液压动力滑台课程设计报告书

1、题 目 机床液压系统电气控制系统设计 姓名班级 学号 指导老师日 期 2013 年 1 月 3 日课程设计的任务要求。目录泵、电机、控制阀的初选。三、动力滑台液压系统工作原理。四、电磁铁调度表。五、采用 PLC设计方案。10六、采用普通电器元件设计方案。15七、总结。19参考文献一：课程设计的任务要求1.1 某液压动力滑台简介 液压动力滑台工作顺序为 : 夹紧工件 进给缸快速前进 一次进给 二次进给 死挡铁停留 滑台快退 进给缸停止 , 夹紧缸松 开.（ 见下面图 ） 已知进给缸最大负载 40000KN,工进速度为 5mm/min最大速度 6.4mm/min，对应负载为 2000KN.1.2

2、要求液压动力滑台能自动工作 , 又能各个动作进行单独调整 ;各工作循环有 照明显示 ; 有必要的电器连锁与保护 .1.3 设计任务初选泵和电机，以及初选控制主缸 （25） 的控制阀。简述液压动力滑台液压系统工作原理 , 绘制电磁铁调度表。 设计并绘制电器控制原理图 （ 采用普通电气元件控制和采用 PLC 控制两种方 案） ，选择电气元件 , 编写 PLC程序、调试，并制定元件目录表 .编制设计说明、使用说明书。列出设计参考书目录2113ST3242017152DT1DT14夹紧松 开19233DT161294108967115DT4DT二、 初选2.1 执行元件的选择1) 选取执行元件的工作压

3、力 P=5Mpa；2) 执行元件的主要结构参数的确定 由已知条件知，最大负载 F=40000N,快进时差动连接；则 D= d ,A 1=2A2工进时，根据手册， 查得对于回油路上有背压阀或者调速阀的， 背压阀取 0.51.5Mpa,选取 P2=0.5Mpa F=(A1P1-A2P2) m=A1P1-(A 2/2)P 2 m通常取 0.90.95 ；这里取 m=0.95得:A1=(F/ m)/(P 1-P2/2)=0.00886m 2又 D= =106.2mmd=D/ =75.1mm根据手册 GB/T2348-2001 ，将直径调整成就近标准值； 取 D=110mm d=80mm ； 则液压缸两

4、腔的实际有效作用面积为：A1= 2/4=95.03 10-4 m2A2=2- 2 /4=44.7710-4m22.2 选择液压泵1) 计算最大工作压力P1=(F/ m +P2A2)/A 1带入数据得 P1=4.666Mpa取 PP=1.3P1=6.066 Mpa2) 确定液压泵最大供油量qPkq maxk 系统的泄漏修正系数，一般取 1.11.3qmax 同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值快进时 q= 2V/4= /4 0.08 26.4 103 L/min=32.17 L/min快退时 q=- /4=/4 (0.11 -0.08 ) 6.4 10 L/min=L/min2 2 3工进时

5、 q=2V1/4=/4 0.11 20.05 103L/min=L/min取 k=1.2 带入的 q p=1.2 32.17 L/min=38.6L/min功率 P=PPqP= 3.903kw根据以上的最大工作压力和液压泵最大供油量；又为了使液压泵工作安全可靠， 液压泵应有一定的压力储备量，通常泵的额定压力可比工作压力高25%60%。泵的额定流量则宜与相当，不要超过太多，以免造成过大的功率损失。查阅手册 最后选取初选为：定量叶片泵 YB1： 2.5-100ml/min ；6.3MPa；960-1450r/minVm= q p/n=38600/1440=26.81ml/r2.3 选择电机Y112

6、-M4 型电动机 ；电动机功率为 4 KW；额定转速为 1440 r/min2.4 换向阀、调速阀、先导式溢流阀的选择1）换向阀： 24DF3 24EF3 34DF3 34EF320MPa 通径 4-16mm 6-80L/min2）调速阀： F（C）G-3 型： 31.5MPa；通径 10mm； 18L/min3）先导式溢流阀：高压： DB/DBWT型 ： 31.5MPa；通径 10/25/32mm；3L/min三、工作原理3.1 夹紧按下启动按钮， 夹紧液压缸 24 活塞下行将工件夹紧， 同时压力继电器 14 开 始动作，使得电磁铁 1YA得电。3.2 快进电磁铁 1YA通电，使电液换向阀

