pascal's principle of hydrostatic pressure to drive the development of an emerging technology, the United Kingdom in 1795 Joseph (Joseph Braman

35、 ,1749-1814), in London water as a medium to form hydraulic press used in industry, the birth of the world's first hydraulic press. Media work in 1905 will be replaced by oil-water and further improved. </p>&

36、lt;p>　　World War I (1914-1918) after the extensive application of hydraulic transmission, especially after 1920, more rapid development. Hydraulic components in the late 19th century about the early 20th century, 20 y

37、ears, only started to enter the formal phase of industrial production. 1925 Vickers (F. Vikers) the invention of the pressure balanced vane pump, hydraulic components for the modern industrial or hydraulic transmission o

38、f the gradual establishment of the foundation. The early 20th century </p><p>　　The Second World War (1941-1945) period, in the United States 30% of machine tool applications in the hydraulic transmission. I

39、t should be noted that the development of hydraulic transmission in Japan than Europe and the United States and other countries for nearly 20 years later. Before and after in 1955, the rapid development of Japan's hy

40、draulic drive, set up in 1956, "Hydraulic Industry." Nearly 20 to 30 years, the development of Japan's fast hydraulic transmission, a world leader. </p><p>　　Hydraulic transmission There are ma

41、ny outstanding advantages, it is widely used, such as general workers. Plastic processing industry, machinery, pressure machinery, machine tools, etc.; operating machinery engineering machinery, construction machinery, a

42、gricultural machinery, automobiles, etc.; iron and steel industry metallurgical machinery, lifting equipment, such as roller adjustment device; civil water projects with flood control the dam gates and devices, bed lifts

43、 installations, bridges a</p><p>　　液壓缸又稱油缸，是一種將輸入的液壓能轉(zhuǎn)換成機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，用來驅(qū)動工作機構(gòu)作直線或小于360度的回轉(zhuǎn)運動。液壓缸具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，制造容易和使用維護方便等優(yōu)點，是應用最廣的液壓執(zhí)行元件。 </p><p>　　轉(zhuǎn)向缸在液壓缸中被廣泛應用。它在伸出的時候（液壓桿從缸體中伸出），由于缸體一端是耳環(huán)，并沒有被固定

44、，所以在伸出的時候本身會轉(zhuǎn)動。它被用于各種轉(zhuǎn)向機構(gòu)中。比如說產(chǎn)斗車的懸臂是由兩個轉(zhuǎn)向缸夠成，它們控制懸臂的旋轉(zhuǎn)，使鏟斗能挖土。</p><p>　　液壓缸的設計計算步驟： </p><p>　　1.根據(jù)主機運動要求，按表23.6-39選擇液壓缸的類型。根據(jù)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)要求，按表23.6-40選擇液壓缸的安裝方式。 </p><p>　　2.根據(jù)主機的動力分析和運動分析

45、，確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸。如液壓缸的推力速度，作用時間，內(nèi)徑，行程及活塞桿直徑等。 </p><p>　　3.根據(jù)選定的工作壓力和材料進行液壓缸的結(jié)構(gòu)設計。如缸體的壁厚，缸蓋結(jié)構(gòu)密封形式，排氣與緩沖等。 </p><p>　　Hydraulic cylinder and say oil cylinder, it is a kind of input energy of hydr

46、aulic can convert the energy conversion device used to drive a straight line or less work motion of 360 degrees. Hydraulic cylinder is simple in structure, reliable and easy to manufacture and convenience in operation an

47、d maintenance etc, and is one of the most widely used hydraulic actuators.</p><p>　　Steering cylinders in hydraulic cylinder is widely used. It out in the hydraulic lever (out), from the cylinder block due t

48、o end is not fixed, earrings, and so on will turn out time. It is used for various steering mechanism. For example DouChe production of cantilever consists of two turning cylinders, they control is the cantilever, make t

49、he bucket to digging.</p><p>　　Hydraulic cylinder design calculation steps:</p><p>　　1. According to host, according to table 23.6-39 choose hydraulic cylinder type. According to the structure o

50、f the organization, according to table 23.6-40 select installation way of hydraulic cylinder.</p><p>　　2 the dynamic analysis according to host, and analysis of the main parameters of hydraulic cylinder and

51、main dimensions. If the thrust hydraulic cylinders, speed, and the diameter of piston rod diameter, etc.</p><p>　　3 according to the selected work pressure and materials for hydraulic cylinder structure desi

52、gn. If the cylinder wall thickness, cylinder structure and sealing, exhaust, etc.</p><p><b>　　引言</b></p><p><b>　　液壓傳動的發(fā)展史 </b></p><p>　　液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù)17

53、世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，1795年英國約瑟夫?布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機的形式將其應用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺水壓機。1905年將工作介質(zhì)水改為油,又進一步得到改善。 </p><p>　　第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀末

54、20 世紀初的20年間,才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動 的逐步建立奠定了基礎。20 世紀初康斯坦丁?尼斯克(G?Constantimsco)對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究;1910年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻，使這兩方面領域得到了發(fā)展。 </p><p>　　第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期

55、間,在美國機床中有30%應用了液壓傳動。應該指出,日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速發(fā)展液壓傳動,1956 年成立了“液壓工業(yè)會”。近20~30 年間，日本液壓傳動發(fā)展之快，居世界領先地位。 </p><p>　　液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它的應用非常廣泛，如一般工。業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等；行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等；鋼鐵工

56、業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構(gòu)等；發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等；船舶用的甲板起重機械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等；特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置</p><p>　　此時的PLC為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)

57、合的產(chǎn)物。</p><p>　　20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是世

58、界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。</p><p>　　20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加

59、容易。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領域的應用都得到了長足的發(fā)展。</p><p>　　我國可編程控制器的引進、應用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機床研

60、究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。</p><p><b>　　1□緒論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b>

61、</p><p>　　數(shù)控技術(shù)是機械加工自動化的基礎，是數(shù)控機床的核心技術(shù)，其水平高低關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力的水平，近年來，PLC在工業(yè)自動控制領域應用愈來愈廣，它在控制性能、組機周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的綜合優(yōu)勢是其它工控產(chǎn)品難以比擬的。隨著PLC技術(shù)的發(fā) 展, 它在位置控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理等方面的應用也越來越多。在機床的實際設計和生產(chǎn)過程中，為了提高數(shù)控機床加工的精度，對其定位控制裝置的

62、選擇就顯得尤為重要。FBs系列PLC的NC定位功能較其它PLC更精準，且程序的設計和調(diào)試相當方便。本文提出的是如何應用PLC的NC定位控制實現(xiàn)機床數(shù)控系統(tǒng)控制功能的方法來滿足控制要求，在實際運行中是切實可行的。整機控制系統(tǒng)具有程序設計思路清晰、硬件電路簡單實用、可靠性高、抗干擾能力強，具有良好的性能價格比等顯著優(yōu)點，其軟硬件的設計思路可供工礦企業(yè)的相關(guān)數(shù)控機床設計改造借鑒。 </p><p>　　為了充分發(fā)揮設

63、備效能，迅速提升加工技術(shù)與精度，越來越多的企業(yè)每年投入大量資金和技術(shù)對傳統(tǒng)老式組合機床進行技術(shù)改造，取得了良好的效果。用PLC模塊、變頻驅(qū)動技術(shù)、操控監(jiān)控設備等組成電氣數(shù)字控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)編程輸入、人機交互、自動化加工的控制方式，擴大加工能力，減少故障，提高效率，已成為企業(yè)進行技術(shù)改造的有效途徑。</p><p>　　論文以CA6140車床的數(shù)控化改造為背景，概述了組合機床數(shù)控化改造的設計方案與應用技術(shù)，并對PL

64、C的發(fā)展與應用作了簡要介紹。論文介紹了PLC編程特點和方式，重點以三菱FX2N型PLC為例，介紹了PLC編程環(huán)境，并對CA6140車床應用編程作了闡述。論文還進一步闡述了PLC接口與通信技術(shù)，介紹了FX2N系列PLC的網(wǎng)絡協(xié)議，另外對人機界面HMI也做了論述。 </p><p>　　1.2液壓傳動的工作原理</p><p>　　液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)，以液體的壓力能進行運動和

65、動力傳遞的一種傳動方式。它先通過能量轉(zhuǎn)換裝置（液壓泵），將原動機（電動機）的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能，再通過封閉管道、液壓控制元件等，經(jīng)另一能量轉(zhuǎn)換裝置（液壓缸、液壓馬達）將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，以驅(qū)動負載，實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)所需的直線或旋轉(zhuǎn)運動。與機械傳動相比，液壓傳動具有許多優(yōu)點，因此在機械工程中廣泛應用。</p><p>　　1.3液壓傳動系統(tǒng)的組成</p><p>　　液壓傳動系統(tǒng)基