7、9 的先到电磁换向阀左位接通。在控制油的 压力作用下，使液动换向阀 9 左位接入系统主油路。此时，动力滑台处于空行阶 段，液压缸负载较小，系统压力较小，液压泵 1 的输出流量较大；同时液控顺序 阀 4 处于关闭状态，液压缸为差动连接方式，从而实现动力滑台的快进。 主油路油液流动路线为：1）进油：变量泵 1 单向阀 5 换向阀 9（左位） 行程阀 23（右位） 液 压缸 25 左腔2）回油： 液压缸 25 右腔 换向阀 9（左位） 单向阀 10 行程阀 23（右 位） 液压缸 25 左腔3.3 一工进当动力滑台快到预定位置时， 滑台上的行程挡块压下行程阀 23 使原来通过该 阀进入液压缸左腔的通

8、路被切断， 电磁铁 3YA断电，由于油液流经调速阀以及外 载荷的作用，系统压力升高，液控顺序阀 4 被打开，变量泵 1 自动减小其输出流 量，以便与调速阀 12 的开口相适应。主油路油液流动情况为：1）进油：变量泵 1 单向阀 5 换向阀 9（左位） 调速阀 12 电磁阀 13 （右位） 液压缸 25 左腔2）回油：液压缸 25 右腔换向阀 9（左位） 液控顺序阀 4 背压阀 3油箱34 二工进在一次进给结束后，挡块压下行程开关 ST2，使电磁铁 3YA通电，二位二通 电磁换向阀 13 左位工作，顺序阀 4 仍打开。主油路油液流动情况为：1）进油：变量泵 1单向阀 5 换向阀 9（左位） 调速

9、阀 12 调速阀 19 液压缸 25 左腔2）回油：液压缸 25 右腔 换向阀 9（左位） 液控顺序阀 4 背压阀 3 油箱3.5 死挡铁停留 当动力滑台以二工进的速度运行碰上死挡铁后，滑台停止运动。负荷的增加 使系统压力升高，压力继电器（ YJ） 21 发信号给时间继电器，经过一定的时间 延迟后，时间继电器发出信号是动力滑台返回。3.6 快退：在时间继电器发出信号后，死挡铁停留时间到后，时间继电器发出快 退信号，使电磁铁 1YA断电、电磁铁 3YA断电、电磁铁 2YA通电，液动换向阀 9 右位接通。这时系统压力下降，泵 1 输出的流量又自动增大，可以得到比较大的 快退速度。主油路油液流动情况

10、为：1）进油：变量泵 1单向阀 5换向阀 9（右位） 液压缸 25 右腔2）回油：液压缸 25 左腔 单向阀 20 换向阀 9（右位） 单向阀 8 油箱3.7 夹紧缸松开当动力滑台退回到原位时，活动挡块压下行程开关ST1，使电磁铁 2YA断电，电液换向阀回到中位，液压缸两腔封闭，滑台停止运动。 4YA得电，夹紧液压缸 活塞上行，工件松开时压力继电器 14 接点复位。当碰到行程开关 ST3 时， 5YA 得。3.8 卸荷5YA得电后使，电液压泵通过二位二通电磁换向阀 2 开始卸荷。四：电磁铁调度表表 4-1 液压动力滑台液压系统电磁铁及压力继电器调度表动作电磁铁及压力继电器通断状态状态1YA2Y

11、A3YA4YA5YASP14SP21进给 缸 25快进+-+-一工进+-+-二工进+-+-+-死挡铁停留+-+-+快退-+-+-夹紧 缸 24夹紧-+-松开-+-油泵卸荷-+-五、采用 PLC 设计方案5.1 I/O 端子分配表表 5-1 I/O 端子分配表输入X0启动按钮X10自动X7急停电机X11手动X1ST1X12手动快进 SB2X2ST2X13手动二工进 SB3X3ST3X14手动快退 SB4X4SP14X15手动停留 SB5X5SP21X16手动松开 SB6X6手动返回按钮X17手动卸荷 SB7输出Y01YAY11一工进指示灯Y12YAY11二工进指示灯Y23YAY12快退指示灯Y3