66、本上由以下五個部分組成。</p><p>　?。?）動力元件 指各種液壓泵，它的作用是把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橛鸵旱囊簤耗?，給液壓系統(tǒng)提供壓力油，是液壓系統(tǒng)的動力源。</p><p>　　（2）執(zhí)行元件 指各種類型的液壓缸，液壓馬達。起作用是將油液的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，是工作機能驅(qū)動負載，實現(xiàn)規(guī)定的運動。</p><p>　?。?）控制調(diào)節(jié)元件 他們是控制液壓系統(tǒng)中油

67、液的壓力、流量和流動方向的裝置。例如換向閥、節(jié)流閥、溢流閥等。這些元件是保證系統(tǒng)正常工作必不可少的組成部分。</p><p>　?。?）輔助裝置 指油箱、濾油器、油管、管接頭、壓力表等。他們對保證系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久的工作，有重大的作用。</p><p>　　（5）介質(zhì) 指液壓油。</p><p>　　1.4液壓傳動的優(yōu)缺點及應用</p><

68、p>　　液壓傳動和機械傳動、電氣傳動、氣壓傳動相比，主要優(yōu)點有便于實現(xiàn)無級傳動調(diào)速，調(diào)速范圍比較大，可達100：1-2000：1。</p><p>　　在同等功率的情況下，液壓傳動的功率體積小、質(zhì)量輕、慣性小，結(jié)構(gòu)緊湊，而</p><p>　　且能傳遞較大的力和轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　工作平穩(wěn)、反應快、沖擊小、頻繁能啟動和換向。液壓傳動裝置的換向頻率，回&

69、lt;/p><p>　　轉(zhuǎn)運動每分鐘可達500次，往復直線運動每分鐘可達400次-1000次。</p><p>　　控制調(diào)節(jié)比較簡單操縱比較方便、省力、易于實現(xiàn)自動化，與電氣控制配合使用</p><p>　　能實現(xiàn)復雜的順序動作和遠程控制。</p><p>　　易于實現(xiàn)過載保護，系統(tǒng)超負載，油液經(jīng)溢流閥流回油箱。由于采用油液作工作</p&g

70、t;<p>　　介質(zhì)，能自動潤滑，所以壽命長。</p><p>　　易于實現(xiàn)系列化、標準化、通用化，易于設計、制造、推廣使用。</p><p>　　易于實現(xiàn)回轉(zhuǎn)、在直線運動，且元件排列布置靈活。</p><p>　　在液壓傳動系統(tǒng)中，功率損失所產(chǎn)生的熱量可由流動著的油帶走，故可避免機械</p><p><b>　　體產(chǎn)

71、生過高溫升。</b></p><p><b>　　主要缺點有：</b></p><p>　?。?） 液體為工作介質(zhì)，易泄露：油液可壓縮，故不能用于傳動比要求準確的場合。</p><p>　　（2） 液壓傳動中有機械損失、壓力損失、泄露損失，效率下降，故不易做遠距離傳動。</p><p>　?。?） 液壓傳動對

72、油溫和負載變化敏感，不宜在低、高溫度下使用；對污染敏感。</p><p>　　（4） 液壓傳動需要有單獨的能源（如液壓泵站），液壓能不能像電能那樣從遠處傳動</p><p>　　液壓元件制造精度高、造價高，所以需組織專業(yè)生產(chǎn)。</p><p>　?。?） 液壓傳動裝置出現(xiàn)故障時不宜查找原因，難以迅速排除。</p><p>　　總之，液壓傳動優(yōu)

73、點有很多，而其缺點正隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展逐步客服，因此，液壓傳動在現(xiàn)代工業(yè)中有廣闊的應用和發(fā)展。</p><p>　　我國的液壓技術(shù)開始于20世紀50年代，液壓元件最初應用于機床和鍛壓設備，后</p><p>　　來又用于拖拉機和工程機械。自1964年從國外引進一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時自行設計液壓產(chǎn)品以來，經(jīng)過近半個世紀的艱苦探索和發(fā)展，特別是20世紀80年代初期引進美國、日本、德國的先進

74、技術(shù)和設備，是我國的液壓技術(shù)水品有了很大的提高。目前，我國的液壓元件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新興的元件，如插裝式錐閥、電業(yè)比例閥、電液數(shù)字控制閥等。我國的機械工業(yè)在認真消化、推廣國外引進的先進液壓技術(shù)同時，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應用的研究，積極采用國家標準，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能差而且不符合國家標準的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學的迅猛發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進一步發(fā)

75、展，在各種機械設備上的應用將更加廣泛。</p><p>　　第二章 動力分析和主參數(shù)的計算</p><p>　　根據(jù)題目的要求選擇單桿活塞缸，因為單桿活塞缸結(jié)構(gòu)簡單易于制造，其結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,裝拆方便,易于維修,可帶緩沖裝置及連接方式多樣等。除適用于工程機械外,也適用于起重運輸機械、礦山機械、建筑機械、車輛、船舶、冶金及其他方面。</p><p>　　本

76、設計題目是PLC控制車床刀架液壓缸系統(tǒng)，其動作循環(huán)圖如下</p><p>　　動力分析和運動分析是確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的基本依據(jù)，包括每個液壓執(zhí)行器的動力分析（負載循環(huán)圖）和動力分析（運動循環(huán)圖）。</p><p><b>　　2.1 動力分析</b></p><p>　　液壓執(zhí)行器的負載包括工作負載和摩擦負載兩類，工作負載又有阻力負載、超越負

77、載、慣性負載。摩擦負載又有靜摩擦負載和動摩擦負載。</p><p>　　液壓缸在工作過程中 ，一般要經(jīng)歷啟動（工作循環(huán)的起點）、加速、恒速（穩(wěn)態(tài)）和減速、制動等負載工況。</p><p>　　對于CA6140車床驅(qū)動裝置，工作部件的總質(zhì)量G=4.5KN，橫向速度1~40m/min，縱向進給1~25m/min。</p><p>　　根據(jù)精密磨床的性能要求，橫向進給運動

78、時，快進V1=5m/min，快退V2=1.2m/min，縱向進給運動時，快進V1=3m/min，快退V2=1.8m/min，工進V3=1.1m/min。</p><p>　　往復運動的加減速時間 </p><p>　　2.1.1橫向進給的負載分析</p><p>　　工作負載 Fk=4000N </p><p>　　慣性負載 Fm=（G

79、/g）*=（4500/9.81）*（5/0.4*60）=95.566N</p><p>　　阻力負載 靜摩擦阻力 ：Ffs=fs*G=0.2*4500=900N</p><p>　　動摩擦阻力：Ffd=fd*G=0.1*4500=450N</p><p>　　取液壓缸的機械效率，則液壓缸各階段負載如下：</p><p>　　工況

80、 計算公式 液壓缸的負載Fa（N） 液壓缸推力F（N）</p><p>　　啟動 F=Ffs 900 1000</p><p>　　加速 F=Ffd*Fm 545.566 606.184</

81、p><p>　　快速 F=Ffd 450 500</p><p>　　快退 F=Ffd 450 500</p><p>　　2.1.2縱向進給的負載分析</p><p&

82、gt;　　工作負載 Fk=4000N </p><p>　　慣性負載 Fm=（G/g）*=（4500/9.81）*（3/0.4*60）=57.339N</p><p>　　阻力負載 靜摩擦阻力 ：Ffs=fs*G=0.2*4500=900N</p><p>　　動摩擦阻力：Ffd=fd*G=0.1*4500=450N</p><p&g

83、t;　　取液壓缸的機械效率，則液壓缸各階段負載如下：</p><p>　　工況 計算公式 液壓缸的負載Fa（N） 液壓缸推力F（N）</p><p>　　啟動 F=Ffs 900 1000</p><p>　　加速 F=Ffd*Fm

84、 507.339 563.71</p><p>　　快速 F=Ffd 450 500</p><p>　　工進 F=Ffd+FR 445 0 4944.444</

85、p><p>　　快退 F=Ffd 450 500</p><p>　　2.1.3 運動分析（運動循環(huán)圖）</p><p>　　運動循環(huán)圖既是速度循環(huán)圖（V-t圖），它反映了執(zhí)行機構(gòu)在一個工作循環(huán)中的運動規(guī)律。</p><p>　　2.2 橫向進給運動的速度、負