12、4YAY10夹紧指示灯Y45YAY13松开指示灯Y11快进指示灯Y14卸荷指示灯Y16电动机 KMY15照明灯Y17故障指示灯Y20蜂鸣报警器5.4 功能图设计说明 ：整个电路由特殊辅助继电器 M8002触发， 分为自动和手动两部分控制程序， 自动 部分主要用于机床自动加工， 手动部分主要用于对机床的各个动作进行单独调整 以及故障排除 .5.4.1 自动部分：各步除了完成指定的工作以外，还分别加入了时间继电器T1-T5，若在规定时间内没有完成工作，则继电器得电，故障指示灯 Y17 亮、蜂鸣器 Y20 报警，并使程 序跳转到初始步 S0，以下不重复说明。1）S20（启动电机 / 夹紧缸夹紧）：X

13、0、X10同时闭合， Y0（电动机）、电动机启动 同时， Y15表示电动机开启的指示灯亮 , 程序开始工作，夹紧指示灯 Y10亮. 若 规定时间 10S 内未完成工作则报警并自动跳转到初始步 S0。2） S21（快进、一工进）：压力继电器 14（X4）得电，输出 Y0（1YA），进给缸完 成快进、一工进，同时前进指示灯 Y11亮。当碰到行程开关 2ST,即 X2 变为 ON， S22变为活动步 。若规定时间 10S内未完成工作则报警并自动跳转到初始步 S0。3）S22（二工进）：输出 Y2（3YA）、Y0（1YA）, 前进指示灯 Y11亮，当二工进工作 完成时，压力继电器 21（X5）闭合，

14、S23 变为活动步。若规定时间 10S 内未完 成工作则报警并自动跳转到初始步 S0。4）S23（死挡块停留）：输出 Y2（3YA）、Y0（1YA），同时继电器 T0 开始计时，当 达到计时时间， S24 变为活动步。5）S24（快退）：输出 Y1（ 2YA）、 Y12（快退指示灯），电磁铁 2YA得电，液压缸25 开始快退工作，同时快退指示灯亮。当快退工作完成时，行程开关1ST闭合，即 X1为 ON，S25 变为活动步。若规定时间 10S 内未完成工作则报警并自动跳转 到初始步 S0。6）S25（夹紧缸松开）：输出 Y3（ 4YA）、Y13松开指示灯亮，电磁铁 4YA得电，液压缸 24开始松

15、开。当工作完成时，行程开关 3ST闭合，即 X3为 ON，S26变为活 动步。若规定时间 10S 内未完成工作则报警并自动跳转到初始步 S0。7）S26（油泵的卸荷）：输出 Y4（5YA）、 Y14卸荷指示灯亮，电磁铁 5YA得电， 当 T1 计时时间到， S20变为活动步。5.4.2 手动部分：手动部分各步输出与自动部分相同，在步 S20中加入了 6 个开关分别控制快进、 工进、快退、夹紧缸松开、油泵卸荷、手动急停。5.6 梯形图指令表程序STL S30OUT Y16LD M8002SET S00UTY15STLS0OUTY10LDX 0LDX12ANDX10SETS31SETS20LDX1

16、3LDX0SETS32ANDX11LDX14SETS30SETS33LDX15SETS34STLS20LDX16OUTY16SETS35OUTY15LDX17OUTY10SETS36OUTT1SPK200STLS31LDT1OUTY0CJMP S0OUTY11LDX4LDX2SETS21SETS30STLS21LDX7OUTY0SETS37OUTY11OUTT2SPK200STLS32LDT2OUTY0CJMP S0OUTY2LDX2OUTY11SETS22LDX5SETS30LDX7STLS22SETS37OUTY0OUTY2STLS33OUTY11OUTY0OUTT3OUTY2SPK300

17、OUTT0LDT3LDT0CJMP S0SETS30LDX5LDX7SETS23SETS37STLS23OUTY0STLS34OUTY2OUTY1OUTT0OUTY12SPK300LDX1LDT0SETS30SETS24LDX7SETS37STLS24OUTY1STLS35OUTY12OUTY3OUTT4OUTY13SPK200LDX3LDT4SETS30CJMP S0LDX7LDX1SETS37SETS25STLS36OUTY4OUTY14STLS25LDX6OUTY3SETS30OUTY13LDX70UTT5SETS37SPK200LDT5STLS37CJMP S0RSTY16LDX3SE