86、載循環(huán)圖</p><p>　　2.3縱向進給運動的速度、負載循環(huán)圖</p><p>　　2.2 確定主要參數(shù)，繪制液壓執(zhí)行器工況圖</p><p>　　液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)包括壓力、流量和功率。通常首先選擇系統(tǒng)（即執(zhí)行器）設計壓力（也稱工作壓力或系統(tǒng)壓力）并按最大外負載和選定的設計壓力計算執(zhí)行器的主要幾何參數(shù)，然后根據(jù)對執(zhí)行器的速度（或轉(zhuǎn)速）要求，確定其流量。壓力和流

87、量一經(jīng)確定，即可確定功率，并作出液壓執(zhí)行器的工況圖。</p><p>　　2.2.1執(zhí)行器設計壓力的選取</p><p>　　液壓執(zhí)行器的設計壓力，多數(shù)情況下壓力可以自由選定，適當提高壓力可以降低成本；因此系統(tǒng)壓力有適當提高的趨勢，但是液壓系統(tǒng)的壓力受到所用元件的限制。</p><p>　　提高系統(tǒng)壓力可以使系統(tǒng)響應速度提高、輸出力增大、功率密度提高、管路的壓力速度

88、提高，并且不易發(fā)生執(zhí)行器低俗爬行的現(xiàn)象。但是提高壓力也會帶來一些問題。如：元件壽命縮短，易于發(fā)生閥的卡阻和自激振蕩。液壓工作介質(zhì)容易變質(zhì)，內(nèi)泄漏加大，油溫升高，必須采取措施防止漏油，相應的成本增加。</p><p>　　在此設計中經(jīng)過綜合考慮執(zhí)行器及其他液壓元件、輔件的尺寸、質(zhì)量、加工工藝性、成本、貨源及系統(tǒng)的可靠性和效率等因素，初選液壓缸的設計壓力為P1=12*105pa。</p><p&g

89、t;　　2.2.2 液壓執(zhí)行器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算</p><p>　　液壓缸的缸筒的內(nèi)徑，活塞桿的直徑及有效面積或液壓馬達的排量是其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。先由最大負載和選取的設計壓力及估計的機械效率算出有效面積或排量。</p><p>　　MM7125驅(qū)動裝置的液壓系統(tǒng)為低壓系統(tǒng)且為簡單，一般輕載節(jié)流系統(tǒng)，橫向運動的液壓缸的回路和縱向運動的回路，背壓力都取0.4MPa=4*105Pa，采用無桿腔進

90、油，有桿腔回油，取d=0.7D</p><p>　　Fmax=P1A1-P2A2 （2.1）</p><p>　　即12*105*（）*D2-4*105*（）*0.51* D2=4944.444N</p>&l

91、t;p>　　D=67.2mm。d=0.7*67.2=47.04mm</p><p>　　根據(jù)要求按標準取 D=70mm d=70*0.7=49mm</p><p>　　根據(jù)活塞桿直徑的標準值取得 d=50mm</p><p>　　∴A1=（）* D2=3846.5mm2</p><p>　　A2=（）* d2=1884 mm2

92、</p><p>　　A1， A2分別為無桿腔和有桿腔的實際有效工作面積。</p><p>　　2.2.3執(zhí)行器工況圖繪制</p><p>　　1. 橫向進給循環(huán)運動的計算</p><p>　　快進 啟動階段 負載F=1000N 進油腔壓力P1A1=F </p><p>　　∴P1=F

93、/A1=1000/3846.5*106=2.6*105Pa (2.2)</p><p>　　加速階段 負載F=606.184N 105 Pa= P2 </p><p>　　∴ P1=（F+ A2* P2）/ A1=（606.184+0.001884*400000）/0.0038465=3.535*105 Pa

94、 (2.3)</p><p>　　快速階段 負載F=500N 105 Pa= P2 </p><p>　　∴P1=（F+ A2* P2）/ A1=（500+0.001884*400000） /0.0038465=3.259*105 Pa </p><p>　　輸入流量Q=（A1- A2

95、）V=5*（3846.5-1884）*10-6=9.812L/min</p><p>　　P輸入= P1*Q=3.259*105*9.812*10-3/60=0.0533Kw</p><p>　　快退 啟動階段 負載F=1000N 進油腔壓力P1A2=F </p><p>　　∴P1=F/A2=1000/1884*106=5.308*

96、105Pa</p><p>　　加速階段 負載F=606.184N 105 Pa= P2 ∴ P1=（F+ A1* P2）/ A1=（606.184+0.003846*400000）/0.001884=11.384*105 Pa</p><p>　　快速階段 負載F=500N 105 Pa= P2 </

97、p><p>　　∴P1=（F+ A1* P2）/ A2=（500+0.003846*400000） /0.001884=10.82*105 Pa 輸入流量Q=（A1- A2）V=1.2*（3846.5-1884）*10-6=2.355L/min</p><p>　　P輸入= P1*Q=10.82*105*2.355*10-3/60=0.0424Kw</p><p&

98、gt;　　2. 橫向進給液壓缸工況圖</p><p>　　2.4 橫向進給液壓缸工況圖</p><p>　　3. 縱向進給循環(huán)運動的計算</p><p>　　快進 啟 動 階段 負載F=1000N 進油腔壓力P1A1=F </p><p>　　P1=F/A1=1000/3846.5*106=2.6*105Pa</p&

99、gt;<p>　　加速階段 負載F=563.71N 105 Pa= P2 ∴ P1=（F+ A2* P（563.71+0.001884*400000） /0.0038465=3.425*105 Pa</p><p>　　快速階段 負載F=500N 105 Pa= P2 </p><p>　　∴P1=（F+

100、 A2* P2）/ A1=（500+0.001884*400000） /0.0038465=3.259*105 Pa </p><p>　　輸入流量Q=（A1- A2）V=3*（3846.5-1884）*10-6=5.887L/min</p><p>　　P輸入= P1*Q=3.259*105*5.887*10-3/60=0.032Kw</p><p>　

101、　工進 負載F=4944.444N 105 Pa= P2 </p><p>　　∴P=（F+A2*P2）/ A1=（4944.444+0.001884*400000）/0.0038465=14.813*105 Pa </p><p>　　輸入流量Q=（A1- A2）V=1.1*（3846.5-1884）*10-6=2.159L/min

102、P輸入=</p><p>　　P1*Q=14.813*105*2.159*10-3/60=0.0622Kw</p><p>　　快退 啟動階段 F=1000N 進油腔壓力P1A2=F P1=F/A1=1000/1884*106=5.308*105Pa</p><p>　　加速階段 負載F=563.71N 105 Pa= P2 &

103、lt;/p><p>　　∴P1=（F+ A1* P2）/ A1=（563.714+0.003846*400000）/0.001884=11.159*105 Pa</p><p>　　快速階段 負載F=500N 105 Pa= P2 </p><p>　　∴P1=（F+ A1* P2）/ A2=（500+0.003846*400000）

104、 /0.001884=10.82*105 Pa </p><p>　　輸入流量Q=（A1- A2）V=1.8*（3846.5-1884）*10-6=3.533L/min</p><p>　　P輸入= P1*Q=10.82*105*1.57*10-3/60=0.0283Kw</p><p>　　4. 縱向進給液壓缸工況圖</p><p>　　

105、第3章 液壓油路的設計</p><p>　　本系統(tǒng)為PLC控制車床刀架液壓缸系統(tǒng)。對于精密車床，其加工工藝要求很高，為保證精密車床的高精度加工要求，驅(qū)動裝置的液壓系統(tǒng)要求相應也比較高。此液壓系統(tǒng)回路必須具有緩沖、調(diào)速、換向等功能。</p><p>　　第三章 油路的選擇</p><p>　　3.1.1 液壓回路的換向</p><p>　　采

106、用三位四通電液換向閥對回路進行控制。相對于電磁閥來說，電液換向閥在工作時其平穩(wěn)性更好，不易產(chǎn)生沖擊。通過電液換向閥電磁鐵得電狀況的改變，從而實現(xiàn)工作臺的換向來回循環(huán)運動。</p><p>　　3..1.2 液壓系統(tǒng)的緩沖</p><p>　　因為精密車床用于精加工，其工藝要求非常高，所以對于其本身平穩(wěn)性要求也很高。當運動件質(zhì)量較大，運動速度較高時，由于慣性力較大，具有很大的動能。在這種情況