18、TS26LDT1ORT2ORT3STLS26ORT4OUTY4ORT5OUTY14SETM0SETS20LDM0OUTY17OUTY20END六、采用普通电气元件控制设计方案6.1 选择电气元件对于电气元件的选择，我们应注意以下几点：(1) 根据对控制元件功能的要求， 确定电气元件功能的要求， 确定电气元件类型。 如继电器与接触器， 当元件用于通， 断功率较大的主电路时， 应选择交流接触器； 若元件用于切换功率较小的电路(如控制电路)时，则应选择中间继电器；若伴 有延时要求时，则应选用时间继电器。(2) 根据电气控制的电压，电流及功率的大小来确定元件的规格，满足元器件的 负载能力及使用寿命。(

19、3) 掌握元器件预期的工作环境及供应情况，如防油，防尘，货源等。(4) 为了保证一定的可靠性，采用相应的降额系数，并进行一些必要的技术和校 核。根据以上步骤及参考资料的查找制定了本课程设计中继电器元件表(见表 3-2 )表 6-1 电动机和电器元件明细表代号名称型号QF总电源开关HZ1-60/3FU熔断器RL1-60/40FU1熔断器RL1-15/4FU2熔断器RL1-15/4FU3熔断器RL1-15/4FU4熔断器RL1-15/4FR热继电器JR10-10 10 AKM启动接触器CJO-40K-6K接触器JZ7-44 127 V1YA-5YA电磁铁36 VTL1直流变压器BK-150 380

20、/127/36 VTL2变压器BK-150 380/127/36 VSB总停止按钮LA2SB1电机启动按钮LA2SB2快进、一工进按钮LA2SB3二工进按钮LA2SB4挡块停留按钮LA2SB5快退按钮LA2SB6松开按钮LA2SB8卸荷LA21ST-3ST行程开关LX3-11HYJ压力继电器PFTL4HL照明灯JC6-1SA1照明灯开关TCL A6HL1-HL7指示灯XD1 6.3V6.2 电气控制图6.3 电气 控制 电路 图设 计说 明1）照 明电 路 ：由 变压器 TL2 输 出交流 电 36V，并 由开关 SA1 控 制照明灯 HL。2）启动电机 ：开关 SB1闭合，使继电器 K 得电

21、并保持得电状态， K 闭合使 KM 闭合，电机启动。3）快进、一工进 ：开关 SB2闭合，继电器 1K 得电并保持得电状态，从而使电 磁铁 1YA、，液压缸 25 进行快进工作、并且完成一工进。当到指定位置时，碰到 行程开关 2ST时，使快进快进、一工进电路断开。4）二工进 ：闭合开关 SB3,电磁铁 1YA保持得电，继电器 2K 得电并保持得电状 态，从而使电磁铁 3YA得电，液压缸 25 开始二工进。当工进到指定位置时，继 电器 21 得电，使二工进电路断开。5）死挡块停留 ：闭合开关 SB4，继电器 3K得电，使电磁铁 3YA得电，同时时 间继电器开始计时，死挡块停留。6）快退 ：当计时

22、时间到，闭合开关 SB5，继电器 4K得电，从而使电磁铁 2YA得 电，液压缸 25 开始快退，当碰到行程开关 1ST时，快退电路断开。7）夹紧缸松开 ：闭合开关 SB6，继电器 5K得电，从而使电磁铁 4YA得电，夹 紧缸 24 开始松开，当碰到行程开关 3ST时，松开电路断开。8）油泵卸荷 ：闭合开关 SB7，继电器 6K 得电，从而使电磁铁 5YA得电，油泵 开始卸荷。9）原位停止 ：当按下开关 SB时，电磁铁均失电复位 在满足机床液压系统基本工作的前提下， 添加了各电路的互锁与过载保护。 并且 设计了指示灯电路，使机床处于各工作状态时都有指示灯显示，方便操作。七、总结这次课程设计是在充分分析了液压动力滑台的液压传动系统及工作原理的 基础上设计的， 而且更加充分的明白了液压系统 “快进一工进二工进停留快退原位停止” 六种工况各自的液压回路以及组合缸的工作。 同时根据控制 要求，一方面设计了液压动力滑台 PLC控制系统的顺序功能图并设计出了 PLC的 外部接线图，另一方面也根